JPH075836A - 画像形成装置及び画像形成方法 - Google Patents

画像形成装置及び画像形成方法

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JPH075836A
JPH075836A JP6056124A JP5612494A JPH075836A JP H075836 A JPH075836 A JP H075836A JP 6056124 A JP6056124 A JP 6056124A JP 5612494 A JP5612494 A JP 5612494A JP H075836 A JPH075836 A JP H075836A
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signal
electron beam
electron
color
image forming
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Hiroaki Toshima
博彰 戸島
Eiji Yamaguchi
英司 山口
Tomotake Suzuki
朝岳 鈴木
Yasuyuki Todokoro
泰之 外處
Hidetoshi Suzuki
英俊 鱸
Toshihiko Takeda
俊彦 武田
Seiji Isono
青児 磯野
Yoshiyuki Osada
芳幸 長田
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Canon Inc
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    • H01J2201/3165Surface conduction emission type cathodes

Abstract

(57)【要約】 【目的】表面伝導型電子放出素子を用いた画像形成装置
において、階調表現特性に優れ、しかもカラー化した場
合の色ずれ、色バランス当の制御を受像起臥輪で容易に
実現できる画像形成装置および方法を提供する。 【構成】マトリクス回路314およびガンマ補正回路3
13,315により、NTSC信号をRGB信号に変換
する。このとき、各色の蛍光体の発光輝度特性の非線形
性を補正するように変換される。パルス幅変調回路31
6は、蛍光体の発光輝度特性の非線形性が線形に補正さ
れた信号に対してパルス幅変調を実行する。このとき、
線形に変換された各色の蛍光対語との発光輝度特性のば
らつきを補正すべく、各色信号に重畳される信号が決定
される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、電子源及びその応用で
ある表示装置等の画像形成装置に関わり、特に冷陰極電
子源を平面上に2次元に複数個配設してカラー表示を行
う画像形成装置及び画像形成方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、電子放出素子として熱電子源と冷
陰極電子源の2種類が知られている。
【0003】冷陰極電子源には電界放出型(以下FEと
略す)、金属/絶縁層/金属型(以下MIMと略す)や
表面伝導型電子放出素子(以下SCEと略す)等があ
る。
【0004】FE型の例としては、W.P.Dyke & W.W.Dol
an, "Filed emission", Advance inElectron Physics,
8,89(1956) や、C.A.Spindt, "PHYSICAL properties of
thin-film field emission cathodes with molybdeniu
m cones", J.Appl phys., 47,5248(1976) 等が知られて
いる。
【0005】又、MIM型の例としては、C.A.Mead, "T
he tunnel-emission amplifier", J.Appl.Phys., 32,64
6(1961)等が知られている。
【0006】更に、SCE型の例としては、M.I.Elinso
n, Radio Eng. Electron Pys. 10,(1965)等がある。
【0007】SCE型は基板上に形成された小面積の薄
膜に、膜面に平行に電流を流すことにより、電子放出が
生ずる現象を利用するものである。
【0008】この表面伝導型電子放出素子としては、前
述のエリンソン(Elinson) 等によるSnO2薄膜を用い
たもの、Au薄膜によるもの(G.Dittmer:"Thin Solid Fi
lms"、9,319(1972))In2O3/SnO2薄膜によるもの
(M.Hartwell and C.G.Fonstad;"IEEE Trans.ED Conf."
、519(1975))、カーボン薄膜によるもの(荒木久
他:真空、第26巻、第1号、22頁(1983)) 等が報告
されている。
【0009】これらの表面伝導型電子放出素子の典型的
な素子構成として前述のM.Hartwell(M.ハートウェ
ル)の素子構成を図33に示す。同図において、250
1は絶縁性基板である。2502はH型の電子放出部形
成用薄膜で、スパッタで形成された形状金属酸化物薄膜
等からなり、後述のフォーミングと呼ばれる通電処理に
より電子放出部2503が形成される。2504は電子
放出部形成用薄膜に電子放出部2503が形成されたも
ので、電子放出部を含む薄膜と呼ぶ。尚、図中のL1は
0.5〜1mm、Wは0.1mmに設定される。
【0010】従来、これらの表面伝導型電子放出素子に
おいては、電子放出を行う前に電子放出部形成用薄膜2
502に予めフォーミングと呼ばれる通電処理によって
電子放出部2503を形成するのが一般的である。ここ
で、フォーミングとは、電子放出部形成用薄膜2502
の両端に電圧を印加通電し、電子放出部形成用薄膜25
02を局所的に破壊、変形もしくは変質せしめ、電気的
に高抵抗な状態にした電子放出部2503を形成するこ
とである。
【0011】尚、フォーミングプロセスにより電子放出
部形成用薄膜2502の一部に亀裂が発生し、その亀裂
の付近から電子放出が行われる。前記フォーミング処理
をした表面伝導型電子放出素子は上述電子放出部を含む
薄膜2502に電圧を印加し、素子に電流を流すことに
より、上述電子放出部2503より電子を放出せしめる
ものである。
【0012】これら従来の表面伝導型電子放出素子にお
いては、実用化にあたっては、様々な問題があったが、
発明者等は、後述する様々な改善を鋭意検討し、実用化
上の様々な問題点を解決してきた。
【0013】上述の表面伝導型電子放出素子は、構造が
単純で製造も容易であることから、大面積にわたり多数
の素子を配列形成できる利点がある。そこで、この特徴
を生かせるようないろいろな応用が研究されている。例
えば、荷電ビーム源、表示装置等があげられる。多数の
表面伝導型電子放出素子を配列形成した例としては、並
列に表面伝導型電子放出素子を配列し、個々の素子の両
端を配線にてそれぞれ結線した行を多数行配列した電子
源があげられる(例えば、本出願人による特開平1−0
31332)。
【0014】また、特に表示装置等の画像形成装置にお
いては、近年、液晶を用いた平板型表示装置がCRTに
替わって普及してきたが、自発光型でないためバックラ
イトを持たなければならない等の問題点があり、自発光
型の表示装置の開発が望まれてきた。
【0015】上記表面伝導型電子放出素子は、構造が単
純で製造も容易であることから、大面積にわたり多数素
子を配設出来る利点がある。そこで、この特徴を生かせ
る様な各種の応用がなされている。
【0016】
【発明が解決しようとする課題】次に、上述の従来知ら
れてきた表面伝導型電子放出素子を用いて試みられた画
像表示装置において発生していた問題点について説明す
る。
【0017】例えば、特公昭45−31615において
は、図34および図35に示す表示装置が開示されてい
る。尚、図35は図34のA方向より見た状態を表して
いる。この表示装置においては、直列に接続された横電
流型電子放出体2512と、これと格子を形成する如く
帯状の透明電極2514とが配設される。そして、横電
流型電子放出体2512と透明電極2514との間に
は、小さな孔2513′を有するガラス板2513が配
置される。ここで、ガラス板2513は、その孔251
3′が横電流型電子放出体2512と透明電極2514
とが交差する位置にくるように配設される。更に、孔2
513′にはガスが封入されており、電子を放出してい
る横電流型電子放出体2512と加速電圧E2の加えら
れた透明電極2514の交点のみがガス放電によって発
光する。
【0018】前記特公昭45−31615では、横電流
型電子放出体2512に関する詳しい説明はないが、記
載された材料(金属薄膜,ネサ膜)やネック部251
2′の構造が従来技術の項で述べた表面伝導型電子放出
素子と同一であることから、表面伝導型電子放出素子の
範疇に含まれるものと考えられる(なお、本願発明者ら
が用いた表面伝導型電子放出素子という呼称は、薄膜ハ
ンドブックの記載に準じたものである)。
【0019】以下に上記表示装置の問題点を列記する。
【0020】(1)上記表示装置においては、横電流型
電子放出体から放出された電子を加速しガス分子と衝突
せしめて放電させるものであるが、横電流放出体に同じ
電流を流しても、放電発光輝度がばらついたり、同一画
素でも輝度が変動するという問題があった。この原因と
しては、放電強度はガスの状態に大きく依存するもので
あり制御性がよくないこと、および横電流型電子放出素
子の出力が実験例として紹介されている様な15mmHg程
度の圧力下では必ずしも安定でないことなどがあげられ
る。この為、該表示装置は多階調の表示が困難であり、
使用用途が限定された。
【0021】(2)上記表示装置においては、封入する
ガス種を変える事により発光色を変えることが可能だ
が、一般に放電発光で得られる可視光波長は限定されて
おり、必ずしも広い範囲の色を表現できるものではな
い。また、ガスの種類によって放電発光の最適圧力も異
なる場合が多い。従って、一枚のパネルでカラー化しよ
うとすると、孔毎に封入するガスの種類や圧力を替える
必要があり、パネルの構造を著しく困難にしてしまう。
また、異なるガスを封入した3枚のパネルを積層する等
してカラー化するのは、現実的ではなかった。
【0022】(3)上記表示装置においては、横電流型
電子放出体の作成された基板、透明電極、ガスを封入し
た孔等の構成要素の組み合わせであるため、構造が複雑
であり安価な表示装置を提供することが困難であった。
また、前記公報中に例示されたように、放電発光の閾値
電圧が35Vと高い為、パネルを駆動する電気回路には
高い耐圧の電気素子を使用する必要があり、これも上述
の表示装置の費用を増大させる原因となっていた。
【0023】従来の表面伝導型電子放出素子を用いてガ
ス中で放電させて発光、発色する場合には、上述のよう
な問題点があった。
【0024】一方、表面伝導型電子放出素子を備えた画
像表示装置における発光、発色のための構成要素の一つ
として蛍光体を用いる方法がある。しかしながら、蛍光
体の発光輝度は、照射される電流の密度に対して、ある
特性を持っており、一般にはそれは非線形である。ま
た、色の三原色(赤(R),緑(G),青(B))の夫
々について、その特性は同一ではない。従って、照射電
流値をRGB各色について同一の変化量とした場合、変
化前と変化後のRGB各色の発光輝度の比は一般にな
る。即ち、色のバランスが異なってしまうことになる。
【0025】本発明は、上述の問題点を鑑みてなされた
もので、表面伝導型電子放出素子を用いた画像形成装置
において、階調表示特性に優れ、かつ、カラー化した場
合の色ずれ、色バランス等の制御を容易に実現できる画
像形成装置及び画像形成方法を提供することを目的とす
る。
【0026】
【課題を解決するための手段】及び
【作用】上記目的を達成するために本発明の画像形成装
置は以下の様な構成を備える。すなわち、 (1)真空容器内に少なくとも、基板上に複数の表面伝
導型放出素子を配列した電子ビーム発生源と、電子ビー
ムの照射により発光する赤,緑,青の3原色の蛍光体と
を備え、画像信号に基づいて蛍光体に照射する電子ビー
ムを変調するための変調手段とを具備する画像形成装置
であって、前記変調手段は画像信号のガンマを補正する
ための補正手段を有するものである。
【0027】本発明のカラー表示装置において用いられ
る画像形成方法は、前記補正手段によりあらかじめ補正
された画像信号に基づいて電子ビームを変調することに
より画像を形成する方法である。
【0028】(2)本発明のカラー表示装置に用いられ
得る電子ビーム発生源の第1の構成は、基板上に複数の
表面伝導型放出素子を2次元的に配列し、行方向配線と
列方向配線により各素子をマトリクス状に結線した電子
ビーム発生源である。
【0029】(3)上記第1の構成の電子ビーム発生源
を備えたカラー表示装置においては、変調手段は、表面
伝導型放出素子の(放出電流強度)対(印加電圧)のガ
ンマ特性に基づいて画像信号を補正するための補正手段
を備える。
【0030】(4)また、前記変調手段は、蛍光体の
(発光強度)対(照射電子ビーム量)のガンマ特性に基
づいて画像信号を補正するための補正手段を備える。
【0031】(5)また、本発明のカラー画像表示装置
に用いられ得る電子ビーム発生源の第2の構成は、基板
上に行方向に沿って複数の表面伝導型放出素子を配列し
た素子群と、基板上もくしは基板外に行方向とほぼ直交
する列方向に沿ってグリッド電極を配列した電極列を備
える電子ビーム発生源である。
【0032】(6)上記第2の構成の電子ビーム発生源
を備えたカラー画像表示装置においては、変調手段は、
蛍光体の(発光強度)対(照射電子ビーム量)のガンマ
特性に基づいて画像信号を補正するための補正手段を備
える。
【0033】(7)また、変調手段は、グリッド電極の
(透過電子ビーム量)対(グリッド電極印加信号)のガ
ンマ特性に基づいて画像信号を補正するための補正手段
を備える。
【0034】(8)本発明のカラー画像表示装置におい
て、蛍光体に照射する電子ビームを変調する第1の変調
方式は、ガンマ補正された画像信号に基づいて蛍光体に
電子ビームを照射する時間(パルス)の長さを変調する
方式である。
【0035】(9)上記第1の変調方式のカラー画像装
置において、変調手段は、電子ビームを変調するための
変調信号を各色成分(赤,緑,青)ごとに独立に調整す
る手段を備える。
【0036】(10)電子ビームを変調するための変調
信号を各色成分(赤,緑,青)ごとに独立に調整する手
段の第1は、ガンマ補正した画像信号の各色成分ごとに
個別に比較器を有し、各比較器の比較基準と画像信号と
の相対的関係を独立に調整する手段である。
【0037】(11)電子ビームを変調するための変調
信号を各色成分(赤,緑,青)ごとに独立に調整する手
段の第2は、ガンマ補正した画像信号の各色成分ごとに
独立に増幅率を調整可能な増幅器と比較器とを有し、前
記増幅器で増幅された画像信号を比較器で基準値と比較
して変調パルスを発生する手段である。
【0038】(12)電子ビームを変調するための変調
信号を各色成分(赤,緑,青)ごとに独立に調整する手
段の第3は、ガンマ補正した画像信号の各色成分ごとに
個別にパルス幅変調器を有し、各パルス幅変調器の動作
基準クロックの周波数を独立に調整する手段である。
【0039】(13)本発明のカラー画像表示装置にお
いて、蛍光体に照射する電子ビームを変調する第2の変
調方式は、ガンマ補正された画像信号に基づいて蛍光体
に照射する電子ビームの電流振幅を変調する方式であ
る。
【0040】(14)上記第2の変調方式のカラー画像
表示装置において、変調手段は、電子ビームを変調する
ための変調信号を各色成分(赤,緑,青)ごとに独立に
調整する手段を備える。
【0041】(15)電子ビームを変調するための変調
信号を各色成分(赤,緑,青)ごとに独立に調整する手
段の第1は、ガンマ補正した画像信号の各色成分ごとに
個別にレベルシフト器を有し、各レベルシフト器のシフ
ト量を独立に調整する手段である。
【0042】(16)電子ビームを変調するための変調
信号を各色成分(赤,緑,青)ごとに独立に調整する手
段の第2は、ガンマ補正した画像信号の各色成分ごとに
個別に増幅器を有し、各増幅器の増幅率を独立に調整し
て増幅する手段である。
【0043】本発明によれば、上記の構成により、階調
の情報を含む各色信号は、表面伝導型電子放出素子を備
えたカラー発光パネルの発光特性に基づいて変換され
る。そして、変換された各色信号に基づいて発光パネル
を駆動することにより、色バランス,色ズレ等を補正し
た画像が得られる。
【0044】以下に、本発明の画像形成装置の好ましい
態様について述べる。
【0045】(態様1)本発明のカラー表示装置は、真
空容器内に少なくとも、基板上に複数の表面伝導型放出
素子を配列した電子ビーム発生源と、電子ビームの照射
により発光する赤,緑,青の3原色の蛍光体とを備え、
画像信号に基づいて蛍光体に照射する電子ビームを変調
するための変調手段とを具備する画像形成装置であっ
て、前記変調手段は画像信号のガンマを補正するための
補正手段を有するものである。
【0046】ここで、上記真空容器は、内面に3原色の
蛍光体を形成した透光性のフェースプレートと底板,側
壁などにより構成され、容器内部はたとえば10ー5[t
orr]ないしは10ー7[torr]の真空度に維持さ
れている。すなわち本装置は、従来技術の問題点で述べ
たガスの放電をともなう装置と事なり、真空中を飛翔す
る電子ビームで3原色の蛍光体を直接照射するために、
安定した発光を得ることができる。
【0047】本発明のカラー表示装置において用いられ
る画像形成方法は、前記補正手段によりあらかじめガン
マを補正された画像信号に基づいて電子ビームを変調す
ることにより画像を形成する方法である。
【0048】すなわち、たとえばNTSC方式やPAL
方式やSECAM方式や高品位テレビをはじめとする種
々の画像信号を、表面伝導型放出素子を電子源部に備え
た表示パルスの表示特性(ガンマ特性)に合わせてあら
かじめ補正し、補正された画像信号に基づいて該表示パ
ネルを変調することにより原画像に忠実な表示画像を得
るものである。
【0049】なお、本発明のカラー表示装置の複数の表
面伝導型放出素子を配列した電子源については態様2と
態様5で述べる。
【0050】また、表示パネルのガンマに合わせて補正
する手段については態様3,態様4,態様6,態様7で
述べる。
【0051】また、電子ビームを変調する方式について
は態様8,態様9で述べる。
【0052】(態様2)本発明のカラー表示装置に用い
られ得る電子ビーム発生源の第1の構成は、基板上に複
数の表面伝導型放出素子を2次元的に配列し、行方向配
線と列方向配線により各素子をマトリクス状に結線した
電子ビーム発生源である。
【0053】すなわち、電気的に絶縁性の基板上に、表
面伝導型放出素子をM×N個(M,Nは正の整数)行列
状に配列形成し、N本の行方向配線とM本の列方向配線
でマトリクス乗に結線したもので、前記配線に適宜駆動
信号を印加することにより所望の表面伝導型放出素子か
ら電子ビームを放出させるものである。本電子ビーム発
生源においては、前記駆動信号の振幅もしくは時間的長
さを変更することにより、表面伝導型放出素子から放出
される電子ビームの強度もしくは電荷量を容易に制御す
ることができる。
【0054】(態様3)上記第1の構成の電子ビーム発
生源を備えたカラー表示装置においては、変調手段は、
表面伝導型放出素子の(放出電流強度)対(印加電圧)
のガンマ特性に基づいて画像信号を補正するための補正
手段を備える。
【0055】表面伝導型放出素子の放出電流強度は、一
般に印加電圧に対してしきい値を有し、またしきい値以
上の電圧の増加に対しては非線形に増大する。したがっ
て、画像信号に補正を加えずに表面伝導型放出素子を駆
動して電子ビームを蛍光体に照射した場合、画像信号の
あるレベル以下に対しては、素子にはしきい値以下の電
圧しか印加されないため発光せず、また画像信号のある
レベル以上に対しては、輝度が急激に変化するといった
問題が発生した。
【0056】本発明によるカラー画像表示装置において
は、表面伝導型放出素子の有する特有の電子ビーム出力
特性(ガンマ特性)を考慮した補正をあらかじめ画像信
号に対して行うことにより、原画像により忠実な表示を
実現したものである。
【0057】(態様4)また、上記第1の構成の電子ビ
ーム発生源を備えたカラー表示装置においては、変調手
段は、蛍光体の(発光強度)対(照射電子ビーム量)の
ガンマ特性に基づいて画像信号を補正するための補正手
段を備える。
【0058】すなわち、赤,緑,青の各蛍光体は、照射
される電子ビーム量に対して非線形に発光強度が変化す
るうえ、各色ごとに異なる特性カーブを有する。したが
って、画像信号に補正を加えずに電子ビームを蛍光体に
照射した場合、輝度や色彩が原画像からずれてしまうと
いった問題が発生した。
【0059】本発明によるカラー画像表示装置において
は、各色の蛍光体が有する発光特性を考慮した補正をあ
らかじめ画像信号に対して行うことにより、原画像によ
り忠実な表示を実現したものである。
【0060】なお、上記の態様3および態様4に用いる
補正手段は、画像情報をアナログ値として扱うものか、
またはデジタル値として扱うものかのいずれかであって
も差し支えない。
【0061】(態様5)また、本発明のカラー画像表示
装置に用いられ得る電子ビーム発生源の第2の構成は、
基板上に行方向に沿って複数の表面伝導型放出素子を配
列した素子群と、基板上もくしは基板外に行方向とほぼ
直交する列方向に沿ってグリッド電極を配列した電極列
を備える電子ビーム発生源である。
【0062】すなわち、電気的に絶縁性の基板上に、表
面伝導型放出素子をM×N個(M,Nは正の整数)行列
状に配列形成し、行方向に並ぶもの同志を電気的に並列
に配線したもので、1行あたりM個の素子が並列配線さ
れた素子行をN行備えるものである。
【0063】前記配線に適宜駆動信号を印加することに
より、任意の素子行からM本の電子ビームを同時に出力
させることができる。
【0064】また、上記絶縁基板上もしくは基板外に
は、行方向と直交する列方向に沿ってM本のグリッド電
極が設けられているが、各グリッド電極には各表面伝導
型放出素子に対応した電子ビーム透過口が形成されてい
る。
【0065】グリッド電極に適宜電圧信号を印加するこ
とにより、表面伝導型放出素子から出力された電子ビー
ムの透過量を制御することが可能である。
【0066】すなわち、本電子ビーム発生源において
は、グリッド電極に印加する信号の振幅もしくは時間的
長さを変更することにより、グリッド電極を透過する電
子ビームの強度もしくは電荷量を容易に制御することが
できる。
【0067】(態様6)上記第2の構成の電子ビーム発
生源を備えたカラー画像表示装置においては、変調手段
は、蛍光体の(発光強度)対(照射電子ビーム量)のガ
ンマ特性に基づいて画像信号を補正するための補正手段
を備える。
【0068】すなわち、赤,緑,青の各蛍光体は、照射
される電子ビーム量に対して非線形に発光強度が変化す
るうえ、各色ごとに異なる特性カーブを有する。したが
って、画像信号に補正を加えずに電子ビームを蛍光体に
照射した場合、輝度や色彩が原画像からずれてしまうと
いった問題が発生した。本発明によるカラー画像表示装
置においては、各色の蛍光体が有する発光特性を考慮し
た補正をあらかじめ画像信号に対して行うことにより、
原画像により忠実な表示を実現したものである。
【0069】(態様7)また、変調手段は、グリッド電
極の(透過電子ビーム量)対(グリッド電極印加信号)
のガンマ特性に基づいて画像信号を補正するための補正
手段を備える。
【0070】すなわち、表面伝導型放出素子とグリッド
電極を組み合わせた電子ビーム源においては、グリッド
電極を透過する電子ビームの強度は、グリッド電極に印
加する電圧に対してしきい値を有し、またしきい値以上
の電圧に対しては非線形に変化する。もちろん、特性曲
線は表面伝導型放出素子の材料や形状およびグリッド電
極の形状や位置により異なるが、一般によく知られた熱
陰極とグリッド電極とを組み合わせた電子ビーム源など
とは異なる特性を示す。
【0071】したがって、画像信号に補正を加えずに表
面伝導型放出素子およびグリッド電極を駆動して電子ビ
ームを蛍光体に照射した場合、画像信号のあるレベル以
下に対しては、グリッド電極にはしきい値以下の電圧し
か印加されないため発光せず、また画像信号のあるレベ
ル以上に対しては、輝度が急激に変化するといった問題
が発生した。
【0072】本発明によるカラー画像表示装置において
は、表面伝導型放出素子とグリッド電極を組み合わせた
電子ビーム源の有する特有の電子ビーム透過特性を考慮
した補正をあらかじめ画像信号に対して行うことによ
り、原画像により忠実な表示を実現したものである。
【0073】なお、上記の態様6および態様7に用いる
補正手段は、画像情報をアナログ値として扱うものか、
またはデジタル値として扱うものかのいずれかであって
も差し支えない。
【0074】(態様8)本発明のカラー画像表示装置に
おいて、蛍光体に照射する電子ビームを変調する第1の
変調方式は、ガンマ補正された画像信号に基づいて蛍光
体に電子ビームを照射する時間(パルス)の長さを変調
する方式である。
【0075】蛍光体に照射する時間の長さを変調する手
段は、より具体的にはガンマ補正された画像情報の輝度
レベルに応じて電子ビーム源に印加する信号を変調する
もので、たとえば前記態様2の電子ビーム源においては
表面伝導型放出素子に印加する駆動信号の長さを変調
し、また前記態様5の電子ビーム源においてはグリッド
電極に印加する電圧信号の長さを変調する。
【0076】(態様9)また、上記第1の変調方式のカ
ラー画像装置において、変調手段は、電子ビームを変調
するための変調信号を各色成分(赤,緑,青)ごとに独
立に調整する手段を備える。
【0077】すなわち、各色(赤,緑,青)の蛍光体に
対応して設けられた電子ビーム源について、電子ビーム
が照射する時間を各色ごとに独立に変更できるよう調整
手段を設けたものである。
【0078】上記調整手段は、カラー画像表示装置の製
造時に適切な色バランスが得られるよう製造者が設定す
るが、以降、使用者が好みに応じて設定を変更できるよ
うに構成するのが望ましい。
【0079】(態様10)電子ビームを変調するための
変調信号を各色成分(赤,緑,青)ごとに独立に調整す
る手段の第1は、ガンマ補正した画像信号の各色成分ご
とに個別に比較器を設け、各比較器の比較基準と画像信
号との相対的関係を独立に調整する手段である。
【0080】すなわち、画像信号の各色成分を輝度に応
じて振幅が変化する鋸歯状の波形とし、これらを基準値
と比較して輝度に応じてパルスの幅が変化するようなパ
ルス幅変調信号に変換する。その際に各色成分ごとに個
別に比較器を設け、各々独立に基準値を設定したり変更
したりできるような構成とするものである。なお、調整
する手段は、要は鋸歯状の波形と基準値の相対的関係を
各色成分ごとに調整できるものであればよいので、場合
によっては各色成分ごとに鋸歯状の波形にバイアスを付
与する手段を設けて、バイアス量を独立に調整できるよ
うにしてもよい。
【0081】(態様11)電子ビームを変調するための
変調信号を各色成分(赤,緑,青)ごとに独立に調整す
る手段の第2は、ガンマ補正した画像信号の各色成分ご
とに独立に増幅率を調整可能な増幅器と比較器を設け、
前記増幅器で増幅された画像信号を比較器で基準値と比
較して変調パルスを発生する手段である。
【0082】なお、上記の態様10および態様11に用
いる調整手段は、信号をアナログ値として扱うものか、
またはデジタル値として扱うものかのいずれの電気回路
で構成しても差し支えない。
【0083】(態様12)電子ビームを変調するための
変調信号を各色成分(赤,緑,青)ごとに独立に調整す
る手段の第3は、ガンマ補正した画像信号の各色成分ご
とに個別にパルス幅変調器を設け、各パルス幅変調器の
動作基準クロックの周波数を独立に調整する手段であ
る。
【0084】すなわち、たとえば、基準クロックの数を
係数するカウンタと、カウンタの係数値と画像信号のデ
ータとを比較し、両者の値が等しくなるまでパルスを発
生するように構成されたパルス幅変調器において、各色
成分ごとに独立して基準クロックの周波数を調整できる
ような構成としたものである。
【0085】(態様13)本発明のカラー画像表示装置
において、蛍光体に照射する電子ビームを変調する第2
の変調方式は、ガンマ補正された画像信号に基づいて蛍
光体に照射する電子ビームの電流振幅を変調する方式で
ある。
【0086】すなわち、上記態様8で述べた電子ビーム
を照射する時間的な長さを変調する方式とは事なり、画
像情報の輝度レベルに応じて電子ビーム源に印加する電
圧信号の振幅を変調するもので、たとえば前記態様2の
電子ビーム源においては表面伝導型放出素子に印加する
駆動電圧の振幅を変調し、また前記態様5の電子ビーム
源においてはグリッド電極に印加する電圧信号の振幅を
変調する。
【0087】(態様14)上記第2の変調方式のカラー
画像表示装置において、変調手段は、電子ビームを変調
するための変調信号を各色成分(赤,緑,青)ごとに独
立に調整する手段を備える。
【0088】すなわち、各色(赤,緑,青)の蛍光体に
対応して設けられた電子ビーム源について、電子ビーム
の電流振幅を各色ごとに独立に変更できるよう調整手段
を有するものである。
【0089】上記調整手段は、カラー画像表示装置の製
造時に適切な色バランスが得られるよう製造者が設定す
るが、以後、使用者が好みに応じて設定を変更できるよ
うに構成するのが望ましい。
【0090】(態様15)上記態様14において、電子
ビームを変調するための変調信号を各色成分(赤,緑,
青)ごとに独立に調整する手段の第1は、ガンマ補正し
た画像信号の各色成分ごとに個別にレベルシフト器を有
し、各レベルシフト器のシフト量を独立に調整する手段
である。
【0091】すなわち、画像信号を適宜増幅し、電子ビ
ーム発生源の駆動信号を変調する際、前記ガンマ補正後
の画像信号もくしはそれを増幅した後の信号に対して、
各色成分ごとにレベルシフト器を有し、シフト量を調整
するものである。
【0092】(態様16)また、上記態様14におい
て、電子ビームを変調するための変調信号を各色成分
(赤,緑,青)ごとに独立に調整する手段の第2は、ガ
ンマ補正した画像信号の各色成分ごとに個別に増幅器を
有し、各増幅器の増幅率を独立に調整して増幅する手段
である。
【0093】以上説明した態様のうち、態様2の電子ビ
ーム発生源においては態様8もしくは態様13の変調方
式を用いることが可能で、また態様5の電子ビーム発生
源においても同様に態様8もしくは態様13の変調方式
が可能である。
【0094】また、態様3および態様4はいずれ片方だ
けを実施しても効果的であるが、両方を合わせて行うこ
とにより、さらに一層忠実な表示が可能となる場合があ
り、両方を合わせて行うのが好ましい。
【0095】また、上記の態様6および態様7は、単独
に用いても効果的であるが、両方を合わせて行うことに
より、さらに一層忠実な表示が可能となる場合があり、
両方を合わせて行うのが好ましい。
【0096】また、上記の態様10および態様11は、
単独に行なっても効果があったが、組み合わせて行った
ところ画質が大幅に向上した。
【0097】また、上記の態様15および態様16は、
単独に用いても効果的であるが、両方を合わせて行うこ
とにより、さらに一層忠実な表示が可能となる場合があ
り、両方を合わせて行うのが好ましい。
【0098】本発明を実施するにあたり電子ビーム発生
源に用いる表面伝導型放出素子は、構造,材料,製法な
どに関して特に制限はないが、以下に態様を示す素子
は、製造が容易で電子放出特性にも優れるためさらに好
適である。
【0099】(表面伝導型電子放出素子の態様)本発明
に好適に関わる表面伝導型電子放出素子の基本的な構成
及び製造方法について説明する。
【0100】本発明に係わる表面伝導型電子放出素子の
基本的な構成は、平面型及び垂直型の2つの構成があげ
られる。
【0101】まず、平面型表面伝導型電子放出素子につ
いて説明する。
【0102】図1a,bは、それぞれ本発明にかかわる
基本的な表面伝導型電子放出素子の構成を示す模式的平
面図及び断面図である。図1を用いて、本発明に関わる
素子の基本的な構成を説明する。
【0103】図6において、1は基板、5と6は素子電
極、4は電子放出部を含む薄膜、3は電子放出部であ
る。
【0104】基板1としては、石英ガラス,Na等の不
純物含有量を減少したガラス,青板ガラス,青板ガラス
にスパッタ法等により形成したSiO2を積層したガラ
ス基板等及びアルミナ等のセラミックス等があげられ
る。
【0105】対向する素子電極5,6の材料としては導
電性を有するものであればどのようなものであっても構
わないが、例えばNi,Cr,Au,Mo,W,Pt,
Ti,Al,Cu,Pd等の金属或は合金及びPd,A
u,RuO2,Pd−Ag等の金属或は金属酸化物とガ
ラス等から構成される印刷導体、In2O3−SnO2等
の透明導電体及びポリシリコン等の半導体導体材料等が
挙げられる。
【0106】素子電極間隔L1は、数百オングストロー
ムより数百マイクロメートルであり、素子電極の製法の
基本となるフォトリソグラフィー技術、即ち、露光機の
性能とエッチング方法等、及び、素子電極間に印加する
電圧と電子放出し得る電界強度等により設定されるが、
好ましくは、数マイクロメートルより数十マイクロメー
トルである。
【0107】素子電極長さW1、素子電極5,6の膜厚
dは、電極の抵抗値、多数配置された電子源の配置上の
問題より適宜設計され、通常は、素子電極長さW1は、
数マイクロメートルより数百マイクロメートルであり、
素子電極5,6の膜厚dは、数百オングストロームより
数マイクロメートルである。
【0108】基板1上に設けられた対向する素子電極5
と素子電極6間及び素子電極5,6上設置された電子放
出部を含む薄膜4は、電子放出部3を含むが、図1
(b)に示された場合だけでなく、素子電極5,6上に
は、設置されない場合もある。即ち、基板1上に、電子
放出部形成用薄膜2、対向する素子電極5,6の電極順
に積層構成した場合である。また、対向する素子電極5
と素子電極6間全てが、製法によっては、電子放出部と
して機能する場合もある。この電子放出部を含む薄膜4
の膜厚は、好ましくは、数オングストロームより数千オ
ングストロームで、特に、好ましくは10オングストロ
ームより500オングストロームであり、素子電極5,
6へのステップガバレージ、電子放出部3と素子電極
5,6間の抵抗値及び電子放出部3の導電性微粒子の粒
径、後述する通電処理条件等によって適宜設定される。
その抵抗値は、10の1乗より10の7乗Ω/□のシー
ト抵抗値を示す。
【0109】電子放出部3を含む薄膜4を構成する材料
の具体例を挙げるならばPd,Pt,Ru,Ag,A
u,Ti,In,Cu,Cr,Fe,Zn,Sn,T
a,W,Pb等の金属、PdO,SnO2,In2O3,
PbO,Sb2O3等の酸化物、HfB2,ZrB2,La
B6,CeB6,YB4,GdB4等の硼化物、TiC,Z
rC,HfC,TaC,SiC,WC等の炭化物、Ti
N,ZrN,HfN等の窒化物、Si,Ge等の半導
体、カーボン微粒子からなる。
【0110】なおここで述べる微粒子膜とは、複数の微
粒子が集合した膜であり、その微細構造として、微粒子
が個々に分散配置した状態のみならず、微粒子が互いに
隣接、あるいは重なり合った状態(島状も含む)の膜を
さす。微粒子の粒径は、数オングストロームより数千オ
ングストローム、好ましくは、10オングストロームよ
り200オングストロームである。
【0111】電子放出部3は、好ましくは、数オングス
トロームより数百オングストローム、特に好ましくは、
10オングストロームより500オングストロームの粒
径の導電性微粒子多数個からなり、電子放出部を含む薄
膜64の膜厚及び後述する通電処理条件等の製法に依存
しており、適宜設定される。電子放出部63を構成する
材料は、電子放出部を含む薄膜4を構成する材料の元素
の一部あるいは全てと同様の物である。
【0112】電子放出部3を有する電子放出素子の製造
方法としては様々な方法が考えられるが、その一例を図
2に示す。2は電子放出部形成用薄膜で例えば微粒子膜
が挙げられる。
【0113】以下、順を追って製造方法の説明を図1及
び図2に基づいて説明する。
【0114】1)基板1を洗剤,純水および有機溶剤に
より十分に洗浄後、真空蒸着法,スパッタ法等により素
子電極材料を堆積後、フォトリソグラフィー技術により
該絶縁性基板1の面上に素子電極5,6を形成する(図
2(a))。
【0115】2)基板1上に設けられた素子電極5と素
子電極6との間に、素子電極5と6を形成した基板上に
有機金属溶液を塗布して放置することにより、有機金属
薄膜を形成する。なお、有機金属溶液とは、前記Pd,
Ru,Ag,Au,Ti,In,Cu,Cr,Fe,Z
n,Sn,Ta,W,Pb等の金属を主元素とする有機
化合物の溶液である。この後、有機金属薄膜を加熱焼成
処理し、リフトオフ,エッチング等によりパターニング
し、薄膜2を形成する(図2(b))。尚、ここでは、
有機金属溶液の塗布法により説明したが、これに限るも
のでなく、真空蒸着法、スパッタ法、化学的気相堆積
法、分散塗布法、ディッピング法、スピンナー法等によ
って形成される場合もある。
【0116】3)つづいて、フォーミングと呼ばれる通
電処理を素子電極5,6間に電圧を不図示の電源により
パルス状あるいは、昇電圧による通電処理が行われる
と、薄膜2の部位に構造の変化した電子放出部3が形成
される(図2(c))。この通電処理により電子放出部
形成用薄膜2を局所的に破壊,変形もしくは変質せし
め、構造の変化した部位を電子放出部3と呼ぶ。先に説
明したように、電子放出部3は導電性微粒子で構成され
ていることを本発明者らは観察している。フォーミング
処理のパルスの印加の場合の電圧波形を図3に示す。
【0117】図3中、T1及びT2は電圧波形のパルス
幅とパルス間隔であり、T1を1マイクロ秒〜10ミリ
秒、T2を10マイクロ秒〜100ミリ秒とし、三角波
の波高値は適宜選択し、フォーミング処理は、10ー5
orr程度の真空雰囲気下で、数十秒間から数十分程度
印加した。
【0118】以上説明した電子放出部を形成する際に、
素子の電極間に三角波パルスを印加してフォーミング処
理を行っているが、素子の電極間に印加する波形は三角
波に限定することはなく、矩形波など所望の波形を用い
ても良く、その波高値及びパルス幅・パルス間隔等につ
いても上述の値に限ることなく、電子放出部が良好に形
成される様に、薄膜2の抵抗値等にあわせて、所望の値
を選択する。
【0119】フォーミング以降の電気的処理は、図4に
示す測定評価装置内で行なう。以下に測定評価装置を説
明する。
【0120】図4は、図1で示した構成を有する素子の
電子放出特性を測定するための測定評価装置の概略構成
図である。図4において、1は基体、5及び6は素子電
極、4は電子放出部を含む薄膜、3は電子放出部を示
す。また、41は素子に電圧Vf(これ以降素子電圧V
fと呼ぶ)を印加するための電源、40は素子電極5,
6間の電子放出部を含む薄膜4を流れる素子電流Ifを
測定するための電流計、44は素子の電子放出部より放
出される放出電流Ieを捕捉するためのアノード電極、
43はアノード電極44に電圧を印加するための高圧電
源、42は素子の電子放出部3より放出される放出電流
Ieを測定するための電流計である。
【0121】電子放出素子の上記素子電流If、放出電
流Ieの測定にあたっては、素子電極5,6に電源41
と電流計40とを接続し、該電子放出素子の上方に電源
43と電流計42とを接続したアノード電極44を配置
している。また、本電子放出素子及びアノード電極44
は真空装置内に設置され、その真空装置には不図示の排
気ポンプ及び真空計の真空装置に必要な機器が具備され
ており、所望の真空下で本素子測定評価を行えるように
なっている。
【0122】なお、アノード電極の電圧は1kV〜10
kV、アノード電極と電子放出素子との距離Hは2mm
〜8mmの範囲で測定した。
【0123】図4に示した測定評価装置により測定され
た放出電流Ieおよび素子電流Ifと素子電圧Vfの関
係の典型的な例を図5に示す。なお、図5は放出電流I
eは素子電流Ifに比べて著しく小さいので、任意単位
で示されている。図5からも明らかなように、本電子放
出素子は放出電流Ieに対する3つの特性を有する。
【0124】まず第一に、本表面伝導型電子放出素子は
ある電圧(しきい値電圧と呼ぶ、図5中のVth)以上
の素子電圧を印加すると急激に放出電流Ieが増加し、
一方しきい値電圧Vth以下では放出電流Ieがほとん
ど検出されない。すなわち、放出電流Ieに対する明確
なしきい値電圧Vthを持った非線形素子である。
【0125】第二に、放出電流Ieが素子電圧Vfに依
存するため、放出電流Ieは素子電圧Vfで制御でき
る。
【0126】第三に、アノード電極44に捕捉される放
出電荷は、素子電圧Vfを印加する時間に依存する。す
なわち、アノード電極44に捕捉される電荷量は、素子
電圧Vfを印加する時間により制御できる。
【0127】また、素子電流Ifは素子電圧Vfに対し
て単調増加する(MI特性と呼ぶ)特性の例を図5実線
に示したが、この他にも、素子電流Ifが素子電圧Vf
に対して電圧制御型負性抵抗(VCNR特性と呼ぶ)特
性を示す場合もある。(図5破線)また、これら素子電
流の特性は、その製法及び測定時の測定条件に、依存す
ると考えられる。なおこの場合も、本電子放出素子は上
述した3つの特性上の特徴を有する。
【0128】なお、あらかじめ導電性微粒子を分散して
構成した表面伝導型電子放出素子においては、前記の基
本的な素子構成または基本的な製造方法のうち一部を変
更してもよい。
【0129】次に本発明に係わる別な構成の表面伝導型
電子放出素子である垂直型表面伝導型電子放出素子につ
いて説明する。図6は基本的な垂直型表面伝導型電子放
出素子の構成を示す模式的図面である。
【0130】図6において、61は基板、65と66は
素子電極、64は電子放出部を含む薄膜、63は電子放
出部、21は段差形成部である。
【0131】基板61、素子電極65と66、電子放出
部を含む薄膜64、電子放出部63は、前述した平面型
表面伝導型電子放出素子と同様の材料で構成されたもの
であり、垂直型表面伝導型電子放出素子を特徴づける段
差形成部21、電子放出部を含む薄膜64について詳述
する。段差形成部21は、真空蒸着法,印刷法,スパッ
タ法等で形成されたSiO2等の絶縁性材料で構成さ
れ、段差形成部21の厚さが、先に述べた平面型表面伝
導型電子放出素子の素子電極間隔L1に対応し、数百オ
ングストロームより数十マイクロメートルであり、段差
形成部の製法及び、素子電極間に印加する電圧とにより
設定されるが、好ましくは、数千オングストロームより
数マイクロメートルである。
【0132】電子放出部を含む薄膜64は、素子電極6
5,66と段差形成部21作成後に、形成するため、素
子電極65,66の上に積層される。また、電子放出部
を含む薄膜64の膜厚は、その製法に依存して、段差部
での膜厚と素子電極65,66の上に積層された部分の
膜厚では、異なる場合が多く、一般に段差部分の膜厚が
薄い。なお、電子放出部64は、図2において、段差形
成部21に直線状に示されているが、形状,位置ともこ
れに限るものでなく、作成条件,フォーミング条件等に
依存する。
【0133】以上表面伝導型電子放出素子の基本的な構
成、製法について述べたが、本発明の思想によれば、表
面伝導型電子放出素子の特性で3つの特徴を有すれば、
上述の構成等に限定されず、後述の本発明にかかる表示
装置等の画像形成装置に於ても適用できる。
【0134】
【実施例】
(実施例1)まず最初に、本発明の画像形成装置に用い
た電子源について具体的に述べ、次に表示パネルの構成
を説明し、その後、カラー画像の表示方法について述べ
る。
【0135】<本実施例の電子源の説明>電子源の一部
の平面図を図7に示す。又、図中のA−A′断面図を図
8に示す。更に、本実施例の電子源を製造するためのプ
ロセスを表す図を図9(a)〜図9(h),図10に示
す。尚図7〜図10を通して、同一の構成については同
一の参照番号を付してある。
【0136】図7において、272はX方向配線であ
り、Dx1 〜Dxm のm本の配線で構成される。273
はY方向配線であり、DY1 〜DYn のn本の配線で構
成される。
【0137】図8において、271は絶縁性基板、27
2はX方向配線(下配線とも呼ぶ)、273はY方向配
線(上配線とも呼ぶ)である。274aは電子放出部形
成用薄膜であり、フォーミング処理を施すことにより電
子放出部が形成され、表面伝導型電子放出素子274と
なる。275a,bは素子電極、276は相関絶縁層、
277は素子電極275aとX方向配線272との電気
的接続を行うためのコンタクトホールである。
【0138】次に、本実施例の電子源の製造方法を図9
(a)〜図9(h)を参照して工程順に従って具体的に
説明する。
【0139】[工程−a](図9(a)参照) 清浄化した青板ガラスからなる基板271上に、真空蒸
着により厚さ50オングストロームのCr、厚さ600
0オングストロームのAuを順次積層する。その後、ホ
トレジスト(AZ1370 ヘキスト社製)をスピンナ
ーにより回転塗布し、ベークする。その後、ホトマスク
像を露光,現像して、X方向配線272のレジストパタ
ーンを形成し、Au/Cr体積膜をウェットエッチング
して所望の形状のX方向配線272を形成する。
【0140】[工程−b](図9(b)参照) 次に厚さ1.0μmのシリコン酸化膜からなる層間絶縁
層276をRFスパッタ法により堆積する。
【0141】[工程−c](図9(c)参照) 工程−bで堆積したシリコン酸化膜(層間絶縁層27
6)にコンタクトホール277を形成するためのホトレ
ジストパターンを作り、これをマスクとして層間絶縁層
276をエッチングしてコンタクトホール277を形成
する。エッチングには例えばCF4とH2ガスを用いたR
IE(Reactive Ion Etchihg)法による。
【0142】[工程−d](図9(d)参照) その後、素子電極275と素子電極間ギャップGとなる
べきパターンをホトレジスト(RD−2000N−4
1:日立化成社製)形成し、真空蒸着法により、厚さ5
0オングストロームのTi、厚さ1000オングストロ
ームのNiを順次堆積する。ホトレジストパターンを有
機溶剤で溶解し、Ni/Ti堆積膜をリフトオフし、素
子電極間ギャップGを有する素子電極275a,275
bを形成する。ここでは素子電極間ギャップGを2μm
とした。
【0143】[工程−e](図9(e)参照) 素子電極275bの上にY方向配線のホトレジストパタ
ーンを形成した後、厚さ50オングストロームのTi、
厚さ5000AのAuを順次真空蒸着し、リフトオフに
より不要の部分を除去して、Y方向配線273を形成す
る。
【0144】[工程−f](図9(f)参照) 図10に、本工程により形成される薄膜274aのマス
クの平面図の一部を示す。このマスクは電極間ギャップ
Gおよびこの近傍に開口を有し、膜厚1000オングス
トロームのCr膜278を真空蒸着により堆積・パター
ニングする。そして、この上に有機Pd(ccp423
0奥野製薬株式会社製)をスピンナーにより塗布後、3
00℃で10分間の加熱焼成処理を行いPdからなる電
子放出部形成用薄膜274aを形成する。このようにし
て形成された電子放出部形成用薄膜274aは、Pdを
主元素とする微粒子から構成され、その膜厚は100オ
ングストローム、シート抵抗値は5×104Ω/□であ
った。尚、ここで述べる微粒子膜とは、上述したように
複数の微粒子が集合した膜であり、その微細構造として
は微粒子が個々に分散配置した状態のみならず、微粒子
が互いに隣接、或いは、重なり合った状態(島状も含
む)の膜をもさし、その粒径とは、前記状態で粒子形状
が認識可能な微粒子についての径をいう。
【0145】[工程−g](図9(g)参照) Cr膜278および薄膜274aを酸エッチャントによ
りウェットエッチングして所望のパターンを形成する。
【0146】[工程−h](図9(h)参照) コンタクトホール277部分以外にレジストを塗布する
ようなパターンを形成し、真空蒸着により厚さ50オン
グストロームのTi、厚さ1.1μmのAuを順次堆積
する。コンタクトホール277をAuで埋め込んだ後、
リフトオフにより不要の部分を除去する。
【0147】以上の工程により同一基板上にX方向配線
272、層間絶縁層276、Y方向配線273、素子電
極275a,275b、電子放出部形成用薄膜274a
等を形成し、表面伝導型電子放出素子のマトリックス配
線基板が形成される。なお上記工程は薄膜,フォトリソ
グラフィ,エッチング等の技術を用いた例であるが、こ
れに限られるものではなく、配線形成技術である印刷な
どを用いてもよいし、その他種々の技術によってもよ
い。
【0148】<本実施例の画像形成装置の説明>次に上
述のようにして作成した電子源を用いた画像形成装置を
構成した例について説明する。尚、画像形成装置は図1
1及び図12を用いて説明する。
【0149】上述のようにして多数の平面型表面伝導型
電子放出素子を形成した電子源をリアプレート281上
に固定した後、絶縁性基板271の5mm上方に、フェー
スプレート286(ガラス基板283の内面に蛍光膜2
84とメタルバック285が形成されて構成される)を
支持枠282を介して配置する。フェースプレート28
6,支持枠282及びリアプレート281の接合部には
フリットガラスを塗布し、大気中あるいは窒素雰囲気中
で400℃ないし500℃で10分以上焼成することで
封着した。またリアプレート281への絶縁性基板28
1への絶縁性基板271の固定もフリットガラスで行っ
た。
【0150】図12において、蛍光膜284はモノクロ
ームの場合は蛍光体のみからなるが、本実施例では蛍光
体はストライプ形状を採用し、先にブラックストライプ
を形成し、その間隙部に各色(赤,緑,青)蛍光体を塗
布し、蛍光膜284を作製した。ブラックストライプの
材料として通常良く用いられている黒鉛を主成分とする
材料を用いた。
【0151】ガラス基板283に蛍光体を塗布する方法
として本実施例ではスラリー法を用いた。又、蛍光膜2
84の内面側には、通常メタルバック285が設けられ
る。メタルバックは、蛍光膜作製後、蛍光膜の内面側表
面の平滑化処理(通常フィルミングと呼ばれる)を行
い、その後、Alを真空蒸着することで作製した。
【0152】フェースプレート286には、更に蛍光膜
284の導電性を高めるため、蛍光膜284の外面側に
透明電極(不図示)が設けられる場合もあるが、本実施
例では、メタルバックのみで十分な導電性が得られたの
で省略した。
【0153】更に、前述の封着を行う際、カラーの場合
は各蛍光体と電子放出素子とを対応させなくてはいけな
いため、十分な位置合わせを行った。
【0154】以上のようにして完成したガラス容器内の
雰囲気を排気管(不図示)を通じ真空ポンプにて排気
し、十分な真空度に達した後、容器外端子DOX1ない
しDOXmとDOY1ないしDOYnを通じ、素子電極間
に電圧を印加し、薄膜274に対して前述のフォーミン
グ処理を行って、電子放出部を形成した。
【0155】フォーミング処理における電圧波形は前述
の図3の通りであるが、本実施例では以下の条件に従っ
た。
【0156】図3中、T1及びT2は電圧波形のパルス
幅とパルス間隔であり、本実施例ではT1を1ミリ秒、
T2を10ミリ秒とし、三角波の波高値(フォーミング
時のピーク電圧)は5Vとし、フォーミング処理は約1
×10-6torrの真空雰囲気下で60秒間行った。こ
のようにして作成された電子放出部は、パラジウム元素
を主成分とする微粒子が分散配置された状態となり、そ
の微粒子の平均粒径は30オングストロームであった。
【0157】次に、全ての表面伝導型電子放出素子のフ
ォーミングが終了後、1×10-6torr程度の真空度
で、不図示の排気管をガスバーナーで熱することで溶着
し外囲器の封止を行った。
【0158】最後に封止後の真空度を維持するために、
ゲッター処理を行った。これは、封止を行う直前に高周
波加熱等の加熱法により、画像表示装置内の所定の位置
(不図示)に配置されたゲッターを加熱し、蒸着膜を形
成する処理である。ゲッターはBa等を主成分とした。
【0159】以上のように完成した本発明の画像表示装
置において、各電子放出素子には、容器外端子DX1な
いしDXm,DY1ないしDYnを通じ、走査信号及び変
調信号を不図示の信号発生手段よりそれぞれ印加するこ
とにより、電子放出させ、高圧端子Hvを通じ、メタル
バック285に数kV以上の高圧を印加し、電子ビーム
を加速し、蛍光膜284に衝突させ、励起・発光させる
ことで画像を表示させる。
【0160】以上述べた構成は、画像表示装置を作成す
る上で必要な概略工程であり、例えば各部材の材料等、
詳細な部分は上述内容に限られるものではなく、画像表
示装置の用途に適するように適宜選択される。
【0161】<本実施例におけるカラー画像の色制御に
ついて>図13に本実施例による階調を有する色信号の
制御を実現するための回路ブロック図を示す。
【0162】図13において、点線で囲まれた311は
復調部であり、映像および色信号により変調されたある
周波数の搬送波を検波し増幅する。点線で囲まれた31
2はビデオインターフェース部であり、コンピュータ等
からのビデオ信号(ディジタル信号)を入力し、アナロ
グ信号に変換する。313はガンマ補正回路であり、表
面伝導型電子放出素子の印加電圧−放出電流特性に応じ
て画像信号を補正する。314はマトリクス回路であり
NTSC信号の3成分であるY信号、I信号、Q信号
を、色信号の3成分であるR信号、G信号、B信号に変
換する。マトリクス回路314は従来のテレビジョン回
路において重要な回路である。このマトリクス回路31
4の係数の一般的な例を図14に示す。この係数の決め
方は、ある像をテレビカメラを用いてNTSC信号に変
換する際のマトリクス回路の係数によって一般的には決
められる。しかしながら、この係数は一義的にきめられ
るものではなく、受像記側の種々の特性によって変更さ
れ得るものである。315はガンマ補正回路であり、ガ
ンマ補正回路313より出力されたRGB信号を、蛍光
体の発光特性によって補正する。
【0163】316はパルス幅変調回路であり、ガンマ
補正回路315より出力される電圧変調されたRGB信
号をパルス幅変調信号に変換する。但し、本実施例1に
おいてはパルス変調回路316は用いず、ガンマ補正回
路315より出力される電圧変調信号は制御回路317
へ直接入力される。317は制御回路であり、電圧変調
されたRGB信号よりパネル320を駆動する為の各種
信号を生成し、データ側ドライバ318及び走査側ドラ
イバ319へ出力する。318はデータ側ドライバであ
り、各列方向配線に対して駆動信号を印加する。319
は走査側ドライバであり、各行方法配線に対して駆動信
号を印加する。320はパネルであり、上述の電子源を
有する。
【0164】復調部311は、従来のテレビジョン回路
で用いられているものと同様の回路を流用することがで
きる。
【0165】ところで、復調部311は、テレビジョン
放送におけるNTSC信号を、ある決められた信号(こ
の場合は、Y,I,Qの各信号)に変換する為に必要な
回路である。したがって、NTSC信号以外の方式によ
り信号の場合には、当然別の回路構成となる。例えば、
入力信号としては、ある色信号成分(例えば、コンピュ
ータによるデータ信号(CADデータ等)、テレビカメ
ラの信号等)であっても、いっこうにさしつかえない。
この場合には、復調部311ではなく、ビデオインター
フェース部312より画像信号を取り込む。尚、この場
合、インターフェース部312においてRGBのアナロ
グ信号に変換されるので、マトリクス回路314は作用
しないように制御される。
【0166】本実施例の色信号制御方法を実現する構成
としては、ガンマ補正回路及びマトリクス回路により色
信号制御を行う第1の構成と、パルス幅変調回路316
により色信号制御を行う第2の構成とに分けることがで
きる。第2の構成については実施例2及び実施例3にお
いて説明する。
【0167】本実施例の第1の構成は、マトリクス回路
314を表面伝導型電子放出素子を用いた画像表示装置
に適用するものである。すなわち、マトリクス回路31
4の回路定数を表面伝導型電子放出素子の電気特性、お
よび画像表示装置の構成要素である蛍光体の発光特性を
考慮して決定することにより、階調を有する色信号の制
御を実現するものである。
【0168】前述したように、図5は、本実施例の表面
伝導型電子放出素子を用いたカラー画像表示装置の構成
要素である表面伝導型電子放出素子の典型的な電気特性
を表す。又、図15は本実施例の画像形成装置に構成要
素である蛍光体の発光特性を示す図である。図5に示し
たように、表面伝導型電子放出素子の電子放出特性は非
線形特性を有している。その変調信号として電圧変調信
号を用いると、わずかな電圧の変化に対して放出電流の
変化が大きく、信号の制御(変調)に際してはガンマ補
正回路を用いることが望ましい。
【0169】図15の(A)に、画像表示装置の発光部
分となる蛍光体の典型的な発光特性を示した。同図に示
した様に、蛍光体の特性は発光する色の違いによって、
その特性曲線は同一ではなく、また非線形性を持つ。こ
の蛍光体の発光特性は、単位時間当たりに、ある単位面
積の蛍光体面に到達した電荷の総量に依存して規定され
ている。即ち、非線形については、蛍光体に本質的なも
のである。もちろん、蛍光体の種類により、その非線形
の度合いに異なってくる。
【0170】ところで、この蛍光体に非線形特性につい
ては、従来よりCRT等で導入されているガンマ補正回
路313,315を各色毎に導入することによりほぼ線
形な特性とすることができる。しかしながら、その傾き
については各色毎に異なるものとなる(図15(B)参
照)。このガンマ補正回路とは、例えば上述のような非
線形特性(仮に特性Aとする)を持ったある回路に印加
させる信号の特性を、予めこの特性Aとは反転された特
性を入力信号となる様に変換する回路である。即ち、反
転された信号を入力信号とすることにより、例えば特性
Aを持った回路を通過した信号は、線形性を持った信号
となって出力されることになる。
【0171】以上記述したことから解るように、ガンマ
補正回路はあらゆる非線形性を持った回路において適用
可能である。もちろん、蛍光体特性に限らず、本発明の
適用される表面伝導型電子放出素子の印加電圧−放出電
流特性の非線形性の補正にも適用可能であることは言う
までもない。尚、図13ではガンマ補正回路を、表面伝
導型電子放出素子の特性補正用(ガンマ補正回路31
3)と蛍光体の特性補正用(ガンマ補正回路315)の
2回路に分けてあるが、これに限られるものではなく1
つの回路で構成してもよいことは言うまでもない。本例
では、ブロック図においてその機能を解りやすくするた
めと、後述する本実施例の第2の構成においては表面伝
導型電子放出素子用のガンマ補正回路313は必ずしも
必要ないため、記述の便宜から分けて記した。
【0172】以上、説明した様に本実施例の第1の構成
は、マトリクス回路314におけるマトリクスの係数を
制御して各色に対応する信号の強度を変換することによ
って、該各色における蛍光体特性の傾きの違いに起因す
る照射電流を変化させた場合の各色の発光輝度の違い
(即ち、RGBバランスの)を補正する様にしたもので
ある。
【0173】図16及び図17を参照して、本実施例に
おける第1の構成を実現するマトリクス回路を説明す
る。
【0174】図16に一般のテレビジョン受像機に用い
られているマトリクス回路の基本型を示す。マトリクス
回路の基本的な構成要素は抵抗器であり、この抵抗器の
精度が色の再現性に影響を及ぼす。また、この抵抗器の
抵抗値を変更することにより、マトリクス回路の係数を
変更することが可能となる。先にも述べた様に、本実施
例の特徴は、表面伝導型電子放出素子の電気特性および
蛍光体の発光特性を考慮してマトリクス回路の抵抗値を
制御することにある。
【0175】尚、本実施例では、表面伝導型電子放出素
子の電気特性は、そろっているものとする。
【0176】図17に示した様に、抵抗器としてR,
G,B用、夫々について抵抗値可変範囲の異なる可変抵
抗器を接続する。次に、図15の蛍光体特性より傾きの
相対的な比を算出する。本実施例の場合は、R:G:B
=2:1.5:1.2である。次に、算出された相対比
とマトリクス回路に接続するRGB用可変抵抗器の最大
抵抗可変範囲の相対比を同一に設定する。本実施例では
R1:R2:R3=2:1.5:1.2とした。各可変
抵抗器の制御信号としては、所謂、“輝度調整つまみ”
の信号を連動させればよい。
【0177】以上説明したように実施例1においては、
変調信号として電圧変調信号を用いている。したがっ
て、簡単な回路構成により色調を調整することが可能で
ある。但し、記述のような表面伝導型電子放出素子の電
気特性の非線形性に基づいて可変抵抗器の制御を緻密に
実施しなければならない。
【0178】[実施例2]次に、第2の構成について説
明する。第2の構成においては、パルス幅変調信号を用
いるため、表面伝導型電子放出素子に印加する電圧値と
しては、電圧−放出電流特性のある一点を動作点として
決定すればよいので、電圧変調信号より容易(例えば、
表面伝導型電子放出素子の非線形の補正を必要としない
等)に変調をかけることができる。
【0179】まず、図13において、一点鎖線で囲まれ
たブロック316はパルス幅変調回路であり、電圧変調
された色信号(R,G,B)をガンマ補正回路315よ
り入力し、パルス幅変調された色信号(R’,G’,
B’)に変換する回路である。又、321はサンプリン
グ回路であり、RGBの各色信号を所定のサンプリング
周波数でサンプリングする。322a〜322cは乗算
器であり、サンプリングされた各信号に、発振器323
a〜323cで生成される所定の波形の信号を重畳す
る。323a〜323cは発信器であり、所定の波形を
有する信号を生成する。又、324a〜324cは電圧
比較器であり、乗算器322a〜322cより出力され
た信号を所定のレベルと比較しその結果を出力すること
で、パルス幅変調を実行する。さらに、制御回路317
は、パネル320の表示動作を制御する回路であり、前
記変調回路316の出力するパルス幅変調信号をデータ
側ドライバ318に出力するとともに、これと同期して
走査クロックを走査側ドライバ319に出力する。
【0180】パルス幅変調回路316は、電圧変調信号
をパルス幅変調信号に変換するが、本実施例2の特徴
は、色信号の各成分について、夫々個別の処理を行い、
かつ、その制御係数は蛍光体の発光特性(図15の
(A))のみに依存して決定されていることにある。
又、第2の構成を有する本実施例2では、表面伝導型電
子放出素子用のガンマ補正回路313は必ずしも必要な
い。
【0181】パルス幅変調回路316のアナログ回路に
よる具体的な構成方法としては例えば以下の3通りの方
法が挙げられる。
【0182】第一の方法としては、各色についてサンプ
リングされた電圧変調信号にある一定の波形(正弦波、
三角波、ノコギリ波等)を重畳する工程において、該一
定の波形の尖頭値を各信号毎に制御することにより、得
られるパルス幅変調信号の幅を制御する方法がある。
【0183】第二の方法としては、各色についてサンプ
リングされた電圧信号に、ある一定の波形(正弦波、三
角波、ノコギリ波等)を重畳した後の信号を電圧比較器
を通すことによりパルス幅変調信号とする工程におい
て、電圧比較器の比較レベル電圧を各色信号毎に生業す
ることにより、パルス幅変調の幅を制御する方法があ
る。
【0184】第三の方法としては、第一および第二の方
法の複合された方法が当然考えられる。
【0185】但し、上記の方法におけるサンプリング回
路については、必ずしも必要なものではない。
【0186】次に、実施例を示して、表面伝導型電子放
出素子を用いたカラー画像表示装置における、階調を持
った色信号の制御方法を詳細に説明する。
【0187】まず、図18を参照して、パルス幅変調回
路316を説明する。図18は本実施例におけるパルス
幅変調回路316のブロック図を示す。又、図19に
は、図18で示すパルス幅変調回路316の各点(A,
B1〜B3,C1〜C3)における信号波形を示した。
【0188】まず、サンプリング回路321a〜321
cにおいて、各色毎に電圧変調信号をサンプリングす
る。このときの出力を図19の(A)に示す。尚、本例
ではRGB共に同一の電圧変調信号が入力されたものと
して説明する。次に、各乗算器322a〜322cに加
えるノコギリ波を生成する発信器323a〜323cよ
り、各色毎に個別にノコギリ波が提供される。このよう
に、各色毎に波形(本実施例ではノコギリ波とした)の
尖頭値を制御することにより、各電圧変調信号のパルス
幅変調を各色毎に制御する。即ち、各乗算器322a〜
322cにより鋸波が重畳されると、図19の(B1)
〜(B3)に示すような、各色毎に固有の波形が得られ
る。更にこれらの波形を電圧比較器324に示すことに
より、図19の(C1)〜(C3)に示すようなパルス
変調された波形が得られる。
【0189】従って、重畳する波形の尖頭値の相対比
を、表面伝導型放出素子の特性および、蛍光体の発光特
性を考慮して決定することにより、該蛍光体の発光特性
の傾きの違いにより発生する、照射電流を変化させた場
合の各色の発光輝度の違い(即ち、RGBバランスのズ
レ)を補正する様にしたものである。本実施例では、実
施例1と同様に表面伝導型電子放出素子の電気特性は各
色でそろっており、また蛍光体の発光特性は図15と同
一とする。従って、重畳波形の尖頭値の相対比は、蛍光
体発光特性の傾きの相対比である2:1.5:1.2と
した。電子放出素子の電気特性にバラツキがある場合に
は、数値をそれに応じて変更すればよい。このようにし
て、蛍光体特性の各色による違いが補正されたパルス幅
変調信号が得られる。
【0190】[実施例3]次に、図20及び図21を参
照して、パルス幅変調回路316の他の例を説明する。
図20は本実施例3による電圧変調信号をパルス幅変調
信号に変換するパルス幅変調回路のブロック図を示す。
又、図21は、図20に示されたパルス変調回路の各点
(A,B,C1〜C3)における信号波形を示す。本例
では、各色毎に電圧比較器の比較レベル電圧を制御する
ものである。本実施例でも、実施例1と同様に表面伝導
型電子放出素子の電気特性は各色でそろっており、また
蛍光体の発光特性は図15と同一とする。
【0191】まず、各色に対応した電圧変調信号をサン
プリング回路321a〜321cにより各色毎にサンプ
リングする。このときの各サンプリング回路321a〜
321cの出力波形を図21の(A)に示す。次に、乗
算器322a〜322cは、サンプリング回路321a
〜321cより出力された信号に、発信器323により
生成される所定のの波形(本例では三角波)を重畳す
る。乗算器322a〜322cより出力された信号の波
形を図21の(B)に示す。
【0192】最後に、該重畳された信号を各色毎に個別
に構成された電圧比較回路324a〜324Cによりパ
ルス幅変調信号とする。電圧比較比較回路324a〜3
24cの比較レベルを制御することにより、蛍光体特性
の各色による違いが補正されたパルス幅変調信号が得ら
れる。ここで、電圧比較回路の比較レベル電圧の相対比
は、蛍光体発光特性の傾きの相対比である2:1.5:
1.2とした。ここでも実施例2と同様に、電子放出素
子の電気特性にバラツキがある場合には、それに応じて
数値を変更すればよい。このときの重畳波形を図21の
(C1)〜(C3)に示す。
【0193】以上説明したように実施例2及び実施例3
によれば、パルス幅変調により階調を表現するので、表
面伝導型電子放出素子に対して一定の電圧を印加すれば
よく、素子の非線形特性を補正する必要がなくなる。こ
のため、色調の制御、補正が容易となる。更にパルス変
調時において各色蛍光体の発光特性の傾きが補正される
ので、マトリックス回路やガンマ補正回路の構成が簡素
化される。
【0194】[実施例4]図22に、実施例4により階
調を有する色信号の制御を実現する為の回路のブロック
図を示す。本実施例では、映像信号としてガンマ補正回
路425に入力する信号がデジタル信号であるものと
し、これはコンピュータ等のデジタル信号を扱う場合に
適している。本実施例の回路をそのままテレビのNTS
C信号に適用する場合には図に示した様に信号を一度A
/D変換器433によりデジタル信号化する必要があ
る。図22において、421は復調部であり、映像及び
色信号により変調されたある周波数の搬送波を検波し増
幅する。422はビデオインターフェース部であり、コ
ンピュータ等からのデジタルRGB信号を出力する。4
25はガンマ補正回路であり蛍光体のガンマ特性を補正
する回路である。本実施例はデジタル信号を扱う事か
ら、前記、蛍光体のガンマ特性に応じた補正テーブル
L.U.T.(Look Up Table) を設けて変換する事とし
た。その一例を図23(a)に示す。ここでは簡単化す
る為、デジタル信号を8ビットとした。たとえば、低輝
度の階調1のレベルでは、入力に00H(“H”は16
進数であることを示す記号である)に対して出力が00
H、中間調レベルの階調200のレベルでは、入力に5
5Hに対して、出力がAAH、高輝度の階調256のレ
ベルでは、入力にFFHに対して、FFHが出力され
る。そして、変換された結果を説明すると、図23
(b)の蛍光体のガンマ特性が、図23(c)に示した
様に、リニアな特性とみなして、駆動表示させることが
可能となる。424は、マトリクス回路でありNTSC
信号の3成分であるY信号,I信号,Q信号を、色信号
の3成分である、例えばR信号,G信号,B信号(実際
には色差信号、たとえばY−B、等)に変換する回路で
あり、コンピュータ等のデジタルRGB信号を扱う場合
に不要であるが、テレビの映像信号を扱う場合には必要
な回路である。又、図に示した様にマトリクス回路は一
般に抵抗回路で形成されているのでデジタル信号を扱う
には不向きである。従って、本実施例にてテレビの映像
信号を扱う場合には、マトリクス回路まではアナログ信
号で扱いその後にA/D変換する事が望ましい。
【0195】426はパルス幅変調回路であり、ガンマ
補正回路425より出力されるデジタルRGB信号をパ
ルス幅変調信号された輝度信号に変換する回路である。
【0196】パルス幅変調回路426のデジタル回路に
よる具体的な構成例を図24に示す。図24中、501
はラッチ回路、502はカウンタ回路、503はD型フ
リップフロップ回路である。8ビットのデジタル信号D
0〜D7を入力とし、入力されたデータをカウンタ50
2に入力し、出力レベルをハイにセットする。次に、ダ
ウンカウンタ動作をさせ、カウンタ値がゼロとなったと
ころで出力レベルをローにすることにより、入力データ
に応じてパルス幅変調された出力信号YOEを得る事が
できる。この回路をRGBそれぞれについて形成するこ
とで各色毎にパルス幅変調信号を得る事ができる。さら
に、例えば、RGB各信号毎に独立に、かつ可変電源4
32a,432bおよび432cを調整することによ
り、外部回路431a〜431c(本実施例ではV.
C.O.(Voltage Controlled Oscillator) を外部回路
として使用した)にてデジタル回路のクロック周波数を
制御できる様にしておくことで、パルス幅変調の基準ク
ロックの周期を変え、パルス幅変調された信号全体にわ
たってパルス幅を調整することにより、各個人の好みの
色調に制御する事も可能である。
【0197】回路の構成は一例であり、もちろんこの回
路に限るものではない。
【0198】[実施例5]図25は、本実施例の画像形
成装置の中でも特に電圧変調により階調を有する色信号
の制御を実現する為の原理を説明するものである。図
中、図25(A)は、表面伝導型電子放出素子のI−V
特性を示す図、図25(B)は蛍光体のガンマ特性に基
づいてガンマ補正したビデオ信号−駆動電圧特性を示す
図、図25(C)は表面伝導型電子放出素子のI−V特
性に基づいてガンマ補正をした場合のビデオ信号−輝度
特性を示す図、図25(D)は表面伝導型電子放出素子
のI−V特性に基づいてガンマ補正をしない場合のビデ
オ信号−輝度特性を示す図である。本実施例では、駆
動電圧を正又は負にバイアスする事、もしくは駆動電
圧の電圧可変時のゲインを変える事、もしくはとの
組み合わせによりI−V特性上で動作直線を制御する事
としたものである。図25(C)に示した様に、ビデオ
信号(3)が表面伝導型電子放出素子のI−V特性に基
づいてガンマ補正されているのでビデオ信号に伴なって
輝度が一次線形に変化する。
【0199】実際の回路構成のブロック図を図26に示
す。実施例1と同様にして検波,増幅されたY,I,Q
信号をマトリクス回路にてR,G,B信号に変換し、さ
らにガンマ補正回路501を用いて蛍光体のガンマ特性
に基づきガンマ補正する。次に、RGB夫々の信号毎に
表面伝導型電子放出素子の特性に基づきガンマ補正回路
602でガンマ補正する。
【0200】ここで、原理説明で述べた様にして各色毎
に入力映像信号に基づいて、バイアス電圧又はゲインを
連動して制御する事により電圧変調による輝度調整が可
能となる。
【0201】さらに、各色毎に入力信号とは独立にR,
G,B用バイアス調整器又はR,G,B用ゲイン調整器
を用いて、バイアス電圧又はゲインを制御することによ
り、個人の好みに応じて色の調整をする事も可能であ
る。
【0202】本実施例では映像信号をアナログ信号とし
て扱った場合を記したが、もちろんデジタル信号用の回
路構成も可能である。
【0203】以上説明したように、実施例1〜5によれ
ば、表面伝導型電子放出素子を用いたカラー画像表示装
置において、階調制御および色信号の制御、即ち階調を
持った色信号を実現する場合に問題となる、色ずれ、色
バランス等の制御を受像器側で容易に実現することが可
能となる。
【0204】更に、実施例2及び実施例4の色調制御方
法は、電子放出素子とは独立して制御される為、各色に
対応した表面伝導型電子放出素子の電気特性にバラツキ
が生じた場合においても、それを補正することが可能と
なる。このためカラー画像形成装置の製造歩留の向上が
なされる。
【0205】[実施例6]次に、表面伝導型電子放出素
子を電子源として備えるが、前記図11とは異なる構成
の表示パネルを用いた実施例を説明する。
【0206】本実施例を詳しく説明する前に、本実施例
の表示装置について簡単に説明する。この表示装置は、
真空容器内に表面伝導型放出素子を2次元的に多数個配
列した電子源基板と、前記電子源基板と対向した位置に
電子ビームの照射により可視光を発する蛍光体とを備
え、真空容器内は1×10-4[Torr]よりも高い真空度に
維持される。さらに、電子源基板上に2次元的に配列さ
れた表面伝導型放出素子は、ライン単位で選択・駆動で
きるように素子の両端に駆動配線が接続されており、走
査制御回路によりライン単位で順次走査される当該走査
ライン上の表面伝導型電子素子の両端に均一に電圧が印
加されて駆動される。
【0207】さらに、これら表面伝導型電子放出素子と
蛍光体との間には、蛍光体への到達放出電流量を個々に
制御するためのライン方向と直角な方向に長いグリッド
が配設されており、画像信号に応じてグリッドの印加電
圧を制御することにより、蛍光面での発光輝度を制御す
るようにしてある。
【0208】さらに、本実施例に関わる第1のカラーバ
ランス補正法によれば、色表示のための輝度に応じて電
圧変調された赤(R),緑(G),青(B)信号のそれ
ぞれに、R,G,Bそれぞれの蛍光体の発光特性に応じ
た補正、及び/又は前記グリッドの電圧依存性に応じた
補正を行い、適正な色バランスをとって前記グリッドを
電圧変調することによりカラー表示を行なうようにして
いる。
【0209】さらに、本実施例の第2のカラーバランス
補正法によれば、R,G,Bそれぞれの蛍光体の発光特
性に応じて補正され、色表示のための輝度に応じてパル
ス幅変調されたR,G,B信号を前記グリッドに印加す
ることによりカラー表示を行なうようにしている。
【0210】ここでグリッドとは、電子放出素子より放
出された電子ビームの軌道を制御するための電極で、該
電極に印加する電気信号により蛍光面を照射する電子ビ
ームの量を制御することができる。尚、この電極が電子
ビームの収束や偏向のための電極を兼ねるものであって
も良い。又、この実施例におけるグリッドの配設位置
は、電子放出素子と蛍光面との間としたが、例えば電子
放出素子とグリッドとを同一面上に設けても良く、或い
は場合によってはグリッドと蛍光面との間に電子放出素
子を配置する構成も可能である。また上述のように、グ
リッドに印加する電気信号としてはパルス電圧を用い、
パルスの波高値もしくはパルス幅を変更することによ
り、蛍光面を照射する電子ビームの量を制御する他、パ
ルスの波高値もしくはパルス幅のいずれか一方のみを単
独に変更するものに限られるものではない。例えば、波
高値とパルス幅の両方を変更するものであっても良く、
或いは複数のパルスを用いてパルスの数を変更すること
により、蛍光面を照射する電子ビーム量を制御するもの
であってもよい。
【0211】以下、本実施例を詳しく説明する。
【0212】図27は、本実施例における階調を持った
色信号の制御を実現する第1実施例の回路のブロック図
を示す。
【0213】図27において、入力されるビデオ信号7
10は、ある周波数の搬送波が映像及び色信号により変
調された信号で、フィルタ回路711に入力されてい
る。フィルタ回路711は入力されたビデオ信号710
を検波,増幅する回路であり、従来のテレビジョン回路
と同様の回路を流用して得ることができる。また、マト
リクス回路712は従来のテレビジョン回路において重
要な回路で、このマトリクス回路712の回路定数はN
TSC信号の3成分であるY信号,I信号,Q信号を、
色信号の3成分であるR信号,G信号,B信号に変換す
る。このマトリクス回路712の係数としては、図14
に示した係数が一般的である。この係数の決め方は、一
般にはある像をテレビカメラを用いてNTSC信号に変
換する際のマトリクス回路の係数によって決められる。
しかしながら、この係数は一義的に決められるものでは
なく、受像器側の種々の特性によって変更され得るもの
である。
【0214】ところで、NTSC以外の方式による信号
の場合には、これらフィルタ回路711、マトリクス回
路712の構成は当然別の回路構成となる。例えば、入
力信号としては、ある色信号の成分(例えば、同図に示
したアナログRGB信号721、或いはデジタルRGB
信号722)が入力される場合には、アナログRGB信
号721は直接後段の補正回路(1)713に入力さ
れ、デジタルRGB信号722はD/A変換器716で
アナログ信号に変換された後、補正回路(1)713に
入力される。このように入力される画像信号は、コンピ
ュータによるデータ信号、テレビカメラのベースバンド
信号等のいずれであってもよい。
【0215】次に、補正回路(1)713,補正回路
(2)714における補正特性について説明する。
【0216】図28は本実施例の蛍光体の発光特性を説
明するための図で、図28(A)は、カラー画像表示装
置の発光部分となる蛍光体の典型的な発光特性を示して
いる。図示のように、蛍光体の特性は発光する色の違い
によって、その特性曲線は全く同一ではなく、また非線
形性をもつ。この非線形性については、従来よりCRT
等で用いられているガンマ補正回路を導入することによ
りほぼ線形な特性とすることができる。しかしながら、
その傾きについては各色で異なる(図28(B))た
め、この傾きをR,G,Bの各色成分に応じて補正する
ために、図27における補正回路(1)713が設けら
れている。尚、以下の説明では、蛍光体特性については
ガンマ補正が行われているものとして説明する。
【0217】さらに、後述するように照射電流を制御す
る手段であるグリッドにおいても、印加電圧に対して図
5に示すような非線形を有するので図27における補正
回路(2)714により線形な特性の画像信号に補正し
ている。このようにグリッドに印加する電圧に対して電
圧変調を行うことにより、線形な特性の画像を表示する
ことができる。またこの電圧変調に変わり、後述するよ
うなパルス幅変調を行ってグリッドへの印加電圧を制御
しても良い。
【0218】さらに、R,G,B信号を制御回路715
により、画素単位に同期をとりながら並べ変えてデータ
側ドライバー718に出力することにより、1ライン分
の画像表示を行うことができる。これと並行して、ビデ
オ信号710より抽出された水平同期信号723を入力
し、制御回路717を通して走査側ドライバー719に
ライン同期信号を出力する。これにより、順次表示ライ
ンを走査して、2次元的な画像を表示パネル720に表
示することができる。
【0219】以上説明した本実施例のカラー画像表示装
置は、表面伝導型電子放出素子を用いたグリッド方式の
カラー画像表示装置において優れた効果をもたらすもの
である。
【0220】尚、本実施例の表示パネル720を構成す
る表面伝導型の電子放出素子の基本的な構成と製造方法
および特性については前述した通りである。
【0221】また、本実施例のカラー画像表示装置の代
表的な構成例を図29に示す。
【0222】図29では、前記電子放出素子を並列に多
数配置し、個々の素子の両端を配線にてそれぞれ結線し
た行を多数配列した基板801(例えば、本出願人と同
一出願人による特開平1−31332号公報)をリアプ
レート802上に固定した後、基板801の上方に、電
子通過孔805を有するグリッド806を電子放出素子
の素子電極803と直交する方向に配置した。更に、基
板801の略5mm上方に、フェースプレート810
(ガラス基板807の内面に蛍光膜808とメタルバッ
ク809とが形成されて構成される)を支持枠811を
介して配設している。そして、このフェースプレート8
10、支持枠811、リアプレート802の接合部にフ
リットガラスを塗布し、大気中あるいは窒素雰囲気中で
約400℃ないし500℃で10分以上焼成することに
より封着した。また、リアプレート802への基板80
1の固定もフリットガラスで行った。
【0223】図29において、804は電子放出部を示
し、本実施例では上述の如く、フェースプレート81
0、支持枠811、リアプレート802で外囲器812
を構成したが、リアプレート802は主に基板801の
強度を補強する目的で設けられるため、基板801自体
で十分な強度を持つ場合は別体のリアプレート802は
不要であり、基板801に直接支持枠811を封着し、
フェースプレート810、支持枠811、基板801に
て外囲器812を構成しても良い。
【0224】フェースプレート810の蛍光膜808
は、モノクロ表示の場合は蛍光体で構成されるが、カラ
ー表示用の蛍光膜の場合は、蛍光体の配列によりブラッ
クストライプ,ブラックマトリクスなどと呼ばれる黒色
導電体291と蛍光体292とで構成される。このよう
なブラックストライプ,ブラックマトリクスが設けられ
る目的は、カラー表示の場合必要となる3原色蛍光体
の、各蛍光体292間の塗り分け部を黒くすることで混
色等を目立たなくするとともに、蛍光膜808における
外光反射によるコントラストの低下を抑制することであ
る。本実施例では蛍光体292はストライプ形状(図1
2(A))を採用している。これは先にブラックストラ
イプを形成し、その間隙部に各色蛍光体を塗布すること
により蛍光膜808を作成した。
【0225】尚、ブラックストライプを形成する材料と
して、本実施例では通常良く用いられている黒鉛を主成
分とする材料を用いたが、導電性があり、光の透過及び
反射が少ない材料であればこれに限るものではない。ま
た、ガラス基板807に蛍光体292を塗布する方法
は、モノクロームの場合は沈澱法や印刷法が用いられる
が、カラー表示である本実施例の場合にはスラリー法を
用いている。但し、カラー表示の場合にも印刷法を用い
ても同等の塗布膜が得られることはもちろんである。
【0226】また、蛍光膜808の内面側には通常メタ
ルバック809が設けられる。このメタルバック809
を設ける目的としては、蛍光体292の発光のうち内面
側への光をフェースプレート810側へ鏡面反射するこ
とにより輝度を上げること、電子ビーム加速電圧印加す
るための電極として作用すること、外囲器812内で発
生した負イオンの衝突によるダメージからの蛍光体29
2を保護すること等が挙げられる。尚、このメタルバッ
ク809は、蛍光膜808を作製した後、蛍光膜808
の内面側表面の平滑化処理(通常フィルミングと呼ばれ
る)を行い、その後、アルミニウム(Al)を真空蒸着
することで作製した。フェースプレート810には、更
に蛍光膜808の導電性を高めるため、蛍光膜808の
外面側に透明電極(不図示)が設けられる場合もある
が、本実施例では、メタルバック809のみで十分な導
電性が得られたので省略した。更に、前述のフェースプ
レート810、支持枠811、リアプレート802の接
合部を封着する際、カラー表示の場合は各色の蛍光体2
92と電子放出素子とを対応させなければならないた
め、十分な位置合わせを行った。
【0227】以上のようにして完成したガラス容器内の
雰囲気を排気管(図示せず)を通じ真空ポンプにて排気
し、十分な真空度に達した後、容器外端子Dr1ないしD
rmとDL1ないしDLmを通じて素子電極803間に電圧を
印加することにより、前述のフォーミングを行う。こう
して電子放出部804を形成して、前述した電子放出素
子を基板801上に作成した。最後に10-6トール程度
の真空度で、不図示の排気管をガス・バーナで熱するこ
とで溶着し外囲器812の封着を行った。そして最後
に、封止後の真空度を維持するために、ゲッター処理を
行った。これは、封止を行う直前あるいは封止後に、抵
抗加熱あるいは高周波加熱等の加熱法により、画像表示
装置内の所定の位置(不図示)に配置されたゲッターを
加熱し、蒸着膜を形成する処理である。ゲッターは通常
Ba等が主成分であり、該蒸着膜の吸着作用により真空
度が維持される。
【0228】以上のようにして形成された画像表示装置
において、電子放出素子のそれぞれに、容器外端子Dr1
〜DrmとDL1〜DLmを通じて電圧を印加することにより
各電子放出部804より電子を放出させる。こうして放
出させた電子は変調電極806の電子通過孔805を通
過した後、高圧端子Hvを通して、メタルバック809
或いは透明電極(不図示)に印加された数kV以上の高
圧により加速されて蛍光膜808に衝突し、これにより
蛍光体292が励起・発光する。その際、変調電極80
6に情報信号に応じた電圧を容器外端子G1 ないしGn
を通じて印加することにより、電子通過孔805を通過
する電子ビームを制御して画像を表示するものである。
【0229】本実施例では、絶縁層であるSiO2(不
図示)を介し、基板801の略10ミクロン上方に略5
0ミクロン径の電子通過孔805を有する変調電極80
6を配置することで、加速電圧として6kV印加したと
き、電子ビームのオンとオフは50V以内の変調電圧で
制御できた。
【0230】また、図30は変調電極806に印加する
グリッド電圧VG に対する蛍光膜808へ流れる蛍光面
電流との関係を示した図である。ここで、グリッド電圧
VGを増加させていくと、ある閾値電圧VG1以上になる
と蛍光面電流が流れ始め、更にグリッド電圧VG を増加
するにしたがって、図30に示すように蛍光面電流が単
調に増加して、最終的に飽和する。
【0231】以上述べた構成は、画像表示装置を作成す
る上で必要な概略構成であり、例えば各部材の材料等、
詳細な部分は上述の説明に限られるものではなく、画像
表示装置の用途に適するよう適宜選択することができ
る。
【0232】尚、カラーバランスをとる方法として、図
27のマトリクス回路712における変換式の係数(図
14参照)を変更することによっても行なうことができ
る。その動作は前述と同様である。また、制御回路71
5には、図26のR用調整器,G用調整器,B用調整器
が含まれ、同様の動作を行うことができるようにしてあ
る。
【0233】[実施例7]次に図31を参照して本発明
の第7の実施例を説明する。図31において、図27と
共通する部分は同じ番号で示し、それらの説明を省略す
る。
【0234】図31において、図27と同様にして得ら
れたアナログRGB信号921は、A/D変換器925
によりデジタルRGB信号に変換される。尚、デジタル
RGB信号922が入力された場合は、このA/D変換
器925による変換は不要となる。
【0235】さらに、デジタル信号に変換されたRGB
信号或いは入力されたデジタルRGB信号(rgb)
を、輝度に応じてパルスの長さに変換するパルス幅変調
回路926を備えている。このパルス幅変調回路926
は、前述の3原色に対応するそれぞれの蛍光体292の
発色特性の違いを基に作成された補正データテーブル9
27により、R,G,B信号のそれぞれに独立に重み付
けをして、R,G,B信号をパルス幅変調したRGB信
号(r′,g′,b′)に変換している。このRGB信
号(r′,g′,b′)は制御回路915に入力され
る。さらに、図27と同様の動作によりデータ側ドライ
バー918に画像データに応じた信号が出力され、1ラ
イン分の画像が表示される。この表示動作と同期して、
図27と同様の動作で走査側ドライバー919を制御回
路917により駆動することによって、2次元的な画像
を表示パネル920に表示することができる。以上の動
作は、図22ないし図24の回路でも実現できることは
いうまでもない。
【0236】図32は、図31に示した回路において、
アナログRGB信号をサンプリング回路1028により
サンプリングし、そのサンプリングされたアナログRG
B信号に対してパルス幅変調回路1026によりパルス
幅変調を行なっている。このパルス幅変調回路1026
aはまた、補正データテーブル1027aを参照して、
変調されたR,G,B信号のそれぞれに独立に重み付け
を行っている。こうして変調された信号は制御回路10
15に出力され、データ側ドライバー1018の駆動信
号となる。
【0237】また、図32のパルス幅変調回路1026
aの回路構成は、前述の図18ないし図21と同様の回
路および動作で行うことができる。
【0238】以上説明したように本実施例によれば、表
面伝導型の電子放出素子を用いたカラー画像表示装置に
おいて、階調制御及び色信号の制御を行うことができ
る。即ち、階調を有する色信号を表示する場合に問題と
なる色ズレ,色バランス等の制御を受像器側で容易に実
現することが可能となる。
【0239】さらに、本実施例の色調制御方法は、電子
放出素子と独立に行われるため、各色に対応した表面伝
導型の電子放出素子の電気特性にバラツキが生じた場合
においても、それを補正することが可能となり、カラー
画像表示装置の製造歩留まりの向上がなされる。
【0240】尚、本発明適用の表示装置の応用は、NT
SC方式のテレビ信号に基づきテレビジョン表示を行う
装置や、テレビジョン信号あるいは計算器や画像メモ
リ、通信ネットワーク等種々の画像信号源と直接或いは
間接に接続する表示装置に広く用いることが可能であ
り、とりわけ大容量の画像を表示する大画面の表示に好
適である。
【0241】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、平
板型で階調表示にすぐれたカラー表示を行うことができ
る効果がある。
【0242】
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例に用いる好適な平面型の表面伝導型放出
素子の平面図と断面図である。
【図2】本発明に用いる好適な表面伝導型放出素子の製
造工程を示す図である。
【図3】実施例に用いる表面伝導型放出素子のフォーミ
ング電圧波形を示す図である。
【図4】実施例に用いる表面伝導型放出素子の特性評価
装置を示す図である。
【図5】実施例に用いる好適な表面伝導型放出素子の電
気的特性を示す図である。
【図6】実施例に用いる好適な垂直型の表面伝導型放出
素子の素子構造を示す図である。
【図7】本発明の第1実施例である表示装置に用いたマ
ルチ電子ビーム源の構成を示す平面図である。
【図8】図7のマルチ電子ビーム源の製造工程を説明す
るための断面図である。
【図9】図7のマルチ電子ビーム源の製造工程を説明す
るための断面図である。
【図10】図7のマルチ電子ビーム源の製造方法を説明
するための平面図である。
【図11】実施例の表示装置に用いた表示パネルの構成
を示す斜視図である。
【図12】実施例の表示装置に用いた表示パネルのフェ
ースプレートの一部平面図である。
【図13】本発明の実施例たる表示装置でガンマ補正あ
るいはカラーバランス調整を実現するための回路ブロッ
ク図である。
【図14】マトリクス回路の一般的なマトリクス係数の
例を示す図である。
【図15】蛍光体の発光特性を示す図である。
【図16】一般のテレビジョンに用いられたマトリクス
回路の基本形を示す図である。
【図17】実施例におけるマトリクス回路の構成を示す
図である。
【図18】実施例2におけるパルス幅変調回路の構成例
を示すブロック図である。
【図19】図6で示す回路の各点における信号波形を示
す図である。
【図20】実施例3におけるパルス幅変調器の構成を示
すブロック図である。
【図21】図8で示す回路の各点における信号波形を示
す図である。
【図22】実施例4による階調を有する色信号を制御す
るための回路のブロック図である。
【図23】図22の回路で蛍光体のガンマ特性を補正す
る方法を説明するための図である。
【図24】図22で用いたパルス幅変調回路の1例を示
す回路図である。
【図25】実施例5で階調を有する色信号の制御方法を
説明するための図である。
【図26】実施例5による階調を有する色信号を制御す
るための回路のブロック図である。
【図27】実施例6のカラー画像表示装置の構成を示す
ブロック図である。
【図28】蛍光体の発光特性を示す図である。
【図29】実施例6の表示装置で用いたカラー表示パネ
ルの構成を示す斜視図である。
【図30】図29の表示パネルのグリッド電極の変調特
性を示す図である。
【図31】実施例7による階調を有する色信号を制御す
るための回路のブロック図である。
【図32】実施例8による階調を有する色信号を制御す
るための回路のブロック図である。
【図33】従来の表面伝導型放出素子の平面図である。
【図34】従来の表示装置の基本構成の例を示す図であ
る。
【図35】図2の従来の表示装置の断面図である。
フロントページの続き (72)発明者 外處 泰之 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 鱸 英俊 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 武田 俊彦 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 磯野 青児 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 長田 芳幸 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キヤ ノン株式会社内

Claims (21)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 少なくとも、基板上に複数の表面伝導型
    電子放出素子を配列した電子ビーム発生源と、電子ビー
    ムの照射により発光する赤,緑,青の3原色の蛍光体
    と、画像信号に基づいて蛍光体に照射する電子ビームを
    変調するための変調手段とを具備した画像形成装置であ
    って、 前記変調手段は画像信号のガンマを補正するための補正
    手段を有し、該補正手段によりあらかじめ補正された画
    像信号に基づいて電子ビームを変調することを特徴とす
    る画像形成装置。
  2. 【請求項2】 前記電子ビーム発生源は基板上に複数の
    表面伝導型電子放出素子を2次元的に配列し、行方向配
    線と列方向配線とにより各素子をマトリクス状に結線し
    た電子ビーム発生源であることを特徴とする請求項1記
    載の画像形成装置。
  3. 【請求項3】 前記変調手段は、少なくとも、表面伝導
    型放出の放出電流強度と印加電圧とのガンマ特性に基づ
    いて画像信号を補正するための補正手段を備えることを
    特徴とする請求項2記載の画像形成装置。
  4. 【請求項4】 前記変調手段は、少なくとも、蛍光体の
    発光強度と照射電子ビーム量とのガンマ特性に基づいて
    画像信号を補正するための補正手段を備えることを特徴
    とする請求項2記載の画像形成装置。
  5. 【請求項5】 前記電子ビーム発生源は、基板上に行方
    向に沿って複数の表面伝導型電子放出素子を配列した素
    子群と、基板上もしくは基板外に行方向とほぼ直交する
    列方向に沿ってグリッド電極を配列した電極列を備える
    電子ビーム発生源であることを特徴とする請求項1記載
    の画像形成装置。
  6. 【請求項6】 前記変調手段は、少なくとも、蛍光体の
    発光強度と照射電子ビーム量とのなすガンマ特性に基づ
    いて画像信号を補正するための補正手段を備えることを
    特徴とする請求項5記載の画像形成装置。
  7. 【請求項7】 前記変調手段は、少なくとも、グリッド
    電極の透過電子ビーム量とグリッド電極印加信号とのガ
    ンマ特性に基づいて画像信号を補正するための補正手段
    を備えることを特徴とする請求項5記載の画像形成装
    置。
  8. 【請求項8】 前記変調手段は、ガンマ補正された画像
    信号に基づいて蛍光体に電子ビームを照射する時間の長
    さを変調することを特徴とする請求項1記載の画像形成
    装置。
  9. 【請求項9】 前記変調手段は、電子ビームを変調する
    ための変調信号を各色成分ごとに独立に調整する成分調
    整手段を備えることを特徴とする請求項8記載の画像形
    成装置。
  10. 【請求項10】 前記成分調整手段は、ガンマ補正した
    画像信号の各色成分ごとに個別に比較器を有し、各比較
    器の比較基準と画像信号との相対的関係を独立に調整す
    ることを特徴とする請求項9記載の画像形成装置。
  11. 【請求項11】 前記成分調整手段は、ガンマ補正した
    画像信号の各色成分ごとに独立に増幅率を調整可能な増
    幅器と比較器とを有し、前記増幅器で増幅された画像信
    号を前記比較器で所定の基準値と比較して変調パルスを
    発生することを特徴とする請求項9記載の画像形成装
    置。
  12. 【請求項12】 前記成分調整手段は、ガンマ補正した
    画像信号の各色成分ごとに個別にパルス幅変調器を有
    し、各パルス幅変調器の動作基準クロックの周波数を独
    立に調整することを特徴とする請求項9記載の画像形成
    装置。
  13. 【請求項13】 前記変調手段は、ガンマ補正された画
    像信号に基づいて蛍光体に照射する電子ビームの電流振
    幅を変調することを特徴とする請求項1記載の、画像形
    成装置。
  14. 【請求項14】 前記変調手段は、電子ビームを変調す
    るための変調信号を各色成分ごとに独立に調整する手段
    を備えることを特徴とする請求項13記載の画像形成装
    置。
  15. 【請求項15】 前記成分調整手段は、ガンマ補正した
    画像信号の各色成分ごとに個別にレベルシフト器を有
    し、各レベルシフト器のシフト量を独立に調整すること
    を特徴とする請求項14記載の画像形成装置。
  16. 【請求項16】 前記成分調整手段は、ガンマ補正した
    画像信号の各色成分ごとに個別に増幅器を有し、各増幅
    器の増幅率を独立に調整して増幅することを特徴とする
    請求項14記載の画像形成装置。
  17. 【請求項17】 基板上に複数の表面伝導型電子放出素
    子を配列した電子ビーム発生源と、電子ビームの照射に
    より発光する赤,緑,青の3原色の蛍光体と、画像信号
    に基づいて蛍光体に照射する電子ビームを変調するため
    の変調手段とを少なくとも具備した画像形成装置におけ
    る画像形成方法であって、 階調情報を含む画像信号を入力する工程と、 前記画像信号を、表面伝導型電子放出素子を電子ビーム
    発生源とする前記画像形成装置の発光特性に基づいてガ
    ンマ補正する補正工程と、 前記補正工程により補正された画像信号に基づいて電子
    ビームを変調する変調工程と、を備えることを特徴とす
    る画像形成方法。
  18. 【請求項18】 前記変調工程は、前記補正工程により
    ガンマ補正された画像信号に基づいて、蛍光体に電子ビ
    ームを照射する時間の長さを変調する変調信号を発生す
    る工程を含むことを特徴とする請求項17記載の画像形
    成方法。
  19. 【請求項19】 前記変調工程は、前記補正工程により
    ガンマ補正された画像信号に基づいて、蛍光体に照射す
    る電子ビームの電流振幅を変調するための変調信号を発
    生する工程を含むことを特徴とする請求項18記載の画
    像形成方法。
  20. 【請求項20】 前記変調工程は、前記補正工程により
    ガンマ補正した画像信号に基づいて、各色成分ごとに独
    立に画像信号を調整する工程を含むことを特徴とする請
    求項17記載の画像形成方法。
  21. 【請求項21】 前記変調工程は、前記補工程によりガ
    ンマ補正した画像信号に基づいて、各色成分ごとに独立
    に変調信号を調整する工程を含むことを特徴とする請求
    項18または19記載の画像形成方法。
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