JP2005331586A - 駆動装置、電子源の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】駆動回路は、FETを主素子とする電子負荷1〜4を有する。電子負荷1,2が導通すると、「電源V→電子負荷1→列配線11→素子13→行配線12→電子負荷2→電源V(GND)」という経路からなる第1給電回路が形成され、電子負荷3,4が導通すると、「電源V→電子負荷3→行配線12→素子13→列配線11→電子負荷4→電源V(GND)」という経路からなる第2給電回路が形成される。これにより、単極性の電源を用いて、高速かつ安定して両極のパルス電圧を印加することができる。
【選択図】図1
Description
従来の駆動装置ではその要求に応えることが難しい。
列配線から行配線へと電流を流す第1電圧を印加する第1給電回路と、
行配線から列配線へと電流を流す第2電圧を印加する第2給電回路と、
第1および第2給電回路を制御して、第1電圧と第2電圧を切り替える制御部と、を備え、
前記第1および第2給電回路は、それぞれ、前記制御部の制御により印加電圧の値を調整可能なFETを主素子とする電子負荷を有する。
図1は、第1実施形態に係る駆動装置の回路構成を示している。この駆動装置は、概略、単極性の電圧可変型電源V、電子負荷(Xp)1、電子負荷(Yp)2、電子負荷(Yn)3、電子負荷(Xn)4、および、電子負荷1〜4を制御する制御部5を備える。そして、これら4つの電子負荷1〜4を可変抵抗と模したスイッチとしてHブリッジ回路が構成されている。
Vs=Vcc−VQ
Vs=Vcc−CmQ
となる。これから、負荷23に印加される印加電圧Vsは電圧制御信号CmQにより制御できることがわかる。
図2は、第2実施形態に係る駆動装置の回路構成を示す図である。この駆動装置は、単極性の電圧可変型電源V、4つの電子負荷1〜4、および、電子負荷1〜4を制御する制御部5(図示略)を備え、電子負荷1〜4をスイッチとしてHブリッジ回路が構成されている点で、第1実施形態のものと共通する。ただし、第1実施形態では、電源Vの負極が接地されていたのに対し、本実施形態では、スイッチ(DirN,DirP)6によって電源Vの正極または負極を選択的に接地できる点と、第1実施形態では電子負荷3と電源Vの正極とが接続されていたのに対し、本実施形態では、電子負荷2,3がともに接地されている点とが異なる。なお、スイッチ6としては半導体スイッチを好適に用いることができる。
図3は、第3実施形態に係る駆動装置の回路構成を示す図である。この駆動装置は、第2実施形態の構成において、電子負荷2と行配線12の間、および、電子負荷3と行配線12の間に、ダイオード7,8を設けたものである。
図4は、第4実施形態に係る駆動装置の回路構成を示す図である。この駆動装置は、第2実施形態の構成を変形し、行配線12側の電子負荷2,3を直列に配置したものである。具体的には、電子負荷3の一方の端子が接地され、電子負荷3の他方の端子と行配線12の間に電子負荷2が接続されている。
配線12とでm×n個の表面伝導型放出素子13(ただし、この時点では素子膜の状態であり、電子放出部は形成されていない。)を結線した単純マトリクス型電子源である。ハイビジョンテレビのような大画面・高精細な画像表示装置に用いられる電子源基板では、m、nのオーダーが数百〜数千にもなる。以下、列配線をX配線、列配線側をX側、行配線をY配線、行配線側をY側のように記載する。
yを順次切り替えることで、基板全体の素子を順番に駆動する。つまり、オンになったX側給電部AxとY側給電部Ayの組で、図7で示した回路が形成されることになる。
大型の電子源基板の場合は、図10に示すように、対面給電を行うことも好ましい。X側給電部AxをX配線11の上下の両端に接続し、Y側給電部AyをY配線12の左右の両端に接続することで、配線の両側から同一の電圧を印加するのである。
次に、制御部5におけるパルス電圧制御について説明する。
はその半分の20×Isを給電すればよい。
ところで図6ではY配線をb本束ねて給電している。(この時、上記のローリンググループ数は1/bとなる。)Y配線を束ねる目的は、Y側給電部Ayの数を減らすことにある。ただし束ね数は次の様に制限される。
次に電圧降下の補償について詳しく説明する。
・Y配線に対し対面給電を行い、Y配線上の電圧電流分布は左右対称である
・素子間の部分配線の抵抗値は、すべての部分配線で同一である
・素子に流れる電流は、すべての素子で同一である
と仮定することにより、
ΔVx=(1/8)×Iya×Rya (式1)
と近似することができる。ここで、IyaはY配線に流れる電流であり、RyaはY配線全体の抵抗値である。
ΔVy=(1/8)×Ixa×Rxa (式2)
で近似でき(IxaはX配線に流れる電流であり、RxaはX配線全体の抵抗値である。)、X配線に流れる電流Ixaを検出することで、Y配線抵抗に起因する分の電圧降下値を算出可能である。
次に電源について説明する。電子源基板が大型化する場合、電源の必要電流は数百アンペアに達する事がある。これは一般的な市販電源の容量を超えている。また、電源出力配線材の電圧降下の問題も生ずる。それらへの対策や、電子負荷のFETによる熱消費の抑制の為に、図6の電源V1,V2,・・・の様に、電源容量を分割して複数個設置する事が望まれる。実際には例えばX側給電部Ax1〜Ax20およびY側給電部Ay1〜Ay50には電源V1を接続し、X側給電部Ax21〜Ax40およびY側給電部Ay51〜Ay100には電源V2を接続し、・・・という具合である。
2 電子負荷(第2電子負荷)
3 電子負荷(第3電子負荷)
4 電子負荷(第4電子負荷)
5 制御部
6,SWdir スイッチ
7,8 ダイオード(逆流抑制部)
11 列配線(X配線)
12 行配線(Y配線)
13 素子
20 電子負荷
21,Q1〜Q8 FET
22,AxP,AyP,AxN,AyN 差動アンプ
30 電子源基板
Ax,Ax1〜Ax4 X側給電部
Ay,Ay1〜Ay4 Y側給電部
V,V1,V2 電圧可変型電源
CmQ,Cmx,Cmy 電圧制御信号
Claims (11)
- 格子状に配された複数の列配線および行配線と、列配線と行配線の交差部それぞれにおいて両配線に結線された素子と、を備えた電子源基板に接続され、前記素子に電圧を印加する駆動装置であって、
列配線から行配線へと電流を流す第1電圧を印加する第1給電回路と、
行配線から列配線へと電流を流す第2電圧を印加する第2給電回路と、
第1および第2給電回路を制御して、第1電圧と第2電圧を切り替える制御部と、を備え、
前記第1および第2給電回路は、それぞれ、前記制御部の制御により印加電圧の値を調整可能なFETを主素子とする電子負荷を有する
ことを特徴とする駆動装置。 - 前記第1給電回路の電子負荷は、列配線に接続される第1電子負荷と行配線に接続される第2電子負荷を有し、
前記第2給電回路の電子負荷は、行配線に接続される第3電子負荷と列配線に接続される第4電子負荷を有し、
前記第1および第2給電回路は、前記第1〜第4電子負荷をスイッチとするHブリッジ回路を構成し、電源を共用する
ことを特徴とする請求項1記載の駆動装置。 - 前記第1、第4電子負荷は、複数の列配線に接続されており、
前記第2、第3電子負荷は、複数の行配線に接続されている
ことを特徴とする請求項2記載の駆動装置。 - 前記電源は電圧可変型である
ことを特徴とする請求項2または3記載の駆動装置。 - 前記電子負荷は、前記FETと差動アンプからなり、
前記制御部からの電圧制御信号と前記FETのドレイン電圧が、前記差動アンプに入力され、
前記差動アンプの出力が、前記FETのゲート電極に入力される
ことを特徴とする請求項2〜4のうちいずれか1項記載の駆動装置。 - 電源の正極または負極を選択的に接地するスイッチを備え、
前記第2電子負荷および前記第3電子負荷が接地されている
ことを特徴とする請求項2〜5のうちいずれか1項記載の駆動装置。 - 前記第2電子負荷と行配線との間、および、前記第3電子負荷と行配線との間に、電流の逆流を抑制する逆流抑制部を設けた
ことを特徴とする請求項6記載の駆動装置。 - 前記第3電子負荷の一方の端子が接地され、
前記第3電子負荷の他方の端子と行配線の間に前記第2電子負荷が接続されている
ことを特徴とする請求項6記載の駆動装置。 - 前記配線に流れる電流を測定する電流測定部を備え、
前記制御部は、前記電流測定部の測定値に基づいて、前記素子に印加されている電圧と前記素子に印加すべき電圧との差を補償するように前記電子負荷を制御する
ことを特徴とする請求項1〜8のうちいずれか1項記載の駆動装置。 - 前記第1、第2電圧は、幅10μm以下のパルス電圧である
ことを特徴とする請求項1〜9のうちいずれか1項記載の駆動装置。 - 請求項1〜10のうちいずれか1項記載の駆動装置を電子源基板に接続し、第1電圧と第2電圧を選択的に素子に印加することにより、前記素子に電子放出部を形成する
ことを特徴とする電子源の製造方法。
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