JP2001202058A - 冷陰極発光素子の駆動方法、冷陰極発光素子の駆動回路およびディスプレイ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 輝度を一定に保ち、その寿命を長くするとと
もに、高周波のゲート電圧に追従して高速に動作させる
ことができる冷陰極発光素子の駆動方法、冷陰極発光素
子の駆動回路およびディスプレイ装置を提供する。 【解決手段】 ディスプレイ装置が起動されたときに
は、切替器７０により冷陰極３５が抵抗５１を介して接
地され、エミッション電流が設定値なるようにゲート電
源４１のゲート電圧がゲート電圧制御回路６０により制
御される。そして、エミッション電流が設定値に達した
ときには、切替器７０により冷陰極３５が抵抗５１を介
さずに接地され、エミッション電流が設定値に保持され
るようにゲート電源４１のゲート電圧がゲート電圧制御
回路６０により制御される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、複数の冷陰極か
ら電子を放出させて蛍光体を発光させる冷陰極発光素子
の駆動方法および駆動回路、並びに、１個もしくは複数
個の冷陰極発光素子を備えたディスプレイ装置に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、各種のフラット・パネル・ディス
プレイ装置の開発が盛んに行われている。その中でも、
冷陰極発光素子（ＦＥＤ；Field Emission Display）を
使用したディスプレイ装置は、高輝度、広視野角、高速
応答、低消費電力等の優れた性能を実現できる自発光型
のディスプレイ装置として注目されている。冷陰極発光
素子は、複数の冷陰極（電界放出型の陰極）、ゲート電
極およびアノード電極を有し、これらの電極間にそれぞ
れの制御電圧を印加し、複数の冷陰極から電子を放出さ
せて蛍光体を発光させる。

【０００３】ＦＥＤには、単体で画面が構成されるＦＥ
Ｄと、複数の冷陰極発光素子をマトリクス状に配列して
画面が構成される配列型のＦＥＤとがある。前者のＦＥ
Ｄは、５インチ〜４０インチのディスプレイ装置に使用
される。後者の配列型のＦＥＤは、屋外等に設置され
る、いわゆる大画面のディスプレイ装置に使用される。

【０００４】配列型のＦＥＤとしては、例えば、特開平
９−１０６７７２号公報や、特開平１０−２８９６７６
号公報に開示される冷陰極発光素子が、本発明の発明者
らにより提案されている。

【０００５】図５は、従来の冷陰極発光素子の駆動回路
の一例を示す図である。図５に示される冷陰極発光素子
は、配列型のＦＥＤを模式的に表したものであり、走査
電極３２上に設けられた円錐状の冷陰極３５と、冷陰極
３５の先端部分を取り囲むドーナツ状の開孔３７が形成
されたゲート電極３３と、アノード電極２２とを備え
る。アノード電極２２は、例えば、図示しない蛍光体の
表面に形成されている。冷陰極３５は、その先端に電界
が集中し、電子が放出しやすいように、例えば、円錐状
に形成されている。実際には、冷陰極３５は、冷陰極発
光素子の各画素のそれぞれに対応して設けられ、１つの
画素に対し、数千個〜数万個の冷陰極３５が構成され
る。また、ゲート電極３３の開孔３７は、複数の冷陰極
３５のそれぞれに対応して設けられる。

【０００６】冷陰極３５は、走査電極３２を介して接地
されている。ゲート電極３３には、所定のパルス電圧
（ゲート電圧）を印加するゲート電源４１が電気的に接
続されている。アノード電極２２には、ゲート電圧より
高電圧のアノード電圧を印加するアノード電源４２が電
気的に接続されている。アノード電源４２によりアノー
ド電極２２と冷陰極３５との間にアノード電圧が印加さ
れ、ゲート電源４１によりゲート電極３３と冷陰極３５
との間にゲート電圧が印加される。このゲート電圧によ
り冷陰極３５の先端から電子が放出される。冷陰極３５
から放出された電子は、アノード電圧によりアノード電
極２２に向けて加速され、図示しない蛍光体に衝突す
る。蛍光体は、電子の衝突を受けて発光する。

【０００７】大画面のディスプレイ装置では、このよう
な冷陰極発光素子をマトリクス状に配列して画面が構成
されるため、これらの冷陰極発光素子の輝度のばらつき
が小さいことが要求される。

【０００８】ディスプレイ装置の製造時には、各冷陰極
発光素子毎に輝度の調整が行われる。冷陰極発光素子の
輝度は、蛍光体が受けるエミッション電流と蛍光体の発
光効率とにより決まる。これらの冷陰極発光素子の冷陰
極には、エミッション特性のばらつきが存在する。各冷
陰極発光素子に同じ制御電圧（ゲート電圧およびアノー
ド電圧）を与えた場合、これらの冷陰極発光素子のエミ
ッション電流には、ばらつきが生ずる。さらに、これら
の冷陰極発光素子の蛍光体にも、膜厚、組成等の要因か
ら発光効率のばらつきが存在する。各冷陰極発光素子に
同じエミッション電流を与えた場合、これらの冷陰極発
光素子の輝度には、ばらつきが存在する。

【０００９】このため、冷陰極発光素子の輝度を輝度計
により測定し、測定される輝度が所定値となるようにゲ
ート電圧が調整され、これにより、エミッション電流が
調整される。各冷陰極発光素子は、それぞれのゲート電
圧で定電圧駆動される。このように輝度が調整されたと
きのエミッション電流は、初期エミッション電流、もし
くは、エミッション電流の初期値と呼ばれる。

【００１０】また、これらの冷陰極発光素子には、良好
な画質を長期間保つために、寿命（例えば、輝度半減寿
命）が長く、そのばらつきが小さいことが要求される。
冷陰極発光素子の輝度は、経時的に小さくなる。真空容
器１０内の残留ガスが冷陰極３５の先端部分に付着する
等して、エミッション電流が劣化する。また、エミッシ
ョン電流の累積値に応じて蛍光体も劣化する。そこで、
エミッション電流を劣化させずに一定に制御する駆動回
路が提案されている。

【００１１】図６は、従来の冷陰極発光素子の駆動回路
の他の例を示す図である。図６に示されるように、この
冷陰極発光素子の駆動回路は、図５に示される駆動回路
に、エミッション電流を一定に制御する定電流源８０を
設けたものである。定電流源８０は、例えば、ＮＰＮト
ランジスタ８１と、抵抗８２と、直流低電圧電源８３と
から構成される。ＮＰＮトランジスタ８１のコレクタ端
子は、走査電極３２を介して冷陰極３５に電気的に接続
され、ＮＰＮトランジスタ８１のエミッタ端子は、抵抗
８２を介して接地され、ＮＰＮトランジスタ８１のベー
ス端子は、直流低電圧電源８３に電気的に接続されてい
る。

【００１２】ＮＰＮトランジスタ８１のベース端子に直
流低電圧電源８３の電圧Ｖｂが印加されると、この電圧
Ｖｂに比例するコレクタ電流Ｉｃが流れる。このコレク
タ電流Ｉｃは、走査電極３２を介して冷陰極３５に供給
される。コレクタ電流Ｉｃは、ＮＰＮトランジスタ８１
のコレクタ電位Ｖｃが変動することにより常に一定に保
たれる。したがって、冷陰極３５から放出される電子
流、すなわちエミッション電流も一定に保たれる。ＮＰ
Ｎトランジスタ８１に印加される直流低電圧電源８３の
電圧Ｖｂを制御することにより、エミッション電流を所
要の値に制御することができる。

【００１３】このように、図６に示される従来の冷陰極
発光素子の駆動回路では、エミッション電流を一定に制
御することができるので、複数の冷陰極発光素子間の輝
度のばらつきを小さくすることができるとともに、これ
らの冷陰極発光素子の寿命を長くすることができる。

【００１４】なお、エミッション電流を一定に制御する
冷陰極発光素子の駆動回路は、例えば、特開平１０−２
０７４１６号公報、特開平９−２３１９２１号公報、特
開平８−２７３５６０号公報および特開平８−２７３５
１９号公報に開示されている。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
冷陰極発光素子の駆動方法および駆動回路では、次のよ
うな解決すべき課題があった。冷陰極発光素子のエミッ
ション電流を一定に制御するため、冷陰極発光素子の駆
動回路に図６に示されるような定電流源８０を設けた場
合、ゲート電極３３と冷陰極３５との間の静電容量が大
きいため、冷陰極発光素子の応答速度が遅くなる。この
ため、冷陰極発光素子を高周波のパルス電圧（ゲート電
圧）に追従させて駆動することができず、映像（動画
像）を良好に表示することができないといった問題があ
った。

【００１６】本発明は、上記のような問題点を解決する
ためになされたものであり、その目的は、装置が起動さ
れたとき、エミッション電流検出回路と複数の冷陰極と
を電気的に接続し、エミッション電流が設定値になるよ
うにゲート電圧を制御し、エミッション電流が設定値に
達したとき、エミッション電流検出回路と複数の冷陰極
とを電気的に切断し、エミッション電流が設定値に達し
たときのゲート電圧を保持することで、輝度を一定に保
ち、その寿命を長くすることができるとともに、高周波
のゲート電圧に追従して高速に動作させることができる
冷陰極発光素子の駆動方法、冷陰極発光素子の駆動回路
およびディスプレイ装置を提供することにある。

【００１７】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る冷陰極発
光素子の駆動方法は、複数の冷陰極とゲート電極との間
にパルス状のゲート電圧を印加するとともに、前記複数
の冷陰極とアノード電極との間に前記ゲート電圧より高
電圧のアノード電圧を印加し、複数の冷陰極から電子を
放出させて蛍光体を発光させる冷陰極発光素子の駆動方
法において、この冷陰極発光素子が起動されたとき、エ
ミッション電流を検出するエミッション電流検出回路と
複数の冷陰極とを電気的に接続し、前記エミッション電
流検出回路によりエミッション電流を検出するエミッシ
ョン電流検出工程と、前記エミッション電流検出工程で
前記エミッション電流回路により検出されるエミッショ
ン電流をあらかじめ設定された設定値と比較し、前記エ
ミッション電流が前記設定値になるようにゲート電圧を
制御するゲート電圧制御工程と、前記エミッション電流
検出工程で前記エミッション電流回路により検出され、
前記ゲート電圧制御工程で比較されるエミッション電流
が、前記設定値に達したとき、前記エミッション電流検
出回路と複数の冷陰極とを電気的に切断し、前記エミッ
ション電流が前記設定値に達したときのゲート電圧を保
持するゲート電圧保持工程とを含むことを特徴とするも
のである。

【００１８】また、請求項２に係る冷陰極発光素子の駆
動回路は、複数の冷陰極とゲート電極との間にパルス状
のゲート電圧を印加するゲート電源と、前記複数の冷陰
極とアノード電極との間に前記ゲート電圧よりも高電圧
のアノード電圧を印加するアノード電源とを備え、各電
源によりそれぞれの電極間にそれぞれの電圧を印加し、
複数の冷陰極から電子を放出させて蛍光体を発光させる
冷陰極発光素子の駆動回路において、前記複数の冷陰極
に電気的に接続される切替器と、前記切替器を介してエ
ミッション電流を検出するためのエミッション電流検出
回路と、前記エミッション電流検出回路により検出され
たエミッション電流とあらかじめ設定された設定値とを
比較し、前記エミッション電流が前記設定値になるよう
に、前記ゲート電源により印加されるゲート電圧を制御
するゲート電圧制御回路とを備え、前記切替器は、この
冷陰極発光素子の駆動回路が起動されたとき、前記複数
の冷陰極と前記エミッション電流検出回路とを電気的に
接続し、前記複数の冷陰極を前記エミッション電流検出
回路を介して接地し、前記エミッション電流検出回路に
より検出され、前記ゲート電圧制御回路により比較され
るエミッション電流が前記設定値に達したとき、前記複
数の冷陰極と前記エミッション電流検出回路とを電気的
に切断し、前記複数の冷陰極を前記エミッション電流検
出回路を介さずに接地し、前記ゲート電圧制御回路は、
エミッション電流が前記設定値に達したとき、エミッシ
ョン電流が前記設定値に達したときのゲート電圧を保持
するように、前記ゲート電源により印加されるゲート電
圧を制御することを特徴とするものである。

【００１９】また、請求項３に係る冷陰極発光素子の駆
動回路は、請求項２に係る冷陰極発光素子の駆動回路に
おいて、前記エミッション電流検出回路は、前記複数の
冷陰極に直列に接続された抵抗からなり、前記ゲート電
圧制御回路は、前記抵抗を流れるエミッション電流をＡ
／Ｄ（analog to digital）変換するＡ／Ｄ変換器と、
前記Ａ／Ｄ変換器によりＡ／Ｄ変換されたエミッション
電流と前記設定値とを比較し、エミッション電流が前記
設定値になるようにゲート電圧の制御量を算出するマイ
クロコンピュータと、マイクロコンピュータにより算出
されたゲート電圧の制御量をＤ／Ａ（digital to analo
g）変換し、前記ゲート電源に制御電圧を供給するＤ／
Ａ変換器とを有することを特徴とするものである。

【００２０】また、請求項４に係る冷陰極発光素子の駆
動回路は、請求項２に係る冷陰極発光素子の駆動回路に
おいて、前記設定値は、エミッション電流の初期値であ
ることを特徴とするものである。

【００２１】また、請求項５に係るディスプレイ装置
は、複数の冷陰極とゲート電極との間にパルス状のゲー
ト電圧が印加され、前記複数の冷陰極とアノード電極と
の間に前記ゲート電圧よりも高電圧のアノード電圧が印
加されたとき、複数の冷陰極から電子を放出して蛍光体
を発光させる１個もしくは複数個の冷陰極発光素子を備
えたディスプレイ装置において、前記１個もしくは複数
個の冷陰極発光素子を１つ以上のグループに分け、各グ
ループ毎に、グループ内の冷陰極発光素子の複数の冷陰
極とゲート電極との間に前記ゲート電圧を印加するゲー
ト電源と、前記グループ内の冷陰極発光素子の複数の冷
陰極とアノード電極との間に前記アノード電圧を印加す
るアノード電源と、前記グループ内の冷陰極発光素子の
複数の冷陰極に電気的に接続される切替器と、前記切替
器を介して前記グループ内の冷陰極発光素子のエミッシ
ョン電流を検出するためのエミッション電流検出回路
と、前記エミッション電流検出回路により検出されたエ
ミッション電流をあらかじめ設定された設定値と比較
し、前記エミッション電流が前記設定値になるように、
前記ゲート電源により印加されるゲート電圧を制御する
ゲート電圧制御回路とをそれぞれ設け、前記切替器は、
この装置が起動されたとき、前記グループ内の冷陰極発
光素子の複数の冷陰極と前記エミッション電流検出回路
とを電気的に接続し、前記複数の冷陰極を前記エミッシ
ョン電流検出回路を介して接地し、前記エミッション電
流検出回路により検出され、前記ゲート電圧制御回路に
より比較されるエミッション電流が前記設定値に達した
とき、前記グループ内の冷陰極発光素子の複数の冷陰極
と前記エミッション電流検出回路とを電気的に切断し、
前記複数の冷陰極を前記エミッション電流検出回路を介
さずに接地し、前記ゲート電圧制御回路は、エミッショ
ン電流が前記設定値に達したとき、エミッション電流が
前記設定値に達したときのゲート電圧を保持するよう
に、前記ゲート電源のゲート電圧を制御することを特徴
とするものである。

【００２２】また、請求項６に係るディスプレイ装置
は、請求項５に係るディスプレイ装置において、１つの
冷陰極発光素子により１つのグループが構成されること
を特徴とするものである。

【００２３】また、請求項７に係るディスプレイ装置
は、請求項５に係るディスプレイ装置において、複数の
冷陰極発光素子により１つのグループが構成されること
を特徴とするものである。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る冷陰極発光素
子の駆動方法、冷陰極発光素子の駆動回路およびディス
プレイ装置の好ましい実施の形態を図面を参照して説明
する。 実施の形態１．図１は、この発明に係る実施の形態１の
冷陰極発光素子の概略構成を示す断面図である。この冷
陰極発光素子１は、いわゆる配列型のＦＥＤであり、い
わゆる大画面のディスプレイ装置に使用される。図１に
示されるように、冷陰極発光素子１は、四角形状の枠か
らなるスペーサガラス１３を、前面パネル１１と、前面
パネル１１に対向する背面パネル１２とで挟み込んで構
成される真空容器１０を備える。前面パネル１１、背面
パネル１２およびスペーサガラス１３は、真空容器１０
が気密になるように、低融点ガラス１４を介して接合さ
れている。

【００２５】前面パネル１１の内面（図における下面）
には、マトリクス状に配列された複数の蛍光体２１が形
成されている。蛍光体２１は、冷陰極発光素子１の画素
を構成し、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の何れかの蛍
光体により構成されている。これらの蛍光体２１の配列
方法には、例えば、ＲＧＧＢモザイク配列、ＲＧＢトリ
オ配列等の配列方法を採用することができる。蛍光体２
１の蛍光面は、数ｍｍ角に構成されている。

【００２６】これらの蛍光体２１の表面には、蛍光体２
１の全体を覆うようにアルミバックが施され、アルミバ
ック陽極２２が形成されている（図２）。アルミバック
陽極２２は、各蛍光体２１のそれぞれのアノード電極を
構成する。アルミバック陽極２２は、蛍光体２１の発光
効率を向上させるとともに、これらの蛍光体２１のそれ
ぞれのアノード電極に印加されるアノード電圧を均一に
する。

【００２７】背面パネル１２の内面（図における上面）
には、四角形状の陰極基板３０が設けられている。陰極
基板３０と前面パネル１１の内面に形成された蛍光体２
１との間の距離は、３〜９ｍｍになるように構成されて
いる。

【００２８】図２は、図１に示された冷陰極発光素子の
Ｂ部分の拡大図である。図２に示されるように、陰極基
板３０は、厚さ１ｍｍ程度のガラス基板３１上に走査電
極３２を形成し、さらに、この走査電極３２上に、複数
の冷陰極３５と、絶縁層３４を介して設けられるゲート
電極３３とを形成したものである。

【００２９】走査電極３２は、表示面の垂直方向に延び
る帯状に形成されており、水平方向に所定間隔で複数列
配置されている。ゲート電極３３は、表示面の水平方向
に延びる帯状に形成されており、垂直方向に所定の間隔
で複数行配置されている。複数列の走査電極３２および
複数行のゲート電極３３が交差する各交差領域は、冷陰
極発光素子１の画素に対応し、前面パネル１１の内面に
形成された複数の蛍光体２１と１対１に対応する。

【００３０】各交差領域には、複数の冷陰極３５からな
る冷陰極群３６が設けられる。各交差領域のゲート電極
３３および絶縁層３４には、これらを貫通し、冷陰極３
５を取り囲む円筒状の開孔３７が複数形成され、各開孔
３７内には、それぞれ１つの冷陰極３５が形成される。

【００３１】冷陰極３５は、その先端に電界を集中さ
せ、電子を放出しやすいように、例えば、円錐状に形成
される。冷陰極３５は、半導体形成手段を用い、モリブ
デン等を蒸着させて形成することができる。冷陰極３５
の底面の直径は、約１μｍ程度に構成されている。１つ
の冷陰極群３６の大きさは、各冷陰極３５から放出され
る電子の発散角を考慮し、数ｍｍ角の蛍光体２１の数分
の１程度に構成されている。１つの冷陰極群３６は、数
千個〜数万個の冷陰極３５から構成される。

【００３２】図１に戻り、背面パネル１２の中央部に
は、排気口１５が設けられ、排気口１５の周りには、排
気を容易に行うための図示しない複数の小さな孔が設け
られている。排気口１５およびこれらの孔の下方には、
排気口１５およびこれらの孔を覆う広口部１６ａを有す
る排気管１６が取り付けられている。広口部１６ａに
は、真空容器１０内で発生するガスを吸着する複数のゲ
ッタ１８が配設されている。

【００３３】前面パネル１１側の蛍光体２１の表面に形
成されたアルミバック陽極２２には、排気管１６および
排気口１５を通る給電線１７を介して外部から高電圧の
アノード電圧が供給される。また、背面パネル１２側の
ガラス基板３１上に形成された冷陰極群３６（走査電極
３２）およびゲート電極３３には、背面パネル１２の外
周部に設けられた図示しない外部電極と、ガラス基板３
１上に形成された配線とを介してそれぞれの制御電圧が
供給される。

【００３４】このように構成された冷陰極発光素子１に
おいて、冷陰極群３６とアルミバック陽極２２との間に
アノード電圧が印加され、冷陰極群３６とゲート電極３
３との間に数十Ｖ以上のゲート電圧が印加されると、ゲ
ート電圧により冷陰極群３６の各冷陰極３５のそれぞれ
の先端部から電子が放出される。各冷陰極３５から放出
された電子は、アノード電圧によりアルミバック陽極２
２に向けて加速され、蛍光体２１に衝突する。蛍光体２
１は、電子の衝突を受けて発光する。

【００３５】なお、蛍光体２１に電子が衝突すると、真
空容器１０内に新たなガスが発生する。このガスは、排
気管１６の広口部１６ａ内に設けられたゲッタ１８に吸
着される。これにより、真空容器１０内が高真空に保た
れ、エミッション電流の劣化が抑制される。

【００３６】図３は、図１および図２に示された冷陰極
発光素子の駆動回路の構成図である。図３に示されるよ
うに、冷陰極発光素子１の駆動回路は、ゲート電極３３
に電気的に接続されたゲート電源４１と、アノード電極
（アルミバック陽極）２２に電気的に接続されたアノー
ド電源４２とを備える。ゲート電源４１は、ゲート電極
３３に所定のパルス状のゲート電圧を印加する。アノー
ド電源４２は、アノード電極２２に所定のアノード電圧
を印加する。

【００３７】また、冷陰極発光素子１の駆動回路は、切
替器７０と、エミッション電流検出回路５０と、ゲート
電圧制御回路６０とを備える。切替器７０は、端子７０
ａ、７０ｂおよび７０ｃを有し、端子７０ａを端子７０
ｂおよび７０ｃの何れか一方の端子と接続する。端子７
０ａは、走査電極３２を介して冷陰極３５に電気的に接
続され、端子７０ｂは、抵抗５１を介して接地され、端
子７０ｃは、接地されている。切替器７０は、ディスプ
レイ装置が起動されたときには、端子７０ａと端子７０
ｂとを電気的に接続し、その後、ゲート電圧制御回路６
０からの切替信号が入力されたとき、端子７０ａと端子
７０ｃとを電気的に接続する。

【００３８】抵抗５１は、切替器７０を介してエミッシ
ョン電流を検出するためのエミッション電流検出回路５
０を構成する。ゲート電圧制御回路６０は、ゲート電源
４１により印加されるゲート電圧を制御して、エミッシ
ョン電流の劣化を防止するものであり、具体的には、抵
抗５１を流れるエミッション電流をあらかじめ設定され
た設定値と比較し、エミッション電流が前記設定値にな
るように、ゲート電源４１により印加されるゲート電圧
を制御する。

【００３９】この設定値は、エミッション電流の初期値
とするとよい。エミッション電流の初期値は、ディスプ
レイ装置の製造時に、各冷陰極発光素子１の輝度が一定
になるように、各冷陰極発光素子１のそれぞれに最適に
調整される。前記設定値を前記初期値とすれば、エミッ
ション電流を初期値に保持することができるので、これ
らの冷陰極発光素子１の寿命（輝度半減寿命）を長くす
るとともに、そのばらつきを小さくすることができる。

【００４０】ゲート電圧制御回路６０は、Ａ／Ｄ変換器
６１、マイクロコンピュータ６２、Ｄ／Ａ変換器６３、
電圧アンプ６４および電流アンプ６５を備える。Ａ／Ｄ
変換器６１は、抵抗５１を流れるエミッション電流をＡ
／Ｄ（analog to digital）変換する。マイクロコンピ
ュータ６２は、Ａ／Ｄ変換器６１によりＡ／Ｄ変換され
たエミッション電流と設定値とを比較し、エミッション
電流が設定値と一致するようにゲート電圧の制御量を算
出する。また、マイクロコンピュータ６２は、入力され
るエミッション電流が設定値と一致したとき、切替信号
を図示しないシーケンサを介して切替器７０に出力す
る。

【００４１】Ｄ／Ａ変換器６３は、マイクロコンピュー
タ６２により算出されたゲート電圧の制御量をＤ／Ａ
（digital to analog）変換する。電圧アンプ６４およ
び電流アンプ６５は、Ｄ／Ａ変換器６３によりＤ／Ａ変
換されたゲート電圧の制御信号がゲート電源４１の出力
レベルに合致するように、それぞれゲート電圧の制御信
号の電圧および電流を増幅する。

【００４２】このように構成されたディスプレイ装置に
おいては、装置の起動時にのみ、エミッション電流検出
回路５０（抵抗５１）によりエミッション電流が検出さ
れ、ゲート電圧制御回路６０によりゲート電圧が制御さ
れる。以下、その詳細を説明する。

【００４３】ディスプレイ装置が起動され、アノード電
源４２により、冷陰極群３６とアルミバック陽極２２と
の間にアノード電圧が印加され、冷陰極群３６とゲート
電極３３との間に数十Ｖ以上のゲート電圧が印加される
と、ゲート電圧により冷陰極群３６の各冷陰極３５のそ
れぞれの先端部から電子が放出され、蛍光体２１が発光
する。このとき、切替器７０の端子７０ａと端子７０ｂ
とが電気的に接続され、エミッション電流が抵抗５１を
流れる。

【００４４】抵抗５１を流れるエミッション電流は、Ａ
／Ｄ変換器６１によりＡ／Ｄ変換され、マイクロコンピ
ュータ６２に入力される。入力されたエミッション電流
は、設定値と比較され、エミッション電流が前記設定値
と一致するようにゲート電圧の制御量が算出される。算
出されたゲート電圧の制御量は、マイクロコンピュータ
６２から出力され、Ｄ／Ａ変換器６３により制御信号に
変換され、さらに、電圧アンプ６４および電流アンプ６
５によりゲート電源４１の出力レベルに合致するように
増幅される。この増幅された制御信号によりゲート電源
４１のゲート電圧が制御される。

【００４５】マイクロコンピュータ６２により比較され
るエミッション電流が前記設定値に達すると、そのエミ
ッション電流を保持するようにゲート電圧の制御量が保
持される。同時に、マイクロコンピュータ６２から切替
信号が図示しないシーケンサを介して切替器７０に出力
され、切替器７０の端子７０ａの接続が、端子７０ｂ側
から端子７０ｃ側に切り替えられる。これにより、冷陰
極群３５が抵抗５１を介さずに接地され、冷陰極３５と
ゲート電源４１との間の負荷が取り除かれるので、ゲー
ト電源４１により定電圧駆動される高周波のゲート電圧
に対し、遅延なく追従するように冷陰極発光素子１を動
作させることができる。

【００４６】このように、実施の形態１によれば、ディ
スプレイ装置が起動されたときには、切替器７０により
冷陰極３５が抵抗５１を介して接地され、エミッション
電流が設定値なるようにゲート電源４１のゲート電圧が
ゲート電圧制御回路６０により制御される。そして、エ
ミッション電流が設定値に達したときには、切替器７０
により冷陰極３５が抵抗５１を介さずに接地され、エミ
ッション電流が設定値に保持されるようにゲート電源４
１のゲート電圧がゲート電圧制御回路６０により制御さ
れる。

【００４７】一般に、ディスプレイ装置は、数日に渡っ
て連続して使用されることは希であり、例えば、朝に電
源が投入され、夜に電源が切断されるというように、ほ
とんどの場合、長くとも１日単位程度で使用されてい
る。そして、エミッション電流は、１日程度の使用では
劣化しないことが実験から確認されている。すなわち、
ディスプレイ装置の起動時にエミッション電流を設定値
に設定すれば、１日中、エミッション電流を一定に保つ
ことができる。したがって、冷陰極発光素子１の輝度を
一定に保つことができる。また、設定値をディスプレイ
装置の製造時に設定された初期値とすれば、各冷陰極発
光素子１間の輝度のばらつきを容易に小さくすることが
できる。さらに、冷陰極発光素子１の輝度半減寿命を長
くするとともに、寿命のばらつきも小さくすることがで
きる。

【００４８】実施の形態２．図４は、この発明に係る実
施の形態２の冷陰極発光素子の駆動回路の構成図であ
る。実施の形態２のディスプレイ装置は、複数の冷陰極
発光素子１を１つ以上のグループに分け、各グループの
それぞれに駆動回路を設けたものである。図４に示され
るように、このディスプレイ装置では、例えば、４個の
冷陰極発光素子１に対し１つの駆動回路が設けられてい
る。エミッション電流検出回路５０により検出されるエ
ミッション電流は、４個の冷陰極発光素子１のそれぞれ
のエミッション電流の和となる。

【００４９】１つのグループに含まれる冷陰極発光素子
１の数は、４個、８個、１６個等、任意に設定すること
ができる。１つのグループに含まれる冷陰極発光素子１
の数を多くした場合には、各冷陰極発光素子１の輝度の
ばらつきは大きくなる。反面、駆動回路を少なくし、デ
ィスプレイ装置を安価にすることができる。これに対
し、１つのグループに含まれる冷陰極発光素子１の数を
少なくした場合には、各冷陰極発光素子１の輝度のばら
つきを小さくすることができる。反面、駆動回路の数が
多くなり、ディスプレイ装置が高価になる。１つのグル
ープに含まれる冷陰極発光素子１の数は、要求される輝
度のばらつきの程度に応じて適宜選択するとよい。

【００５０】なお、実施の形態１および２では、配列型
のＦＥＤを例に本発明のディスプレイ装置に関して説明
しているが、本発明のディスプレイ装置は、冷陰極発光
素子単体で画面が構成されるディスプレイ装置にも適用
することができる。

【００５１】

【発明の効果】請求項１に係る冷陰極発光素子の駆動方
法によれば、冷陰極発光素子が起動されたときには、エ
ミッション電流検出回路と複数の冷陰極とを電気的に接
続し、エミッション電流が設定値なるようにゲート電源
のゲート電圧を制御する。そして、エミッション電流が
設定値に達したときには、エミッション電流検出回路と
複数の冷陰極とを電気的に切断し、エミッション電流を
設定値に保持する。したがって、冷陰極発光素子の輝度
を一定に保ちつつ、冷陰極発光素子を高速に動作させる
ことができる。

【００５２】また、請求項２に係る冷陰極発光素子の駆
動回路によれば、この駆動回路が起動されたときには、
切替器により複数の冷陰極とエミッション電流検出回路
とを電気的に接続し、複数の冷陰極をエミッション電流
検出回路を介して接地し、ゲート電圧制御回路によりエ
ミッション電流が設定値になるように、ゲート電源によ
り印加されるゲート電圧をゲート電圧制御回路により制
御する。そして、エミッション電流が設定値に達したと
きには、切替器により複数の冷陰極とエミッション電流
検出回路とを電気的に切断し、複数の冷陰極をエミッシ
ョン電流検出回路を介さずに接地し、エミッション電流
が前記設定値になったときのゲート電圧を保持するよう
に、ゲート電源により印加されるゲート電圧をゲート電
圧制御回路により制御する。したがって、請求項１に係
る冷陰極発光素子の駆動方法を実現する駆動回路を提供
することができる。

【００５３】また、請求項３に係る冷陰極発光素子の駆
動回路によれば、冷陰極に直列に接続された抵抗により
エミッション電流を検出し、検出されるエミッション電
流をマイクロコンピュータにより設定値と比較し、エミ
ッション電流が前記設定値になるようにゲート電源によ
り印加されるゲート電圧を制御する。このため、エミッ
ション電流が確実に前記設定値となるように、ゲート電
源により印加されるゲート電圧を制御することができ
る。

【００５４】請求項４に係る冷陰極発光素子の駆動回路
によれば、前記設定値をディスプレイ装置の製造時に設
定されるエミッション電流の初期値とする。したがっ
て、ディスプレイ装置を構成する各冷陰極発光素子の輝
度のばらつきを容易に小さくすることができる。さら
に、各冷陰極発光素子の寿命を長くすることができると
ともに、寿命のばらつきも小さくすることができる。

【００５５】請求項５に係るディスプレイ装置によれ
ば、冷陰極発光素子の輝度を一定に保ちつつ、冷陰極発
光素子を高速に動作させることができるディスプレイ装
置を提供することができる。

【００５６】請求項６に係るディスプレイ装置によれ
ば、各冷陰極発光素子の輝度のばらつきを小さくするこ
とができる。

【００５７】請求項７に係るディスプレイ装置によれ
ば、冷陰極発光素子の駆動回路を少なくし、装置を安価
に構成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明に係る実施の形態１の冷陰極発光素
子の概略断面図である。

【図２】 図１に示された冷陰極発光素子のＢ部分の拡
大図である。

【図３】 図１および図２に示された冷陰極発光素子の
駆動回路の構成図である。

【図４】 この発明に係る実施の形態２の冷陰極発光素
子の駆動回路の構成図である。

【図５】 従来の冷陰極発光素子の駆動回路の一例を示
す図である。

【図６】 従来の冷陰極発光素子の駆動回路の他の例を
示す図である。

【符号の説明】

１ 冷陰極発光素子、 １０ 真空容器、 １１ 前面
パネル、 １２ 背面パネル、 １３ スペーサガラ
ス、 １４ 低融点ガラス、 １５ 排気口、１６ 排
気管、 １７ 給電線、 １８ ゲッタ、 ２１ 蛍光
体、 ２２ アルミバック陽極（アノード電極）、 ３
０ 陰極基板、 ３１ ガラス基板、３２ 走査電極、
３３ ゲート電極、 ３４ 絶縁層、 ３５ 冷陰
極、 ３６ 冷陰極群、 ３７ 開孔、 ４１ ゲート
電源、 ４２ アノード電源、５０ エミッション電流
検出回路、 ５１ 抵抗、 ６０ ゲート電圧制御回
路、 ６１ Ａ／Ｄ変換器、 ６２ マイクロコンピュ
ータ、 ６３ Ｄ／Ａ変換器、 ６４ 電圧アンプ、
６５ 電流アンプ、 ７０ 切替器。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 江藤 力 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 岩田 修司 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 細野 彰彦 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 Ｆターム(参考） 5C080 AA08 BB06 BB09 CC03 CC06 DD03 DD05 DD06 DD08 DD29 HH17 JJ02 JJ06 KK05 KK33 KK34

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の冷陰極とゲート電極との間にパル
   ス状のゲート電圧を印加するとともに、前記複数の冷陰
   極とアノード電極との間に前記ゲート電圧より高電圧の
   アノード電圧を印加し、複数の冷陰極から電子を放出さ
   せて蛍光体を発光させる冷陰極発光素子の駆動方法にお
   いて、 この冷陰極発光素子が起動されたとき、エミッション電
   流を検出するエミッション電流検出回路と複数の冷陰極
   とを電気的に接続し、前記エミッション電流検出回路に
   よりエミッション電流を検出するエミッション電流検出
   工程と、 前記エミッション電流検出工程で前記エミッション電流
   回路により検出されるエミッション電流をあらかじめ設
   定された設定値と比較し、前記エミッション電流が前記
   設定値になるようにゲート電圧を制御するゲート電圧制
   御工程と、 前記エミッション電流検出工程で前記エミッション電流
   回路により検出され、前記ゲート電圧制御工程で比較さ
   れるエミッション電流が、前記設定値に達したとき、前
   記エミッション電流検出回路と複数の冷陰極とを電気的
   に切断し、前記エミッション電流が前記設定値に達した
   ときのゲート電圧を保持するゲート電圧保持工程とを含
   むことを特徴とする冷陰極発光素子の駆動方法。
2. 【請求項２】 複数の冷陰極とゲート電極との間にパル
   ス状のゲート電圧を印加するゲート電源と、前記複数の
   冷陰極とアノード電極との間に前記ゲート電圧よりも高
   電圧のアノード電圧を印加するアノード電源とを備え、
   各電源によりそれぞれの電極間にそれぞれの電圧を印加
   し、複数の冷陰極から電子を放出させて蛍光体を発光さ
   せる冷陰極発光素子の駆動回路において、 前記複数の冷陰極に電気的に接続された切替器と、 前記切替器を介してエミッション電流を検出するための
   エミッション電流検出回路と、 前記エミッション電流検出回路により検出されたエミッ
   ション電流とあらかじめ設定された設定値とを比較し、
   前記エミッション電流が前記設定値になるように、前記
   ゲート電源により印加されるゲート電圧を制御するゲー
   ト電圧制御回路とを備え、 前記切替器は、 この冷陰極発光素子の駆動回路が起動されたとき、前記
   複数の冷陰極と前記エミッション電流検出回路とを電気
   的に接続し、前記複数の冷陰極を前記エミッション電流
   検出回路を介して接地し、前記エミッション電流検出回
   路により検出され、前記ゲート電圧制御回路により比較
   されるエミッション電流が前記設定値に達したとき、前
   記複数の冷陰極と前記エミッション電流検出回路とを電
   気的に切断し、前記複数の冷陰極を前記エミッション電
   流検出回路を介さずに接地し、 前記ゲート電圧制御回路は、 エミッション電流が前記設定値に達したとき、エミッシ
   ョン電流が前記設定値に達したときのゲート電圧を保持
   するように、前記ゲート電源により印加されるゲート電
   圧を制御することを特徴とする冷陰極発光素子の駆動回
   路。
3. 【請求項３】 前記エミッション電流検出回路は、 前記複数の冷陰極に直列に接続された抵抗からなり、 前記ゲート電圧制御回路は、 前記抵抗を流れるエミッション電流をＡ／Ｄ（analog t
   o digital）変換するＡ／Ｄ変換器と、 前記Ａ／Ｄ変換器によりＡ／Ｄ変換されたエミッション
   電流と前記設定値とを比較し、エミッション電流が前記
   設定値になるようにゲート電圧の制御量を算出するマイ
   クロコンピュータと、 マイクロコンピュータにより算出されたゲート電圧の制
   御量をＤ／Ａ（digital to analog）変換し、前記ゲー
   ト電源に制御電圧を供給するＤ／Ａ変換器とを有するこ
   とを特徴とする請求項２に記載の冷陰極発光素子の駆動
   回路。
4. 【請求項４】 前記設定値は、エミッション電流の初期
   値であることを特徴とする請求項２に記載の冷陰極発光
   素子の駆動回路。
5. 【請求項５】 複数の冷陰極とゲート電極との間にパル
   ス状のゲート電圧が印加され、前記複数の冷陰極とアノ
   ード電極との間に前記ゲート電圧よりも高電圧のアノー
   ド電圧が印加されたとき、複数の冷陰極から電子を放出
   して蛍光体を発光させる１個もしくは複数個の冷陰極発
   光素子を備えたディスプレイ装置において、 前記１個もしくは複数個の冷陰極発光素子を１つ以上の
   グループに分け、 各グループ毎に、 グループ内の冷陰極発光素子の複数の冷陰極とゲート電
   極との間に前記ゲート電圧を印加するゲート電源と、 前記グループ内の冷陰極発光素子の複数の冷陰極とアノ
   ード電極との間に前記アノード電圧を印加するアノード
   電源と、 前記グループ内の冷陰極発光素子の複数の冷陰極に電気
   的に接続される切替器と、 前記切替器を介して前記グループ内の冷陰極発光素子の
   エミッション電流を検出するためのエミッション電流検
   出回路と、 前記エミッション電流検出回路により検出されたエミッ
   ション電流をあらかじめ設定された設定値と比較し、前
   記エミッション電流が前記設定値になるように、前記ゲ
   ート電源により印加されるゲート電圧を制御するゲート
   電圧制御回路とをそれぞれ設け、 前記切替器は、 この装置が起動されたとき、前記グループ内の冷陰極発
   光素子の複数の冷陰極と前記エミッション電流検出回路
   とを電気的に接続し、前記複数の冷陰極を前記エミッシ
   ョン電流検出回路を介して接地し、前記エミッション電
   流検出回路により検出され、前記ゲート電圧制御回路に
   より比較されるエミッション電流が前記設定値に達した
   とき、前記グループ内の冷陰極発光素子の複数の冷陰極
   と前記エミッション電流検出回路とを電気的に切断し、
   前記複数の冷陰極を前記エミッション電流検出回路を介
   さずに接地し、 前記ゲート電圧制御回路は、 エミッション電流が前記設定値に達したとき、エミッシ
   ョン電流が前記設定値に達したときのゲート電圧を保持
   するように、前記ゲート電源のゲート電圧を制御するこ
   とを特徴とするディスプレイ装置。
6. 【請求項６】 １つの冷陰極発光素子により１つのグル
   ープが構成されることを特徴とする請求項５に記載のデ
   ィスプレイ装置。
7. 【請求項７】 複数の冷陰極発光素子により１つのグル
   ープが構成されることを特徴とする請求項５に記載のデ
   ィスプレイ装置。