JPH1031449A

JPH1031449A - 表示装置及び前記表示装置の補正データの作成方法及びその装置

Info

Publication number: JPH1031449A
Application number: JP18378296A
Authority: JP
Inventors: Takahiro Oguchi; 高弘小口; Hidetoshi Suzuki; 英俊鱸
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1996-07-12
Filing date: 1996-07-12
Publication date: 1998-02-03

Abstract

(57)【要約】【課題】表示パネルの複数の素子の特性のばらつきを
補正するための補正データを高速に求めることができる
補正データの作成方法及び装置、その補正データを用い
て高品位の画像を表示できる表示装置を提供する。【解決手段】複数の表面伝導型放出素子をマトリクス
状に配列したマルチ電子源を有する表示パネル１０１を
使用し、その表示パネルのマルチ電子源の複数の表面伝
導型放出素子の１つを選択して通電駆動し、その通電駆
動された表面伝導型放出素子から放出される放出電流値
をＩeモニタ回路１１１により求める。この求めた電流
値と、目標とする電流値との誤差を算出し、その差を補
正するための補正データを作成して、ＬＵＴ１０９のそ
の素子に対応するアドレスに格納する。そして、このＬ
ＵＴ１０９に格納された補正データに基づいて、電圧ド
ライバ１０８から出力する電圧値を変更して、その該当
する素子を駆動して表示を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複数の表面伝導型
電子放出素子をマトリクス状に配列したマルチ電子源を
有する表示装置及び前記表示装置における補正データの
作成方法及びその装置に関するものである。

【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、例えば表面伝導型放出素子や、電界放出型
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）などが知られている。

【０００３】ＦＥ型の例は、例えば、W. P. Dyke & W.
W. Dolan，“Field emission”, Advance in Electron
Physics, 8, 89 (1956)や、或は、C. A. Spindt，“Phy
sical properties of thin-film field emission catho
des with molybdenium cones”, J. Appl. Phys., 47,
5248 (1976)などが知られている。

【０００４】またＭＩＭ型の例としては、例えば、C.
A. Mead，“Operation of tunnel-emission Devices,
J. Appl. Phys., 32,646 (1961)などが知られている。

【０００５】また表面伝導型放出素子としては、例え
ば、M. I. Elinson, Radio Eng. Electron Phys., 10,
1290, (1965)や、後述する他の例が知られている。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(Elinson)等によるＳｎＯ2薄
膜を用いたものの他に、Ａｕ薄膜によるもの［G. Dittm
er：“Thin Solid Films” 9,317 (1972)］や、Ｉｎ2Ｏ
3／ＳｎＯ2薄膜によるもの［M. Hartwell and C. G. Fo
nstad：”IEEE Trans. ED Conf.”，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。

【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３９に前述のM. Hartwellらによ
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３００４は図示のよう
にＨ字形の平面形状に形成されている。この導電性薄膜
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］，幅Ｗは、０．１
［ｍｍ］に設定されている。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。即ち、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３
００４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３００５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。この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】上述の表面伝導型放出素子は、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
子を形成できる利点がある。そこで、例えば本出願人に
よる特開昭６４−３１３３２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。

【０００９】また、表面伝導型放出素子の応用について
は、例えば、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。

【００１０】また、表面伝導型放出素子の応用について
は、例えば、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。

【００１１】特に画像表示装置への応用としては、例え
ば本願出願人によるＵＳＰ５，０６６，８８３や特開平
２−２５７５５１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。例えば、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。

【００１２】本願発明者らは、上記従来技術に記載した
ものを初めとして、種々の材料、製法、構造の表面伝導
型放出素子を試みてきた。更に、多数の表面伝導型放出
素子を配列したマルチ電子ビーム源、並びに、このマル
チ電子ビーム源を応用した画像表示装置について研究を
行ってきた。

【００１３】本願発明者らは、例えば図４０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。
即ち、表面伝導型放出素子を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。図中、４００１は表面伝導型
放出素子を模式的に示したもの、４００２は行方向配
線、４００３は列方向配線を示している。行方向配線４
００２及び列方向配線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４０
０４及び４００５として示されている。上述のような配
線方法を、以下単純マトリクス配線と呼ぶことにする。
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、例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。

【００１４】このように表面伝導型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、行方向配線４００２及び
列方向配線４００３に適宜の電気信号を印加する。例え
ば、マトリクスの中の任意の１行の表面伝導型放出素子
を駆動するには、選択する行の行方向配線４００２には
選択電圧Ｖsを印加し、同時に非選択の行の行方向配線
４００２には非選択電圧Ｖnsを印加する。これと同期し
て列方向配線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４
００４及び４００５による電圧降下を無視すれば、選択
する行の表面伝導型放出素子には（Ｖe−Ｖs）の電圧が
印加され、また非選択行の表面伝導型放出素子には（Ｖ
e−Ｖns）の電圧が印加される。ここで、これら電圧値
Ｖe，Ｖs，Ｖnsを適宜の大きさの電圧に設定すれば、選
択される行の表面伝導型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、また列方向配線の
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、表面伝導型放出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。

【００１５】従って、表面伝導型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はいろいろな応用可能
性があり、例えば画像情報に応じた電気信号を適宜印加
すれば、画像表示装置用の電子源として好適に用いるこ
とができる。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】このように表面伝導型
放出素子を応用した各種画像表示装置において高品位、
高精細な画像や大画面が望まれるのは当然であるが、そ
のためには表面伝導型放出素子を多数配列したマルチ電
子源の行、列の数がそれぞれ数百から数千というように
非常に多くの素子が必要になり、かつ各表面伝導型放出
素子の電子放出特性が均一であることが望まれる。

【００１７】しかしながら、基板上に複数の表面伝導型
放出素子を作成する場合、電子放出部を含む素子抵抗値
や、各放出素子の電子放出素子特性を全く同じになるよ
うに作成することは難しい。例えばフォーミングプロセ
スについて考えてみる。フォーミング前の電子放出部を
含む抵抗のばらつきや配線の抵抗による電圧降下でフォ
ーミング電圧の分布が一様でなくなると、全ての表面伝
導型放出素子を同一でフォーミングできなくなり、フォ
ーミング後の表面伝導型放出素子特性がばらつく可能性
がある。このようなばらつきが発生すると、表示のため
の駆動時に各素子に同じ電圧を印加しても放出電子量が
ばらついてしまう。

【００１８】このような電子放出量のばらつきを補正す
るためには、各素子毎にばらつきを補正する補正テーブ
ルを用意し、各素子毎にばらつきを補正する駆動方法が
考えられる。しかし詳細は後述するが、表面伝導型放出
素子の特性は、駆動制御パラメータである電圧値や電流
値に対して、その放出される電流値が非線形に変化する
という特性を備えている。従って、各素子に過大な電
圧、電流値を印加して素子を劣化させることなく、各素
子毎にばらつき補正テーブルを設ける場合、その補正デ
ータを求めるために、制御パラメータである駆動電圧値
或は電流値を少しずつ変化させながら、その放出される
電流値をモニタして収束させるといった手法が考えられ
る。しかしながら、このような方法で、数万個以上にも
及ぶ全ての素子の補正データを求めるのは非常に時間が
かかり、各素子のばらつきを補正して駆動する上で大き
な障害となっていた。

【００１９】本発明は上記従来例に鑑みてなされたもの
で、表示パネルの複数の素子の特性のばらつきを補正す
るための補正データを高速に求めることができる補正デ
ータの作成方法及びその装置を提供することを目的とす
る。

【００２０】本発明の目的は、各素子への印加電圧と放
出電流との関係式を用いて、所望の放出電流が得られる
印加電圧を求め、その印加電圧に応じて実際に測定され
る放出電流値に応じて、各素子への印加電圧を補正する
補正データの作成方法及びその装置を提供することにあ
る。

【００２１】また本発明の目的は、各素子への印加電流
と放出電流との関係式を用いて、所望の放出電流が得ら
れる印加電流を求め、その印加電流に応じて実際に測定
される放出電流値に応じて、各素子への印加電流を補正
する補正データの作成方法及びその装置を提供すること
にある。

【００２２】また本発明の目的は、表示パネルにおける
素子特性のバラツキや、選択された素子以外の素子に流
れる電流値を補償して、各素子から放出される電流値を
略一定にする補正データの作成方法及びその装置を提供
することにある。

【００２３】また本発明の目的は、各素子への印加電圧
と発光輝度との関係式を用いて、所望の輝度が得られる
印加電圧を求め、その印加電圧に応じて実際に測定され
る輝度に応じて、各素子への印加電圧を補正する補正デ
ータの作成方法及びその装置を提供することにある。

【００２４】また本発明の目的は、各素子への印加電流
と発光輝度との関係式を用いて、所望の輝度が得られる
印加電流を求め、その印加電流に応じて実際に測定され
る輝度に応じて、各素子への印加電流を補正する補正デ
ータの作成方法及びその装置を提供することにある。

【００２５】また本発明は、上記の方法のいずれかによ
り作成された補正データを用いて、マルチ電子源の各表
面伝導型放出素子のそれぞれを駆動して高品位の画像を
表示できる表示装置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】上記目的を達成するため
に本発明の補正データの作成方法は以下のような工程を
備える。即ち、複数の表面伝導型放出素子をマトリクス
状に配列したマルチ電子源を有する表示装置の補正デー
タの作成方法であって、(a)前記マルチ電子源の複数の
表面伝導型放出素子の１つを選択して通電駆動する工程
と、(b)通電駆動された前記表面伝導型放出素子から放
出される放出電流値を求める工程と、(c)前記放出電流
値と目標とする放出電流値との誤差を算出する工程と、
(d)前記誤差に応じて、前記表面伝導型放出素子の通電
駆動時における補正データを算出する補正値算出工程と
を有する。

【００２７】上記目的を達成するために本発明の補正デ
ータの作成装置は以下のような構成を備える。即ち、複
数の表面伝導型放出素子をマトリクス状に配列したマル
チ電子源を有する表示装置の補正データ作成装置であっ
て、前記マルチ電子源の複数の表面伝導型放出素子の１
つを選択して所定電圧を印加して通電駆動する通電手段
と、前記通電手段により所定電圧が印加された前記表面
伝導型放出素子を流れる電流値を求める電流検出手段
と、前記電流検出手段により検出された電流値と目標と
する電流値との誤差を算出する誤差算出手段と、前記誤
差算出手段により算出された誤差に応じて、前記表面伝
導型放出素子の通電駆動時における補正データを算出す
る補正値算出手段とを有する。

【００２８】また本発明の表示装置は以下のような構成
を備える。即ち、複数の表面伝導型放出素子をマトリク
ス状に配列したマルチ電子源を有する表示装置であっ
て、前記マルチ電子源の複数の表面伝導型放出素子のそ
れぞれに対応する駆動電圧の補正データを記憶する記憶
手段と、画像信号に応じて表示駆動信号を発生する駆動
信号発生手段と、前記マルチ電子源の行を選択して走査
駆動する走査手段と、前記走査手段により選択された走
査行に接続され前記表示駆動信号により駆動される表面
伝導型放出素子に対応する補正データを前記記憶手段よ
り読出して前記マルチ電子源を電圧駆動する駆動手段と
を有する。

【００２９】

【発明の実施の形態】

［実施の形態１］以下、添付図面を参照して本発明の好
適な実施の形態を詳細に説明する。

【００３０】まず最初に、マルチ電子源を応用した画像
表示パネルの駆動方法及び各素子の特性のばらつきの補
正方法について説明する。

【００３１】図１は、本実施の形態の表面伝導型放出素
子を含む表示パネル１０１を有する画像表示装置の構成
を示すブロック図である。

【００３２】図中、１０１は本実施の形態の表示パネル
で、行方向端子Ｄx1〜ＤxM及び列方向端子Ｄy1〜ＤyNを
介して、走査回路１０２や電圧ドライバ１０８等の外部
の電気回路と接続されている。また、この表示パネル１
０１の高圧端子Ｈｖは外部の高圧電源Ｖａに接続され、
この高圧端子Ｈｖから入力される電圧が蛍光体と表面伝
導型放出素子が設けられた基板との間に印加され、放出
素子から放出される電子を蛍光体方向に加速している。
このうち行方向端子端子Ｄx1〜ＤxMのそれぞれには、前
述の表示パネル１０１に設けられているマルチ電子ビー
ム源、即ちＭ行Ｎ列の行列状にマトリクス配線された表
面伝導型放出素子群を１行ずつ順次駆動するための走査
信号が印加される。一方、列方向端子Ｄy1〜ＤyNには、
走査回路１０２からの走査信号により選択された一行の
表面伝導型放出素子の駆動電圧を、入力される画像信号
１９０に応じた信号とすることにより、各素子の出力電
子ビームを画像信号１９０に応じて制御するための変調
（パルス幅変調）信号が印加される。

【００３３】次に、走査回路１０２の構成について説明
する。

【００３４】この走査回路１０２は、Ｍ本の行方向配線
に対応するＭ個のスイッチング素子を備え、各スイッチ
ング素子は、図示しない直流電圧源Ｖxの出力電圧、或
は０［Ｖ］（接地レベル）のいずれか一方を選択し、表
示パネル１０１の行方向端子Ｄx1〜ＤxMのそれぞれと電
気的に接続している。この走査回路１０２の各スイッチ
ング素子は、タイミング信号発生回路１０４が出力する
制御信号Ｔscanに基づいて動作するが、実際には例え
ば、ＦＥＴのようなスイッチング素子を組み合わせるこ
とにより容易に構成することが可能である。

【００３５】尚、走査回路１０２の直流電圧源Ｖxは、
本実施の形態では、図３６で例示した表面伝導型放出素
子の特性（電子放出閾値電圧８［Ｖ］）に基づき、走査
されていない素子に印加される駆動電圧が電子放出の閾
値電圧以下となるよう、ここでは７［Ｖ］の一定電圧を
出力するよう設定されている。

【００３６】次に、入力された画像信号の流れについて
説明する。

【００３７】入力されるコンポジット画像信号１９０は
デコーダ１０３に入力され、このデコーダ１０３で３原
色（ＲＧＢ）の輝度信号、及び水平、垂直同期信号（Ｈ
ＳＹＮＣ，ＶＳＹＮＣ）とに分離される。タイミング信
号発生回路１０４では、これら同期信号（ＨＳＹＮＣ，
ＶＳＹＮＣ）に同期して各種タイミング信号を発生す
る。デコーダ１０３よりのＲＧＢ輝度信号は、サンプル
＆ホールド（Ｓ／Ｈ）回路１０５に入力され、適当なタ
イミングでサンプリングされて保持される。このＳ／Ｈ
回路１０５に保持された信号は、シリアル・パラレル
（Ｓ／Ｐ）変換回路１０６に入力され、シリアル信号か
ら表示パネル１０１の各蛍光体の並びに対応したパラレ
ル信号に変換される。

【００３８】このＳ／Ｐ変換回路１０６に保持されたパ
ラレル信号はパルス幅変調回路１０７に入力され、入力
された画像信号の強度に対応したパルス幅を持つパルス
信号が生成される。更に、このパルス信号は電圧ドライ
バ１０８により増幅され、表示パネル１０１の列方向端
子Ｄy1〜ＤyNを通じて表示パネル１０１の表面伝導型放
出素子に印加される。この時、ＬＵＴ１０９には、表示
パネル１０１の各表面伝導型放出素子毎に、ばらつきを
補正するため、印加される電圧値を補正するための補正
データが記憶されている。従って、この電圧ドライバ１
０８は、このＬＵＴ１０９から読み出した補正データに
応じて、表示パネル１０１の列方向端子に出力される信
号の電圧値を変換している。これにより、表示パネル１
０１の全ての表面伝導型放出素子はその特性のバラツキ
に関係なく、一定の放出電流を出力することができる。

【００３９】ＬＵＴ１０９は、タイミング信号発生回路
１０４からのアクセス信号１３０によりアクセスされ、
表示パネル１０１の駆動される素子の番号に対応して、
その電圧を補正するための補正データを出力する。こう
して、この補正データに応じて電圧ドライバ１０８で補
正された電圧値の出力パルスが供給された表示パネル１
０１では、走査回路１０２により選択された行に接続さ
れた表面伝導型放出素子のみが、列方向端子に供給され
たパルス信号のパルス幅とその電圧値に応じた期間だけ
電子を放出し、それに対応する蛍光体が発光する。即
ち、１水平走査期間中、走査回路１０２により選択され
た行の全ての表面伝導型放出素子が画像信号に対応する
輝度信号に応じて電子を放出する。こうして走査回路１
０２が選択する行を順次走査することにより、２次元の
画像が表示パネル１０１に表示される。

【００４０】１００は、後述するＬＵＴデータの作成を
制御する制御部で、マイクロプロセッサ等のＣＰＵ１４
１、ＣＰＵ１４１により実行される制御プログラムを記
憶しているプログラムメモリ１４２、ＣＰＵ１４１によ
る制御処理時、ワークエリアとして使用されるＲＡＭ１
４３等を備えている。入力部１５０からＬＵＴデータの
生成が指示されると、制御部１００はＬＵＴデータの作
成指示信号１３１をタイミング信号発生回路１０４に出
力する。これにより、後述するようにしてＬＵＴデータ
の作成が行われる。

【００４１】次に補正データ（ＬＵＴデータ）の作成時
の動作について簡単に説明する。

【００４２】この処理は、入力部１５０からの指示に基
づいて制御部１００の制御の下に行われる。このような
補正データの作成は、表示パネル１０１の製造直後、又
は、その表示パネル１０１を所定時間駆動した後、入力
部１５０から入力されるＬＵＴデータの作成指示により
起動される。この時、制御部１００がＬＵＴ作成指示信
号１３１を出力すると、タイミング信号発生回路１０４
がＬＵＴデータの作成モードに移行して、ＬＵＴデータ
の生成のためにタイミング信号を発生し、また制御部１
００は信号線１３２を介して、表示パネル１０１の各素
子を順次駆動するためのテスト用の画像データをＳ／Ｐ
変換回路１０６に出力する。

【００４３】Ｉeモニタ回路１１１は表示パネル１０１
の各表面伝導型放出素子を独立して個々に駆動したとき
の、各素子における放出電流値Ｉeを検出し、その検出
した電流値を信号線１３４に出力して制御部１００に出
力する。これにより制御部１００は、各素子のアドレス
（番号）に対応付けてＩeデータメモリ１１２に、その
電流値を記憶する。そして各素子の放出電流値と、その
印加電圧（駆動電圧）に応じて予め設定されている放出
電流値（実験などにより予め求められている）との差、
即ち誤差：ΔＩe、及び駆動電圧値ＶfとＶf−Ｉeの関係
式を用いて、制御部１００は、その誤差ΔＩeをゼロと
する補正電圧値ΔＶfを予測し、この予測電圧値に基づ
いてＬＵＴ１０９の補正データを（Ｖf＋ΔＶf）に相当
する値に更新する。

【００４４】次に、このＬＵＴ１０９に記憶された補正
データに基づいて、電圧ドライバ１０８は駆動電圧を電
圧（Ｖf＋ΔＶf）にして、表示パネル１０１の同じ素子
を駆動し、その駆動時の電流値ＩeをＩeモニタ回路１１
１でモニタし、前回と同様にして、測定された電流値Ｉ
eと得られるべき電流値（設定電流値）との誤差ΔＩeを
算出する。そして、この誤差ΔＩeに基づいて再度、補
正電圧値ΔＶfを予測し、ＬＵＴ１０９の補正データを
更に更新する。この様な処理を繰り返すことにより、表
示パネル１０１の各素子の特性のばらつきを補正する補
正データを記憶したテーブル１０９ができあがる。尚、
この際、表示パネル１０１の列方向配線に電圧が印加さ
れる位置は、Ｓ／Ｐ変換回路１０６にセットされている
テスト用の画像データにより決定され、タイミング信号
発生回路１０４から出力される信号Ｔscanにより走査回
路１０２により走査される行位置を固定にすることによ
り、その素子への連続した電圧印加が可能になってい
る。

【００４５】次に、図２のフローチャート及び図１を参
照して、本実施の形態におけるＬＵＴ１０９に格納され
る補正データを作成する手順をより詳細に説明する。

【００４６】タイミング信号発生回路１０４は、制御部
１００からＬＵＴ作成指示信号１３１を受けると、ＬＵ
Ｔデータの作成手順に合わせた各種タイミング信号を発
生する。即ち、走査回路１０２に対してある行を選択す
るＴscan信号を出力し、Ｓ／Ｐ変換回路１０６に対し
て、制御部１００からの所定のテスト用の画像データを
記憶するための信号を出力する。こうしてＳ／Ｐ変換回
路１０６に保持された信号に従ってパルス幅変調回路１
０７、電圧ドライバ１０８を介して、表示パネル１０１
のマルチ電子源の中の所定の表面伝導型放出素子に対し
て、所定の電圧で所定のパルス幅のパルス信号（駆動電
圧信号）を印加する。こうして駆動電圧信号と、走査回
路１０２からの走査信号によって選択された表示パネル
１０１の表面伝導型放出素子が駆動され、この駆動に応
じて表面伝導型放出素子から放出される電子に基づく放
出電流がＩeモニタ回路１１１により検出される。

【００４７】図２のフローチャートにおいて、入力部１
５０からのＬＵＴデータの作成指示により起動される
と、制御部１００からＳ／Ｐ変換回路１０６にセットし
たテスト用データと、走査回路１０２で選択された行と
により選択された表示パネル１０１の１つの表面伝導型
放出素子が、初期駆動電圧値（ＬＵＴ１０９の初期デー
タ値に基づく）で駆動される。制御部１００は、この駆
動された素子からの電子放出電流をＩeモニタ回路１１
１でモニタして検出し、Ｉeデータメモリ１１２の、そ
の選択された素子の番号（アドレス）に対応したアドレ
スに格納する（ステップＳ１）。尚、ここでＩeデータ
メモリ１１２の初期値は全て“０”であるものとする。

【００４８】（条件１）このＩeデータメモリ１１２に
格納する際、制御部１００は、その選択された素子に対
応するメモリアドレスに格納されていたデータ（最初は
“０”でそれ以降は前回ストアした電流値Ｉe）と、ス
テップＳ１で測定された電流値Ｉeとを比較する（ステ
ップＳ２）。この目的は、表示パネル１０１マルチ電子
源の表面伝導型放出素子の欠陥を特定するためである。
即ち、駆動電圧Ｖfを変化させた時に、この放出電流値
Ｉeに変化がない場合は、この表面伝導型放出素子は欠
陥があると判定される。尚、この欠陥素子の判定は、検
出された電流値Ｉeが“０”かどうかで判定してもよい
が、初期電圧で素子を駆動した時に電流値Ｉeがほとん
ど“０”の場合は欠陥かどうかを区別できないので、こ
の印加電圧に対する電流値の変化を検出して判定する方
が望ましい。こうして欠陥であると判定された場合は、
その欠陥のある素子の位置をエラー情報として制御部１
００のＲＡＭ１４３にストアし（ステップＳ３）、次の
素子の駆動及び補正データの作成を行う。

【００４９】一方、ステップＳ２で、検出した電流値Ｉ
eが変化している場合は、その測定した電流値ＩeをＩe
データメモリ１１２に格納し、次の条件２（ステップＳ
４）に進む。

【００５０】（条件２）検出した放出電流値が変化して
いる場合はステップＳ４に進み、その検出した電流値Ｉ
eと、印加電圧から予め決定される設定電流値Ｉe（実験
等により予め求められている）とを比較し、その設定電
流値との誤差ΔＩeを算出する。この誤差ΔＩeがほぼ０
（正確にはΔＩeが許容ばらつき値以内）の場合、その
選択されている表面伝導型放出素子の駆動電圧値は、現
状のＬＵＴ１０９の値で良いことを示している（新たに
補正データを作成する必要なし）ので条件４（Ｓ９）に
進む。一方、誤差ΔＩe≠０（正確にはΔＩeが許容ばら
つき値以上）の場合、その素子の駆動電圧値を補正する
必要がある。即ち、誤差ΔＩeから、駆動電圧の補正量
ΔＶfを求める必要があるためステップＳ５に進み、Ｉe
−Ｖfの関係式を用いて、誤差ΔＩeから補正量ΔＶfを
予測して決定する。この所定の詳細については後述す
る。

【００５１】（条件３）こうして補正量ΔＶfが求まる
とステップＳ６に進み、その補正量ΔＶfと現在ＬＵＴ
１０９に格納されている電圧値Ｖfとを加算した（Ｖf＋
ΔＶf）値が、その素子の駆動電圧の上限である最大電
圧Ｖf（max）を越えていないかどうかを判定する。尚、
この最大電圧Ｖf（max）は、素子に印加しても良い最大
定格電圧からノイズマージン分を差し引いた電圧値に設
定しておくのが望ましい。この目的は、その素子に過大
電圧が印加されることにより素子が破壊されるのを防止
することである。

【００５２】このステップＳ６で（Ｖf＋ΔＶf）＞Ｖf
（max）と判定された場合はステップＳ７に進み、その
選択された表面伝導型放出素子は、駆動電圧の最大上限
電圧近傍まで高い電圧を印加しても、その素子の放出電
流が設定値に達しないことを示しており、補正が不可能
な不良素子と判断される。即ち、条件３の判定によって
表面伝導型放出素子が不良か否かの判定を行い、不良素
子である時はその素子のアドレスをエラー情報として、
ＲＡＭ１４３にエラー情報として記憶し、次の素子の駆
動補正を行う。

【００５３】一方、ステップＳ６の条件３で、（Ｖf＋
ΔＶf）＜Ｖf（max）と判定された場合はステップＳ８
に進み、駆動電圧値をＶfから（Ｖf＋ΔＶf）に更新す
るような補正データを作成してＬＵＴ１０９に格納す
る。そしてステップＳ１に戻り、再度同じ素子を駆動す
るために、その更新したＬＵＴ１０９の補正データを使
用して駆動を行い、その時のその素子からの放出電流を
Ｉeモニタ回路１１１により検出する（Ｓ１）。そして
前述と同様の処理を行い、ステップＳ４で、ステップＳ
１で検出した電流値Ｉeと、その時の印加電圧に相当し
た設定電流値Ｉeとの誤差ΔＩeが略ゼロ（許容範囲内）
になるまで繰り返し処理を行う。

【００５４】こうして、ステップＳ４でその素子に対す
る補正データが求まるか、或はステップＳ２或はステッ
プＳ６でエラーであると判断されると条件１〜３のルー
プを抜けてステップＳ９に進む。この時点で、その選択
された素子に関して、以下のようなＬＵＴデータ或はエ
ラー情報がＬＵＴ１０９或はＲＡＭ１４３にストアされ
る。

【００５５】（終了状態）（補正結果）・Ｉe補正完了ＬＵＴ１０９に補正電圧値Ｖfが記憶されている・欠陥と判断（補正不可）ＲＡＭ１４３にエラー情報がストアされ、ＬＵＴ１０９の補正データはＶfの初期値・不良と判断（補正不可）ＲＡＭ１４３にエラー情報がストアされ、ＬＵＴ１０９には〜Ｖf（max）が記憶される（条件４）ステップＳ９では、表示パネル１０１の全て
の表面伝導型放出素子に対してＬＵＴデータの作成処理
を行ったかどうかを判定する。表示パネル１０１の全て
の素子に対する補正データの作成処理が終了していない
時はステップＳ１０に進み、次の素子を選択するための
テスト用データをＳ／Ｐ変換回路１０６に出力し、タイ
ミング信号発生回路１０４に対して、Ｓ／Ｐ変換回路１
０６にそのテストデータをセットするためのクロックを
出力するように指示する。また、表示パネル１０１の走
査する行を次の行に変更する時は、ＬＵＴ作成指示信号
１３１によりタイミング信号発生回路１０４に指示し
て、走査回路１０２が次の行を選択して走査するように
指示する。こうして表示パネル１０１の全ての素子に関
してＬＵＴデータの作成を終了すると、この処理を終了
する。

【００５６】続いて、Ｉeモニタ回路１１１により検出
された電流値Ｉeと、印加電圧に対して予め設定されて
いる電流値Ｉe（実験的に求められた電流値）との誤差
ΔＩeから、素子の駆動電圧の補正量ΔＶfを予測する方
法について説明する。

【００５７】本実施の形態においては、Ｉeモニタ回路
１１１により検出した電流値Ｉeと、素子に印加される
素子電圧Ｖfとの関係を用いて補正量ΔＶfの予測を行っ
た。表面伝導型放出素子の電子放出素子特性は、例えば
図３６に示すようになる。この時、Ｉe−Ｖfの関係はＩe＝ａ×（Ｖfの2乗）×exp（ｂ／Ｖf） …（１）で近似することにより、その特性を記述できた。

【００５８】そこで、この補正量ΔＶfを予測するため
に、上記式（１）を電圧値Ｖfで微分して以下の関係式
を得る。

【００５９】 ΔＶf＝（ΔＩe／Ｉe）／｛２／Ｖf−ｂ／（Ｖfの2乗）｝ …（２）この式（２）は、Ｉe−Ｖfの関係式が式（１）で記述さ
れた時に、誤差ΔＩeから、補正量ΔＶfを近似して算出
する式である。この式（２）において、ＩeはＩeモニタ
回路１１１により検出した電流値、Ｖfは駆動電圧値
で、これらはＲＡＭ１４３及びＩeデータメモリ１１２
にストアされているので、式（１）におけるパラメータ
（ｂ）の値が分かれば、補正量ΔＶfを予測できる。こ
こで各素子の特性がばらついている場合、パラメータ
（ｂ）の値もばらつくと考えられるが、各素子毎にパラ
メータ（ｂ）の値を算出するのは、テーブルデータの取
得に要する時間が長くなり好ましくない。また、パラメ
ータ（ｂ）の値のばらつきは、予測量の誤差をもたらす
が、予測と実測とを何回か行うことで誤差を収束させる
ことが可能である。そこで、パラメータ（ｂ）の値が、
表示パネル１０１の全ての素子で同じであると仮定し
て、式（２）に基づいて各素子の補正量ΔＶfを予測し
た。この予測に用いたパラメータ（ｂ）の値は、本実施
の形態の表示パネル１０１におけるパラメータ（ｂ）の
最小値を予測パラメータとして予測ＦＢによる制御パラ
メータの発振を防ぐことができる。

【００６０】次に、実際の素子を用いて式（２）を用い
た予測例を以下に示す。

【００６１】（仮定）素子のＩe−Ｖfの関係：Ｉe＝Ｉe−４×（Ｖfの2乗）×exp（−１８０／Ｖf） …（３）（この関係式はわかっていないと仮定する）（予測のためのパラメータ（ｂ）と１回目の測定デー
タ）設定Ｉe＝１μＡｂ＝−２００この場合の測定データは、Ｖf＝１７Ｖ印加時に、Ｉe＝０．７２９μＡであった。 …（４）（１回目の予測）こうして得られた式（４）で示す数値
を式（２）に代入して、 ΔＶf＝０．３４Ｖ（Ｉe＝１μＡにするために必要な補正電圧量）が得られる。従って、更新されたＬＵＴ１０９の補正データは、Ｖf＋ΔＶf＝１７．３４Ｖに相当する数値となる。 …（５）（１回目の検証）次に素子電圧Ｖf＝１７．３４Ｖで、
その素子を駆動すると、その時検出される電流値Ｉe
は、上記数式（３）よりＩe＝０．９３μＡとなるはず
で、この数値はほぼ設定電流値Ｉeになる。

【００６２】更に、電流値Ｉeの誤差を少なくしたけれ
ば、その更新されたＬＵＴデータに基づく電圧値（１
７．３４Ｖ）で、その素子を駆動した時の放出電流値Ｉ
eを検出し前述と同様に予測を行えばよい。

【００６３】（２回目の予測のためのパラメータと測定
データ）設定電流値Ｉe＝１μＡｂ＝−２００ここで素子電圧Ｖf（１７．３４Ｖ）を印加した時に、放出電流値Ｉe＝０．９３μＡが得られた。 …（６）（２回目の予測）この数値を数式（２）に代入して、 ΔＶf＝０．０９Ｖ（設定電流値Ｉe＝１μＡにするために必要な補正電圧量）が求められる。従って、ＬＵＴ１０９のデータは、Ｖf＋ΔＶf＝１７．３４＋０．０９＝１７．４３Ｖとなる。 …（７）（２回目の検証）この素子電圧Ｖf＝１７．４３Ｖで駆
動すると、その時の放出電流値Ｉeは前述の式（３）よ
りＩe＝０．９９μＡ（≒１μＡ）となる。

【００６４】この場合は、２回の予測と検証を行うこと
により、略１μＡに近い放出電流値が得られる素子電圧
Ｖf（１７．４３Ｖ）が得られた。これに対応する補正
データをＬＵＴ１０９の、その素子に対応するアドレス
に格納する。これにより、次からはこのＬＵＴ１０９の
補正データに基づいてその素子が駆動される。尚、実際
のＬＵＴデータとしては、この電圧値Ｖfから選択電位
として与える電圧（７Ｖ）を差し引いた電圧値に対応す
る数値がストアされる。このような処理を表示パネル１
０１の全ての素子に対して実施することにより、表示パ
ネル１０１の全ての素子の放出電流を略一定（例えば１
μＡ）とする駆動電圧の補正用テーブル（ＬＵＴ１０
９）が完成する。

【００６５】このようにして作成したＬＵＴ１０９を用
いて、実際に表示パネル１０１の素子のばらつきを補正
して駆動した様子を図３に示す。

【００６６】図３では、表示パネル１０１の１本の列配
線に注目し、１本の列配線に関する素子駆動の時間変化
を追っている。図３（ａ）は水平同期信号、図３（ｂ）
は選択された表示パネル１０１の表面伝導型放出素子の
番号（この番号はＬＵＴ１０９のアクセス・アドレスに
も対応する）、図３（ｃ）は選択した画素に表示する映
像輝度信号（テスト信号）、図３（ｄ）はＬＵＴ１０９
から読み出されるばらつきを補正するための電圧値、図
３（ｅ）は電圧ドライバ１０８から出力される駆動電圧
パルス波形、図３（ｆ）は、表示パネル１０１の各素子
から得られる放出電流の波形を示している。

【００６７】この図３から明らかなように、ＬＵＴ１０
９は素子のばらつきを補正するような補正データを、そ
の素子に対応して出力し、電圧ドライバ１０８は、この
補正データに従った電圧振幅をもつパルス電圧を発生す
る。この結果、表示パネル１０１の各素子から放出され
る電流波形（ｆ）が、どの素子からも略１μＡとなるよ
うなパルス幅変調信号が列方向配線に印加されることに
なる。

【００６８】尚、本実施の形態において、ＬＵＴ１０９
の補正データは、ある一定の放出電流に対応して１つだ
け設けられるように説明したが、本発明はこれに限定さ
れるものでなく、いくつかの設定された放出電流値に対
してＬＵＴを用意し、このＬＵＴよりの補正データに基
づいて輝度調整を行っても良い。

【００６９】また本実施の形態では、補正量ΔＶを算出
するパラメータ（ｂ）を一定として予測を行っていた
が、予測の度にパラメータ（ｂ）を変更して、より速く
収束させることも可能である。具体的には、パラメータ
（ｂ）を“−２００”より大きく（例えば“−１０
０”）で始め、予測の度に“−２００”ずつ近づける
と、より速く発振することなく収束させることができ
る。

【００７０】［実施の形態２］次に本発明の第２の実施
の形態を図４を参照して説明する。

【００７１】本実施の形態２における表面伝導型放出素
子及び表示パネル１０１の構造については、前述の実施
の形態１と同様である。

【００７２】図４は、本発明の実施の形態２の表示パネ
ル１０１の補正データを求めるための回路の構成を示す
ブロック図で、前述の実施の形態１の図１と共通する部
分は同じ番号で示している。

【００７３】パルス幅変調回路１０７は、Ｓ／Ｐ変換回
路１０６から出力される画像データに応じたパルス幅の
パルス信号を発生し、このパルス信号は電圧／電流（Ｖ
／Ｉ）変換回路１１３に入力される。この電圧／電流変
換回路１１３は、パルス幅変調回路１０７から入力され
るパルス信号を電流パルス信号に変換して表示パネル１
０１の列方向端子に入力し、各表面伝導型放出素子の駆
動を行う点で前述の実施の形態１と異なっている。また
本実施の形態２においても、表示パネル１０１の各素子
の特性のばらつきを補正するための補正データを格納す
るＬＵＴ１０９を備え、このＬＵＴ１０９には、各表面
伝導型放出素子からの電子放出電流が、各素子の特性の
変動に拘らず略一定になるような駆動電流値に対応する
補正値がストアされている。そして制御部１００は、Ｉ
eモニタ回路１１１で検出される電流値Ｉeから、ＬＵＴ
１０９に格納される補正データを作成している。

【００７４】前述したように本実施の形態２では、表示
パネル１０１の各表面伝導型放出素子を電流パルスによ
り駆動している。これに伴い、選択されて電流駆動され
る表示パネル１０１の素子から放出される放出電流値に
基づいて、この放出電流値を一定とする駆動電流の補正
データを作成する点が前述の実施の形態１と異なってい
る。以下、この相違点を中心に説明する。

【００７５】まず補正データを作成する時の動作につい
て簡単に説明する。

【００７６】図４において、制御部１００は、入力部１
５０からの指示に従ってＬＵＴ１０９に格納する補正デ
ータの作成を開始し、その補正データをＬＵＴ１０９に
格納するように動作する。この補正データの作成は、表
示パネル１０１の製造直後、又はしばらく使用された後
に、入力部１５０から入力されるＬＵＴ作成指示により
行われる点は前述の実施の形態１と同様である。Ｉeモ
ニタ回路１１１は、表示パネル１０１の各素子が独立に
駆動されたときの各素子よりの放出電流値Ｉeを検出
し、制御部１００は、その検出した電流値をＩeデータ
メモリ１１２に、各素子のアドレスに対応付けて記憶す
る。そして、各素子の放出電流値と設定電流値との差、
即ち誤差ΔＩe、及び駆動電流値ＩfとＩf−Ｉeの関係式
を用いて、制御部１００は誤差ΔＩeを算出し、駆動電
流値Ｉfを（Ｉf＋ΔＩf）に更新してＬＵＴ１０９に書
き込む。次に駆動電流値（Ｉf＋ΔＩf）で、その素子を
駆動して放出電流値Ｉeをモニタし、前述と同様にして
誤差ΔＩeを算出する。この時の駆動電流値とその駆動
電流値により得られるはずの放出電流値とに基づいて補
正値ΔＩfを予測し、ＬＵＴ１０９を更に更新する。こ
のような操作を繰り返すことにより、各素子の特性のば
らつきをなくすような駆動電流補正用テーブル（ＬＵ
Ｔ）１０９ができあがる。

【００７７】次に、補正用ＬＵＴ１０９を作成する手順
を図４及び図５を参照してより詳細に説明する。

【００７８】タイミング信号発生回路１０４は、制御部
１００からＬＵＴ作成指示信号１３１を受けると、テー
ブルデータの作成手順に合わせた各種タイミング信号を
発生する。この際、制御部１００は信号線１３２を介し
てＳ／Ｐ変換回路１０６にシリアルデータ（テストデー
タ）とシフトクロックを出力しており、パルス幅変調回
路１０７は、このＳ／Ｐ変換回路１０６から与えられる
データに応じて、表示パネル１０１の１つの表面伝導型
放出素子に対して所定の電圧値で、所定のパルス幅のパ
ルス信号を発生する。Ｖ／Ｉ変換回路１１３は、このパ
ルス幅変調回路１０７よりのパルス信号を入力し、ＬＵ
Ｔ１０９に記憶されている補正データに応じて所定の電
流値で、その表示パネル１０１の素子に電流を印加す
る。この時、走査回路１０２は、タイミング信号発生回
路１０４からのＴscan信号に応じて１つの行を選択して
駆動している。これにより表示パネル１０１のある行の
１つの素子が駆動され、その時の放出電流値がＩeモニ
タ回路１１１により検出される。

【００７９】図５は、本実施の形態２におけるＬＵＴ１
０９の補正データ作成処理を示すフローチャートで、こ
の処理は制御部１００により実施される。

【００８０】入力部１５０からＬＵＴデータの作成指示
が入力されると、前述のようにして表示パネル１０１の
１つの表面伝導型放出素子が初期駆動電流値（ＬＵＴ１
０９の初期値）により駆動される。制御部１００は、こ
の選択されて駆動された素子からの放出電流がＩeモニ
タ回路１１１により検出されると、その電流値を入力し
てＩeデータメモリ１１２の、その選択駆動された素子
の番号（アドレス）に対応したアドレスに格納する（ス
テップＳ１１）。尚、ここでＩeデータメモリ１１２の
初期値は全て“０”であるものとする。

【００８１】（条件１）ステップＳ１２では、制御部１
００は、Ｉeデータメモリ１１２の対応するアドレスに
格納されていたデータ（前回ストアしたＩeデータ）
と、今回測定されたＩeデータとを比較する。この目的
は、（１）表示パネル１０１の表面伝導型放出素子の欠陥を
特定するため。即ち、駆動電流Ｉfを変化させた時に電
流値Ｉeが変化しない場合、この表面伝導型放出素子は
欠陥であると判定される。（２）選択された表面伝導型放出素子が、駆動電圧のク
リッピングで放出電流値が設定値に達せず、補正が不十
分な不良素子であるかどうかを判定するためである。本
実施の形態２では、定電流により素子駆動を行っている
が、素子に過大な電圧が印加されないためにＶ／Ｉ変換
回路１１３による駆動電圧値は、表示パネル１０１の素
子に印加できる最大電圧値以下にしている。従って、駆
動電流を上げていくと、Ｖ／Ｉ変換回路１１３の出力電
圧は一定にクリッピングする。素子によってはこのよう
なクリッピング状態で駆動されるものもあり、このよう
な素子は補正しきれない不良素子である。このように
（１）または（２）のような場合は、駆動電流値Ｉfを
変更しても放出電流値Ｉeが殆ど変化しないので、欠陥
或は不良素子であると判断する。こうして欠陥或は不良
であると判断されると、その素子の位置（アドレス）を
エラー情報としてＲＡＭ１４３にストアし（ステップＳ
１３）、次の素子の駆動補正を行う。

【００８２】ステップＳ１２で、放出電流値Ｉeが変化
している場合はステップＳ１４に進み、その測定した放
出電流値ＩeをＩeデータメモリ１１２に格納し、次の
［条件２］の判定に進む。

【００８３】（条件２）ステップＳ１４では、Ｉeモニ
タ回路１１１により検出した電流値Ｉeと、その時の駆
動電流値から予測される設定電流値Ｉe（予め実験など
で求められている）とを比較し、その設定電流値Ｉeと
の誤差ΔＩe（＝｜（検出した電流値Ｉe）−（設定電流
値Ｉe）｜を算出する。この誤差ΔＩeがほぼ０（正確に
は、許容差分電流値以内）の場合、その選択して駆動さ
れた表面伝導型放出素子の駆動電流値は、現状ＬＵＴ１
０９の値で良いので条件３（ステップＳ１７）に進む。

【００８４】一方、誤差ΔＩe≠０（許容差分電流値Ｉe
以上）の場合、その駆動電流値を補正する必要がある。
即ち、この誤差ΔＩeから、次に駆動する駆動電流値の
補正値ΔＩfを求める必要がある。これには、前述のＩe
−Ｉfの関係式を用いて、誤差ΔＩeから補正量ΔＩfを
予測する（ステップＳ１５）。この詳細については後述
する。

【００８５】そして駆動電流値をＩfから（Ｉf＋ΔＩ
f）に更新するようなデータをＬＵＴ１０９に格納する
（ステップＳ１６）。更に（条件１）に戻って、その更
新したＬＵＴ１０９のデータに基づいて、その素子を駆
動して、前述と同様にして放出電流を検出する。こうし
て設定電流値Ｉeと、実際に検出された電流値Ｉeとの誤
差ΔＩeが略ゼロ（許容範囲内）になるまで、図５のフ
ローチャートに従って補正する。こうして、［条件１］
〜［条件２］のループを抜けると、ある選択した素子に
関して以下のようなＬＵＴデータ或ははエラー情報がス
トアされる。

【００８６】（終了状態）（補正結果）・Ｉe補正完了ＬＵＴに補正値Ｉfがストアされる・欠陥と判断（補正不可）ＲＡＭ１４３にエラー情報を記憶、ＬＵＴはＩf初期値のまま・不良と判断（補正不可）ＲＡＭ１４３にエラー情報を記憶、ＬＵＴはＩf（補正不十分）（条件３）表示パネル１０１の全ての表面伝導型電子放
出素子に関して、ＬＵＴデータの作成を行ったかどうか
の判定を行う。全ての素子に関してＬＵＴデータの作成
を完了すると処理を終了する。

【００８７】続いて、この観測された放出電流値Ｉeと
設定電流値Ｉeとの誤差ΔＩeから駆動電流の補正量ΔＩ
fを予測する方法について説明する。本実施の形態にお
いては、計測された電流値Ｉeと制御パラメータＩfとの
間の関係式を用いて補正量ΔＩfの予測を行った。この
予測を行う上で、表面伝導型放出素子のＩe−Ｉfの関係
を近似する必要があるので以下に説明する。

【００８８】まず、表示パネル１０１を駆動する時に、
その駆動された素子に流れる電流値Ｉf（素子電流）に
ついて考えてみる。例えば、表示パネル１０１のｍ行ｎ
列（ｍ，ｎ）の位置にある素子を駆動する場合を考えて
みる。この時、走査回路１０２は、ｍ番目の行方向配線
Ｄxmに選択電圧（−１／２）Ｖfを印加し、他の行方向
配線（(M-1)本）に非選択電圧（０Ｖ）を印加する。更
に、ｎ番目の列方向配線Ｄynに駆動電圧（＋１／２）Ｖ
fを印加する。これにより、表示パネル１０１のｍ行ｎ
列（ｍ，ｎ）に位置している素子に素子電圧Ｖfが印加
されて駆動される。

【００８９】この時、列方向配線から印加される電流
は、ｎ番目の列配線上に存在する（Ｍ−１）個の表面伝
導型放出素子に（＋１／２）Ｖfの電圧を印加した際に
流れる素子電流の合計と、位置（ｍ，ｎ）にある１つの
選択素子に＋Ｖfの電圧を印加したときに流れる素子電
流の総和になる。

【００９０】Ｉf＝［ΣＩf｛+1/2Ｖf, (K,N)｝］＋［+Ｖf, (m,n)］ …（８）尚、この「Σ」は、Ｋ＝１からＫ＝（Ｍ−１）迄の総和
を表している。

【００９１】ここで図３６に示す１つの素子におけるＶ
f−Ｉf特性から明らかなように、（＋１／２Ｖf〜７．
５Ｖ）の電圧範囲では電流Ｉfはほとんど流れない。し
かしマトリクスの規模が大きくなり、ＭやＮの値が“１
００”を越えるようになると式（８）における第１項の
電流値は無視できない量になる。従って、マトリクス状
に表面伝導型放出素子を配置した表示パネル１０１を電
流駆動する場合、選択した素子だけでなく、半選択電圧
（＋１／２Ｖfが印加された素子）にも電流が流れてし
まい（以下、無効素子電流Ｉfnと呼ぶ）Ｖ／Ｉ変換回路
１１３で設定されて印加される電流値と、選択された１
つの素子を流れる素子電流値とが一致しないことにな
る。

【００９２】そこで、このＶ／Ｉ変換回路１１３で設定
した電流値から、この無効素子電流値を差し引いて選択
素子を流れる素子電流を求め、更に、この電流値に効
率：η（素子電流から電子放出電流への変換効率）をか
けることにより、Ｖ／Ｉ変換回路１１３で設定した電流
値と電子放出電流値との関係を記述できる。即ちＩe＝η×（選択素子の素子電流）＝η×（Ｉf−Ｉfn） …（９）そこで、補正電流値ΔＩfを予測するために式（９）を
Ｉfで微分して、以下の関係式を得る。（ηはＩf依存無
しと仮定） ΔＩf＝ΔＩe／｛η×（１−ΔＩfn／ΔＩf）｝ …（１０）いま、無効電流分の等価リーク抵抗をＲL、選択素子の
オン抵抗をＲonとすると、ΔＩfn／ΔＩf＝Ｒon／（Ｒo
n＋ＲL）と近似できるので式（１０）は、 ΔＩf＝ΔＩe／｛η×ＲL／（Ｒon＋ＲL）｝ …（１１）ここで、もしＲL≫Ｒonならば ΔＩf≒ΔＩe／η …（１２）となる。

【００９３】この式（１２）は、Ｉe−Ｖfの関係式が式
（１０）で記述された時に、ΔＩe（設定値との誤差：
測定量）から、ΔＩf（駆動電流補正値）を近似・算出
する式である。この式（１２）において、Ｉe（測定
値）、Ｉf（駆動電流値）は共にメモリ（Ｉeデータメモ
リ１１２とＲＡＭ１４３）に記憶されているので、式
（１２）のパラメータ「η」がわかれば、補正電流値Δ
Ｉfを予測できる。このパラメータ「η」の値もばらつ
くと考えられるが、このηの値を各素子毎に算出するの
は、ＬＵＴの補正データを高速に求める点から望ましく
ない。またパラメータηのばらつきは予測量の誤差をも
たらすが、予測と実測を何回か行うことにより、この誤
差を収束することが可能である。そこで、ηパラメータ
が全素子で同じと仮定して式（１２）により各素子の補
正値を予測した。そこで、ηパラメータが全素子で同じ
と仮定して式（１２）により各素子の補正値を予測し
た。予測η値は、表示パネル１０１のηの最大値を予測
パラメータに選べば予測ＦＢによる制御パラメータの発
振を防ぐことができる。

【００９４】（仮定）素子のＩe−Ｉfの関係：Ｉe＝０．００２・（Ｉf−０．６ｍＡ） …（１３）（この関係式はわかっていないと仮定する）（予測のためのパラメータ、１回目の測定データ）設定電流値Ｉe＝１μＡ η＝０．３％測定データ：Ｉf＝１ｍＡ印加時に、電流値Ｉe＝０．８μＡ …（１４）（１回目の予測）得られたパラメータ（１４）を式（１
２）に代入して、ΔＩf＝０．０７ｍＡ（設定電流値Ｉe
＝１μＡにするために必要な補正電圧量）従って、更新ＬＵＴデータはＩf＋ΔＩf＝１．０７ｍＡ …（１５）（１回目の検証）電流値Ｉf＝１．０７ｍＡで駆動する
と、式（１３）より電流値Ｉeは、Ｉe＝０．９４μＡと
なるはずで、この電流値はほぼ設定電流値Ｉeに等し
い。更に、誤差電流値Ｉeを少なくしたければ、その更
新したＬＵＴデータによる駆動時の電流値（１．０７ｍ
Ａ）における放出電流値Ｉeを測定し、前述と同様にし
て駆動電流値を予測すれば良い。

【００９５】（予測のためのパラメータ、２回目の測定
データ）設定電流値Ｉe＝１μＡ η＝０．３％測定データ：Ｉf＝１．０７ｍＡ印加時に、Ｉe＝０．９４μＡ …（１６）（２回目の予測）得られたパラメータ（７）を式（２）
に代入して、補正電流値ΔＩf＝０．０２ｍＡ（設定Ｉe＝１μＡにするために必要な補正電圧量）が得られる。従って、ＬＵＴデータはＩf＋ΔＩf＝１．０９ｍＡとなる。 …（１７）（２回目の検証）駆動電流値Ｉf＝１．０９ｍＡで駆動
すると、その時の放出電流値Ｉeは式（１３）より、Ｉe
＝０．９８μＡとなる。

【００９６】この場合、２回の予測を行うことで、放出
電流値Ｉe≒１μＡとするための駆動電流値Ｉf（＝１．
０９ｍＡ）が得られた。これをＬＵＴ１０９に格納し、
この駆動値に応じて表示パネル１０１を駆動する。更
に、図５に示すフローチャートに従って、表示パネル１
０１の全ての表面伝導型放出素子に対して、その電子放
出電流を略一定（例えば設定値：１μＡ）とする駆動電
流の補正用テーブルが完成する。

【００９７】このようにして作成したＬＵＴ１０９を用
いて実際にばらつき補正駆動を行った様子を図６に示
す。ここでは画像表示パネル１０１の１つの列配線に注
目し、１本の列配線に関する素子駆動の時間変化を行っ
ている。（ａ）は水平同期信号（ＨＳＹＮＣ）、（ｂ）
は選択する表面伝導型放出素子の番号（この番号はＬＵ
Ｔ１０９のアクセスアドレスにも対応する）。（ｃ）は
選択した画素に表示する映像輝度信号、（ｄ）はＬＵＴ
１０９から得られるばらつき補正電流値、（ｅ）は実際
にＶ／Ｉ変換回路１１３から出力される駆動電流のパル
ス波形、（ｆ）は各素子から得られる放出電流の波形を
示している。図６から明らかなように、ＬＵＴ１０９
は、表示パネル１０１の各素子のばらつきを補正するよ
うな電流振幅をもつパルス電圧を発生し、この結果、図
６（ｆ）に示すように、表示パネル１０１のどの素子か
らの放出電流値も略１μＡとなって所定の振幅を有し、
映像輝度信号に対応したパルス幅変調信号となってい
る。

【００９８】尚、本実施の形態２において、放出電流誤
差ΔＩeから補正電流値ΔＩfの計算は、前述の式（１
２）の関係を用いて行ったが、これ以外にも各表面伝導
型放出素子のＩe−Ｉfの関係を線形近似して予測を行っ
ても良い。また本実施の形態２において、ΔＩeからΔ
Ｉfの計算を行う際、予測η値を一定として行ったが、
実施の形態１と同様に、この予測η値を変更してより速
く収束させることも可能である。

【００９９】［実施の形態３］図７は、本発明の実施の
形態３の画像表示パネル１０１の駆動回路及びばらつき
補正用データの作成を説明するための回路図で、前述の
図面と共通する部分は同じ番号で示し、その説明を省略
する。

【０１００】図７において、表示パネル１０１の製造直
後、或は所定時間使用された後、入力部１５０から入力
されるＬＵＴデータの作成指示により、ＬＵＴデータの
作成が開始される。電圧モニタ回路１１４は、表示パネ
ル１０１の各素子が駆動された時のＶ／Ｉ変換回路１１
３から出力される電流値に基づく端子電圧Ｖfを検出し
ている。更に、予め測定しておいた無効電流分の等価抵
抗データ（RLEAK）が格納されたＲＬＥＡＫデータメモ
リ１１６のデータと、電圧モニタ回路１１４の出力とを
用いて、表示パネル１０１の選択された素子に流れる素
子電流値：Ｉfmを算出し、その値をＩfmデータメモリ１
１５に格納する（算出式は後述）。そして各素子に流れ
る電流値Ｉfmと、印加電圧に対して予め知られている設
定素子電流値との差、即ち誤差：ΔＩfmとＩf−Ｉfmの
関係式を用いて、制御部１００は、誤差ΔＩfmを略ゼロ
とする電圧値ΔＶfを予測する。そして、表示パネル１
０１の素子を駆動する電流値Ｉfを（Ｉf＋ΔＩf）に更
新するような補正データを作成してＬＵＴ１０９に書き
込む。次に、このＬＵＴ１０９の補正データを参照して
駆動電流（Ｉf＋ΔＩf）で表示パネル１０１の素子を駆
動し、この時の素子駆動電圧Ｖfをモニタし、前述と同
様にして、再度誤差ΔＩfmを算出する。そして、この誤
差に基づいて補正値ΔＩfを予測し、ＬＵＴ１０９のデ
ータを更新する。これを繰り返すことにより、各素子特
性のばらつきをなくすような補正データを記憶したＬＵ
Ｔ１０９を作成できる。

【０１０１】次に補正データ用ＬＵＴ１０９を作成する
手順を図７及び図８を参照して詳細に説明する。

【０１０２】タイミング信号発生回路１０４は、前述の
ように制御部１００からＬＵＴデータの作成指示を受け
ると、テーブルデータの作成手順に合わせた各種タイミ
ング信号を発生する。また制御部１００は、表示パネル
１０１の所定の素子を駆動するためのテストデータをＳ
／Ｐ変換回路１０６に出力し、この信号に従いパルス幅
変調回路１０７は表示パネル１０１の特定の表面伝導型
放出素子に対して、特定の電圧で特定のパルス幅の電圧
信号を発生する。Ｖ／Ｉ変換回路１１３は、この電圧信
号に応じて電流駆動パルス信号を発生する。この時、こ
の電流駆動信号と走査回路１０２が選択する行とによっ
て決定される表面伝導型放出素子が駆動され、この駆動
時の端子電圧Ｖfが電圧モニタ回路１１４により検出さ
れる。

【０１０３】図８は、本実施の形態３におけるＬＵＴ１
０９の作成処理を示すフローチャートである。

【０１０４】入力部１５０からＬＵＴ作成指示が入力さ
れると、表示パネル１０１の表面伝導型放出素子の内の
一つが初期駆動電流値（ＬＵＴ１０９の初期値）で駆動
される。この時、電圧モニタ回路１１４で端子電圧のモ
ニタを行い、制御部１００は以下の式により、Ｖ／Ｉ変
換回路１１３から出力される電流のうち、選択素子に流
れる素子電流量：Ｉfmを算出する（式の詳細は後述）。

【０１０５】Ｉfm＝Ｉf（Ｖ／Ｉ変換回路１１３の出力電流）−Ｖe／Ｒleak…（１８）但し、ここでＶeは、Ｖ／Ｉ変換回路１１３の出力端子
における電圧値で、Ｒleakは、その選択された素子に並
列に接続された等価無効抵抗の大きさを示している。制
御部１００は、この式（１８）に従って素子電流値Ｉfm
を算出し、この電流値をほぼ一定とするようなＶ／Ｉ変
換回路１１３の出力電流値ＩfをＬＵＴ１０９に格納す
る。以下、図８のフローチャートに従って説明する。

【０１０６】［条件１（ステップＳ２１，Ｓ２２）］表
示パネル１０１の選択された表面伝導型放出素子が、上
限電圧を越える電圧を印加しても素子電流値Ｉfmが設定
値に達せず、補正が不可能な不良素子であるかどうかの
判定を行っている。

【０１０７】本実施の形態３においては、定電流により
各素子の駆動を行っているが、素子に過大な電圧が印加
されないために、Ｖ／Ｉ変換回路１１３の電源電圧は素
子に印加される電圧が最大電圧：Ｖf（max）以下になる
ように設定している。従って、設定駆動電流を上げてい
くとＶ／Ｉ変換回路１１３の出力電圧は、素子印加電圧
及び最大電圧Ｖf（max）になった時点でクリッピングさ
れる。表示パネル１０１の表面伝導型放出素子の中に
は、このような最大電圧でクリッピングした状態で駆動
される素子もあり、このような素子は素子電流値Ｉfmを
設定値に補正できない不良素子と判定される。従って、
ステップＳ２２でＶf＞Ｖf（max）かどうかを判定し、
最大電圧以上、即ち、電圧クリッピングが発生している
場合は不良素子であると判定してステップＳ２３に進
み、その不良素子の表示パネル１０１における位置をエ
ラー情報としてＲＡＭ１４３にエラー情報として記憶す
る。そしてステップＳ３０に進み、次の素子のための補
正データを求める処理に移行する。

【０１０８】素子電圧Ｖfが最大電圧に達していない場
合はステップＳ２４に進み、前述の式（１８）に従っ
て、選択素子への素子電流値Ｉfmを算出する。この算出
した素子電流値Ｉfmは、選択素子の番号（表示パネル１
０１におけるアドレス）に対応したＩfmデータメモリ１
１５のアドレスに格納する。尚、このＩfmデータメモリ
１１５の初期値は全て“０”とする。

【０１０９】［条件２］制御部１００は、ステップＳ２
５で、Ｉfmデータメモリ１１５の対応するアドレスに格
納されていたデータ（前回ストアしたＩfmデータ）と、
今回測定されたＩfmデータとの比較を行う。この目的
は、表示パネル１０１の表面伝導型放出素子の欠陥を特
定することである。即ち、素子の駆動電流Ｉfを変化さ
せた時に、測定された素子電流値Ｉfmに変化がない場
合、この表面伝導型放出素子は、欠陥であると判定され
る。この場合も欠陥の場所（アドレス）をエラー情報と
してＲＡＭ１４３にエラー情報として記憶し（ステップ
Ｓ２６）、次の素子の駆動補正を行う。

【０１１０】ステップＳ２５で、測定された素子電流値
Ｉfmに変化がある場合は、その測定した電流値ＩfmをＩ
fmデータメモリ１１５に格納して更新し、次の［条件
３］に進む。

【０１１１】［条件３］次にステップＳ２７に進み、そ
の測定された電流値Ｉfmを、予測される設定電流値Ｉfm
と比較し、その誤差ΔＩfmを算出する。この誤差ΔＩfm
がほぼ０（正確には許容ばらつき範囲内）の場合、その
選択した表面伝導型放出素子の駆動電流値は、現状のＬ
ＵＴの値で良いので［条件４］に進む。この誤差ΔＩfm
≠０の場合は、更に駆動電流値を補正する必要がある。
即ち、この誤差ΔＩfmから、駆動電流の補正量ΔＩfを
求める必要がある。この時はステップＳ２８に進み、Ｉ
fm−Ｉfの関係式を用いて、誤差ΔＩfmから補正電流値
ΔＩfを求める。この詳細については後述する。

【０１１２】そして駆動電流値をＩfから（Ｉf＋ΔＩ
f）に変更するための補正データを作成してＬＵＴ１０
９に格納する（ステップＳ２９）。そしてステップＳ２
１（条件１）に戻って、その更新されたＬＵＴデータに
従って前回と同じ素子を駆動し、その時の素子電圧Ｖf
を検出して素子電流Ｉfmを算出し、予測した電流値Ｉfm
と算出した素子電流値Ｉfとの誤差ΔＩfmが略ゼロにな
る（許容範囲内）まで図８のフローチャートに従って処
理を行う。こうして条件１〜３のループを抜けると、あ
る選択した素子に関して以下のようなＬＵＴデータ或は
エラー情報がストアされる。

【０１１３】（終了状態）（補正結果）・Ｉfm補正完了ＬＵＴ１０９に補正電流値Ｉfが記憶されている・欠陥と判断（補正不可）ＲＡＭ１４３にエラー情報が記憶されており、ＬＵＴ１０９のデータはＩf初期値・不良と判断（補正不可）ＲＡＭ１４３にエラー情報が記憶されており、ＬＵＴ１０９のデータはＩf（補正不十分）［条件４］ステップＳ３０では、表示パネル１０１の全
ての素子に関して、ＬＵＴデータの作成を行ったかどう
かを判定する。全ての素子に関してＬＵＴデータの作成
を行うと処理を終了するが、そうでない時はステップＳ
３１に進み、次の素子の特性を調べて対応する補正デー
タを作成すべくステップＳ２１に戻る。

【０１１４】次に、測定された素子電圧値Ｖfから素子
電流値Ｉfmを算出し、この素子電流値Ｉfmと、予測した
電流値Ｉfmとの誤差ΔＩfmから駆動電流の補正値ΔＩf
を予測する方法について説明する。この予測を行う上
で、表面伝導型放出素子のＩfm−Ｉfの関係を近似する
必要があるので以下に説明する。

【０１１５】画像表示パネル１０１のある素子を駆動し
た時に、その素子に印加される電流値Ｉf（Ｖ／Ｉ変換
回路１１３から印加される電流）について考えてみる。
前述のＭ×Ｎの単純マトリクス構成の表示パネル１０１
の位置（ｍ，ｎ）に配置されている１つの素子を駆動す
る場合を考えてみる。この時、走査回路１０２はｍ番目
の行方向配線Ｄxmに選択電圧Ｖsを印加し、他の行方向
配線には非選択電圧０Ｖを印加する。更に、ｎ番目の列
方向配線に移動電圧Ｖeを印加することにより、アドレ
ス（ｍ，ｎ）に位置している素子に（Ｖe−Ｖs）の電圧
が印加されて駆動される。

【０１１６】この時、列方向配線から印加される素子電
流は、ｎ番目の列方向配線に存在する（Ｍ−１）個の表
面伝導型放出素子に電圧Ｖeを印加した際に流れる素子
電流の総和と、位置（ｍ，ｎ）の選択素子に電圧（Ｖe
−Ｖs）を印加した時に流れる素子電流の合計になる。
これは下記の式（１９）で表せる。

【０１１７】Ｉf＝ΣＩf［Ｖe, (K,n)］＋Ｉf［（Ｖe−Ｖs）, (m,n)］ …（１９）尚、ここで「Σ」は、Ｋ＝１からＫ＝（Ｍ−１）までの
総和を示している。

【０１１８】図３６の単素子のＶf−Ｉf特性から明らか
なように、電圧Ｖeが閾値電圧の場合では素子電流Ｉfは
ほとんど流れない。しかし、単純マトリクスの規模が大
きくなりＭやＮの値が“１００”を越えるようになると
式（１９）の第１項の電流は無視できない量になる。そ
こで、このような単純マトリクス構造に表面伝導型放出
素子を並べた表示パネル１０１を電流出力で駆動する場
合、上述の式（１９）からも明らかなように、選択され
た位置（ｍ，ｎ）の素子だけでなく、それ以外の半選択
電圧（Ｖe）が印加された素子にも電流が流れてしまい
（以下、無効素子電流Ｉfnと呼ぶ）、Ｖ／Ｉ変換回路１
１３で設定された電流値と、選択された素子に実際に流
れる電流値（式（１９）の第２項：Ｉfmと呼ぶ）とが一
致しないことになる。

【０１１９】この時、無効素子電流値Ｉfnは図９のよう
に、行方向配線Ｄx1〜ＤxMを接地し、各列方向配線Ｄy1
〜ＤyNに定電流パルスＩf(1)〜Ｉf(n)を印加した時に、
各列方向配線Ｄy1〜ＤyNの端子電圧を電圧モニタ回路１
１４で検出することにより測定できる（但し、Ｍの値は
十分大きいものとする）。

【０１２０】Ｉfn＝ΣＩf［Ｖe, (K,n)］ …（２０）ここで「Σ」は、Ｋ＝１〜Ｋ＝Ｍの総和を示している。

【０１２１】図３６からわかるように、表示パネル１０
１の素子を表面伝導型放出素子で構成する場合、ある素
子への印加電圧Ｖfが閾値：Ｖth〜８Ｖ以下である場
合、１つの素子に流れる素子電流値は非常に小さく、ま
たｄＩf／ｄＶfはほとんど一定である。従って、これを
足し合わせた式（２）で表される無効電流値Ｉfnは、式
（２０）においてリーク抵抗（Ｒleak）を用いて、Ｉfn
＝Ｖe／Ｒleakで表しても良い。

【０１２２】従って、式（１９）は、Ｉf＝Ｉfn＋Ｉfm ＝Ｖe／Ｒleak＋Ｉfm …（２１）となり、図１０のような等価回路で表せる。

【０１２３】この式（２１）のＩf−Ｉfmの関係式を用
いて、ΔＩfm（設定素子電流値Ｉfmと測定電流値との誤
差）から補正電流値ΔＩf（Ｖ／Ｉ変換回路１１３の制
御量）を予測するために式（２１）の両辺をＩfで微分
して以下の関係式を得る。

【０１２４】１＝（１／Ｒleak）×（ΔＶe／ΔＩf）＋ΔＩfm／ΔＩf …（２２）図１０の等価回路において、Ｒsce（選択素子の等価オ
ン抵抗）を仮定すると、ΔＶe／ΔＩf＝Ｒsce×Ｒleak
／（Ｒsce＋Ｒleak）と近似できる。よって、式（２
２）より、 ΔＩf＝ΔＩfm×（１＋Ｒsce／Ｒleak） …（２３）となる。この式（２３）は、ΔＩfm（設定値との誤差）
から、素子駆動電流ΔＩfを近似して算出するための式
である。素子電流値Ｉfmは式（２１）より、ＬＵＴ１０
９に記憶された測定された素子電流値Ｉf、電圧モニタ
回路１１４で測定したＶe電圧値、及びＲleakメモリ１
１６に記憶されたＲleakデータを用いて計算される。従
って、この算出した素子電流値Ｉfmから誤差ΔＩfmを求
め、再びＲleakメモリ１１６に記憶されたＲleakデータ
を用いることで、式（２３）のパラメータＲsceが分か
れば、補正電流値ΔＩfを予測できる。尚、ここでパラ
メータＲsceもばらつくと考えられるが、このパラメー
タＲsceを各素子毎に算出するのはＬＵＴ１０９のデー
タを高速に得る点で望ましくない。また、パラメータＲ
sceのばらつきは予測量の誤差をもたらすが、予測と実
測とを何回か行うことにより、その誤差を所定の範囲内
に収束することが可能である。そこで、パラメータＲsc
eが全ての素子で同じであると仮定して式（２２）によ
り各素子の補正値を予測した。この予測したパラメータ
Ｒsceは、表示パネル１０１のパラメータＲsceの最小値
を予測パラメータに選べば、予測ＦＢによる制御パラメ
ータの発振を防ぐことができる。

【０１２５】実際の素子パラメータを用いて式（２３）
による予測を行った例を以下に示す。（仮定）図１０の等価回路において素子電流値Ｉfm＝｛（Ｒleak×Ｉf）／（Ｒsce＋Ｒleak）｝−｛（Ｖs）／（Ｒsce＋Ｒleak）｝Ｒsce＝１０ｋΩ …（２４）（このパラメータは、わかっていないと仮定する）（予測のためのパラメータ、１回目の測定データ）Ｖs＝−７Ｖ設定素子電流値Ｉfm＝１．５ｍＡＲleak＝２０ｋΩ（測定値）Ｒsce＝５ｋΩ（仮定）初期測定データは、Ｉf＝１．５ｍＡを印加した時に、素子電圧Ｖf＝５．３Ｖ …（２５）（１回目の予測）得られたデータ（２５）を式（２１）
に代入して、Ｉfm＝１．２３ｍＡが得られる。この時、
予測した電流値と実測値との誤差ΔＩfmは、（１．５−
１．２３＝）０．２７ｍＡとなる。この値を式（２３）
に代入して、補正値ΔＩf＝０．３４ｍＡ（予測）が得
られる。

【０１２６】従って、更新されたＬＵＴデータは、Ｉf＋ΔＩf＝１．８４ｍＡ …（２６）となる。（１回目の検証）素子駆動電流値Ｉf＝１．８４ｍＡで
駆動すると、測定された電流値Ｉfmは式（２４）より、
Ｉfm＝１．４６ｍＡとなり、ほぼ得ようとしている電流
値Ｉfm（１．５ｍＡ）に等しくなる。

【０１２７】ここで更に、得られる放出電流Ｉe誤差を
少なくしたければ、その更新されたＬＵＴデータに基づ
いて、その素子を電流値（１．８１ｍＡ）で駆動した時
の素子電圧Ｖfを測定し、その時の素子電流値Ｉfmを算
出して、前述と同様に予測を行えばよい。（予測のためのパラメータ、２回目の測定データ）目標の電流値Ｉfm＝１．５ｍＡＲleak＝２０ｋΩ（測定）Ｒsce＝５ｋΩ（仮定）測定した電流値は、電流値Ｉf＝１．８４ｍＡを印加した時に、素子電圧Ｖf＝７．６Ｖ …（２７）（２回目の予測）こうして得られたデータ（２７）を式（２１）に代入して、素子電流値Ｉfm＝１．４６ｍＡが得られる。この場合の誤差ΔＩfmは（１．５−１．４６）より、０．０４ｍＡとなる。この値を式（２３）に代入して補正値ΔＩf＝０．０５ｍＡが得られる。従って、更新されたＬＵＴデータは、Ｉf＋ΔＩf＝１．８９ｍＡ …（２８）となる。（１回目の検証）素子電流値Ｉf＝１．８９ｍＡで駆動
すると、実測された電流値Ｉfmは式（２４）より、Ｉfm
＝１．４９ｍＡとなるはずである。

【０１２８】この場合、２回の予測を行うことで、その
素子に実際に流れる電流値Ｉfmを略１．５ｍＡとするた
めの印加素子電流値Ｉf（１．８９ｍＡ）が得られた。
この値をＬＵＴ１０９に格納しておくことにより、実際
の表示時にその印加電流で表示駆動が行われる。こうし
て、図８に示すフローチャートに従って表示パネル１０
１の全ての素子に対して選択された素子電流Ｉfmを略一
定（例えば設定値：１．５ｍＡ）とするＬＵＴ１０９が
作成される。

【０１２９】図１１は、表面伝導型放出素子が定電流駆
動される状態を示す等価回路図である。

【０１３０】このようにして作成されたＬＵＴ１０９を
用いて実際にばらつき補正駆動を行った様子を図１２に
示す。ここでは表示パネル１０１の１つの列方向配線に
注目し、１つの列方向配線に関する素子駆動の時間変化
を追っている。図１２（ａ）は水平同期信号（ＨＳＹＮ
Ｃ）、（ｂ）は選択する表面伝導型放出素子の番号（こ
の番号はＬＵＴ１０９のアクセスアドレスにも対応す
る）、（ｃ）は選択した画素に表示する映像輝度信号
（画像データ）、（ｄ）はRLEAKデータメモリ１１６に
格納された１本の列方向配線の素子を駆動する時に測定
される半選択リーク抵抗である。（ｅ）は電圧モニタ回
路１１４から得られる端子電圧、（ｆ）は前述した手順
に従って各素子を流れる素子電流値Ｉfmが一定値（１．
５ｍＡ）とするための補正データ（ＬＵＴ１０９の値）
である。（ｇ）はＶ／Ｉ変換回路１１３から出力される
駆動電流パルス波形、（ｈ）は各素子から得られる放出
電流を示している。この図から明らかなように、ＬＵＴ
１０９は素子のばらつきとリーク電流分を補正するよう
な電流振幅をもつパルス電流を発生し、選択された素子
に一定の電流を流す。この結果、放出電流波形（ｈ）
は、どの素子からも振幅が１μＡと一定となり、映像輝
度信号（画像データ）に対応したパルス幅変調信号とな
る。

【０１３１】［実施の形態４］次に本発明の実施の形態
４について説明する。尚、本実施の形態４における表面
伝導型放出素子及びパネルの構造については前述の実施
の形態と同様である。図１３は、本実施の形態４の画像
表示装置の構成を示すブロック図で、前述の実施の形態
と共通する部分は同じ番号で示し、その説明を省略す
る。

【０１３２】１０８は電圧ドライバ回路で、パルス幅変
調回路１０７の出力を低出力インピーダンスの電圧パル
ス信号に変換して、表示パネル１０１の表面伝導型放出
素子を駆動する点が前述の実施の形態と異なっている。
また本実施の形態４においても、表示パネル１０１にお
ける素子の特性のばらつきや、無効電流分を補償する補
正データを格納するＬＵＴ１０９を有している。本実施
の形態４において、ＬＵＴ１０９には、表示パネル１０
１の各表面伝導型放出素子の素子電流を略一定にするよ
うな駆動電圧値が記憶されている。さらに電圧ドライバ
回路１０８からの出力電流を検出する電流モニタ回路１
１７、及び電流モニタ回路１１７でモニタした電流値Ｉ
fデータからＬＵＴ１０９に記憶する補正データを作成
する制御部１００を備えている。

【０１３３】前述したように本実施の形態４では、表示
パネル１０１の各表面伝導型放出素子を電圧パルスによ
り駆動している。この時、選択した表面伝導型放出素子
に流れる素子電流を略一定とするＬＵＴ１０９の補正デ
ータ（駆動電流補正用テーブル）を作成する。

【０１３４】図１３において、表示パネル１０１の製造
直後、或は所定時間駆動した後に、入力部１５０から入
力されるＬＵＴの作成指示によりＬＵＴデータの作成が
開始される。この時、電流モニタ回路１１７は、表示パ
ネル１０１の各素子が駆動された時の電圧ドライバ回路
１０８から出力される電圧値に応じた端子電流Ｉfを検
出する。さらに、予め測定しておいた無効電流分の等価
抵抗（Ｒleak）が格納されたRLEAKデータメモリ１１６
のデータと、電流モニタ回路１１７により、選択素子へ
流れる素子電流値Ｉfmを算出し、その電流値をＩfmデー
タメモリ１１５に格納する。そして各素子の素子電流値
Ｉfmと、所望の素子電流値との差、即ち誤差ΔＩfmと、
Ｉf−Ｉfmの関係式とを用いて、制御回路１００は誤差
ΔＩfmを略ゼロとする補正電圧値ΔＶfを求め、ＬＵＴ
１０９に記憶されている電圧値を（Ｖf＋ΔＶf）に変更
するようにＬＵＴ１０９を更新する。

【０１３５】次に、この更新された駆動電圧値（Ｖf＋
ΔＶf）に基づいて駆動を行って、電流モニタ回路１１
７により端子電流Ｉfをモニタし、前述と同様にして誤
差ΔＩfmを算出する。この誤差が規定値以上であれば再
度、補正電圧値ΔＶfを求め、ＬＵＴ１０９をさらに更
新する。この様な処理を繰り返すことにより、表示パネ
ル１０１の各素子特性のばらつきをなくすようなＬＵＴ
１０９を作成できる。

【０１３６】図１４は、本実施の形態４におけるＬＵＴ
１０９作成処理を示すフローチャートである。

【０１３７】ＬＵＴデータの作成指示が入力されると、
表示パネル１０１の表面伝導型放出素子の内の１つが初
期駆動電圧値（ＬＵＴ１０９の初期値）で駆動される。
この時、電流モニタ回路１１７で電圧ドライバ回路１０
８からの出力電圧に基づく端子電流Ｉfをモニタし（ス
テップＳ４１）、前述の実施の形態と同様に、制御回路
１００は以下の式によりドライバ出力電流のうち、選択
素子に流れる素子電流量Ｉfmを算出する（ステップＳ４
２）。

【０１３８】Ｉfm＝Ｉf（出力電流）−Ｖf／Ｒleak 但し、Ｖfは電圧ドライバ回路１０８の出力端子電圧
で、Ｒleakは選択素子に並列に接続された等価リーク抵
抗の大きさを示す。制御回路１００は、この式に従って
素子電流値Ｉfmを算出し、これを略一定とするような駆
動電圧値Ｖfを出力する補正データをＬＵＴ１０９に格
納する。尚、ここでＩfmデータメモリ１１５の初期値は
全て“０”であるものとする。以下、図１４のフローチ
ャートに従って説明する。

【０１３９】［条件１］制御回路１００は、Ｉfmデータ
メモリ１１５の対応するメモリアドレスに格納されてい
たデータ（前回ストアしたＩfmデータ）と、ステップＳ
４２で求められたＩfmデータとを比較する（ステップＳ
４３）。この目的は、表示パネル１０１の表面伝導型放
出素子の欠陥を特定することである。即ち、駆動電流Ｉ
fを変化させた時に素子電流値Ｉfmに変化がない場合は
ステップＳ４４に進み、この表面伝導型放出素子は欠陥
であると判定される。この場合は欠陥の場所をエラー情
報としてＲＡＭ１４３にストアし、次の素子の駆動補正
を行う。

【０１４０】素子電流値Ｉfmが変化している場合はステ
ップＳ４５に進み、測定した素子電流値に基づくＩfmデ
ータをＩfmデータメモリ１１５に格納して更新し、次の
［条件２］に進む。

【０１４１】［条件２］ステップＳ４５では、電流モニ
タ回路１１７で測定されたＩfmデータを設定電流値Ｉfm
と比較し、この設定値との誤差ΔＩfmを算出する。この
誤差ΔＩfmがほぼ０（正確には、補正後の許容Ｉfmばら
つき量）の場合、選択した表面伝導型放出素子の駆動電
圧値は、現状ＬＵＴ１０９の値で良いので［条件４］
（ステップＳ５０）に進む。また、誤差ΔＩfm≠０の場
合は、更に駆動電流値を補正する必要がある。即ち、誤
差ΔＩfmから駆動電圧の補正量ΔＶfを求める必要があ
るのでステップＳ４６に進む。このステップＳ４６で
は、Ｉfm−Ｖfの関係式を用いて、誤差ΔＩfmから補正
電圧値ΔＶfを予測する。

【０１４２】［条件３］次にステップＳ４７に進み、選
択された表面伝導型放出素子が、駆動電圧の上限電圧を
印加しても素子電流値Ｉfmが設定値に達せず、補正が不
十分な不良素子であるかどうかを判定する。ここでは前
述の実施の形態３と同様に、各素子の駆動電圧は、その
素子に印加できる最大電圧値Ｖf（max）以下にする必要
がある。従って、駆動電圧値をＶfから（Ｖf＋ΔＶf）
に更新した場合、これがＶf（max）以下である必要があ
る。そこで、これを［条件３］で判断するためＶf＞Ｖf
（max）の比較を行い、補正後の駆動電圧が最大電圧値
を越えた場合はステップＳ４８に進み、その素子が不良
素子であると判定し、その不良素子の場所をエラー情報
としてＲＡＭ１４３にエラー情報としてストアし、次の
素子の駆動補正を行う。

【０１４３】補正駆動電圧が最大電圧値を越えない場合
はステップＳ４９に進み、補正用Ｖfデータを更新して
ＬＵＴ１０９に格納する。そしてステップＳ４１の［条
件１］に戻って、再度、その更新されたＬＵＴデータで
表示パネル１０１を駆動し、素子電圧値Ｖfの検出と、
素子電流値Ｉfmの算出を行い、ステップＳ４１，Ｓ４２
で求められた電流値Ｉfmと設定電流値Ｉfmとの誤差ΔＩ
fmが略ゼロになる（許容範囲内）まで図１４のフローチ
ャートに従って補正を行う。こうして［条件１］〜［条
件３］のループを抜けると、その選択された１つの素子
に関して以下のようなＬＵＴデータ、或はエラー情報が
ストアされる。

【０１４４】（終了状態）（補正結果）・Ｉfm補正完了ＬＵＴ１０９に補正電圧値Ｖfが記憶されている・欠陥と判断（補正不可）ＲＡＭ１４３にエラー情報が記憶され、ＬＵＴ１０９はＶfの初期値・不良と判断（補正不可）ＲＡＭ１４３にエラー情報が記憶され、ＬＵＴ１０９はＶf（補正不十分）ステップＳ５０では、表示パネル１０１の全ての素子に
関して、ＬＵＴ１０９のデータの作成が完了したかどう
かを判定する。全ての素子に関してＬＵＴデータの作成
が完了すると処理を終了する。

【０１４５】続いて、測定されたＩfmデータと設定電流
値Ｉfmとの誤差ΔＩfmから駆動電圧の補正量ΔＶfを予
測する方法について説明する。

【０１４６】本実施の形態４においては、計測された電
流値Ｉfmと制御パラメータＶfの関係式を用いて補正量
の予測を行った。この予測を行う上で、表面伝導型放出
素子のＩfm−Ｖfの関係を近似する必要があるので以下
に説明する。両者の関係は前述の実施の形態３の式（２
１）で説明したように、以下の式で表せる。

【０１４７】Ｉf＝Ｉfn＋Ｉfm ＝Ｖf／Ｒleak＋Ｉfm …（２１）となり、図１５のような等価回路で表せる（但しモニタ
用抵抗の値は十分小さいとする）。

【０１４８】この式（２１）で示されたＶf−Ｉfmの関
係式を用いて、誤差ΔＩfmから補正電圧値ΔＶf（電圧
ドライバ回路１０８の出力の制御量）を予測するために
式（２１）をＶfで微分して以下の関係式を得る。

【０１４９】 ΔＩfm／ΔＶf＝ΔＩfm／ΔＶf＋１／Ｒleak …（２９）図１５の等価回路において、Ｒsce（選択素子の等価オン抵抗）を仮定すると ΔＩf／ΔＶf＝（Ｒsce＋Ｒleak）／Ｒsce×Ｒleakと近似できるので、式（２９）式より、ΔＶf＝ΔＩfm×Ｒsce …（３０）となる。

【０１５０】この式（３０）は、誤差ΔＩfmから、補正
電圧値ΔＶf（駆動電圧補正量）を近似算出する式であ
る。素子電流値Ｉfmは式（２１）式より、ＬＵＴ１０９
に記憶された電圧値Ｖf、電流モニタ回路１１７で測定
された素子電流値Ｉf及びRLAKメモリ１１６に記憶され
たＲleakデータを用いて計算される。従って、この算出
した素子電流値Ｉfmから誤差ΔＩfmを求め、式（３０）
のパラメータＲsceが分かれば、補正値ΔＶfを予測でき
る。このパラメータＲsceもばらつくと考えられるが、
パラメータＲsceを各素子毎に算出するのはテーブル値
を高速に求める点で望ましくない。また、パラメータＲ
sceのばらつきは、予測量の誤差をもたらすが、予測と
実測を何回か行うことで、この誤差を収束することが可
能である。そこで、Ｒsceパラメータが表示パネル１０
１の全ての素子で同じであると仮定して式（３０）によ
り各素子の補正値を予測した。予測パラメータＲsceの
値は表示パネル１０１中、パラメータＲsceの最小値を
予測パラメータに選べば予測ＦＢによる制御パラメータ
の発振を防ぐことができる。

【０１５１】実際の素子パラメータを用いて式（３０）
による予測を行った例を以下に示す。（仮定）素子パラメータ（等価回路：図１５）においてＶe＝Ｒsce×Ｉfm＋Ｖs Ｒsce＝１０ｋΩ …（３１）（このパラメータは、わかっていないと仮定する）（予測のためのパラメータ、１回目の測定データ）Ｖs＝−７Ｖ設定素子電流値Ｉfm＝１．５ｍＡＲleak＝２０ｋΩ（測定）Ｒsce＝５ｋΩ（仮定）初期測定データ：素子電圧値Ｖf＝６Ｖの印加時に、素子電流Ｉf＝１．６ｍＡ …（３２）（１回目の予測）（３２）で得られたデータを式（２
１）に代入して、Ｉfm＝１．３ｍＡこの時の誤差ΔＩfmは、設定電流値１．５ｍａ−１．３
ｍａより、０．２ｍＡとなる。これを式（３０）に代入
して、ΔＶf＝１．０Ｖとなる。

【０１５２】従って、次にＬＵＴ１０９に記憶される補正データは、Ｖf＋ΔＶf＝７Ｖ …（３３）となる。（１回目の検証）このＶf＝７Ｖで駆動すると、素子電
流Ｉfmは式（３１）式より、Ｉfm＝１．４ｍＡとなるは
ずである。この電流値Ｉfは、設定電流値Ｉfm（＝１．
５ｍＡ）に略等しくなる。更に、この電流値Ｉfの誤差
を少なくしたければ、その更新したＬＵＴデータの電圧
値（７Ｖ）で駆動した時の素子電流値Ｉfを求めてＩfm
を算出して、同様に予測を行えばよい。（予測のためのパラメータ、２回目の測定データ）設定電流値Ｉfm＝１．５ｍＡＲleak＝２０ｋΩ（測定）Ｒsce＝５ｋΩ（仮定）測定データ：Ｖf＝７Ｖ印加時に、Ｉf＝１．７５ｍＡ（測定） …（３４）（２回目の予測）式（３４）で得られたデータを式（２
１）に代入して、Ｉfm＝１．４ｍＡとなる。この時の誤
差ΔＩfm＝０．１０ｍＡとなり、これを式（３０）式に
代入して、補正電圧値ΔＶf＝０．５Ｖが得られる。

【０１５３】従って、ＬＵＴデータはＶf＋ΔＶf＝７．
５Ｖとなる。（１回目の検証）素子駆動電圧Ｖf＝７．５Ｖで駆動す
ると、素子電流値Ｉfmは式（３１）よりＩfm＝１．４５
ｍＡとなるはずである。この場合は、２回の予測を行う
ことで、素子駆動電流値Ｉfmを略１．５ｍＡとするため
の素子駆動電圧値Ｖf７．５Ｖが得られた。これをＬＵ
Ｔ１０９の、その素子に対応するアドレスに格納する。
更に、図１４に示すフローチャートに従って、表示パネ
ル１０１の全素子にわたり選択素子電流Ｉfmを略一定
（例えば設定値：１．５ｍＡ）とする補正データが記憶
されたＬＵＴ１０９が完成する。尚、RLEAKデータメモ
リ１１６のデータ取得は、図１６に示すように、表示パ
ネル１０１の行方向配線Ｄx1〜ＤxMを接地し、表示パネ
ル１０１の各列方向配線Ｄy1〜ＤyNに低電圧パルスＶf
(1)〜Ｖf(n)を印加する。この時、各列方向配線Ｄy1〜
ＤyNの出力電流を電流モニタ回路１１７で検出して、Ｒ
leak（Ｎ）＝Ｖf（Ｎ）／Ｉf（電流モニタ回路１１７の
測定値）により算出した。

【０１５４】このようにして作成したＬＵＴ１０９を用
いて、実際にばらつき補正駆動を行った様子を図１７に
示す。ここでは画像表示パネル１０１の１本の列配線に
注目し、１本の列配線に関する素子駆動の時間変化を追
っている。図１７（ａ）は水平同期信号、（ｂ）は選択
する表面伝導型放出素子の番号（この番号はＬＵＴ１０
９のアクセスアドレスにも対応する）、（ｃ）は選択し
た画素に表示する映像輝度信号、（ｄ）はRLEAKデータ
メモリ１１６に格納された１本の列配線上の素子を駆動
する時に測定される半選択リーク抵抗である。（ｅ）は
電流モニタ回路１１７から得られる出力電流、（ｆ）は
前述した手順に従って各素子を流れるＩfmを略一定値
（１．５ｍＡ）とするための電流補正用のＬＵＴデータ
である。（ｇ）は電圧ドライバ回路１０８から出力され
る駆動電圧パルス波形、（ｈ）は各素子から得られる放
出電流波形である。図１７から明らかなように、ＬＵＴ
１０９は素子のばらつきとリーク電流分を補正するよう
な電流振幅をもつパルス電流を発生し、選択された素子
に一定の電流を流す。この結果、放出電流波形（ｈ）
は、どの素子からも略一定の振幅の信号で、略１μＡと
なり、映像輝度信号に対応したパルス幅変調信号とな
る。

【０１５５】以上説明したように本実施の形態４によれ
ば、表面伝導型放出素子を単純マトリクス状に配線した
マルチ電子源において、（１）表面伝導型放出素子ばらつきに起因する素子電流
ばらつきを補正するための駆動テーブルを高速に作成す
ることができ、ばらつきのない電子放出電流が得られ
た。（２）素子の経時特性変化に伴う電子放出電流ばらつき
を補正する場合にも、選択素子に流れる素子電流を一定
にする補正テーブルの更新を高速に行うことで、長期に
わたりマルチ電子源からばらつきのない電子放出電流が
得られる。これにより表示画面全体に亙って、原画像信
号に対して極めて忠実な輝度で画像を表示できる。

【０１５６】［実施の形態５］本発明の実施の形態５の
表示パネルの駆動方法及び装置について説明する。

【０１５７】図１８は、本実施の形態５の画像表示パネ
ルの駆動回路の構成を示すブロック図で、前述の実施の
形態の図面と共通する部分は同じ番号で示し、その説明
を省略する。

【０１５８】本実施の形態５におけるＬＵＴデータの作
成処理について説明すると、前述の実施の形態と同様
に、表示パネル１０１の製造直後、或はＬＵＴデータの
作成指示によりＬＵＴデータが作成される。Ｉeモニタ
回路１１１は、表示パネル１０１の各素子を独立に駆動
したとき、各素子から放出される放出電流値Ｉeを検出
する。この検出された値は制御部１００に入力されてお
り、制御部１００は、各素子の放出電流値と設定放出電
流値との差、即ち誤差ΔＩeが略ゼロになるように、そ
の素子の駆動電流値Ｉfを更新して、ＬＵＴ１０９に書
き込む。次に、ＬＵＴ１０９に記憶された、この更新さ
れた駆動電流Ｉfで、その素子を駆動し、その時の放出
電流値Ｉeをモニタし、同様にして誤差ΔＩeを算出す
る。そして、この誤差に基づいてＬＵＴ１０９をさらに
更新する。この様な操作を繰り返すことにより、各素子
特性のばらつきをなくす補正データを記憶したＬＵＴ１
０９ができあがる。尚、ここでＬＵＴ１０９の初期デー
タは、表示パネル１０１の選択された素子以外を流れる
無効電流量をオフセット量として加味する。無効電流デ
ータメモリ１２０は、この無効電流量（半選択電流）を
ＬＵＴ１０９の初期補正データとして記憶しており、こ
の無効電流はパラメータ「ｂ」の値に相当している。

【０１５９】次に、ＬＵＴ１０９に記憶する補正データ
を作成する手順を説明するが、その前に、単純マトリク
ス構成の表面伝導型放出素子のＩe−Ｉfの関係を説明す
る必要があるので以下に説明する。

【０１６０】まず表示パネル１０１を駆動する時に、Ｖ
／Ｉ変換回路１１３から印加される電流Ｉfについて考
えてみる。例えば、表示パネル１０１のアドレス（ｍ，
ｎ）に位置している素子を駆動する場合を考えてみる。
この時、走査回路１０２はｍ番目の行方向配線Ｄxmに選
択電圧（−１／２）Ｖfを印加し、他の行配線には非選
択電圧０Ｖを印加する。さらに、ｎ番目の列方向配線Ｄ
ynに駆動電圧（＋１／２）Ｖfを印加することで、
（ｍ，ｎ）に位置している素子に電位差Ｖfが印加さ
れ、その素子が駆動される。

【０１６１】この時、列方向配線側から流れる全素子電
流は、ｎ番目の列方向配線上に存在する（Ｍ−１）個の
表面伝導型放出素子に（＋１／２）Ｖfの電圧を印加し
た際に流れる素子電流の総和と、位置（ｍ，ｎ）の選択
素子に＋Ｖfの電圧を印加したときに流れる素子電流と
の和になる。これは前述の式（８）に相当する。

【０１６２】図３６の単素子のＶf−Ｉf特性から明らか
なように、（＋１／２）Ｖf〜７．５Ｖの電圧では、素
子電流Ｉfはほとんど流れない。しかし、単純マトリク
スの規模が大きくなり、ＭやＮの値が“１００”を越え
るようになると、式（８）の第１項の電流（同じ行の他
の素子に流れる電流の合計）は無視できない値になる。
単純マトリクス構造に配線された表面伝導型放出素子を
有する表示パネル１０１をＶ／Ｉ変換回路１１３の出力
電流で駆動する場合、前述のように多くの素子が配線さ
れた表示パネル１０１では、半選択電圧（（＋１／２）
Ｖfが印加された素子）を流れる電流値（無効素子電流
Ｉfnと定義する）が無視できないものとなり、Ｖ／Ｉ変
換回路１１３で設定した電流値と、選択された素子に流
れる電流値とが一致しないことになる。

【０１６３】そこで、Ｖ／Ｉ変換回路１１３で設定した
電流値から無効素子電流分を差し引いた値を選択素子の
素子電流とし、更にこの電流値に効率η（素子電流から
電子放出電流への変換効率）をかけることにより、Ｖ／
Ｉ変換回路１１３において設定された電流値と電子放出
電流の関係が記述できる。即ち、Ｉe＝η・選択素子への素子電流＝η・（Ｉf−Ｉfn）この式より、各素子を定電流駆動したときの素子特性の
ばらつきとしては、無効素子電流Ｉfnのばらつきと、効
率ηばらつきが挙げられる。即ち、ＬＵＴ１０９の内容
は、各素子のＩfnばらつきと効率ηばらつきを補償した
値にする必要がある。このうちＩfnばらつきを詳しく検
討してみる。前述の式（８）の第１項の無効素子電流分
は、（Ｍ−１）個の表面伝導型放出素子に（＋１／２）
Ｖfの電圧を印加した際に流れる素子電流の総和であ
る。この値は各素子に（＋１／２）Ｖfの電圧を印加し
た時に流れる微量の電流の総和であるので、同じライン
上ではほぼ一定と考えて良い。更に、無効素子電流Ｉfn
分は、印加電圧に対して微小であるが変化する。この
時、印加電圧の変化が十分小さければ印加電圧と無効素
子電流の関係は、オーミック(ohmic)であると言っても
良い。つまり、同じライン上では無効素子電流Ｉfnは略
同じと考えて良いので、（ｍ，ｎ）に位置している素子
からの電子放出電流Ｉeを設定値Ｉe0にするためのＶ／
Ｉ変換回路１１３での設定電流量は、Ｉf（ｍ，ｎ）＝（Ｉe0／η（ｍ，ｎ））＋Ｉfn (ｎ) …（３５）となる。そこで本実施の形態５では、各素子のＩf
（ｍ，ｎ）の補正データを求める場合に、最初にｎ個の
Ｉfn（ｎ）データを測定する。次にこれを基にして、各
素子を最初に駆動するＬＵＴ１０９の初期値を決定し、
これを１回以上更新することで各素子のＩf（ｍ，ｎ）
補正テーブルを取得した。この時、同じ列方向配線に接
続されているＭ個の素子は、ＬＵＴ１０９の同じ初期値
で駆動を行った。

【０１６４】図１９は、Ｉfn補正テーブルの補正データ
を求める状態を示す図で、列方向配線の無効電流を記憶
する際の様子を示している。この時、走査回路１０２の
出力である行方向配線Ｄx1〜ＤxMは全て接地されてい
る。この状態で、電圧パルス発生回路１２１は、一定振
幅の電圧パルス（（＋１／２）Ｖf＝７．５Ｖ）を発生
し、列方向配線のそれぞれに流れ込む電流Ｉ（Ｄy1）〜
Ｉ（ＤyN）を電流モニタ回路１１７でモニタする。

【０１６５】この時、各列方向配線に流れ込む電流は、
例えばｎ番目の列方向配線では、Ｉf（ｎ）＝ΣＩf［＋１／２Ｖf，（Ｋ，ｎ）］となる。これは前述の式（８）の第１項目の無効電流分
とは厳密には同じではない。しかし、電子源の数が大き
い場合はほとんど同じであり、またこれはＬＵＴ１０９
の初期データとして用いるので、その誤差はほとんど問
題にならない。

【０１６６】次に、ＬＵＴデータを作成する手順を図２
０のフローチャートを参照して、より詳細に説明する。

【０１６７】タイミング信号発生回路１０４は、ＬＵＴ
データの作成指示を受けると、このＬＵＴ１０９のデー
タ作成手順に合わせた各種タイミング信号を発生する。
この信号に従い、パルス幅変調回路１０７は表示パネル
１０１の表面伝導型放出素子に対するパルス信号に変換
し、電圧ドライバ１０８は電圧駆動のパルス信号を発生
する。この時、電圧パルス信号と走査回路１０２出力と
によって選択された表面伝導型放出素子を駆動した時、
その素子から放出される電子放出電流をＩeモニタ回路
１１１により検出する。

【０１６８】図２０は、本発明の実施の形態５における
ＬＵＴ１０９のデータ作成処理を示すフローチャートで
ある。以下、このフローチャートに従ってＬＵＴデータ
の作成処理を説明する。

【０１６９】この処理は入力部１５０からＬＵＴデータ
の作成指示が入力されることにより開始され、表示パネ
ル１０１の複数の表面伝導型放出素子の内の１つの補正
テーブルの初期値（ＬＵＴ１０９の初期値）に基づいて
駆動される。このために制御部１００は、無効電流デー
タメモリ１２０から、駆動される素子の行番号（ｎ）に
対応して無効電流データＩfnを読み出し（ステップＳ６
１）、ステップＳ６２のＬＵＴ１０９の初期データの作
成処理に進む。ステップＳ６２では、メモリ１２０に記
憶されている無効電流データＩfnを用いて、ＬＵＴ１０
９の初期値を作成する。例えば、ある素子に対応して無
効電流データＩfn＝１．０ｍＡがメモリ１２０からロー
ドされたとする。また各素子から放出される放出電流値
Ｉe0を１μＡに設定したとする。そして、駆動素子の効
率ηを０．１％と仮定する（この０．１％は実際の値と
ずれている）。この時、上記式（３５）に従って、ＬＵ
Ｔ１０９の初期値として、Ｉf＝１μＡ／０．１％＋１．０ｍＡ＝２．０ｍＡを得る。この値を、その時に選択されていた素子の番号
によりアドレシングされるＬＵＴ１０９のアドレスに格
納する。

【０１７０】［条件１］ＬＵＴ１０９に記憶した電流補
正データの初期値に応じて、表示パネル１０１の１つの
素子を駆動する。この選択されて駆動された素子からの
放出電流をＩeモニタ回路１１１により検出する。そし
て、この検出したＩeデータを設定値Ｉe（この場合１μ
Ａ）と比較し、この設定値との誤差ΔＩeを算出する
（ステップＳ６３）。この誤差ΔＩeがほぼ０（正確に
は、補正後のＩeの許容範囲内）の場合、その選択され
た表面伝導型放出素子の電流補正データで良いので、ス
テップＳ６５の［条件２］に進む。一方、誤差ΔＩe≠
０の場合（許容範囲外）、その素子の駆動電流値を補正
する必要があるので、その駆動電流値をＩfから（Ｉf＋
ΔＩf）に変更してＬＵＴ１０９に格納する（ステップ
Ｓ６４）。そしてステップＳ６３（条件１）に戻って、
その更新したＬＵＴ１０９のデータに基づいて、その素
子を駆動して、再度、Ｉeモニタ回路１１１により放出
電流を検出する。こうしてステップＳ６３で、設定電流
値Ｉeと測定した放出電流値との誤差ΔＩeが略０（許容
範囲内）になるまで図２０のフローチャートに従って補
正データを作成してＬＵＴ１０９を更新する。

【０１７１】［条件２］表示パネル１０１の全ての表面
伝導型放出素子に関して、ＬＵＴデータの作成を行った
かどうかを判定する。全ての素子に関してＬＵＴデータ
の作成を行うと、その処理を終了する。

【０１７２】［条件３］ＬＵＴデータの初期値は、表示
パネル１０１の同じ列方向配線に接続されている素子に
対しては同じデータを用いるので、条件比較を行う。即
ち、同じ列方向配線に接続されている素子のＬＵＴデー
タを作成をする場合は、ＬＵＴデータの初期値は更新し
ないのでステップ６２に戻り、電流補正データの初期値
を対応するＬＵＴ１０９のアドレスに格納する。また、
素子の列方向の位置が変化する場合はステップ６１に戻
り、対応する列番号の無効電流データＩfnをロードし、
ＬＵＴデータの初期値の計算を前述の式（８）に従って
行う。

【０１７３】このようにして作成したＬＵＴ１０９を用
いて、実際にばらつきを補正して表示駆動を行ったタイ
ミングを図２１に示す。

【０１７４】ここでは表示パネル１０１の１本の列方向
配線に注目し、その列方向配線に関する素子の駆動変化
を示している。図２１（ａ）は水平同期信号、（ｂ）は
選択した表面伝導型放出素子の番号（この番号はＬＵＴ
１０９のアクセスアドレスにも対応する）、（ｃ）は選
択した画素に表示する映像輝度信号（画像データ）、
（ｄ）はＬＵＴ１０９から得られる電流補正値、（ｅ）
はＶ／Ｉ変換回路１１３から出力される駆動電流パルス
波形、（ｆ）は、表示パネル１０１の各素子から得られ
る放出電流波形を示している。図から明らかなように、
ＬＵＴ１０９は、素子のばらつきを補正する電流振幅を
もつパルス電圧を発生し、この結果、図２１（ｆ）の放
出電流波形は、どの素子からも１μＡとなり、かつ振幅
が一定で、（ｃ）の映像輝度信号に対応したパルス幅変
調信号となる。

【０１７５】以上説明したように本実施の形態５によれ
ば、下記の効果がある。（１）表面伝導型放出素子ばらつきに起因する電子放出
分布を補正するための駆動テーブル（ＬＵＴ）を高速に
作成することが出来る。特に、素子のライン毎の無効電
流バラツキに起因して生じるＬＵＴオフセット値を容易
にキャンセルしてＬＵＴの作成を高速にできる。（２）素子の経時特性変化に伴う電子放出電流のばらつ
きを補正する場合にも、補正テーブルの更新を高速に行
うことで、長期にわたりマルチ電子源からばらつきのな
い電子放出電流が得られる。

【０１７６】これにより表示画面全体に亙って原画像信
号に極めて忠実な輝度で画像を表示できる。

【０１７７】［実施の形態６］次に本発明の実施の形態
６のマルチ電子源を応用した画像表示パネルの駆動方法
及びばらつき補正方法について説明する。

【０１７８】図２２は、実施の形態６における画像表示
装置とＬＵＴデータの作成装置の構成を示すブロック図
で、前述の図面と共通する部分は同じ番号で示し、その
説明を省略する。

【０１７９】この実施の形態のＬＵＴ１０９は、タイミ
ング信号発生回路１０４から出力されるアクセス信号に
よりアクセスされ、駆動される素子の番号に対応する補
正電圧データを発生する。これにより電圧ドライバ１０
８は、その補正データに応じた電圧のパルス信号を出力
する。この電圧パルス信号が供給された表示パネル１０
１では、走査回路１０２が選択した行に接続された表面
伝導型放出素子のみが、その電圧パルス信号のパルス幅
に応じた期間だけ電子を放出して、表示パネル１０１の
蛍光体が発光する。即ち、１水平走査期間中、選択され
た行の全ての素子が画像輝度信号に合わせて発光する。
そして、走査回路１０２が順次選択する行を変更して走
査することにより、表示パネル１０１に２次元画像が表
示される。

【０１８０】次に、ＬＵＴ１０９の補正データの作成時
の動作について簡単に説明する。

【０１８１】図２２において、制御部１００が補正デー
タを作成してＬＵＴ１０９に格納する。これは表示パネ
ル１０１の製造直後、またしばらく駆動した後にＬＵＴ
１０９の作成指示によりＬＵＴデータが作成される。こ
の時、輝度測定装置１２４は表示パネル１０１の各素子
が独立して駆動された時の蛍光体の発光輝度をカメラ１
２３を介して検出し、これをＡ／Ｄコンバータ（ＡＤ
Ｃ）１２５でデジタル輝度データに変換して制御部に入
力する。制御部１００は、この輝度データを入力して輝
度データメモリ１２２に記憶する。制御部１００は更
に、各素子が駆動された時の輝度値と、設定されている
輝度値との差、即ち誤差（Δ輝度）、及び駆動素子電圧
値Ｖfと（Ｖf−輝度）の関係式を用いて、この誤差（Δ
輝度）を略ゼロ（許容範囲内）とする補正電圧値ΔＶf
を求める。こうして駆動電圧値Ｖfを（Ｖf＋ΔＶf）に
変更する補正データを作成してＬＵＴ１０９に書き込
む。これにより、次からはこのＬＵＴ１０９に記憶され
た補正データに応じて電圧（Ｖf＋ΔＶf）で、その表示
パネル１０１の同じ素子を駆動する。そして、その時の
発光輝度をモニタし、前述と同様にして誤差（Δ輝度）
を算出する。更に必要であれば補正電圧値ΔＶfを求
め、ＬＵＴ１０９の内容を更に更新する。このような処
理を繰り返すことにより、表示パネル１０１の各素子の
特性のばらつきをなくすようなＬＵＴ１０９ができあが
る。

【０１８２】次に、このＬＵＴ１０９を作成する手順を
図２２及び図２３を参照してより詳細に説明する。

【０１８３】タイミング信号発生回路１０４は、制御部
１００からＬＵＴ作成指示１３１を受けると、テーブル
データの作成手順に合わせた各種タイミング信号を発生
する。また制御部１００は、信号線１３２を介してＳ／
Ｐ変換回路１０６にテストデータを出力してセットして
パルス幅変調回路１０７に出力する。パルス幅変調回路
１０７は、この入力したデータに従って表示パネル１０
１の特定の表面伝導型放出素子に対して特定のパルス幅
の信号を出力し、電圧ドライバ１０８は、そのパルス幅
で、特定の電圧信号を発生する。この時、この電圧信号
と走査回路１０２の出力とによって選択された表示パネ
ル１０１の１つの表面伝導型放出素子を駆動し、その時
に蛍光体が発光された輝度が輝度測定装置１２４により
検出される。

【０１８４】図２３は、ＬＵＴ１０９のデータ作成処理
を示すフローチャートで、この処理を実行するプログラ
ムはプログラムメモリ１４２に記憶されている。

【０１８５】ＬＵＴデータの作成が指示されると、表示
パネル１０１の複数の表面伝導型放出素子の１つが初期
駆動電圧値（ＬＵＴ１０９の初期値）で駆動される。輝
度測定装置１２４は、この素子による発光輝度を検出
し、ＡＤＣ１２５によりデジタル信号に変換されて制御
部１００に出力される。制御部１００は、この輝度デー
タを受取って（ステップＳ７１）、輝度データメモリ１
２２の、その選択された素子の番号に対応したアドレス
に格納する。尚、この輝度データメモリ１２２の初期値
は全て“０”であるものとする。

【０１８６】［条件１］ステップＳ７２では、この輝度
データを更新する際、輝度データメモリ１２２の対応す
るアドレスに格納されていたデータ（前回ストアした輝
度データ）と、ステップＳ７１で取得した輝度データと
を比較する（ステップＳ７２）。この目的は、前述のよ
うに表示パネル１０１の表面伝導型放出素子の欠陥を特
定するためである。いま駆動電圧Ｖfを変化させた時
に、その発光輝度に変化がない場合は、この表面伝導型
放出素子は欠陥であると判定される。このような欠陥素
子の判定は、検出された輝度がゼロかどうかで判定して
もよいが、初期電圧で駆動した時に輝度がほとんどゼロ
の場合は、その素子が欠陥であるか、或はその様な特性
であるかが判別できないので、このような方法が望まし
い。欠陥と判定された場合はステップＳ７３に進み、そ
の欠陥素子の位置をエラー情報としてＲＡＭ１４３にエ
ラー情報として記憶し、次の素子の駆動を行って補正デ
ータを作成する処理に移行する。

【０１８７】一方、ステップＳ７２で、測定された輝度
が変化している場合はステップＳ７４に進み、その測定
した輝度データを輝度データメモリ１２２に格納し、次
の「条件２］（ステップＳ７４）に進む。

【０１８８】［条件２］ステップＳ７４では、測定され
た輝度データを設定輝度値と比較し、設定値との誤差Δ
輝度（以下ΔＦ）を算出する。誤差ΔＦがほぼ０（許容
輝度範囲内）の場合は、その選択した表面伝導型放出素
子の駆動電圧値は、現状のＬＵＴ１０９の値で良いの
で、ステップＳ７９の［条件４］に進む。一方、誤差Δ
Ｆ≠０の場合（許容範囲外）はステップＳ７５に進む。
この場合は、その素子を駆動する電圧値を補正する必要
がある、即ち誤差ΔＦから、駆動電圧の補正値ΔＶfを
求める必要があるので、ステップＳ７５で、輝度−Ｖf
の関係式を用いて、誤差ΔＦから補正電圧値ΔＶfを求
める。この詳細については後述する。

【０１８９】［条件３］次にステップＳ７６に進み、予
測補正値ΔＶfと、現在ＬＵＴ１０９に格納されている
電圧値Ｖfとを加算した電圧値（Ｖf＋ΔＶf）が、その
素子の駆動電圧の上限であるＶf（max）を越えていない
かどうかを判別する。この最大値Ｖf（max）は、素子に
印加しても良い最大定格電圧からノイズマージン分を差
し引いた電圧値に設定しておくのが望ましい。これは、
素子に過大電圧が印加されて、その素子が破壊されるの
を防止するためである。ステップＳ７６で、電圧値（Ｖ
f＋ΔＶf）＞Ｖf（max）と判定された場合はステップＳ
７７に進み、その選択された表面伝導型放出素子は、駆
動電圧の上限電圧でも輝度が設定値に達せず、補正が不
十分な不良素子と判断される。即ち、［条件３］によっ
て表面伝導型放出素子の不良判定を行い、その不良素子
の表示パネル１０１における位置（アドレス）をエラー
情報としてＲＡＭ１４３にストアする。

【０１９０】一方、ステップＳ７６で、（Ｖf＋ΔＶf）
＜Ｖf（max）と判定された場合はステップＳ７８に進
み、その駆動電圧値をＶfから（Ｖf＋ΔＶf）に変更す
る補正データを作成してＬＵＴ１０９に格納する。そし
てステップＳ７１（条件１）に戻って、その更新したＬ
ＵＴデータで再度同じ素子を駆動して輝度の検出を行
い、設定輝度との誤差ΔＦが略ゼロ（許容範囲内）にな
るまで図２３のフローチャートに従って補正を行う。こ
うして条件１〜３のループを抜けると、ある選択した素
子に関して以下のようなＬＵＴデータ或はエラー情報が
ストアされる。

【０１９１】（終了状態）（補正結果）・輝度補正完了ＬＵＴ１０９に補正電圧値Ｖfが記憶されている・欠陥と判断（補正不可）ＲＡＭ１４３にエラー情報が記憶され、ＬＵＴ１０９はＶfの初期値のまま・不良と判断（補正不可）ＲＡＭ１４３にエラー情報が記憶され、ＬＵＴ１０９は〜Ｖf（max）の値［条件４］表示パネル１０１の全ての素子に関して、Ｌ
ＵＴ１０９のデータの作成を行ったかどうかを判定す
る。表示パネル１０１の全ての素子に関してＬＵＴデー
タの作成を行うと処理を終了する。

【０１９２】次に、検出された輝度データＦと、設定さ
れた輝度値との誤差ΔＦから、その素子の駆動電圧の補
正値ΔＶfを求める方法について説明する。

【０１９３】本実施の形態６においては、検出した輝度
と素子駆動電圧Ｖfの関係式を用いて補正値の予測を行
った。表面伝導型放出素子の電子放出素子特性は例えば
図３６に示すようになる。この時Ｉe−Ｖfの関係は、前
述の実施の形態１の式（１）で示すように、Ｉe＝ａ×（Ｖfの2乗）×ｅｘｐ（ｂ／Ｖf）で近似でき、いま駆動電圧のパルス幅が一定の時、Ｉe
と輝度は比例関係にあるので、Ｆ＝ａ×（Ｖfの2乗） ×ｅｘｐ（ｂ／Ｖf） …（１’）で近似することで、その特性を記述できる。そこで、補
正値ΔＶfを予測するために上記式の両辺をＶfで微分し
て以下の関係式を得る。

【０１９４】 ΔＶf＝（ΔＦ／Ｆ）／（２／Ｖf−ｂ／（Ｖfの2乗）） …（３６）この式（３６）は、輝度−ΔＶfの関係式が式（１’）
で記述された時に、ΔＦ（設定値との誤差）から、補正
値ΔＶf（駆動電圧補正量）を近似して算出する式であ
る。この式（３６）において、輝度Ｆ（検出値）、駆動
電圧値Ｖfは、共にメモリにストアされているので、式
（１’）のパラメータ「ｂ」が分かれば、補正電圧値Δ
Ｖfを求めることができる。尚、表示パネル１０１の各
素子の特性がばらついている場合、このパラメータ
「ｂ」もばらつくと考えられるが、このパラメータ
「ｂ」を各素子毎に算出するのは、テーブルデータを高
速に求める点からも望ましくない。またパラメータ
「ｂ」のばらつきは、予測量の誤差をもたらすが、予測
と実測を何回か行うことで誤差を収束することが可能で
ある。そこで、パラメータ「ｂ」が全素子で同じと仮定
して式（３６）により、各素子の補正値を予測した。予
測したパラメータ「ｂ」の値は、表示パネル１０１のパ
ラメータ「ｂ」の最小値を予測パラメータとして予測Ｆ
Ｂによる制御パラメータの発振を防ぐことができる。

【０１９５】本実施の形態６では、輝度測定装置１２４
により測定された信号は、１０ビットのＡ／Ｄコンバー
タ１２５によりデジタルデータに変換される。その後、
この輝度データは、Ｒ，Ｇ，Ｂの各色の画素に対応し
て、ＲＧＢの相対輝度の補正を行った後、デジタル輝度
データＦ（０〜１０２３）として制御回路１００に入力
される。

【０１９６】上述の式（３６）に、実際の素子パラメー
タを適用して予測した例を以下に示す。（仮定）ある素子の（輝度−Ｖf）の関係：Ｆ＝５．１２ｅ８×（Ｖfの2乗）×ｅｘｐ（−１８０／Ｖf） …（３７）（この関係式は、わかっていないと仮定する）（１回目の測定データ）設定輝度Ｆ＝５１２パラメータｂ＝−２００測定データ：Ｖf＝１７Ｖ印加時に、Ｆ＝３７３（１回目の予測値）１回目の測定データで得られたパラ
メータを式（３６）式に代入して、 ΔＶf＝０．３４（設定Ｉe＝１μＡにするために必要な
補正電圧値）従って、ＬＵＴデータは、Ｖf＋ΔＶf＝１７．３４Ｖに
更新される。（１回目の検証）素子駆動電圧Ｖf＝１７．３４Ｖで駆
動すると、素子電流Ｉeは、式（３７）より、Ｆ＝４７
６が測定されるはずであり、この輝度は略設定値（５０
０）に等しい。

【０１９７】ここで更に輝度誤差ΔＦを小さくしたけれ
ば、その更新したＬＵＴ１０９の電圧値（１７．３４
Ｖ）で駆動した時の輝度を観測し、前述と同様に予測を
行えばよい。（２回目の測定データ）設定輝度Ｆ：＝５１２パラメータｂ＝−２００測定データ：Ｖf＝１７．３４Ｖ印加時に、Ｆ＝４７６（２回目の予測値）２回目の測定データより得られたパ
ラメータを式（３６）に代入して、 ΔＶf＝０．０９Ｖ（設定Ｉe＝１μＡにするために必要
な補正電圧値）従って、ＬＵＴデータは、Ｖf＋ΔＶf＝１７．４３Ｖと
なる。（２回目の検証）この駆動電圧Ｖf＝１７．４３Ｖで、
その素子を駆動すると、その時の輝度は式（３６）よ
り、Ｆ＝５０８となる。

【０１９８】このように、例えば２回の予測を行うこと
により、設定輝度Ｆ＝５１２に対する電圧値Ｖf＝１
７．４３Ｖが得られた。これをＬＵＴ１０９に格納して
表示パネル１０１の、その補正データに対応する素子を
駆動する。尚、ＬＵＴ１０９に記憶されるデータは、電
圧値Ｖfから選択電位として与える電圧（７Ｖ）を差し
引いた電圧値である。更に、図２３に示すフローチャー
トに従って、表示パネル１０１の全素子に対して、その
発光輝度を略一定（例えば設定値：５１２）とするＬＵ
Ｔ１０９が完成する。

【０１９９】このようにして作成したＬＵＴ１０９を用
いて、ばらつき補正を行って表示駆動した例を図２４に
示す。ここでは表示パネル１０１の１本の列方向配線に
注目し、その列方向配線に関する素子駆動の時間変化を
追っている。図２４（ａ）は水平同期信号、図２４
（ｂ）は選択された表面伝導型放出素子の番号（この番
号はＬＵＴ１０９のアクセスアドレスにも対応する）、
（ｃ）は選択した画素に表示する映像輝度信号（画像デ
ータ）で、各素子に対し同じ画像データ“２５５”が入
力されたものとしている。（ｄ）はＬＵＴ１０９の補正
データが示すばらつき補正電圧、（ｅ）は電圧ドライバ
１０８から出力される駆動電圧パルスの波形を示してい
る。（ｆ）は各素子により発光される輝度データを示し
ている。

【０２００】図から明らかなように、ＬＵＴ１０９は、
表示パネル１０１の各素子の特性のばらつきを補正する
ような電圧振幅をもつパルス電圧を発生し、この結果、
実際に蛍光体を発光した輝度（ｆ）は、どの素子の場合
も略“５１２”となり、設定値に等しくなっている。即
ち、表示パネル１０１のどの素子からも、入力された画
像データに対応する輝度が得られるので、各素子のばら
つきを補正した素子駆動が行われることになる。

【０２０１】なお、本実施の形態６において、ＬＵＴ１
０９は、所定の輝度に対応して１つの補正データを有す
るようにしたが、幾つかの設定輝度値に対する補正デー
タを用意し、その補正データにより表示パネルの輝度調
整を行っても良い。

【０２０２】［実施の形態７］次に本発明の実施の形態
７について説明する。

【０２０３】図２５は、本発明の実施の形態７の画像表
示装置の構成及びＬＵＴ１０９の補正データの作成装置
の構成を示すブロック図で、前述の図２２と共通する部
分は同じ番号で示し、その説明を省略する。

【０２０４】表示パネル１０１の製造直後、また所定時
間経過後、入力部１５０よりＬＵＴデータの作成指示が
入力されることにより、その補正データの作成が開始さ
れる。輝度測定装置１２４は、表示パネル１０１の各素
子を独立して駆動した時の蛍光体の発光輝度を検出し、
その検出された信号がＡ／Ｄコンバータ（ＡＤＣ）１２
５によりデジタルデータに変換されて輝度データメモリ
１２２に記憶される。そして各素子の輝度データと設定
輝度値との差、即ち誤差ΔＦ、及び駆動電流値ＩfとＩf
−輝度の関係式を用いて、制御部１００は、その誤差Δ
Ｆを略ゼロ（許容範囲内）とする補正電流値ΔＩfを予
測し、素子駆動電流値Ｉfを（Ｉf＋ΔＩf）に更新して
ＬＵＴ１０９に書き込む。そして、その更新されたＬＵ
Ｔ１０９に基づいて、その素子を駆動電流（Ｉf＋ΔＩ
f）で駆動して、その時の発光輝度を測定し、前回と同
様にして誤差ΔＦを算出する。この誤差に基づいて補正
電流値ΔＩfを予測し、必要ならばＬＵＴ１０９をさら
に更新する。このような処理を繰り返すことにより、表
示パネル１０１の各素子の特性のばらつきをなくすよう
なＬＵＴ１０９ができあがる。

【０２０５】タイミング信号発生回路１０４は、ＬＵＴ
作成指示１３１を受けると、テーブルデータの作成手順
に合わせた各種タイミング信号を発生する。これら信号
に従いパルス幅変調回路１０７は、表示パネル１０１の
特定の表面伝導型放出素子に対して特定の電流値で特定
のパルス幅のパルス信号を発生する。この時、ドライブ
信号と走査回路１０２出力によって選択された表示パネ
ル１０１の素子を駆動する時に放出される放出電流に基
づく発光輝度を輝度測定装置１２４により測定する。

【０２０６】図２６は、本実施の形態７におけるＬＵＴ
１０９の作成処理を示すフローチャートである。

【０２０７】ＬＵＴ作成指示が入力されると、表示パネ
ル１０１の表面伝導型放出素子の内の１つが初期駆動電
流値（ＬＵＴ１０９の初期値）で駆動される。制御部１
００は、この時の表示パネル１０１の選択素子から放出
された電子による発光輝度を測定し（ステップＳ８
１）、輝度データメモリ１２２の、その選択された素子
の番号に対応したアドレスに格納する。なお、ここで輝
度データメモリ１２２の初期値は全て“０”とする。［条件１］ここで、新たに測定した輝度データを輝度デ
ータメモリ１２２に格納する際、制御部１００は、ステ
ップＳ８２で、輝度データメモリ１２２の対応するアド
レスに格納されていたデータ（前回ストアされた輝度デ
ータ）と今回測定された輝度データとの比較を行う。こ
の目的は（１）マルチ電子源の表面伝導型放出素子の欠
陥を特定するため。即ち、駆動電流Ｉfを変化させた時
に発光輝度値に変化がない場合、この表面伝導型放出素
子は欠陥であると判定する。（２）選択された表面伝導
型放出素子は、駆動電圧の上限電圧で電子放出電流が設
定値に達せず、補正が不十分な不良素子であることを判
定するためである。本実施の形態７では、定電流により
素子駆動を行っているが、素子に過大な電圧が印加され
ないようにＶ／Ｉ変換回路１１３よりの駆動電圧値は、
素子に印加できる最大電圧以下にしている。従って、素
子を駆動する電流値を上げていくと、Ｖ／Ｉ変換回路１
１３の出力電圧は所定の値でクリッピングされる。素子
によっては、この様なクリッピングされた状態で駆動さ
れるものもあり、このような素子は補正しきれない不良
素子となる。そこで（１）または（２）のような場合
は、駆動電流値Ｉfを変更しても発光輝度がほとんど変
化しないので、欠陥或は不良素子と判断する。そして、
表示パネル１０１における、この欠陥／不良素子の場所
をエラー情報としてＲＡＭ１４３にエラー情報としてス
トアし（ステップＳ８３）、次の素子の駆動補正を行
う。

【０２０８】ステップＳ８２で、測定した輝度に変化が
ある場合は、その測定した輝度データを輝度データメモ
リ１２２に格納してステップＳ８４に進む。［条件２］ステップＳ８４では、その測定した輝度デー
タを設定輝度値と比較し、設定輝度値との誤差ΔＦを算
出する。この誤差ΔＦがほぼ０（許容輝度ばらつき範囲
内）の場合、その表面伝導型放出素子の駆動電流値は、
現状ＬＵＴ１０９の値で良いので［条件４］に進む。

【０２０９】一方、ステップＳ８４で誤差ΔＦ≠０（許
容範囲外）の場合、ＬＵＴ１０９に記憶されている補正
電流値を更に変更する必要がある。即ち、誤差ΔＦか
ら、駆動電流の補正値ΔＩfを求める必要がある。この
際、輝度−Ｉfの関係式を用いて、この誤差ΔＦから補
正電流値ΔＩfを予測する（ステップＳ８５）。この詳
細については後述する。そして駆動電流値をＩfから
（Ｉf＋ΔＩf）に変更して、ＬＵＴ１０９に格納する
（ステップＳ８６）。更に［条件１］に戻って、その変
更したＬＵＴ１０９に基づいて、その素子を駆動して発
光輝度の検出を行う。こうしてステップＳ８２で、誤差
ΔＦが略ゼロ（許容範囲内）になるまで図２６のフロー
チャートに従って補正を行う。これら［条件１］〜［条
件２］のループを抜けると、その選択された素子に関し
て以下のようなＬＵＴデータ或はエラー情報がストアさ
れる。

【０２１０】（終了状態）（補正結果）・輝度補正完了ＬＵＴ１０９に補正電流値Ｉfが記憶される・欠陥と判断（補正不可）ＲＡＭ１４３にエラー情報がストア、ＬＵＴ１０９はＩf初期値・不良と判断（補正不可）ＲＡＭ１４３にエラー情報がストア、ＬＵＴ１０９はＩf（補正不十分）［条件３］ステップＳ８７では、表示パネル１０１の全
ての素子に関して、ＬＵＴ１０９の補正データの作成を
行ったかどうかを判定する。全ての素子に関してＬＵＴ
１０９の作成を行うと処理を終了する。

【０２１１】こうして測定された輝度データと設定輝度
値との誤差ΔＦから、素子の駆動電流の補正電流値ΔＩ
fを予測する方法について説明する。本実施の形態７に
おいては、測定した輝度データと電流値Ｉfとの関係式
を用いて補正量の予測を行った。この予測を行う上で、
表面伝導型放出素子の輝度−Ｉfの関係を近似する必要
があるので以下に説明する。

【０２１２】まず表示パネル１０１を駆動した時に、Ｖ
／Ｉ変換回路１１３から流れ込む電流値Ｉfについて考
えてみる。例えば、表示パネル１０１の位置（ｍ，ｎ）
にある素子を駆動する場合の例を考えてみる。この時、
走査回路１０２はｍ番目の行方向配線に選択電圧（−１
／２）Ｖfを印加し、他の行方向配線には非選択電圧０
Ｖを印加する。さらにｎ番目の列方向配線に駆動電圧
（＋１／２）Ｖfを印加することにより、表示パネル１
０１の位置（ｍ，ｎ）の素子に電圧Ｖfが印加され駆動
される。

【０２１３】この時、列方向配線から流れる素子電流
は、ｎ番目の列方向配線に接続されている（Ｍ−１）個
の表面伝導型放出素子に（＋１／２）Ｖfの電圧を印加
した際に流れる素子電流の総和と、位置（ｍ，ｎ）にあ
る選択素子に＋Ｖfの電圧を印加した時に流れる素子電
流との和になる。これは前述の式（８）と同様である。Ｉf＝ΣＩf［＋（１／２）Ｖf,（K，n）］＋Ｉf［＋Ｖ
f,（m，n）］図３６に示す素子のＶf−Ｉf特性から明らかなように、
（＋１／２）Ｖf〜７．５Ｖの電圧では、電流Ｉfはほと
んど流れない。しかし、単純マトリクスの規模が大きく
なり、ＭやＮの値が“１００”を越えるようになると前
述の式（８）の第１項の電流は無視できない量になる。
単純マトリクス構造に表面伝導型放出素子を並べた表示
パネル１０１をＶ／Ｉ変換回路１１３の出力電流で駆動
する場合、このような電流が存在すると選択された素子
だけでなく、半選択電圧（＋１／２）Ｖfが印加された
素子にも電流が流れてしまい（以下、無効素子電流Ｉf
n）、Ｖ／Ｉ変換回路１１３で設定された電流値と、選
択された素子に流れる電流値が一致しないことになる。

【０２１４】そこで、このＶ／Ｉ変換回路１１３で設定
した電流値から無効電流分を差し引いて選択素子への駆
動素子電流を求め、更にこの電流値に効率：η（素子電
流から輝度データへの変換効率）をかけることで、Ｖ／
Ｉ変換回路１１３における設定電流値と輝度データＦの
関係が記述できる。即ち、Ｆ＝η×選択素子への素子電流＝η×（Ｉf−Ｉfn）そこで、補正電流値ΔＩfを予測するために上式の両辺
をＩfで微分して、前述の式（１０）の関係式を得る
（ηはＩfに依存しないと仮定）。

【０２１５】 ΔＩf＝（ΔＦ）／（η（１−ΔＩfn／ΔＩf））いま、無効電流分の等価リーク抵抗をＲL、選択素子の
オン抵抗をＲonとすると、ΔＩfn／ΔＩf＝Ｒon（Ｒon
＋ＲL）と近似できるので式（１０）は、 ΔＩf＝（ΔＦ）／（ａ（ＲL／（Ｒon＋ＲL）））もし、ＲL＞＞Ｒonならば、前述の式（１２）と同様
に、 ΔＩf＝（ΔＦ）／η となる。

【０２１６】この式（１２）は、輝度−Ｖfの関係式が
式（１０）で記述された時に、誤差ΔＦ（設定値との
差）から補正電流値ΔＩfを近似して算出する式であ
る。この式（１２）において、測定された輝度Ｆ、駆動
電流値Ｉfは、輝度データメモリ１２２とＬＵＴ１０９
に記憶されているので、式（１２）のパラメータηの値
が分かれば、補正電流値ΔＩfを予測できる。ここでη
もばらつくと考えられるが、ηの値を各素子毎に算出す
るのはテーブルデータを高速に求める点で望ましくな
い。またηのばらつきは予測値による誤差をもたらす
が、予測と実測を何回か繰り返し行うことにより、その
誤差を所定の範囲内に収束することが可能である。そこ
で、表示パネル１０１の全ての素子に対するパラメータ
ηが同じであるとと仮定し、式（１２）により各素子毎
の補正値を予測した。この予測値は表示パネル１０１の
ηの最大値を予測パラメータに選べば、予測ＦＢによる
制御パラメータの発振を防ぐことができる。尚、本実施
の形態７において、各素子による発光輝度は、カメラ１
２３を通して輝度測定装置１２により測定され、その測
定された信号は１０ビットのＡ／Ｄコンバータ１２５に
よりデジタルデータに変換され、Ｒ，Ｇ，Ｂの各画素に
対応してＲＧＢ相対輝度の補正を行った後、デジタル輝
度データＦとして制御部１００に入力される。（仮定）発光輝度Ｆと素子駆動電流値Ｉfとの関係：Ｆ＝１．０２４ｅ６×（Ｉf−０．６ｍＡ） …（３８）（この関係式は、わかっていないと仮定する）（１回目の測定データ）設定Ｉe＝１μＡ η＝１．５３６ｅ６測定データ：素子駆動電流Ｉf＝１ｍＡ印加時に、輝度
Ｆ＝４１０（１回目の予測）この得られたパラメータを前述の式
（１２）に代入して、補正電流値ΔＩf＝０．０７ｍＡ
（設定Ｉe＝１μＡにするために必要な補正電圧量）が
得られる。従って、ＬＵＴ１０９のその素子にするデー
タは、Ｉf＋ΔＩf＝１．０７ｍＡに更新される。（１回目の検証）駆動電流値Ｉf＝で駆動すると、その
時の発光輝度は、式（３８）より、Ｆ＝４８１が観測さ
れるはずであり、この時の素子駆動電流は、ほぼ、設定
電流値Ｉeに等しくなる。更に、駆動電流値Ｉeの誤差を
小さくしたければ、その更新したＬＵＴデータの電流値
（１．０７ｍＡ）で、その素子を駆動した時の輝度を測
定し、同様に予測を行えば良い。（２回目の測定データ）設定電流値Ｉe＝１μＡ η＝１．５３６ｅ６測定データ：素子電流Ｉf＝１．０７ｍＡ印加時に、輝
度Ｆ＝４８１（２回目の予測）この２回目の測定データで得られたパ
ラメータを前述の式（１２）に代入して、ΔＩf＝０．
０２ｍＡ（設定電流値Ｉe＝１μＡにするために必要な
補正電流値）が得られる。従って、ＬＵＴデータは、Ｉ
f＋ΔＩf＝１．０９ｍＡとなる。（２回目の検証）素子駆動電流値Ｉf＝１．０９ｍＡで
駆動すると、その時の輝度Ｆは、Ｆ＝５０２となる。

【０２１７】この場合は、２回の予測を行うことによ
り、設定輝度Ｆ＝５０２とするための素子駆動電流値Ｉ
f＝１．０９ｍＡが得られた。この値をＬＵＴ１０９に
格納して駆動する。さらに、図２６に示すフローチャー
トに従って、表示パネル１０１の全ての素子に対して、
発光輝度をほぼ一定（例えば設定値Ｆ＝５１２）とする
ＬＵＴ１０９が完成する。

【０２１８】このようにして作成したＬＵＴ１０９を用
いて、ばらつき補正駆動を行った様子を図２７に示す。
ここでは表示パネル１０１の１本の列方向配線に注目
し、１本の列方向配線に関する素子駆動の時間変化を追
っている。（ａ）は水平同期信号、（ｂ）は選択する表
面伝導型放出素子の番号（この番号はＬＵＴ１０９のア
クセスアドレスにも対応する）、（ｃ）は選択した画素
に表示する映像輝度信号（画像データ）で各素子に対し
同じ値“２５５”の映像信号が入力されたものとする。
（ｄ）はＬＵＴ１０９から得られるばらつき補正電流
値、（ｅ）はＶ／Ｉ変換回路１１３から出力される駆動
電流パルス波形、（ｆ）は各素子により発光される輝度
を示している。図２７から明らかなように、ＬＵＴ１０
９は表示パネル１０１の各素子のばらつきを補正するよ
うな補正電流値を出力し、この結果、各素子より放出さ
れる放出電流に基づく輝度は、どの素子からも略一定と
なっている。

【０２１９】本実施の形態７において、誤差ΔＦから補
正電流値ΔＩfの予測は前述の式（１２）の関係を用い
て行ったが、これ以外にも各素子の発光輝度に対する素
子駆動電流値Ｉfとの関係を線形近似して予測しても良
い。

【０２２０】以上説明したように本実施の形態７によれ
ば、表面伝導型放出素子をマトリックス状に配線した表
面伝導型電子放出素子と蛍光体を有する表示パネルを備
えた画像形成装置において、表面伝導型放出素子の各特
性のばらつきに起因する輝度ばらつきを補正するための
ＬＵＴ１０９を高速に作成することができる。

【０２２１】これにより、表示パネル１０１の画面全体
に亙って、原画像信号に対して極めて忠実な輝度で画像
を表示できる。［表示パネル１０１の構成とその製造法］次に、本発明
の実施の形態に適用した画像表示装置の表示パネル１０
１の構成と、その製造法について具体的な例を示して説
明する。

【０２２２】図２８は、前述の各実施の形態で使用され
た表示パネル１０１の外観斜視図であり、その内部構造
を示すために表示パネル１０１の１部を切り欠いて示し
ている。

【０２２３】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、これら部
材１００５〜１００７により表示パネル１０１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。この気
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、大気中或
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。この気密容器内部
を真空に排気する方法については後述する。

【０２２４】リアプレート１００５には、基板１００１
が固定されているが、この基板１００１上には冷陰極素
子１００２がＭ×Ｎ個形成されている。尚、これらＭ，
Ｎの値は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＝３００
０，Ｍ＝１０００以上の数を設定することが望ましい。
本実施の形態においては、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。これら１００１〜１００４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。

【０２２５】本実施の形態においては、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１
００１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１
００１自体を用いてもよい。

【０２２６】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。本実施の形態の
表示パネル１０１はカラー表示用のパネルであるため、
蛍光膜１００８の部分にはＣＲＴの分野で用いられる赤
（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３原色の蛍光体が塗り分
けられている。これら各色の蛍光体は、例えば図２９
（Ａ）に示すようにストライプ状に塗り分けられてお
り、これら蛍光体の各ストライプの間には黒色の導電体
１０１０が設けられている。これら黒色の導電体１０１
０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ためや、
外光の反射を防止して表示コントラストの低下を防ぐた
め、電子ビームによる蛍光膜のチャージアップを防止す
るためなどである。また、これら黒色の導電体１０１０
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。

【０２２７】また、ＲＧＢ３原色の蛍光体の塗り分け方
は前記図２９（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、例えば図２９（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。尚、モ
ノクロームの表示パネル１０１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良い。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。このメタ
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の利用率を向上させるた
めや、負イオンの衝突から蛍光膜１００８を保護するた
めや、電子ビーム加速電圧を印加するための電極として
作用させるためや、蛍光膜１００８を励起した電子の導
電路として作用させるためなどである。このメタルバッ
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Ａｌ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。

【０２２８】また、本実施の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。

【０２２９】また、行方向端子Ｄx1〜ＤxMおよび列方向
端子Ｄy1〜ＤyNおよびＨvは、当該表示パネル１０１
と、前述した走査回路１０２、或は電圧ドライバ１０
８、Ｖ／Ｉ変換回路１１３と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。また、これら行
方向配線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、更にＨｖはフェースプレートのメタ
ルバック１００９と電気的に接続されている。

【０２３０】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−７乗［torr］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
或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の（−５）乗ないし
は１×１０の−７乗［torr］の真空度に維持される。

【０２３１】以上、本発明の実施の形態の表示パネル１
０１の基本構成と、その製法を説明した。

【０２３２】次に、前記実施の形態の表示パネル１０１
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。本実施の形態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或はその製法に制限
はない。従って、例えば表面伝導型放出素子やＦＥ型或
はＭＩＭ型などの冷陰極素子を用いることができる。但
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。即ち、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、本願発明者らは、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出している。従
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
記実施の形態の表示パネル１０１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
チ電子ビーム源の構造について述べる。

【０２３３】［表面伝導型放出素子の好適な素子構成と
その製法］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。

【０２３４】［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３０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）及びその
断面図（ｂ）である。図中、１１０１は基板、１１０２
と１１０３は素子電極、１１０４は導電性薄膜、１１０
５は通電フォーミング処理により形成した電子放出部、
１１１３は通電活性化処理により形成した薄膜である。
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、或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。

【０２３５】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、或はこれらの金属の合金、
或は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等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、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
成しても差し支えない。

【０２３６】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Åから数百μｍ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μｍより数十μ
ｍ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Åから数μｍの範囲から適当な数値が選ばれ
る。

【０２３７】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）
のことを指す。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、或は微粒子
が互いに隣接した構造か、或は微粒子が互いに重なり合
った構造が観測される。

【０２３８】微粒子膜に用いた微粒子の粒径は、数Åか
ら数千Åの範囲に含まれるものであるが、なかでも好ま
しいのは１０Åから２００Å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。即ち、素子電極１１０２或は１
１０３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Åから数千Åの
範囲のなかで設定するが、なかでも好ましいのは１０Å
から５００Åの間である。

【０２３９】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，Ｓ
ｎＯ2，Ｉｎ2Ｏ3，ＰｂＯ，Ｓｂ2Ｏ3などをはじめとす
る酸化物や、ＨｆＢ2，ＺｒＢ2，ＬａＢ6，ＣｅＢ6，Ｙ
Ｂ4，ＧｄＢ4などをはじめとする硼化物や、ＴｉＣ，Ｚ
ｒＣ，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、
カーボン等が挙げられ、これらの中から適宜選択され
る。

【０２４０】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。

【０２４１】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３０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。

【０２４２】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Åから数百Å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３０においては模
式的に示した。

【０２４３】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。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、膜厚は５００［Å］以下とす
るが、３００［Å］以下とするのがさらに好ましい。
尚、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３０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１１１３の一部を除
去した素子を図示した。

【０２４４】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。

【０２４５】即ち、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［Å］、電極間隔Ｌは
２［μｍ］とした。微粒子膜の主要材料としてＰｄもし
くはＰｄＯを用い、微粒子膜の厚さは約１００［Å］、
幅Ｗは１００［μｍ］とした。

【０２４６】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３１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３０と同一である。

【０２４７】（１）まず、図３１（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。

【０２４８】形成するにあたっては、予め基板１１０１
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（この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・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１１０３）を形成
する。

【０２４９】（２）次に、同図（ｂ）に示すように、導
電性薄膜１１０４を形成する。この導電性薄膜を形成す
るにあたっては、まず図３１（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・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、本実施の形態で
は主要元素としてＰｄを用いた。また、実施の形態では
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）。

【０２５０】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、本実施の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、或は化学的気相堆積法などを用いる場合もある。

【０２５１】（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１１
０３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。

【０２５２】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（即ち電子放出部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。

【０２５３】この通電フォーミングにおける通電方法を
より詳しく説明するために、図３２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、本実施の形態の
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１１１１で計測した。本実
施の形態においては、例えば１０の−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パルス印加する度に１回の割りでモニタ
パルスＰｍを挿入した。ここで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Ｖ
ｐｍは０．１［Ｖ］に設定した。そして、素子電極１１
０２と１１０３の間の電気抵抗が１×１０の６乗［Ω］
になった段階、即ちモニタパルスの印加時に、電流計１
１１１で計測される電流が１×１０の−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。

【０２５４】なお、上記の方法は、本実施の形態の表面
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。

【０２５５】（４）次に、図３１の（ｄ）に示すよう
に、活性化用電源１１１２から素子電極１１０２と１１
０３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。この通電活性化処理と
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）。尚、この
ような通電活性化処理を行うことにより、活性化処理を
行う前と比較して、同じ印加電圧における放出電流を、
典型的には略１００倍以上に増加させることができた。

【０２５６】具体的には、１０の−４乗ないし１０の−
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［Å］以下、より
好ましくは３００［Å］以下である。

【０２５７】このような通電活性化処理における通電方
法をより詳しく説明するために、図３３（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。本実施の形態においては、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。尚、上述の通電条件は、本実施の形態の表面伝導型
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。

【０２５８】図３１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。）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し、活性化用電源１１１
２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３３（ｂ）に示すが、活性化電源１
１１２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。

【０２５９】なお、上述の通電条件は、本実施の形態の
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。

【０２６０】以上のようにして、図３１（ｅ）に示す平
面型の表面伝導型放出素子を製造した。（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、即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。

【０２６１】図３４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。

【０２６２】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。従
って、前記図３０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
して設定される。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１
２０６には、例えばＳｉＯ2 のような電気的に絶縁性の
材料を用いる。

【０２６３】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３５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３
４と同一である。

【０２６４】（１）まず、図３５（ａ）に示すように、
基板１２０１上に素子電極１２０３を形成する。

【０２６５】（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、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。

【０２６６】（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。

【０２６７】（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。

【０２６８】（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。

【０２６９】（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３１（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。）（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３１（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。）以上のようにして、図３５（ｆ）に示す垂直型の表面伝
導型放出素子を製造した。

【０２７０】（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。

【０２７１】図３６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。

【０２７２】本実施の形態の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。

【０２７３】(1)第１に、ある電圧（これを閾値電圧Ｖt
h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。即
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。

【０２７４】(2)第２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。

【０２７５】(3)第３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。

【０２７６】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面の画素に対応して設けた表示
装置において、第１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。即ち、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る
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。

【０２７７】また、第２の特性、或は第３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。（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）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ビーム源の
構造について述べる。

【０２７８】図３７に示すのは、前記図２８の表示パネ
ルに用いたマルチ電子ビーム源の平面図である。基板上
には、前記図３０で示したものと同様な表面伝導型放出
素子が配列され、これらの素子は行方向配線電極１００
３と列方向配線電極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。

【０２７９】図３７のＡ−Ａ’に沿った断面を図３８に
示す。

【０２８０】なお、このような構造のマルチ電子源は、
予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。

【０２８１】なお、本発明は、複数の機器（例えばホス
トコンピュータ、インタフェイス機器、リーダ、プリン
タなど）から構成されるシステムに適用しても、一つの
機器からなる装置（例えば、複写機、ファクシミリ装置
など）に適用してもよい。

【０２８２】また本発明の目的は、前述した実施形態の
機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記録
した記憶媒体を、システム或は装置に供給し、そのシス
テム或は装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ）
が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読出し実行
することによっても達成される。この場合、記憶媒体か
ら読出されたプログラムコード自体が前述した実施形態
の機能を実現することになり、そのプログラムコードを
記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。

【０２８３】プログラムコードを供給するための記憶媒
体としては、例えば、フロッピディスク、ハードディス
ク、光ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ
−Ｒ、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭな
どを用いることができる。

【０２８４】また、コンピュータが読出したプログラム
コードを実行することにより、前述した実施形態の機能
が実現されるだけでなく、そのプログラムコードの指示
に基づき、コンピュータ上で稼働しているＯＳ（オペレ
ーティングシステム）などが実際の処理の一部または全
部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が
実現される場合も含まれる。

【０２８５】さらに、記憶媒体から読出されたプログラ
ムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張ボード
やコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わる
メモリに書込まれた後、そのプログラムコードの指示に
基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わ
るＣＰＵなどが実際の処理の一部または全部を行い、そ
の処理によって前述した実施形態の機能が実現される場
合も含まれる。

【０２８６】以上説明したように本実施の形態によれ
ば、表面伝導型放出素子をマトリクス状に配線したマル
チ電子源において（１）表面伝導型放出素子ばらつきに起因する電子放出
分布を補正するための駆動テーブルを高速に作成するこ
とが出来る。（２）素子の経時特性変化に伴う電子放出電流ばらつき
を補正する場合にも、補正テーブルの更新を高速に行う
ことで、長期にわたりマルチ電子源からばらつきのない
電子放出電流が得られる。

【０２８７】これにより表示画面全体にわたって原画像
信号に対して極めて忠実な輝度で画像を表示できる。

【０２８８】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、表
示パネルの複数の素子の特性のばらつきを補正するため
の補正データを高速に求めることができる。

【０２８９】また本発明によれば、各素子への印加電圧
と放出電流との関係式を用いて、所望の放出電流が得ら
れる印加電圧を求め、その印加電圧に応じて実際に測定
される放出電流値に応じて各素子への印加電圧を補正す
る補正データを求めることができ、この補正データを使
用することにより高品位の画像を表示できる。

【０２９０】また本発明によれば、各素子への印加電流
と放出電流との関係式を用いて、所望の放出電流が得ら
れる印加電流を求め、その印加電流に応じて実際に測定
される放出電流値に応じて、各素子への印加電流を補正
する補正データを求めることができ、この補正データを
使用することにより高品位の画像を表示できる。

【０２９１】また本発明によれば、表示パネルにおける
素子特性のバラツキや、選択された素子以外の素子に流
れる電流値を補償して、各素子から放出される電流値を
略一定にする補正データを求めることができ、この補正
データを使用することにより高品位の画像を表示でき
る。

【０２９２】更に本発明によれば、各素子への印加電圧
と発光輝度との関係式を用いて、所望の輝度が得られる
印加電圧を求め、その印加電圧に応じて実際に測定され
る輝度に応じて、各素子への印加電圧を補正する補正デ
ータを求めることができ、この補正データを使用するこ
とにより高品位の画像を表示できる。

【０２９３】また本発明によれば、各素子への印加電流
と発光輝度との関係式を用いて、所望の輝度が得られる
印加電流を求め、その印加電流に応じて実際に測定され
る輝度に応じて、各素子への印加電流を補正する補正デ
ータを求めることができ、この補正データを使用するこ
とにより高品位の画像を表示できる。

【０２９４】また本発明によれば、上記の方法のいずれ
かにより作成された補正データを用いて、マルチ電子源
の各表面伝導型放出素子のそれぞれを駆動して高品位の
画像を表示できるという効果がある。

【０２９５】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１に係る画像表示装置とそ
の補正データの作成装置の構成を示すブロック図であ
る。

【図２】実施の形態１におけるＬＵＴデータの作成処理
を示すフローチャートである。

【図３】実施の形態１における１本の列方向配線におけ
る駆動信号の波形を示す図である。

【図４】本発明の実施の形態２に係る画像表示装置とそ
の補正データの作成装置の構成を示すブロック図であ
る。

【図５】実施の形態２におけるＬＵＴデータの作成処理
を示すフローチャートである。

【図６】実施の形態２における１本の列方向配線におけ
る駆動信号の波形を示す図である。

【図７】本発明の実施の形態３に係る画像表示装置とそ
の補正データの作成装置の構成を示すブロック図であ
る。

【図８】実施の形態３におけるＬＵＴデータの作成処理
を示すフローチャートである。

【図９】実施の形態３におけるＲleakデータを求める際
の表示パネルの駆動を説明する図である。

【図１０】実施の形態３における列方向配線からみた表
示パネルの等価回路図である。

【図１１】実施の形態３のＶ／Ｉ変換回路からみた表示
パネルの等価回路図である。

【図１２】実施の形態３における１本の列方向配線にお
ける駆動信号の波形を示す図である。

【図１３】本発明の実施の形態４に係る画像表示装置と
その補正データの作成装置の構成を示すブロック図であ
る。

【図１４】実施の形態４におけるＬＵＴデータの作成処
理を示すフローチャートである。

【図１５】実施の形態４における列方向配線からみた表
示パネルの等価回路図である。

【図１６】実施の形態４におけるＲleakデータを求める
際の表示パネルの駆動を説明する図である。

【図１７】実施の形態４における１本の列方向配線にお
ける駆動信号の波形を示す図である。

【図１８】本発明の実施の形態５に係る画像表示装置と
その補正データの作成装置の構成を示すブロック図であ
る。

【図１９】実施の形態５における電流をモニタするため
の表示パネルの駆動を説明する図である。

【図２０】実施の形態５におけるＬＵＴデータの作成処
理を示すフローチャートである。

【図２１】実施の形態５における１本の列方向配線にお
ける駆動信号の波形を示す図である。

【図２２】本発明の実施の形態６に係る画像表示装置と
その補正データの作成装置の構成を示すブロック図であ
る。

【図２３】実施の形態６におけるＬＵＴデータの作成処
理を示すフローチャートである。

【図２４】実施の形態６における１本の列方向配線にお
ける駆動信号の波形を示す図である。

【図２５】本発明の実施の形態７に係る画像表示装置と
その補正データの作成装置の構成を示すブロック図であ
る。

【図２６】実施の形態７におけるＬＵＴデータの作成処
理を示すフローチャートである。

【図２７】実施の形態７における１本の列方向配線にお
ける駆動信号の波形を示す図である。

【図２８】本発明の実施の形態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２９】本実施の形態の表示パネルのフェ−スプレ−
トの蛍光体配列を例示した平面図で、（Ａ）はストライ
プ状の場合を示し、（Ｂ）はデルタ配列の場合を示す。

【図３０】本実施の形態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）である。

【図３１】本実施の形態の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３２】本実施の形態の通電フォ−ミング処理の際の
印加電圧波形を示す図である。

【図３３】本実施の形態の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）を示す図であ
る。

【図３４】本実施の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３５】垂直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３６】本実施の形態の表面伝導型電子放出素子の素
子電圧と放出電流との関係を示す図である。

【図３７】本実施の形態で用いたマルチ電子ビ−ム源の
基板の平面図である。

【図３８】図３７の基板のＡ−Ａ’断面図である。

【図３９】従来知られた表面伝導型放出素子の一例を示
す図である。

【図４０】一般的な電子放出素子のマトリクス配線を説
明する図である。

【符号の説明】

１００制御部１０１表示パネル１０２走査回路１０４タイミング信号発生回路１０５サンプル／ホールド（Ｓ／Ｈ）回路１０６シリアル／パラレル（Ｓ／Ｐ）変換回路１０７パルス幅変調回路１０８電圧ドライバ１０９ルックアップテーブル（ＬＵＴ）１１１Ｉeモニタ回路１１２Ｉeデータメモリ１１３Ｖ／Ｉ変換回路１１４電圧モニタ回路１１５Ｉfmデータメモリ１１６Ｒleakデータメモリ１１７電流モニタ回路１２０無効電流データメモリ１２２輝度データメモリ１２３カメラ１２４輝度測定装置１２５Ａ／Ｄコンバータ（ＡＤＣ）１４１ＣＰＵ１４３ＲＡＭ１５０入力部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の表面伝導型放出素子をマトリクス
状に配列したマルチ電子源を有する表示装置の補正デー
タの作成方法であって、 (a)前記マルチ電子源の複数の表面伝導型放出素子の１
つを選択して通電駆動する工程と、 (b)通電駆動された前記表面伝導型放出素子から放出さ
れる放出電流値を求める工程と、 (c)前記放出電流値と目標とする放出電流値との誤差を
算出する工程と、 (d)前記誤差に応じて、前記表面伝導型放出素子の通電
駆動時における補正データを算出する補正値算出工程
と、を有することを特徴とする補正データの作成方法。
【請求項２】前記補正値算出工程では、電圧駆動時、
印加電圧をＶf、各素子の放出電流値Ｉeとした時、関係
式Ｉe＝ａ×（Ｖfの2乗）×exp（ｂ／Ｖf）：ａ，ｂは
定数で近似し、前記誤差ΔＩeに対して補正データΔＶf
を、関係式 ΔＶf＝(ΔＩe／Ｉe)／(２／Ｖf−ｂ／（Ｖfの２乗））に基づいて算出することを特徴とする請求項１に記載の
補正データの作成方法。
【請求項３】前記補正値算出工程では、電流駆動時、
前記各表面伝導型放出素子からの放出電流Ｉeと、各素
子の駆動電流Ｉfとの関係式をＩe＝ａ×（Ｉf−ｂ）：
ａ，ｂは定数で近似し、前記放出電流値と目標とする電
流値との間の誤差ΔＩeに対し、補正データΔＩfを、関
係式ΔＩf＝ΔＩe／ａに基づいて算出することを特徴と
する請求項１に記載の補正データの作成方法。
【請求項４】前記補正データに基づいて前記表面伝導
型放出素子を通電駆動する工程(e)を更に有し、前記誤
差が許容範囲内に収まるまで、工程(a)〜(e)を繰り返し
実行することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１
項に記載の補正データの作成方法。
【請求項５】複数の表面伝導型放出素子をマトリクス
状に配列したマルチ電子源を有する表示装置の補正デー
タの作成方法であって、 (a)前記マルチ電子源の複数の表面伝導型放出素子の１
つを選択して通電駆動する工程と、 (b)所定電圧が印加された前記表面伝導型放出素子を流
れる駆動電流値を求める工程と、 (c)前記駆動電流値と目標とする駆動電流値との誤差を
算出する工程と、 (d)前記誤差に応じて、前記表面伝導型放出素子の通電
駆動時における補正データを算出する補正値算出工程
と、を有することを特徴とする補正データの作成方法。
【請求項６】前記補正値算出工程では、前記所定電圧
をＶf、前記各表面伝導型放出素子に流れる駆動電流値
Ｉf(e)、行或は列単位で通電する電流値をＩf(t)、同じ
行或は列配線に接続されている選択された表面伝導型放
出素子以外に流れる電流の合計をＶf／Ｒleakとした
時、関係式、Ｉf(t)＝Ｖf／Ｒleak＋Ｉf(e)に従って前
記選択された表面伝導型放出素子を含む列或は行方向配
線に流入する電流値を求めることを特徴とする請求項５
に記載の補正データの作成方法。
【請求項７】前記補正値算出工程では、前記誤差をΔ
Ｉfm、選択された表面伝導型素子のオン時の等価抵抗Ｒ
on、同じ行或は列配線に接続されている表面伝導型放出
素子に流れる電流による無効等価抵抗をＲleakとした
時、関係式、 ΔＩf＝（１＋Ｒon／Ｒleak）×ΔＩfm に従って補正データを求めることを特徴とする請求項５
に記載の補正データの作成方法。
【請求項８】前記補正値算出工程では、前記誤差をΔ
Ｉfm、選択された表面伝導型素子のオン時の等価抵抗Ｒ
onとした時、関係式、 ΔＶf＝ΔＩfm×Ｒon に従って補正データを求めることを特徴とする請求項５
に記載の補正データの作成方法。
【請求項９】前記補正データに基づいて前記表面伝導
型放出素子を通電駆動する工程(e)を更に有し、前記誤
差が許容範囲内に収まるまで、工程(a)〜(e)を繰り返し
実行することを特徴とする請求項５乃至８のいずれか１
項に記載の補正データの作成方法。
【請求項１０】複数の表面伝導型放出素子をマトリク
ス状に配列したマルチ電子源を有する表示装置の補正デ
ータの作成方法であって、 (a)前記マルチ電子源の複数の表面伝導型放出素子の１
つを選択して通電駆動する工程と、 (b)通電駆動された前記表面伝導型放出素子から放出さ
れる電流値を求める工程と、 (c)前記電流値と、前記選択された表面伝導型放出素子
が接続されている列配線或は行配線に接続されている他
の表面伝導型放出素子に流れる無効電流を考慮した目標
電流値との誤差を算出する工程と、 (d)前記誤差に応じて、前記表面伝導型放出素子の通電
駆動時における補正データを算出する補正値算出工程
と、を有することを特徴とする補正データの作成方法。
【請求項１１】前記補正値算出工程では、電流駆動
時、前記各表面伝導型放出素子からの放出電流Ｉeと、
各素子の駆動電流Ｉfとの関係式をＩe＝ａ×（Ｉf−
ｂ）（ａは定数、ｂは前記無効電流）で近似し、前記放
出電流値と目標とする電流値との間の誤差ΔＩeに対
し、補正データΔＩfを、関係式ΔＩf＝ΔＩe／ａに基
づいて算出することを特徴とする請求項１０に記載の補
正データの作成方法。
【請求項１２】前記補正データに基づいて前記表面伝
導型放出素子を通電駆動する工程(e)を更に有し、前記
誤差が許容範囲内に収まるまで、工程(a)〜(e)を繰り返
し実行することを特徴とする請求項１０又は１１に記載
の補正データの作成方法。
【請求項１３】複数の表面伝導型放出素子をマトリク
ス状に配列したマルチ電子源を有する表示装置の補正デ
ータの作成方法であって、 (a)前記マルチ電子源の複数の表面伝導型放出素子の１
つを選択して通電駆動する工程と、 (b)通電駆動された前記表面伝導型放出素子から放出さ
れる放出電流により発光される輝度を求める工程と、 (c)前記輝度と目標とする輝度との誤差を算出する工程
と、 (d)前記誤差に応じて、前記表面伝導型放出素子の通電
駆動時における補正データを算出する補正値算出工程
と、を有することを特徴とする補正データの作成方法。
【請求項１４】前記補正値算出工程では、電圧駆動
時、印加電圧をＶf、各素子の発光輝度Ｆとした時、関
係式Ｆ＝ａ×（Ｖfの2乗）×exp（ｂ／Ｖf）：ａ，ｂは
定数で近似し、前記誤差ΔＦに対して補正データΔＶf
を、関係式 ΔＶf＝(ΔＦ／Ｆ)／(２／Ｖf−ｂ／（Ｖfの２乗））に基づいて算出することを特徴とする請求項１３に記載
の補正データの作成方法。
【請求項１５】前記補正値算出工程では、電流駆動
時、前記各表面伝導型放出素子による発光輝度Ｆと、各
素子の駆動電流Ｉfとの関係式をＦ＝ａ×（Ｉf−ｂ）：
ａ，ｂは定数で近似し、前記輝度と目標とする輝度との
間の誤差ΔＦに対し、補正データΔＩfを、関係式ΔＩf
＝ΔＦ／ａに基づいて算出することを特徴とする請求項
１３に記載の補正データの作成方法。
【請求項１６】前記補正データに基づいて前記表面伝
導型放出素子を通電駆動する工程(e)を更に有し、前記
誤差が許容範囲内に収まるまで、工程(a)〜(e)を繰り返
し実行することを特徴とする請求項１３乃至１５のいず
れか１項に記載の補正データの作成方法。
【請求項１７】複数の表面伝導型放出素子をマトリク
ス状に配列したマルチ電子源を有する表示装置の補正デ
ータ作成装置であって、前記マルチ電子源の複数の表面伝導型放出素子の１つを
選択して通電駆動する通電手段と、前記通電手段により通電駆動された前記表面伝導型放出
素子から放出される電流値を求める電流検出手段と、前記電流検出手段により検出された電流値と、目標とす
る電流値との誤差を算出する誤差算出手段と、前記誤差算出手段により算出された前記誤差に応じて、
前記表面伝導型放出素子の通電駆動時における補正デー
タを算出する補正値算出手段と、を有することを特徴と
する補正データ作成装置。
【請求項１８】前記補正値算出手段で算出された補正
データに基づいて前記通電手段により前記選択された表
面伝導型放出素子を通電駆動し、前記誤差算出手段によ
り誤差を求めて前記補正データを更新するように制御す
る制御手段を更に有することを特徴とする請求項１７に
記載の補正データ作成装置
【請求項１９】前記補正値算出手段は、電圧駆動時、
印加電圧をＶf、各素子の放出電流値Ｉeとした時、関係
式Ｉe＝ａ×（Ｖfの2乗）×exp（ｂ／Ｖf）：ａ，ｂは
定数で近似し、前記誤差ΔＩeに対して補正データΔＶf
を、関係式 ΔＶf＝(ΔＩe／Ｉe)／(２／Ｖf−ｂ／（Ｖfの２乗））に基づいて算出することを特徴とする請求項１７又は１
８に記載の補正データ作成装置。
【請求項２０】前記補正値算出手段は、電流駆動時、
前記各表面伝導型放出素子からの放出電流Ｉeと、各素
子の駆動電流Ｉfとの関係式をＩe＝ａ×（Ｉf−ｂ）：
ａ，ｂは定数で近似し、前記放出電流値と目標とする電
流値との間の誤差ΔＩeに対し、補正データΔＩfを、関
係式ΔＩf＝ΔＩe／ａに基づいて算出することを特徴と
する請求項１７又は１８に記載の補正データ作成装置。
【請求項２１】複数の表面伝導型放出素子をマトリク
ス状に配列したマルチ電子源を有する表示装置の補正デ
ータ作成装置であって、前記マルチ電子源の複数の表面伝導型放出素子の１つを
選択して通電駆動する通電手段と、前記通電手段により所定電圧が印加された前記表面伝導
型放出素子を流れる駆動電流値を求める電流検出手段
と、前記電流検出手段により検出された駆動電流値と目標と
する駆動電流値との誤差を算出する誤差算出手段と、前記誤差算出手段により算出された誤差に応じて、前記
表面伝導型放出素子の通電駆動時における補正データを
算出する補正値算出手段と、を有することを特徴とする
補正データ作成装置。
【請求項２２】前記補正値算出手段で算出された補正
データに基づいて前記通電手段により前記選択された表
面伝導型放出素子を通電駆動し、前記誤差算出手段によ
り誤差を求めて前記補正データを更新するように制御す
る制御手段を更に有することを特徴とする請求項２１に
記載の補正データ作成装置
【請求項２３】前記補正値算出手段は、前記所定電圧
をＶf、前記各表面伝導型放出素子に流れる駆動電流値
Ｉf(e)、行或は列単位で通電する電流値をＩf(t)、同じ
行或は列配線に接続されている選択された表面伝導型放
出素子以外に流れる電流の合計をＶf／Ｒleakとした
時、関係式、Ｉf(t)＝Ｖf／Ｒleak＋Ｉf(e)に従って前
記選択された表面伝導型放出素子を含む列或は行方向配
線に流入する電流値を求めることを特徴とする請求項２
１又は２２に記載の補正データ作成装置。
【請求項２４】前記補正値算出手段は、前記誤差をΔ
Ｉfm、選択された表面伝導型素子のオン時の等価抵抗Ｒ
on、同じ行或は列配線に接続されている表面伝導型放出
素子に流れる電流による無効等価抵抗をＲleakとした
時、関係式、 ΔＩf＝（１＋Ｒon／Ｒleak）×ΔＩfm に従って補正データを求めることを特徴とする請求項２
１又は２２に記載の補正データ作成装置。
【請求項２５】前記補正値算出手段は、前記誤差をΔ
Ｉfm、選択された表面伝導型素子のオン時の等価抵抗Ｒ
onとした時、関係式、 ΔＶf＝ΔＩfm×Ｒon に従って補正データを求めることを特徴とする請求項２
１又は２２に記載の補正データ作成装置。
【請求項２６】複数の表面伝導型放出素子をマトリク
ス状に配列したマルチ電子源を有する表示装置の補正デ
ータ作成装置であって、前記マルチ電子源の複数の表面伝導型放出素子の１つを
選択して通電駆動する通電手段と、前記通電手段により通電駆動された前記表面伝導型放出
素子から放出される電流値を求める電流検出手段と、前記選択された表面伝導型放出素子と同じ列配線或は行
配線に接続された選択されていない表面伝導型放出素子
を流れる無効電流値を記憶する記憶手段と、前記電流検出手段により検出された電流値と、前記記憶
手段に記憶された無効電流とを考慮した目標電流値との
誤差を算出する誤差算出手段と、前記誤差に応じて、前記表面伝導型放出素子の通電駆動
時における補正データを算出する補正値算出手段と、を
有することを特徴とする補正データ作成装置。
【請求項２７】前記補正値算出手段は、電流駆動時、
前記各表面伝導型放出素子からの放出電流Ｉeと、各素
子の駆動電流Ｉfとの関係式をＩe＝ａ×（Ｉf−ｂ）
（ａは定数、ｂは前記無効電流）で近似し、前記放出電
流値と目標とする電流値との間の誤差ΔＩeに対し、補
正データΔＩfを、関係式ΔＩf＝ΔＩe／ａに基づいて
算出することを特徴とする請求項２６に記載の補正デー
タ作成装置。
【請求項２８】複数の表面伝導型放出素子をマトリク
ス状に配列したマルチ電子源を有する表示装置の補正デ
ータ作成装置であって、前記マルチ電子源の複数の表面伝導型放出素子の１つを
選択して通電駆動する通電手段と、前記通電手段により通電駆動された前記表面伝導型放出
素子から放出される放出電流により発光される輝度を求
める輝度検出手段と、前記輝度検出手段により検出された輝度と目標とする輝
度との誤差を算出する誤差算出手段と、前記誤差算出手段により算出された誤差に応じて、前記
表面伝導型放出素子の通電駆動時における補正データを
算出する補正値算出手段と、を有することを特徴とする
補正データ作成装置。
【請求項２９】前記補正値算出手段は、電圧駆動時、
印加電圧をＶf、各素子の発光輝度Ｆとした時、関係式
Ｆ＝ａ×（Ｖfの2乗）×exp（ｂ／Ｖf）：ａ，ｂは定数
で近似し、前記誤差ΔＦに対して補正データΔＶfを、
関係式 ΔＶf＝(ΔＦ／Ｆ)／(２／Ｖf−ｂ／（Ｖfの２乗））に基づいて算出することを特徴とする請求項２８に記載
の補正データ作成装置。
【請求項３０】前記補正値算出手段は、電流駆動時、
前記各表面伝導型放出素子による発光輝度Ｆと、各素子
の駆動電流Ｉfとの関係式をＦ＝ａ×（Ｉf−ｂ）：ａ，
ｂは定数で近似し、前記輝度と目標とする輝度との間の
誤差ΔＦに対し、補正データΔＩfを、関係式ΔＩf＝Δ
Ｆ／ａに基づいて算出することを特徴とする請求項２８
記載の補正データ作成装置。
【請求項３１】前記補正値算出手段で算出された補正
データに基づいて前記通電手段により前記選択された表
面伝導型放出素子を通電駆動し、前記誤差算出手段によ
り誤差を求めて前記補正データを更新するように制御す
る制御手段を更に有することを特徴とする請求項２８乃
至３０のいずれか１項に記載の補正データ作成装置。
【請求項３２】複数の表面伝導型放出素子をマトリク
ス状に配列したマルチ電子源を有する表示装置であっ
て、前記マルチ電子源の複数の表面伝導型放出素子のそれぞ
れに対応する駆動電圧の補正データを記憶する記憶手段
と、画像信号に応じて表示駆動信号を発生する駆動信号発生
手段と、前記マルチ電子源の行を選択して走査駆動する走査手段
と、前記走査手段により選択された走査行に接続され前記表
示駆動信号により駆動される表面伝導型放出素子に対応
する補正データを前記記憶手段より読出して前記マルチ
電子源を電圧駆動する駆動手段と、を有することを特徴
とする表示装置。
【請求項３３】複数の表面伝導型放出素子をマトリク
ス状に配列したマルチ電子源を有する表示装置であっ
て、前記マルチ電子源の複数の表面伝導型放出素子のそれぞ
れに対応する駆動電流の補正データを記憶する記憶手段
と、画像信号に応じて表示駆動信号を発生する駆動信号発生
手段と、前記マルチ電子源の行を選択して走査駆動する走査手段
と、前記走査手段により選択された走査行に接続され前記表
示駆動信号により駆動される表面伝導型放出素子に対応
する補正データを前記記憶手段より読出して前記マルチ
電子源を電流駆動する駆動手段と、を有することを特徴
とする表示装置。
【請求項３４】前記補正データは表面伝導型放出素子
のそれぞれから放出される電子量を略一定にするための
データであることを特徴とする請求項３３又は３４に記
載の表示装置。
【請求項３５】前記補正データは表面伝導型放出素子
のそれぞれを流れる電流を略一定にするためのデータで
あることを特徴とする請求項３３又は３４に記載の表示
装置。
【請求項３６】前記補正データは表面伝導型放出素子
のそれぞれにより発光される輝度を略一定にするための
データであることを特徴とする請求項３３又は３４に記
載の表示装置。