JPH09306397A

JPH09306397A - 画像表示装置とその駆動方法

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Publication number: JPH09306397A
Application number: JP9050200A
Authority: JP
Inventors: Kunihiro Sakai; 邦裕酒井; Hidetoshi Suzuki; 英俊鱸
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1996-03-11
Filing date: 1997-03-05
Publication date: 1997-11-28
Anticipated expiration: 2017-03-05
Also published as: DE69702357D1; US20010040537A1; DE69702357T2; EP0795847A1; EP0795847B1; JP3618948B2; US5949393A; US6549181B2

Abstract

(57)【要約】【課題】複数の電子放出素子を複数のデータ配線と複
数の走査配線でマトリックス配線したマルチ電子ビーム
源と、前記電子放出素子のそれぞれに対応したＲ，Ｇ，
Ｂ３原色の蛍光体を有する蛍光板とを有する画像表示装
置において、Ｒ，ＢよりもＧの空間解像度を優先させ、
Ｇの蛍光体を多くした市松配列などで、Ｇの輝度の低下
を抑止して良好な白発色を得る。【解決手段】Ｇに対応する電子放出素子に接続した走
査配線と、ＲないしＢに対応する電子放出素子に接続し
た走査配線とが電気的に独立しており、１ライン期間分
の画像信号から、Ｇの蛍光体に対応する信号と、Ｒない
しＢの蛍光体に対応する信号とを抽出し、１ライン期間
にＧに対応する電子放出素子に接続した走査配線と、Ｒ
ないしＢに対応する電子放出素子に接続した走査配線と
を選択する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は複数の電子放出素子
をマトリックス配置したマルチ電子ビーム源と、その電
子放出素子に対応したＲ，Ｇ，Ｂの蛍光体を有する蛍光
板とを使った画像表示装置とその駆動方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、薄型大画面表示装置の研究開発が
盛んに行われている。本発明者は、薄型大画面表示装置
として、冷陰極を電子放出素子に用いた研究を行ってい
る。

【０００３】従来から、電子放出素子として熱陰極素子
と冷陰極素子の２種類が知られている。このうち冷陰極
素子では、たとえば電界放出素子（以下ＦＥ型と記す）
や、金属／絶縁層／金属型放出素子（以下ＭＩＭ型と記
す）、などが知られている。

【０００４】表面伝導型放出素子としては、たとえば、
Ｍ．Ｉ．Ｅｌｉｎｓｏｎ，ＲａｄｉｏＥｎｇ．Ｅｌｅ
ｃｔｒｏｎＰｈｙｓ．，１０，１２９０（１９６５）
や、後述する他の例が知られている。

【０００５】表面伝導型放出素子は、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。この表面
伝導型放出素子としては、前記エリンソン等によるＳｎ
Ｏ₂ 薄膜を用いたものの他に、Ａｕ薄膜によるもの
〔Ｇ．Ｄｉｔｔｍｅｒ：“ＴｈｉｎＳｏｌｉｄＦｉ
ｌｍｓ”，９，３１７（１９７２）〕や、Ｉｎ₂ Ｏ₃ ／
ＳｎＯ₂ 薄膜によるもの〔Ｍ．Ｈａｒｔｗｅｌｌａｎ
ｄＣ．Ｇ．Ｆｏｎｓｔａｄ：“ＩＥＥＥＴｒａｎ
ｓ．ＥＤＣｏｎｆ．”，５１９（１９７５）〕や、カ
ーボン薄膜によるもの〔荒木久他：真空、第２６巻、
第１号、２２（１９８３）〕などが報告されている。

【０００６】これらの表面伝導型放出素子の素子構成の
典型的な例として、図１８（ａ）に前述のＭ．Ｈａｒｔ
ｗｅｌｌ等による素子の平面図を示す。同図において、
３００１は基板で、３００４はスパッタで形成された金
属酸化物よりなる導電性薄膜である。導電性薄膜３００
４は図示のようにＨ字形の平面形状に形成されている。
該導電性薄膜３００４に後述の通電フォーミングと呼ば
れる通電処理を施すことにより、電子放出部３００５が
形成される。図中の間隔Ｌは、０．５〜１〔ｍｍ〕、Ｗ
は０．１〔ｍｍ〕で設定されている。尚、図示の便宜か
ら電子放出部３００５は導電性薄膜３００４の中央に矩
形の形状で示したが、これは模式的なものであり、実際
の電子放出部の位置や形状を忠実に表現しているわけで
はない。

【０００７】Ｍ．Ｈａｒｔｗｅｌｌ等による素子をはじ
めとして上述の表面伝導型放出素子においては、電子放
出を行う前に導電性薄膜３００４に通電フォーミングと
呼ばれる通電処理を施すことにより電子放出部３００５
を形成するのが一般的であった。すなわち、通電フォー
ミングとは、前記導電性薄膜３００４の両端に一定の直
流電圧、もしくは、例えば１Ｖ／分程度の非常にゆっく
りとしたレートで昇圧する直流電圧を印加して通電し、
導電性薄膜３００４を局所的に破壊もしくは変形もしく
は変質せしめ、電気的に高抵抗な状態の電子放出部３０
０５を形成することである。尚、局所的に破壊もしくは
変形もしくは変質した導電性薄膜３００４の一部には、
亀裂が発生する。前記通電フォーミング後に導電性薄膜
３００４に適宜の電圧を印加した場合には、前記亀裂付
近において電子放出が行われる。

【０００８】また、ＦＥ型の例は、たとえば、Ｗ．Ｐ．
Ｄｙｋｅ＆Ｗ．Ｗ．Ｄｏｌａｎ．“Ｆｉｅｌｄｅｍｉ
ｓｓｉｏｎ”，ＡｄｖａｎｃｅｉｎＥｌｅｃｔｒｏ
ｎＰｈｙｓｉｃｓ，８，８９（１９５６）や、あるい
は、Ｃ．Ａ．Ｓｐｉｎｄｔ，“Ｐｙｓｉｃａｌｐｒｏ
ｐｅｒｔｉｅｓｏｆｔｈｉｎ−ｆｉｌｍｆｉｅｌ
ｄｅｍｉｓｓｉｏｎｃａｔｈｏｄｅｓｗｉｔｈ
ｍｏｌｙｂｄｅｎｉｕｍｃｏｎｅｓ”，Ｊ，Ａｐｐ
ｌ．Ｐｈｙｓ．，４７，５２４８（１９７６）などが知
られている。

【０００９】ＦＥ型の素子構成の典型的な例としては、
図１８（ｂ）に前述のＣ．Ａ．Ｓｐｉｎｄｔらによる素
子の断面図を示す。同図において、３０１０は基板で、
３０１１は導電材料よりなるエミッタ配線、３０１２は
エミッタコーン、３０１３は絶縁層、３０１４はゲート
電極である。本素子は、エミッタコーン３０１２とゲー
ト電極３０１４の間に適宜の電圧を印加することによ
り、エミッタコーン３０１２の先端部より電界放出を起
こさせるものである。

【００１０】また、ＦＥ型の他の素子構成として、前述
のような積層構造ではなく、基板上に基板平面とほぼ平
行にエミッタとゲート電極を配置した例もある。

【００１１】また、ＭＩＭ型の例としては、例えば、
Ｃ．Ａ．Ｍｅａｄ，“Ｏｐｅｒａｔｉｏｎｏｆｔｕ
ｎｎｅｌｅｍｉｓｓｉｏｎｄｅｖｉｃｅ，Ｊ．Ａｐ
ｐｌ．Ｐｈｙｓ．，３２，６４６（１９６１）などが知
られている。ＭＩＭ型の素子構成の典型的な例を図１９
に示す。同図は断面図であり、図において、３０２０は
基板で、３０２１は金属よりなる下電極、３０２２は厚
さ１００オングストローム程度の薄い絶縁層、３０２３
は厚さ８０〜３００オングストローム程度の金属よりな
る上電極である。ＭＩＭ型において、上電極３０２３と
下電極３０２１の間に適宜の電圧を印加することによ
り、上電極３０２３の表面より電子放出を起こさせるも
のである。

【００１２】上述の冷陰極素子は、熱陰極素子と比較し
て低温で電子放出素子を得ることができるため、加熱用
ヒータを必要としない。したがって、熱陰極素子よりも
構造が単純であり、微細な素子を作成可能である。ま
た、基板上に多数の素子を高い密度で配置しても、基板
の熱溶融などの問題が発生しにくい。また、熱陰極素子
がヒータの加熱により動作するため応答速度が遅いのと
は異なり、冷陰極素子の場合には応答速度が速いという
利点もある。

【００１３】このため、冷陰極素子を応用するための研
究が盛んに行われている。たとえば、表面伝導型放出素
子は、冷陰極素子のなかでも特に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形成で
きる利点がある。そこで、たとえば本出願人による特開
昭６４−３１３３２号公報において開示されるように、
多数の素子を配列して駆動するための方法が研究されて
いる。

【００１４】また、表面伝導型放出素子の応用について
は、たとえば、画像表示装置、画像記録装置などの画像
形成装置や、荷電ビーム源等が研究されている。特に、
画像表示装置への応用としては、たとえば本出願人によ
るＵＳＰ５，０６６，８８３や特開平２−２５７５５１
号公報や特開平４−２８１３７号公報において開示され
ているように、表面伝導型放出素子と電子ビームの照射
により発光する蛍光体とを組み合わせて用いた画像表示
装置が研究されている。表面伝導型放出素子と蛍光体と
を組み合わせて用いた画像表示装置は、従来の他の方式
の画像表示装置よりも優れた特性が期待されている。た
とえば、近年普及してきた液晶表示装置と比較しても、
自発光型であるためバックライトを必要としない点や、
視野角が広い点が優れていると言える。

【００１５】また、ＦＥ型を多数個並べて駆動する方法
は、たとえば本出願人によるＵＳＰ４，９０４，８９５
に開示されている。また、ＦＥ型を画像表示装置に応用
した例として、たとえば、Ｒ．Ｍｅｙｅｒらにより報告
された平板型表示装置が知られている〔Ｒ．Ｍｅｙｅ
ｒ：“ＲｅｃｅｎｔＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｎＭ
ｉｃｒｏｔｉｐｓＤｉｓｐｌａｙａｔＬＥＴ
Ｉ”，Ｔｅｃｈ．Ｄｉｇｅｓｔｏｆ４ｔｈＩｎ
ｔ．ＶａｃｕｕｍＭｉｃｒｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ
Ｃｏｎｆ．，Ｎａｇａｈａｍａ，ｐｐ．６−９（１９
９１）〕。

【００１６】また、ＭＩＭ型を多数個並べて画像表示装
置に応用した例は、たとえば本出願人による特開平３−
５５７３８号公報に開示されている。従来、このような
画像表示装置の画素配列としては、水平方向に並んだ
Ｒ，Ｇ，Ｂ３つの蛍光体を１つの画素とするストライプ
配列が多く用いられている。しかし、このストライプ配
列において、図２０（ａ）のように蛍光体が正方形に近
い形状をしている場合、Ｒ，Ｇ，Ｂの組である画素が横
長になるため、水平方向解像度が低くなる、また垂直方
向に同一色の蛍光体が並ぶため、画像を表示した際、縦
縞が目立つといった欠点がある。

【００１７】こういった問題を解決するために、図２０
（ｂ）に示すような、Ｒ：Ｇ：Ｂの蛍光体を１：２：１
の割合で市松状に配置した市松配列が考えられている。
配列は、Ｒ，Ｇ，Ｂの組である画素が、表示装置の蛍光
体配列の複数行に渡っており、ストライプ配列のように
横長になっていないため、水平解像度はストライプ配列
よりも高い。さらに、ストライプ配列のように、垂直方
向に同一色の蛍光体が並んでおらず、縦縞は目立たな
い。

【００１８】また一方で、視覚が色相に対する空間分解
能よりも輝度に対する空間分解能が高いことに着目し
て、前記市松配列に限定されずに、輝度への寄与が大き
いＧの絵素数をＲ，Ｂのそれよりも積極的に多く設置す
る方法がとられる。

【００１９】このような、画素が表示装置の複数行にま
たがっており、１つの画素を表示するのに複数の走査信
号線を走査する必要がある表示装置の従来の駆動法を説
明する。ここでは例として、垂直２４０個、水平４８０
個の蛍光体を持つ表示装置に、ＮＴＳＣ信号を表示する
場合について説明する。ＮＴＳＣ信号は１フィールドの
ライン数は２６２．５本であり、本従来例ではこのうち
の真ん中の２４０ライン分の信号を取り出し、表示する
ものとする。

【００２０】（表示方法１）まず、第１の表示方法とし
て、表示される入力信号の１ライン目をパネルの１行目
に、入力信号２ライン目をパネルの２行目に、…、入力
信号ｎライン目をパネルのｎ行目に、というように表示
する方法について考える。パネルの蛍光体配列は市松配
列であるため、図２０（ｂ）に示すように、パネルの奇
数行目はＧとＲの蛍光体しか存在せずＢは存在しない、
パネルの偶数行目はＢとＧの蛍光体しか存在せずＲは存
在しない。したがってこの表示方法だと、入力信号の奇
数ラインのＢ信号、偶数ラインのＲ信号は表示されず、
情報の欠落が生じる。この問題を解決するには、垂直方
向のＬＰＦ（ローパスフィルタ）を使う必要がある。

【００２１】（表示方法２）次に、入力信号の１ライン
目と２ライン目を使い垂直ＬＰＦをかけてパネルの１行
目と２行目に表示、入力信号の３ライン目と４ライン目
を使い垂直ＬＰＦをかけてパネルの３行目と４行目に表
示、…、入力信号のｎ（ｎは奇数）ライン目とｎ＋１ラ
イン目を使い垂直ＬＰＦをかけてパネルのｎ行目とｎ＋
１行目に表示、という表示方法について説明する。

【００２２】図２１にこの表示装置の駆動ブロック図
を、図２２の駆動時のタイミングチャートを示す。ま
ず、図２１に沿って説明する。ＮＴＳＣ信号ｓ１はデコ
ーダ２によってＲ，Ｇ，Ｂ３原色に色分解される。この
３原色ｓ３，ｓ４，ｓ５は、水平方向ＬＰＦをかけた
後、Ａ／Ｄ変換器６によりＡ／Ｄ変換され、ディジタル
信号ｓ７，ｓ８，ｓ９となる。この信号ｓ７，ｓ８，ｓ
９の２ライン分を使って垂直方向ＬＰＦ１０をかける。
このＬＰＦをかけた信号を、信号並べ変え回路１１によ
りパネルの蛍光体配列に合うように並べかえる。例え
ば、本従来例は、蛍光体配列として市松配列を想定して
いるから、図２０（ｂ）にあるように奇数行目はＧ，Ｒ
の蛍光体しか現れず、偶数行目はＢ，Ｇの蛍光体しか現
れない。したがって、信号並べ変え回路１１は、パネル
の偶数行目に表示する信号（垂直ＬＰＦをかけた信号）
は、ＧとＲのみを取り出してＧ，Ｒを交互に並べ、パネ
ルの奇数行目に表示する信号（垂直ＬＰＦをかけた信
号）は、ＢとＧのみ取り出してＢ，Ｇを交互に並べ、シ
フトレジスタ１２に送り出す。シフトレジスタは水平４
８０個のデータがたまると、そのデータを１ラインメモ
リ１３に渡す。

【００２３】１ラインメモリ１３にホールドされたこの
データは、制御パルス発生器１４が発生する１ライン信
号読出しクロックｓ１５により、パネル１６へと送られ
る。この信号と同期して、走査信号発生器１７から走査
信号がパネル１６に送られ、画像が表示される。

【００２４】次に、図２２に沿って説明する。まず、Ｎ
ＴＳＣ信号ｓ１は、デコーダ２によって３原色信号に分
けられ、Ａ／Ｄ変換器６によってＡ／Ｄ変換され、信号
ｓ７，ｓ８，ｓ９となる。この信号の２ライン分を使っ
て（２ラインの平均をとるなどして）、垂直方向にＬＰ
Ｆ１０をかけ、信号並べ変え回路１１によってパネルの
蛍光体配列に合わせて信号を並べ変え、シフトレジスタ
１２に信号を送る。１行分の信号がシフトレジスタ１２
にたまると、その信号は１ラインメモリ１３に送られ、
ホールドされる。このホールドされた信号は、１ライン
読出しクロックｓ１５によりパネルへ送られ、これと同
期しているパネルの走査線上に画像が表示される。この
とき、垂直ＬＰＦをかけた信号の表示法は、入力信号の
１ライン目と２ライン目と使い垂直ＬＰＦをかけてパネ
ルの１行目と２行目に表示、入力信号の３ライン目と４
ライン目を使い垂直ＬＰＦをかけてパネルの３行目と４
行目に表示、…、入力信号のｎ（ｎは奇数）ライン目と
ｎ＋１ライン目を使い垂直ＬＰＦをかけてパネルのｎ行
目とｎ＋１行目に表示、というようになっている。この
ように垂直ＬＰＦをかけて表示することによって、画像
情報の欠落が起こらない。

【００２５】（表示方法３）次に、入力信号の１ライン
目と２ライン目と使い垂直ＬＰＦをかけてパネルの１行
目に表示、入力信号の２ライン目と３ライン目と使い垂
直ＬＰＦをかけてパネルの２行目に表示、…、入力信号
のｎライン目とｎ＋１ライン目を使い垂直ＬＰＦをかけ
て、パネルのｎ行目に表示、という表示方法について説
明する。

【００２６】この表示方法の駆動ブロック図は、先程と
同じく図２１である。また、タイミングチャートを図２
３に示す。この表示方法３は表示方法２とほとんど同じ
であるが、以下の点で異なる。表示方法２では、パネル
の１行目と２行目は、入力信号の１ライン目と２ライン
目に垂直ＬＰＦをかけた信号を表示する。しかし、表示
方法３では、パネルの１行目には、入力信号の１ライン
目と２ライン目に垂直ＬＰＦをかけた信号を表示し、パ
ネルの２行目は、入力信号の２ライン目と３ライン目に
垂直ＬＰＦをかけた信号表示する。次に、表示方法２で
は、パネルの３行目と４行目に、入力信号の３ライン目
と４ライン目に垂直ＬＰＦをかけた信号を表示する。一
方、表示方法３では、パネルの３行目には、入力信号の
３ライン目と４ライン目に垂直ＬＰＦをかけた信号を表
示し、パネルの４行目は、入力信号の４ライン目と５ラ
イン目に垂直ＬＰＦをかけた信号を表示する。つまり、
表示方法２では、パネルのｎ（奇数）行目とｎ＋１行目
には、入力信号のｎライン目とｎ＋１ライン目にＬＰＦ
をかけた信号を表示し、表示方法３では、パネルのｎ
（自然数）行目に入力信号のｎライン目とｎ＋１ライン
目にＬＰＦをかけた信号を表示し、パネルのｎ＋１行目
には入力信号のｎ＋１ライン目とｎ＋２ライン目にＬＰ
Ｆをかけた信号を表示する。図２３でいうと、垂直ＬＰ
Ｆ１０のかけ方が異なることになる。このように表示す
ることによって、画像情報の欠落が起こらず、さらに表
示方法２よりも高い垂直解像度を得られる。

【００２７】上述した従来技術に於ては、いずれも輝度
への寄与が大きいＧの絵素数をＲ，Ｂのそれよりも多く
設置している。従って、Ｇの蛍光体面積をＲ，Ｂよりも
小さくするか、Ｇへの電子線照射エネルギーを小さくし
ないと良好な白発色が得られない。

【００２８】絵素によって蛍光体面積を変化させた蛍光
板を作製することは、高い解像度を確保しようとする場
合には、微細な蛍光体形成工程の複雑化や歩留り低下を
招く問題が生じる。

【００２９】一方、Ｇへの電子線照射エネルギーを小さ
くすることは電気的な手段によって達成される。例えば
図２１に示した従来技術に於ても、デコード後のＲＧＢ
信号のうちＧ信号の強度比をＲ，Ｂ信号よりも小さくす
ることで良好な白発色が得られる。具体的には、Ａ／Ｄ
変換器６の入力部（不図示）の減衰率ないし増幅率を調
整する手段を設ければ良い。勿論、Ａ／Ｄ変換後の信号
に対してＲ，Ｇ，Ｂの信号強度比を変化させる手段でも
良い。

【００３０】また、液晶表示装置の分野においては、Ｕ
ＳＰ５，３１１，２０５（Ｈａｍａｄａｅｔａ
ｌ．）に開示されるような装置が知られている。Ｈａｍ
ａｄａらは、ＲＧＢの各色絵素を市松状に配列する際
に、変調信号を印加するための信号配線（ｓｉｇｎａｌ
ｅｌｅｃｔｒｏｄｅｓ）を各色別に結線している。こ
の装置は、色信号切り替え用スイッチを各信号配線ごと
に設けなくてもよいという利点を有する。しかし、後述
する本発明の解決課題に関連する事項として、Ｈａｍａ
ｄａらの装置においては、走査配線（ｓｃａｎｎｉｎｇ
ｅｌｅｃｔｒｏｄｅｓ）が、ＲとＧの共通配線と、Ｂ
とＧの共通配線とによって構成されていることに注意す
る必要がある。

【００３１】

【発明が解決しようとする課題】しかし既述した従来技
術では、白バランスを維持するためにＧへの電子線照射
エネルギーを小さくする分、表示装置全体のピーク輝度
が低下する。輝度は画像表示装置において最優先される
性能の一つであり、場合によって製品価格や構成・用途
などを大きく左右する要素である。

【００３２】輝度低下は、Ｇ絵素が選択されている期間
の単位時間当りの電子放出エネルギーを、Ｒ，Ｂ絵素の
それと較べて小さくすることに起因する。

【００３３】但し、従来技術に於ては走査配線上にＲと
Ｇ、ＢとＧが混在するので、Ｇ絵素を選択している期間
とＲ，Ｂ絵素を選択している期間とを独立に変化させる
のは困難であった。

【００３４】

【課題を解決するための手段】そこで、以上の課題を解
決するために本発明者が鋭意努力した結果、以下の発明
を得た。すなわち、本発明の画像表示装置は、複数の電
子放出素子を複数のデータ配線と複数の走査配線でマト
リックス配線したマルチ電子ビーム源と、前記電子放出
素子のそれぞれに対応したＲ，Ｇ，Ｂ３原色の蛍光体を
有する蛍光板とを有する画像表示装置において、前記蛍
光板は、前記Ｇの蛍光体の割合が前記ＲないしＢの蛍光
体の割合よりも多く、マルチ電子ビーム源は、前記Ｇに
対応する電子放出素子に接続した走査配線と、前記Ｒな
いしＢに対応する電子放出素子に接続した走査配線とが
電気的に独立していることを特徴とする。

【００３５】このとき、前記蛍光体の面積をＲ：Ｇ：Ｂ
＝１：２：１の割合で市松状に配置しているといい。ま
た、前記Ｇに対応する電子放出素子に接続した走査配線
を選択する期間が、前記Ｒ，Ｂに対応する電子放出素子
に接続した走査配線を選択する期間のおよそ１／２であ
るといい。さらに、１ライン期間分の画像信号から、前
記Ｇの蛍光体に対応する出力信号と、前記ＲないしＢの
蛍光体に対応する出力信号とを抽出し、１ライン期間に
前記Ｇに対応する電子放出素子に接続した走査配線と、
前記ＲないしＢに対応する電子放出素子に接続した走査
配線とを選択するといい。また、このとき、１ライン期
間分の画像信号を２行分の信号に分割し、１ライン期間
中に２行の走査配線を選択し、つぎの１ライン期間中で
前記１ライン期間に選択した行の一部を再び選択でき
る。前記電子放出素子は、表面伝導型放出素子であって
も、ＦＥ型電子放出素子であっても、ＭＩＭ型電子放出
素子であってもいい。

【００３６】また、本発明は画像表示装置の駆動方法の
発明をも包含する。すなわち、本発明の画像表示装置の
駆動方法は、複数の電子放出素子を複数のデータ配線と
複数の走査配線でマトリックス配線したマルチ電子ビー
ム源と、前記電子放出素子のそれぞれに対応したＲ，
Ｇ，Ｂ３原色の蛍光体を有する蛍光板とを有する画像表
示装置の駆動方法において、前記Ｇの蛍光体の割合が前
記ＲないしＢの蛍光体の割合よりも多く、前記Ｇに対応
する電子放出素子に接続した走査配線と、前記Ｒないし
Ｂに対応する電子放出素子に接続した走査配線とが電気
的に独立しており、１ライン期間分の画像信号から、前
記Ｇの蛍光体に対応する信号と、前記ＲないしＢの蛍光
体に対応する信号とを抽出し、１ライン期間に前記Ｇに
対応する電子放出素子に接続した走査配線と、前記Ｒな
いしＢに対応する電子放出素子に接続した走査配線とを
選択することを特徴とする。

【００３７】本発明によれば、ＲＧＢ絵素が市松配列さ
れた表示装置において、適正な色バランスを維持しなが
ら、従来よりも輝度を増大させることができる。すなわ
ち、本発明では、走査配線の構成を、Ｇの走査配線と、
ＢとＲの共通走査配線とに分け、Ｇだけを独立に走査で
きるようにする。そして、Ｇを担当する電子放出素子の
出力電子ビーム強度を、ＲやＧを担当する電子放出素子
の出力電子ビーム強度と同等にする一方で、Ｇの走査時
間をＲやＢよりも短くする。その結果、画素数が多いＧ
の出力ビームを低下させなくとも色バランスが維持され
る。Ｇを独立に走査し、その走査時間を従来よりも短縮
したために時間的余裕が生じるが、本発明ではそれを、
１：２：２の割合でＧ，Ｂ，Ｒに駆動期間として分配す
るので、従来よりも輝度を増大させることができる。

【００３８】白画像を表示する場合を例にとってみる。
１画面を形成するのに必要な時間をたとえばＶＳと表す
と、Ｒに割り当てられる駆動時間の総計は、従来の装置
ではＶＳの１／４であった。これに対して、本発明の装
置では、ＶＳの１／３を割り当てることができる。した
がって、白バランスを維持しながら、１／１２だけ従来
よりも輝度を増大させることができる。

【００３９】

【発明の実施の形態】図１は本実施形態の表示パネルに
用いたマルチ電子ビーム源の平面図を示している。基板
（不図示）上には複数の電子放出素子として冷陰極素子
１００２が配列され、これらの素子は行方向配線電極１
００３と列方向配線電極１００４により単純マトリック
ス状に配線されている。行方向配線電極１００３と列方
向配線電極１００４の交差する部分には、電極間に絶縁
層（不図示）が形成されており電気的な絶縁が保たれて
いる。前記１００２〜１００４及び基板によって構成さ
れる部分をマルチ電子ビーム源と呼ぶ。なお、マルチ電
子ビーム源の製造方法や構造については後で詳しく述べ
る。

【００４０】上記マルチ電子ビーム源は、Ｒ，Ｇ，Ｂ各
色の蛍光体が、例えば図２０（ｂ）のように市松状に塗
り分けられたフェースプレート（不図示）と対向するよ
うに設置されており、個々の冷陰極素子１００２と対向
する蛍光体の組み合わせによって絵素が形成されてい
る。また、各冷陰極素子１００２は図中に示すように、
素子電極３０を介して行方向配線電極１００３および列
方向配線電極１００４にそれぞれ接続されている。

【００４１】本形態では、隣接する絵素の素子電極３０
を、交互に別の行方向配線電極１００３に接続してい
る。係る構成によって、蛍光体面では市松状を保持した
まま、一つの行方向配線電極配線１００３に着目した場
合は、Ｇ絵素用の冷陰極素子１００２が、ＲやＢ絵素用
の冷陰極素子１００２と独立して接続されたマルチ電子
ビーム源が実現される。

【００４２】次に上記マルチ電子ビーム源を用いてＮＴ
ＳＣ信号を表示する方法について説明する。このとき蛍
光体数は、水平４８０、垂直２４０とした。

【００４３】図２に本実施形態のパネル駆動回路を示
す。

【００４４】パネル駆動回路は、デコーダ２、水平方向
アナログＬＰＦ３、Ａ／Ｄ変換器４、奇数行用信号線１
１、偶数行用信号線１２、信号切り換えスイッチ１３、
奇数、偶数行用シフトレジスタ１４、１５、奇数行用１
ラインメモリ１６、偶数行用１ラインメモリ１７、セレ
クタ２０、変調信号発生器２２、パルス発生器２３、走
査行切り換えスイッチ２６、タイミング制御回路２８、
パネル２９より構成される。本実施形態では、シフトレ
ジスタ、１ラインメモリが各々２つずつある場合の実施
形態である。

【００４５】次に、動作について説明する。

【００４６】（デコーダ２）まず、送られてきたＮＴＳ
Ｃ信号ｓ１はデコーダ２で３原色Ｒ，Ｇ，Ｂに色分解さ
れる。

【００４７】（ＬＰＦ３）この各色分解信号に水平方向
アナログＬＰＦ３をかける。これは、次にＡ／Ｄ変換４
するため、その前に高周波成分を取り除くためのもので
ある。

【００４８】（Ａ／Ｄ変換器４）このＲＧＢアナログ信
号をＡ／Ｄ変換器４によりＡ／Ｄ変換し、ＲＧＢディジ
タル信号ｓ７，ｓ８，ｓ９を得る。Ａ／Ｄ変換器４に入
るサンプリングクロックはＲ，Ｂ用ｓ５とＧ用ｓ６の２
種類がある。

【００４９】本パネルで採用している蛍光体配列は、図
２０（ｂ）にあるようにＲ：Ｇ：Ｂ＝１：２：１市松配
列であり、この配列で１ライン信号をパネルの１行で表
示しようとすると、その１行にはＢまたはＲの蛍光体が
存在せず、Ｂ，Ｒ信号のどちらかが表示できないため、
本表示方法では１ライン信号をパネルの連続する２行を
使って表示する。そのためこの２行（１ライン信号を表
示する）の中に、ＧはＲ，Ｂの２倍存在するため、Ｇ用
サンプリングクロックｓ６の周波数はＲ，Ｂ用ｓ１３の
周波数の２倍である。このようにＡ／Ｄ変換された信号
はＲ，Ｂ信号ｓ７，ｓ９が、パネルの水平方向の蛍光体
の数４８０個の１／２の２４０個、Ｇ信号ｓ８が４８０
個のデータを持つ。

【００５０】これらのデータがパネルの２行に表示され
る信号である。

【００５１】（奇数行用信号線１１、偶数用信号線１
２）本パネルの蛍光体配列は市松配列になっているが、
電気信号配線上では、１行目Ｒ１１、Ｂ１２、Ｒ１３、
…、Ｒ１４８０、２行目はＧ２１、Ｇ２２、Ｇ２３、
…、２４８０というように、奇数行はＲ，Ｂの蛍光体に
対応する素子が交互に現れ、偶数行はＧの蛍光体に対応
する素子が表れる。したがって図１の様に、奇数行用信
号線１１と、偶数行用信号線１２を用意しており、奇数
行用、偶数行用に信号を別々に処理する。

【００５２】上記パネルの蛍光体配列により、奇数行用
信号線１１はＢとＲの信号を流し、偶数行用信号線１２
はＧの信号を流すことになる。Ａ／Ｄ変換された２４０
個のＢ信号ｓ９と、２４０個のＲ信号ｓ７は、奇数行用
信号線１１を交互に流れ、Ａ／Ｄ変換された４８０個の
Ｇ信号ｓ８の信号は、偶数行用信号線１２を流れる。

【００５３】（切り換えスイッチ１３）この２本の信号
線に交互に流れる信号を作るのが、切り換えスイッチ２
２で、このスイッチがａに入っているときは、信号線１
１にＲ信号が流れ、ｂに入っているときはＢ信号が流れ
る。したがって、このスイッチは１水平同期期間（１
Ｈ）に４８０回切り換わることになる。このスイッチを
切り換える信号が切換信号ｓ１０である。

【００５４】これらの信号線１１、１２を流れる信号
が、それぞれパネルの奇数行、偶数行に表示される信号
である。

【００５５】（シフトレジスタ１４、１５）このように
して流れてくる奇数行、偶数行用の信号は、シフトクロ
ックｓ１８に基づき、シフトレジスタ１４、１５で同時
にシリアル−パラレル変換される。シフトクロックｓ１
８は、１Ｈ間に４８０回発生する。

【００５６】各々のシフトレジスタでパネル１行分の信
号がシリアル−パラレル変換されると、シフトレジスタ
は信号を１ラインメモリ１６、１７に送り出し、その後
次の１行分信号がまたシフトレジスタに入ってくる。

【００５７】（１ラインメモリ１６、１７）１ラインメ
モリもやはり、奇数行用ラインメモリ１６と偶数行用ラ
インメモリ１７の２つがあり、それぞれ奇数行用シフト
レジスタ１４、偶数行用シフトレジスタ１５から来た信
号をホールドする。そのため、奇数行用ラインメモリ１
４にはＲ，Ｂ信号が、偶数行用ラインメモリ１５にはＧ
信号がホールドされる。

【００５８】この信号が１ラインメモリ上に存在する時
間は１Ｈである。

【００５９】このホールドされた信号は、１ライン信号
読出しクロックｓ１９によって、セレクタ２０へと送ら
れる。

【００６０】（セレクタ２０）パネルの奇数行を走査す
るときはセレクタ２０はｃ（Ｒ，Ｂ信号）を選択し、偶
数行を走査するときはｄ（Ｇ信号）を選択し、信号を送
り出す。このセレクタ２０を切り換える信号が、セレク
タ切り換え制御信号ｓ２１である。

【００６１】このセレクタで選ばれた信号を、変調信号
発生器２２によりパルス幅変調し、ＭＯＳ−ＦＥＴのゲ
ートに流している。

【００６２】本実施形態では、階調表現をパルス幅変調
で行っているが、これは振幅変調でも、振幅変調、パル
ス幅変調併用でも構わない。

【００６３】（信号表示）ＮＴＳＣ信号は、１フィール
ド約２６３行分の映像信号が含まれている。しかし、本
実施形態のパネルで表示できる信号は約２４０行分であ
る。そのため本発明では図３（ａ）のようにこの２６３
行分の信号の上下を切り捨て、真ん中の約２４０行分の
信号を表示している。図３に示すように上側で切り捨て
られた信号の一番下の信号をＬ１、下側で切り捨てられ
た信号の一番上の信号をＬ２とする。Ｌ１のＧ，Ｒ成
分、Ｌ２のＢ，Ｇ成分のみがそれぞれ蛍光体面の最上
行、最下行に表示される。

【００６４】（走査順序）本パネルは、前述したように
１Ｈ信号をパネルの２行（仮にこれをｌｉｎｅ１，ｌｉ
ｎｅ２とする）を使って表示しているが、この２行を同
時ではなく、時間１Ｈを半分に分け、前半は上の行（ｌ
ｉｎｅ１）、後半は下の行（ｌｉｎｅ２）というように
順次走査して表示している。この時、本実施形態ではＧ
絵素に接続された行は１／３Ｈ走査時間選択され、Ｒ，
Ｂ絵素に接続された行は２／３Ｈ走査時間選択される。
パルス幅変調された画像信号はこの選択された期間内に
おいて出力される。上記の選択期間の比率は良好な白発
色が得られ、かつ、輝度が高くなる様に選べば良く、Ｇ
とＲ，Ｂの絵素比率からおおむね１：２となるが、これ
に限定されない。本駆動方ではパネルを、１行目、１行
目、２行目、２行目、３行目、３行目、…、２４０行
目、２４０行目というようにすべての行を２回ずつ走査
しており、１回目はその行に応じた１Ｈ信号を表示し、
２回目はその次の１Ｈ信号を表示している。この様子を
図４に示す。

【００６５】更に、図３（ｂ）を用いて詳細に表示方法
を説明する。

【００６６】まず、１フィールドの先頭の１Ｈ信号から
図３（ａ）のＬ１信号の前までの信号は捨てられ、Ｌ１
信号から表示される。このＬ１信号は、セレクタ２０が
ｃを選択することにより、１ラインメモリ１６にホール
ドされているＬ１信号のＲ，Ｂ成分が選ばれ、パネルの
１行目に表示される。このとき先に述べたように、走査
時間は２／３Ｈである。一方、１ラインメモリ１７にホ
ールドされているＬ１信号のＧ成分はパネルに表示され
ない。次に、上記の１行目の表示が終わると、Ｌ１信号
の次の１ライン信号が１ラインメモリ１６、１７にホー
ルドされ、このうち１ラインメモリ１６のＲ，Ｇ信号が
セレクタ２０で選択され（ｃ）、パネルの１行目に表示
される（走査時間２／３Ｈ）。この２／３Ｈ走査が終わ
ると、セレクタ切り換え制御信号ｓ２１により、セレク
タ２０が１ラインメモリ１７を選択し（ｄ）、上記１Ｈ
信号のＧ成分がパネルの２行目に表示される（走査時間
１／３Ｈ）。この２行目の表示が終わると、次の１Ｈ信
号が１ラインメモリ１６、１７にホールドされ、上と同
様な方法で、２行目、３行目に順次表示される。

【００６７】ある行に着目すると、ある１ライン信号が
表示され、２／３Ｈ乃至１／３Ｈ走査時間後に次の１ラ
イン信号が表示されている。人間の目はこの速い変化に
追随できないため、この２つの１Ｈ信号の平均値が表示
してあるように見える。上述した表示法をすることによ
って、２Ｈ分の信号に回路的にＬＰＦをかけることな
く、その平均値を表示することができる。

【００６８】但し本発明はこの表示方法に制限されるも
のでは無い。例えば、従来技術として既述した表示方法
１−３においても、図１に示したマルチ電子ビーム源を
構成し、図２中の信号切り換えスイッチ１３やこれを制
御するタイミング制御回路２８からなる信号並べ替え回
路（図２１中１１に相当）によって走査時間毎にＲＢお
よびＧを交互に出力すること、およびその走査時間比率
を例えば２：１にすることは容易に実現される。

【００６９】より本発明を明確に説明するために、従来
のマルチ電子ビーム源の平面図の例を図５に、このとき
走査信号および画像信号のタイミングの模式図を図６に
示した。なお、本実施形態との比較を行うために、画像
信号の階調表現を振幅変調で行った場合の例を示してい
る。

【００７０】図６に示すように、従来、Ｇ絵素数が多い
分Ｇの輝度を犠牲にして（無効期間の発生）良好な白色
発光を得ていた。これと比較して本実施形態では、図４
からも明らかなように係る無効期間の発生を抑止してい
る。実際、本実施形態によって得られた表示パネルで
は、無効期間が発生する場合に較べ、白色輝度で８％程
度の輝度向上が図られた。

【００７１】（表示パネルの構成と製造法）次に、本発
明を適用した画像表示装置の表示パネルの構成と製造方
法について、具体的な例を示して説明する。

【００７２】図７は、実施形態に用いた表示パネルの斜
視図であり、内部構造を示すためにパネルの１部を切り
欠いて示している。

【００７３】図中、１００５はリアプレート、１００６
は側壁、１００７はフェースプレートであり、１００５
〜１００７により表示パネルの内部を真空に維持するた
めの気密容器を形成している。気密容器を組み立てるに
あたっては、各部材の接合部に十分な強度と気密性を保
持させるため封着する必要があるが、例えばフリットガ
ラスを接合部に塗布し、大気中あるいは窒素雰囲気中
で、摂氏４００〜５００度で１０分以上焼成することに
より封着を達成した。気密容器内部を真空に排気する方
法については後述する。

【００７４】リアプレート１００５には、基板１００１
が固定されているが、該基板上には冷陰極素子１００２
がＮ×Ｍ個形成されている（Ｎ，Ｍは２以上の正の整数
であり、目的とする表示画素数に応じて適宜設定され
る。例えば、高品位テレビジョンの表示を目的とした表
示装置においては、Ｎ＝３０００，Ｍ＝１０００以上の
数を設定することが望ましい。本実施形態においては、
Ｎ＝４８０，Ｍ＝２４０とした。）。前記Ｎ×Ｍ個の冷
陰極素子は、Ｍ本の行方向配線１００３とＮ本の列方向
配線１００４により単純マトリクス配線されている。

【００７５】本実施形態においては、気密容器のリアプ
レート１００５にマルチ電子ビーム源の基板１００１を
固定する構成としたが、マルチ電子ビーム源の基板１０
０１が十分な強度を有するものである場合には、気密容
器のリアプレートとしてマルチ電子ビーム源の基板１０
０１自体を用いてもよい。

【００７６】また、フェースプレート１００７の下面に
は、蛍光膜１００８が形成されている。本実施形態はカ
ラー表示装置であるため、蛍光膜１００８の部分にはＣ
ＲＴの分野で用いられる赤，緑，青の３原色の蛍光体が
塗り分けられている。各色の蛍光体は、例えば図８に示
すように市松状に塗り分けられ、蛍光体の間には黒色の
導電体１０１０が設けてある。黒色の導電体１０１０を
設ける目的は、電子ビームの照射位置に多少のずれがあ
っても、表示色にずれが生じないようにする事や、外光
の反射を防止して表示コントラストの低下を防ぐ事、電
子ビームによる蛍光膜のチャージアップを防止する事な
どである。黒色の導電体１０１０には、黒鉛を主成分と
して用いたが、上記の目的に適するものであればこれ以
外の材料を用いても良い。

【００７７】また、蛍光体１００８のリアプレート側の
面には、ＣＲＴの分野では公知のメタルパック１００９
を設けてある。メタルパック１００９を設けた目的は、
蛍光膜１００８が発する光の一部を鏡面反射して光利用
率を向上させる事や、負イオンの衝突から蛍光膜１００
８を保護する事や、例えば、１０ｋＶの電子ビーム加速
電圧を印加させるための電極として作用させる事や、蛍
光膜１００８を励起した電子の導電路として作用させる
事などである。メタルバック１００９は、蛍光膜１００
８をフェースプレート基板１００７上に形成した後、蛍
光膜表面を平滑化処理し、その上にＡ１を真空蒸着する
方法により形成した。なお、蛍光膜１００８に低電圧用
の蛍光体材料を用いた場合には、メタルバック１００９
は用いない。

【００７８】また、本実施形態では用いなかったが、加
速電圧の印加用や蛍光膜の導電性向上を目的として、フ
ェースプレート基板１００７と蛍光膜１００８との間
に、例えば、ＩＴＯを材料とする透明電極を設けてもよ
い。

【００７９】また、Ｄｘ１〜ＤｘｍおよびＤｙ１〜Ｄｙ
ｎおよびＨｖは、当該表示パネルと不図示の電気回路と
を電気的に接続するために設けた気密構造の電気接続用
端子である。Ｄｘ１〜Ｄｘｍはマルチ電子ビーム源の行
方向配線１００３と、Ｄｙ１〜Ｄｙｎはマルチ電子ビー
ム源の列方向配線１００４と、Ｈｖはフェースプレート
のメタルバック１００９と電気的に接続している。

【００８０】また、気密容器内部を真空に排気するに
は、気密容器を組み立てた後、不図示の排気管と真空ポ
ンプとを接続し、気密容器内を１０のマイナス７乗〔Ｔ
ｏｒｒ〕程度の真空度まで排気する。その後、排気管を
封止するが、気密容器内の真空度を維持するために、封
止の直前あるいは封止後に気密容器内の所定の位置にゲ
ッター膜（不図示）を形成する。ゲッター膜とは、例え
ば、Ｂａを主成分とするゲッター材料をヒータもしくは
高周波加熱により加熱し蒸着して形成した膜であり、該
ゲッター膜の吸着作用により気密容器内は１×１０マイ
ナス５乗ないしは１×１０マイナス７乗〔Ｔｏｒｒ〕の
真空度に維持される。

【００８１】以上、本発明の実施形態の表示パネルの基
本構成と製法を説明した。

【００８２】次に、前記実施形態の表示パネルに用いた
マルチ電子ビーム源の製造方法について説明する。本発
明の画像表示装置に用いるマルチ電子ビーム源は、冷陰
極素子を単純マトリクス配線した電子源であれば、冷陰
極素子の材料や形状あるいは製法に制限はない。したが
って、例えば表面伝導型放出素子やＦＥ型、或はＭＩＭ
型等に等の冷陰極素子を用いることができる。

【００８３】ただし、表示画面が大きくてしかも安価な
表示装置が求められる状況のもとでは、これらの冷陰極
素子の中でも、表面伝導型放出素子が特に好ましい。す
なわち、ＦＥ型ではエミッタコーンとゲート電極の相対
位置や形状が電子放出特性を大きく左右するため、極め
て高精度の製造技術を必要とするが、これは大面積化や
製造のコストの低減を達成するには不利な要因となる。
またＭＩＭ型では、絶縁層と上電極の膜厚を薄くしても
均一にする必要があるが、これも大面積化や製造コスト
の低減を達成するには不利な要因となる。その点、表面
伝導型放出素子は、比較的製造方法が単純なため、大面
積化や製造コストの低減が容易である。また、発明者等
は、表面伝導型放出素子の中でも、電子放出部もしくは
その周辺部を微粒子膜から形成したものがとりわけ電子
放出特性に優れ、しかも製造が容易に行えることを見出
している。したがって、高輝度で大画面の画像表示装置
のマルチ電子ビーム源に用いるには最も好適であると言
える。そこで、上記実施形態の表示パネルにおいては、
電子放出部もしくはその周辺部を微粒子から形成した表
面伝導型放出素子を用いた。そこで、まず好適な表面伝
導型放出素子について基本的な構成と製法および特性を
説明し、その後で多数の素子を単純マトリクス配線した
マルチ電子ビーム源の構造について述べる。

【００８４】（表面伝導型放出素子の好適な素子構成と
製法）電子放出部もしくはその周辺部を微粒子膜から形
成する表面伝導型放出素子の代表的な構成には、平面型
と垂直型の２種類があげられる。

【００８５】（平面型の表面伝導型放出素子）まず最初
に、平面型の表面伝導型放出素子の素子構成と製法につ
いて説明する。図９に示すのは、平面型の表面伝導型放
出素子の構成を説明するための平面図（ａ）および断面
図（ｂ）である。図中、１１０１は基板、１１０２と１
１０３は素子電極、１１０４は導電性薄膜、１１０５は
通電フォーミング処理により形成した電子放出部、１１
１３は通電活性化処理により形成した薄膜である。

【００８６】基板１１０１としては、例えば、石英ガラ
スや青板ガラスをはじめとする各種ガラス基板や、アル
ミナをはじめとする各種セラミクス基板、あるいは上述
の各種基板上に例えばＳｉＯ₂ を材料とする絶縁層を積
層した基板、などを用いることができる。

【００８７】また、基板１１０１上に基板面と平行に対
向して設けられた素子電極１１０２と１１０３は、導電
性を有する材料によって形成されている。例えば、Ｎ
ｉ，Ｃｒ，Ａｕ，Ｍｏ，Ｗ，Ｐｔ，Ｔｉ，Ｃｕ，Ｐｄ，
Ａｇ等をはじめとする金属、あるいはこれらの金属の合
金、あるいはＩｎ₂Ｏ₃−ＳｎＯ₂をはじめとする金属酸
化物、ポリシリコンなどの半導体、などの中から適宜材
料を選択して用いればよい。電極を形成するには、例え
ば真空蒸着などの製膜技術とフォトリソグラフィー，エ
ッチングなどのパターニング技術を組み合わせて用いれ
ば容易に形成できるが、それ以外の方法（例えば印刷技
術）を用いて形成してもさしつかえない。

【００８８】素子電極１１０２と１１０３の形状は、当
該電子放出素子の応用目的に合わせて適宜許される。一
般的には、電極間隔Ｌは数百オングストロームから数百
マイクロメーターの範囲から適当な数値を選んで設計さ
れるが、なかでも表示装置に応用するために好ましいの
は数マイクロメーターより数十マイクロメーターの範囲
である。また、素子電極の厚さｄについては、通常は数
百オングストロームから数百マイクロメーターの範囲か
ら適当な数値が選ばれる。

【００８９】また、導電性薄膜１１０４の部分には、微
粒子膜を用いる。ここで述べた微粒子膜とは、構成要素
として多数の微粒子を含んだ膜（島状の集合体も含む）
のことをさす。微粒子膜を微視的に調べれば、通常は、
個々の微粒子が離間して配置された構造か、あるいは微
粒子が互いに隣接した構造か、あるいは微粒子が互いに
重なりあった構造が観測される。

【００９０】微粒子膜に用いた微粒子の粒径は、数オン
グストロームから数千オングストロームの範囲に含まれ
るものであるが、なかでも好ましいのは１０オングスト
ロームから２００オングストロームの範囲のものであ
る。また、微粒子膜の膜厚は、以下に述べるような諸条
件を考慮して適宜設定される。すなわち、素子電極１１
０２あるいは１１０３と電気的に良好に接続するのに必
要な条件、後述する通電フォーミングを良好に行うのに
必要な条件、微粒子膜自身の電気抵抗を後述する適宜の
値にするために必要な条件、などである。具体的には、
数オングストロームから数千オングストロームの範囲の
中で設定するが、なかでも好ましいのは１０オングスト
ロームから５００オングストロームの間である。

【００９１】また、微粒子膜を形成するのに用いられう
る材料としては、例えば、Ｐｄ，Ｐｔ，Ｒｕ，Ａｇ，Ａ
ｕ，Ｔｉ，Ｉｎ，Ｃｕ，Ｃｒ，Ｆｅ，Ｚｎ，Ｓｎ，Ｔ
ａ，Ｗ，Ｐｂなどをはじめとする金属や、ＰｄＯ，Ｓｎ
Ｏ₂，Ｉｎ₂Ｏ₃，ＰｂＯ，Ｓｂ₂Ｏ₃などをはじめとする
酸化物や、ＨｆＢ₂，ＺｒＢ₂，ＬａＢ₆，ＣｅＢ₆，ＹＢ
₄，ＧｄＢ₄などをはじめとする硼化物や、ＴｉＣ，Ｚｒ
Ｃ，ＨｆＣ，ＴａＣ，ＳｉＣ，ＷＣなどをはじめとする
炭化物や、ＴｉＮ，ＺｒＮ，ＨｆＮなどをはじめとする
窒化物や、Ｓｉ，Ｇｅなどをはじめとする半導体や、カ
ーボンなどがあげられ、これらの中から適宜選択され
る。

【００９２】以上述べたように、導電性薄膜１１０４を
微粒子膜で形成したのが、そのシート抵抗値について
は、１０の３乗から１０の７乗〔オーム／□〕の範囲に
含まれるよう設定した。

【００９３】なお、導電性薄膜１１０４と素子電極１１
０２および１１０３とは、電気的に良好に接続されるの
が望ましいため、互いの一部が重なりあうような構造を
とっている。その重なり方は、図１２の例において、下
から、基板、素子電極、導電性薄膜の順序で積層した
が、場合によっては下から基板、導電性薄膜、素子電極
の順で積層してもさしつかえない。

【００９４】また、電子放出部１１０５は、導電性薄膜
１１０４の一部に形成された亀裂状の部分であり、電気
的には周囲の導電性薄膜よりも高抵抗な性質を有してい
る。亀裂は、導電性薄膜１１０４に対して、後述する通
電フォーミングの処理を行うことにより形成する。亀裂
内には、数オングストロームの粒径の微粒子を配置する
場合がある。なお、実際の電子放出部の位置や形状を精
密かつ正確に図示するのは困難なため、図９においては
模式的に示した。

【００９５】また、薄膜１１１３は、炭素もしくは炭素
化合物よりなる薄膜で、電子放出部１１０５およびその
近傍を被覆している。薄膜１１１３は、通電フォーミン
グ処理後に、後述する通電活性化の処理を行うことによ
り形成する。

【００９６】薄膜１１１３は、単結晶グラファイト、多
結晶グラファイト、非晶質カーボン、のいずれかか、も
しくはその混合物であり、膜圧は５００〔オングストロ
ーム〕以下とするが、３００〔オングストローム〕以下
とするのがさらに好ましい。

【００９７】なお、実際の薄膜１１１３の位置や形状を
精密に図示するのは困難なため、図９においては模式的
に示した。また、平面図（ａ）においては、薄膜１１１
３の一部を除去した素子を図示した。

【００９８】以上、好ましい素子の基本構成を述べた
が、実施の形態においては以下のような素子を用いた。

【００９９】すなわち、基板１１０１には青板ガラスを
用い、素子電極１１０２と１１０３にはＮｉ薄膜を用い
た。素子電極の厚さｄは１０００〔オングストロー
ム〕、電極間隔Ｌは２〔マイクロメーター〕とした。

【０１００】微粒子膜の主要材料としてＰｄもしくはＰ
ｄＯを用い、微粒子膜の厚さは約１００〔オングストロ
ーム〕、幅Ｗは１００〔マイクロメーター〕とした。

【０１０１】次に、好適な平面型の表面伝導型放出素子
の製造方法について説明する。図１０の（ａ）〜（ｄ）
は、表面伝導型放出素子の製造工程を説明するための断
面図で、各部材の表記は前記図９と同一である。

【０１０２】１）まず、図１０（ａ）に示すように、基
板１１０１上に素子電極１１０２および１１０３を形成
する。

【０１０３】形成するにあたっては、あらかじめ基板１
１０１を洗剤、純水、有機溶剤を用いて十分に洗浄後、
素子電極の材料を堆積させる。（堆積する方法として
は、例えば、蒸着法やスパッタ法などの真空成膜技術を
用いればよい。）その後、堆積した電極材料を、フォト
リソグラフィー・エッチング技術を用いてパターニング
し、図１０（ａ）に示した一対の素子電極（１１０２と
１１０３）を形成する。

【０１０４】２）次に、同図（ｂ）に示すように、導電
性薄膜１１０４を生成する。

【０１０５】形成するにあたっては、まず前記（ａ）の
基板に有機金属溶液を塗布して乾燥し、加熱焼成処理し
て微粒子膜を成膜した後、フォトリソグラフィー・エッ
チングにより所定の形状にパターニングする。ここで、
有機金属溶液とは、導電性薄膜に用いる微粒子の材料を
主要元素とする有機金属化合物の溶液である。具体的に
は、本実施形態では主要元素としてｐｄを用いた。ま
た、実施形態では塗布方法として、ディッピング法を用
いたが、それ以外の例えばスピンナー法やスプレー法を
用いてもよい。

【０１０６】また、微粒子膜で作られる導電性薄膜の成
膜方法としては、本実施形態で用いた有機金属溶液の塗
布による方法以外の、例えば真空蒸着法やスパッタ法、
あるいは科学的気相堆積法などを用いる場合もある。

【０１０７】３）次に、同図（ｃ）に示すように、フォ
ーミング用電源１１１０から素子電極１１０２と１１０
３の間に適宜の電圧を印加し、通電フォーミング処理を
行って、電子放出部１１０５を形成する。

【０１０８】通電フォーミング処理とは、微粒子膜で作
られた導電性薄膜１１０４に通電を行って、その一部を
適宜に破壊、変形、もしくは変質せしめ、電子放出を行
うのに好適な構造に変化させる処理のことである。微粒
子膜で作られた導電性膜のうち電子放出を行うのに好適
な構造に変化した部分（すなわち電子放出部１１０５）
においては、薄膜に適当な亀裂が形成されている。な
お、電子放出部１１０５が形成される前と比較すると、
形成された後は素子電極１１０２と１１０３の間で計測
される電気抵抗は大幅に増加する。

【０１０９】通電方法をより詳しく説明するために、図
１１に、フォーミング用電源１１１０から印加する適宜
の電圧波形の一例を示す。微粒子膜で作られた導電性薄
膜をフォーミングする場合には、パルス状の電圧が好ま
しく、本実施形態の場合には同図に示したようにパルス
幅Ｔ１の三角波パルスをパルス間隔Ｔ２で連続的に印加
した、その際には、三角波パルスの波高値Ｖｐｆを順次
昇圧した。また、電子放出部１１０５の形成状況をモニ
タするためのモニタパルスＰｍを適宜の間隔で三角波パ
ルスの間に挿入し、その際に流れる電流を電流計１１１
１で計測した。

【０１１０】実施形態においては、例えば１０のマイナ
ス５乗〔ｔｏｒｒ〕程度の真空雰囲気下において、例え
ばパルス幅Ｔ１を１〔ミリ秒〕、パルス間隔Ｔ２を１０
〔ミリ秒〕とし、波高値Ｖｐｆを１パルス毎に０．１
〔Ｖ〕ずつ昇圧した。そして、三角波を５パルス印加す
るたびに１回の割で、モニタパルスＰｍを挿入した。フ
ォーミング処理に悪影響を及ぼすことが内容に、モニタ
パルスの電圧Ｖｐｍは０．１〔Ｖ〕に設定した。そし
て、素子電極１１０２と１１０３の間の電気抵抗が１×
１０の６乗〔オーム〕になった段階、すなわちモニタパ
ルス印加時に電流計１１１１で計測される電流が１×１
０のマイナス７乗〔Ａ〕以下になった段階で、フォーミ
ング処理にかかる通電を終了した。

【０１１１】なお、上記の方法は、本実施形態の表面伝
導型放出素子に関する好ましい方法であり、例えば微粒
子膜の材料や膜厚、或は素子電極間隔Ｌ等表面伝導型放
出素子の設計を変更した場合には、それに応じて通電の
条件を適宜変更するのが望ましい。

【０１１２】４）次に、図１０の（ｄ）に示すように、
活性化用電源１１１２から素子電極１１０２と１１０３
の間に適宜の電圧を印加し、通電活性化処理を行って、
電子放出特性の改善を行う。

【０１１３】通電活性化処理とは、前記通電フォーミン
グ処理により形成された電子放出部１１０５に適宜の条
件で通電を行って、その近傍に炭素もしくは炭素化合物
を堆積せしめる処理のことである。図においては、炭素
もしくは炭素化合物よりなる堆積物を部材１１１３とし
て模式的に示した。なお、通電活性化処理を行うことに
より、行う前と比較して、同じ印加電圧における放出電
流を典型的には１００倍以上に増加させることができ
る。

【０１１４】具体的には、１０のマイナス４乗ないし１
０のマイナス５乗〔ｔｏｔｔ〕の範囲内の真空雰囲気中
で、電圧パルスを定期的に印加することにより、真空雰
囲気中に存在する有機化合物を起源とする炭素もしくは
炭素化合物を堆積させる。堆積物１１１３は、単結晶グ
ラファイト、多結晶グラファイト、非晶質カーボンのい
ずれかか、もしくはその混合物であり、膜厚は５００
〔オングストローム〕以下、より好ましくは３００〔オ
ングストローム〕以下である。

【０１１５】通電方法をより詳しく説明するために、図
１２（ａ）に、活性化用電源１１１２から印加する適宜
の電圧波形の一例を示す。本実施形態においては、一定
電圧の矩形波を定期的に印加して通電活性化処理を行っ
たが、具体的には、矩形波の電圧Ｖａｃは１４〔Ｖ〕、
パルス幅Ｔ３は１〔ミリ秒〕、パルス間隔Ｔ４は１０
〔ミリ秒〕とした。なお、上述の通電条件は、本実施形
態の表面伝導型放出素子に関する好ましい条件であり、
表面伝導型放出素子の設計を変更した場合には、それに
応じて条件を適宜変更するのが望ましい。

【０１１６】図１０の（ｄ）に示す１１１４は該表面伝
導型放出素子から放出される放出電流Ｉｅを補足するた
めのアノード電極で、直流高電圧電源１１１５および電
流計１１１６が接続されている。（なお、基板１１０１
を、表示パネルの中に組み込んでから活性化処理を行う
場合には、表示パネルの蛍光面をアノード電極１１１４
として用いる）。

【０１１７】活性化用電源１１１２から電圧を印加する
間、電流計１１６で放出電流Ｉｅを計測して通電活性化
処理の進行状況をモニタし、活性化用電源１１１２の動
作を制御する。電流計１１１６で計測された放出電流Ｉ
ｅの一例を図１２の（ｂ）に示すが、活性化電源１１１
２からパルス電圧を印加しはじめると、時間の経過とと
もに放出電流Ｉｅは増加するが、やがて飽和してほとん
ど増加しなくなる。このように、放出電流Ｉｅがほぼ飽
和した時点で活性化用電源１１１２からの電圧印加を停
止し、通電活性化処理を終了する。

【０１１８】なお、上述の通電条件は、本実施形態の表
面伝導型放出素子に関する好ましい条件であり、表面伝
導型放出素子の設計を変更した場合には、それに応じて
条件を適宜変更するのが望ましい。

【０１１９】以上のようにして、図１０の（ｅ）に示す
平面型の表面伝導型放出素子を製造した。

【０１２０】（垂直型の表面伝導型放出素子）次に、電
子放出部もしくはその周辺を微粒子膜から形成した表面
伝導型放出素子のもうひとつの代表的な構成、すなわち
垂直型の表面伝導型放出素子の構成について説明する。

【０１２１】図１３は、垂直型の基本構成を説明するた
めの模式的な断面図であり、図中の１２０１は基板、１
２０２と１２０３は素子電極、１２０６は段差形成部
材、１２０４は微粒子膜を用いた導電性薄膜、１２０５
は通電フォーミング処理により形成した電子放出部、１
２１３は通電活性化処理により形成した薄膜である。

【０１２２】垂直型が先に説明した平面型と異なる点
は、素子電極のうち片方（１２０２）が段差形成部材１
２０６上に設けられており、導電性薄膜１２０４か段差
形成部材１２０６の側面を被覆している点にある。した
がって、前記図９の平面型における素子電極間隔Ｌは、
垂直型においては段差形成部材１２０６の段差高Ｌｓと
して設計される。なお、基板１２０１、素子電極１２０
２および１２０３、微粒子膜を用いた導電性薄膜１２０
４については、前記平面型の説明中に挙げた材料を同様
に用いることが可能である。また、段差形成部材１２０
６には、例えばＳｉＯ₂のような電気的に絶縁性の材料
を用いる。

【０１２３】次に、垂直型の表面伝導型放出素子の製法
について説明する。図１４の（ａ）〜（ｆ）は、製造工
程を説明するための断面図で、各部材の表記は前記図１
６と同一である。

【０１２４】１）まず、図１４（ａ）に示すように、基
板１２０１上に素子電極１２０３を形成する。

【０１２５】２）次に、同図（ｂ）に示したように、段
差形成部材を形成するための絶縁層を積層する。絶縁層
は、例えばＳｉＯ₂をスパッタ法で積層すればよいが、
例えば真空蒸着法や印刷法などの他の成膜方法を用いて
もよい。

【０１２６】３）次に、同図（ｃ）に示すように、絶縁
層の上に素子電極１２０２を形成する。

【０１２７】４）次に、同図（ｄ）に示すように、絶縁
層の一部を、例えばエッチング法を用いて除去し、素子
電極１２０３を露出させる。

【０１２８】５）次に、同図（ｅ）に示すように、微粒
子膜を用いた導電性薄膜１２０４を形成する。形成する
には、前記平面型の場合と同じく、例えば塗布法などの
成膜技術を用いればよい。

【０１２９】６）次に、前記平面型の場合と同じく、通
電フォーミングを行い、電子放出部を形成する。（図１
０（ｃ）を用いて説明した平面型の通電フォーミング処
理と同様の処理を行えばよい）。

【０１３０】７）次に、前記平面型の場合と同じく、通
電活性化処理を行い、電子放出部近傍に炭素もしくは炭
素化合物を堆積させる。（図１０（ｄ）を用いて説明し
た平面型の通電活性化処理と同様の処理を行えばよ
い）。

【０１３１】以上のようにして、図１４（ｆ）に示す垂
直型の表面伝導型放出素子を製造した。

【０１３２】（表示装置に用いた表面伝導型放出素子の
特性）以上、平面型と垂直型の表面伝導型放出素子につ
いて素子構成と製法を説明したが、次に表示装置に用い
た素子の特性について述べる。

【０１３３】図１５に、表示装置に用いた素子の、（放
出電流Ｉｅ）対（素子印加電圧Ｖｆ）特性、および（素
子電流Ｉｆ）対（素子印加電圧Ｖｆ）特性の典型的な例
を示す。なお、放出電流Ｉｅは素子電流Ｉｆに比べて著
しく小さく、同一尺度で図示するのが困難であるうえ、
これらの特性は素子の大きさや形状等の設計パラメータ
を変更することにより変化するものであるため、２本の
グラフは各々任意単位で図示した。

【０１３４】表示装置に用いた素子は、放出電流Ｉｅに
関して以下に述べる３つの特性を有している。

【０１３５】第一に、ある電圧（これを閾値電圧Ｖｔｈ
と呼ぶ）以上の大きさの電圧を素子に印加すると急激に
放出電流Ｉｅはほとんど検出されない。

【０１３６】すなわち、放出電流Ｉｅに関して、明確な
閾値電圧Ｖｔｈを持った非線形素子である。

【０１３７】第二に、放出電流Ｉｅは素子に印加する電
圧Ｖｆに依存して変化するため、電圧Ｖｆで放出電流Ｉ
ｅの大きさを制御できる。

【０１３８】第三に、素子に印加する電圧Ｖｆに対して
素子から放出される電流Ｉｅの応答速度が速いため、電
圧Ｖｆを印加する時間の長さによって素子から放出され
る電子の電荷量を制御できる。

【０１３９】以上のような特性を有するため、表面伝導
型放出素子を表示装置に好適に用いることができた。例
えば多数の素子を表示画像の画素に対応して設けた表示
装置において、第一の特性を利用すれば、表示画面を順
次走査して表示を行うことが可能である。すなわち、駆
動中の素子には所望の発光輝度に応じて閾値電圧Ｖｔｈ
以上の電圧を適宜印加し、非選択状態の素子には閾値電
圧Ｖｔｈ未満の電圧を印加する。駆動する素子を順次切
り替えてゆくことにより、表紙画面を順次走査して表示
を行うことが可能である。

【０１４０】また、第二の特性かまたは第三の特性を利
用することにより、発光輝度を制御することができるた
め、階調表示を行うことが可能である。

【０１４１】（多数素子を単純マトリクス配線したマル
チ電子ビーム源の構造）上述の表面伝導型放出素子を基
板上に配列して単純マトリクス配線することで平面図を
図１に示したマルチ電子ビーム源を得ている。

【０１４２】図１のＡ−Ａ′に沿った断面を、図１６に
示す。

【０１４３】なお、このような構造のマルチ電子源は、
あらかじめ基板上に行方向配線電極１００３、列方向配
線電極１００４、電極間絶縁層（不図示）、および表面
伝導型放出素子の素子電極と導電性薄膜を形成した後、
行方向配線電極１００３および列方向配線電極１００４
を介して各素子に給電して通電フォーミング処理と通電
活性化処理を行うことにより製造した。

【０１４４】（画像表示装置への応用）図１７は、前記
説明のディスプレイパネルに、たとえばテレビジョン放
送をはじめとする種々の画像情報源より提供される画像
情報を表示できるように構成した表示装置の一例を示す
ための図である。図中２１００はディスプレイパネル、
２１０１はディスプレイパネルの駆動回路、２１０２は
ディスプレイコントローラ、２１０３はマルチプレク
サ、２１０４はデコーダ、２１０５は入出力インターフ
ェース回路、２１０６はＣＰＵ、２１０７は画像生成回
路、２１０８および２１０９および２１１０は画像メモ
リインターフェース回路、２１１１は画像入力インター
フェース回路、２１１２および２１１３はＴＶ信号受信
回路、２１１４は入力部である。（なお、本図において
は、テレビジョンをはじめとする各入力信号の音声成分
に関する処理回路やスピーカなどは省略している。）

【０１４５】以下、画像信号の流れに沿って各部の機能
を説明してゆく。

【０１４６】まず、ＴＶ信号受信回路２１１３は、たと
えば電波や空間光通信などのような無線伝送系を用いて
伝送されるＴＶ画像信号を受信する為の回路である。受
信するＴＶ信号の方式は特に限られるものではなく、た
とえば、ＮＴＳＣ方式，ＰＡＬ方式，ＳＥＣＡＭ方式、
ＭＰＥＧ方式などの諸方式でもよい。また、これよりさ
らに多数の走査線よりなるＴＶ信号（たとえばＭＵＳＥ
方式をはじめとするいわゆる高品位ＴＶ）は、大面積化
や大画素数化に適した前記ディスプレイパネルの利点を
生かすのに好適な信号源である。ＴＶ信号受信回路２１
１３で受信されたＴＶ信号は、デコーダ２１１４に出力
される。

【０１４７】また、ＴＶ信号受信回路２１１２は、たと
えば同軸ケーブルや光ファイバーなどどのような有線伝
送系を用いて伝送されるＴＶ画像信号を受信するための
回路である。前記ＴＶ信号受信回路２１１３と同様に、
受信するＴＶ信号の方式は特に限られるものではなく、
また本回路で受信されたＴＶ信号もデコーダ２１０４に
出力される。

【０１４８】また、画像入力インターフェース回路２１
１１は、たとえばＴＶカメラや画像読み取りスキャナな
どの画像入力装置から供給される画像信号を取り込むた
めの回路で、取り込まれた画像信号はデコーダ２１０４
に出力される。

【０１４９】また、画像メモリインターフェース回路２
１１０は、ビデオテープレコーダ（以下ＶＴＲと略す）
に記憶されている画像信号を取り込むための回路で、取
り込まれた画像信号はデコーダ２１０４に出力される。

【０１５０】また、画像メモリインターフェース回路２
１０９は、ビデオディスクに記憶されている画像信号を
取り込むための回路で、取り込まれた画像信号はデコー
ダ２１０４に出力される。

【０１５１】また、画像メモリインターフェース回路２
１０８は、いわゆる静止画ディスクのように、静止画像
データを記憶している装置から画像信号を取り込むため
の回路で、取り込まれた静止画像データはデコーダ２１
０４に出力される。

【０１５２】また、入出力インターフェース回路２１０
５は、本表示装置と、外部のコンピュータもしくはコン
ピュータネットワークもしくはプリンタなどの出力装置
とを接続するための回路である。画像データや文字・図
形情報の入出力を行うのはもちろんのこと、場合によっ
て本表示装置の備えるＣＰＵ２１０６と外部との間で制
御信号や数値データの入出力などを行うことも可能であ
る。

【０１５３】また、画像生成回路２１０７は、前記入出
力インターフェース回路２１０５を介して外部から入力
される画像データや文字・図形情報や、あるいはＣＰＵ
２１０６より出力される画像データや文字・図形情報に
もとづき表示用画像データを生成するための回路であ
る。本回路の内部には、たとえば画像データや文字・図
形情報を蓄積するための書き換え可能メモリや、文字コ
ードに対応する画像パターンが記憶されている読み出し
専用メモリや、画像処理を行うためのプロセッサなどを
はじめとして画像の生成に必要な回路が組み込まれてい
る。

【０１５４】本回路により生成された表示用画像データ
は、デコーダ２１０４に出力されるが、場合によっては
前記入出力インターフェース回路２１０５を介して外部
のコンピュータネットワークやプリンタに出力すること
も可能である。

【０１５５】また、ＣＰＵ２１０６は、主として本表示
装置の動作制御や、表示画像の生成や選択や編集に関わ
る作業を行う。

【０１５６】たとえば、マルチプレクサ２１０３に制御
信号を出力し、ディスプレイパネルに表示する画像信号
を適宜選択したり組み合わせたりする。また、その際に
は表示する画像信号に応じてディスプレイパネルコント
ローラ２１０２に対して制御信号を発生し、画面表示周
波数や走査方法（たとえばインターレースかノンインタ
ーレースか）や一画面の走査線の数など表示装置の動作
を適宜制御する。

【０１５７】また、前記画像生成回路２１０７に対して
画像データや文字・図形情報を直接出力したり、あるい
は前記入出力インターフェース回路２１０５を介して外
部のコンピュータやメモリをアクセスして画像データや
文字・図形情報を入力する。

【０１５８】なお、ＣＰＵ２１０６は、むろんこれ以外
の目的の作業にも関わるものであって良い。たとえば、
パーソナルコンピュータやワードプロッセッサなどのよ
うに、情報を生成したり処理する機能に直接関わっても
良い。

【０１５９】あるいは、前述しように入出力インターフ
ェース回路２１０５を介して外部のコンピュータネット
ワークと接続し、たとえば数値計算などの作業を外部機
器と協同して行っても良い。

【０１６０】また、入力部２１１４は、前記ＣＰＵ２１
０６に使用者が命令やプログラムあるいはデータなどを
入力するためのものであり、たとえばキーボードやマウ
スのほか、ジョイスティック、バーコードリーダ、音声
認識装置など多様な入力機器を用いる事が可能である。

【０１６１】また、デコーダ２１０４は、前記２１０７
ないし２１１３より入力される種々の画像信号を３原色
信号、または輝度信号とＩ信号、Ｑ信号に逆変換するた
めの回路である。なお、同図中に点線で示すように、デ
コーダ２１０４は内部に画像メモリを備えるのが望まし
い。これは、たとえばＭＵＳＥ方式をはじめとして、逆
変換するに際して画像メモリを必要とするようなテレビ
信号を扱うためである。また、画像メモリを備える事に
より、静止画の表示が容易になる、あるいは前記画像生
成回路２１０７およびＣＰＵ２１０６と協同して画像の
間引き、補間，拡大，合成をはじめとする画像処理や編
集が容易に行えるようになるという利点が生まれるから
である。

【０１６２】また、マルチプレクサ２１０３は、前記Ｃ
ＰＵ２１０６より入力される制御信号にもとづき表示画
像を適宜選択するものである。すなわち、マルチプレク
サ２１０３はデコーダ２１０４から入力される逆変換さ
れた画像信号のうちから所望の画像信号を選択して駆動
回路２１０１に出力する。その場合には、一画面表示時
間内で画像信号を切り替えて選択することにより、いわ
ゆる多画面テレビのように、一画面を複数の領域に分け
て領域によって異なる画像を表示することも可能であ
る。

【０１６３】また、ディスプレイパネルコントローラ２
１０２は、前記ＣＰＵ２１０６より入力される制御信号
にもとづき駆動回路２１０１の動作を制御するための回
路である。

【０１６４】まず、ディスプレイパネルの基本的な動作
に関わるものとして、たとえばディスプレイパネルの駆
動用電源（図示せず）の動作シーケンスを制御するため
の信号を駆動回路２１０１に対して出力する。

【０１６５】また、ディスプレイパネルの駆動方法に関
わるものとして、たとえば画面表示周波数や走査方法
（たとえばインターレースかノンインターレースか）を
制御するための信号を駆動回路２１０１に対して出力す
る。

【０１６６】また、場合によっては表示画像の輝度やコ
ントラストや色調やシャープネスといった画質の調整に
関わる制御信号を駆動回路２１０１に対して出力する場
合もある。

【０１６７】また、駆動回路２１０１は、ディスプレイ
パネル２１００に印加する駆動信号を発生するための回
路であり、前記マルチプレクサ２１０３から入力される
画像信号と、前記ディスプレイパネルコントローラ２１
０２より入力される制御信号にもとづいて動作するもの
である。

【０１６８】以上、各部の機能を説明したが、図１７に
例示した構成により、本表示装置においては多様な画像
情報源より入力される画像情報をディスプレイパネル２
１００に表示する事が可能である。すなわち、テレビジ
ョン放送をはじめとする各種の画像信号はデコーダ２１
０４において逆変換された後、マルチプレクサ２１０３
において適宜選択され、駆動回路２１０１に入力され
る。一方、ディスプレイコントローラ２１０２は、表示
する画像信号に応じて駆動回路２１０１の動作を制御す
るための制御信号を発生する。駆動回路２１０１は、上
記画像信号と制御信号にもとづいてディスプレイパネル
２１００に駆動信号を印加する。これにより、ディスプ
レイパネル２１００において画像が表示される。これら
の一連の動作は、ＣＰＵ２１０６により統括的に制御さ
れる。

【０１６９】また、本表示装置においては、前記デコー
ダ２１０４に内蔵する画像メモリや画像生成回路２１０
７およびＣＰＵ２１０６が関与することにより、単に複
数の画像情報の中から選択したものを表示するだけでな
く、表示する画像情報に対して、たとえば拡大，縮小，
回転，移動，エッジ強調，間引き，補間，色変換，画像
の縦横比変換などをはじめとする画像処理や、合成，消
去，接続，入れ換え，はめ込みなどをはじめとする画像
編集を行う事も可能である。また、本実施形態の説明で
は特に触れかなったが、上記画像処理や画像編集と同様
に、音声情報に関しても処理や編集を行うための専用回
路を設けても良い。

【０１７０】したがって、本表示装置は、テレビジョン
放送の表示機器，テレビ会議の端末機器，画像の編集機
密，コンピュータの端末機器，ワードプロセッサをはじ
めとする事務用端末機器，ゲーム機などの機能を一台で
兼ね備えることが可能で、産業用あるいは民生用として
極めて応用範囲が広い。しかも、ディスプレイパネルの
薄形化が容易なため、装置の奥行きを小さくすることが
できる。それに加えて、大画面化が容易で輝度が高く視
野角特性にも優れるため、臨場感あふれる画像を視認性
良く表示する事が可能である。

【０１７１】尚、本発明は、複数の機器から構成される
システムに適用しても、１つの機器から成る装置に適用
しても良い。また、本発明はシステム或いは装置にプロ
グラムを供給することによって達成される場合にも適用
できることはいうまでもない。

【０１７２】上述実施例の表示装置では、製造が容易な
表面伝導型放出素子を電子放出素子に用いたが、他の種
類の電子放出素子を用いても本発明の実施に支障はな
い。

【０１７３】例えば、表面伝導型放出素子の代わりにＦ
Ｅ型素子を用いた表示装置においても、良好な色バラン
スを維持しながら輝度を増大させることができた。図２
４は、ＦＥ型素子を用いた電子源の平面図で、図中の４
００２はＦＥ型素子の１素子を示しており、３０１１、
３０１２、３０１４の各部材は、前記図１８（ｂ）で説
明したものと同じである。なお、絶縁層３０１３はゲー
ト電極３０１４の影に隠れて見えないので、図２４では
図示されていない。配線１００３、１００４についての
説明は、図１においてした説明と同じなので省略する。

【０１７４】また、表面伝導型放出素子の代わりにＭＩ
Ｍ型素子を用いた表示装置においても、良好な色バラン
スを維持しながら輝度を増大させることができた。図２
５は、ＭＩＭ型素子を用いた電子源の平面図で、図中の
５００２はＭＩＭ型素子の１素子を示しており、３０２
１、３０２３の各部材は、前記図１９で説明したものと
同じである。なお、絶縁層３０２２は上電極３０２３の
影に隠れて見えないので、図２５では図示されていな
い。配線１００３、１００４についての説明は、図１に
おいてした説明と同じなので省略する。

【０１７５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
表示画像の空間分解能を高くし、かつ輝度の低下を迎え
て、良好な白発色が可能な表示装置を実現するに至っ
た。更に本発明は、駆動回路や配線形成プロセスなどの
複雑化を伴うことなく、上記項目を達成している。製造
コストアップや歩留り低下を招くことなく、表示装置性
能の著しい向上を図ることによって、相対的に、製品の
性能価格比を大きく改善した。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例で用いたマルチ電子ビーム源の基板の平
面図。

【図２】実施例で用いた駆動回路のブロック図。

【図３】パネルに表示される信号を表す図（ａ）とパネ
ルの走査順序を表す図（ｂ）。

【図４】走査信号および画像信号のタイミングの模式
図。

【図５】比較例のマルチ電子ビーム源の基板の平面図。

【図６】比較例の走査信号および画像信号のタイミング
の模式図。

【図７】本発明の実施例である画像表示装置の表示パネ
ルの一部を切り欠いて示した斜視図である。

【図８】表示パネルのフェースプレートの蛍光体配列を
例示した平面図である。

【図９】実施例で用いた平面図の表面型の表面伝導型放
出素子の平面図（ａ），断面図（ｂ）である。

【図１０】平面型の表面伝導型放出素子の製造工程を示
す断面図である。

【図１１】通電フォーミング処理の際の印加電圧波形を
示す図である。

【図１２】通電活性化処理の際の印加電圧波形（ａ）及
び放出電流Ｉｅの変化（ｂ）をそれぞれ示す図である。

【図１３】実施形態で用いた垂直型の表面伝導型放出素
子の断面図である。

【図１４】垂直形態の表面伝導型放出素子の製造工程を
示す断面図である。

【図１５】実施形態で用いた表面伝導型放出素子の典型
的な特性を示すグラフである。

【図１６】実施形態で用いたマルチ電子ビーム源の基板
の一部断面図である。

【図１７】本発明の実施形態である多機能画像表示装置
のブロック図である。

【図１８】従来の表面伝導型放出素子の素子構成を示す
図（ａ）とＦＥ型素子の構成を示す図（ｂ）である。

【図１９】ＭＩＭ型素子の構成を示す図である。

【図２０】蛍光体のストライプ配列の図（ａ）と蛍光体
の市松配列の図（ｂ）である。

【図２１】表示装置の駆動ブロック図である。

【図２２】表示方法２のタイミングチャートである。

【図２３】表示方法３のタイミングチャートである。

【図２４】ＦＥ型素子を用いた実施例の電子源基板の平
面図。

【図２５】ＭＩＭ型素子を用いた実施例の電子源基板の
平面図。

【符号の説明】

ｓ１ＮＴＳＴ信号２デコーダ３水平方向アナログＬＰＦ４Ａ／Ｄ変換器ｓ５，ｓ６サンプリングクロックｓ７，ｓ８，ｓ９サンプリングされたＲ，Ｇ，Ｂディ
ジタル信号ｓ１０スイッチ切り換え信号１１，１２奇数、偶数行用信号線１３信号切り換えスイッチ１４，１５奇数偶数行用シフトレジスタ１６，１７奇数、偶数行用１ラインメモリｓ１８シフトクロックｓ１９１ライン信号読出しクロック２０セレクタｓ２１セレクタ切り換え制御信号２２変調信号発生器２３パルス発生器ｓ２４パルス発生クロックｓ２５走査パルスｓ２６走査行切り換えスイッチｓ２７走査行切り換え制御信号２８タイミング制御回路２９パネル３０素子電極

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の電子放出素子を複数のデータ配線
と複数の走査配線でマトリックス配線したマルチ電子ビ
ーム源と、前記電子放出素子のそれぞれに対応したＲ，
Ｇ，Ｂ３原色の蛍光体を有する蛍光板とを有する画像表
示装置において、前記蛍光板は、前記Ｇの蛍光体の割合が前記ＲないしＢ
の蛍光体の割合よりも多く、マルチ電子ビーム源は、前記Ｇに対応する電子放出素子
に接続した走査配線と、前記ＲないしＢに対応する電子
放出素子に接続した走査配線とが電気的に独立している
ことを特徴とする画像表示装置。
【請求項２】前記蛍光体の面積をＲ：Ｇ：Ｂ＝１：
２：１の割合で市松状に配置した請求項１に記載の画像
表示装置。
【請求項３】前記Ｇに対応する電子放出素子に接続し
た走査配線を選択する期間が、前記Ｒ，Ｂに対応する電
子放出素子に接続した走査配線を選択する期間のおよそ
１／２である請求項１または２に記載の画像表示装置。
【請求項４】１ライン期間分の画像信号から、前記Ｇ
の蛍光体に対応する信号と、前記ＲないしＢの蛍光体に
対応する信号とを抽出し、１ライン期間に前記Ｇに対応
する電子放出素子に接続した走査配線と、前記Ｒないし
Ｂに対応する電子放出素子に接続した走査配線とを選択
する請求項１〜３のいずれかに記載の画像表示装置。
【請求項５】１ライン期間分の画像信号を２行分の信
号に分割し、１ライン期間中に２行の走査配線を選択
し、つぎの１ライン期間中で前記１ライン期間に選択し
た行の一部を再び選択できる請求項１〜３のいずれかに
記載の画像表示装置。
【請求項６】前記電子放出素子は、表面伝導型放出素
子である請求項１〜５のいずれかに記載の画像表示装
置。
【請求項７】前記電子放出素子は、ＦＥ型放出素子で
ある請求項１〜５のいずれかに記載の画像表示装置。
【請求項８】前記電子放出素子は、ＭＩＭ型放出素子
である請求項１〜５のいずれかに記載の画像表示装置。
【請求項９】複数の電子放出素子を複数のデータ配線
と複数の走査配線でマトリックス配線したマルチ電子ビ
ーム源と、前記電子放出素子のそれぞれに対応したＲ，
Ｇ，Ｂ３原色の蛍光体を有する蛍光板とを有する画像表
示装置の駆動方法において、前記Ｇの蛍光体の割合が前記ＲないしＢの蛍光体の割合
よりも多く、前記Ｇに対応する電子放出素子に接続した走査配線と、
前記ＲないしＢに対応する電子放出素子に接続した走査
配線とが電気的に独立しており、１ライン期間分の画像信号から、前記Ｇの蛍光体に対応
する信号と、前記ＲないしＢの蛍光体に対応する信号と
を抽出し、１ライン期間に前記Ｇに対応する電子放出素
子に接続した走査配線と、前記ＲないしＢに対応する電
子放出素子に接続した走査配線とを選択することを特徴
とする画像表示装置の駆動方法。
【請求項１０】前記蛍光体の面積をＲ：Ｇ：Ｂ＝１：
２：１の割合で市松状に配置した請求項９に記載の画像
表示装置の駆動方法。
【請求項１１】前記Ｇに対応する電子放出素子に接続
した走査配線を選択する期間が、前記Ｒ，Ｂに対応する
電子放出素子に接続した走査配線を選択する期間のおよ
そ１／２である請求項９または１０に記載の画像表示装
置の駆動方法。
【請求項１２】１ライン期間分の画像信号から、前記
Ｇの蛍光体に対応する信号と、前記ＲないしＢの蛍光体
に対応する信号とを抽出し、１ライン期間に前記Ｇに対
応する電子放出素子に接続した走査配線と、前記Ｒない
しＢに対応する電子放出素子に接続した走査配線とを選
択する請求項９〜１１のいずれかに記載の画像表示装置
の駆動方法。
【請求項１３】１ライン期間分の画像信号を２行分の
信号に分割し、１ライン期間中に２行の走査配線を選択
し、つぎの１ライン期間中で前記１ライン期間に選択し
た行の一部を再び選択できる請求項９〜１２のいずれか
に記載の画像表示装置の駆動方法。
【請求項１４】前記電子放出素子は、表面伝導型放出
素子である請求項９〜１３のいずれかに記載の画像表示
装置の駆動方法。
【請求項１５】前記電子放出素子は、ＦＥ型放出素子
である請求項９〜１３のいずれかに記載の画像表示装置
の駆動方法。
【請求項１６】前記電子放出素子は、ＭＩＭ型放出素
子である請求項９〜１３のいずれかに記載の画像表示装
置の駆動方法。