JP2003084708A - 発光素子の駆動回路 - Google Patents
発光素子の駆動回路Info
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- JP2003084708A JP2003084708A JP2001275867A JP2001275867A JP2003084708A JP 2003084708 A JP2003084708 A JP 2003084708A JP 2001275867 A JP2001275867 A JP 2001275867A JP 2001275867 A JP2001275867 A JP 2001275867A JP 2003084708 A JP2003084708 A JP 2003084708A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 スイッチング素子の選定範囲を広げ低コスト
化が図れ、かつ耐久性が向上できる。 【解決手段】 電子放出層が表面に形成されたカソード
電極と、上記電子放出層より電子を引き出すグリッド電
極と、引き出された電子が射突する蛍光体層が表面に形
成されたアノード電極とを真空容器内に備え、定電流駆
動回路を介して電圧を印加することにより、上記グリッ
ド電極または上記カソード電極のスイッチングを行なう
発光素子の駆動回路であって、上記定電流駆動回路に印
加される電圧が上記電子放出層のエミッション開始電圧
を差し引いた電圧で駆動される。
化が図れ、かつ耐久性が向上できる。 【解決手段】 電子放出層が表面に形成されたカソード
電極と、上記電子放出層より電子を引き出すグリッド電
極と、引き出された電子が射突する蛍光体層が表面に形
成されたアノード電極とを真空容器内に備え、定電流駆
動回路を介して電圧を印加することにより、上記グリッ
ド電極または上記カソード電極のスイッチングを行なう
発光素子の駆動回路であって、上記定電流駆動回路に印
加される電圧が上記電子放出層のエミッション開始電圧
を差し引いた電圧で駆動される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は発光素子の駆動回路
に関し、特に電子放出層としてカーボンナノチューブ
（以下、ＣＮＴと略称する）などを用いた発光素子の駆
動回路に関する。
に関し、特に電子放出層としてカーボンナノチューブ
（以下、ＣＮＴと略称する）などを用いた発光素子の駆
動回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】グラファイトを円筒形に巻いた形状を有
するＣＮＴを電子放出源とする発光素子（以下、ＣＮＴ
発光素子と略称する）はフィラメントカソードによる熱
電子を用いた発光素子等に比べ、輝度、耐久性の面で非
常に優れており注目されている。ＣＮＴ発光素子はカソ
ード電極、グリッド電極、アノード電極の３電極構造か
らなリ、その発光輝度はアノード・カソード電極間に流
れるアノード電流の量により定まる。このため、アノー
ド電流を制御する必要があるが、ＣＮＴ発光素子では、
グリッド・カソード電極間に流れる電流を制御すること
により、アノード・カソード電極間に流れるアノード電
流の制御が可能である。従来、ＣＮＴ発光素子の駆動
は、カソード電極あるいはグリッド電極を数kvのスイッ
チングにより表示のＯＮ・ＯＦＦ切り替えを行なう駆動
回路が用いられている。
するＣＮＴを電子放出源とする発光素子（以下、ＣＮＴ
発光素子と略称する）はフィラメントカソードによる熱
電子を用いた発光素子等に比べ、輝度、耐久性の面で非
常に優れており注目されている。ＣＮＴ発光素子はカソ
ード電極、グリッド電極、アノード電極の３電極構造か
らなリ、その発光輝度はアノード・カソード電極間に流
れるアノード電流の量により定まる。このため、アノー
ド電流を制御する必要があるが、ＣＮＴ発光素子では、
グリッド・カソード電極間に流れる電流を制御すること
により、アノード・カソード電極間に流れるアノード電
流の制御が可能である。従来、ＣＮＴ発光素子の駆動
は、カソード電極あるいはグリッド電極を数kvのスイッ
チングにより表示のＯＮ・ＯＦＦ切り替えを行なう駆動
回路が用いられている。
【０００３】従来のＣＮＴ発光素子の駆動回路を図４お
よび図５に示す。図４はカソードスイッチング方法によ
る、図５はグリッドスイッチング方法によるそれぞれの
駆動回路図である。図４に示す、カソードスイッチング
方法による駆動回路は、アノード電極６に10kv 以上の
高電圧、グリッド電極４に 2kv 印加した状態で、定電
流回路７ｂで構成するカソード電極３には、表示ＯＮ時
に 0v 、表示ＯＦＦ時に 2kv 印加することにより、表
示のスイッチングを行なっている。なお、５は蛍光体、
２はＣＮＴである。
よび図５に示す。図４はカソードスイッチング方法によ
る、図５はグリッドスイッチング方法によるそれぞれの
駆動回路図である。図４に示す、カソードスイッチング
方法による駆動回路は、アノード電極６に10kv 以上の
高電圧、グリッド電極４に 2kv 印加した状態で、定電
流回路７ｂで構成するカソード電極３には、表示ＯＮ時
に 0v 、表示ＯＦＦ時に 2kv 印加することにより、表
示のスイッチングを行なっている。なお、５は蛍光体、
２はＣＮＴである。
【０００４】図５に示す、グリッドスイッチング方法に
よる駆動回路は、アノード電極６に10kv 以上の高電
圧、定電流回路７ｂで構成するグリッド電極４に表示Ｏ
Ｎ時に2kv 、表示ＯＦＦ時に 0v 印加することにより、
表示のスイッチングを行なっている。上記カソードスイ
ッチング方法またはグリッドスイッチング方法による駆
動回路の場合、スイッチング素子は 2kv の耐電圧が必
要である。
よる駆動回路は、アノード電極６に10kv 以上の高電
圧、定電流回路７ｂで構成するグリッド電極４に表示Ｏ
Ｎ時に2kv 、表示ＯＦＦ時に 0v 印加することにより、
表示のスイッチングを行なっている。上記カソードスイ
ッチング方法またはグリッドスイッチング方法による駆
動回路の場合、スイッチング素子は 2kv の耐電圧が必
要である。
【０００５】また、グリッド電流の制御は、抵抗の挿入
のみで電流制御を行なう方法もあるが、電圧‐電流特性
の異なるＣＮＴ発光素子毎に抵抗値あるいはグリッド電
圧値を調整する必要があり、また、点灯時間の経過によ
り電圧‐電流特性が変化した場合にグリッド電流も変化
してしまう問題もあるので、半導体によるスイッチング
素子を用いた定電流回路によりグリッド電流が制御され
ている。
のみで電流制御を行なう方法もあるが、電圧‐電流特性
の異なるＣＮＴ発光素子毎に抵抗値あるいはグリッド電
圧値を調整する必要があり、また、点灯時間の経過によ
り電圧‐電流特性が変化した場合にグリッド電流も変化
してしまう問題もあるので、半導体によるスイッチング
素子を用いた定電流回路によりグリッド電流が制御され
ている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ＣＮＴ
発光素子の駆動には数kV 〜数 10kV といった高電圧が
必要であるため、スイッチング素子を用いた定電流回路
は高い耐電圧が要求されるという問題がある。例えば、
カソードスイッチング方法による駆動回路の場合、アノ
ードに 10kV、グリッドに 2kV 、定電流回路で構成する
カソードには表示ＯＮ時には 0kV 、表示ＯＦＦ時には
2kV 印加するため、定電流回路中のスイッチング素子の
耐電圧としては 2kV が必要となる。また、グリッドス
イッチング方法による駆動回路の場合、アノードに 10k
V 、カソードに 0kV 、定電流回路で構成するグリッド
には表示ＯＮ時には、 2kV 、表示ＯＦＦ時には 0kV 印
加するため、スイッチング素子の耐電圧としては 2kVが
必要となる。
発光素子の駆動には数kV 〜数 10kV といった高電圧が
必要であるため、スイッチング素子を用いた定電流回路
は高い耐電圧が要求されるという問題がある。例えば、
カソードスイッチング方法による駆動回路の場合、アノ
ードに 10kV、グリッドに 2kV 、定電流回路で構成する
カソードには表示ＯＮ時には 0kV 、表示ＯＦＦ時には
2kV 印加するため、定電流回路中のスイッチング素子の
耐電圧としては 2kV が必要となる。また、グリッドス
イッチング方法による駆動回路の場合、アノードに 10k
V 、カソードに 0kV 、定電流回路で構成するグリッド
には表示ＯＮ時には、 2kV 、表示ＯＦＦ時には 0kV 印
加するため、スイッチング素子の耐電圧としては 2kVが
必要となる。
【０００７】上記のように、高い耐電圧が要求されるた
め、該当する素子の選定が困難であったリ、スイッチン
グ素子に起因するＣＮＴ発光素子の耐久性が低下したり
するなどの問題がある。本発明は、このような問題に対
処するためになされたもので、高い耐電圧を必要としな
いため、スイッチング素子の選定範囲を広げ低コスト化
が図れ、かつ耐久性が向上できる発光素子、特にＣＮＴ
発光素子の駆動回路の提供を目的とする。
め、該当する素子の選定が困難であったリ、スイッチン
グ素子に起因するＣＮＴ発光素子の耐久性が低下したり
するなどの問題がある。本発明は、このような問題に対
処するためになされたもので、高い耐電圧を必要としな
いため、スイッチング素子の選定範囲を広げ低コスト化
が図れ、かつ耐久性が向上できる発光素子、特にＣＮＴ
発光素子の駆動回路の提供を目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、電子放出層が
表面に形成されたカソード電極と、上記電子放出層より
電子を引き出すグリッド電極と、引き出された電子が射
突する蛍光体層が表面に形成されたアノード電極とを真
空容器内に備え、定電流駆動回路を介して電圧を印加す
ることにより、上記グリッド電極または上記カソード電
極のスイッチングを行なう発光素子の駆動回路であっ
て、上記定電流駆動回路に印加される電圧が上記電子放
出層のエミッション開始電圧を差し引いた電圧で駆動さ
れることを特徴とする。
表面に形成されたカソード電極と、上記電子放出層より
電子を引き出すグリッド電極と、引き出された電子が射
突する蛍光体層が表面に形成されたアノード電極とを真
空容器内に備え、定電流駆動回路を介して電圧を印加す
ることにより、上記グリッド電極または上記カソード電
極のスイッチングを行なう発光素子の駆動回路であっ
て、上記定電流駆動回路に印加される電圧が上記電子放
出層のエミッション開始電圧を差し引いた電圧で駆動さ
れることを特徴とする。
【０００９】また、上記アノード電圧が 5kV〜30kV、グ
リッド電圧が 200V〜5kV である発光素子において、上
記定電流駆動回路に印加されるスイッチング電圧が 100
V 以上、2kV 未満であることを特徴とする。
リッド電圧が 200V〜5kV である発光素子において、上
記定電流駆動回路に印加されるスイッチング電圧が 100
V 以上、2kV 未満であることを特徴とする。
【００１０】電子放出層が表面に形成されたカソード電
極を用いる発光素子は、熱フィラメントをカソード電極
とする発光素子に比較して、異なった電流−電圧特性を
示す。その特性を図３に示す。図３は、電子放出層をＣ
ＮＴとした場合におけるグリッド電圧に対するアノード
およびグリッド電流を示す図である。図３に示すよう
に、アノードおよびグリッド電流は、エミッション開始
電圧Ｖ Sより立ち上がる。したがって、このエミッショ
ン開始電圧ＶSを境にして発光領域、非発光領域に分け
られる。このため、発光領域を作動させるためのグリッ
ド電圧は、エミッション開始電圧を差し引いた電圧でよ
いことになり、スイッチング素子における耐電圧を下げ
ることができる。
極を用いる発光素子は、熱フィラメントをカソード電極
とする発光素子に比較して、異なった電流−電圧特性を
示す。その特性を図３に示す。図３は、電子放出層をＣ
ＮＴとした場合におけるグリッド電圧に対するアノード
およびグリッド電流を示す図である。図３に示すよう
に、アノードおよびグリッド電流は、エミッション開始
電圧Ｖ Sより立ち上がる。したがって、このエミッショ
ン開始電圧ＶSを境にして発光領域、非発光領域に分け
られる。このため、発光領域を作動させるためのグリッ
ド電圧は、エミッション開始電圧を差し引いた電圧でよ
いことになり、スイッチング素子における耐電圧を下げ
ることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】本発明に係る発光素子の駆動回路
の一例を図１により説明する。図１はカソードの電位を
変動させて、表示のＯＮ・ＯＦＦを切り替える駆動回路
の例である。発光素子１は、電子放出層２が表面に形成
されたカソード電極３と、カソード電極３の上方に対向
して配置され、電子を引き出すグリッド電極４と、引き
出された電子が射突する蛍光体層５が表面に形成された
アノード電極６とが真空容器内に形成されている。電子
放出層２は、エミッション開始電圧ＶSより発光を始め
る電子放出源が使用でき、好適な電子放出源としてＣＮ
Ｔを例示できる。
の一例を図１により説明する。図１はカソードの電位を
変動させて、表示のＯＮ・ＯＦＦを切り替える駆動回路
の例である。発光素子１は、電子放出層２が表面に形成
されたカソード電極３と、カソード電極３の上方に対向
して配置され、電子を引き出すグリッド電極４と、引き
出された電子が射突する蛍光体層５が表面に形成された
アノード電極６とが真空容器内に形成されている。電子
放出層２は、エミッション開始電圧ＶSより発光を始め
る電子放出源が使用でき、好適な電子放出源としてＣＮ
Ｔを例示できる。
【００１２】カソード電極３には、エミッション電流を
一定に制御するとともにスイッチング素子として用いら
れる定電流回路７が設けられている。定電流回路７の一
例としては、例えばＮＰＮトランジスタ等を用いて構成
され、トランジスタのコレクタ端子がカソード電極３に
電気的に接続され、エミッタ端子が接地され、ベース端
子が抵抗９を介してグリッド電源８に電気的に接続され
る回路がある。抵抗９を接続することにより、グリッド
４にはグリッド電源８の電圧を印加したまま、定電流回
路７に印加する電圧は、抵抗９による電圧降下が生じる
電圧分だけ定電流回路７に印加される電圧が低下する。
この電圧降下をエミッション開始電圧Ｖ Sと同じにする
ことにより、発光のみに必要とされる電圧を定電流回路
７に追加して印加することで、発光素子の表示をＯＮ、
ＯＦＦ制御できる。
一定に制御するとともにスイッチング素子として用いら
れる定電流回路７が設けられている。定電流回路７の一
例としては、例えばＮＰＮトランジスタ等を用いて構成
され、トランジスタのコレクタ端子がカソード電極３に
電気的に接続され、エミッタ端子が接地され、ベース端
子が抵抗９を介してグリッド電源８に電気的に接続され
る回路がある。抵抗９を接続することにより、グリッド
４にはグリッド電源８の電圧を印加したまま、定電流回
路７に印加する電圧は、抵抗９による電圧降下が生じる
電圧分だけ定電流回路７に印加される電圧が低下する。
この電圧降下をエミッション開始電圧Ｖ Sと同じにする
ことにより、発光のみに必要とされる電圧を定電流回路
７に追加して印加することで、発光素子の表示をＯＮ、
ＯＦＦ制御できる。
【００１３】例えば、上記発光素子の駆動回路におい
て、グリッド電位をＶG、カソード電位をＶKとすると、
発光条件は、ＶG−ＶK＞ＶSとなる。したがって、ＶK＜
ＶG−ＶSとなる。一例として、ＶG＝ 2.0kV、ＶS＝ 1.5
kV とすると、カソード電位Ｖ Kが 0.5kV 未満であると
発光し、 0.5kV 以上であれば発光しないので、カソー
ド電位ＶKは、0〜 0.5kV 以上であれば発光素子の表示
をＯＮ、ＯＦＦ制御できる。
て、グリッド電位をＶG、カソード電位をＶKとすると、
発光条件は、ＶG−ＶK＞ＶSとなる。したがって、ＶK＜
ＶG−ＶSとなる。一例として、ＶG＝ 2.0kV、ＶS＝ 1.5
kV とすると、カソード電位Ｖ Kが 0.5kV 未満であると
発光し、 0.5kV 以上であれば発光しないので、カソー
ド電位ＶKは、0〜 0.5kV 以上であれば発光素子の表示
をＯＮ、ＯＦＦ制御できる。
【００１４】本発明に係る発光素子の駆動回路の他の一
例を図２により説明する。図２はグリッドの電位を変動
させて表示のＯＮ・ＯＦＦを切り替える駆動回路の例で
ある。発光素子１のグリッド電極には、スイッチング素
子として用いられる定電流回路７ａが設けられている。
この定電流回路は図１に示す定電流回路を用いることが
できる。トランジスタのコレクタ端子がグリッド電極４
に電気的に接続され、エミッタ端子が抵抗９ｂを介して
接地されるとともに抵抗９ａを介してグリッド電源８
に、またベース端子がグリッド電源８に電気的にそれぞ
れ接続されている。カソード電極３は接地されているの
で、カソード電位ＶKは 0V である。また、定電流回路
はバイアス回路となっているので、グリッド電位ＶGが
表示ＯＮ時には 2.0kV、表示ＯＦＦ時には 1.5kV でよ
いため、定電流回路の耐電圧は 0.5kV となる。
例を図２により説明する。図２はグリッドの電位を変動
させて表示のＯＮ・ＯＦＦを切り替える駆動回路の例で
ある。発光素子１のグリッド電極には、スイッチング素
子として用いられる定電流回路７ａが設けられている。
この定電流回路は図１に示す定電流回路を用いることが
できる。トランジスタのコレクタ端子がグリッド電極４
に電気的に接続され、エミッタ端子が抵抗９ｂを介して
接地されるとともに抵抗９ａを介してグリッド電源８
に、またベース端子がグリッド電源８に電気的にそれぞ
れ接続されている。カソード電極３は接地されているの
で、カソード電位ＶKは 0V である。また、定電流回路
はバイアス回路となっているので、グリッド電位ＶGが
表示ＯＮ時には 2.0kV、表示ＯＦＦ時には 1.5kV でよ
いため、定電流回路の耐電圧は 0.5kV となる。
【００１５】上述したように、定電流回路の耐電圧は所
望の発光輝度を得るのに必要な全グリッド電圧でなく、
エミッション開始電圧ＶSとの差でよい。その結果、定
電流回路の耐電圧を大幅に低下できる。具体的には、ア
ノード電圧が 5kV〜30kV、グリッド電圧が 200V〜5kV
である発光素子において、定電流駆動回路に印加される
スイッチング電圧が 100V 以上、2kV 未満、好ましくは
100 V 〜 0.5 kV の範囲である。この範囲であると、
高い耐電圧を必要としないため、スイッチング素子の選
定範囲を広げ低コスト化が図れ、かつ耐久性が向上でき
る発光素子を容易に組み立てることができる。
望の発光輝度を得るのに必要な全グリッド電圧でなく、
エミッション開始電圧ＶSとの差でよい。その結果、定
電流回路の耐電圧を大幅に低下できる。具体的には、ア
ノード電圧が 5kV〜30kV、グリッド電圧が 200V〜5kV
である発光素子において、定電流駆動回路に印加される
スイッチング電圧が 100V 以上、2kV 未満、好ましくは
100 V 〜 0.5 kV の範囲である。この範囲であると、
高い耐電圧を必要としないため、スイッチング素子の選
定範囲を広げ低コスト化が図れ、かつ耐久性が向上でき
る発光素子を容易に組み立てることができる。
【００１６】
【発明の効果】本発明の発光素子の駆動回路は、定電流
駆動回路に印加される電圧が電子放出層のエミッション
開始電圧を差し引いた電圧であるので、スイッチング素
子の耐電圧を下げることができる。その結果、スイッチ
ング素子選定範囲が広がり、駆動回路コストが低減でき
る。また、定電流駆動回路を用いることにより、発光素
子特性の変動、各素子毎の駆動電圧のばらつきにも対応
できる。
駆動回路に印加される電圧が電子放出層のエミッション
開始電圧を差し引いた電圧であるので、スイッチング素
子の耐電圧を下げることができる。その結果、スイッチ
ング素子選定範囲が広がり、駆動回路コストが低減でき
る。また、定電流駆動回路を用いることにより、発光素
子特性の変動、各素子毎の駆動電圧のばらつきにも対応
できる。
【００１７】また、アノード電圧が 5kV〜30kV、グリッ
ド電圧が 200V〜5kV である発光素子において、定電流
駆動回路に印加されるスイッチング電圧が 100V 以上、
2kV未満であるので、特にＣＮＴを電子放出源とする発
光素子に好適に適用できる。
ド電圧が 200V〜5kV である発光素子において、定電流
駆動回路に印加されるスイッチング電圧が 100V 以上、
2kV未満であるので、特にＣＮＴを電子放出源とする発
光素子に好適に適用できる。
【図１】発光素子の駆動回路の一例である。
【図２】発光素子の駆動回路の他の例である。
【図３】電子放出層をＣＮＴとした場合におけるグリッ
ド電圧に対するアノードおよびグリッド電流を示す図で
ある。
ド電圧に対するアノードおよびグリッド電流を示す図で
ある。
【図４】カソードスイッチング方法による駆動回路図で
ある。
ある。
【図５】グリッドスイッチング方法による駆動回路図で
ある。
ある。
１ 発光素子
２ 電子放出層
３ カソード電極
４ グリッド電極
５ 蛍光体層
６ アノード電極
７ 定電流回路
８ グリッド電源
９ 抵抗
フロントページの続き
(72)発明者 龍田 和典
三重県伊勢市上野町字和田700番地 伊勢
電子工業株式会社内
(72)発明者 世古 幸治
三重県伊勢市上野町字和田700番地 伊勢
電子工業株式会社内
Ｆターム(参考） 5C080 AA08 AA18 BB09 DD24 DD28
JJ02 JJ03 JJ05
Claims (2)
- 【請求項１】 電子放出層が表面に形成されたカソード
電極と、前記電子放出層より電子を引き出すグリッド電
極と、引き出された電子が射突する蛍光体層が表面に形
成されたアノード電極とを真空容器内に備え、定電流駆
動回路を介して電圧を印加することにより、前記グリッ
ド電極または前記カソード電極のスイッチングを行なう
発光素子の駆動回路であって、 前記定電流駆動回路に印加される電圧が前記電子放出層
のエミッション開始電圧を差し引いた電圧で駆動される
ことを特徴とする発光素子の駆動回路。 - 【請求項２】 前記アノード電圧が 5kV〜30kV、前記グ
リッド電圧が 200V〜5kV である発光素子において、前
記定電流駆動回路に印加されるスイッチング電圧が 100
V 以上、2kV 未満であることを特徴とする請求項１記載
の発光素子の駆動回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001275867A JP2003084708A (ja) | 2001-09-12 | 2001-09-12 | 発光素子の駆動回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001275867A JP2003084708A (ja) | 2001-09-12 | 2001-09-12 | 発光素子の駆動回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003084708A true JP2003084708A (ja) | 2003-03-19 |
Family
ID=19100656
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001275867A Pending JP2003084708A (ja) | 2001-09-12 | 2001-09-12 | 発光素子の駆動回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003084708A (ja) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07230263A (ja) * | 1994-02-18 | 1995-08-29 | Fujitsu Ltd | 電界放出素子の駆動装置及び駆動方法 |
| JPH08255559A (ja) * | 1995-03-20 | 1996-10-01 | Fujitsu Ltd | 電界放出陰極装置およびその製造方法 |
| JPH08273560A (ja) * | 1995-03-30 | 1996-10-18 | Sony Corp | ディスプレイ装置及びディスプレイ装置の駆動方法 |
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| JP2002182609A (ja) * | 2000-10-04 | 2002-06-26 | Canon Inc | 電子源及び画像形成装置の駆動方法、並びに電子源及び画像形成装置の製造方法 |
-
2001
- 2001-09-12 JP JP2001275867A patent/JP2003084708A/ja active Pending
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