JP3134772B2 - 電界放出型表示素子およびその駆動方法 - Google Patents
電界放出型表示素子およびその駆動方法Info
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- H01J2201/30—Cold cathodes
- H01J2201/319—Circuit elements associated with the emitters by direct integration
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はコールドカソードを
有する表示素子として知られている電界放出型表示素
子、および駆動方法の改良に関するものである。
有する表示素子として知られている電界放出型表示素
子、および駆動方法の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】金属または半導体表面の印加電界を１０
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
ようになる。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（以下、ＦＥＣと記す。）と呼んでいる。
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
ようになる。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（以下、ＦＥＣと記す。）と呼んでいる。
【０００３】近年、半導体集積化技術を駆使して、ミク
ロンサイズのＦＥＣを作ることが可能となり、その一例
としてスピント（Spindt）型と呼ばれるＦＥＣが知られ
ている。このＦＥＣは、半導体微細加工技術を用いて製
作すると、円錐状のエミッタ、すなわちエミッタコーン
とゲート電極との距離をサブミクロンとすることが出来
るため、エミッタコーンとゲート電極間に数１０ボルト
の電圧を印加することによりエミッタコーンから電子を
放出させることが出来るようになる。また、各エミッタ
コーン間のピッチは５ミクロンないし１０ミクロンとし
て製作することが出来るため、数万から数１０万個のＦ
ＥＣを１枚の基板上に設けることが出来る。このよう
に、面放出形のＦＥＣを製作することが可能となってお
り、このＦＥＣは蛍光表示装置、ＣＲＴ、電子顕微鏡や
電子ビーム装置の電界放出型電子源として適用すること
が提案されている。
ロンサイズのＦＥＣを作ることが可能となり、その一例
としてスピント（Spindt）型と呼ばれるＦＥＣが知られ
ている。このＦＥＣは、半導体微細加工技術を用いて製
作すると、円錐状のエミッタ、すなわちエミッタコーン
とゲート電極との距離をサブミクロンとすることが出来
るため、エミッタコーンとゲート電極間に数１０ボルト
の電圧を印加することによりエミッタコーンから電子を
放出させることが出来るようになる。また、各エミッタ
コーン間のピッチは５ミクロンないし１０ミクロンとし
て製作することが出来るため、数万から数１０万個のＦ
ＥＣを１枚の基板上に設けることが出来る。このよう
に、面放出形のＦＥＣを製作することが可能となってお
り、このＦＥＣは蛍光表示装置、ＣＲＴ、電子顕微鏡や
電子ビーム装置の電界放出型電子源として適用すること
が提案されている。
【０００４】図３にスピント型のＦＥＣの概略構造を示
しており、ガラス基板１００の上に薄膜状に導電性のカ
ソード電極１０１が形成され、カソード電極１０１上に
抵抗層１０２がさらに形成され、その上に二酸化シリコ
ン等からなる絶縁層１０３が形成されている。この絶縁
層１０３の上には薄膜状のゲート電極１０４が形成さ
れ、ゲート電極１０４および絶縁層１０３を貫通する多
数の開口部が設けられている。この開口部内においては
抵抗層１０２が露出しており、この抵抗層１０２の上に
円錐状のエミッタコーン１０５が形成されている。
しており、ガラス基板１００の上に薄膜状に導電性のカ
ソード電極１０１が形成され、カソード電極１０１上に
抵抗層１０２がさらに形成され、その上に二酸化シリコ
ン等からなる絶縁層１０３が形成されている。この絶縁
層１０３の上には薄膜状のゲート電極１０４が形成さ
れ、ゲート電極１０４および絶縁層１０３を貫通する多
数の開口部が設けられている。この開口部内においては
抵抗層１０２が露出しており、この抵抗層１０２の上に
円錐状のエミッタコーン１０５が形成されている。
【０００５】このように構成されたＦＥＣにおいて、エ
ミッタコーン１０５とカソード電極１０１との間に抵抗
層１０２を設ける理由は次の通りである。一般的なＦＥ
Ｃにおいては、エミッタコーンの先端とゲートとの距離
がサブミクロンという極めて短い距離とされていると共
に、数万ないし数十万個のエミッタコーンが一枚の基板
上に設けられるため、製造の過程において塵埃等により
エミッタコーンとゲートとが短絡してしまうことがあ
る。このように、ゲートとエミッタコーン間の一つでも
短絡していると、カソードとゲートとが短絡したことに
なるため、すべてのエミッタコーンに電圧が印加されな
くなり動作不能の電界放出型電子源となってしまう。
ミッタコーン１０５とカソード電極１０１との間に抵抗
層１０２を設ける理由は次の通りである。一般的なＦＥ
Ｃにおいては、エミッタコーンの先端とゲートとの距離
がサブミクロンという極めて短い距離とされていると共
に、数万ないし数十万個のエミッタコーンが一枚の基板
上に設けられるため、製造の過程において塵埃等により
エミッタコーンとゲートとが短絡してしまうことがあ
る。このように、ゲートとエミッタコーン間の一つでも
短絡していると、カソードとゲートとが短絡したことに
なるため、すべてのエミッタコーンに電圧が印加されな
くなり動作不能の電界放出型電子源となってしまう。
【０００６】また、電界放出型電子源の初期の動作時に
局部的な脱ガスが生じ、このガスによりエミッタコーン
とゲートあるいはアノード間が放電を起こすことがあ
り、このため大電流がカソードに流れてカソードが溶断
されることがあった。さらに、多数のエミッタコーンの
うち電子の放出されやすいエミッタコーンが存在するた
め、このエミッタコーンから集中して放出された電子に
より、画面上に異常に明るいスポットが発生することも
あった。
局部的な脱ガスが生じ、このガスによりエミッタコーン
とゲートあるいはアノード間が放電を起こすことがあ
り、このため大電流がカソードに流れてカソードが溶断
されることがあった。さらに、多数のエミッタコーンの
うち電子の放出されやすいエミッタコーンが存在するた
め、このエミッタコーンから集中して放出された電子に
より、画面上に異常に明るいスポットが発生することも
あった。
【０００７】そこで、図３に示すように、カソード電極
１０１とエミッタコーン１０５との間に抵抗層１０２を
形成し、エミッタコーン１０５の中の一つが形状の不均
一性から異常に多い電子を放出し始めると、ゲート電極
１０４とカソード電極１０１間には抵抗層１０２による
電圧降下が生じるようになる。この電圧降下により、異
常に多い電流を放出しようとするエミッタコーン１０５
の印加電圧が放出電流に応じて下げられるために、電子
放出が抑制され、各エミッタコーン１０５から安定した
電子放出が行われるようになる。このため、カソード電
極１０１の溶断等を防止することができる。
１０１とエミッタコーン１０５との間に抵抗層１０２を
形成し、エミッタコーン１０５の中の一つが形状の不均
一性から異常に多い電子を放出し始めると、ゲート電極
１０４とカソード電極１０１間には抵抗層１０２による
電圧降下が生じるようになる。この電圧降下により、異
常に多い電流を放出しようとするエミッタコーン１０５
の印加電圧が放出電流に応じて下げられるために、電子
放出が抑制され、各エミッタコーン１０５から安定した
電子放出が行われるようになる。このため、カソード電
極１０１の溶断等を防止することができる。
【０００８】すなわち、この電圧降下は図４に示すよう
にＶｇ（ゲート電圧）−Ｉｅ（エミッション電流）特性
が異なる場合、Ｖｇ−Ｉｅ曲線とLoad line との交点に
より決まるエミッション電流が異なるようになり、図示
する２つのＶｇ−Ｉｅ特性のエミッタコーン１０５にお
いては、図示するΔＶdropの電圧降下の差が生じるよう
になる。したがって、抵抗層１０２を設けることによ
り、ＦＥＣの製造上の歩留りの向上、およびＦＥＣの安
定な動作を確保することができるようになる。
にＶｇ（ゲート電圧）−Ｉｅ（エミッション電流）特性
が異なる場合、Ｖｇ−Ｉｅ曲線とLoad line との交点に
より決まるエミッション電流が異なるようになり、図示
する２つのＶｇ−Ｉｅ特性のエミッタコーン１０５にお
いては、図示するΔＶdropの電圧降下の差が生じるよう
になる。したがって、抵抗層１０２を設けることによ
り、ＦＥＣの製造上の歩留りの向上、およびＦＥＣの安
定な動作を確保することができるようになる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】ところで、抵抗層１０
２はアモルファスシリコン（α−Ｓｉ）材料を使用して
形成することができるが、α−Ｓｉ材料は半導体であ
り、抵抗層１０２の抵抗値を制御するためにある程度の
不純物導入を行うことにより、抵抗率を制御するように
している。これにより、エミッタコーン１０５から放出
される電子の変動を抑制することができる。一般に、半
導体の抵抗値は負の温度係数を有し、温度上昇と共に抵
抗値が減少する傾向を示す。α−Ｓｉ材料も同様であ
り、抵抗値Ｒは温度変化Ｔに対し図５に示すように対数
的に減少する。なお、図５の縦軸は対数目盛りとされて
いる。このため、周囲温度の変化にともない抵抗層１０
２の抵抗値、すなわちエミッタ抵抗値が変動し、エミッ
タ抵抗部分での電圧降下量が変化するようになる。
２はアモルファスシリコン（α−Ｓｉ）材料を使用して
形成することができるが、α−Ｓｉ材料は半導体であ
り、抵抗層１０２の抵抗値を制御するためにある程度の
不純物導入を行うことにより、抵抗率を制御するように
している。これにより、エミッタコーン１０５から放出
される電子の変動を抑制することができる。一般に、半
導体の抵抗値は負の温度係数を有し、温度上昇と共に抵
抗値が減少する傾向を示す。α−Ｓｉ材料も同様であ
り、抵抗値Ｒは温度変化Ｔに対し図５に示すように対数
的に減少する。なお、図５の縦軸は対数目盛りとされて
いる。このため、周囲温度の変化にともない抵抗層１０
２の抵抗値、すなわちエミッタ抵抗値が変動し、エミッ
タ抵抗部分での電圧降下量が変化するようになる。
【００１０】すると、実質的にエミッタに加わるゲート
・エミッタ間電圧ＶGEが変動するようになる。その結
果、温度変動によりエミッタコーン１０５から放出され
るエミッション電流が急激に変動する。この様子を図６
に示すが、ａ〜ｆの曲線は、ａが一番温度が低く、ｆが
一番温度が高い場合のＩ−Ｖ特性を示しており、温度に
より指数関数的に上昇するアノード電流Ｉａが温度上昇
にともない急激に上昇している。したがって、周囲温度
の変動にともない発光輝度が変動してしまうという問題
点があった。また、エミッション電流が温度により変動
すると、高温時のアノード電流Ｉａは定格電流の数倍以
上の電流値となるため、この電流を供給するアノード電
源に大きな電源容量が必要となり、消費電力の増加や電
源コストが上昇するという問題点もあった。
・エミッタ間電圧ＶGEが変動するようになる。その結
果、温度変動によりエミッタコーン１０５から放出され
るエミッション電流が急激に変動する。この様子を図６
に示すが、ａ〜ｆの曲線は、ａが一番温度が低く、ｆが
一番温度が高い場合のＩ−Ｖ特性を示しており、温度に
より指数関数的に上昇するアノード電流Ｉａが温度上昇
にともない急激に上昇している。したがって、周囲温度
の変動にともない発光輝度が変動してしまうという問題
点があった。また、エミッション電流が温度により変動
すると、高温時のアノード電流Ｉａは定格電流の数倍以
上の電流値となるため、この電流を供給するアノード電
源に大きな電源容量が必要となり、消費電力の増加や電
源コストが上昇するという問題点もあった。
【００１１】そこで、本発明は周囲温度が上昇しても発
光輝度が変動しない電界放出型表示素子およびその駆動
方法を提供することを目的としている。
光輝度が変動しない電界放出型表示素子およびその駆動
方法を提供することを目的としている。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の電界放出型表示素子は、電界放出部を備え
るカソード基板と、該カソード基板に対向する発光部を
備えるアノード基板からなる真空の雰囲気中で動作する
電界放出型表示素子において、前記電界放出部は、カソ
ード電極と電子を放出するエミッタとの間に形成された
抵抗層を有しており、該抵抗層の抵抗値を検出するため
のモニタ抵抗パターンが、該抵抗層と同材料を用いて同
一のプロセスにより形成されている。
に、本発明の電界放出型表示素子は、電界放出部を備え
るカソード基板と、該カソード基板に対向する発光部を
備えるアノード基板からなる真空の雰囲気中で動作する
電界放出型表示素子において、前記電界放出部は、カソ
ード電極と電子を放出するエミッタとの間に形成された
抵抗層を有しており、該抵抗層の抵抗値を検出するため
のモニタ抵抗パターンが、該抵抗層と同材料を用いて同
一のプロセスにより形成されている。
【００１３】また、本発明の電界放出型表示素子の駆動
方法は、電界放出部を備えるカソード基板と、該カソー
ド基板に対向する発光部を備えるアノード基板からなる
真空の雰囲気中で動作する電界放出型表示素子を駆動す
る駆動方法であって、前記電界放出部は、カソード電極
と電子を放出するエミッタとの間に形成された抵抗層を
有しており、該抵抗層の抵抗値を検出して、検出された
抵抗値に応じて駆動電圧を制御することにより、前記発
光部の発光輝度が変動しないようにしている。
方法は、電界放出部を備えるカソード基板と、該カソー
ド基板に対向する発光部を備えるアノード基板からなる
真空の雰囲気中で動作する電界放出型表示素子を駆動す
る駆動方法であって、前記電界放出部は、カソード電極
と電子を放出するエミッタとの間に形成された抵抗層を
有しており、該抵抗層の抵抗値を検出して、検出された
抵抗値に応じて駆動電圧を制御することにより、前記発
光部の発光輝度が変動しないようにしている。
【００１４】さらに、上記本発明の電界放出型表示素子
の駆動方法において、前記抵抗層の抵抗値を、抵抗層と
同材料を用いて同一のプロセスにより形成されたモニタ
抵抗パターンにより検出するようにしている。さらにま
た、前記駆動電圧が制御されても、ゲート電圧とカソー
ド電圧とが一定電位差を保持するようにしているもので
ある。
の駆動方法において、前記抵抗層の抵抗値を、抵抗層と
同材料を用いて同一のプロセスにより形成されたモニタ
抵抗パターンにより検出するようにしている。さらにま
た、前記駆動電圧が制御されても、ゲート電圧とカソー
ド電圧とが一定電位差を保持するようにしているもので
ある。
【００１５】このような本発明によれば、周囲温度に応
じて変動した抵抗層の抵抗値を抵抗層と同一のプロセス
で形成したモニタ抵抗パターンから検出できるようにし
たので、検出された抵抗値に応じて駆動電圧を制御する
ことにより、周囲温度が変動しても電界放出型表示素子
の輝度の変動を防止することができる。この場合、ゲー
ト・カソード間電圧が一定になるようにされると、駆動
電圧を制御してもコントラストの変化を防止することが
できる。
じて変動した抵抗層の抵抗値を抵抗層と同一のプロセス
で形成したモニタ抵抗パターンから検出できるようにし
たので、検出された抵抗値に応じて駆動電圧を制御する
ことにより、周囲温度が変動しても電界放出型表示素子
の輝度の変動を防止することができる。この場合、ゲー
ト・カソード間電圧が一定になるようにされると、駆動
電圧を制御してもコントラストの変化を防止することが
できる。
【００１６】
【００１７】本発明の電界放出型表示素子の駆動方法の
実施の形態を実現する構成のブロックを図１に示す。図
１において、１はカソード基板でありこの上に前記図３
に示すような抵抗層を有する電界放出型カソードが数万
個以上形成されている。２はこのような電界放出型カソ
ードが多数形成されて構成された表示領域であり、３は
抵抗層の下に形成されているストライプ状の複数の列を
構成するカソード電極（Column電極）、４は絶縁層の上
に形成されているストライプ状の複数の行を構成するゲ
ート電極（Row 電極）である。
実施の形態を実現する構成のブロックを図１に示す。図
１において、１はカソード基板でありこの上に前記図３
に示すような抵抗層を有する電界放出型カソードが数万
個以上形成されている。２はこのような電界放出型カソ
ードが多数形成されて構成された表示領域であり、３は
抵抗層の下に形成されているストライプ状の複数の列を
構成するカソード電極（Column電極）、４は絶縁層の上
に形成されているストライプ状の複数の行を構成するゲ
ート電極（Row 電極）である。
【００１８】また、５は表示領域２に形成されたエミッ
タコーンの下に形成されている抵抗層と同時に同材料を
用いて同一プロセスで形成されているモニタ抵抗パター
ン、１０はカソード電極３にカソード電圧Ｖｃを供給す
るカソード電圧源、１１はモニタ抵抗パターン５の抵抗
値を電圧に変換した検出信号を出力するＯＰアンプ、１
２はモニタ抵抗パターン５と直列に接続され、抵抗値変
動に伴い両端の電圧が変化する検出抵抗（Ｒ）、１３は
モニタ抵抗パターン５の抵抗値に応じて設定される基準
電圧Ｖｒｅｆを供給する基準電圧源、１４はＯＰアンプ
から出力された検出信号に応じてゲート電圧Ｖｇの電圧
値を制御する制御回路、１５はゲート電極４にゲート電
圧Ｖｇを供給するゲート電圧源、１６はモニタ抵抗パタ
ーン５と検出抵抗１２との直列回路に測定用電圧Ｖｍを
供給する測定用電圧源である。
タコーンの下に形成されている抵抗層と同時に同材料を
用いて同一プロセスで形成されているモニタ抵抗パター
ン、１０はカソード電極３にカソード電圧Ｖｃを供給す
るカソード電圧源、１１はモニタ抵抗パターン５の抵抗
値を電圧に変換した検出信号を出力するＯＰアンプ、１
２はモニタ抵抗パターン５と直列に接続され、抵抗値変
動に伴い両端の電圧が変化する検出抵抗（Ｒ）、１３は
モニタ抵抗パターン５の抵抗値に応じて設定される基準
電圧Ｖｒｅｆを供給する基準電圧源、１４はＯＰアンプ
から出力された検出信号に応じてゲート電圧Ｖｇの電圧
値を制御する制御回路、１５はゲート電極４にゲート電
圧Ｖｇを供給するゲート電圧源、１６はモニタ抵抗パタ
ーン５と検出抵抗１２との直列回路に測定用電圧Ｖｍを
供給する測定用電圧源である。
【００１９】このような構成の動作を次に説明すると、
例えばゲート電極４が１行づつ順次選択的に駆動され、
この時カソード電極３に供給されたカソード電圧Ｖｃに
応じて表示領域２に形成された対応するエミッタコーン
から電子が放出される。この放出電子は、図示しないカ
ソード基板１に微小間隔（例えば、２００ミクロン）で
対向配置されているアノード基板に飛翔していく。そし
て、表示領域２から放出された電子はアノード基板に塗
布されている蛍光体に衝突して、励起することにより蛍
光体が発光するようになる。この時の発光輝度は放出電
子量、すなわちエミッション電流に応じた発光輝度とさ
れる。
例えばゲート電極４が１行づつ順次選択的に駆動され、
この時カソード電極３に供給されたカソード電圧Ｖｃに
応じて表示領域２に形成された対応するエミッタコーン
から電子が放出される。この放出電子は、図示しないカ
ソード基板１に微小間隔（例えば、２００ミクロン）で
対向配置されているアノード基板に飛翔していく。そし
て、表示領域２から放出された電子はアノード基板に塗
布されている蛍光体に衝突して、励起することにより蛍
光体が発光するようになる。この時の発光輝度は放出電
子量、すなわちエミッション電流に応じた発光輝度とさ
れる。
【００２０】そこで、カソード電極３にビデオ信号をゲ
ート電極４の走査に同期して供給することにより、表示
領域２に対応した蛍光体上に画像を表示することができ
る。なお、カソード基板１とアノード基板との間は真空
の雰囲気とされる。この時、前記したように電界放出型
表示素子の周囲温度に応じて抵抗層の抵抗値が変動する
ようになる。すると、この抵抗層の抵抗値の変動は、同
一のプロセスにより形成されているモニタ抵抗パターン
５にも同様に現れるようになる。モニタ抵抗パターン５
の抵抗値が変動すると、モニタ抵抗パターン５と検出抵
抗１２との測定電圧Ｖｍの分割電圧値が変化するので、
検出抵抗１２の両端の電圧を検出することにより抵抗層
の抵抗値の変動を検出することができる。
ート電極４の走査に同期して供給することにより、表示
領域２に対応した蛍光体上に画像を表示することができ
る。なお、カソード基板１とアノード基板との間は真空
の雰囲気とされる。この時、前記したように電界放出型
表示素子の周囲温度に応じて抵抗層の抵抗値が変動する
ようになる。すると、この抵抗層の抵抗値の変動は、同
一のプロセスにより形成されているモニタ抵抗パターン
５にも同様に現れるようになる。モニタ抵抗パターン５
の抵抗値が変動すると、モニタ抵抗パターン５と検出抵
抗１２との測定電圧Ｖｍの分割電圧値が変化するので、
検出抵抗１２の両端の電圧を検出することにより抵抗層
の抵抗値の変動を検出することができる。
【００２１】そこで、検出抵抗１２による測定用電圧Ｖ
ｍの分割電圧をＯＰアンプ１１の例えば非反転入力端子
に入力する。ＯＰアンプ１１の反転入力端子には基準電
圧Ｖｒｅｆが入力されており、ＯＰアンプ１１からは両
入力電圧の差が出力されるようになる。この差電圧は検
出信号として制御回路１４に供給され、制御回路１４は
この検出信号に基づいてゲート電圧Ｖｇを制御する。な
お、基準電圧Ｖｒｅｆは検出する温度範囲を設定するた
めのものであり、通常、抵抗層の材料に応じて異なる電
圧に設定される。
ｍの分割電圧をＯＰアンプ１１の例えば非反転入力端子
に入力する。ＯＰアンプ１１の反転入力端子には基準電
圧Ｖｒｅｆが入力されており、ＯＰアンプ１１からは両
入力電圧の差が出力されるようになる。この差電圧は検
出信号として制御回路１４に供給され、制御回路１４は
この検出信号に基づいてゲート電圧Ｖｇを制御する。な
お、基準電圧Ｖｒｅｆは検出する温度範囲を設定するた
めのものであり、通常、抵抗層の材料に応じて異なる電
圧に設定される。
【００２２】また、抵抗層の抵抗変動は図５に示すよう
に対数的に変化し、ゲート電圧に対するアノード電流は
図６に示すように指数関数的に変化するため、温度変動
に対し、ゲート電圧Ｖｇをほぼリニアに変化させること
により、発光輝度の変動を抑制することができる。した
がって、制御回路１４は検出信号にリニアな制御信号を
出力すればよいため、その構成を簡単化することができ
る。なお、制御回路１４からの制御信号をリニアでな
く、ある関数に基づいて出力するようにしてもよい。
に対数的に変化し、ゲート電圧に対するアノード電流は
図６に示すように指数関数的に変化するため、温度変動
に対し、ゲート電圧Ｖｇをほぼリニアに変化させること
により、発光輝度の変動を抑制することができる。した
がって、制御回路１４は検出信号にリニアな制御信号を
出力すればよいため、その構成を簡単化することができ
る。なお、制御回路１４からの制御信号をリニアでな
く、ある関数に基づいて出力するようにしてもよい。
【００２３】ところで、ゲート電圧Ｖｇは、低温領域に
おいては抵抗層の抵抗値が大きくなるため、ゲート電圧
Ｖｇは上昇されるように制御される。すると、表示コン
トラストが低下するようになる。これは、カソードのカ
ットオフ電圧に関する駆動条件が設定点からずれるため
である。そこで、発光輝度の温度補償を行っても表示コ
ントラストの変動を防止するために、破線で示すように
制御回路１４の制御信号によりゲート電圧Ｖｇの変化に
連動してカソード電圧Ｖｃを制御するようにする。これ
により、ゲート電圧Ｖｇが制御されてもゲート電圧Ｖｇ
とカソード電圧Ｖｃとの差電圧（Ｖｇ−Ｖｃ）がほぼ一
定に保たれるため、コントラストの変化を抑制すること
ができるようになる。
おいては抵抗層の抵抗値が大きくなるため、ゲート電圧
Ｖｇは上昇されるように制御される。すると、表示コン
トラストが低下するようになる。これは、カソードのカ
ットオフ電圧に関する駆動条件が設定点からずれるため
である。そこで、発光輝度の温度補償を行っても表示コ
ントラストの変動を防止するために、破線で示すように
制御回路１４の制御信号によりゲート電圧Ｖｇの変化に
連動してカソード電圧Ｖｃを制御するようにする。これ
により、ゲート電圧Ｖｇが制御されてもゲート電圧Ｖｇ
とカソード電圧Ｖｃとの差電圧（Ｖｇ−Ｖｃ）がほぼ一
定に保たれるため、コントラストの変化を抑制すること
ができるようになる。
【００２４】このように、本発明によれば電界表示素子
の周囲温度が変化しても、コントラストを変化させるこ
となく発光輝度の温度補償を行うことができる。この場
合の、温度補償結果を図２（ａ）（ｂ）に示す。図２
（ａ）は温度−ゲート電圧特性を示しており、温度補償
しない場合は破線で示すように温度変化に対してゲート
電圧Ｖｇは一定とされるが、温度補償を行った場合は、
実線で示すように温度が上昇するに伴いゲート電圧Ｖｇ
は低下していく。また、図２（ｂ）は温度−アノード電
流特性を示しており、温度補償しない場合は破線で示す
ように温度変化に対してアノード電流Ｉａは上昇してい
くが、温度補償を行った場合は、実線で示すように温度
が変化してもアノード電流Ｉａはほぼ一定とされる。
の周囲温度が変化しても、コントラストを変化させるこ
となく発光輝度の温度補償を行うことができる。この場
合の、温度補償結果を図２（ａ）（ｂ）に示す。図２
（ａ）は温度−ゲート電圧特性を示しており、温度補償
しない場合は破線で示すように温度変化に対してゲート
電圧Ｖｇは一定とされるが、温度補償を行った場合は、
実線で示すように温度が上昇するに伴いゲート電圧Ｖｇ
は低下していく。また、図２（ｂ）は温度−アノード電
流特性を示しており、温度補償しない場合は破線で示す
ように温度変化に対してアノード電流Ｉａは上昇してい
くが、温度補償を行った場合は、実線で示すように温度
が変化してもアノード電流Ｉａはほぼ一定とされる。
【００２５】これにより、温度が変動しても発光輝度が
ほぼ一定に制御されていることがわかる。なお、以上の
説明ではモニタ抵抗パターンにより抵抗層の抵抗値を検
出するようにしたが、温度センサにより抵抗層の抵抗値
を検出するようにしてもよい。また、抵抗層の材料とし
ては、不純物のドープされたアモルファスシリコンある
いはポリシリコン等が用いられ、ドープされる不純物と
しては、Ｐ，Ｂｉ，Ｇａ，Ｉｎ，Ｔｌ等を用いることが
できる。
ほぼ一定に制御されていることがわかる。なお、以上の
説明ではモニタ抵抗パターンにより抵抗層の抵抗値を検
出するようにしたが、温度センサにより抵抗層の抵抗値
を検出するようにしてもよい。また、抵抗層の材料とし
ては、不純物のドープされたアモルファスシリコンある
いはポリシリコン等が用いられ、ドープされる不純物と
しては、Ｐ，Ｂｉ，Ｇａ，Ｉｎ，Ｔｌ等を用いることが
できる。
【００２６】
【発明の効果】本発明は以上のように構成したので、周
囲温度に応じて変動した抵抗層の抵抗値を抵抗層と同時
に同一材料を用いて同一プロセスで形成したモニタ抵抗
パターンから検出することができ、検出された抵抗値に
応じて駆動電圧を制御することにより、周囲温度が変動
しても電界放出型表示素子の輝度が変化しないようにす
ることができる。この場合、ゲート電圧とカソード電圧
との差電圧が一定になるようにされると、駆動電圧を制
御してもコントラストの変化を防止することができる。
囲温度に応じて変動した抵抗層の抵抗値を抵抗層と同時
に同一材料を用いて同一プロセスで形成したモニタ抵抗
パターンから検出することができ、検出された抵抗値に
応じて駆動電圧を制御することにより、周囲温度が変動
しても電界放出型表示素子の輝度が変化しないようにす
ることができる。この場合、ゲート電圧とカソード電圧
との差電圧が一定になるようにされると、駆動電圧を制
御してもコントラストの変化を防止することができる。
【００２７】また、ゲート電圧は温度変動に対してリニ
アに変化させればよいので、ゲート電圧を制御する制御
回路の構成を簡単に構成することができる、さらに、ア
ノード電流をほぼ一定とすることができるのでアノード
電源の容量を必要以上に大きな電源容量とする必要がな
く、低消費電力化および低コスト化することができる。
アに変化させればよいので、ゲート電圧を制御する制御
回路の構成を簡単に構成することができる、さらに、ア
ノード電流をほぼ一定とすることができるのでアノード
電源の容量を必要以上に大きな電源容量とする必要がな
く、低消費電力化および低コスト化することができる。
【図１】本発明の実施の形態の電界放出型表示素子の駆
動方法を実現する構成を示す図である。
動方法を実現する構成を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態の電界放出型表示素子の駆
動方法の温度補償結果を示す温度−ゲート電圧特性、お
よび温度−アノード電流特性である。
動方法の温度補償結果を示す温度−ゲート電圧特性、お
よび温度−アノード電流特性である。
【図３】従来のスピント型の電界放出型カソードの構成
を示す図である。
を示す図である。
【図４】従来のスピント型の電界放出型カソードのＶｇ
−Ｉａ特性を示す図である。
−Ｉａ特性を示す図である。
【図５】アモルファスシリコンの温度変化を示す図であ
る。
る。
【図６】電界放出型カソードのＩ−Ｖ特性を示す図であ
る。
る。
１ カソード基板 ２ 表示領域 ３ カソード電極 ４ ゲート電極 ５ モニタ抵抗パターン １０ カソード電圧源 １１ ＯＰアンプ １２ 検出抵抗 １３ 基準電圧 １４ 制御回路 １５ ゲート電圧源 １６ 測定用電圧源
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01J 31/12 G09G 3/22 H01J 1/30
Claims (4)
- 【請求項１】 電界放出部を備えるカソード基板と、該
カソード基板に対向する発光部を備えるアノード基板か
らなる真空の雰囲気中で動作する電界放出型表示素子に
おいて、 前記電界放出部は、カソード電極と電子を放出するエミ
ッタとの間に形成された抵抗層を有しており、該抵抗層
の抵抗値を検出するためのモニタ抵抗パターンが、該抵
抗層と同材料を用いて同一のプロセスにより形成されて
いることを特徴とする電界放出型表示素子。 - 【請求項２】 電界放出部を備えるカソード基板と、該
カソード基板に対向する発光部を備えるアノード基板か
らなる真空の雰囲気中で動作する電界放出型表示素子を
駆動する駆動方法であって、 前記電界放出部は、カソード電極と電子を放出するエミ
ッタとの間に形成された抵抗層を有しており、該抵抗層
の抵抗値を検出して、検出された抵抗値に応じて駆動電
圧を制御することにより、前記発光部の発光輝度が変動
しないようにしたことを特徴とする電界放出型表示素子
の駆動方法。 - 【請求項３】 前記抵抗層の抵抗値を、抵抗層と同材料
を用いて同一のプロセスにより形成されたモニタ抵抗パ
ターンにより検出することを特徴とする請求項２記載の
電界放出型表示素子の駆動方法。 - 【請求項４】 前記駆動電圧が制御されても、ゲート電
圧とカソード電圧とが一定電位差を保持していることを
特徴とする請求項２記載の電界放出型表示素子の駆動方
法。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08117173A JP3134772B2 (ja) | 1996-04-16 | 1996-04-16 | 電界放出型表示素子およびその駆動方法 |
| US08/834,177 US5834900A (en) | 1996-04-16 | 1997-04-15 | Field emission type display device and method for driving same |
| KR1019970013718A KR100261785B1 (ko) | 1996-04-16 | 1997-04-15 | 전계방출형 표시소자 및 그 구동방법 |
| TW086104896A TW328137B (en) | 1996-04-16 | 1997-04-16 | Field emission display element and method for driving such element |
| FR9704670A FR2747505B1 (fr) | 1996-04-16 | 1997-04-16 | Dispositif d'affichage de type a emission de champ et son procede d'attaque |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08117173A JP3134772B2 (ja) | 1996-04-16 | 1996-04-16 | 電界放出型表示素子およびその駆動方法 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09283066A JPH09283066A (ja) | 1997-10-31 |
| JP3134772B2 true JP3134772B2 (ja) | 2001-02-13 |
Family
ID=14705250
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP08117173A Expired - Fee Related JP3134772B2 (ja) | 1996-04-16 | 1996-04-16 | 電界放出型表示素子およびその駆動方法 |
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|---|---|
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| KR (1) | KR100261785B1 (ja) |
| FR (1) | FR2747505B1 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
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| US6081246A (en) | 1996-11-12 | 2000-06-27 | Micron Technology, Inc. | Method and apparatus for adjustment of FED image |
| US5910792A (en) * | 1997-11-12 | 1999-06-08 | Candescent Technologies, Corp. | Method and apparatus for brightness control in a field emission display |
| US6075245A (en) * | 1998-01-12 | 2000-06-13 | Toro-Lira; Guillermo L. | High speed electron beam based system for testing large area flat panel displays |
| US6037918A (en) * | 1998-03-30 | 2000-03-14 | Candescent Technologies, Inc. | Error compensator circuits used in color balancing with time multiplexed voltage signals for a flat panel display unit |
| JP3305283B2 (ja) | 1998-05-01 | 2002-07-22 | キヤノン株式会社 | 画像表示装置及び前記装置の制御方法 |
| GB2337358B (en) * | 1998-05-16 | 2002-06-05 | Ibm | Active correction technique for a magnetic matrix display |
| US5936354A (en) * | 1998-11-02 | 1999-08-10 | Motorola, Inc. | Field emission display with temperature sensing element and method for the operation thereof |
| JP4505868B2 (ja) * | 1999-03-12 | 2010-07-21 | 双葉電子工業株式会社 | 電界放出型表示装置の輝度補償回路 |
| JP2001015010A (ja) * | 1999-06-30 | 2001-01-19 | Toshiba Corp | 電子放出素子 |
| US7196464B2 (en) * | 1999-08-10 | 2007-03-27 | Delta Optoelectronics, Inc. | Light emitting cell and method for emitting light |
| US6559819B1 (en) * | 2000-07-17 | 2003-05-06 | Motorola, Inc. | Method for extending an operating range of a field emission display and circuit therefor |
| JP5022547B2 (ja) * | 2001-09-28 | 2012-09-12 | キヤノン株式会社 | 画像形成装置の特性調整方法、画像形成装置の製造方法、画像形成装置及び特性調整装置 |
| KR100469391B1 (ko) * | 2002-05-10 | 2005-02-02 | 엘지전자 주식회사 | 메탈-인슐레이터-메탈 전계방출 디스플레이의 구동회로 및방법 |
| JP2010102030A (ja) * | 2008-10-22 | 2010-05-06 | Canon Inc | 発光装置及びそれを用いた画像表示装置 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5015912A (en) * | 1986-07-30 | 1991-05-14 | Sri International | Matrix-addressed flat panel display |
| FR2623013A1 (fr) * | 1987-11-06 | 1989-05-12 | Commissariat Energie Atomique | Source d'electrons a cathodes emissives a micropointes et dispositif de visualisation par cathodoluminescence excitee par emission de champ,utilisant cette source |
| US4990766A (en) * | 1989-05-22 | 1991-02-05 | Murasa International | Solid state electron amplifier |
| US5449970A (en) * | 1992-03-16 | 1995-09-12 | Microelectronics And Computer Technology Corporation | Diode structure flat panel display |
| JP3142388B2 (ja) * | 1992-09-16 | 2001-03-07 | 富士通株式会社 | 陰極装置 |
| US5387844A (en) * | 1993-06-15 | 1995-02-07 | Micron Display Technology, Inc. | Flat panel display drive circuit with switched drive current |
| US5557159A (en) * | 1994-11-18 | 1996-09-17 | Texas Instruments Incorporated | Field emission microtip clusters adjacent stripe conductors |
| US5585301A (en) * | 1995-07-14 | 1996-12-17 | Micron Display Technology, Inc. | Method for forming high resistance resistors for limiting cathode current in field emission displays |
-
1996
- 1996-04-16 JP JP08117173A patent/JP3134772B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1997
- 1997-04-15 US US08/834,177 patent/US5834900A/en not_active Expired - Fee Related
- 1997-04-15 KR KR1019970013718A patent/KR100261785B1/ko not_active IP Right Cessation
- 1997-04-16 TW TW086104896A patent/TW328137B/zh active
- 1997-04-16 FR FR9704670A patent/FR2747505B1/fr not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5834900A (en) | 1998-11-10 |
| TW328137B (en) | 1998-03-11 |
| FR2747505A1 (fr) | 1997-10-17 |
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| KR970071948A (ko) | 1997-11-07 |
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| JPH09283066A (ja) | 1997-10-31 |
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