JP2000250459A

JP2000250459A - 電子源駆動装置及びその方法及び画像形成装置

Info

Publication number: JP2000250459A
Application number: JP4910699A
Authority: JP
Inventors: Akira Fujii; 明藤井; Takahiro Oguchi; 高弘小口
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1999-02-25
Filing date: 1999-02-25
Publication date: 2000-09-14

Abstract

(57)【要約】【課題】電子源を電流駆動した場合に生じていた劣化速
度の増加が電圧駆動に比べて速くなるという問題を解決
する。【解決手段】表示パネル１０１は、複数の電子放出素子
を列方向配線と行方向配線によってマトリックス状に配
線してある電子源を備える。走査回路１０３は、行方向
配線を順次選択して選択電位を印加する。電流駆動回路
１０５は、走査回路１０３による行方向配線の選択に同
期して、表示すべき映像信号に基づいて列方向配線に所
定電流を印加する。ＣＰＵ１０８は、カウント回路１０
７による走査タイミング信号のカウント値から表示パネ
ル１０１の駆動時間の累積値を求め、その累積値が１０
０時間増加する毎に、電流駆動回路１０５の出力電流を
所定の率で低減させるべく、電流値設定電圧源１０６を
制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複数の電子放出素
子を備えた電子源の駆動装置及びその方法と、該電子源
駆動装置を用いた画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、電子放出素子として熱陰極素
子と冷陰極素子の２種類が知られている。このうち冷陰
極素子では、たとえば電界放出型素子や、金属／絶縁層
／金属型放出素子や、表面伝導型放出素子などが知られ
ている。

【０００３】冷陰極素子のうち表面伝導型放出素子（以
下、単に素子とも呼ぶこともある）は、基板上に形成さ
れた小面積のＳｎＯ₂、Ａｕ、Ｉｎ₂Ｏ₃／ＳｎＯ₂、カー
ボン等の薄膜に、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。その一例と
して、図１７にその典型的な素子構成の例を示す。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。該導電性薄膜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が形成される。また、図中の間隔Ｌは、０．５〜１
［ｍｍ］，Ｗは、０．１［ｍｍ］で設定されている。な
お、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。

【０００４】表面伝導型放出素子は、構造が単純で製造
も容易であることから、大面積にわたり多数の素子を形
成できる利点がある。そこで、表面伝導型放出素子を応
用した、画像表示装置、画像記録装置などの画像形成装
置や、電子ビーム源、等が研究されている。

【０００５】発明者らは、さまざまな材料、製法、構造
の表面伝導型放出素子を試みてきた。さらに、多数の表
面伝導型放出素子を配列したマルチ電子ビーム源、なら
びにこのマルチ電子ビーム源を応用した画像表示装置に
ついて研究を行ってきた。

【０００６】たとえば図１８に示す電気的な配線方法に
よるマルチ電子ビーム源を試みてきた。図１８におい
て、４００１は表面伝導型放出素子を模式的に示したも
の、４００２は行方向配線、４００３は列方向配線であ
る。行方向配線４００２および列方向配線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
ではない。

【０００７】表面伝導型放出素子を単純マトリクス配線
したマルチ電子ビーム源においては、所望の電子ビーム
（以下放出電流とも呼ぶ）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。たとえば、マトリクスの中の任意の表面伝
導型放出素子を駆動するには、選択する行の行方向配線
４００２には選択電圧Ｖｓを印加し、同時に非選択の行
の行方向配線４００２には非選択電圧Ｖｎｓを印加す
る。これと同期して列方向配線４００３に電子ビーム
（以下放出電流とも呼ぶ）を出力させるための駆動電圧
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
表面伝導型放出素子には、Ｖｅ−Ｖｓの電圧が印加さ
れ、また非選択行の表面伝導型放出素子にはＶｅ−Ｖｎ
ｓの電圧が印加される。従って、Ｖｅ，Ｖｓ，Ｖｎｓを
適宜の大きさの電圧にすれば、選択する表面伝導型放出
素子だけから所望の強度の放出電流が出力される。

【０００８】ところで、上記のような電圧印加方法（以
下電圧駆動とも呼ぶ）でマルチ電子ビーム源を駆動した
場合、実際には配線抵抗での電圧降下が発生する。この
ため各表面伝導型放出素子に印加される電圧にばらつき
が生じ、放出電流が所望の値からずれてしまう。

【０００９】そこで発明者らは、列方向配線に、駆動電
圧Ｖｅを印加する電圧源でなく、所望の放出電流を得る
のに必要な電流を供給するための定電流源を接続して駆
動する方法（以下電流駆動とも呼ぶ）を試みている。こ
の方法は、表面伝導型放出素子に流れる電流（以下素子
電流とも呼ぶ）の値と放出電流の値とに強い相関がある
性質を利用したものである。電流駆動は配線抵抗での電
圧降下の影響を受けにくいため、放出電流のバラツキを
低減するのに大きな効果がある。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、表面伝
導型放出素子を用いたマルチ電子ビーム源を電流駆動す
ると電圧駆動をした場合に比べ素子の劣化速度が速くな
るという問題がある。ここでの素子の劣化とは所定電圧
に対しての素子電流および放出電流が劣化前に比べ減少
することである。従って、劣化した素子から所定の放出
電流を得るためには、劣化前と比べより大きな電圧を素
子に印加しなければならない。

【００１１】上記の問題は、以下の（１）〜（３）の理
由で生じることを発明者らは見いだしている。（１）劣化は表面伝導型放出素子を駆動した累計時間に
比例して生じる。これは電圧駆動、電流駆動に関わらず
生じる現象である。（２）電流駆動においては素子電流が常に一定値になる
よう制御されている。言い換えれば素子電流が一定にな
るよう定電流源の出力電圧を制御している。従って、素
子の劣化が起こった場合には、素子電流を一定にするた
めに定電流源の出力電圧、すなわち表面伝導型放出素子
に印加される電圧が大きくなる。（３）表面伝導型放出素子への印加電圧と劣化速度とに
は、印加電圧が大きいほど劣化速度が大きいという相関
性がある事が経験上分かっている。この相関は、表面伝
導型放出素子の電子放出部にかかる電界強度、つまり表
面伝導型放出素子への印加電圧が大きくなると電子放出
部が局所的に破壊される確率が高まるために生じると考
えている。この相関は電圧駆動、電流駆動に関わらず生
じる。

【００１２】以上をまとめると、電圧駆動に比べて電流
駆動を行った場合の方が劣化速度が速いのは、（１）で
述べたような劣化が生じても電圧駆動では素子に印加さ
れる電圧が変わらないのに対し、電流駆動では（２）で
説明したように印加される電圧が増大することになり、
（３）で述べた相関により劣化の速度が大きくなるため
である。

【００１３】本発明は、上記の問題に鑑みてなされたも
のであり、電子源を電流駆動することによる劣化速度の
増加を防止し、電流駆動の長所を生かしながら電子源を
より長寿命にすることを可能とすることを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの本発明の電子源駆動装置は例えば以下の構成を備え
る。すなわち、複数の電子放出素子を列方向配線と行方
向配線によってマトリックス状に配線してある電子源を
駆動するための装置であって、前記行方向配線を順次選
択して選択電位を印加する選択手段と、前記選択手段に
よる行方向配線の選択に同期して、表示すべき映像信号
に基づいて前記列方向配線に所定電流を印加する印加手
段と、前記電子源の駆動状況を監視する監視手段と、前
記監視手段による駆動状況の監視結果に基づいて、前記
印加手段が印加する所定電流を小さくする電流制御手段
とを備える。

【００１５】また、上記の目的を達成する本発明の画像
形成装置は、例えば以下の構成を備える。すなわち、複
数の電子放出素子を列方向配線と行方向配線によってマ
トリックス状に配線してある電子源と、上述した電子源
駆動装置と、前記電子源駆動装置によって前記電子源を
駆動することで得られる電子ビームの照射により発光す
る蛍光体とを備える。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、添付の図面を参照して本発
明の好適な実施形態を説明する。

【００１７】［実施形態１］以下では、まず、本実施形
態に用いた表示パネルと、これに形成されるマルチ電子
源について、その構造及び製造方法を説明し、その後、
この表示パネルの駆動構成を説明する。

【００１８】（表示パネルの構成と製造法）以下、本発
明を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。

【００１９】図６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。

【００２０】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推持するた
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。

【００２１】リアプレート１００５には、基板１００１
が固定されているが、該基板上には表面伝導型放出素子
１００２がＮ×Ｍ個形成されている。（Ｎ，Ｍは２以上
の正の整数であり、目的とする表示画素数に応じて適宜
設定される。たとえば、高品位テレビジョンの表示を目
的とした表示装置においては、Ｎ＝３０００，Ｍ＝１０
００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
Ｎ×Ｍ個の表面伝導型放出素子は、Ｍ本の行方向配線１
００３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。

【００２２】なお、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１０
０１を固定する構成としたが、マルチ電子ビーム源の基
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ビーム源の基
板１００１自体を用いてもよい。

【００２３】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、線、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７
の（Ａ）に示すようにストライプ状に塗り分けられ、蛍
光体のストライプの間には黒色の導電体１０１０が設け
てある。黒色の導電体１０１０を設ける目的は、電子ビ
ームの照射位置に多少のずれがあっても表示色にずれが
生じないようにする事や、外光の反射を防止して表示コ
ントラストの低下を防ぐ事、電子ビームによる蛍光膜の
チャージアップを防止する事などである。黒色の導電体
１０１０には、黒鉛を主成分として用いたが、上記の目
的に適するものであればこれ以外の材料を用いても良
い。

【００２４】また、３原色の蛍光体の塗り分け方は前記
図７（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７（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。

【００２５】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。

【００２６】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。

【００２７】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。

【００２８】また、Ｄｘ１〜ＤｘｍおよびＤｙ１〜Ｄｙ
ｎ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１００３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１００９と電気的に接続している。

【００２９】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推持するために、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］
の真空度に絶持される。

【００３０】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。

【００３１】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、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、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。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。

【００３２】（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。

【００３３】（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８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。

【００３４】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。

【００３５】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。

【００３６】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。

【００３７】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。

【００３８】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。

【００３９】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。

【００４０】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，Ｉｎ₂Ｏ₃，ＰｂＯ，Ｓｂ₂Ｏ₃，などをはじめと
する酸化物や、ＨｆＢ₂，ＺｒＢ₂，ＬａＢ₆，ＣｅＢ₆，
ＹＢ₄，ＧｄＢ₄，などをはじめとする硼化物や、Ｔｉ
Ｃ，ＺｒＣ，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。

【００４１】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。

【００４２】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８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。

【００４３】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８においては模式的に示した。

【００４４】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
グ処埋後に、後述する通電活性化の処理を行うことによ
り形成する。

【００４５】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８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。

【００４６】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。

【００４７】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。

【００４８】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。

【００４９】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９の（ａ）〜（ｄ）
は、表面伝導型放出素子の製造工程を説明するための断
面図で、各部材の表記は前記図８と同一である。

【００５０】１）まず、図９（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。形成するにあたっては、あらかじめ基板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１１０３）を形成
する。

【００５１】２）次に、同図（ｂ）に示すように、導電
性薄膜１１０４を形成する。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操し、
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Ｐ
ｄ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。

【００５２】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。

【００５３】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。

【００５４】通電方法をより詳しく説明するために、図
１０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
１１１１で計測した。

【００５５】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。

【００５６】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。

【００５７】４）次に、図９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。

【００５８】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。

【００５９】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。

【００６０】通電方法をより詳しく説明するために、図
１１の（ａ）に、活性化用電源１１１２から印加する適
宜の電圧波形の一例を示す。本実施形態においては、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。

【００６１】図９の（ｄ）に示す１１１４は該表面伝導
型放出素子から放出される放出電流Ｉｅを捕捉するため
のアノード電極で、直流高電圧電源１１１５および電流
計１１１６が接続されている。（なお、基板１１０１
を、表示パネルの中に組み込んでから活性化処理を行う
場合には、表示パネルの蛍光面をアノード電極１１１４
として用いる。）活性化用電源１１１２から電圧を印加
する間、電流計１１１６で放出電流Ｉｅを計測して通電
活性化処理の進行状況をモニターし、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１１（ｂ）に示すが、活性化電源
１１１２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、通電活性化処埋を終了する。

【００６２】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。

【００６３】以上のようにして、図９（ｅ）に示す平面
型の表面伝導型放出素子を製造した。

【００６４】（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。

【００６５】図１２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１２０１は基板、１２
０２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、１２１
３は通電活性化処理により形成した薄膜、である。

【００６６】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８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。

【００６７】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１３の（ａ）〜（ｆ）は、製造工
程を説明するための断面図で、各部材の表記は前記図１
２と同一である。（１）まず、図１３（ａ）に示すように、基板１２０１
上に素子電極１２０３を形成する。（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。（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。（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１
２０３を露出させる。（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。（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９（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９（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１３（ｆ）に示す垂直型の表面伝
導型放出素子を製造した。

【００６８】（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。

【００６９】図１４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。

【００７０】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。

【００７１】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。

【００７２】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。

【００７３】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。

【００７４】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。

【００７５】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。

【００７６】（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。

【００７７】図１５に示すのは、前記図６の表示パネル
に用いたマルチ電子ビーム源の平面図である。基板上に
は、前記図８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。
図１５のＡ−Ａ’に沿った断面を、図１６に示す。

【００７８】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。

【００７９】（実施形態１によるマルチ電子ビーム源の
駆動構成）実施形態１では、上述した表面伝導型放出素
子を用いたマルチ電子ビーム源の応用である画像表示装
置において、本発明を適用した例を示す。以下、本実施
形態による画像表示装置におけるマルチ電子ビーム源の
駆動について説明する。

【００８０】図１は実施形態１による表示パネルの駆動
のための構成を示すブロック図である。図１において、
１０１は図６を用いて上述した表示パネルであり、表面
伝導型放出素子を単純マトリックス状に配線したマルチ
電子ビーム源と、マルチ電子ビーム源からの電子照射に
より発光する蛍光体を備えるフェースプレートとからな
る。Ｄｘ１〜Ｄｘｍはマルチ電子ビーム源の行方向配線
の端子、Ｄｙ１〜Ｄｙｎは列方向配線の端子であり、そ
れぞれの端子は走査回路１０３、電流駆動回路１０５に
接続されている。

【００８１】映像信号処理回路１０２では、入力された
コンポジット映像信号をＲＧＢ輝度信号及び水平、垂直
同期信号に分離し、得られた水平、垂直同期信号に同期
した各種タイミング信号を発生させるとともに、ＲＧＢ
輝度信号を所定タイミングでサンプリングして出カす
る。

【００８２】走査回路１０３は、内部にｍ個のスイッチ
ング素子と直流電圧源を備える。各スイッチング素子は
表示パネル１０１の端子Ｄｘ１〜Ｄｘｍに対し、直流電
圧源の非選択電圧Ｖｎｓと選択電圧Ｖｓを切り替えて印
加できるようにしてある。表示パネル１０１の走査は、
各スイッチング素子が印加する電圧を映像信号処理回路
１０２からのタイミング信号Ｔｓｃａｎに同期して順次
切り換えることによって行う。なお、本実施形態では選
択電圧Ｖｓを７［Ｖ］とし非選択電圧Ｖｎｓを０［Ｖ］
とした。

【００８３】パルス幅変調回路１０４は、映像信号処理
回路１０２でサンプリングされたＲＧＢ輝度信号および
タイミング信号Ｔｓｃａｎを入力とする。パルス幅変調
回路１０４では、まず、入力したＲＧＢ輝度信号をタイ
ミング信号Ｔｓｃａｎに同期して、内部のシリアルパラ
レル変換回路で画素の並びに対応した一行分のパラレル
映像信号に変換する。続いて、得られたパラレル映像信
号を輝度信号の強度に対応したパルス幅を持った電圧パ
ルス（Ｐｗ１、Ｐｗ２、…、Ｐｗｎ）に変換し出力す
る。

【００８４】１０５は電流駆動回路であり、表示パネル
の各表面伝導型放出素子を定電流で駆動する。電流駆動
回路１０５は、独立した定電流源および独立したトラン
ジスタ等のスイッチング素子をｎ個並べたものである。
定電流源の出力は、スイッチング素子を介して、表示パ
ネル１の端子Ｄｙ１〜Ｄｙｎに接続される。また、この
スイッチング素子は、前述したパルス幅変調回路１０４
から入力した電圧パルス（Ｐｗ１、Ｐｗ２、…、Ｐｗ
ｎ）の立ち上がりおよび立ち下がりによってＯｎおよび
Ｏｆｆの動作を行う。即ち、電圧パルスが立ち上がって
いる期間中、このスイッチング素子はＯｎ状態になり、
定電流源の出力によって表示パネルの各電子放出素子が
所定電流値で定電流駆動される。この結果、各素子は輝
度の強度に応じた時間駆動されて、電子を放出すること
になる。

【００８５】図２は本実施形態による電流駆動回路の回
路構成例を示す図である。本実施形態では、電流駆動回
路１０５で用いた定電流源は、図２に示されるように、
オペアンプ２０１、トランジスタ２０２、抵抗器２０３
から構成した。ここで、Ｖｃｃは電源電圧、Ｒは抵抗器
２０３の抵抗値である。Ｖｓｅｔはオペアンプの入力電
圧であって、図１の電流値設定電圧源１０６と接続して
いる。

【００８６】定電流源の出力電流ＩｏｕｔはＩｏｕｔ＝（Ｖｃｃ−Ｖｓｅｔ）／Ｒ（１）で決定される。本実施形態では、出力電流Ｉｏｕｔつま
り表示パネル列方向配線に投入する電流の初期値を１
［ｍＡ］としている。従って、例えばＶｃｃ＝１０
［Ｖ］、Ｒ＝５［ｋΩ］を固定値とすれば、Ｖｓｅｔの
初期値は（１）式より５［Ｖ］となる。

【００８７】なお、本実施形態において定電源は図２の
構成のものを説明したが、回路構成はこれに限らず、例
えば大きな出力電流が必要な場合はトランジスタの部分
にダーリントン接続したり、出力をカレントミラー構成
にしても良い。

【００８８】次に、本実施形態による定電流源の出力電
流の設定方法について説明する。上述したように、従来
の電流駆動において劣化速度が速い主原因は、劣化に伴
い定電流源から表面伝導型放出素子に印加される電圧が
増大していくことである。そこで、本実施形態では、素
子の累計駆動時間に応じて定電流源の出力電流を初期値
から減少させていくことで素子に印加される電圧の増大
化を防ぎ、劣化速度の増加を防止する。以下、本実施形
態の出力電流設定方法について説明する。なお、本実施
形態では、出力電流の設定を図１に示すカウント回路１
０７、ＣＰＵ１０８、電流値設定電圧源１０６によって
実行する。

【００８９】カウント回路１０７は映像信号処理回路１
０２で作成したタイミング信号Ｔｓｃａｎをカウント
し、そのパルス数をデジタル値で出力する。ＣＰＵ１０
８は不図示の演算処理部や制御プログラムを格納するメ
モリを備え、カウント回路１０７の出力から表面伝導型
放出素子が駆動された累計時間を算出し、その値に応じ
て電流値設定電圧源１０６の出力電圧Ｖｓｅｔを増加さ
せる。ここで、Ｖｓｅｔの増加は、上記（１）式からわ
かるように、定電流源の出力電流Ｉｏｕｔを減少させる
ものである。電流値設定電圧源１０６は、例えばＤ／Ａ
変換器とバッファアンプを備え、ＣＰＵ１０８からの設
定出力（ディジタル値）に基づいてＶｓｅｔを出力する
ものである。

【００９０】図３は実施形態１によるＣＰＵ１０８の動
作を説明するフローチャートである。まず、ステップＳ
１１において、カウント回路１０７のカウント値を読取
り、このカウント値から累積駆動時間Ｔを算出する。そ
して、ステップＳ１２において、この累積駆動時間Ｔが
所定時間を越えたかどうかを判定する。累積駆動時間Ｔ
が所定時間を越えていなければステップＳ１１に戻り、
上記の処理を繰り返す。一方、ステップＳ１２におい
て、累積駆動時間Ｔが所定時間を越えた場合は、ステッ
プＳ１３へ進み、電流駆動回路１０５における各定電流
源の出力電流を所定の率で減少させるべく、電流値設定
電圧源１０６を制御する。

【００９１】例えば、本実施形態では、表面伝導型放出
素子の累計駆動時間の１００［時間］毎に（累積駆動時
間が１００時間増加する毎に）、定電流源の出力電流を
０．１［％］減少、つまり電流値設定電圧源１０６の出
力電圧Ｖｓｅｔを０．５［％］増加させる。

【００９２】なお、値電流源の出力電流を減少させる度
合いは以下のようにして決定した。まず、列方向配線に
定電流源が投入する電流の初期値が本実施形態のように
１［ｍＡ］の時、表面伝導型放出素子に印加される駆動
電圧が１４［Ｖ］程度であったこと。そして、本実施形
態で用いた表面伝導型放出素子が、駆動電圧１４［Ｖ］
の一定電圧で１０００［時間］駆動した際、劣化により
素子電流が約１［％］減少する実験事実があること。以
上の２つの事実より、定電流源から表面伝導型放出素子
に印加される電圧が増大していかない、すなわち概ね一
定となる値として決定した。

【００９３】以上のようにして、定電流源の出力電流の
調製を終えると、処理はステップＳ１４へ進み、カウン
ト回路１０７のカウントをリセットして、ステップＳ１
１へ戻る。こうして再び累積駆動時間の計測が開始させ
ることにより、１００時間ごとに定電流源の出力電流の
調整を行えるようになる。

【００９４】このように表面伝導型放出素子の累計駆動
時間に応じて定電流源の出力電流を減少させていくこと
で、定電流源から表面伝導型放出素子に印加される電圧
が増大していくことを防ぐことができ、電流駆動におい
て劣化が速くなるという問題を解決することができた。

【００９５】なお、本実施形態では定電流源から素子に
印加される電圧が概ね一定になるように、定電流源の出
力電流を減少させたが、素子への印加電圧が漸次減少す
るように定電流源の出力電流を減少させていってもよ
い。また、表面伝導型放出素子の構成や材料が変更され
た場合劣化による素子電流の減少量が異なるためそれに
応じた最適な値を設定する必要がある。

【００９６】［実施形態２］上記の実施形態１では、累
計駆動時間に応じて定電流源の出力電流を減少させてい
くことで、定電流源から表面伝導型放出素子に印加され
る電圧が増大していくことを防いている。これに対し
て、実施形態２では、定電流源の出力端子における電圧
を測定し、その値をもとに定電流源の出力電流を減少す
る。以下図４を用いて説明する。

【００９７】図４は実施形態２による表示パネルの駆動
のための構成を示すブロック図である。なお、図４にお
いて図１と同様の構成には同一の参照番号を付し説明を
省略する。

【００９８】直流電圧計３０７はグランドと定電流源の
出力端子との間の電圧を測定する。測定した電圧はデジ
タル値に変換されてＣＰＵ３０８に出力される。なお実
施形態２ではＮ個ある定電流源のうち第Ｎ番の定電流源
の出力端子に直流電圧計３０７を接続したが、何番目の
電流源に接続しても差し支えない。

【００９９】ＣＰＵ３０８は、制御プログラムを格納す
るメモリと該制御プログラムを実行する演算部とを備
え、以下に説明するように動作する。

【０１００】図５は実施形態２におけるＣＰＵ３０８の
動作を説明するフローチャートである。まずステップＳ
２１において、直流電圧計３０７からの測定電圧値を取
得する。そして、ステップＳ２２において、ステップＳ
２１で取得した測定電圧値と予め定められた所定電圧値
（本実施形態では７［Ｖ］）との差ΔＶを算出する。そ
して、ステップＳ２３において、ΔＶと所定電圧値との
比が所定値以上となったか否かを判定する。すなわち、
表面伝導型放出素子の劣化によって定電流源の出力が増
加して、［ΔＶ／所定電圧値］が０．１［％］以上にな
ったか否かを判定する。［ΔＶ／所定電圧値］が０．１
［％］未満の場合は、ステップＳ２１へ戻り、上述の処
理を繰り返す。

【０１０１】一方、ステップＳ２３において、［ΔＶ／
所定電圧値］が０．１［％］以上となった場合は、ステ
ップＳ２４へ進み、定電流源の出力電流を所定割合で減
少させる。ここで出力電流を減少させる率は、ステップ
Ｓ２２で判定基準に用いた所定値より大きくなるように
する（すなわち、ΔＶと所定電圧値との比が再び所定値
未満となるようにする）。本実施形態では、電流値設定
電圧源３０６の出力Ｖｓｅｔを１［％］増加させる動作
を行い、定電流源の出力電流を０．２［％］減少させ
る。そして、ステップＳ２１に戻り、上記の処理を繰り
返す。

【０１０２】以上のような一連の処理を表面伝導型放出
素子を駆動している間、繰り返し行うことで、電流駆動
回路１０５の各定電流源から表面伝導型放出素子に印加
される電圧を増加させることなく一定に保つことができ
る。

【０１０３】なお実施形態２で所定電圧を７［Ｖ］とし
たのは、実施形態１と同様定電流源からの出力電流の初
期値１［ｍＡ］したとき定電流源の出力端子における電
圧が約７［Ｖ］であったことによる。

【０１０４】以上、実施形態２によれば、定電流源の出
力端子の電圧を直接測定して出力電流を設定するので、
定電流源から表面伝導型放出素子に印加される電圧の増
大をより確実に防ぐことができる。

【０１０５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
電子源を電流駆動した場合に生じていた劣化速度の増加
が電圧駆動に比べて速くなるという問題を解決すること
ができる。また、その結果、電圧降下による影響を受け
にくい電流駆動の長所を生かしながら電子源をより長寿
命にすることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態１による画像表示装置の表示パネル駆
動構成を示すブロック図である。

【図２】実施形態で用いた定電流源の回路構成を示す図
である。

【図３】実施形態１によるＣＰＵの動作を説明するフロ
ーチャートである。

【図４】実施形態２による画像表示装置の表示パネル駆
動構成を示すブロック図である。

【図５】実施形態２によるＣＰＵの動作を説明するフロ
ーチャートである。

【図６】本発明の実施形態である画像表示装置の、表示
パネルの一部を切り欠いて示した斜視図である。

【図７】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８】実施形態で用いた平面型の表面伝導型放出素子
の平面図（ａ）と断面図（ｂ）である。

【図９】平面型の表面伝導型放出素子の製造工程を示す
断面図である。

【図１０】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１１】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１２】実施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１３】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１４】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。

【図１５】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。

【図１６】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。

【図１７】従来知られた表面伝導型放出素子の一例を示
す図である。

【図１８】発明者らが試みたマルチビーム電子源の配線
方法を説明する図である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の電子放出素子を列方向配線と行方
向配線によってマトリックス状に配線してある電子源を
駆動するための装置であって、前記行方向配線を順次選択して選択電位を印加する選択
手段と、前記選択手段による行方向配線の選択に同期して、表示
すべき映像信号に基づいて前記列方向配線に所定電流を
印加する印加手段と、前記電子源の駆動状況を監視する監視手段と、前記監視手段による駆動状況の監視結果に基づいて、前
記印加手段が印加する所定電流を小さくする電流制御手
段とを備えることを特徴とする電子源駆動装置。
【請求項２】前記監視手段は、前記電子源の累積駆動
時間を監視し、前記電流制御手段は、前記累積駆動時間に基づいて決定
される所定時点で前記所定電流を小さくすることを特徴
とする請求項１に記載の電子源駆動装置。
【請求項３】前記電流制御手段は、前記累積駆動時間
の所定時間を周期とする時点毎に前記所定電流を所定の
率で小さくすることを特徴とする請求項２に記載の電子
源駆動装置。
【請求項４】前記監視手段は、前記印加手段の電流印
加による列方向配線への印加電圧を監視し、前記電流制御手段は前記印加電圧に基づいて決定される
所定時点で前記所定電流を小さくすることを特徴とする
請求項１に記載の電子源駆動装置。
【請求項５】前記電流制御手段は、前記印加電圧と所
定電圧との差が所定値を越える時点で、前記所定電流を
小さくすることを特徴とする請求項４に記載の電子源駆
動装置。
【請求項６】前記電流制御手段は、前記印加電圧と前
記所定電圧との差が前記所定値内に納まるように前記所
定電流を小さくすることを特徴とする請求項５に記載の
電子源駆動装置。
【請求項７】前記監視手段は、複数の列方向配線のう
ちの任意の一本の列方向配線への印加電圧を監視するこ
とを特徴とする請求項４に記載の電子源駆動装置。
【請求項８】複数の電子放出素子を列方向配線と行方
向配線によってマトリックス状に配線してある電子源
と、請求項１乃至６のいずれかに記載の電子源駆動装置と、前記電子源駆動装置によって前記電子源を駆動すること
で得られる電子ビームの照射により発光する蛍光体とを
備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項９】複数の電子放出素子を列方向配線と行方
向配線によってマトリックス状に配線してある電子源を
駆動するための方法であって、前記行方向配線を順次選択して選択電位を印加する選択
工程と、前記選択工程による行方向配線の選択に同期して、表示
すべき映像信号に基づいて前記列方向配線に所定電流を
印加する印加工程と、前記電子源の駆動状況を監視する監視工程と、前記監視工程による駆動状況の監視結果に基づいて、前
記印加工程が印加する所定電流を小さくする電流制御工
程とを備えることを特徴とする電子源駆動方法。
【請求項１０】前記監視工程は、前記電子源の累積駆
動時間を監視し、前記電流制御工程は、前記累積駆動時間に基づいて決定
される所定時点で前記所定電流を小さくすることを特徴
とする請求項９に記載の電子源駆動方法。
【請求項１１】前記電流制御工程は、前記累積駆動時
間の所定時間を周期とする時点毎に前記所定電流を所定
の率で小さくすることを特徴とする請求項１０に記載の
電子源駆動方法。
【請求項１２】前記監視工程は、前記印加工程の電流
印加による列方向配線への印加電圧を監視し、前記電流制御工程は前記印加電圧に基づいて決定される
所定時点で前記所定電流を小さくすることを特徴とする
請求項９に記載の電子源駆動方法。
【請求項１３】前記電流制御工程は、前記印加電圧と
所定電圧との差が所定値を越える時点で、前記所定電流
を小さくすることを特徴とする請求項１２に記載の電子
源駆動方法。
【請求項１４】前記電流制御工程は、前記印加電圧と
前記所定電圧との差が前記所定値内に納まるように前記
所定電流を小さくすることを特徴とする請求項１３に記
載の電子源駆動方法。
【請求項１５】前記監視工程は、複数の列方向配線の
うちの任意の一本の列方向配線への印加電圧を監視する
ことを特徴とする請求項１２に記載の電子源駆動方法。