JP2007323028A - Driving method of image display device - Google Patents

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Tomoki Nakamura
智樹 中村
Yoshiaki Mikami
佳朗 三上
Katsuhide Aoto
勝英 青砥
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Hitachi Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a driving method of an image display device in which the decrease of luminance is ameliorated by ameliorating the deterioration of diode current and emission efficiency of a thin film type electron source. <P>SOLUTION: The thin film type electron source ELS constitutes an MIM diode from a laminated structure of an image signal wiring (d) which is a lower electrode, a tunnel insulating layer TAO which is an electron acceleration layer and a connecting electrode ELC which is an upper electrode. An inversion pulse voltage is applied between the connecting electrode ELC and the image signal wiring (d) and electrons are released from the surface of the connecting electrode ELC. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、金属−絶縁体−金属または金属−絶縁体−半導体の3層構造を有し、真空中に電子を放出する薄膜型電子源を用いた画像表示装置の駆動方法に関するものである。   The present invention relates to a method for driving an image display device using a thin film type electron source having a three-layer structure of metal-insulator-metal or metal-insulator-semiconductor and emitting electrons in a vacuum.

互いに直交する電極群の各交点に冷陰極を形成した冷陰極アレイを用いた表示装置として例えばフィールド・エミッション・ディスプレイ(FED)が知られている。FEDは、各画素に多数の電界放出陰極を配置し、この電界放出陰極からの電界放出電子を真空中で加速した後に蛍光体に照射し、発光させるものである。   For example, a field emission display (FED) is known as a display device using a cold cathode array in which cold cathodes are formed at intersections of mutually orthogonal electrode groups. In the FED, a large number of field emission cathodes are arranged in each pixel, and field emission electrons from the field emission cathodes are accelerated in a vacuum and then irradiated to a phosphor to emit light.

これに対して薄膜型電子源とは、上部電極−絶縁層−下部電極の3層構造の薄膜の上部電極と下部電極との間に上部電極が正電圧となる電圧を印加して上部電極の表面から真空中に電子を放出させるものである。また、この種の薄膜型電子源としては、上部電極及び下部電極に金属を用いたMIM(金属−絶縁体−金属)型電子源や少なくとも一方の電極に半導体を用いたMIS(金属−絶縁体−半導体)型電子源などがある。   On the other hand, a thin film type electron source is a three-layered thin film structure composed of an upper electrode, an insulating layer, and a lower electrode, and a voltage at which the upper electrode becomes a positive voltage is applied between the upper electrode and the lower electrode. Electrons are emitted from the surface into a vacuum. Further, as this type of thin film type electron source, an MIM (metal-insulator-metal) type electron source using a metal for the upper electrode and the lower electrode, or a MIS (metal-insulator) using a semiconductor for at least one of the electrodes. -Semiconductor) type electron source.

その他の薄膜型電子源として、絶縁層の代わりに絶縁体と半導体との積層体を用いた構造、すなわち、全体で上部電極−絶縁層−半導体層−下部電極の4層構造がある。さらには、絶縁層の代わりに例えばポーラスシリコンなどの多孔質半導体を用いた構造もある。   As another thin film type electron source, there is a structure using a laminated body of an insulator and a semiconductor instead of an insulating layer, that is, a four-layer structure of an upper electrode-insulating layer-semiconductor layer-lower electrode as a whole. Furthermore, there is a structure using a porous semiconductor such as porous silicon instead of the insulating layer.

これらの薄膜型電子源では、すべての絶縁層または絶縁層の代わりをする層に高電界を印加することにより、ホットエレクトロンを生成させ、それを上部電極の表面から放出する原理により、動作させている。したがって、後述するように絶縁層または絶縁層の代わりをする層の中に電荷が蓄積し易いという性質を有している。   In these thin film type electron sources, a high electric field is applied to all insulating layers or layers that substitute for the insulating layers to generate hot electrons and emit them from the surface of the upper electrode. Yes. Therefore, as described later, it has a property that charges are easily accumulated in an insulating layer or a layer that replaces the insulating layer.

FEDに用いる電界放出陰極と比べると、薄膜型電子源は、表面汚染に強く、動作電圧が低いなど、表示装置に好ましい特性を有している。また、この薄膜型電子源は、素子構造が単純なため、微細加工が容易であり、例えば、電子線露光装置などの電子線応用機器の電子源としても好ましい特性を有している。しかし、従来の薄膜型電子源は、動作寿命が短いという問題があった。   Compared with a field emission cathode used in an FED, a thin film type electron source has characteristics preferable for a display device such as being resistant to surface contamination and having a low operating voltage. Further, this thin film type electron source has a simple element structure, and therefore can be easily processed finely. For example, the thin film type electron source has preferable characteristics as an electron source of an electron beam application apparatus such as an electron beam exposure apparatus. However, the conventional thin film type electron source has a problem that its operating life is short.

このような短寿命化の問題を解決したものとしては、薄膜電子源に極性を反転させた電圧を印加することによって動作寿命を向上させた駆動方法が下記特許文献1に開示されている。すなわち、薄膜電子源の上部電極に下部電極に対して正の電圧を印加したとき(以下、正極性と呼ぶ)に上部電極から真空中に電子が放出される。上部電極に下部電極に対して負の電圧(負極性)を印加すると、絶縁層中の不純物準位、欠陥準位へのトラップ電子の蓄積を防ぐことができ、これによって薄膜型電子源の長寿命化を達成させている。   As a solution to such a problem of shortening the lifetime, a driving method in which the operating lifetime is improved by applying a voltage whose polarity is reversed to a thin film electron source is disclosed in Patent Document 1 below. That is, when a positive voltage is applied to the upper electrode of the thin film electron source with respect to the lower electrode (hereinafter referred to as positive polarity), electrons are emitted from the upper electrode into the vacuum. When a negative voltage (negative polarity) is applied to the upper electrode with respect to the lower electrode, it is possible to prevent trap electrons from accumulating in impurity levels and defect levels in the insulating layer, thereby reducing the length of the thin-film electron source. Life expectancy is achieved.

しかしながら、このような駆動方法によると、各電子源には常に同じ極性の電圧が印加されることから、薄膜電子源の絶縁層内に電荷が蓄積され、素子特性が劣化するという課題があった。   However, according to such a driving method, since voltages having the same polarity are always applied to each electron source, there is a problem that charges are accumulated in the insulating layer of the thin film electron source and the device characteristics deteriorate. .

このような課題を解決したものとしては、薄膜電子源に負極性パルス電圧を印加することによって薄膜電子源マトリクスの動作寿命を改善させた駆動方法が下記特許文献2に開示されている。   As a solution to such a problem, a driving method in which the operating life of a thin film electron source matrix is improved by applying a negative pulse voltage to the thin film electron source is disclosed in Patent Document 2 below.

このような駆動方法によると、絶縁層内に蓄積された電荷は、負極性パルス電圧を印加することにより抜いている。このとき、常に定電圧の負極性パルスを印加しているので、表示している画像の影響などにより、相対的に負極性パルス電圧が高すぎる方向にシフトすると、正極性パルス電圧時の電子伝導に代わり、イオン伝導が生じてしまう。この結果、絶縁層中に金属の導通経路が形成されてしまい、走査信号配線と画像信号配線との間で短絡が生じ、画像表示ができなくなってしまうという課題があった。   According to such a driving method, the charge accumulated in the insulating layer is extracted by applying a negative pulse voltage. At this time, since a negative pulse having a constant voltage is always applied, if the negative pulse voltage is shifted to a relatively high direction due to the influence of the displayed image, the electron conduction at the time of the positive pulse voltage is performed. Instead, ion conduction occurs. As a result, a metal conduction path is formed in the insulating layer, causing a short circuit between the scanning signal wiring and the image signal wiring, which makes it impossible to display an image.

特開平7−226146号公報Japanese Patent Laid-Open No. 7-226146 特開平11−95716号公報JP 11-95716 A

要補充
したがって、本発明は、前述した従来の課題を解決するためになされたものであり、その目的は、薄膜型電子源のダイオード電流及びエミッション効率の劣化を改善させることにより、輝度低下を改善させた画像表示装置の駆動方法を提供することにある。
Therefore, the present invention has been made to solve the above-described conventional problems, and its purpose is to improve the reduction in luminance by improving the deterioration of the diode current and emission efficiency of the thin-film electron source. Another object of the present invention is to provide a method for driving the image display apparatus.

このような目的を達成するために本発明による画像表示装置の駆動方法は、加速電極を電源オフとし、電子源の全てを電源オンとしたときに一対の金属電極間に反転パルス電圧を印加することを特徴とすることを特徴としている。   In order to achieve such an object, the image display apparatus driving method according to the present invention applies an inversion pulse voltage between a pair of metal electrodes when the acceleration electrode is turned off and all the electron sources are turned on. It is characterized by that.

本発明によれば、電子源のダイオード電流及びエミッション効率の劣化がなくなるので、長時間の駆動による輝度低下の少ない画像表示装置が実現可能となるという極めて優れた効果が得られる。   According to the present invention, since the diode current and emission efficiency of the electron source are not deteriorated, it is possible to obtain an extremely excellent effect that it is possible to realize an image display device in which the luminance is less reduced by long-time driving.

以下、本発明を実施例の図面を参照して詳細に説明する。   Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings of the embodiments.

図1は、本発明による画像表示装置の駆動方法の実施例を説明する画像表示装置の構成を説明する模式平面図である。図1において、背面パネルを構成する背面基板SUB1の内面上には画像信号配線d(d1,d2,d3,・・・dn)が形成され、その上に絶縁膜(図示しない)を介して走査信号配線s(s1,s2,s3,・・・sm)が交差して形成されている。図1では、走査信号配線s1の上にセラミックス材またはガラス材の成型体等により形成された隔壁(スペーサとも称する)SPCを有し、この隔壁SPCに対し垂直走査方向VSの下流側に薄膜電子源ELSが設けられ、給電電極である接続電極ELCで走査信号配線s(s1,s2,s3,・・・sm)から給電される構造となっている。   FIG. 1 is a schematic plan view for explaining the configuration of an image display device for explaining an embodiment of the driving method of the image display device according to the present invention. In FIG. 1, image signal wirings d (d1, d2, d3,... Dn) are formed on the inner surface of the rear substrate SUB1 constituting the rear panel, and scanning is performed thereon via an insulating film (not shown). Signal wirings s (s1, s2, s3,... Sm) are formed to intersect. In FIG. 1, a partition wall (also referred to as a spacer) SPC formed of a ceramic material or a glass material molded body or the like is provided on the scanning signal wiring s1, and the thin film electrons are disposed downstream of the partition wall SPC in the vertical scanning direction VS. A source ELS is provided, and power is supplied from the scanning signal wiring s (s1, s2, s3,... Sm) through the connection electrode ELC which is a power supply electrode.

また、前面パネルを構成する前面基板SUB2の内面上には、陽極電極ADが設けられている。また、前面パネルには蛍光体層PH(PH(R)、PH(G)、PH(B))が形成されている。蛍光体PH(PH(R)、PH(G)、PH(B))が遮光層(ブラックマトリクス)BMで区画されている。なお、陽極電極ADはベタ電極(面状電極)として示されてあるが、走査信号配線s(s1,s2,s3,・・・sm)と交差して画素列ごとに分割されたストライプ状電極とすることもできる。薄膜電子源ELSから放射される電子を加速して対応する副画素を構成する蛍光体層PH(PH(R)、PH(G)、PH(B))に射突させる。これにより、該蛍光体層PHが所定の色光で発光し、他の副画素の蛍光体の発光色と混合されて所定の色のカラー画素を形成する。   Further, an anode electrode AD is provided on the inner surface of the front substrate SUB2 constituting the front panel. A phosphor layer PH (PH (R), PH (G), PH (B)) is formed on the front panel. The phosphor PH (PH (R), PH (G), PH (B)) is partitioned by a light shielding layer (black matrix) BM. The anode electrode AD is shown as a solid electrode (planar electrode), but the stripe electrode is divided for each pixel column by intersecting the scanning signal wiring s (s1, s2, s3,... Sm). It can also be. The electrons radiated from the thin film electron source ELS are accelerated and projected onto the phosphor layer PH (PH (R), PH (G), PH (B)) constituting the corresponding subpixel. As a result, the phosphor layer PH emits light of a predetermined color, and is mixed with the light emission color of the phosphor of the other subpixel to form a color pixel of a predetermined color.

図2は、図1に示す画像表示装置の背面パネルの構成を示す模式図である。図2において、図1の背面基板SUB1には、複数の画像信号配線d1,d2,d3,・・・dnがy方向に延在し、x方向に並設されている。そして、この画像信号配線d1,d2,d3,・・・dnと交差させて複数の走査信号配線s1,s2,s3,・・・smがx方向に延在し、y方向に並設されている。   FIG. 2 is a schematic diagram showing the configuration of the back panel of the image display apparatus shown in FIG. 2, a plurality of image signal wirings d1, d2, d3,... Dn extend in the y direction and are arranged in parallel in the x direction on the back substrate SUB1 in FIG. Then, a plurality of scanning signal wirings s1, s2, s3,... Sm extend in the x direction so as to intersect with the image signal wirings d1, d2, d3,. Yes.

また、各走査信号配線s1,s2,s3,・・・smに対して1行の薄膜電子源ELSが接続される。選択された走査信号配線に接続する薄膜電子源ELSに画像信号配線から画像信号が印加される。各走査信号配線s1,s2,s3,・・・smへの走査信号は走査信号線駆動回路(走査ドライバ)SDRから供給され、各画像信号配線d1,d2,d3,・・・dnへの画像信号は画像信号線駆動回路(データドライバ)DDRから供給される。走査信号配線は垂直走査方向に順次選択される。   Further, one row of thin film electron sources ELS is connected to each of the scanning signal wirings s1, s2, s3,. An image signal is applied from the image signal wiring to the thin film electron source ELS connected to the selected scanning signal wiring. A scanning signal to each scanning signal wiring s1, s2, s3,... Sm is supplied from a scanning signal line driving circuit (scanning driver) SDR, and an image to each image signal wiring d1, d2, d3,. The signal is supplied from an image signal line driving circuit (data driver) DDR. The scanning signal wiring is sequentially selected in the vertical scanning direction.

走査信号配線s2の上には、その延在方向(x方向)に長い隔壁SPCが設置されている。隔壁SPCは全ての走査信号配線の上に設置することも考えられるが、実際には複数の走査信号配線ごとに設置される。また、この隔壁SPCは走査信号配線に沿って一つでなく、幾つかに分割して設置するのが製造の容易性から好ましい。図2では、隔壁SPCは走査信号配線s2の上に2分割して設置されているものとして示した。   A partition wall SPC that is long in the extending direction (x direction) is provided on the scanning signal wiring s2. Although the partition wall SPC may be installed on all the scanning signal wirings, it is actually installed for each of the plurality of scanning signal wirings. In addition, it is preferable from the viewpoint of ease of manufacturing that the partition wall SPC is not divided into one along the scanning signal wiring but is divided into several. In FIG. 2, the partition wall SPC is illustrated as being divided into two parts on the scanning signal wiring s2.

図3は、走査信号配線に供給される垂直走査信号のタイミングを説明する図である。垂直走査信号は、走査信号配線s1,s2,s3,・・・smに対して図2の走査方向VSに順次印加され、1フレーム期間内に一巡する。1フレーム期間内に少なくとも1回各走査信号配線に走査パルスSPと逆極性のパルスRSPが追加されている。また、1フレーム期間内に少なくとも1回各画像信号配線にデータパルスDPと逆極性のパルスRDPを印加してもよい。走査信号配線と画像信号配線の何れか一方または両方にそれぞれの逆極性のパルスRSP,RDPを印加する。   FIG. 3 is a diagram for explaining the timing of the vertical scanning signal supplied to the scanning signal wiring. The vertical scanning signal is sequentially applied to the scanning signal wirings s1, s2, s3,... Sm in the scanning direction VS in FIG. A pulse RSP having a polarity opposite to that of the scanning pulse SP is added to each scanning signal wiring at least once in one frame period. Further, a pulse RDP having a polarity opposite to that of the data pulse DP may be applied to each image signal wiring at least once within one frame period. Pulses RSP and RDP having opposite polarities are applied to one or both of the scanning signal wiring and the image signal wiring.

図4は、図2のy方向で切断した要部断面図ある。図4において、背面パネルPNL1の内側面には、画像信号配線d(d1,d2,d3,・・・dn)が形成され、その上に絶縁膜(図示しない)を介して走査信号配線s(s1,s2,s3,・・・sm)が交差して形成されている。図4では、走査信号配線s2の上に隔壁SPCが設置され、この隔壁SPCに対し垂直走査方向VSの上流側に薄膜電子源ELS1が設けられている。また、垂直走査方向VSの下流側に薄膜電子源ELS2が設けられ、薄膜電子源ELSは上部電極ELCと絶縁層TAOと下部電極とで構成されている。   4 is a cross-sectional view of a main part cut in the y direction of FIG. In FIG. 4, image signal wirings d (d1, d2, d3,... Dn) are formed on the inner side surface of the back panel PNL1, and the scanning signal wirings s ( s1, s2, s3,... sm) are formed to intersect. In FIG. 4, a partition wall SPC is provided on the scanning signal line s2, and a thin film electron source ELS1 is provided upstream of the partition wall SPC in the vertical scanning direction VS. A thin film electron source ELS2 is provided on the downstream side in the vertical scanning direction VS, and the thin film electron source ELS includes an upper electrode ELC, an insulating layer TAO, and a lower electrode.

また、前面パネルPNL2の内側面には、陽極電極ADが設けられており、電子源ELS(ELS1,ELS2,ELS3,・・・)から放射される電子e-を加速して対応する蛍光体層PH(PH1,PH2,PH3・・・)に射突させる。これにより、該蛍光体層PH(PH1,PH2,PH3・・・)が所定の色光で発光し、他の副画素の蛍光体の発光色と混合されて所定の色のカラー画素を構成する。本実施例では、接続電極が上部電極を兼ね画像信号配線dが下部電極を兼ねている。 Further, an anode electrode AD is provided on the inner side surface of the front panel PNL2, and the corresponding phosphor layer is accelerated by accelerating electrons e emitted from the electron sources ELS (ELS1, ELS2, ELS3,...). Projection is made to PH (PH1, PH2, PH3...). As a result, the phosphor layer PH (PH1, PH2, PH3...) Emits light with a predetermined color light, and is mixed with the light emission color of the phosphor of another sub-pixel to constitute a color pixel of a predetermined color. In the present embodiment, the connection electrode also serves as the upper electrode, and the image signal wiring d also serves as the lower electrode.

図5は、図4に示した薄膜電子源ELS(ELS1,ELS2,ELS3)の構成を説明する要部拡大断面図である。この薄膜電子源ELSは、図5に示すように下部電極である画像信号配線dと電子加速層であるトンネル絶縁層TAOと上部電極である接続電極ELCとの積層構造からなるMIMダイオードである。そして、画像信号配線dと接続電極ELCとの間に駆動電圧を印加することで接続電極ELCの表面から電子が放出される。   FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view of a main part for explaining the configuration of the thin film electron source ELS (ELS1, ELS2, ELS3) shown in FIG. As shown in FIG. 5, the thin film electron source ELS is a MIM diode having a laminated structure of an image signal wiring d as a lower electrode, a tunnel insulating layer TAO as an electron acceleration layer, and a connection electrode ELC as an upper electrode. Electrons are emitted from the surface of the connection electrode ELC by applying a drive voltage between the image signal wiring d and the connection electrode ELC.

この薄膜電子源ELSは、次のように形成される。先ず絶縁性の背面基板SUB1上に画像信号配線dとしてアルミニウム(Al)を例えばRFマグネトロンスパッタリング法により約15nmの厚さに形成する。次にこのAl膜の表面を陽極酸化し、トンネル絶縁層ATOを形成する。次にこのトンネル絶縁層ATO上に金を例えばRFマグネトロンスパッタリング法または蒸着法により約5nm程度の厚さに成膜して接続電極ELCを形成する。   The thin film electron source ELS is formed as follows. First, aluminum (Al) is formed on the insulating rear substrate SUB1 as an image signal wiring d to a thickness of about 15 nm by, for example, RF magnetron sputtering. Next, the surface of the Al film is anodized to form a tunnel insulating layer ATO. Next, gold is deposited on the tunnel insulating layer ATO to a thickness of about 5 nm by, for example, RF magnetron sputtering or vapor deposition to form a connection electrode ELC.

このように形成されたMIMダイオードは、図6に示すようなI(電流)−V(電圧)特性を示す。エミッション電流を得るためには、図7(a)に示すように接続電極ELCに電源Pより閾値電圧Vth以下の一定電圧の正パルスVpを、画像信号配線dには図7(b)に示すような所望の輝度に対応した電圧の負パルスVnをそれぞれ印加する。   The MIM diode thus formed exhibits I (current) -V (voltage) characteristics as shown in FIG. In order to obtain the emission current, as shown in FIG. 7A, a positive pulse Vp having a constant voltage equal to or lower than the threshold voltage Vth from the power source P is applied to the connection electrode ELC, and the image signal wiring d is illustrated in FIG. A negative pulse Vn having a voltage corresponding to the desired luminance is applied.

これによってトンネル絶縁膜TAOにトンネル電流Idが流れ、このトンネル電流Idのうちの一部がエミッション電流Ieとして図4に示す陽極電極ADに到達する。このとき、エミッション効率η=Ie/Idにて定義される。また、同時に図8に示すように電界によりトンネル電子e-が移動し、トンネル絶縁膜TAOを誘電体としたMIMコンデンサへの充電が行われる。 As a result, a tunnel current Id flows through the tunnel insulating film TAO, and a part of the tunnel current Id reaches the anode electrode AD shown in FIG. 4 as an emission current Ie. At this time, the emission efficiency is defined as η = Ie / Id. At the same time, as shown in FIG. 8, tunnel electrons e move by the electric field, and the MIM capacitor using the tunnel insulating film TAO as a dielectric is charged.

トンネル絶縁膜TAOに蓄積された電荷は、図9に示すように印加電圧による内部電界E1をキャンセルする方向に作用する電界E2が発生する。この結果、閾値電圧Vthの変動が生じてI−V特性が変化してしていまい、ダイオード電流及びエミッション効率の劣化が生じてしまう。   As shown in FIG. 9, the electric charge E stored in the tunnel insulating film TAO generates an electric field E2 that acts in a direction to cancel the internal electric field E1 due to the applied voltage. As a result, the threshold voltage Vth fluctuates and the IV characteristic does not change, and the diode current and emission efficiency deteriorate.

これを防ぐためには、駆動させた薄膜電子源に対して充電された電荷を放電するように逆バイアス電圧を印加することが有効となる。しかし、画像信号配線dに負パルスVnを印加すると、非駆動セルに対して逆バイアス電圧を印加することになってしまう。すなわち、充電されていない薄膜電子源に対して電圧を印加してしまう。   In order to prevent this, it is effective to apply a reverse bias voltage so as to discharge the charged electric charge to the driven thin film electron source. However, when a negative pulse Vn is applied to the image signal wiring d, a reverse bias voltage is applied to the non-driving cell. That is, a voltage is applied to an uncharged thin film electron source.

正バイアス電圧を印加している際にトンネル絶縁膜TAO中を動く電荷は電子であるが、逆バイアス電圧を印加した場合には、イオンが動くことになる。結果として、接続電極ELCから画像信号配線dに向かって延びる金属フィラメント(導通経路)が形成され、接続電極ELCと画像信号配線dの間で短絡が生じてしまう。   The charge moving in the tunnel insulating film TAO when a positive bias voltage is applied is an electron, but when a reverse bias voltage is applied, ions move. As a result, a metal filament (conduction path) extending from the connection electrode ELC toward the image signal wiring d is formed, and a short circuit occurs between the connection electrode ELC and the image signal wiring d.

この逆バイアス電圧の印加によって生じた金属フィラメントによる短絡は、高い正バイアス電圧を印加すると、流入電流によって焼き切れるので、本来の絶縁状態を回復することが可能となる。   The short circuit caused by the metal filament caused by the application of the reverse bias voltage is burned out by the inflow current when a high positive bias voltage is applied, so that the original insulation state can be recovered.

したがって、逆バイアス電圧による短絡対策としては、定期的にセルを全面駆動すればよい。すなわち、パネルを白色点灯させることが有効である。しかし、全面点灯は、本来表示すべき画像ではないので、陽極電極ADに高電圧が印加されていない状態で、セルのみを全面駆動すればよい。   Therefore, as a countermeasure against a short circuit due to a reverse bias voltage, the entire cell may be periodically driven. That is, it is effective to light the panel in white. However, since the entire lighting is not an image that should be displayed, it is sufficient to drive only the cells in a state where a high voltage is not applied to the anode electrode AD.

すなわち、
(1)一定時間毎に高電圧を0Vとしてセルを全面駆動させるフレームを作る。
(2)電源オン時、高電圧を印加する前に高電圧を0Vとしてセルを全面点灯させるフレーム を作る。
(3)電源オフ時、高電圧を落とした後に高電圧を0Vとしてセルを全面点灯させるフレーム を作る。
などの駆動を行う正バイアス電圧供給手段を設けて逆バイアス電圧による短絡を対策すれば良い。
That is,
(1) A frame for driving the entire surface of the cell with a high voltage of 0 V every predetermined time is formed.
(2) When the power is turned on, make a frame that turns on the entire cell by setting the high voltage to 0V before applying the high voltage.
(3) When the power is turned off, create a frame that turns on the entire cell by reducing the high voltage to 0V.
It is sufficient to provide a positive bias voltage supply means for driving such as to prevent a short circuit due to a reverse bias voltage.

このような駆動方法によれば、正バイアス電圧を印加することにより、イオン伝導による短絡経路の成長を防ぐことができる。また、短絡経路が成立した場合でも、正バイアスの電流を印加することにより、短絡部を焼き切り、修復することが可能となる。   According to such a driving method, by applying a positive bias voltage, it is possible to prevent a short-circuit path from growing due to ion conduction. Even when the short circuit path is established, the short circuit portion can be burned out and repaired by applying a positive bias current.

図10は、前面パネルの内側に配置される面の正面図であり、図11は図10のI−I線に沿った断面図である。前面基板SUB2には陽極電極ADが形成されている。陽極電極ADは背面パネルに画像信号配線と平行に短冊形に形成されている。陽極電極に印加される陽極電圧を、分割して形成された陽極電極毎に制御してもよい。陽極電極毎に電圧を制御することで、各陽極電極に対向する電子源素子毎に金属フィラメントによる短絡部を切断できる。   FIG. 10 is a front view of a surface disposed inside the front panel, and FIG. 11 is a cross-sectional view taken along the line II of FIG. An anode electrode AD is formed on the front substrate SUB2. The anode electrode AD is formed in a strip shape in parallel with the image signal wiring on the rear panel. The anode voltage applied to the anode electrode may be controlled for each anode electrode formed in a divided manner. By controlling the voltage for each anode electrode, it is possible to cut the short-circuited portion by the metal filament for each electron source element facing each anode electrode.

このような構成によれば、全ての電子源を一斉に駆動させる必要がない。すなわち、画素を発光させることなく、必要な電子源のみを駆動して短絡部を切断できる。また、分割された陽極電極毎に陽極電圧を制御することで異常放電を制御できる。陽極電極は夫々電気的に接続されていても良い。この場合、分割された陽極電極を個別に制御することはできないが、陽極電極が分割されているので、静電容量を減らすことができる。   According to such a configuration, it is not necessary to drive all the electron sources simultaneously. That is, it is possible to cut the short-circuit portion by driving only the necessary electron source without causing the pixels to emit light. Further, abnormal discharge can be controlled by controlling the anode voltage for each divided anode electrode. The anode electrodes may be electrically connected to each other. In this case, although the divided anode electrodes cannot be individually controlled, the capacitance can be reduced because the anode electrodes are divided.

図12は、前面パネルの陽極電極を形成した面の他の例の正面図である。陽極電極ADは背面パネルの走査信号配線と平行に短冊形に形成されている。陽極電極ADに印加される陽極電圧を、分割して形成された陽極電極毎に制御してもよい。陽極電極毎に電圧を印加することで、各陽極電極に対向する電子源素子毎に金属フィラメントによる短絡部を切断できる。   FIG. 12 is a front view of another example of the surface of the front panel on which the anode electrode is formed. The anode electrode AD is formed in a strip shape parallel to the scanning signal wiring on the rear panel. The anode voltage applied to the anode electrode AD may be controlled for each anode electrode formed in a divided manner. By applying a voltage to each anode electrode, the short-circuited portion of the metal filament can be cut for each electron source element facing each anode electrode.

このような構成によれば、全ての電子源を一斉に駆動させる必要がない。すなわち、画素を発光させることなく、必要な電子源のみを駆動して短絡部を切断できる。陽極電極ADが走査信号配線に沿って延びているので、陽極電極ADの制御が容易である。垂直走査期間は水平走査期間よりも長いので、供給電圧の切替えが容易である。また、陽極電極ADが分割されているので、静電容量を減らすことができる。また、分割された陽極電極毎に陽極電圧を制御することで異常放電を制御できる。   According to such a configuration, it is not necessary to drive all the electron sources simultaneously. That is, it is possible to cut the short-circuit portion by driving only the necessary electron source without causing the pixels to emit light. Since the anode electrode AD extends along the scanning signal wiring, it is easy to control the anode electrode AD. Since the vertical scanning period is longer than the horizontal scanning period, it is easy to switch the supply voltage. Further, since the anode electrode AD is divided, the capacitance can be reduced. Further, abnormal discharge can be controlled by controlling the anode voltage for each divided anode electrode.

金属フィラメントを切断するための駆動において、絶縁層を挟んで配置した第1の電極と第2の電極とには、電子放出する時と同じ電圧が印加される。より好ましくは、電子放出素子は蛍光面がピーク輝度を発するときと同じ駆動をする。しかしながら、電子放出素子を駆動しても陽極電極に陽極電圧を供給していないので、蛍光体は発光しない。   In the drive for cutting the metal filament, the same voltage as when electrons are emitted is applied to the first electrode and the second electrode arranged with the insulating layer interposed therebetween. More preferably, the electron-emitting device is driven in the same manner as when the phosphor screen emits peak luminance. However, since the anode voltage is not supplied to the anode electrode even when the electron-emitting device is driven, the phosphor does not emit light.

金属フィラメントを切断するための駆動において、陽極電極に印加される電圧は必ずしも0Vである必要はない。本実施例における陽極電極に印加されるオフ電圧は、電子を蛍光体に衝突させて発光させない程度の電圧であれば問題ない。   In the driving for cutting the metal filament, the voltage applied to the anode electrode does not necessarily have to be 0V. The off voltage applied to the anode electrode in the present embodiment is not a problem as long as it is a voltage that does not cause electrons to collide with the phosphor to emit light.

なお、実施例1では、薄膜型電子源としてMIM型構造について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、前述した各種の薄膜型電子源を用いた画像表示装置に対しても同様に適用できるものである。   In the first embodiment, the MIM type structure has been described as the thin film type electron source. However, the present invention is not limited to this, and the present invention is also applicable to the image display apparatus using the various thin film type electron sources described above. The same applies.

本発明による画像表示装置の駆動方法の実施例1を説明するための画像表示装置の構成を説明する模式平面図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a schematic plan view illustrating a configuration of an image display device for explaining a first embodiment of a driving method of the image display device according to the present invention. 図1の背面パネルの構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the structure of the back panel of FIG. 走査信号配線に供給される垂直走査信号のタイミングを説明する図である。It is a figure explaining the timing of the vertical scanning signal supplied to a scanning signal wiring. 図2のy方向で切断して薄膜型電子源の構造を示す要部断面図である。It is principal part sectional drawing which shows the structure of a thin film type electron source cut | disconnected in the y direction of FIG. 図4の薄膜型電子源の詳細な構成を模式的に示す要部拡大断面図である。It is a principal part expanded sectional view which shows typically the detailed structure of the thin film type electron source of FIG. MIMダイオードの電流−電圧特性を示す図である。It is a figure which shows the current-voltage characteristic of a MIM diode. 図4の薄膜型電子源に印加されるパルス電圧波形を示す図であり、図7(a)は走査信号配線側の正パルス波形、図7(b)は信号配線側の負パルス波形である。FIG. 7A is a diagram showing a pulse voltage waveform applied to the thin film type electron source of FIG. 4, FIG. 7A is a positive pulse waveform on the scanning signal wiring side, and FIG. 7B is a negative pulse waveform on the signal wiring side. . 薄膜型電子源のトンネル絶縁膜に蓄積された電荷の状態を示す模式断面図である。It is a schematic cross section which shows the state of the electric charge accumulate | stored in the tunnel insulating film of a thin film type electron source. 薄膜型電子源のトンネル絶縁膜に蓄積された電荷の状態を示す模式断面図である。It is a schematic cross section which shows the state of the electric charge accumulate | stored in the tunnel insulating film of a thin film type electron source. 前面パネルの内側に配置される面の正面図である。It is a front view of the surface arrange | positioned inside a front panel. 図10のI−I線に沿った断面図である。It is sectional drawing along the II line | wire of FIG. 前面パネルの陽極電極を形成した面の他の例の正面図である。It is a front view of the other example of the surface in which the anode electrode of the front panel was formed.

符号の説明Explanation of symbols

SUB1・・・背面基板、SUB2・・・前面基板、s(s1,s2,・・・sm,s11,s12,・・・s1m,s21,s22,・・・s2m)・・・走査信号配線、d(d1,d2,d3,・・・dn)・・・画像信号配線、ELS・・・電子源、ELC・・・接続電極、TAO・・・トンネル絶縁膜、AD・・・陽極電極、BM・・・ブラックマトリクス、PH(PH(R),PH(G),PH(B))・・・蛍光体層、SDR・・・走査信号線駆動回路、DDR・・・画像信号線駆動回路、AR・・・画像表示領域、SPC・・・隔壁。


SUB1 ... rear substrate, SUB2 ... front substrate, s (s1, s2, ... sm, s11, s12, ... s1m, s21, s22, ... s2m) ... scanning signal wiring, d (d1, d2, d3,... dn) ... image signal wiring, ELS ... electron source, ELC ... connection electrode, TAO ... tunnel insulating film, AD ... anode electrode, BM ... Black matrix, PH (PH (R), PH (G), PH (B)) ... phosphor layer, SDR ... scanning signal line driving circuit, DDR ... image signal line driving circuit, AR: image display area, SPC: partition wall.


Claims (5)

対向する一対の金属電極の間に絶縁層が挟持された電極構造を有する電子源をマトリクス状に配列された背面パネルと、
前記背面基板に対向して蛍光体及び加速電極が形成された前面パネルと、
を備えた画像表示装置の駆動方法において、
前記加速電極をオフ電圧とし、前記電子源をオン電圧とする電圧を印加することを特徴とする画像表示装置の駆動方法。
A back panel in which an electron source having an electrode structure in which an insulating layer is sandwiched between a pair of opposing metal electrodes is arranged in a matrix;
A front panel on which phosphors and acceleration electrodes are formed facing the back substrate;
In a method for driving an image display device comprising:
A driving method of an image display device, characterized in that a voltage that turns off the acceleration electrode and turns on the electron source is applied.
前記電子源は、下部電極と上部電極及び前記下部電極と前記上部電極の間に挟持される電子加速層を有し、前記下部電極と前記上部電極との間に電圧を印加することで該上部電極より電子を放出する薄膜型電子源であることを特徴とする請求項1に記載の画像表示装置の駆動方法。   The electron source has a lower electrode and an upper electrode, and an electron acceleration layer sandwiched between the lower electrode and the upper electrode, and a voltage is applied between the lower electrode and the upper electrode to 2. The method for driving an image display device according to claim 1, wherein the driving method is a thin-film electron source that emits electrons from an electrode. 前記下部電極は、画像信号配線であることを特徴とする請求項2に記載の画像表示装置の駆動方法。   The method of driving an image display device according to claim 2, wherein the lower electrode is an image signal wiring. 前記上部配線は前記走査信号配線に接続された接続電極であることを特徴とする請求項2に記載の画像表示装置の駆動方法。   The image display device driving method according to claim 2, wherein the upper wiring is a connection electrode connected to the scanning signal wiring. 背面パネルと前面パネルとが所定間隔をもって対向する内部空間を所定の真空状態に保持する表示パネルで構成した画像表示装置の駆動方法において、
前記背面パネルは、一方向に延在し該一方向と直交する他方向に並設されて前記他方向に走査信号が順次印加される複数の走査信号配線と、前記他方向に延在し前記走査信号配線に交差する如く前記一方向に並設された複数の画像信号配線と、前記走査信号配線と前記画像信号配線に接続した薄膜電子源とを形成した背面基板を有し、
前記前面パネルは、蛍光体層と、前記電子源から放出される電子を前記蛍光体層に指向する如く加速するための加速電極とを形成した前面基板を有し、
前記加速電極を駆動させない状態で前記電子源を駆動させることを特徴とする画像表示装置の駆動方法。


In the driving method of the image display device configured by the display panel that holds the internal space in which the back panel and the front panel face each other at a predetermined interval in a predetermined vacuum state,
The back panel includes a plurality of scanning signal lines that extend in one direction and are arranged in parallel in another direction orthogonal to the one direction and sequentially apply a scanning signal in the other direction, and extend in the other direction and A back substrate on which a plurality of image signal wirings arranged in parallel in the one direction so as to intersect a scanning signal wiring, and a thin film electron source connected to the scanning signal wiring and the image signal wiring are formed;
The front panel has a front substrate on which a phosphor layer and an acceleration electrode for accelerating electrons emitted from the electron source so as to be directed to the phosphor layer,
A driving method of an image display device, wherein the electron source is driven in a state where the acceleration electrode is not driven.


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