JPH09319327A

JPH09319327A - 電子線発生装置、それを備える画像表示装置、およびそれらの駆動方法

Info

Publication number: JPH09319327A
Application number: JP6625997A
Authority: JP
Inventors: Kosei Sakuragi; 孝正桜木; Hidetoshi Suzuki; 英俊鱸
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1996-03-28
Filing date: 1997-03-19
Publication date: 1997-12-12
Anticipated expiration: 2017-03-19
Also published as: CA2201243C; JP3278375B2; CN1123049C; US6195076B1; DE69738701D1; KR970067066A; AU1661497A; EP0798691B1; EP0798691A1; CA2201243A1; KR100336137B1; CN1169024A

Abstract

(57)【要約】【課題】マトリクス配線された多数の冷陰極素子を備
えるマルチ電子源５０から電子ビームを高速かつ均一に
出力させられる駆動手段、駆動方法を提供する。また、
輝度むらがなく、諧調の線形性に優れ、応答速度が早い
表示装置を提供する。【解決手段】複数の冷陰極素子を行配線と列配線とを
用いてマトリクス配線したマルチ電子源５０と、前記行
配線に接続された走査手段２と、前記列配線に接続され
た変調手段１０，２０，３０とを有する電子線発生装置
において、前記変調手段１０，２０，３０は、前記冷陰
極素子に駆動電流パルスを供給するための制御電流源１
０と、マルチ電子源５０の寄生容量を高速に充電するた
めの電圧源２０と、前記駆動電流パルスの立ち上がりに
同期させて前記電圧源と前記列配線とを電気的に接続す
る充電電圧印加手段３０と、を有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複数の冷陰極素子
をマトリクス配線したマルチ電子源を備える電子線発生
装置、及びそれを用いた画像表示装置、ならびにそれら
の駆動方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】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、たとえば表面伝導型放出素子や、電解放出
型素子（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）、なとが知られてい
る。

【０００３】表面伝導型放出素子としては、たとえば、
Ｍ．Ｉ．Ｅｌｉｎｓｏｎ，ＲａｄｉｏＥ−ｎｇ．Ｅｌ
ｅｃｔｒｏｎＰｈｙｓ．，１０，１２９０，（１９６
５）や、後述する他の例が知られている。

【０００４】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））等が報告されている。

【０００５】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２３に前述のＭ．Ｈａｒｔｗｅｌ
ｌらによる素子の平面図を示す。同図において、３００
１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３００４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。

【０００６】Ｍ．Ｈａｒｔｗｅｌｌらによる素子をはじ
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。

【０００７】また、ＦＥ型の例は、たとえば、Ｗ．Ｐ．
Ｄｙｋｅ＆Ｗ．Ｗ．Ｄｏｌａｎ，“Ｆｉｅ−ｌｄｅｍ
ｉｓｓｉｏｎ”，ＡｄｖａｎｃｅｉｎＥｌｅｃｔｒ
ｏｎＰｈｙｓｉｃｓ，８，８９（１９５６）や、あるい
は、Ｃ．Ａ．Ｓｐｉｎｄｔ，“Ｐｈｙｓｉｃａｌｐｒ
ｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｔｈｉｎ−ｆｉｌｍｆｉｅ
ｌｄｅｍｉｓｓｉｏｎｃａｔｈｏｄｅｓｗｉｔｈ
ｍｏｌｙｂｄｅｎｕｍｃｏｎｅｓ”，Ｊ．Ａｐｐ
ｌ．Ｐｈｙｓ．，４７，５２４８（１９７６）などが知
られている。

【０００８】ＦＥ型の素子構成の典型的な例として、図
２４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３
０１４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。

【０００９】また、ＦＥ型の他の素子構成として、図２
４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。

【００１０】また、ＭＩＭ型の例としては、たとえば、
Ｃ．Ａ．Ｍｅａｄ，“Ｏｐｅｒａｔｉｏｎｏｆｔｕ
ｎｎｅｌ−ｅｍｉｓｓｉｏｎＤｅｖｉｃｅｓ，Ｊ．Ａ
ｐｐｌ．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２
５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、３０２
３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型においては、上電極３０２
３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。

【００１１】上述の冷陰極素子は、熱陰極素子と比較し
て低温で電子放出を得ることができるため、加熱用ヒー
ターを必要としない。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
ーター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。

【００１２】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きている。

【００１３】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６４−３１
３３２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。

【００１５】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。

【００１６】また、ＦＥ型を多数個ならべて駆動する方
法は、たとえば本出願人による米国特許４，９０４，８
９５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．Ｍｅ
ｙｅｒ：“ＲｅｃｅｎｔＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｎ
ＭｉｃｒｏｔｉｐｓＤｉｓｐｌａｙａｔＬＥＴ
Ｉ”，Ｔｅｃｈ．Ｄｉｇｅｓｔｏｆ４ｔｈＩｎ
ｔ．ＶａｃｕｕｎＭｉｃｒｏｅｌｅｌｅ−ｃｔｒｏｎ
ｉｃｓＣｏｎｆ．，Ｎａｇａｈａｍａ，ｐｐ．６〜９
（１９９１））。

【００１７】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。

【００１８】

【発明が解決しようとする課題】発明者らは、上記従来
技術に記載したものをはじめとして、さまざまな材料、
製法、構造の電子放出素子を試みてきた。さらに、多数
の電子放出素子を配列したマルチ電子ビーム源、ならび
にこのマルチ電子源を応用した画像表示装置について研
究を行ってきた。

【００１９】発明者らは、たとえば図２６に示す電気的
な配線方法によるマルチ電子ビーム源を試みてきた。す
なわち、電子放出素子を２次元的に多数個配列し、これ
らの素子を図示のようにマトリクス状に配線したマルチ
電子ビーム源である。

【００２０】図中、４００１は電子放出素子を模式的に
示したもの、４００２は行配線、４００３は列配線であ
る。行配線４００２および列配線４００３は、実際には
有限の電気抵抗を有するものであるが、図においては配
線抵抗４００４および４００５として示されている。上
述のような配線方法を、単純マトリクス配線と呼ぶ。

【００２１】なお、図示の便宜上、６×６のマトリクス
で示しているが、マトリクスの規模はむろんこれに限っ
たわけではなく、たとえば画像表示装置用のマルチ電子
ビーム源の場合には、所望の画像表示を行うのに足りる
だけの素子を配列し配線するものである。

【００２２】電子放出素子を単純マトリクス配線したマ
ルチ電子ビーム源においては、所望の電子ビームを出力
させるため、行配線４００２および列配線４００３に適
宜の電気信号を印加する。たとえば、マトリクスの中の
任意の１行の電子放出素子を駆動するには、選択する行
の行配線４００２には選択電圧Ｖｓを印加し、同時に非
選択の行の行配線４００２には非選択電圧Ｖｎｓを印加
する。これと同期して列配線４００３に電子ビームを出
力するための駆動電圧Ｖｅを印加する。この方法によれ
ば、配線抵抗４００４および４００５による電圧降下を
無視すれば、選択する行の電子放出素子には、Ｖｅ−Ｖ
ｓの電圧が印加され、また非選択行の電子放出素子には
Ｖｅ−Ｖｎｓの電圧が印加される。Ｖｅ，Ｖｓ，Ｖｎｓ
を適宜の大きさの電圧にすれば選択する行の電子放出素
子だけから所望の強度の電子ビームが出力されるはずで
あり、また列配線の各々に異なる駆動電圧Ｖｅを印加す
れば、選択する行の素子の各々から異なる強度の電子ビ
ームが出力されるはずである。また、冷陰極素子の応答
速度は高速であるため、駆動電圧Ｖｅを印加する時間の
長さを変えれば、電子ビームが出力される時間の長さも
変えることができるはずである。

【００２３】したがって、電子放出素子を単純マトリク
ス配線したマルチ電子ビーム源にはいろいろな用途が考
えられており、たとえば画像情報に応じた電圧信号を適
宜印加すれば、画像表示装置用の電子源として応用でき
るものと期待される。

【００２４】しかしながら、実際に電圧源をマルチ電子
ビーム源に接続し前記の電圧印加方法で駆動した場合に
は、配線抵抗で電圧降下が発生するために各電子放出素
子に実効的に印加される電圧がばらつくという問題が発
生していた。

【００２５】各素子に印加される電圧がばらつく原因と
して、まず第一に、単純マトリクス配線では各電子放出
素子ごとに配線長が異なる（すいなわち、配線抵抗の大
きさが素子ごとに異なる）ことが挙げられる。

【００２６】第二に、行配線の各部分の配線抵抗４００
４で発生する電圧降下の大きさが一様でないことが挙げ
られる。これは、選択する行の行配線から当該行に接続
された各電子放出素子に電流が分岐して流れるため、配
線抵抗４００４の各々に流れる電流の大きさが一様でな
いために起こるものである。

【００２７】第三に、駆動するパターン（画像表示装置
の場合には表示する画像パターン）によって配線抵抗で
生じる電圧降下の大きさが変化することが挙げられる。
これは、駆動するパターンによって、配線抵抗に流れる
電流が変化するために起きるものである。

【００２８】以上のような原因により、各電子放出素子
に印加される電圧にばらつきが発生すると、各電子放出
素子から出力される電子ビーム強度が所望の値からずれ
ることになり、応用上不都合であった。たとえば、画像
表示装置に応用した場合には、表示画像の輝度が不均一
になったり、表示画像パターンによって輝度が変動した
りした。

【００２９】また、電圧のばらつき単純マトリクスの規
模が大きくなるほど顕著になる傾向があるため、画像表
示装置の場合には画素数を制限する要因ともなった。

【００３０】このような点に鑑みて鋭意研究した結果、
本発明者らは上記の電圧印加方法とは異なる駆動方法を
すでに試みている。

【００３１】すなわち、電子放出素子を単純マトリクス
配線したマルチ電子ビームを駆動する際、列配線には駆
動電圧Ｖｅを印加するための電圧源を接続するのではな
く、所望の電子ビームを出力するのに必要な電流を供給
するための電流源を接続して駆動する方法である。この
方法は、素子電流Ｉｆの大きさを制御することにより放
出電流Ｉｅの大きさを制御するものである。

【００３２】つまり、電子放出素子の（素子電流Ｉｆ）
対（放出電流Ｉｅ）特性を参照して各電子放出素子に流
す素子伝量Ｉｆの大きさを決定し、列方向配線に接続し
た電流源からこれを供給するのである。具体的には、
（素子電流Ｉｆ）対（放出電流Ｉｅ）特性を記憶させた
メモリや、流すべき素子電流Ｉｆを決定するための演算
器や、制御電流などの電気回路を組合わせることにより
駆動回路を構成すればよい。このうち制御電流源には、
流すべき素子電流Ｉｆの大きさを一旦電圧信号にした
後、電圧／電流変換回路で電流に変換するような回路形
式を用いても良い。

【００３３】この方法によれば、前述の電圧源を接続し
て駆動する方法と比較して、配線抵抗で電圧降下が発生
したとしてもその影響を受けにくいため、出力される電
子ビーム強度のばらつきや変動を低減するのに大きな効
果が認められた（ＥＰＡ６８８０３５）。

【００３４】しかしながら、電流源を接続して駆動する
方法には全く問題がないわけではなく、以下に述べるよ
うな問題が発生していた。すなわち、非常に多数の電子
放出素子をマトリクス配線したマルチ電子源に対して、
制御定電流源（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄｃｏｎｓｔａｎ
ｔｃｕｒｒｅｎｔｓｏｕｒｃｅ）から時間的長さの
短い定電流パルスを供給する場合には、ほとんど電子が
放出されないのである。また、比較的長い期間定電流パ
ルスを供給し続ける場合には、もちろん電子は放出され
始めるが、電子放出が開始するまでには大きな立ち上が
り時間が必要となっていた。

【００３５】図２２、ｂ１〜ｂ４は、これを説明するた
めのタイムチャートであって、図中の（ｂ１）は、行配
線を走査するタイミングを示すグラフ、（ｂ２）は制御
定電流源から出力された電流波形を示すグラフ、（ｂ
３）は電子放出素子に実効的に流れる駆動電流を示すグ
ラフ、（ｂ４）は電子放出素子から放出された電子ビー
ムの強度を示すグラフである。図に示したように、制御
定電流源から短い電流パルスを供給しても、電子放出素
子にはほとんど電流Ｉｆは流れない。また、長いパルス
を供給した場合でも、電子放出素子に流れる駆動電流
は、立ち上がり時間の大きな波形になってしまう。

【００３６】冷陰極型の電子放出素子自身は高速応答性
能を有しているのにもかかわらず、電子放出素子に供給
される電流波形がなまってしまうため、結果的に放出電
流Ｉｅの波形も変形してしまっていた。

【００３７】上記のような問題が発生していたのは、以
下に述べる理由による。単純マトリクス配線されたマル
チ電子源においては、マトリクスの規模を大きくすると
それにともなって寄生容量が増大する。寄生容量の主要
部分は行配線と列配線の交差部に存在するが、この等価
回路を図２２（ａ）に示す。列配線５４に接続された制
御定電流源１１から定電流Ｉ₁ の供給を開始すると、初
めのうち電流は寄生容量４８の充電に費やされてしま
い、電子放出素子４１の駆動電流としてほとんど作用し
ない。このため、電子放出素子の実効的な応答速度が低
下するのである。

【００３８】より詳しく説明すると、冷陰極素子と蛍光
体を備えた表示装置において実用的な発光輝度を達成す
るためには、１画素を担当する冷陰極素子に対して一般
的に言って少なくとも１マイクロアンペア〜１０ミリア
ンペア程度の駆動電流を供給する必要がある。一方、必
要以上に過大に駆動電流を供給すると、冷陰極素子の寿
命が短くなったり、消費電力が増大するという不都合が
生じる。

【００３９】そこで、制御定電流源の出力電流を、１マ
イクロアンペア〜１ミリアンペアの適宜の値に制御して
いた（実際には、冷陰極の種類や材料や形態、あるいは
蛍光体の発光効率、加速電圧などを考慮して最適な駆動
電流値を決定する）。

【００４０】一方、テレビジョン受像機やコンピュータ
端末として実用的であるためには、たとえば５００×５
００以上の画素数と、対角寸法１５インチ以上の画面サ
イズが望ましい。そこで、現在一般的に用いられる成膜
技術でマトリクス配線を形成すると、すでに述べたよう
に配線抵抗ｒと寄生容量ｃが発生する。この回路網は、
ｒとｃの大きさに依存した充電時定数Ｔｃを持つ（な
お、厳密には、回路網の時定数はさらに多数のパラメー
タに依存しているのは言うまでもない）。

【００４１】もし電圧源で駆動する場合には、寄生容量
と並列接続されている電子放出素子の応答速度の限界は
この時定数Ｔｃにより決まる。

【００４２】ところが、上記のように制御電流源を用い
て１マイクロアンペア〜１ミリアンペアの定電流を供給
した場合には、充電に要する時間は上記時定数Ｔｃより
もさらに長くかかる。つまり、電子放出素子の実効的な
応答速度が、電圧源で駆動する場合よりも遅くなるので
ある。

【００４３】このため、パルス幅変調方式で表示装置の
発光輝度を制御した場合には、低輝度領域において諧調
の線形性が損なわれた。また、動きの速い動画像を表示
した際に観察者が不自然に感じる場合もあった。

【００４４】このように、制御定電流源から変調信号を
供給した場合には、配線抵抗で発生する電圧降下の影響
は大幅に改善されたが、実効的な応答速度が低下したた
め表示画像の品位に悪影響が発生していたのである。表
示画面の面積を大きくしたり、画素数を増大させると、
寄生容量は大きくなるため、この問題はより顕著であっ
た。

【００４５】そこで、本発明の目的は、マトリクス配線
された多数の電子放出素子を備えるマルチ電子源から電
子ビームを高速かつ均一に出力させられる駆動手段、駆
動方法を提供することである。また、輝度むらがなく、
諧調の線形性に優れ、応答速度が早い表示装置を提供す
ることも本発明の目的に含まれるものである。

【００４６】

【課題を解決するための手段】以上の目的を達成するた
めに、本発明者らが鋭意努力した結果、以下の発明を得
た。すなわち、本発明の電子線発生装置は、複数の冷陰
極素子を行配線と列配線とを用いてマトリクス配線した
マルチ電子源と、前記行配線に接続された走査手段と、
前記列配線に接続された変調手段とを有する電子線発生
装置において、前記変調手段は、前記冷陰極素子に駆動
電流パルスを供給するための制御電流源と、マルチ電子
源の寄生容量を高速に充電するための電圧源と、前記駆
動電流パルスの立ち上がりに同期させて前記電圧源と前
記列配線とを電気的に接続する充電電圧印加手段と、を
有することを特徴とする。

【００４７】ここで、前記充電電圧印加手段は、整流器
を備えた手段でも、タイマー回路と接続スイッチを備え
た手段でもよい。また、前記電圧源の出力する電圧は、
前記制御電流源が発生する最大電位の０．５〜０．９倍
の範囲内であるとよい。また、前記電圧源は、出力電圧
を調整できるような可変電圧源であることを特徴とする
電子線発生装置。

【００４８】さらに、前記制御電流は、定電流回路と電
流スイッチとを備えても、Ｖ／Ｉ変換回路を備えてもよ
い。また、前記充電電圧印加回路は、ダイオードもしく
はトランジスタを複数個接続したレベルシフト回路であ
ってもよい。

【００４９】本発明の電子線発生装置は、該電子線発生
装置の発生する電子ビームの照射により画像を形成する
画像形成部材と組み合わせると画像表示装置になる。本
発明は、この画像表示装置も含む。

【００５０】また、本発明は、電子線発生装置の発明も
包含する。すなわち、本発明の電子線発生装置の駆動方
法は、複数の冷陰極素子を行配線と列配線とを用いてマ
トリクス配線したマルチ電子源を備える電子線発生装置
の駆動方法において、前記列配線に対しては、外部から
入力される変調データに応じて変調した駆動電流パルス
を供給するが、該駆動電流パルスの立ち上がりからマル
チ電子源の寄生容量がほぼ充電されるまでの間、前記駆
動電流パルスに加えて充電電圧を印加することを特徴と
する。

【００５１】また、本発明は、画像表示装置の駆動方法
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、複数の冷陰極素子を行配線と列配線とを用いてマ
トリクス配線したマルチ電子源を備える画像表示装置の
駆動方法において、前記列配線に対しては、外部から入
力される画像データに応じて変調した駆動電流パルスを
供給するが、該駆動電流パルスの立ち上がりからマルチ
電子源の寄生容量がほぼ充電されるまでの間、前記駆動
電流パルスに加えて充電電圧を印加することを特徴とす
る。

【００５２】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の駆動手段の概略
構成を説明するためのブロック図である。図中の１０は
制御電流源、２０は電圧源、３０は充電電圧印加回路、
２は走査回路、５０はマルチ電子源である。以下、各部
についてさらに詳しく説明してゆく。

【００５３】マルチ電子源５０は、すでに説明したよう
に、Ｍ本の行配線とＮ本の列配線によってマトリクス配
線されたＭｘＮ個の冷陰極素子を内蔵している。各々の
行配線は、接続端子Ｄ_X1〜Ｄ_XMを介して走査回路２と電
気的に接続されている。また、各々の列配線は、接続端
子Ｄ_Y1〜Ｄ_YNを介して制御電流源１０および充電電圧印
加回路３０と電気的に接続されている。

【００５４】制御電流源１０は、変調信号Ｍｏｄにもと
づいて変調される電流信号（Ｉ₁ 〜Ｉ_N ）をマルチ電子
源５０に対して出力する回路である。これには、いわゆ
るＶ／Ｉ変換回路を用いればよいが、具体的には図４の
１１、２２、３３を用いた回路かまたは図１０（ｂ）の
カレントミラー回路が望ましい。

【００５５】電圧源２０は、マルチ電子源５０に存在す
る寄生容量を短時間のうちに充電するための電圧源であ
る。具体的には、直流定電圧源あるいはパルス電圧源を
用いれば良いが、可変電圧源を用いて充電電圧を調整で
きるようにするのがさらに望ましい。

【００５６】充電電圧印加回路３０は、前記電圧源５０
と接続端子Ｄ_Y1〜Ｄ_YNとを、寄生容量に充電する期間だ
け電気的に接続するための回路である。具体的には、図
２（ａ）や（ｂ）のような整流回路か、あるいは図２
（ｃ）のようにタイマーと接続スイッチとを組み合わせ
たタイマースイッチ回路を用いればよい。整流回路は、
寄生容量への充電が完了した際に電圧源と接続端子とを
スムースに切り離せる（すなわちノイズを発生させるこ
とがない）とう利点があるため特に望ましい。なお、ダ
イオード、またはトランジスタを複数段直列接続すれ
ば、接続段数に応じて充電電圧をシフトさせることが可
能である（レベルシフト機能）。また、図２（ｄ）のよ
うにシフト電圧の異なる整流回路を複数個並列して設け
ることにより、さらにスムースな充電が可能となる。

【００５７】走査回路２は、走査信号Ｔ_scanにもとづい
て、マルチ電子源５０の行配線に順次に選択電圧Ｖ_s も
しくは非選択電圧Ｖ_nsを印加するための回路である。例
えば、図３に示すような回路を用いればよい。

【００５８】次に、本発明の駆動方法について説明す
る。本発明の駆動方法によれば、マルチ電子源５０の任
意の電子放出素子を駆動する際、変調信号Ｍｏｄにもと
づいて制御電流源１０から電流パルスＩをマルチ電子源
５０の列配線に出力するが、その電流パルスの立ち上が
りに同期させて充電電圧印加回路３０からの充電電圧を
印加する。そして、寄生容量への充電がほぼ完了した時
点で充電電圧印加回路３０からの電圧印加を停止させ、
以後は制御電流源１０から電子放出素子に駆動電流を供
給する。この駆動方法によれば、寄生容量に対して制御
電流源１０と充電電圧印加回路３０が協同して充電を行
うため、短時間のうちに充電を完了させることができ
る。そして、充電が完了した後は、充電電圧印加回路３
０はオフし、制御電流源１０が電子放出素子の駆動電流
を制御する。したがって、実効的な応答速度が早く、し
かも配線抵抗による電圧降下の影響を受けにくい駆動方
法であるといえる。

【００５９】（実施例１）実施例１は、マルチ電子源を
備えた表示装置に本発明を適用した例であって、図４は
その回路構成の概略を示す回路ブロック図である。図に
おいて、１はマルチ電子源を内蔵した表示パネル、Ｄ_X1
〜Ｄ_XMはマルチ電子源の行配線の接続端子、Ｄ_Y1〜Ｄ_YN
はマルチ電子源の列配線の接続端子、Ｈｖは蛍光体に加
速電圧を印加するための高電圧端子、Ｖａは加速電圧印
加用の高電圧源、２は走査回路、３は同期信号分離回
路、４はタイミング発生回路、５は画像データ１ライン
分のシフトレジスタ、６は画像データ１ライン分のライ
ンメモリ、８はパルス幅変調回路、１１は定電流回路、
２１は電圧増幅器、２２はインバータ、３０は整流器、
３３はｐチャンネルＭＯＳＦＥＴを用いた電流スイッチ
である。

【００６０】表示パネル１の構造、製法ならびに内蔵さ
れたマルチ電子源の構造、製法、特性については後で詳
しく説明する。

【００６１】図４の各要素を前記図１のブロックと対応
させれば、電圧増幅器２１が電圧源２０に、整流器３０
が充電電圧印加回路３０に、定電流回路１１と電流スイ
ッチ３３との組み合わせが制御電流源１０に対応する。

【００６２】電圧増幅器２１は、演算増幅器（オペレー
ショナルアンプリファイア）を用いて構成した。整流器
３０は、図２（ａ）に示した整流ダイオードを用いた。
定電流回路１１は、定電圧源とカレントミラー回路を用
いて構成した。

【００６３】本実施例は、ＮＴＳＣ方式のテレビ信号を
表示する装置であり、外部から入力されるＮＴＳＣコン
ポジット信号にもとづいて動作する。まず、同期信号分
離回路３は、ＮＴＳＣコンポジット信号を画像データＤ
ＡＴＡと同期信号Ｔ_SYNCとに分離する。同期信号ＤＡＴ
Ａには、垂直同期信号と水平同期信号が含まれている
が、タイミング発生回路４はこれらを基準にして各部の
動作タイミングを決定する。すなわち、タイミング発生
回路４はシフトレジスタ５の動作タイミングを制御する
Ｔ_SFT 、ラインメモリ６の動作タイミングを制御するＴ
_MRY 、走査回路２の動作を制御するＴ_SCANなどの信号を
発生する。

【００６４】同期信号分離回路３で分離された画像デー
タは、シフトレジスタ５でシリアル／パラレル変換さ
れ、ラインメモリ６に１水平走査期間の間記憶される。
パルス幅変調回路８は、ラインメモリ６に記憶されてい
る画像データにもとづきパルス幅変調した電圧信号を出
力する。

【００６５】この電圧信号は、電圧増幅器２１とインバ
ータ２２に供給される。電圧増幅器２１は、前記電圧信
号を充電電圧にまで増幅する。また、インバータ２２は
電流スイッチ３３のゲートに、前記電圧信号を反転させ
て供給する。

【００６６】走査回路２は、マルチ電子源を順次１行ず
つ走査するために、接続端子Ｄ_X1〜Ｄ_XMに対して選択電
圧Ｖ_S または非選択電圧Ｖ_NSを出力する回路で、たとえ
ば図３に示すようにＭ個のスイッチを内蔵している。な
お、これらのスイッチはトランジスタにより構成するの
が好ましい。

【００６７】走査回路２の出力する選択電圧Ｖ_S と非選
択電圧Ｖ_NSの大きさや、定電流回路１１の出力電流の大
きさや、電流スイッチ３３のシンク電圧や、電圧増幅器
２１の出力電圧は、用いる冷陰極素子の（Ｖｆ対Ｉｅ）
特性および（Ｖｆ対Ｉｆ）特性にもとづいて決定すれば
よい。

【００６８】本実施例のマルチ電子源の場合は、後述す
るように図１８に示す特性を有する表面伝導型放出素子
を備えている。そこで、たとえば表示装置の所望が輝度
を達成するために表面伝導型放出素子から１．５マイク
ロアンペアの放出電流Ｉｅを出力させる必要があると仮
定する。この場合、図１８の特性グラフから明らかなよ
うに、表面伝導型放出素子には素子電流Ｉｆを１．２ミ
リアンペア流せば良い。そこで、定電流回路１１の出力
電流を１．２ミリアンペアに設定する。そして、走査回
路２の選択電圧Ｖ_S を−７ボルトに、非選択電圧Ｖ_NSを
０ボルトに設定してみる。仮に配線抵抗がないとすれば
定電流回路１１の出力部の電位は７ボルトになるはずで
ある。（Ｉｆを１．２ミリアンペア流すためには、素子
の両端には１４ボルト印加する必要がある。選択電圧Ｖ
_s が−７ボルトなので、定電流回路１１の出力電位は７
ボルトとなるはずである）。ところが、実際には配線で
の電圧降下はゼロではないため、これを補償するように
定電流回路が動作する。そのため、このマルチ電子源の
場合には、出力電位が最大で７．５ボルトまで上昇する
可能性があるとする。（もちろん、配線抵抗の大きさが
変われば最大電位も変わる）。ところで、この表面伝導
型放出素子の電子放出閾値電圧Ｖｔｈは８ボルトであ
る。したがって、非選択電圧Ｖ_NSを０ボルトに設定して
おけば、定電流回路１１の出力電位が７．５ボルトに上
昇したとしても、非選択行からの素子から電子が放出し
てしまうことはない。

【００６９】また、電流スイッチ３３のシンク電位は、
図３の実施例では０ボルト（グランド電位）に設定し
た。したがって、電流スイッチ３３をオンした場合に列
配線の電位は約０ボルトになり、オンしている間は選択
行の素子や非選択行の素子から電子は放出されない。

【００７０】また、電圧増幅器２１の出力電圧は以下の
ように設定した。すなわち、寄生容量への充電を高速に
完了するためには、電圧増幅器２１の出力電圧を定電流
回路１１の最大出力電位、すなわち７．５ボルトと一致
させるのが望ましい。しかしながら、回路の製造ばらつ
き、温度変化にともなう回路特性変化、回路特性の経時
変化、寄生インダクタンスの存在によるリンキング電圧
の発生、などにより電子放出素子に過大な電圧が印加さ
れる危険性が生じることを考慮すれば、出力電圧を多少
小さめに設定しておく方が安全である。そこで現実的に
は、電流源の最大出力電位の０．５倍〜０．９倍の範囲
に設定しておくのが望ましい。本実施例では、整流器３
１での電圧降下分も考慮して、電圧増幅器２１の電圧増
幅率を６／５倍とし、出力電圧が６ボルトになるように
設計した。（図５（ｂ）および（ｃ）参照）なお、寄生
容量への充電電圧の大きさは、電圧増幅器２１の増幅率
か、あるいは整流器３０に用いるダイオードの直列接続
段数を変更することにより調整できる。また、充電速度
は電圧増幅器の応答速度に依存するので、増幅器の応答
速度を調整することにより充電電圧波形のなめらかさを
調整できる。また、電圧増幅器２１の代わりに直流電圧
源を使用する場合には、その出力電圧を電子放出素子の
電子放出閾値電圧Ｖｔｈよりも若干小さめの値に調整す
るのが良い。

【００７１】次に、図５のタイムチャートを参照して、
図４の回路の動作を説明してゆく。

【００７２】すでに述べたように、図４の回路では走査
回路２の作用によりマルチ電子源の電子放出素子が１行
ずつ順次に選択的に駆動されるが、図５（ａ）のグラフ
は選択する行配線に走査回路２が供給する電圧信号波形
を示したグラフである。また、図５（ｂ）は、パルス幅
変調回路８の出力信号波形の一例を示したものである。
もちろん、パルス幅ＰＷは、所望の変調度に応じて適宜
変更される。（ｂ）の電圧信号は、電圧増幅器２１によ
り増幅され、（ｃ）の波形となる。

【００７３】（ｃ）の電圧は整流器３０を介して列配線
に印加されるが、列配線電位が６ボルトを越えれば整流
器３０が逆極性に作用するのでオフされる。すなわち、
（ｃ）の電圧により、マルチ電子源の寄生容量は約６ボ
ルトまで高速に充電される。（ｅ）に示すグラフは、電
圧増幅器２１から寄生容量に充電される充電電流波形で
ある。

【００７４】一方、前記（ｂ）の波形は、インバータ２
２で逆相に変換され、電流スイッチ３３のオン／オフを
制御する。その結果、前記パルス幅変調信号（ｂ）がオ
フしている間は電流スイッチ３３がオンになり、定電流
回路１１の供給する電流をグランドに吸い込む。したが
って、この間は定電流回路１１の出力する電流によって
電子放出素子から電子が放出されることはない。電流ス
イッチ３３に流れる吸い込み電流を図５（ｆ）のグラフ
に示す。

【００７５】したがって、定電流回路１１の出力する電
流は、電流スイッチ３３がオフしている間はマルチ電子
源に駆動電流として供給される。本実施例では、上記の
ように電圧増幅器２１および整流器３１の作用により寄
生容量に高速に充電されているため、駆動電流は速やか
に電子放出素子に対して供給される。図５（ｇ）に、電
子放出素子に流れる電流Ｉｆの波形を示す。また（ｈ）
に電子放出素子から放出される電子ビーム出力Ｉｅの波
形を示す。なお、（ｇ）および（ｈ）には、比較のた
め、従来方式（すなわち電圧増幅器２１と整流器３０を
具備しない）駆動回路の場合の波形を点線で示した。

【００７６】すなわち本実施例によれば、従来方式にく
らべマルチ電子源の実効的な応答速度を向上させること
ができた。したがって、本実施例の表示装置は、輝度む
らが少ないことはもちろん、諧調の線形性に優れ、動画
を表示しても不自然な感じをあたえることがない。

【００７７】なお、本実施例で用いた整流器２１と電圧
増幅器３１の代わりに、図６（ａ）あるいは（ｂ）に示
す回路を用いてもよい。すなわち、（ａ）は可変電圧源
Ｖｃｃとダーリントン接続したバイポーラトランジスタ
とを組み合われた回路である。トランジスタの動作速度
を速めるため、抵抗ｒ_S をベースとグランドの間に接続
した。（ｂ）は、バイポーラトランジスタの代わりにＭ
ＯＳ・ＦＥＴを用いたものであって、（ａ）よりも製造
コストを安くできる利点がある。

【００７８】（実施例２）実施例２は、マルチ電子源に
供給する駆動電流の向きを実施例１と逆向きにしたもの
である。すなわち、実施例２は、電流を引き込む定電流
回路を列配線に接続し、映像信号パルス幅変調する例で
ある。図７は、実施例２の回路構成を表すブロック図で
ある。３２はｐチャンネルＭＯＳトランジスタであり、
列配線を流れる定電流回路１１が出力する定電流（１
１，１２，１３…，ＩＮ）のオン／オフ切り替えをす
る。パルス幅変調回路８は、パルス幅信号（ＰＷ１〜Ｐ
ＷＮ）をレベルシフト回路２１とｐチャンネルＭＯＳト
ランジスタ３２に出力する。トランジスタ３２は、パル
ス幅変調回路８が、Ｌｏを出す期間のみ列配線の電位を
ＧＮＤに落とし、定電流回路１１の出力電流（Ｉ１〜Ｉ
Ｎ）を、列配線、トランジスタ３２を通してＧＮＤに出
力する。このため、パルス幅変調信号８が、Ｌｏパルス
を出す期間は、列配線の電位が０（Ｖ）になる。一方、
パルス幅変調回路８が、Ｈｉを出す期間は、トランジス
タ３２がオフになるので定電流回路１１の出力電流（Ｉ
１〜ＩＮ）が素子に流れる電流となる。

【００７９】なお、本実施例においては、電圧増幅器２
１および整流器３０の電圧極性を前記実施例１と逆に構
成している。したがって、本実施例で用いた整流器２１
と電圧増幅器３１の代わりに、図８（ａ）あるいは
（ｂ）に示す回路を用いてもよい。すなわち、（ａ）は
可変電圧源Ｖｓｓとダーリントン接続したバイポーラト
ランジスタとを組み合わせた回路である。トランジスタ
の動作速度を速めるため、抵抗ｒ_S をベースとグランド
の間に接続した。（ｂ）は、バイポーラトランジスタの
代わりにＭＯＳ・ＦＥＴを用いたものであって、（ａ）
よりも製造コストを安くできる利点がある。

【００８０】本実施例も、前記実施例１と同様、寄生容
量が高速に充電されるため、従来方式よりも高速に電子
放出素子を応答させることができた。

【００８１】すなわち本実施例によれば、従来方式にく
らべるマルチ電子源の実効的な応答速度を向上させるこ
とができた。したがって、本実施例の表示装置は、輝度
むらが少ないことはもちろん、諧調の線形性に優れ、動
画を表示しても不自然な感じをあたえることがない。

【００８２】（実施例３）実施例３は、前記図１の制御
電流源１０として、Ｖ／Ｉ変換回路を用いた例である。
図９は実施例３の回路構成を示す図であって、図中の１
２はＶ／Ｉ変換回路である。Ｖ／Ｉ変換回路１２は、図
１０（ａ）に示すようにＮ個のＶ／Ｉ変換器１４を備え
ており、各Ｖ／Ｉ変換器１４は、たとえば図１０（ｂ）
に示すようにカレントミラー回路により構成するのが好
適である。図９の回路構成は、パルス幅変調方式および
振幅変調方式のいずれにも適するという利点がある。し
たがって、変調回路９は、実施例１と同様のパルス幅変
調回路でも良いし、あるいは振幅変調回路でも良い。電
圧増幅器２１および整流器３０は、実施例１と同様のも
のを用いた。

【００８３】本実施例も、前記実施例１と同様、寄生容
量が高速に充電されるため、従来方式よりも高速に電子
放出素子を応答させることができた。

【００８４】すなわち本実施例によれば、従来方式にく
らべマルチ電子源の実効的な応答速度を向上させること
ができた。したがって、本実施例の表示装置は、輝度む
らが少ないことはもちろん、諧調の線形性に優れ、動画
を表示しても不自然な感じをあたえることがない。

【００８５】（表示パネルの構成と製造法）次に、前記
実施例１〜実施例３の画像表示装置の表示パネル１の構
成と製造法について、具体的な例を示して説明する。

【００８６】図１１は、実施例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。

【００８７】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、たとえばフリット
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。

【００８８】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。たとえば、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。本実施例においては、
Ｎ＝３０７２，Ｍ＝１０２４とした）。前記Ｎ×Ｍ個の
冷陰極素子は、Ｍ本の行配線１００３とＮ本の列配線１
００４により単純マトリクス配線されている。前記、１
００１〜１００４によって構成される部分をマルチ電子
源と呼ぶ。なお、マルチ電子源の製造方法や構造につい
ては、後で詳しく述べる。

【００８９】本実施例においては、気密容器のリアプレ
ート１００５にマルチ電子源の基板１００１を固定する
構成としたが、マルチ電子源の基板１００１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
トとして電子源の基板１００１自体を用いてもよい。

【００９０】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。本実施例はカラ
ー表示装置であるため、蛍光膜１００８の部分にはＣＲ
Ｔ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、たとえば図１２
の（Ａ）に示すようにストライプ状に塗り分けられ、蛍
光体のストライプ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。

【００９１】また、３原色の蛍光体の塗り分け方は前記
図１２（Ａ）に示したストライプ状の配列に限られるも
のではなく、たとえば図１２（Ｂ）に示すようなデルタ
状配列や、それ以外の配列であってもよい。

【００９２】なお、モノクロームの表示パネルを作成す
る場合には、単色の蛍光体材料を蛍光膜１００８に用い
ればよく、また黒色導電材料は必ずしも用いなくともよ
い。

【００９３】また、蛍光膜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バック１００９
を設けてある。メタルバック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、電子ビーム加速電圧を印加するため
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１００８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。

【００９４】また、本実施例では用いなかったが、加速
電圧の印加用の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、
たとえばＩＴＯを材料とする透明電極を設けてもよい。

【００９５】また、Ｄ_x1〜Ｄ_xmおよびＤ_y1〜Ｄ_yn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。Ｄ_x1〜Ｄ_xmはマルチ電子源の行配線１００３と、Ｄ
_y1〜Ｄ_ynはマルチ電子ビーム源の列配線１００４と、Ｈ
ｖと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。

【００９６】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、たと
えばＢａを主成分とするゲッター材料をヒーターもしく
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。

【００９７】以上、本発明の実施例の表示パネルの基本
構成と製法を説明した。

【００９８】次に、前記実施例の表示パネルに用いたマ
ルチ電子源５０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、たと
えば表面伝導型放出素子やＦＥ型、あるいはＭＩＭ型な
どの冷陰極素子を用いることができる。

【００９９】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てしか
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
らは、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
いだしている。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、上記実施例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膜から形成した表
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
マルチ電子源の構造について述べる。

【０１００】（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。

【０１０１】（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。

【０１０２】図１３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。

【０１０３】基板１１０１としては、たとえば、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
述の各種基板上にたとえば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。

【０１０４】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。たとえば、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Ｉｎ₂ Ｏ₃ −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、た
と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（たとえ
ば印刷技術）を用いて形成してもさしつかえない。

【０１０５】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設計される。
一般的には、電極間隔Ｌ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マイクロメーターの
範囲から適当な数値が選ばれる。

【０１０６】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
重なり合った構造が観測される。

【０１０７】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
なかで設定するが、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。

【０１０８】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、たとえば、Ｐｄ，Ｐｔ，Ｒｕ，Ａｇ，
Ａｕ，Ｔｉ，Ｉｎ，Ｃｕ，Ｃｒ，Ｆｅ，Ｚｎ，Ｓｎ，Ｔ
ａ，Ｗ，Ｐｂ，などをはじめとする金属や、ＰｄＯ，Ｓ
ｎＯ_2,Ｉｎ₂ Ｏ₃ ，ＰｂＯ，Ｓｂ₂ Ｏ₃ ，などをはじめ
とする酸化物や、ＨｆＢ₂ ，ＺｒＢ₂ ，ＬａＢ₆ ，Ｃｅ
Ｂ₆ ，ＹＢ₄ ，ＧｄＢ₄ ，などをはじめとする硼化物
や、ＴｉＣ，ＺｒＣ，ＨｆＣ，ＴａＣ，ＳｉＣ，ＷＣ，
などをはじめとする炭化物や、ＴｉＮ，ＺｒＮ，Ｈｆ
Ｎ，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。

【０１０９】以上述べたように、導電性薄膜１１０４を
微粒子膜で形成したが、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／ｓｑ）の範囲に含
まれるよう設定した。

【０１１０】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１３の例においては、
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、の順序で積層してもさしつかえない。

【０１１１】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から数百オングストローム
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１３においては模式的に示した。

【０１１２】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。

【０１１３】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、膜厚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。

【０１１４】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１３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１１
１３の一部を除去した素子を図示した。

【０１１５】以上、好ましい素子の基本構成を述べた
が、実施例においては以下のような素子を用いた。

【０１１６】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。

【０１１７】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）とした。

【０１１８】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。

【０１１９】図１４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１４と同一である。

【０１２０】１）まず、図１４（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。

【０１２１】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、
たとえば、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、（ａ）に示した一対の素子電極（１１０２と１１０
３）を形成する。

【０１２２】２）次に、同図（ｂ）に示すように、導電
性薄膜１１０４を形成する。

【０１２３】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、本実施例では主要元素としてＰｄを用いた。また、
実施例では塗布方法として、ディッピング法を用いた
が、それ以外のたとえばスピンナー法やスプレー法を用
いてもよい。）。

【０１２４】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、本実施例で用いた有機金属溶液の塗布
による方法以外の、たとえば真空蒸着法やスパッタ法、
あるいは化学的気相堆積法などを用いる場合もある。

【０１２５】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。

【０１２６】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薄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１１０
５）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。

【０１２７】通電方法をより詳しく説明するために、図
１５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、本実施例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
ターするためのモニターパルス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１
１１１で計測した。

【０１２８】実施例においては、たとえば１０のマイナ
ス５乗（ｔｏｒｒ）程度の真空雰囲気下において、たと
えばパルス幅Ｔ１を１（ミリ秒）、パルス間隔Ｔ２を１
０（ミリ秒）とし、波高値Ｖｐｆを１パルスごとに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回の割りで、モニターパルス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ないよう
に、モニターパルスの電圧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
ちモニターパルス印加時に電流計１１１１で計測される
電流が１×１０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わる通電を終了した。

【０１２９】なお、上記の方法は、本実施例の表面伝導
型放出素子に関する好ましい方法であり、たとえば微粒
子膜の材料や膜厚、あるいは素子電極間隔Ｌなど表面伝
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。

【０１３０】４）次に、図１４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。

【０１３１】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。

【０１３２】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（ｔｏｒｒ）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
囲気中で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。

【０１３３】通電方法をより詳しく説明するために、図
１６の（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。本実施例においては、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、本実施例
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。

【０１３４】図１４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を捕捉するた
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。）。

【０１３５】活性化用電源１１１２から電圧を印加する
間、電流計１１１６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ーし、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Ｉｅの一例を図１６（ｂ）に示すが、活性化電源１１
１２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。

【０１３６】なお、上述の通電条件は、本実施例の表面
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。

【０１３７】以上のようにして、図１４（ｅ）に示す平
面型の表面伝導型放出素子を製造した。

【０１３８】（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。

【０１３９】図１７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。

【０１４０】垂直型が先に説明した平面型と異なる点
は、素子電極のうちの片方（１２０２）が段差形成部材
１２０６上に設けられており、導電性薄膜１２０４が段
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１３の平面型における素子電極間隔Ｌ
は、垂直型において段差形成部材１２０６の段差高Ｌｓ
として設定される。なお、基板１２０１、素子電極１２
０２および１２０３、微粒子膜を用いた導電性薄膜１２
０４、については、前記平面型の説明中に列挙した材料
を同様に用いることが可能である。また、段差形成部材
１２０６には、たとえばＳｉＯ₂ のような電気的に絶縁
性の材料を用いる。

【０１４１】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１８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
７と同一である。

【０１４２】１）まず、図１８（ａ）に示すように、基
板１２０１上に素子電極１２０３を形成する。

【０１４３】２）次に、同図（ｂ）に示すように、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、たとえばＳｉＯ₂ をスパッタ法で積層すればよい
が、たと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。

【０１４４】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。

【０１４５】４）次に、同図（ｄ）に示すように、絶縁
層の一部を、たと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。

【０１４６】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、たとえば塗布法など
の成膜技術を用いればよい。

【０１４７】６）次に、前記平面型の場合と同じく、通
電フォーミング処理を行い、電子放出部を形成する（図
１４（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。）。

【０１４８】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１４（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。）。

【０１４９】以上のようにして、図１８（ｆ）に示す垂
直型の表面伝導型放出素子を製造した。

【０１５０】（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。

【０１５１】図１９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ため、
２本のグラフは各々異なる尺度で図示した。

【０１５２】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。

【０１５３】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が増加するが、一方、閾値電圧Ｖｔｈ未満
の電圧では放出電流Ｉｅはほとんど検出されない。図１
９の場合、Ｖｔｈは８ボルトである。

【０１５４】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。

【０１５５】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。

【０１５６】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。

【０１５７】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。た
とえば多数の素子を表示画面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Ｖｔ
ｈ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、表示画面を順次走査して表
示を行うことが可能である。

【０１５８】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、諧調表示を行うことが可能である。

【０１５９】（多数素子を単純マトリクス配線したマル
チ電子源の構造）次に、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したマルチ電子源の
構造について述べる。

【０１６０】図２０に示すのは、前記図２０の表示パネ
ルに用いたマルチ電子源の平面図である。基板上には、
前記図１３で示したものと同様な表面伝導型放出素子が
配列され、これらの素子は行配線電極１００３と列配線
電極１００４により単純マトリクス状に配線されてい
る。行配線電極１００３と列配線電極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。

【０１６１】図２０のＡ−Ａ′に沿った断面を、図２１
に示す。

【０１６２】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配線電極１００３、列配線電極１
００４、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、行配線電
極１００３および列配線電極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。

【０１６３】

【発明の効果】本発明によれば、冷陰極素子をマトリク
ス配線したマルチ電子源を駆動する際、制御電流源から
駆動電流を供給するとともに、寄生容量を高速に充電す
るための電圧を充電電圧印加回路から印加する。このた
め、電子放出素子を高速に応答させることが可能であ
る。寄生容量に充電した後は、充電電圧印加回路をオフ
し、制御電流源で電子放出素子を駆動する。したがっ
て、冷陰極素子を高速に、しかも配線抵抗の影響を受け
ずに駆動することができる。本発明を適用した画像表示
装置にあっては、諧調の線形性に優れ、動画表示をおこ
なっても不自然な感じを与えることがない。とりわけ、
大画面の表示装置においても、寄生容量を高速に充電で
きるため優れた品位の画像を表示できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の概略構成を示すブロク図。

【図２】充電電圧印加回路の例を示す図。

【図３】走査回路の例を示す図。

【図４】実施例１の回路図。

【図５】実施例１の駆動方法を説明するためのタイムチ
ャート。

【図６】電圧源と充電電圧印加回路の例を示す図。

【図７】実施例２の回路図。

【図８】電圧源と充電電圧印加回路の例を示す図。

【図９】実施例３の回路図。

【図１０】実施例３で用いたＶ／Ｉ変換回路を示す図。

【図１１】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。

【図１２】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。

【図１３】実施例で用いた平面型の表面伝導型放出素子
の平面図（ａ），断面図（ｂ）。

【図１４】平面型の表面伝導型放出素子の製造工程を示
す断面図。

【図１５】通電フォーミング処理の際の印加電圧波形を
示す図。

【図１６】通電活性化処理の際の印加電圧波形（ａ），
放出電流Ｉｅの変化（ｂ）を示す図。

【図１７】実施例で用いた垂直型の表面伝導型放出素子
の断面図。

【図１８】実施例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を示す図。

【図１９】垂直型の表面伝導型放出素子の製造工程を示
す断面図。

【図２０】実施例で用いたマルチ電子ビーム源の基板の
平面図。

【図２１】実施例で用いたマルチ電子ビーム源の基板の
一部断面図。

【図２２】従来の駆動方法とその問題点を示す図。

【図２３】従来知られた表面伝導型放出素子の一例を示
す図。

【図２４】従来知られたＦＥ型素子の一例を示す図。

【図２５】従来知られたＭＩＭ型素子の一例を示す図。

【図２６】単純マトリクスの配線方法を示す図。

【符号の説明】

１表示パネル２走査回路３同期信号分離回路４タイミング発生回路５水平シフトレジスタ６ラインメモリ８パルス幅変調回路１０制御電流源１１定電流回路１２Ｖ／Ｉ変換回路２０電圧源２１電圧増幅器３０充電電圧印加回路（または整流器）３３電流スイッチ５０マルチ電子源

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の冷陰極素子を行配線と列配線とを
用いてマトリクス配線したマルチ電子源と、前記行配線
に接続された走査手段と、前記列配線に接続された変調
手段とを有する電子線発生装置において、前記変調手段は、前記冷陰極素子に駆動電流パルスを供
給するための制御電流源と、マルチ電子源の寄生容量を
高速に充電するための電圧源と、前記駆動電流パルスの
立ち上がりに同期させて前記電圧源と前記列配線とを電
気的に接続する充電電圧印加手段と、を有することを特
徴とする電子線発生装置。
【請求項２】前記充電電圧印加手段は、整流器を備え
る請求項１に記載の電子線発生装置。
【請求項３】前記充電電圧印加手段は、タイマー回路
と接続スイッチを備えた手段である請求項１に記載の電
子線発生装置。
【請求項４】前記電圧源の出力する電圧は、前記制御
電流源が発生する最大電位の０．５〜０．９倍の範囲内
である請求項１に記載の電子線発生装置。
【請求項５】前記電圧源は、出力電圧を調整できるよ
うな可変電圧源である請求項１に記載の電子線発生装
置。
【請求項６】前記制御電流源は、定電流回路と電流ス
イッチとを備える請求項１に記載の電子線発生装置。
【請求項７】前記制御電流源は、Ｖ／Ｉ変換回路を備
える請求項１に記載の電子線発生装置。
【請求項８】前記充電電圧印加回路は、ダイオードも
しくはトランジスタを複数個接続したレベルシフト回路
である請求項１に記載の電子線発生装置。
【請求項９】請求項１〜請求項８のいずれか１項に記
載の電子線発生装置と、該電子線発生装置の発生する電
子ビームの照射により画像を形成する画像形成部材とを
備えた画像表示装置。
【請求項１０】複数の冷陰極素子を行配線と列配線と
を用いてマトリクス配線したマルチ電子源を備える電子
線発生装置の駆動方法において、前記列配線に対しては、外部から入力される変調データ
に応じて変調した駆動電流パルスを供給するが、該駆動
電流パルスの立ち上がりからマルチ電子源の寄生容量が
ほぼ充電されるまでの間、前記駆動電流パルスに加えて
充電電圧を印加することを特徴とする駆動方法。
【請求項１１】複数の冷陰極素子を行配線と列配線と
を用いてマトリクス配線したマルチ電子源を備える画像
表示装置の駆動方法において、前記列配線に対しては、外部から入力される画像データ
に応じて変調した駆動電流パルスを供給するが、該駆動
電流パルスの立ち上がりからマルチ電子源の寄生容量が
ほぼ充電されるまでの間、前記駆動電流パルスに加えて
充電電圧を印加することを特徴とする駆動方法。