JP2002108270A - 映像表示装置 - Google Patents

映像表示装置

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JP2002108270A
JP2002108270A JP2000297664A JP2000297664A JP2002108270A JP 2002108270 A JP2002108270 A JP 2002108270A JP 2000297664 A JP2000297664 A JP 2000297664A JP 2000297664 A JP2000297664 A JP 2000297664A JP 2002108270 A JP2002108270 A JP 2002108270A
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JP
Japan
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electrode
display
minimum
electrodes
drive unit
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JP2000297664A
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Akira Tagawa
晶 田川
Koji Numao
孝次 沼尾
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Sharp Corp
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Sharp Corp
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Publication date
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  • Control Of Indicators Other Than Cathode Ray Tubes (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 CNT型FEDのようにリブの厚さばらつき
が大きい場合でも、比較的均一な表示が得られ、階調表
示にも適した映像表示装置を提供する。 【解決手段】 画素Aijに電流密度Jmax[A/cm2
を与えた際に表示上の最大輝度が得られ、ゲート電極1
36とカソード電極132の間隙が概ねt±△t[μ
m]で、画素面積をS[cm2]、プレグレッシブ駆動
でデューティ比をDr、表示フレーム周波数をF[H
z]、ゲート選択電圧をVg[V]、表示階調をLn、両
電極の交差部で構成される最小駆動単位の平均容量をC
f[F]とした際に、 Cf≦0.5/(Ln−1)×(S×Jmax×Dr 2)/
(F×(△t/t)×Vg) を満たすように素子構成および駆動条件を設定する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、2つの電極の交差
部で構成される駆動最小単位によって駆動される表示最
小単位(画素)をXYマトリクス状に配置した映像表示
装置に関する。
【0002】
【従来の技術】2つの電極間で駆動最小単位を構成し、
表示最小単位(画素)をXYマトリクス状に配置した表
示装置として、EL(Electro−Lumines
cence)ディスプレイやFED(Field Em
ission Display)が知られている。有機
ELディスプレイは、電極間に有機材料からなるEL層
を形成し、電極間に電圧(または電流)を印加すること
により、EL層内での正孔・電子の再結合により生成さ
れる励起分子からの光放射を利用するものである。一般
に、EL層への印加電圧(または印加電流)によりその
輝度を調整する。一方、FEDは、電子放出カソードか
らの放出電子を発光層(蛍光体)に衝突させることによ
り、発光を得ている。これらのうち、FEDの構成およ
び従来の駆動方法について、以下に説明する。
【0003】FEDの構成の一例として、半導体加工技
術により作成された電界放出カソードの一例であるスピ
ント(Spindt)型と呼ばれる構成を図5に示す。
この図は1画素分を分かりやすく模式化したものであ
り、実際にはコーン状のエミッタ103が1画内に数十
個〜数百個設けられている場合が多い。このFEDにお
いて、ガラス等からなる基板101上にはアルミニウム
等の金属からなるカソード電極102が蒸着により形成
されており、このカソード電極102上にモリブデン等
の金属からなるコーン状のエミッタ103が形成されて
いる。カソード電極102上のエミッタ103が形成さ
れていない部分には、二酸化シリコン(Si02)膜1
04が形成されており、さらにその上にはゲート電極1
05が形成されている。そして、ゲート電極105およ
び二酸化シリコン膜104に設けられた丸い開口部の中
に、コーン状のエミッタ103が位置している。
【0004】このエミッタ103表面の印加電界を10
9[V/m]程度にすると、トンネル効果により、電子
が障壁を通過して常温でも真空中に電子放出が行われ
る。これを電界放出(Field Emission)
と称し、このようなデバイスを総称して電界放出デバイ
ス(Field Emission Devices)
と呼び、このようなデバイスを用いたディスプレイを総
称して電界放出ディスプレイ(Field Emiss
ion Display)と呼ぶ。
【0005】このコーン状のエミッタ103とエミッタ
103間のピッチは10ミクロン以下とすることがで
き、数万個から数10万個のエミッタを1枚の基板上に
設けることができる。さらに、ゲート電極105とエミ
ッタ103のコーンの先端との距離をサブミクロンとす
ることができるため、ゲート電極105とエミッタ10
3との間にわずか数10[V]のゲート・エミッタ間電
圧VGEを印加することにより、電子をエミッタ103か
ら電界放出することができる。この電界放出された電子
は、ゲート105電極上に離隔して、正の電圧VAが印
加されたアノード電極106を対向して設けておくと、
このアノード電極106により補集することができる。
【0006】このときのFEDのアノード電流(IA
一ゲート・エミッタ間電圧(VGE)特性の例を図6に示
す。この図に示すように、ゲート・エミッタ間電圧VGE
を徐々に上昇させていくと、アノード電流IAが流れ始
めるようになる。このアノード電流IAが流れ始めるゲ
ート・エミッタ間電圧VGEをしきい値電圧VTHと呼び、
このときにゲート・エミッタ間の電界が約109[V/
m]程度となるため、エミッタから電子が放出され始め
る。これにより、アノード電流IAがアノードに流れ始
める。
【0007】一般に、ゲート・エミッタ間にはしきい値
電圧VTHよりかなり高い図示するV op程度の電圧が印加
されており、このときにアノードに電流I1が流れるよ
うにされている。そして、コーン状のエミッタの1つか
ら得られるアノード電流IAは約1マイクロアンペアと
小さい電流であるため、多数のエミッタをアレイ化する
ことにより所望のアノード電流が得られるFEDとする
ことができる。
【0008】この場合、アノードに蛍光体を設けておく
ことにより、エミッタから電界放出された電子が補集さ
れるアノードの蛍光体部分を発光させることができる。
このような原理を利用することにより、FEDを用いた
画像表示装置(または映像表示装置)とすることができ
る。
【0009】このようなFEDを用いて画素を2次元的
に配列したディスプレイの駆動方法としては、例えば特
開平7−13512号公報に開示されているようなもの
がある。この駆動方法では、図7にE11〜Enmとして示
されるFE素子を2次元的に配列し、同図に示す回路構
成を用いて図8に示すような駆動波形をFE素子へ印加
する。
【0010】この図7に示す駆動回路には、シリアルに
送られてきた映像データとそのデータをシフトするため
のデータシフト用クロックCLKが入力される。この結
果、シフトレジスタ(SR)110から映像データが並
列データとなってラッチ回路(LATCH)111へ入
力される。ラッチ回路111では、図示しない周期のラ
ッチパルスLPと同期して、この並列データをラッチす
る。また、ラッチ回路111には、図8に示す周期Tの
ブランキングパルスBNKが印加される。上記ラッチ回
路111でラッチされたゲートデータは、各々ゲートド
ライバ112−1〜112−mに印加される。ゲート電
極113−1〜113−mは各々ストライプ状に形成さ
れており、ゲートドライバ112−1〜112−mは各
々対応するゲート電極(G1)113−1〜ゲート電極
(Gm)113一mをドライブする。
【0011】このように図7の駆動回路を駆動すること
により、図8に示すブランキングパルスBNKが印加さ
れている期間τ、ラッチ回路111の出力が阻止され
る。このため、ブランキングパルスBNKが印加されて
いる期間ゲート電極113−1〜113−mにはゲート
データが印加されなくなる。そして、このゲート電極1
13−1〜113−mに印加されるゲートデータは画像
データ(映像データ)とされているため、ゲート電極1
13−1〜113−mには図8にG1〜Gmとして示すよ
うに、ブランキングパルスBNKの印加期間、ブランキ
ングされた画像データが周期T毎に印加される。
【0012】さらに、この図7に示す駆動回路には、シ
リアルに送られてきた走査データ(カソードデータ)が
シフトレジスタ(SR)114に加えられる。このシフ
トレジスタ114には、ラッチパルスLPがシフト用ク
ロックとして入力される。上記シフトレジスタ114で
ラッチされたカソードデータは、各々カソードドライバ
116−1〜116−nに印加される。カソード電極1
17−1〜117−nはゲート電極と略垂直な方向に各
々ストライプ状に形成されており、カソードドライバ1
16−1〜116−nは各々対応するカソード電極(K
1)117−1〜(Kn)117−nを図8に示すK1
nのようにドライブする。
【0013】ところで、上記シフトレジスタ114に上
記ブランキングパルスBNKが印加されると共に、パワ
ーサプライ118を介してドライブ回路116−1〜1
16−nにブランキングパルスBLKが印加される。こ
のため、ドライブ回路116−1〜116−nにはブラ
ンキングパルスBNKが印加されている期間、図8に示
すVCHレベルのパルスが出力されるようになる。なお、
このVCHのレベルは、図6に示すように、しきい値電圧
THより低いレベルであり、また、ブランキングパルス
BLKのパルス幅はτとされている。
【0014】そして、ドライブ回路116−1〜116
−nからレベルVCHのパルスが出力されている期間τの
間に、このパルスによりカソード電極117−1〜11
7−nがプリチャージされるようになる。従って、この
カソード電極117−1〜117−nは、予めVCHのレ
ベルにプリチャージされた後に、印加されるドライブ信
号のレベルまで立ち上がるようにされるため、立ち上が
りに要する時間を短縮することができ、ドライブ周波数
を高速にすることができるようになる。
【0015】このときのドライブパルスは、図8にK1
〜Knとして示すように、始めにτの期間だけカソード
をプリチャージするプリチャージパルスが付加されて順
次印加されるパルスとなり、各々パルス幅はTとされ、
その発生周期はnTとなる。
【0016】このように、特開平7−13512号公報
に開示されている駆動方法は、カソード電極の浮遊容量
によるドライブされたカソード電極の電圧立ち上がり時
間の遅延を改善するためのものである。従って、プリチ
ャージ期間はカソード電極を電圧VCHまで上昇させるの
に要する時間以上であれば良く、カソード電極の浮遊容
量に応じて変化させられる。
【0017】このFEDの階調表示方法としては、電圧
変調階調表示方法と、その変形である電圧値固定パルス
幅変調階調表示方法がある。このうち、電圧変調階調表
示方法とは、図8に示すゲート電圧G1〜Gmを制御する
ことにより、図7に示すエミッタEi1〜Ekmの先端(コ
ーンの先端)とゲート電極Kiとの電位差を画素毎に制
御し、その画素毎のゲート・エミッタ間電圧VGEによ
り、図6に示す特性に従って引き出されるアノード電流
を制御して、階調表示を行う方法である。
【0018】また、電圧値固定パルス幅変調階調表示方
法とは、図8に示すのゲート電圧G 1〜Gmのエミッショ
ン電圧を一定(画素毎のゲート・エミッタ間電圧VGE
一定となるので、図6に示す特性に従って引き出される
アノード電流も一定)とし、その電圧の印加時間の幅を
調整することにより、図7に示すエミッタEi1〜Eim
にアノード電流を引き出す時間を制御して、階調表示を
行う方法である。さらに、この2つの方法を組み合わせ
ることも可能であり、そのような方法が特開平11−1
5430に示されている。
【0019】このFEDの別の階調表示方法としては、
電流変調階調表示方法と、その変形である電流値固定パ
ルス幅変調階調表示方法がある。このうち、電流変調階
調表示方法とは、図6に示すアノード電流を直接制御す
ることにより、その電流値に比例した輝度を得る方法で
ある。このような電流変調階調表示方法を行うための回
路構成は、例えば図9に示すようなものとなる。図9
は、図5に示したFEDのカソード電極に電流源120
を接続した構成となっている。なお、図9の107は蛍
光体(発光部)である。そして、このアノード電極10
6に第1の電圧V aFを印加し、ゲート電極105に第2
の電圧VgFを印加する。上記第1の電圧V aFと第2の電
圧VgFとは、 VaF>VgF の関係を満たすものとなっている。また、電流源120
は電圧制御が可能なものであり、端子121を介して印
加される第3の電圧Vkに比例して電流値Iaが制御され
る構成となっている。この電圧Vkを変調することによ
り電流Iaを変調して階調表示を得る方法が電流変調階
調表示方式であり、そのような方法が特開平8−273
560号公報に示されている。
【0020】また、あるアノード電流値I1を与える電
圧V1と、アノード電流を0とする電圧V0の印加時間の
幅の比を変調して階調表示を得る方法が電流値固定パル
ス幅変調階調表示方法であり、そのような方法が特開平
6−222735号公報に示されている。
【0021】なお、この電流源120の例としては、特
開平8−273560号に、図10に示すようなトラン
ジスタを用いた例が示されている。この図10におい
て、トランジスタ122はNPN型のトランジスタであ
り、ベース端子123が図9に示す端子121と接続さ
れ、コレクタ端子124が端子125を介して図9に示
すカソード電極102と接続され、エミッタ端子126
が抵抗127を介して接地されている。
【0022】ここで、当該トランジスタ122がONに
なったときのベース端子123とエミッタ端子126と
の間の電位差Vbeは約0.6[V]である。これを利用
すると、上記ベース端子123に端子121を介した電
圧Vbを印加してトランジスタ122がONになったと
き、ベース端子123とエミッタ端子126との間の電
位差は(Vb−Vbe)となる。従って、抵抗127を流
れる電流Ieは、当該抵抗127の抵抗値をRとすれ
ば、 Ie=(Vb−Vbe)/R となり、VbeおよびRは定数であるので、端子121の
電圧Vbとエミッタ電流Ieは比例する。なお、エミッタ
電流Ieとコレクタ電流Icはほぼ等しい。
【0023】従って、上記図10に示すトランジスタ1
22のコレクタ端子124を端子125を介して図9に
示すカソード電極102に接続し、図10に示す端子1
21に供給される印加電圧Vbを上記図9に示す端子1
21からの印加電圧Vkとすると、図10に示すコレク
タ端子124を流れる電流Ic、すなわち前記電界放出
電流Iaは上記印加電圧Vk、すなわちVbによって制御
されることになる。
【0024】さらに、FEDの別な構成例として、特開
平11−162383号公報に示されているカーボンナ
ノチューブを用いたCNT型と称される平面ディスプレ
イの構成を図11に示す。図11(a)は平面図である
図11(c)のA−A’断面図であり、図11(b)は
平面図である図11(c)のB−B’断面図である。ま
た、図11(c)は、断面図である図11(a〕および
図11(b)におけるX−X’平面から下を見た状態を
示している。
【0025】この平面ディスプレイの構成は、基板13
1上に電極配線層132(スルーホールを介して電子放
出部135と接続され、カソード電極として機能する)
が形成され、この電極配線層132上に絶縁膜133が
形成されている。その絶縁膜133上には、基板側リブ
134が所定間隔で配置されている。そして、基板側リ
ブ134で挟まれた絶縁膜133上に、所定の間隔をあ
けて電子放出部135が形成されている。この電子放出
部135は、絶縁膜133に形成されたスルーホールを
介して電極配線層132のいずれかの配線に接続してい
る。また、図11(a)に示すように、基板側リブ13
4上には、電子制御電極136(ゲート電極として機能
する)が形成されている。なお、図11(a)および図
11(b)は、電子放出部135が導電性であることを
想定したものであり、一般的には、図12に示すように
電子放出部135と電極配線層132との間に電極(カ
ソード電極として機能)を設ける構成とされる。
【0026】さらに、この基板131に対向するよう
に、透明な前面側ガラス基板137が配置されている。
この前面側ガラス基板137と基板131とは、基板側
リブ134とこの基板側リブ134に直交して並べられ
ている前面リブ138とにより、所定の距離だけ離れて
配置されている。また、この前面側ガラス基板137と
基板131との間の空間139は、真空排気されてい
る。そして、前面側ガラス基板137の内側表面におい
て前面リブ138に挟まれた領域に、蛍光体からなる発
光部140がストライプ形状に形成され、その表面にア
ルミニウム膜を蒸着することで形成されたメタルバック
膜141(アノード電極として機能する)が形成されて
いる。その発光部140を構成する蛍光体としては、C
RTなどに用いられる、4[keV]〜10[keV]
と高いエネルギーで加速した電子を衝突させることで発
光する蛍光体が用いられている。
【0027】この構成において、メタルバック膜141
に正の電位が印加され、電子制御電極136に正の電位
が印加された状態で、電極配線層132の所定の配線に
負の電位を印加することにより、その配線に接続してい
る電子放出部135から電子が放出される。そして、そ
の放出された電子が、その電子放出部135に対向する
位置の発光部140部分に到達することにより、その発
光部140部分が発光することになる。
【0028】そして、ストライプ状に複数配列された発
光部140に対向して、図11(c)に示すように複数
の電子放出部135がマトリクス状に配列されて、平面
ディスプレイが構成されている。また、ある発光部14
0は赤に発光する蛍光体から構成し、その隣の発光部1
40は青に発光する蛍光体から構成し、その隣の発光部
140は緑に発光する蛍光体から構成すれば、カラー表
示が可能な平面ディスプレイを得ることができる。
【0029】このCNT型において、電子放出部135
は、以下のようなカーボンナノチューブから構成されて
いる。例えば、カーボンナノチューブの集合体からなる
長さ数[μm]から数[mm]の針形状の柱状グラファ
イトを、例えば導電性接着剤等を用いて所定領域に固定
配置することにより、電子放出部135を形成すること
ができる。または、柱状グラファイトのペーストを用い
た印刷によるパターン形成によって電子放出部135を
形成することもできる。このとき、柱状グラファイト
は、その長手方向がほぼ発光部140の方向に向いてい
るようにした方が好ましいとされている。
【0030】
【発明が解決しようとする課題】上述したCNT型FE
Dは、従来のSpindt型FEDと比較して、極めて
低電界で電子放出が起きるという点で注目されている。
しかし、このCNT型FEDを従来のSpindt型F
EDと同様に駆動すると、パネル内の表示均一性にばら
つきが発生することが分かった。
【0031】そこで、本願発明者は、CNT型FEDと
Spindt型FEDとの構成を比較して、以下のよう
に原因を推測した。
【0032】従来のSpindt型とCNT型の2つの
FEDの構成を比較するための概念図が図13である。
図13(a)は図5に示したSpindt型を示し、図
13(b)はCNT型を示す。図13(a)のSpin
dt型では、半導体加工技術により直径2[μm]程度
の穴を開けてエミッタを形成するので、1画素内に数十
個〜数百個のエミッタを形成することができる。従っ
て、カソード電極102とゲート電極105との間に印
加した電圧により発生するエミッタ103の先端の電界
が、エミッタ穴径のばらつきによりばらついても、1画
素内のエミッタ103の平均した特性によって電子を引
き出すことが期待できる。
【0033】しかし、図13(b)のCNT型では、P
DPで使われている印刷技術によってリブ134を形成
するので、1画素内に1個〜数個のエミッタしか形成す
ることができない。従って、カソード電極132とゲー
ト電極136との間に印加した電圧により発生する電子
放出部135表面の電界は、リブ134の高さのばらつ
きによってばらつく。そして、そのばらつきがそのまま
1画素内の電子放出部135から引き出される電子のば
らつきとなる。
【0034】図3は、CNT型FEDのカソード・ゲー
ト間電界と、エミッタから放出される電流密度との関係
を示す図である。この特性に従えば、図13(b)に示
したCNT型のリブ134の高さが18[μm]のと
き、カソード電極132とゲート電極136との間に1
8[V]の電圧を印加すれば、カソード・ゲート間に1
[V/μm]の電界が印加されるので、電子放出部13
5から約O.01[A/cm2]の電流に相当する電子
が放出される。一方、このリブ134の高さが20μm
までばらつくと、カソード・ゲート間に0.9[V/μ
m]の電界が印加されるので、電子放出部135から放
出される電子はその半分以下となってしまう。そして、
画素で表示される輝度はこの電子放出部135から放出
される電子量に比例するので、この電流のばらつきが表
示輝度のばらつきとなる。
【0035】一般に、大型基板を作製可能なプロセスに
よって得られるリブの厚さばらつきが10%以内に収ま
ることは期待することができない。さらに、印刷技術を
用いる場合には、隣接する画素間で10%程度の膜厚の
ばらつきが生じることは、覚悟しなければならない。大
画面にわたって緩やかに変化する輝度むらはあまり気に
ならないが、隣接する画素間では、わずかに輝度が変化
しても気になるものである。上述のように、隣接する画
素で10%程度のリブ厚ばらつきがあれば、大きな輝度
ばらつきが発生するので、上記パネル内の表示均一性に
ばらつきが生じたと考えられる。
【0036】すなわち、従来のCNT型FEDでは、S
pindt型FEDで用いられていたような、カソード
・ゲート間に印加した電圧を制御した階調表示を得る電
圧階調表示方法や、その変形である電圧値固定パルス幅
変調階調表示方法を用いる場合に、予め、各画素のリブ
厚のバラツキを測定し電圧を補正することなく、パネル
内で均一な階調表示を得ることは困難である。
【0037】さらに、本願発明者らは、カソード・ゲー
ト間電圧を一定とし、画素に表示すべき階調に従ってカ
ソードに供給する電流値を制御して階調表示を得る電流
変調階調表示方法や、その変形である電流値固定パルス
幅変調階調表示方法を用いれば、パネル内で均一な階調
表示が得られるか否かを検討したが、必ずしもそうなら
ないことを見い出した。以下に、その理由について説明
する。
【0038】図1は、図11に示したCNT型FEDの
構成を示す平面概念図である。図1の電極G1、G2、・
・・、Gmは、図11のゲート電極136に対応する。
ここではゲート電極を走査側電極とし、走査する順番に
1、G2、・・・、Gmで示す。また、電極K1、K2
・・・、Knは、図11のカソード電極132に対応す
る。ここではカソード電極を信号側電極とし、端から順
番にK1、K2、・・・、Knで示す。そして、ゲート電
極Giとカソード電極Kjにより制御される画素をAij
示す。また、図2は図1の断面図である。
【0039】ここで、ゲート電極G1〜Gmとカソード電
極K1〜Knを等しく0[V]とし、その後、カソード電
極K1〜Knと信号側駆動回路との間の配線をオープン状
態として、あるゲート電極Giに選択電圧Vgとして+1
6[V]を印加し、他のゲート電極Gh(h≠i、h=
1〜m)に非選択電圧VNとして0[V]を印加する。
そして、画素Aijの電子放出部とゲート電極の距離(以
下、リブ厚みと称する)を20μm、画素Aik(k≠
i、k=1〜n)のリブ厚みを18μmと仮定した場合
について考える。
【0040】このとき、画素Aijにおける電子放出部表
面の電界Eijは、 Eij≒(カソード・ゲート間電圧)/(画素Aijのリブ厚み) =16/20=0.8[V/μm] となる。これは、図3に示したCNT型FEDのカソー
ド・ゲート間電界−エミッタ放出電流密度特性におい
て、エミッタ(電子放出部)から電子が放出されないし
きい値電界となる。従って、カソード電極Kiの電位は
0[V]のままとなる。
【0041】一方、画素Aikにおける電子放出部表面の
電界Eikは、Eik≒(カソード・ゲート間電圧)/(画
素Aikのリブ厚み)=16/18=0.89[V/μ
m]となる。これは、図3に示したCNT型FEDのカ
ソード・ゲート間電界−エミッタ放出電流密度特性にお
いて、エミッタから電子が放出される電界となる。そこ
で、画素Aikにおける電子放出部表面から電子が放出さ
れ、電子放出部表面の電界がしきい値電界O.8[V/
μm]になると、この電子放出部表面からの電子放出が
止まる。
【0042】このとき、カソード電極Kkの電位V
Kkは、 VKk≒(ゲート電極Giの電位)一しきい値電界×(画素Aikのリブ厚み) =16−0.8×18=1.6[V] となる。そして、この間に画素Aikにおける電子放出部
表面から放出される電子の総電荷量Qikは、非選択電圧
を印加したゲート電極Ghとカソード電極Kkの間の総浮
遊容量、選択電圧を印加したゲート電極Giとカソード
電極Kkとの間の浮遊容量、および各電極電位を用い
て、 Qik≒(電極Ghと電極Kk間の総浮遊容量)×(電極Gh電位一電極Kk電位 )+(電極Giと電極Kk間の総浮遊容量)×(電極Gi電位一電極Kk電位) =(電極Ghと電極Kk間の総浮遊容量)×(0−1.6) +(電極Giと電極Kk間の総浮遊容量)×(16−1.6) =(電極Ghと電極Kk間の総浮遊容量)×(−1.6) +(電極Giと電極Kk間の総浮遊容量)×(14.4) と算出される。
【0043】ゲート電極Giとカソード電極Kk間の総浮
遊容量Cikは、 Cik≒絶縁膜の誘電率×(電極Giと電極Kkの交差面
積)/(画素Aikのリブ厚み) である。図1において、パネル対角サイズを10”、ゲ
ート電極数m=240、カソード電極数n=320、画
素を正方形、電極間の間隔D=I=80[μm]とする
と、ゲート電極幅C=カソード電極幅H≒555[μ
m]となる。これに、ゲート電極とカソード電極との重
なり幅(A+B)=(F+G)=120μmを用いる
と、 (ゲート電極とカソード電極との交差面積)≒(55
5)2一(555−120)2 となる。絶縁膜をSiO2とすると、その比誘電率は2
〜3である。この比誘電率は絶縁膜の作り方によっても
変化するので、これを例えば3とすると、この画素の容
量Cは、 C=真空の誘電率×3×(ゲート電極とカソード電極の
交差面積)/リプ厚 となり、リブ厚み18μmの画素の浮遊容量C18は約
0.20[pF]、リブ厚み20μmの画素の浮遊容量
20は約0.18[pF]となる。
【0044】このリブ厚のばらつきはパネルによって変
化するが、カソード電極Kkにリブ厚み18μmの画素
が50%、リブ厚み20μmの画素が50%存在すると
仮定すると、上記画素Aikにおける電子放出部表面から
放出される電子の総電荷量Q ikは、 Qik≒(O.8×120十0.20×119)×(一
1.6)十(0.20)×(14.4)=70.1[p
C] となる。この浮遊電荷は、カソード電極の外部から電荷
を与えなくとも放出される電荷であり、このことは、あ
る階調レベルの輝度を表示しようとする画素がリブ厚1
8μmであるか20μmであるかによって、その画素で
発光に使われる浮遊電荷が上記値だけ変化することを意
味する。
【0045】そこで、この浮遊電荷量が階調表示に使わ
れる電荷に対する比率を見積もったところ、上記条件で
アノード電圧を5[kV]とすれば、約2%程度である
ことが分かった。これは、上記条件で64階調以上の表
示をする場合は無視できない値である。また、この浮遊
電荷量は、画素面積×走査電極数に概ね比例するが、階
調表示に必要な電荷は画素面積にしか比例しない。この
ことはNTSCを表示する場合の走査電極数480本で
は上記比率が約4%となり、HDTV規格の走査電極数
720本では上記比率は約6%となり、走査電極数が大
きくなるほど上記浮遊電荷による影響が大きくなってい
くことを意味する。
【0046】本発明はこのような従来技術の課題を解決
するためになされたものであり、CNT型FEDのよう
にリブの厚さばらつきが大きなディスプレイにおいて
も、比較的均一な表示が得られ、階調表示にも適した映
像表示装置を提供することを目的とする。
【0047】
【課題を解決するための手段】請求項1に記載の映像表
示装置は、略平行に配列された複数の第1電極と、該第
1電極とは略垂直な方向に配列された複数の第2電極
と、該第1電極と該第2電極との交差部からなる駆動最
小単位群と、該駆動最小単位群に対応する表示最小単位
群とを備えた映像表示装置において、該表示最小単位部
に電流密度Jmax[A/cm2]が与えられた際に、表示
上の最大輝度が得られる構成となっており、該駆動最小
単位部における該第1電極と該第2電極との間隙が、t
[μm]を平均として概ねt±△t[μm](△t>
0)であり、該表示最小単位の面積をS[cm2]と
し、1表示フレーム時間内で該第1電極の略全てが順次
に駆動走査され、個々の第1電極が駆動走査される時間
を表示フレーム周期で割ることにより得られるデューテ
ィ比をDr(Dr<1)とし、表示フレーム周波数をF
[Hz]とし、該第1電極を選択走査する際に、該第1
電極に印加するゲート電圧をVg[V]とし、該最小駆
動単位の平均容量をCf[F]とした際に、 Cf≦0.071×(S×Jmax×Dr 2)/(F×(△t
/t)×Vg) なる関係を満たすことを特徴とする。
【0048】請求項2に記載の映像表示装置は、請求項
1に記載の映像表示装置であって、 Cf≦0.002×(S×Jmax×Dr 2)/(F×(△t
/t)×Vg) なる関係を満たすことを特徴とする。
【0049】請求項3に記載の映像表示装置は、略平行
に配列された複数の第1電極と、該第1電極とは略垂直
な方向に配列された複数の第2電極と、該第1電極と該
第2電極との交差部からなる駆動最小単位群と、該駆動
最小単位群に対応する表示最小単位群とを備えた映像表
示装置において、該表示最小単位部に電流密度J
max[A/cm2]が与えられた際に、表示上の最大輝度
が得られる構成となっており、該表示最小単位の面積を
S[cm2]とし、1表示フレーム時間内で該第1電極
の略全てが順次に駆動走査され、個々の第1電極が駆動
走査される時間を表示フレーム周期で割ることにより得
られるデューティ比をDr(Dr<1)とし、表示フレー
ム周波数をF[Hz]とし、該第1電極を選択走査する
際に、該第1電極に印加するゲート電圧をVg[V]と
し、該最小駆動単位の平均容量をCf[F]とした際
に、 Cf≦0.071×(S×Jmax×Dr 2)/(F×0.1
×Vg) なる関係を満たすことを特徴とする。
【0050】請求項4に記載の映像表示装置は、請求項
3に記載の映像表示装置であって、 Cf≦0.002×(S×Jmax×Dr 2)/(F×0.1
×Vg) なる関係を満たすことを特徴とする。
【0051】請求項5に記載の映像表示装置は、略平行
に配列された複数の第1電極と、該第1電極とは略垂直
な方向に配列された複数の第2電極と、該第1電極と該
第2電極との交差部からなる駆動最小単位群と、該駆動
最小単位群に対応する表示最小単位群とを備えた映像表
示装置において、該表示最小単位部に電流密度J
max[A/cm2]が与えられた際に、表示上の最大輝度
が得られる構成となっており、該駆動最小単位部におけ
る該第1電極と該第2電極との間隙が、t[μm]を平
均として概ねt±△t[μm](△t>0)であり、該
表示最小単位の面積をS[cm2]とし、1表示フレー
ム時間内で該第1電極の略全てが順次に駆動走査され、
個々の第1電極が駆動走査される時間を表示フレーム周
期で割ることにより得られるデューティ比をDr(Dr
1)とし、表示フレーム周波数をF[Hz]とし、該第
1電極を選択走査する際に、該第1電極に印加するゲー
ト電圧をVg[V]とし、表示階調数をLn[階調]と
し、該最小駆動単位の平均容量をCf[F]とした際
に、 Cf≦{0.5/(Ln−1)}×(S×Jmax×Dr 2
/(F×(△t/t)×Vg) なる関係を満たすことを特徴とする。
【0052】請求項6に記載の映像表示装置は、略平行
に配列された複数の第1電極と、該第1電極とは略垂直
な方向に配列された複数の第2電極と、該第1電極と該
第2電極との交差部からなる駆動最小単位群と、該駆動
最小単位群に対応する表示最小単位群とを備えた映像表
示装置において、該表示最小単位部に電流密度J
max[A/cm2]が与えられた際に、表示上の最大輝度
が得られる構成となっており、該表示最小単位の面積を
S[cm2]とし、1表示フレーム時間内で該第1電極
の略全てが順次に駆動走査され、個々の第1電極が駆動
走査される時間を表示フレーム周期で割ることにより得
られるデューティ比をDr(Dr<1)とし、表示フレー
ム周波数をF[Hz]とし、該第1電極を選択走査する
際に、該第1電極に印加するゲート電圧をVg[V]と
し、表示階調数をLn[階調]とし、該最小駆動単位の
平均容量をCf[F]とした際に、 Cf≦{0.5/(Ln−1)}×(S×Jmax×Dr 2
/(F×0.1×Vg) なる関係を満たすことを特徴とする。
【0053】請求項7に記載の映像表示装置は、略平行
に配列された複数の第1電極と、該第1電極とは略垂直
な方向に配列された複数の第2電極と、該第1電極と該
第2電極との交差部からなる駆動最小単位群と、該駆動
最小単位群に対応する表示最小単位群とを備えた映像表
示装置において、該表示最小単位部に電流密度J
max[A/cm2]が与えられた際に、表示上の最大輝度
が得られる構成となっており、該駆動最小単位部におけ
る該第1電極と該第2電極との間隙が、t[μm]を平
均として概ねt±△t[μm](△t>0)であり、該
表示最小単位の面積をS[cm2]とし、連続する2つ
の表示フレームにおいて、第1の表示フレームで該第1
電極の略半分が順次に駆動走査され、引き続く第2の表
示フレームで該第1電極の残りの略半分が順次に駆動走
査され、個々の第1電極が駆動走査される時間を表示フ
レーム周期で割ることにより得られるデューティ比をD
r(Dr<1)とし、表示フレーム周波数をF[Hz]と
し、該第1電極を選択走査する際に、該第1電極に印加
するゲート電圧をVg[V]とし、該最小駆動単位の平
均容量をCf[F]とした際に、 Cf≦0.071×(S×Jmax×Dr 2)/(2×F×
(△t/t)×Vg) なる関係を満たすことを特徴とする。
【0054】請求項8に記載の映像表示装置は、請求項
7に記載の映像表示装置であって、 Cf≦0.002×(S×Jmax×Dr 2)/(2×F×
(△t/t)×Vg) なる関係を満たすことを特徴とする。
【0055】請求項9に記載の映像表示装置は、略平行
に配列された複数の第1電極と、該第1電極とは略垂直
な方向に配列された複数の第2電極と、該第1電極と該
第2電極との交差部からなる駆動最小単位群と、該駆動
最小単位群に対応する表示最小単位群とを備えた映像表
示装置において、該表示最小単位部に電流密度J
max[A/cm2]が与えられた際に、表示上の最大輝度
が得られる構成となっており、該表示最小単位の面積を
S[cm2]とし、連続する2つの表示フレームにおい
て、第1の表示フレームで該第1電極の略半分が順次に
駆動走査され、引き続く第2の表示フレームで該第1電
極の残りの略半分が順次に駆動走査され、個々の第1電
極が駆動走査される時間を表示フレーム周期で割ること
により得られるデューティ比をDr(Dr<1)とし、表
示フレーム周波数をF[Hz]とし、該第1電極を選択
走査する際に、該第1電極に印加するゲート電圧をVg
[V]とし、該最小駆動単位の平均容量をCf[F]と
した際に、 Cf≦0.071×(S×Jmax×Dr 2)/(2×F×
0.1×Vg) なる関係を満たすことを特徴とする。
【0056】請求項10に記載の映像表示装置は、請求
項9に記載の映像表示装置であって、 Cf≦0.002×(S×Jmax×Dr 2)/(2×F×
0.1×Vg) なる関係を満たすことを特徴とする。
【0057】請求項11に記載の映像表示装置は、略平
行に配列された複数の第1電極と、該第1電極とは略垂
直な方向に配列された複数の第2電極と、該第1電極と
該第2電極との交差部からなる駆動最小単位群と、該駆
動最小単位群に対応する表示最小単位群とを備えた映像
表示装置において、該表示最小単位部に電流密度Jma x
[A/cm2]が与えられた際に、表示上の最大輝度が
得られる構成となっており、該駆動最小単位部における
該第1電極と該第2電極との間隙が、t[μm]を平均
として概ねt±△t[μm](△t>0)であり、該表
示最小単位の面積をS[cm2]とし、連続する2つの
表示フレームにおいて、第1の表示フレームで該第1電
極の略半分が順次に駆動走査され、引き続く第2の表示
フレームで該第1電極の残りの略半分が順次に駆動走査
され、個々の第1電極が駆動走査される時間を表示フレ
ーム周期で割ることにより得られるデューティ比をDr
(Dr<1)とし、表示フレーム周波数をF[Hz]と
し、該第1電極を選択走査する際に、該第1電極に印加
するゲート電圧をVg[V]とし、表示階調数をLn[階
調]とし、該最小駆動単位の平均容量をCf[F]とし
た際に、 Cf≦{0.5/(Ln−1)}×(S×Jmax×Dr 2
/(2×F×(△t/t)×Vg) なる関係を満たすことを特徴とする。
【0058】請求項12に記載の映像表示装置は、略平
行に配列された複数の第1電極と、該第1電極とは略垂
直な方向に配列された複数の第2電極と、該第1電極と
該第2電極との交差部からなる駆動最小単位群と、該駆
動最小単位群に対応する表示最小単位群とを備えた映像
表示装置において、該表示最小単位部に電流密度Jma x
[A/cm2]が与えられた際に、表示上の最大輝度が
得られる構成となっており、該表示最小単位の面積をS
[cm2]とし、連続する2つの表示フレームにおい
て、第1の表示フレームで該第1電極の略半分が順次に
駆動走査され、引き続く第2の表示フレームで該第1電
極の残りの略半分が順次に駆動走査され、個々の第1電
極が駆動走査される時間を表示フレーム周期で割ること
により得られるデューティ比をDr(Dr<1)とし、表
示フレーム周波数をF[Hz]とし、該第1電極を選択
走査する際に、該第1電極に印加するゲート電圧をVg
[V]とし、表示階調数をLn[階調]とし、該最小駆
動単位の平均容量をCf[F]とした際に、 Cf≦{0.5/(Ln−1)}×(S×Jmax×Dr 2
/(2×F×0.1×Vg) なる関係を満たすことを特徴とする。
【0059】請求項13に記載の映像表示装置は、略平
行に配列された複数の第1電極と、該第1電極とは略垂
直な方向に配列された複数の第2電極と、該第1電極と
該第2電極との交差部からなる駆動最小単位群と、該駆
動最小単位群に対応する表示最小単位群とを備えた映像
表示装置において、該表示最小単位部に電流密度Jma x
[A/cm2]が与えられた際に、表示上の最大輝度が
得られる構成となっており、該駆動最小単位部における
該第1電極と該第2電極との間隙が、t[μm]を平均
として概ねt±△t[μm](△t>0)であり、該表
示最小単位の面積をS[cm2]とし、1本の該第2電
極が該第1電極と交差する回数をmとし、個々の第1電
極が駆動走査される時間を表示フレーム周期で割ること
により得られるデューティ比をDr(Dr<1)とし、表
示フレーム周波数をF[Hz]とし、該第1電極を選択
走査する際に、該第1電極に印加するゲート電圧をVg
[V]とし、該最小駆動単位の平均容量をCf[F]と
した際に、 Cf≦0.071×(S×Jmax×Dr)/(F×(△t
/t)×Vg×m) なる関係を満たすことを特徴とする。
【0060】請求項14に記載の映像表示装置は、請求
項13に記載の映像表示装置であって、 Cf≦0.002×(S×Jmax×Dr)/(F×(△t
/t)×Vg×m) なる関係を満たすことを特徴とする。
【0061】請求項15に記載の映像表示装置は、略平
行に配列された複数の第1電極と、該第1電極とは略垂
直な方向に配列された複数の第2電極と、該第1電極と
該第2電極との交差部からなる駆動最小単位群と、該駆
動最小単位群に対応する表示最小単位群とを備えた映像
表示装置において、該表示最小単位部に電流密度Jma x
[A/cm2]が与えられた際に、表示上の最大輝度が
得られる構成となっており、該表示最小単位の面積をS
[cm2]とし、1本の該第2電極が該第1電極と交差
する回数をmとし、個々の第1電極が駆動走査される時
間を表示フレーム周期で割ることにより得られるデュー
ティ比をDr(Dr<1)とし、表示フレーム周波数をF
[Hz]とし、該第1電極を選択走査する際に、該第1
電極に印加するゲート電圧をVg[V]とし、該最小駆
動単位の平均容量をCf[F]とした際に、 Cf≦0.071×(S×Jmax×Dr)/(F×0.1
×Vg×m) なる関係を満たすことを特徴とする。
【0062】請求項16に記載の映像表示装置は、請求
項15に記載の映像表示装置であって、 Cf≦0.002×(S×Jmax×Dr)/(F×0.1
×Vg×m) なる関係を満たすことを特徴とする。
【0063】請求項17に記載の映像表示装置は、略平
行に配列された複数の第1電極と、該第1電極とは略垂
直な方向に配列された複数の第2電極と、該第1電極と
該第2電極との交差部からなる駆動最小単位群と、該駆
動最小単位群に対応する表示最小単位群とを備えた映像
表示装置において、該表示最小単位部に電流密度Jma x
[A/cm2]が与えられた際に、表示上の最大輝度が
得られる構成となっており、該駆動最小単位部における
該第1電極と該第2電極との間隙が、t[μm]を平均
として概ねt±△t[μm](△t>0)であり、該表
示最小単位の面積をS[cm2]とし、1本の該第2電
極が該第1電極と交差する回数をmとし、個々の第1電
極が駆動走査される時間を表示フレーム周期で割ること
により得られるデューティ比をDr(Dr<1)とし、表
示フレーム周波数をF[Hz]とし、該第1電極を選択
走査する際に、該第1電極に印加するゲート電圧をVg
[V]とし、表示階調数をLn[階調]とし、該最小駆
動単位の平均容量をCf[F]とした際に、 Cf≦{0.5/(Ln−1)}×(S×Jmax×Dr)/
(F×(△t/t)×Vg×m) なる関係を満たすことを特徴とする。
【0064】請求項18に記載の映像表示装置は、略平
行に配列された複数の第1電極と、該第1電極とは略垂
直な方向に配列された複数の第2電極と、該第1電極と
該第2電極との交差部からなる駆動最小単位群と、該駆
動最小単位群に対応する表示最小単位群とを備えた映像
表示装置において、該表示最小単位部に電流密度Jma x
[A/cm2]が与えられた際に、表示上の最大輝度が
得られる構成となっており、該表示最小単位の面積をS
[cm2]とし、1本の該第2電極が該第1電極と交差
する回数をmとし、個々の第1電極が駆動走査される時
間を表示フレーム周期で割ることにより得られるデュー
ティ比をDr(Dr<1)とし、表示フレーム周波数をF
[Hz]とし、該第1電極を選択走査する際に、該第1
電極に印加するゲート電圧をVg[V]とし、表示階調
数をLn[階調]とし、該最小駆動単位の平均容量をCf
[F]とした際に、 Cf≦{0.5/(Ln−1)}×(S×Jmax×Dr)/
(F×0.1×Vg×m) なる関係を満たすことを特徴とする。
【0065】上記構成によれば、後述する実施の形態に
示すように、電極間距離のばらつきによる表示特性のば
らつきを抑制することが可能である。
【0066】請求項19に記載の映像表示装置は、請求
項1乃至請求項18のいずれかに記載の映像表示装置で
あって、第1の基板上に、複数の前記第1電極、複数の
前記第2電極、および該第1電極と該第2電極との間の
絶縁層からなる前記駆動最小単位を有し、該第1の基板
と略平行に配置された第2の基板上に、電子加速電極
と、前記表示最小単位を構成する蛍光体とを有し、該駆
動最小単位からの放出電子により該蛍光体を発光せしめ
て映像を表示する装置であり、該電子加速電極にV
a[kV]の電子加速電圧を印加して、該駆動最小単位
からの電子放出による電流密度が該表示最小単位に対し
てJmax[A/cm2]となる際に、表示上の最大輝度を
与えるように該第2基板が構成されてなることを特徴と
する。
【0067】本発明は、電界放出させた電子を蛍光体に
照射する構成の映像表示装置において、特に有効であ
る。
【0068】請求項20に記載の映像表示装置は、請求
項19に記載の映像表示装置であって、前記駆動最小単
位の少なくとも一部が、カーボンナノチューブからなる
電子放出源であることを特徴とする。
【0069】本発明は、カーボンナノチューブを用いた
FEDにおいて特に有効である。
【0070】請求項21に記載の映像表示装置は、請求
項1乃至請求項20のいずれかに記載の映像表示装置で
あって、前記フレーム周波数F[Hz]が60[Hz]
であることを特徴とする。
【0071】本発明は、例えばフレーム周波数が60
[Hz]の映像表示装置に適用可能である。なお、60
Hzは一般的に用いられている周波数であるが、フリッ
カが感じられない周波数(一般的には40Hz以上)で
あれば、他の周波数でも適用可能である。
【0072】請求項22に記載の映像表示装置は、請求
項1乃至請求項21のいずれかに記載の映像表示装置で
あって、映像情報信号を、電流振幅値および電流パルス
幅の少なくともいずれか一方により与えることを特徴と
する。
【0073】本発明は、映像情報信号を、電流振幅値お
よび電流パルス幅の少なくともいずれか一方により与え
る映像表示装置において特に有効である。
【0074】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態につ
いて説明する。
【0075】例えば、第1の基板上に、複数の第1電
極、複数の第2電極、および第1電極と第2電極との間
を隔てるリブ層(絶縁層、ここでは、図11(a)のよ
うな二酸化シリコン膜は含まれていない)からなる駆動
最小単位を有し、この第1の基板と略平行に配置された
第2の基板上に、電子加速電極と、表示最小単位を構成
する蛍光体とを有し、駆動最小単位からの放出電子によ
り蛍光体を発光せしめて映像を表示する装置であり、電
子加速電極にVa[kV]の電子加速電圧を印加して、
駆動最小単位からの電子放出による電流密度が表示最小
単位に対してJma x[A/cm2]となる際に、表示上の
最大輝度を与えるように第2基板が構成されており、駆
動最小単位部における第1電極と第2電極との間隙が、
t[μm]を平均として概ねt±△t[μm](△t>
0)であり、表示最小単位の面積をS[cm2]とし、
1表示フレーム時間内で第1電極の略全てが順次に駆動
走査(いわゆるプログレッシブ駆動)され、個々の第1
電極が駆動走査される時間を表示フレーム周期で割るこ
とにより得られるデューティ比をDr(Dr<1)とし、
表示フレーム周波数をF[Hz]とし、第1電極を選択
走査する際に、第1電極に印加するゲート電圧をV
g[V]とし、最小駆動単位の平均容量をCf[F]とし
た映像表示装置について考える。
【0076】この映像表示装置は、図1に示すような電
極構成を有し、ゲート電極G1〜Gmが走査側電極、カソ
ード電極K1〜Knが信号側電極であるとする。ここで、
ゲート電極G1〜Gmとカソード電極K1〜Knを等しく0
[V]とし、その後、カソード電極K1〜Knと信号側駆
動回路との間の配線をオープン状態として、あるゲート
電極Giに選択電圧Vg[V]を印加し、他のゲート電極
h(h≠i、h=1〜m)に非選択電圧VNとして0
[V]を印加する駆動方法を用いた場合について考え
る。
【0077】まず、最大輝度を与えるために必要とされ
る、最小駆動単位(画素)当たりの放出電荷量を見積も
る。上述した通り、加速電極(アノード電極)がV
a[kV]のときに、最大輝度を与える電流密度はJmax
[A/cm2]であり、最小表示単位(画素)の面積が
S[cm2]であるとしているので、最大輝度を与える
電流Imax[A/最小表示単位]は、 Imax=Jmax×S[A/最小表示単位] ・・・(1) と表される。最大輝度を与えるためには、上記I
maxが、最小駆動単位が走査選択されている期間におい
て発生する必要がある。最小駆動単位が一度に走査選択
されている時間Ton[sec.]は、上記デューティー
比Dr、上記フレーム周波数F[Hz]より、 Ton=Dr/F[sec.] ・・・(2) と表される。よって、最大輝度を与えるのに必要な電流
を発生させるために必要とされる最小駆動単位あたりの
電荷量Qmax[C/最小表示単位]は、上記式(1)お
よび上記式(2)より、 Qmax=Imax×Ton =Jmax×S×Dr/F[C/最小表示単位] ・・・(3) と表される。
【0078】次に、例えば基板上に構成されたリブ厚み
ばらつきを原因として、上記第1電極/第2電極間隔の
ばらつきにより発生する、予期せぬ余分な電荷放出量Q
fを見積る。ここでは、図1のような構成の映像表示装
置において、画素Aijの第1電極/第2電極間隔(リプ
厚み)が、所望のt[μm]から△t[μm]だけ変化
しているとする。この場合、画素Aijへの印加電界が所
望の電界から変化して予期せぬ余分な電荷放出が発生
し、電極Kjの電位が変化することになる。そのため、
余分な放出電荷量Qfは、 Qf=(GiとKjの容量)×(Gi電極電位一Kj電極電位) +Σ(GhとKjの容量)×(Gh電極電位一Kj電極電位) (h=1〜(i−1)、(i+1)〜m) =(画素Aijの容量)×(Vg−(±△Vj)) +Σ(画素Ahjの容量)×(VN一(±△Vj)) (h=1〜(i−1)、(i十1)〜m) =(Cf十(±△Cf))×(Vg一(±△Vj)) 十Σ(Cf十(±△Chf))×(VN一(±△Vj)) ・・・(4) (h=1〜(i−1)、(i十1)〜m) となる。なお、上記式(4)中、±△Cf、±△Vj
「プラスマイナス」は、着目している画素Aijにおける
所望リブ厚からのリブ厚の「増減」に対応している。一
方、±△Chfは、画素Ahj(h=1〜(i−1)、(i
+1)〜m)の(m−1)個の各々の画素における、所
望リブ厚からのリブ厚の「増減」によって、その符号が
変わる。画素Ahj(h=1〜(i−1)、(i+1)〜
m)の(m−1)個の画素を考えた場合、一般に、リブ
厚ばらつきはランダムに発生し、そのばらつきの平均値
は概ね±0であることが殆どである。このため、上記式
(4)中の(Cf十(±△Cf))の値は、h=1〜(i
−1)、(i十1)〜mの範囲でΣを取ると、Cfに平
均化されてCf×(m−1)(mはゲートライン数)と
考えることができる。よって、上記式(4)の第2項を Cf×VN×(ゲートライン数一1) と近似することができる。上記式において、(ゲートラ
イン数一1)としているのは、第2項と第i行とは関係
が無いためである。また、ゲートライン数は、デューテ
ィー比Drから1/Drとなる。さらに、VN=0である
ため、結果として、 Qf≒(Cf十(±△Cf))×(Vg一(±△Vj)) 十Cf×(一(±△Vj))×(1/Dr一1) ・・・(5) となる。
【0079】ここで、上記式(5)の第1項と第2項を
比較する。一般に、印刷法により形成したリブ厚のばら
つきは±10%程度である。そのため、 Cf十(±△Cf):Cf≒1+(±0.1):1 Vg一(±△Vj):一(±△Vj)≒1−(±0.1):−(±0.1) である。よって、上記式(5)の第1項と第2項の比率
は、 第1項:第2項≒1:0.1×(1/Dr一1) となる。デューティー比Drが1/100程度のディス
プレイの場合でも、上記式(5)において、第1項:第
2項≒1:10、D=1/1000となると、第1項:
第2項≒1:100となる。すなわち、実用的なディス
プレイにおいては、上記式(5)の第2項のみが支配的
となる。
【0080】これを考慮すると、上記式(5)は、 Qf≒Cf×(一(±△Vj))×(1/Dr一1) となる。実用的なディスプレイにおいては、1/Dr
1であるので、 Qf≒Cf×(一(±△Vj))×(1/Dr) |Qf|≒Cf×△Vj/Dr ・・・(6) となる。なお、△Vjは、リブ厚ばらつきに起因して生
じる、本来電位が0であるはずのカソード電極の電圧変
位量である。この電圧変位量は、上記
【発明が解決しようとする課題】でも述べたように、リ
ブ厚が異常な画素の印加電界が正常な画素の印加電界と
同じになるまで放出された電荷に相当するものである。
そのため、正常なリブ厚tを有する画素の印加電界と比
較して、 Vg/t=(Vg±△Vj)/(t±△t) であり、すなわち、 △Vj=(△t/t)×Vg ・・・(7)である。上記
式(7)を上記式(6)に代入すると、リブ厚ばらつき
に起因する余分な電荷量は、 |Qf|≒Cf×(△t/t)×Vg/Dr[C/最小駆動
単位] ・・・(8)と表される。
【0081】ここで、余分な電荷放出量Qfは予期せぬ
輝度変化を生じさせるので、Qfの絶対値を最大輝度を
与えるために必要な電荷量Qmaxよりも十分に小さくす
る(|Qf|≪Qmax)ことが、より高品質の画像を得る
際には必要であることが分かる。
【0082】より具体的には、実質上8階調の表示とな
っている場合、余分な電荷放出による輝度(階調)のず
れが平均の階調間輝度の半分となっていれば、余分な輝
度変化による画像の劣化が目立たない。表示される輝度
は蛍光体に放出される電荷量にほぼ比例すると考えてよ
いため、この場合、 Qmax/(8−1)/2≧|Qf| となり、上記式(3)および上記式(8)を代入するこ
とにより、 Cf≦0.071×(S×Jmax×Dr 2)/(F×(△t/t)×Vg) ・・・(9) となるように素子構成および駆動条件を設定すれば、余
分な輝度変化による画像の劣化が目立たない映像表示装
置が得られることになる。
【0083】一方、256階調の表示となっている場合
にも、余分な電荷放出による輝度(階調)のずれが平均
の階調間輝度の半分となっていれば、余分な輝度変化に
よる画像の劣化が目立たないと考えると、 Qmax/(256−1)/2≧|Qf| となり、上記式(3)および上記式(8)を代入するこ
とにより、 Cf≦0.002×(S×Jmax×Dr 2)/(F×(△t/t)×Vg) ・・・(10) となるように素子構成および駆動条件を設定すれば、余
分な輝度変化による画像の劣化が目立たない映像表示装
置が得られることになる。
【0084】より一般的には、Ln階調の表示を行って
いる場合に、余分な電荷放出による輝度(階調)のずれ
が平均の階調間輝度の半分となっていれば、余分な輝度
変化による画像の劣化が目立たないと考え、 Cf≦0.5/(Ln−1)×(S×Jmax×Dr 2)/(F×(△t/t)× Vg) ・・・(11) となるように素子構成および駆動条件を設定すればよ
い。さらに、一般に印刷法でリブを形成した場合、本願
発明者らの経験からは、その高さバラツキが±10%程
度になることが多い。そのため、上記式(9)より、 Cf≦0.071×(S×Jmax×Dr 2)/(F×0.1×Vg) ・・・(12) とするのが好ましい。上記式(l0)および上記式(11)より、より好ましく は、 Cf≦0.002×(S×Jmax×Dr 2)/(F×0.1×Vg) ・・・(13) であり、一般的には Cf≦0.5/(Ln−1)×(S×Jmax×Dr 2)/(F×0.1×Vg) ・・・(14) とするのが好ましい。
【0085】以上は、1表示フレーム時間内で、上記第
1電極の略全てが順次に駆動走査される場合(いわゆる
プログレッシブ駆動の場合)である。映像表示装置の駆
動方法としては、さらに、連続する2つの表示フレーム
において、第1の表示フレームで、第1電極の略半分
(例えば奇数行に対応する電極)が順次に駆動走査さ
れ、引き続く第2の表示フレームで、第1電極の残りの
略半分(例えば偶数行に対応する電極)が順次に駆動走
査される場合(いわゆるインターレス駆動の場合)があ
る。このインターレス駆動の場合は、上記(5)式にお
いて、ゲートライン数とデューティー比Drの関係が、
ゲートライン数=2/Drとなる。すなわち、インター
レス駆動の場合は、上記式(5〕、上記式(6)および
式(8)において1/Drとなっている箇所を、2/Dr
とすれば良い。その結果、上記式(9)〜上記式(1
4)は、 Cf≦0.071×(S×Jmax×Dr 2)/(2×F×(△t/t)×Vg) ・・・(9)’ Cf≦0.002×(S×Jmax×Dr 2)/(2×F×(△t/t)×Vg) ・・・(10)’ Cf≦0.5/(Ln−1)×(S×Jmax×Dr 2)/(2×F×(△t/t )×Vg) ・・・(11)’ Cf≦0.071×(S×Jmax×Dr 2)/(2×F×0.1×Vg) ・・・(12)’ Cf≦0.002×(S×Jmax×Dr 2)/(2×F×0.1×Vg) ・・・(13)’ Cf≦0.5/(Ln−1)×(S×Jmax×Dr 2)/(2×F×0.1×Vg ) ・・・(14)’ となる。すなわち、いわゆるインターレス駆動を行なう
場合には、上記式(9)’〜上記式(14)’式を満た
すように条件を設定すれば良い。
【0086】さらに、上記式(5)において、ゲートラ
イン数を1/Drとして求めるのではなく、1本の第2
電極が第1の電極と交差する回数をmとしてもよい。こ
の場合、上記式(5)、上記式(6)および式(8)に
おいて1/Drとなっている箇所をmとすれば良い。そ
の結果、上記式(9)〜上記(14)は、 Cf≦0.071×(S×Jmax×Dr)/(F×(△t/t)×Vg×m) ・・・(9)” Cf≦0.002×(S×Jmax×Dr)/(F×(△t/t)×Vg×m) ・・・(10)” Cf≦0.5/(Ln−1)×(S×Jmax×Dr) /(F×(△t/t)×Vg×m) ・・・(11)” Cf≦0.071×(S×Jmax×Dr)/(F×0.1×Vg×m) ・・・(12)” Cf≦0.002×(S×Jmax×Dr)/(F×0.1×Vg×m) ・・・(13)” Cf≦0.5/(Ln−1)×(S×Jmax×Dr)/(F×0.1×Vg×m ) ・・・(14)” となる。プログレッシブ駆動およびインターレス駆動の
どちらを行なう場合においても、上記式(9)”〜上記
(14)”式を満たすように条件を設定すれば良い。
【0087】(実施形態1)本実施形態では、電子放出
部をカーボンナノチューブ(CNT)で形成したフィー
ルドエミッションディスプレイ(FED)を用いる。第
1の基板上に、複数の第1電極と複数の第2電極とをリ
ブ層を介して形成する。第1電極および第2電極は、各
々略平行に配列された複数の電極から構成されており、
第1電極の長手方向と第2電極の長手方向は、略垂直と
なっている。第1電極および第2電極の交差部に駆動最
小単位が構成されており、各々、CNTからなるエミッ
ターと放出電子の通る開口部が形成されている。
【0088】電極構成の概念図は図1に示した通りであ
る。上記第1の基板と略平行に配置された第2の基板上
に、電子加速電極と表示最小単位を構成する蛍光体とを
形成し、上記駆動最小単位からの放出電子により蛍光体
を発光せしめて映像を表示する。第1の基板と第2の基
板との間の空間は、封止されて排気されている。
【0089】パネルサイズは、対角サイズが約5”、第
1基板上のゲート電極数m=120、カソード電極数n
=160、画素を正方形とし、図1において電極間の間
隔D=I=80μmとしている。すなわち、ゲート電極
ピッチE=カソードピッチJ≒635μmであるため、
ゲート電極幅C=カソード電極幅H≒555μmとな
る。また、ゲート電極とカソード電極の重なり幅(A+
B)=(F+G)=120μmである。よって、駆動最
小単位を形成するゲート電極とカソード電極の交差部の
面積は、 となる。
【0090】ここで、ゲート電極とカソード電極を隔て
るリブの厚みは、概ね20μmとなるように形成した
が、±10%程度の厚みばらつきが存在している。すな
わち、リプ厚ばらつき△t/t≒0.1である。リブ厚
が20μmである平均的な駆動最小単位のゲート電極/
カソード電極間の容量Cfは、 Cf≒(リブ材料の誘電率)×(ゲート電極とカソード
電極の交差する面積)/(リプ厚) となる。本実施形態では、リブ材料(絶縁膜)の比誘電
率がおよそ3となるようにリブを形成している。このと
き、Cfは、 Cf≒(真空の誘電率)×3×(ゲート電極とカソード電極の交差する面積 )/リブ厚 ≒8.854×10-12×3×(1.19×10-3[cm2])/(20 [μm])=0.158[pF] となる。また、第1基板上の各々の開口部に対応して第
2基板上に蛍光体を形成しており、蛍光体面積Sは第1
基板開ロ部の大きさとほぽ同じであり、S≒1.89×
10-3[cm]としている。
【0091】このFEDのカソード・ゲート間電界とエ
ミッタから放出される電流密度特性は、図3に示した特
性である。すなわち、カソード・ゲート間に概ね0.8
[V/μm]程度の電界を印加すると、電子放出部から
電子が放出され始める。このFEDパネルのカソード電
極K1〜Knの電位を全て0[V]とし、ゲート電極G 1
〜Gmのうちの1本のゲート電極にのみ順番に電圧Vg
印加して、残りのゲート電極の電位を0[V]として、
発光するか否かを調べた。この結果、ゲート電圧Vg
14[V]において発光する画素は無かったが、Vg
15Vにおいて発光する画素がいくつか観察された。ま
た、電圧Vgが17[V]において発光しない画素がい
くつか観察されたが、Vgが18[V]において全ての
画素で発光が観察された。そこで、選択電圧Vgを14
[V]に設定した。
【0092】駆動方法としては、ゲート電極の選択期間
における最初の期間に、全てのゲート電極とカソード電
極とを0[V]とする。その後、選択されたゲート電極
にV gを印加し、同時に、カソード電極に映像データ信
号を付与する。本実施形態では、電流振幅値と電流パル
ス幅の両者を併用して階調信号とした。このとき、最大
輝度を与える電流密度をJmax=15[mA/cm2]、
1画面を書き換えるフレーム周波数を60[Hz]、プ
ログレッシブ駆動でデューティ比Dr=1/120(m
=120)、表示階調数Ln=8という駆動条件に設定
して表示を行なうと、上記式(9)、(11)、(1
2)、(14)、および上記式(9)”、(11)”、
(12)”、(14)”を満たしている。
【0093】この駆動条件でパネルを表示させると、リ
ブ厚ばらつきによる表示輝度のばらつきはある程度観察
されるものの、階調の反転等、極端な表示階調の変化は
見られなかった。
【0094】(実施形態2)実施形態1と同じFEDを
用いて、最大輝度を与える電流密度をJmax=15[m
A/cm2]、1画面を書き換えるフレーム周波数を6
0[Hz]、インターレス駆動でデューティ比Dr=1
/60(m=120)、表示階調数Ln=8という駆動
条件に設定して表示を行なうと、上記式(9)’、(1
1)’、(12)’、(14)’、および上記式
(9)”、(11)”、(12)”、(14)”を満た
している。
【0095】この駆動条件でパネルを表示させると、リ
ブ厚ばらつきによる表示輝度のばらつきはある程度観察
されるものの、階調の反転等、極端な表示階調の変化は
見られなかった。
【0096】(実施形態3)本実施形態でも、電子放出
部をカーボンナノチューブ(CNT)で形成したフィー
ルドエミッションディスプレイ(FED)を用いる。第
1の基板上に、複数の第1電極と複数の第2電極とをリ
ブ層を介して形成する。第1電極および第2電極は、各
々略平行に配列された複数の電極から構成されており、
第1電極の長手方向と第2電極の長手方向は、略垂直と
なっている。第1電極および第2電極の交差部に駆動最
小単位が構成されており、各々、CNTからなるエミッ
ターと放出電子の通る開口部が形成されている。
【0097】電極構成の概念図は図4に示した通りであ
る。上記第1の基板と略平行に配置された第2の基板上
に、電子加速電極と表示最小単位を構成する蛍光体とを
形成し、上記駆動最小単位からの放出電子により蛍光体
を発光せしめて映像を表示する。第1の基板と第2の基
板との間の空間は、封止されて排気されている。
【0098】本実施形態では、第2電極をパネルのほぼ
中央部で分割している。上半分の第2電極は図の情報か
ら信号を入力し、下半分の第2電極は図の下方から信号
を入力する。これにより、パネルの上半分と下半分に同
時に映像情報を書き込んで表示することができるため、
デューティ比を倍にすることができる。
【0099】パネルサイズは、対角サイズが約5”、第
1基板上のゲート電極数m=120、カソード電極数n
=160、画素を正方形とし、図4において電極間の間
隔D=I=80μmとしている。すなわち、ゲート電極
ピッチE=カソードピッチJ≒635μmであるため、
ゲート電極幅C=カソード電極幅H≒555μmとな
る。また、ゲート電極とカソード電極の重なり幅(A+
B)=(F+G)=120μmである。よって、駆動最
小単位を形成するゲート電極とカソード電極の交差部の
面積は、 となる。
【0100】ここで、ゲート電極とカソード電極を隔て
るリブの厚みは、概ね20μmとなるように形成した
が、±10%程度の厚みばらつきが存在している。すな
わち、リプ厚ばらつき△t/t≒0.1である。リブ厚
が20μmである平均的な駆動最小単位のゲート電極/
カソード電極間の容量Cfは、 Cf≒(リブ材料の誘電率)×(ゲート電極とカソード
電極の交差する面積)/(リプ厚) となる。本実施形態では、リブ材料(絶縁膜)の比誘電
率がおよそ3となるようにリブを形成している。このと
き、Cfは、 Cf≒(真空の誘電率)×3×(ゲート電極とカソード電極の交差する面積 )/リブ厚 ≒8.854×10-12×3×(1.19×10-3[cm2])/(20 [μm])=0.158[pF] となる。また、第1基板上の各々の開口部に対応して第
2基板上に蛍光体を形成しており、蛍光体面積Sは第1
基板開ロ部の大きさとほぽ同じであり、S≒1.89×
10-3[cm]としている。
【0101】このFEDのカソード・ゲート間電界とエ
ミッタから放出される電流密度特性は、図3に示した特
性である。すなわち、カソード・ゲート間に概ね0.8
[V/μm]程度の電界を印加すると、電子放出部から
電子が放出され始める。このFEDパネルのカソード電
極K1〜Kn、K’1〜K’nの電位を全て0[V]とし、
ゲート電極G1〜Gmのうちの1本のゲート電極にのみ順
番に電圧Vgを印加して、残りのゲート電極の電位を0
[V]として、発光するか否かを調べた。この結果、ゲ
ート電圧Vgが14[V]において発光する画素は無か
ったが、Vgが15Vにおいて発光する画素がいくつか
観察された。また、電圧Vgが17[V]において発光
しない画素がいくつか観察されたが、Vgが18[V]
において全ての画素で発光が観察された。そこで、選択
電圧Vgを14[V]に設定した。
【0102】駆動方法としては、ゲート電極の選択期間
における最初の期間に、全てのゲート電極とカソード電
極とを0[V]とする。その後、選択されたゲート電極
にV gを印加し、同時に、カソード電極に映像データ信
号を付与する。本実施形態では、電流振幅値と電流パル
ス幅の両者を併用して階調信号とした。このとき、最大
輝度を与える電流密度をJmax=15[mA/cm2]、
1画面を書き換えるフレーム周波数を60[Hz]、プ
ログレッシブ駆動でデューティ比Dr=1/60(m=
60)、表示階調数Ln=256という駆動条件に設定
して表示を行なうと、上記式(9)〜(14)、および
上記式(9)”〜(14)”を満たしている。
【0103】この駆動条件でパネルを表示させると、リ
ブ厚ばらつきによる表示輝度のばらつきはある程度観察
されるものの、階調の反転等、極端な表示階調の変化は
見られなかった。
【0104】(実施形態4)実施形態2と同じFEDを
用いて、最大輝度を与える電流密度をJmax=15[m
A/cm2]、1画面を書き換えるフレーム周波数を6
0[Hz]、インターレス駆動でデューティ比Dr=1
/30(m=60)、表示階調数Ln=256という駆
動条件に設定して表示を行なうと、上記式(9)’〜
(14)’、および上記式(9)”〜(14)”を満た
している。
【0105】この駆動条件でパネルを表示させると、リ
ブ厚ばらつきによる表示輝度のばらつきはある程度観察
されるものの、階調の反転等、極端な表示階調の変化は
見られなかった。
【0106】なお、上記実施形態では、第1の電極と第
2の電極の間隙を一定間隔に保つためのリブ層(絶縁
層)を形成しているが、これを設けていない映像表示装
置についても本発明は適用可能である。例えば、表示素
子が有機ELからなる場合には、第1の電極と第2の電
極との間隙は、有機EL材料自体によって保たれること
になり、この場合にはリブ層は設けられない。一方、F
ED、特に、CNTを用いたFEDにおいては、第1の
電極と第2の電極の間隙を一定に保つためのリブ層が一
般的には必要になるが、このリブ層は必ずしも交差部に
ある必要は無い。リブ層を配置した部分は表示に寄与し
ないため、交差部以外の場所(同一基板の隣接電極間の
抜け部等)に配置する方が好ましい。なお、この場合、
リブ層の一部が実質適に「交差部」にかかることもあ
る。
【0107】
【発明の効果】以上詳述したように、請求項1から請求
項18に記載の本発明によれば、電極間距離のばらつき
による表示特性のばらつきを抑える効果がある。また、
請求項19記載のように、本発明は、電界放出させた電
子を蛍光体に照射する構成の映像表示装置において特に
有効である。また、請求項20に記載のように、本発明
は、カーボンナノチューブ(CNT)を用いたフィール
ドエミッションディスプレイ(FED)のように、リブ
の厚さばらつきが大きなディスプレイにおいて特に有効
である。また、請求項21に記載のように、本発明は、
例えばフレーム周波数が60[Hz]の映像表示装置に
適用することができる。さらに、請求項22に記載のよ
うに、本発明は、映像情報信号を電流振幅値および電流
パルス幅のうちの少なくとも一方により与える映像表示
装置において特に有効である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態であるCNT型FEDの構
成を示す平面概念図である。
【図2】本発明の一実施形態であるCNT型FEDの構
成を示す断面念図である。
【図3】実施形態で用いたCNT型FEDのカソード・
ゲート間電界一エミッタ放出電流特性を示す図である。
【図4】本発明の他の実施形態であるCNT型FEDの
構成を示す平面概念図である。
【図5】スピント型FEDパネルの構成例を示す概念図
である。
【図6】スピント型FEDパネルの電圧一電流特性を示
すグラフである。
【図7】スピント型FEDの回路構成例を示す概念図で
ある。
【図8】スピント型FEDの駆動方法を説明するための
タイミング図である。
【図9】スピント型FEDの駆動方法を説明するための
回路構成図である。
【図10】定電流回路の構成例を示す図である。
【図11】(a)〜(c)は、CNT型FEDの構成例
を示す概念図である。
【図12】(a)〜(b)は、CNT型FEDの構成例
を示す概念図である。
【図13】(a)はスピント型FEDのパネル構成を示
す概念図であり、(b)はCNT型FEDのパネル構成
を示す概念図である。
【符号の説明】
101、131 基板 102 カソード電極 103 コーン状エミッタ 104 二酸化シリコン(SiO2)膜 105 ゲート電極 106 アノード電極 107 蛍光体(発光部) 110、114 シフトレジスタ 111 ラッチ回路 112−1〜112−m ゲートドライバ 113−1〜113−m ゲート電極 116−1〜116−n カソードドライバ 117−1〜117−n カソード電極 118 パワーサプライ 120 電流源 121、125 端子 122 トランジスタ 123 ベース端子 124 コレクタ端子 126 エミッタ端子 127 抵抗 132 電極配線層 133 絶縁膜 134 基板側リブ 135 電子放出部 136 電子制御電極 137 前面側ガラス基板 138 前面リブ 139 真空空間 140 発光部 141 メタルバック膜 Aij 画素 E11〜Enm FE素子 G1〜Gm ゲート電極 K1〜Kn、K’1〜K’n カソード電極

Claims (22)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 略平行に配列された複数の第1電極と、
    該第1電極とは略垂直な方向に配列された複数の第2電
    極と、該第1電極と該第2電極との交差部からなる駆動
    最小単位群と、該駆動最小単位群に対応する表示最小単
    位群とを備えた映像表示装置において、 該表示最小単位部に電流密度Jmax[A/cm2]が与え
    られた際に、表示上の最大輝度が得られる構成となって
    おり、 該駆動最小単位部における該第1電極と該第2電極との
    間隙が、t[μm]を平均として概ねt±△t[μm]
    (△t>0)であり、 該表示最小単位の面積をS[cm2]とし、 1表示フレーム時間内で該第1電極の略全てが順次に駆
    動走査され、個々の第1電極が駆動走査される時間を表
    示フレーム周期で割ることにより得られるデューティ比
    をDr(Dr<1)とし、 表示フレーム周波数をF[Hz]とし、 該第1電極を選択走査する際に、該第1電極に印加する
    ゲート電圧をVg[V]とし、 該最小駆動単位の平均容量をCf[F]とした際に、 Cf≦0.071×(S×Jmax×Dr 2)/(F×(△t
    /t)×Vg) なる関係を満たすことを特徴とする映像表示装置。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載の映像表示装置であっ
    て、 Cf≦0.002×(S×Jmax×Dr 2)/(F×(△t
    /t)×Vg) なる関係を満たすことを特徴とする映像表示装置。
  3. 【請求項3】 略平行に配列された複数の第1電極と、
    該第1電極とは略垂直な方向に配列された複数の第2電
    極と、該第1電極と該第2電極との交差部からなる駆動
    最小単位群と、該駆動最小単位群に対応する表示最小単
    位群とを備えた映像表示装置において、 該表示最小単位部に電流密度Jmax[A/cm2]が与え
    られた際に、表示上の最大輝度が得られる構成となって
    おり、 該表示最小単位の面積をS[cm2]とし、 1表示フレーム時間内で該第1電極の略全てが順次に駆
    動走査され、個々の第1電極が駆動走査される時間を表
    示フレーム周期で割ることにより得られるデューティ比
    をDr(Dr<1)とし、 表示フレーム周波数をF[Hz]とし、 該第1電極を選択走査する際に、該第1電極に印加する
    ゲート電圧をVg[V]とし、 該最小駆動単位の平均容量をCf[F]とした際に、 Cf≦0.071×(S×Jmax×Dr 2)/(F×0.1
    ×Vg) なる関係を満たすことを特徴とする映像表示装置。
  4. 【請求項4】 請求項3に記載の映像表示装置であっ
    て、 Cf≦0.002×(S×Jmax×Dr 2)/(F×0.1
    ×Vg) なる関係を満たすことを特徴とする映像表示装置。
  5. 【請求項5】 略平行に配列された複数の第1電極と、
    該第1電極とは略垂直な方向に配列された複数の第2電
    極と、該第1電極と該第2電極との交差部からなる駆動
    最小単位群と、該駆動最小単位群に対応する表示最小単
    位群とを備えた映像表示装置において、 該表示最小単位部に電流密度Jmax[A/cm2]が与え
    られた際に、表示上の最大輝度が得られる構成となって
    おり、 該駆動最小単位部における該第1電極と該第2電極との
    間隙が、t[μm]を平均として概ねt±△t[μm]
    (△t>0)であり、 該表示最小単位の面積をS[cm2]とし、 1表示フレーム時間内で該第1電極の略全てが順次に駆
    動走査され、個々の第1電極が駆動走査される時間を表
    示フレーム周期で割ることにより得られるデューティ比
    をDr(Dr<1)とし、 表示フレーム周波数をF[Hz]とし、 該第1電極を選択走査する際に、該第1電極に印加する
    ゲート電圧をVg[V]とし、 表示階調数をLn[階調]とし、 該最小駆動単位の平均容量をCf[F]とした際に、 Cf≦{0.5/(Ln−1)}×(S×Jmax×Dr 2
    /(F×(△t/t)×Vg) なる関係を満たすことを特徴とする映像表示装置。
  6. 【請求項6】 略平行に配列された複数の第1電極と、
    該第1電極とは略垂直な方向に配列された複数の第2電
    極と、該第1電極と該第2電極との交差部からなる駆動
    最小単位群と、該駆動最小単位群に対応する表示最小単
    位群とを備えた映像表示装置において、 該表示最小単位部に電流密度Jmax[A/cm2]が与え
    られた際に、表示上の最大輝度が得られる構成となって
    おり、 該表示最小単位の面積をS[cm2]とし、 1表示フレーム時間内で該第1電極の略全てが順次に駆
    動走査され、個々の第1電極が駆動走査される時間を表
    示フレーム周期で割ることにより得られるデューティ比
    をDr(Dr<1)とし、 表示フレーム周波数をF[Hz]とし、 該第1電極を選択走査する際に、該第1電極に印加する
    ゲート電圧をVg[V]とし、 表示階調数をLn[階調]とし、 該最小駆動単位の平均容量をCf[F]とした際に、 Cf≦{0.5/(Ln−1)}×(S×Jmax×Dr 2
    /(F×0.1×Vg) なる関係を満たすことを特徴とする映像表示装置。
  7. 【請求項7】 略平行に配列された複数の第1電極と、
    該第1電極とは略垂直な方向に配列された複数の第2電
    極と、該第1電極と該第2電極との交差部からなる駆動
    最小単位群と、該駆動最小単位群に対応する表示最小単
    位群とを備えた映像表示装置において、 該表示最小単位部に電流密度Jmax[A/cm2]が与え
    られた際に、表示上の最大輝度が得られる構成となって
    おり、 該駆動最小単位部における該第1電極と該第2電極との
    間隙が、t[μm]を平均として概ねt±△t[μm]
    (△t>0)であり、 該表示最小単位の面積をS[cm2]とし、 連続する2つの表示フレームにおいて、第1の表示フレ
    ームで該第1電極の略半分が順次に駆動走査され、引き
    続く第2の表示フレームで該第1電極の残りの略半分が
    順次に駆動走査され、個々の第1電極が駆動走査される
    時間を表示フレーム周期で割ることにより得られるデュ
    ーティ比をDr(Dr<1)とし、 表示フレーム周波数をF[Hz]とし、 該第1電極を選択走査する際に、該第1電極に印加する
    ゲート電圧をVg[V]とし、 該最小駆動単位の平均容量をCf[F]とした際に、 Cf≦0.071×(S×Jmax×Dr 2)/(2×F×
    (△t/t)×Vg) なる関係を満たすことを特徴とする映像表示装置。
  8. 【請求項8】 請求項7に記載の映像表示装置であっ
    て、 Cf≦0.002×(S×Jmax×Dr 2)/(2×F×
    (△t/t)×Vg) なる関係を満たすことを特徴とする映像表示装置。
  9. 【請求項9】 略平行に配列された複数の第1電極と、
    該第1電極とは略垂直な方向に配列された複数の第2電
    極と、該第1電極と該第2電極との交差部からなる駆動
    最小単位群と、該駆動最小単位群に対応する表示最小単
    位群とを備えた映像表示装置において、 該表示最小単位部に電流密度Jmax[A/cm2]が与え
    られた際に、表示上の最大輝度が得られる構成となって
    おり、 該表示最小単位の面積をS[cm2]とし、 連続する2つの表示フレームにおいて、第1の表示フレ
    ームで該第1電極の略半分が順次に駆動走査され、引き
    続く第2の表示フレームで該第1電極の残りの略半分が
    順次に駆動走査され、個々の第1電極が駆動走査される
    時間を表示フレーム周期で割ることにより得られるデュ
    ーティ比をDr(Dr<1)とし、 表示フレーム周波数をF[Hz]とし、 該第1電極を選択走査する際に、該第1電極に印加する
    ゲート電圧をVg[V]とし、 該最小駆動単位の平均容量をCf[F]とした際に、 Cf≦0.071×(S×Jmax×Dr 2)/(2×F×
    0.1×Vg) なる関係を満たすことを特徴とする映像表示装置。
  10. 【請求項10】 請求項9に記載の映像表示装置であっ
    て、 Cf≦0.002×(S×Jmax×Dr 2)/(2×F×
    0.1×Vg) なる関係を満たすことを特徴とする映像表示装置。
  11. 【請求項11】 略平行に配列された複数の第1電極
    と、該第1電極とは略垂直な方向に配列された複数の第
    2電極と、該第1電極と該第2電極との交差部からなる
    駆動最小単位群と、該駆動最小単位群に対応する表示最
    小単位群とを備えた映像表示装置において、 該表示最小単位部に電流密度Jmax[A/cm2]が与え
    られた際に、表示上の最大輝度が得られる構成となって
    おり、 該駆動最小単位部における該第1電極と該第2電極との
    間隙が、t[μm]を平均として概ねt±△t[μm]
    (△t>0)であり、 該表示最小単位の面積をS[cm2]とし、 連続する2つの表示フレームにおいて、第1の表示フレ
    ームで該第1電極の略半分が順次に駆動走査され、引き
    続く第2の表示フレームで該第1電極の残りの略半分が
    順次に駆動走査され、個々の第1電極が駆動走査される
    時間を表示フレーム周期で割ることにより得られるデュ
    ーティ比をDr(Dr<1)とし、 表示フレーム周波数をF[Hz]とし、 該第1電極を選択走査する際に、該第1電極に印加する
    ゲート電圧をVg[V]とし、 表示階調数をLn[階調]とし、 該最小駆動単位の平均容量をCf[F]とした際に、 Cf≦{0.5/(Ln−1)}×(S×Jmax×Dr 2
    /(2×F×(△t/t)×Vg) なる関係を満たすことを特徴とする映像表示装置。
  12. 【請求項12】 略平行に配列された複数の第1電極
    と、該第1電極とは略垂直な方向に配列された複数の第
    2電極と、該第1電極と該第2電極との交差部からなる
    駆動最小単位群と、該駆動最小単位群に対応する表示最
    小単位群とを備えた映像表示装置において、 該表示最小単位部に電流密度Jmax[A/cm2]が与え
    られた際に、表示上の最大輝度が得られる構成となって
    おり、 該表示最小単位の面積をS[cm2]とし、 連続する2つの表示フレームにおいて、第1の表示フレ
    ームで該第1電極の略半分が順次に駆動走査され、引き
    続く第2の表示フレームで該第1電極の残りの略半分が
    順次に駆動走査され、個々の第1電極が駆動走査される
    時間を表示フレーム周期で割ることにより得られるデュ
    ーティ比をDr(Dr<1)とし、 表示フレーム周波数をF[Hz]とし、 該第1電極を選択走査する際に、該第1電極に印加する
    ゲート電圧をVg[V]とし、 表示階調数をLn[階調]とし、 該最小駆動単位の平均容量をCf[F]とした際に、 Cf≦{0.5/(Ln−1)}×(S×Jmax×Dr 2
    /(2×F×0.1×Vg) なる関係を満たすことを特徴とする映像表示装置。
  13. 【請求項13】 略平行に配列された複数の第1電極
    と、該第1電極とは略垂直な方向に配列された複数の第
    2電極と、該第1電極と該第2電極との交差部からなる
    駆動最小単位群と、該駆動最小単位群に対応する表示最
    小単位群とを備えた映像表示装置において、 該表示最小単位部に電流密度Jmax[A/cm2]が与え
    られた際に、表示上の最大輝度が得られる構成となって
    おり、 該駆動最小単位部における該第1電極と該第2電極との
    間隙が、t[μm]を平均として概ねt±△t[μm]
    (△t>0)であり、 該表示最小単位の面積をS[cm2]とし、 1本の該第2電極が該第1電極と交差する回数をmと
    し、 個々の第1電極が駆動走査される時間を表示フレーム周
    期で割ることにより得られるデューティ比をDr(Dr
    1)とし、 表示フレーム周波数をF[Hz]とし、 該第1電極を選択走査する際に、該第1電極に印加する
    ゲート電圧をVg[V]とし、 該最小駆動単位の平均容量をCf[F]とした際に、 Cf≦0.071×(S×Jmax×Dr)/(F×(△t
    /t)×Vg×m) なる関係を満たすことを特徴とする映像表示装置。
  14. 【請求項14】 請求項13に記載の映像表示装置であ
    って、 Cf≦0.002×(S×Jmax×Dr)/(F×(△t
    /t)×Vg×m) なる関係を満たすことを特徴とする映像表示装置。
  15. 【請求項15】 略平行に配列された複数の第1電極
    と、該第1電極とは略垂直な方向に配列された複数の第
    2電極と、該第1電極と該第2電極との交差部からなる
    駆動最小単位群と、該駆動最小単位群に対応する表示最
    小単位群とを備えた映像表示装置において、 該表示最小単位部に電流密度Jmax[A/cm2]が与え
    られた際に、表示上の最大輝度が得られる構成となって
    おり、 該表示最小単位の面積をS[cm2]とし、 1本の該第2電極が該第1電極と交差する回数をmと
    し、 個々の第1電極が駆動走査される時間を表示フレーム周
    期で割ることにより得られるデューティ比をDr(Dr
    1)とし、 表示フレーム周波数をF[Hz]とし、 該第1電極を選択走査する際に、該第1電極に印加する
    ゲート電圧をVg[V]とし、 該最小駆動単位の平均容量をCf[F]とした際に、 Cf≦0.071×(S×Jmax×Dr)/(F×0.1
    ×Vg×m) なる関係を満たすことを特徴とする映像表示装置。
  16. 【請求項16】 請求項15に記載の映像表示装置であ
    って、 Cf≦0.002×(S×Jmax×Dr)/(F×0.1
    ×Vg×m) なる関係を満たすことを特徴とする映像表示装置。
  17. 【請求項17】 略平行に配列された複数の第1電極
    と、該第1電極とは略垂直な方向に配列された複数の第
    2電極と、該第1電極と該第2電極との交差部からなる
    駆動最小単位群と、該駆動最小単位群に対応する表示最
    小単位群とを備えた映像表示装置において、 該表示最小単位部に電流密度Jmax[A/cm2]が与え
    られた際に、表示上の最大輝度が得られる構成となって
    おり、 該駆動最小単位部における該第1電極と該第2電極との
    間隙が、t[μm]を平均として概ねt±△t[μm]
    (△t>0)であり、 該表示最小単位の面積をS[cm2]とし、 1本の該第2電極が該第1電極と交差する回数をmと
    し、 個々の第1電極が駆動走査される時間を表示フレーム周
    期で割ることにより得られるデューティ比をDr(Dr
    1)とし、 表示フレーム周波数をF[Hz]とし、 該第1電極を選択走査する際に、該第1電極に印加する
    ゲート電圧をVg[V]とし、 表示階調数をLn[階調]とし、 該最小駆動単位の平均容量をCf[F]とした際に、 Cf≦{0.5/(Ln−1)}×(S×Jmax×Dr)/
    (F×(△t/t)×Vg×m) なる関係を満たすことを特徴とする映像表示装置。
  18. 【請求項18】 略平行に配列された複数の第1電極
    と、該第1電極とは略垂直な方向に配列された複数の第
    2電極と、該第1電極と該第2電極との交差部からなる
    駆動最小単位群と、該駆動最小単位群に対応する表示最
    小単位群とを備えた映像表示装置において、 該表示最小単位部に電流密度Jmax[A/cm2]が与え
    られた際に、表示上の最大輝度が得られる構成となって
    おり、 該表示最小単位の面積をS[cm2]とし、 1本の該第2電極が該第1電極と交差する回数をmと
    し、 個々の第1電極が駆動走査される時間を表示フレーム周
    期で割ることにより得られるデューティ比をDr(Dr
    1)とし、 表示フレーム周波数をF[Hz]とし、 該第1電極を選択走査する際に、該第1電極に印加する
    ゲート電圧をVg[V]とし、 表示階調数をLn[階調]とし、 該最小駆動単位の平均容量をCf[F]とした際に、 Cf≦{0.5/(Ln−1)}×(S×Jmax×Dr)/
    (F×0.1×Vg×m) なる関係を満たすことを特徴とする映像表示装置。
  19. 【請求項19】 請求項1乃至請求項18のいずれかに
    記載の映像表示装置であって、 第1の基板上に、複数の前記第1電極、複数の前記第2
    電極、および該第1電極と該第2電極との間の絶縁層か
    らなる前記駆動最小単位を有し、 該第1の基板と略平行に配置された第2の基板上に、電
    子加速電極と、前記表示最小単位を構成する蛍光体とを
    有し、 該駆動最小単位からの放出電子により該蛍光体を発光せ
    しめて映像を表示する装置であり、 該電子加速電極にVa[kV]の電子加速電圧を印加し
    て、該駆動最小単位からの電子放出による電流密度が該
    表示最小単位に対してJmax[A/cm2]となる際に、
    表示上の最大輝度を与えるように該第2基板が構成され
    てなることを特徴とする映像表示装置。
  20. 【請求項20】 請求項19に記載の映像表示装置であ
    って、 前記駆動最小単位の少なくとも一部が、カーボンナノチ
    ューブからなる電子放出源であることを特徴とする映像
    表示装置。
  21. 【請求項21】 請求項1乃至請求項20のいずれかに
    記載の映像表示装置であって、 前記フレーム周波数F[Hz]が60[Hz]であるこ
    とを特徴とする映像表示装置。
  22. 【請求項22】 請求項1乃至請求項21のいずれかに
    記載の映像表示装置であって、 映像情報信号を、電流振幅値および電流パルス幅の少な
    くともいずれか一方により与えることを特徴とする映像
    表示装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100466032C (zh) * 2004-12-23 2009-03-04 三星Sdi株式会社 电子发射显示器以及驱动该电子发射显示器的方法
CN106531044A (zh) * 2015-09-11 2017-03-22 南京瀚宇彩欣科技有限责任公司 显示面板及其闸极驱动电路

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