JPH11194740A - Image forming device and its control method - Google Patents

Image forming device and its control method

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JPH11194740A
JPH11194740A JP36922897A JP36922897A JPH11194740A JP H11194740 A JPH11194740 A JP H11194740A JP 36922897 A JP36922897 A JP 36922897A JP 36922897 A JP36922897 A JP 36922897A JP H11194740 A JPH11194740 A JP H11194740A
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JP
Japan
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image
image forming
electron
frequency
forming apparatus
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JP36922897A
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Japanese (ja)
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Izumi Kanai
泉 金井
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Canon Inc
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  • Control Of Indicators Other Than Cathode Ray Tubes (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To vary the sharpness of an image by varying the size of light emission points while simplifying a circuit by providing a means which discriminates the spatial frequency of an input image and a means which varies the pixel formation size of an image formation part according to the frequency of the input image. SOLUTION: The frequency of the input image is discriminated to display a sharp image when the frequency is high and a soft image when low. Namely, when a frequency discriminator 2 judges that the frequency is high, a switching signal s2 turns ON and a Va switch 7 raises the acceleration voltage (Va) of an electron beam. Consequently, the light emission point size becomes small and the image becomes sharp. When the frequency discriminator 2 judges that the frequency is low, the switching signal s2 turns off and the Va switch 7 lower the Va. Consequently, the light emission point size increases and the image becomes soft. Here, the pulse width is made short when the Va is high and long when low to correct the difference in luminance.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は画像形成装置及びそ
の制御方法、詳しくはマトリックス状に配列された複数
の電子放出部及びこれに対向する位置に設けられ画像形
成部を備える画像形成装置及びその制御方法に関するも
のである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an image forming apparatus and a method of controlling the same, and more particularly, to an image forming apparatus having a plurality of electron emitting portions arranged in a matrix and an image forming portion provided at a position facing the electron emitting portions and the same. It relates to a control method.

【0002】[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。
2. Description of the Related Art Conventionally, two types of electron emitting devices, a hot cathode device and a cold cathode device, are known. Among these, among the cold cathode devices, for example, a surface conduction type emission device, a field emission type device (hereinafter referred to as FE type), a metal / insulating layer / metal type emission device (hereinafter referred to as MIM type), and the like are known. I have.

【0003】表面伝導型放出素子としては、たとえば、
M.I.Elinson,Radio E−ng.El
ectron Phys.,10,1290,(196
5)や、後述する他の例が知られている。
[0003] As a surface conduction type emission element, for example,
M. I. Elinson, Radio E-ng. El
electron Phys. , 10, 1290, (196
5) and other examples described later are known.

【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:”Thin Solid Fi
lms”,9,317(1972)]や、In2 O3 /
SnO2 薄膜によるもの[M.Hartwell an
d C.G.Fonstad:”IEEE Tran
s.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。
The surface conduction electron-emitting device utilizes a phenomenon in which an electron is emitted when a current flows in a small-area thin film formed on a substrate in parallel with the film surface. As this surface conduction type emission element, Sn described by Elinson et al.
In addition to those using an O2 thin film, those using an Au thin film [G. Dittmer: "Thin Solid Fi
lms ", 9,317 (1972)] and In2O3 /
According to SnO2 thin film [M. Hartwell an
d C.I. G. FIG. Fonstad: "IEEE Tran
s. ED Conf. , 519 (1975)] and those using carbon thin films [Hisashi Araki et al .: Vacuum, Vol. 26,
No. 1, 22 (1983)].

【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17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。
[0005] As a typical example of the element structure of these surface conduction electron-emitting devices, FIG. Hartwel
1 shows a plan view of an element according to the present invention. In FIG.
Reference numeral 1 denotes a substrate, and reference numeral 3004 denotes a conductive thin film made of a metal oxide formed by sputtering. The conductive thin film 3004 is formed in an H-shaped planar shape as shown. An electron emission portion 3005 is formed by performing an energization process called energization forming described later on the conductive thin film 3004. The interval L in the figure is 0.5 to 1 [mm], and W is
It is set at 0.1 [mm]. In addition, for convenience of illustration, the electron emitting portion 3005 is shown in a rectangular shape at the center of the conductive thin film 3004, but this is a schematic one, and the position and shape of the actual electron emitting portion are faithfully represented. Not necessarily.

【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、通電により電子放出部を形成するものであ
り、例えば前記導電性薄膜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300
5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3
004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。
[0006] M. In the above-described surface conduction electron-emitting device including the device by Hartwell et al., The electron-emitting portion 3005 is formed by subjecting the conductive thin film 3004 to an energization process called energization forming before electron emission.
It was common to form That is, the energization forming is to form an electron emission portion by energization, and for example, a constant DC voltage is applied to both ends of the conductive thin film 3004 or a voltage is increased at a very slow rate of, for example, about 1 V / min. A current is applied by applying a DC voltage to locally destroy, deform, or alter the conductive thin film 3004, and the electron emitting portion 300 in an electrically high resistance state
5 is formed. Note that a crack is generated in a part of the conductive thin film 3004 that is locally broken, deformed, or altered. After the energization forming, the conductive thin film 3
When an appropriate voltage is applied to 004, electrons are emitted near the crack.

【0007】また、FE型の例は、たとえば、W.P.
Dyke&W.W.Dolan,”Fie−ld em
ission”,Advance in Electr
onPhysics,8,89(1956)や、あるい
は、 C.A.Spindt,”Physicalpr
operties of thin−film fie
ld emissioncathodes with
molybdenium cones”,J.App
l.Phys.,47,5248(1976)などが知
られている。
[0007] Examples of the FE type are described in, for example, W.S. P.
Dyke & W. W. Dolan, "Fie-ld em
issue ", Advance in Electr
on Physics, 8, 89 (1956), or C.I. A. Spindt, "Physicalpr
operations of thin-film figure
ld emissioncathodes with
molybdenium cones ", J. App.
l. Phys. , 47, 5248 (1976).

【0008】FE型の素子構成の典型的な例として、図
18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。
As a typical example of the FE type device configuration, FIG. A. 1 shows a cross-sectional view of a device by Spindt et al. In the figure, reference numeral 3010 denotes a substrate;
Is an emitter wiring made of a conductive material, 3012 is an emitter cone, 3013 is an insulating layer, and 3014 is a gate electrode. This device comprises an emitter cone 3012 and a gate electrode 3
By applying an appropriate voltage during 014, field emission is caused from the tip of the emitter cone 3012.

【0009】また、FE型の他の素子構成として、図1
8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。
As another element configuration of the FE type, FIG.
There is also an example in which an emitter and a gate electrode are arranged on a substrate almost in parallel with the plane of the substrate, instead of the laminated structure shown in FIG.

【0010】また、MIM型の例としては、たとえば、
C.A.Mead,”Operation of tu
nnel−emission Devices,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1
9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。
As an example of the MIM type, for example,
C. A. Mead, “Operation of tu
nnel-emission Devices, J. et al. A
ppl. Phys. , 32, 646 (1961). FIG. 1 shows a typical example of an MIM type device configuration.
It is shown in FIG. This figure is a cross-sectional view.
Is a substrate, 3021 is a lower electrode made of metal, 3022 is a thin insulating layer having a thickness of about 100 Å, 302
Reference numeral 3 denotes an upper electrode made of a metal having a thickness of about 80 to 300 angstroms. In the MIM type, the upper electrode 302
By applying an appropriate voltage between the third electrode 301 and the lower electrode 3021, electrons are emitted from the surface of the upper electrode 3023.

【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。
The above-mentioned cold cathode device can obtain electrons at a lower temperature than the hot cathode device, and therefore does not require a heater for heating. Therefore, the structure is simpler than that of the hot cathode element, and a fine element can be produced. Also,
Even if a large number of elements are arranged on a substrate at a high density, problems such as thermal melting of the substrate hardly occur. In addition, unlike the hot cathode device, which operates by heating the heater, the response speed is slow, and the cold cathode device also has the advantage that the response speed is fast.

【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。
For this reason, research for applying the cold cathode device has been actively conducted.

【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。
For example, the surface conduction electron-emitting device has the advantage of being able to form a large number of devices over a large area because it has a particularly simple structure and is easy to manufacture among the cold cathode devices. Therefore, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No.
As disclosed in JP-A-332-332, a method for arranging and driving a large number of elements has been studied.

【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。
As for the application of the surface conduction electron-emitting device, for example, an image forming apparatus such as an image display device and an image recording device, a charged beam source, and the like have been studied.

【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。
In particular, as an application to an image display device, for example, as disclosed in US Pat. No. 5,066,883, JP-A-2-257551 and JP-A-4-28137 by the present applicant, surface conduction is disclosed. An image display apparatus using a combination of a mold emission element and a phosphor that emits light by irradiation with an electron beam has been studied. An image display device using a combination of a surface conduction electron-emitting device and a phosphor is expected to have better characteristics than other conventional image display devices. For example, compared to a liquid crystal display device that has become widespread in recent years, it can be said that it is superior in that it does not require a backlight because it is a self-luminous type and that it has a wide viewing angle.

【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USP4,904,89
5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.Mey
er:”Recent Developmenton
MicrotipsDisplay at LET
I”,Tech.Digest of 4th In
t. Vacuum Microele−ctroni
cs Conf.,Nagahama,pp.6〜9
(1991)] 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。
A method of driving a large number of FE types is disclosed in US Pat. No. 4,904,89 by the present applicant.
5 is disclosed. Further, as an example in which the FE type is applied to an image display device, for example, R.F. The flat panel display reported by Meyer et al. Is known. [R. Mey
er: "Recent Development
Microtips Display at LET
I ", Tech. Digest of 4th In
t. Vacuum Microele-troni
cs Conf. , Nagahama, pp .; 6-9
(1991)] An example in which a number of MIM types are arranged and applied to an image display device is disclosed in, for example, JP-A-3-55738 by the present applicant.

【0017】[0017]

【発明が解決しようとする課題】従来、このような表示
装置において、画像の鮮鋭度を変えるには、映像信号に
処理を施していた。しかし、この方法では複雑な信号処
理の回路が必要であった。
Heretofore, in such a display device, in order to change the sharpness of an image, processing has been performed on a video signal. However, this method requires a complicated signal processing circuit.

【0018】[0018]

【課題を解決するための手段】そこで、本発明では、回
路を簡単化させつつ発光点のサイズを変化させて画像の
鮮鋭度を変化させる画像形成装置及びその制御方法を提
供しようとするものである。
SUMMARY OF THE INVENTION In view of the foregoing, an object of the present invention is to provide an image forming apparatus which changes the size of a light emitting point and changes the sharpness of an image while simplifying a circuit, and a control method therefor. is there.

【0019】この課題を解決するため、例えば本発明の
画像形成装置は以下の構成を備える。すなわち、マトリ
ックス状に配列された複数の電子放出部及びこれに対向
する位置に設けられ、電子ビームを受けて画像を形成す
る画像形成部を備える画像形成装置であって、入力画像
の空間周波数を識別する識別手段と、該入力画像の周波
数に応じて前記画像形成部における画素形成サイズを変
更する形成サイズ変更手段と備える。
In order to solve this problem, for example, the image forming apparatus of the present invention has the following configuration. That is, an image forming apparatus provided with a plurality of electron emitting portions arranged in a matrix and an image forming portion provided at a position facing the plurality of electron emitting portions and receiving an electron beam to form an image. An identification unit for identifying, and a formation size changing unit for changing a pixel formation size in the image forming unit according to a frequency of the input image.

【0020】[0020]

【発明の実施の形態】以下、添付図面に従って本発明に
係る実施形態を詳細に説明する。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings.

【0021】本実施形態では入力画像の空間周波数に応
じて、鮮鋭な画像とソフトな画像の2種類を表示できる
表示装置について説明する。
In this embodiment, a display device capable of displaying two types of images, a sharp image and a soft image, according to the spatial frequency of an input image will be described.

【0022】図1は本発明の画像表示装置のブロック図
である。信号処理部1は入力テレビ信号s1の同期信号
と画像信号を分離し、画像信号にA/D変換などの信号
処理を行う。A/D変換された画像データは、シリアル
/パラレル変換器3と周波数識別器2へ送られる。シリ
アル/パラレル変換器3では画像データ1ライン分をシ
リアル/パラレル変換し、そのデータ(D1〜Dn)を
パルス幅変調器4へ送る。
FIG. 1 is a block diagram of an image display device according to the present invention. The signal processing unit 1 separates a synchronization signal and an image signal of the input television signal s1 and performs signal processing such as A / D conversion on the image signal. The A / D converted image data is sent to the serial / parallel converter 3 and the frequency discriminator 2. The serial / parallel converter 3 performs serial / parallel conversion on one line of image data, and sends the data (D1 to Dn) to the pulse width modulator 4.

【0023】周波数識別器2は信号処理部1からの画像
データが入力される。周波数識別器2では入力画像の空
間周波数を識別し、発光点のサイズを変えるための切換
信号s2を出力する。入力画像の周波数の識別は、微分
回路等を用いて行う。詳しくは後述する。
The frequency discriminator 2 receives image data from the signal processing unit 1. The frequency discriminator 2 discriminates the spatial frequency of the input image and outputs a switching signal s2 for changing the size of the light emitting point. The frequency of the input image is identified using a differentiating circuit or the like. Details will be described later.

【0024】パルス幅変調器4には、シリアル/パラレ
ル変換器3からの出力である画像データ(D1〜Dn)
が入力される。そして、各データD1〜Dnに比例した
パルス長のパルス幅変調信号(アナログ信号:Dy1〜
Dyn)を出力する。本実施形態では階調表現はパルス
幅変調で表現する場合を考える。つまり、パルス長が長
いほどその画素が発光している時間が長く、明るく感じ
られる。
The pulse width modulator 4 has image data (D1 to Dn) output from the serial / parallel converter 3.
Is entered. Then, a pulse width modulation signal (analog signal: Dy1 to Dy1) having a pulse length proportional to each data D1 to Dn.
Dyn). In the present embodiment, the case where the gradation expression is represented by pulse width modulation is considered. In other words, the longer the pulse length is, the longer the pixel emits light, and it feels bright.

【0025】Va切換器7は電子ビームの加速電圧Va
を切り換えるための回路である。放出素子の性質上Va
を変えることによって、放出素子から放出される電子ビ
ームのビーム径を変えることができる。Vaが大きけれ
ば、電子ビームのビーム径が細くなり、発光点サイズは
小さくなる。Vaが小さければビーム径は太くなり、発
光点のサイズは大きくなる(理由は後述する)。
The Va switch 7 is used to control the acceleration voltage Va of the electron beam.
Is a circuit for switching. Va due to the nature of the emission element
Can be changed to change the beam diameter of the electron beam emitted from the emission element. If Va is large, the beam diameter of the electron beam becomes small, and the light emitting point size becomes small. If Va is small, the beam diameter becomes large and the size of the light emitting point becomes large (the reason will be described later).

【0026】走査信号発生器5は走査行を選択し、走査
信号Dx1〜Dxmをパネル10に入力する回路であ
る。
The scanning signal generator 5 is a circuit for selecting a scanning row and inputting the scanning signals Dx1 to Dxm to the panel 10.

【0027】次に、本実施形態の動作を図1を用いて説
明する。
Next, the operation of this embodiment will be described with reference to FIG.

【0028】受信したNTSC信号s1は、信号処理部
1で同期信号と画像信号に分離され、画像信号はA/D
変換などの処理が施される。出力されたデジタルの画像
データはシリアル/パラレル変換器3へ送られる。シリ
アル/パラレル変換器3では、送られてきた画像データ
の1ライン分をシリアル/パラレル変換し、そのデータ
(D1〜Dn)をパルス幅変調器4へ送る。
The received NTSC signal s1 is separated into a synchronizing signal and an image signal by the signal processing unit 1, and the image signal is converted into an A / D signal.
Processing such as conversion is performed. The output digital image data is sent to the serial / parallel converter 3. The serial / parallel converter 3 converts one line of the transmitted image data from serial to parallel, and sends the data (D1 to Dn) to the pulse width modulator 4.

【0029】周波数識別器2は信号処理部1からの画像
データを入力し、入力画像の周波数を識別し、発光点の
サイズを変えるための切換信号s2を出力する。周波数
識別器2の詳細なブロック図を図2に示す。
The frequency discriminator 2 receives the image data from the signal processing unit 1, discriminates the frequency of the input image, and outputs a switching signal s2 for changing the size of the light emitting point. FIG. 2 shows a detailed block diagram of the frequency discriminator 2.

【0030】周波数識別器2について図2を参照しなが
ら説明する。図2(a)の点線で囲まれた部分が周波数
識別器2である。A/D変換等処理された画像データは
まず微分回路100に入力される。この微分回路100
では隣接する画素データの差分を出力する。最も簡単な
例は水平方向の隣の画素との差分を出力するものであ
る。この時の回路を図2(b)に示す。この場合、遅延
回路104は一画素分の遅延回路(例えばフリップフロ
ップ)である。しかしこれは、1水平走査期間(1H)
の遅延回路を使い垂直方向の隣の画素との差分をとって
もよいし、隣接する数画素との差分をとってもよい。1
01は微分回路100から出力される差分データの絶対
値をとる演算記器である。差分データの絶対値は積分回
路102に入力され、一画面(1フレーム)分の合計が
出力される。この一画面分の合計が大きければ画像の空
間周波数は高い(輝度変化が急峻な画像である)と判断
され、小さければ空間周波数は低い(なだらかな輝度変
化の画像である)と判断される。
The frequency discriminator 2 will be described with reference to FIG. A portion surrounded by a dotted line in FIG. The image data that has been subjected to A / D conversion or the like is first input to the differentiating circuit 100. This differentiation circuit 100
Outputs the difference between adjacent pixel data. The simplest example is to output the difference between the pixel adjacent in the horizontal direction. The circuit at this time is shown in FIG. In this case, the delay circuit 104 is a delay circuit for one pixel (for example, a flip-flop). However, this is one horizontal scanning period (1H)
The difference between the adjacent pixel in the vertical direction or the difference between several adjacent pixels may be obtained by using the delay circuit described above. 1
Numeral 01 denotes an arithmetic notation unit for calculating the absolute value of the difference data output from the differentiating circuit 100. The absolute value of the difference data is input to the integration circuit 102, and the total for one screen (one frame) is output. If the total for one screen is large, it is determined that the spatial frequency of the image is high (an image having a sharp change in luminance), and if the total is small, it is determined that the spatial frequency is low (an image having a gentle luminance change).

【0031】この判断を比較器103によって行う。比
較器103では、積分回路102からの出力がある値よ
り大きければON信号を出力し、小さければOFF信号
を出力する。このON、OFF信号が切換信号s2であ
る。
This judgment is made by the comparator 103. The comparator 103 outputs an ON signal when the output from the integration circuit 102 is larger than a certain value, and outputs an OFF signal when the output is smaller. This ON / OFF signal is the switching signal s2.

【0032】次に図1に戻ってVa切換器7の動作を説
明する。
Next, returning to FIG. 1, the operation of the Va switch 7 will be described.

【0033】Va切換器7は切換信号s2を受けて電子
ビームの加速電圧Vaを切り換える。この時切り換える
Vaは電圧値の大小の違いで2種類ある。s2がONの
ときは、Vaを高くし発光点サイズを小さくする。s2
がOFFのときは、Vaを低くし発光点サイズを大きく
する。発光点の大きさは画像の鮮鋭度に影響する。発光
点サイズが小さければ画像の高周波成分を通過しやすく
なり、発光点サイズが大きければ画像の高周波成分を通
過しにくくなる。そのため、発光点サイズを大きくすれ
ばソフトな画像になり、逆に小さくすれば鮮鋭な画像と
なる。このことは我々の主観実験からも裏付けられてい
る。
The Va switching unit 7 receives the switching signal s2 and switches the acceleration voltage Va of the electron beam. At this time, there are two types of Va to be switched depending on the magnitude of the voltage value. When s2 is ON, Va is increased and the light emitting point size is reduced. s2
Is OFF, Va is reduced and the light emitting point size is increased. The size of the light emitting point affects the sharpness of the image. If the size of the light emitting point is small, it is easy to pass high frequency components of the image, and if the size of the light emitting point is large, it is difficult to pass high frequency components of the image. Therefore, if the size of the light emitting point is increased, a soft image is obtained, and if the size is reduced, a sharp image is obtained. This is supported by our subjective experiments.

【0034】本発明ではこのことを利用し、入力画像の
周波数を識別し、周波数が高い場合は鮮鋭に表示し、低
い場合はソフトな画像を表示するものである。周波数識
別器2により周波数が高いと判断されると、切換信号s
2はONとなり、Va切換器7によりVaは高くなる。
その結果、発光点サイズが小さくなり画像が鮮鋭にな
る。逆に、周波数識別器2により周波数が低いと判断さ
れると、切換信号s2はOFFとなり、Va切換器7に
よりVaは低くなる。その結果、発光点サイズが大きく
なり画像がソフトになる。
In the present invention, utilizing this fact, the frequency of the input image is identified. When the frequency is high, the image is displayed sharply, and when the frequency is low, a soft image is displayed. When the frequency discriminator 2 determines that the frequency is high, the switching signal s
2 is turned on, and Va is increased by the Va switch 7.
As a result, the size of the light emitting point becomes smaller and the image becomes sharper. Conversely, when the frequency discriminator 2 determines that the frequency is low, the switching signal s2 is turned off, and Va is reduced by the Va switcher 7. As a result, the size of the light emitting point becomes large and the image becomes soft.

【0035】しかし、Vaを変えると発光点サイズとと
もに、発光輝度も変わってしまう。Vaが高ければ、加
速電子のエネルギーが高くなり輝度は上がる。Vaが低
ければ、エネルギーが低くなり輝度は下がる。この時、
輝度はVaの3/2乗に比例する。本発明ではこの輝度
の差を補正するために、Vaに応じて2種類のパルス幅
を用いる。Vaが高いとき(s2がONのとき)はパル
ス幅を短くし、Vaが低いとき(s2がOFFのとき)
はパルス幅を長くなるように調整するのである。本実施
形態では、パルス幅階調表現しており、パルス幅が長け
ればその画素は明るく感じ、短ければその画素は暗く感
じられる。この時輝度はパルス幅の長さに比例する。V
aが高くなり明るくなってしまった分パルス幅を短く
し、Vaが低くなり暗くなった分パルス幅を長くし、輝
度を補正するのである。
However, when Va is changed, the light emission luminance changes as well as the light emission point size. If Va is high, the energy of the accelerating electrons increases and the luminance increases. If Va is low, the energy is low and the brightness is low. At this time,
Brightness is proportional to Va raised to the power of 3/2. In the present invention, two types of pulse widths are used in accordance with Va in order to correct this difference in luminance. When Va is high (when s2 is ON), the pulse width is shortened, and when Va is low (when s2 is OFF).
Is adjusted to increase the pulse width. In the present embodiment, the pulse width gradation is expressed. If the pulse width is long, the pixel feels bright, and if the pulse width is short, the pixel feels dark. At this time, the luminance is proportional to the length of the pulse width. V
The brightness is corrected by shortening the pulse width by increasing a and brightening a, and increasing the pulse width by decreasing Va and decreasing darkness.

【0036】次にシリアル/パラレル変換器3とパルス
幅変調器4の動作を説明する。
Next, the operation of the serial / parallel converter 3 and the pulse width modulator 4 will be described.

【0037】信号処理部1でA/D変換などの処理をさ
れた画像データは、シリアル/パラレル変換器3で1ラ
イン分データをシリアル/パラレル変換され(D1〜D
n)、パルス幅変調器4に入力される。パルス幅変調器
4は、前記の輝度の補正も含めたパルス幅変調信号(D
y1〜Dyn)を出力する。パルス幅変調器4は各デー
タ(D1〜Dn)に比例したパルス長のパルス幅信号
(アナログ信号:Dy1〜Dyn)を出力する。
The image data that has undergone A / D conversion or the like in the signal processing unit 1 is subjected to serial / parallel conversion of one line of data in the serial / parallel converter 3 (D1 to D1).
n) is input to the pulse width modulator 4. The pulse width modulator 4 outputs a pulse width modulation signal (D
y1 to Dyn). The pulse width modulator 4 outputs a pulse width signal (analog signal: Dy1 to Dyn) having a pulse length proportional to each data (D1 to Dn).

【0038】次にパルス幅変調器4の動作を図3を用い
て詳しく説明する。
Next, the operation of the pulse width modulator 4 will be described in detail with reference to FIG.

【0039】図3(a)はパルス幅変調器のj番目のデ
ータラインに相当する部分である。シリアル/パラレル
変換器3によりパラレル変換されたデータkがパルス発
生器203にセットされる。トリガT1がパルス発生器
203に入力するとパルス発生器203の出力レベルが
ハイレベルになる。つまりパルス幅変調信号Dyjが出
力される。パルス発生器203にはクロックパルスC1
が常に入力されており、トリガT1が入力されてからパ
ルス発生器203に入力したクロックパルスの数が、セ
ットされた値kになると出力(Dyj)がローレベルに
なる。この時のタイミングチャートは図3(b)の様に
なる。このようにして、入力された値kに比例した幅の
パルスが作られる。ここでパルス発生器に供給するクロ
ックパルスC1の周波数を変えると、同じ値kがセット
されていてもパルス発生器203から出力するパルスの
幅を変えることができる。すなわちクロックパルスC1
の周波数を高くすると出力されるパルスの幅が短くな
り、周波数を低くするとパルス幅は長くなる。周波数と
出力のパルス幅は反比例する。
FIG. 3A shows a portion corresponding to the j-th data line of the pulse width modulator. Data k, which has been parallel-converted by the serial / parallel converter 3, is set in the pulse generator 203. When the trigger T1 is input to the pulse generator 203, the output level of the pulse generator 203 becomes high. That is, the pulse width modulation signal Dyj is output. The clock pulse C1 is supplied to the pulse generator 203.
Is always input, and when the number of clock pulses input to the pulse generator 203 after the input of the trigger T1 reaches the set value k, the output (Dyj) becomes low level. The timing chart at this time is as shown in FIG. In this way, a pulse having a width proportional to the input value k is created. Here, if the frequency of the clock pulse C1 supplied to the pulse generator is changed, the width of the pulse output from the pulse generator 203 can be changed even if the same value k is set. That is, the clock pulse C1
When the frequency is increased, the width of the output pulse becomes shorter, and when the frequency is lowered, the pulse width becomes longer. Frequency and output pulse width are inversely proportional.

【0040】切換信号s2がONのとき(Vaが高いと
き)は図3(a)のスイッチ202がa側に入り、クロ
ックジェネレータ200のクロックをパルス発生器20
3に出力する。クロックジェネレータ200のクロック
は周波数が高いため、パルス発生器203からの出力D
yjのパルス幅は短くなる。切換信号s2がOFFのと
き(Vaが低いとき)はスイッチ202はbに入り、ク
ロックジェネレータ201のクロックがパルス発生器2
03に入力される。この場合同じDjの信号(k)がパ
ルス発生器203に入力されても、クロックジェネレー
タ201のクロック周波数が低いため、パルス発生器2
03からの出力Dyjのパルス幅は長くなる。このよう
にして、Vaが高いときと低いときでパルス幅を変え、
輝度を補正している再び図1に戻る。走査信号発生器5
はパネル10の走査行を1行選択し、その選択行に走査
信号Dx1〜Dxmを入力する。この選択された行は1
水平走査期間(1H)選択される。
When the switching signal s2 is ON (when Va is high), the switch 202 shown in FIG.
Output to 3. Since the clock of the clock generator 200 has a high frequency, the output D from the pulse
The pulse width of yj becomes shorter. When the switching signal s2 is OFF (when Va is low), the switch 202 is set to b, and the clock of the clock generator 201 is changed to the pulse generator 2
03 is input. In this case, even if the same signal (k) of Dj is input to the pulse generator 203, the clock frequency of the clock generator 201 is low.
The pulse width of the output Dyj from No. 03 becomes long. In this way, the pulse width is changed between when Va is high and when Va is low,
Returning to FIG. 1 again for correcting the luminance. Scanning signal generator 5
Selects one scan row of the panel 10 and inputs the scan signals Dx1 to Dxm to the selected row. This selected row is 1
The horizontal scanning period (1H) is selected.

【0041】次に本実施形態の動作を図4のタイミング
チャートを用いて説明する。図中の記号は図1と同じも
のである。
Next, the operation of this embodiment will be described with reference to the timing chart of FIG. The symbols in the figure are the same as those in FIG.

【0042】ここでは仮にNTSC信号s1の第n−1
フレームまでは画像の空間周波数が低く、第nフレーム
から画像の周波数が高くなったと考える。また、図中の
NTSC信号s1は各フレームで1H分の信号のみを代
表して示している。
Here, suppose that the (n-1) th of the NTSC signal s1 is
It is considered that the spatial frequency of the image is low up to the frame and the frequency of the image is high from the n-th frame. Also, the NTSC signal s1 in the figure represents only 1H signal in each frame.

【0043】今、周波数識別器2が第n−1フレームま
での画像データは空間周波数が低く、第nフレームの画
像データから空間周波数が高いと判断したとする。この
時切換信号s2は第nフレームまではOFF状態であ
る。周波数識別器は第nフレームの画像データがすべて
入力されると画像の周波数が高くなったと判断し、図4
に示すように第n+1フレームから切換信号s2がON
になる。切換信号s2がONになると、前記のパルス幅
変調器4はパルス幅が短くなるようにクロックを切り換
える(図3(a)のスイッチ202をaに入れる)。そ
の結果、パルス幅は短くなる。図4のDyjはパネルの
ある垂直方向の一列(j列目)の信号である。パルス幅
Lは、第n+1フレームから短くなっている。これによ
り、輝度の補正を行う。
Now, it is assumed that the frequency discriminator 2 determines that the image data up to the (n-1) th frame has a low spatial frequency and that the image data of the nth frame has a high spatial frequency. At this time, the switching signal s2 is off until the n-th frame. When all the image data of the n-th frame is input, the frequency discriminator determines that the frequency of the image has increased, and
, The switching signal s2 is turned on from the (n + 1) th frame.
become. When the switching signal s2 is turned on, the pulse width modulator 4 switches the clock so that the pulse width becomes short (the switch 202 in FIG. 3A is set to a). As a result, the pulse width becomes shorter. Dyj in FIG. 4 is a signal in one column (the j-th column) in the vertical direction of the panel. The pulse width L is shorter from the (n + 1) th frame. Thereby, the luminance is corrected.

【0044】切換信号s2がONになると、Vaもそれ
までの電圧値よりも大きくなる。これにより、発光点の
サイズが小さくなり画像の鮮鋭度が上がる。また、Va
が大きくなることによる輝度上昇は、前記のパルス幅の
短縮により補正される。
When the switching signal s2 is turned on, Va also becomes larger than the previous voltage value. As a result, the size of the light emitting point is reduced, and the sharpness of the image is increased. Also, Va
The increase in luminance due to the increase in the width is corrected by shortening the pulse width.

【0045】同様に、あるフレームから空間周波数が低
くなったと判断すれば、次のフレームからVaを下げ、
発光点サイズを大きくする。また、同時に輝度補正のた
めにパルス幅を長くする。
Similarly, if it is determined that the spatial frequency has decreased from one frame, Va is decreased from the next frame, and
Increase the emission point size. At the same time, the pulse width is increased for luminance correction.

【0046】走査信号Dx1〜Dxmは1Hの幅のパル
ス信号で、パネルの1行ごとに順次入力される。図4で
はパネルのi行目の走査信号(Dxi)を示している。
The scanning signals Dx1 to Dxm are pulse signals having a width of 1H, and are sequentially input for each row of the panel. FIG. 4 shows a scanning signal (Dxi) on the i-th row of the panel.

【0047】このように、画像処理により表示画像の鮮
鋭度を変えずに、発光点サイズによって鮮鋭度を変える
ことで、鮮鋭度の変換が簡単な回路で実現できる。
As described above, by changing the sharpness depending on the light emitting point size without changing the sharpness of the displayed image by the image processing, the conversion of the sharpness can be realized by a simple circuit.

【0048】<表示パネルの構成と製造法>次に、本実
施形態が適用した画像表示装置の表示パネルの構成と製
造法について、具体的な例を示して説明する。
<Structure and Manufacturing Method of Display Panel> Next, the structure and manufacturing method of the display panel of the image display device to which this embodiment is applied will be described with reference to specific examples.

【0049】図5は、実施形態に用いた表示パネルの斜
視図であり、内部構造を示すためにパネルの1部を切り
欠いて示している。
FIG. 5 is a perspective view of the display panel used in the embodiment, in which a part of the panel is cut away to show the internal structure.

【0050】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。
In the figure, 1005 is a rear plate, 1006
Is a side wall, 1007 is a face plate, 1005
1007 form an airtight container for maintaining the inside of the display panel at a vacuum. When assembling an airtight container, it is necessary to seal the joints of each member to maintain sufficient strength and airtightness.For example, apply frit glass to the joints, and in air or nitrogen atmosphere, Sealing was achieved by baking at 400 to 500 degrees for 10 minutes or more. A method of evacuating the inside of the airtight container to a vacuum will be described later.

【0051】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NxM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。本実施形態において
は、N=3072,M=1024とした。)前記NxM
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。前記、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。
The rear plate 1005 has a substrate 1001
Is fixed, but the cold cathode device 1002 is provided on the substrate.
N × M are formed. (N and M are positive integers of 2 or more and are appropriately set according to the target number of display pixels. For example, in a display device for displaying high-definition television, N = 3000, M It is desirable to set a number equal to or greater than 1000. In the present embodiment, N = 3072 and M = 1024.)
The cold cathode elements are arranged in a simple matrix by M row-directional wirings 1003 and N column-directional wirings 1004. The portion constituted by 1001 to 1004 is called a multi-electron beam source. The manufacturing method and structure of the multi-electron beam source will be described later in detail.

【0052】本実施形態においては、気密容器のリアプ
レート1005にマルチ電子ビーム源の基板1001を
固定する構成としたが、マルチ電子ビーム源の基板10
01が十分な強度を有するものである場合には、気密容
器のリアプレートとしてマルチ電子ビーム源の基板10
01自体を用いてもよい。
In this embodiment, the multi electron beam source substrate 1001 is fixed to the rear plate 1005 of the airtight container.
01 has sufficient strength, the substrate 10 of the multi-electron beam source is used as a rear plate of the hermetic container.
01 itself may be used.

【0053】また、フェースプレート1007の下面に
は、蛍光膜1008が形成されている。本実施形態はカ
ラー表示装置であるため、蛍光膜1008の部分にはC
RTの分野で用いられる赤、緑、青、の3原色の蛍光体
が塗り分けられている。各色の蛍光体は、たとえば図6
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。
On the lower surface of the face plate 1007, a fluorescent film 1008 is formed. Since the present embodiment is a color display device, the fluorescent film 1008 has C
Phosphors of three primary colors of red, green and blue used in the field of RT are separately applied. The phosphor of each color is, for example, as shown in FIG.
As shown in the figure, a black conductor 1010 is provided between stripes of the phosphor.
The purpose of providing the black conductor 1010 is to prevent the display color from shifting even if the electron beam irradiation position is slightly shifted, and to prevent the reflection of external light to prevent the display contrast from lowering. And preventing charge-up of the fluorescent film by the electron beam. Black conductor 1010
Although graphite was used as a main component in the above, other materials may be used as long as they are suitable for the above purpose.

【0054】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。
When a monochrome display panel is manufactured, a monochromatic phosphor material may be used for the phosphor film 1008, and a black conductive material is not necessarily used.

【0055】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。
A metal back 1009 known in the field of CRT is provided on the surface of the fluorescent film 1008 on the rear plate side.
Is provided. The purpose of providing the metal back 1009 is
A part of the light emitted from the fluorescent film 1008 is specularly reflected to improve the light utilization rate, or the fluorescent film 1008
8 to protect it, to act as an electrode for applying an electron beam acceleration voltage, and to act as a conductive path for excited electrons of the fluorescent film 1008. The metal back 1009 was formed by forming a fluorescent film 1008 on the face plate substrate 1007, smoothing the surface of the fluorescent film, and vacuum-depositing Al thereon.
Note that when a fluorescent material for low voltage is used for the fluorescent film 1008, the metal back 1009 is not used.

【0056】また、本実施形態では用いなかったが、加
速電圧の印加用や蛍光膜の導電性向上を目的として、フ
ェースプレート基板1007と蛍光膜1008との間
に、たとえばITOを材料とする透明電極を設けてもよ
い。
Although not used in the present embodiment, for the purpose of applying an acceleration voltage and improving the conductivity of the fluorescent film, a transparent material made of, for example, ITO is provided between the face plate substrate 1007 and the fluorescent film 1008. Electrodes may be provided.

【0057】また、Dx1〜DxmおよびDy1〜Dynおよび
Hvは、当該表示パネルと不図示の電気回路とを電気的
に接続するために設けた気密構造の電気接続用端子であ
る。Dx1〜Dxmはマルチ電子ビーム源の行方向配線10
03と、Dy1〜Dynはマルチ電子ビーム源の列方向配線
1004と、Hvはフェースプレートのメタルバック1
009と電気的に接続している。
Dx1 to Dxm, Dy1 to Dyn, and Hv are electric connection terminals having an airtight structure provided for electrically connecting the display panel to an electric circuit (not shown). Dx1 to Dxm are the row wirings 10 of the multi-electron beam source.
03, Dy1 to Dyn are the column direction wirings 1004 of the multi-electron beam source, and Hv is the metal back 1 of the face plate.
009 electrically.

【0058】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1x10マ
イナス5乗ないしは1x10マイナス7乗[Torr]
の真空度に維持される。
In order to evacuate the inside of the airtight container, after the airtight container is assembled, an exhaust pipe (not shown) and a vacuum pump are connected, and the inside of the airtight container is raised to the power of 10 −7 [T
orr]. Thereafter, the exhaust pipe is sealed, but a getter film (not shown) is formed at a predetermined position in the airtight container immediately before or after the sealing in order to maintain the degree of vacuum in the airtight container. The getter film is, for example, a film formed by heating and depositing a getter material containing Ba as a main component by a heater or high-frequency heating,
Due to the adsorbing action of the getter film, the inside of the airtight container is 1 × 10 −5 or 1 × 10 −7 [Torr].
Is maintained at a vacuum degree.

【0059】以上、本発明実施形態の表示パネルの基本
構成と製法を説明した。
The basic configuration and manufacturing method of the display panel according to the embodiment of the present invention have been described above.

【0060】次に、前記実施形態の表示パネルに用いた
マルチ電子ビーム源の製造方法について説明する。本発
明の画像表示装置に用いるマルチ電子ビーム源は、冷陰
極素子を単純マトリクス配線した電子源であれば、冷陰
極素子の材料や形状あるいは製法に制限はない。したが
って、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。
Next, a method of manufacturing the multi-electron beam source used for the display panel of the above embodiment will be described. The material, shape, and manufacturing method of the cold cathode device are not limited as long as the multi-electron beam source used for the image display device of the present invention is an electron source in which cold cathode devices are arranged in a simple matrix. Therefore, for example, a cold cathode device such as a surface conduction type emission device, an FE type, or an MIM type can be used.

【0061】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
装置のマルチ電子ビーム源に用いるには、最も好適であ
ると言える。そこで、上記実施形態の表示パネルにおい
ては、電子放出部もしくはその周辺部を微粒子膜から形
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。
However, in a situation where a display device having a large display screen and an inexpensive display device is required, among these cold cathode devices, the surface conduction type emission device is particularly preferable. That is, in the FE type, since the relative position and shape of the emitter cone and the gate electrode greatly affect the electron emission characteristics, extremely high-precision manufacturing technology is required, but this achieves a large area and a reduction in manufacturing cost. Is a disadvantageous factor. In the case of the MIM type, it is necessary to make the thicknesses of the insulating layer and the upper electrode thin and uniform, which is also a disadvantageous factor in achieving a large area and a reduction in manufacturing cost. On the other hand, since the surface conduction electron-emitting device has a relatively simple manufacturing method, it is easy to increase the area and reduce the manufacturing cost. In addition, the inventors have found that among the surface conduction electron-emitting devices, those in which the electron-emitting portion or its peripheral portion is formed of a fine particle film have particularly excellent electron-emitting characteristics and can be easily manufactured. Therefore, it can be said that it is most suitable for use in a multi-electron beam source of a high-luminance, large-screen image display device. Therefore, in the display panel of the above embodiment, a surface conduction electron-emitting device in which the electron-emitting portion or its peripheral portion is formed of a fine particle film is used. Therefore, the basic configuration, manufacturing method and characteristics of a suitable surface conduction electron-emitting device will be described first, and then the structure of a multi-electron beam source in which many devices are arranged in a simple matrix will be described.

【0062】<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。
<Suitable element structure and manufacturing method of surface conduction type emission element> A typical configuration of a surface conduction type emission element in which an electron emission portion or its peripheral portion is formed of a fine particle film is a flat type or a vertical type. Kinds are given.

【0063】<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7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。
<Plane type surface conduction electron-emitting device> First, the structure and manufacturing method of a plane type surface conduction electron-emitting device will be described. FIG. 7 is a plan view (a) and a cross-sectional view (b) for describing the configuration of a planar surface conduction electron-emitting device. In the figure, 1101 is a substrate, 1102 and 1
103, a device electrode; 1104, a conductive thin film; 1105, an electron-emitting portion formed by an energization forming process;
Reference numeral 13 denotes a thin film formed by the activation process.

【0064】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。
As the substrate 1101, for example, various glass substrates such as quartz glass and blue plate glass, various ceramics substrates such as alumina, or an insulating layer made of, for example, SiO 2 is laminated on the various substrates described above. Substrate or the like can be used.

【0065】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。
The device electrodes 1102 and 1103 provided on the substrate 1101 in parallel with the substrate surface are formed of a conductive material. For example, N
i, Cr, Au, Mo, W, Pt, Ti, Cu, Pd,
The material may be appropriately selected from metals such as Ag and the like, alloys of these metals, metal oxides such as In 2 O 3 —SnO 2, and semiconductors such as polysilicon. An electrode can be easily formed by using a combination of a film forming technique such as vacuum evaporation and a patterning technique such as photolithography and etching. However, the electrode can be formed by other methods (for example, printing technique). I can't wait.

【0066】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。
The shapes of the device electrodes 1102 and 1103 are appropriately designed according to the application purpose of the electron-emitting device.
Generally, the electrode spacing L is usually designed by selecting an appropriate value from the range of several hundreds of angstroms to several hundreds of micrometers. It is in the range of ten micrometers. Further, regarding the thickness d of the device electrode,
Usually, an appropriate numerical value is selected from the range of several hundred angstroms to several micrometers.

【0067】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。
A fine particle film is used for the conductive thin film 1104. The fine particle film mentioned here is a film containing many fine particles as a constituent element (including an island-shaped aggregate).
I mean If you examine the microparticle film microscopically, usually
A structure in which the individual fine particles are spaced apart, a structure in which the fine particles are adjacent to each other, or a structure in which the fine particles overlap each other is observed.

【0068】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。
The particle size of the fine particles used in the fine particle film is in the range of several Angstroms to several thousand Angstroms, and preferably in the range of 10 Angstroms to 200 Angstroms. Further, the thickness of the fine particle film is appropriately set in consideration of various conditions described below. That is, the device electrode 11
02, or 1103, conditions necessary for satisfactorily performing energization forming described later, conditions necessary for setting the electric resistance of the fine particle film itself to an appropriate value described later. , And so on.

【0069】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。
Specifically, the setting is made in the range of several Angstroms to several thousand Angstroms, and the most preferable is between 10 Angstroms and 500 Angstroms.

【0070】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
nO2 ,In2 O3 ,PbO,Sb2 O3 ,などをはじ
めとする酸化物や、HfB2 ,ZrB2 ,LaB6 ,C
eB6 ,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。
Materials that can be used to form the fine particle film include, for example, Pd, Pt, Ru, Ag,
Au, Ti, In, Cu, Cr, Fe, Zn, Sn, T
a, W, Pb, and other metals, PdO, S
Oxides such as nO2, In2 O3, PbO, Sb2 O3, etc .; HfB2, ZrB2, LaB6, C
Borides such as eB6, YB4, GdB4, etc., TiC, ZrC, HfC, TaC, SiC, WC,
And other carbides, TiN, ZrN, Hf
Nitrides such as N, etc., semiconductors such as Si, Ge, etc., carbon, and the like are listed, and are appropriately selected from these.

【0071】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。
As described above, the conductive thin film 1104 is formed of a fine particle film.
It was set to be included in the range of 10 3 to 10 7 [Ohm / sq].

【0072】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7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。
The conductive thin film 1104 and the device electrode 11
Since it is desirable that the wires 02 and 1103 be electrically connected well, they have a structure in which a part of each overlaps with the other. In the example of FIG. 7, the overlapping manner is such that the substrate, the device electrode, and the conductive thin film are stacked in this order from the bottom, but in some cases, the substrate, the conductive thin film, and the device electrode are stacked in this order from the bottom. I can't wait.

【0073】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7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。
The electron-emitting portion 1105 is a crack-like portion formed in a part of the conductive thin film 1104, and has a higher electrical property than the surrounding conductive thin film. The crack is formed by performing a later-described energization forming process on the conductive thin film 1104. Fine particles having a particle size of several Angstroms to several hundred Angstroms may be arranged in the crack. Since it is difficult to accurately and accurately show the actual position and shape of the electron-emitting portion, they are schematically shown in FIG. In addition, in the plan view (a), an element in which a part of the thin film 1113 is removed is illustrated.

【0074】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。
The thin film 1113 is a thin film made of carbon or a carbon compound, and covers the electron emitting portion 1105 and its vicinity. The thin film 1113 is formed by performing an energization activation process described later after the energization forming process.

【0075】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[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。
The thin film 1113 is made of any one of single crystal graphite, polycrystal graphite and amorphous carbon, or a mixture thereof, and has a thickness of 500 [Å] or less, but 300 [Å] or less. Is more preferred.

【0076】以上、好ましい素子の基本構成を述べた
が、実施形態においては以下のような素子を用いた。
The basic structure of the preferred element has been described above. In the embodiment, the following element is used.

【0077】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。
That is, blue glass was used for the substrate 1101, and Ni thin films were used for the device electrodes 1102 and 1103. The thickness d of the device electrode was 1000 [angstrom], and the electrode interval L was 2 [micrometer].

【0078】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。
As a main material of the fine particle film, Pd or P
Using dO, the thickness of the fine particle film was set to about 100 [angstrom], and the width W was set to 100 [micrometer].

【0079】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8(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、各部材の表記は図7と同一である。
Next, a description will be given of a method of manufacturing a preferred flat surface conduction electron-emitting device. FIGS. 8 (a) to 8 (d)
FIG. 9 is a cross-sectional view for explaining a manufacturing process of the surface conduction electron-emitting device, in which notation of each member is the same as FIG. 7.

【0080】1)まず、図8(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。
1) First, as shown in FIG. 8A, device electrodes 1102 and 1103 are formed on a substrate 1101.

【0081】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、同図(a)に示した一対の素子電極(1102と1
103)を形成する。
When forming, the substrate 1
After sufficiently washing 101 with a detergent, pure water and an organic solvent,
The material of the device electrode is deposited. (As a deposition method, for example, a vacuum film forming technique such as a vapor deposition method or a sputtering method may be used.) Thereafter, the deposited electrode material is patterned by using a photolithography / etching technique, and ), A pair of device electrodes (1102 and 1
103) is formed.

【0082】2)次に、同図(b)に示すように、導電
性薄膜1104を形成する。
2) Next, a conductive thin film 1104 is formed as shown in FIG.

【0083】形成するにあたっては、まず前記(a)の
基板に有機金属溶液を塗布して乾燥し、加熱焼成処理し
て微粒子膜を成膜した後、フォトリソグラフィー・エッ
チングにより所定の形状にパターニングする。ここで、
有機金属溶液とは、導電性薄膜に用いる微粒子の材料を
主要元素とする有機金属化合物の溶液である。(具体的
には、本実施形態では主要元素としてPdを用いた。ま
た、実施形態では塗布方法として、ディッピング法を用
いたが、それ以外のたとえばスピンナー法やスプレー法
を用いてもよい。) また、微粒子膜で作られる導電性薄膜の成膜方法として
は、本実施形態で用いた有機金属溶液の塗布による方法
以外の、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。
In the formation, first, an organic metal solution is applied to the substrate (a), dried, heated and baked to form a fine particle film, and then patterned into a predetermined shape by photolithography and etching. . here,
The organic metal solution is a solution of an organic metal compound containing a material of fine particles used for the conductive thin film as a main element. (Specifically, in the present embodiment, Pd is used as a main element. In the embodiment, a dipping method is used as a coating method, but other methods such as a spinner method and a spray method may be used.) In addition, as a method for forming a conductive thin film made of a fine particle film, other than the method of applying the organometallic solution used in the present embodiment, for example, a vacuum evaporation method, a sputtering method, or a chemical vapor deposition method may be used. Sometimes used.

【0084】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。
3) Next, as shown in FIG. 9C, a forming power supply
3, an appropriate voltage is applied, and an energization forming process is performed to form the electron-emitting portion 1105.

【0085】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。
The energization forming process is to energize the conductive thin film 1104 made of a fine particle film, and to appropriately break, deform, or alter a part of the conductive thin film 1104 to change into a structure suitable for emitting electrons. This is the process that causes A portion of the conductive thin film made of a fine particle film that has been changed to a structure suitable for emitting electrons (that is, the electron emitting portion 110
In 5), an appropriate crack is formed in the thin film.
Note that the electrical resistance measured between the device electrodes 1102 and 1103 is significantly increased after the formation of the electron emission portions 1105 as compared to before the formation.

【0086】通電方法をより詳しく説明するために、図
9に、フォーミング用電源1110から印加する適宜の
電圧波形の一例を示す。微粒子膜で作られた導電性薄膜
をフォーミングする場合には、パルス状の電圧が好まし
く、本実施形態の場合には同図に示したようにパルス幅
T1の三角波パルスをパルス間隔T2で連続的に印加し
た。その際には、三角波パルスの波高値Vpfを、順次
昇圧した。また、電子放出部1105の形成状況をモニ
タ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。
FIG. 9 shows an example of an appropriate voltage waveform applied from the forming power supply 1110 in order to explain the energization method in more detail. When forming a conductive thin film made of a fine particle film, a pulse-like voltage is preferable. In the case of this embodiment, a triangular wave pulse having a pulse width T1 is continuously generated at a pulse interval T2 as shown in FIG. Was applied. At that time, the peak value Vpf of the triangular wave pulse was sequentially increased. Also, monitor pulses Pm for monitoring the state of formation of the electron-emitting portion 1105 are inserted at appropriate intervals between the triangular-wave pulses, and the current flowing at that time is measured by the ammeter 1.
It was measured at 111.

【0087】実施形態においては、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
10[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1x10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1x10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。
In the embodiment, for example, in a vacuum atmosphere of about 10 −5 [torr], for example, the pulse width T1 is 1 [millisecond], the pulse interval T2 is 10 [millisecond], and the peak value Vpf is The voltage was increased by 0.1 [V] for each pulse. Then, the monitor pulse Pm was inserted at a rate of one every time five triangular waves were applied. The monitor pulse voltage Vpm was set to 0.1 [V] so as not to adversely affect the forming process. Then, when the electric resistance between the element electrodes 1102 and 1103 becomes 1 × 10 6 [ohm], that is, the current measured by the ammeter 1111 when the monitor pulse is applied becomes 1 × 10 −7 [A] or less. At this stage, the energization related to the forming process was terminated.

【0088】なお、上記の方法は、本実施形態の表面伝
導型放出素子に関する好ましい方法であり、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。
The above method is a preferable method for the surface conduction electron-emitting device according to the present embodiment. For example, the design of the surface conduction electron-emitting device such as the material and film thickness of the fine particle film or the element electrode interval L is changed. In such a case, it is desirable to appropriately change the energization conditions accordingly.

【0089】4)次に、図8(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。
4) Next, as shown in FIG. 8D, an appropriate voltage is applied between the element electrodes 1102 and 1103 from the activating power supply 1112, and the energizing activation process is performed to perform electron emission characteristics. Make improvements.

【0090】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。
The energization activation process is a process of energizing the electron-emitting portion 1105 formed by the energization forming process under appropriate conditions and depositing carbon or a carbon compound in the vicinity thereof. (In the figure, a deposit made of carbon or a carbon compound is schematically shown as a member 1113.) By performing the activation process, the emission current at the same applied voltage is typically smaller than that before the activation. Specifically, it can be increased by 100 times or more.

【0091】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
囲気中に存在する有機化合物を起源とする炭素もしくは
炭素化合物を堆積させる。堆積物1113は、単結晶グ
ラファイト、多結晶グラファイト、非晶質カーボン、の
いずれかか、もしくはその混合物であり、膜厚は500
[オングストローム]以下、より好ましくは300[オ
ングストローム]以下である。
Specifically, 10 minus the fourth power to 1
By applying a voltage pulse periodically in a vacuum atmosphere within the range of 0 to the fifth power [torr], carbon or a carbon compound originating from an organic compound existing in the vacuum atmosphere is deposited. The deposit 1113 is any of single crystal graphite, polycrystalline graphite, and amorphous carbon, or a mixture thereof, and has a thickness of 500.
[Angstrom] or less, more preferably 300 [angstrom] or less.

【0092】通電方法をより詳しく説明するために、図
10(a)に、活性化用電源1112から印加する適宜
の電圧波形の一例を示す。本実施形態においては、一定
電圧の矩形波を定期的に印加して通電活性化処理を行っ
たが、具体的には,矩形波の電圧Vacは14[V],
パルス幅T3は1[ミリ秒],パルス間隔T4は10
[ミリ秒]とした。なお、上述の通電条件は、本実施形
態の表面伝導型放出素子に関する好ましい条件であり、
表面伝導型放出素子の設計を変更した場合には、それに
応じて条件を適宜変更するのが望ましい。
FIG. 10A shows an example of an appropriate voltage waveform applied from the activation power supply 1112 in order to explain the energization method in more detail. In the present embodiment, the energization activation process is performed by periodically applying a rectangular wave having a constant voltage, but specifically, the voltage Vac of the rectangular wave is 14 [V],
The pulse width T3 is 1 [millisecond], and the pulse interval T4 is 10
[Milliseconds]. Note that the above-described energization conditions are preferable conditions for the surface conduction electron-emitting device of the present embodiment,
When the design of the surface conduction electron-emitting device is changed, it is desirable to appropriately change the conditions accordingly.

【0093】図8(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10(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。
Reference numeral 1114 shown in FIG. 8D denotes an anode electrode for capturing the emission current Ie emitted from the surface conduction electron-emitting device. The anode electrode 1114 is connected to a DC high-voltage power supply 1115 and an ammeter 1116. (Note that the substrate 1101 is
When the activation process is performed after being incorporated in the display panel, the phosphor screen of the display panel is used as the anode electrode 1114. While the voltage is applied from the activation power supply 1112, the emission current Ie is measured by the ammeter 1116 to monitor the progress of the energization activation processing, and the activation power supply 1112 is monitored.
Control the operation of. An example of the emission current Ie measured by the ammeter 1116 is shown in FIG.
When the application of the pulse voltage starts from 12, the emission current Ie increases with the passage of time, but eventually saturates and hardly increases. As described above, when the emission current Ie is substantially saturated, the application of the voltage from the activation power supply 1112 is stopped, and the energization activation process ends.

【0094】なお、上述の通電条件は、本実施形態の表
面伝導型放出素子に関する好ましい条件であり、表面伝
導型放出素子の設計を変更した場合には、それに応じて
条件を適宜変更するのが望ましい。
The above-mentioned energization conditions are preferable conditions for the surface conduction electron-emitting device of the present embodiment, and when the design of the surface conduction electron-emitting device is changed, the conditions should be changed accordingly. desirable.

【0095】以上のようにして、図8(e)に示す平面
型の表面伝導型放出素子を製造した。
As described above, the plane type surface conduction electron-emitting device shown in FIG. 8E was manufactured.

【0096】<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。
<Vertical Surface Conduction Emission Device> Next, another typical structure of a surface conduction electron-emitting device in which the electron-emitting portion or its periphery is formed of a fine particle film, that is, a vertical surface-conduction emission device. The configuration of the element will be described.

【0097】図11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。
FIG. 11 is a schematic cross-sectional view for explaining the basic structure of the vertical type. In FIG.
202 and 1203 are device electrodes, 1206 is a step forming member, 1204 is a conductive thin film using a fine particle film, 1205
Are electron-emitting portions formed by an energization forming process;
213 is a thin film formed by the activation process.

【0098】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、先に説明した図7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1202および1203、微粒子膜を用いた導電性
薄膜1204、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。
The difference between the vertical type and the flat type described above is that one of the element electrodes (1202) is provided on the step forming member 1206, and the conductive thin film 1204 is provided on the side surface of the step forming member 1206. It is in the point of coating. Accordingly, the above-described element electrode interval L in the planar type shown in FIG. 7 is set as the step height Ls of the step forming member 1206 in the vertical type. Note that for the substrate 1201, the element electrodes 1202 and 1203, and the conductive thin film 1204 using a fine particle film, the materials listed in the description of the planar type can be used in the same manner. For the step forming member 1206, an electrically insulating material such as SiO2 is used.

【0099】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12(a)〜(f)は、製造工程
を説明するための断面図で、各部材の表記は図11と同
一である。
Next, a method of manufacturing a vertical surface conduction electron-emitting device will be described. FIGS. 12A to 12F are cross-sectional views for explaining a manufacturing process, and the notation of each member is the same as FIG.

【0100】1)まず、図12(a)に示すように、基
板1201上に素子電極1203を形成する。
1) First, as shown in FIG. 12A, an element electrode 1203 is formed on a substrate 1201.

【0101】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。
2) Next, as shown in FIG. 7B, an insulating layer for forming a step forming member is laminated. The insulating layer may be formed by laminating SiO2 by sputtering, for example, but other film forming methods such as vacuum deposition or printing may be used.

【0102】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。
3) Next, as shown in FIG. 10C, an element electrode 1202 is formed on the insulating layer.

【0103】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。
4) Next, as shown in FIG. 11D, a part of the insulating layer is removed by using, for example, an etching method to expose the element electrode 1203.

【0104】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。
5) Next, as shown in FIG. 11E, a conductive thin film 1204 using a fine particle film is formed. For the formation, as in the case of the flat type, a film forming technique such as a coating method may be used.

【0105】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8(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8(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12(f)に示す垂直型の表面伝
導型放出素子を製造した。
6) Next, as in the case of the flat type, an energization forming process is performed to form an electron-emitting portion.
(The same process as the planar type energization forming process described with reference to FIG. 8C may be performed.) 7) Next, as in the case of the planar type, the energization activation process is performed, and the electron emission section is performed. Carbon or a carbon compound is deposited in the vicinity. (A process similar to the planar energization activation process described with reference to FIG. 8D may be performed.) As described above, the vertical surface conduction electron-emitting device shown in FIG. Manufactured.

【0106】<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。
<Characteristics of Surface Conduction Emission Element Used in Display Device> The element structure and manufacturing method of the planar and vertical surface conduction electron-emitting devices have been described above. Next, the characteristics of the element used in the display device will be described. Is described.

【0107】図13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。
FIG. 13 shows typical examples of (emission current Ie) vs. (device applied voltage Vf) characteristics and (device current If) vs. (device applied voltage Vf) characteristics of the devices used in the display device. . Note that the emission current Ie is significantly smaller than the element current If, and it is difficult to show the same current on the same scale.
Since these characteristics are changed by changing design parameters such as the size and shape of the element, the two graphs are shown in arbitrary units.

【0108】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。
The element used for the display device has the following three characteristics regarding the emission current Ie.

【0109】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。
First, a certain voltage (this is referred to as a threshold voltage Vth
When a voltage of the above magnitude is applied to the element, the emission current Ie sharply increases. On the other hand, at a voltage lower than the threshold voltage Vth, the emission current Ie is hardly detected.

【0110】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。
That is, the non-linear element has a clear threshold voltage Vth with respect to the emission current Ie.

【0111】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。
Secondly, since the emission current Ie changes depending on the voltage Vf applied to the element, the emission current Ie varies with the voltage Vf.
The magnitude of e can be controlled.

【0112】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。
Third, since the response speed of the current Ie emitted from the element is faster with respect to the voltage Vf applied to the element, the amount of charge of the electrons emitted from the element depends on the length of time during which the voltage Vf is applied. Can control.

【0113】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。
Because of the above characteristics, the surface conduction electron-emitting device could be suitably used for a display device. For example, in a display device in which a large number of elements are provided corresponding to pixels of a display screen, if the first characteristic is used, display can be performed by sequentially scanning the display screen. That is,
The driving element has a threshold voltage Vt according to a desired light emission luminance.
h or higher, and a voltage lower than the threshold voltage Vth is applied to the non-selected elements. By sequentially switching the elements to be driven, the display screen can be sequentially scanned and displayed.

【0114】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。
Further, since the emission luminance can be controlled by using the second characteristic or the third characteristic, a gradation display can be performed.

【0115】<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。
<Structure of a Multi-Electron Beam Source in Which Many Devices are Wired in a Simple Matrix> Next, the structure of a multi-electron beam source in which the above-described surface conduction electron-emitting devices are arranged on a substrate and wired in a simple matrix will be described.

【0116】図14に示すのは、図5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、
図7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1003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。
FIG. 14 is a plan view of the multi-electron beam source used for the display panel of FIG. On the board,
Surface-conduction emission devices similar to those shown in FIG. 7 are arranged, and these devices are wired in a simple matrix by row-direction wiring electrodes 1003 and column-direction wiring electrodes 1004. Row direction wiring electrode 1003 and column direction wiring electrode 1004
An insulating layer (not shown) is formed between the electrodes at the intersections of the two to maintain electrical insulation.

【0117】図14のA−A’に沿った断面を、図15
に示す。
FIG. 15 is a sectional view taken along the line AA ′ of FIG.
Shown in

【0118】なお、このような構造のマルチ電子源は、
あらかじめ基板上に行方向配線電極1003、列方向配
線電極1004、電極間絶縁層(不図示)、および表面
伝導型放出素子の素子電極と導電性薄膜を形成した後、
行方向配線電極1003および列方向配線電極1004
を介して各素子に給電して通電フォーミング処理と通電
活性化処理を行うことにより製造した。
The multi-electron source having such a structure is as follows.
After previously forming a row direction wiring electrode 1003, a column direction wiring electrode 1004, an interelectrode insulating layer (not shown), and a device electrode and a conductive thin film of a surface conduction electron-emitting device on a substrate,
Row direction wiring electrode 1003 and column direction wiring electrode 1004
The device was manufactured by supplying power to each element through the device and performing an energization forming process and an energization activation process.

【0119】図16は、前記説明の表面伝導型放出素子
を電子ビーム源として用いたディスプレイパネルに、た
とえばテレビジョン放送をはじめとする種々の画像情報
源より提供される画像情報を表示できるように構成した
多機能表示装置の一例を示すための図である。
FIG. 16 shows a display panel using the above-described surface conduction electron-emitting device as an electron beam source so that image information provided from various image information sources such as television broadcasting can be displayed. It is a figure for showing an example of the constituted multifunctional display.

【0120】図中、2100はディスプレイパネル、2
101はディスプレイパネルの駆動回路、2102はデ
ィスプレイコントローラ、2103はマルチプレクサ、
2104はデコーダ、2105は入出力インターフェー
ス回路、2106はCPU、2107は画像生成回路、
2108および2109および2110は画像メモリイ
ンターフェース回路、2111は画像入力インターフェ
ース回路、2112および2113はTV信号受信回
路、2114は入力部である。(なお、本表示装置は、
たとえばテレビジョン信号のように映像情報と音声情報
の両方を含む信号を受信する場合には、当然映像の表示
と同時に音声を再生するものであるが、本発明の特徴と
直接関係しない音声情報の受信,分離,再生,処理,記
憶などに関する回路やスピーカなどについては説明を省
略する。) 以下、画像信号の流れに沿って各部の機能を説明してゆ
く。
In the figure, reference numeral 2100 denotes a display panel;
101 is a display panel driving circuit, 2102 is a display controller, 2103 is a multiplexer,
2104 is a decoder, 2105 is an input / output interface circuit, 2106 is a CPU, 2107 is an image generation circuit,
2108, 2109 and 2110 are image memory interface circuits, 2111 is an image input interface circuit, 2112 and 2113 are TV signal receiving circuits, and 2114 is an input unit. (Note that this display device
For example, when receiving a signal including both video information and audio information, such as a television signal, the audio is reproduced at the same time as the display of the video, but the audio information is not directly related to the features of the present invention. Descriptions of circuits, speakers, and the like relating to reception, separation, reproduction, processing, storage, and the like are omitted. Hereinafter, the function of each unit will be described along the flow of the image signal.

【0121】まず、TV信号受信回路2113は、たと
えば電波や空間光通信などのような無線伝送系を用いて
伝送されるTV画像信号を受信するための回路である。
受信するTV信号の方式は特に限られるものではなく、
たとえば、NTSC方式、PAL方式、SECAM方式
などの諸方式でもよい。また、これらよりさらに多数の
走査線よりなるTV信号(たとえばMUSE方式をはじ
めとするいわゆる高品位TV)は、大面積化や大画素数
化に適した前記ディスプレイパネルの利点を生かすのに
好適な信号源である。TV信号受信回路2113で受信
されたTV信号は、デコーダ2104に出力される。
First, the TV signal receiving circuit 2113 is a circuit for receiving a TV image signal transmitted using a wireless transmission system such as radio waves or spatial optical communication.
The type of TV signal to be received is not particularly limited,
For example, various systems such as the NTSC system, the PAL system, and the SECAM system may be used. A TV signal (for example, a so-called high-definition TV such as the MUSE system) composed of a larger number of scanning lines is suitable for taking advantage of the display panel suitable for a large area and a large number of pixels. Signal source. The TV signal received by the TV signal receiving circuit 2113 is output to the decoder 2104.

【0122】また、TV信号受信回路2112は、たと
えば同軸ケーブルや光ファイバーなどのような有線伝送
系を用いて伝送されるTV画像信号を受信するための回
路である。前記TV信号受信回路2113と同様に、受
信するTV信号の方式は特に限られるものではなく、ま
た本回路で受信されたTV信号もデコーダ2104に出
力される。
The TV signal receiving circuit 2112 is a circuit for receiving a TV image signal transmitted using a wired transmission system such as a coaxial cable or an optical fiber. As with the TV signal receiving circuit 2113, the type of the TV signal to be received is not particularly limited, and the TV signal received by this circuit is also output to the decoder 2104.

【0123】また、画像入力インターフェース回路21
11は、たとえばTVカメラや画像読み取りスキャナな
どの画像入力装置から供給される画像信号を取り込むた
めの回路で、取り込まれた画像信号はデコーダ2104
に出力される。
Further, the image input interface circuit 21
Reference numeral 11 denotes a circuit for receiving an image signal supplied from an image input device such as a TV camera or an image reading scanner.
Is output to

【0124】また、画像メモリインターフェース回路2
110は、ビデオテープレコーダ(以下VTRと略す)
に記憶されている画像信号を取り込むための回路で、取
り込まれた画像信号はデコーダ2104に出力される。
The image memory interface circuit 2
110 is a video tape recorder (hereinafter abbreviated as VTR)
Is a circuit for capturing the image signal stored in the decoder 2104. The captured image signal is output to the decoder 2104.

【0125】また、画像メモリインターフェース回路2
109は、ビデオディスクに記憶されている画像信号を
取り込むための回路で、取り込まれた画像信号はデコー
ダ2104に出力される。
The image memory interface circuit 2
Reference numeral 109 denotes a circuit for capturing an image signal stored in the video disk, and the captured image signal is output to the decoder 2104.

【0126】また、画像メモリインターフェース回路2
108は、いわゆる静止画ディスクのように、静止画像
データを記憶している装置から画像信号を取り込むため
の回路で、取り込まれた静止画像データはデコーダ21
04に出力される。
The image memory interface circuit 2
Reference numeral 108 denotes a circuit for taking in an image signal from a device that stores still image data, such as a so-called still image disk.
04 is output.

【0127】また、入出力インターフェース回路210
5は、本表示装置と、外部のコンピュータもしくはコン
ピュータネットワークもしくはプリンタなどの出力装置
とを接続するための回路である。画像データや文字デー
タ・図形情報の入出力を行うのはもちろんのこと、場合
によっては本表示装置の備えるCPU2106と外部と
の間で制御信号や数値データの入出力などを行うことも
可能である。
The input / output interface circuit 210
Reference numeral 5 denotes a circuit for connecting the present display device to an external computer, a computer network, or an output device such as a printer. In addition to inputting and outputting image data, character data, and graphic information, control signals and numerical data can be input and output between the CPU 2106 included in the display device and the outside in some cases. .

【0128】また、画像生成回路2107は、前記入出
力インターフェース回路2105を介して外部から入力
される画像データや文字・図形情報や、あるいはCPU
2106より出力される画像データや文字・図形情報に
基づき表示用画像データを生成するための回路である。
本回路の内部には、たとえば画像データや文字・図形情
報を蓄積するための書き換え可能メモリや、文字コード
に対応する画像パターンが記憶されている読みだし専用
メモリや、画像処理を行うためのプロセッサなどをはじ
めとして画像の生成に必要な回路が組み込まれている。
本回路により生成された表示用画像データは、デコーダ
2104に出力されるが、場合によっては前記入出力イ
ンターフェース回路2105を介して外部のコンピュー
タネットワークやプリンタ入出力することも可能であ
る。
Further, the image generation circuit 2107 is provided with image data, character / graphic information input from the outside via the input / output interface circuit 2105, or a CPU.
A circuit for generating display image data based on the image data and character / graphic information output from 2106.
The circuit includes a rewritable memory for storing, for example, image data and character / graphic information, a read-only memory for storing image patterns corresponding to character codes, and a processor for performing image processing. Circuits necessary for generating an image, such as those described above, are incorporated.
The display image data generated by this circuit is output to the decoder 2104, but may be input / output to an external computer network or a printer via the input / output interface circuit 2105 in some cases.

【0129】また、CPU2106は、主として本表示
装置の動作制御や、表示画像の生成や選択や編集に関わ
る作業を行う。
The CPU 2106 mainly performs operations related to operation control of the present display device and generation, selection, and editing of a display image.

【0130】たとえば、マルチプレクサ2103に制御
信号を出力し、ディスプレイパネルに表示する画像信号
を適宜選択したり組み合わせたりする。また、その際に
は表示する画像信号に応じてディスプレイパネルコント
ローラ2102に対して制御信号を発生し、画面表示周
波数や走査方法(たとえばインターレースかノンインタ
ーレースか)や一画面の走査線の数など表示装置の動作
を適宜制御する。
For example, a control signal is output to multiplexer 2103, and image signals to be displayed on the display panel are appropriately selected or combined. In this case, a control signal is generated for the display panel controller 2102 in accordance with the image signal to be displayed, and the display frequency, the scanning method (for example, interlaced or non-interlaced), the number of scanning lines on one screen, and the like are displayed. The operation of the device is appropriately controlled.

【0131】また、前記画像生成回路2107に対して
画像データや文字・図形情報を直接出力したり、あるい
は前記入出力インターフェース回路2105を介して外
部のコンピュータやメモリをアクセスして画像データや
文字・図形情報を入力する。
Further, image data and character / graphic information are directly output to the image generating circuit 2107, or an external computer or memory is accessed via the input / output interface circuit 2105 to access the image data or character / graphic information. Enter graphic information.

【0132】なお、CPU2106は、むろんこれ以外
の目的の作業にも関わるものであっても良い。たとえ
ば、パーソナルコンピュータやワードプロセッサなどの
ように、情報を生成したり処理する機能に直接関わって
も良い。
The CPU 2106 may, of course, be involved in work for other purposes. For example, it may directly relate to a function of generating and processing information, such as a personal computer or a word processor.

【0133】あるいは、前述したように入出力インター
フェース回路2105を介して外部のコンピュータネッ
トワークと接続し、たとえば数値計算などの作業を外部
機器と協同して行っても良い。
Alternatively, the computer may be connected to an external computer network via the input / output interface circuit 2105 as described above, and operations such as numerical calculation may be performed in cooperation with an external device.

【0134】また、入力部2114は、前記CPU21
06に使用者が命令やプログラム、あるいはデータなど
を入力するためのものであり、たとえばキーボードやマ
ウスのほか、ジョイスティック,バーコードリーダー,
音声認識装置など多様な入力機器を用いる事が可能であ
る。
The input unit 2114 is connected to the CPU 21.
06 is for the user to input commands, programs, data, and the like. For example, in addition to a keyboard and a mouse, a joystick, a barcode reader,
Various input devices such as a voice recognition device can be used.

【0135】また、デコーダ2104は、前記2107
ないし2113より入力される種々の画像信号を3原色
信号、または輝度信号とI信号,Q信号に逆変換するた
めの回路である。なお、同図中に点線で示すように、デ
コーダ2104は内部に画像メモリを備えるのが望まし
い。これは、たとえばMUSE方式をはじめとして、逆
変換するに際して画像メモリを必要とするようなテレビ
信号を扱うためである。また、画像メモリを備えること
により、静止画の表示が容易になる、あるいは前記画像
生成回路2107およびCPU2106と協同して画像
の間引き,補間,拡大,縮小,合成をはじめとする画像
処理や編集が容易に行えるようになるという利点が生ま
れるからである。
Also, the decoder 2104 has the
And 2113 are circuits for inversely converting various image signals inputted from 2113 into three primary color signals or luminance signals and I and Q signals. It is to be noted that the decoder 2104 desirably includes an image memory therein, as indicated by a dotted line in FIG. This is for handling a television signal that requires an image memory when performing inverse conversion, such as the MUSE method. Further, the provision of the image memory facilitates the display of a still image, or enables image processing and editing including image thinning, interpolation, enlargement, reduction, and synthesis in cooperation with the image generation circuit 2107 and the CPU 2106. This is because there is an advantage that it can be easily performed.

【0136】また、マルチプレクサ2103は、前記C
PU2106より入力される制御信号に基づき表示画像
を適宜選択するものである。すなわち、マルチプレクサ
2103はデコーダ2104から入力される逆変換され
た画像信号のうちから所望の画像信号を選択して駆動回
路2101に出力する。その場合には、一画面表示時間
内で画像信号を切り替えて選択することにより、いわゆ
る多画面テレビのように、一画面を複数の領域に分けて
領域によって異なる画像を表示することも可能である。
The multiplexer 2103 is connected to the C
A display image is appropriately selected based on a control signal input from the PU 2106. That is, the multiplexer 2103 selects a desired image signal from the inversely converted image signals input from the decoder 2104 and outputs the selected image signal to the drive circuit 2101. In that case, by switching and selecting an image signal within one screen display time, it is possible to divide one screen into a plurality of areas and display different images depending on the areas, as in a so-called multi-screen TV. .

【0137】また、ディスプレイパネルコントローラ2
102は、前記CPU2106より入力される制御信号
に基づき駆動回路2101の動作を制御するための回路
である。
The display panel controller 2
Reference numeral 102 denotes a circuit for controlling the operation of the drive circuit 2101 based on a control signal input from the CPU 2106.

【0138】まず、ディスプレイパネルの基本的な動作
にかかわるものとして、たとえばディスプレイパネルの
駆動用電源(図示せず)の動作シーケンスを制御するた
めの信号を駆動回路2101に対して出力する。また、
ディスプレイパネルの駆動方法に関わるものとして、た
とえば画面表示周波数や走査方法(たとえばインターレ
ースかノンインターレースか)を制御するための信号を
駆動回路2101に対して出力する。
First, as a signal related to the basic operation of the display panel, for example, a signal for controlling an operation sequence of a drive power source (not shown) for the display panel is output to the drive circuit 2101. Also,
A signal for controlling, for example, a screen display frequency and a scanning method (for example, interlaced or non-interlaced) related to the display panel driving method is output to the driving circuit 2101.

【0139】また、場合によっては表示画像の輝度やコ
ントラストや色調やシャープネスといった画質の調整に
関わる制御信号を駆動回路2101に対して出力する場
合もある。
In some cases, a control signal relating to image quality adjustment such as brightness, contrast, color tone, and sharpness of a display image may be output to the drive circuit 2101.

【0140】また、駆動回路2101は、ディスプレイ
パネル2100に印加する駆動信号を発生するための回
路であり、前記マルチプレクサ2103から入力される
画像信号と、前記ディスプレイパネルコントローラ21
02より入力される制御信号に基づいて動作するもので
ある。
The drive circuit 2101 is a circuit for generating a drive signal to be applied to the display panel 2100, and includes an image signal input from the multiplexer 2103 and the display panel controller 21.
02 operates based on a control signal input from the control unit 02.

【0141】以上、各部の機能を説明したが、図16に
例示した構成により、本表示装置においては多様な画像
情報源より入力される画像情報をディスプレイパネル2
100に表示する事が可能である。すなわち、テレビジ
ョン放送をはじめとする各種の画像信号はデコーダ21
04において逆変換された後、マルチプレクサ2103
において適宜選択され、駆動回路2101に入力され
る。一方、ディスプレイコントローラ2102は、表示
する画像信号に応じて駆動回路2101の動作を制御す
るための制御信号を発生する。駆動回路2101は、上
記画像信号と制御信号に基づいてディスプレイパネル2
100に駆動信号を印加する。これにより、ディスプレ
イパネル2100において画像が表示される。これらの
一連の動作は、CPU2106により統括的に制御され
る。
The function of each section has been described above. With the configuration illustrated in FIG. 16, in this display device, image information input from various image information sources is displayed on the display panel 2.
100 can be displayed. That is, various image signals including television broadcasting are transmitted to the decoder 21.
After the inverse conversion at 04, the multiplexer 2103
And is input to the driving circuit 2101 as appropriate. On the other hand, the display controller 2102 generates a control signal for controlling the operation of the drive circuit 2101 according to the image signal to be displayed. The drive circuit 2101 controls the display panel 2 based on the image signal and the control signal.
100 is applied with a drive signal. Accordingly, an image is displayed on display panel 2100. These series of operations are totally controlled by the CPU 2106.

【0142】また、本表示装置においては、前記デコー
ダ2104に内蔵する画像メモリや、画像生成回路21
07およびCPU2106が関与することにより、単に
複数の画像情報の中から選択したものを表示するだけで
なく、表示する画像情報に対して、たとえば拡大,縮
小,回転,移動,エッジ強調,間引き,補間,色変換,
画像の縦横比変換などをはじめとする画像処理や、合
成,消去,接続,入れ換え,はめ込みなどをはじめとす
る画像編集を行う事も可能である。また、本実施形態の
説明では特に触れなかったが、上記画像処理や画像編集
と同様に、音声情報に関しても処理や編集を行うための
専用回路を設けても良い。
In the present display device, the image memory built in the decoder 2104 and the image generation circuit 21
07 and the CPU 2106 involve not only displaying a selected one of a plurality of pieces of image information but also enlarging, reducing, rotating, moving, edge emphasizing, thinning out, and interpolating the displayed image information. , Color conversion,
It is also possible to perform image processing such as image aspect ratio conversion and the like, and image editing such as combining, erasing, connecting, exchanging, and fitting. Although not specifically mentioned in the description of the present embodiment, a dedicated circuit for processing and editing audio information may be provided as in the above-described image processing and image editing.

【0143】したがって、本表示装置は、テレビジョン
放送の表示機器,テレビ会議の端末機器,静止画像およ
び動画像を扱う画像編集機器,コンピュータの端末機
器,ワードプロセッサをはじめとする事務用端末機器,
ゲーム機などの機能を一台で兼ね備える事が可能で、産
業用あるいは民生用として極めて応用範囲が広い。
Therefore, the present display device is a television broadcast display device, a video conference terminal device, an image editing device that handles still and moving images, a computer terminal device, an office terminal device such as a word processor,
It can be equipped with the functions of a game machine etc. by one unit, and has a very wide application range for industrial or consumer use.

【0144】なお、図16は、表面伝導型放出素子を電
子ビーム源とするディスプレイパネルを用いた表示装置
の構成の一例を示したにすぎず、これのみに限定される
ものではない事は言うまでもない。たとえば、図16の
構成要素のうち使用目的上必要のない機能に関わる回路
は省いても差し支えない。またこれとは逆に、使用目的
によってはさらに構成要素を追加しても良い。たとえ
ば、本表示装置をテレビ電話機として応用する場合に
は、テレビカメラ,音声マイク,照明機,モデムを含む
送受信回路などを構成要素に追加するのが好適である。
FIG. 16 shows only an example of the configuration of a display device using a display panel using a surface conduction electron-emitting device as an electron beam source, and it goes without saying that the present invention is not limited to this. No. For example, among the components of FIG. 16, circuits relating to functions that are not necessary for the intended use may be omitted. Conversely, additional components may be added depending on the purpose of use. For example, when the present display device is applied as a video phone, it is preferable to add a transmission / reception circuit including a television camera, an audio microphone, an illuminator, and a modem to the components.

【0145】本表示装置においては、とりわけ表面伝導
型放出素子を電子ビーム源とするディスプレイパネルが
容易に薄形化できるため、表示装置全体の奥行きを小さ
くすることが可能である。それに加えて、表面伝導型放
出素子を電子ビーム源とするディスプレイパネルは大画
面化が容易で輝度が高く視野角特性にも優れるため、本
表示装置は臨場感あふれ迫力に富んだ画像を視認性良く
表示する事が可能である。
In the present display device, in particular, a display panel using a surface conduction electron-emitting device as an electron beam source can be easily thinned, so that the depth of the entire display device can be reduced. In addition, the display panel using surface conduction electron-emitting devices as the electron beam source can easily enlarge the screen, and has high brightness and excellent viewing angle characteristics. It is possible to display well.

【0146】尚、実施形態では2段階に輝度サイズ及び
パルス幅変調を制御する例を説明したが、3段階、ある
いはそれ以上であってもよいし、ユーザが任意に選択で
きるようにしてもよい。
In the embodiment, an example in which the luminance size and the pulse width modulation are controlled in two steps has been described. However, the number of steps may be three or more, or the user may arbitrarily select. .

【0147】また、上記実施形態では表示パネルについ
て説明したが、電子ビームを照射して静電潜像を形成
し、画像を形成する装置に適用しても良いので、上記実
施形態によって本願発明が限定されるものではない。
Although the display panel has been described in the above embodiment, the present invention may be applied to an apparatus for forming an electrostatic latent image by irradiating an electron beam to form an image. It is not limited.

【0148】[0148]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、回
路を簡単化させつつ発光点のサイズを変化させて画像の
鮮鋭度を変化させることが可能になる。
As described above, according to the present invention, it is possible to change the size of the light emitting point and change the sharpness of the image while simplifying the circuit.

【0149】[0149]

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】実施形態の駆動回路ブロック図である。FIG. 1 is a block diagram of a drive circuit according to an embodiment.

【図2】図1における周波数識別器の駆動回路ブロック
図である。
FIG. 2 is a drive circuit block diagram of the frequency discriminator in FIG.

【図3】図1におけるパルス幅変調器の構成及び動作を
説明するための図である。
FIG. 3 is a diagram for explaining the configuration and operation of the pulse width modulator in FIG.

【図4】図1における表示装置の動作を説明するための
タイミングチャートである。
FIG. 4 is a timing chart for explaining the operation of the display device in FIG. 1;

【図5】実施形態における画像表示装置の、表示パネル
の一部を切り欠いて示した斜視図である。
FIG. 5 is a perspective view of the image display device according to the embodiment, in which a part of a display panel is cut away.

【図6】実施形態における表示パネルのフェースプレー
トの蛍光体配列を例示した平面図である。
FIG. 6 is a plan view illustrating a phosphor array of a face plate of the display panel in the embodiment.

【図7】実施形態で用いた平面型の表面伝導型放出素子
の平面及び断面図である。
FIG. 7 is a plan view and a cross-sectional view of a planar surface conduction electron-emitting device used in the embodiment.

【図8】実施形態における平面型の表面伝導型放出素子
の製造工程を示す図である。
FIG. 8 is a view showing a manufacturing process of the planar type surface conduction electron-emitting device in the embodiment.

【図9】実施形態における通電フォーミング処理の際の
印加電圧波形を示す図である。
FIG. 9 is a diagram showing an applied voltage waveform during energization forming processing in the embodiment.

【図10】実施形態における通電活性化処理の際の印加
電圧波形及び放電電流Ieの変化を示す図である。
FIG. 10 is a diagram showing a change in an applied voltage waveform and a discharge current Ie at the time of the activation process in the embodiment.

【図11】実施形態における垂直型の表面伝導型放出素
子の断面図である。
FIG. 11 is a sectional view of a vertical surface conduction electron-emitting device according to an embodiment.

【図12】実施形態における垂直型の表面伝導型放出素
子の製造工程を示す図である。
FIG. 12 is a diagram illustrating a manufacturing process of the vertical surface conduction electron-emitting device according to the embodiment.

【図13】実施形態で用いた表面伝導型放出素子の典型
的な特性を示す図である。
FIG. 13 is a view showing typical characteristics of the surface conduction electron-emitting device used in the embodiment.

【図14】実施形態で用いたマルチ電子ビーム源の基板
の平面図である。
FIG. 14 is a plan view of a substrate of the multi-electron beam source used in the embodiment.

【図15】実施形態で用いたマルチ電子ビーム源の基板
の一部断面図である。
FIG. 15 is a partial cross-sectional view of the substrate of the multi-electron beam source used in the embodiment.

【図16】実施形態における表示装置のブロック構成図
である。
FIG. 16 is a block diagram of a display device according to the embodiment.

【図17】表面伝導型放出素子の一例を示す図である。FIG. 17 is a diagram showing an example of a surface conduction electron-emitting device.

【図18】FE型素子の一例を示す図である。FIG. 18 is a diagram illustrating an example of an FE-type element.

【図19】MIM型素子の一例を示す図である。FIG. 19 is a diagram showing an example of the MIM element.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 信号処理部 2 周波数識別器 3 シリアル/パラレル変換器 4 パルス幅変調器 5 走査信号発生器 7 Va切換器 10 パネル sI NTSC信号 s2 切換信号 D1〜Dn 各画素の変調データ(デジタル) Dy1〜Dyn 各画素のパルス幅変調信号 Dx1〜Dxm 各行の走査信号 100 微分回路 101 絶対値を求める回路 102 積分回路 103 比較器 200,201 クロックジェネレータ 202 切換スイッチ 203 パルス発生器 C1 クロック信号 T1 トリガ Reference Signs List 1 signal processing unit 2 frequency discriminator 3 serial / parallel converter 4 pulse width modulator 5 scanning signal generator 7 Va switch 10 panel sI NTSC signal s2 switch signal D1 to Dn Modulation data (digital) of each pixel Dy1 to Dyn Pulse width modulation signal of each pixel Dx1 to Dxm Scanning signal of each row 100 Differentiating circuit 101 Circuit for calculating absolute value 102 Integrating circuit 103 Comparator 200, 201 Clock generator 202 Switching switch 203 Pulse generator C1 Clock signal T1 Trigger

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 マトリックス状に配列された複数の電子
放出部及びこれに対向する位置に設けられ、電子ビーム
を受けて画像を形成する画像形成部を備える画像形成装
置であって、 入力画像の空間周波数を識別する識別手段と、 該入力画像の周波数に応じて前記画像形成部における画
素形成サイズを変更する形成サイズ変更手段と備えるこ
とを特徴とする画像形成装置。
1. An image forming apparatus comprising: a plurality of electron emitting portions arranged in a matrix; and an image forming portion provided at a position facing the plurality of electron emitting portions and receiving an electron beam to form an image. An image forming apparatus comprising: an identification unit that identifies a spatial frequency; and a formation size change unit that changes a pixel formation size in the image forming unit according to a frequency of the input image.
【請求項2】 前記識別手段は、隣接する画素データど
うしの差分をとり、該差分の絶対値を一画面に渡って累
積し、該累積結果により画像の空間周波数を織別するこ
とを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
2. The method according to claim 1, wherein the discriminating means calculates a difference between adjacent pixel data, accumulates the absolute value of the difference over one screen, and interlaces a spatial frequency of the image based on the accumulation result. The image forming apparatus according to claim 1.
【請求項3】 前記画像形成部は、発光体を有する表示
パネルであることを特徴とする請求項第1項に記載の画
像形成装置。
3. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the image forming unit is a display panel having a light emitting body.
【請求項4】 前記電子放出部は表面伝導型放出素子で
構成され、該表面伝導型電子放出素子より放出された電
子ビームは前記画像形成部の近傍に設けられた加速電極
で加速させて前記発光体に照射させることを特徴とする
請求項第3項に記載の画像形成装置。
4. An electron emission unit comprising a surface conduction electron-emitting device, wherein an electron beam emitted from the surface conduction electron-emitting device is accelerated by an acceleration electrode provided near the image forming unit. The image forming apparatus according to claim 3, wherein the light emitting body is irradiated with the light.
【請求項5】 前記形成サイズ変更手段は、前記加速電
極に印加する電圧を制御する手段を含むことを特徴とす
る請求項第4項に記載の画像形成装置。
5. The image forming apparatus according to claim 4, wherein the formation size changing unit includes a unit that controls a voltage applied to the acceleration electrode.
【請求項6】 更に、前記表面伝導型電子放出部に印加
する期間を、前記識別手段で識別された画像の空間周波
数に応じて補正する補正手段とを備えることを特徴とす
る請求項第5項に記載の画像形成装置。
6. The image processing apparatus according to claim 5, further comprising: a correction unit that corrects a period of application to the surface conduction electron-emitting unit in accordance with a spatial frequency of the image identified by the identification unit. Item 10. The image forming apparatus according to item 1.
【請求項7】 前記補正手段は画像データに対応するパ
ルス幅変調信号を生成する手段を含むことを特徴とする
請求項第6項に記載の画像形成装置。
7. The image forming apparatus according to claim 6, wherein said correction means includes means for generating a pulse width modulation signal corresponding to image data.
【請求項8】 マトリックス状に配列された複数の電子
放出部及びこれに対向する位置に設けられ、電子ビーム
を受けて画像を形成する画像形成部を有する表示パネル
を備える画像形成装置の制御方法であって、 入力画像の空間周波数を識別する識別工程と、 該入力画像の周波数に応じて前記画像形成部における画
素形成サイズを変更する形成サイズ変更工程と備えるこ
とを特徴とする画像形成装置の制御方法。
8. A control method for an image forming apparatus including a plurality of electron emitting portions arranged in a matrix and a display panel provided at a position opposed thereto and having an image forming portion receiving an electron beam and forming an image. An image forming apparatus comprising: an identification step of identifying a spatial frequency of an input image; and a formation size changing step of changing a pixel formation size in the image forming unit according to the frequency of the input image. Control method.
【請求項9】 マトリックス状に配列された複数の電子
放出部及びこれに対向する位置に設けられ、電子ビーム
を受けて画像を形成する画像形成部を備える画像形成装
置であって、 入力画像の空間周波数を識別する識別手段と、 該入力画像の周波数に応じて前記画像形成部に照射され
る電子ビームの径を変更する電子ビーム径変更手段と備
えることを特徴とする画像形成装置。
9. An image forming apparatus comprising: a plurality of electron emitting portions arranged in a matrix and an image forming portion provided at a position facing the plurality of electron emitting portions and receiving an electron beam to form an image. An image forming apparatus comprising: an identification unit that identifies a spatial frequency; and an electron beam diameter changing unit that changes a diameter of an electron beam applied to the image forming unit according to a frequency of the input image.
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