(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の電子放出素子を配線により電気的に接続し基板上にマトリクス状に並べたマルチ電子源と電子ビームの照射により発光する蛍光部材とを備える画像形成装置の特性調整方法であって、
前記画像形成装置の表示部の一部であって複数行および複数列の電子放出素子を含む一部を測定視野とし、移動することなく当該測定視野内の電子放出素子の輝度を測定可能な輝度測定装置によって、当該測定視野内の複数の電子放出素子の発光特性を測定する測定工程と、
前記輝度測定装置を前記画像形成装置に対して相対的に移動させて、前記画像形成装置内の全ての電子放出素子に対して前記測定工程を行う工程と、
発光特性が目標値に達していない電子放出素子に対して特性シフト電圧を印加して、当該電子放出素子の発光特性を目標値までシフトさせるシフト工程と、
を含み、
前記測定工程では、
前記輝度測定装置は測定視野内にある全ての発光点が異なる撮像素子に結像し、且つ、隣接する発光点の間に発光点が結像しない撮像素子が存在するように光学系が設定され、
前記輝度測定装置の電子シャッターを開放しつつ、前記測定視野内の全ての電子放出素子を駆動することで、前記測定視野内の全ての電子放出素子の発光特性を測定する
ことを特徴とする画像形成装置の特性調整方法。
【請求項２】
前記測定工程は、
前記電子放出素子に駆動電圧を印加して該電子放出素子の輝度を測定する輝度測定工程と、
前記測定された電子放出素子の駆動電圧と輝度との関係と、初期特性の異なる複数の電子放出素子の駆動電圧と輝度との関係とを比較して、
前記測定された電子放出素子の初期特性と最も近似した初期特性の電子放出素子を選択し、
該選択された電子放出素子に印加される特性シフト電圧と該選択された電子放出素子からの放出電流との関係に基づいて、前記測定された電子放出素子に印加する特性シフト電圧を算出する算出工程とを含む
ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置の特性調整方法。
【請求項３】
前記シフト工程は、
前記複数の輝度測定装置の測定視野に含まれる電子放出素子のなかから少なくとも２つ以上の電子放出素子を選択し、選択された電子放出素子のそれぞれに同時に特性シフト電圧を印加する工程であることを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置の特性調整方法。
【請求項４】
複数の電子放出素子を配線により電気的に接続し基板上にマトリクス状に並べたマルチ電子源と電子ビームの照射により発光する蛍光部材とを備える画像形成装置の製造方法であって、
前記基板上に複数の電子放出素子用電極及び導電膜を形成する工程と、
前記電子放出素子用電極を介して前記導電膜に通電することにより前記複数の電子放出素子の電子放出部を形成する工程と、
前記電子放出部を活性化する工程と、
上記請求項１から３のいずれか１項に記載の画像形成装置の特性調整方法を行う工程とを含むことを特徴とする画像形成装置の製造方法。
【請求項５】
上記請求項１から３のいずれか１項に記載の画像形成装置の特性調整方法により、製造時に、特性シフト電圧が電子放出素子に印加され特性が調整されたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
複数の電子放出素子を配線により電気的に接続し基板上にマトリクス状に並べたマルチ電子源と電子ビームの照射により発光する蛍光部材とを備える画像形成装置の特性調整装置であって、
前記電子放出素子を選択して駆動する選択駆動手段と、
前記選択駆動手段が前記画像形成装置の表示部の一部であって複数行および複数列の電子放出素子を含む所定の矩形領域内の全ての電子放出素子を駆動する駆動時間に同期した信号を出力するタイミング信号発生手段と、
前記矩形領域を測定視野とし、該測定視野内にある全ての発光点が異なる撮像素子に結像し、且つ、隣接する発光点の間に発光点が結像しない撮像素子が存在するように光学系を設定し、前記タイミング信号発生手段の出力に同期して電子シャッターを開放して撮像を行うことで、前記矩形領域内の全ての電子放出素子の駆動によって発光する発光点からの発光信号を移動することなく取得する少なくとも１つの輝度測定手段と、
前記輝度測定手段が取得した発光信号の値と前記選択駆動手段が前記電子放出素子を選択する際に用いた選択情報とから、選択された電子放出素子の発光特性を求め、発光特性が目標値に達していない電子放出素子の発光特性を目標値までシフトさせるために特性シフト電圧を算出する演算手段と、
前記演算手段の出力を格納する格納手段と、
前記選択された電子放出素子に、前記演算手段により求められた特性シフト電圧を印加する電圧印加手段と、
前記輝度測定手段と前記表示部を相対的に移動させる少なくとも１以上の移動手段とを備えることを特徴とする特性調整装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は表面伝導型放出素子を多数個備える画像形成装置及びこのような画像形成装置に適用されて好適な、画像形成装置の特性調整方法、画像形成装置の製造方法及び特性調整装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、電子放出素子として熱陰極素子と冷陰極素子の２種類が知られている。このうち冷陰極素子では、たとえば電界放出型素子や、金属／絶縁層／金属型放出素子や、表面伝導型放出素子などが知られている。
【０００３】
冷陰極素子のうち表面伝導型放出素子（以下、単に素子とも呼ぶこともある）は、基板上に形成された小面積のＳｎＯ2、Ａｕ、Ｉｎ2Ｏ3／ＳｎＯ2、カ−ボン等の薄膜に、膜面に平行に電流を流すことにより電子放出が生ずる現象を利用するものである。
【０００４】
従来の表面伝導型放出素子について図１７を参照して説明する。図１７は、従来の表面伝導型放出素子の構成を示す図である。同図において、３００１は基板で、３００４はスパッタで形成された金属酸化物よりなる導電性薄膜である。導電性薄膜３００４は図示のようにＨ字形の平面形状に形成されている。
【０００５】
該導電性薄膜３００４に通電フォーミングと呼ばれる通電処理を施すことにより、電子放出部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。
【０００６】
尚、図示の便宜から、電子放出部３００５は導電性薄膜３００４の中央に矩形の形状で示したが、これは模式的なものであり、実際の電子放出部の位置や形状を忠実に表現しているわけではない。
【０００７】
既に述べたように、表面伝導型放出素子の電子放出部を形成する際には、導電性薄膜に電流を流して薄膜を局所的に破壊もしくは変形もしくは変質させて亀裂を形成する処理（通電フォーミング処理）を行う。
【０００８】
この後更に通電活性化処理を行うことにより電子放出特性を大幅に改善することが可能である。
【０００９】
即ち、この通電活性化処理とは、通電フォーミング処理により形成された電子放出部に適宜の条件で通電を行って、その近傍に炭素もしくは炭素化合物を堆積せしめる処理のことである。
【００１０】
例えば、適宜の分圧の有機物が存在し、全圧が１０のマイナス２乗〜１０のマイナス３乗［Ｐａ］の真空雰囲気中において、所定電圧のパルスを定期的に印加することにより、電子放出部の近傍に単結晶グラファイト、多結晶グラファイト、非晶質カーボンのいずれかか、もしくはその混合物を約５００［オングストローム］以下の膜厚で堆積させる。
【００１１】
但し、この条件は、ほんの一例であって、表面伝導型放出素子の材質や形状により適宜変更されるべきであるのは言うまでもない。
【００１２】
このような処理を行うことにより、通電フォーミング直後と比較して、同じ印加電圧における放電流を、典型的には約１００倍以上にまで増加させることができる。
【００１３】
従って、上述の多数の表面伝導型放出素子を利用したマルチ電子源を製造する際においても、各素子に通電活性化処理を行うのが望ましい（なお、通電活性化終了後には、真空雰囲気中の有機物の分圧を低減させるのが望ましい。これを安定化工程と呼ぶ）。
【００１４】
図１８に、表面伝導型放出素子の（放出電流Ｉｅ）対（素子印加電圧Ｖｆ）特性、および（素子電流Ｉｆ）対（素子印加電圧Ｖｆ）特性の典型的なグラフを示す。ここで、本明細書において、放出電流とは、電子放出素子を駆動した際に空間に電子が放出されるが、アノードに加速電圧がかかっている場合は放出された電子はアノードにひきつけられ衝突するために、電子放出素子とアノード間に流れる電流のことをいう。
【００１５】
なお、放出電流Ｉｅは素子電流Ｉｆに比べて著しく小さく、同一尺度で図示するのが困難であるうえ、これらの特性は素子の大きさや形状等の設計パラメータを変更することにより変化するものであるため、２本のグラフは各々任意単位で図示した。
【００１６】
表面伝導型放出素子は、放出電流Ｉｅに関して以下に述べる３つの特性を有している。
【００１７】
ある電圧（これを閾値電圧Ｖｔｈと呼ぶ）以上の大きさの電圧を素子に印加すると急激に放出電流Ｉｅが増加するが、一方、閾値電圧Ｖｔｈ未満の電圧では放出電流Ｉｅはほとんど検出されない。
【００１８】
すなわち、放出電流Ｉｅに関して、明確な閾値電圧Ｖｔｈを持った非線形素子である。
【００１９】
放出電流Ｉｅは素子に印加する電圧Ｖｆに依存して変化するため、電圧Ｖｆで放出電流Ｉｅの大きさを制御できる。
【００２０】
素子に印加する電圧Ｖｆに対して素子から放出される電流Ｉｅの応答速度が速いため、電圧Ｖｆを印加する時間の長さによって素子から放出される電子の電荷量を制御できる。
【００２１】
表面伝導型放出素子の特性調整については、特開平１０−２２８８６７などでも述べられているように、ある電圧（これを閾値電圧Ｖｔｈと呼ぶ）以上の大きさの電圧を素子に印加する、すなわち特性を調整するための特性シフト電圧（以下、単にシフト電圧ともいう。）を印加することで、各素子の特性を調整することができる。
【００２２】
ところで表面伝導型放出素子は、構造が単純で製造も容易であることから、大面積にわたり多数の素子を形成できる利点がある。
【００２３】
そこで、表面伝導型放出素子を応用した、画像表示装置、画像記録装置などの画像形成装置や、電子ビーム源等が研究されている。
【００２４】
発明者らは、さまざまな材料、製法、構造の表面伝導型放出素子を試みてきた。さらに、多数の表面伝導型放出素子を配列したマルチ電子ビーム源（単に電子源とも呼ぶ）、ならびにこの電子源を応用した画像表示装置について研究を行ってきた。
【００２５】
たとえば図１９に示す電気的な配線方法による電子源を試みてきた。図１９は、従来のマルチ電子源のマトリクス配線を説明する図である。
【００２６】
図１９中、４００１は表面伝導型放出素子を模式的に示したもの、４００２は行方向配線、４００３は列方向配線である。図においては配線抵抗４００４および４００５として示した。
【００２７】
上述のような配線方法を、単純マトリクス配線と呼ぶ。なお、図示の便宜上、６×６のマトリクスで示しているが、マトリクスの規模はむろんこれに限ったわけではない。
【００２８】
素子を単純マトリクス配線した電子源においては、所望の放出電流を出力させるため、行方向配線４００２および列方向配線４００３に適宜の電気信号を印加する。また、同時に不図示のアノード電極に高電圧を印加しておく。
【００２９】
たとえば、マトリクスの中の任意の素子を駆動するには、選択する行の行方向配線４００２の端子には選択電圧Ｖｓを印加し、同時に非選択の行の行方向配線４００２の端子には非選択電圧Ｖｎｓを印加する。
【００３０】
これと同期して列方向配線４００３の端子に放出電流を出力させるための変調電圧Ｖｅ１〜Ｖｅ６を印加する。この方法によれば、選択する素子には、Ｖｅ１−Ｖｓ〜Ｖｅ６−Ｖｓの電圧が印加され、また非選択の素子にはＶｅ１−Ｖｎｓ〜Ｖｅ６−Ｖｎｓの電圧が印加される。
【００３１】
ここで、選択する素子に閾値電圧Ｖｔｈ以上の電圧、非選択の素子に閾値電圧Ｖｔｈ以下の電圧が印加されるよう、Ｖｅ１〜Ｖｅ６，Ｖｓ，Ｖｎｓを適宜の大きさの電圧にすれば選択する素子だけから所望の強度の放出電流が出力される。
【００３２】
従って、表面伝導型放出素子を単純マトリクス配線したマルチ電子源には種々の応用ができる可能性があり、例えば画像情報に応じた電気信号を適宜印加すれば、画像表示装置用の電子源として好適に用いることができる。
【００３３】
このようにして作成したマルチ電子源は、工程上の変動などにより、個々の電子源の放出特性に多少のバラツキを生じる。
【００３４】
この様なマルチ電子源を大画面のフラットな画像形成装置を作るのに好適であるが、ＣＲＴなどと違い電子源が多数あるので、これを用いて画像形成装置を作成した場合に、それぞれの電子源の特性のバラツキが輝度のバラツキとなって表れるという問題があった。
【００３５】
このようにマルチ電子源における電子放出特性が各電子源毎に異なる理由としては、例えば電子放出部に用いた材料の成分のバラツキ、素子の各部材の寸法形状の誤差、通電フォーミング工程における通電条件の不均一、通電活性化工程における通電条件や雰囲気ガスの不均一など種々の原因が考えられる。
【００３６】
しかしながら、これら全ての原因を除去しようとすると非常に高度な製造設備や極めて厳密な工程管理が必要となり、これらを満足させると製造コストが莫大なものとなってしまい現実的でない。
【００３７】
特開平１０−２２８８６７等において、このバラツキを押さえるためにそれぞれの特性を測定する工程と基準値に応じた値になるように特性を調整する特性シフト電圧を印加をする工程を設けて製造する方法が開示されている。
【００３８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特開平１０−２２８８６７等に開示された発明における特性を測定する工程では図２０（フロー）で示すように、素子を選択（ステップ２００７）、電圧を印加してＩｅや輝度を計測し（ステップ２００４）、結果をメモリーに保存し（ステップ２００５）、全素子についてこの計測動作を繰り返す（ステップ２００８）という工程を行っている。図２０は、従来の発明の特性調整方法における特性測定工程のフローチャートである。
【００３９】
この様な、素子の特性を素子１つ１つを計測する工程は、昨今の高品位ＴＶ等の高解像度の画像形成装置に用いる場合、すなわち画素数の多い場合には、その工程にかかる時間が多くかかる可能性があった。
【００４０】
さらに均一性の指標を示すパラメータとして輝度を用いた場合には蛍光体の部分的な発光特性のばらつきをも補正可能であるという効果をもっているが、一般的にＣＲＴに用いられている蛍光体であるＰ２２を用いた場合には、その赤の蛍光体の１／１０残光時間は緑、青で１０ｕｓ、赤で１ｍｓ程度である。
【００４１】
一つ一つ、光学系を用いて１素子からの発光を計測する場合には、その残光時間があるので、ある素子と、次の素子の駆動する時間間隔を残光時間分はあける必要がある。
【００４２】
そのため画素が１２８０×ＲＧＢ×７６８素子程度の高精彩のディスプレイを構成した場合には全点の計測に約１０００秒と長時間かかってしまう。
【００４３】
本発明の目的は、電子放出素子に特有の性質を利用して、簡易な工程でマルチ電子源の特性を調整し、画像表示の面内発光特性を均一にすることが可能な画像形成装置の特性調整方法、画像形成装置の製造方法、画像形成装置及び特性調整装置を提供することにある。
【００４４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明に係る画像形成装置の特性調整方法は、複数の電子放出素子を配線により電気的に接続し基板上にマトリクス状に並べたマルチ電子源と電子ビームの照射により発光する蛍光部材とを備える画像形成装置の特性調整方法であって、前記画像形成装置の表示部の一部であって複数行および複数列の電子放出素子を含む一部を測定視野とし、移動することなく当該測定視野内の電子放出素子の輝度を測定可能な輝度測定装置によって、当該測定視野内の複数の電子放出素子の発光特性を測定する測定工程と、前記輝度測定装置を前記画像形成装置に対して相対的に移動させて、前記画像形成装置内の全ての電子放出素子に対して前記測定工程を行う工程と、発光特性が目標値に達していない電子放出素子に対して特性シフト電圧を印加して、当該電子放出素子の発光特性を目標値までシフトさせるシフト工程と、を含み、前記測定工程では、前記輝度測定装置は測定視野内にある全ての発光点が異なる撮像素子に結像し、且つ、隣接する発光点の間に発光点が結像しない撮像素子が存在するように光学系が設定され、前記輝度測定装置の電子シャッターを開放しつつ、前記測定視野内の全ての電子放出素子を駆動することで、前記測定視野内の全ての電子放出素子の発光特性を測定することを特徴とする。
【００４５】
また、本発明に係る画像形成装置の特性調整方法は、前記測定工程は、前記電子放出素子に駆動電圧を印加して該電子放出素子の輝度を測定する輝度測定工程と、前記測定された電子放出素子の駆動電圧と輝度との関係と、初期特性の異なる複数の電子放出素子の駆動電圧と輝度との関係とを比較して、前記測定された電子放出素子の初期特性と最も近似した初期特性の電子放出素子を選択し、該選択された電子放出素子に印加される特性シフト電圧と該選択された電子放出素子からの放出電流との関係に基づいて、前記測定された電子放出素子に印加する特性シフト電圧を算出する算出工程とを含むことを特徴とする。
【００４９】
また、本発明に係る画像形成装置の特性調整方法は、前記シフト工程は、前記複数の輝度測定装置の測定視野に含まれる電子放出素子のなかから少なくとも２つ以上の電子放出素子を選択し、選択された電子放出素子のそれぞれに同時に特性シフト電圧を印加する工程であることを特徴とする。
【００５０】
また、本発明に係る画像形成装置の製造方法は、複数の電子放出素子を配線により電気的に接続し基板上にマトリクス状に並べたマルチ電子源と電子ビームの照射により発光する蛍光部材とを備える画像形成装置の製造方法であって、前記基板上に複数の電子放出素子用電極及び導電膜を形成する工程と、前記電子放出素子用電極を介して前記導電膜に通電することにより前記複数の電子放出素子の電子放出部を形成する工程と、前記電子放出部を活性化する工程と、上記画像形成装置の特性調整方法を行う工程とを含むことを特徴とする。
【００５１】
さらに、本発明に係る画像形成装置の製造方法は、上記画像形成装置の特性調整方法により、製造時に、特性シフト電圧が電子放出素子に印加され特性が調整されたことを特徴とする。
【００５２】
さらに、本発明に係る特性調整装置は、複数の電子放出素子を配線により電気的に接続し基板上にマトリクス状に並べたマルチ電子源と電子ビームの照射により発光する蛍光部材とを備える画像形成装置の特性調整装置であって、前記電子放出素子を選択して駆動する選択駆動手段と、前記選択駆動手段が前記画像形成装置の表示部の一部であって複数行および複数列の電子放出素子を含む所定の矩形領域内の全ての電子放出素子を駆動する駆動時間に同期した信号を出力するタイミング信号発生手段と、前記矩形領域を測定視野とし、該測定視野内にある全ての発光点が異なる撮像素子に結像し、且つ、隣接する発光点の間に発光点が結像しない撮像素子が存在するように光学系を設定し、前記タイミング信号発生手段の出力に同期して電子シャッターを開放して撮像を行うことで、前記矩形領域内の全ての電子放出素子の駆動によって発光する発光点からの発光信号を移動することなく取得する少なくとも１つの輝度測定手段と、前記輝度測定手段が取得した発光信号の値と前記選択駆動手段が前記電子放出素子を選択する際に用いた選択情報とから、選択された電子放出素子の発光特性を求め、発光特性が目標値に達していない電子放出素子の発光特性を目標値までシフトさせるために特性シフト電圧を算出する演算手段と、前記演算手段の出力を格納する格納手段と、前記選択された電子放出素子に、前記演算手段により求められた特性シフト電圧を印加する電圧印加手段と、前記輝度測定手段と前記表示部を相対的に移動させる少なくとも１以上の移動手段とを備えることを特徴とする。
【００６１】
（作用）
複数の表面伝導型放出素子を配線により電気的に接続し基板上に並べたマルチ電子源と電子ビームの照射により発光する蛍光部材とを有する画像形成装置において画面内の一部の輝度測定装置の測定視野内の領域に対して、選択駆動手段によって所望のアドレスの複数の表面伝導型放出素子を同時に駆動する。
【００６２】
駆動された表面伝導型放出素子から放出された電子は発光手段に到達し発光する。
【００６３】
発光手段上には駆動された電子放出素子に対応した輝点が形成される。駆動時間に同期した信号を出力とするタイミング信号発生手段を同期信号に用いて輝度測定手段を用いることで２次元的な輝点の信号を光電変換する。
【００６４】
光電変換された２次元輝度信号と駆動素子のアドレスとから演算手段を用いて、駆動されたそれぞれの表面伝導型放出素子に対応した輝度特性値を算出する。
【００６５】
輝度特性値のばらつきと特性調整目標値との比較を行い基準値に達していない表面伝導型放出素子のみに電圧印加手段により特性シフト電圧を印加する。
【００６６】
シフト電圧を印加された電子放出素子は目標とされる発光特性に特性がそろえられる。
【００６７】
選択駆動手段によって駆動する素子の選択を変更し輝度測定視野内における素子の全ての特性を揃える。
【００６８】
さらに輝度測定手段と画像形成装置の相対位置を変え測定視野を変更する。以上の工程を繰り返し画像形成装置全域に渡って均一な特性を持たせることが出来る。
【００６９】
さらに、輝度測定装置を複数設けて、単純マトリクス構成で配線を構成した場合には、複数の輝度測定装置それぞれに対応した領域内の素子を同時に選択し駆動する。
【００７０】
輝度測定装置が１台の場合と同様に駆動された素子に対応した輝度特性値を測定する。
【００７１】
目標値に揃っていない素子にのみシフト電圧を印加する。順次視野に対して繰り返す。
【００７２】
以上のようにして特性シフト電圧を印加してその特性を揃えた画像形成装置を、いずれの素子の特性シフト電圧の波高値よりも低い値の駆動電圧Ｖｆにより駆動すると、全ての表面伝導型放出素子による発光輝度が均一な画像形成装置を得ることができる。ここで、電子放出素子に印加される特性シフト電圧と電子放出素子からの放出電流との関係とは、例えば図９に示されるよう、一定の駆動電流を電子放出素子に印加している場合に、特性シフト電圧を加えた場合に、放出電流がどの程度変化するのかという関係をいう。
【００７３】
【発明の実施の形態】
以下に図面を参照して、この発明の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【００７４】
また、以下の図面において既述の図面に記載された部材と同様の部材には同じ番号を付す。また、以下に説明する、本発明に係る画像形成装置の特性調整方法の各実施形態の説明は、本発明に係る画像形成装置の製造方法、画像形成装置及び特性調整装置の各実施形態の説明を兼ねる。
【００７５】
（画像形成装置の特性調整方法の第１の実施形態）
以下、本発明に係る画像形成装置の特性調整方法の第１の実施形態について説明する。以下の実施形態では、本発明を、マルチ電子ビーム源を用いた画像形成装置に適用した例を示す。
【００７６】
まず、本発明を適用した画像形成装置の表示パネルの構成と製造法について説明する。
【００７７】
（表示パネルの構成と製造法）
図１は、本発明を適用した画像形成装置の表示パネルの斜視図であり、内部構造を示すためにパネルの１部を切り欠いて示している。
【００７８】
図中、１００５はリアプレート、１００６は側壁、１００７はフェースプレートであり、１００５〜１００７により表示パネルの内部を真空に維持するための気密容器を形成している。気密容器を組み立てるにあたっては、各部材の接合部に十分な強度と気密性を保持させるため封着する必要があるが、たとえばフリットガラスを接合部に塗布し、大気中あるいは窒素雰囲気中で、摂氏４００〜５００度で１０分以上焼成することにより封着を達成した。
【００７９】
リアプレート１００５には、基板１００１が固定されているが、該基板上には表面伝導型放出素子１００２がｍ×ｎ個形成されている。ｍ、ｎは目的とする表示画素数に応じて適宜設定される。本実施形態においては、ｍ＝３８４０，ｎ＝７６８とした。
【００８０】
１００１〜１００４によって構成される部分をマルチ電子ビーム源と呼ぶ。図２に示すのは、図１に示される画像形成装置のマルチ電子ビーム源の平面図である。
【００８１】
基板上には、電子放出素子としての表面伝導型放出素子１００２が配列され、これらの素子は行方向配線電極１００３と列方向配線電極１００４により単純マトリクス状に配線されている。
【００８２】
行方向配線電極１００３と列方向配線電極１００４の交差する部分には、電極間に絶縁層（不図示）が形成されており、電気的な絶縁が保たれている。
【００８３】
なお、このような構造のマルチ電子ビーム源は、あらかじめ基板上に行方向配線電極１００３、列方向配線電極１００４、電極間絶縁層、および表面伝導型放出素子の素子電極と導電性薄膜を形成した後、行方向配線電極１００３および列方向配線電極１００４を介して各素子に給電して通電フォーミング処理と通電活性化処理を行うことにより製造した。
【００８４】
図１のフェースプレート１００７の下面には、蛍光膜１００８が形成されている。本実施形態の画像形成装置はカラー表示装置であるため、蛍光膜１００８の部分にはＣＲＴの分野で用いられる赤、緑、青、の３原色の蛍光体が塗り分けられている。
【００８５】
各色の蛍光体は、図３に示すようにストライプ状に塗り分けられ、蛍光体のストライプの間には黒色の導電体１０１０が設けてある。したがって表示画素数としては１２８０×７６８の解像度を持つ画像形成装置を形成している。図３は、図１に示される画像形成装置の表示パネルのフェースプレートの蛍光体配列を例示した平面図である。
【００８６】
黒色の導電体１０１０を設ける目的は、電子ビームの照射位置に多少のずれがあっても表示色にずれが生じないようにする事や、外光の反射を防止して表示コントラストの低下を防ぐ事、電子ビ−ムによる蛍光膜のチャージアップを防止する事などである。
【００８７】
黒色の導電体１０１０には、黒鉛を主成分として用いたが、上記の目的に適するものであればこれ以外の材料を用いても良い。また、３原色の蛍光体の塗り分け方は前記図３に示したストライプ状の配列に限られるものではなく、デルタ状配列やそれ以外の配列であってもよい。
【００８８】
蛍光膜１００８のリアプレート側の面には、ＣＲＴの分野では公知のメタルバック１００９を設けてある。
【００８９】
メタルバック１００９を設けた目的は、蛍光膜１００８が発する光の一部を鏡面反射して光利用率を向上させる事や、負イオンの衝突から蛍光膜１００８を保護する事や、電子ビ−ム加速電圧を印加するための電極として作用させる事や、蛍光膜１００８を励起した電子の導電路として作用させる事などである。
【００９０】
メタルバック１００９は、蛍光膜１００８をフェースプレート１００７上に形成した後、蛍光膜表面を平滑化処理し、その上にＡｌを真空蒸着する方法により形成した。
【００９１】
Ｄｘ１〜ＤｘｍおよびＤｙ１〜ＤｙｎおよびＨｖは、当該表示パネルと不図示の電気回路とを電気的に接続するために設けた気密構造の電気接続用端子である。
【００９２】
Ｄｘ１〜Ｄｘｍは電子源の列方向配線電極１００３と、Ｄｙ１〜Ｄｙｎは電子源の行方向配線電極１００４と、Ｈｖはフェースプレートのメタルバック１００９と電気的に接続している。
【００９３】
気密容器内部を真空に排気するには、気密容器を組み立てた後、不図示の排気管と真空ポンプとを接続し、気密容器内を１．０×１０-6［Ｐａ］程度の真空度まで排気する。
【００９４】
その後、排気管を封止するが、気密容器内の真空度を維持するために、封止の直前あるいは封止後に気密容器内の所定の位置にゲッター膜（不図示）を形成する。
【００９５】
ゲッター膜とは、たとえばＢａを主成分とするゲッター材料をヒーターもしくは高周波加熱により加熱し蒸着して形成した膜であり、該ゲッター膜の吸着作用により気密容器内は１．０×１０-6［Ｐａ］程度の真空度に維持される。即ち、有機物分圧の低減した安定化状態にある。
【００９６】
以下、添付図面を参照して本発明の好適な実施の形態をさらに詳細に説明する。出願人らは表面伝導型放出素子の特性を改善するための研究を鋭意行った結果、製造工程において通常の駆動に先立ち、予備駆動処理を行うことで経時的な変化が低減することが出来ることを見出している。
【００９７】
本実施形態においては予備駆動と、電子源の特性調整を一本化して行ったので、最初に予備駆動について説明する。
【００９８】
前述したように、通常フォーミング処理、通電活性化処理を施した素子は、有機物分圧の低減した安定化状態に維持されている。
【００９９】
このような真空雰囲気中の有機物の分圧を低減した雰囲気（安定化状態）で、通常の駆動に先立って施される通電処理が予備駆動である。
【０１００】
表面伝導型放出素子において駆動中の電子放出部近傍の電界強度は極めて高い。このため同一の駆動電圧で長期間駆動すると、放出電子量が徐々に低下するという問題があった。高い電界強度に起因する電子放出部近傍の経時的な変化が、放出電子量の低下となって現れているものと思われる。
【０１０１】
予備駆動とは、安定化工程を施した表面伝導型放出素子に対し、Ｖｐｒｅなる電圧でしばらく駆動を行った後、Ｖｐｒｅ電圧で駆動時に素子の電子放出部近傍の電界強度を測定することである。
【０１０２】
その後電界強度が小さくなるような通常駆動電圧Ｖｄｒｖで通常の駆動を行う。Ｖｐｒｅ電圧印加による駆動により、素子の電子放出部を予め大きな電界強度で駆動を行うことで、通常駆動電圧Ｖｄｒｖで長い間駆動時に、経時特性の不安定の原因となる構造部材の変化を短期間に集中的に発現させ、変動要因を減少することが出来ると考えられる。
【０１０３】
本実施形態においては、画像形成装置での電子放出素子の使用に先立って通常駆動電圧Ｖｄｒｖで各電子放出素子の特性にバラツキがあった場合、そのバラツキを減らし均一な分布を持つように、各電子の特性調整をおこなった（特性調整の方法については後述にて説明する）。
【０１０４】
図４は、表示パネル３０１の各表面伝導型放出素子に特性調整用の波形信号を加えて電子源基板の個々の表面伝導型放出素子の電子放出特性を変えるための駆動回路の構成である。すなわち、図４は、本発明に係る画像形成装置の特性調整方法の第１の実施形態に使用される、マルチ電子源を用いた画像形成装置及び特性調整信号をこの画像形成装置に印加する画像形成装置の特性調整装置の概略構成図である。
【０１０５】
図４において、３０１は表示パネルで、複数の表面伝導型放出素子をマトリクス状に配設した基板と、その基板上に離れて設けられ、表面伝導型放出素子から放出される電子により発光する蛍光体を有するフェースプレート等を真空容器中に配設している。
【０１０６】
表示パネル３０１の各素子には特性調整に先立って、予備駆動電圧Ｖｐｒｅが印加されている。３０２は、表示パネル３０１の蛍光体に高電圧源３１１からの高電圧を印加するための端子である。
【０１０７】
３０３，３０４はスイッチマトリクスで、それぞれ行方向配線及び列方向配線を選択してパルス電圧を印加するための電子放出素子を選択している。
【０１０８】
３０６，３０７はパルス発生回路で、駆動用のパルス波形信号Ｐｘ，Ｐｙを発生させている。
【０１０９】
３０５は画像形成装置の発光を捉えて光電センシングをする輝度測定装置であり光学レンズ３０５ａとエリアセンサー３０５ｂからなる。
【０１１０】
本発明ではエリアセンサー３０５ｂとしてはＣＣＤを用いた。この光学系を用いて画像形成装置の発光の様子を２次元画像情報として電子化する。
【０１１１】
３０８は演算回路である。エリアセンサー３０５ｂの出力である２次元画像情報Ｉｘｙと３０３，３０４のスイッチマトリクスに指定した位置情報Ａｘｙをスイッチマトリックス制御回路３１０から入力することで駆動された表面伝導型放出素子の一つ一つに対応した発光量の情報を算出しＬｘｙとして制御回路３１２に出力する。この方法の詳細については後述する。
【０１１２】
３０９は上記エリアセンサーをパネルに対して相対移動させるロボットシステムであり不図示のボールネジとリニヤガイドからなる。
【０１１３】
３１１はパルス波高値設定回路で、パルス設定信号Ｌｐｘ，Ｌｐｙを出力することにより、パルス発生回路３０６，３０７のそれぞれより出力されるパルス信号の波高値を決定している。３１２は制御回路で、特性調整フロー全体を制御し、パルス波高値設定回路３１１に波高値を設定するためのデータＴｖを出力している。尚、３１２ａはＣＰＵで、制御回路３１２の動作を制御している。
【０１１４】
３１２ｂは、各素子の特性調整のための各素子の発光特性を記憶するための輝度データ格納メモリである。
【０１１５】
具体的には、輝度データ格納メモリ３１２ｂは通常駆動電圧Ｖｄｒｖ印加時に各素子から放出される電子によって発光した発光輝度に比例した発光データを格納している。
【０１１６】
３１２ｃは目標設定値にするために必要な特性シフト電圧を格納するメモリである。
【０１１７】
３１２ｄは、詳細は後述するが、素子の特性調整を行うために参照するルックアップテーブル（ＬＵＴ）である。
【０１１８】
３１０はスイッチマトリクス制御回路で、スイッチ切換え信号Ｔｘ、Ｔｙを出力してスイッチマトリクス３０３、３０４のスイッチの選択を制御することにより、パルス電圧を印加する電子放出素子を選択している。またどの素子を点灯させたかのアドレス情報Ａｘｙを演算装置３０８に出力している。
【０１１９】
次に、この駆動回路の動作について説明する。この回路の動作は、表示パネル３０１の各表面伝導型放出素子の発光輝度を測定し調整目標値に達するために必要な輝度ばらつき情報を得る段階と、調整目標値に達するように特性シフト用のパルス波形信号を印加する段階とを有する。
【０１２０】
まず、発光輝度を測定する方法について述べる。最初にロボットシステム３０９により輝度測定装置３０５を計測したい表示パネル上の対面に位置させるように移動する。
【０１２１】
次に制御回路３１２からのスイッチマトリクス制御信号Ｔｓｗにより、スイッチマトリクス制御回路３１０がスイッチマトリクス３０３及び３０４が所定の行方向配線又は列方向配線を選択し、所望のアドレスの表面伝導型放出素子が駆動できるように切換え接続される。
【０１２２】
一方、制御回路３１２はパルス波高値設定回路３１１に、電子放出特性の測定用の波高値データＴｖを出力する。これによりパルス波高値設定回路３１１から波高値データＬｐｘ及びＬｐｙが、パルス発生回路３０６，３０７のそれぞれに出力される。
【０１２３】
この波高値データＬｐｘ及びＬｐｙに基づいて、パルス発生回路３０６及び３０７のそれぞれは駆動パルスＰｘ及びＰｙを出力し、この駆動パルスＰｘ及びＰｙがスイッチマトリクス３０３及び３０４により選択された素子に印加される。
【０１２４】
ここで、この駆動パルスＰｘ及びＰｙは、表面伝導型放出素子に、特性測定のために印加される電圧（波高値）Ｖｄｒｖの１／２の振幅で、かつ互いに異なる極性のパルスとなるように設定されている。また同時に、高圧電源３１３により表示パネル３０１の蛍光体に所定の電圧を印加する。
【０１２５】
このアドレス選択とパルス印加の工程を複数の行配線にわたって繰り返し表示パネルの矩形領域を走査しながら駆動する。
【０１２６】
そしてこの繰り返しの工程の期間を示す信号Ｔｓｙｎｃを電子シャッターのトリガーとしてエリアセンサーに渡す。
【０１２７】
すなわち制御回路３１２は図５で示すようにＴｘ、Ｔｙに同期して駆動信号を出力し、Ｔｙを走査する行配線数分順次出力する。図５は、図４に示される画像形成装置の特性調整装置における駆動タイミングチャートである。
【０１２８】
その複数個のＴｙ信号を覆うようにＴｓｙｎｃ信号を出力する。Ｔｓｙｎｃが論理Ｈｉｇｈの期間エリアセンサー３０５ｂのシャッターが開かれるためエリアセンサー３０５ｂには、光学レンズ３０５ａを通して縮小された点灯像が結像される。
【０１２９】
その様子を図６に模式的に示す。図６は、図４に示される画像形成装置上の輝点がエリアセンサー上に投影された様子を示す模式図である。
【０１３０】
１つの発光点６０１に対して複数のエリアセンサーの素子６０２上に結像されるように光学系の縮小倍率を設定しておく。
【０１３１】
この撮像された像Ｉｘｙを演算装置３０８に転送する。駆動した素子の像が結像されているので、素子のそれぞれに対応して割り当てられたＣＣＤ情報の素子分の和を計算すればその駆動されたそれぞれの素子の発光量に比例した輝度値となる。これで駆動した矩形エリアの素子に対応した輝度値が得られるので制御回路３１２にＬｘｙとして情報を送る。
【０１３２】
蛍光体の残光時間の間も電子シャッターは開放しているが、発光点同士はエリアセンサー上で空間的に分離されているので残光時間の影響が発光点間で生じることはなかった。
【０１３３】
次に本実施形態で用いた特性調整方法を図７、図８、図９を参照して模式的に説明する。図７は、本発明に係る画像形成装置の特性調整方法により表示パネル３０１のマルチ電子源を作成する工程中、予備駆動電圧波高値Ｖｐｒｅを印加した各表面伝導型放出素子の駆動電圧（駆動パルスの波高値）Ｖｆを変えたときの放出電流特性の一例を示したグラフである。図８は、図７（ａ）の放出電流特性を持つ素子に特性シフト電圧を印加した際の放出電流特性の変化を示したグラフであり、図９は、特性シフトパルス電圧波高値（特性シフト電圧）と放出電流変化を示したグラフである。
【０１３４】
図７において、ある表面伝導型放出素子の電子放出特性が動作曲線（ａ）で示されている、駆動電圧Ｖｄｒｖの時の放出電流は、曲線（ａ）の放出特性を有する電子放出素子ではＩｅ１となる。
【０１３５】
一方、本実施形態に使用される表面伝導型放出素子は、過去に印加された電圧の駆動パルスの最大波高値やパルス巾に応じた放出電流特性（メモリ機能性）を有している。
【０１３６】
図８は、図７（ａ）の放出電流特性を持つ素子に特性シフト電圧Ｖｓｈｉｆｔ（Ｖｓｈｉｆｔ≧Ｖｐｒｅ）を印加した際に放出電流特性がどう変化するかを示したものである（図８（ｃ）曲線）。
【０１３７】
特性シフト電圧の印加によりＶｄｒｖ印加時の放出電流ＩｅがＩｅ１からＩｅ２に減少していることがわかる。即ち特性シフト電圧印加により放出電流特性は右方向（放出電流が小さくなる方向）に、シフトすることになる。
【０１３８】
放出電流に対する発光量は発光量に電子の加速電圧、蛍光体の発光効率及び電流密度特性により決まるのであらかじめそれらのを加味した量を参照すれば発光特性をシフトさせることが出来る。本実施形態においても、このような特性調整を行った。
【０１３９】
本発明に係る画像形成装置の特性調整方法の第１の実施形態においては、電子放出素子の使用に先立って各電子放出素子の発光特性を測定し、電子放出特性にバラツキがあった場合には均一になるように補正するが、各工程で電子放出素子に印加する電圧の大きさを以下に述べるように設定した。
【０１４０】
即ち、各電子放出素子の発光特性を測定する工程において印加する測定用駆動電圧と、各電子放出素子の特性が均一になるように調整する工程において印加する特性シフト用電圧と、電子放出素子を使用する際に印加する駆動電圧の最大値とを、各々ＶＥｍｅａｓｕｒｅ，Ｖｓｈｉｆｔ，Ｖｄｒｉｖｅと表した時、下記の大小関係が成り立つようにした。
【０１４１】
Ｖｄｒｉｖｅ＜ＶＥｍｅａｓｕｒｅ＜Ｖｓｈｉｆｔ
【０１４２】
このように、ＶＥｍｅａｓｕｒｅをＶｄｒｉｖｅよりも大きく設定したことにより、各電子放出素子には使用に先立って、使用時に印加される駆動電圧よりも大きな電圧が予め印加される。このため、使用中に電子放出特性がシフトしてしまう不都合を防止できる。
【０１４３】
また、ＶｓｈｉｆｔをＶＥｍｅａｓｕｒｅよりも大きく設定しているので、特性シフト用パルスが電子放出素子に印加される最大電圧となる。
【０１４４】
従って、特性シフト用パルスを印加すれば、電子放出特性を所望の特性にまで確実にシフトさせることができる。
【０１４５】
もちろんＶｓｈｉｆｔはＶｄｒｉｖｅよりも大きく設定されているので、均一に調整した電子放出特性が使用中にシフトしてしまう不都合も防止できる。
【０１４６】
ところで、素子からの電子放出電流に対する発光輝度は電子の加速電圧と電流密度、蛍光体の発光特性で決まるので、ある初期特性をもつ電子放出素子に対してどのくらいの大きさの特性シフト用電圧を印加すれば、どれくらいの特性カーブが右方向にシフトするかを知るには、いろいろな初期特性の電子放出素子を選んで、いろいろな大きさのＶｓｈｉｆｔを印加して実験を行い輝度を計測し、様々なデータを蓄積しておいた。
【０１４７】
すなわち、シフト電圧を印加して素子の特性が変えられる記述を縦軸が放出電流Ｉｅのグラフを用いて説明しているが、そのグラフがわかっているので上記の関係から縦軸が輝度の場合のグラフも決定することができるということを意味する。
【０１４８】
なお図４の装置においては、これらのデータを制御回路３１２に予めルックアップテーブル３１２ｄとして蓄積している。
【０１４９】
図９は、上記ルックアップテーブルの中から、図７中に（ａ）で示された初期特性と同じ初期特性を持つ電子放出素子のデータをピックアップしてグラフ化して示したものである。
【０１５０】
このグラフの横軸は特性シフト電圧の大きさを表わし、縦軸は発光輝度Ｌを表す。このグラフは、特性シフト用電圧を印加した後、Ｖｄｒｖと等しい大きさの駆動電圧を印加して放出電流を測定した結果である。
【０１５１】
したがって、Ｖｄｒｖ印加時Ｌ１で発光した図７中の（ａ）の素子をＶｄｒｖ印加時Ｌ２にするために印加するべき特性シフト用電圧の大きさを決定するには、図９のグラフにおいてＬがＬ２と等しい点のＶｓｈｉｆｔ値を読み取れば良い（図中Ｖｓｈｉｆｔ＃１）。
【０１５２】
本実施形態においては表示パネルの領域を縦横１０×８の視野に分割して計測できるようにその光学系とロボットシステムを設計した。
【０１５３】
本実施形態においては１色の１画素の蛍光体が２０５μｍ×３００ミクロン、横ブラックストライプ幅３００ミクロンの大きさに構成したため１２８０×１０２４画素では表示領域は約７９０ｍｍ×４４２ｍｍとなる。
【０１５４】
したがってその領域を走査できるようにロボットシステムを設計し、光学系の倍率を０．１８倍とした。
【０１５５】
図１０は、制御回路３１２による特性測定処理を示すフローチャートであり、本発明に係る画像形成装置の特性調整方法の第１の実施形態の電子源の各表面伝導型放出素子の特性調整処理を示すフローチャートである。
【０１５６】
まずステップ１００１で、光学系を所望の視野に移動する。
【０１５７】
ステップ１００２でスイッチマトリクス制御信号Ｔｓｗを出力して、スイッチマトリクス制御回路３１０によりスイッチマトリクス３０３，３０４を切り換えて表示パネル３０１の表面伝導型放出素子を３８４素子選択する。
【０１５８】
次にステップ１００３で、その選択された素子に印加するパルス信号の波高値データＴｖをパルス波高値設定回路３１１に出力する。測定用パルスの波高値は、画像表示を行う際の駆動電圧Ｖｄｒｖある。
【０１５９】
そしてステップ１００４で、パルス発生回路３０６，３０７よりスイッチマトリクス３０３，３０４を介して、ステップＳ１で選択されている表面伝導型放出素子に、電子放出素子の特性測定用のパルス信号を印加する。
【０１６０】
次に、ステップ１００５で駆動電圧に対する輝度を測定する。
【０１６１】
そして、ステップ１００６で、予定した駆動電圧に対する輝度値の測定が終了したか否かを判定する。
【０１６２】
本実施形態においては、駆動電圧を変えてＶｄｒｖ，Ｖｄｒｖ−０．５Ｖｏｌｔ，Ｖｄｒｖ−１Ｖｏｌｔの３種類の条件で複数回輝度を計測した。
【０１６３】
予定された駆動電圧による輝度測定が終了していなければ、予定された駆動電圧による輝度測定が終了するまでステップ１００３からステップ１００５までの処理を繰り返す。予定された駆動電圧による輝度測定が終了していれば、ステップ１００７に移行する。
【０１６４】
このステップ１００２からステップ１００６を９６回、指定する行配線を順次代えながら繰り返す（ステップ１００７）。
【０１６５】
次にステップ１００８で発光画像と駆動された素子のアドレスから素子アドレスに対応した輝度値に変換する。すなわち３８４×９６個の素子を駆動しその輝度値を得ることができた。ステップ１００９で、輝度データ格納メモリ３１２ｂに格納する。
【０１６６】
ステップ１０１０でシフト電圧印加処理を行う。このステップの詳細は後述する。ここまでで１つの視野についてシフト電圧の印加処理が終了する。
【０１６７】
ステップ１０１１では、表示パネル１の全ての視野に対して、輝度測定、シフト電圧印加処理を行ったかどうかを調べ、そうでないときはステップ１００１に進み、次の視野に光学系を移動し繰り返す。
【０１６８】
光学系の移動はロボットシステム３０９を用いたが、輝度測定系の移動速度は３０ｍｍ／秒で動かした。
【０１６９】
１つの視野は約８０ｍｍ×６０ｍｍなので視野間の移動時間は４秒ほどであった。
【０１７０】
本実施形態ではＶｄｒｖ＝１４Ｖ、Ｖｐｒｅ＝１６Ｖ、Ｖｓｈｉｆｔ＝１６〜１８Ｖ、特性シフトにはパルス巾１ｍｓ、周期２ｍｓの短形パルス、輝度測定にはパルス幅１８μｓ周期２０μｓを用いた。
【０１７１】
移動時間と素子を点灯した時間であるが、全画面の輝度値を計測するときに出力するパルス数は１視野あたり９６発、視野数が８０なので計７６８０発であるから駆動時間は０．１５秒である。移動時間は４秒が８０視野分あるので３２０秒、程度であった。
【０１７２】
またシフト電圧の印加時間は２ｍｓ×全素子数なので約５９００秒であった。
【０１７３】
図１１は、本実施の形態の制御回路３１２により実施される、表示パネル３０１の１視野内の表面伝導型放出素子の輝度値を目標設定値に揃えるための処理を示すフローチャートであり図１０のステップ１０１０に相当する。すなわち、図１１は、本発明に係る画像形成装置の特性調整方法の第１の実施形態における測定した電子放出特性に基づいて特性調整信号を印加する処理を示すフローチャートである。
【０１７４】
まずステップ１１０１で輝度データ格納メモリ３１２ｂより計測された輝度値を読み込む。ステップ１１０２で、その表面伝導型放出素子に特性シフト電圧を印加する必要があるか否か、すなわち目標うとする輝度値との上下を判断する。
【０１７５】
シフト電圧印加が必要な場合、ステップ１１０３として、ＣＰＵ３１２ａは、ルックアップテーブル３１２ｄの中から、当該素子と初期特性が最も近似した素子のデータを読み出す。
【０１７６】
ここで、初期特性とは輝度のＶｆ依存性になるので、ＣＰＵ３１２ａは、Ｖｆを変えて輝度を計測し、その近似カーブを求めてその近似係数を比較して値が近いデータを選ぶ。
【０１７７】
そして、当該データの中から、その素子の特性を目標値に等化させるための特性シフト電圧を選び出す。
【０１７８】
この場合、通常、加速電圧、蛍光体の発光特性は、ある製品に対しては一種類しかないと考えてよい（蛍光体はＲＧＢ３種類になる）。
【０１７９】
また放出電流と輝度（蛍光体の発光特性）の関係もほぼ一意に決まると考えてよいので当該発明においては素子駆動電圧Ｖｆが変化に対する輝度の変化が初期特性となる。
【０１８０】
次にステップ１１０３で、スイッチマトリクス制御信号Ｔｓｗによりスイッチマトリクス制御回路３１２を介してスイッチマトリクス３０３及び３０４を制御し、表示パネル３０１の表面伝導型放出素子を１素子選択する。
【０１８１】
波高値設定信号Ｔｖによりパルス波高値設定回路３１１でパルス信号の波高値を設定し、ステップ１１０４で、パルス波高値設定回路３１１は波高値データＬｐｘ及びＬｐｙを出力し、その値に基づいてパルス発生回路３０６及び３０７は、その設定された波高値の駆動パルスＰｘ及びＰｙを出力する。
【０１８２】
こうして、夫々の素子について、特性シフト用電圧の値を決定し、特性をシフトさせる必要がある表面伝導型放出素子に、その特性に応じた特性シフトパルスが印加される（ステップ１１０５）。
【０１８３】
ステップ１１０６で１視野内の全ての表面伝導型放出素子に対する処理が終了したかを調べ、そうでないときは次の素子を選択し（ステップ１１０７）、ステップ１１０１に戻る。
【０１８４】
以上の工程により作成した画像形成装置をＶｄｒｖ＝１４Ｖｏｌｔで駆動し全面の輝度むらを計測したところ標準偏差／平均値は３％であった。またそのパネルに動画像を表示するとばらつき感を感じない高品位の画像が表示できた。
【０１８５】
（画像形成装置の特性調整方法の第２の実施形態）
次に本発明に係る画像形成装置の特性調整方法の第２の実施形態について説明する。
【０１８６】
表示パネル３０１の各表面伝導型放出素子の電子放出特性を、ある目標設定値にそって揃えるための装置構成は図１２である。前述の図４の構成に輝度測定系３１４、３１５、３１６パルス発生回路３１７、３１８が加わっている。図１２は、本発明に係る画像形成装置の特性調整方法の第２の実施形態に使用される、マルチ電子源を用いた画像形成装置及び特性調整信号をこの画像形成装置に印加する画像形成装置の特性調整装置の概略構成図である。
【０１８７】
表示パネルの作成に関しては第１の実施形態と共通するので省略する。本実施形態では１度に選択する視野を４つ設けることで高速化を測っている。
【０１８８】
図１３は、本発明に係る画像形成装置の特性調整方法の第２の実施形態における特性調整装置の構成を示す斜視図である。
【０１８９】
図１３で示す模式図の様にステージ１３０１上に表示パネル３０１が置かれ、台座１３０２上にＸＹ方向に光学系を移動するためのロボットシステム１３０３を配置している。光学系はレンズ１３０４とＣＣＤカメラ１３０５からなり４台分配置されている。
【０１９０】
本発明に係る画像形成装置の特性調整方法の第２の実施形態の動作について図１４を参照して説明する。図１４は、本発明に係る画像形成装置の特性調整方法の第２の実施形態の電子源の各表面伝導型放出素子の特性調整をするための処理を示すフローチャートである。
【０１９１】
まずステップ１４０１で、２つの光学系を図１５で示すような視野１、視野２、視野３、視野４の２つの場所に移動する。図１５は、本発明に係る画像形成装置の特性調整方法の第２の実施形態における画像形成装置に設定した視野位置を示す模式図である。
【０１９２】
ステップ１４０２でスイッチマトリクス制御信号Ｔｓｗを出力して、スイッチマトリクス制御回路３１０によりスイッチマトリクス３０３，３０４を切り換えて表示パネル３０１の表面伝導型放出素子を７６８素子選択する。
【０１９３】
具体的に複数ある視野を一つ選んだ場合の動作を例にとるとＹ＝１、Ｙ＝３８５、Ｘ＝１〜３８４、Ｘ＝１９２１〜２３０４のスイッチがＯＮになるように選択する。
【０１９４】
次にステップ１４０３で、その選択された素子に印加するパルス信号の波高値データＴｖ１、Ｔｖ２をパルス波高値設定回路３１１に出力する。
【０１９５】
そしてステップ１４０４で、パルス発生回路３０６，３０７、３１７、３１８によりスイッチマトリクス３０３，３０４を介して、ステップ１４０２で選択されている表面伝導型放出素子に、電子放出素子の特性測定用のパルス信号を印加する。
【０１９６】
したがってＹ＝１、Ｙ＝３８５、Ｘ＝１〜３８４、Ｘ＝１９２１〜２３０４の合計１５３６個の素子が同時に駆動される。
【０１９７】
ここで、合計１５３６個となるのは、Ｙ＝１とＹ＝３８５の２ラインに対してそれぞれＸ＝１〜３８４、Ｘ＝１９２１〜２３０４が点灯するので、１５３６となる。これは、２次元的にみると４箇所（部分）点灯していることになる。
【０１９８】
次に、ステップ１４０５で駆動電圧に対する輝度を測定する。
【０１９９】
そして、ステップ１４０６で、予定した駆動電圧に対する輝度値の測定が終了したか否かを判定する。
【０２００】
本実施形態においては、駆動電圧を変えてＶｄｒｖ，Ｖｄｒｖ−０．５Ｖｏｌｔ，Ｖｄｒｖ−１Ｖｏｌｔの３種類の条件で複数回輝度を計測した。
【０２０１】
予定された駆動電圧による輝度測定が終了していなければ、予定された駆動電圧による輝度測定が終了するまでステップ１４０２からステップ１４０５までの処理を繰り返す。予定された駆動電圧による輝度測定が終了していれば、ステップ１４０７に移行する。
【０２０２】
このステップ１４０３からステップ１４０６を９６回、指定する行配線（Ｙ）を順次増やしながら繰り返す（ステップ１４０７）。
【０２０３】
この操作によりＹ＝１〜９６、Ｙ＝３８５〜４８０、Ｘ＝１〜３８４、Ｘ＝１９２１〜２３０４の４つの矩形エリアが点灯する。
【０２０４】
この矩形領域の点灯に同期した同期信号Ｔｓｙｎｃを制御回路３１２から出力し、その信号をもとに電子シャッターを開放する。これによりステップ１４０５で駆動された領域の発光画像を測定する。
【０２０５】
ここで、この時の各エリアに印加される電圧について説明する。図１５で重複領域として太斜線部で示した場所にも電圧が印加される。
【０２０６】
調整を行なう素子以外の素子にシフト電圧がかかると素子の特性が変動してしまうので本実施形態においては以下の様にしてこの問題を回避した。
【０２０７】
視野１、２のＹ側から印加される電圧をＰｙ１、Ｘ側から印加される電圧をＰｘ１視野３、４のＹ側から印加される電圧をＰｙ２、Ｘ側から印加される電圧をＰｘ２とすると視野１内の素子にはＰｙ１＋Ｐｘ１の電圧がかかる。視野２内の素子にはＰｙ２＋Ｐｘ１の電圧が印加される。
【０２０８】
視野３の素子にはＰｙ１＋Ｐｘ２の電圧がかかる。視野２内の素子にはＰｙ２＋Ｐｘ２の電圧が印加される。
【０２０９】
したがって輝度を測定する際は各４種類の電圧がＶｄｒｖ電圧となるように指示信号Ｌｐ１，Ｌｐ２，Ｌｐ３，Ｌｐ４を決定した。
【０２１０】
次にステップ１４０８で第１の実施形態と同様に発光画像と駆動された素子のアドレスから素子アドレスに対応した輝度値に変換する。これで３８４×９６個の素子が並んだ４箇所についての輝度値を得ることができた。
【０２１１】
そして、輝度データを輝度データ格納メモリに保存し（ステップ１４０９）、シフト電圧印加処理を行い（ステップ１４１０）、全視野に対して終了したか否かを確認し（ステップ１４１１）、終了していれば動作を終える。
【０２１２】
特性をシフトさせる処理について図１６を用いて説明する。図１６は、本発明に係る画像形成装置の特性調整方法の第２の実施形態において特性調整信号を印加する処理を示すフローチャートである。本実施形態では視野２つに対してそれぞれ１つづつ合計２つの素子を選び同時にシフト電圧を印加する。
【０２１３】
４つの視野に対してそれぞれ１つ、計４つの素子について同時にシフト電圧を印加しないのは以下の理由による。
【０２１４】
たとえば、図１５において視野１、視野２、視野３，視野４の中にある素子に印加する必要があるシフト電圧が１６，１５，１５．５，１６ｖｏｌｔであったとすると、視野には上述したような組み合わせの電圧しか印加されないのでＰｙ１，Ｐｙ２，Ｐｘ１，Ｐｘ２を決めることができない。
【０２１５】
また同時にシフト電圧を印加する素子２つを視野１、視野４から選ぼうとしても視野２、視野３の部分にも電圧が印加されてしまうため同時に異なるシフト電圧を印加することは出来ない。
【０２１６】
そのため、図１６に示されるように、ステップ１６０１でそれぞれの視野１、視野３に該当するアドレスの素子の輝度−データを読み込む。便宜上仮にＡ，とＢの素子とするとまずＡに対して目標値との比較を行いＶシフト電圧の印加の有無を判断する。
【０２１７】
シフト電圧の印加が必要か否かを判断し（ステップ１６０２）、印加が必要な場合にはステップ１６０３においてルックアップテーブルの参照を行いシフト電圧Ｔｖ１を決める。
【０２１８】
次にステップ１６０４でＢの素子に対するシフト電圧印加の有無を判断しステップ１６０５でＴｖ２を決定する。
【０２１９】
次に図１２、３１１のパルス波高値設定回路を用いてパルスの波高値を決定するが、たとえばＡの素子にＶｐｒｅとして１６Ｖｏｌｔ、Ｂの素子に１５．５Ｖｏｌｔの電圧印加が必要な場合にはＰｙ１＝８Ｖｏｌｔ、Ｐｙ２＝０Ｖｏｌｔ、Ｐｘ１＝８ｖｏｌｔ、Ｐｘ２＝７．５Ｖｏｌｔとして設定した。
【０２２０】
このときには視野２、視野４の素子にはＶｄｒｖ以下の電圧しか印加されることは無いのでＡの素子とＢの素子のシフト電圧印加を同時に行なっても特性には影響を与えなかった。
【０２２１】
この様に指示信号Ｌｐ１，Ｌｐ２，Ｌｐ３，Ｌｐ４を決定していく。そして、選択する素子を視野２、視野４から選んで順次シフト電圧印加処理を行なう。
【０２２２】
本実施形態ではＶｄｒｖ＝１４ｖ、Ｖｐｒｅ＝１６ｖ、Ｖｓｈｉｆｔ＝１６〜１８ｖ、特性シフトにはパルス巾１ｍｓ、周期２ｍｓの短形パルス、輝度測定にはパルス幅１８μｓ周期２０μｓを用いて調整を行なったので、上記のような電圧設定を用いてステップ１６０６で素子を選択し、ステップ１６０７で実際にシフト電圧を印加する。
【０２２３】
以上の処理を２つの視野内の全素子に対して行い（ステップ１６０９）、ステップ１６０８において終了と判断されれば終了となる。
【０２２４】
全画面の輝度値を計測する時間は第１の実施形態の１／４の８０秒程度であった。シフト電圧の印加時間は本実施形態においては２つの素子に対して同時にシフト電圧を印加することが可能になったので３０００秒と第１の実施形態の半分にすることができた。
【０２２５】
以上の工程により作成した画像形成装置をＶｄｒｖ＝１４Ｖｏｌｔで駆動し全面の輝度むらを計測したところ標準偏差／平均値は３％であり第１の実施形態で作成した画像形成装置比較して同等のものが作成できた。
【０２２６】
本実施形態では視野を２つに増やした場合の実施形態について説明したが、光学系を増やせばその分輝度計測にかかる時間を短縮することが出来る。
【０２２７】
またパルスの波高値を設定する信号およびパルス発生回路を４つ設けたため４つの視野を設定し、２つの素子に対して同時にシフト電圧を印加したが、これらのパルス発生回路を増やせば同時にシフト電圧を印加できる素子数をさらに増やすことが可能である。
【０２２８】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、大画面ＴＶに応用した場合に、複数視野に分割して発光特性を取得して調整処理を順次行うことで各電子放出素子の電子放出特性の不規則なバラツキに起因する表示装置の輝度ばらつきを軽減することが出来た。
【０２２９】
さらに複数の素子の発光特性を同時に得られることから調整処理を高速に行うことが出来たため、特性調整に必要な工程時間を大幅に短縮することができた。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の画像形成装置の特性調整方法に使用される画像形成装置の表示パネルの一部を切り欠いて示した斜視図である。
【図２】図１に示される画像形成装置のマルチ電子源の基板の平面図である。
【図３】図１に示される画像形成装置の表示パネルのフェースプレートの蛍光体配列を例示した平面図である。
【図４】本発明に係る画像形成装置の特性調整方法の第１の実施形態に使用される、マルチ電子源を用いた画像形成装置及び特性調整信号をこの画像形成装置に印加する画像形成装置の特性調整装置の概略構成図である。
【図５】図４に示される画像形成装置の特性調整装置における駆動タイミングチャートである。
【図６】図４に示される画像形成装置上の輝点がエリアセンサー上に投影された様子を示す模式図である。
【図７】本発明に係る画像形成装置の特性調整方法により表示パネル３０１のマルチ電子源を作成する工程中、予備駆動電圧波高値Ｖｐｒｅを印加した各表面伝導型放出素子の駆動電圧（駆動パルスの波高値）Ｖｆを変えたときの放出電流特性の一例を示したグラフである。
【図８】図７（ａ）の放出電流特性を持つ素子に特性シフト電圧を印加した際の放出電流特性の変化を示したグラフである。
【図９】特性シフトパルス電圧波高値と放出電流変化を示したグラフである。
【図１０】本発明に係る画像形成装置の特性調整方法の第１の実施形態の電子源の各表面伝導型放出素子の特性調整処理を示すフローチャートである。
【図１１】本発明に係る画像形成装置の特性調整方法の第１の実施形態における測定した電子放出特性に基づいて特性調整信号を印加する処理を示すフローチャートである。
【図１２】本発明に係る画像形成装置の特性調整方法の第２の実施形態に使用される、マルチ電子源を用いた画像形成装置及び特性調整信号をこの画像形成装置に印加する画像形成装置の特性調整装置の概略構成図である。
【図１３】本発明に係る画像形成装置の特性調整方法の第２の実施形態における特性調整装置の構成を示す斜視図である。
【図１４】本発明に係る画像形成装置の特性調整方法の第２の実施形態の電子源の各表面伝導型放出素子の特性調整をするための処理を示すフローチャートである。
【図１５】本発明に係る画像形成装置の特性調整方法の第２の実施形態における画像形成装置に設定した視野位置を示す模式図である。
【図１６】本発明に係る画像形成装置の特性調整方法の第２の実施形態において特性調整信号を印加する処理を示すフローチャートである。
【図１７】従来の表面伝導型放出素子の構成を示す図である。
【図１８】表面伝導型放出素子の素子特性の一例を示すグラフである。
【図１９】従来のマルチ電子源のマトリクス配線を説明する図である。
【図２０】従来の発明の特性調整方法における特性測定工程のフローチャートである。
【符号の説明】
３０１  表示パネル
３０２  端子
３０３，３０４  スイッチマトリクス
３０５  輝度測定装置
３０５ａ  光学レンズ
３０５ｂ  エリアセンサー
３０６，３０７  パルス発生回路
３０８  演算装置
３０９  ロボットシステム
３１０  スイッチマトリクス制御回路
３１１  パルス波高値設定回路
３１２  制御回路
３１２ａ  ＣＰＵ
３１２ｂ  輝度データ格納メモリ
３１２ｃ  メモリ
３１２ｄ  ルックアップテーブル
３１３  高圧電源
３１４  輝度測定系
３１７，３１８  パルス発生回路
６０１  発光点
６０２  素子
１００１  基板
１００２  表面伝導型放出素子
１００３  行方向配線電極
１００４  列方向配線電極
１００５  リアプレート
１００６  側壁
１００７  フェースプレート
１００８  蛍光膜
１００９  メタルバック
１０１０  導電体
１３０１  ステージ
１３０２  台座
１３０３  ロボットシステム
１３０４  レンズ
１３０５  カメラ
３００１  基板
３００４  導電性薄膜
３００５  電子放出部
４００１  表面伝導型放出素子
４００２  行方向配線
４００３  列方向配線
４００４，４００５  配線抵抗
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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