JP2001324956A - 輝度調整装置及び電界放出形表示素子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】表示素子において、アノード電流の変動に起因
する表示輝度の変動を可及的に防止して輝度を安定化す
ること。 【構成】表示素子は、ストライプ状のゲートと陰極導体
がマトリクスを構成し、陰極導体にはエミッタが形成さ
れたＦＥＣと、蛍光体がベタ状に設けられた陽極１４と
を有する。ゲートの一部に設けられたライン状のダミー
ゲートに対応し、陽極の一部には蛍光体がなく表示に関
与しないライン状のダミー電極領域１６が設けられる。
ダミーゲートが走査された時に陽極に流れる電流の基準
値と、ダミーゲートが走査された時に陽極に流れる電流
の実際の電流値とを比較し、両者が同じとなるようにゲ
ート電圧調整部２３でゲート電圧を調整する。温度変化
によるアノード電流の変動と、これ以外の原因によるア
ノード電流の変動に対応して望ましい一定の値に保持で
き、輝度の変動を抑える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、表示素子の発光輝
度を調整するための輝度調整装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図４は、電界放出形表示素子（以下ＦＥ
Ｄと略称する）において電子放出源として使用される第
１の電極としての電界放出素子（以下ＦＥＣと略称す
る）の一例を示す断面図である。絶縁性の陰極基板１の
内面には、導電材料からなるカソード電極２と、カソー
ド配線３が所定のパターンで形成されている。その上に
αーＳｉなどからなる抵抗層４が形成されている。抵抗
層４の上には、絶縁層５が形成され、さらにその上には
ゲート電極６が形成されている。カソード電極２に対応
する位置にある絶縁層５及びゲート電極６には通孔７が
形成されており、抵抗層４が露出している。この通孔７
の底に露出した抵抗層４の上には三角錐形状のエミッタ
８が形成されている。

【０００３】なお、本例では、カソード電極２とゲート
６は、それぞれ所定間隔をおいて並べられた複数本のラ
イン状の電極であり、互いに交差する（例えば直交す
る）方向となるように配置されてマトリクスを構成して
いる。そして、エミッタ８はこのマトリクスの交点の部
分に複数個が形成されて群を構成している。

【０００４】このＦＥＣが形成されている陰極基板１の
上方には、陽極基板１１が所定間隔をおいて対面して設
けられる。ＦＥＣに対面する陽極基板１１の内面には、
陽極導体１２と蛍光体１３を備えたべた状の発光部を有
する第２の電極としての陽極１４が形成されている。そ
して、陰極基板１と陽極基板１１の対面する各内面側の
各外周部の間にはスペーサ部材が設けられ、ＦＥＤの外
囲器を構成している。外囲器の内部は高真空雰囲気に排
気・保持される。

【０００５】このＦＥＤを駆動する場合には、陽極には
所定の電位を常時与えておき、表示信号を駆動回路に与
えてＦＥＣ側を駆動する。即ち、ＦＥＣのカソード電極
２とゲート電極６の一方を走査するとともに、この走査
に同期して他方に表示信号を与える。陽極導体１２には
所定の陽極電圧を与えておく。選択されたマトリクスの
交点にあるエミッタ８の群からは電子が放出されて陽極
１４の対向する位置に射突し、当該部分の蛍光体１３を
発光させる。

【０００６】内部が高真空雰囲気とされた外囲器内で蛍
光体を有するアノードに電子を射突させて発光を得るタ
イプであって、特に前記ＦＥＤのように電子放出部分
（エミッタ８）に電位調整用の抵抗（抵抗層４）が設け
られているような発光素子においては、周囲温度の変化
によりアノード電流が著しく変動し、発光輝度の変化と
して現れるという不具合が生じることがあった。

【０００７】このようなアノード電流の変動は、電子放
出部（ＦＥＤではエミッタ８）に設けられた電圧調整用
の抵抗（抵抗層４）の抵抗値が周囲温度で変化してしま
うことによっている。そこで、このような原因を除去す
る工夫を備えた温度補償装置が提案されている。

【０００８】これは、モニター抵抗値検出形の温度補償
装置である。この装置は、周囲温度を検出する手段とし
て、ＦＥＤの外囲器内のカソード基板上にモニター抵抗
パターンを有している。このモニター抵抗パターンはα
−Ｓｉで形成されており、ｓの抵抗値は温度によって変
化する特性を有している。このモニター抵抗パターンの
抵抗値変化を外部回路で検出することにより、基準温度
からの変動を得ている。これをもとにゲート電圧を自動
調整し、アノード電圧の定電流特性を得ている。このほ
か、ＦＥＤなど表示素子の外部に温度センサを設けたも
のもあった。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、モニタ
ー抵抗値検出形の温度補償装置によれば、モニター抵抗
の抵抗値には素子ごとにばらつきがあり、各表示素子ご
と（各ＦＥＤごと）に調整が必要となるため、すべての
製品について一定で安定した温度補償を実現することが
困難であった。また、ＦＥＤなど表示素子の外部に温度
センサを設けたものでは、表示素子内の温度を検出する
ことができず、また外部にあることから周囲温度以外の
何らかの熱源などからの影響を受けやすいという問題が
あった。

【００１０】本発明は、表示素子において、アノード電
流の変動に起因する表示輝度の変動を可及的に防止して
輝度を安定化することを目的としている。

【００１１】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載された輝
度調整装置は、電位を調整するための抵抗 (抵抗層４）
が有し表示データに応じて電子を放出する第１電極（カ
ソード電極２、エミッタ８）と、表示面を有し前記第１
電極に対面して設けられ第２電極（陽極１４）とを備え
た表示装置の輝度を調整するための輝度調整装置におい
て、前記第２電極の側に設けられた表示に関与しないダ
ミー電極 (ダミー電極領域１６）と、前記表示装置を駆
動した時に前記ダミー電極に流れる電流の電流値の基準
となる基準電流値が設定された基準値設定部（２４）
と、前記ダミー電極に流れる電流の電流値と前記基準値
設定部の基準値とを比較する比較部（２５）と、前記表
示装置が駆動される際に前記第１電極に与えられる電圧
を前記比較部における前記比較の結果に応じて調整する
調整部 (ゲート電圧調整部２３）とを有している。

【００１２】請求項２に記載された輝度調整装置は、電
位を調整するための抵抗（抵抗層４）が設けられた電子
を放出するエミッタ（８）とエミッタからの電子放出を
制御するゲート（ゲート電極６）を有し表示データに応
じて駆動される電界放出素子と、前記電界放出素子に対
面して設けられた蛍光体（１３）を有する陽極（１４）
とを備えた電界放出形表示装置の表示輝度を調整するた
めの輝度調整装置において、前記陽極の側に設けられた
表示に関与しないダミー電極 (ダミー電極領域１６）
と、前記電界放出形表示装置を駆動した時に前記ダミー
電極に流れる電流の電流値の基準となる基準電流値が設
定された基準値設定部（２４）と、前記ダミー電極に流
れる電流の電流値と前記基準値設定部の基準値とを比較
する比較部（２５）と、前記電界放出素子に表示データ
を与えて前記電界放出形表示装置を駆動した時に前記ゲ
ートの電圧を前記比較部における比較の結果に応じて調
整する電圧調整部（ゲート電圧調整部）とを有してい
る。

【００１３】請求項３に記載された輝度調整装置は、電
位を調整するための抵抗 (抵抗層４）を有し所定間隔で
配置された複数本のライン状のカソード (カソード電極
２）と、前記カソードに設けられて電子を放出するエミ
ッタ（８）と、前記カソードと交差するように前記エミ
ッタの近傍に配置された複数本のライン状のゲート (ゲ
ート電極６）とを有し、前記ゲートに与える電圧によっ
て前記エミッタからの電子放出を制御する電界放出素子
と、蛍光体（１３）が設けられた表示面を有し前記電界
放出素子に対面して設けられた陽極（１４）とを備え、
前記カソードと前記ゲートのマトリクス駆動によって前
記陽極の蛍光体を発光させる電界放出形表示装置に設け
られて、前記表示面の表示輝度を調整する輝度調整装置
に関するものである。そして、この輝度調整装置は、前
記ゲートの少なくとも１ラインに対面して前記陽極の側
に設けられた表示に関与しないダミー電極 (ダミー電極
領域１６）と、前記電界放出形表示装置を駆動した時に
前記ダミー電極に流れる電流の電流値の基準となる基準
電流値が設定された基準値設定部（２４）と、前記ダミ
ー電極に流れる電流の電流値と前記基準値設定部の基準
値とを比較する比較部（２５）と、前記電界放出形表示
装置を駆動した時に前記ゲートの電圧を前記比較部にお
ける比較の結果に応じて調整する電圧調整部 (ゲート電
圧調整部２３）とを有している。

【００１４】請求項４に記載された電界放出形表示素子
は、電位を調整するための抵抗 (抵抗層４）を有し所定
間隔で配置されて表示信号が入力される複数本のライン
状のカソード (カソード電極２）と、前記カソードに設
けられて電子を放出するエミッタ（８）と、前記カソー
ドと交差するように前記エミッタの近傍に配置されて走
査される複数本のライン状のゲート (ゲート電極６）
と、蛍光体（１３）がベタ状に設けられた表示面を有し
前記ゲートに対面して設けられた陽極（１４）と、前記
ゲートの一部に設けられたライン状のダミーゲートと、
前記ダミーゲートに対応して前記陽極の一部に設けられ
た蛍光体がなく表示に関与しないライン状のダミー電極
領域 (１６）と、前記ダミーゲートが走査された時に前
記陽極に流れる電流の電流値の基準となる基準電流値が
設定された基準値設定部（２４）と、前記ダミーゲート
が走査された時に前記陽極に流れる電流の電流値と前記
基準値設定部の基準値とを比較する比較部（２５）と、
駆動時に前記ゲートの電圧を前記比較部における比較の
結果に応じて調整する電圧調整部 (ゲート電圧調整部２
３）とを有している。

【００１５】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態の一例を図１
〜図３を参照して説明する。本例は、輝度調整装置を有
するＦＥＤに関するものである。ＦＥＤ自体の構造は図
４を参照して説明したものと基本的に同一であり、対応
する部分には図４と同一の符号を付して説明を省略す
る。

【００１６】図１は、ＦＥＤを陽極基板１１の側から見
た図である。この図において、陽極基板１１は手前側に
あり、その内面側（図中奥側）に陽極１４が構成されて
いる。陰極基板１は図中陽極基板１１の向こう側にあ
り、ＦＥＣはその上面側（図中手前側）に形成されてい
る。両基板１，１１は所定間隔をおいて互いに平行に配
置され、スペーサ部材を兼ねる封着材１５によって外周
縁の間を封着されて外囲器を構成している。なお、この
図において両基板１，１１は概ね同じ形状の矩形である
が、短辺の方向にずらして対面・配置しており、陰極基
板１の一長辺側が下方に突出している。この部分には図
示しないがＦＥＣの外部端子が形成される。また、陰極
基板１の他長辺側において、両基板１，１１の間には外
囲器に連通するゲッター室が設けられているが、封着材
のうち部分１５ａは該ゲッター室を外囲器の図中反対側
から封着した部分を陽極基板越しに見たものである。

【００１７】図１において、陽極１４は、透光性の陽極
基板１１の向こう側に視認される。該陽極１４は、陽極
基板１１の内面に形成されたべた状の陽極導体と、その
上にべた状に被着された蛍光体層からなり、基板の外形
に沿った矩形の領域を形成している。本例では、ＦＥＣ
のゲート電極６の各ラインは陽極１４の長辺方向に平行
である。図１において、陽極１４は、複数本のライン状
のゲート電極６に対応する複数本のライン状の領域１，
２，…，ｎ−１，ｎのｎ本に分割して駆動される（図中
括弧付き数字で示す）。即ち、ゲート電極６を１ライン
目からｎライン目まで１本ずつ順次走査し、これに同期
した表示信号をカソード電極２に入力して両者の交点に
あるエミッタ群を選択し、ここから放出される電子を対
面する陽極１４に射突させて発光させる。１ライン目か
らｎライン目までの駆動を１フレームと呼び、１フレー
ムの駆動により１画面の表示が完成する。

【００１８】陽極１４のｎライン目に隣接してダミー電
極領域１６が設けられている。このダミー電極領域１６
は陽極１４の陽極導体１２と電気的には一体であるが、
ライン状に蛍光体が設けられておらず、陽極１４と電気
的に一体でありながら表示に関与しない部分となってい
る。

【００１９】また、図示しないが、ライン状のダミー電
極領域１６に対応するＦＥＣの１ラインのゲート電極６
は、表示に関与しないダミーゲートである。このダミー
ゲートは通常のゲート電極６と構造上同じであり、走査
も通常のゲート電極６に連続して行なわれるが、蛍光体
のないダミー電極領域１６に対応している点において他
の表示用のゲート電極６と異なる。即ち、このダミーゲ
ートが走査された時にカソード電極２に表示信号が入っ
ても、放出される電子は陽極１４のダミー電極領域１６
に射突するので表示は行なわれない。

【００２０】図２は本例のＦＥＤ１０の構造を示すブロ
ック図である。ＦＥＤ１０のアノード側にはアノード電
流値検出部２０が接続されており、１フレーム内の各走
査タイミングにおいて陽極１４に流れるアノード電流を
検知することができる。即ち、陽極１４の表示面を構成
する各ラインの駆動で流れるアノード電流を検知するこ
とができる。当然、ダミー電極領域１６を走査した時に
陽極に流れるアノード電流も測定できる。

【００２１】ＦＥＤのカソード側にはドライバ部２１が
接続されており、ドライバ部２１には表示データ出力部
２２と、ゲート電圧調整部２３が接続されている。本例
のＦＥＤの駆動においては、ゲート電極６が走査される
とともに、該走査に同期してカソード電極２に表示デー
タ出力部２２から表示信号が与えられ、所望の位置にあ
るエミッタ８から電子が放出される。

【００２２】ダミーゲートが走査された時に陽極１４に
流れる電流の電流値の基準となる基準電流値が基準値設
定部２４に設定されている。

【００２３】アノード電流値検出部２０と基準値設定部
２４は、比較部２５に接続されている。比較部２５は、
アノード電流値検出部２０からのアノード電流と基準値
設定部２４からの基準電流値とを比較する。

【００２４】ドライバ部２１にはゲート電圧調整部２３
が接続されている。このゲート電圧調整部２３に、前記
比較部２５が接続されている。比較部２５は、アノード
電流値検出部２０からのアノード電流と基準値設定部２
４からの基準電流値とを比較し、アノード電流値が基準
電流値に近くなるようにゲート電圧調整部２３に信号を
送る。この信号を受けて、ゲート電圧調整部２３はＦＥ
Ｃのゲート電圧を自動調整する。

【００２５】ゲート電圧を調整することにより、アノー
ド電流値は調整を受けて基準値と等しくなる。これによ
り、アノード電流が予め設定した一定の基準電流となる
ように、ＦＥＤを駆動することができる。周囲温度の変
動に関わらず、アノードの蛍光体の輝度は一定に保持さ
れる。

【００２６】図３は、本例のＦＥＤにおける１フレーム
の駆動において、陽極の各ラインを流れるアノード電流
の値を示したものである。ラインの番号で１からｎまで
が表示に関係する部分であり、表示信号に応じた表示量
によってアノード電流値の多寡が異なる。陽極１４の
「ダミーライン」と表示した部分が、ライン状のダミー
電極領域１６を駆動した際のアノード電流値を示してい
る。

【００２７】ダミーラインのアノード電流値を基準電流
値と比較してゲート電圧調整部２３で行うゲート電圧調
整は、１フレーム駆動する毎に実行してもよいし、数フ
レームごとに行うようにしてもよいし、また表示装置の
立ち上げ時に少なくとも１回行うようにしてもよい。即
ち、このゲート電圧調整部２３によるゲート電圧の調整
動作は、本表示装置の使用状態等に応じて任意のタイミ
ング・回数・間隔で行ってよい。なお、前記実施例で
は、ゲート電極をスキャンする例を示したが、カソード
電極をスキャンしゲート電極にデータ信号を加える場合
には、ダミーラインはカソード電極のストライプ形状に
合わせて形成される。また陽極電極は電気的に一体形状
の例を示したが、ダミーラインと対応して分割された形
状でもよい。

【００２８】

【発明の効果】本発明によれば、蛍光体がなく表示に関
与しないライン状のダミー電極領域を陽極の一部に設
け、ダミー電極領域を駆動した際に得られるアノード電
流を基準値と比較し、その両者が一致するように、カソ
ード側（走査されるゲートなど）の駆動電圧を調整して
いる。よって、温度変化によるアノード電流の変動はも
ちろん、これ以外の原因によるアノード電流の変動にも
対応してこれを望ましい一定の値に保持することがで
き、輝度の変動を抑えることができる。また、特に電界
放出形発光素子にこの技術を応用した場合には、アノー
ド電流の変動が防止されることから、電界放出素子のエ
ミッタの電子放出能力の低下が防止でき、さらにその電
子放出能力の不安定性が補正される。よって、電流放出
形発光素子の製造において従来不可欠であったエージン
グの作業が本発明によれば不用になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の一例を陽極基板側から見
た正面図である。

【図２】本発明の実施の形態の一例におけるブロック図
である。

【図３】本発明の実施の形態の一例において１フレーム
内でのアノード電流値の変動を示す図である。

【図４】ＦＥＤの構造を示す断面図である。

【符号の説明】

２…第１の電極を構成するカソード電極、４…抵抗層、
６…ゲート電極、８…第１の電極を構成するエミッタ、
１４…第２の電極を構成する陽極、１６…ダミー電極領
域、２３…ゲート電圧調整部、２４…基準値設定部、２
５…比較部。

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０４Ｎ 5/68 Ｈ０４Ｎ 5/68 Ｂ (72)発明者 高山 勝己 千葉県茂原市大芝629 双葉電子工業株式 会社内 (72)発明者 鈴木 和一 千葉県茂原市大芝629 双葉電子工業株式 会社内 (72)発明者 六車 雄 千葉県茂原市大芝629 双葉電子工業株式 会社内 Ｆターム(参考） 5C036 AA10 EE02 EF01 EF06 EF09 EG12 EG48 EH04 5C058 AA03 AB02 BA06 CA16 5C080 AA08 AA18 BB05 DD03 EE28 JJ02 JJ05 JJ06 KK02 5C094 AA43 BA21 CA19 CA24 DA14 DA15 EA01 EA04 EA07 EB02 FB12 FB15 FB18 GA10

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電位を調整するための抵抗を有し表示デ
   ータに応じて電子を放出する第１電極と、表示面を有し
   前記第１電極に対面して設けられた第２電極とを備えた
   表示装置の輝度を調整するための輝度調整装置におい
   て、 前記第２電極の側に設けられた表示に関与しないダミー
   電極と、 前記表示装置を駆動した時に前記ダミー電極に流れる電
   流の電流値の基準となる基準電流値が設定された基準値
   設定部と、 前記ダミー電極に流れる電流の電流値と前記基準値設定
   部の基準値とを比較する比較部と、 前記表示装置が駆動される際に前記第１電極に与えられ
   る電圧を前記比較部における前記比較の結果に応じて調
   整する調整部と、 を有する輝度調整装置。
2. 【請求項２】 電位を調整するための抵抗が設けられて
   電子を放出するエミッタとエミッタからの電子放出を制
   御するゲートを有し表示データに応じて駆動される電界
   放出素子と、前記電界放出素子に対面して設けられた蛍
   光体を有する陽極とを備えた電界放出形表示装置の表示
   輝度を調整するための輝度調整装置において、 前記陽極の側に設けられた表示に関与しないダミー電極
   と、 前記電界放出形表示装置を駆動した時に前記ダミー電極
   に流れる電流の電流値の基準となる基準電流値が設定さ
   れた基準値設定部と、 前記ダミー電極に流れる電流の電流値と前記基準値設定
   部の基準値とを比較する比較部と、 前記電界放出素子に表示データを与えて前記電界放出形
   表示装置を駆動した時に前記ゲートの電圧を前記比較部
   における比較の結果に応じて調整する電圧調整部と、 を有する輝度調整装置。
3. 【請求項３】 電位を調整するための抵抗を有し所定間
   隔で配置された複数本のライン状のカソードと、前記カ
   ソードに設けられて電子を放出するエミッタと、前記カ
   ソードと交差するように前記エミッタの近傍に配置され
   た複数本のライン状のゲートとを有し、前記ゲートに与
   える電圧によって前記エミッタからの電子放出を制御す
   る電界放出素子と、 蛍光体が設けられた表示面を有し前記電界放出素子に対
   面して設けられた陽極とを備え、 前記カソードと前記ゲートのマトリクス駆動によって前
   記陽極の蛍光体を発光させる電界放出形表示装置に設け
   られて、前記表示面の表示輝度を調整する輝度調整装置
   において、 前記ゲートの少なくとも１ラインに対面して前記陽極の
   側に設けられた表示に関与しないダミー電極と、 前記電界放出形表示装置を駆動した時に前記ダミー電極
   に流れる電流の電流値の基準となる基準電流値が設定さ
   れた基準値設定部と、 前記ダミー電極に流れる電流の電流値と前記基準値設定
   部の基準値とを比較する比較部と、 前記電界放出形表示装置を駆動した時に前記ゲートの電
   圧を前記比較部における比較の結果に応じて調整する電
   圧調整部と、 を有する輝度調整装置。
4. 【請求項４】 電位を調整するための抵抗を有し所定間
   隔で配置されて表示信号が入力される複数本のライン状
   のカソードと、 前記カソードに設けられて電子を放出するエミッタと、 前記カソードと交差するように前記エミッタの近傍に配
   置されて走査される複数本のライン状のゲートと、 蛍光体がベタ状に設けられた表示面を有し前記ゲートに
   対面して設けられた陽極と、 前記ゲートの一部に設けられたライン状のダミーゲート
   と、 前記ダミーゲートに対応して前記陽極の一部に設けられ
   た蛍光体がなく表示に関与しないライン状のダミー電極
   領域と、 前記ダミーゲートが走査された時に前記陽極に流れる電
   流の電流値の基準となる基準電流値が設定された基準値
   設定部と、 前記ダミーゲートが走査された時に前記陽極に流れる電
   流の電流値と前記基準値設定部の基準値とを比較する比
   較部と、 駆動時に前記ゲートの電圧を前記比較部における比較の
   結果に応じて調整する電圧調整部と、 を有する電界放出形表示素子。