JP2755113B2 - 画像表示装置の駆動装置 - Google Patents
画像表示装置の駆動装置Info
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Description
走査電極を有する画像表示装置の駆動装置に関するもの
であり、特に電界放出カソードを用いた画像表示装置に
適用して好適なものである。
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)と云い、このような
原理で電子を放出するカソードを電界放出カソード(Fi
eld Emission Cathode)と呼んでいる。近年、半導体加
工技術を駆使して、ミクロンサイズの電界放出カソード
からなるアレイをもちいて、面放出型の電界放出カソー
ドを作成することが可能となり、このような電界放出カ
ソードを用いた画像表示装置の研究開発が行われてい
る。
電界放出カソードの一例であるスピント(Spindt)型と
呼ばれる電界放出カソード(以下、FECと記す)を示
す。この図において、ガラス等の基板の上にアルミニウ
ム等の金属からなるカソード電極が蒸着により形成され
ており、このカソード電極上にモリブデン等の金属から
なるコーン状のエミッタが形成されている。カソード電
極上のエミッタが形成されていない部分には二酸化シリ
コン(SiO2)膜が形成されており、さらにその上にはゲ
ートが形成されており、ゲート及び二酸化シリコン膜に
設けられた丸い開口部の中に上記コーン状のエミッタが
位置している。すなわち、このコーン状のエミッタの先
端部分がゲートにあけられた開口部から臨む構成とされ
ている。
ッチは10ミクロン以下とすることができ、数万から数
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、ゲートとエミッタ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、ゲートとエミ
ッタ電極間とに僅か数10ボルトのゲート・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
ート上に離隔して正の電圧VA が印加されたアノードを
対向して設けておくと、このアノードにより補集するこ
とができる。
ト・エミッタ間電圧VGE特性を図4に示す。この図に示
すように、ゲート・エミッタ間電圧VGEを徐々に上昇し
ていくと、アノード電流IA が流れ始めるようになる。
この電流IA が流れ始めると電圧VGEを閾値電圧VTHと
云い、この時にゲート・エミッタ間の電界が約10 9
[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
れ始めるのである。一般に、ゲート・エミッタ間には閾
値電圧VTHよりかなり高い図示するVOP程度の電圧が印
加されており、この時アノードには電流I1 が流れるよ
うにされている。
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の得られるFECとしてい
る。この場合、アノードに蛍光体を設けておくとエミッ
タから電界放出された電子が捕集されるアノードの蛍光
体の部分を発光させることが出来る。このような原理を
利用することにより、FECを用いた画像表示装置とす
ることができる。
従来の駆動回路のブロック図を図5に示し、この駆動回
路の動作波形を図6に示す。図5に示す駆動回路におい
て、直列のゲートデータはシフトレジスタ50に加えら
れて並列データとされてラッチ回路51でラッチされ
る。このために、シフトレジスタ50にはシフト用クロ
ックCLKと、所定期間ごとにシフトレジスタ50をク
リアするクリアパルスCLRとが入力されている。
データはそれぞれゲートドライバ52−1〜52−mに
印加される。ゲート電極53−1〜53−mはそれぞれ
ストライプ状に形成されており、ゲートドライバ52−
1はゲート電極(G1)53−1をドライブし、ゲート
ドライバ52−2はゲート電極(G2)53−2をドラ
イブし、ゲートドライバ52−3はゲート電極(G3)
53−3をドライブし、順次ゲート電極がドライブされ
ていき最終のゲートドライバ52−mにより最終のゲー
ト電極(Gm)53−mがドライブされる。
されるデータは画像データとされており、図6のG1〜
Gmとして示すように周期Tごとの画像データとされて
いる。また、カソード電極57−1〜57−nを順次走
査駆動するための直列のカソードデータはシフトレジス
タ54に加えられて並列データとされてラッチ回路55
でラッチされる。このために、シフトレジスタ50には
シフト用クロックCLKと、所定期間ごとにシフトレジ
スタ54をクリアするクリアパルスCLRとが入力され
ている。
ドデータはそれぞれカソードドライバ56−1〜56−
nに印加される。カソード電極56−1〜56−nはそ
れぞれストライプ状に形成されており、カソードドライ
バ56−1はカソード電極(K1)57−1をドライブ
し、カソードドライバ56−2はカソード電極(K2)
57−2をドライブし、カソードドライバ56−3はカ
ソード電極57−3をドライブし、このように順次カソ
ード電極がドライブされていき最終のカソードドライバ
56−nにより最終のカソード電極57−nがドライブ
される。このカソード電極57−1〜57−nにそれぞ
れ印加されるドライブ信号は、図6にK1〜Knとして
示すように順序パルスであり、それぞれのパルス幅はT
とされ、発生周期はnTとされている。
3−1〜53−mとカソード電極57−1〜57−nは
マトリクス状に配置されており、両電極の交差部にはそ
れぞれエミッタアレイE11,E12・・・E21,E
22・・・Enmが各カソード電極57−1〜57−n
上に作製されている。このエミッタアレイE11〜En
mは画像表示装置の画素をそれぞれ形成しており、走査
パルス信号K1〜Knにより順次ドライブされる上記カ
ソード電極57−1〜57−nの一つと上記ゲート電極
53−1〜53−mとの間に所定の電圧が印加されたエ
ミッタアレイE11〜Enmから電子が放出され、この
電子はゲート電極53−1〜53−m上に離隔して配置
された図示しないアノードに捕集される。
り、画素であるエミッタアレイE11〜Enmから放出
された電子により、その部分に対応する蛍光体がそれぞ
れ発光するようになる。そして、上記説明したようにゲ
ート電極53−1〜53−mには画像データが印加され
ているために、蛍光体は画像データに応じて発光し、そ
の結果画像が蛍光体上に表示されるようになる。
示装置が実用サイズの大きさである時は、カソード電極
の浮遊容量は1000pFを越える容量となる場合もあ
り、ドライブされたカソード電極上の立ち上がり及び立
ち下がり波形が図6に示すように緩やかとなってくる。
しかも、画像表示サイズがこのサイズになるとカソード
を駆動するパルスの幅Tは数10マイクロ秒以下とな
り、さらに階調を付加すると数100ナノ秒もの短時間
となるため、ドライブパルスの立ち上がり及び立ち下が
りが緩やかとなると十分ドライブパルスが立ち下がる前
に次のカソードをドライブするドライブパルスが立ち上
がり始めるようになる。
たり、ドライブパルスの周波数を高速にしたりできなく
なり、特に動画の表示をする場合に顕著な問題点となっ
ていた。そこで、本発明は高速に画像表示装置をドライ
ブできると共に漏れ発光を起こすことのない駆動装置を
提供することを目的としている。
に、本発明の画像表示装置の駆動装置は予めカソードを
プリチャージした上でカソードをドライブすると共に、
カソードをプリチャージしている期間ゲートをブランキ
ングするようにしたものである。
してからドライブするため立ち上がりに要する時間が短
縮され高速にカソードをドライブすることができる。ま
た、カソードをプリチャージしている期間ゲートはブラ
ンキングされているため漏れ発光を防止することができ
る。
図1に示し、その動作波形を図2に示す。図1に示す駆
動回路において、直列のゲートデータはシフトレジスタ
10に加えられて並列データとされてラッチ回路11で
ラッチされる。このために、シフトレジスタ10にはシ
フト用クロックCLKと、所定期間ごとにシフトレジス
タ10をクリアするクリアパルスCLRとが入力されて
いる。
データはそれぞれゲートドライバ12−1〜12−mに
印加される。ゲート電極13−1〜13−mはそれぞれ
ストライプ上に形成されており、ゲートドライバ12−
1はゲート電極(G1)13−1をドライブし、ゲート
ドライバ12−2はゲート電極(G2)13−2をドラ
イブし、ゲートドライバ12−3はゲート電極(G3)
13−3をドライブし、順次ゲート電極がドライブされ
ていき最終のゲートドライバ12−mにより最終のゲー
ト電極(Gm)13−mがドライブされる。
キングパルスBNKが印加され、このブランキングパル
スBNKが印加されている期間ラッチ回路11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13−1〜13〜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13−1〜13−mに印加されるデータは画像データ
とされているため、ゲート電極13−1〜13−mには
図6のG1〜Gmとして示すようにブランキングパルス
の期間ブランキングされた画像データのデータが周期T
ごとに印加される。
順次走査駆動するための直列のカソードデータはシフト
レジスタ14に加えられて並列データとされてラッチ回
路15でラッチされる。このために、シフトレジスタ1
0にはシフト用クロックCLKと、所定期間ごとにシフ
トレジスタ14をクリアするクリアパルスCLRとが入
力されている。
ドデータはそれぞれカソードドライバ16−1〜16−
nに印加される。カソード電極16−1〜16−nはそ
れぞれストライプ上に形成されており、カソードドライ
バ16−1はカソード電極(K1)17−1をドライブ
し、カソードドライバ16−2はカソード電極(K2)
17−2をドライブし、カソードドライバ16−3はカ
ソード電極17−3をドライブし、このように順次カソ
ード電極がドライブされていき最終のカソードドライバ
16−nにより最終のカソード電極17−nがドライブ
される。
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18を介してドライブ回路16−1〜16−
nにブランキングパルスが印加される。このため、ドラ
イブ回路16−1〜16−nにはブランキングパルスB
NKが印加されている期間VCHの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4に示
すように閾値VTHより低いレベルであり、また、ブラン
キングパルスのパルス幅はτとされている。
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17−1〜17−nはプ
リチャージされるようになる。したがって、このカソー
ド電極17−1〜17−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。このときのドライブパルス
は、図2にK1〜Knとして示すようにτの期間カソー
ドをプリチャージするプリチャージパルスが付加された
順序パルスとなり、それぞれのパルス幅はTとされ、発
生周期はnTとなる。
電極13−1〜13−mとカソード電極17−1〜17
−nはマトリクス状に配置されており、両電極の交差部
にはそれぞれエミッタアレイE11,E12・・・E2
1,E22・・・Enmが各カソード電極17−1〜1
7−n上に作製されている。このエミッタアレイE11
〜Enmは画像表示装置の画素を形成しており、走査パ
ルス信号K1〜Knによりドライブされた上記カソード
電極17−1〜17−nの一つと上記ゲート電極13−
1〜13−mとの間に所定の電圧が印加されたエミッタ
アレイE11〜Enmから電子が放出され、この電子は
ゲート電極13−1〜13−m上に離隔して配置された
図示しないアノードに捕集される。
り、画素であるエミッタアレイE11〜Enmから放出
された電子により、その部分に対応する蛍光体がそれぞ
れ発光するようになる。そして、上記説明したようにゲ
ート電極13−1〜13−mには画像データが印加され
ているために、蛍光体は画像データに応じて発光し、そ
の結果画像が蛍光体上に表示されるようになる。
れている期間カソード電極17−1〜17−nにはレベ
ルVCHのパルスが印加されているが、このときはゲート
電極13−1〜13−mに印加される信号はブランキン
グされているため、ゲート・エミッタ間の電圧はVCHと
なり、エミッタアレイE11〜Enmのいずれからも電
子が放出されることはなく隣接する画素からの漏れ発光
を防止することができる。上記の説明ではパワーサプラ
イ18を設けてプリチャージ用のパルスを発生したが、
本発明はこれに限らず、例えば分圧抵抗を用いてプリチ
ャージ用電圧VCHを発生してもよい。また、プリチャー
ジ期間ではカソード電極を電圧VCHまで上昇するに要す
る時間でよいため、カソード電極の浮遊容量に応じて変
化させることができる。
のように構成されているので、予めカソードをプリチャ
ージした上でカソードをドライブすることができるた
め、ドライブパルスの周波数を高速にすることができ
る。また、カソードをプリチャージしている期間ゲート
をブランキングするようにしたため、隣接する画素の漏
れ発光を防止することができ、動画の表示を鮮明に表示
することができるようになる。
である。
示す図である。
る。
ミッタ間電圧特性を示す図である。
ある。
す図である。
イバ 13−1〜13−m,53−1〜53−m ゲート電極 16−1〜16−n,56−1〜56−n カソードド
ライバ 17−1〜17−n,57−1〜57−n カソード電
極 18 パワーサプライ CLK シフトクロック CLR クリアパルス BNK ブランキングパルス G1〜Gm ゲート電極 K1〜Kn カソード電極 E11〜Enm エミッタアレイ
Claims (2)
- 【請求項1】マトリクス上に配置された複数のストライ
プ状のゲート及び複数のストライプ状のカソードと、 上記ゲートとカソードとの間に所定の電圧を印加するこ
とにより、電子を電界放出する上記マトリクスの交差部
分のカソード上に形成されたエミッタと、 上記ゲート上に離隔配置されると共に、上記エミッタか
ら放出された電子を捕集するアノードと、 該アノードに設けられた蛍光体とを備え、 上記カソードをドライブパルスにより順次駆動走査する
と共に、上記ゲートにそれぞれ画像信号を印加すること
により、上記蛍光体を発光させて画像を表示するように
した画像表示装置の駆動装置において、 上記ドライブパルスの前縁部を、上記カソードをプリチ
ャージするプリチャージ期間とすると共に、該プリチャ
ージ期間の間上記ゲートに印加される信号をブランキン
グすることを特徴とする画像表示装置の駆動装置。 - 【請求項2】上記プリチャージ期間の間上記ドライブパ
ルスのレベルを、上記エミッタから電子が放出され始め
るゲート・エミッタ間閾値レベル近傍の、該閾値レベル
よりは低いレベルとすることを特徴とする請求項1記載
の画像表示装置の駆動装置。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5177560A JP2755113B2 (ja) | 1993-06-25 | 1993-06-25 | 画像表示装置の駆動装置 |
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Applications Claiming Priority (1)
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JP5177560A JP2755113B2 (ja) | 1993-06-25 | 1993-06-25 | 画像表示装置の駆動装置 |
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ID=16033103
Family Applications (1)
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JP5177560A Expired - Fee Related JP2755113B2 (ja) | 1993-06-25 | 1993-06-25 | 画像表示装置の駆動装置 |
Country Status (3)
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JP (1) | JP2755113B2 (ja) |
FR (1) | FR2707032A1 (ja) |
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