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JPH11161223A - Electron source driving device and method, image display device using the electron source and driving method thereof - Google Patents

Electron source driving device and method, image display device using the electron source and driving method thereof

Info

Publication number
JPH11161223A
JPH11161223A JP32468997A JP32468997A JPH11161223A JP H11161223 A JPH11161223 A JP H11161223A JP 32468997 A JP32468997 A JP 32468997A JP 32468997 A JP32468997 A JP 32468997A JP H11161223 A JPH11161223 A JP H11161223A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
row
driving
electron source
wirings
line
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP32468997A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Osamu Sagano
治 嵯峨野
Hidetoshi Suzuki
英俊 鱸
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to JP32468997A priority Critical patent/JPH11161223A/en
Publication of JPH11161223A publication Critical patent/JPH11161223A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Landscapes

  • Control Of Indicators Other Than Cathode Ray Tubes (AREA)
  • Cold Cathode And The Manufacture (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】非駆動素子に流れる無効な電流の量を低減し、
電子源の駆動時における無効電力を低減する。 【解決手段】複数の冷陰極素子が、複数の行方向配線と
複数の列方向配線によってマトリクス上に配線された電
子源を駆動するに際して、補正量算出回路128は、表
示すべきラインの画像データに基づいて所定電圧の印加
時間を決定する。そして、当該表示ラインの表示に際し
て、走査信号発生回路129は当該ラインに対応する行
方向配線に駆動電圧−Vthを印加し、変調信号電圧変換
回路127は複数の列方向配線のそれぞれに当該表示ラ
インの画像データに基づく波高値+Vthの変調信号を印
加する。このとき、走査信号発生回路129は、補正量
算出回路128で決定された印加時間の間、選択されな
かった行方向配線に+Vthの電圧を印加する。
(57) [Problem] To reduce the amount of invalid current flowing through a non-driving element,
Reactive power when driving the electron source is reduced. When a plurality of cold-cathode elements drive an electron source wired on a matrix by a plurality of row-direction wirings and a plurality of column-direction wirings, a correction amount calculation circuit (128) calculates image data of a line to be displayed. The application time of the predetermined voltage is determined based on When displaying the display line, the scanning signal generation circuit 129 applies the drive voltage −Vth to the row direction wiring corresponding to the line, and the modulation signal voltage conversion circuit 127 applies the display line to each of the plurality of column direction wirings. A modulation signal having a peak value + Vth based on the image data is applied. At this time, the scanning signal generation circuit 129 applies a voltage of + Vth to the unselected row direction wirings during the application time determined by the correction amount calculation circuit 128.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、冷陰極素子により
構成された電子ビーム源を2次元平面上に複数個配設し
てなる電子源駆動装置及び方法、および該電子源を用い
た画像表示装置及びその駆動方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electron source driving apparatus and method in which a plurality of electron beam sources constituted by cold cathode devices are arranged on a two-dimensional plane, and an image display using the electron source. The present invention relates to an apparatus and a driving method thereof.

【0002】[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。
2. Description of the Related Art Conventionally, two types of electron emitting devices, a hot cathode device and a cold cathode device, are known. Among these, among the cold cathode devices, for example, a surface conduction type emission device, a field emission type device (hereinafter referred to as FE type), a metal / insulating layer / metal type emission device (hereinafter referred to as MIM type), and the like are known. I have.

【0003】表面伝導型放出素子としては、たとえば、
M.I.Elinson,Radio Eng.Ele
ctron Phys.,10,1290,(196
5)や、後述する他の例が知られている。
[0003] As a surface conduction type emission element, for example,
M. I. Elinson, Radio Eng. Ele
ctron Phys. , 10, 1290, (196
5) and other examples described later are known.

【0004】表面伝導型放出素子は、基板上に形成され
た小面積の薄膜に、膜面に平行に電流を流すことにより
電子放出が生ずる現象を利用するものである。この表面
伝導型放出素子としては、前記エリンソン等によるSn
O2 薄膜を用いたものの他に、Au薄膜によるもの
[G.Dittmer:”Thin Solid Fi
lms”,9,317(1972)]や、In2 O3 /
SnO2 薄膜によるもの[M.Hartwell an
d C.G.Fonstad:”IEEE Tran
s.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。
The surface conduction electron-emitting device utilizes a phenomenon in which an electron is emitted when a current flows in a small-area thin film formed on a substrate in parallel with the film surface. As this surface conduction type emission element, Sn described by Elinson et al.
In addition to those using an O2 thin film, those using an Au thin film [G. Dittmer: "Thin Solid Fi
lms ", 9,317 (1972)] and In2O3 /
According to SnO2 thin film [M. Hartwell an
d C.I. G. FIG. Fonstad: "IEEE Tran
s. ED Conf. , 519 (1975)] and those using carbon thin films [Hisashi Araki et al .: Vacuum, Vol. 26,
No. 1, 22 (1983)].

【0005】これらの表面伝導型放出素子の素子構成の
典型的な例として、図17に前述のM.Hartwel
lらによる素子の平面図を示す。同図において、300
1は基板で、3004はスパッタで形成された金属酸化
物よりなる導電性薄膜である。導電性薄膜3004は図
示のようにH字形の平面形状に形成されている。該導電
性薄膜3004に後述の通電フォーミングと呼ばれる通
電処理を施すことにより、電子放出部3005が形成さ
れる。図中の間隔Lは、0.5〜1[mm],Wは、
0.1[mm]で設定されている。尚、図示の便宜か
ら、電子放出部3005は導電性薄膜3004の中央に
矩形の形状で示したが、これは模式的なものであり、実
際の電子放出部の位置や形状を忠実に表現しているわけ
ではない。
[0005] As a typical example of the element structure of these surface conduction electron-emitting devices, FIG. Hartwel
1 shows a plan view of an element according to the present invention. In FIG.
Reference numeral 1 denotes a substrate, and reference numeral 3004 denotes a conductive thin film made of a metal oxide formed by sputtering. The conductive thin film 3004 is formed in an H-shaped planar shape as shown. An electron emission portion 3005 is formed by performing an energization process called energization forming described later on the conductive thin film 3004. The interval L in the figure is 0.5 to 1 [mm], and W is
It is set at 0.1 [mm]. In addition, for convenience of illustration, the electron emitting portion 3005 is shown in a rectangular shape at the center of the conductive thin film 3004, but this is a schematic one, and the position and shape of the actual electron emitting portion are faithfully represented. Not necessarily.

【0006】M.Hartwellらによる素子をはじ
めとして上述の表面伝導型放出素子においては、電子放
出を行う前に導電性薄膜3004に通電フォーミングと
呼ばれる通電処理を施すことにより電子放出部3005
を形成するのが一般的であった。すなわち、通電フォー
ミングとは通電により電子放出部を形成するもので、例
えば、前記導電性薄膜3004の両端に一定の直流電
圧、もしくは、例えば1V/分程度の非常にゆっくりと
したレートで昇圧する直流電圧を印加して通電し、導電
性薄膜3004を局所的に破壊もしくは変形もしくは変
質せしめ、電気的に高抵抗な状態の電子放出部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。前記通電フォーミング後に導電性薄膜30
04に適宜の電圧を印加した場合には、前記亀裂付近に
おいて電子放出が行われる。
[0006] M. In the above-described surface conduction electron-emitting device including the device by Hartwell et al., The electron-emitting portion 3005 is formed by subjecting the conductive thin film 3004 to an energization process called energization forming before electron emission.
It was common to form That is, the energization forming is to form an electron emission portion by energization. For example, a constant DC voltage is applied to both ends of the conductive thin film 3004 or a DC voltage is increased at a very slow rate of, for example, about 1 V / min. When a voltage is applied and current is applied, the conductive thin film 3004 is locally broken, deformed, or deteriorated, and the electron emitting portion 3005 in an electrically high resistance state
Is to form Note that a crack is generated in a part of the conductive thin film 3004 that is locally broken, deformed, or altered. After the energization forming, the conductive thin film 30
When an appropriate voltage is applied to the element 04, electrons are emitted in the vicinity of the crack.

【0007】また、FE型の例は、たとえば、W.P.
Dyke&W.W.Dolan,”Field emi
ssion”,Advance in Electro
nPhysics,8,89(1956)や、あるい
は、 C.A.Spindt,”Physicalpr
operties of thin−film fie
ld emissioncathodes with
molybdenium cones”,J.App
l.Phys.,47,5248(1976)などが知
られている。
[0007] Examples of the FE type are described in, for example, W.S. P.
Dyke & W. W. Dolan, "Field emi
session ", Advance in Electro
nPhysics, 8, 89 (1956), or C.I. A. Spindt, "Physicalpr
operations of thin-film figure
ld emissioncathodes with
molybdenium cones ", J. App.
l. Phys. , 47, 5248 (1976).

【0008】FE型の素子構成の典型的な例として、図
18に前述のC.A.Spindtらによる素子の断面
図を示す。同図において、3010は基板で、3011
は導電材料よりなるエミッタ配線、3012はエミッタ
コーン、3013は絶縁層、3014はゲート電極であ
る。本素子は、エミッタコーン3012とゲート電極3
014の間に適宜の電圧を印加することにより、エミッ
タコーン3012の先端部より電界放出を起こさせるも
のである。
As a typical example of the FE type device configuration, FIG. A. 1 shows a cross-sectional view of a device by Spindt et al. In the figure, reference numeral 3010 denotes a substrate;
Is an emitter wiring made of a conductive material, 3012 is an emitter cone, 3013 is an insulating layer, and 3014 is a gate electrode. This device comprises an emitter cone 3012 and a gate electrode 3
By applying an appropriate voltage during 014, field emission is caused from the tip of the emitter cone 3012.

【0009】また、FE型の他の素子構成として、図1
8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。
As another element configuration of the FE type, FIG.
There is also an example in which an emitter and a gate electrode are arranged on a substrate almost in parallel with the plane of the substrate, instead of the laminated structure shown in FIG.

【0010】また、MIM型の例としては、たとえば、
C.A.Mead,”Operationof tun
nel−emission Devices,J.Ap
pl.Phys.,32,646(1961)などが知
られている。MIM型の素子構成の典型的な例を図19
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。MIM型においては、上電極3023
と下電極3021の間に適宜の電圧を印加することによ
り、上電極3023の表面より電子放出を起こさせるも
のである。
As an example of the MIM type, for example,
C. A. Mead, “Operation of tun
nel-emission Devices, J. et al. Ap
pl. Phys. , 32, 646 (1961). FIG. 19 shows a typical example of an MIM type device configuration.
Shown in The figure is a sectional view, in which 3020 is a substrate, 3021 is a lower electrode made of metal, 3022 is a thin insulating layer having a thickness of about 100 Å, 3023
Is an upper electrode made of a metal having a thickness of about 80 to 300 angstroms. In the MIM type, the upper electrode 3023
By applying an appropriate voltage between the upper electrode 3023 and the lower electrode 3021, electrons are emitted from the surface of the upper electrode 3023.

【0011】上述の冷陰極素子は、熱陰極素子と比較し
て低温で電子放出を得ることができるため、加熱用ヒー
ターを必要としない。したがって、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
ーターの加熱により動作するため応答速度が遅いのとは
異なり、冷陰極素子の場合には応答速度が速いという利
点もある。このため、冷陰極素子を応用するための研究
が盛んに行われてきている。
The above-mentioned cold cathode device can obtain electrons at a lower temperature than the hot cathode device, and therefore does not require a heater for heating. Therefore, the structure is simpler than that of the hot cathode element, and a fine element can be produced. Also,
Even if a large number of elements are arranged on a substrate at a high density, problems such as thermal melting of the substrate hardly occur. In addition, unlike the hot cathode device, which operates by heating the heater, the response speed is slow, and the cold cathode device also has the advantage that the response speed is fast. For this reason, research for applying the cold cathode device has been actively conducted.

【0012】たとえば、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、たとえば本出願人による特開昭64−31
332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。
For example, the surface conduction electron-emitting device has the advantage of being able to form a large number of devices over a large area because it has a particularly simple structure and is easy to manufacture among cold cathode devices. Therefore, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No.
As disclosed in 332, methods for arranging and driving a large number of elements are being studied.

【0013】また、表面伝導型放出素子の応用について
は、たとえば、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。
As for applications of the surface conduction electron-emitting device, for example, image forming apparatuses such as image display apparatuses and image recording apparatuses, charged beam sources, and the like have been studied.

【0014】特に、画像表示装置への応用としては、た
とえば本出願人によるUSP5,066,883や特開
平2−257551や特開平4−28137において開
示されているように、表面伝導型放出素子と電子ビーム
の照射により発光する蛍光体とを組み合わせて用いた画
像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。たとえば、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。
Particularly, as an application to an image display device, as disclosed in US Pat. No. 5,066,883, JP-A-2-257551 and JP-A-4-28137 by the present applicant, a surface-conduction emission device is used. An image display device using a combination of a phosphor that emits light by irradiation with an electron beam has been studied. An image display device using a combination of a surface conduction electron-emitting device and a phosphor is expected to have better characteristics than other conventional image display devices. For example, compared to a liquid crystal display device that has become widespread in recent years, it can be said that it is superior in that it does not require a backlight because it is a self-luminous type and that it has a wide viewing angle.

【0015】また、FE型を多数個ならべて駆動する方
法は、たとえば本出願人によるUSP4,904,89
5に開示されている。また、FE型を画像表示装置に応
用した例として、たとえば、R.Meyerらにより報
告された平板型表示装置が知られている[R.Meye
r:”Recent Development onM
icrotipsDisplay at LETI”,
Tech.Digest of 4th Int. V
acuum Microele−ctronics C
onf.,Nagahama,pp.6〜9(199
1)]。
A method of driving a large number of FE types is disclosed in US Pat. No. 4,904,89 by the present applicant.
5 is disclosed. Further, as an example in which the FE type is applied to an image display device, for example, R.F. The flat panel display reported by Meyer et al. Is known [R. Meye
r: "Recent Development onM
microtips Display at LETI ",
Tech. Digest of 4th Int. V
acuum Microele-tronics C
onf. , Nagahama, pp .; 6-9 (199
1)].

【0016】また、MIM型を多数個並べて画像表示装
置に応用した例は、たとえば本出願人による特開平3−
55738に開示されている。
An example in which a number of MIM types are arranged and applied to an image display device is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No.
55738.

【0017】[0017]

【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。
SUMMARY OF THE INVENTION The present inventors have developed various materials, including those described in the above-mentioned prior art.
We have tried cold cathode devices with manufacturing method and structure. Furthermore, research has been conducted on a multi-electron beam source in which a large number of cold cathode devices are arranged, and on an image display device using the multi-electron beam source.

【0018】発明者らは、たとえば図20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。
The inventors have tried a multi-electron beam source by an electric wiring method shown in FIG. 20, for example. That is, it is a multi-electron beam source in which a large number of cold cathode devices are two-dimensionally arranged and these devices are wired in a matrix as shown.

【0019】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。
In the figure, 4001 schematically shows a cold cathode element, 4002 shows a wiring in a row direction, and 4003 shows a wiring in a column direction. Row direction wiring 4002 and column direction wiring 400
3 actually has a finite electrical resistance,
In the drawing, they are shown as wiring resistances 4004 and 4005. The above-described wiring method is called simple matrix wiring.

【0020】なお、図示の便宜上、6x6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。
Although a 6 × 6 matrix is shown for convenience of illustration, the size of the matrix is not limited to this. For example, in the case of a multi-electron beam source for an image display device, a desired image display is performed. Elements that are sufficient to perform are arranged and wired.

【0021】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。
In a multi-electron beam source in which cold cathode elements are arranged in a simple matrix, a row-directional wiring 4002 and a column-directional wiring 400 are required to output a desired electron beam.
3 is applied with an appropriate electric signal. For example, to drive one row of the cold cathode devices in the matrix, a selection voltage Vs is applied to the row direction wiring 4002 of the selected row,
At the same time, the non-selection voltage Vns is applied to the row direction wiring 4002 of the non-selected row. In synchronization with this, the column direction wiring 4003
Is applied with a drive voltage Ve for outputting an electron beam. According to this method, wiring resistances 4004 and 4004
If the voltage drop due to 5 is ignored, the voltage of Ve-Vs is applied to the cold cathode elements of the selected row, and the voltage of Ve-Vns is applied to the cold cathode elements of the non-selected rows. V
If e, Vs, and Vns are set to voltages of appropriate magnitudes, an electron beam of a desired intensity should be output only from the cold cathode elements in the selected row, and a different drive voltage Ve is applied to each of the column wirings. If applied, each of the elements in the selected row should output a different intensity electron beam. Further, if the length of time during which the drive voltage Ve is applied is changed, the length of time during which the electron beam is output should be changed.

【0022】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。
Therefore, a multi-electron beam source having a cold-cathode element arranged in a simple matrix wiring has various applications. For example, if an electric signal corresponding to image information is appropriately applied, it is suitable as an electron source for an image display device. Can be used.

【0023】しかしながら、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は、実際には以下に述
べるような問題が発生していた。なお、以降では、行方
向配線に印加する信号を走査信号、列方向配線に印加す
る信号を変調信号と呼ぶことにする。
However, in a multi-electron beam source in which cold cathode devices are arranged in a simple matrix, the following problems actually occur. Hereinafter, the signal applied to the row direction wiring is referred to as a scanning signal, and the signal applied to the column direction wiring is referred to as a modulation signal.

【0024】上述したようにマルチ電子ビーム源を駆動
するにあたって、画像の階調を電子ビームが出力される
時間幅を変化させることで表現することが可能である。
すなわち、前述した駆動電圧Veを印加する時間の長さ
を変えることにより、電子ビームが出力される時間の長
さを変え、多階調の画像表示を行うことができる。マル
チ電子ビーム源は、例えば図22に示されるようにマト
リクス配線された複数の冷陰極素子を有し、図21に示
されるようなパルス幅変調駆動方式によって走査信号、
変調信号が印加される。
As described above, in driving the multi-electron beam source, it is possible to express the gradation of an image by changing the time width during which the electron beam is output.
That is, by changing the length of time during which the drive voltage Ve is applied, the length of time during which the electron beam is output can be changed, and multi-tone image display can be performed. The multi-electron beam source has, for example, a plurality of cold cathode devices arranged in a matrix as shown in FIG. 22, and scan signals by a pulse width modulation driving method as shown in FIG.
A modulation signal is applied.

【0025】図21に示されるように、期間Kでは図2
2の1行目(Dx1)の冷陰極素子を駆動し、期間K+
1では2行目(Dx2)の冷陰極素子を駆動し、期間K
+2では3行目の冷陰極素子(Dx3)を駆動してい
る。また、行方向配線には走査信号、列方向配線には変
調信号それぞれが印加される。変調信号としては、図2
1に示すように、立ち上がりがそろった時間幅の異なる
パルスを印加し、画像信号に対応してそのパルスの幅を
操作することにより、画像が表示される。なお、選択す
る行の行方向配線には、上述の変調信号とは逆の極性を
もつパルスを印加し、選択しない行の行方向配線はグラ
ンド電位に接地する。
As shown in FIG. 21, during period K, FIG.
The cold cathode elements in the first row (Dx1) of No. 2 are driven, and the period K +
In 1, the cold cathode elements in the second row (D × 2) are driven, and the period K
At +2, the cold cathode device (Dx3) in the third row is driven. Further, a scanning signal is applied to the row wiring and a modulation signal is applied to the column wiring. As the modulation signal, FIG.
As shown in FIG. 1, an image is displayed by applying pulses having different time widths with the same rising edge and manipulating the pulse width in accordance with an image signal. Note that a pulse having a polarity opposite to that of the above-described modulation signal is applied to the row direction wiring of the selected row, and the row direction wiring of the row not selected is grounded to the ground potential.

【0026】まず、期間Kにおける表示パネル内の電流
の流れ方に注目して説明する。表示パネル内にマトリク
ス状に配置された冷陰極素子は、実施形態で後述するよ
うな電気特性を有する。すなわち、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。第二
に、放出電流Ieは素子に印加する電圧Vfに依存して
変化するため、電圧Vfで放出電流Ieの大きさを制御
できる。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V
f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。第四に、閾値電圧Vth以上
の電圧を素子に印加すると、素子電流Ifが急激に増加
するが、一方、閾値電圧で流れる素子電流は非常に小さ
い。
First, a description will be given focusing on how a current flows in the display panel during the period K. The cold cathode devices arranged in a matrix in the display panel have electric characteristics as described later in the embodiments. That is, first, the emission current Ie sharply increases when a voltage higher than a certain voltage (this is referred to as a threshold voltage Vth) is applied to the element, while the emission current Ie decreases when the voltage is lower than the threshold voltage Vth. Is hardly detected. That is, regarding the emission current Ie,
This is a nonlinear element having a clear threshold voltage Vth. Second, since the emission current Ie changes depending on the voltage Vf applied to the element, the magnitude of the emission current Ie can be controlled by the voltage Vf. Third, since the response speed of the current Ie emitted from the element to the voltage Vf applied to the element is high, the voltage Vf
The amount of charge of electrons emitted from the element can be controlled by the length of time during which f is applied. Fourth, when a voltage equal to or higher than the threshold voltage Vth is applied to the element, the element current If rapidly increases, while the element current flowing at the threshold voltage is extremely small.

【0027】特に上記第四の特性のため、図22に示す
ように列方向配線からパネル内に流れ込んだ電流はその
大部分が選択している行の冷陰極素子に流れ込む。非選
択行の冷陰極素子一つを流れる電流は、選択されている
冷陰極素子を流れる素子電流と比較すると非常に小さ
い。なお、図22で矢印の大きさ(長さ)は素子に流れ
る電流量の大きさを示している。
In particular, due to the fourth characteristic, as shown in FIG. 22, most of the current flowing into the panel from the column wiring flows into the cold-cathode element of the selected row. The current flowing through one cold-cathode device in the non-selected row is very small as compared with the device current flowing through the selected cold-cathode device. In FIG. 22, the size (length) of the arrow indicates the amount of current flowing through the element.

【0028】しかるに、この微少である非選択電流も素
子数が多くなると全体としては選択されている素子を流
れる電流と同程度となってしまう。図22において実際
にはIfrとIfnの割合は同じオーダとなる。Ifr
は、後述するように放電電流Ieを得るために必要な電
流であるが、Ifnは放出電流Ieにはまったく寄与し
ない無効な電流である。従来はこの無効電流Ifnのた
め、無効に電力を消費しているという問題があった。
However, when the number of elements is large, the small non-selection current becomes about the same as the current flowing through the selected element as a whole. In FIG. 22, the ratio of Ifr and Ifn is actually the same order. Ifr
Is a current necessary for obtaining the discharge current Ie as described later, while Ifn is an invalid current that does not contribute to the emission current Ie at all. Conventionally, there is a problem that power is consumed inactively due to the reactive current Ifn.

【0029】本発明は上記の問題に鑑みてなされたもの
であり、冷陰極素子により構成された電子放出素子を2
次元平面上に複数個配設した電子ビーム源を駆動する際
に、非駆動素子に流れる無効な電流の量を低減し、上記
電子ビーム源の駆動時における無効電力を低減すること
を目的とする。
The present invention has been made in view of the above problems, and has been described in connection with an electron-emitting device comprising a cold cathode device.
When driving a plurality of electron beam sources arranged on a two-dimensional plane, an object of the present invention is to reduce the amount of invalid current flowing through a non-driving element and reduce the reactive power when driving the electron beam source. .

【0030】[0030]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの本発明の一態様である電子源駆動装置は以下の構成
を備える。すなわち、複数の冷陰極素子が、複数の行方
向配線と複数の列方向配線によってマトリクス状に配線
された電子源の駆動装置であって、表示すべきラインの
画像データに基づいて非駆動電圧の印加形態を決定する
決定手段と、前記複数の行方向配線より前記表示すべき
ラインに対応する行方向配線を選択し、選択された行方
向配線に駆動電圧を印加する行走査手段と、前記決定手
段で決定された印加形態にて、前記行走査手段で選択さ
れなかった行方向配線に前記非駆動電圧を印加する非選
択行駆動手段と前記複数の列方向配線のそれぞれに前記
表示すべきラインの画像データに基づく駆動信号を印加
する列方向印加手段とを備える。
Means for Solving the Problems An electron source driving apparatus according to one aspect of the present invention for achieving the above object has the following configuration. That is, a driving device for an electron source in which a plurality of cold cathode elements are wired in a matrix by a plurality of row-direction wirings and a plurality of column-direction wirings, and a non-driving voltage based on image data of a line to be displayed. Determining means for determining an application mode; row scanning means for selecting a row-directional wiring corresponding to the line to be displayed from the plurality of row-directional wirings and applying a driving voltage to the selected row-directional wiring; A non-selected row driving unit that applies the non-driving voltage to the row direction wiring that is not selected by the row scanning unit, and the line to be displayed on each of the plurality of column direction wirings in the application mode determined by the unit. And a column direction applying means for applying a drive signal based on the image data.

【0031】[0031]

【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。
Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.

【0032】[第1の実施形態]以下に第1の実施形態
を説明するが、説明の便宜上、表示パネルの構成と製
法、電子放出素子の構造と製法、電気回路の構成の順で
話を進める。
[First Embodiment] The first embodiment will be described below. For convenience of explanation, the structure and the manufacturing method of the display panel, the structure and the manufacturing method of the electron-emitting device, and the structure of the electric circuit will be described in this order. Proceed.

【0033】(表示パネルの構成と製造法)まず、本発
明を適用可能な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。図1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。
(Configuration and Manufacturing Method of Display Panel) First, the configuration and manufacturing method of a display panel of an image display device to which the present invention can be applied will be described with reference to specific examples. FIG. 1 is a perspective view of a display panel used in the embodiment, in which a part of the panel is cut away to show the internal structure.

【0034】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。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。
In the figure, 1005 is a rear plate, 1006
Is a side wall, 1007 is a face plate, 1005
1007 form an airtight container for maintaining the inside of the display panel at a vacuum. When assembling an airtight container, it is necessary to seal the joints of each member to maintain sufficient strength and airtightness.For example, apply frit glass to the joints, and in air or nitrogen atmosphere, Sealing was achieved by baking at 400 to 500 degrees for 10 minutes or more. A method of evacuating the inside of the airtight container to a vacuum will be described later.

【0035】リアプレート1005には、基板1001
が固定されているが、該基板上には冷陰極素子1002
が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=1000以上
の数を設定することが望ましい。本実施形態において
は、N=3072,M=1024とした。)前記NxM
個の冷陰極素子は、M本の行方向配線1003とN本の
列方向配線1004により単純マトリクス配線されてい
る。前記、1001〜1004によって構成される部分
をマルチ電子ビーム源と呼ぶ。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。
The rear plate 1005 has a substrate 1001
Is fixed, but the cold cathode device 1002 is provided on the substrate.
Are formed N × M. (N and M are positive integers of 2 or more and are appropriately set according to the target number of display pixels. For example, in a display device for displaying high-definition television, N = 3000, M It is desirable to set a number equal to or greater than 1000. In the present embodiment, N = 3072 and M = 1024.)
The cold cathode elements are arranged in a simple matrix by M row-directional wirings 1003 and N column-directional wirings 1004. The portion constituted by 1001 to 1004 is called a multi-electron beam source. The manufacturing method and structure of the multi-electron beam source will be described later in detail.

【0036】本実施形態においては、気密容器のリアプ
レート1005にマルチ電子ビーム源の基板1001を
固定する構成としたが、マルチ電子ビーム源の基板10
01が十分な強度を有するものである場合には、気密容
器のリアプレートとしてマルチ電子ビーム源の基板10
01自体を用いてもよい。
In this embodiment, the substrate 1001 of the multi-electron beam source is fixed to the rear plate 1005 of the airtight container.
01 has sufficient strength, the substrate 10 of the multi-electron beam source is used as a rear plate of the hermetic container.
01 itself may be used.

【0037】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、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、たとえば図2
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。
On the lower surface of the face plate 1007, a fluorescent film 1008 is formed. Since the present embodiment is a color display device, the fluorescent film 1008 has C
Phosphors of three primary colors of red, green and blue used in the field of RT are separately applied. The phosphor of each color is, for example, as shown in FIG.
(A), a black conductor 1010 is provided between stripes of the fluorescent material. The purpose of providing the black conductor 1010 is to prevent the display color from shifting even if the electron beam irradiation position is slightly shifted, and to prevent the reflection of external light to prevent the display contrast from lowering. And preventing charge-up of the fluorescent film by the electron beam. Although graphite is used as a main component for the black conductor 1010, any other material may be used as long as it is suitable for the above purpose.

【0038】また、3原色の蛍光体の塗り分け方は図2
(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2(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。
FIG. 2 shows how to paint the three primary color phosphors.
The arrangement is not limited to the stripe arrangement shown in FIG. 2A, and may be, for example, a delta arrangement as shown in FIG. 2B or another arrangement. Note that when a monochrome display panel is manufactured, a single-color phosphor material may be used for the phosphor film 1008, and a black conductive material is not necessarily used.

【0039】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。
A metal back 1009 known in the field of CRTs is provided on the surface of the fluorescent film 1008 on the rear plate side.
Is provided. The purpose of providing the metal back 1009 is
A part of the light emitted from the fluorescent film 1008 is specularly reflected to improve the light utilization rate, or the fluorescent film 1008
8 to protect it, to act as an electrode for applying an electron beam acceleration voltage, and to act as a conductive path for excited electrons of the fluorescent film 1008. The metal back 1009 was formed by forming a fluorescent film 1008 on the face plate substrate 1007, smoothing the surface of the fluorescent film, and vacuum-depositing Al thereon.
Note that when a fluorescent material for low voltage is used for the fluorescent film 1008, the metal back 1009 is not used.

【0040】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。
Although not used in the present embodiment, for the purpose of applying an acceleration voltage and improving the conductivity of the fluorescent film, a transparent material made of, for example, ITO is provided between the face plate substrate 1007 and the fluorescent film 1008. Electrodes may be provided.

【0041】また、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。Dx1〜DxMはマルチ電子ビーム源の行方向配線10
03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1
009と電気的に接続している。
Dx1 to DxM, Dy1 to DyN, and Hv are electric connection terminals having an airtight structure provided for electrically connecting the display panel to an electric circuit (not shown). Dx1 to DxM are the row wirings 10 of the multi-electron beam source.
03, Dy1 to DyN are the column direction wirings 1004 of the multi-electron beam source, and Hv is the metal back 1 of the face plate.
009 electrically.

【0042】また、気密容器内部を真空に排気するに
は、気密容器を組み立てた後、不図示の排気管と真空ポ
ンプとを接続し、気密容器内を10のマイナス7乗[T
orr]程度の真空度まで排気する。その後、排気管を
封止するが、気密容器内の真空度を維持するために、封
止の直前あるいは封止後に気密容器内の所定の位置にゲ
ッター膜(不図示)を形成する。ゲッター膜とは、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]
の真空度に維持される。
In order to evacuate the inside of the hermetic container to a vacuum, after assembling the hermetic container, an exhaust pipe (not shown) and a vacuum pump are connected, and the inside of the hermetic container is raised to 10 −7 [T
orr]. Thereafter, the exhaust pipe is sealed, but a getter film (not shown) is formed at a predetermined position in the airtight container immediately before or after the sealing in order to maintain the degree of vacuum in the airtight container. The getter film is, for example, a film formed by heating and depositing a getter material containing Ba as a main component by a heater or high-frequency heating,
Due to the adsorbing action of the getter film, the inside of the airtight container is 1 × 10 −5 or 1 × 10 −7 [Torr].
Is maintained at a vacuum degree.

【0043】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。
The basic configuration and manufacturing method of the display panel according to the embodiment of the present invention have been described above.

【0044】(マルチ電子ビーム源の製造方法)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、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。したがって、たとえば表面
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。
(Method of Manufacturing Multi-Electron Beam Source)
A method for manufacturing the multi-electron beam source used for the display panel of the embodiment will be described. The material, shape, and manufacturing method of the cold cathode device are not limited as long as the multi-electron beam source used for the image display device of the present invention is an electron source in which cold cathode devices are arranged in a simple matrix. Therefore, for example, a cold cathode device such as a surface conduction type emission device, an FE type, or an MIM type can be used.

【0045】ただし、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もとでは、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。す
なわち、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、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
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。
However, under the circumstances where a display device having a large display screen and an inexpensive display device is required, among these cold cathode devices, a surface conduction type emission device is particularly preferable. That is, in the FE type, since the relative position and shape of the emitter cone and the gate electrode greatly affect the electron emission characteristics, extremely high-precision manufacturing technology is required, but this achieves a large area and a reduction in manufacturing cost. Is a disadvantageous factor. In the case of the MIM type, it is necessary to make the thicknesses of the insulating layer and the upper electrode thin and uniform, which is also a disadvantageous factor in achieving a large area and a reduction in manufacturing cost. On the other hand, since the surface conduction electron-emitting device has a relatively simple manufacturing method, it is easy to increase the area and reduce the manufacturing cost. In addition, the inventors have found that among the surface conduction electron-emitting devices, those in which the electron-emitting portion or its peripheral portion is formed of a fine particle film have particularly excellent electron-emitting characteristics and can be easily manufactured. Therefore, it can be said that it is most suitable for use in a multi-electron beam source of a high-luminance, large-screen image display device. Therefore, in the display panel of the above embodiment, a surface conduction electron-emitting device in which the electron-emitting portion or its peripheral portion is formed of a fine particle film is used. Therefore, the basic configuration, manufacturing method and characteristics of a suitable surface conduction electron-emitting device will be described first, and then the structure of a multi-electron beam source in which many devices are arranged in a simple matrix will be described.

【0046】(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。
(Suitable Device Configuration and Manufacturing Method of Surface Conduction Emission Device) A typical configuration of a surface conduction electron-emitting device in which an electron-emitting portion or its peripheral portion is formed from a fine particle film is a flat type or a vertical type. Kinds are given.

【0047】(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3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。
(Planar surface conduction electron-emitting device) First, the structure and manufacturing method of a plane surface conduction electron-emitting device will be described. FIG. 3 shows a plan view (a) and a cross-sectional view (b) for explaining the configuration of a planar surface conduction electron-emitting device. In the figure, 1101 is a substrate, 1102 and 1
103, a device electrode; 1104, a conductive thin film; 1105, an electron-emitting portion formed by an energization forming process;
Reference numeral 13 denotes a thin film formed by the activation process.

【0048】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。
As the substrate 1101, for example, various glass substrates such as quartz glass and blue plate glass, various ceramics substrates such as alumina, or an insulating layer made of, for example, SiO 2 is laminated on the various substrates described above. Substrate or the like can be used.

【0049】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In2 O3 −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。
The device electrodes 1102 and 1103 provided on the substrate 1101 so as to be parallel to the substrate surface are formed of a conductive material. For example, N
i, Cr, Au, Mo, W, Pt, Ti, Cu, Pd,
The material may be appropriately selected from metals such as Ag and the like, alloys of these metals, metal oxides such as In 2 O 3 —SnO 2, and semiconductors such as polysilicon. An electrode can be easily formed by using a combination of a film forming technique such as vacuum evaporation and a patterning technique such as photolithography and etching. However, the electrode can be formed by other methods (for example, printing technique). I can't wait.

【0050】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。
The shapes of the device electrodes 1102 and 1103 are appropriately designed according to the application purpose of the electron-emitting device.
Generally, the electrode spacing L is usually designed by selecting an appropriate value from the range of several hundreds of angstroms to several hundreds of micrometers. It is in the range of ten micrometers. Further, regarding the thickness d of the device electrode,
Usually, an appropriate numerical value is selected from the range of several hundred angstroms to several micrometers.

【0051】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。
A fine particle film is used for the conductive thin film 1104. The fine particle film mentioned here is a film containing many fine particles as a constituent element (including an island-shaped aggregate).
I mean If you examine the microparticle film microscopically, usually
A structure in which the individual fine particles are spaced apart, a structure in which the fine particles are adjacent to each other, or a structure in which the fine particles overlap each other is observed.

【0052】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。
The particle size of the fine particles used in the fine particle film is in the range of several Angstroms to several thousand Angstroms, and preferably in the range of 10 Angstroms to 200 Angstroms. Further, the thickness of the fine particle film is appropriately set in consideration of various conditions described below. That is, the device electrode 11
02, or 1103, conditions necessary for satisfactorily performing energization forming described later, conditions necessary for setting the electric resistance of the fine particle film itself to an appropriate value described later. , And so on.

【0053】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。
More specifically, it is set within the range of several Angstroms to several thousand Angstroms, and the most preferable is between 10 Angstroms and 500 Angstroms.

【0054】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 ,In2 O3 ,PbO,Sb2 O3 ,などをはじ
めとする酸化物や、HfB2 ,ZrB2 ,LaB6 ,C
eB6 ,YB4 ,GdB4 ,などをはじめとする硼化物
や、TiC,ZrC,HfC,TaC,SiC,WC,
などをはじめとする炭化物や、TiN,ZrN,Hf
N,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。
Materials that can be used to form the fine particle film include, for example, Pd, Pt, Ru, Ag,
Au, Ti, In, Cu, Cr, Fe, Zn, Sn, T
a, W, Pb, and other metals, PdO, S
Oxides such as nO2, In2 O3, PbO, Sb2 O3, etc .; HfB2, ZrB2, LaB6, C
Borides such as eB6, YB4, GdB4, etc., TiC, ZrC, HfC, TaC, SiC, WC,
And other carbides, TiN, ZrN, Hf
Nitrides such as N, etc., semiconductors such as Si, Ge, etc., carbon, and the like are listed, and are appropriately selected from these.

【0055】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。
As described above, the conductive thin film 1104 is formed of a fine particle film.
It was set to be included in the range of 10 3 to 10 7 [Ohm / sq].

【0056】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3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。
The conductive thin film 1104 and the device electrode 11
Since it is desirable that the wires 02 and 1103 be electrically connected well, they have a structure in which a part of each overlaps with the other. In the example of FIG. 3, the layers are stacked in the order of the substrate, the device electrode, and the conductive thin film from the bottom, but in some cases, the substrate, the conductive thin film, and the device electrode are stacked in the order of the bottom. I can't wait.

【0057】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3においては模式的に示した。
The electron-emitting portion 1105 is a crack-like portion formed in a part of the conductive thin film 1104, and has a higher electrical property than the surrounding conductive thin film. The crack is formed by performing a later-described energization forming process on the conductive thin film 1104. Fine particles having a particle size of several Angstroms to several hundred Angstroms may be arranged in the crack. Since it is difficult to accurately and accurately show the actual position and shape of the electron-emitting portion, they are schematically shown in FIG.

【0058】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。
The thin film 1113 is a thin film made of carbon or a carbon compound, and covers the electron emitting portion 1105 and its vicinity. The thin film 1113 is formed by performing an energization activation process described later after the energization forming process.

【0059】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。
The thin film 1113 is made of any one of single crystal graphite, polycrystal graphite, and amorphous carbon, or a mixture thereof, and has a thickness of 500 [angstrom] or less, but 300 [angstrom] or less. Is more preferred.

【0060】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3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111
3の一部を除去した素子を図示した。
Since it is difficult to precisely show the actual position and shape of the thin film 1113, it is schematically shown in FIG. Further, in the plan view (a), the thin film 111 is formed.
The device from which a part of 3 is removed is shown.

【0061】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。
The basic structure of the preferred element has been described above. In the embodiment, the following element is used.

【0062】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。ま
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100[マイクロメータ]とした。
That is, a soda lime glass was used for the substrate 1101, and a Ni thin film was used for the device electrodes 1102 and 1103. The thickness d of the device electrode was 1000 [angstrom], and the electrode interval L was 2 [micrometer]. Pd or PdO is used as the main material of the fine particle film, and the thickness of the fine particle film is about 100 [angstrom].
The width W was 100 [micrometers].

【0063】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4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3と同一である。
Next, a description will be given of a method of manufacturing a suitable flat surface conduction electron-emitting device. (A) to (d) of FIG.
Is a cross-sectional view for explaining a manufacturing process of the surface conduction electron-emitting device, and the notation of each member is the same as in FIG.

【0064】1)まず、図4(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。
1) First, as shown in FIG. 4A, device electrodes 1102 and 1103 are formed on a substrate 1101.

【0065】形成するにあたっては、あらかじめ基板1
101を洗剤、純水、有機溶剤を用いて十分に洗浄後、
素子電極の材料を堆積させる。(堆積する方法として
は、たとえば、蒸着法やスパッタ法などの真空成膜技術
を用ればよい。)その後、堆積した電極材料を、フォト
リソグラフィー・エッチング技術を用いてパターニング
し、(a)に示した一対の素子電極(1102と110
3)を形成する。
In forming, the substrate 1
After sufficiently washing 101 with a detergent, pure water and an organic solvent,
The material of the device electrode is deposited. (As a deposition method, for example, a vacuum film forming technique such as a vapor deposition method or a sputtering method may be used.) Thereafter, the deposited electrode material is patterned by using a photolithography / etching technique, and as shown in FIG. The illustrated pair of device electrodes (1102 and 110)
Form 3).

【0066】2)次に、同図(b)に示すように、導電
性薄膜1104を形成する。
2) Next, a conductive thin film 1104 is formed as shown in FIG.

【0067】形成するにあたっては、まず前記(a)の
基板に有機金属溶液を塗布して乾燥し、加熱焼成処理し
て微粒子膜を成膜した後、フォトリソグラフィー・エッ
チングにより所定の形状にパターニングする。ここで、
有機金属溶液とは、導電性薄膜に用いる微粒子の材料を
主要元素とする有機金属化合物の溶液である。(具体的
には、本実施形態では主要元素としてPdを用いた。ま
た、実施形態では塗布方法として、ディッピング法を用
いたが、それ以外の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。
In the formation, first, an organic metal solution is applied to the substrate (a), dried, heated and baked to form a fine particle film, and then patterned into a predetermined shape by photolithography and etching. . here,
The organic metal solution is a solution of an organic metal compound containing a material of fine particles used for the conductive thin film as a main element. (Specifically, in the present embodiment, Pd is used as a main element. In the embodiment, a dipping method is used as a coating method, but other methods such as a spinner method and a spray method may be used.) In addition, as a method for forming a conductive thin film made of a fine particle film, other than the method of applying the organometallic solution used in the present embodiment, for example, a vacuum evaporation method, a sputtering method, or a chemical vapor deposition method may be used. Sometimes used.

【0068】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。
3) Next, as shown in FIG. 7C, a forming power supply 1110 supplies the device electrodes 1102 and 1102 with each other.
3, an appropriate voltage is applied, and an energization forming process is performed to form the electron-emitting portion 1105.

【0069】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。
The energization forming treatment is to energize the conductive thin film 1104 made of a fine particle film, and to appropriately break, deform, or alter a part of the conductive thin film 1104 to change into a structure suitable for emitting electrons. This is the process that causes A portion of the conductive thin film made of a fine particle film that has been changed to a structure suitable for emitting electrons (that is, the electron emitting portion 110
In 5), an appropriate crack is formed in the thin film.
Note that the electrical resistance measured between the device electrodes 1102 and 1103 is significantly increased after the formation of the electron emission portions 1105 as compared to before the formation.

【0070】通電方法をより詳しく説明するために、図
5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1
111で計測した。
FIG. 5 shows an example of an appropriate voltage waveform applied from the forming power supply 1110 in order to explain the energization method in more detail. When forming a conductive thin film made of a fine particle film, a pulse-like voltage is preferable. In the case of this embodiment, a triangular wave pulse having a pulse width T1 is continuously generated at a pulse interval T2 as shown in FIG. Was applied. At that time, the peak value Vpf of the triangular wave pulse was sequentially increased. Also, monitor pulses Pm for monitoring the state of formation of the electron-emitting portion 1105 are inserted at appropriate intervals between the triangular-wave pulses, and the current flowing at that time is measured by the ammeter 1.
It was measured at 111.

【0071】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1×10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。
In the embodiment, for example, in a vacuum atmosphere of about 10 to the fifth power [torr], for example, the pulse width T1 is 1 [millisecond], the pulse interval T2 is 10 [millisecond], and the peak value Vpf is The voltage was increased by 0.1 [V] for each pulse. Then, the monitor pulse Pm was inserted at a rate of one every time five triangular waves were applied. The monitor pulse voltage Vpm was set to 0.1 [V] so as not to adversely affect the forming process. Then, when the electric resistance between the device electrodes 1102 and 1103 becomes 1 × 10 6 [ohm], that is, the current measured by the ammeter 1111 at the time of application of the monitor pulse is 1 × 10 −7 [A When the following conditions were reached, the energization related to the forming process was terminated.

【0072】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。
The above method is a preferable method for the surface conduction electron-emitting device of the present embodiment. For example, the design of the surface conduction electron-emitting device, such as the material and film thickness of the fine particle film or the distance L between the device electrodes, is changed. In such a case, it is desirable to appropriately change the energization conditions accordingly.

【0073】4)次に、図4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。
4) Next, as shown in FIG. 4D, an appropriate voltage is applied between the element electrodes 1102 and 1103 from the activating power supply 1112, and the energizing activation process is performed to perform electron emission. Improve characteristics.

【0074】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。
The energization activation process is a process of energizing the electron emitting portion 1105 formed by the energization forming process under appropriate conditions to deposit carbon or a carbon compound in the vicinity thereof. (In the figure, a deposit made of carbon or a carbon compound is schematically shown as a member 1113.) By performing the activation process, the emission current at the same applied voltage is typically smaller than that before the activation. Specifically, it can be increased by 100 times or more.

【0075】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。
Specifically, 10 minus 4th power to 1
By applying a voltage pulse periodically in a vacuum atmosphere within the range of 0 to the fifth power [torr], carbon or a carbon compound originating from an organic compound existing in the vacuum atmosphere is deposited. The deposit 1113 is any of single crystal graphite, polycrystalline graphite, and amorphous carbon, or a mixture thereof, and has a thickness of 500.
[Angstrom] or less, more preferably 300 [angstrom] or less.

【0076】通電方法をより詳しく説明するために、図
6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。
FIG. 6A shows an example of an appropriate voltage waveform applied from the activation power supply 1112 in order to explain the energization method in more detail. In the present embodiment, the energization activation process is performed by periodically applying a rectangular wave having a constant voltage, but specifically, the voltage Vac of the rectangular wave is 14 [V],
The pulse width T3 is 1 [millisecond], and the pulse interval T4 is 10
[Milliseconds]. Note that the above-described energization conditions are preferable conditions for the surface conduction electron-emitting device of the present embodiment,
When the design of the surface conduction electron-emitting device is changed, it is desirable to appropriately change the conditions accordingly.

【0077】図4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6(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。
An anode electrode 1114 shown in FIG. 4D is for capturing an emission current Ie emitted from the surface conduction electron-emitting device, and is connected to a DC high voltage power supply 1115 and an ammeter 1116. (Note that the substrate 1101
When the activation process is performed after the display panel is incorporated into the display panel, the phosphor screen of the display panel is connected to the anode electrode 1114.
Used as While the voltage is applied from the activation power supply 1112, the emission current Ie is measured by the ammeter 1116 to monitor the progress of the energization activation process.
12 is controlled. An example of the emission current Ie measured by the ammeter 1116 is shown in FIG.
When the pulse voltage starts to be applied from 112, the emission current Ie increases with time, but eventually saturates and hardly increases. As described above, when the emission current Ie is substantially saturated, the application of the voltage from the activation power supply 1112 is stopped, and the energization activation process ends.

【0078】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。
The above-mentioned energization conditions are preferable conditions for the surface conduction electron-emitting device of the present embodiment, and when the design of the surface conduction electron-emitting device is changed, the conditions should be changed accordingly. desirable.

【0079】以上のようにして、図4(e)に示す平面
型の表面伝導型放出素子を製造した。
As described above, the planar surface conduction electron-emitting device shown in FIG. 4E was manufactured.

【0080】(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。
(Vertical Type Surface Conduction Emission Element) Next, another typical structure of a surface conduction type emission element in which the electron emission portion or its periphery is formed of a fine particle film, that is, a vertical type surface conduction emission device. The configuration of the element will be described.

【0081】図7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、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。
FIG. 7 is a schematic cross-sectional view for explaining the basic structure of the vertical type. In FIG.
02 and 1203 are device electrodes, 1206 is a step forming member,
Reference numeral 1204 denotes a conductive thin film using a fine particle film, 1205 denotes an electron-emitting portion formed by an energization forming process, 121
Reference numeral 3 denotes a thin film formed by the activation process.

【0082】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3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。
The difference between the vertical type and the flat type described above is that one of the device electrodes (1202) is provided on the step forming member 1206, and the conductive thin film 1204 is provided on the side surface of the step forming member 1206. It is in the point of coating. Therefore, the element electrode interval L in the planar type shown in FIG.
Is the step height L of the step forming member 1206 in the vertical type.
s. In addition, the substrate 1201, the element electrode 1
202 and 1203, conductive thin film 1 using fine particle film
204, the materials listed in the description of the planar type can be used in the same manner. For the step forming member 1206, an electrically insulating material such as SiO2 is used.

【0083】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8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7と
同一である。
Next, a method for manufacturing a vertical surface conduction electron-emitting device will be described. FIGS. 8A to 8F are cross-sectional views for explaining a manufacturing process, and the notation of each member is the same as that in FIG.

【0084】1)まず、図8(a)に示すように、基板
1201上に素子電極1203を形成する。
1) First, as shown in FIG. 8A, an element electrode 1203 is formed on a substrate 1201.

【0085】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。
2) Next, as shown in FIG. 8B, an insulating layer for forming a step forming member is laminated. The insulating layer may be formed by laminating SiO2 by sputtering, for example, but other film forming methods such as vacuum deposition or printing may be used.

【0086】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。
3) Next, as shown in FIG. 9C, an element electrode 1202 is formed on the insulating layer.

【0087】4)次に、同図(d)に示すように、絶縁
層の一部を、たとえばエッチング法を用いて除去し、素
子電極1203を露出させる。
4) Next, as shown in FIG. 9D, a part of the insulating layer is removed by using, for example, an etching method to expose the element electrode 1203.

【0088】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。
5) Next, as shown in FIG. 9E, a conductive thin film 1204 using a fine particle film is formed. For the formation, as in the case of the flat type, a film forming technique such as a coating method may be used.

【0089】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
4(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)。
6) Next, as in the case of the flat type, the energization forming process is performed to form an electron emission portion (the same process as the flat type energization forming process described with reference to FIG. 4C). Just do it.)

【0090】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4(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)。
7) Next, similarly to the case of the above-mentioned planar type, an activation process is performed to deposit carbon or a carbon compound in the vicinity of the electron emitting portion (the planar type energizing described with reference to FIG. 4D). The same processing as the activation processing may be performed).

【0091】以上のようにして、図8(f)に示す垂直
型の表面伝導型放出素子を製造した。
As described above, a vertical surface conduction electron-emitting device shown in FIG. 8F was manufactured.

【0092】(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。
(Characteristics of Surface Conduction Emission Element Used in Display Device) The element structure and manufacturing method of the planar type and the vertical surface conduction type emission element have been described above. Next, the characteristics of the element used in the display device will be described. Is described.

【0093】図9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。
FIG. 9 shows typical examples of (emission current Ie) versus (device applied voltage Vf) characteristics and (device current If) versus (device applied voltage Vf) characteristics of the device used in the display device. . Note that the emission current Ie is significantly smaller than the element current If, and it is difficult to show them on the same scale. In addition, these characteristics are changed by changing design parameters such as the size and shape of the element. Therefore, each of the two graphs is shown in arbitrary units.

【0094】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。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I
e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。第二に、放出電流Ieは素子に印加する電圧Vfに
依存して変化するため、電圧Vfで放出電流Ieの大き
さを制御できる。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。
The element used for the display device has the following three characteristics regarding the emission current Ie. Primarily,
When a voltage higher than a certain voltage (hereinafter referred to as a threshold voltage Vth) is applied to the element, the emission current Ie sharply increases. On the other hand, when the voltage is lower than the threshold voltage Vth, the emission current Ie is increased.
e is hardly detected. That is, it is a non-linear element having a clear threshold voltage Vth with respect to the emission current Ie. Second, since the emission current Ie changes depending on the voltage Vf applied to the element, the magnitude of the emission current Ie can be controlled by the voltage Vf. Third, since the response speed of the current Ie emitted from the element with respect to the voltage Vf applied to the element is high, the amount of charge of electrons emitted from the element can be controlled by the length of time during which the voltage Vf is applied.

【0095】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。
Because of the above-described characteristics, the surface conduction electron-emitting device can be suitably used for a display device. For example, in a display device in which a large number of elements are provided corresponding to pixels of a display screen, if the first characteristic is used, display can be performed by sequentially scanning the display screen. That is,
The driving element has a threshold voltage Vt according to a desired light emission luminance.
h or higher, and a voltage lower than the threshold voltage Vth is applied to the non-selected elements. By sequentially switching the elements to be driven, the display screen can be sequentially scanned and displayed.

【0096】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。
Further, since the emission luminance can be controlled by using the second characteristic or the third characteristic, a gradation display can be performed.

【0097】(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。
(Structure of a multi-electron beam source in which a large number of elements are arranged in a simple matrix) Next, a structure of a multi-electron beam source in which the above-mentioned surface conduction electron-emitting elements are arranged on a substrate and arranged in a simple matrix will be described.

【0098】図10に示すのは、前記図1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3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。
FIG. 10 is a plan view of the multi-electron beam source used for the display panel of FIG. On the substrate, surface conduction type emission elements similar to those shown in FIG. 3 are arranged, and these elements are wired in a simple matrix by row-direction wiring electrodes 1003 and column-direction wiring electrodes 1004. An insulating layer (not shown) is formed between the row-directional wiring electrodes 1003 and the column-directional wiring electrodes 1004 where they intersect, so that electrical insulation is maintained.

【0099】図10のA−A’に沿った断面を、図11
に示す。
FIG. 11 is a sectional view taken along the line AA ′ of FIG.
Shown in

【0100】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。
Incidentally, the multi-electron source having such a structure is as follows.
After previously forming a row direction wiring electrode 1003, a column direction wiring electrode 1004, an interelectrode insulating layer (not shown), and a device electrode and a conductive thin film of a surface conduction electron-emitting device on a substrate,
Row direction wiring electrode 1003 and column direction wiring electrode 1004
The device was manufactured by supplying power to each element through the device and performing an energization forming process and an energization activation process.

【0101】(マルチ電子ビーム源を駆動するための駆
動回路)次に,本実施形態の特徴的な構成であるところ
の駆動回路について詳細に説明する。なお、本実施形態
においては走査方法を線順次走査とする。また、一水平
走査時間(1H)内の電子放出期間を変調信号の時間幅
で制御することで蛍光体の発光総量を制御し、表示画像
の階調表現を行う。本実施形態の特徴は、線順次走査で
一行ずつ画像を表示する際に、非選択行の行方向配線に
対して後述する補正信号を印加することである。この補
正信号により、非選択行の冷陰極素子において消費され
る無効電流を低減し、表示パネル内で消費される電力を
少なくするという目的を達成する。
(Drive Circuit for Driving Multi-Electron Beam Source) Next, a drive circuit which is a characteristic configuration of the present embodiment will be described in detail. In the present embodiment, the scanning method is line-sequential scanning. Further, by controlling the electron emission period within one horizontal scanning time (1H) by the time width of the modulation signal, the total light emission amount of the phosphor is controlled, and the gradation of the display image is expressed. A feature of the present embodiment is that when an image is displayed line by line in line-sequential scanning, a correction signal described later is applied to the row direction wiring of the non-selected row. With this correction signal, the purpose of reducing the reactive current consumed in the cold-cathode elements in the non-selected rows and reducing the power consumed in the display panel is achieved.

【0102】図12は本実施形態におけるマルチ電子源
および画像表示装置の駆動方法を説明するための図であ
る。本実施形態では行方向素子数M=1000、列方向
素子数N=3000の例について説明する。
FIG. 12 is a diagram for explaining a driving method of the multi-electron source and the image display device in the present embodiment. In the present embodiment, an example in which the number of row-direction elements M = 1000 and the number of column-direction elements N = 3000 will be described.

【0103】図12において、101は行方向配線、1
02は列方向配線、103は冷陰極素子である。各配線
の端部にかかれているVx1〜VxMはそれぞれ1行目
からM行目までの行方向配線の端部に印加する電圧、V
y1〜VyNはそれぞれ1行目からN行目までの列方向
配線の端部に印加する電圧を表わしている。
In FIG. 12, reference numeral 101 denotes a row-direction wiring,
02 is a column direction wiring, and 103 is a cold cathode element. Vx1 to VxM applied to the ends of the respective wirings are voltages applied to the ends of the row direction wirings from the first row to the Mth row, respectively.
y1 to VyN represent voltages applied to the ends of the column-directional wirings from the first row to the Nth row, respectively.

【0104】行方向配線に印加する電圧Vx1〜Vx
M、列方向配線に印加する電圧Vy1〜VyNのタイム
チャートを図13に示す。図13では、期間Kにおいて
1行目の冷陰極素子、期間K+1では2行目、期間K+
2では3行目の冷陰極素子にしきい値電圧Vth以上の
電圧を印加して、1行毎に冷陰極素子から電子を放出さ
せる場合の電圧印加のタイミング例が示されている。
Voltages Vx1 to Vx Applied to Row Direction Wiring
FIG. 13 shows a time chart of M and the voltages Vy1 to VyN applied to the column wiring. In FIG. 13, the cold cathode elements in the first row in the period K, the second row in the period K + 1, and the period K +
FIG. 2 shows an example of voltage application timing when a voltage equal to or higher than the threshold voltage Vth is applied to the third row of cold cathode elements and electrons are emitted from the cold cathode elements for each row.

【0105】期間Kでは、1行目の冷陰極素子を駆動す
るため、Vx1に−Vth(本実施形態ではVth=7
Vとなるように冷陰極素子を設計した)を印加し、各列
方向配線に画像信号に対応した時間幅を有する変調信号
(波高値=+Vth)を印加する。また、非選択行であ
る2,3行目以降の行方向配線には、後述する補正信号
(波高値+Vth)を印加する。なお、他の非選択行の
行方向配線に対しても、これと同じ補正信号を印加す
る。補正信号は、各列方向配線に印加する変調信号(も
しくは画像信号)に所定の処理を施して作成された補正
量に基づく信号で、波高値は前述したように+Vthで
あり、時間幅は表示する行の画像信号を反映している。
In the period K, Vx1 is set to -Vth (Vth = 7 in this embodiment) in order to drive the cold cathode elements in the first row.
V is applied, and a modulation signal (peak value = + Vth) having a time width corresponding to the image signal is applied to each column wiring. Further, a correction signal (peak value + Vth), which will be described later, is applied to the row-direction wirings of the second and third rows that are non-selected rows. Note that the same correction signal is applied to the row direction wirings of the other unselected rows. The correction signal is a signal based on a correction amount created by performing a predetermined process on a modulation signal (or an image signal) applied to each column-directional wiring. The peak value is + Vth as described above, and the time width is displayed. This reflects the image signal of the row to be read.

【0106】図22によって前述したように、非選択行
の冷陰極素子では、非選択行に印加する電圧と各列方向
配線に印加する変調信号との電位差が生じると無効電流
が流れてしまい無効に電力を消費してしまう。このた
め、非選択行に0Vを印加する一般的な駆動方法では無
効な電力が生じる。これに対して、図13のタイムチャ
ートのように非選択行に対して補正信号を印加すれば、
補正信号も変調信号も波高値は等しくVthであるた
め、各期間の初めの状態ではお互いの間で電位差は生じ
ない。電位差が生じるのは補正信号がVth〜0Vに立
ち下がるときか、変調信号がVthから0Vに立ち下が
るときのいずれかである。なお、各素子に生じる電位差
の方向は、各列方向配線に印加する変調信号の時間幅
と、補正信号の時間幅の長さに関係していて、この電位
差の生じる方向に従って無効電流が流れることになる。
As described above with reference to FIG. 22, in the cold-cathode devices in the non-selected rows, when a potential difference between the voltage applied to the non-selected rows and the modulation signal applied to each column-direction wiring occurs, an invalid current flows, and Consumes power. For this reason, invalid power is generated in a general driving method in which 0 V is applied to a non-selected row. On the other hand, if a correction signal is applied to a non-selected row as shown in the time chart of FIG.
Since the peak value of both the correction signal and the modulation signal is equal to Vth, there is no potential difference between them at the beginning of each period. The potential difference occurs when the correction signal falls from Vth to 0V or when the modulation signal falls from Vth to 0V. The direction of the potential difference generated in each element is related to the time width of the modulation signal applied to each column direction wiring and the length of the time width of the correction signal, and the reactive current flows according to the direction in which the potential difference occurs. become.

【0107】各列方向配線に印加する変調信号の時間幅
をτ1〜τN、補正信号の時間幅とTとすると非選択行
の冷陰極素子で消費される無効電力P(T)は次の(1)
式で表わすことができる。
Assuming that the time width of the modulation signal applied to each column direction wiring is τ1 to τN and the time width of the correction signal is T, the reactive power P (T) consumed by the cold cathode elements in the non-selected rows is as follows: 1)
It can be expressed by an equation.

【0108】[0108]

【数1】 (Equation 1)

【0109】ただし上式において、Wは一つの冷陰極素
子にしきい値電圧Vthを印加したときに消費される電
力で、Mは行方向の素子数である。なお、表示パネル内
には非常にたくさんの冷陰極素子が配置されているがそ
れらの特性はほぼ均一である。
In the above equation, W is the power consumed when the threshold voltage Vth is applied to one cold cathode element, and M is the number of elements in the row direction. Although a large number of cold cathode devices are arranged in the display panel, their characteristics are almost uniform.

【0110】この無効電力P(T)は行方向配線数Mにも
依存するため、表示パネル内の素子数(行方向)が多く
なるほど大きくなる。従って、行方向素子数が多い表示
パネルほど、補正信号によって無効電力を少なくする効
果は大きくなる。
Since the reactive power P (T) also depends on the number M of wirings in the row direction, it increases as the number of elements (row direction) in the display panel increases. Therefore, the effect of reducing the reactive power by the correction signal is greater for a display panel having a larger number of row direction elements.

【0111】無効電力P(T)を減らすためには式(1)
ができるだけ小さくするように補正信号の時間幅Tを決
定すれば良い。補正信号としてパルスを印加せずに非選
択行の行方向配線をグランド電位とした場合と比較する
と、その比率Rは次の(2)式のように表すことができ
る。
To reduce the reactive power P (T), equation (1)
May be determined so that the time width T of the correction signal is as small as possible. Compared with a case where the row direction wiring of the non-selected row is set to the ground potential without applying a pulse as a correction signal, the ratio R can be expressed as the following equation (2).

【0112】[0112]

【数2】 (Equation 2)

【0113】ある動画データに対して、前記した式
(1)が小さくなるように補正信号の時間幅を定めたと
ころ、無効電力の大きさは平均して従来の場合のおよそ
48%になった。全体としては、無効電力が減少したこ
とにより、平均して従来の場合の1割強消費電力を省い
て駆動できた。
When the time width of the correction signal is determined so that the above equation (1) becomes smaller for a certain moving image data, the magnitude of the reactive power is on average about 48% of the conventional case. . As a whole, since the reactive power was reduced, it was possible to drive the motor without consuming, on average, more than 10% of the power consumption in the conventional case.

【0114】非選択行で消費される無効電力と選択行の
冷陰極素子で消費される実効電力との比率は表示パネル
内の冷陰極素子の数が多いほど、すなわち高精細である
程大きくなる。従って本実施形態の表示パネル(M=1
000,N=3000)よりも高精細である表示パネル
においてはさらに省電力化が期待できる。
The ratio between the reactive power consumed in the non-selected rows and the effective power consumed in the cold cathode elements in the selected row increases as the number of cold cathode elements in the display panel increases, that is, as the definition increases. . Therefore, the display panel of this embodiment (M = 1
(N, 3,000) can be expected to save more power.

【0115】(補正信号の作成方法)次に、上記第1の
実施形態で述べた補正信号の作成方法と具体的な駆動方
法について述べる。補正信号の時間幅Tとしては式
(1)を最小とする値が最適である。しかるに、式
(1)を最少とするような時間幅Tを算出することは非
常に多くの繰り返し演算を行わなければならない。そこ
で、以下で述べる、補正量算出回路において演算を簡単
化し、リアルタイムに適切な補正量、すなわち補正信号
の時間幅Tを決定する。
(Method of Creating Correction Signal) Next, a method of creating the correction signal described in the first embodiment and a specific driving method will be described. As the time width T of the correction signal, a value that minimizes Expression (1) is optimal. However, calculating the time width T that minimizes the expression (1) requires a large number of repetitive calculations. Therefore, the calculation in the correction amount calculation circuit described below is simplified, and an appropriate correction amount, that is, a time width T of the correction signal is determined in real time.

【0116】図14は、本実施形態の画像表示装置を説
明するための図である。図14に沿って信号の流れを説
明する。
FIG. 14 is a diagram for explaining the image display device of the present embodiment. The signal flow will be described with reference to FIG.

【0117】まずNTSC信号などの映像信号はデコー
ダ121に入力される。デコーダ121は、ここには図
示しないが、映像中間周波数回路や、映像検波回路、同
期分離回路、A/D変換回路などから構成されていて、
同期信号Syncとディジタルな画像信号R,G,Bを
出力する。ここで、同期信号Syncは、垂直同期信号
と水平同期信号とを含み、またR,G,Bは赤、緑、青
の各色についての輝度データを含んでいる。
First, a video signal such as an NTSC signal is input to the decoder 121. Although not shown here, the decoder 121 includes a video intermediate frequency circuit, a video detection circuit, a synchronization separation circuit, an A / D conversion circuit, and the like.
It outputs a synchronization signal Sync and digital image signals R, G, and B. Here, the synchronization signal Sync includes a vertical synchronization signal and a horizontal synchronization signal, and R, G, and B include luminance data for each of red, green, and blue.

【0118】タイミング制御回路123はデータより供
給される同期信号に基づいて、各部の動作タイミングを
調整するためのタイミング信号を発生する。タイミング
制御回路123から各部へのタイミング信号の流れは図
14中、点線矢印で表わした。
The timing control circuit 123 generates a timing signal for adjusting the operation timing of each section based on the synchronization signal supplied from the data. The flow of the timing signal from the timing control circuit 123 to each unit is indicated by a dotted arrow in FIG.

【0119】データ配列変換回路122はデコーダから
供給される3原色の輝度データ(R,G,B)を表示パ
ネルの画素配列に合わせて配列し、シリアルなディジタ
ル信号Dataとして出力する。データ配列変換回路1
22から出力されたディジタル画像信号Dataは、タ
イミング制御回路から供給されるタイミング信号に基づ
いてS/P変換回路124と補正量算出回路128に順
次蓄えられる。
The data arrangement conversion circuit 122 arranges the luminance data (R, G, B) of the three primary colors supplied from the decoder in accordance with the pixel arrangement of the display panel, and outputs it as a serial digital signal Data. Data array conversion circuit 1
The digital image signal Data output from 22 is sequentially stored in the S / P conversion circuit 124 and the correction amount calculation circuit 128 based on the timing signal supplied from the timing control circuit.

【0120】補正信号の時間幅に対応する補正量は、1
水平期間毎に補正量算出回路128で演算される。図1
5は補正量算出回路128の詳細な構成を示すブロック
図である。図15に示すように、補正量算出回路128
は、平均値算出回路201、中央値検出回路202、S
/P変換回路203、1ラインメモリ204、CPU2
05を備えている。
The correction amount corresponding to the time width of the correction signal is 1
The correction amount is calculated by the correction amount calculation circuit 128 every horizontal period. FIG.
5 is a block diagram showing a detailed configuration of the correction amount calculation circuit 128. As shown in FIG. 15, the correction amount calculation circuit 128
Are average value calculation circuit 201, median value detection circuit 202, S
/ P conversion circuit 203, one-line memory 204, CPU2
05.

【0121】補正量算出回路128による補正量の算出
手順について図16のフローチャートを参照しながら説
明する。
The calculation procedure of the correction amount by the correction amount calculation circuit 128 will be described with reference to the flowchart of FIG.

【0122】データ配列変換回路122から転送された
ディジタル画像信号Dataは、補正量算出回路128
内で平均値算出回路201、中央値検出回路202、S
/P変換回路203に並列に入力される。
The digital image signal Data transferred from the data array conversion circuit 122 is converted into a correction amount calculation circuit 128
, Average value calculation circuit 201, median value detection circuit 202, S
The signal is input to the / P conversion circuit 203 in parallel.

【0123】S/P変換回路203ではシリアルに転送
されてくるディジタル信号Dataを蓄積し、1水平期
間分のディジタル信号の転送が終了すると、1ラインメ
モリ204に1水平ライン分のデータを転送する(ステ
ップS100、S110)。
The S / P conversion circuit 203 accumulates the digital signal Data transferred serially and transfers the data for one horizontal line to the one-line memory 204 when the transfer of the digital signal for one horizontal period is completed. (Steps S100, S110).

【0124】平均値算出回路201は、1水平期間内の
ディジタル画像信号の平均値を演算する回路である。平
均値算出回路201では、シリアルにDataが転送さ
れるのにともなってDataの加算が行われる。そし
て、1水平期間分のディジタル画像信号Dataが転送
されるが終了するのと略同時にその平均値を算出し出力
する(ステップS101)。
The average value calculation circuit 201 is a circuit for calculating the average value of the digital image signal within one horizontal period. In the average value calculation circuit 201, Data is added as Data is serially transferred. Then, the digital image signal Data for one horizontal period is transferred, but the average value is calculated and output almost simultaneously with the end of the transfer (step S101).

【0125】中央値検出回路202は、1水平期間内の
ディジタル画像信号の中央値を検出する回路である。こ
のような中央値を検出する回路の構成は当業者には明ら
かであるので、回路構成の図示はしないが、マルチプレ
クサと256個のカウンタ(ただし、0〜255の値を
とる8ビット画像データの場合)とコンパレータによっ
て構成される。そして、1水平期間分のディジタル画像
信号Dataの転送が終了するのと略同時にディジタル
画像信号Dataの中央値を検出する(ステップS10
2)。なお、本実施形態の中では画像信号Dataの中
央値とは、一水平期間内の画像信号Dataの分布図を
作成したときにその分布図の中で最も頻度が多い値のこ
とを指すものとする。
The median value detection circuit 202 is a circuit for detecting the median value of a digital image signal within one horizontal period. Since the configuration of such a circuit for detecting the median value is obvious to those skilled in the art, the circuit configuration is not shown, but a multiplexer and 256 counters (however, 8-bit image data having a value of 0 to 255 are used). Case) and a comparator. At about the same time when the transfer of the digital image signal Data for one horizontal period ends, the median value of the digital image signal Data is detected (step S10).
2). Note that, in the present embodiment, the median value of the image signal Data indicates the most frequent value in the distribution map when the distribution map of the image signal Data in one horizontal period is created. I do.

【0126】以上のようにして平均値算出回路201及
び中央値検出回路202によって平均値、中央値が演算
されると、CPU205はそれらの値と1ラインメモリ
204に蓄えられているディジタル画像信号Dataと
を読み込む。そして、平均値、中央値それぞれについて
上記の式(1)の演算を行い(ステップS103)、式
(1)の値が小さくなる方を補正量として選択する(ス
テップS104)。こうして選択された補正量は、走査
信号発生回路129に転送される(ステップS10
5)。
When the average value and the median value are calculated by the average value calculation circuit 201 and the median value detection circuit 202 as described above, the CPU 205 calculates these values and the digital image signal Data stored in the one-line memory 204. And read. Then, the calculation of the above equation (1) is performed for each of the average value and the median value (step S103), and the smaller value of the equation (1) is selected as the correction amount (step S104). The correction amount thus selected is transferred to the scanning signal generation circuit 129 (step S10).
5).

【0127】図14において、走査信号発生回路129
は、画像を表示するタイミングに合わせて、表示パネル
が内蔵するマルチ電子ビーム源を順次走査していくため
の走査信号を発生するための回路である。具体的には表
示パネルの端子Dx1〜DxMのうち、選択している行
方向配線に選択信号Vsを、それ以外の非選択行の行方
向配線には、補正演算回路128で算出された補正量に
対応した時間幅を持つ補正信号Vnsを出力する。
In FIG. 14, scanning signal generation circuit 129
Is a circuit for generating a scanning signal for sequentially scanning a multi-electron beam source incorporated in the display panel in accordance with the timing of displaying an image. Specifically, among the terminals Dx1 to DxM of the display panel, the selection signal Vs is applied to the selected row direction wiring, and the correction amount calculated by the correction operation circuit 128 is applied to the other non-selected row direction wirings. And outputs a correction signal Vns having a time width corresponding to.

【0128】一方、1ラインメモリ125の出力はパル
ス幅変調回路126の入力に接続されている。パルス幅
変調回路126は1ラインメモリ125から供給される
データに対応したパルス幅をもつ変調制御信号D1〜D
Nを出力する。パルス幅変調回路126はおもにカウン
タやラッチによって構成されていて、タイミング制御回
路から供給されるタイミングに合わせてカウントを行い
1ラインメモリから供給されるディジタル映像信号に対
応した時間幅を持つパルス幅変調信号に変換する回路で
ある。
On the other hand, the output of the one-line memory 125 is connected to the input of the pulse width modulation circuit 126. The pulse width modulation circuit 126 has modulation control signals D1 to D having pulse widths corresponding to data supplied from the one-line memory 125.
N is output. The pulse width modulation circuit 126 mainly includes a counter and a latch, counts in accordance with the timing supplied from the timing control circuit, and has a pulse width modulation having a time width corresponding to the digital video signal supplied from the one-line memory. It is a circuit that converts it into a signal.

【0129】変調信号電圧変換回路127ではパルス幅
変調回路126から供給されるパルス幅変調信号D1〜
DNを表示パネルを駆動するのに最適な電圧レベルに変
換する回路である。また、表示パネル130には図中に
示すようにHv端子があり、高圧Vaが印加されてい
る。
In the modulation signal voltage conversion circuit 127, the pulse width modulation signals D1 to D1 supplied from the pulse width modulation circuit 126 are output.
This is a circuit for converting DN to a voltage level optimal for driving the display panel. The display panel 130 has an Hv terminal as shown in the figure, and a high voltage Va is applied.

【0130】表示パネルの各行方向配線、列方向配線に
印加される電圧のタイムチャートを表わすと前述の図1
3のようになる。選択信号、補正信号、変調信号は図1
3に示されるように、1水平走査期間内で見るとどれも
立ち上がりが同期した矩形波となる。選択信号は略1水
平走査期間の時間幅を持った、波高値−Vthの矩形波
であり、各列方向配線に印加される変調信号はそれぞれ
表示する行の画像データに対応したパルス幅を有する、
波高値+Vthの矩形波である。また、本実施形態の特
徴的な信号であるところの、非選択行の行方向配線に印
加する補正信号は、表示している行の画像信号に前述し
た演算を施して作成した補正量に対応した時間幅Tを有
する、波高値+Vthの矩形波である。
FIG. 1 shows a time chart of the voltage applied to each row-direction wiring and column-direction wiring of the display panel.
It looks like 3. The selection signal, correction signal and modulation signal are shown in FIG.
As shown in FIG. 3, when viewed within one horizontal scanning period, all of the waveforms become rectangular waves whose rising edges are synchronized. The selection signal is a rectangular wave of a peak value -Vth having a time width of about one horizontal scanning period, and the modulation signal applied to each column direction wiring has a pulse width corresponding to the image data of the displayed row. ,
This is a rectangular wave having a peak value + Vth. The correction signal applied to the row direction wiring of the non-selected row, which is a characteristic signal of the present embodiment, corresponds to the correction amount created by performing the above-described calculation on the image signal of the displayed row. Is a rectangular wave having a peak value + Vth having the specified time width T.

【0131】このような回路構成で表示パネルを駆動し
たところ前述したように無効電力が低減し、表示パネル
で消費される電力は、従来の駆動回路で駆動する場合と
比較して平均して10%強削減することができた。この
低減できる電力の量の平均値は表示パネルの設計仕様は
もちろんであるが、表示する画像によって当然変わって
くる。しかしながら、本結果は発明者らがいくつかの画
像に対して本画像表示装置の消費電力を測定した結果と
して得られたものである。よって、異なる画像信号に対
して同じ測定をした場合においては、低減できる値は多
少変化することが考えられるけれども、課題で述べた従
来の例のように補正信号を印加しない場合よりも電力を
節減できることを本発明者らは確認している。
When the display panel is driven with such a circuit configuration, the reactive power is reduced as described above, and the power consumed by the display panel is on average 10 times less than when driven by the conventional drive circuit. % Could be reduced. The average value of the amount of power that can be reduced naturally depends on the image to be displayed, not to mention the design specifications of the display panel. However, the present results were obtained as a result of the inventors measuring the power consumption of the present image display device for some images. Therefore, when the same measurement is performed for different image signals, the value that can be reduced may slightly change, but the power is saved more than when the correction signal is not applied as in the conventional example described in the problem. The present inventors have confirmed that this is possible.

【0132】以上説明したように上記第1及び第2の実
施形態によれば、マルチ電子源およびその応用である画
像表示装置を駆動した際に、非選択行に配置されている
冷陰極素子で消費される無効電力を節減することができ
る。その結果としてマルチ電子源駆動装置および画像表
示装置全体での消費電力を低減することができる。な
お、上記実施形態ではパルス幅変調によって階調表現を
行うため、補正量算出回路128は非選択行に印加され
る補正信号の適切な時間幅を設定するがこれに限らな
い。例えば、電子放出素子に印加する電圧値によって階
調を表現するような場合にも本発明を適用できることは
明らかである。この場合、補正量算出回路128は、1
ライン分の画像データに基づいて補正信号として適切な
電圧値を設定することになる。
As described above, according to the first and second embodiments, when driving the multi-electron source and the image display device to which the multi-electron source is applied, the cold cathode devices arranged in the non-selected rows are used. The consumed reactive power can be saved. As a result, it is possible to reduce the power consumption of the multi-electron source driving device and the entire image display device. In the above embodiment, since the gradation expression is performed by the pulse width modulation, the correction amount calculation circuit 128 sets an appropriate time width of the correction signal applied to the non-selected row, but is not limited thereto. For example, it is apparent that the present invention can be applied to a case where a gray scale is expressed by a voltage value applied to an electron-emitting device. In this case, the correction amount calculation circuit 128
An appropriate voltage value is set as a correction signal based on the image data for the line.

【0133】(本実施形態によるディスプレイパネルの
応用例)図23は、前記説明の表面伝導型放出素子を電
子ビーム源として用いたディスプレイパネルに、たとえ
ばテレビジョン放送をはじめとする種々の画像情報源よ
り提供される画像情報を表示できるように構成した多機
能表示装置の一例を示すための図である。図中、210
0はディスプレイパネル、2101はディスプレイパネ
ルの駆動回路、2102はディスプレイコントローラ、
2103はマルチプレクサ、2104はデコーダ、21
05は入出力インターフェース回路、2106はCP
U、2107は画像生成回路、2108および2109
および2110は画像メモリインターフェース回路、2
111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。
(Application Example of Display Panel According to the Present Embodiment) FIG. 23 shows a display panel using the surface conduction electron-emitting device described above as an electron beam source, and various image information sources such as television broadcasting. FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a multi-function display device configured to display image information provided by the multi-function display device. In the figure, 210
0 is a display panel, 2101 is a display panel driving circuit, 2102 is a display controller,
2103 is a multiplexer, 2104 is a decoder, 21
05 is an input / output interface circuit, 2106 is a CP
U and 2107 are image generation circuits, 2108 and 2109
And 2110 are image memory interface circuits, 2
111 is an image input interface circuit, 2112 and 2113 are TV signal receiving circuits, and 2114 is an input unit.

【0134】なお、本表示装置は、たとえばテレビジョ
ン信号のように映像情報と音声情報の両方を含む信号を
受信する場合には、当然映像の表示と同時に音声を再生
するものであるが、本発明の特徴と直接関係しない音声
情報の受信,分離,再生,処理,記憶などに関する回路
やスピーカなどについては説明を省略する。以下、画像
信号の流れに沿って各部の機能を説明していく。
When the present display device receives a signal containing both video information and audio information, such as a television signal, it naturally reproduces the audio simultaneously with the display of the video. Descriptions of circuits, speakers, and the like relating to reception, separation, reproduction, processing, storage, and the like of audio information that are not directly related to the features of the invention are omitted. Hereinafter, the function of each unit will be described along the flow of the image signal.

【0135】まず、TV信号受信回路2113は、たと
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、
たとえば、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(たとえばMUSE方式をはじ
めとするいわゆる高品位TV)は、大面積化や大画素数
化に適した前記ディスプレイパネルの利点を生かすのに
好適な信号源である。TV信号受信回路2113で受信
されたTV信号は、デコーダ2104に出力される。
First, the TV signal receiving circuit 2113 is a circuit for receiving a TV image signal transmitted using a wireless transmission system such as radio waves or spatial optical communication.
The type of TV signal to be received is not particularly limited,
For example, various systems such as the NTSC system, the PAL system, and the SECAM system may be used. A TV signal (for example, a so-called high-definition TV such as the MUSE system) composed of a larger number of scanning lines is suitable for taking advantage of the display panel suitable for a large area and a large number of pixels. Signal source. The TV signal received by the TV signal receiving circuit 2113 is output to the decoder 2104.

【0136】また、TV信号受信回路2112は、たと
えば同軸ケーブルや光ファイバーなどのような有線伝送
系を用いて伝送されるTV画像信号を受信するための回
路である。前記TV信号受信回路2113と同様に、受
信するTV信号の方式は特に限られるものではなく、ま
た本回路で受信されたTV信号もデコーダ2104に出
力される。
The TV signal receiving circuit 2112 is a circuit for receiving a TV image signal transmitted using a wired transmission system such as a coaxial cable or an optical fiber. As with the TV signal receiving circuit 2113, the type of the TV signal to be received is not particularly limited, and the TV signal received by this circuit is also output to the decoder 2104.

【0137】また、画像入力インターフェース回路21
11は、たとえば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。
The image input interface circuit 21
Reference numeral 11 denotes a circuit for receiving an image signal supplied from an image input device such as a TV camera or an image reading scanner.
Is output to

【0138】また、画像メモリインターフェース回路2
110は、ビデオテープレコーダ(以下VTRと略す)
に記憶されている画像信号を取り込むための回路で、取
り込まれた画像信号はデコーダ2104に出力される。
The image memory interface circuit 2
110 is a video tape recorder (hereinafter abbreviated as VTR)
Is a circuit for capturing the image signal stored in the decoder 2104. The captured image signal is output to the decoder 2104.

【0139】また、画像メモリインターフェース回路2
109は、ビデオディスクに記憶されている画像信号を
取り込むための回路で、取り込まれた画像信号はデコー
ダ2104に出力される。
The image memory interface circuit 2
Reference numeral 109 denotes a circuit for capturing an image signal stored in the video disk, and the captured image signal is output to the decoder 2104.

【0140】また、画像メモリインターフェース回路2
108は、いわゆる静止画ディスクのように、静止画像
データを記憶している装置から画像信号を取り込むため
の回路で、取り込まれた静止画像データはデコーダ21
04に出力される。
The image memory interface circuit 2
Reference numeral 108 denotes a circuit for taking in an image signal from a device that stores still image data, such as a so-called still image disk.
04 is output.

【0141】また、入出力インターフェース回路210
5は、本表示装置と、外部のコンピュータもしくはコン
ピュータネットワークもしくはプリンタなどの出力装置
とを接続するための回路である。画像データや文字デー
タ・図形情報の入出力を行うのはもちろんのこと、場合
によっては本表示装置の備えるCPU2106と外部と
の間で制御信号や数値データの入出力などを行うことも
可能である。
The input / output interface circuit 210
Reference numeral 5 denotes a circuit for connecting the present display device to an external computer, a computer network, or an output device such as a printer. In addition to inputting and outputting image data, character data, and graphic information, control signals and numerical data can be input and output between the CPU 2106 included in the display device and the outside in some cases. .

【0142】また、画像生成回路2107は、前記入出
力インターフェース回路2105を介して外部から入力
される画像データや文字・図形情報や、あるいはCPU
2106より出力される画像データや文字・図形情報に
基づき表示用画像データを生成するための回路である。
本回路の内部には、たとえば画像データや文字・図形情
報を蓄積するための書き換え可能メモリや、文字コード
に対応する画像パターンが記憶されている読みだし専用
メモリや、画像処理を行うためのプロセッサなどをはじ
めとして画像の生成に必要な回路が組み込まれている。
本回路により生成された表示用画像データは、デコーダ
2104に出力されるが、場合によっては前記入出力イ
ンターフェース回路2105を介して外部のコンピュー
タネットワークやプリンタ入出力することも可能であ
る。
The image generation circuit 2107 is provided with image data, character / graphic information input from the outside via the input / output interface circuit 2105, or a CPU.
A circuit for generating display image data based on the image data and character / graphic information output from 2106.
The circuit includes a rewritable memory for storing, for example, image data and character / graphic information, a read-only memory for storing image patterns corresponding to character codes, and a processor for performing image processing. Circuits necessary for generating an image, such as those described above, are incorporated.
The display image data generated by this circuit is output to the decoder 2104, but may be input / output to an external computer network or a printer via the input / output interface circuit 2105 in some cases.

【0143】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。
The CPU 2106 mainly performs operations related to operation control of the display device and generation, selection, and editing of a display image.

【0144】たとえば、マルチプレクサ2103に制御
信号を出力し、ディスプレイパネルに表示する画像信号
を適宜選択したり組み合わせたりする。また、その際に
は表示する画像信号に応じてディスプレイパネルコント
ローラ2102に対して制御信号を発生し、画面表示周
波数や走査方法(たと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。
For example, a control signal is output to multiplexer 2103, and image signals to be displayed on the display panel are appropriately selected or combined. In this case, a control signal is generated for the display panel controller 2102 in accordance with the image signal to be displayed, and the display frequency, the scanning method (for example, interlaced or non-interlaced), the number of scanning lines on one screen, and the like are displayed. The operation of the device is appropriately controlled.

【0145】また、前記画像生成回路2107に対して
画像データや文字・図形情報を直接出力したり、あるい
は前記入出力インターフェース回路2105を介して外
部のコンピュータやメモリをアクセスして画像データや
文字・図形情報を入力する。
Further, image data and character / graphic information are directly output to the image generating circuit 2107, or an external computer or memory is accessed via the input / output interface circuit 2105 to access the image data or character / graphic information. Enter graphic information.

【0146】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。たとえ
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。
The CPU 2106 may, of course, be involved in work for other purposes. For example, it may directly relate to a function of generating and processing information, such as a personal computer or a word processor.

【0147】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、たと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。
Alternatively, the computer may be connected to an external computer network via the input / output interface circuit 2105 as described above, and operations such as numerical calculation may be performed in cooperation with an external device.

【0148】また、入力部2114は、前記CPU21
06に使用者が命令やプログラム、あるいはデータなど
を入力するためのものであり、たと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。
The input unit 2114 is connected to the CPU 21.
06 is for the user to input commands, programs, data, and the like. For example, in addition to a keyboard and a mouse, a joystick, a barcode reader,
Various input devices such as a voice recognition device can be used.

【0149】また、デコーダ2104は、前記2107
ないし2113より入力される種々の画像信号を3原色
信号、または輝度信号とI信号,Q信号に逆変換するた
めの回路である。なお、同図中に点線で示すように、デ
コーダ2104は内部に画像メモリを備えるのが望まし
い。これは、たとえばMUSE方式をはじめとして、逆
変換するに際して画像メモリを必要とするようなテレビ
信号を扱うためである。また、画像メモリを備えること
により、静止画の表示が容易になる、あるいは前記画像
生成回路2107およびCPU2106と協同して画像
の間引き,補間,拡大,縮小,合成をはじめとする画像
処理や編集が容易に行えるようになるという利点が生ま
れるからである。
Also, the decoder 2104 has the
And 2113 are circuits for inversely converting various image signals inputted from 2113 into three primary color signals or luminance signals and I and Q signals. It is to be noted that the decoder 2104 desirably includes an image memory therein, as indicated by a dotted line in FIG. This is for handling a television signal that requires an image memory when performing inverse conversion, such as the MUSE method. Further, the provision of the image memory facilitates the display of a still image, or enables image processing and editing including image thinning, interpolation, enlargement, reduction, and synthesis in cooperation with the image generation circuit 2107 and the CPU 2106. This is because there is an advantage that it can be easily performed.

【0150】また、マルチプレクサ2103は、前記C
PU2106より入力される制御信号に基づき表示画像
を適宜選択するものである。すなわち、マルチプレクサ
2103はデコーダ2104から入力される逆変換され
た画像信号のうちから所望の画像信号を選択して駆動回
路2101に出力する。その場合には、一画面表示時間
内で画像信号を切り替えて選択することにより、いわゆ
る多画面テレビのように、一画面を複数の領域に分けて
領域によって異なる画像を表示することも可能である。
The multiplexer 2103 is connected to the C
A display image is appropriately selected based on a control signal input from the PU 2106. That is, the multiplexer 2103 selects a desired image signal from the inversely converted image signals input from the decoder 2104 and outputs the selected image signal to the drive circuit 2101. In that case, by switching and selecting an image signal within one screen display time, it is possible to divide one screen into a plurality of areas and display different images depending on the areas, as in a so-called multi-screen TV. .

【0151】また、ディスプレイパネルコントローラ2
102は、前記CPU2106より入力される制御信号
に基づき駆動回路2101の動作を制御するための回路
である。
The display panel controller 2
Reference numeral 102 denotes a circuit for controlling the operation of the drive circuit 2101 based on a control signal input from the CPU 2106.

【0152】まず、ディスプレイパネルの基本的な動作
にかかわるものとして、たとえばディスプレイパネルの
駆動用電源(図示せず)の動作シーケンスを制御するた
めの信号を駆動回路2101に対して出力する。また、
ディスプレイパネルの駆動方法に関わるものとして、た
とえば画面表示周波数や走査方法(たとえばインターレ
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。
First, as a signal related to the basic operation of the display panel, for example, a signal for controlling an operation sequence of a driving power supply (not shown) for the display panel is output to the driving circuit 2101. Also,
A signal for controlling, for example, a screen display frequency and a scanning method (for example, interlaced or non-interlaced) related to the display panel driving method is output to the driving circuit 2101.

【0153】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。
In some cases, a control signal related to image quality adjustment such as brightness, contrast, color tone, and sharpness of a display image may be output to the drive circuit 2101.

【0154】また、駆動回路2101は、ディスプレイ
パネル2100に印加する駆動信号を発生するための回
路であり、前記マルチプレクサ2103から入力される
画像信号と、前記ディスプレイパネルコントローラ21
02より入力される制御信号に基づいて動作するもので
ある。
The drive circuit 2101 is a circuit for generating a drive signal to be applied to the display panel 2100. The drive circuit 2101 is a circuit for generating an image signal input from the multiplexer 2103 and the display panel controller 21.
02 operates based on a control signal input from the control unit 02.

【0155】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ディスプレイパネル2
100に表示する事が可能である。すなわち、テレビジ
ョン放送をはじめとする各種の画像信号はデコーダ21
04において逆変換された後、マルチプレクサ2103
において適宜選択され、駆動回路2101に入力され
る。一方、ディスプレイコントローラ2102は、表示
する画像信号に応じて駆動回路2101の動作を制御す
るための制御信号を発生する。駆動回路2101は、上
記画像信号と制御信号に基づいてディスプレイパネル2
100に駆動信号を印加する。これにより、ディスプレ
イパネル2100において画像が表示される。これらの
一連の動作は、CPU2106により統括的に制御され
る。
The function of each section has been described above. With the configuration illustrated in FIG. 23, the display device according to the present embodiment can display image information input from various image information sources on the display panel 2.
100 can be displayed. That is, various image signals including television broadcasting are transmitted to the decoder 21.
After the inverse conversion at 04, the multiplexer 2103
And is input to the driving circuit 2101 as appropriate. On the other hand, the display controller 2102 generates a control signal for controlling the operation of the drive circuit 2101 according to the image signal to be displayed. The drive circuit 2101 controls the display panel 2 based on the image signal and the control signal.
100 is applied with a drive signal. Accordingly, an image is displayed on display panel 2100. These series of operations are totally controlled by the CPU 2106.

【0156】また、本表示装置においては、前記デコー
ダ2104に内蔵する画像メモリや、画像生成回路21
07およびCPU2106が関与することにより、単に
複数の画像情報の中から選択したものを表示するだけで
なく、表示する画像情報に対して、たとえば拡大,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。
Further, in the present display device, the image memory built in the decoder 2104, the image generation circuit 21
07 and the CPU 2106 involve not only displaying a selected one of a plurality of pieces of image information but also enlarging, reducing, rotating, moving, edge emphasizing, thinning out, and interpolating the displayed image information. , Color conversion,
It is also possible to perform image processing such as image aspect ratio conversion and the like, and image editing such as combining, erasing, connecting, exchanging, and fitting. Although not specifically mentioned in the description of the present embodiment, a dedicated circuit for processing and editing audio information may be provided as in the above-described image processing and image editing.

【0157】したがって、本表示装置は、テレビジョン
放送の表示機器,テレビ会議の端末機器,静止画像およ
び動画像を扱う画像編集機器,コンピュータの端末機
器,ワードプロセッサをはじめとする事務用端末機器,
ゲーム機などの機能を一台で兼ね備える事が可能で、産
業用あるいは民生用として極めて応用範囲が広い。
Therefore, the present display device is a television broadcast display device, a video conference terminal device, an image editing device that handles still and moving images, a computer terminal device, an office terminal device including a word processor,
It can be equipped with the functions of a game machine etc. by one unit, and has a very wide application range for industrial or consumer use.

【0158】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ディスプレイパネルを用いた表示
装置の構成の一例を示したにすぎず、これのみに限定さ
れるものではない事は言うまでもない。たとえば、図2
3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。たと
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。
FIG. 23 shows only an example of the configuration of a display device using a display panel using a surface conduction electron-emitting device as an electron beam source, and the present invention is not limited to this. Needless to say. For example, FIG.
Circuits related to functions unnecessary for the purpose of use among the three components may be omitted. Conversely, additional components may be added depending on the purpose of use. For example, when the present display device is applied as a video phone, it is preferable to add a transmission / reception circuit including a television camera, an audio microphone, an illuminator, and a modem to the components.

【0159】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ディスプレイパネルが
容易に薄形化できるため、表示装置全体の奥行きを小さ
くすることが可能である。それに加えて、表面伝導型放
出素子を電子ビーム源とするディスプレイパネルは大画
面化が容易で輝度が高く視野角特性にも優れるため、本
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。
In the present display device, in particular, a display panel using a surface conduction electron-emitting device as an electron beam source can be easily made thin, so that the depth of the entire display device can be reduced. In addition, the display panel using surface conduction electron-emitting devices as the electron beam source can easily enlarge the screen, and has high brightness and excellent viewing angle characteristics. It is possible to display well.

【0160】[0160]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
冷陰極素子により構成された電子放出素子を2次元平面
上に複数個配設した電子源を駆動する際に、非駆動素子
に流れる無効な電流の量を低減し、上記電子源の駆動時
における無効電力が低減される。
As described above, according to the present invention,
When driving an electron source in which a plurality of electron-emitting devices constituted by cold cathode devices are arranged on a two-dimensional plane, the amount of invalid current flowing through the non-driving device is reduced, Reactive power is reduced.

【0161】[0161]

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】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。
FIG. 1 is a perspective view of an image display apparatus according to an embodiment of the present invention, in which a part of a display panel is cut away.

【図2】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。
FIG. 2 is a plan view illustrating a phosphor array of a face plate of the display panel.

【図3】(a)は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、(b)はその断面図である。
FIG. 3A is a plan view of a planar type surface conduction electron-emitting device used in the embodiment, and FIG. 3B is a cross-sectional view thereof.

【図4】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。
FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating a manufacturing process of the planar surface-conduction emission type electron-emitting device.

【図5】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。
FIG. 5 is a diagram showing an applied voltage waveform at the time of energization forming processing.

【図6】(a)は通電活性化処理の際の印加電圧波形を
示す図、(b)は放電電流Ieの変化を示す図である。
FIG. 6A is a diagram showing an applied voltage waveform at the time of an energization activation process, and FIG. 6B is a diagram showing a change in a discharge current Ie.

【図7】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。
FIG. 7 is a sectional view of a vertical surface conduction electron-emitting device used in the embodiment.

【図8】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。
FIG. 8 is a sectional view showing a manufacturing process of a vertical surface conduction electron-emitting device.

【図9】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。
FIG. 9 is a view showing typical characteristics of the surface conduction electron-emitting device used in the embodiment.

【図10】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。
FIG. 10 is a plan view of a substrate of the multi-electron beam source used in the embodiment.

【図11】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。
FIG. 11 is a partial cross-sectional view of a substrate of the multi-electron beam source used in the embodiment.

【図12】実施形態で用いた表示装置における電子源の
マトリクス配線を示す図である。
FIG. 12 is a diagram showing a matrix wiring of an electron source in the display device used in the embodiment.

【図13】実施形態で用いた駆動信号のタイミングチャ
ートである。
FIG. 13 is a timing chart of a drive signal used in the embodiment.

【図14】実施形態で用いた駆動回路の構成を示すブロ
ック図である。
FIG. 14 is a block diagram illustrating a configuration of a drive circuit used in the embodiment.

【図15】実施形態で用いた補正量算出回路の構成を示
すブロック図である。
FIG. 15 is a block diagram illustrating a configuration of a correction amount calculation circuit used in the embodiment.

【図16】実施形態で用いた補正量算出のフローチャー
トである。
FIG. 16 is a flowchart of a correction amount calculation used in the embodiment.

【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。
FIG. 17 is a view showing an example of a conventionally known surface conduction electron-emitting device.

【図18】従来知られたFEの一例を示す図である。FIG. 18 is a diagram showing an example of a conventionally known FE.

【図19】従来知られたMIM型の一例を示す図であ
る。
FIG. 19 is a diagram showing an example of a conventionally known MIM type.

【図20】発明者らが試みた課題の発生した電子放出素
子の配線方法を説明する図である。
FIG. 20 is a diagram illustrating a wiring method of an electron-emitting device in which a problem that the inventors have attempted has occurred.

【図21】従来のパルス幅変調駆動方式を説明するため
のタイミングチャートである。
FIG. 21 is a timing chart for explaining a conventional pulse width modulation driving method.

【図22】本発明の課題を説明するための図である。FIG. 22 is a diagram for explaining the problem of the present invention.

【図23】本発明の実施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。
FIG. 23 is a block diagram of a multi-function image display device using the image display device according to the embodiment of the present invention.

Claims (15)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 複数の冷陰極素子が、複数の行方向配線
と複数の列方向配線によってマトリクス状に配線された
電子源の駆動装置であって、表示すべきラインの画像デ
ータに基づいて非駆動電圧の印加形態を決定する決定手
段と、前記複数の行方向配線より前記表示すべきライン
に対応する行方向配線を選択し、選択された行方向配線
に駆動電圧を印加する行走査手段と、前記決定手段で決
定された印加形態にて、前記行走査手段で選択されなか
った行方向配線に前記非駆動電圧を印加する非選択行駆
動手段と前記複数の列方向配線のそれぞれに前記表示す
べきラインの画像データに基づく駆動信号を印加する列
方向印加手段と、を備えることを特徴とする電子源駆動
装置。
1. An electron source driving device in which a plurality of cold cathode devices are wired in a matrix by a plurality of row-direction wirings and a plurality of column-direction wirings, wherein the driving device operates based on image data of a line to be displayed. Determining means for determining a driving voltage application form; row scanning means for selecting a row wiring corresponding to the line to be displayed from the plurality of row wirings and applying a driving voltage to the selected row wiring. And a display unit configured to apply the non-driving voltage to the row-direction wiring not selected by the row scanning unit in the application mode determined by the determination unit, and to display the display on each of the plurality of column-direction wirings. And a column direction applying means for applying a drive signal based on image data of a line to be driven.
【請求項2】 前記複数の行方向配線の各々が画像の一
水平走査に対応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。
2. The electron source driving device according to claim 1, wherein each of the plurality of row direction wirings corresponds to one horizontal scan of an image.
【請求項3】 前記列方向印加手段は、前記表示すべき
ラインの画像データに対応した時間幅と所定の波高値を
有する変調信号を生成し、これを駆動信号として前記複
数の列方向配線のそれぞれに印加するものであり、前記
決定手段は、前記非駆動電圧の印加形態としてその印加
時間を決定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。
3. The column direction applying means generates a modulation signal having a time width corresponding to the image data of the line to be displayed and a predetermined peak value, and uses the modulation signal as a drive signal for the plurality of column direction wirings. 2. The electron source driving device according to claim 1, wherein each of the non-driving voltages is applied, and the determining unit determines an application time of the non-driving voltage as an application form.
【請求項4】 前記非駆動電圧は、前記変調信号とほぼ
同一の極性、波高値を有することを特徴とする請求項3
に記載の電子源駆動装置。
4. The non-driving voltage has substantially the same polarity and crest value as the modulation signal.
3. The electron source driving device according to claim 1.
【請求項5】 前記決定手段は、各列方向配線に印加さ
れる前記変調信号の時間幅と前記印加時間の差の絶対値
の和が最少となるように該印加時間を決定することを特
徴とする請求項3に記載の電子源駆動装置。
5. The determination means determines the application time such that the sum of the absolute value of the difference between the time width of the modulation signal applied to each column direction wiring and the application time is minimized. The electron source driving device according to claim 3, wherein
【請求項6】 前記決定手段は、各列方向配線に印加さ
れる前記変調信号の時間幅の平均値を前記印加時間とし
て決定することを特徴とする請求項3に記載の電子源駆
動装置。
6. The electron source driving device according to claim 3, wherein the determination unit determines an average value of a time width of the modulation signal applied to each column direction wiring as the application time.
【請求項7】 前記決定手段は、各列方向配線に印加さ
れる前記変調信号のうちの、もっとも頻度の多い時間幅
を前記印加時間として決定することを特徴とする請求項
3に記載の電子源駆動装置。
7. The electronic device according to claim 3, wherein the determination unit determines, as the application time, a most frequent time width among the modulation signals applied to each column direction wiring. Source drive.
【請求項8】 前記決定手段は、前記表示すべきライン
の画像データの平均値を算出し、該平均値に基づいて前
記印加形態を決定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。
8. The electron source according to claim 1, wherein the determination unit calculates an average value of the image data of the line to be displayed, and determines the application mode based on the average value. Drive.
【請求項9】 前記決定手段は、前記表示すべきライン
の画像データの中で頻度の最も多い値を抽出し、抽出さ
れた値に基づいて前記印加形態を決定することを特徴と
する請求項1に記載の電子源駆動装置。
9. The method according to claim 1, wherein the determining unit extracts a value having the highest frequency from the image data of the line to be displayed, and determines the application mode based on the extracted value. 2. The electron source driving device according to 1.
【請求項10】 前記印加形態が前記非駆動電圧の電圧
値であることを特徴とする請求項1に記載の電子源駆動
装置。
10. The electron source driving device according to claim 1, wherein the application form is a voltage value of the non-driving voltage.
【請求項11】 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1乃至10のいずれかに
記載の電子源駆動装置。
11. The electron source driving device according to claim 1, wherein said cold cathode device is a surface conduction electron-emitting device.
【請求項12】 複数の冷陰極素子が、複数の行方向配
線と複数の列方向配線によってマトリクス状に配線され
た電子源の駆動方法であって、表示すべきラインの画像
データに基づいて非駆動電圧の印加形態を決定する決定
工程と、前記複数の行方向配線より前記表示すべきライ
ンに対応する行方向配線を選択し、選択された行方向配
線に駆動電圧を印加する行走査工程と、前記決定工程で
決定された印加形態にて、前記行走査工程において選択
されなかった行方向配線に前記非駆動電圧を印加する非
選択行駆動工程と前記複数の列方向配線のそれぞれに前
記表示すべきラインの画像データに基づく駆動信号を印
加する列方向印加工程と、を備えることを特徴とする電
子源駆動方法。
12. A method for driving an electron source in which a plurality of cold cathode devices are wired in a matrix by a plurality of row-direction wirings and a plurality of column-direction wirings, wherein a non-cold cathode device is driven based on image data of a line to be displayed. A determining step of determining a driving voltage application mode, and a row scanning step of selecting a row direction wiring corresponding to the line to be displayed from the plurality of row direction wirings and applying a driving voltage to the selected row direction wiring; A non-selected row driving step of applying the non-driving voltage to the row direction wiring not selected in the row scanning step in the application mode determined in the determining step, and the display in each of the plurality of column direction wirings. Applying a drive signal based on image data of a line to be applied in a column direction.
【請求項13】 複数の冷陰極素子が、複数の行方向配
線と複数の列方向配線によってマトリクス状に配線され
た電子源と、表示すべきラインの画像データに基づいて
非駆動電圧の印加形態を決定する決定手段と、前記複数
の行方向配線より前記表示すべきラインに対応する行方
向配線を選択し、選択された行方向配線に駆動電圧を印
加する行走査手段と、前記決定手段で決定された印加形
態にて、前記行走査手段で選択されなかった行方向配線
に前記非駆動電圧を印加する非選択行駆動手段と前記複
数の列方向配線のそれぞれに前記表示すべきラインの画
像データに基づく駆動信号を印加する列方向印加手段
と、前記行走査手段によって印加された駆動電圧と前記
列方向印加手段によって印加された駆動信号によって、
前記電子源から放出された電子により発光する発光手段
とを備えることを特徴とする画像表示装置。
13. A non-driving voltage application mode based on an electron source in which a plurality of cold cathode devices are wired in a matrix by a plurality of row-direction wirings and a plurality of column-direction wirings, and image data of a line to be displayed. Determining means for selecting, a row-directional wiring corresponding to the line to be displayed from the plurality of row-directional wirings, and a row scanning means for applying a drive voltage to the selected row-directional wiring; In the determined application mode, the non-selected row driving means for applying the non-driving voltage to the row direction wiring not selected by the row scanning means and the image of the line to be displayed on each of the plurality of column direction wirings A column direction applying unit that applies a driving signal based on data, and a driving voltage applied by the row scanning unit and a driving signal applied by the column direction applying unit.
An image display device comprising: a light emitting unit that emits light by electrons emitted from the electron source.
【請求項14】 前記発光手段は、蛍光体であることを
特徴とする請求項13に記載の画像表示装置。
14. The image display device according to claim 13, wherein said light emitting means is a phosphor.
【請求項15】 複数の冷陰極素子が、複数の行方向配
線と複数の列方向配線によってマトリクス状に配線され
た電子源と、行方向配線に印加される駆動電圧と列方向
配線に印加される駆動信号によって該電子源から放出さ
れた電子により発光する発光手段とを備えた画像表示装
置の駆動方法であって、表示すべきラインの画像データ
に基づいて非駆動電圧の印加形態を決定する決定工程
と、前記複数の行方向配線より前記表示すべきラインに
対応する行方向配線を選択し、選択された行方向配線に
前記駆動電圧を印加する行走査工程と、前記決定手段で
決定された印加形態にて、前記行走査工程において選択
されなかった行方向配線に前記非駆動電圧を印加する非
選択行駆動工程と前記複数の列方向配線のそれぞれに前
記表示すべきラインの画像データに基づく駆動信号を印
加する列方向印加工程とを備えることを特徴とする画像
表示装置の駆動方法。
15. A plurality of cold cathode devices, an electron source wired in a matrix by a plurality of row wirings and a plurality of column wirings, a driving voltage applied to the row wirings and a voltage applied to the column wirings. A light emitting unit that emits light by the electrons emitted from the electron source in response to a driving signal, wherein a non-driving voltage application mode is determined based on image data of a line to be displayed. Determining a row-directional wiring corresponding to the line to be displayed from the plurality of row-directional wirings, and applying the driving voltage to the selected row-directional wiring; A non-selected row driving step of applying the non-driving voltage to the row direction wiring not selected in the row scanning step, and a method of applying the line to be displayed to each of the plurality of column direction wirings. A column direction application step of applying a drive signal based on image data.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7292236B2 (en) 2001-07-10 2007-11-06 Canon Kabushiki Kaisha Display driving method and display apparatus utilizing the same

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