JP2000310971A

JP2000310971A - 画像表示装置及び表示制御方法

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Publication number: JP2000310971A
Application number: JP2000020759A
Authority: JP
Inventors: Naoto Abe; 直人阿部; Tatsuro Yamazaki; 達郎山崎
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1999-02-26
Filing date: 2000-01-28
Publication date: 2000-11-07
Anticipated expiration: 2020-01-28
Also published as: US6552702B1; JP3840027B2

Abstract

(57)【要約】【課題】電子放出素子から放出される電子により発光す
る各色の発光体の発光輝度を、その電子放出素子から放
出される電子量を制御することにより色調整を行う。【解決手段】複数の電子放出素子を有する電子源と各色
に対応してストライプ状に配列された蛍光体とを有する
表示パネル１の列配線には、画像信号に応じたパルス幅
変調信号が入力され、その行配線には画像表示に同期し
て行配線を駆動する水平走査信号が印加される。ここで
パルス幅変調信号は、各色毎にそれぞれ異なる電源７１
〜７３からの電圧により駆動され、それら電源７１〜７
３のそれぞれの出力電圧を変更することにより、各色に
対応した蛍光体に電子を照射する電子放出素子のそれぞ
れの駆動電圧を制御して、ユーザが所望する色合いの画
像を表示することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、本発明は、例えば
テレビジョン画像信号等に応じて画像を表示するための
画像表示装置及びその駆動方法に関わり、特に、複数の
電子放出素子を配設した電子源とその電子源から放出さ
れる電子により発光する蛍光体とを有する画像表示装置
及び該装置における表示制御方法に関するものである。

【０００２】

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

【０００３】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。この表面伝
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。このような表面伝導型放出素
子としては、エリンソン（Elinson）等によるＳｎＯ₂薄
膜を用いたものの他に、Ａｕ薄膜によるもの［G. Dittm
er: “Thin Solid Films”,9,317 (1972)］や、Ｉｎ₂Ｏ
₃／ＳｎＯ₂薄膜によるもの［M. Hartwell and C. G. Fo
nstad：“IEEETrans. 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。

【０００４】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２４に前述のハートウエル（M. H
artwell）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。この導電性薄
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３
００５が形成される。図中の間隔Ｌは、０．５〜１［ｍ
ｍ］，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３００
４の中央に矩形の形状で示したが、これは模式的なもの
であり、実際の電子放出部の位置や形状を忠実に表現し
ているわけではない。

【０００５】ハートウエル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、
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３０
０４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その亀裂付近において電子
放出が行われる。

【０００６】また、ＦＥ型の例としては、W.P.Dyke &
W.W.Dolan,"Field emission",Advance in Electoron Ph
ysics,8,89(1956)或はC.A.Spindt,"PHYSICAL Propertie
s ofthin-film field emission cathodes with molybde
nium cones",J.Appl.Phys.,47,5248(1976)等に開示され
たものが知られている。

【０００７】ＦＥ型の素子構成の典型的な例として、図
２５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。
このＦＥ素子は、エミッタコーン３０１２とゲート電極
３０１４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。

【０００８】また、ＦＥ型の他の素子構成として、図２
５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。

【０００９】ＭＩＭ型の例としては、C.A.Mead,"Operat
ion of Tunnel-Emission Devices",J.Apply.Pbys.,32,6
46(1961)等に開示されたものが知られている。ＭＩＭ型
の素子構成の典型的な例を図２６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。ＭＩ
Ｍ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。

【００１０】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。

【００１１】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号公報において開示されるように、多数の素子を配
列して駆動するための方法が研究されている。

【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米国特許第５，０６６，８８３号や
特開平２−２５７５５１号公報や特開平４−２８１３７
号公報において開示されているように、表面伝導型放出
素子と電子ビームの照射により発光する蛍光体とを組み
合わせて用いた画像表示装置が研究されている。表面伝
導型放出素子と蛍光体とを組み合わせて用いた画像表示
装置は、従来の他の方式の画像表示装置よりも優れた特
性が期待されている。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型を多数個ならべて駆動する方
法は、例えば本出願人による米国特許第４，９０４，８
９５号に開示されている。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：“Re
cent Development on Microtips Display at LETI”,Te
ch. Digest of 4th Int. Vacuum Micro electronics Co
nf., Nagahama, pp.6-9 (1991)］また、ＭＩＭ型を多数個並べて画像表示装置に応用した
例は、例えば本願出願人による特開平３−５５７３８号
公報に開示されている。

【００１６】

【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。さらに、多数の
冷陰極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。

【００１７】発明者らは、たとえば図２７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。す
なわち、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
子ビーム源である。

【００１８】図中、４００１は冷陰極素子を模式的に示
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４００
３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。

【００１９】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、たとえば画像表示装置用のマルチ電子
ビーム源の場合には、所望の画像表示を行うのに足りる
だけの素子を配列し配線するものである。

【００２０】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は、所望の電子ビームを出力さ
せるため、行方向配線４００２および列方向配線４００
３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４００４および４００
５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、Ｖｅ−Ｖｓの電圧が印加され、また非選択行の
冷陰極素子にはＶｅ−Ｖｎｓの電圧が印加される。Ｖ
ｅ，Ｖｓ，Ｖｎｓを適宜の大きさの電圧にすれば選択す
る行の冷陰極素子だけから所望の強度の電子ビームが出
力されるはずであり、また列方向配線の各々に異なる駆
動電圧Ｖｅを印加すれば、選択する行の素子の各々から
異なる強度の電子ビームが出力されるはずである。ま
た、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。

【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】すなわち、前述の様に、駆動電圧を印加
し、パルス幅変調を行なうことによって所望のビーム出
力を得ることができる。しかしながら、配線抵抗４００
４および４００５による電圧降下により所望のビーム出
力が得られない場合がある。そのため冷陰極素子にＶｅ
−Ｖｓの電圧に対向する電流値を電流源で印加する方法
がとられた。この方法では各冷陰極素子に所望の電圧を
配線抵抗４００４および４００５の電圧降下にかかわら
ず印加することができた。

【００２３】このような電子源を用い、このような電子
源から放出される電子により発光する蛍光体を備えたカ
ラー表示装置では、例えばＲＧＢ等の各色に対応した蛍
光体を備え、入力される画像信号に応じて、その蛍光体
を駆動することにより、入力された画像信号に対応する
カラー画像を表示するように構成されている。しかしな
がら、表示されるカラー画像の色合いがユーザ等により
変更された場合、従来のＣＲＴを用いた表示装置のよう
に、簡単に色調整して、ユーザの好み合った色のカラー
画像を表示することができなかった。

【００２４】本発明は上記従来例に鑑みてなされたもの
で、各色の発光体を駆動する電子放出素子からの電子の
放出量を制御することにより色調整を行う画像表示装置
及び該装置における表示制御方法を提供することを目的
とする。

【００２５】また本発明の目的は、各色の発光体の駆動
源に対応して電圧源を備え、各電圧源の出力電圧を制御
することにより、発光体を駆動する電子の放出量を制御
して色調整を行う画像表示装置及び該装置における表示
制御方法を提供することにある。

【００２６】また本発明の目的は、各色の発光体の駆動
源に対応して電流源を備え、各電流源の出力電流を制御
することにより、発光体を駆動する電子の放出量を制御
して色調整を行う画像表示装置及び該装置における表示
制御方法を提供することにある。

【００２７】また本発明の目的は、各色の発光体をスト
ライプ状に配列し、各色の発光体に印加する電荷を、指
示された色調整に応じて調整することにより、表示され
る各色の色調整を行う画像表示装置及び該装置における
表示制御方法を提供することにある。

【００２８】

【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、複数の電子放出素子を有する電子源と、各色に対
応した発光体を備え、前記電子源から放出される電子に
より発光してカラー画像を表示する発光手段と、画像信
号に応じたパルス幅のパルス信号を出力する変調手段
と、前記各色に対応した発光体に電子を照射する電子放
出素子のそれぞれを駆動する前記パルス信号の電圧を制
御する電圧制御手段とを有する。

【００２９】あるいは、複数の電子放出素子を有する電
子源と、各色に対応した発光体を備え、前記電子源から
放出される電子により発光してカラー画像を表示する発
光手段と、画像信号に応じたパルス幅のパルス信号を出
力する変調手段と、前記各色に対応した発光体に電子を
照射する電子放出素子のそれぞれを駆動する前記パルス
信号の電流を制御する電流制御手段とを有する。

【００３０】また望ましくは、前記電流制御手段は、印
加電圧に応じた電流を出力する電流源と、前記印加電圧
を制御する電圧制御手段とを有する。

【００３１】また望ましくは、前記電圧制御手段は、調
整可能な入力電圧と前記複数の電子放出素子の各々に対
応した基準電圧とにより前記印加電圧を制御する。

【００３２】また望ましくは、表示される色の調整を指
示する指示手段を更に有し、前記電圧制御手段は、前記
指示手段の指示に応じて、前記パルス信号の電圧を制御
する。

【００３３】また望ましくは、前記複数の電子放出素子
はマトリクス状に配列され、前記各色に対応した発光体
はそれぞれ色毎にストライプ状に配列されている。

【００３４】また望ましくは、更に前記複数の電子放出
素子の各走査ラインを選択し、当該選択された走査ライ
ンに所定電圧を印加する走査駆動手段を有する。

【００３５】また望ましくは、前記変調手段から出力さ
れるパルス信号は前記マトリクスの列配線に入力され
る。

【００３６】また望ましくは、前記各色に対応した発光
体はＲＧＢの蛍光体である。

【００３７】また望ましくは、前記電子放出素子は冷陰
極型素子である。

【００３８】また望ましくは、前記電子放出素子は表面
伝導型放出素子である。

【００３９】また望ましくは、前記電子放出素子はＦＥ
型放出素子である。

【００４０】また望ましくは、前記電子放出素子はＭ
ＩＭ型放出素子である。

【００４１】あるいは、変調信号配線と走査配線との交
点もしくはその近傍に素子が配置され、共通の変調信号
配線に接続された素子により互いに同じ色を発光させる
表示パネルと、前記表示パネルで発光される各色に対応
した、調整可能な制御電圧を供給する制御電圧源と、前
記変調信号配線に接続されるとともに、前記変調信号配
線に接続された素子が発光する色に対応する制御電圧を
前記制御電圧源から供給され、前記制御電圧に応じた電
流を前記変調信号配線に出力する可変電流源と、前記可
変電流源により出力される電流を、画像信号値に応じた
幅のパルスに変調する変調信号ドライバとを備える。。

【００４２】また望ましくは、前記制御電圧源は、操作
者が調整可能な第１の電圧を出力する第１の電圧源と、
前記素子それぞれの入出力特性を補正するための補正デ
ータに応じた第２の電圧を出力する第２の電圧源とを含
み、前記第１の電圧を基にして前記第２の電圧により調
整した電圧を出力する。

【００４３】また望ましくは、前記表示パネルは変調信
号配線毎に要素色をストライプ状に配列してなり、前記
制御電圧源は要素色毎に独立している。

【００４４】また望ましくは、前記表示パネルは前記素
子毎に対応した色の蛍光板を有し、前記素子から放出さ
れる電子ビームの衝突により発光を得る。

【００４５】また望ましくは、前記素子は冷陰極型素子
である。

【００４６】また望ましくは、前記素子はエレクトリッ
クルミネセンス素子である。

【００４７】

【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。

【００４８】本発明の実施の形態に係る画像表示装置に
使用するマトリクス型の表示パネルは、基本的には薄型
の真空容器内に、基板上に多数の電子源、例えば冷陰極
素子をマトリクス状に配列してなるマルチ電子源と、こ
のマルチ電子源からの電子の照射により画像を形成する
画像形成部材とを対向させて備えている。

【００４９】これら冷陰極素子は、例えばフォトリソグ
ラフィ・エッチングのような製造技術を用いれば基板上
に精密に位置決めして形成できるため、微小な間隔で多
数個を配列することが可能である。しかも従来からＣＲ
Ｔ等で用いられてきた熱陰極素子と比較すると、陰極自
身やその周辺部が比較的低温な状態で駆動できるため、
より微細な配列ピッチのマルチ電子源を容易に実現でき
る。尚、このマトリクス型の表示パネルの構成と製造法
については後述する。

【００５０】以下、本発明の実施の形態について図面を
参照して説明する。

【００５１】［第１の実施の形態］図１は、本発明の第
１の実施の形態に係る画像表示装置の構成を示すブロッ
ク図である。

【００５２】図１において、表示パネル１は、薄型の真
空容器内に、基板上に多数の電子源、例えば冷陰極素子
をマトリクス状に配列した電子源を有するマトリクス型
の表示パネルで、例えば水平方向に４８０素子、即ち１
６０画素×３（ＲＧＢ）が配置され、垂直方向に２４０
素子（２４０ライン）が配置されている。尚、本実施の
形態では、４８０素子×２４０素子のマトリクス型の表
示パネルの例を示すが、この表示パネルが有する素子の
数に関しては、必要に応じて製品用途により決定される
ので、この限りではない。マトリクス型の表示パネル１
の各冷陰極素子は、表示時の色に合わせ（対応する蛍光
体の色に合わせ）、Ｒmn（ｍ＝１〜２４０，ｎ＝１，
４，７，…）、Ｇmn（ｍ＝１〜２４０，ｎ＝２，５，
８，…）、Ｂmn（ｍ＝１〜２４０，ｎ＝３，６，９，
…）で示した。この表示パネル１は、図１に示す様に、
ＲＧＢの各蛍光体が縦のストライプ状に配列された画素
配置を有する。

【００５３】次に画像データの流れを説明する。アナロ
グデジタル変換器（Ａ／Ｄコンバータ）２は、不図示の
デコーダにより、例えばＮＴＳＣ信号からＲＧＢ信号に
デコードされたアナログＲＧＢ信号を、各々例えば８ビ
ット幅のデジタルＲＧＢ信号に変換する。データ並び替
え部３は、Ａ／Ｄコンバータ２又はコンピュータ等から
のデジタルＲＧＢ信号（Ｓ１）を入力し、表示パネル１
の画素配列（ここではＲＧＢの順の縦ストライプ）に合
わせてデジタルデータを並び替えて信号Ｓ２として出力
する。輝度データ変換器４は、入力されたデジタルデー
タ（Ｓ２）を所望の輝度特性に変換する変換テーブルを
有しており、例えばガンマ変換用テーブル等を有してガ
ンマ変換を行って信号Ｓ３として出力している。シフト
レジスタ５は、輝度データ変換器４から送られるシリア
ルデータをシフトクロック（ＳＣＬＫ）に同期して順次
シフトして転送し、表示パネル１のそれぞれの素子に対
応したデジタルデータ（ＸＤ1〜ＸＤ480）を形成する。
変調信号発生部６は、シフトレジスタ５からのデジタル
データに応じて、ＰＷＭクロック（ＰＣＬＫ）を基に、
出力する変調信号のパルス幅を決定する。変調信号ドラ
イバ７は、変調信号発生部６から出力されるパルス信号
に応じて、表示パネル１の変調信号線を駆動するための
信号Ｘ1〜Ｘ480を出力している。スイッチ７０は、変調
信号発生部６から出力されるパルス信号がハイレベルの
時に閉じ（オンし）、ロウレベルの時に開く（オフす
る）ように動作する。可変電源７１〜７３（Ｖr，Ｖg，
Ｖb）のそれぞれは、制御部１１からの指示に応じてそ
の出力電圧値を所望の電圧値に設定できる。

【００５４】走査シフトレジスタ８は、水平走査同期信
号（ＨＤ）をシフトクロックとして入力し、入力画像の
走査線に対応する表示パネル１の走査配線（行配線）を
順次駆動するための走査線駆動データを生成している。
走査ドライバ９は、走査シフトレジスタ８の出力に従っ
て表示パネル１の行配線を順次選択し、その選択した行
配線に電圧−Ｖssを印加して駆動している。タイミング
制御部１０は、入力する画像信号のサンプリングクロッ
ク（ＤＣＬＫ）及び同期信号（sync）を入力し、これら
信号を基に各種タイミング信号を生成して、各機能ブロ
ックに応じたタイミング信号を出力している。制御部１
１は、操作部１２におけるユーザのキー操作による色温
度や色合いなどの調整指示に応じて、それぞれ対応する
電源７１〜７３の出力電圧を制御している。これら電源
の出力電圧の調整に関しては後述する。尚、この操作部
１２は、通常のボリュームやキースイッチ等でも良く、
或はリモコン等であってもよい。

【００５５】図３は、本実施の形態の変調信号発生部６
における１つの信号（ＸＤ）に対する変調信号生成回路
の構成を示すブロック図、図４はその動作タイミングを
示すタイミング図である。

【００５６】図３において、ダウンカウンタ６１は、シ
フトレジスタ５からの出力である例えば、８ビットのデ
ジタルデータ（ＸＤ1〜ＸＤ480のそれぞれ）をロード信
号（Ｌｄ）のタイミングでロードし、このロードした時
点から、ロードされたデジタルデータの値に対応する分
ＰＷＭクロック（ＰＣＬＫ）をカウントするまでロウレ
ベルとなるパルス幅変調出力を得ることができる。即
ち、ＰＷＭ出力はダウンカウンタ６１のボロー出力で、
データのロードによりロウレベルになり、そのロードさ
れたデータの数に対応する数だけＰＣＬＫをカウントす
るとハイレベルになって、カウンタ６１をクリアする。
こうして「ロードされた画像データ（設定値）」×「ク
ロック（ＰＣＬＫ）周期」で決まるパルス幅のパルス幅
変調信号を出力する。

【００５７】図４は、この変調信号発生部６の１つの回
路の動作タイミングを示す図で、ここではＸＤの値
“ｐ”に応じた長さのパルス幅変調信号を出力してい
る。

【００５８】図２は、図１に示す回路の動作タイミング
を示すタイミング図である。

【００５９】ここでは、変調信号ドライバ７から出力さ
れるパルス幅変調信号は、各画像データの値に応じたパ
ルス幅となっており、更に、Ｘ1，Ｘ2，Ｘ3で示すよう
に、ＲＧＢのそれぞれに対応した電圧の信号が出力され
ている。

【００６０】図１１は、本実施の形態で使用する冷陰極
素子の特性を示すグラフ図である。

【００６１】以下、前述の図面を参照して、本実施の形
態の画像表示装置に動作を説明する。

【００６２】図１において、不図示のデコーダにより、
例えばＮＴＳＣ信号からＲＧＢ信号にデコードされたア
ナログＲＧＢ信号が入力されると、Ａ／Ｄコンバータ２
は、各々例えば８ビットのデジタルＲＧＢ信号に変換す
る。データ並び替え部３は、Ａ／Ｄコンバータ２或はコ
ンピュータ等から入力されるデジタルＲＧＢ信号（Ｓ
１）を入力する。この際、１走査ライン（１Ｈ）のデー
タ数は、表示パネル１の変調信号線側の画素数（水平方
向の表示画素数）を基に決定すると処理が簡単になる。
本実施の形態の場合では、表示パネル１の変調信号線側
の画素数を“１６０”としている。Ａ／Ｄコンバータ２
或はコンピュータ等からのデジタルＲＧＢ信号（Ｓ１）
は、データサンプリング・クロック（ＤＣＬＫ）と同期
して出力される。図２に示す様に、データ並び替え部３
の入力信号（Ｓ１）は、ＲＧＢパラレル信号を、データ
サンプリングクロック（ＤＣＬＫ）の３倍の周波数のク
ロックであるシフトクロック（ＳＣＬＫ）のタイミング
で切り替え、表示パネル１のＲＧＢ画素配列に従って順
次出力している。

【００６３】データ並び替え部３の出力信号（Ｓ２）
は、次に輝度データ変換器４に入力される。この輝度デ
ータ変換器４は、予め、所望のデータが記憶されている
不図示の変換テーブル（ＲＯＭ）により、データ並び替
え部３の出力信号（Ｓ２）を、例えばＣＲＴのガンマ特
性等の輝度特性を有する信号（Ｓ３）をシリアルで出力
する。この輝度データ変換器４の出力Ｓ３はシフトレジ
スタ５に送られ、シフトクロック（ＳＣＬＫ）に同期し
て順次シフト転送され、表示パネル１のそれぞれの素子
に対応したデジタルデータ（ＸＤ1〜ＸＤ480）に変換さ
れる。このパラレル信号に変換された画像データは水平
走査時間単位で出力され、例えば８ビット幅のデジタル
データ（ＸＤ1〜ＸＤ480）が変調信号発生部６に入力さ
れる。

【００６４】前述したように、変調信号発生部６は、素
子毎にデジタルデータ（「設定値」）とＰＷＭクロック
（ＰＣＬＫ）に応じてパルス幅を決定している。即ち、
変調信号発生部６は、「ＰＷＭクロック（ＰＣＬＫ）
数」が「設定値」と等しくなるまでの時間で決まるパル
ス幅の信号を出力する。変調信号発生部６の出力は変調
信号ドライバ７のスイッチ７０を制御し、変調信号発生
部６が決定したパルス幅の時間だけオンする。ここでス
イッチ７０の一方の端子は、同じ色の蛍光体に対応する
冷陰極素子に共通に接続された変調信号線に接続されて
おり、このスイッチ７０の他方の端子は、そのスイッチ
が接続されている色の蛍光体に対応する電源に接続され
ている。即ち、変調信号Ｘ1，Ｘ4，…を出力するスイッ
チ７０は電源７１（Ｖr）に接続され、変調信号Ｘ2，Ｘ
5，…を出力するスイッチ７０は電源７２（Ｖg）に接続
され、変調信号Ｘ3，Ｘ６，…Ｘ480を出力するスイッチ
７０は電源７３（Ｖb）に接続される。これにより各色
毎の色調整を可能にしている。

【００６５】本実施の形態において、ＮＴＳＣ信号を２
４０本の走査ラインの表示パネル１で表示させるため
に、インターレースされている有効走査線の４８５本の
内４８０本をフィールド毎に表示パネル１に重ね書きし
て表示駆動している。ここではＮＴＳＣ信号の１フィー
ルドを表示パネル１では１フレームとして扱った。即
ち、表示パネル１をフレーム周波数６０Ｈｚ、走査ライ
ン２４０本の画像信号として駆動した。

【００６６】一方、１走査ラインの表示に要する時間
は、ＮＴＳＣ信号では約６３．５μ秒であり、その時間
内の約５６．５μ秒を駆動パルス（Ｘ1〜Ｘ480）の最大
時間と決めた。ＰＷＭクロック（ＰＣＬＫ）は、デジタ
ルデータ（「設定値」）を８ビットに選んだので、ＰＷ
Ｍクロック（ＰＣＬＫ）のパルス数は、２５６個の時に
約５６．５μ秒となるような周波数を選んだ。即ち、１
パルスのパルス幅が約２２０ｎ秒のクロックで、約４．
５ＭＨｚの周波数のクロックをＰＷＭクロック（ＰＣＬ
Ｋ）とした。

【００６７】一方、走査シフトレジスタ８は、水平走査
同期信号（ＨＤ）をシフトクロックとし、図２に示した
ように走査開始タイミングを決める信号（ＹＳＴ）を水
平走査同期信号（ＨＤ）で順次転送することによって走
査信号を出力する。走査ドライバ９は、走査シフトレジ
スタ８が出力する走査信号に従って、表示パネル１の走
査配線に対して順次１番目から−Ｖss（例えば、−Ｖt
h：−８Ｖ、他の配線を０Ｖ）で駆動する。

【００６８】変調信号ドライバ７のスイッチ７０がオン
の時、赤色の蛍光体に対応する冷陰極素子に接続されて
いる変調信号線には電源７１の電圧Ｖr［Ｖ］が印加さ
れる。同様に、緑色の蛍光体に対応する冷陰極素子に接
続されている変調信号線には電源７２の電圧Ｖg［Ｖ］
が印加される。同様に、青色の蛍光体に対応する冷陰極
素子に接続されている変調信号線には、電源７３の電圧
Ｖb［Ｖ］が印加される。これら電源７１，７２，７３
の電圧Ｖr［Ｖ］、電圧Ｖg［Ｖ］、電圧Ｖb［Ｖ］を、
例えば通常約＋Ｖth（約＋８Ｖ）に設定する。走査ドラ
イバ９が選択した走査配線（−Ｖss：−８Ｖが印加され
ている）に接続され、かつ、変調信号ドライバ７のスイ
ッチ７０がオン（約＋８Ｖが印加される）の変調信号線
に接続されている冷陰極素子には約１６Ｖの電圧が印加
されることになる。これにより、対応する冷陰極素子か
ら電子が放出される。このとき、走査ドライバ９が選択
していない走査配線（０Ｖ）に接続されている冷陰極素
子にも、約８Ｖの電圧が加わるが、図１１から明らかな
様に、この場合、この走査配線に接続された素子に印加
される電圧は閾値電圧Ｖth以下であるため、これら非選
択の走査配線に接続されている冷陰極素子からは電子が
放出されない。そのため、それら素子に対応する蛍光体
が励起されて発光することはない。

【００６９】また変調信号ドライバ７のスイッチ７０が
オフの時（０Ｖ）は、その変調信号線の電圧は０Ｖであ
り、一方、選択された走査配線（−Ｖss：−８Ｖが印
加）の冷陰極素子には８Ｖの電圧が加わる。しかし、図
１１からも明らかな様に、その場合、その素子に印加さ
れる電圧は閾値電圧Ｖth以下であるため、対応する各冷
陰極素子は電子を放出しない。そのため、それら素子に
対応する蛍光体が発光することはない。

【００７０】以上説明したように、走査ドライバ９で選
択されている走査配線上の各素子に、変調信号ドライバ
７の出力が所望の輝度に比例したパルス幅で加えられ
る。そして駆動電圧は順次走査され、表示パネル１に画
像を形成する。

【００７１】この場合の色調整は以下の様にして行な
う。即ち、変調信号ドライバ７のスイッチ７０がオンの
時、赤色の蛍光体に対応する冷陰極素子に接続されてい
る変調信号線（信号Ｘ1，Ｘ4，…）には、電源７１の電
圧Ｖr［Ｖ］が印加される。そのため、赤色の蛍光体に
対応する冷陰極素子には電圧（Ｖth＋Ｖr）［Ｖ］が印
加される。同様に、緑色の蛍光体に対応する冷陰極素子
には電圧（Ｖth＋Ｖg）［Ｖ］が印加される。また同様
に、青色の蛍光体に対応する冷陰極素子には電圧（Ｖth
＋Ｖb）［Ｖ］が印加される。

【００７２】ここで、ユーザが例えば赤色の成分を強く
したい場合に、操作部１２のキーを使用してそのように
指示すると、制御部１１はその指示に従って対応する電
源の出力電圧を調整する。こうして電圧設定可能な電源
７１の電圧Ｖr［Ｖ］、電源７２の電圧Ｖg［Ｖ］、電源
７３の電圧Ｖb［Ｖ］のそれぞれを所望の電圧値に設定
することによって色調整が行なえる。この場合、図１１
からも明らかな様に、冷陰極素子に加わる電圧が低けれ
ば放出電流も小さく、逆に冷陰極素子に加わる電圧が高
ければ放出電流も大きいので、通常の状態では、Ｖr［Ｖ］≒Ｖg［Ｖ］≒Ｖb［Ｖ］とすれば、各色の蛍光体に対応する冷陰極素子の放出電
流はほぼ等しくでき、通常の色となる。いま例えば、ユ
ーザの指示により、通常の状態より青みがかった色に調
整するように指示されると、Ｖr［Ｖ］≒Ｖg［Ｖ］＜Ｖb［Ｖ］とすれば良い。この時は、青色の蛍光体に対応する冷陰
極素子の放出電流だけを、他の色の蛍光体に対応する冷
陰極素子の放出電流より大きくできる。従って、青色の
輝度が相対的に大きくなり、青みがかった色に調整でき
る。

【００７３】同様に、通常の状態より赤みがかった色に
調整したければ、Ｖr［Ｖ］＞Ｖg［Ｖ］≒Ｖb［Ｖ］とすれば良い。

【００７４】また、特殊効果的に緑色のみの画像を表示
する場合には、Ｖr［Ｖ］≒Ｖb［Ｖ］≒０［Ｖ］、Ｖg［Ｖ］≒Ｖth
［Ｖ］とすれば良い。この時は、緑色以外の蛍光体に対応する
冷陰極素子の放出電流はほぼ“０”となり、緑色の蛍光
体に対応する冷陰極素子の放出電流のみで蛍光体を光ら
すことができる。即ち緑色のみの画像を得ることができ
る。

【００７５】その結果、本実施の形態の画像表示装置を
実現することによって、少ないハードウエア構成で画像
表示装置の色調整が行なうことができる画像表示装置を
提供できた。

【００７６】［第２の実施の形態］図５は、本発明の第
２の実施形態である画像表示装置のブロック図である。
図５において、マトリクス画像表示パネル１は薄型の真
空容器内に、基板上に多数の電子源例えば冷陰極素子を
配列してなるマルチ電子源を持ち、例えば水平方向に４
８０素子すなわち１６０画素（ＲＧＢ）×３が配置さ
れ、垂直方向に２４０素子が配置されている。本実施形
態では、４８０素子×２４０素子のマトリクス画像表示
パネルの例を示すが、素子数に関しては必要に応じて製
品用途により決定されるので、この限りではない。マト
リクス画像表示パネル１の各冷陰極素子は、画像表示時
の色に合わせ（対応する蛍光体の色に合わせ）、Ｒｍ，
ｎ（ｎ＝１，４，７，．．．），Ｇｍ，ｎ（ｎ＝２，
５，８，．．．），Ｂｍ，ｎ（ｎ＝３，６，
９，．．．）で示した。マトリクス画像表示パネル１
は、図５に示す様にＲＧＢストライプ配列の画素配置を
持つ。アナログディジタル変換機（Ａ／Ｄコンバータ）
２は、不図示のデコーダにより例えばＮＴＳＣ信号から
ＲＧＢ信号にデコードされたアナログＲＧＢコンポーネ
ント信号を、各々例えば８ｂｉｔ幅のディジタルＲＧＢ
信号に変換する。データ並び変え部３は、Ａ／Ｄコンバ
ータ２またはコンピュータ等のデジタルＲＧＢ信号（信
号名をＳ１とする）を入力しマトリクス画像表示パネル
１の画素配列に合わせディジタルデータを並べ変え出力
する機能を有する（信号名をＳ２とする）。輝度データ
変換機４は、入力されたディジタルデータを所望の輝度
特性に変換する変換テーブルであり、例えばガンマ変換
を行なう（出力信号名をＳ３とする）。シフトレジスタ
５は、輝度データ変換機４から送られるシリアルデータ
をシフトクロック（ＳＣＬＫ）で順次シフト転送し、マ
トリクス画像表示パネル１のそれぞれの素子に対応した
ディジタルデータ（ＸＤ１〜ＸＤ４８０）を形成する。
変調信号発生部６は、ソフトレジスタ５からのディジタ
ルデータに応じて、ＰＷＭクロック（ＰＣＬＫ）をもと
にパルス幅を決定する。変調信号ドライバ７は、変調信
号発生部６のパルス幅出力に応じて、マトリクス画像表
示パネル１の変調信号線を駆動する（駆動信号をＸ１〜
Ｘ４８０とする）。

【００７７】電流源７ａは制御端子の電圧に比例した電
流値を出力する。スイッチ７ｂ，７ｃ，７ｄは、変調信
号発生部６の出力ロジックレベルにしたがって開閉す
る。電源７１，７２，７３は、所望の出力電圧値を設定
できる。

【００７８】走査シフトレジスタ８は、水平走査同期信
号（ＨＤ）をシフトクロックとし、入力画像の走査線に
対応するマトリクス画像表示パネル１の走査配線を順次
操作するデータを作る。走査ドライバ９は、走査シフト
レジスタ８の出力に従ってマトリクス画像表示パネル１
の走査配線を順次駆動する。タイミング制御部１０は、
各機能ブロックに所望のタイミングの制御信号を、入力
画像の同期信号及びデータサンプリングクロック（ＤＣ
ＬＫ）等から作る。

【００７９】制御部１１は、操作部１２におけるユーザ
のキー操作による色温度や色合いなどの調整指示に応じ
て、それぞれ対応する電源７１〜７３の出力電圧を制御
している。これら電源の出力電圧の調整に関しては後述
する。尚、この操作部１２は、通常のボリュームやキー
スイッチ等でも良く、或はリモコン等であってもよい。

【００８０】図１０（ａ）は第２の実施形態の変調信号
発生部６のブロック図である。図１０（ａ）において、
ダウンカウンタ６１は、シフトレジスタ５からの出力で
ある、例えば８ｂｉｔ幅のディジタルデータ（ＸＤ１〜
ＸＤ４８０）をロード信号（Ｌｄ）でロードし、ＰＷＭ
クロック（ＰＣＬＫ）をダウンカウントする。そして、
ダウンカウンタ６１のボロー出力をインバータ６２で反
転してパルス幅変調出力とする。すなわち、「ロードさ
れたデータ」×「クロック（ＰＣＬＫ）周期」で決まる
幅のパルスを出力する。図１０（ｂ）は、信号ＸＤとし
て値ｐを変調信号発生部６にロードした際の、信号ＰＣ
ＬＫ，Ｌｄ，ＰＷＭｏｕｔのタイミング図である。この
ように、ロードした値ｐ×ＰＣＬＫ周期のパルスが出力
される。

【００８１】図６に第２の実施形態における各信号のタ
イミング図を示す。図に従って第２の実施形態における
画像表示装置の動作を説明する。

【００８２】図５において、不図示のデコーダにより、
例えばＮＴＳＣ信号からＲＧＢ信号にデコードされたア
ナログＲＧＢコンポーネント信号がＡ／Ｄコンバータ２
に入力される。Ａ／Ｄコンバータ２は、入力ＲＧＢ信号
を各々例えば８ｂｉｔ幅のディジタルＲＧＢ信号に変換
する。データ並び変え部３には、Ａ／Ｄコンバータ２か
らの、またはコンピュータ等のデジタル機器からのＲＧ
Ｂ信号（Ｓ１）が入力される。この際、１走査ライン
（１Ｈ）のデータ数は、マトリクス画像表示パネル１の
変調信号線側の画素数、すなわちシフトレジスタ５の桁
数で決めると処理が簡単になる。第２の実施形態の場
合、マトリクス画像表示パネル１の変調信号線側の画素
数は１６０とされている。Ａ／Ｄコンバータ２からの、
またはコンピュータ等のデジタル機器からのデジタルＲ
ＧＢ信号（Ｓ１）は不図示のデータサンプリングクロッ
ク（ＤＣＬＫ）と同期して出力される。図６に示す様
に、データ並び変え部３の入力信号（Ｓ１）はＲＧＢパ
ラレル信号であるが、データ並べ替え部３は、ＲＧＢパ
ラレル信号からひとつの色の信号を選択して信号Ｓ２と
して出力する。選択される色は、データサンプリングク
ロック（ＤＣＬＫ）の３倍の周波数のシフトクロックＳ
ＣＬＫ（不図示）のタイミングで切り替えられる。この
結果、ＲＧＢ各色の信号が、シフトクロックの周期毎に
切り替えられ、マトリクス画像表示パネル１のＲＧＢ画
素配列に従って順次出力される。

【００８３】データ並び変え部３の出力信号（Ｓ２）
は、輝度データ変換器４に入力される。輝度データ変換
器４は、あらかじめ、所望のデータが記憶されている不
図示の変換テーブル（ＲＯＭ）により、データ並び変え
部３の出力信号（Ｓ２）を例えばＣＲＴのガンマ特性等
の輝度特性に応じて変換し、信号Ｓ３として出力する。

【００８４】輝度データ変換器４の出力Ｓ３は、シフト
レジスタ５に入力される。入力されるデータはシフトク
ロック（ＳＣＬＫ）に同期して順次シフトされ、シフト
レジスタ５は、マトリクス画像表示パネル１のそれぞれ
の素子に対応したディジタルデータ（ＸＤ１〜ＸＤ４８
０）を１行分、水平走査時間単位で出力し、変調信号発
生部６に入力する。変調信号発生部６では１水平走査期
間にわたり入力された値を保持し、その値に応じて決ま
る幅のパルスを出力する。例えば８ｂｉｔ幅のディジタ
ルデータ（ＸＤ１〜ＸＤ４８０）が変調信号発生部６に
入力される。図１０で説明した通り、変調信号発生部６
は、素子毎にディジタルデータ（「設定値」）とＰＷＭ
クロック（ＰＣＬＫ）に応じてパルス幅を決定する。す
なわち変調信号発生部６は、「ＰＷＭクロック（ＰＣＬ
Ｋ）のパルス数」が「設定値」と等しくなるまでの時間
で決まるパルス幅を出力する。

【００８５】変調信号発生部６の出力のロジックレベル
が“Ｈ”の時、変調信号ドライバ７のスイッチ７ｂはＯ
Ｎ、スイッチ７ｃ，７ｄはＯＦＦに制御され、変調信号
発生部６が決定した、ロジックレベル“Ｈ”のパルス幅
の時間、電流源７ａからの電流を変調信号配線（Ｘ１，
Ｘ２，Ｘ３，，，，Ｘ４８０）に出力する。反対に、変
調信号発生部６の出力ロジックレベルが“Ｌ”の時、変
調信号ドライバ７のスイッチ７ｂはＯＦＦ、スイッチ７
ｃ，７ｄはＯＮに制御され、変調信号発生部６が決定し
た、ロジックレベル“Ｌ”のパルス幅の時間、変調信号
配線（Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３，．．，Ｘ４８０）をＧＮＤレ
ベルにする。この時、スイッチ７ｂがＯＦＦ、スイッチ
７ｃがＯＮとなるので、電流源７ａの出力電流をほぼ０
［Ａ］とすることができる。そのため、変調信号ドライ
バ７の消費電力を下げることができる。

【００８６】一方、電流源７ａの制御端子は、それぞれ
色毎に共通の電源に接続される。すなわち、Ｒ列の変調
信号配線Ｘ１，Ｘ４，．．に接続されている電流源７ａ
の制御端子は電源７１に接続され、Ｇ列の変調信号配線
Ｘ２，Ｘ５，．．に接続されている電流源７ａの制御端
子は電源７２に接続され、Ｂ列の変調信号配線Ｘ３，Ｘ
６，．．，Ｘ４８０に接続されている電流源７ａの制御
端子は電源７３に接続される。

【００８７】以上のように構成される第２の実施形態の
画像表示装置により、ＮＴＳＣ信号を２４０本の走査ラ
インのマトリクス画像表示パネル１で表示させるため
に、インターレースされている有効走査線４８５本の内
４８０本をフィールド毎にマトリクス画像表示パネル１
に重ね書きして駆動した。ＮＴＳＣ信号の１フィールド
を画像表示パネル１では１フレームとして扱った。すな
わち画像表示パネル１をフレーム周波数６０Ｈｚ、走査
ライン２４０本の画像信号として駆動した。

【００８８】一方、１走査ラインの表示に要する時間
は、ＮＴＳＣ信号ではおおよそ６３．５μＳｅｃであ
り、本実施形態では、その時間内の約５６．５μＳｅｃ
を駆動パルス（Ｘ１〜４８０）の最大時間と決めた。デ
ィジタルデータ（「設定値」）を８ｂｉｔに選んだの
で、「ＰＣＬＫの周期」×２⁸が最大のパルス幅である
５６．５μＳｅｃとなる。したがって、ＰＣＬＫの周
期、すなわち入力される画素値１に対応するパルス幅は
約２２０ｎＳｅｃであり、ＰＷＭクロックの周波数は約
４．５ＭＨｚとなる。

【００８９】一方、走査シフトレジスタ８は水平走査同
期信号（ＨＤ）をシフトクロックとし、図６に示したよ
うに走査開始を時刻を決める信号（ＹＳＴ）を水平走査
同期信号（ＨＤ）で順次転送することによって走査信号
を出力する。走査ドライバ９は、前記走査シフトレジス
タ８が出力する走査信号に従って、走査配線を順次１番
目から−Ｖｓｓ（例えば−Ｖｔｈ：−８Ｖ、他の配線を
０Ｖ）の電位で駆動する。

【００９０】変調信号発生部６の出力のロジックレベル
が“Ｈ”の時、変調信号ドライバ７のスイッチ７ｂはＯ
Ｎ、スイッチ７ｃ，７ｄはＯＦＦに制御される。このた
め、変調信号発生部６が決定したロジックレベル“Ｈ”
のパルス幅時間で電流源７ａの電流が変調信号配線（Ｘ
１，Ｘ２，Ｘ３，．．，Ｘ４８０）に出力される。

【００９１】赤色の蛍光体に対応する冷陰極素子は変調
信号配線Ｘ１，Ｘ４，．．に接続されており、その変調
信号配線に接続されている電流源７ａの制御端子は電源
７１に接続され、電圧Ｖｒ［Ｖ］が印加される。そして
電圧Ｖｒ［Ｖ］に比例した電流Ｉｒ［Ａ］を出力する。
同様に、緑色の蛍光体に対応する冷陰極素子は変調信号
配線Ｘ２，Ｘ５，，，に接続されており、その変調信号
配線に接続されている電流源７ａの制御端子は電源７２
に接続され、電圧Ｖｇ［Ｖ］が印加される。そして電圧
Ｖｇ［Ｖ］に比例した電流Ｉｇ［Ａ］を出力する。同様
に、青色の蛍光体に対応する冷陰極素子は変調信号配線
Ｘ３，Ｘ６，，，，Ｘ４８０に接続されており、その変
調信号配線に接続されている電流源７ａの制御端子は、
電源７３に接続され、電圧Ｖｂ［Ｖ］が印加される。そ
して電圧Ｖｂ［Ｖ］に比例した電流Ｉｂ［Ａ］を出力す
る。

【００９２】電流Ｉｒ［Ａ］，電流Ｉｇ［Ａ］，電流Ｉ
ｂ［Ａ］は冷陰極素子を駆動する電流であり、冷陰極素
子が十分に電子放出する電流値に決定する。例えば図５
１において素子電圧が１６［Ｖ］の時の素子電流の値に
決定すれば良い。決定された電流Ｉｒ［Ａ］，電流Ｉｇ
［Ａ］，電流Ｉｂ［Ａ］の電流値を設定するための電圧
から、電圧Ｖｒ［Ｖ］，Ｖｇ［Ｖ］，Ｖｂ［Ｖ］が決定
される。

【００９３】走査ドライバ９が選択した走査配線（−Ｖ
ｓｓ：−８Ｖで駆動）に接続され、かつ、変調信号発生
部６の出力のロジックレベルが“Ｈ”の期間では、変調
信号配線に接続されている冷陰極素子には前述の電流Ｉ
ｒ［Ａ］，電流Ｉｇ［Ａ］，電流Ｉｂ［Ａ］が流れ、対
応する冷陰極素子は電子を放出する。前述したように、
この時素子には約１６Ｖの電圧が加わるので、変調信号
発生部６の出力のロジックレベルが“Ｈ”の期間では変
調信号配線の電圧は約８Ｖの電圧となる。この時、走査
ドライバ９が選択しない走査配線（０Ｖで駆動）に接続
されている冷陰極素子には約８Ｖの電圧が加わるが、図
１１を見て明らかな様に、走査ドライバ９が選択しなか
った走査配線に接続されている冷陰極素子は電子を放出
しない。そのためマトリクス画像表示パネル１の対応箇
所は発光することはない。

【００９４】変調信号発生部６の出力のロジックレベル
が“Ｌ”の期間では変調信号配線の電圧はスイッチ７ｄ
により０Ｖであり、選択された走査配線（−Ｖｓｓ：−
８Ｖで駆動）の冷陰極素子には８Ｖの電圧が加わる。し
かし、図１１を見て明らかな様に、各冷陰極素子は電子
を放出しない。そのためマトリクス画像表示パネル１の
対応箇所は発光することはない。

【００９５】以上から、走査ドライバ９で選択されてい
る走査配線上の各素子に、変調信号ドライバ７の出力が
所望の輝度に比例したパルス幅で加えられる。そして駆
動電圧は順次走査され、マトリクス画像表示パネル１に
画像を形成する。

【００９６】色調整は以下の様に行なう。

【００９７】変調信号発生部６の出力のロジックレベル
が“Ｈ”の時、赤色の蛍光体に対応する冷陰極素子に接
続されている変調信号配線（Ｘ１，Ｘ４，，，）には電
流源７ａの電流Ｉｒ［Ａ］が出力される。そのため、赤
色の蛍光体に対応する冷陰極素子には電流Ｉｒ［Ａ］が
流れる。同様に、緑色の蛍光体に対応する冷陰極素子に
は電流Ｉｇ［Ａ］が流れる。同様に、青色の蛍光体に対
応する冷陰極素子には電流Ｉｂ［Ａ］が流れる。

【００９８】そして、電圧設定可能な電源７１の電圧Ｖ
ｒ［Ｖ］、電源７２の電圧Ｖｇ［Ｖ］、電源７３の電圧
Ｖｂ［Ｖ］を所望の電圧値に設定することによって冷陰
極素子に流す電流を変化させる事ができるので、色調整
が行なえる。図１１からも明らかな様に流す駆動電流が
少なければ放出電流も小さく、逆に冷陰極素子に流す駆
動電流が多ければ放出電流も大きいので、通常の状態で
は、Ｖｒ［Ｖ］≒Ｖｇ［Ｖ］≒Ｖｂ［Ｖ］とすれば、各色の蛍光体に対応する冷陰極素子に流す駆
動電流Ｉｒ［Ａ］，Ｉｂ［Ａ］はほぼ等しくなり、各色
の蛍光体に対応する冷陰極素子の放出電流もほぼ等しく
でき、通常の色となる。

【００９９】例えば、ユーザーの好みにより、通常の状
態より青みがかった色に調整したければＶｒ［Ｖ］≒Ｖｇ［Ｖ］＜Ｖｂ［Ｖ］とすれば良い。この時は、青色の蛍光体に対応する冷陰
極素子に流す駆動電流Ｉｂ［Ａ］を、他の色の蛍光体に
対応する冷陰極素子に流す駆動電流Ｉｒ［Ａ］，Ｉｇ
［Ａ］より大きくできる。そのため、青色の蛍光体に対
応する冷陰極素子の放出電流を他の色の蛍光体に対応す
る冷陰極素子の放出電流より大きくできる。したがっ
て、青色の輝度が相対的に大きくなり、青みがかった色
に調整できる。

【０１００】同様に、通常の状態より赤みがかった色に
調整したければＶｒ［Ｖ］＞Ｖｇ［Ｖ］≒Ｖｂ［Ｖ］とすれば良い。

【０１０１】また、特殊効果的に緑色のみの画像を表示
する場合にはＶｒ［Ｖ］≒Ｖｂ［Ｖ］≒０［Ｖ］，Ｖｇ［Ｖ］≒Ｖｔ
ｈ［Ｖ］とすれば良い。この時は、緑色以外の蛍光体に対応する
冷陰極素子の放出電流はほぼ０となり、緑色の蛍光体に
対応する冷陰極素子の放出電流のみで蛍光体を光らすこ
とができる。すなわち緑色のみの画像を得ることができ
る。

【０１０２】この結果、本実施形態に係る上記構成の画
像表示装置を実現することによって、少ない消費電力か
つ少ないハードウエアで画像表示装置の色調整が行なう
ことができる画像表示装置を提供できた。

【０１０３】（変調信号ドライバの詳細な実施形態）本
発明にかかる変調信号ドライバの変調信号線１本に対す
る詳細を図７に示す。図７において、入力端子７０ａに
は電源７１または電源７２または電源７３からの出力電
流が入力される。入力端子７０ｂは変調信号発生部６の
出力を受ける。

【０１０４】入力端子７０ｂはバッファ７０ｅを介して
ＭＯＳＥＦＴ７０ｄのゲートに、インバータ７０ｇ，７
０ｉを介してＭＯＳＥＦＴ７０ｆ，７０ｈのゲートにそ
れぞれ接続される。そのため入力端子７０ｂのロジック
レベルが“Ｈ”のとき、スイッチ７０ｄは導通、スイッ
チ７０ｆ，７０ｈは非導通となる。ＮＰＮトランジスタ
７０ｋのコレクタ電流は、オペアンプ７０ｊの非反転入
力の電圧と比例した電流値で決定される。すなわち電圧
制御電流源を構成する。ＰＮＰトランジスタ７０ｍ，７
０ｎ、抵抗７０ｏ，７０ｐはカレントミラー回路を構成
し、ＮＰＮトランジスタ７０ｋのコレクタ電流と同じ電
流値で電流出力を出力端子７０ｃに出力する。このとき
には、ＭＯＳＥＦＴ７０ｈは非導通となる。

【０１０５】以上の構成で、変調信号ドライバはマトリ
クス画像表示パネルを駆動する。

【０１０６】この例ではＭＯＳ−ＦＥＴ７０ｄ，７０ｆ
をスイッチとして使用したが、一般ジャンクションタイ
プのトランジスタやアナログスイッチであっても構わな
い。

【０１０７】［第３の実施の形態］図８は、本発明の第
３の実施形態である画像表示装置のブロック図である。
図８において、図５の番号と同じ構成要素については同
じ番号を付けたので説明を略す。図８において、ＲＯＭ
４ａは補正データを記憶しており、不図示のアドレス発
生器によって、冷陰極に対応した駆動電流データを輝度
データと同じレートで順次出力する。補正データは各素
子ごとの電子放出特性のばらつきを補正するためのデー
タであり、予め測定されている。シフトレジスタ５ａ
は、ＲＯＭ４ａから出力される補正データを順次転送す
る。変調信号ドライバ７は、各列配線毎に供給する信号
を生成するために、制御電圧に応じて出力電流を決定す
る電流源７ａ、スイッチ７ｄ、Ｄ／Ａコンバータ７ｅを
含む。赤色の蛍光体に対応する冷陰極素子は変調信号配
線Ｘ１，Ｘ４…に接続されている。その変調信号配線Ｘ
１，Ｘ４…に接続された可変電流源７ａの制御端子に
は、Ｄ／Ａコンバータ７ｅの出力端子が接続されてい
る。Ｄ／Ａコンバータ７ｅは基準電圧入力端子Ｒｅｆと
データ入力端子Ｄａｔａとを有し、基準電圧入力端子は
電源７１に接続されて電圧Ｖｒ［Ｖ］が印加され、デー
タ入力端子はシフトレジスタ５ａの対応する桁が接続さ
れて、補正データが入力される。そして基準電圧Ｖｒ
［Ｖ］を基に、データ入力端子から入力される補正デー
タに比例した電流Ｉｒ［Ａ］を出力する。ＤＡコンバー
タ７ｅは、例えば基準電圧を最低値として補正データに
応じた電圧を上乗せしたり、あるいは、基準電圧を最大
値として補正データに応じた電圧を差し引いたりした電
圧を出力する。

【０１０８】同様に、緑色の蛍光体に対応する冷陰極素
子には変調信号配線Ｘ２，Ｘ５，…が接続されている。
その変調信号配線Ｘ２，Ｘ５…に接続された可変電流源
７ａの制御端子には、Ｄ／Ａコンバータ７ｅの出力端子
が接続されている。Ｄ／Ａコンバータ７ｅは基準電圧入
力端子Ｒｅｆとデータ入力端子Ｄａｔａとを有し、基準
電圧入力端子は電源７２に接続されて電圧Ｖｇ［Ｖ］が
印加され、データ入力端子はシフトレジスタ５ａの対応
する桁が接続されて、補正データが入力される。そして
基準電圧Ｖｇ［Ｖ］を基に、データ入力端子から入力さ
れる補正データに比例した電流Ｉｇ［Ａ］を出力する。

【０１０９】同様に、青色の蛍光体に対応する冷陰極素
子には変調信号配線Ｘ３，Ｘ６，…，Ｘ４８０が接続さ
れている。その変調信号配線Ｘ３，Ｘ６…に接続された
可変電流源７ａの制御端子には、Ｄ／Ａコンバータ７ｅ
の出力端子が接続されている。Ｄ／Ａコンバータ７ｅは
基準電圧入力端子Ｒｅｆとデータ入力端子Ｄａｔａとを
有し、基準電圧入力端子は電源７３に接続されて電圧Ｖ
ｂ［Ｖ］が印加され、データ入力端子はシフトレジスタ
５ａの対応する桁が接続されて、補正データが入力され
る。そして基準電圧Ｖｂ［Ｖ］を基に、データ入力端子
から入力される補正データに比例した電流Ｉｂ［Ａ］を
出力する。

【０１１０】第３の実施形態も第２の実施形態と同様
に、電圧Ｖｒ，Ｖｇ，Ｖｂを変えることで各色の輝度を
調整でき、色調整が行なえる。さらに、第３の実施形態
の場合、冷陰極素子の駆動電流を、補正データを反映し
て各々駆動しているために、各素子の入出力特性に適し
た入力信号を印加することができる。

【０１１１】その結果、本発明の上記構成の画像表示装
置を実現することによって、冷陰極素子の駆動電流を各
々決定でき、かつ小さなハードウエアで画像表示装置の
色調整が行なうことができる画像表示装置を提供でき
た。

【０１１２】また、第２の実施形態と同様、図９に示す
様にＤ／Ａコンバータの出力電圧をスイッチ７ｂ，７ｃ
によって切り換え電流源の消費電力を少なくする構成
（第２の実施形態で示した構成）であってももちろん良
い。

【０１１３】［その他の実施の形態］また第１乃至第３
の実施の形態では、冷陰極型電子放出素子の場合で説明
したが、むろん、ＥＬ素子や、いずれの電子放出素子に
対しても適用できる。例えば、前記冷陰極型の電子源
は、表面伝導型放出素子或いはＦＥ型放出素子或いは、
ＭＩＭ型放出素子で構成されていても問題なく適応でき
る。

【０１１４】また第１乃至第３の実施の形態では、ＲＧ
Ｂの３原色を用いた画像表示装置で説明したが、例えば
赤、緑２色の画像表示装置であっても構わない。この場
合は、電源７３は不要であり、電源７１、電源７２を所
望の電圧に設定して色調整することにより対処できる。

【０１１５】第１乃至第３の実施の形態に係る画像表示
装置は基本的には、薄型の真空容器内に、基板上に多数
の電子源、例えば冷陰極素子を配列してなるマルチ電子
源と、電子の照射により画像を形成する画像形成部材と
を対向して備えている。

【０１１６】冷陰極素子は、例えばフォトリソグラフィ
ー・エッチングにような製造技術を用いれば基板上に精
密に位置決めして形成できるため、微小な間隔で多数個
を配列することが可能である。しかも、従来からＣＲＴ
等で用いられてきた熱陰極と比較すると、陰極自身や周
辺部が比較的低温な状態で駆動できるため、より微細な
配列ピッチのマルチ電子源を容易に実現できる。この実
施の形態は、上述した冷陰極素子をマルチ電子源として
用いた画像形成装置に係わるものである。

【０１１７】また、冷陰極素子の中でもとりわけ好まし
いのは、表面伝導型電子放出素子（ＳＣＥ）である。即
ち、冷陰極素子のうち、ＭＩＭ型素子は絶縁層や上部電
極の厚さを比較的精密に制御する必要があり、またＦＥ
型素子は針状の電子放出部の先端形状を精密に制御する
必要がある。そのため、これらの素子は比較的製造コス
トが高くなったり、製造プロセス上の制限から大面積の
ものを作製するのが困難となる場合があった。これに対
して、ＳＣＥは構造が単純で製造が簡単であり、大面積
のものも容易に作製できる。近年、特に大画面で安価な
表示装置が求められる状況においては、とりわけ好適な
冷陰極素子であるといえる。

【０１１８】（表示パネルの構成と製造法）次に本実施
の形態に係る画像表示装置の表示パネル１の構成と、そ
の製造法について、具体的な例を示して説明する。

【０１１９】図１２は、本実施の形態に用いた表示パネ
ル１の斜視図であり、その内部構造を示すために表示パ
ネル１の一部を切り欠いて示している。

【０１２０】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１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。

【０１２１】リアプレート１００５には基板１００１が
固定されているが、この基板１００１上には冷陰極素子
１００２がＮ×Ｍ個形成されている。ここでＮ，Ｍは共
に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が、本実
施の形態においては、Ｎ＝４８０，Ｍ＝２４０とした。
これらＮ×Ｍ個の冷陰極素子は、Ｍ本の行方向配線１０
０３とＮ本の列方向配線１００４により単純マトリクス
配線されている。これら１００１〜１００４によって構
成される部分をマルチ電子源と呼ぶ。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。

【０１２２】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。

【０１２３】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。本実施の形態は
カラー表示装置であるため、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。各色の蛍光体は、例えば図１
３（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。この黒色の導電体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ためや、外光の反射を防止して
表示コントラストの低下を防ぐため、電子ビームによる
蛍光膜のチャージアップを防止するためなどである。こ
の黒色の導電体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。

【０１２４】また、３原色の蛍光体の塗り分け方は図１
３（Ａ）に示したストライプ状の配列に限られるもので
はなく、例えば図１３（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。

【０１２５】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や、負イオンの衝突から蛍光膜
１００８を保護するためや、電子ビーム加速電圧を印加
するための電極として作用させるためや、蛍光膜１００
８を励起した電子の導電路として作用させるためなどで
ある。このメタルバック１００９は、蛍光膜１００８を
フェースプレート基板１００７上に形成した後、蛍光膜
表面を平滑化処理し、その上にＡｌ（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１００
８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。

【０１２６】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。

【０１２７】また、Ｄx1〜ＤxMおよびＤy1〜ＤyNおよび
Ｈｖは、この表示パネル１と前述の走査ドライバ９及び
変調信号ドライバ７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、行端子Ｄx1〜ＤxMは前述
の信号Ｙ1〜Ｙ240を入力しており、マルチ電子源の行方
向配線１００３と接続されている。また、列端子Ｄy1〜
ＤyNは前述の信号Ｘ1〜Ｘ480を入力しており、マルチ電
子源の列方向配線１００４と接続され、またＨｖはフェ
ースプレートのメタルバック１００９と電気的に接続さ
れている。

【０１２８】また、この気密容器の内部を真空に排気す
るには、この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、この気密容器内を１０のマイ
ナス７乗［torr］程度の真空度まで排気する。その後、
この排気管を封止するが、気密容器内の真空度を維持す
るために、封止の直前或は封止後に気密容器内の所定の
位置にゲッター膜（不図示）を形成する。このゲッター
膜とは、例えばＢａを主成分とするゲッター材料をヒー
タもしくは高周波加熱により加熱し蒸着して形成した膜
であり、この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。

【０１２９】以上、本実施の形態の表示パネル１の基本
構成と製法を説明した。

【０１３０】次に本実施の形態の表示パネル１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、冷陰極素子
を単純マトリクス配線した電子源であれば、冷陰極素子
の材料や形状あるいは製法に制限はない。従って、例え
ば表面伝導型放出素子やＦＥ型、あるいはＭＩＭ型など
の冷陰極素子を用いることができる。

【０１３１】但し、表示画面が大きくてしかも安価な表
示装置が求められる状況の下では、これらの冷陰極素子
の中でも、表面伝導型放出素子が特に好ましい。即ち、
ＦＥ型ではエミッタコーンとゲート電極の相対位置や形
状が電子放出特性を大きく左右するため、極めて高精度
の製造技術を必要とするが、これは大面積化や製造コス
トの低減を達成するには不利な要因となる。またＭＩＭ
型では、絶縁層と上電極の膜厚を薄くてしかも均一にす
る必要があるが、これも大面積化や製造コストの低減を
達成するには不利な要因となる。その点、表面伝導型放
出素子は、比較的製造方法が単純なため、大面積化や製
造コストの低減が容易である。また本願発明者らは、表
面伝導型放出素子の中でも、電子放出部もしくはその周
辺部を微粒子膜から形成したものがとりわけ電子放出特
性に優れ、しかも製造が容易に行えることを見出してい
る。従って、高輝度で大画面の画像表示装置のマルチ電
子源に用いるには、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１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。

【０１３２】（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。

【０１３３】（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。

【０１３４】図１４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、１１１３は通
電活性化処理により形成した薄膜である。

【０１３５】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、などを用いることができる。また、基板１
１０１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、Ｎｉ，Ｃｒ，Ａｕ，Ｍｏ，Ｗ，
Ｐｔ，Ｔｉ，Ｃｕ，Ｐｄ，Ａｇ等をはじめとする金属、
或はこれらの金属の合金、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、例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（例えば印刷技術）を用いて形成しても差し支
えない。

【０１３６】素子電極１１０２と１１０３の形状は、こ
の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、中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。

【０１３７】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。

【０１３８】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、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。

【０１３９】また、微粒子膜を形成するのに用いられう
る材料としては、例えば、Ｐｄ，Ｐｔ，Ｒｕ，Ａｇ，Ａ
ｕ，Ｔｉ，Ｉｎ，Ｃｕ，Ｃｒ，Ｆｅ，Ｚｎ，Ｓｎ，Ｔ
ａ，Ｗ，Ｐｂ，などをはじめとする金属や、ＰｄＯ，Ｓ
ｎＯ₂，Ｉｎ₂Ｏ₃，ＰｂＯ，Ｓｂ₂Ｏ₃などをはじめとす
る酸化物や、ＨｆＢ₂，ＺｒＢ₂，ＬａＢ₆，ＣｅＢ₆，Ｙ
Ｂ₄，ＧｄＢ₄などをはじめとする硼化物や、ＴｉＣ，Ｚ
ｒＣ，ＨｆＣ，ＴａＣ，ＳｉＣ，ＷＣ，などをはじめと
する炭化物や、ＴｉＮ，ＺｒＮ，ＨｆＮ，などをはじめ
とする窒化物や、Ｓｉ，Ｇｅ，などをはじめとする半導
体や、カーボン、などがあげられ、これらの中から適宜
選択される。

【０１４０】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［Ω／□］の範囲に含まれる
よう設定した。

【０１４１】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１４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差し支えない。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１１
０４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１４においては
模式的に示した。

【０１４２】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。この薄膜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。

【０１４３】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１４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１１
１３の一部を除去した素子を図示した。

【０１４４】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。

【０１４５】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］とした。微粒
子膜の主要材料としてＰｄもしくはＰｄＯを用い、微粒
子膜の厚さは約１００［オングストローム］、幅Ｗは１
００［マイクロメータ］とした。

【０１４６】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。

【０１４７】図１５（ａ）〜（ｅ）は、本実施の形態の
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、各部材の表記は図１４と同一である。

【０１４８】（１）まず、図１５（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。これら素子電極１１０２，１１０３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した後、素子電極の材料を堆積さ
せる。この材料を堆積する方法としては、例えば、蒸着
法やスパッタ法などの真空成膜技術を用ればよい。その
後、堆積した電極材料を、フォトリソグラフィー・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。

【０１４９】（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、まず基板１１０１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、本実施の形態で用いた有機金属溶液の塗布に
よる方法以外の、例えば真空蒸着法やスパッタ法、ある
いは化学的気相堆積法などを用いる場合もある。

【０１５０】（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。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１
１０４に通電を行って、その一部を適宜に破壊、変形、
もしくは変質せしめ、電子放出を行うのに好適な構造に
変化させる処理のことである。微粒子膜で作られた導電
性薄膜のうち電子放出を行うのに好適な構造に変化した
部分（即ち電子放出部１１０５）においては、薄膜に適
当な亀裂が形成されている。なお、電子放出部１１０５
が形成される前と比較すると、形成された後は素子電極
１１０２と１１０３の間で計測される電気抵抗は大幅に
増加する。

【０１５１】この通電方法をより詳しく説明するため
に、図１６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、三角波パルスの波高値Ｖｐｆを
順次昇圧した。また、電子放出部１１０５の形成状況を
モニタするためのモニタパルスＰｍを、適宜の間隔で三
角波パルスの間に挿入し、その際に流れる電流を電流計
１１１１で計測した。

【０１５２】本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、即ちモニタパ
ルス印加時に電流計１１１１で計測される電流が１×１
０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。

【０１５３】なお、上記の方法は、本実施の形態の表面
伝導型放出素子に関する好ましい方法であり、例えば微
粒子膜の材料や膜厚、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。

【０１５４】（４）次に、図１５（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。

【０１５５】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。

【０１５６】通電方法をより詳しく説明するために、図
１７（ａ）に、活性化用電源１１１２から印加する適宜
の電圧波形の一例を示す。本実施の形態においては、一
定電圧の矩形波を定期的に印加して通電活性化処理を行
ったが、具体的には，矩形波の電圧Ｖａｃは１４
［Ｖ］，パルス幅Ｔ３は１［ミリ秒］，パルス間隔Ｔ４
は１０［ミリ秒］とした。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。

【０１５７】図１４（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１７（ｂ）に示すが、活性化電源１
１１２からパルス電圧を印加しはじめると、時間の経過
とともに放出電流Ｉeは増加するが、やがて飽和してほ
とんど増加しなくなる。このように、放出電流Ｉeがほ
ぼ飽和した時点で活性化用電源１１１２からの電圧印加
を停止し、通電活性化処理を終了する。

【０１５８】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。

【０１５９】以上のようにして、図１５（ｅ）に示す平
面型の表面伝導型放出素子を製造した。

【０１６０】（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。

【０１６１】図１８は、垂直型の基本構成を説明するた
めの模式的な断面図であり、図中の１２０１は基板、１
２０２と１２０３は素子電極、１２０６は段差形成部
材、１２０４は微粒子膜を用いた導電性薄膜、１２０５
は通電フォーミング処理により形成した電子放出部、１
２１３は通電活性化処理により形成した薄膜である。

【０１６２】この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１４の平面型における素子電極間隔Ｌは、垂
直型においては段差形成部材１２０６の段差高Ｌｓとし
て設定される。なお、基板１２０１、素子電極１２０２
および１２０３、微粒子膜を用いた導電性薄膜１２０
４、については、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、例えばＳｉＯ2のような電気的に絶縁性の材料を
用いる。

【０１６３】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。

【０１６４】図１９（ａ）〜（ｆ）は、この製造工程を
説明するための断面図で、各部材の符号は図１８と同一
である。

【０１６５】（１）まず、図１９（ａ）に示すように、
基板１２０１上に素子電極１２０３を形成する。

【０１６６】（２）次に、同図（ｂ）に示すように、段
差形成部材を形成するための絶縁層を積層する。絶縁層
は、例えばＳｉＯ2をスパッタ法で積層すればよいが、
例えば真空蒸着法や印刷法などの他の成膜方法を用いて
もよい。

【０１６７】（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。

【０１６８】（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。

【０１６９】（５）次に、同図（ｅ）に示すように、微
粒子膜を用いた導電性薄膜１２０４を形成する。形成す
るには、前記平面型の場合と同じく、例えば塗布法など
の成膜技術を用いればよい。

【０１７０】（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１５（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１５（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）。

【０１７１】以上のようにして、図１９（ｆ）に示す垂
直型の表面伝導型放出素子を製造した。

【０１７２】（表示装置に用いた表面伝導型放出素子の
特性）以上、本実施の形態に係る平面型と垂直型の表面
伝導型放出素子について、その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。

【０１７３】図２０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。

【０１７４】この表示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。

【０１７５】第１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。即ち、放
出電流Ｉeに関して、明確な閾値電圧Ｖthを持った非線
形素子である。

【０１７６】第２に、放出電流Ｉeは素子に印加する電
圧Ｖfに依存して変化するため、電圧Ｖfで放出電流Ｉe
の大きさを制御できる。

【０１７７】第３に、素子に印加する電圧Ｖfに対して
素子から放出される電流Ｉeの応答速度が速いため、電
圧Ｖfを印加する時間の長さによって素子から放出され
る電子の電荷量を制御できる。

【０１７８】以上のような特性を有するため、表面伝導
型放出素子を表示装置に好適に用いることができた。例
えば多数の素子を表示画面の画素に対応して設けた表示
装置において、第１の特性を利用すれば、表示画面を順
次走査して表示を行うことが可能である。即ち、駆動中
の素子には所望の発光輝度に応じて閾値電圧Ｖth以上の
電圧を適宜印加し、非選択状態の素子には閾値電圧Ｖth
未満の電圧を印加する。駆動する素子を順次切り替えて
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、第２の特性かまたは第３の特性
を利用することにより、発光輝度を制御することができ
るため、諧調表示を行うことが可能である。

【０１７９】（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。

【０１８０】図２１に示すのは、図１２の表示パネル１
に用いたマルチ電子源の平面図である。基板上には、図
１４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。

【０１８１】図２１のＡ−Ａ’に沿った断面を図２２に
示す。

【０１８２】なお、このような構造のマルチ電子源は、
予め基板上に行方向配線電極１００３、列方向配線電極
１００４、電極間絶縁層（不図示）、および表面伝導型
放出素子の素子電極と導電性薄膜を形成した後、行方向
配線電極１００３および列方向配線電極１００４を介し
て各素子に給電して通電フォーミング処理と通電活性化
処理を行うことにより製造した。

【０１８３】図２３は、説明の表面伝導型放出素子を電
子源として用いた表示パネル１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。

【０１８４】図中、１は表示パネル、２１０１は表示パ
ネル１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。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。

【０１８５】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。

【０１８６】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
した表示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。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。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２
１０４に出力される。

【０１８７】画像入力インターフェース回路２１１１
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。画像メモリインターフェース回路２１１０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。画像メモリ
インターフェース回路２１０９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。画像
メモリインターフェース回路２１０８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２１０４に出力される。

【０１８８】入出力インターフェース回路２１０５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。

【０１８９】画像生成回路２１０７は、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ＣＰＵ２１０６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。

【０１９０】本回路により生成された表示用画像データ
は、デコーダ２１０４に出力されるが、場合によっては
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。

【０１９１】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。例えば、マルチプレクサ２１０３に制御
信号を出力し、表示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表示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。
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。

【０１９２】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。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。

【０１９３】入力部２１１４は、ＣＰＵ２１０６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。

【０１９４】デコーダ２１０４は、２１０７ないし２１
１３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２１
０４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、あるいは画像生成回路２１０
７およびＣＰＵ２１０６と協動して画像の間引き，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。マルチプレクサ２１０３は、ＣＰＵ２１０６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２１
０４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。

【０１９５】表示パネルコントローラ２１０２は、ＣＰ
Ｕ２１０６より入力される制御信号に基づき駆動回路２
１０１の動作を制御するための回路である。

【０１９６】まず、表示パネルの基本的な動作にかかわ
るものとして、例えば表示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、表示パネルの駆動方
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。

【０１９７】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。駆動回路２１０１は、表示パネル１に印加す
る駆動信号を発生するための回路であり、マルチプレク
サ２１０３から入力される画像信号と、表示パネルコン
トローラ２１０２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。

【０１９８】以上、各部の機能を説明したが、図２３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表示パネル１に表示す
る事が可能である。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２１０４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
に基づいて表示パネル１に駆動信号を印加する。

【０１９９】これにより、表示パネル１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。

【０２００】また、本表示装置においては、デコーダ２
１０４に内蔵する画像メモリや、画像生成回路２１０７
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、本実施の形態の説明
では特に触れなかったが、上記画像処理や画像編集と同
様に、音声情報に関しても処理や編集を行うための専用
回路を設けても良い。

【０２０１】従って、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。

【０２０２】なお、上記図２３は、表面伝導型放出素子
を電子ビーム源とする表示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２３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。

【０２０３】本表示装置においては、とりわけ表面伝導
型放出素子を電子ビーム源とする表示パネルが容易に薄
形化できるため、表示装置全体の奥行きを小さくするこ
とが可能である。それに加えて、表面伝導型放出素子を
電子ビーム源とする表示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。

【０２０４】尚、本発明は、複数の機器（例えばホスト
コンピュータ，インターフェース機器，リーダ，プリン
タなど）から構成されるシステムに適用しても、一つの
機器からなる装置（例えば、複写機，ファクシミリ装置
など）に適用してもよい。

【０２０５】また、本発明の目的は、前述した実施の形
態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを
記録した記憶媒体を、システムあるいは装置に供給し、
そのシステムあるいは装置のコンピュータ（またはＣＰ
ＵやＭＰＵ）が記憶媒体に格納されたプログラムコード
を読出し実行することによっても達成される。

【０２０６】この場合、記憶媒体から読出されたプログ
ラムコード自体が前述した実施形態の機能を実現するこ
とになり、そのプログラムコードを記憶した記憶媒体は
本発明を構成することになる。

【０２０７】プログラムコードを供給するための記憶媒
体としては、例えば、フロッピディスク，ハードディス
ク，光ディスク，光磁気ディスク，ＣＤ−ＲＯＭ，ＣＤ
−Ｒ，磁気テープ，不揮発性のメモリカード，ＲＯＭな
どを用いることができる。

【０２０８】また、コンピュータが読出したプログラム
コードを実行することにより、前述した実施形態の機能
が実現されるだけでなく、そのプログラムコードの指示
に基づき、コンピュータ上で稼働しているＯＳ（オペレ
ーティングシステム）などが実際の処理の一部または全
部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が
実現される場合も含まれる。

【０２０９】さらに、記憶媒体から読出されたプログラ
ムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張ボード
やコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わる
メモリに書込まれた後、そのプログラムコードの指示に
基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わ
るＣＰＵなどが実際の処理の一部または全部を行い、そ
の処理によって前述した実施形態の機能が実現される場
合も含まれる。

【０２１０】以上説明したように本実施の形態によれ
ば、各色の蛍光体に印加する電圧を調整することによ
り、表示される画像の色合い等を各色毎に調整すること
ができる。

【０２１１】また本実施の形態によれば、少ないハード
ウェア構成で、表示される画像の色調整を行うことがで
きる。

【０２１２】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、各
色の発光体を駆動する電子放出素子からの電子の放出量
を制御することにより色調整を行うことができる。

【０２１３】また本発明によれば、各色の発光体の駆動
源に対応して電圧源を備え、各電圧源の出力電圧を制御
することにより、発光体を駆動する電子の放出量を制御
して色調整を行うことができる。

【０２１４】また本発明によれば、各色の発光体の駆動
源に対応して電流源を備え、各電流源の出力電流を制御
することにより、発光体を駆動する電子の放出量を制御
して色調整を行うことができる。

【０２１５】また本発明によれば、各色の発光体をスト
ライプ状に配列し、各色の発光体に印加する電荷を、指
示された色調整に応じて調整することにより、表示され
る各色の色調整を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態に係る画像表示装置
の表示駆動回路の構成を示すブロック図である。

【図２】第１の実施の形態の表示駆動回路の動作タイミ
ングを説明するタイミング図である。

【図３】本実施の形態の変調信号発生部の１つの信号に
対する変調回路の構成を示す回路図である。

【図４】図３の回路の動作を説明するタイミング図であ
る。

【図５】第２の実施形態に係る画像表示装置の表示駆動
回路の構成を示すブロック図である。

【図６】第２の実施形態の表示駆動回路の動作タイミン
グを説明するタイミング図である。

【図７】第２の実施形態の表示駆動回路における変調信
号ドライバの詳細図である。

【図８】第３の実施形態画像表示装置の表示駆動回路の
構成を示すブロック図である。

【図９】第３の実施形態の他の構成例を示す図である。

【図１０】変調信号発生部のブロック図及びタイミング
図である。

【図１１】本実施の形態に係る冷陰極型電子源の特性の
一例を説明するグラフ図である。

【図１２】本実施の形態に係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１３】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１４】本実施の形態に係る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１５】平面型の表面伝導型放出素子の製造工程を説
明する断面図である。

【図１６】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１７】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１８】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１９】垂直型の表面伝導型放出素子の製造工程を説
明する断面図である。

【図２０】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２１】実施の形態で用いたマルチ電子源の基板の平
面図である。

【図２２】実施の形態で用いたマルチ電子源の基板の一
部断面図である。

【図２３】本実施の形態である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２４】従来の電子放出素子を説明する図である。

【図２５】従来の電子放出素子を説明する図である。

【図２６】従来の電子放出素子を説明する図である。

【図２７】従来の電子放出素子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有する電子源と、各色に対応した発光体を備え、前記電子源から放出され
る電子により発光してカラー画像を表示する発光手段
と、画像信号に応じたパルス幅のパルス信号を出力する変調
手段と、前記各色に対応した発光体に電子を照射する電子放出素
子のそれぞれを駆動する前記パルス信号の電圧を制御す
る電圧制御手段と、を有することを特徴とする画像表示
装置。
【請求項２】複数の電子放出素子を有する電子源と、各色に対応した発光体を備え、前記電子源から放出され
る電子により発光してカラー画像を表示する発光手段
と、画像信号に応じたパルス幅のパルス信号を出力する変調
手段と、前記各色に対応した発光体に電子を照射する電子放出素
子のそれぞれを駆動する前記パルス信号の電流を制御す
る電流制御手段と、を有することを特徴とする画像表示
装置。
【請求項３】前記電流制御手段は、印加電圧に応じた
電流を出力する電流源と、前記印加電圧を制御する電圧
制御手段とを有することを特徴とする請求項２に記載の
画像表示装置。
【請求項４】前記電圧制御手段は、調整可能な入力電
圧と前記複数の電子放出素子の各々に対応した基準電圧
とにより前記印加電圧を制御することを特徴とする請求
項３に記載の画像表示装置。
【請求項５】表示される色の調整を指示する指示手段
を更に有し、前記電圧制御手段は、前記指示手段の指示に応じて、前
記パルス信号の電圧を制御することを特徴とする請求項
１又は３又は４に記載の画像表示装置。
【請求項６】前記複数の電子放出素子はマトリクス状
に配列され、前記各色に対応した発光体はそれぞれ色毎
にストライプ状に配列されていることを特徴とする請求
項１乃至５のいずれか１項に記載の画像表示装置。
【請求項７】更に前記複数の電子放出素子の各走査ラ
インを選択し、当該選択された走査ラインに所定電圧を
印加する走査駆動手段を有することを特徴とする請求項
６に記載の画像表示装置。
【請求項８】前記変調手段から出力されるパルス信号
は前記マトリクスの列配線に入力されることを特徴とす
る請求項６又は７に記載の画像表示装置。
【請求項９】前記各色に対応した発光体はＲＧＢの蛍
光体であることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか
１項に記載の画像表示装置。
【請求項１０】前記電子放出素子は冷陰極型素子であ
ることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記
載の画像表示装置。
【請求項１１】前記電子放出素子は表面伝導型放出素
子であることを特徴とする請求項１０に記載の画像表示
装置。
【請求項１２】前記電子放出素子はＦＥ型放出素子で
あることを特徴とする請求項１０に記載の画像表示装
置。
【請求項１３】前記電子放出素子はＭＩＭ型放出素子
であることを特徴とする請求項１０に記載の画像表示装
置。
【請求項１４】複数の電子放出素子を有する電子源
と、各色に対応した発光体を備え、前記電子源から放出
される電子により発光してカラー画像を表示する発光手
段を有する画像表示装置における表示制御方法であっ
て、画像信号に応じたパルス幅のパルス信号を出力する変調
工程と、前記各色に対応した発光体に電子を照射する電子放出素
子のそれぞれを駆動する前記パルス信号の電圧を制御す
る電圧制御工程と、を有することを特徴とする表示制御
方法。
【請求項１５】複数の電子放出素子を有する電子源
と、各色に対応した発光体を備え、前記電子源から放出
される電子により発光してカラー画像を表示する発光手
段を有する画像表示装置における表示制御方法であっ
て、画像信号に応じたパルス幅のパルス信号を出力する変調
工程と、前記各色に対応した発光体に電子を照射する電子放出素
子のそれぞれを駆動する前記パルス信号の電流を制御す
る電流制御工程と、を有することを特徴とする表示制御
方法。
【請求項１６】前記電流制御工程は、印加電圧に応じ
た電流を出力する電流源の前記印加電圧を制御する電圧
制御工程を有することを特徴とする請求項１５に記載の
表示制御方法。
【請求項１７】前記電圧制御工程は、調整可能な入力
電圧と前記複数の電子放出素子の各々に対応した基準電
圧とにより前記印加電圧を制御することを特徴とする請
求項１６に記載の表示制御方法。
【請求項１８】表示される色の調整を指示する指示工
程を更に有し、前記電圧制御工程では、前記指示工程での指示に応じ
て、前記パルス信号の電圧を制御することを特徴とする
請求項１４又は１６又は１７に記載の表示制御方法。
【請求項１９】前記複数の電子放出素子はマトリクス
状に配列され、前記各色に対応した発光体はそれぞれ色
毎にストライプ状に配列されていることを特徴とする請
求項１４乃至１８のいずれか１項に記載の表示制御方
法。
【請求項２０】更に前記複数の電子放出素子の各走査
ラインを選択し、当該選択された走査ラインに所定電圧
を印加する走査駆動工程を有することを特徴とする請求
項１９に記載の表示制御方法。
【請求項２１】前記変調工程で出力されるパルス信号
は前記マトリクスの列配線に入力されることを特徴とす
る請求項１９又は２０に記載の表示制御方法。
【請求項２２】前記各色に対応した発光体はＲＧＢの
蛍光体であることを特徴とする請求項１４乃至２１のい
ずれか１項に記載の表示制御方法。
【請求項２３】前記電子放出素子は冷陰極型素子であ
ることを特徴とする請求項１４乃至２２のいずれか１項
に記載の画像表示装置。
【請求項２４】前記電子放出素子は表面伝導型放出素
子であることを特徴とする請求項２３に記載の表示制御
方法。
【請求項２５】前記電子放出素子はＦＥ型放出素子で
あることを特徴とする請求項２３に記載の表示制御方
法。
【請求項２６】前記電子放出素子はＭＩＭ型放出素子
であることを特徴とする請求項２３に記載の表示制御方
法。
【請求項２７】変調信号配線と走査配線との交点もし
くはその近傍に素子が配置され、共通の変調信号配線に
接続された素子により互いに同じ色を発光させる表示パ
ネルと、前記表示パネルで発光される各色に対応した、調整可能
な制御電圧を供給する制御電圧源と、前記変調信号配線に接続されるとともに、前記変調信号
配線に接続された素子が発光する色に対応する制御電圧
を前記制御電圧源から供給され、前記制御電圧に応じた
電流を前記変調信号配線に出力する可変電流源と、前記可変電流源により出力される電流を、画像信号値に
応じた幅のパルスに変調する変調信号ドライバとを備え
ることを特徴とする画像表示装置。
【請求項２８】前記制御電圧源は、操作者が調整可能
な第１の電圧を出力する第１の電圧源と、前記素子それ
ぞれの入出力特性を補正するための補正データに応じた
第２の電圧を出力する第２の電圧源とを含み、前記第１
の電圧を基にして前記第２の電圧により調整した電圧を
出力することを特徴とする請求項２７に記載の画像表示
装置。
【請求項２９】前記表示パネルは変調信号配線毎に要
素色をストライプ状に配列してなり、前記制御電圧源は
要素色毎に独立していることを特徴とする請求項２７ま
たは２８に記載の画像表示装置。
【請求項３０】前記表示パネルは前記素子毎に対応し
た色の蛍光板を有し、前記素子から放出される電子ビー
ムの衝突により発光を得ることを特徴とする請求項２７
乃至２９のいずれか１項に記載の画像表示装置。
【請求項３１】前記素子は冷陰極型素子であることを
特徴とする請求項２７乃至３０のいずれか１項に記載の
画像表示装置。
【請求項３２】前記冷陰極素子は表面伝導型放出素子
であることを特徴とする請求項３１に記載の画像表示装
置。
【請求項３３】前記冷陰極型素子は電界放出型放出素
子であることを特徴とする請求項３１に記載の画像表示
装置。
【請求項３４】前記素子はエレクトリックルミネセン
ス素子であることを特徴とする請求項２７乃至２９のい
ずれか１項に記載の画像表示装置。
【請求項３５】変調信号配線と走査配線との交点もし
くはその近傍に素子が配置され、共通の変調信号配線に
接続された素子により互いに同じ色を発光させる画像表
示装置の表示制御方法であって、前記表示パネルで発光される各色に対応した、調整可能
な制御電圧を供給する電圧制御工程と、前記変調信号配線に接続されるとともに、前記変調信号
配線に接続された素子が発光する色に対応する制御電圧
を供給され、前記制御電圧に応じた電流を前記変調信号
配線に出力する可変電流出力工程と、前記可変電流源により出力される電流を、画像信号値に
応じた幅のパルスに変調する変調工程とを備えることを
特徴とする表示制御方法。
【請求項３６】前記電圧制御工程は、操作者が調整可
能な第１の電圧を出力する第１の電圧源と、前記素子そ
れぞれの入出力特性を補正するための補正データに応じ
た第２の電圧を出力する第２の電圧源とにより、前記第
１の電圧を基にして前記第２の電圧により調整した電圧
を出力することを特徴とする請求項３５に記載の表示制
御方法。
【請求項３７】前記互いに同じ色を発光する素子はス
トライプ状に配列されてなり、前記制御電圧源は要素色
毎に独立していることを特徴とする請求項３５または３
６に記載の表示制御方法。
【請求項３８】前記素子から放出される電子ビームを
前記素子毎に対応した色の蛍光板に衝突させることによ
り発光を得ることを特徴とする請求項３５乃至３７のい
ずれか１項に記載の表示制御方法。
【請求項３９】前記素子は冷陰極型素子であることを
特徴とする請求項３５乃至３８のいずれか１項に記載の
表示制御方法。
【請求項４０】前記冷陰極素子は表面伝導型放出素子
であることを特徴とする請求項３９に記載の表示制御方
法。
【請求項４１】前記冷陰極型素子は電界放出型放出素
子であることを特徴とする請求項４０に記載の表示制御
方法。
【請求項４２】前記素子はエレクトリックルミネセン
ス素子であることを特徴とする請求項３５乃至３７のい
ずれか１項に記載の表示制御方法。