JP2002108271A - 画像表示装置および画像表示制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 スペーサ近傍の電位分布を適正に制御し、ス
ペーサの可視化を回避することが可能な画像表示装置お
よび画像表示制御方法を提供する。 【解決手段】 映像信号に基づいて輝度レベルを検出
し、検出した輝度レベルに基づいた大きさの電圧を補助
電極３２に対して印加する。輝度の変化に応じて補助電
極３２に対して適正な電圧が印加されるため、スペーサ
３１が帯電した状態において輝度が変化した場合におい
ても、スペーサ３１近傍における電位分布が適正化さ
れ、エミッタ１３から放出された電子ｅの軌道が修正さ
れる。スペーサ３１の近傍における蛍光体膜２３に対し
て十分な量の電子ｅが到達し、蛍光体膜２３から正常な
発光量の光が放射されるため、スペーサ３１の可視化を
回避することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、冷陰極などの電子
放出体（エミッタ）から放出された電子を電位分布の作
用により発光体へ導くことにより画像の表示を行う画像
表示装置および画像表示制御方法に係り、特に、２つの
基板間のスペーサに設けた補助電極により電位分布を制
御し、電子の軌道を修正する機能を有する画像表示装置
および画像表示制御方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、ブラウン管（Cathode Ray Tube；
ＣＲＴ）に替わる表示媒体として、液晶表示装置（Liqu
id Cristal Display；ＬＣＤ）、有機エレクトロルミネ
セント（Electroluminescent；ＥＬ）表示装置、プラズ
マ表示装置（Plasma Display Panel；ＰＤＰ）または電
界放出型表示装置（Field Emission Display；ＦＥＤ）
などの平面型表示装置の開発が盛んに行われている。中
でも、ＦＥＤは、ＬＣＤ等よりも輝度、視野角、画像表
示に係る応答速度および消費電力等の点で優れ、かつ装
置の小型化（薄型化，軽量化）が可能なことから、その
開発には大きな期待が寄せられている。

【０００３】ＦＥＤは、例えば、主に、電子の衝突によ
り発光する複数の発光体（蛍光体膜）が透明基板（例え
ばガラス）上にマトリックス状に配設されたフロントパ
ネルと、複数の発光体に対応して複数の電子放出体（エ
ミッタ）が透明基板（例えばガラス）上に配設されたバ
ックパネルとを備え、双方の基板が所定の距離を隔てて
対向するように構成されている。フロントパネルとバッ
クパネルとの間の領域、すなわち内部空間は真空状態に
なっており、この内部空間には、フロントパネルとバッ
クパネルとの間の距離を一定に維持するための複数の板
状のスペーサが配設されている。

【０００４】ＦＥＤでは、画像を表示するために、電界
放出（フィールドエミッション；Field Emission）とい
う現象を利用している。この「電界放出」とは、ミクロ
ン単位で形成された例えば円錐状のエミッタ（冷陰極）
に対して高電圧が印加されると、その先端から電子が放
出される現象である。ＦＥＤでは、エミッタから放出さ
れた電子が発光体に対して衝突することにより発光体が
発光し、これにより画像の表示が行われる。このとき、
例えば、１の画像は、複数の画像ラインが順次表示され
ることにより構成される（線順次走査方式）。

【０００５】ところで、エミッタから電子が放出される
と、一部の電子が発光体の近傍で反射したのちスペーサ
に対して衝突し、スペーサが帯電する場合がある。この
ような場合には、帯電現象に起因してスペーサ近傍にお
ける内部空間の電位分布が変化することにより電子の軌
道が曲げられ、発光体に到達する電子量が減少する。こ
れにより、スペーサ近傍の発光体における発光量が減少
し、発光量が減少した領域は画像中において黒い線状の
領域として視認されることとなる。この現象は、一般に
「スペーサの可視化」と呼ばれ、画像を表示する上での
大きな障害となる。このスペーサの可視化は、例えば、
スペーサに補助電極を配設することにより抑制される。
すなわち、ＦＥＤの動作時において補助電極に対して一
定の電圧（アノード側とカソード側との間の中間電圧）
を印加することにより、スペーサが帯電した場合におい
てもスペーサ近傍における内部空間の電位分布が適正化
され、電子の軌道が修正される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ＦＥＤでは、以下のような理由により、スペーサの可視
化を回避するには不十分であった。すなわち、映像信号
に応じてエミッタから放出される電子量が変化（増減）
し、これに応じてスペーサの帯電量が変化（増減）する
場合には、当然、スペーサの帯電量に応じて内部空間に
おける電位分布も変化する。従来のＦＥＤでは、補助電
極に対して常に一定な電圧が印加されるため、エミッタ
から放出される電子量が変化するような場合に対応する
ことができず、内部空間における電位分布が適正な状態
から外れてしまうと電子の軌道が再び曲げられてしま
う。このような問題は、特に、画像ラインごとに輝度が
大きく変化するような静止画像や画像ごとに輝度が大き
く変化するような動画像を表示する場合において顕著と
なる。

【０００７】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであり、その目的は、スペーサ近傍の電位分布を適正
に制御し、スペーサの可視化を回避することが可能な画
像表示装置および画像表示制御方法を提供することにあ
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明による画像表示装
置は、複数の発光体が配設された第１の基板と、入力し
た映像信号に基づいて複数の発光体に対して電子を放出
する複数の電子放出体が配設されると共に第１の基板に
対向配置された第２の基板とを備えたものにおいて、第
１の基板と第２の基板との間の間隙を保持するための支
持部材と、電子放出体と発光体との間に電子放出体から
放出された電子を発光体へ導くための電位分布を形成す
る電位分布形成手段と、映像信号の輝度レベルを１また
は２以上の画像ラインごとに検出する輝度レベル検出手
段と、支持部材の所定の位置に配設された１または２以
上の補助電極と、輝度レベル検出手段によって検出され
た輝度レベルに基づいた大きさの電圧を補助電極に対し
て印加し、支持部材の近傍における電位分布を制御する
電位分布制御手段とを備えるようにしたものである。

【０００９】また、本発明による画像表示制御方法は、
複数の発光体が配設された第１の基板と、入力した映像
信号に基づいて複数の複光体に対して電子を放出する複
数の電子放出体が配設されると共に第１の基板に対向配
置された第２の基板とを備え、第１の基板と第２の基板
との間の間隙を支持部材によって保持してなる画像表示
装置の画像表示制御方法であって、支持部材の所定の位
置に１または２以上の補助電極を配設し、電子放出体と
発光体との間に電子放出体から放出された電子を発光体
へ導くための電位分布を形成すると共に、映像信号の輝
度レベルを１または２以上の画像ラインごとに検出し、
その輝度レベルに基づいた大きさの電圧を補助電極に対
して印加し、支持部材の近傍における電位分布を制御す
るようにしたものである。

【００１０】本発明による画像表示装置または画像表示
制御方法では、映像信号の輝度レベルが１または２以上
の画像ラインごとに検出され、その輝度レベルに基づい
た大きさの電圧が補助電極に対して印加され、これによ
り支持部材の近傍における電位分布が適正化され、放出
された電子の軌道が修正される。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て詳細に説明する。

【００１２】［第１の実施の形態］ ＜ＦＥＤの構造＞まず、図１〜図３を参照して、本発明
の一実施の形態に係る画像表示装置としてのＦＥＤの構
造について説明する。以下では、主に、例えば、「線順
次走査方式」による画像表示機構を備えたＦＥＤについ
て説明する。なお、本実施の形態に係る「画像表示制御
方法」は、このＦＥＤの作用によって具現化されるの
で、以下、併せて説明する。

【００１３】このＦＥＤは、バックパネル１０と、この
バックパネル１０に対して対向するように配設されたフ
ロントパネル２０（表示パネル）とを備えている。バッ
クパネル１０とフロントパネル２０とは、側壁３０およ
びスペーサ（支持部材）３１を介して所定の距離を隔て
るように配設されている。バックパネル１０、フロント
パネル２０および側壁３０により形成される内部空間４
０は真空雰囲気に保持されている。

【００１４】バックパネル１０は、例えば、ガラス材料
などよりなる透明基板１１と、この透明基板１１のフロ
ントパネル２０との対向面に配設されたカソード電極１
２と、複数組のエミッタ１３と、絶縁壁１４とを含んで
構成されている。絶縁壁１４のフロントパネル２０に近
い側の一部は集束材１５によって覆われている。ここ
で、透明基板１１が本発明における「第２の基板」の一
具体例に対応する。

【００１５】カソード電極１２は、例えば、後述する反
射膜２４（アノード電極）と共にエミッタ１３に対して
電子ｅの放出を行うために必要とされる電圧を供給する
ものであり、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide；インジウム・
錫酸化物）などの透明材料よりなるものである。このカ
ソード電極１２により、任意のエミッタ１３に対して電
圧が印加されるようになっている。

【００１６】エミッタ１３は、入力した映像信号に応じ
て内部空間４０に電子ｅを放出するものであり、例え
ば、炭素質材料、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン
（Ｗ）またはクロム（Ｃｒ）などにより形成されてい
る。このエミッタ１３は、例えば、いわゆるスピント
（Spindt）型と呼ばれる円錐状の構造を有するものであ
り、図中のＸ軸方向およびＹ軸方向にマトリックス状に
配設されている。本実施の形態では、複数個（例えば１
０００個程度）のエミッタ１３の集合により１の「画
素」が構成され、複数の「画素」の集合により１の画像
が構成される。エミッタ１３から内部空間４０に放出さ
れた電子ｅは、カソード電極１２およびアノード電極
（反射膜２４）に対して電圧が印加されることにより内
部空間４０に生じた電界（電位分布）の作用により徐々
に加速され、後述する蛍光体膜２３まで導かれる。この
とき、電子ｅの軌道は、内部空間４０における電位分布
に依存する。電子ｅの軌道と内部空間４０における電位
分布との相関については、後述する。

【００１７】絶縁壁１４は、カソード電極１２と集束材
１５との間を電気的に分離させるためのものであり、例
えばポリイミドなどにより形成されている。集束材１５
は、エミッタ１３から放出された電子ｅの放出範囲を絞
り込むためのものであり、例えばアルミニウムなどによ
り形成されている。この集束材１５により、１のエミッ
タ１３から放出された電子ｅが複数の蛍光体膜２３に対
して作用（衝突）することが防止される。

【００１８】一方、フロントパネル２０は、例えば、ガ
ラス材料などよりなる透明基板２１と、この透明基板２
１のバックパネル１０との対向面に配設されたブラック
マトリックス２２と、蛍光体膜２３とを含んで構成され
ている。ブラックマトリックス２２の複数の凹部には蛍
光体膜２３が配設されている。ブラックマトリックス２
２および蛍光体膜２３の表面は反射膜２４によって覆わ
れている。ここで、透明基板２１が本発明における「第
１の基板」の一具体例に対応する。

【００１９】なお、バックパネル１０とフロントパネル
２０とは、例えば、集束材１５〜ブラックマトリックス
２２間の距離が所定の間隔（例えば１ｍｍ程度）となる
ように配設されている。

【００２０】ブラックマトリックス２２は、エミッタ１
３から放出された電子ｅのうち、反射膜２４におけるバ
ックパネル１０側の表面で反射した一部の電子ｅが複数
の蛍光体膜２３に対して作用（衝突）することを抑制す
るための障壁として機能するものである。このブラック
マトリックス２２は、例えば、酸化コバルト等の金属酸
化物により黒色に着色された鉛ガラスなどにより形成さ
れている。

【００２１】蛍光体膜２３は、エミッタ１３に対応する
ように配設されており、エミッタ１３から放出される電
子ｅが衝突することにより励起し、画素単位で発光する
ものである。ＦＥＤがカラー画像を表示するものである
場合には、レッド（Ｒ），グリーン（Ｇ），ブルー
（Ｂ）の各色に発光する複数の蛍光体を含むように蛍光
体膜２３が構成され、ＦＥＤがモノクロ画像を表示する
ものである場合には、白色に発光する蛍光体により蛍光
体膜２３全体が構成される。蛍光体膜２３において生じ
た光はフロントパネル２０の外面（表示面）に向かって
放射されるが、一部の光はＦＥＤ本体の内部側（内部空
間４０側）に向かって放射される。フロントパネル２０
の外面（表示面）側に向かって放射された光は、透明基
板２１を通過してＦＥＤ本体の外部に放射され、画像と
して認識されることとなる。

【００２２】反射膜２４は、主に、蛍光体膜２３におい
て生じた光のうち、ＦＥＤ本体の内部側（内部空間４０
側）に向かって放射された光を蛍光体膜２３の方向に反
射させるためのものであり、例えば、アルミニウム（Ａ
ｌ）などの導電材料により形成されている。本実施の形
態では、例えば、反射膜２４はアノード電極としても機
能するようになっており、この反射膜２４（アノード電
極）とカソード電極１２）との間の電位差に基づいて内
部空間４０に電位分布（電位勾配）が形成される。ここ
で、反射膜２４（アノード電極）およびカソード電極１
２が本発明における「電位分布形成手段」の一具体例に
対応する。

【００２３】スペーサ３１は、例えば、板状あるいは棒
状の構造を有し、セラミックなどの絶縁材料よりなるも
のである。このスペーサ３１は、例えば、エミッタ１３
および蛍光体膜２３の配設領域に渡って図中のＹ軸方向
に延在しており、内部空間４０に所定の間隔ごとに複数
配設されている。このスペーサ３１により、内部空間４
０が真空状態になった場合においてもバックパネル１０
フロントパネル２０との間の間隔が一定に保持されると
共に、両パネル間が電気的に分離される。

【００２４】前述のように、ＦＥＤの駆動時において、
エミッタ１３から放出された電子ｅの一部が反射膜２４
のバックパネル１０側の表面で反射すると、この電子ｅ
がスペーサ３１に対して衝突することによりスペーサ３
１が帯電する場合がある。このときのスペーサ３１の帯
電状態（正の帯電状態または負の帯電状態）や帯電量等
は、スペーサ３１に対して電子ｅが衝突する際の電子ｅ
のエネルギー（速度）や反射角度またはスペーサ３１の
材質やその表面状態等に依存する。スペーサ３１が帯電
すると、この帯電の影響により内部空間４０における電
位分布に変化が生じることとなる。

【００２５】この電位分布の変化を補正し、エミッタ１
３から放出された電子ｅの軌道を修正するために、スペ
ーサ３１の所定の位置（例えば、ほほ中央部）には補助
電極３２が配設されている。この補助電極３２には、後
述する補助電圧印加回路５０（図２参照）により補助電
圧（正の直流電圧）Ｖが印加されるようになっている。
補助電極３２の機能に関する詳細については、後述す
る。なお、図１では、１つのスペーサ３１に対して１つ
の補助電極３２が配設されている場合を示しているが、
必ずしもこれに限られるものではなく、例えば、１つの
スペーサ３１に対して２つ以上の補助電極３２が配設さ
れる場合もある。

【００２６】図２は、図１に示したＦＥＤのブロック構
成を表すものである。本実施の形態のＦＥＤは、主に、
入力された映像信号Ｓ１に応じて補助電極３２に対して
補助電圧Ｖを印加するための補助電圧印加回路５０と、
線順次走査方式により画像Ｇを表示するためのスキャン
ドライバ６１およびデータドライバ６２とを備えてい
る。

【００２７】補助電圧印加回路５０は、輝度レベル検出
部５１および電位分布制御部５２を含んで構成されてい
る。輝度レベル検出部５１は、図示しない撮像部を介し
て入力された映像信号Ｓ１の輝度レベルを検出するもの
であり、検出した輝度レベルに関する情報を輝度レベル
信号Ｓ２として電位分布制御部５２に対して出力する。
輝度レベル検出部５１により検出される輝度レベルが大
きいほどエミッタ１３から放出される電子ｅの量が多く
（すなわち輝度が高く）、一方、輝度レベルが小さいほ
ど電子ｅの量が少ない（すなわち輝度が低い）こととな
る。このとき、輝度レベル検出部５１は、例えば、輝度
レベルを順次加算して１の画像ラインＧＬ当たりの輝度
レベルの総和を演算したのち、このときの輝度レベルの
総和に関する情報を輝度レベル信号Ｓ２として出力す
る。なお、必ずしも上記の場合に限らず、輝度レベル検
出部５１は、１の画像ラインＧＬ当たりの輝度レベルの
総和を演算したのち、その画素ＧＳ当たりの平均値、す
なわち、１の画像ラインＧＬ当たりの輝度レベルの総和
をその画像ラインＧＬに含まれる画素ＧＳ数で除した情
報を輝度レベル信号Ｓ２として出力するようにしてもよ
い。

【００２８】電位分布制御部５２は、例えば、輝度レベ
ル検出部５１から出力される輝度レベル信号Ｓ２に基づ
いて補助電極３２に対して補助電圧Ｖを印加するもので
ある。このとき、電位分布制御部５２は、例えば、輝度
レベル信号Ｓ２をＬＵＴ（ルックアップテーブル；Look
Up Table ）と対応させることにより補助電圧Ｖの大き
さを決定する。このＬＵＴは、例えば、輝度レベル信号
Ｓ２に対応する適正な補助電圧Ｖが予め登録されている
ものであり、電位分布制御部５２に搭載されたＲＯＭ
（Read Only Memory）などに格納されている。電位分布
制御部５２は、例えば、スペーサ３１の帯電時における
電子ｅの軌道に応じて、輝度レベルが大きい場合には補
助電圧Ｖを小さく（または大きく）し、一方、輝度レベ
ルが小さい場合には補助電圧Ｖを大きく（または小さ
く）する。なお、電位分布制御部５２は、アノード電極
（反射膜２４）から出力されるアノード電圧信号Ｓ３を
取り込み、アノード電極に対する印加電圧が変化した場
合には、それに応じて補助電圧Ｖも変更するようになっ
ている。

【００２９】スキャンドライバ６１は、画像Ｇを表示さ
せる過程において、画像ラインＧＬを順次指定するもの
である。データドライバ６２は、スキャンドライバ６１
により指定された画像ラインＧＬ内の各画素ＧＳにおい
て映像信号Ｓ１に基づいた画像を表示させるものであ
る。

【００３０】ここで、図３を参照して、電位分布制御部
５２の具体的な回路構成について説明する。電位分布制
御部５２は、オペアンプＡ１および抵抗Ａ２，Ａ３等よ
り構成される入力バッファ回路５２Ａと、可変抵抗等よ
り構成されるレベル調整回路５２Ｂと、オペアンプＣ１
およびコンデンサＣ２，Ｃ３等より構成される差動増幅
回路５２Ｃと、ＦＥＴ（Field Effect Transistor ）Ｄ
１、ツェナーダイオードＤ２，Ｄ３，Ｄ４，Ｄ５および
抵抗Ｄ６，Ｄ７，Ｄ８等より構成される出力レベル変換
回路５２Ｄとを含んで構成されている。

【００３１】電位分布制御部５２では、主に、入力端子
Ｎ１から輝度レベル信号Ｓ２が入力されると、まず、入
力バッファ回路５２Ａにより入力インピーダンスが変換
され、この変換信号が差動増幅回路５２Ｃに入力され
る。このとき、レベル調整回路５２Ｂによりデフォルト
値が調整される。続いて、差動増幅回路５２Ｃにより上
記の変換信号に基づいて輝度レベル信号Ｓ２と入力端子
Ｎ２から入力されたアノード電圧信号Ｓ３とのバランス
が調整され、この調整信号が出力レベル変換回路５２Ｄ
に入力される。続いて、出力レベル変換回路５２Ｄによ
り上記の調整信号のレベルがアノード電圧信号Ｓ３に対
応したレベルまで引き上げられることにより、このレベ
ル引き上げ後の調整信号が補助電圧Ｖとして出力端子Ｕ
から出力される。

【００３２】＜ＦＥＤの動作＞次に、図１および図２を
参照して、ＦＥＤの画像表示に係る基本的動作について
説明する。

【００３３】このＦＥＤでは、例えば、カソード電極１
２〜アノード電極（反射膜２４）間に映像信号Ｓ１に応
じた電圧が印加されることにより、エミッタ１３の先端
から内部空間４０に電界放出現象により電子ｅが放出さ
れる。この電子ｅは、カソード電極１２およびアノード
電極（反射膜２４）間の電位差により内部空間４０に生
じた電界（電位分布）において徐々に加速され、蛍光体
膜２３まで導かれる。そして、電子ｅが反射膜２４を通
過して蛍光体膜２３に対して衝突することにより蛍光体
膜２３が励起して発光し、画像Ｇが表示される。このと
き、画像Ｇの表示は、入力された映像信号Ｓ１に応じて
スキャンドライバ６１およびデータドライバ６２が順次
稼働することにより線順次的に行われる。

【００３４】＜ＦＥＤの作用および効果＞次に、図１〜
図７を参照して、ＦＥＤの作用および効果について説明
する。図７は、図１に示したＦＥＤにおけるスペーサ３
１周辺の構造を拡大して表すものであり、図５および図
６は、図１に示したＦＥＤに対する比較例としてのＦＥ
Ｄの構造を表すものである。図５および図６に示したＦ
ＥＤの構成要素（スペーサ１３１等）は、図１に示した
ＦＥＤにおける対応する構成要素（スペーサ３１等）と
同様の機能を有するものである。図４は、図５および図
６に示した比較例としてのＦＥＤから補助電極１３２を
除去したＦＥＤの構造を表すものであり、スペーサ１３
１の可視化現象を説明するためのものである。なお、図
４〜図７では、例えば、カソード電極１２が接地され
（０Ｖ）、一方、アノード電極（反射膜１２４または反
射膜２４）に対して６．０ｋＶの電圧が印加された場合
を示している。

【００３５】《補助電極の作用》以下では、まず、図４
および図５を参照して、補助電極１３２によるスペーサ
１３１の可視化の抑制作用について説明する。

【００３６】補助電極１３２を搭載していないＦＥＤに
おいて、スペーサ１３１が帯電していないような状態
（図４（Ａ）参照）では、内部空間１４０における電位
分布は、各等電位線（０ｋＶ〜６．０ｋＶ）が等間隔で
並ぶような状態となる。このような場合には、エミッタ
１１３から放出された電子ｅは、各等電位線に対して垂
直な方向のうち、電位勾配とは逆方向に働く力を受けつ
つ、ほぼ直線状の軌道を呈しながら蛍光体膜１２３へ到
達する。これにより、蛍光体膜１２３が発光し、正常な
画像が表示される。

【００３７】ところが、スペーサ１３１が帯電すると、
この帯電の影響により内部空間１４０における電位分布
が変化し、電子ｅの軌道が曲げられてしまう。すなわ
ち、スペーサ１３１が正に帯電した場合（図４（Ｂ）参
照）には、例えば、２．０ｋＶ〜５．０ｋＶの等電位線
のうちのスペーサ１３１近傍部が蛍光体膜１２３から離
れる側にシフトすることにより、この電位領域において
電子ｅの軌道はスペーサ１３１に近づく側に曲げられ
る。このような場合には、蛍光体膜１２３まで十分な量
の電子ｅが到達しなくなり、スペーサ１３１近傍におけ
る蛍光体膜１２３による発光量が減少する。これによ
り、発光量が減少した領域が画像中において黒い線状の
領域として視認され、スペーサ１３１の可視化が生じ
る。一方、スペーサ１３１が負に帯電した場合（図４
（Ｃ）参照）には、例えば、２ｋＶ〜５ｋＶの等電位線
のうちのスペーサ１３１近傍部が蛍光体膜１２３に近づ
く側にシフトすることにより、この電位領域において電
子ｅの軌道はスペーサ１３１から離れる側に曲げられ
る。このような場合においても、蛍光体膜１２３に到達
する電子ｅの量が減少するため、スペーサ１３１の可視
化が生じる。

【００３８】これに対して、補助電極１３２を搭載した
ＦＥＤでは、例えば、補助電極１３２に対して３．０ｋ
Ｖよりも小さい一定電圧（例えば２．７ｋＶ）が印加さ
れることにより、内部空間１４０における電位分布が適
正に調整される。すなわち、スペーサ１３１が正に帯電
した場合（図５（Ａ）参照）には、図４（Ｂ）に示した
電位分布とは異なり、２ｋＶ〜５ｋＶの等電位線のうち
のスペーサ１３１近傍部が蛍光体膜１２３に近づく側に
シフトする。一方、スペーサ１３１が負に帯電した場合
（図５（Ｂ）参照）には、図４（Ｃ）に示した電位分布
とは異なり、２ｋＶ〜５ｋＶの等電位線のうちのスペー
サ１３１近傍部が蛍光体膜１２３から離れる側にシフト
する。これにより、スペーサ１３１が正または負に帯電
した状態においても、補助電極１３２の存在により電子
ｅの軌道が修正され、スペーサ１３１の可視化が抑制さ
れる。

【００３９】《ＦＥＤの作用および効果》しかしなが
ら、図５に示したＦＥＤ（比較例）では、補助電極１３
２に対して常に一定な電圧が印加されるため、輝度（す
なわち、エミッタ１１３から放出される電子ｅの量）が
変化した場合には対応することができず、以下のような
理由により、スペーサ１３１の可視化に対する抑制作用
は十分なものではない。すなわち、例えば、図５（Ａ）
に示したような状態（正の帯電状態）ののち、輝度が増
加した場合（図６（Ａ）参照）には、反射膜１２４の表
面で反射する電子ｅの量が増加するため、当然、スペー
サ１３１の帯電量も大きくなる。このような場合には、
補助電極１３２に対して電圧（例えば２．７ｋＶ）が印
加されたとしても、スペーサ１３１の帯電状態の変化に
より内部空間１４０における電位分布が適正な状態から
外れてしまい、電子ｅの軌道はスペーサ１３１に近づく
側に曲げられてしまう。一方、輝度が減少した場合（図
６（Ｂ）参照）には、反射膜１２４の表面で反射する電
子ｅの量が減少し、スペーサ１３１の帯電量は小さくな
る。このような場合には、補助電極１３２の存在によ
り、内部空間１４０における電位分布が図４（Ｃ）に示
した状態とほぼ同様の状態となり、電子ｅの軌道はスペ
ーサ１３１から離れる側に曲げられてしまう。なお、上
記のような不具合は、スペーサ１３１が負に帯電した状
態において輝度が変化した場合においても同様に生じる
ものである。

【００４０】これに対して、図７に示した本実施の形態
のＦＥＤでは、補助電圧印加回路５０により輝度の変化
に応じた補助電圧Ｖが補助電極３２に対して印加される
ため、以下のような作用により、スペーサ３１の可視化
を回避することができる。すなわち、例えば、図５
（Ａ）に示したような状態（正の帯電状態）ののち、輝
度が増加するような場合（図７（Ａ）参照）には、映像
信号Ｓ１に基づいて輝度の変化が輝度レベル検出部５１
により検出され、増加した輝度（輝度レベル）に対応し
た補助電圧Ｖが電位分布制御部５２により補助電極３２
に対して印加される。このとき、電位分布制御部５２
は、例えば、２．７ｋＶよりも小さくなるように補助電
圧Ｖ（例えば２．４ｋＶ）を決定する。電位分布制御部
５２により補助電極３２に対して補助電圧Ｖ（例えば
２．４ｋＶ）が印加されることにより、内部空間４０に
おける電位分布が適正化される。一方、輝度が減少した
場合（図７（Ｂ）参照）においても、減少した輝度（輝
度レベル）に対応した補助電圧Ｖが電位分布制御部５２
により補助電極３２に対して印加されることにより、同
様に、内部空間４０における電位分布が適正化される。
このとき、電位分布制御部５２は、例えば、２．７ｋＶ
よりも大きくなるように補助電圧Ｖ（例えば２．９ｋ
Ｖ）を決定する。もちろん、上記の補助電圧印加回路５
０による電位分布の適正化は、スペーサ３１が負に帯電
した状態においても同様に行われる。補助電圧Ｖは、輝
度レベル検出部５１による輝度の変化検出タイミングご
とに電位分布制御部５２により随時変更され、常に適正
な補助電圧Ｖが補助電極３２に対して印加される。これ
により、蛍光体膜２３に対して十分な量の電子ｅが到達
し、スペーサ３１近傍の蛍光体膜２３から正常な発光量
の光が放射される。上記の作用および効果は、特に、画
像ラインごとに輝度が大きく変化するような静止画像や
画像ごとに輝度が大きく変化するような動画像を表示す
る場合に発揮されることとなる。

【００４１】なお、本実施の形態では、輝度レベル検出
部５１が１の画像ラインＧＬごとに輝度レベルの総和等
の演算を行うようにしたが、必ずしもこれに限られるも
のではなく、例えば、２以上の画像ラインＧＬ（例え
ば、１画面を構成する複数の画像ラインＧＬ）ごとに演
算を行うようにしてもよい。

【００４２】また、本実施の形態では、スペーサ３１の
ほぼ中央部に補助電極３２を配設するようにしたが、必
ずしもこれに限られるものではなく、補助電極３２の配
設位置を自由に変更することが可能である。ただし、補
助電極３２の配設位置を変更する場合には、例えば、ス
ペーサ３１のうちのバックパネル１０に近い側に補助電
極３２を配設するようにするのが好ましい。スペーサ３
１のうちのバックパネル１０に近い側に補助電極３２を
配設することにより、以下のような理由により、電子ｅ
の軌道を容易に制御することができる。すなわち、上記
したように、エミッタ１３から放出された電子ｅは、蛍
光体膜２３に近づくにつれて徐々に加速される。補助電
極３２により電子ｅの軌道を制御する場合には、電子ｅ
の速度が比較的遅い状態において制御する方が容易かつ
確実となる。

【００４３】以上、実施の形態を挙げて本発明を説明し
たが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではな
く、種々変形可能である。例えば、上記各実施の形態で
は、エミッタ１３として、円錐状のスピント型のものを
用いるようにしたが、必ずしもこれに限られるものでは
なく、例えば、上記のスピント型の他、中央部が陥没し
たいわゆるカップ型等の種々の形状のものを用いるよう
にしてもよい。

【００４４】また、上記実施の形態では、線順次走査方
式による画像の表示様式を備えたＦＥＤについて説明し
たが、必ずしもこれに限られるものではなく、本発明を
飛越走査方式（インターレース）による画像の表示様式
を備えたＦＥＤに適用することも可能である。このよう
な場合には、例えば、輝度レベル検出部５１による輝度
レベルの総和等の演算をフィールド画像ごと（すなわち
１回のフィールド走査ごと）に行うようにしてもよい
し、フレーム画像ごと（すなわち２回のフィールド走査
ごと）に行うようにしてもよい。

【００４５】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１ないし請
求項４のいずれか１項に記載の画像表示装置または請求
項５記載の画像表示制御方法によれば、映像信号の輝度
レベルを検出し、その輝度レベルに基づいた大きさの電
圧を補助電極に対して印加することにより、支持部材の
近傍における電位分布を制御するようにしたので、補助
電極に対して適正な補助電圧が印加される。これによ
り、支持部材が帯電した状態において輝度が変化した場
合においても、第１の基板〜第２の基板間の電位分布が
適正化され、電子の軌道が修正される。したがって、支
持部材の近傍における発光体において十分な発光量の光
が放射されることとなるため、画像中において発光量が
十分でない領域が黒い線状領域として可視化される現
象、すなわち、支持部材の可視化を回避することができ
る。

【００４６】特に、請求項４記載の画像表示装置によれ
ば、補助電極が支持部材のうちの第２の基板に近い側に
配設されるようにしたので、電子が比較的遅い速度を有
する状態において、補助電極により電子の軌道が修正さ
れる。このため、電子の軌道の制御を容易かつ確実に行
うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態に係る画像表示装置とし
てのＦＥＤの構成を表す断面図である。

【図２】本発明の一実施の形態に係る画像表示装置とし
てのＦＥＤの構成を表すブロック図である。

【図３】電位分布制御部の回路構成を表す回路図であ
る。

【図４】補助電極を搭載しないＦＥＤにおける問題点を
説明するための図である。

【図５】比較例としてのＦＥＤにおける補助電極の作用
を説明するための図である。

【図６】比較例としてのＦＥＤにおける問題点を説明す
るための図である。

【図７】本発明の一実施の形態に係るＦＥＤにおける補
助電極の作用を説明するための図である。

【符号の説明】

１０…バックパネル、１１，１２，１１１，１２１…透
明基板、１２…カソード電極、１３，１１３…エミッ
タ、１４，１１４…絶縁壁、１５，１１５…集束材、２
０…フロントパネル、２２，１２２…ブラックマトリッ
クス、２３，１２３…蛍光体膜、２４，１２４…反射
膜、３０…側壁、３１，１３１…スペーサ、３２，１３
２…補助電極、４０，１４０…内部空間、５０…補助電
圧印加回路、５１…輝度レベル検出部、５２…電位分布
制御部、５２Ａ…入力バッファ回路、５２Ｂ…レベル調
整回路、５２Ｃ…差動増幅回路、５２Ｄ…出力レベル変
換回路、６１…スキャンドライバ、６２…データドライ
バ、ｅ…電子、Ｇ…画像、ＧＬ…画像ライン、ＧＳ…画
素、Ｓ１…映像信号、Ｓ２…輝度レベル信号、Ｓ３…ア
ノード電圧信号、Ｖ…補助電圧。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の発光体が配設された第１の基板
   と、入力した映像信号に基づいて前記複数の発光体に対
   して電子を放出する複数の電子放出体が配設されると共
   に前記第１の基板に対向配置された第２の基板とを備え
   た画像表示装置であって、 前記第１の基板と前記第２の基板との間の間隙を保持す
   る支持部材と、 前記電子放出体と前記発光体との間に、前記電子放出体
   から放出された電子を前記発光体へ導くための電位分布
   を形成する電位分布形成手段と、 前記映像信号の輝度レベルを検出する輝度レベル検出手
   段と、 前記支持部材の所定の位置に配設された１または２以上
   の補助電極と、 前記輝度レベル検出手段によって検出された輝度レベル
   に基づいた大きさの電圧を前記補助電極に対して印加
   し、前記支持部材の近傍における電位分布を制御する電
   位分布制御手段とを備えたことを特徴とする画像表示装
   置。
2. 【請求項２】 前記電位分布制御手段は、前記輝度レベ
   ル検出手段によって検出された輝度レベルが大きい場合
   には前記補助電極に対する印加電圧を小さくし、一方、
   輝度レベルが小さい場合には前記補助電極に対する印加
   電圧を大きくすることを特徴とする請求項１記載の画像
   表示装置。
3. 【請求項３】 前記電位分布制御手段は、前記輝度レベ
   ル検出手段によって検出された輝度レベルが大きい場合
   には前記補助電極に対する印加電圧を大きくし、一方、
   輝度レベルが小さい場合には前記補助電極に対する印加
   電圧を小さくすることを特徴とする請求項１記載の画像
   表示装置。
4. 【請求項４】 前記補助電極は、前記支持部材のうちの
   前記第２の基板に近い側に配設されていることを特徴と
   する請求項１記載の画像表示装置。
5. 【請求項５】 複数の発光体が配設された第１の基板
   と、入力した映像信号に基づいて前記複数の発光体に対
   して電子を放出する複数の電子放出体が配設されると共
   に前記第１の基板に対向配置された第２の基板とを備
   え、前記第１の基板と前記第２の基板との間の間隙を支
   持部材によって保持してなる画像表示装置の画像表示制
   御方法であって、 前記支持部材の所定の位置に１または２以上の補助電極
   を配設し、 前記電子放出体と前記発光体との間に前記電子放出体か
   ら放出された電子を前記発光体へ導くための電位分布を
   形成すると共に、前記映像信号の輝度レベルを検出し、
   その輝度レベルに基づいた大きさの電圧を前記補助電極
   に対して印加し、前記支持部材の近傍における電位分布
   を制御することを特徴とする画像表示制御方法。