JP2003109508A - 画像形成装置の特性調整方法、画像形成装置の製造方法、画像形成装置及び特性調整装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電子放出素子に特有の性質を利用して、簡易
な工程でマルチ電子源の特性を調整し、画像表示の面内
発光特性を均一にすることが可能な画像形成装置の特性
調整方法、画像形成装置の製造方法、画像形成装置及び
特性調整装置を提供する。 【解決手段】 画像形成装置の表示パネル３０１を複数
の領域に分割し、分割されたそれぞれの領域内の少なく
とも１以上の電子放出素子の発光特性を測定する測定工
程と、分割領域内の電子放出素子の発光特性を、特性シ
フト電圧を電子放出素子に印加することにより個別の特
性目標値までシフトさせるシフト工程とを備えることを
特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は表面伝導型放出素子
を多数個備える画像形成装置及びこのような画像形成装
置に適用されて好適な、画像形成装置の特性調整方法、
画像形成装置の製造方法及び特性調整装置に関するもの
である。

【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−
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。

【０００４】従来の表面伝導型放出素子について図１７
を参照して説明する。図１７は、従来の表面伝導型放出
素子の構成を示す図である。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。

【０００５】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３０
０５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。

【０００６】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】既に述べたように、表面伝導型放出素子の
電子放出部を形成する際には、導電性薄膜に電流を流し
て薄膜を局所的に破壊もしくは変形もしくは変質させて
亀裂を形成する処理（通電フォーミング処理）を行う。

【０００８】この後更に通電活性化処理を行うことによ
り電子放出特性を大幅に改善することが可能である。

【０００９】即ち、この通電活性化処理とは、通電フォ
ーミング処理により形成された電子放出部に適宜の条件
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。

【００１０】例えば、適宜の分圧の有機物が存在し、全
圧が１０のマイナス２乗〜１０のマイナス３乗［Ｐａ］
の真空雰囲気中において、所定電圧のパルスを定期的に
印加することにより、電子放出部の近傍に単結晶グラフ
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を約５００［オングストロー
ム］以下の膜厚で堆積させる。

【００１１】但し、この条件は、ほんの一例であって、
表面伝導型放出素子の材質や形状により適宜変更される
べきであるのは言うまでもない。

【００１２】このような処理を行うことにより、通電フ
ォーミング直後と比較して、同じ印加電圧における放電
流を、典型的には約１００倍以上にまで増加させること
ができる。

【００１３】従って、上述の多数の表面伝導型放出素子
を利用したマルチ電子源を製造する際においても、各素
子に通電活性化処理を行うのが望ましい（なお、通電活
性化終了後には、真空雰囲気中の有機物の分圧を低減さ
せるのが望ましい。これを安定化工程と呼ぶ）。

【００１４】図１８に、表面伝導型放出素子の（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）特性の典型的なグラフ
を示す。ここで、本明細書において、放出電流とは、電
子放出素子を駆動した際に空間に電子が放出されるが、
アノードに加速電圧がかかっている場合は放出された電
子はアノードにひきつけられ衝突するために、電子放出
素子とアノード間に流れる電流のことをいう。

【００１５】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。

【００１６】表面伝導型放出素子は、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。

【００１７】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。

【００１８】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。

【００１９】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。

【００２０】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。

【００２１】表面伝導型放出素子の特性調整について
は、特開平１０−２２８８６７などでも述べられている
ように、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、すなわち特性を調整
するための特性シフト電圧（以下、単にシフト電圧とも
いう。）を印加することで、各素子の特性を調整するこ
とができる。

【００２２】ところで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。

【００２３】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。

【００２４】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（単に
電子源とも呼ぶ）、ならびにこの電子源を応用した画像
表示装置について研究を行ってきた。

【００２５】たとえば図１９に示す電気的な配線方法に
よる電子源を試みてきた。図１９は、従来のマルチ電子
源のマトリクス配線を説明する図である。

【００２６】図１９中、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、４００
３は列方向配線である。図においては配線抵抗４００４
および４００５として示した。

【００２７】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。

【００２８】素子を単純マトリクス配線した電子源にお
いては、所望の放出電流を出力させるため、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。また、同時に不図示のアノード電極に高電圧
を印加しておく。

【００２９】たとえば、マトリクスの中の任意の素子を
駆動するには、選択する行の行方向配線４００２の端子
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の端子には非選択電圧Ｖｎｓを印加する。

【００３０】これと同期して列方向配線４００３の端子
に放出電流を出力させるための変調電圧Ｖｅ１〜Ｖｅ６
を印加する。この方法によれば、選択する素子には、Ｖ
ｅ１−Ｖｓ〜Ｖｅ６−Ｖｓの電圧が印加され、また非選
択の素子にはＶｅ１−Ｖｎｓ〜Ｖｅ６−Ｖｎｓの電圧が
印加される。

【００３１】ここで、選択する素子に閾値電圧Ｖｔｈ以
上の電圧、非選択の素子に閾値電圧Ｖｔｈ以下の電圧が
印加されるよう、Ｖｅ１〜Ｖｅ６，Ｖｓ，Ｖｎｓを適宜
の大きさの電圧にすれば選択する素子だけから所望の強
度の放出電流が出力される。

【００３２】従って、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源には種々の応用ができる可能
性があり、例えば画像情報に応じた電気信号を適宜印加
すれば、画像表示装置用の電子源として好適に用いるこ
とができる。

【００３３】このようにして作成したマルチ電子源は、
工程上の変動などにより、個々の電子源の放出特性に多
少のバラツキを生じる。

【００３４】この様なマルチ電子源を大画面のフラット
な画像形成装置を作るのに好適であるが、ＣＲＴなどと
違い電子源が多数あるので、これを用いて画像形成装置
を作成した場合に、それぞれの電子源の特性のバラツキ
が輝度のバラツキとなって表れるという問題があった。

【００３５】このようにマルチ電子源における電子放出
特性が各電子源毎に異なる理由としては、例えば電子放
出部に用いた材料の成分のバラツキ、素子の各部材の寸
法形状の誤差、通電フォーミング工程における通電条件
の不均一、通電活性化工程における通電条件や雰囲気ガ
スの不均一など種々の原因が考えられる。

【００３６】しかしながら、これら全ての原因を除去し
ようとすると非常に高度な製造設備や極めて厳密な工程
管理が必要となり、これらを満足させると製造コストが
莫大なものとなってしまい現実的でない。

【００３７】特開平１０−２２８８６７等において、こ
のバラツキを押さえるためにそれぞれの特性を測定する
工程と基準値に応じた値になるように特性を調整する特
性シフト電圧を印加をする工程を設けて製造する方法が
開示されている。

【００３８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
１０−２２８８６７等に開示された発明における特性を
測定する工程では図２０（フロー）で示すように、素子
を選択（ステップ２００７）、電圧を印加してＩｅや輝
度を計測し（ステップ２００４）、結果をメモリーに保
存し（ステップ２００５）、全素子についてこの計測動
作を繰り返す（ステップ２００８）という工程を行って
いる。図２０は、従来の発明の特性調整方法における特
性測定工程のフローチャートである。

【００３９】この様な、素子の特性を素子１つ１つを計
測する工程は、昨今の高品位ＴＶ等の高解像度の画像形
成装置に用いる場合、すなわち画素数の多い場合には、
その工程にかかる時間が多くかかる可能性があった。

【００４０】さらに均一性の指標を示すパラメータとし
て輝度を用いた場合には蛍光体の部分的な発光特性のば
らつきをも補正可能であるという効果をもっているが、
一般的にＣＲＴに用いられている蛍光体であるＰ２２を
用いた場合には、その赤の蛍光体の１／１０残光時間は
緑、青で１０ｕｓ、赤で１ｍｓ程度である。

【００４１】一つ一つ、光学系を用いて１素子からの発
光を計測する場合には、その残光時間があるので、ある
素子と、次の素子の駆動する時間間隔を残光時間分はあ
ける必要がある。

【００４２】そのため画素が１２８０×ＲＧＢ×７６８
素子程度の高精彩のディスプレイを構成した場合には全
点の計測に約１０００秒と長時間かかってしまう。

【００４３】本発明の目的は、電子放出素子に特有の性
質を利用して、簡易な工程でマルチ電子源の特性を調整
し、画像表示の面内発光特性を均一にすることが可能な
画像形成装置の特性調整方法、画像形成装置の製造方
法、画像形成装置及び特性調整装置を提供することにあ
る。

【００４４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係る画像形成装置の特性調整方法は、複数
の電子放出素子を配線により電気的に接続し基板上に並
べたマルチ電子源と電子ビームの照射により発光する蛍
光部材とを備える画像形成装置の特性調整方法であっ
て、前記画像形成装置の表示部を複数の領域に分割し、
該分割されたそれぞれの領域内の少なくとも１以上の前
記電子放出素子の発光特性を測定する測定工程と、前記
分割領域内の電子放出素子の発光特性を、特性シフト電
圧を電子放出素子に印加することにより個別の特性目標
値までシフトさせるシフト工程とを備えることを特徴と
する。

【００４５】また、本発明に係る画像形成装置の特性調
整方法は、前記測定工程は、前記電子放出素子に駆動電
圧を印加して該電子放出素子の輝度を測定する輝度測定
工程と、前記測定された電子放出素子の駆動電圧と輝度
との関係と、少なくとも１以上の初期特性の異なる電子
放出素子の駆動電圧と輝度との関係とを比較して、前記
測定された電子放出素子の初期特性と略一致する初期特
性の電子放出素子を選択し、該選択された電子放出素子
に印加される特性シフト電圧と該選択された電子放出素
子からの放出電流との関係に基づいて、前記測定された
電子放出素子に印加する特性シフト電圧を算出する算出
工程とを備えることを特徴とする。

【００４６】また、本発明に係る画像形成装置の特性調
整方法は、前記測定工程は、前記分割された領域中の電
子放出素子のうちの複数の電子放出素子を同時に駆動し
て輝度を測定する工程であることを特徴とする。

【００４７】また、本発明に係る画像形成装置の特性調
整方法は、前記測定工程は、前記分割された領域のうち
異なる分割領域内の電子放出素子のなかから少なくとも
１つ以上の電子放出素子を選択し、前記分割領域のうち
互いに異なる分割領域の電子放出素子の駆動電圧と輝度
との関係を同時に測定する工程であることを特徴とす
る。

【００４８】また、本発明に係る画像形成装置の特性調
整方法は、前記測定工程における輝度の測定は、前記分
割されたそれぞれの領域内の少なくとも１以上の電子放
出素子の輝度を移動することなしに測定可能な輝度測定
装置により行われることを特徴とする。

【００４９】また、本発明に係る画像形成装置の特性調
整方法は、前記シフト工程は、前記分割された領域のう
ち異なる分割領域内の電子放出素子のなかから少なくと
も１つ以上の電子放出素子を選択し、前記分割領域のう
ち異なる分割領域内の電子放出素子のそれぞれに同時に
特性シフト電圧を印加する工程を備えることを特徴とす
る。

【００５０】さらに、本発明に係る画像形成装置の製造
方法は、複数の電子放出素子を配線により電気的に接続
し基板上に並べたマルチ電子源と電子ビームの照射によ
り発光する蛍光部材とを備える画像形成装置の製造方法
であって、前記基板上に複数の電子放出素子用電極及び
導電膜を形成する工程と、前記電子放出用電極を介して
前記導電膜に通電することにより前記複数の電子放出素
子の電子放出部を形成する工程と、前記電子放出部を活
性化する工程と、上記画像形成装置の特性調整方法を行
う工程とを備えることを特徴とする。

【００５１】さらに、本発明に係る画像形成装置は、上
記画像形成装置の特性調整方法により特性シフト電圧が
電子放出素子に印加され特性が調整されたことを特徴と
する。

【００５２】さらに、本発明に係る特性調整装置は、複
数の電子放出素子を配線により電気的に接続し基板上に
並べたマルチ電子源と電子ビームの照射により発光する
蛍光部材とを備える画像形成装置の特性調整装置であっ
て、前記画像形成装置の表示部の矩形領域内の複数の電
子放出素子を選択して駆動する選択駆動手段と、前記選
択駆動手段の駆動時間に同期したタイミング信号発生手
段と、前記タイミング信号発生手段の出力に同期して、
前記電子放出素子からの放出電子によって発光する発光
手段の発光信号を取り込む少なくとも１つの輝度測定手
段と、前記輝度測定手段が取得した発光信号の値と前記
選択駆動手段が前記電子放出素子を選択する際に用いた
選択情報とから、選択された電子放出素子の発光特性を
求める演算手段と、前記演算手段の出力を格納する格納
手段と、前記選択された電子放出素子に、前記演算手段
により求められた発光特性に基づいて電圧を印加する電
圧印加手段と、前記輝度測定手段と前記表示部を相対的
に移動させる少なくとも１以上の移動手段とを備えるこ
とを特徴とする。

【００５３】また、本発明に係る特性調整装置は、前記
選択駆動手段は、前記分割された領域中の電子放出素子
のうちの複数の電子放出素子を同時に駆動することを特
徴とする。

【００５４】また、本発明に係る特性調整装置は、前記
電圧印加手段は、前記複数の矩形領域内の電子放出素子
にそれぞれ異なる電圧を同時に印加可能であることを特
徴とする。

【００５５】また、本発明に係る特性調整装置は、複数
の電子放出素子を配線により電気的に接続し基板上に並
べたマルチ電子源と電子ビームの照射により発光する蛍
光部材とを備える画像形成装置の特性調整装置であっ
て、前記画像形成装置の表示部を複数の領域に分割した
場合における、該複数の領域のうちの１つの領域の全体
の電子放出素子の輝度を移動することなしに測定可能な
少なくとも１以上の輝度測定装置と、前記電子放出素子
に印加された駆動電圧と前記輝度測定装置により測定さ
れた輝度との関係に基づいて、該電子放出素子に印加す
る特性シフト電圧を算出する制御回路と、前記特性シフ
ト電圧を前記電子放出素子に印加する印加手段とを備え
ることを特徴とする。

【００５６】また、本発明に係る特性調整装置は、前記
輝度測定装置は、同時に駆動された、複数の、前記分割
された領域中の電子放出素子の輝度を測定することを特
徴とする。

【００５７】また、本発明に係る特性調整装置は、前記
制御回路は、少なくとも１以上の異なる初期特性の電子
放出素子の輝度と駆動電圧との関係と、該異なる初期特
性の電子放出素子のそれぞれについて、該電子放出素子
に印加される特性シフト電圧と該電子放出素子からの放
出電流との関係とを格納するメモリを備え、前記輝度を
測定した電子放出素子の輝度と駆動電圧との関係が略一
致する前記メモリに格納された輝度と駆動電圧との関係
を選択し、該選択された輝度と駆動電圧との関係の電子
放出素子の前記特性シフト電圧と該電子放出素子からの
放出電流との関係に基づいて、前記測定された電子放出
素子に印加する特性シフト電圧を算出することを特徴と
する。

【００５８】さらに、本発明に係る画像形成装置は、上
記特性調整装置により、電子放出素子に特性シフト電圧
が印加され特性が調整されることを特徴とする。

【００５９】すなわち、本発明に係る画像形成装置の特
性調整方法は、上記目的を達成するために、複数の電子
放出素子を配線により電気的に接続し基板上に並べた電
子源を用いた画像形成装置の特性調整方法であって、電
子源の駆動時に複数の電子放出素子の発光特性を同時に
測定する測定工程、測定された発光特性から各電子放出
素子の個別の発光特性分布を求める工程、前記複数個の
電子放出素子の発光特性を、特性シフト電圧の印加によ
り、目標値迄シフトさせるシフト工程、とを備えること
を特徴とする。

【００６０】さらに本発明に係る画像形成装置の特性調
整方法は、表示パネルの位置と発光特性を得る手段を相
対的に移動する工程を有する。

【００６１】（作用）複数の表面伝導型放出素子を配線
により電気的に接続し基板上に並べたマルチ電子源と電
子ビームの照射により発光する蛍光部材とを有する画像
形成装置において画面内の一部の輝度測定装置の測定視
野内の領域に対して、選択駆動手段によって所望のアド
レスの複数の表面伝導型放出素子を同時に駆動する。

【００６２】駆動された表面伝導型放出素子から放出さ
れた電子は発光手段に到達し発光する。

【００６３】発光手段上には駆動された電子放出素子に
対応した輝点が形成される。駆動時間に同期した信号を
出力とするタイミング信号発生手段を同期信号に用いて
輝度測定手段を用いることで２次元的な輝点の信号を光
電変換する。

【００６４】光電変換された２次元輝度信号と駆動素子
のアドレスとから演算手段を用いて、駆動されたそれぞ
れの表面伝導型放出素子に対応した輝度特性値を算出す
る。

【００６５】輝度特性値のばらつきと特性調整目標値と
の比較を行い基準値に達していない表面伝導型放出素子
のみに電圧印加手段により特性シフト電圧を印加する。

【００６６】シフト電圧を印加された電子放出素子は目
標とされる発光特性に特性がそろえられる。

【００６７】選択駆動手段によって駆動する素子の選択
を変更し輝度測定視野内における素子の全ての特性を揃
える。

【００６８】さらに輝度測定手段と画像形成装置の相対
位置を変え測定視野を変更する。以上の工程を繰り返し
画像形成装置全域に渡って均一な特性を持たせることが
出来る。

【００６９】さらに、輝度測定装置を複数設けて、単純
マトリクス構成で配線を構成した場合には、複数の輝度
測定装置それぞれに対応した領域内の素子を同時に選択
し駆動する。

【００７０】輝度測定装置が１台の場合と同様に駆動さ
れた素子に対応した輝度特性値を測定する。

【００７１】目標値に揃っていない素子にのみシフト電
圧を印加する。順次視野に対して繰り返す。

【００７２】以上のようにして特性シフト電圧を印加し
てその特性を揃えた画像形成装置を、いずれの素子の特
性シフト電圧の波高値よりも低い値の駆動電圧Ｖｆによ
り駆動すると、全ての表面伝導型放出素子による発光輝
度が均一な画像形成装置を得ることができる。ここで、
電子放出素子に印加される特性シフト電圧と電子放出素
子からの放出電流との関係とは、例えば図９に示される
よう、一定の駆動電流を電子放出素子に印加している場
合に、特性シフト電圧を加えた場合に、放出電流がどの
程度変化するのかという関係をいう。

【００７３】

【発明の実施の形態】以下に図面を参照して、この発明
の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。ただ
し、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、
材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載が
ない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣
旨のものではない。

【００７４】また、以下の図面において既述の図面に記
載された部材と同様の部材には同じ番号を付す。また、
以下に説明する、本発明に係る画像形成装置の特性調整
方法の各実施形態の説明は、本発明に係る画像形成装置
の製造方法、画像形成装置及び特性調整装置の各実施形
態の説明を兼ねる。

【００７５】（画像形成装置の特性調整方法の第１の実
施形態）以下、本発明に係る画像形成装置の特性調整方
法の第１の実施形態について説明する。以下の実施形態
では、本発明を、マルチ電子ビーム源を用いた画像形成
装置に適用した例を示す。

【００７６】まず、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説明する。

【００７７】（表示パネルの構成と製造法）図１は、本
発明を適用した画像形成装置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。

【００７８】図中、１００５はリアプレート、１００６
は側壁、１００７はフェースプレートであり、１００５
〜１００７により表示パネルの内部を真空に維持するた
めの気密容器を形成している。気密容器を組み立てるに
あたっては、各部材の接合部に十分な強度と気密性を保
持させるため封着する必要があるが、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。

【００７９】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ｍ×ｎ個形成されている。ｍ、ｎは目的とす
る表示画素数に応じて適宜設定される。本実施形態にお
いては、ｍ＝３８４０，ｎ＝７６８とした。

【００８０】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。図２に示すのは、図１
に示される画像形成装置のマルチ電子ビーム源の平面図
である。

【００８１】基板上には、電子放出素子としての表面伝
導型放出素子１００２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。

【００８２】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。

【００８３】なお、このような構造のマルチ電子ビーム
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、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。

【００８４】図１のフェースプレート１００７の下面に
は、蛍光膜１００８が形成されている。本実施形態の画
像形成装置はカラー表示装置であるため、蛍光膜１００
８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。

【００８５】各色の蛍光体は、図３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。したがって表示画素
数としては１２８０×７６８の解像度を持つ画像形成装
置を形成している。図３は、図１に示される画像形成装
置の表示パネルのフェースプレートの蛍光体配列を例示
した平面図である。

【００８６】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−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。

【００８７】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。また、３原色の蛍光体の塗
り分け方は前記図３に示したストライプ状の配列に限ら
れるものではなく、デルタ状配列やそれ以外の配列であ
ってもよい。

【００８８】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。

【００８９】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１００８
を保護する事や、電子ビ−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。

【００９０】メタルバック１００９は、蛍光膜１００８
をフェースプレート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。

【００９１】Ｄｘ１〜ＤｘｍおよびＤｙ１〜Ｄｙｎおよ
びＨｖは、当該表示パネルと不図示の電気回路とを電気
的に接続するために設けた気密構造の電気接続用端子で
ある。

【００９２】Ｄｘ１〜Ｄｘｍは電子源の列方向配線電極
１００３と、Ｄｙ１〜Ｄｙｎは電子源の行方向配線電極
１００４と、Ｈｖはフェースプレートのメタルバック１
００９と電気的に接続している。

【００９３】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１．０×１０^-6［Ｐａ］程度の真
空度まで排気する。

【００９４】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。

【００９５】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１．０×１０^-6［Ｐａ］程度の
真空度に維持される。即ち、有機物分圧の低減した安定
化状態にある。

【００９６】以下、添付図面を参照して本発明の好適な
実施の形態をさらに詳細に説明する。出願人らは表面伝
導型放出素子の特性を改善するための研究を鋭意行った
結果、製造工程において通常の駆動に先立ち、予備駆動
処理を行うことで経時的な変化が低減することが出来る
ことを見出している。

【００９７】本実施形態においては予備駆動と、電子源
の特性調整を一本化して行ったので、最初に予備駆動に
ついて説明する。

【００９８】前述したように、通常フォーミング処理、
通電活性化処理を施した素子は、有機物分圧の低減した
安定化状態に維持されている。

【００９９】このような真空雰囲気中の有機物の分圧を
低減した雰囲気（安定化状態）で、通常の駆動に先立っ
て施される通電処理が予備駆動である。

【０１００】表面伝導型放出素子において駆動中の電子
放出部近傍の電界強度は極めて高い。このため同一の駆
動電圧で長期間駆動すると、放出電子量が徐々に低下す
るという問題があった。高い電界強度に起因する電子放
出部近傍の経時的な変化が、放出電子量の低下となって
現れているものと思われる。

【０１０１】予備駆動とは、安定化工程を施した表面伝
導型放出素子に対し、Ｖｐｒｅなる電圧でしばらく駆動
を行った後、Ｖｐｒｅ電圧で駆動時に素子の電子放出部
近傍の電界強度を測定することである。

【０１０２】その後電界強度が小さくなるような通常駆
動電圧Ｖｄｒｖで通常の駆動を行う。Ｖｐｒｅ電圧印加
による駆動により、素子の電子放出部を予め大きな電界
強度で駆動を行うことで、通常駆動電圧Ｖｄｒｖで長い
間駆動時に、経時特性の不安定の原因となる構造部材の
変化を短期間に集中的に発現させ、変動要因を減少する
ことが出来ると考えられる。

【０１０３】本実施形態においては、画像形成装置での
電子放出素子の使用に先立って通常駆動電圧Ｖｄｒｖで
各電子放出素子の特性にバラツキがあった場合、そのバ
ラツキを減らし均一な分布を持つように、各電子の特性
調整をおこなった（特性調整の方法については後述にて
説明する）。

【０１０４】図４は、表示パネル３０１の各表面伝導型
放出素子に特性調整用の波形信号を加えて電子源基板の
個々の表面伝導型放出素子の電子放出特性を変えるため
の駆動回路の構成である。すなわち、図４は、本発明に
係る画像形成装置の特性調整方法の第１の実施形態に使
用される、マルチ電子源を用いた画像形成装置及び特性
調整信号をこの画像形成装置に印加する画像形成装置の
特性調整装置の概略構成図である。

【０１０５】図４において、３０１は表示パネルで、複
数の表面伝導型放出素子をマトリクス状に配設した基板
と、その基板上に離れて設けられ、表面伝導型放出素子
から放出される電子により発光する蛍光体を有するフェ
ースプレート等を真空容器中に配設している。

【０１０６】表示パネル３０１の各素子には特性調整に
先立って、予備駆動電圧Ｖｐｒｅが印加されている。３
０２は、表示パネル３０１の蛍光体に高電圧源３１１か
らの高電圧を印加するための端子である。

【０１０７】３０３，３０４はスイッチマトリクスで、
それぞれ行方向配線及び列方向配線を選択してパルス電
圧を印加するための電子放出素子を選択している。

【０１０８】３０６，３０７はパルス発生回路で、駆動
用のパルス波形信号Ｐｘ，Ｐｙを発生させている。

【０１０９】３０５は画像形成装置の発光を捉えて光電
センシングをする輝度測定装置であり光学レンズ３０５
ａとエリアセンサー３０５ｂからなる。

【０１１０】本発明ではエリアセンサー３０５ｂとして
はＣＣＤを用いた。この光学系を用いて画像形成装置の
発光の様子を２次元画像情報として電子化する。

【０１１１】３０８は演算回路である。エリアセンサー
３０５ｂの出力である２次元画像情報Ｉｘｙと３０３，
３０４のスイッチマトリクスに指定した位置情報Ａｘｙ
をスイッチマトリックス制御回路３１０から入力するこ
とで駆動された表面伝導型放出素子の一つ一つに対応し
た発光量の情報を算出しＬｘｙとして制御回路３１２に
出力する。この方法の詳細については後述する。

【０１１２】３０９は上記エリアセンサーをパネルに対
して相対移動させるロボットシステムであり不図示のボ
ールネジとリニヤガイドからなる。

【０１１３】３１１はパルス波高値設定回路で、パルス
設定信号Ｌｐｘ，Ｌｐｙを出力することにより、パルス
発生回路３０６，３０７のそれぞれより出力されるパル
ス信号の波高値を決定している。３１２は制御回路で、
特性調整フロー全体を制御し、パルス波高値設定回路３
１１に波高値を設定するためのデータＴｖを出力してい
る。尚、３１２ａはＣＰＵで、制御回路３１２の動作を
制御している。

【０１１４】３１２ｂは、各素子の特性調整のための各
素子の発光特性を記憶するための輝度データ格納メモリ
である。

【０１１５】具体的には、輝度データ格納メモリ３１２
ｂは通常駆動電圧Ｖｄｒｖ印加時に各素子から放出され
る電子によって発光した発光輝度に比例した発光データ
を格納している。

【０１１６】３１２ｃは目標設定値にするために必要な
特性シフト電圧を格納するメモリである。

【０１１７】３１２ｄは、詳細は後述するが、素子の特
性調整を行うために参照するルックアップテーブル（Ｌ
ＵＴ）である。

【０１１８】３１０はスイッチマトリクス制御回路で、
スイッチ切換え信号Ｔｘ、Ｔｙを出力してスイッチマト
リクス３０３、３０４のスイッチの選択を制御すること
により、パルス電圧を印加する電子放出素子を選択して
いる。またどの素子を点灯させたかのアドレス情報Ａｘ
ｙを演算装置３０８に出力している。

【０１１９】次に、この駆動回路の動作について説明す
る。この回路の動作は、表示パネル３０１の各表面伝導
型放出素子の発光輝度を測定し調整目標値に達するため
に必要な輝度ばらつき情報を得る段階と、調整目標値に
達するように特性シフト用のパルス波形信号を印加する
段階とを有する。

【０１２０】まず、発光輝度を測定する方法について述
べる。最初にロボットシステム３０９により輝度測定装
置３０５を計測したい表示パネル上の対面に位置させる
ように移動する。

【０１２１】次に制御回路３１２からのスイッチマトリ
クス制御信号Ｔｓｗにより、スイッチマトリクス制御回
路３１０がスイッチマトリクス３０３及び３０４が所定
の行方向配線又は列方向配線を選択し、所望のアドレス
の表面伝導型放出素子が駆動できるように切換え接続さ
れる。

【０１２２】一方、制御回路３１２はパルス波高値設定
回路３１１に、電子放出特性の測定用の波高値データＴ
ｖを出力する。これによりパルス波高値設定回路３１１
から波高値データＬｐｘ及びＬｐｙが、パルス発生回路
３０６，３０７のそれぞれに出力される。

【０１２３】この波高値データＬｐｘ及びＬｐｙに基づ
いて、パルス発生回路３０６及び３０７のそれぞれは駆
動パルスＰｘ及びＰｙを出力し、この駆動パルスＰｘ及
びＰｙがスイッチマトリクス３０３及び３０４により選
択された素子に印加される。

【０１２４】ここで、この駆動パルスＰｘ及びＰｙは、
表面伝導型放出素子に、特性測定のために印加される電
圧（波高値）Ｖｄｒｖの１／２の振幅で、かつ互いに異
なる極性のパルスとなるように設定されている。また同
時に、高圧電源３１３により表示パネル３０１の蛍光体
に所定の電圧を印加する。

【０１２５】このアドレス選択とパルス印加の工程を複
数の行配線にわたって繰り返し表示パネルの矩形領域を
走査しながら駆動する。

【０１２６】そしてこの繰り返しの工程の期間を示す信
号Ｔｓｙｎｃを電子シャッターのトリガーとしてエリア
センサーに渡す。

【０１２７】すなわち制御回路３１２は図５で示すよう
にＴｘ、Ｔｙに同期して駆動信号を出力し、Ｔｙを走査
する行配線数分順次出力する。図５は、図４に示される
画像形成装置の特性調整装置における駆動タイミングチ
ャートである。

【０１２８】その複数個のＴｙ信号を覆うようにＴｓｙ
ｎｃ信号を出力する。Ｔｓｙｎｃが論理Ｈｉｇｈの期間
エリアセンサー３０５ｂのシャッターが開かれるためエ
リアセンサー３０５ｂには、光学レンズ３０５ａを通し
て縮小された点灯像が結像される。

【０１２９】その様子を図６に模式的に示す。図６は、
図４に示される画像形成装置上の輝点がエリアセンサー
上に投影された様子を示す模式図である。

【０１３０】１つの発光点６０１に対して複数のエリア
センサーの素子６０２上に結像されるように光学系の縮
小倍率を設定しておく。

【０１３１】この撮像された像Ｉｘｙを演算装置３０８
に転送する。駆動した素子の像が結像されているので、
素子のそれぞれに対応して割り当てられたＣＣＤ情報の
素子分の和を計算すればその駆動されたそれぞれの素子
の発光量に比例した輝度値となる。これで駆動した矩形
エリアの素子に対応した輝度値が得られるので制御回路
３１２にＬｘｙとして情報を送る。

【０１３２】蛍光体の残光時間の間も電子シャッターは
開放しているが、発光点同士はエリアセンサー上で空間
的に分離されているので残光時間の影響が発光点間で生
じることはなかった。

【０１３３】次に本実施形態で用いた特性調整方法を図
７、図８、図９を参照して模式的に説明する。図７は、
本発明に係る画像形成装置の特性調整方法により表示パ
ネル３０１のマルチ電子源を作成する工程中、予備駆動
電圧波高値Ｖｐｒｅを印加した各表面伝導型放出素子の
駆動電圧（駆動パルスの波高値）Ｖｆを変えたときの放
出電流特性の一例を示したグラフである。図８は、図７
（ａ）の放出電流特性を持つ素子に特性シフト電圧を印
加した際の放出電流特性の変化を示したグラフであり、
図９は、特性シフトパルス電圧波高値（特性シフト電
圧）と放出電流変化を示したグラフである。

【０１３４】図７において、ある表面伝導型放出素子の
電子放出特性が動作曲線（ａ）で示されている、駆動電
圧Ｖｄｒｖの時の放出電流は、曲線（ａ）の放出特性を
有する電子放出素子ではＩｅ１となる。

【０１３５】一方、本実施形態に使用される表面伝導型
放出素子は、過去に印加された電圧の駆動パルスの最大
波高値やパルス巾に応じた放出電流特性（メモリ機能
性）を有している。

【０１３６】図８は、図７（ａ）の放出電流特性を持つ
素子に特性シフト電圧Ｖｓｈｉｆｔ（Ｖｓｈｉｆｔ≧Ｖ
ｐｒｅ）を印加した際に放出電流特性がどう変化するか
を示したものである（図８（ｃ）曲線）。

【０１３７】特性シフト電圧の印加によりＶｄｒｖ印加
時の放出電流ＩｅがＩｅ１からＩｅ２に減少しているこ
とがわかる。即ち特性シフト電圧印加により放出電流特
性は右方向（放出電流が小さくなる方向）に、シフトす
ることになる。

【０１３８】放出電流に対する発光量は発光量に電子の
加速電圧、蛍光体の発光効率及び電流密度特性により決
まるのであらかじめそれらのを加味した量を参照すれば
発光特性をシフトさせることが出来る。本実施形態にお
いても、このような特性調整を行った。

【０１３９】本発明に係る画像形成装置の特性調整方法
の第１の実施形態においては、電子放出素子の使用に先
立って各電子放出素子の発光特性を測定し、電子放出特
性にバラツキがあった場合には均一になるように補正す
るが、各工程で電子放出素子に印加する電圧の大きさを
以下に述べるように設定した。

【０１４０】即ち、各電子放出素子の発光特性を測定す
る工程において印加する測定用駆動電圧と、各電子放出
素子の特性が均一になるように調整する工程において印
加する特性シフト用電圧と、電子放出素子を使用する際
に印加する駆動電圧の最大値とを、各々ＶＥｍｅａｓｕ
ｒｅ，Ｖｓｈｉｆｔ，Ｖｄｒｉｖｅと表した時、下記の
大小関係が成り立つようにした。

【０１４１】Ｖｄｒｉｖｅ＜ＶＥｍｅａｓｕｒｅ＜Ｖｓ
ｈｉｆｔ

【０１４２】このように、ＶＥｍｅａｓｕｒｅをＶｄｒ
ｉｖｅよりも大きく設定したことにより、各電子放出素
子には使用に先立って、使用時に印加される駆動電圧よ
りも大きな電圧が予め印加される。このため、使用中に
電子放出特性がシフトしてしまう不都合を防止できる。

【０１４３】また、ＶｓｈｉｆｔをＶＥｍｅａｓｕｒｅ
よりも大きく設定しているので、特性シフト用パルスが
電子放出素子に印加される最大電圧となる。

【０１４４】従って、特性シフト用パルスを印加すれ
ば、電子放出特性を所望の特性にまで確実にシフトさせ
ることができる。

【０１４５】もちろんＶｓｈｉｆｔはＶｄｒｉｖｅより
も大きく設定されているので、均一に調整した電子放出
特性が使用中にシフトしてしまう不都合も防止できる。

【０１４６】ところで、素子からの電子放出電流に対す
る発光輝度は電子の加速電圧と電流密度、蛍光体の発光
特性で決まるので、ある初期特性をもつ電子放出素子に
対してどのくらいの大きさの特性シフト用電圧を印加す
れば、どれくらいの特性カーブが右方向にシフトするか
を知るには、いろいろな初期特性の電子放出素子を選ん
で、いろいろな大きさのＶｓｈｉｆｔを印加して実験を
行い輝度を計測し、様々なデータを蓄積しておいた。

【０１４７】すなわち、シフト電圧を印加して素子の特
性が変えられる記述を縦軸が放出電流Ｉｅのグラフを用
いて説明しているが、そのグラフがわかっているので上
記の関係から縦軸が輝度の場合のグラフも決定すること
ができるということを意味する。

【０１４８】なお図４の装置においては、これらのデー
タを制御回路３１２に予めルックアップテーブル３１２
ｄとして蓄積している。

【０１４９】図９は、上記ルックアップテーブルの中か
ら、図７中に（ａ）で示された初期特性と同じ初期特性
を持つ電子放出素子のデータをピックアップしてグラフ
化して示したものである。

【０１５０】このグラフの横軸は特性シフト電圧の大き
さを表わし、縦軸は発光輝度Ｌを表す。このグラフは、
特性シフト用電圧を印加した後、Ｖｄｒｖと等しい大き
さの駆動電圧を印加して放出電流を測定した結果であ
る。

【０１５１】したがって、Ｖｄｒｖ印加時Ｌ１で発光し
た図７中の（ａ）の素子をＶｄｒｖ印加時Ｌ２にするた
めに印加するべき特性シフト用電圧の大きさを決定する
には、図９のグラフにおいてＬがＬ２と等しい点のＶｓ
ｈｉｆｔ値を読み取れば良い（図中Ｖｓｈｉｆｔ＃
１）。

【０１５２】本実施形態においては表示パネルの領域を
縦横１０×８の視野に分割して計測できるようにその光
学系とロボットシステムを設計した。

【０１５３】本実施形態においては１色の１画素の蛍光
体が２０５μｍ×３００ミクロン、横ブラックストライ
プ幅３００ミクロンの大きさに構成したため１２８０×
１０２４画素では表示領域は約７９０ｍｍ×４４２ｍｍ
となる。

【０１５４】したがってその領域を走査できるようにロ
ボットシステムを設計し、光学系の倍率を０．１８倍と
した。

【０１５５】図１０は、制御回路３１２による特性測定
処理を示すフローチャートであり、本発明に係る画像形
成装置の特性調整方法の第１の実施形態の電子源の各表
面伝導型放出素子の特性調整処理を示すフローチャート
である。

【０１５６】まずステップ１００１で、光学系を所望の
視野に移動する。

【０１５７】ステップ１００２でスイッチマトリクス制
御信号Ｔｓｗを出力して、スイッチマトリクス制御回路
３１０によりスイッチマトリクス３０３，３０４を切り
換えて表示パネル３０１の表面伝導型放出素子を３８４
素子選択する。

【０１５８】次にステップ１００３で、その選択された
素子に印加するパルス信号の波高値データＴｖをパルス
波高値設定回路３１１に出力する。測定用パルスの波高
値は、画像表示を行う際の駆動電圧Ｖｄｒｖある。

【０１５９】そしてステップ１００４で、パルス発生回
路３０６，３０７よりスイッチマトリクス３０３，３０
４を介して、ステップＳ１で選択されている表面伝導型
放出素子に、電子放出素子の特性測定用のパルス信号を
印加する。

【０１６０】次に、ステップ１００５で駆動電圧に対す
る輝度を測定する。

【０１６１】そして、ステップ１００６で、予定した駆
動電圧に対する輝度値の測定が終了したか否かを判定す
る。

【０１６２】本実施形態においては、駆動電圧を変えて
Ｖｄｒｖ，Ｖｄｒｖ−０．５Ｖｏｌｔ，Ｖｄｒｖ−１Ｖ
ｏｌｔの３種類の条件で複数回輝度を計測した。

【０１６３】予定された駆動電圧による輝度測定が終了
していなければ、予定された駆動電圧による輝度測定が
終了するまでステップ１００３からステップ１００５ま
での処理を繰り返す。予定された駆動電圧による輝度測
定が終了していれば、ステップ１００７に移行する。

【０１６４】このステップ１００２からステップ１００
６を９６回、指定する行配線を順次代えながら繰り返す
（ステップ１００７）。

【０１６５】次にステップ１００８で発光画像と駆動さ
れた素子のアドレスから素子アドレスに対応した輝度値
に変換する。すなわち３８４×９６個の素子を駆動しそ
の輝度値を得ることができた。ステップ１００９で、輝
度データ格納メモリ３１２ｂに格納する。

【０１６６】ステップ１０１０でシフト電圧印加処理を
行う。このステップの詳細は後述する。ここまでで１つ
の視野についてシフト電圧の印加処理が終了する。

【０１６７】ステップ１０１１では、表示パネル１の全
ての視野に対して、輝度測定、シフト電圧印加処理を行
ったかどうかを調べ、そうでないときはステップ１００
１に進み、次の視野に光学系を移動し繰り返す。

【０１６８】光学系の移動はロボットシステム３０９を
用いたが、輝度測定系の移動速度は３０ｍｍ／秒で動か
した。

【０１６９】１つの視野は約８０ｍｍ×６０ｍｍなので
視野間の移動時間は４秒ほどであった。

【０１７０】本実施形態ではＶｄｒｖ＝１４Ｖ、Ｖｐｒ
ｅ＝１６Ｖ、Ｖｓｈｉｆｔ＝１６〜１８Ｖ、特性シフト
にはパルス巾１ｍｓ、周期２ｍｓの短形パルス、輝度測
定にはパルス幅１８μｓ周期２０μｓを用いた。

【０１７１】移動時間と素子を点灯した時間であるが、
全画面の輝度値を計測するときに出力するパルス数は１
視野あたり９６発、視野数が８０なので計７６８０発で
あるから駆動時間は０．１５秒である。移動時間は４秒
が８０視野分あるので３２０秒、程度であった。

【０１７２】またシフト電圧の印加時間は２ｍｓ×全素
子数なので約５９００秒であった。

【０１７３】図１１は、本実施の形態の制御回路３１２
により実施される、表示パネル３０１の１視野内の表面
伝導型放出素子の輝度値を目標設定値に揃えるための処
理を示すフローチャートであり図１０のステップ１０１
０に相当する。すなわち、図１１は、本発明に係る画像
形成装置の特性調整方法の第１の実施形態における測定
した電子放出特性に基づいて特性調整信号を印加する処
理を示すフローチャートである。

【０１７４】まずステップ１１０１で輝度データ格納メ
モリ３１２ｂより計測された輝度値を読み込む。ステッ
プ１１０２で、その表面伝導型放出素子に特性シフト電
圧を印加する必要があるか否か、すなわち目標うとする
輝度値との上下を判断する。

【０１７５】シフト電圧印加が必要な場合、ステップ１
１０３として、ＣＰＵ３１２ａは、ルックアップテーブ
ル３１２ｄの中から、当該素子と初期特性が最も近似し
た素子のデータを読み出す。

【０１７６】ここで、初期特性とは輝度のＶｆ依存性に
なるので、ＣＰＵ３１２ａは、Ｖｆを変えて輝度を計測
し、その近似カーブを求めてその近似係数を比較して値
が近いデータを選ぶ。

【０１７７】そして、当該データの中から、その素子の
特性を目標値に等化させるための特性シフト電圧を選び
出す。

【０１７８】この場合、通常、加速電圧、蛍光体の発光
特性は、ある製品に対しては一種類しかないと考えてよ
い（蛍光体はＲＧＢ３種類になる）。

【０１７９】また放出電流と輝度（蛍光体の発光特性）
の関係もほぼ一意に決まると考えてよいので当該発明に
おいては素子駆動電圧Ｖｆが変化に対する輝度の変化が
初期特性となる。

【０１８０】次にステップ１１０３で、スイッチマトリ
クス制御信号Ｔｓｗによりスイッチマトリクス制御回路
３１２を介してスイッチマトリクス３０３及び３０４を
制御し、表示パネル３０１の表面伝導型放出素子を１素
子選択する。

【０１８１】波高値設定信号Ｔｖによりパルス波高値設
定回路３１１でパルス信号の波高値を設定し、ステップ
１１０４で、パルス波高値設定回路３１１は波高値デー
タＬｐｘ及びＬｐｙを出力し、その値に基づいてパルス
発生回路３０６及び３０７は、その設定された波高値の
駆動パルスＰｘ及びＰｙを出力する。

【０１８２】こうして、夫々の素子について、特性シフ
ト用電圧の値を決定し、特性をシフトさせる必要がある
表面伝導型放出素子に、その特性に応じた特性シフトパ
ルスが印加される（ステップ１１０５）。

【０１８３】ステップ１１０６で１視野内の全ての表面
伝導型放出素子に対する処理が終了したかを調べ、そう
でないときは次の素子を選択し（ステップ１１０７）、
ステップ１１０１に戻る。

【０１８４】以上の工程により作成した画像形成装置を
Ｖｄｒｖ＝１４Ｖｏｌｔで駆動し全面の輝度むらを計測
したところ標準偏差／平均値は３％であった。またその
パネルに動画像を表示するとばらつき感を感じない高品
位の画像が表示できた。

【０１８５】（画像形成装置の特性調整方法の第２の実
施形態）次に本発明に係る画像形成装置の特性調整方法
の第２の実施形態について説明する。

【０１８６】表示パネル３０１の各表面伝導型放出素子
の電子放出特性を、ある目標設定値にそって揃えるため
の装置構成は図１２である。前述の図４の構成に輝度測
定系３１４、３１５、３１６パルス発生回路３１７、３
１８が加わっている。図１２は、本発明に係る画像形成
装置の特性調整方法の第２の実施形態に使用される、マ
ルチ電子源を用いた画像形成装置及び特性調整信号をこ
の画像形成装置に印加する画像形成装置の特性調整装置
の概略構成図である。

【０１８７】表示パネルの作成に関しては第１の実施形
態と共通するので省略する。本実施形態では１度に選択
する視野を４つ設けることで高速化を測っている。

【０１８８】図１３は、本発明に係る画像形成装置の特
性調整方法の第２の実施形態における特性調整装置の構
成を示す斜視図である。

【０１８９】図１３で示す模式図の様にステージ１３０
１上に表示パネル３０１が置かれ、台座１３０２上にＸ
Ｙ方向に光学系を移動するためのロボットシステム１３
０３を配置している。光学系はレンズ１３０４とＣＣＤ
カメラ１３０５からなり４台分配置されている。

【０１９０】本発明に係る画像形成装置の特性調整方法
の第２の実施形態の動作について図１４を参照して説明
する。図１４は、本発明に係る画像形成装置の特性調整
方法の第２の実施形態の電子源の各表面伝導型放出素子
の特性調整をするための処理を示すフローチャートであ
る。

【０１９１】まずステップ１４０１で、２つの光学系を
図１５で示すような視野１、視野２、視野３、視野４の
２つの場所に移動する。図１５は、本発明に係る画像形
成装置の特性調整方法の第２の実施形態における画像形
成装置に設定した視野位置を示す模式図である。

【０１９２】ステップ１４０２でスイッチマトリクス制
御信号Ｔｓｗを出力して、スイッチマトリクス制御回路
３１０によりスイッチマトリクス３０３，３０４を切り
換えて表示パネル３０１の表面伝導型放出素子を７６８
素子選択する。

【０１９３】具体的に複数ある視野を一つ選んだ場合の
動作を例にとるとＹ＝１、Ｙ＝３８５、Ｘ＝１〜３８
４、Ｘ＝１９２１〜２３０４のスイッチがＯＮになるよ
うに選択する。

【０１９４】次にステップ１４０３で、その選択された
素子に印加するパルス信号の波高値データＴｖ１、Ｔｖ
２をパルス波高値設定回路３１１に出力する。

【０１９５】そしてステップ１４０４で、パルス発生回
路３０６，３０７、３１７、３１８によりスイッチマト
リクス３０３，３０４を介して、ステップ１４０２で選
択されている表面伝導型放出素子に、電子放出素子の特
性測定用のパルス信号を印加する。

【０１９６】したがってＹ＝１、Ｙ＝３８５、Ｘ＝１〜
３８４、Ｘ＝１９２１〜２３０４の合計１５３６個の素
子が同時に駆動される。

【０１９７】ここで、合計１５３６個となるのは、Ｙ＝
１とＹ＝３８５の２ラインに対してそれぞれＸ＝１〜３
８４、Ｘ＝１９２１〜２３０４が点灯するので、１５３
６となる。これは、２次元的にみると４箇所（部分）点
灯していることになる。

【０１９８】次に、ステップ１４０５で駆動電圧に対す
る輝度を測定する。

【０１９９】そして、ステップ１４０６で、予定した駆
動電圧に対する輝度値の測定が終了したか否かを判定す
る。

【０２００】本実施形態においては、駆動電圧を変えて
Ｖｄｒｖ，Ｖｄｒｖ−０．５Ｖｏｌｔ，Ｖｄｒｖ−１Ｖ
ｏｌｔの３種類の条件で複数回輝度を計測した。

【０２０１】予定された駆動電圧による輝度測定が終了
していなければ、予定された駆動電圧による輝度測定が
終了するまでステップ１４０２からステップ１４０５ま
での処理を繰り返す。予定された駆動電圧による輝度測
定が終了していれば、ステップ１４０７に移行する。

【０２０２】このステップ１４０３からステップ１４０
６を９６回、指定する行配線（Ｙ）を順次増やしながら
繰り返す（ステップ１４０７）。

【０２０３】この操作によりＹ＝１〜９６、Ｙ＝３８５
〜４８０、Ｘ＝１〜３８４、Ｘ＝１９２１〜２３０４の
４つの矩形エリアが点灯する。

【０２０４】この矩形領域の点灯に同期した同期信号Ｔ
ｓｙｎｃを制御回路３１２から出力し、その信号をもと
に電子シャッターを開放する。これによりステップ１４
０５で駆動された領域の発光画像を測定する。

【０２０５】ここで、この時の各エリアに印加される電
圧について説明する。図１５で重複領域として太斜線部
で示した場所にも電圧が印加される。

【０２０６】調整を行なう素子以外の素子にシフト電圧
がかかると素子の特性が変動してしまうので本実施形態
においては以下の様にしてこの問題を回避した。

【０２０７】視野１、２のＹ側から印加される電圧をＰ
ｙ１、Ｘ側から印加される電圧をＰｘ１視野３、４のＹ
側から印加される電圧をＰｙ２、Ｘ側から印加される電
圧をＰｘ２とすると視野１内の素子にはＰｙ１＋Ｐｘ１
の電圧がかかる。視野２内の素子にはＰｙ２＋Ｐｘ１の
電圧が印加される。

【０２０８】視野３の素子にはＰｙ１＋Ｐｘ２の電圧が
かかる。視野２内の素子にはＰｙ２＋Ｐｘ２の電圧が印
加される。

【０２０９】したがって輝度を測定する際は各４種類の
電圧がＶｄｒｖ電圧となるように指示信号Ｌｐ１，Ｌｐ
２，Ｌｐ３，Ｌｐ４を決定した。

【０２１０】次にステップ１４０８で第１の実施形態と
同様に発光画像と駆動された素子のアドレスから素子ア
ドレスに対応した輝度値に変換する。これで３８４×９
６個の素子が並んだ４箇所についての輝度値を得ること
ができた。

【０２１１】そして、輝度データを輝度データ格納メモ
リに保存し（ステップ１４０９）、シフト電圧印加処理
を行い（ステップ１４１０）、全視野に対して終了した
か否かを確認し（ステップ１４１１）、終了していれば
動作を終える。

【０２１２】特性をシフトさせる処理について図１６を
用いて説明する。図１６は、本発明に係る画像形成装置
の特性調整方法の第２の実施形態において特性調整信号
を印加する処理を示すフローチャートである。本実施形
態では視野２つに対してそれぞれ１つづつ合計２つの素
子を選び同時にシフト電圧を印加する。

【０２１３】４つの視野に対してそれぞれ１つ、計４つ
の素子について同時にシフト電圧を印加しないのは以下
の理由による。

【０２１４】たとえば、図１５において視野１、視野
２、視野３，視野４の中にある素子に印加する必要があ
るシフト電圧が１６，１５，１５．５，１６ｖｏｌｔで
あったとすると、視野には上述したような組み合わせの
電圧しか印加されないのでＰｙ１，Ｐｙ２，Ｐｘ１，Ｐ
ｘ２を決めることができない。

【０２１５】また同時にシフト電圧を印加する素子２つ
を視野１、視野４から選ぼうとしても視野２、視野３の
部分にも電圧が印加されてしまうため同時に異なるシフ
ト電圧を印加することは出来ない。

【０２１６】そのため、図１６に示されるように、ステ
ップ１６０１でそれぞれの視野１、視野３に該当するア
ドレスの素子の輝度−データを読み込む。便宜上仮に
Ａ，とＢの素子とするとまずＡに対して目標値との比較
を行いＶシフト電圧の印加の有無を判断する。

【０２１７】シフト電圧の印加が必要か否かを判断し
（ステップ１６０２）、印加が必要な場合にはステップ
１６０３においてルックアップテーブルの参照を行いシ
フト電圧Ｔｖ１を決める。

【０２１８】次にステップ１６０４でＢの素子に対する
シフト電圧印加の有無を判断しステップ１６０５でＴｖ
２を決定する。

【０２１９】次に図１２、３１１のパルス波高値設定回
路を用いてパルスの波高値を決定するが、たとえばＡの
素子にＶｐｒｅとして１６Ｖｏｌｔ、Ｂの素子に１５．
５Ｖｏｌｔの電圧印加が必要な場合にはＰｙ１＝８Ｖｏ
ｌｔ、Ｐｙ２＝０Ｖｏｌｔ、Ｐｘ１＝８ｖｏｌｔ、Ｐｘ
２＝７．５Ｖｏｌｔとして設定した。

【０２２０】このときには視野２、視野４の素子にはＶ
ｄｒｖ以下の電圧しか印加されることは無いのでＡの素
子とＢの素子のシフト電圧印加を同時に行なっても特性
には影響を与えなかった。

【０２２１】この様に指示信号Ｌｐ１，Ｌｐ２，Ｌｐ
３，Ｌｐ４を決定していく。そして、選択する素子を視
野２、視野４から選んで順次シフト電圧印加処理を行な
う。

【０２２２】本実施形態ではＶｄｒｖ＝１４ｖ、Ｖｐｒ
ｅ＝１６ｖ、Ｖｓｈｉｆｔ＝１６〜１８ｖ、特性シフト
にはパルス巾１ｍｓ、周期２ｍｓの短形パルス、輝度測
定にはパルス幅１８μｓ周期２０μｓを用いて調整を行
なったので、上記のような電圧設定を用いてステップ１
６０６で素子を選択し、ステップ１６０７で実際にシフ
ト電圧を印加する。

【０２２３】以上の処理を２つの視野内の全素子に対し
て行い（ステップ１６０９）、ステップ１６０８におい
て終了と判断されれば終了となる。

【０２２４】全画面の輝度値を計測する時間は第１の実
施形態の１／４の８０秒程度であった。シフト電圧の印
加時間は本実施形態においては２つの素子に対して同時
にシフト電圧を印加することが可能になったので３００
０秒と第１の実施形態の半分にすることができた。

【０２２５】以上の工程により作成した画像形成装置を
Ｖｄｒｖ＝１４Ｖｏｌｔで駆動し全面の輝度むらを計測
したところ標準偏差／平均値は３％であり第１の実施形
態で作成した画像形成装置比較して同等のものが作成で
きた。

【０２２６】本実施形態では視野を２つに増やした場合
の実施形態について説明したが、光学系を増やせばその
分輝度計測にかかる時間を短縮することが出来る。

【０２２７】またパルスの波高値を設定する信号および
パルス発生回路を４つ設けたため４つの視野を設定し、
２つの素子に対して同時にシフト電圧を印加したが、こ
れらのパルス発生回路を増やせば同時にシフト電圧を印
加できる素子数をさらに増やすことが可能である。

【０２２８】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、大
画面ＴＶに応用した場合に、複数視野に分割して発光特
性を取得して調整処理を順次行うことで各電子放出素子
の電子放出特性の不規則なバラツキに起因する表示装置
の輝度ばらつきを軽減することが出来た。

【０２２９】さらに複数の素子の発光特性を同時に得ら
れることから調整処理を高速に行うことが出来たため、
特性調整に必要な工程時間を大幅に短縮することができ
た。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の画像形成装置の特性調整方法に使用さ
れる画像形成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２】図１に示される画像形成装置のマルチ電子源の
基板の平面図である。

【図３】図１に示される画像形成装置の表示パネルのフ
ェースプレートの蛍光体配列を例示した平面図である。

【図４】本発明に係る画像形成装置の特性調整方法の第
１の実施形態に使用される、マルチ電子源を用いた画像
形成装置及び特性調整信号をこの画像形成装置に印加す
る画像形成装置の特性調整装置の概略構成図である。

【図５】図４に示される画像形成装置の特性調整装置に
おける駆動タイミングチャートである。

【図６】図４に示される画像形成装置上の輝点がエリア
センサー上に投影された様子を示す模式図である。

【図７】本発明に係る画像形成装置の特性調整方法によ
り表示パネル３０１のマルチ電子源を作成する工程中、
予備駆動電圧波高値Ｖｐｒｅを印加した各表面伝導型放
出素子の駆動電圧（駆動パルスの波高値）Ｖｆを変えた
ときの放出電流特性の一例を示したグラフである。

【図８】図７（ａ）の放出電流特性を持つ素子に特性シ
フト電圧を印加した際の放出電流特性の変化を示したグ
ラフである。

【図９】特性シフトパルス電圧波高値と放出電流変化を
示したグラフである。

【図１０】本発明に係る画像形成装置の特性調整方法の
第１の実施形態の電子源の各表面伝導型放出素子の特性
調整処理を示すフローチャートである。

【図１１】本発明に係る画像形成装置の特性調整方法の
第１の実施形態における測定した電子放出特性に基づい
て特性調整信号を印加する処理を示すフローチャートで
ある。

【図１２】本発明に係る画像形成装置の特性調整方法の
第２の実施形態に使用される、マルチ電子源を用いた画
像形成装置及び特性調整信号をこの画像形成装置に印加
する画像形成装置の特性調整装置の概略構成図である。

【図１３】本発明に係る画像形成装置の特性調整方法の
第２の実施形態における特性調整装置の構成を示す斜視
図である。

【図１４】本発明に係る画像形成装置の特性調整方法の
第２の実施形態の電子源の各表面伝導型放出素子の特性
調整をするための処理を示すフローチャートである。

【図１５】本発明に係る画像形成装置の特性調整方法の
第２の実施形態における画像形成装置に設定した視野位
置を示す模式図である。

【図１６】本発明に係る画像形成装置の特性調整方法の
第２の実施形態において特性調整信号を印加する処理を
示すフローチャートである。

【図１７】従来の表面伝導型放出素子の構成を示す図で
ある。

【図１８】表面伝導型放出素子の素子特性の一例を示す
グラフである。

【図１９】従来のマルチ電子源のマトリクス配線を説明
する図である。

【図２０】従来の発明の特性調整方法における特性測定
工程のフローチャートである。

【符号の説明】

３０１ 表示パネル ３０２ 端子 ３０３，３０４ スイッチマトリクス ３０５ 輝度測定装置 ３０５ａ 光学レンズ ３０５ｂ エリアセンサー ３０６，３０７ パルス発生回路 ３０８ 演算装置 ３０９ ロボットシステム ３１０ スイッチマトリクス制御回路 ３１１ パルス波高値設定回路 ３１２ 制御回路 ３１２ａ ＣＰＵ ３１２ｂ 輝度データ格納メモリ ３１２ｃ メモリ ３１２ｄ ルックアップテーブル ３１３ 高圧電源 ３１４ 輝度測定系 ３１７，３１８ パルス発生回路 ６０１ 発光点 ６０２ 素子 １００１ 基板 １００２ 表面伝導型放出素子 １００３ 行方向配線電極 １００４ 列方向配線電極 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 導電体 １３０１ ステージ １３０２ 台座 １３０３ ロボットシステム １３０４ レンズ １３０５ カメラ ３００１ 基板 ３００４ 導電性薄膜 ３００５ 電子放出部 ４００１ 表面伝導型放出素子 ４００２ 行方向配線 ４００３ 列方向配線 ４００４，４００５ 配線抵抗

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小口 高弘 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 青木 修司 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 Ｆターム(参考） 5C012 AA05 BE01 VV02

Claims (15)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の電子放出素子を配線により電気的
   に接続し基板上に並べたマルチ電子源と電子ビームの照
   射により発光する蛍光部材とを備える画像形成装置の特
   性調整方法であって、 前記画像形成装置の表示部を複数の領域に分割し、該分
   割されたそれぞれの領域内の少なくとも１以上の前記電
   子放出素子の発光特性を測定する測定工程と、 前記分割領域内の電子放出素子の発光特性を、特性シフ
   ト電圧を電子放出素子に印加することにより個別の特性
   目標値までシフトさせるシフト工程とを備えることを特
   徴とする画像形成装置の特性調整方法。
2. 【請求項２】 前記測定工程は、 前記電子放出素子に駆動電圧を印加して該電子放出素子
   の輝度を測定する輝度測定工程と、 前記測定された電子放出素子の駆動電圧と輝度との関係
   と、少なくとも１以上の初期特性の異なる電子放出素子
   の駆動電圧と輝度との関係とを比較して、 前記測定された電子放出素子の初期特性と略一致する初
   期特性の電子放出素子を選択し、 該選択された電子放出素子に印加される特性シフト電圧
   と該選択された電子放出素子からの放出電流との関係に
   基づいて、 前記測定された電子放出素子に印加する特性シフト電圧
   を算出する算出工程とを備えることを特徴とする請求項
   １に記載の画像形成装置の特性調整方法。
3. 【請求項３】 前記測定工程は、 前記分割された領域中の電子放出素子のうちの複数の電
   子放出素子を同時に駆動して輝度を測定する工程である
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置
   の特性調整方法。
4. 【請求項４】 前記測定工程は、 前記分割された領域のうち異なる分割領域内の電子放出
   素子のなかから少なくとも１つ以上の電子放出素子を選
   択し、前記分割領域のうち互いに異なる分割領域の電子
   放出素子の駆動電圧と輝度との関係を同時に測定する工
   程であることを特徴とする請求項１から３のいずれか１
   項に記載の画像形成装置の特性調整方法。
5. 【請求項５】 前記測定工程における輝度の測定は、 前記分割されたそれぞれの領域内の少なくとも１以上の
   電子放出素子の輝度を移動することなしに測定可能な輝
   度測定装置により行われることを特徴とする請求項１か
   ら４のいずれか１項に記載の画像形成装置の特性調整方
   法。
6. 【請求項６】 前記シフト工程は、 前記分割された領域のうち異なる分割領域内の電子放出
   素子のなかから少なくとも１つ以上の電子放出素子を選
   択し、前記分割領域のうち異なる分割領域内の電子放出
   素子のそれぞれに同時に特性シフト電圧を印加する工程
   を備えることを特徴とする請求項１から５のいずれか１
   項に記載の画像形成装置の特性調整方法。
7. 【請求項７】 複数の電子放出素子を配線により電気的
   に接続し基板上に並べたマルチ電子源と電子ビームの照
   射により発光する蛍光部材とを備える画像形成装置の製
   造方法であって、 前記基板上に複数の電子放出素子用電極及び導電膜を形
   成する工程と、 前記電子放出用電極を介して前記導電膜に通電すること
   により前記複数の電子放出素子の電子放出部を形成する
   工程と、 前記電子放出部を活性化する工程と、 上記請求項１から６のいずれか１項に記載の画像形成装
   置の特性調整方法を行う工程とを備えることを特徴とす
   る画像形成装置の製造方法。
8. 【請求項８】 上記請求項１から６のいずれか１項に記
   載の画像形成装置の特性調整方法により特性シフト電圧
   が電子放出素子に印加され特性が調整されたことを特徴
   とする画像形成装置。
9. 【請求項９】 複数の電子放出素子を配線により電気的
   に接続し基板上に並べたマルチ電子源と電子ビームの照
   射により発光する蛍光部材とを備える画像形成装置の特
   性調整装置であって、 前記画像形成装置の表示部の矩形領域内の複数の電子放
   出素子を選択して駆動する選択駆動手段と、 前記選択駆動手段の駆動時間に同期したタイミング信号
   発生手段と、 前記タイミング信号発生手段の出力に同期して、前記電
   子放出素子からの放出電子によって発光する発光手段の
   発光信号を取り込む少なくとも１つの輝度測定手段と、 前記輝度測定手段が取得した発光信号の値と前記選択駆
   動手段が前記電子放出素子を選択する際に用いた選択情
   報とから、選択された電子放出素子の発光特性を求める
   演算手段と、 前記演算手段の出力を格納する格納手段と、 前記選択された電子放出素子に、前記演算手段により求
   められた発光特性に基づいて電圧を印加する電圧印加手
   段と、 前記輝度測定手段と前記表示部を相対的に移動させる少
   なくとも１以上の移動手段とを備えることを特徴とする
   特性調整装置。
10. 【請求項１０】 前記選択駆動手段は、 前記分割された領域中の電子放出素子のうちの複数の電
    子放出素子を同時に駆動することを特徴とする請求項９
    に記載の特性調整装置。
11. 【請求項１１】 前記電圧印加手段は、前記複数の矩形
    領域内の電子放出素子にそれぞれ異なる電圧を同時に印
    加可能であることを特徴とする請求項９又は１０に記載
    の特性調整装置。
12. 【請求項１２】 複数の電子放出素子を配線により電気
    的に接続し基板上に並べたマルチ電子源と電子ビームの
    照射により発光する蛍光部材とを備える画像形成装置の
    特性調整装置であって、 前記画像形成装置の表示部を複数の領域に分割した場合
    における、該複数の領域のうちの１つの領域の全体の電
    子放出素子の輝度を移動することなしに測定可能な少な
    くとも１以上の輝度測定装置と、 前記電子放出素子に印加された駆動電圧と前記輝度測定
    装置により測定された輝度との関係に基づいて、該電子
    放出素子に印加する特性シフト電圧を算出する制御回路
    と、 前記特性シフト電圧を前記電子放出素子に印加する印加
    手段とを備えることを特徴とする特性調整装置。
13. 【請求項１３】 前記輝度測定装置は、 同時に駆動された、複数の、前記分割された領域中の電
    子放出素子の輝度を測定することを特徴とする請求項１
    ２に記載の特性調整装置。
14. 【請求項１４】 前記制御回路は、 少なくとも１以上の異なる初期特性の電子放出素子の輝
    度と駆動電圧との関係と、 該異なる初期特性の電子放出素子のそれぞれについて、
    該電子放出素子に印加される特性シフト電圧と該電子放
    出素子からの放出電流との関係とを格納するメモリを備
    え、 前記輝度を測定した電子放出素子の輝度と駆動電圧との
    関係が略一致する前記メモリに格納された輝度と駆動電
    圧との関係を選択し、 該選択された輝度と駆動電圧との関係の電子放出素子の
    前記特性シフト電圧と該電子放出素子からの放出電流と
    の関係に基づいて、 前記測定された電子放出素子に印加する特性シフト電圧
    を算出することを特徴とする請求項１２又は１３に記載
    の特性調整装置。
15. 【請求項１５】 上記請求項９から１４のいずれか１項
    に記載の特性調整装置により、電子放出素子に特性シフ
    ト電圧が印加され特性が調整されることを特徴とする画
    像形成装置。