JPH09258687A

JPH09258687A - 画像形成装置及びその発光特性の変化防止方法

Info

Publication number: JPH09258687A
Application number: JP6106596A
Authority: JP
Inventors: Akihiko Yamano; 明彦山野; Hidetoshi Suzuki; 英俊鱸
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1996-03-18
Filing date: 1996-03-18
Publication date: 1997-10-03

Abstract

(57)【要約】【課題】冷陰極型電子放出素子が複数配置された電子
放出源を備えた画像形成装置であって、発光特性の変化
を防止することができる画像形成装置及びその発光特性
の変化防止方法の提供。【解決手段】表示装置の真空雰囲気の変動や電子放出
素子の特性自体の経時変化により放出電流量Ie、正確に
は蛍光体等の発光体に到達する電子の数は変動し表示輝
度が変動する。そこで画像形成パネル107に画像を表示
する際、演算回路110においてその画像信号から設計上
予測される電子放出量IecとIe検出回路111により実際に
計測されるIeとから輝度の差分を算出し、その差分がゼ
ロになるに加速電圧印加回路109を１行毎に順次制御
し、素子から放出される電子が発光体へ到達するときに
持つエネルギーを変化させることにより表示輝度を補正
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、冷陰極型電子放出
素子が複数配置された電子放出源を備えた画像形成装置
に関し、特に発光輝度を長期間にわたって安定に保つ安
定化機構を備えた画像形成装置及びその発光特性の変化
防止方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、電子放出素子として熱陰極素
子と冷陰極素子の２種類が知られている。このうち冷陰
極素子では、例えば表面伝導型放出素子や、電界放出型
素子（以下、ＦＥ型と記す）や、金属／絶縁層／金属型
放出素子（以下、ＭＩＭ型と記す）等が知られている。

【０００３】表面伝導型放出素子としては、例えば、
Ｍ．Ｉ．Ｅｌｉｎｓｏｎ，ＲａｄｉｏＥｎｇ．Ｅｌｅｃ
ｔｒｏｎＰｈｙｓ．，１０，１２９０，（１９６５）
や、後述する他の例が知られている。

【０００４】表面伝導型放出素子は、基板上に形成され
た小面積の薄膜に、膜面に平行に電流を流すことにより
電子放出が生ずる現象を利用するものである。この表面
伝導型放出素子としては、前記エリンソン等によるＳｎ
Ｏ2 薄膜を用いたものの他に、Ａｕ薄膜によるもの
［Ｇ．Ｄｉｔｔｍｅｒ：”ＴｈｉｎＳｏｌｉｄＦｉ
ｌｍｓ”，９，３１７（１９７２）］や、Ｉｎ2 Ｏ3 ／
ＳｎＯ2 薄膜によるもの［Ｍ．Ｈａｒｔｗｅｌｌａｎ
ｄＣ．Ｇ．Ｆｏｎｓｔａｄ：”ＩＥＥＥＴｒａｎ
ｓ．ＥＤＣｏｎｆ．”，５１９（１９７５）］や、カ
ーボン薄膜によるもの［荒木久他：真空、第２６巻、
第１号、２２（１９８３）］等が報告されている。

【０００５】これらの表面伝導型放出素子の素子構成の
典型的な例を図１６に示す。

【０００６】図１６は、従来例としての表面伝導型放出
素子の平面図であり、前述のＭ．Ｈａｒｔｗｅｌｌらに
よるものである。図中、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。該導電性薄膜３００４に後述の
通電フォーミングと呼ばれる通電処理を施すことによ
り、電子放出部３００５が形成される。図中の間隔Ｌ
は、０．５〜１［ｍｍ］，Ｗは、０．１［ｍｍ］で設定
されている。尚、図示の便宜から、電子放出部３００５
は導電性薄膜３００４の中央に矩形の形状で示したが、
これは模式的なものであり、実際の電子放出部の位置や
形状を忠実に表現しているわけではない。

【０００７】Ｍ．Ｈａｒｔｗｅｌｌ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３００
５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。

【０００８】また、ＦＥ型の例は、例えば、Ｗ．Ｐ．Ｄ
ｙｋｅ＆Ｗ．Ｗ．Ｄｏｌａｎ，”Ｆｉｅｌｄｅｍｉｓ
ｓｉｏｎ”，ＡｄｖａｎｃｅｉｎＥｌｅｃｔｒｏｎ
Ｐｈｙｓｉｃｓ，８，８９（１９５６）や、あるい
は、Ｃ．Ａ．Ｓｐｉｎｄｔ，”Ｐｈｙｓｉｃａｌｐ
ｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｔｈｉｎ−ｆｉｌｍｆｉ
ｅｌｄｅｍｉｓｓｉｏｎｃａｔｈｏｄｅｓｗｉｔｈ
ｍｏｌｙｂｄｅｎｉｕｍｃｏｎｅｓ”，Ｊ．Ａｐｐ
ｌ．Ｐｈｙｓ．，４７，５２４８（１９７６）等が知ら
れている。

【０００９】ＦＥ型の素子構成の典型的な例を図１７に
示す。

【００１０】図１７は、従来例としてのＦＥ型の放出素
子の断面図であり、前述のＣ．Ａ．Ｓｐｉｎｄｔらによ
るものである。

【００１１】図中、３０１０は基板、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、そして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。

【００１２】また、ＦＥ型の他の素子構成として、図１
７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。

【００１３】また、ＭＩＭ型の例としては、例えば、
Ｃ．Ａ．Ｍｅａｄ，”Ｏｐｅｒａｔｉｏｎｏｆｔｕ
ｎｎｅｌ−ｅｍｉｓｓｉｏｎＤｅｖｉｃｅｓ，Ｊ．Ａ
ｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．，３２，６４６（１９６１）等が知
られている。ＭＩＭ型の素子構成の典型的な例を図１８
に示す。

【００１４】図１８は、従来例としてのＭＩＭ型の放出
素子の断面図である。

【００１５】図中、３０２０は基板、３０２１は金属よ
りなる下電極、３０２２は厚さ１００オングストローム
程度の薄い絶縁層、３０２３は厚さ８０〜３００オング
ストローム程度の金属よりなる上電極である。ＭＩＭ型
においては、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。

【００１６】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。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等
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。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。

【００１７】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、大面積に渡って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。

【００１８】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、画像記録装置等の画像形成
装置や、荷電ビーム源等が研究されている。

【００１９】特に、画像形成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や特開平４−２８１３７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
形成装置が研究されている。表面伝導型放出素子と蛍光
体とを組み合わせた画像形成装置は、従来の他の方式の
画像形成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。

【００２０】また、ＦＥ型を複数個並べて駆動する方法
は、例えば本出願人によるＵＳＰ４，９０４，８９５に
開示されている。また、ＦＥ型を画像形成装置に応用し
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．Ｍｅｙｅ
ｒ：”ＲｅｃｅｎｔＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｎ
ＭｉｃｒｏｔｉｐｓＤｉｓｐｌａｙａｔＬＥＴ
Ｉ”，Ｔｅｃｈ．Ｄｉｇｅｓｔｏｆ４ｔｈＩｎ
ｔ．ＶａｃｕｕｍＭｉｃｒｏｅｌｅ−ｃｔｒｏｎｉ
ｃｓＣｏｎｆ．，Ｎａｇａｈａｍａ，ｐｐ．６〜９
（１９９１）］また、ＭＩＭ型を多数個並べて画像形成装置に応用した
例として、例えば本出願人による特開平３−５５７３８
が開示されている。

【００２１】

【発明が解決しようとする課題】発明者らは、上記従来
技術に記載したものをはじめとして、さまざまな材料、
製法、構造の冷陰極素子を試みてきた。更に、多数の冷
陰極素子を配列した電子放出源（以下、マルチ電子ビー
ム源）、ならびにこのマルチ電子ビーム源を応用した画
像形成装置について研究を行ってきた。

【００２２】発明者らは、例えば図１９に示す電気的な
配線方法によるマルチ電子ビーム源、即ち冷陰極素子を
２次元的に多数個配列し、これらの素子をマトリクス状
に配線したマルチ電子ビーム源を試みてきた。

【００２３】図１９は、従来例としての表面伝導型放出
素子を複数配列したマルチ電子ビーム源を説明する図で
ある。

【００２４】図中、４００１は冷陰極素子を模式的に示
したものである。４００２は行方向配線、４００３は列
方向配線である。行方向配線４００２及び列方向配線４
００３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及び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。尚、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これに限られるも
のではなく、例えば画像形成装置用のマルチ電子ビーム
源の場合には、所望の画像表示を行うのに足りるだけの
素子を配列し配線するものである。素子を単純マトリク
ス配線したマルチ電子ビーム源においては、所望の電子
ビームを出力させるため、行方向配線４００２及び列方
向配線４００３に適宜の電気信号を印加する。例えば、
マトリクスの中の任意の１行における冷陰極素子を駆動
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４００
２には非選択電圧Ｖｎｓを印加する。これと同期して列
方向配線４００３に電子ビームを出力するための駆動電
圧Ｖｅを印加する。この方法によれば、配線抵抗４００
４及び４００５による電圧降下を無視すれば、選択する
行における冷陰極素子には、Ｖｅ−Ｖｓの電圧が印加さ
れ、また非選択行における冷陰極素子にはＶｅ−Ｖｎｓ
の電圧が印加される。Ｖｅ，Ｖｓ，Ｖｎｓを適宜の大き
さの電圧にすれば、選択する行における冷陰極素子だけ
から所望の強度の電子ビームが出力されるはずであり、
また列方向配線の各々に異なる駆動電圧Ｖｅを印加すれ
ば、選択する行における素子の各々から異なる強度の電
子ビームが出力されるはずである。また、駆動電圧Ｖｅ
を印加する時間の長さを変えれば、電子ビームが出力さ
れる時間の長さも変えることができるはずである。従っ
て、冷陰極素子を単純マトリクス配線したマルチ電子ビ
ーム源はいろいろな応用可能性があり、たとえば画像情
報に応じた電気信号を適宜印加すれば、画像形成装置用
の電子源として好適に用いることができる。上述した平
板形の表示装置をはじめとして、電子放出素子を応用し
た各種画象形成装置においては、高品位、高精細な画像
や大画面が望まれるのは当然であり、その性能が長期間
にわたって継続する必要がある。この表示方法は、電子
を用いて発光現象を起こさせるため、雰囲気を低圧（真
空）に保持し、且つその雰囲気を長期間にわたって一定
に保つ必要がある。

【００２５】しかしながら、上記従来例で説明した冷陰
極素子を単純マトリクス配線したマルチ電子ビーム源に
おいて、ガス組成の変化等により前記の雰囲気に変化が
生じるた場合、電子の放出特性、正確には蛍光体等の発
光体に到達する電子の数が変動し、結果として輝度が不
安定となって表示品位が低下してしまう。そのため雰囲
気を長期間にわたって一定に保持するためには、非常に
高度な製造技術が必要とされ、製品コストの低減が困難
であるという問題が生じていた。

【００２６】そこで本発明は、冷陰極型電子放出素子が
複数配置された電子放出源を備えた画像形成装置であっ
て、発光特性の変化を防止することができる画像形成装
置及びその発光特性の変化防止方法の提供を目的とす
る。

【００２７】

【課題を解決するための手段】前述の目的達成のため、
本発明の画像形成装置は以下の特徴を備える。

【００２８】即ち、冷陰極型の電子放出素子を行列状に
複数配置した電子放出源と、前記電子放出素子のう
ち、１走査分の映像信号にあたる電子放出素子だけを選
択し、前記電子放出素子が接続された行方向配線と列方
向配線とを介して駆動する駆動手段と、前記駆動手段に
より駆動された電子放出素子が放出する電子を加速する
加速手段と、前記加速手段により加速された電子により
蛍光面を発光させる発光手段とを備えた画像形成装置に
おいて、更に、前記電子放出素子が放出する電子の量
を、放出電流値として計測する計測手段と、前記１走査
分の映像信号に基づいて、理論放出電流値を算出し、そ
の理論放出電流値と前記放出電流値とを一致させるべ
く、前記駆動手段及び／または前記加速手段の出力を補
正する補正演算手段と、を備えたことを特徴とする。こ
れにより、通常の画像表示動作を行ないつつ、リアルタ
イムで輝度補正を行う。

【００２９】具体的に、前記１走査分の映像信号は、前
記行方向配線１本分の映像信号であることを特徴とす
る。これにより、通常の画像表示動作に使用されている
信号を用い、補正回路の構造を単純化する。

【００３０】また好ましくは、前記駆動手段は、前記映
像信号の強度に応じたパルス幅を有する駆動パルス、或
は前記映像信号の強度に応じた電圧を有し、且つ個々の
パルスが所定の幅を有する駆動パルスを生成することを
特徴とする。これにより、電子の放出量または電子が蛍
光面に到達する際に持つエネルギーを制御する。

【００３１】更に前記補正演算手段は、前記発光手段が
形成する画像の輝度を前記放出電流と線形な発光特性で
表示する場合には、前記放出電流量を係数倍して前記理
論放出電流値を算出する。或は前記画像形成装置が前記
映像信号をガンマ変換する場合には、そのガンマ曲線に
応じて前記理論放出電流値を算出することを特徴とす
る。

【００３２】更に好ましくは、前記発光手段は、前記電
子放出素子が放出する電子を平板上の電極を介して複数
の蛍光体を有する前記蛍光面に照射することにより画像
を形成することを特徴とする。また、前述の目的達成の
ため、本発明の画像形成装置における発光特性の変化防
止方法は以下の特徴を備える。

【００３３】即ち、冷陰極型の電子放出素子を行列状に
複数配置した電子放出源を形成し、前記電子放出素子の
うち、１走査分の映像信号にあたる電子放出素子だけを
選択し、前記電子放出素子が接続された行方向配線と列
方向配線とを介して駆動する駆動工程と、電子放出素子
が放出する電子を加速する加速工程と、前記加速工程で
加速された電子により蛍光面を発光させることにより画
像を形成する画像形成装置における発光特性の変化防止
方法であって、更に、前記電子放出素子が放出する電子
の量を、放出電流値として計測し、前記１走査分の映像
信号に基づいて理論放出電流値を算出し、その理論放出
電流値と前記放出電流値とを略一致させるべく、前記駆
動工程及び／または前記加速工程の出力を補正する補正
演算工程と、を備えたことを特徴とする。これにより、
通常の画像表示動作を行ないつつ、リアルタイムで輝度
補正を行う。

【００３４】具体的に前記１走査分の映像信号は、前記
行方向配線１本分の映像信号であることを特徴とする。
これにより、通常の画像表示動作に使用されている信号
を用い、補正回路の構造を単純化する。

【００３５】また、前記駆動工程において、前記映像信
号の強度に応じたパルス幅を有する駆動パルス、或は前
記映像信号の強度に応じた電圧を有し、且つ個々のパル
スが所定の幅を有する駆動パルスを生成することを特徴
とする。これにより、電子の放出量または電子が蛍光面
に到達する際に持つエネルギーを制御する。

【００３６】更に好ましくは、前記蛍光面に形成する画
像の輝度を前記放出電流と線形な発光特性で表示する場
合、前記補正演算工程において前記放出電流量を係数倍
して前記理論放出電流値を算出する。或は前記映像信号
をガンマ変換する場合、そのガンマ曲線に応じて前記補
正演算工程において前記理論放出電流値を算出すること
を特徴とする。

【００３７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面を
参照して詳細に説明する。尚、本発明に好適な電子放出
素子の構造、製法、特性、及び画像形成装置の表示パネ
ル構造、製法等については、便宜上、実施形態について
説明した後で詳しく述べる。

【００３８】［第１の実施形態］第１の実施形態におけ
る画像形成装置の駆動回路について図１を参照して説明
する。

【００３９】図１は、本発明の第１の実施形態としての
画像形成装置の駆動回路のブロック図である。

【００４０】図中、通常の画像形成動作は、まず外部の
装置から入力されたコンポジット映像信号を、デコーダ
１０１により３原色（赤、緑、青）の輝度信号（Ｒ，
Ｇ，Ｂ）及び水平、垂直同期信号（ＨＳＹＮＣ，ＶＳＹ
ＮＣ）に分離する。タイミング発生回路１０２は、前記
のＨＳＹＮＣ，ＶＳＹＮＣ信号に同期した各種タイミン
グ信号を発生させる。一方、Ｒ，Ｇ，Ｂ輝度信号は、サ
ンブルホールド（Ｓ／Ｈ）回路１０３において所定のタ
イミングでサンプリングされ、また保持される。また、
この保持された信号は、信号配列変換回路１０４におい
て画像形成パネル１０７が有する各蛍光体（後述の電子
放出素子及び表示パネル構造、製法参照）の配列に対応
した順番のシリアル信号に変換される。次に、このシリ
アル信号を、ＣＣＤ等を用いたアナログ信号をシリアル
・パラレル変換するシリアル・パラレル変換回路（Ｓ／
Ｐ）変換回路１０５において１行毎、即ち画像形成パネ
ル１０７における水平方向の行方向配線毎のパラレル映
像信号に変換する。１行毎のパラレル映像信号は、パル
ス幅変調回路（ＰＷＭ）１０６においてその各映像信号
の強度に応じたパルス幅を持つドライブパルスに変換さ
れる。前記のドライブパルスが供給された画像形成パネ
ル１０７では、走査回路１０８が選択した行に接続され
ている放出素子だけが、供給されたドライブパルスに含
まれる各パルスの幅に応じた期間だけ電子を放出する。
これらの電子は、加速電圧印加回路１０９の出力電圧に
よって加速され、フェースプレート（後述の電子放出素
子及び表示パネル構造、製法参照）上の同じ位置に照射
されるため、その位置の蛍光体が発光する。走査回路１
０８は、選択する行を順次走査することにより２次元画
像が形成される。

【００４１】そして、輝度を補正するための演算を行う
演算回路１１０では、信号配列変換回路１０４から出力
されたシリアル映像信号の１行分の総和信号を算出し、
その信号に基づいてその時得られるべき設計上の放出電
流値Ｉｅｃを算出する。一方、画像形成パネル１０７が
有する放出素子の電子ビーム出力を測定するための回路
である放出電流（Ｉｅ）検出回路１１１により、放出素
子から出力される実際の放出電流値が得られる。この設
計上の放出電流値Ｉｅｃと実際の放出電流Ｉｅとの差
（ΔＩｅ）は、放出電流値の変動による輝度変化の割合
に応じて変化するので、その差（変化分）ΔＩｅがゼロ
となるように加速電圧印加回路１０９の出力電圧を調整
する。これにより放出素子１行毎に、発光輝度の補正が
リアルタイムで行えるようになるため、各放出素子から
蛍光面に対して出力される電子ビームが不安定なとき
も、得られる発光輝度は安定なものとなり、高い表示品
位が得られるようになる。尚、上記の説明はＰＷＭの場
合であるが、電圧変調を用いてもよい。その場合、１０
６のドライブ回路は、入力される映像信号の強度に応じ
た電圧パルス（但し、各パルスは所定の幅）を生成す
る。

【００４２】［第２の実施形態］第１の実施形態では、
放出電流値の変動による発光輝度の変化を、放出される
電子の加速電圧を制御することにより補正し、安定化さ
せた。その場合、放出される電子の持つエネルギーを変
化させたわけであるが、第２の実施形態では、各放出素
子への駆動電圧を制御することにより、電子の放出量を
変化させて輝度を安定化する。第２の実施形態の画像形
成装置の駆動回路について図２を参照して説明する。

【００４３】図２は、本発明の第２の実施形態としての
画像形成装置の駆動回路のブロック図である。

【００４４】図中、通常の画像形成動作は、まず外部の
装置から入力されたコンポジット映像信号を、デコーダ
２０１により３原色（赤、緑、青）の輝度信号（Ｒ，
Ｇ，Ｂ）及び水平、垂直同期信号（ＨＳＹＮＣ，ＶＳＹ
ＮＣ）に分離する。タイミング発生回路２０２は、前記
のＨＳＹＮＣ，ＶＳＹＮＣ信号に同期した各種タイミン
グ信号を発生させる。一方、Ｒ，Ｇ，Ｂ輝度信号は、サ
ンブルホールド（Ｓ／Ｈ）回路２０３において所定のタ
イミングでサンプリングされ、また保持される。また、
この保持された信号は、信号配列変換回路２０４におい
て画像形成パネル２０７が有する各蛍光体（後述の電子
放出素子及び表示パネル構造、製法参照）の配列に対応
した順番のシリアル信号に変換される。次に、このシリ
アル信号を、ＣＣＤ等を用いたアナログ信号をシリアル
・パラレル変換するシリアル・パラレル変換回路（Ｓ／
Ｐ）変換回路２０５において１行毎、即ち画像形成パネ
ル２０７における水平方向の行方向配線毎のパラレル映
像信号に変換する。１行毎のパラレル映像信号は、パル
ス幅変調回路（ＰＷＭ）２０６においてその各映像信号
の強度に応じたパルス幅を持つドライブパルスに変換さ
れる。前記のドライブパルスが供給された画像形成パネ
ル２０７では、走査回路２０８が選択した行に接続され
ている放出素子だけが、供給されたドライブパルスに含
まれる各パルスの幅に応じた期間だけ電子を放出する。
これらの電子は、加速電圧印加回路２０９の出力電圧に
よって加速され、フェースプレート（後述の電子放出素
子及び表示パネル構造、製法参照）上の同じ位置に照射
されるため、その位置の蛍光体が発光する。走査回路２
０８は、選択する行を順次走査することにより２次元画
像が形成される。

【００４５】そして、輝度を補正するための演算を行う
演算回路２１０では、信号配列変換回路２０４から出力
されたシリアル映像信号の１行分の総和信号を算出し、
その信号に基づいてその時得られるべき設計上の放出電
流値Ｉｅｃを算出する。一方、画像形成パネル２０７が
有する放出素子の電子ビーム出力を測定するための回路
である放出電流（Ｉｅ）検出回路２１１により、放出素
子から出力される実際の放出電流値が得られる。この設
計上の放出電流値Ｉｅｃと実際の放出電流Ｉｅとの差
（ΔＩｅ）は、放出電流値の変動による輝度変化の割合
に応じて変化するので、その差（変化分）ΔＩｅがゼロ
となるように素子電圧印加回路２１２の出力電圧（前述
の図１９における列方向配線に電子ビームを出力するた
めの駆動電圧Ｖｅに相当）を印加し、これを制御するこ
とにより電子の放出量を調整する。これにより放出素子
１行毎に、発光輝度の補正がリアルタイムで行えるよう
になるため、各放出素子から蛍光面に対して出力される
電子ビームが不安定なときも、得られる発光輝度は安定
なものとなり、高い表示品位が得られるようになる。

【００４６】［第３の実施形態］第３の実施形態では、
前述の第１の実施形態で説明した加速電圧による補正処
理と、前述の第２の実施形態で説明した駆動電圧による
補正処理とを併せて行う。この場合の画像形成装置の駆
動回路について図３を参照して説明する。図３は、本発
明の第３の実施形態としての画像形成装置の駆動回路の
ブロック図である。

【００４７】図中、通常の画像形成動作は、まず外部の
装置から入力されたコンポジット映像信号を、デコーダ
３０１により３原色（赤、緑、青）の輝度信号（Ｒ，
Ｇ，Ｂ）及び水平、垂直同期信号（ＨＳＹＮＣ，ＶＳＹ
ＮＣ）に分離する。タイミング発生回路３０２は、前記
のＨＳＹＮＣ，ＶＳＹＮＣ信号に同期した各種タイミン
グ信号を発生させる。一方、Ｒ，Ｇ，Ｂ輝度信号は、サ
ンブルホールド（Ｓ／Ｈ）回路３０３において所定のタ
イミングでサンプリングされ、また保持される。また、
この保持された信号は、信号配列変換回路３０４におい
て画像形成パネル３０７が有する各蛍光体（後述の電子
放出素子及び表示パネル構造、製法参照）の配列に対応
した順番のシリアル信号に変換される。次に、このシリ
アル信号を、ＣＣＤ等を用いたアナログ信号をシリアル
・パラレル変換するシリアル・パラレル変換回路（Ｓ／
Ｐ）変換回路３０５において１行毎、即ち画像形成パネ
ル３０７における水平方向の行方向配線毎のパラレル映
像信号に変換する。１行毎のパラレル映像信号は、パル
ス幅変調回路（ＰＷＭ）３０６においてその各映像信号
の強度に応じたパルス幅を持つドライブパルスに変換さ
れる。前記のドライブパルスが供給された画像形成パネ
ル３０７では、走査回路３０８が選択した行に接続され
ている放出素子だけが、供給されたドライブパルスに含
まれる各パルスの幅に応じた期間だけ電子を放出する。
これらの電子は、加速電圧印加回路３０９の出力電圧に
よって加速され、フェースプレート（後述の電子放出素
子及び表示パネル構造、製法参照）上の同じ位置に照射
されるため、その位置の蛍光体が発光する。走査回路３
０８は、選択する行を順次走査することにより２次元画
像が形成される。

【００４８】そして、輝度を補正するための演算を行う
演算回路３１０では、信号配列変換回路３０４から出力
されたシリアル映像信号の１行分の総和信号を算出し、
その信号に基づいてその時得られるべき設計上の放出電
流値Ｉｅｃを算出する。一方、画像形成パネル３０７が
有する放出素子の電子ビーム出力を測定するための回路
である放出電流（Ｉｅ）検出回路３１１により、放出素
子から出力される実際の放出電流値が得られる。この設
計上の放出電流値Ｉｅｃと実際の放出電流Ｉｅとの差
（ΔＩｅ）は、放出電流値の変動による輝度変化の割合
に応じて変化するので、その差（変化分）ΔＩｅがゼロ
となるように加速電圧印加回路３０９の出力電圧と素子
電圧印加回路３１２の出力電圧（前述の図１９における
列方向配線に電子ビームを出力するための駆動電圧Ｖｅ
に相当）とを印加し、これを制御する。これにより放出
素子１行毎に、発光輝度の補正がリアルタイムで行える
ようになるため、各放出素子から蛍光面に対して出力さ
れる電子ビームが不安定なときも、得られる発光輝度は
安定なものとなり、高い表示品位が得られるようにな
る。

【００４９】尚、上述の３つの実施形態において、画像
信号から設計上の電子放出量、即ち前記の放出電流量Ｉ
ｅｃを算出する方法として、例えば、画像信号に対して
表示画像の輝度を線形な発光特性で表示するならば、そ
の画像信号に線形になるように放出素子の電子放出量を
制御すればよいので、その場合は画像信号を係数倍すれ
ば放出電子量が算出できることになる。また、画像信号
に対してガンマ変換を行う場合には、そのガンマのカー
ブに応じて放出電子量を決定すればよい。

【００５０】また、演算回路（１１０，２１０，３１
０）にて映像信号１行分の総和信号を算出する基となる
シリアル映像信号を、信号配列変換回路（１０４，２０
４，３０４）から得たが、Ｓ／Ｈ回路（１０３，２０
３，３０３）から出力される画素毎の信号のまま演算回
路に入力し、映像信号１行分の総和信号を算出してもよ
いことは言うまでもない。

【００５１】＜表示パネルの構成と製造法＞はじめに、
本発明を適用した画像形成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。

【００５２】図４は、本発明の実施形態としての表示パ
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。

【００５３】図中、１００５はリアプレート、１００６
は側壁、１００７はフェースプレートであり、１００５
〜１００７により表示パネルの内部を真空に維持するた
めの気密容器を形成している。気密容器を組み立てるに
あたっては、各部材の接合部に十分な強度と気密性を保
持させるため封着する必要があるが、例えばフリットガ
ラスを接合部に塗布し、大気中あるいは窒素雰囲気中
で、摂氏４００〜５００度で１０分以上焼成することに
より封着を達成した。気密容器内部を真空に排気する方
法については後述する。

【００５４】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。尚、Ｎ，Ｍは２以上の正の
整数であり、目的とする表示画素数に応じて適宜設定さ
れる。例えば、高品位テレビジョンの表示を目的とした
表示装置においては、Ｎ＝３０００，Ｍ＝１０００以上
の数を設定することが望ましい。本実施形態において
は、Ｎ＝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。尚、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。

【００５５】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。

【００５６】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
ラー画像形成装置であるため、蛍光膜１００８の部分に
はＣＲＴの分野で用いられる赤、緑、青、の３原色の蛍
光体が塗り分けられている。この状態を図５に示す。

【００５７】図５は、本発明の実施形態としてのフェー
スプレートの蛍光体配列を示す図である。

【００５８】図中、各色の蛍光体は、例えば図５の
（Ａ）に示すようにストライプ状に塗り分けられ、蛍光
体のストライプの間には黒色の導電体１０１０が設けて
ある。黒色の導電体１０１０を設ける目的は、電子ビー
ムの照射位置に多少のずれがあっても表示色にずれが生
じないようにすることや、外光の反射を防止して表示コ
ントラストの低下を防ぐこと、電子ビームによる蛍光膜
のチャージアップを防止すること等である。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よ
い。また、３原色の蛍光体の塗り分け方は、前記の図５
（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、図５（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。

【００５９】尚、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。

【００６０】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等である。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。
尚、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。

【００６１】また、本実施形態では用いなかったが、加
速電圧の印加用や蛍光膜の導電性向上を目的として、フ
ェースプレート基板１００７と蛍光膜１００８との間
に、例えばＩＴＯを材料とする透明電極を設けてもよ
い。

【００６２】また、Ｄx1〜Ｄxm及びＤy1〜Ｄyn及びＨｖ
は、当該表示パネルと不図示の電気回路とを電気的に接
続するために設けた気密構造の電気接続用端子である。
Ｄx1〜Ｄxmはマルチ電子ビーム源の行方向配線１００３
と、Ｄy1〜Ｄynはマルチ電子ビーム源の列方向配線１０
０４と、Ｈｖはフェースプレートのメタルバック１００
９と電気的に接続している。

【００６３】また、気密容器内部を真空に排気するに
は、気密容器を組み立てた後、不図示の排気管と真空ポ
ンプとを接続し、気密容器内を１０のマイナス７乗［Ｔ
ｏｒｒ］程度の真空度まで排気する。その後、排気管を
封止するが、気密容器内の真空度を維持するために、封
止の直前あるいは封止後に気密容器内の所定の位置にゲ
ッター膜（不図示）を形成する。ゲッター膜とは、例え
ばＢａを主成分とするゲッター材料をヒーターもしくは
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。

【００６４】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。本発明の画像形成装置に用いる
マルチ電子ビーム源は、冷陰極素子を単純マトリクス配
線した電子放出源であれば、冷陰極素子の材料や形状あ
るいは製法に制限はない。従って、例えば表面伝導型放
出素子やＦＥ型、あるいはＭＩＭ型等の冷陰極素子を用
いることができる。但し、表示画面が大きくてしかも安
価な画像形成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、特に表面伝導型放出素子が望ま
しい。即ち、ＦＥ型では、エミッタコーンとゲート電極
の相対位置や形状が電子放出特性を大きく左右するた
め、極めて高精度な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
くしてしかも均一にする必要があるが、これも大面積化
や製造コストの低減を達成するには不利な要因となる。
その点、表面伝導型放出素子は、比較的製造方法が単純
なため、大面積化や製造コストの低減が容易である。ま
た、本願の発明者らは、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
ことを見いだしている。従って、高輝度で大画面の画像
形成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
及び特性を説明し、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。

【００６５】＜表面伝導型放出素子の好適な素子構成と
製造法＞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種類が挙げられる。

【００６６】（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。

【００６７】図６は、本発明の実施形態としての表面伝
導型放出素子の平面図及び断面図である。

【００６８】図中、１１０１は基板、１１０２と１１０
３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、１１１３
は通電活性化処理により形成した薄膜である。

【００６９】基板１１０１としては、例えば、石英ガラ
スや青板ガラスをはじめとする各種ガラス基板や、アル
ミナをはじめとする各種セラミクス基板、あるいは上述
の各種基板上に例えばＳｉＯ2 を材料とする絶縁層を積
層した基板、等を用いることができる。

【００７０】また、基板１１０１上に基板面と平行に対
向して設けられた素子電極１１０２と１１０３は、導電
性を有する材料によって形成されている。例えば、Ｎ
ｉ，Ｃｒ，Ａｕ，Ｍｏ，Ｗ，Ｐｔ，Ｔｉ，Ｃｕ，Ｐｄ，
Ａｇ等をはじめとする金属、あるいはこれらの金属の合
金、あるいはＩｎ2 Ｏ3 −ＳｎＯ2 をはじめとする金属
酸化物、ポリシリコン等の半導体、等の中から適宜材料
を選択して用いればよい。電極を形成するには、例えば
真空蒸着等の製膜技術とフォトリソグラフィー、エッチ
ング等のパターニング技術を組み合わせて用いれば容易
に形成できるが、それ以外の方法（例えば印刷技術）を
用いて形成してもさしつかえない。

【００７１】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、なかでも画像形成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。

【００７２】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。

【００７３】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。即ち、素子電極１１０２
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、等である。

【００７４】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。

【００７５】また、微粒子膜を形成するのに用いられう
る材料としては、例えば、Ｐｄ，Ｐｔ，Ｒｕ，Ａｇ，Ａ
ｕ，Ｔｉ，Ｉｎ，Ｃｕ，Ｃｒ，Ｆｅ，Ｚｎ，Ｓｎ，Ｔ
ａ，Ｗ，Ｐｂ，等をはじめとする金属や、ＰｄＯ，Ｓｎ
Ｏ2 ，Ｉｎ2 Ｏ3 ，ＰｂＯ，Ｓｂ2 Ｏ3 ，等をはじめと
する酸化物や、ＨｆＢ2 ，ＺｒＢ2 ，ＬａＢ6 ，ＣｅＢ
6 ，ＹＢ4 ，ＧｄＢ4 ，等をはじめとする硼化物や、Ｔ
ｉＣ，ＺｒＣ，ＨｆＣ，ＴａＣ，ＳｉＣ，ＷＣ，等をは
じめとする炭化物や、ＴｉＮ，ＺｒＮ，ＨｆＮ，等をは
じめとする窒化物や、Ｓｉ，Ｇｅ，等をはじめとする半
導体や、カーボン、等があげられ、これらの中から適宜
選択される。

【００７６】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。

【００７７】尚、導電性薄膜１１０４と素子電極１１０
２及び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６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。

【００７８】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。尚、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６においては模式的に示した。

【００７９】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及びその近
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。

【００８０】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
とするのが更に好ましい。

【００８１】尚、実際の薄膜１１１３の位置や形状を精
密に図示するのは困難なため、図６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。

【００８２】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。

【００８３】即ち、基板１１０１には青板ガラスを用
い、素子電極１１０２と１１０３にはＮｉ薄膜を用い
た。素子電極の厚さｄは１０００［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。

【００８４】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。

【００８５】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。

【００８６】図７は、本発明の実施形態としての平面型
の表面伝導型放出素子の製造工程を説明するための断面
図である。

【００８７】図中、（ａ）〜（ｄ）は、表面伝導型放出
素子の各製造工程を表わし、各部材の参照番号は図６と
同一である。

【００８８】１）まず、図７（ａ）に示すように、基板
１１０１上に素子電極１１０２及び１１０３を形成す
る。

【００８９】形成するにあたっては、あらかじめ基板１
１０１を洗剤、純水、有機溶剤を用いて十分に洗浄後、
素子電極の材料を堆積させる。（堆積する方法として
は、例えば、蒸着法やスパッタ法等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１１０３）
を形成する。

【００９０】２）次に、同図（ｂ）に示すように、導電
性薄膜１１０４を形成する。

【００９１】形成するにあたっては、まず前記（ａ）の
基板に有機金属溶液を塗布して乾燥し、加熱焼成処理し
て微粒子膜を成膜した後、フォトリソグラフィー・エッ
チングにより所定の形状にパターニングする。ここで、
有機金属溶液とは、導電性薄膜に用いる微粒子の材料を
主要元素とする有機金属化合物の溶液である。（具体的
には、本実施形態では主要元素としてＰｄを用いた。ま
た、実施形態では塗布方法として、ディッピング法を用
いたが、それ以外の例えばスピンナー法やスプレー法を
用いてもよい。）また、微粒子膜で作られる導電性薄膜
の成膜方法としては、本実施形態で用いた有機金属溶液
の塗布による方法以外の、例えば真空蒸着法やスパッタ
法、あるいは化学的気相堆積法等を用いる場合もある。

【００９２】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。

【００９３】通電フォーミング処理とは、微粒子膜で作
られた導電性薄膜１１０４に通電を行って、その一部を
適宜に破壊、変形、もしくは変質せしめ、電子放出を行
うのに好適な構造に変化させる処理のことである。微粒
子膜で作られた導電性薄膜のうち電子放出を行うのに好
適な構造に変化した部分（即ち、電子放出部１１０５）
においては、薄膜に適当な亀裂が形成されている。尚、
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。

【００９４】通電方法をより詳しく説明するために、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。

【００９５】図８は、本発明の実施形態としての通電フ
ォーミング処理における印加電圧波形の一例を示す図で
ある。

【００９６】同図において、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１１１１で計測した。

【００９７】本実施形態においては、例えば１０のマイ
ナス５乗［ｔｏｒｒ］程度の真空雰囲気下において、例
えばパルス幅Ｔ１を１［ミリ秒］、パルス間隔Ｔ２を１
０［ミリ秒］とし、波高値Ｖｐｆを１パルスごとに０．
１［Ｖ］ずつ昇圧した。そして、三角波を５パルス印加
するたびに１回の割りで、モニターパルスＰｍを挿入し
た。フォーミング処理に悪影響を及ぼすことがないよう
に、モニターパルスの電圧Ｖｐｍは０．１［Ｖ］に設定
した。そして、素子電極１１０２と１１０３の間の電気
抵抗が１ｘ１０の６乗［オーム］になった段階、即ちモ
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。

【００９８】尚、上記の方法は、本実施形態の表面伝導
型放出素子に関する好ましい方法であり、例えば微粒子
膜の材料や膜厚、あるいは素子電極間隔Ｌ等表面伝導型
放出素子の設計を変更した場合には、それに応じて通電
の条件を適宜変更するのが望ましい。

【００９９】４）次に、図７の（ｄ）に示すように、活
性化用電源１１１２から素子電極１１０２と１１０３の
間に適宜の電圧を印加し、通電活性化処理を行って、電
子放出特性の改善を行う。

【０１００】通電活性化処理とは、前記通電フォーミン
グ処理により形成された電子放出部１１０５に適宜の条
件で通電を行って、その近傍に炭素もしくは炭素化合物
を堆積せしめる処理のことである。（図においては、炭
素もしくは炭素化合物よりなる堆積物を部材１１１３と
して模式的に示した。）尚、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。

【０１０１】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。

【０１０２】次に、図９を参照して通電方法をより詳し
く説明する。

【０１０３】図９は、本発明の実施形態としての通電活
性化処理における印加電圧及び放出電流を説明する図で
ある。

【０１０４】図中、（ａ）は、活性化用電源１１１２か
ら印加する適宜の電圧波形の一例であり、（ｂ）は電圧
の印加に伴って放出される放出電流Ｉｅ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。尚、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。

【０１０５】図７（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
のアノード電極であり、直流高電圧電源１１１５及び電
流計１１１６が接続されている。（尚、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１１
１２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９（ｂ）に示すが、活性化電源１
１１２からパルス電圧の印加を開始すると、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。

【０１０６】尚、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。以上のようにして、図
７（ｅ）に示す平面型の表面伝導型放出素子を製造し
た。

【０１０７】（垂直型の表面伝導型放出素子）次に、電
子放出部もしくはその周辺を微粒子膜から形成した表面
伝導型放出素子のもうひとつの代表的な構成、即ち垂直
型の表面伝導型放出素子の構成について説明する。

【０１０８】図１０は、本発明の実施形態としての垂直
型の表面伝導型放出素子の断面図である。

【０１０９】図中、１２０１は基板、１２０２と１２０
３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。

【０１１０】垂直型が先に説明した平面型と異なる点
は、素子電極のうちの片方（１２０２）が段差形成部材
１２０６上に設けられており、導電性薄膜１２０４が段
差形成部材１２０６の側面を被覆している点にある。従
って、図６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。尚、基板１２０１、素子電極１２０２及び１
２０３、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ように用
いることが可能である。また、段差形成部材１２０６に
は、例えばＳｉＯ2 のような電気的に絶縁性の材料を用
いる。

【０１１１】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。

【０１１２】図１１は、本発明の実施形態としての垂直
型の表面伝導型放出素子の製造工程を説明するための断
面図である。

【０１１３】図中、（ａ）〜（ｆ）は、表面伝導型放出
素子の各製造工程を表わし、各部材の参照番号は図１０
と同一である。

【０１１４】１）まず、図１１（ａ）に示すように、基
板１２０１上に素子電極１２０３を形成する。

【０１１５】２）次に、同図（ｂ）に示すように、段差
形成部材を形成するための絶縁層を積層する。絶縁層
は、例えばＳｉＯ2 をスパッタ法で積層すればよいが、
例えば真空蒸着法や印刷法等の他の成膜方法を用いても
よい。

【０１１６】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。

【０１１７】４）次に、同図（ｄ）に示すように、絶縁
層の一部を、例えばエッチング法を用いて除去し、素子
電極１２０３を露出させる。

【０１１８】５）次に、同図（ｅ）に示すように、微粒
子膜を用いた導電性薄膜１２０４を形成する。形成する
には、前記平面型の場合と同じく、例えば塗布法等の成
膜技術を用いればよい。

【０１１９】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７（ｃ）を用いて説明した平面型の通電フォーミン
グ処理と同よう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７（ｄ）を用いて説明した平面型の通電
活性化処理と同ようの処理を行えばよい。）以上のようにして、図１１（ｆ）に示す垂直型の表面伝
導型放出素子を製造した。

【０１２０】次に画像形成装置に用いた素子の特性につ
いて述べる。

【０１２１】＜画像形成装置に用いた表面伝導型放出素
子の特性＞図１２は、本発明の実施形態としての表面伝
導型放出素子の特性を示す図である。

【０１２２】同図は、（放出電流Ｉｅ）対（素子印加電
圧Ｖｆ）特性、及び（素子電流Ｉｆ）対（素子印加電圧
Ｖｆ）特性の典型的な例を示している。尚、放出電流Ｉ
ｅ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。

【０１２３】画像形成装置に用いた素子は、放出電流Ｉ
ｅに関して以下に述べる３つの特性を有している。

【０１２４】（１）ある電圧（これをしきい値電圧Ｖｔ
ｈと呼ぶ）以上の大きさの電圧を素子に印加すると急激
に放出電流Ｉｅが増加するが、一方、しきい値電圧Ｖｔ
ｈ未満の電圧では放出電流Ｉｅはほとんど検出されな
い。即ち、放出電流Ｉｅに関して、明確なしきい値電圧
Ｖｔｈを持った非線形素子である。

【０１２５】（２）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。

【０１２６】（３）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。

【０１２７】以上のような特性を有するため、表面伝導
型放出素子を形成装置に好適に用いることができた。例
えば多数の素子を表示画面の画素に対応して設けた画像
形成装置において、特性（１）を利用すれば、表示画面
を順次走査して表示を行うことが可能である。即ち、駆
動中の素子には所望の発光輝度に応じてしきい値電圧Ｖ
ｔｈ以上の電圧を適宜印加し、非選択状態の素子にはし
きい値電圧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。また、特性（２）ま
たは特性（３）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。

【０１２８】＜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。

【０１２９】図１３は、本発明の実施形態としてのマル
チ電子ビーム源の基板の平面図である。

【０１３０】同図は、図４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。図中、基板上には、図６
で示したものと同様な表面伝導型放出素子が配列されて
おり、これらの素子は行方向配線電極１００３と列方向
配線電極１００４によって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１０
０４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。

【０１３１】図１４は、本発明の実施形態としてのマル
チ電子ビーム源の基板の断面図であり、図１３のＡ−
Ａ’断面を示している。

【０１３２】尚、このような構造のマルチ電子放出源
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）、及び表
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及び列方向配線電極１００
４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。

【０１３３】図１５は、本発明の実施形態としての画像
形成装置を用いた多機能画像形成装置のブロック構成図
である。

【０１３４】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及び２１０９及び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及び２１１３はＴＶ信号受信回路、２１
１４は入力部である。尚、本画像形成装置は、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，記憶等に関す
る回路やスピーカ等については説明を省略する。

【０１３５】以下、画像信号の流れに沿って各部の機能
を説明する。

【０１３６】まず、ＴＶ信号受信回路２１１３は、例え
ば電波や空間光通信等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方式等の諸
方式でもよい。また、これらより更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。

【０１３７】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等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と同ように、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。

【０１３８】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等の
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。

【０１３９】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。

【０１４０】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。

【０１４１】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。

【０１４２】また、入出力インターフェース回路２１０
５は、本画像形成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等の出力装置
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
によっては本画像形成装置の備えるＣＰＵ２１０６と外
部との間で制御信号や数値データの入出力等を行うこと
も可能である。

【０１４３】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等をはじめと
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２１
０４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。

【０１４４】また、ＣＰＵ２１０６は、主として本画像
形成装置の動作制御や、表示画像の生成や選択や編集に
関わる作業を行う。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方式または
ノンインターレース方式）や一画面の走査線の本数等の
画像形成装置の動作を適宜制御する。

【０１４５】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。尚、ＣＰＵ２１０６は、こ
れ以外の目的の作業にも関わるものであっても良いこと
は言うまでもない（例えば、パーソナルコンピュータや
ワードプロセッサ等のように、情報を生成したり処理す
る機能に直接関わっても良い）。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
等の作業を外部機器と協同して行っても良い。

【０１４６】また、入力部２１１４は、前記ＣＰＵ２１
０６に使用者が命令やプログラム、あるいはデータ等を
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，音声認
識装置等多ような入力機器を用いることが可能である。

【０１４７】また、デコーダ２１０４は、画像生成回路
２１０７ないしＴＶ信号受信回路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。尚、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及びＣＰＵ２１
０６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。

【０１４８】また、マルチプレクサ２１０３は、ＣＰＵ
２１０６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。即ち、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２１０
１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。

【０１４９】また、ディスプレイパネルコントローラ２
１０２は、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。

【０１５０】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方
式またはノンインターレース方式）を制御するための信
号を駆動回路２１０１に出力する。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２１０
１に対して出力する場合もある。

【０１５１】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。

【０１５２】以上、各部の機能を説明したが、図１５に
例示した構成により、本画像形成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２１００に表示することが可能である。即ち、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２
１０４において逆変換された後、マルチプレクサ２１０
３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。

【０１５３】また、本形成装置においては、デコーダ２
１０４に内蔵する画像メモリや、画像生成回路２１０７
及び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
比変換等をはじめとする画像処理や、合成，消去，接
続，入れ換え，はめ込み等をはじめとする画像編集を行
うことも可能である。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ように、
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。

【０１５４】従って、本画像形成装置は、テレビジョン
放送の表示機器，テレビ会議の端末機器，静止画像及び
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こと務用端末機器，ゲ
ーム機等の機能を一台で兼ね備えることが可能で、産業
用あるいは民生用として極めて応用範囲が広い。尚、上
記の図１５の構成は、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画像形成装置の構
成の一例であり、これのみに限定されるものではないこ
とは言うまでもない。例えば、図１５の構成要素のうち
使用目的により、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
は更に構成要素を追加しても良い。例えば、本形成装置
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等を
構成要素に追加するのが好適である。

【０１５５】本形成装置においては、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、画像形成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、本画像形成装置は臨場感にあふれ、迫力に富んだ画
像を視認性良く表示することが可能である。

【０１５６】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、冷
陰極型電子放出素子が複数配置された電子放出源を備え
た画像形成装置であって、発光特性の変化を防止するこ
とができる画像形成装置及びその発光特性の変化防止方
法の提供が実現する。即ち、放出素子が放出する放出電
流の変動を、放出される電子の加速電圧及び／または各
放出素子に印加する駆動電圧を制御して１行毎に補正す
ることにより、輝度の変動を防止する。これにより長期
間にわたって表示輝度の安定した高品位な画像形成が実
現する。従って、多少の真空雰囲気の変動や素子特性自
体の経時変化であれば本発明により補正可能となるた
め、製造コストの低減も実現する。

【０１５７】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態としての画像形成装置
の駆動回路のブロック図である。

【図２】本発明の第２の実施形態としての画像形成装置
の駆動回路のブロック図である。

【図３】本発明の第３の実施形態としての画像形成装置
の駆動回路のブロック図である。

【図４】本発明の実施形態に用いた表示パネルの斜視図
である。

【図５】本発明の実施形態としてのフェースプレートの
蛍光体配列を示す図である。

【図６】本発明の実施形態としての表面伝導型放出素子
の平面図及び断面図である。

【図７】本発明の実施形態としての平面型の表面伝導型
放出素子の製造工程を説明するための断面図である。

【図８】本発明の実施形態としての通電フォーミング処
理における印加電圧波形の一例を示す図である。

【図９】本発明の実施形態としての通電活性化処理にお
ける印加電圧及び放出電流を説明する図である。

【図１０】本発明の実施形態としての垂直型の表面伝導
型放出素子の断面図である。

【図１１】本発明の実施形態としての垂直型の表面伝導
型放出素子の製造工程を説明するための断面図である。

【図１２】本発明の実施形態としての表面伝導型放出素
子の特性を示す図である。

【図１３】本発明の実施形態としてのマルチ電子ビーム
源の基板の平面図である。

【図１４】本発明の実施形態としてのマルチ電子ビーム
源の基板の断面図である。

【図１５】本発明の実施形態としての画像形成装置を用
いた多機能画像形成装置のブロック構成図である。

【図１６】従来例としての表面伝導型放出素子の平面図
である。

【図１７】従来例としてのＦＥ型の放出素子の断面図で
ある。

【図１８】従来例としてのＭＩＭ型の放出素子の断面図
である。

【図１９】従来例としての表面伝導型放出素子を複数配
列したマルチ電子ビーム源を説明する図である。

【符号の説明】

１０１，２０１，３０１デコーダ１０２，２０２，３０２タイミング発生回路１０３，２０３，３０３Ｓ／Ｈ回路１０４，２０４，３０４信号配列変換回路１０５，２０５，３０５Ｓ／Ｐ変換回路１０６，２０６，３０６パルス幅変換回路１０７，２０７，３０７画像形成パネル１０８，２０８，３０８走査回路１０９，２０９，３０９加速電圧印加回路１１０，２１０，３１０演算回路１１１，２１１，３１１Ｉｅ検出回路２１２，３１２素子電圧印加手段１００１基板１００２表面伝導型放出素子１００３行方向配線１００４列方向配線１００５リアプレート１００６側壁１００７フェースプレート１００８蛍光膜１００９メタルバック１０１０黒色導電体１１０１基板１１０２，１１０３素子電極１１０４導電性薄膜１１０５電子放出部１１１０フォーミング用電源１１１１電流計１１１２活性化用電源１１１３薄膜１１１４アノード電極１１１５直流高電圧電源１１１６電流計１２０１基板１２０２，１２０３素子電極１２０４導電性薄膜１２０５電子放出部１２０６段差形成部材１２１３薄膜２１００ディスプレイパネル２１０１駆動回路２１０２ディスプレイコントローラ２１０３マルチプレクサ２１０４デコーダ２１０５入出力インターフェース回路２１０６ＣＰＵ２１０７画像生成回路２１０８，２１０９及び２１１０画像メモリインター
フェース回路２１１１画像入力インターフェース回路２１１２，２１１３ＴＶ信号受信回路２１１４入力部３００１基板３００４導電性薄膜３００５電子放出部３０１０基板３０１１エミッタ配線３０１２エミッタコーン３０１３絶縁層３０１４ゲート電極３０２０基板３０２１下電極３０２２絶縁層３０２３上電極４００１冷陰極素子４００２行方向配線４００３列方向配線４００４，４００５配線抵抗

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】冷陰極型の電子放出素子を行列状に複数
配置した電子放出源と、前記電子放出素子のうち、１走
査分の映像信号にあたる電子放出素子だけを選択し、前
記電子放出素子が接続された行方向配線と列方向配線と
を介して駆動する駆動手段と、前記駆動手段により駆動
された電子放出素子が放出する電子を加速する加速手段
と、前記加速手段により加速された電子により蛍光面を
発光させる発光手段とを備えた画像形成装置において、更に、前記電子放出素子が放出する電子の量を、放出電
流値として計測する計測手段と、前記１走査分の映像信号に基づいて、理論放出電流値を
算出し、その理論放出電流値と前記放出電流値とを略一
致させるべく、前記駆動手段及び／または前記加速手段
の出力を補正する補正演算手段と、を備えたことを特徴
とする画像形成装置。
【請求項２】前記１走査分の映像信号は、前記行方向
配線１本分の映像信号であることを特徴とする請求項１
記載の画像形成装置。
【請求項３】前記駆動手段は、前記映像信号の強度に
応じたパルス幅を有する駆動パルスを生成することを特
徴とする請求項１または請求項２記載の画像形成装置。
【請求項４】前記駆動手段は、前記映像信号の強度に
応じた電圧を有し、且つ個々のパルスが所定の幅を有す
る駆動パルスを生成することを特徴とする請求項１また
は請求項２記載の画像形成装置。
【請求項５】前記補正演算手段は、前記発光手段が形
成する画像の輝度を前記放出電流と線形な発光特性で表
示する場合には、前記放出電流量を係数倍して前記理論
放出電流値を算出することを特徴とする請求項１または
請求項２記載の画像形成装置。
【請求項６】前記補正演算手段は、前記画像形成装置
が前記映像信号をガンマ変換する場合には、そのガンマ
曲線に応じて前記理論放出電流値を算出することを特徴
とする請求項１または請求項２記載の画像形成装置。
【請求項７】前記発光手段は、前記電子放出素子が放
出する電子を平板上の電極を介して複数の蛍光体を有す
る前記蛍光面に照射することにより画像を形成すること
を特徴とする請求項１乃至請求項６の何れかに記載の画
像形成装置。
【請求項８】前記蛍光体は、赤、緑、青の３原色であ
り、ストライプ状または三角形状に複数配列されている
ことを特徴とする請求項１乃至請求項７の何れかに記載
の画像形成装置。
【請求項９】冷陰極型の電子放出素子を行列状に複数
配置した電子放出源を形成し、前記電子放出素子のう
ち、１走査分の映像信号にあたる電子放出素子だけを選
択し、前記電子放出素子が接続された行方向配線と列方
向配線とを介して駆動する駆動工程と、電子放出素子が
放出する電子を加速する加速工程と、前記加速工程で加
速された電子により蛍光面を発光させることにより画像
を形成する画像形成装置における発光特性の変化防止方
法であって、更に、前記電子放出素子が放出する電子の量を、放出電
流値として計測し、前記１走査分の映像信号に基づいて理論放出電流値を算
出し、その理論放出電流値と前記放出電流値とを略一致させる
べく、前記駆動工程及び／または前記加速工程の出力を
補正する補正演算工程と、を備えたことを特徴とする発
光特性の変化防止方法。
【請求項１０】前記１走査分の映像信号は、前記行方
向配線１本分の映像信号であることを特徴とする請求項
９記載の発光特性の変化防止方法。
【請求項１１】前記駆動工程において、前記映像信号
の強度に応じたパルス幅を有する駆動パルスを生成する
ことを特徴とする請求項９または請求項１０記載の発光
特性の変化防止方法。
【請求項１２】前記駆動工程において、前記映像信号
の強度に応じた電圧を有し、且つ個々のパルスが所定の
幅を有する駆動パルスを生成することを特徴とする請求
項９または請求項１０記載の発光特性の変化防止方法。
【請求項１３】前記蛍光面に形成する画像の輝度を前
記放出電流と線形な発光特性で表示する場合、前記補正
演算工程において前記放出電流量を係数倍して前記理論
放出電流値を算出することを特徴とする請求項９または
請求項１０記載の発光特性の変化防止方法。
【請求項１４】前記映像信号をガンマ変換する場合、
そのガンマ曲線に応じて前記補正演算工程において前記
理論放出電流値を算出することを特徴とする請求項９ま
たは請求項１０記載の発光特性の変化防止方法。