JP2803417B2 - 2安定電気光学デバイス、及び前記デバイスに関連するフラット・ディスプレイ・スクリーン - Google Patents

2安定電気光学デバイス、及び前記デバイスに関連するフラット・ディスプレイ・スクリーン

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JP2803417B2
JP2803417B2 JP3319624A JP31962491A JP2803417B2 JP 2803417 B2 JP2803417 B2 JP 2803417B2 JP 3319624 A JP3319624 A JP 3319624A JP 31962491 A JP31962491 A JP 31962491A JP 2803417 B2 JP2803417 B2 JP 2803417B2
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ルロー ティエリー
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コミツサリア タ レネルジー アトミーク
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    • H01J31/00Cathode ray tubes; Electron beam tubes
    • H01J31/08Cathode ray tubes; Electron beam tubes having a screen on or from which an image or pattern is formed, picked up, converted, or stored
    • H01J31/10Image or pattern display tubes, i.e. having electrical input and optical output; Flying-spot tubes for scanning purposes
    • H01J31/12Image or pattern display tubes, i.e. having electrical input and optical output; Flying-spot tubes for scanning purposes with luminescent screen
    • GPHYSICS
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    • G09G3/22Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters using controlled light sources

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、2安定電気光学デバイ
ス、及び前記デバイスに関連するスクリーンに関する。
本発明は特にディスプレイ及び可視化に適用されるが、
光コンピュータのような光論理システムにも適用され
る。
【0002】
【従来の技術】2安定電気光学デバイスは、公知であ
り、ゴードン及びブリーチ科学出版S.A(Gordo
n and Breach Sience Publi
sherS.A)による雑誌フェロエレクトリクス19
88年、85巻、279〜289頁に発行されたハンド
シー(M.A Handshy)による「光学的計算に
対する強誘電体液晶の電気光学応用(Electroo
ptic Application of Ferro
electric Liquid Cristal t
o Optical Computing)」に説明さ
れている。2安定電気光学デバイスは光伝導物質の層に
結合する液晶セルを有し、アッセンブリは外部光束によ
り制御されている。液晶セルを透明又は不透明とするこ
とができ、制御光ビームを伝送したり、伝送しないよう
にすることができる。
【0003】光ビームが伝送されると、光伝導物質の抵
抗が減少し、一方光の伝送がほぼゼロのときは、非常に
高い抵抗値を保持する。導電状態と絶縁状態との間の遷
移はヒシテリシス曲線に従って行なわれる。与えられた
光束の場合に、光伝導に関連してセルに2つの伝送状態
が存在し得るので、光伝導物質は1又は他の状態(伝導
状態又は絶縁状態)となることができる。従って、論理
情報を記録することができる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】光コンピュータ・メモ
リはこのようなデバイスにより機能するが、このような
デバイスは非常に高いパフォーマンス特性を持っている
わけではいない。従って、このような2安定デバイスの
スイッチング時間は長く(数ミリ秒)、高周波論理処理
の実行を不可能にしている。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明の目的は、約1マ
イクロ秒の高速スイッチング時間を有する2安定電気光
学デバイスを提供することにある。
【0006】そのスイッチング速度は液晶セル・デバイ
スよりも約1000倍速いので、同一時間で更に多数の
論理処理を実行することができる。
【0007】本発明によるデバイスは周知の製造手順を
用いる簡単な構造を有する利点がある。
【0008】本発明は、第1及び第2の基板と、一つの
真空エンクロージャを形成するように、かつ、一方で前
記第1の基板により支持された第1の伝導物質層、光伝
導物質及びカソード・ルミネッセント物質層を有すると
共に、他方で前記カソード・ルミネッセント物質層を励
起する手段を有する少なくとも一つの2安定素子を前記
真空エンクロージャに収容した前記第1及び第2の基板
を互いにハーメチック・シールする手段とを備えてい
る。
【0009】ひとつの実施例によれば、前記第1の基板
及び第1の伝導物質層は透明である。
【0010】特定の実施例によれば、2安定素子は第2
の伝導物質層を有し、前記第1及び第2の伝導物質層は
分離され、前記第1の基板上に堆積される。前記光伝導
物質層は、前記伝導物質層を電気的に接続するように少
なくとも前記第1及び第2の伝導物質層を覆う。前記伝
導物質層及び前記光伝導物質層はカソード・ルミネッセ
ント物質層により覆われたほぼ共面構造を形成してい
る。
【0011】前記第2の伝導物質層は光学的に透明であ
ってもよい。
【0012】当該実施例の変形によれば、絶縁層はほぼ
前記共面構造とカソード・ルミネッセント物質層との間
に挿入され、前記絶縁層は、前記伝導物質層と前記カソ
ード・ルミネッセント物質層との間に電気接点を形成す
るように、前記第2の伝導物質層の上に開口を備えてい
る。前記絶縁層は、前記光伝導物質層が前記第1伝導物
質層を完全に覆っていないときは、前記第1の伝導物質
層及び前記カソード・ルミネッセント物質を絶縁可能に
させる。
【0013】他の実施例によれば、前記第1の伝導物質
層は前記第1の基板上に堆積され、前記光伝導物質層は
少なくとも前記第1の伝導物質層を部分的に覆い、前記
伝導物質層は前記カソード・ルミネッセント物質層によ
り覆われたスタック構造を形成し、前記2安定素子は前
記カソード・ルミネッセント物質層から前記第1伝導物
質層を電気的に絶縁する手段を有する。
【0014】前記実施例の変形によれば、前記カソード
・ルミネッセント物質層から前記第1伝導物質層を電気
的に絶縁する前記手段は、前記第1伝導物質層を完全に
覆う前記光伝導物質層の延長部により構成されてもよ
い。
【0015】前記カソード・ルミネッセント物質層から
前記第1伝導物質層を電気的に絶縁する前記手段は、前
記光伝導物質層が前記第1の伝導物質層を部分的に覆う
ときは、前記スタック構造を覆う絶縁層により構成され
てもよい。前記絶縁層は、前記光伝導物質層と前記カソ
ード・ルミネッセント物質層との間の電気接続を確保す
るように、前記光伝導物質層の上に開口を備えている。
【0016】第2の実施例の変形によれば、前記スタッ
ク構造は前記光伝導物質層を少なくとも部分的に覆う第
2の伝導物質層を備えている。前記第2の伝導物質層は
前記基板上に部分的に配置されてもよい。
【0017】前記2安定電気光学デバイスは以下で説明
する2つの動作モードを有し、一方の動作モードはゼロ
又は一定の励起光束を有し、他方の動作モードは一定の
励起電圧を有する。
【0018】一定の励起光束又は励起電圧により動作す
る一実施例によれば、当該2安定電気光学デバイスは、
例えば前記エンクロージャの外側に配置された光源を備
えている。
【0019】本発明による2安定電気光学デバイスが外
部光励起により一定電圧で動作するときは、前記光源が
前記第1の基板に沿って配置されるのがよい。その場合
に前記第1の基板及び前記第1伝導物質層は透明でなけ
ればならない。更に、本発明による前記2安定電気光学
デバイスをディスプレイのスクリーンに用いるときは、
カソード・ルミネッセント物質から放射される光は前記
カソード・ルミネッセント物質と前記第1の基板との間
に配置された層を介して伝送され、前記アッセンブリは
透明でなければならない。
【0020】前記カソード・ルミネッセント物質を励起
する種々の手段を用いることができる。特に引用される
のは、マイクロチップ・エミション・カソード・ソー
ス、金属−絶縁体−金属構造を有する半導体ダイオード
電子ソース、又は他の電子ソースである。
【0021】好ましくは、前記2安定電気光学デバイス
がいくつかの2安定素子を備えているときは、一つのカ
ソード・ルミネッセント物質層が全ての2安定素子に共
通となる。前記2安定電気光学デバイスがいくつかの2
安定素子を備えているときは、この2安定素子をマトリ
ックス形式に配列することができる。この構成は前記2
安定素子の多重動作を可能にし、前記2安定電気光学デ
バイスの制御を容易にすることができる。
【0022】マトリックス配列において、前記第1の伝
導物質層は並列な伝導カラムにより相互接続され、前記
励起手段は平行な行に従って制御される。
【0023】本発明の他の目的は、前記2安定電気光学
デバイスの2安定性を利用すること、従って非常に明る
いかつ多重化された平坦なディスプレイ・スクリーンを
得るために状態を記憶する可能性を利用することからな
る。
【0024】従って、本発明は行及び列に配列されたい
くつかの2安定素子を有する2安定デバイスに関連した
フラット・スクリーンに関する。行及び列の各2安定素
子はスクリーンの画素を形成している。
【0025】このようなスクリーンの制御は多重化され
ている。適当な制御電圧を印加して2安定素子の2安定
性の効果を得ることにより、アドレス指定された画素が
「オン」状態に配置されると、前記状態は、その画素に
ついて次にアドレス指定するまで、即ちラスタ時間の全
体にわたって保持することができる。通常、「オン」状
態は行のアドレス時間中に保持されるだけである。従っ
て、スクリーンの輝度はスクリーンの行の数に等しい係
数だけ改善される。更に、スクリーンの行の数は制限さ
れていない。大きなスクリーンを製造することは可能で
あるが、制御の簡単さは依然として保持されている。
【0026】表示されるべき情報に対応する信号は互い
に接続されている前記第1の伝導物質層により形成され
た伝導列に送出される。これらの伝導列はアノードであ
り、従来の技術が信号を印加していたカソードよりもか
なり低い静電容量(500〜1000のファクタ)を有
する。
【0027】従って、スクリーンを制御するために必要
とする容量性電力は、同一量だけ減少する。従って、電
子ソースは制限された厚さをもつことができ、従って高
い静電容量を有するが、一方、2安定素子の静電容量は
小さい。
【0028】スクリーンの画素は「オン」状態及び「オ
フ」状態をとり、処理は画素の行を連続的にアドレス指
定すること、及び行のアドレス指定中に、前記行の全て
の画素を「オフ」状態に遷移させ、次いで前記行の画素
を点灯させ、アドレス指定されていない行の画素は前の
アドレス指定のときの状態を保持することからなる。
【0029】特定の一実施例によれば、V0を2安定素
子の安定性のために低しきい値の電圧とし、V1を2安
定素子の安定性のために高しきい値の電圧とするとき、
行と列との交点に位置する画素の状態は、前記伝導列
(アノード)と前記カソード・ルミネッセント物質を励
起する前記手段のカソードとの間の電位差を与えること
により制御され、前記カソードは行を励起し、 A:行のアドレス指定中に、 a)時間Teにおいて、カソードは電位−VINに高め
られ、 b)時間Taにおいて、カソードは電位−VIBに高め
られ、 1)列及び行との間の交点に配置された画素を点燈する
ために、 i)時間Teにおいて、条件VIN−Vc<V0によ
り、列は電位−Vcに高められ、 ii)時間Taにおいて、条件VIB+Vc>V1によ
り、列は電位Vcに高められ、 2)列及び行との間の交点に配置された画素を消光する
ために、 i)時間Teにおいて、条件VIN+Vc<V0によ
り、列は電位Vcに高められ、 ii)時間Taにおいて、条件VIB−Vc<V1によ
り、列は電位−Vcに高められ、 B:アドレス指定がされないときは、前のアドレス指定
中に取った状態における行の状態を保持するために、V
r+Vc<V1及びVr−Vc>V0となるように、カ
ソードは−Vrに高められる。
【0030】以下、本発明を非限定的な実施例及び添付
する図面に関連して詳細に説明する。
【0031】
【実施例】図1は本発明による2安定電気光学デバイス
の断面図を構成している。この2安定電気光学デバイス
は光学的に透明な例えばガラスからなる第1のガラス基
板10と、例えばガラスからなる第2のガラス基板12
とを備えている。例えば溶融可能なガラスのジョイント
14は、高真空(例えば、10−6mm Hg)を発生
するエンクロージャを得るように互いに第1ガラス基板
10及び第2のガラス基板12をハーメチック・シール
している。
【0032】図示の実施例において、2安定電気光学デ
バイスは、行及び列によるマトリックス形式によって配
列され、前記エンクロージャに収容された数個の2安定
素子16を備えている。各2安定素子16はガラス基板
10により支持されたスタック構造を形成する一連の層
を備えている。
【0033】光学的に透明な、例えばインジウム及び酸
化すず(ITO)の第1の伝導物質層18をガラス基板
10上に堆積し、例えば500Åの厚さを有する。例え
ばnドープのアモルファス・シリコン(a−Si−n
)、アモルファス・シリコン(a−Si)及びn
ープのアモルファス・シリコン(a−Si−n)の積
み重ねにより形成された光伝導物質層20は、第1の伝
導物質層18の全体を覆っている。光伝導物質層20
は、例えば厚さが1〜20μmである。例えば硫化亜鉛
(ZnS)のカソード・ルミネッセント物質層22は光
伝導物質層20を覆い、厚さが例えば10μmである。
選択的に、第2の透明伝導物質層24(例えばITO)
は光伝導物質層20とカソード・ルミネッセント物質層
22との間に接点を形成するように堆積される。この接
点は各2安定素子の活性ゾーンを定める。この第2の透
明伝導物質層24は厚さが例えば500〜1000Åで
ある。この第2の透明伝導物質層24は光伝導物質層2
0とカソード・ルミネッセント物質層22との間で良好
な接触抵抗を確保することを提供する。
【0034】図2Aは一つのカソード・ルミネッセント
物質層22が全ての2安定素子に共通していることを示
し、これがカソード・ルミネッセント物質層22の堆積
を簡単にする。
【0035】更に、図2Aは第1の伝導物質層18が伝
導列を形成するように相互接続されていることを示す。
従って、励起手段が行を制御することができるときは、
2安定素子16の多重制御を実行することができる。第
2の透明伝導物質層24は、このようにして形成された
光伝導物質層20とカソード・ルミネッセント物質層2
2との間の接点が分離された2安定素子を定めるよう
に、エッチングされている。
【0036】図2Bは積層構成の2安定素子の変形を概
要的に示す。この断面図は、絶縁層23が光伝導物質層
20を覆っていることを示す。この絶縁層23は、光伝
導物質層20の底部を解放する開口25を有するので、
光伝導物質層20とカソード・ルミネッセント物質層2
2との間の電気的な接触を確保している。
【0037】図3は2安定素子の変形を概要的に示す。
この層はほぼ共面構造により配列されている。第1の伝
導物質層18及び第2の透明伝導物質層24はガラス基
板10上に配置されている。光伝導物質層20は第1の
伝導物質層18を完全に覆い、第2の透明伝導物質層2
4を部分的に覆っている。カソード・ルミネッセント物
質層22は、共面構造の第1の伝導物質層18、光伝導
物質層20及び第2の透明伝導物質層24を覆い、一方
第1の伝導物質層18とは接触せず、かつ第2の透明伝
導物質層24とは接触している。
【0038】図1はカソード・ルミネッセント物質層2
2を励起する電子源26を有する2安定素子16を示し
ている。この電子源26はガラス基板12により支持さ
れた電子源である。
【0039】図1に示す実施例では、2安定素子16が
マトリックス形式で配列されており、電子源26が連続
する列の2安定素子を励起することができる。
【0040】図4はカソード・ルミネッセント物質層を
励起する電子源26の第1の実施例を概要的に示す。電
子源26はマイクロチップ放射カソード電子源である。
例えば、このように電子源はフランス特許出願第2 6
23 013号に説明されている。
【0041】図4に示す実施例において、導電行28
(カソード)はガラス基板12上に堆積されている。こ
れらの導電行28(カソード)は電子を放射することが
できるマイクロチップ30を支持している。導電行28
は絶縁層32により覆われており、絶縁層32はマイク
ロチップ30の位置で開口即ちオリフィス34を有す
る。
【0042】一つのグリッド36が絶縁層32のオリフ
ィス34に対面するオリフィス38を有し、絶縁層32
上に堆積されている。
【0043】図示していないこのような電子源の実施例
によれば、行はグリッド36上に形成され、一方マイク
ロチップ30は共通の伝導層上に位置する。
【0044】図5は光伝導物質層を励起する手段の第2
の実施例を概要的に示す。この手段は、金属−絶縁−金
属(MIM)構造(又は構造金属−誘電体一金属につい
てのMDM)を有するダイオード電子源である。このよ
うに電子源はMIRにより発行された「電子の物理的な
基礎」と題するフリードリックホーフ(Fridrik
hof)及びモブニーネ(Movnine)による著書
に説明されている。
【0045】図5の実施例では、金属伝導行38がガラ
ス基板12上に位置する。各金属伝導行38は薄い誘電
体層40により覆われている。誘電体(絶縁)層40は
一つの金属フィルム42により覆われている。伝導層3
8の位置では、MIM構造が電子を放射することができ
るダイオードを形成している。
【0046】図6はカソード・ルミネッセント物質層を
励起する手段の第3の実施例を概要的に示す。この手段
は半導体ダイオード電子源である。このような電子源の
説明は前記著書に記載されている。
【0047】半導体−金属構造ソース及びp−n接合ソ
ースは半導体ダイオード・ソースのカテゴリに属する。
【0048】図6は例示的な非限定形式により、半導体
−金属構造を有する電子源を示している。半導体金属層
44はガラス基板12上に位置し、金属層46により覆
われている。
【0049】電子源は、どの電子源を用いようとも、第
1の伝導物質層18(図1)に印加された電位に対して
正しく極性づけされたときに、適正に機能する。
【0050】適当な制御電圧が図1に示す制御手段48
に印加される。この制御手段48はエンクロージャを通
過する接点により電極(18、28、36又は18、3
8、42又は18、44、46)に接続されている。第
1の伝導物質層18はアノードとして機能する。電子源
における行はカソードである。
【0051】2安定素子の第1の動作を図7に関連して
説明をしよう。図7は、2安定素子を配置させる交点で
アノードとカソードとの間に印加される電圧Vakの関
数として、カソード・ルミネッセント物質により放射さ
れる出力光束Fs、又は電子源により放射される電子の
加速電圧Vaを示している。
【0052】電子源26(図1)により放射された電流
は適当な電圧を印加することにより固定される。この電
圧は、グリッド36とマイクロチップ放射カソード電子
源用のカソード28との間(図4)、金属フィルム42
とMIM構造用のカソードを構成する伝導層38との間
(図5)、又は金属層46と半導体構造用のカソードを
構成する半導体金属層44との間(図6)に印加され
る。
【0053】電子源により放射された電子は、アノード
とカソードとの間に印加された電位差Vakの値の関数
として多かれ少なかれ加速される。
【0054】図7は、電圧Vak(曲線の部分A)が増
大すると、電圧Vakが約100Vに等しいしきい値V
1を超えたときに、最小値にほぼ等しいままであった電
子の加速電圧Vaが急激に最大値になることを示してい
る。V1より高い値から電圧Vak(曲線のB部分)が
減少すると、加速電圧Vaはほぼその最大値を保持し、
電圧Vakが約90Vに等しいしきい値V0以下に降下
すると、その最小値に急激に低下する。
【0055】出力光束Fsを示す曲線は、加速電圧Va
の挙動を説明するものと同一である。従って、加速電圧
が低いときは、カソード・ルミネッセント物質はほとん
ど光を放射せず、光伝導物質層の伝導度は低い。電位差
Vakが増大されるに従って、電子が加速され、カソー
ド・ルミネッセンスを発生する。しきい値V1を超える
と、光伝導物質層の抵抗は最小となり、加速電圧、従っ
て出力光束は最大となる。
【0056】電圧Vakが減少するときは、この現象は
同一であるが、方向が逆である。曲線は2つの安定状態
を有するV0とV1との間の動作領域を有するヒステリ
シス・サイクルを示す。この最初の動作領域モードにお
いて、入力光束、光伝導物質層に向かう外部光束は一定
又は0とみなされる。
【0057】図8を参照して、第2の実施例を説明しよ
う。第2の実施例では電圧Vakが一定に保持され、出
力光束の変化は入力光束の変化に依存している。
【0058】図1から理解されるように、前記入力光束
は2安定素子を含むエンクロージャ外に位置する光源5
0から供給される。この光源50は制御手段48により
制御される。例えばガラス基板10から互いに独立して
異なる2安定素子を照明することができる。このような
光源50を例えば1以上のレーザにより、又は他の1以
上の2安定素子により形成することができる。
【0059】図8に戻ると、光伝導物質の伝導度は、強
度が増大する入力光束Feを光伝導物質に照射すること
により変化することが理解される。しきい値F1(曲線
の部分C)以下では、伝導度は最小であり、従って前述
のように、電圧Vakは光伝導物質の境界の電圧にほぼ
完全に等しくなり、加速電圧は低くなる。従って、出力
光束Fsは最小である。しきい値F1以上では、伝導度
は最大となる。光伝導物質の境界の電圧は無視でき、加
速電圧は最大であり、従って出力光束Fsもそのように
なる。
【0060】入力光束を減少することにより(曲線の部
分D)、逆の現象が得られ、Feがしきい値F0以下に
低下すると、Fsの最大値から最小値へ切り換わる。
【0061】従って、曲線はF0とF1との間の動作領
域及び2つの安定状態を有するヒステリシス・サイクル
を示す。
【0062】これらの動作モードのいずれかにおいて、
一方の安定状態から他方の安定状態への切り換えが約1
μsで得られる。従って、電子システムと競合し得て、
作成が簡単な高速の光電子メモリを作成することができ
る。光電子メモリとは別に本発明によるデバイスはフラ
ット・ディスプレイ・スクリーンを作成することを可能
にする。
【0063】このようなスクリーンを図9に概要的に示
す。前に説明した2安定素子の電子光学デバイス及び参
照番号は図1のものと同一である。残りの説明の全般
で、説明をガラス基板10側から当該スクリーンへ行な
うことにする。
【0064】スクリーンはマトリックス形式にあり、2
安定素子16は行及び列に配列されている。各2安定素
子はスクリーンにおける画素に対応している。第1の伝
導物質層18は伝導列を形成するように相互接続されて
おり、2安定素子は行及び列の交点に設定される。
【0065】図2A、図2B、図3、図10及び図11
に示されているように、ガラス基板10による支持され
たいくつかの層の構造が可能である。
【0066】図3の共面構造と異なる共面構造を図10
に概要的に断面図により示す。
【0067】第1の伝導物質層18及び第2の透明伝導
物質層24はガラス基板10上に堆積されている。図示
のように、第1の伝導物質層18は伝導列の形式にあ
り、第2の透明伝導物質層24は画素の大きさを定め、
かつ透明でもある。
【0068】図10に示す実施例では、第1の伝導物質
層18及び第2の透明伝導物質層24は光伝導物質層2
0と交差しており、後者はこれらを部分的に覆ってい
る。絶縁層23は、開口25に対応する位置を除き、こ
の共面構造を覆っており、開口25は第2の透明伝導物
質層24の上にある。この共面構造はカソード・ルミネ
ッセント物質層22により覆われ、カソード・ルミネッ
セント物質層22は単一の第2の層24と電気的な接触
をしている。
【0069】図11は図1、図2A及び図2Bのスタッ
ク構造と異なる他のスタック構造の断面を概要的に示
す。ガラス基板10上に堆積された第1の伝導物質層1
8は光伝導物質層20により覆われている。第2の透明
伝導物質層24は部分24aを有し、この部分24aは
ガラス基板10上にある光伝導物質層20及び他の部分
を少なくとも部分的に覆っており、その幾何学的な形状
は画素の寸法を定める。この構造はカソード・ルミネッ
セント物質層22により覆われている。
【0070】前述のように、電子源26(図9)は制御
手段48の動作によりスクリーンにおける連続的な画素
列を励起することができる。スクリーンの列をアドレス
指定する場合は、制御手段48は前記列の画素を発光又
は消光させるために、伝導列上に制御信号を供給する。
【0071】図12A〜図12Eはスクリーンの画素状
態を制御するためのタイミングを概要的に示す。これら
の図において、電位の振幅縮尺は実際のものではない。
【0072】スクリーンは入力光束及び一定の特性の電
流により制御されている。画素の光伝導物質の伝導度
は、アノードとカソードとの間(即ち、画素に関連した
伝導列と例えばマイクロチップ放射カソード電子源の伝
導行との間)に印加された電位差を変化させることによ
り変化し、画素は前記行及び列の交点に位置している。
【0073】光伝導物質の伝導度が最小のときは、電子
の加速電圧は最小であり、画素は消光状態即ちオフ状態
にある。光伝導物質の伝導度が最大のときは、電子の加
速電圧は最大であり、画素は発光状態即ちオン状態にあ
る。
【0074】本発明によれば、画素の行の連続的なアド
レス指定が実行される。図12Aは時間の関数としてカ
ソード(行)に印加した電位VIを示す。行は全ラスタ
時間Ttの間アドレス指定される。行がアドレスされる
時間TIは2つの期間、即ちアドレス指定された行の画
素状態の消去に割り付けられた第1の消去期間Te(全
ての画素はオフ状態に導かれる。)と、画素が取るべき
状態に導かれる第2のアドレス期間Taとに分割され
る。
【0075】消去期間Teにおいて、VIは値−VIN
を取り、かつVINが80Vに等しい。アドレス期間T
aにおいて、VIは−VIBを取り、かつVIBがI0
0Vに等しい。VIは残りの時間において値−Vrを取
り、かつVrは95Vに等しい。
【0076】図12Bは発光状態において画素を得るた
めに伝導列に印加された電位VcBを概要的に示す。消
去期間Teにおいて、電位VcBは値−Vcを取るとす
る。値Vc及びVINは、VIN±VcがVI以下とな
るように選択され、この値は2安定素子の低い方のしき
い値(図7)である。前述のように、V0は90Vに等
しくてもよい。VINは80Vに設定され、Vcは例え
ば4Vに等しい。期間TaにおいてVcBは値Vcを取
るとする。
【0077】図12Cは画素を発光状態に導くためにア
ノードとカソードとの間の電位差Vakを示す。消去期
間Teにおいて、Vakは値VIN−Vc、即ちこの実
施例ではV0より十分に低い76Vを取る。光伝導物質
は励起電子の最小加速電圧に導く最小伝導度を有する。
出力光束は無視可能である。その前の状態(図12Cに
おいて点線により表わされている)がどのようなもので
あっても、画素は消光状態に導かれる。
【0078】アドレス期間Taにおいて、Vakは値V
IB+Vc、即ちこの実施例ではしきい値V1(図7)
より十分に高い104Vを取る。光伝導物質の伝導度が
最大となり、出力光束が最大となり、画素はよく照射さ
れる。
【0079】図12Dは画素を消光状態に導くために伝
導列に印加されるVcNを概要的に示す。消去期間Te
において、電位VcNは値Vcを取り、次いでアドレス
期間において−Vcを取る。
【0080】図12Eは、前の状態(図12Eに点線に
より示す)がどのようなものであっても画素を消光状態
に導くためのアノードとカソードとの間の電位差Vak
を示す。
【0081】消去期間Teにおいて、Vakは値VIN
+Vc、即ちこの実施例では84Vを取る。これは十分
にV0より低く、画素は消光状態に導かれる。アドレス
期間Taにおいて、Vakは値VIB−Vc、即ちこの
実施例では96Vを取る。これは十分にV1より低く、
画素は前の状態、即ち消光状態に留まる。
【0082】行の2つのアドレス期間Taの間、画素が
取る状態は各画素に対応する2安定素子によって記憶さ
れる。列は、他の行の画素を制御するための電位±Vc
にコンスタントに導かれる。2つのアドレス動作の間に
おいて、各行は−Vrに導かれる。値Vr及びVcは、
2つのアドレス動作の間における電位Vak=Vr±V
cがV0とV1との間にあるようにされる。前述のごと
くVrは例えば95Vに選択され、またVcは4Vに選
択される。従って、Vr±Vcは90〜100の範囲に
含まれ、即ち安定領域において列の画素を前のアドレス
処理において取った状態に保持させることができる。画
素の状態の記憶は新しいアドレス処理前の消去期間の必
要性を説明している。
【0083】
【効果】前記記憶の結果として、Nがスクリーンの行の
数であるときは、画素の発光状態は通常のスクリーンに
おける発光状態よりもN倍長く保持される。従来の技術
では発光状態は対応する行のアドレス期間にのみ保持さ
れる。従って、従来技術のスクリーンよりも明るいスク
リーンが得られる。更に、このようなスクリーンにおい
て、行の数には制限がない。高精細度ディスプレイ用の
大きな行数を有する大きなスクリーンの製造が可能であ
る。
【0084】本発明は、ここで説明し、図示した実施例
に限定されず、実際には変形が可能である。特に、他の
型式の電子源を用いること、又はスクリーンの場合に、
他の処理が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明によるデバイスの断面図である。
【図2A】本発明によるデバイスの部分的な斜視図であ
る。
【図2B】2安定素子の変形の図である。
【図3】2安定素子の変形における断面図である。
【図4】カソード・ルミネッセント物質層の励起手段の
第1の実施例の斜視図である。
【図5】カソード・ルミネッセント物質層の励起手段の
第2の実施例の斜視図である。
【図6】カソード・ルミネッセント物質層の励起手段の
第3の実施例の斜視図である。
【図7】一定制御電圧励起中の2安定素子の安定性を示
すヒステリシス曲線である。
【図8】一定入力光束励起中の2安定素子を示すヒステ
リシス曲線である。
【図9】本発明によるスクリーンの斜視図である。
【図10】前記スクリーンを構成する2安定素子の部分
断面図である。
【図11】前記スクリーンを構成する2安定素子の部分
断面図である。
【図12A】前記スクリーンの画素のオン及びオフ状態
を制御するタイミング図である。
【図12B】前記スクリーンの画素のオン及びオフ状態
を制御するタイミング図である。
【図12C】前記スクリーンの画素のオン及びオフ状態
を制御するタイミング図である。
【図12D】前記スクリーンの画素のオン及びオフ状態
を制御するタイミング図である。
【図12E】前記スクリーンの画素のオン及びオフ状態
を制御するタイミング図である。
【符号の説明】
10、12 ガラス基板 16 2安定素子 18 第1の伝導物質層 20 光伝導物質層 22 カソード・ルミネッセント物質層 24 第2の透明伝導物質層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H01J 31/12 - 31/18 H01J 29/18 - 29/34 G09G 3/30 301 G02F 3/00

Claims (19)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 第1及び第2の基板(10、12)と、 該第1及び第2の基板を互いにハーメチックシールして
    真空エンクロージャを形成する手段(14)を有し、 該エンクロージャの中に少なくともひとつの2安定素子
    (16)がもうけられ、 該2安定素子は、第1の基板(10)により支持され
    る、第1の伝導物質層(18)と少なくともその一部に
    直接接触してもうけられる光伝導物層(20)及び該光
    伝導物層(20)と電気接続を有するカソード・ルミネ
    ッセント物質層(22)を有すると共に、前記カソード
    ・ルミネッセント物質層(22)を励起する手段(2
    6)を有する、 ことを特徴とする2安定電気光学デバイス。
  2. 【請求項2】 前記第1の基板(10)及び前記第1の
    伝導物質層(18)は透明であることを特徴とする請求
    項1記載の2安定電気光学デバイス。
  3. 【請求項3】 前記2安定素子(16)は第2の伝導物
    質層(24)を有し、 第1及び第2の伝導物質層(18、24)は分離され、
    かつ第1の基板(10)の上にもうけられ、 前記光伝導物質層(20)は前記第1及び第2の伝導物
    質層(18、24)を少なくとも部分的に覆うことによ
    り照射状態のときこれらの伝導物質層(18、24)を
    電気的に接続し、 伝導物質層及び光伝導物質層(20)はカソード・ルミ
    ネッセント物質層(22)により覆われた実質的な共面
    構造を形成していることを特徴とする、請求項1記載の
    2安定電気光学デバイス。
  4. 【請求項4】 前記第2の伝導物質層(24)は透明で
    あることを特徴とする請求項3記載の2安定電気光学デ
    バイス。
  5. 【請求項5】 前記共面構造(18、20、24)と前
    記カソード・ルミネッセント物質層(22)との間には
    絶縁層(23)が配置され、前記絶縁層(23)は、前
    記第2の伝導物質層と前記カソード・ルミネッセント物
    質層との間に電気的な接触が形成されるように、前記第
    2の伝導物質層(24)の上に開口(25)を備えてい
    ることを特徴とする請求項3記載の2安定電気光学デバ
    イス。
  6. 【請求項6】 前記第1の伝導物質層(18)は前記第
    1の基板(10)上に堆積され、前記光伝導物質層(2
    0)は前記第1の伝導物質層(18)を覆い、前記光伝
    導物質層(20)及び前記第1の伝導物質層(18)は
    前記カソード・ルミネッセント物質層(22)により覆
    われているスタック構造を形成し、更に前記2安定素子
    は前記カソード・ルミネッセント物質層(22)から前
    記第1の伝導物質層(18)を電気的に絶縁する手段を
    備えていることを特徴とする請求項1記載の2安定電気
    光学デバイス。
  7. 【請求項7】 前記カソード・ルミネッセント物質層
    (22)から前記第1の伝導物質層(18)を電気的に
    絶縁する前記手段は、前記第1の伝導物質層(18)を
    完全に覆う非照射状態の前記光伝導物質層(20)によ
    り構成されていることを特徴とする請求項6記載の2安
    定電気光学デバイス。
  8. 【請求項8】 前記カソード・ルミネッセント物質層
    (22)から前記第1の伝導物質層(18)を電気的に
    絶縁する前記手段は、前記スタック構造を覆う前記絶縁
    層(23)を備え、前記絶縁層(23)は前記光伝導物
    質層(20)と前記カソード・ルミネッセント物質層
    (22)との間に電気的な接触を確保するように、前記
    光伝導物質層(20)の上に開口(25)を備えている
    ことを特徴とする請求項6記載の2安定電気光学デバイ
    ス。
  9. 【請求項9】 前記スタック構造は前記光伝導物質層
    (20)を覆う第2の伝導物質層(24)を備えている
    ことを特徴とする請求項6記載の2安定電気光学デバイ
    ス。
  10. 【請求項10】 光源を備えていることを特徴とする請
    求項1記載の2安定電気光学デバイス。
  11. 【請求項11】 前記カソード・ルミネッセント物質層
    (22)を励起する前記手段(26)はマイクロドット
    放射カソード電子源であることを特徴とする請求項1記
    載の2安定電気光学デバイス。
  12. 【請求項12】 前記カソード・ルミネッセント物質層
    を励起可能な前記手段(26)は金属−絶縁体−金属構
    造を有するダイオード電子源を有することを特徴とする
    請求項1記載の2安定電気光学デバイス。
  13. 【請求項13】 前記カソード・ルミネッセント物質層
    (22)を励起可能な前記手段(26)は半導体ダイオ
    ード電子源を有することを特徴とする請求項1記載の2
    安定電気光学デバイス。
  14. 【請求項14】 当該2安定電気光学デバイスはいくつ
    かの前記2安定素子(16)を有し、かつ単一のカソー
    ド・ルミネッセント物質層(22)が前記全ての2安定
    素子(16)に共通であることを特徴とする請求項1記
    載の2安定電気光学デバイス。
  15. 【請求項15】 当該2安定電気光学デバイスはいくつ
    かの前記2安定素子(16)を有し、前記2安定素子
    (16)はマトリックス形式の行及び列により配列され
    ていることを特徴とする請求項1記載の2安定電気光学
    デバイス。
  16. 【請求項16】 前記第1の伝導物質層(18)は平行
    な伝導列を形成し、前記カソード・ルミネッセント物質
    層(22)を励起する前記手段(26)は平行な行を励
    起することを特徴とする請求項15記載の2安定電気光
    学デバイス。
  17. 【請求項17】 請求項15記載のデバイスを備え、各
    2安定素子は当該フラット・ディスプレイ・スクリーン
    の画素に対応していることを特徴とするフラット・ディ
    スプレイ・スクリーン。
  18. 【請求項18】 スクリーンの画素はオン又はオフの状
    態をとることができ、画素の行を連続的にアドレス指定
    し、行がアドレスされているときその行の全ての画素を
    オフ状態にし、次いで、発光させるべき画素を発光さ
    せ、アドレスされない行の画素は前のアドレス指定のと
    きの状態を保持することを特徴とする請求項17記載の
    フラット・ディスプレイ・スクリーン。
  19. 【請求項19】 V0を2安定素子の2安定動作のため
    の低い方のしきい値電圧とし、V1を2安定素子の2安
    定動作のための高い方のしきい値電圧とし、行と列の交
    点の画素の状態は伝導列のアノードとカソード・ルミネ
    ッセント物質を励起する手段のカソードとの間に電位差
    を印加することにより制御し、 行のカソードの励起は、 A.行がアドレス指定されたときは、 a)時間Teでカソードを電位−VINにし、次いで、 b)時間Taでカソードを電位−VIBにし、 1)行と列の交点の画素を点燈するときは、 i)時間Teで列の電位をVIN−Vc<V0の条件で
    電位−Vcにし、 ii)時間Taで列の電位をVIB+Vc>V1の条件
    で電位Vcにし、 2)行と列の交点の画素を消燈するときは、 i)時間Teで列の電位をVIN+Vc<V0の条件で
    電位Vcにし、 ii)時間Taで列の電位をVIB−Vc<V1の条件
    で電位−Vcにし、 B.行がアドレス指定されないときは、 カソードの電位を−Vr,ただしVr+Vc<V1及び
    Vr−Vc>V0,として行の画素の状態を前にアドレ
    スされたときの状態に保持することを特徴とする請求項
    18記載のフラット・ディスプレイ・スクリーン。
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