JPH11242457A

JPH11242457A - 画像表示装置及び画像表示装置の駆動方法

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Publication number: JPH11242457A
Application number: JP10360877A
Authority: JP
Inventors: Tatsuro Yamazaki; 達郎山崎
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1997-12-27
Filing date: 1998-12-18
Publication date: 1999-09-07
Anticipated expiration: 2018-12-18
Also published as: JP3025251B2; US6947018B1; US20050030263A1; US7242379B2

Abstract

(57)【要約】【課題】複数の発光部における輝度分布を補正する画
像表示装置を提供する。【解決手段】マトリクス状に配置された複数の電子放
出素子と複数の発光セルを有する表示パネル１０００を
備えた画像表示装置であって、入力する画像信号の平均
濃度レベルを検出する平均映像レベル検出部２と、検出
された平均輝度レベルに応じて表示パネル１０００に入
力する画像信号を補正する補正係数ｆ１，ｆ２を求める
システムコントローラ部６と、これら補正係数ｆ１，ｆ
２により補正量を求める乗算器１５、加算器１６と、こ
の補正量と、入力した映像信号とを乗算する乗算器１７
を有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、画像表示装置及び
画像表示装置の駆動方法に関するものである。

【０００２】

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

【０００３】従来から、電子放出素子として熱陰極素子
と冷陰極素子の２種類が知られている。このうち冷陰極
素子では、たとえば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。

【０００４】表面伝導型放出素子としては、例えば、M.
I. Elinson, Radio E-ng. Electron Phys., 10, 1290,
(1965)や、後述する他の例が知られている。

【０００５】表面伝導型放出素子は、基板上に形成され
た小面積の薄膜に、膜面に平行に電流を流すことにより
電子放出が生ずる現象を利用するものである。この表面
伝導型放出素子としては、前記エリンソン(Elinson)等
によるＳｎＯ2薄膜を用いたものの他に、Ａｕ薄膜によ
るもの［G. Dittmer：“Thin Solid Films”, 9,317 (1
972)］や、Ｉｎ2Ｏ3／ＳｎＯ2薄膜によるもの［M. Hart
well and C. G. Fonstad：”IEEE Trans. ED Conf.”，
519 (1975)］や、カーボン薄膜によるもの［荒木久
他：真空、第２６巻、第１号、２２（１９８３）］等が
報告されている。

【０００６】これらの表面伝導型放出素子の素子構成の
典型的な例として、図２２に前述のM. Hartwellらによ
る素子の平面図を示す。同図において、３００１は基板
で、３００４はスパッタで形成された金属酸化物よりな
る導電性薄膜である。導電性薄膜３００４は図示のよう
にＨ字形の平面形状に形成されている。この導電性薄膜
３００４に、後述の通電フォーミングと呼ばれる通電処
理を施すことにより、電子放出部３００５が形成され
る。図中の間隔Ｌは、０．５〜１［ｍｍ］，幅Ｗは、
０．１［ｍｍ］に設定されている。尚、図示の便宜か
ら、電子放出部３００５は導電性薄膜３００４の中央に
矩形の形状で示したが、これは模式的なものであり、実
際の電子放出部の位置や形状を忠実に表現しているわけ
ではない。

【０００７】M. Hartwellらによる素子をはじめとして
上述の表面伝導型放出素子においては、電子放出を行う
前に導電性薄膜３００４に通電フォーミングと呼ばれる
通電処理を施すことにより電子放出部３００５を形成す
るのが一般的であった。即ち、通電フォーミングとは、
前記導電性薄膜３００４の両端に一定の直流電圧、もし
くは、例えば１Ｖ／分程度の非常にゆっくりとしたレー
トで昇圧する直流電圧を印加して通電し、導電性薄膜３
００４を局所的に破壊もしくは変形もしくは変質せし
め、電気的に高抵抗な状態の電子放出部３００５を形成
することである。尚、局所的に破壊もしくは変形もしく
は変質した導電性薄膜３００４の一部には亀裂が発生す
る。この通電フォーミング後に導電性薄膜３００４に適
宜の電圧を印加した場合には、前記亀裂付近において電
子放出が行われる。

【０００８】ＦＥ型の例としては、例えば、W. P. Dyke
& W. W. Dolan，“Field emission”, Advance in Ele
ctron Physics, 8, 89 (1956)や、或は、C. A. Spind
t，“Physical properties of thin-film field emissi
on cathodes with molybdeniumcones”, J. Appl. Phy
s., 47, 5248 (1976)などが知られている。

【０００９】このＦＥ型の素子構成の典型的な例とし
て、図２３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。また、ＦＥ型の他の素子構成として、図２３
のような積層構造ではなく、基板上に基板平面とほぼ平
行にエミッタとゲート電極を配置した例もある。

【００１０】また、ＭＩＭ型の例としては、例えば、C.
A. Mead，“Operation of tunnel-emission Devices,
J. Appl. Phys., 32,646 (1961)などが知られている。
このＭＩＭ型の素子構成の典型的な例を図２４に示す。
同図は断面図であり、図において、３０２０は基板で、
３０２１は金属よりなる下電極、３０２２は厚さ１００
オングストローム程度の薄い絶縁層、３０２３は厚さ８
０〜３００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３０２３と下電極
３０２１の間に適宜の電圧を印加することにより、上電
極３０２３の表面より電子放出を起こさせるものであ
る。

【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
タを必要としない。従って、熱陰極素子よりも構造が単
純であり、微細な素子を作成可能である。また、基板上
に多数の素子を高い密度で配置しても、基板の熱溶融な
どの問題が発生しにくい。また、熱陰極素子がヒータの
加熱により動作するため応答速度が遅いのとは異なり、
冷陰極素子の場合には応答速度が速いという利点もあ
る。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。

【００１２】例えば、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、例えば本出願人による特開昭６４−３１３
３２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。

【００１３】また、表面伝導型放出素子の応用について
は、例えば、画像表示装置、画像記録装置などの画像形
成装置や、荷電ビーム源、等が研究されている。

【００１４】特に、画像表示装置への応用としては、例
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
電子の照射により発光する蛍光体とを組み合わせて用い
た画像表示装置が研究されている。表面伝導型放出素子
と蛍光体とを組み合わせて用いた画像表示装置は、従来
の他の方式の画像表示装置よりも優れた特性が期待され
ている。例えば、近年普及してきた液晶表示装置と比較
しても、自発光型であるためバックライトを必要としな
い点や、視野角が広い点が優れていると言える。

【００１５】また、ＦＥ型素子を多数個並べて駆動する
方法は、例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、例えば、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. Meyer:“Recent D
evelopment on Microtips Display at LETI”，Tech.Di
gest of 4th Int. Vacuum Microelectronics Conf., Na
gahama, pp. 6-9 (1991)]。

【００１６】また、ＭＩＭ型を多数個並べて画像表示装
置に応用した例は、たとえば本出願人による特開平３−
５５７３８号公報に開示されている。

【００１７】発明者らは、上記従来技術に記載したもの
をはじめとして、さまざまな材料、製法、構造の冷陰極
素子を試みてきた。さらに、多数の冷陰極素子を配列し
たマルチ電子源、ならびにこのマルチ電子源を応用した
画像表示装置について研究を行ってきた。

【００１８】本願発明者らは、例えば図２５に示す電気
的な配線方法によるマルチ電子源を試みてきた。即ち、
冷陰極素子を２次元的に多数個配列し、これらの素子を
図示のようにマトリクス状に配線したマルチ電子源であ
る。

【００１９】図中、４００１は冷陰極素子を模式的に示
し、４００２は行方向配線、４００３は列方向配線を示
している。行方向配線４００２及び列方向配線４００３
は、実際には有限の電気抵抗を有するものであるが、図
においては配線抵抗４００４および４００５として示さ
れている。上述のような配線方法を単純マトリクス配線
と呼ぶ。なお、図示の便宜上、６×６のマトリクスで示
しているが、マトリクスの規模はむろんこれに限ったわ
けではなく、例えば画像表示装置用のマルチ電子源の場
合には、所望の画像表示を行うのに足りるだけの素子を
配列し配線するものである。

【００２０】冷陰極素子を単純マトリクス配線したマル
チ電子源においては、所望の電子を出力させるため、行
方向配線４００２および列方向配線４００３に適宜の電
気信号を印加する。例えば、マトリクスの中の任意の１
行の冷陰極素子を駆動するには、選択する行の行方向配
線４００２には選択電圧Ｖsを印加し、同時に非選択の
行の行方向配線４００２には非選択電圧Ｖnsを印加す
る。これと同期して列方向配線４００３に電子を出力す
るための駆動電圧Ｖeを印加する。この方法によれば、
配線抵抗４００４および４００５による電圧降下を無視
すれば、選択する行の冷陰極素子には電圧（Ｖe−Ｖs）
が印加され、また非選択行の冷陰極素子には電圧（Ｖe
−Ｖns）が印加される。これら電圧Ｖe，Ｖs，Ｖnsを適
宜の大きさの値にすれば、選択する行の冷陰極素子だけ
から所望の強度の電子が出力されるはずであり、また列
方向配線の各々に異なる駆動電圧Ｖeを印加すれば、選
択する行の素子の各々から異なる強度の電子が出力され
るはずである。また、駆動電圧Ｖeを印加する時間の長
さを変えれば、電子が出力される時間の長さも変えるこ
とができるはずである。ここで、選択時の素子印加電圧
（Ｖe−Ｖs）を以下Ｖfと呼ぶ。さらに単純マトリクス
配線したマルチ電子源から電子を得る別の手法として、
列方向配線に駆動電圧Ｖeを印加するための電圧源を接
続するのではなく、所望の電子を出力するのに必要な電
流を供給するための電流源を接続して駆動する方法もあ
る。ここで、電子源に流れる電流を以下素子電流Ｉfと
呼び、放出される電子量を放出電流Ｉeと呼ぶ。

【００２１】したがって、冷陰極素子を単純マトリクス
配線したマルチ電子源はいろいろな応用可能性があり、
例えば画像情報に応じた電気信号を適宜印加すれば、画
像表示装置用の電子源として好適に用いることができ
る。

【００２２】また米国特許第５７３４３６１号には、マ
トリクス配置された電子放出素子の駆動について記載さ
れている。特に、駆動信号の補正についても記載されて
いる。

【００２３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、新規な構成
の画像表示装置、及びそれの駆動方法を提供することを
目的とする。

【００２４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の画像表示装置は以下のような構成を備える。
即ち、複数の発光部を有する画像表示部材と、前記発光
部に作用して発光を生じさせる第１の手段と、前記発光
部の位置に応じて、同じ輝度を要求する信号が入ったと
きに、前記発光部の発光輝度を異なるものとする調整手
段とを有することを特徴とする画像表示装置。

【００２５】ここで、前記調整手段は、前記第１の手段
の前記作用を調整する手段であってもよい。また、前記
第１の手段に入力する信号を調整する手段であっても良
い。また、前記第１の手段は、前記調整手段から入力す
る信号に応じて電子を放出する電子放出素子であっても
良い。この時、前記調整手段は、前記電子放出素子から
所定時間内に放出され前記発光部に到達する電子の量を
調整するものであっても良い。ここで、所定時間内に放
出され前記発光部に到達する電子の量の調整は、前記電
子放出素子が単位時間に放出する電子の量の調整や、前
記電子放出素子が前記所定時間内に電子を放出する時間
の調整や、前記発光部に照射される電子ビームの形状の
調整少なくとも１つであったりする。

【００２６】特に本発明は、前記第１の手段を複数の前
記発光部に対応して複数有する構成において有効であ
る。

【００２７】また、発光部の位置に応じて発光輝度を異
なるものとする調整は、同じ輝度を要求する信号が入っ
た時に、画像表示領域の中央近傍に、周辺近傍に位置す
る発光部の少なくとも一つの輝度よりも、輝度が相対的
に高い発光部が存在するようにする調整であってもよ
い。特には、同じ輝度を要求する信号が入った時に画像
表示領域の中央近傍に位置する発光部の輝度よりも相対
的に高くなり、横方向、もしくは縦方向、もしくは放射
状に周辺部に向け適度が減少していくような調整であっ
ても良い。これにより、画像の輝度を落とす場合でも、
中央近傍は相対的に明るくでき、有効である。

【００２８】また、前記複数の発光部は略線状に配置さ
れているとよく、特には、前記略線状に配置された複数
の発光部が該線上のどこに位置するかによって前記調整
の程度が決定されるようにするとよい。ここで、調整の
程度の決定とは調整を行うか否かの決定も含むものであ
る。また、前記略線状に配置された前記複数の発光部を
複数組有するようにしてもよい。

【００２９】また、入力する画像信号の輝度レベルを検
出する検出手段を有していてもよく、前記調整の程度
（前記調整を行うか否かも含む）を、入力する画像信号
の輝度レベルに応じて決定するようにしてもよい。ここ
で画像信号の輝度レベルの検出は、複数の、特に一連の
画像信号の輝度レベルに基づいて検出すればよく、特に
は一ライン、または一画面分の画像信号の輝度レベルに
基づいて検出すればよい。また、複数の画像信号の平均
輝度レベルを検出して、用いてもよい。

【００３０】また、入力する画像信号の種類を判別する
手段を有していてもよく、前記調整の程度を、入力する
画像信号の種類に応じて決定するようにしてもよい。

【００３１】また、前記調整の程度を選択する手段を設
けておき、ユーザが選択できるようにしてもよい。

【００３２】また、調整の程度を予めパターンとして複
数用意しておきそれらを選択するようにしてもよい。

【００３３】また、本願は上述の調整を行うことを特徴
とする画像表示装置の駆動方法を発明として含むもので
ある。

【００３４】また本願は上述の画像表示装置と画像信号
入力部とを含むテレビを発明として含むものである。

【００３５】

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

【００３６】（実施の形態１）図１は、本発明の実施の
形態１の画像表示装置の構成を示すブロック図である。

【００３７】図において、１０００は表示パネルで、本
実施の形態の表面伝導型放出素子（詳しく後述する）を
行配線及び列配線によりマトリックス状に配置し、これ
ら電子放出素子から放出された電子が非図示の高圧電源
により蛍光体方向に加速されて蛍光体に衝突し蛍光体が
励起されることにより発光するように構成されている。
映像信号入力端子１から入力された映像信号は、平均映
像レベル検出部２及び同期分離部４に送られる。同期分
離部４は、映像信号に重畳されている同期信号を抽出
し、タイミング発生部５、平均映像レベル検出部２、Ｈ
パラボラ波発生部及びＶパラボラ波発生部８に配信す
る。Ｈパラボラ波発生部７は同期分離部４からの水平同
期信号を受け、この水平同期信号に同期した水平周期の
パラボラ波を発生している。Ｖパラボラ波発生部８は、
同期分離部４からの垂直同期信号を受け、この垂直同期
信号に同期した垂直周期のパラボラ波を発生している。
これらＨパラボラ波発生部７及びＶパラボラ波発生部８
からのＨ，Ｖパラボラ波形はＭＩＸ部９で重畳される。
システムコントロール部６は、例えばマイクロコンピュ
ータ、メモリ、Ａ／Ｄコンバータ、Ｄ／Ａコンバータな
どで構成され、平均映像レベル検出部２からの平均映像
レベル出力を入力し、その平均映像レベルを判断した
後、ＭＩＸ部９からのＨ／Ｖ重畳パラボラ波の振幅及び
オフセット量を制御する。

【００３８】この振幅変調による補正量Ｆは、ＭＩＸ部
９で重畳されたパラボラ波形をｐ（ｔ）、システムコン
トロール部６が出力する振幅制御係数及びオフセット量
をそれぞれｆ１，ｆ２とすれば、補正量Ｆ＝ｆ１×ｐ（ｔ）＋ｆ２ …式（１）で与えられる。この計算は、乗算器１５と加算器１６に
より行われる。

【００３９】更に，映像信号入力端子１から入力された
映像信号は、乗算器１７により上記のような平均映像レ
ベルで振幅及びオフセット制御されたＨ／Ｖ重畳パラボ
ラ波と乗算されることにより、表示パネル１０００の表
示エリアのほぼ中心部とその周辺部との間で輝度差が生
じるような振幅変調を受ける。

【００４０】このようにしてパラボラ変調された映像信
号をＡ／Ｄコンバータ３で連続したデジタルデータ列に
変換し、水平シフトレジスタ１０に入力してシリアル−
パラレル変換し、１ライン分の映像信号がシフトレジス
タ１０に保持された後、１ラインメモリ１１にラッチさ
れる。このようにして表示パネル１０００の列配線と同
数の同時化されたデータは、Ｄ／Ａ変換部１２で、例え
ばパルス幅変調されたパルス電圧信号に変換されて各列
配線に印加される。また垂直シフトレジスタ１３は、水
平１周期で１行配線を順次選択し、垂直周期で全行を走
査するための選択信号を行配線駆動部１４に与える。こ
の行配線駆動部１４は行配線の数に応じた数のスイッチ
回路１８を有しており、垂直シフトレジスタ１３の出力
に応じて選択された行配線に電圧（−Ｖｓ）を与え、非
選択の行配線を接地するように切り替える。

【００４１】システムコントロール部６は、例えば図３
のフローチャートで示すような処理を行う。即ち、平均
映像レベル検出部２で検出した平均映像レベルがある基
準レベルより小さい場合には、そのまま出力しても表示
パネル１０００の平均輝度が小さいため平均輝度の抑制
が不要であると判断し、表示エリアの平均輝度を変えず
に表示エリア内の中心部が周辺部より明るくなるような
輝度分布を与えるような制御を行う。この場合、重畳パ
ラボラ波のオフセットレベルを一定にし、振幅が平均映
像レベルで変化するように制御する。ここで映像信号の
振幅を平均映像レベルで制御するのは、映像レベルの変
化による配線における電圧降下量の変動に起因する表示
パネル１０００の中央部での輝度低下を緩和するためで
ある。

【００４２】又映像信号の平均映像レベルが基準レベル
よりも高い場合には、全体の平均輝度レベルを抑制する
ためにオフセットレベルを下げて、全体の輝度レベルを
基準値に一定化させる。この時は平均輝度レベルは変化
しないので、振幅制御は一定値のまま変化させない。こ
の処理は図３のフローチャートを参照して詳しく後述す
る。

【００４３】図２は、図１の画像表示装置の動作を示す
タイミング図である。

【００４４】図２において、２０１は映像信号入力端子
１から入力される映像信号を示し、２０２は、この映像
信号に含まれる水平同期信号に同期してＨパラボラ波発
生部７から出力されるＨパラボラ波を示している。この
Ｈパラボラ波は、水平同期信号の周期の略中央部で最も
出力レベルが高くなるように設定されている。２０３は
Ａ／Ｄコンバータ３でデジタル信号に変換された各ライ
ンのデジタル映像データを示し、２０４はこの各ライン
データをパラレルデータに変換し、更にその映像データ
の値（多値）に応じてパルス幅変調した信号を示してい
る。２０５は表示パネル１０００の各行配線を駆動する
ための走査信号を示し、選択された行配線には電圧（−
Ｖｓ）が印加されており、非選択の行はグランドレベル
に設定されている。

【００４５】次に図３のフローチャートを参照して、本
実施の形態の画像表示装置のシステムコントローラ部６
における処理を説明する。

【００４６】まずステップＳ１で、平均映像レベル検出
部２から映像信号の平均レベルを入力し、次にステップ
Ｓ２に進み、この入力した平均映像レベルを最大映像レ
ベルで除算して評価値（Ｈ１）を求める。そしてステッ
プＳ３で、この評価値（Ｈ１）と基準値を比較し、基準
値よりも小さいときはステップＳ４に進み、前述した補
正量を求めるための式（１）の補正係数ｆ１，ｆ２を決
定する。ここでは、ｆ１＝Ａ×Ｈ１（Ａは重み付け定
数）、ｆ２＝ｆ２max（ｆ２が取り得る最大値）により
求められる。こうして各種係数がの値が求まるとステッ
プＳ５に進み、ｆ１の値が変化しているかどうかを調
べ、変化しているときはステップＳ６に進み、以前の値
と今回の新たな値との間を補完する値に決定する。こう
して決定された補正係数に基づいて乗算器１５及び加算
器１６による補正量の算出が行われる。

【００４７】又ステップＳ３で評価値（Ｈ１）が基準値
よりも大きいときはステップＳ７に進み、前述した補正
量を求めるための式（１）の補正係数ｆ１，ｆ２を決定
する。ここでは、ｆ１＝ｆ１max（ｆ１が取り得る最大
値）、ｆ２＝ｆ２max−Ｂ×Ｈ１（Ｂは重み付け定数）
により求められる。こうして各種係数がの値が求まると
ステップＳ８に進み、ｆ２の値が変化しているかどうか
を調べ、変化しているときはステップＳ９に進み、以前
の値と今回の新たな値との間を補完する値に決定する。
こうして決定された補正係数に基づいて乗算器１５及び
加算器１６による補正量の算出が行われる。尚、ステッ
プＳ５或いはＳ８において、ｆ１或いはｆ２の値が変化
していないときは、その決定された補正係数ｆ１，ｆ２
がそのまま補正量Ｆを求めるための演算に使用される。

【００４８】こうして加算器１６から出力される補正量
Ｆと、入力された映像信号とが乗算され、その値が補正
された表示データとして表示パネル１０００の列配線の
駆動に使用される。

【００４９】図４は、前述のステップＳ３における基準
値との大小比較に伴う補正係数ｆ１，ｆ２の値の変化を
説明する図である。

【００５０】又図５は、前述の実施の形態１における表
示パネル１０００のパネル上での輝度分布を説明する図
である。

【００５１】図に示すように、表示エリアの略中央部の
輝度レベルを周辺部の輝度レベルよりも高くすることに
より、表示エリアの略中央部の輝度が周辺部よりも明る
くなるような輝度分布を持たせて平均輝度による輝度抑
制制御を行う。これにより、簡単な制御で、表示パネル
１０００の表示エリアの中心部を明るくすることがで
き、配線抵抗による中央部の輝度の低下を防止できる。

【００５２】また表示エリアの画面中央部が明るくなる
輝度分布の補正量を、受信する画像信号の種類や画像表
示装置の使用者の好みにより変えたい場合がある。

【００５３】このような場合、（不図示の）入力信号判
別部やユーザ・インターフェース手段を備え、シスコン
部６ａが入力信号の判別結果やユーザ要求に応じて補正
係数ｆ１，ｆ２を制御することにより対応することがで
きる。

【００５４】（実施の形態２）図６は本発明の実施の形
態２の画像表示装置の構成を示すブロック図で、前述の
図１と共通する構成は同じ番号で示し、それらの説明を
省略する。

【００５５】映像信号入力端子１から入力された映像信
号は平均映像レベル検出部２、同期分離部４に送られ
る。同期分離部４では映像信号に重畳される同期信号を
抽出してタイミング発生部５、平均映像レベル検出部２
に配信する。

【００５６】列配線駆動部２５は、各列配線毎に印加す
るＤ／Ａ部１２からの電圧もしくは電流バイアスを、列
配線毎に備えたＰＷＭパルス発生部２３からのパルス出
力により選択するか、接地するかを決めるスイッチ回路
２６を備えている。シフトレジスタ２２は、映像信号入
力端子１から入力される映橡信号がＡ／Ｄコンバータ３
で連続したデジタルデータ列に変換されたシリアルデー
タを入力し、シリアル−パラレル変換しを行ってＰＷＭ
パルス発生部２３に出力している。このＰＷＭパルス発
生部２３は、非図示の１ラインメモリにラッチした列配
線と同数の同時化されたデータをパルス幅変調して出力
する。

【００５７】テーブルＲＯＭ２１の１バンクには、表示
エリアの位置に応じて輝度分布を与えるための輝度分布
パターンデータが予め書き込まれており、その輝度分布
パターンをバンク毎に複数種類用意している。システム
コントロール部６ａは、平均映像レベル検出部２からの
平均映像レベル信号を入力し、その平均映像レベルを判
断した結果、テーブルＲＯＭ２１から読み出すバンクを
切り替えて、その平均輝度レベルに応じた輝度パターン
データをシフトレジスタ２４に出力する。このテーブル
ＲＯＭ２１に記憶されたデータはタイミング発生部５か
らのタイミング信号に同期して読み出され、こうして読
み出されたデータはシフトレジスタ２４に送られてシリ
アル−パラレル変換されて１ラインメモリ１１に送ら
れ、１ラインメモリ１１に１ライン分の輝度パターンが
ラッチされる。Ｄ／Ａ部１２は、この１ラインメモリ１
１から列配線と同数の同時化された輝度分布パターンデ
ータを受け、相当する電圧或いは電流バイアスを出力す
る。このＤ／Ａ部１２は、１ラインメモリ１１に記憶さ
れたテーブルＲＯＭ２１に格納されたデータを、ＰＷＭ
パルス発生部２３からの映像データ（パルス幅変調信
号）と同じタイミングで読み出して列配線駆動部２５に
出力している。

【００５８】また、垂直シフトレジスタ１３は、水平同
期信号の１周期単位で表示パネル１０００の各行を順次
選択し、垂直同期信号の周期で表示パネル１０００の全
行を走査するための選択信号を行配線駆動部１４に与え
ている。行配線駆動部１４は選択された行配線に電圧
（−Ｖｓ）を与え、非選択の行配線を接地するようにし
ている。２７は高圧電源で表示パネル１０００の蛍光体
と電子源基板との間に加速電圧を印加するのに用いられ
る。

【００５９】図７は本実施の形態２のシステムコントロ
ーラ６ａにおける処理を示すフローチャートである。

【００６０】まずステップＳ１１で、平均映像レベル検
出部２で検出された平均映像レベルを入力し、次にステ
ップＳ１２で、この平均映像レベルを判定する。そして
ステップＳ１３に進み、その判定した平均映像レベルに
応じてテーブルＲＯＭ２１のバンクを切り替える。これ
により、シフトレジスタ２４には、その平均輝度レベル
に応じた輝度分布パターンデータが出力され、これによ
り前述の実施の形態１の場合と同様に、表示パネルの中
央部における輝度低下を防止することができる。

【００６１】またＴＶ信号やコンピュータ信号のように
複数の種類の異なる映像信号を表示できる画像表示装置
の場合、各入力信号に応じた輝度分布を与えたい場合が
ある。例えば、ＴＶ信号の場合、注目したい情報は画面
の中央部にあることが多く、そこの輝度が高いことが好
ましいし、コンピュータ信号の場合には注目したい情報
が出現する位置の依存性は少ないため、画面均等な輝度
が好ましい。

【００６２】このような場合に予めテーブルＲＯＭ２１
に、ＴＶ信号表示時に好ましい表示エリアの位置に応じ
た輝度分布を与えるための輝度分布パターンデータと、
コンピュータ（ＰＣ）信号の表示に好ましい表示エリア
の位置に応じた輝度分布を与えるための輝度分布パター
ンデータとをメモリバンク内に用意しておき、さらに
（不図示であるが）入力信号判別部を備え、シスコン部
６ａが入力信号の判別結果に応じてテーブルＲＯＭ２１
のバンクを切り替えることにより対応することができ
る。

【００６３】位置に応じた輝度分布は、画像表示装置の
使用者により好ましいパターンが異なることもある。こ
の場合、種々の位置に応じた輝度分布を与えるための輝
度分布パターンデータを予めテーブルＲＯＭ２１に用意
しておき（不図示であるが）ユーザ・インターフェース
手段からのユーザ要求を受け、シスコン部６ａがテーブ
ルＲＯＭ２１のバンクを切り替えることにより対応する
ことができる。

【００６４】（実施の形態３）図８は、本発明の実施の
形態３の画像表示装置の構成を示すブロック図で、前述
の図面と共通する部分は同じ番号で示している。

【００６５】映像信号入力端子１から入力された映像信
号は同期分離部４に送られ、映像信号に重畳される同期
信号が抽出され、これら同期信号はタイミング発生部
５、Ｈパラボラ波発生部７、Ｖパラボラ波発生部８に配
信される。Ｈパラボラ波発生部７は、同期分離部４から
の水平同期信号を受け、この水平同期信号に同期した水
平周期のパラボラ波を発生し、Ｖパラボラ波発生部８は
同期分離部４からの垂直同期信号を受け、この垂直同期
信号に同期した垂直周期のパラボラ波を発生しており、
これらＨ，Ｖパラボラ波形はＭＩＸ部９で重畳される。

【００６６】また映像信号入力端子１からの映像信号
は、加算器１７により上記のようなＨ／Ｖ重畳パラボラ
波と乗算されることにより、表示パネル１０００におけ
る表示エリア中心部と周辺部とで輝度差が生じるような
振幅変調を受ける。

【００６７】このパラボラ変調された映像信号はＡ／Ｄ
コンバータ３で連続したデジタルデータ列に変換されて
水平シフトレジスタ１０に送られ、シリアル−パラレル
変換された後、１ラインメモリ１１にラッチされる。こ
のようにして列配線と同数の同時化されたデータは、Ｄ
／Ａ部１２で例えばパルス幅変調されたパルス電圧バイ
アスに変換され、表示パネル１０００の各列配線に印加
される。また垂直シフトレジスタ１３は、水平同期信号
の１水平周期毎に各行を順次選択し、垂直周期で全行を
走査するような選択信号を行配線駆動部１４に与える。
行配線駆動部１４は選択した行配線に電圧（−Ｖｓ）に
与え、非選択の行配線を接地する。

【００６８】このようにして、表示パネル１０００の表
示エリアの周辺部の輝度を中心部よりも低下させること
により装置全体の消費電力を下げることができる。また
表示エリアの周辺部の輝度が低下する分、上記配線に流
れる素子選択電流の総和が減少する。これにより、発生
する電圧降下量も低減されるため、表示エリア中心部の
輝度を増加させることができるという効果もある。

【００６９】（実施の形態４）図９は、本発明の実施の
形態４の画像表示装置の構成を示すブロック図で、前述
の図１と共通する部分は同じ番号で示している。

【００７０】映像信号入力端子１から入力された映像信
号は平均映像レベル検出部２、Ａ／Ｄ部３、同期分離部
４に送られる。入力した映像信号はＡ／Ｄ部３で連続し
たデジタルデータ列に変換され、フレームメモリ４１で
１フレーム期間分遅延される。同期分離部４は、映像信
号に重畳される同期信号を抽出し、これら同期信号をタ
イミング発生部５、ゲートパルス発生部４３に伝達す
る。

【００７１】ゲートパルス発生部４３は、システムコン
トローラ部６ｂからの制御信号４４に従って、表示パネ
ル１０００の表示エリアを複数の小エリアに分割するた
めのゲートパルスを平均映像レベル検出部２に与える。
これにより平均映像レベル検出部２は、このゲートパル
スが入力される期間中、入力端子１から入力される映像
信号を積分する。これら即ち、表示パネル１０００の小
表示エリア（１走査線、或いは複数走査線分の映像信号
など）単位の平均映像レベルを検出してシステム制御部
６ｂに出力する。例えばゲートパルス発生部４３が水平
１周期毎にゲートパルスを発生すると、平均映像レベル
検出部２は、各走査線毎の平均映像レベルを検出するこ
とができ、システムコントローラ部６ｂでこれら各走査
線毎の検出値の総和をとれば１フレームの平均映像レベ
ルを得ることができる。ライン補正メモリ４２には、前
述の図５に示すような水平方向の輝度分布を与えるため
のデータが格納されており、ここでは表示パネル１００
０の表示エリアの中心部が左右の周辺部よりも高輝度に
なるようなデータが入っているものとする。ライン補正
メモリ４２のデータは、フレームメモリ４１と同一タイ
ミングで読み出され、ライン補正メモリ４２の出力に対
して、システムコントロール部６ｂで検出した走査線
毎、或いは各フレーム毎の映像平均レベルに応じた適当
な係数が乗算器１５で乗算され、加算器１６で加算され
て補正された後、乗算器１７によりフレームメモリ４１
からの映像データと乗算される。

【００７２】このシステム制御部６ｂから得られる補正
係数に基づいて決定される補正量Ｆは、ライン補正メモ
リ４２の出力をｐ（ｔ）、システムコントロール部６ｂ
が出力する振幅制御係数及びオフセット量をそれぞれｆ
１，ｆ２とすれば、Ｆ＝ｆ１×ｐ（ｔ）＋ｆ２で与えられる。

【００７３】振幅制御係数ｆ１は、水平周期毎に１ライ
ンの平均映像レベル検出値と表示エリアの中の何ライン
目であるかという情報を基に決定され、例えば平均レベ
ルが大きければ大きい値に、かつ表示パネル１０００の
表示エリアの中心部ほど大きな値に設定する。オフセッ
ト量ｆ２は、１フレームの平均レベル検出値で決定さ
れ、表示パネル１０００の表示エリア全体の平均輝度レ
ベルを制御する。

【００７４】ここでは、平均映像レベルの検出部２で平
均映像検出レベルを検出する周期を水平１周期毎にした
例で説明したが、システムコントローラ部６ｂの指示に
基づいてゲートパルス発生部４３から出力するゲートパ
ルスを変更することにより、複数の水平ラインを１つの
単位エリアとすることも可能であるし、この単位エリア
を更に水平方向に細分化することも可能である。

【００７５】このように、表示エリアをより細分化した
小エリア毎の平均映像レベルに基づく制御を行うこと
で、より木目の細かい輝度制御を行うことができ、更に
列及び行配線の配線抵抗に起因する電圧降下による輝度
変化の影響を緩和できるという効果がある。

【００７６】尚，この場合のシステムコントローラ部６
ｂの処理は、前述の図３のフローチャートにおいて、ス
テップＳ１の処理の前に、制御信号４４をゲートパルス
発生部４３に出力してゲートパルスの周期を指定し、ス
テップＳ１で、その入力した平均輝度レベルが、どの表
示エリアに相当するかを判断し、その表示エリアに応じ
た周期で補正係数ｆ１，ｆ２を出力する点だけが異なる
だけで、他の処理は同様にして行うことができる。

【００７７】＜本実施の形態の表面伝導型放出素子の製
法及び用途説明＞図１０は、本実施の形態の表示パネル
１０００の外観斜視図であり、その内部構造を示すため
に表示パネル１０００の１部を切り欠いて示している。

【００７８】図中、１００５はリアプレート、１００６
は側壁、１００７はフェースプレートであり、１００５
〜１００７により表示パネルの内部を真空に維持するた
めの気密容器を形成している。気密容器を組み立てるに
あたっては、各部材の接合部に十分な強度と気密性を保
持させるため封着する必要があるが、例えばフリットガ
ラスを接合部に塗布し、大気中あるいは窒素雰囲気中
で、４００℃〜５００℃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。

【００７９】リアプレート１００５には、基板１００１
が固定されているが、この基板１００１上には表面伝導
型放出素子１００２がｎ×ｍ個形成されている（ここで
ｎ，ｍは２以上の正の整数であり、目的とする表示画素
数に応じて適宜設定される。例えば、高品位テレビジョ
ンの表示を目的とした表示装置においては、ｎ＝３００
０，ｍ＝１０００以上の数を設定することが望ましい。
本実施の形態においては、ｎ＝３０７２，ｍ＝１０２４
とした）。前記ｎ×ｍ個の表面伝導型放出素子１００２
は、ｍ本の行方向配線１００３とｎ本の列方向配線１０
０４により単純マトリクス配線されている。前記１００
１〜１００４によって構成される部分をマルチ電子源と
呼ぶ。なお、マルチ電子源の製造方法や構造について
は、後で詳しく述べる。

【００８０】本実施の形態においては、気密容器のリア
プレート１００５にマルチ電子源の基板１００１を固定
する構成としたが、マルチ電子源の基板１００１が十分
な強度を有するものである場合には、気密容器のリアプ
レートとしてマルチ電子源の基板１００１自体を用いて
もよい。

【００８１】また、フェースプレート１００７の下面に
は、蛍光膜１００８が形成されている。本実施の形態の
表示パネル１０００はカラー表示用であるため、蛍光膜
１００８の部分にはＣＲＴの分野で用いられる赤
（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３原色の蛍光体が塗り分
けられている。各色の蛍光体は、たとえば図１１（Ａ）
に示すようにストライプ状に塗り分けられ、各色の蛍光
体のストライプの間には黒色の導電体１０１０が設けて
ある。この黒色の導電体１０１０を設ける目的は、電子
の照射位置に多少のずれがあっても表示色にずれが生じ
ないようにするためや、外光の反射を防止して表示コン
トラストの低下を防ぐため、更には電子による蛍光膜の
チャージアップを防止するためなどである。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。

【００８２】また、３原色の蛍光体の塗り分け方は図１
１（Ａ）に示したストライプ状の配列に限られるもので
はなく、たとえば図１１（Ｂ）に示すようなデルタ状配
列や、それ以外の配列であってもよい。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。

【００８３】また、蛍光膜１００８のリアプレート側の
面には、ＣＲＴの分野では公知のメタルバック１００９
を設けてある。このメタルバック１００９を設けた目的
は、蛍光膜１００８が発する光の一部を鏡面反射して光
利用率を向上させるため、負イオンの衝突から蛍光膜１
００８を保護するため、電子加速電圧を印加するための
電極として作用させるため、蛍光膜１００８を励起した
電子の導電路として作用させるためなどである。このメ
タルバック１００９は、蛍光膜１００８をフェースプレ
ート基板１００７上に形成した後、蛍光膜表面を平滑化
処理し、その上にアルミニウム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。

【００８４】また、本実施の形態では用いなかったが、
加速電圧の印加用や蛍光膜の導電性向上を目的として、
フェースプレート基板１００７と蛍光膜１００８との間
に、例えばＩＴＯを材料とする透明電極を設けてもよ
い。

【００８５】また、Ｄx1〜ＤxmおよびＤy1〜Ｄynおよび
Ｈｖは、当該表示パネル１０００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はマルチ電子源の行方向配線１
００３と、Ｄy1〜Ｄynはマルチ電子源の列方向配線１０
０４と、Ｈｖはフェースプレートのメタルバック１００
９とそれぞれ電気的に接続している。

【００８６】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［to
rr］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もしくは高周
波加熱により加熱し蒸着して形成した膜であり、該ゲッ
ター膜の吸着作用により気密容器内は１×１０マイナス
５乗ないしは１×１０マイナス７乗［torr］の真空度に
維持される。

【００８７】以上、本発明の実施の形態の表示パネル１
０００の基本構成と製法を説明した。

【００８８】次に、この実施の形態の表示パネル１００
０に用いたマルチ電子源の製造方法について説明する。
本実施の形態の画像表示装置に用いるマルチ電子源は、
表面伝導型放出素子を単純マトリクス配線した電子源で
あれば、表面伝導型放出素子の材料や形状あるいは製法
に制限はない。しかしながら、本願発明者らは、表面伝
導型放出素子の中では、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ものが電子放出特性に優れ、し
かも製造が容易に行えることを見出している。したがっ
て、高輝度で大画面の画像表示装置のマルチ電子源に用
いるには、最も好適であると言える。そこで、上記実施
の形態の表示パネルにおいては、電子放出部もしくはそ
の周辺部を微粒子膜から形成した表面伝導型放出素子を
用いた。そこで、まず好適な表面伝導型放出素子につい
て基本的な構成と製法および特性を説明し、その後で多
数の素子を単純マトリクス配線したマルチ電子源の構造
について述べる。

【００８９】（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。

【００９０】（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１２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
１１０３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、１
１１３は通電活性化処理により形成した薄膜である。

【００９１】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、例えばＳｉＯ2を材料とする絶縁層
を積層した基板などを用いることができる。

【００９２】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Ｉｎ2Ｏ3−ＳｎＯ2をはじめとする金属酸
化物、ポリシリコンなどの半導体、などの中から適宜材
料を選択して用いればよい。電極を形成するには、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、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。

【００９３】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より数十マイクロメータの範
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の範囲から
適当な数値が選ばれる。

【００９４】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。

【００９５】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、中でも好ましいのは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。即ち、素子電極１１０２或は
１１０３と電気的に良好に接続するのに必要な条件、後
述する通電フォーミングを良好に行うのに必要な条件、
微粒子膜自身の電気抵抗を後述する適宜の値にするため
に必要な条件、などである。具体的には、数オングスト
ロームから数千オングストロームの範囲のなかで設定す
るが、なかでも好ましいのは１０オングストロームから
５００オングストロームの間である。

【００９６】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，Ｓｎ
Ｏ2，Ｉｎ2Ｏ3，ＰｂＯ，Ｓｂ2Ｏ3などをはじめとする
酸化物や、ＨｆＢ2，ＺｒＢ2，ＬａＢ6，ＣｅＢ6，ＹＢ
4，ＧｄＢ4などをはじめとする硼化物や、ＴｉＣ，Ｚｒ
Ｃ，ＨｆＣ，ＴａＣ，ＳｉＣ，ＷＣなどをはじめとする
炭化物や、ＴｉＮ，ＺｒＮ，ＨｆＮ，などをはじめとす
る窒化物や、Ｓｉ，Ｇｅ，などをはじめとする半導体
や、カーボン、などがあげられ、これらの中から適宜選
択される。

【００９７】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／□］の範囲に含ま
れるよう設定した。

【００９８】なお、導電性薄膜１１０４と素子電極１１
０２および１１０３とは、電気的に良好に接続されるの
が望ましいため、互いの一部が重なりあうような構造を
とっている。その重なり方は、図１２の例においては、
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。

【００９９】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。この亀裂は、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１２においては模式的に示した。

【０１００】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。

【０１０１】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。なお、実際の薄膜１１１３
の位置や形状を精密に図示するのは困難なため、図１２
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。

【０１０２】以上、好ましい素子の基本構成を述べた
が、実施の形態においては以下のような素子を用いた。
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］とした。

【０１０３】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。

【０１０４】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１３（ａ）〜（ｄ）
は、表面伝導型放出素子の製造工程を説明するための断
面図で、各部材の表記は前記図１２と同一である。

【０１０５】（１）まず、図１３（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。これら電極を形成するにあたっては、予め基板
１１０１を洗剤、純水、有機溶剤を用いて十分に洗浄
後、素子電極の材料を堆積させる（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、（ａ）に示した一対の素子電極（１１０２と１１０
３）を形成する。

【０１０６】（２）次に、同図（ｂ）に示すように、導
電性薄膜１１０４を形成する。この導電性薄膜１１０４
を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
の形態では主要元素としてＰｄを用いた。また、実施の
形態では塗布方法として、ディッピング法を用いたが、
それ以外のたとえばスピンナー法やスプレー法を用いて
もよい）。

【０１０７】また、微粒子膜で作られる導電性薄膜の成
膜方法としては、本実施の形態で用いた有機金属溶液の
塗布による方法以外の、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。

【０１０８】（３）次に、同図（ｃ）に示すように、フ
ォーミング用電源１１１０から素子電極１１０２と１１
０３の間に適宜の電圧を印加し、通電フォーミング処理
を行って、電子放出部１１０５を形成する。

【０１０９】この通電フォーミング処理とは、微粒子膜
で作られた導電性薄膜１１０４に通電を行って、その一
部を適宜に破壊、変形、もしくは変質せしめ、電子放出
を行うのに好適な構造に変化させる処理のことである。
微粒子膜で作られた導電性薄膜のうち電子放出を行うの
に好適な構造に変化した部分（即ち、電子放出部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。

【０１１０】通電方法をより詳しく説明するために、図
１４に、フォーミング用電源１１１０から印加する適宜
の電圧波形の一例を示す。微粒子膜で作られた導電性薄
膜をフォーミングする場合には、パルス状の電圧が好ま
しく、本実施の形態の場合には同図に示したようにパル
ス幅Ｔ１の三角波パルスをパルス間隔Ｔ２で連続的に印
加した。その際には、三角波パルスの波高値Ｖｐｆを、
順次昇圧した。また、電子放出部１１０５の形成状況を
モニタするためのモニタパルスＰｍを適宜の間隔で三角
波パルスの間に挿入し、その際に流れる電流を電流計１
１１１で計測した。

【０１１１】実施の形態においては、例えば１０のマイ
ナス５乗［torr］程度の真空雰囲気下において、例えば
パルス幅Ｔ１を１［ミリ秒］、パルス間隔Ｔ２を１０
［ミリ秒］とし、波高値Ｖｐｆを１パルスごとに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、
モニタパルスの電圧Ｖｐｍは０．１［Ｖ］に設定した。
そして、素子電極１１０２と１１０３の間の電気抵抗が
１×１０の６乗［オーム］になった段階、すなわちモニ
タパルス印加時に電流計１１１１で計測される電流が１
×１０のマイナス７乗［Ａ］以下になった段階で、フォ
ーミング処理にかかわる通電を終了した。

【０１１２】なお、上記の方法は、本実施例の表面伝導
型放出素子に関する好ましい方法であり、例えば微粒子
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。

【０１１３】（４）次に、図１３（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。この通電活性化処理とは、
前記通電フォーミング処理により形成された電子放出部
１１０５に適宜の条件で通電を行って、その近傍に炭素
もしくは炭素化合物を堆積せしめる処理のことである。
（図においては、炭素もしくは炭素化合物よりなる堆積
物を部材１１１３として模式的に示した）。なお、通電
活性化処理を行うことにより、行う前と比較して、同じ
印加電圧における放出電流を典型的には１００倍以上に
増加させることができる。

【０１１４】具体的には、１０のマイナス４乗ないし１
０のマイナス５乗［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。

【０１１５】通電方法をより詳しく説明するために、図
１５（ａ）に、活性化用電源１１１２から印加する適宜
の電圧波形の一例を示す。本実施の形態においては、一
定電圧の矩形波を定期的に印加して通電活性化処理を行
ったが、具体的には，矩形波の電圧Ｖａｃは１４
［Ｖ］，パルス幅Ｔ３は、１［ミリ秒］，パルス間隔Ｔ
４は１０［ミリ秒］とした。なお、上述の通電条件は、
本実施の形態の表面伝導型放出素子に関する好ましい条
件であり、表面伝導型放出素子の設計を変更した場合に
は、それに応じて条件を適宜変更するのが望ましい。

【０１１６】図１３（ｄ）に示す１１１４は、該表面伝
導型放出素子から放出される放出電流Ｉeを捕捉するた
めのアノード電極で、直流高電圧電源１１１５および電
流計１１１６が接続されている。（なお、基板１１０１
を、表示パネルの中に組み込んでから活性化処理を行う
場合には、表示パネルの蛍光面をアノード電極１１１４
として用いる）。活性化用電源１１１２から電圧を印加
する間、電流計１１１６で放出電流Ｉeを計測して通電
活性化処理の進行状況をモニタし、活性化用電源１１１
２の動作を制御する。電流計１１１６で計測された放出
電流Ｉeの一例を図１５（ｂ）に示す。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。

【０１１７】なお、上述の通電条件は、本実施の形態の
表面伝導型放出素子に関する好ましい条件であり、表面
伝導型放出素子の設計を変更した場合には、それに応じ
て条件を適宜変更するのが望ましい。

【０１１８】以上のようにして、図１３（ｅ）に示す平
面型の表面伝導型放出素子を製造した。

【０１１９】（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。

【０１２０】図１６は、本実施の形態の垂直型の基本構
成を説明するための模式的な断面図であり、図中の１２
０１は基板、１２０２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、１２１３は通電活性化処理により形成した薄
膜、である。

【０１２１】垂直型が先に説明した平面型と異なる点
は、素子電極のうちの片方（１２０２）が段差形成部材
１２０６上に設けられており、導電性薄膜１２０４が段
差形成部材１２０６の側面を被覆している点にある。し
たがって、前記図１２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Ｌ
ｓとして設定される。なお、基板１２０１、素子電極１
２０２および１２０３、微粒子膜を用いた導電性薄膜１
２０４、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。

【０１２２】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１７（ａ）〜（ｆ）は、製造工程
を説明するための断面図で、各部材の表記は前記図１６
と同一である。

【０１２３】（１）まず、図１７（ａ）に示すように、
基板１２０１上に素子電極１２０３を形成する。

【０１２４】（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。

【０１２５】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。

【０１２６】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。

【０１２７】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。

【０１２８】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
１３（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）。

【０１２９】（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１３（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）。

【０１３０】以上のようにして、図１７（ｆ）に示す垂
直型の表面伝導型放出素子を製造した。

【０１３１】（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。

【０１３２】図１８に、本実施の形態の表示装置に用い
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。

【０１３３】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。

【０１３４】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。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。

【０１３５】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Ｉe
の大きさを制御できる。

【０１３６】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。

【０１３７】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Ｖth
以上の電圧を適宜印加し、非選択状態の素子には閾値電
圧Ｖth未満の電圧を印加する。駆動する素子を順次切り
替えてゆくことにより、表示画面を順次走査して表示を
行うことが可能である。

【０１３８】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。

【０１３９】（多数素子を単純マトリクス配線したマル
チ電子源の構造）次に、上述の表面伝導型放出素子を基
板上に配列して単純マトリクス配線したマルチ電子源の
構造について述べる。

【０１４０】図１９に示すのは、前記図１０の表示パネ
ル１０００に用いたマルチ電子源の平面図である。基板
１００１上には、前記図１２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。

【０１４１】図１９のＡ−Ａ’に沿った断面を図２０に
示す。

【０１４２】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。

【０１４３】図２１は、前記説明の表面伝導型放出素子
を電子源として用いたディスプレイパネルに、例えばテ
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。図中、１０００は
前述したディスプレイパネル、２１０１はディスプレイ
パネルの駆動回路、２１０２はディスプレイコントロー
ラ、２１０３はマルチプレクサ、２１０４はデコーダ、
２１０５は入出力インターフェース回路、２１０６はＣ
ＰＵ、２１０７は画像生成回路、２１０８および２１０
９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。

【０１４４】（なお、本表示装置は、例えばテレビジョ
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。

【０１４５】まず、ＴＶ信号受信回路２１１３は、例え
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、例
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（例えば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。

【０１４６】また、ＴＶ信号受信回路２１１２は、例え
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。

【０１４７】また、画像入力インターフェース回路２１
１１は、例えば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。

【０１４８】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。

【０１４９】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。

【０１５０】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。

【０１５１】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。

【０１５２】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、例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２
１０４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。

【０１５３】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。

【０１５４】例えば、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（例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。

【０１５５】また、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。

【０１５６】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。例えば、
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。

【０１５７】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、例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。

【０１５８】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、例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。

【０１５９】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、例えば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。

【０１６０】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。

【０１６１】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。

【０１６２】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、例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、例え
ば画面表示周波数や走査方法（例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。

【０１６３】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。

【０１６４】また、駆動回路２１０１は、ディスプレイ
パネル１０００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。

【０１６５】以上、各部の機能を説明したが、図２１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１
０００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１
０００に駆動信号を印加する。これにより、ディスプレ
イパネル１０００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。

【０１６６】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、例えば拡大，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、本実施例の説明では
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。

【０１６７】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。

【０１６８】なお、上記図２１は、表面伝導型放出素子
を電子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。例えば、図２１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。例えば、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。

【０１６９】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。

【０１７０】以上説明したように本実施の形態によれ
ば、表示パネル上の表示エリアの位置に応じて所望の輝
度分布を持たすことができる。また、表示エリアの位置
に応じた輝度分布を保存したまま、輝度の調整を行うこ
とが出来る。

【０１７１】これにより、例えば表示エリアの中心部が
高輝度に、その周辺が低輝度になるような輝度分布を持
たすことにより、配線抵抗に起因する輝度ばらつきを補
正することができる。

【０１７２】通常、映像信号は重要な情報が画面の中央
部にくるように作られることが多い。このため、装置の
消費電力抑制や発光面の温度上昇を抑制するために表示
パネルの平均輝度があるレベルを超えないように制御す
る場合は、表示エリア全体の輝度を一様に抑制するより
も、平均電力は同じという条件で中心部を明るくした輝
度分布にする方が好ましい。その理由は、映像信号に含
まれる重要な情報が高輝度で表示される可能性が高くな
り、見易い画像表示装置を提供することが出来ることに
ある。

【０１７３】また、多数の電子放出素子をマトリックス
状に配置した表示パネルを行配線の線順次に駆動する場
合、行配線上に発生する電圧降下により行配線の電圧印
加端から離れた位置にある表示エリアほど発光量が低下
するという問題があるが、上述のように表示エリアの位
置に応じて所望の輝度分布を持たせる、即ち、電圧印加
端より遠い位置での輝度を上げることにより解決するこ
とができる。

【０１７４】また、配線抵抗による電圧降下量は、その
配線に流れる電流が大きい程、即ち、入力映像信号レベ
ルが高い程大きくなるので、平均映像レベルを検出し、
その平均レベルに応じて表示エリアの位置に応じた輝度
分布となるように制御することにより、配線抵抗に起因
する輝度のばらつきを補正することができる。

【０１７５】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、輝
度分布を補正することができる。

【０１７６】また本発明によれば、表示される画像の所
望の部分、或いは配線抵抗に起因する部分の輝度だけを
制御することができるという効果がある。

【０１７７】また本発明によれば、消費電力の抑制及び
温度上昇の抑制を図りながら、好適な輝度分布の抑制を
行うことができる。

【０１７８】また本発明によれば、表示パネルの所望の
部分の画像信号の輝度レベルを他の部分に対応する画像
信号の輝度レベルよりも高めるようにして、違和感の少
ない画像を表示できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１の画像表示装置の構成を
示すブロック図である。

【図２】図１の各部出力信号のタイミングを説明するタ
イミング図である。

【図３】実施の形態１のシステムコントローラ部による
制御処理を示すフローチャートである。

【図４】本実施の形態における補正係数の変化を説明す
る図である。

【図５】実施の形態１における表示エリアによる輝度分
布を説明する図である。

【図６】本発明の実施の形態２の画像表示装置の構成を
示すブロック図である。

【図７】実施の形態２のシステムコントローラ部による
制御処理を示すフローチャートである。

【図８】本発明の実施の形態３の画像表示装置の構成を
示すブロック図である。

【図９】本発明の実施の形態４の画像表示装置の構成を
示すブロック図である。

【図１０】本実施の形態の画像表示装置の表示パネルの
一部を切り欠いて示した斜視図である。

【図１１】本実施の形態の表示パネルのフェースプレー
トの蛍光体配列を例示した平面図である。

【図１２】本実施の形態で用いた平面型の表面伝導型放
出素子の平面図（Ａ），断面図（Ｂ）である。

【図１３】本実施の形態の平面型表面伝導型放出素子の
製造工程を示す断面図である。

【図１４】通電フォーミング処理の際の印加電圧波形を
示す図である。

【図１５】通電活性化処理の際の印加電圧波形（ａ），
放出電流Ｉeの変化（ｂ）を示す図である。

【図１６】本実施の形態で用いた垂直型の表面伝導型放
出素子の断面図である。

【図１７】垂直型の表面伝導型放出素子の製造工程を示
す断面図である。

【図１８】本実施の形態で用いた表面伝導型放出素子の
典型的な特性を示すグラフ図である。

【図１９】本実施の形態で用いたマルチ電子源の基板の
一部平面図である。

【図２０】本実施の形態で用いた図２０のマルチ電子源
の基板のＡ−Ａ’断面図である。

【図２１】本発明の実施の形態の画像表示装置を用いた
多機能画像表示装置のブロック図である。

【図２２】従来知られた表面伝導型放出素子の一例を示
す平面図である。

【図２３】従来知られたＦＥ素子の一例を示す断面図で
ある。

【図２４】従来知られたＭＩＭ型素子の一例を示す図で
ある。

【図２５】本実施の形態の電子放出素子の配線方法を説
明する図である。

【符号の説明】

２平均映橡レベル検出部３Ａ／Ｄ部４同期信号分離部５タイミング発生部６システムコントロール部７Ｈパラボラ発生部８Ｖパラボラ発生部９ＭＩＸ部１６テーブルＲＯＭ部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の発光部を有する画像表示部材と、前記発光部に作用して発光を生じせしめる第１の手段
と、前記発光部の位置に応じて、同じ輝度を要求する信号が
入った時に、前記発光部の発光輝度を異なるものとする
調整手段と、を有することを特徴とする画像表示装置。
【請求項２】前記調整手段は、前記第１の手段の前記
作用を調整する手段であることを特徴とする請求項１に
記載の画像表示装置。
【請求項３】前記調整手段は、前記第１の手段に入力
する信号を調整する手段であることを特徴とする請求項
１に記載の画像表示装置。
【請求項４】前記第１の手段は、前記調整手段から入
力する信号に応じて電子を放出する電子放出素子である
ことを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項５】前記調整手段は、前記電子放出素子から
所定時間内に放出され前記発光部に到達する電子量を調
整するものであることを特徴とする請求項４に記載の画
像表示装置。
【請求項６】前記第１の手段を前記複数の発光部に対
応して複数有することを特徴とする請求項１に記載の画
像表示装置。
【請求項７】前記発光部の位置に応じて発光輝度を異
なるものとする調整は、同じ輝度を要求する信号が入っ
た時に、画像表示領域の周辺近傍に位置する発光部の少
なくともひとつの輝度よりも相対的に輝度の高い発光部
が、画像表示領域の中央近傍に存在するようにする調整
であることを特徴とする請求項１に記載の画像表示装
置。
【請求項８】前記発光部の位置に応じて発光輝度を異
なるものとする調整は、同じ輝度を要求する信号が入っ
た時に、画像表示領域の中央近傍の発光部の輝度が周辺
近傍に位置する発光部の輝度よりも相対的に高くなり、
横方向、もしくは縦方向、もしくは放射状に周辺部に向
けて輝度が減少していくような調整であることを特徴と
する請求項７に記載の画像表示装置。
【請求項９】前記複数の発光部は略線状に配置されて
いることを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項１０】前記略線状に配置された複数の発光部
が該線上のどこに位置するかによって前記調整の程度が
決定されることを特徴とする請求項９に記載の画像表示
装置。
【請求項１１】前記略線状に配置された前記複数の発
光部を複数組有していることを特徴とする請求項９に記
載の画像表示装置。
【請求項１２】入力する画像信号の輝度レベルを検出
する検出手段を更に有していることを特徴とする請求項
１乃至１１のいずれか１項に記載の画像表示装置。
【請求項１３】前記調整の程度を、入力する画像信号
の輝度レベルに応じて決定することを特徴とする請求項
１２に記載の画像表示装置。
【請求項１４】入力する画像信号の輝度レベルに応じ
て、異なる位置の前記発光部に対して同じ輝度を要求す
る信号が入力された時の輝度を異ならせる程度のパター
ンを決定することを特徴とする請求項１２に記載の画像
表示装置。
【請求項１５】入力する画像信号の種類を判別する手
段を更に有していることを特徴とする請求項１１１乃至
のいずれか１項に記載の画像表示装置。
【請求項１６】前記調整の程度を、入力する画像信号
の種類に応じて決定することを特徴とする請求項１５に
記載の画像表示装置。
【請求項１７】入力する画像信号の種類に応じて、異
なる位置の前記発光部に対して同じ輝度を要求する信号
が入力された時の輝度を異ならせる程度のパターンを決
定することを特徴とする請求項１５に記載の画像表示装
置。
【請求項１８】前記調整の程度を選択する手段を有し
ている請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項１９】異なる位置の前記発光部に対して同じ
輝度を要求する信号が入力された時の輝度を異ならせる
程度のパターンを選択する手段を更に有していることを
特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項２０】前記複数の発光部の全ての輝度を概略
一様に制御する手段更に有することを特徴とする請求項
１に記載の画像表示装置。
【請求項２１】複数の発光部を有する画像表示部材
と、前記発光部に作用して発光を生じせしめる第１の手
段とを有する画像表示装置の駆動方法において、前記発光部の位置に応じて、同じ輝度を要求する信号が
入った時に、前記発光部の発光輝度を異なるものとする
調整を行うことを特徴とする画像表示装置の駆動方法。
【請求項２２】前記調整は、前記第１の手段の前記作
用を調整するものであることを特徴とする請求項２１に
記載の駆動方法。
【請求項２３】前記調整は、前記第１の手段に入力す
る信号を調整するものであることを特徴とする請求項２
１に記載の駆動方法。
【請求項２４】前記調整は、前記第１の手段である電
子放出素子から所定時間内に放出され前記発光部に到達
する電子の量を調整するものであることを特徴とする請
求項２１に記載の駆動方法。
【請求項２５】発光部の位置に応じて発光輝度を異な
るものとする調整は、同じ輝度を要求する信号が入った
時に、画像表示領域の周辺近傍に位置する発光部の少な
くともひとつの輝度よりも、相対的に高い輝度の発光部
が画像表示領域の中央近傍に存在するようにする調整で
あることを特徴とする請求項２１に記載の駆動方法。
【請求項２６】前記発光部の位置に応じて発光輝度を
異なるものとする調整は、同じ輝度を要求する信号が入
った時に、画像表示領域の中央近傍の発光部の輝度が周
辺近傍に位置する発光部の輝度よりも相対的に高くな
り、横方向、もしくは縦方向、もしくは放射状に周辺部
に向けて輝度が減少していくような調整であることを特
徴とする請求項２５に記載の駆動方法。
【請求項２７】前記調整の程度を、入力する画像信号
の輝度レベルに応じて決定することを特徴とする請求項
２１に記載の駆動方法。
【請求項２８】入力する画像信号の輝度レベルに応じ
て、異なる位置の前記発光部に対して同じ輝度を要求す
る信号が入力された時の輝度を異ならせる程度のパター
ンを決定することを特徴とする請求項２１に記載の駆動
方法。
【請求項２９】前記調整の程度を、入力する画像信号
の種類に応じて決定することを特徴とする請求項２１に
記載の駆動方法。
【請求項３０】入力する画像信号の種類に応じて、異
なる位置の前記発光部に対して同じ輝度を要求する信号
が入力された時の輝度を異ならせる程度のパターンを決
定することを特徴とする請求項２１に記載の駆動方法。
【請求項３１】請求項１に記載の画像表示装置と、画像信号入力部と、を有することを特徴とするテレビジ
ョン装置。
【請求項３２】更に、チューナを有することを特徴と
する請求項３１に記載のテレビジョン装置。