JPH06338274A - 画像表示装置及び画像表示装置の駆動装置 - Google Patents

画像表示装置及び画像表示装置の駆動装置

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JPH06338274A
JPH06338274A JP5149911A JP14991193A JPH06338274A JP H06338274 A JPH06338274 A JP H06338274A JP 5149911 A JP5149911 A JP 5149911A JP 14991193 A JP14991193 A JP 14991193A JP H06338274 A JPH06338274 A JP H06338274A
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anode
electrodes
cathode
gate
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隆雄 岸野
Tatsuo Yamaura
辰雄 山浦
Kouji Onodaka
功二 小野高
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  • Control Of Indicators Other Than Cathode Ray Tubes (AREA)
  • Cathode-Ray Tubes And Fluorescent Screens For Display (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明はアノード電極を立体配線を用いずに
構成することが出来ると共に、色の滲みのないカラー画
像を表示することが出来、しかもデューティの良い高精
細の画像表示装置を提供すること。 【構成】 第1の基板1上にストライプ状にカソード電
極2と、この電極2に直交するゲート電極3とを形成
し、第1の基板1と所定距離離隔して設けられた第2の
基板7に、カソード電極2に直交するようストライプ状
のアノード電極8,9を形成し、このアノード電極8,
9は一本置きのストライプ毎に接続されて第2の基板7
の両側から2分された引き出し電極10,11を備えて
いると共に、アノード電極8,9のストライプ毎に、発
光色が赤,青,緑の蛍光体を順次設けるようにした画像
表示装置。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、カラーの表示装置に関
するものであり、特に電界放出カソードを用いたカラー
表示装置に適用して好適なものである。
【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。
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
出型カソードと呼んでいる。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型カソード(以下、
FECという)アレイからなる面放出型のFECを作る
ことが可能となっている。
【0003】図16(a)(b)に、その一例であるス
ピント(Spindt)型と呼ばれる電界放出カソード
を示す。この図の(a)は半導体加工技術を用いて作成
したFECの斜視図であり、(b)は(a)図に示すA
−Aの線で切断したFECの断面を示す図である。これ
らの図において、基板上にアルミニウム等の金属で形成
されたカソード電極が設けられており、このカソード電
極上にコーン状のエミッタが形成されている。カソード
電極上にはさらに、SiO2 膜を介してゲ−ト電極が設
けられており、ゲート電極にあけられた丸い穴の中に上
記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電極にあけられた穴から臨
んでいる。
【0004】このコーン状のエミッタ間のピッチは10
ミクロン以下とすることが出来るため、数万から数10
万個のFECを1枚の基板上に設けることが出来る。さ
らに、ゲート電極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出来るため、ゲート電極とカ
ソード電極との間にわずか数10ボルトの電圧を印加す
ることにより、電子をエミッタから電界放出することが
出来る。
【0005】また、このFECは図に示されているよう
に平面状となっているため、面放出型の電界放出カソー
ドとすることが出来、このような面放出型の電界放出カ
ソードの応用技術としてカラー表示装置が従来提案され
ている。この、従来のカラー表示装置を図15に示す。
この図において、3分割されたアノード電極106−
1,106−2,106−3は第1の基板101に対向
する第2の基板105に設けられており、このアノード
電極106−1,106−2,106−3にはそれぞれ
赤色(R),緑色(G),青色(B)に発光する蛍光体
が順次設けられており、設けられた各蛍光体の色毎のス
トライプ状のアノード電極が接続されたアノード引き出
し電極A1,A2,A3が第2の基板105から引き出
されている。
【0006】また、第1の基板101には電子を電界放
出するためのコーン状のエミッタのアレイ104が形成
されたカソード電極102が形成されており、このカソ
ード電極102の上に絶縁されてゲート電極が103が
形成されている。このように、アノード電極106−1
はRの色だけを発光させるアノード電極であり、アノー
ド電極106−2はGの色だけを発光させるアノード電
極であり、アノード電極106−3はBの色だけを発光
させるアノード電極となっている。
【0007】アノード電極側から見たこれらの電極の配
置を図14に示す。この図において、アノード電極10
6−1,106−2,106−3からそれぞれアノード
引き出し電極A1,A2,A3が両側から引き出されて
いる。このアノード電極106−1〜106−3から離
隔して平行にゲート電極103−1,103−2,・・
・103−lが形成されており、このゲート電極103
−1,103−2,・・・103−lからゲート引き出
し電極GT1,GT2,・・・GTlが設けられてい
る。また、このゲート電極103−1,103−2,・
・・103−lにより電子の放出が制御されるエミッタ
アレイ104−1,104−2,・・・により、R,
G,Bの画素の1組ずつを発光させるために、ゲート電
極103−1,103−2,・・・103−lはR,
G,Bの画素の1組に対応するアノード電極106−1
〜106−3にまたがるように形成されている。
【0008】さらに、ゲート電極103−1,103−
2,・・103−lの下にカソード電極102がアノー
ド電極106−1〜106−3と直交するように形成さ
れており、カソード電極102の各ストライプ電極から
カソード引き出し電極C1,C2,・・・Cnが引き出
されている。このカソード電極102の上にはエミッタ
アレイ104がそれぞれ形成されている。さらに、アノ
ード電極106−1には、Rの蛍光体、アノード電極1
06−2にはGの蛍光体、アノード電極106−3には
Bの蛍光体が順次塗布されて設けられている。
【0009】そこで、このカラー表示装置にカラーの画
像を表示するには、例えばアノード電極106−1の引
き出し電極A1が接続された接点a1をスイッチ100
により選択してアノード電極106−1にアノード電圧
Eaを印加した状態で、カソード電極102をライン選
択スイッチ101を閉じて選択すると共に、Rの色のデ
ータをゲート電極GT1〜GTlに印加することによ
り、1ラインにRの色の画像を表示装置に表示させる。
続いて、カソード引き出し電極C1〜Cnを順次走査し
ていくことによりRの色の画像を表示装置に表示させ
る。次に、スイッチ100を引き出し電極A2が接続さ
れた接点a2に切り替えてアノード電極106−2にア
ノード電圧Eaを印加した状態で、カソード引き出し電
極C1〜Cnを順次走査すると共に、走査に同期してG
の色のデータをゲート電極GT1〜GTlに印加するこ
とによりGの色の画像を表示装置に表示させる。
【0010】さらに、スイッチ100を引き出し電極A
3が接続された接点a3に切り替えてアノード電極10
6−3にアノード電圧Eaを印加した状態で、カソード
引き出し電極C1〜Cnを順次走査すると共に、走査に
同期してBの色のデータをゲート電極GT1〜GTlに
印加することにより、Bの色の画像を表示装置に表示さ
せることにより、面順次方式でカラーの画像を表示する
ようにしていた。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】このように、アノード
電極を3本として構成すると、図14に示すようにアノ
ード電極106−1,106−2,106−3は第2の
基板105に形成されていることから、この第2の基板
105から3本のアノード引き出し電極A1,A2,A
3を引き出さなければならない。しかしながら、3本の
アノード引き出し電極A1,A2,A3を第2の基板か
ら引き出そうとすると、図14にa,b,cとして示す
ように電極同士の重なる部分が生じるため、この部分を
立体配線により形成しなければならないという問題点が
あった。さらに、アノード電極を3分割としたためにカ
ソード引きだし電極C1〜Cnの走査数で決定されるデ
ューティのさらに1/3のデューティとなってしまい、
このため画面が暗くなるという問題点もあった。
【0012】これを解決するために、アノード引き出し
電極を1本にしてカソード引き出し電極とゲート引き出
し電極とを走査することにより、アノード電極に設けら
れたR,G,Bの蛍光体を選択駆動すれば、立体配線を
必要とせずにカラー画像を表示することが考えられる。
しかしながら、このような表示装置では、カソード電極
から放出された電子が約30度の広がりをもってアノー
ド電極に到達するといわれていることから、アノード電
極にある程度の広がりを持って電子が到達するため、隣
接するアノード電極に設けられた蛍光体をも発光させて
しまい色の滲んだ画像となってしまうという問題点があ
った。
【0013】そこで、本発明はアノード引き出し電極を
立体配線を用いずに構成することが出来ると共に、色の
滲みのないカラー画像を表示することが出来、しかもデ
ューティの良い高精細の画像表示装置及び画像表示装置
の駆動装置を提供することを目的としている。
【0014】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明はストライプ状のアノード電極を1本置きに
接続したアノード引き出し電極を、アノード電極の形成
されている基板の両側から1本づつ引き出すようにした
ものである。そして、このアノード引き出し電極とカソ
ード引き出し電極とを走査することにより、アノード電
極に設けた蛍光体の画素を順次選択して発光させるよう
にしたものである。さらに、ストライプ状のゲート電極
間にカソード電極から放出された電子の広がりを抑制す
る制御電極を設けるようにしたものである。
【0015】
【作用】本発明によれば、アノード電極から2本のアノ
ード引き出し電極を引き出すだけで良いため、アノード
電極を形成した基板の両側から立体配線を用いることな
くアノード引き出し電極をそれぞれ引き出すことが出来
ると共に、アノード引き出し電極は2本で構成されてい
るため、従来の画像表示装置に比較してデューティを3
/2倍とすることが出来、明るい画面とすることが出来
るようになる。また、アノード電極を選択走査すること
により、各蛍光体の画素を選択発光しているため色の滲
みのないカラー画像を得ることが出来る。さらに、スト
ライプ状のゲート電極間に設けた制御電極により、放出
された電子の広がりを抑制できるため、アノード電極の
ストライプ数を多くすることが出来、高精細の画面とす
ることが出来るようになる。
【0016】
【実施例】本発明の画像表示装置の斜視図を図1に示
す。この図において、1はカソード電極2及びゲート電
極3が形成された第1の基板、2は第1の基板1上に形
成されたストライプ状のカソード電極、3はカソード電
極2の上に絶縁体を介して、カソード電極2と直交する
よう形成されたストライプ状のゲート電極、4はカソー
ド電極2の上に形成されたコーン状のエミッタから電界
放出される電子を放出するためのゲート電極3に形成さ
れた穴である。
【0017】さらに、5はゲート電極3の各ストライプ
から引き出されたゲート引き出し電極(G1〜Gm)、
6はカソード電極2の各ストライプから引き出されたカ
ソード引き出し電極(C1〜Cn)、7はアノード電極
が設けられる第1の基板1に対向して配置された第2の
基板、8は第2の基板7の上に形成されたストライプ状
の第1のアノード電極、9は第1のアノード電極8間に
形成されたストライプ状の第2のアノード電極、10は
第1のアノード電極8の各ストライプが接続されたアノ
ード引き出し電極A1、11は第2のアノード電極9の
各ストライプが接続されたアノード引き出し電極A2で
ある。
【0018】上記ストライプ状のアノード電極にはそれ
ぞれR,G,Bの蛍光体が順次設けられている。図1に
示す画像表示装置の駆動方法の詳細は後述するが、駆動
方法の一例を簡単に説明すると、アノード電極8,9
は、それぞれアノード引き出し電極A1とアノード引き
出し電極A2により選択されて駆動されるように構成さ
れている。一方、カソード電極2はそれぞれのカソード
引き出し電極C1〜Cnが走査されることにより、各ス
トライプ状のカソード電極が順次選択されて駆動され
る。
【0019】そこで、アノード電極8を選択駆動するた
めにアノード引き出し電極A1に正のアノード電圧を印
加した状態で、カソード引き出し電極C1〜Cnを順次
走査していく。この時、ゲート引き出し電極G1〜Gm
には走査されるタイミングに応じて画像信号の色データ
を印加しておく。これにより、アノード電極8に設けら
れた蛍光体の画素が走査されたカソード電極2から放出
された電子により励起され、この画素はゲート引き出し
電極G1〜Gmに印加された色データに応じて発光制御
される。
【0020】そして、カソード引き出し電極C1〜Cn
の走査が最後のカソード引き出し電極Cnまで走査され
たら、次にアノード引き出し電極A1に替えてアノード
引き出し電極A2に正のアノード電圧を印加する。そし
て、この状態で上記と同様にカソード引き出し電極C1
〜Cnを順次走査していく。この時、ゲート引き出し電
極G1〜Gmに上記走査されるタイミングに応じて色デ
ータを印加することは云うまでもない。これにより、ア
ノード電極9に設けられた蛍光体の画素が、走査された
カソード引き出し電極C1〜Cnから放出された電子よ
り発光可能とされ、ゲート引き出し電極に印加された色
データに応じて発光制御されることにより、画像の1画
面(1フレーム)が表示される。
【0021】次に、本発明の画像表示装置のゲート電極
の構成の例を図2ないし図4に示す。この図において、
1はカソード電極2及びゲート電極3が形成された第1
の基板、2は第1の基板1上に形成されたストライプ状
のカソード電極、3はカソード電極2の上に絶縁体を介
して、カソード電極2と直交するよう形成されたストラ
イプ状のゲート電極、6はカソード電極2から引き出さ
れた引き出し電極、7はアノード電極が設けられる第1
の基板1に対向して配置された第2の基板、8は第2の
基板7の上に形成されたストライプ状の第1のアノード
電極、9は第1のアノード電極8間に形成されたストラ
イプ状の第2のアノード電極、10は第1のアノード電
極8の各ストライプが接続されたアノード引き出し電極
A1、11は第2のアノード電極9の各ストライプが接
続されたアノード引き出し電極A2である。
【0022】さらに、12はカソード電極2の上に集積
化技術をもって形成された電子を電界放出するコーン状
のエミッタからなるエミッタアレイ、13は第1の基板
と第2の基板とを離隔支持するスペーサ、14はストラ
イプ状のゲート電極3間に形成された制御電極、15は
制御電極14に制御電圧を印加する引き出し電極であ
る。
【0023】図2に示す画像表示装置はアノード電極
8,9の各々に対して1:1の関係でストライプ状のゲ
ート電極3が形成されている。この場合の電流密度分布
のシミュレーションの結果の一例を図5のAに示す。エ
ミッタアレイ12から電界放出される電子は約30度の
角度をもって放出されるといわれていることから、電流
密度分布はこの図のAに示すようにゲート電極3の端部
からかなりの広がりをもってアノード電極8,9に到達
する。そこで、次のように駆動するとアノード電極8,
9の1つだけに塗布された蛍光体を発光させることが出
来る。
【0024】今、100μmのピッチで80μmの幅の
蛍光体がアノード電極8,9の上に塗布されているとす
ると、アノード電極の内の一方の例えばアノード電極8
にのみ正のアノード電圧を供給し、他方のアノード電極
9には負の電圧を印加する。すると、アノード電極9に
は負の電圧が印加されているため、電子はアノード電極
9から反発されるようになり、アノード電極8に塗布し
た蛍光体のみが発光することになる。そして、アノード
電極8,9に印加する電圧を逆にすれば、アノード電極
9に塗布した蛍光体だけを発光させることが出来るよう
になり、電子の広がりによる漏れ発光を防止することが
出来る。
【0025】次に、図3に示す画像表示装置はアノード
電極8,9の1つずつのストライプ電極の計2つのスト
ライプ電極に対して、2:1の関係になるよう1つのゲ
ート電極3のストライプ電極が設けられている。この場
合もアノード電極8,9のアノード引き出し電極A1,
A2の一方に選択的に正のアノード電圧を印加する。こ
のときゲート電極3の制御のもとに、エミッタアレイ1
2から放出された電子は共通にアノード電極8,9に供
給されるように構成されているため、アノード電極8,
9の切り替えに同期してゲート電極3に色データを印加
すれば、1本のゲート電極により2本のアノード電極
8,9の発光制御をすることが出来る。
【0026】この画像表示装置によれば、アノード電極
8,9のアノード引きだし電極A1,A2は立体交差せ
ずに設けることができ、さらにストライプ状のゲート電
極の数を1/2に出来るためゲート電極のドライブコス
トを大幅に低減することが出来る。ただし、この画像表
示装置では選択されたアノード電極8の1本のストライ
プ電極に電子を供給するエミッタアレイ12から放出さ
れた電子は約30度の角度をもって広がるといわれてい
ることから、放出された電子の一部が発光させるストラ
イプ電極の隣のストライプ電極に破線で示すように供給
されてしまい、漏れ発光が生じる恐れがあるため、高精
細の表示には不向きとなる。
【0027】そこで、この点を改善した画像表示装置を
図4に示す。この図に示す画像表示装置は、図3に示す
画像表示装置のゲート電極3の間に制御電極14を設け
るようにしたものである。ゲート電極3の間に制御電極
14を設けた時の電流密度分布のシミュレーションの結
果を図5のBに示す。この図のBの特性曲線に示される
ように、制御電極14を設けると電子の広がりが抑制さ
れることが分かる。また、この時の電界分布のシミュレ
ーションの結果を図6に示す。この図に示すようにエミ
ッタアレイ12から電界放出された電子は広がることな
く破線で示すようにアノード電極8の1本のストライプ
のみで捕獲されるようになる。
【0028】従って、この図に示す画像表示装置によれ
ば漏れ発光を防止することが出来る。なお、制御電極1
4には負の一定電圧が常時印加されるようにされてい
る。上記図2ないし図4に示した画像表示装置において
は、第1の基板及び第2の基板としてガラス基板を使用
するのが最適であるが、第1の基板としてシリコンやゲ
ルマニウム等の基板を用いることも出来る。また、アノ
ード電極は導電性の透明材からなる透明電極で構成され
ている。
【0029】次に、上記第3図に示す画像表示装置を例
にして、画像を表示するための駆動装置の例を説明す
る。図7に、図3に示す画像表示装置のアノード電極側
から見た各電極の配置図を示す。この図において、アノ
ード電極8,9はそれぞれアノード引き出し電極A1,
A2にまとめられて両側から引き出されている。このア
ノード電極8,9から離隔してアノード電極8,9に平
行にゲート電極3が形成されており、このゲート電極3
の各ストライプ電極からゲート引き出し電極GT1,G
T2,・・・GTlが設けられている。また、このゲー
ト電極3は電子を電界放出するエミッタアレイをアノー
ド電極8,9で共通に使用するために、ゲート電極3の
各ストライプ電極はアノード電極8,9にまたがるよう
に形成されている。
【0030】さらに、ゲート電極3の下にカソード電極
2がアノード電極8,9と直交するように形成されてお
り、カソード電極2の各ストライプ電極からカソード引
き出し電極C1,C2,・・・Cnが引き出されてい
る。このカソード電極2の上にはそれぞれエミッタアレ
イが形成されている。さらに、アノード電極8,9には
例えば左のストライプ電極からRの蛍光体、Gの蛍光
体、Bの蛍光体が順次塗布されており、アノード電極
8,9とカソード電極2が交差する部分の蛍光体が画素
を構成し、画素R11,G11,B11,R21,G2
1,B21,・・・Rm1,Gm1,Bm1で最初の一
ラインが構成され、次のラインが画素R12,G12,
B12,・・・Rm2,Gm2,Bm2で構成され、最
後のラインが画素R1n,G1n,B1n・・・Rm
n,Gmn,Bmnで構成されている。
【0031】このように、アノード電極8,9に設けら
れた各画素R11〜Bmnはマトリクス状に形成され、
アノード引き出し電極A1,A2とカソード引き出し電
極C1〜Cnにより各画素が選択されて駆動されるよう
に構成されている。このように駆動する駆動装置により
駆動される図3に示す画像表示装置の様子の一例を図1
0に示す。この図に示す駆動装置は、アノード引き出し
電極のA1に正のアノード電圧を印加した状態で、カソ
ード引き出し電極C1〜Cnを走査していき、この走査
が終了したら次に、アノード引き出し電極A2に正のア
ノード電圧を印加した状態で、カソード引き出し電極C
1〜Cnを走査していくことにより、一フレームの画像
を得るようにしたものである。
【0032】この図においてR,G,Bはアノード電極
にマトリクス状に形成された図7に示す各画素を示して
いるが、R,G,Bのサフィックスは省略してある。こ
の図の(a)は、アノード引き出し電極A1に正のアノ
ード電圧を印加するとともに、カソード引き出し電極C
1を選択して、これにより選択された画素が発光可能に
される状態を示している。
【0033】この場合は、アノード引き出し電極A1に
対応するストライプ電極に塗布された斜線を施した1ラ
インめの蛍光体の画素R,B,G,・・・が発光可能に
される。発光可能にされる画素はアノード引き出し電極
A1が1本置きとなっていることから、この図に示すよ
うに1つ置きの画素となり、これらの画素はゲート電極
3の引き出し電極GT1〜GTlに同時に印加された色
データにより発光が制御される。また、同図(b)は、
同図(a)に示す状態の次のタイミングの状態であり、
アノード引き出し電極A1に正のアノード電圧が印加さ
れている状態は維持されているが、今度はカソード引き
出し電極C2が選択され、これにより選択された画素が
発光可能にされた状態を示している。
【0034】この状態では、2ラインめの斜線を施した
画素R,B,G,・・・が発光可能とされる。この時
も、発光可能とされる画素は1つ置きの画素となり、こ
れらの画素はゲート引き出し電極GT1〜GTnに同時
に印加された色データにより発光が制御される。このよ
うな駆動が順次行われ、最後のカソード引き出し電極C
nまで走査されると、次は図10(c)に示される状態
となる。この状態は、アノード引き出し電極A2に正の
アノード電圧が印加されるとともに、カソード引き出し
電極C1が選択され、これにより選択された画素が発光
可能にされた状態である。
【0035】この状態の時は、アノード引き出し電極A
2に対応する斜線を施した1ラインめの1つ置きの画素
G,R,Bが発光可能にされ、これらの画素はゲート引
き出し電極GT1〜GTnに同時に印加されている色デ
ータにより発光が制御される。この時点で、1ラインめ
の画素はすべて発光が制御されたことになる。次に、同
図(d)に示す状態となり、アノード電極9の引き出し
電極A2に正の電圧が印加される状態は維持されている
が、カソード引き出し電極C2がカソード引き出し電極
C1に替わって選択され、これにより選択された画素が
発光可能にされた状態である。
【0036】従って、今度は2ラインめの画素G,R,
B・・・が発光可能にされ、これらの画素がゲート引き
出し電極GT1〜GTnに同時に印加されている色デー
タにより発光が制御されることになる。このように、ア
ノード引き出し電極A2に正のアノード電圧を印加した
状態で、カソード引き出し電極C1〜Cnが順次走査し
て行き、最後のカソード引き出し電極Cnまで走査され
ると、表示装置を構成する画素のすべてが発光可能とさ
れてその発光が制御されるから、この時点で1フレーム
の画面が表示装置に表示されたことになる。
【0037】このように駆動制御する駆動装置のブロッ
ク図を図8に、そのタイミングを図9に示す。図8にお
いて、50はm×nの画素のマトリクスからなる電界放
出カソードを備える画像表示装置、51は印加された同
期信号に同期したクロックを発生するクロックジェネレ
ータ、52はクロックジェネレータ51から発生された
クロックを用いて表示タイミングを制御する表示タイミ
ング制御回路、53はビデオメモリ54の書き込みを制
御するメモリ書き込み制御回路、54はR,G,Bの画
像データを蓄積するフレームメモリあるいはラインメモ
リ54−1,54−254−3からなるビデオメモリ、
55−1,55−2,55−3はビデオメモリ54から
読み出したR,G,Bの各色データを保持するバッファ
レジスタである。
【0038】さらに、56はビデオメモリ54のアドレ
スを発生するアドレスカウンタ、5して色データを選択
する色選択回路、58はカソード電極を制御するデータ
がシフトされるシフトレジスタ、59はシフトレジスタ
58のデータをラッチするラッチ回路、60はカソード
電極をラッチ回路59のデータにより駆動するカソード
ドライバ、61はバッファレジスタ55−1〜55−3
からの色データがシフトクロックによりシフトされるシ
フトレジスタ、62はシフトレジスタ61のデータをラ
ッチするラッチ回路、63はゲート電極をラッチ回路6
2の出力により駆動するゲートドライバである。
【0039】そして、図9の(a)はアノード引き出し
電極A1を駆動するアノードドライバ64の出力パル
ス、同図(b)はアノード引き出し電極A2を駆動する
アノードドライバ64の出力パルス、同図(c)はカソ
ード引き出し電極C1を駆動するカソードドライバ60
の出力パルス、同図(d)はカソード引き出し電極C2
を駆動するカソードドライバ60の出力パルス、同図
(e)はカソード引き出し電極C3を駆動するカソード
ドライバ60の出力パルス、同図(f)はカソード引き
出し電極Cnを駆動するカソードドライバ60の出力パ
ルスである。
【0040】さらに、同図(g)はゲート引き出し電極
GT1に印加されるゲートドライバ63からの色デー
タ、同図(h)はゲート引き出し電極GT2に印加され
るゲートドライバ63からの色データ、同図(i)はゲ
ート引き出し電極GT3に印加されるゲートドライバ6
3からの色データ、同図(j)はゲート引き出し電極G
Tlに印加されるゲートドライバ63からの色データ、
同図(k)はカソードドライバ60の動作を制御するイ
ネーブル信号、同図(m)はラッチ回路59,62のラ
ッチタイミングを示すラッチパルス、同図(n)はシフ
トレジスタ61に供給されるシフトクロック、同図
(p)はゲート電極3の引き出し電極GT1〜GTnに
印加されるゲートドライバ63から出力される色データ
である。
【0041】この画像表示装置50の駆動装置の動作の
説明を図9に示すタイミングを参照しながら説明する。
画像データは、メモリ書き込み制御回路53により書き
込みタイミングが制御されると共に、クロックジェネレ
ータ51で発生されるクロックに同期してビデオメモリ
54に各色毎に記憶される。ビデオメモリ54のR,
G,Bの各色データが記憶されるメモリ54−1,54
−2,54−3から、色選択回路57の制御のもとで、
かつ、アドレスカウンタ56のアドレスに基づいて読み
出された色データは、それぞれバッファレジスタ55−
1,55−2,55−3に保持される。
【0042】バッファレジスタ55−1,55−2,5
5−3はその出力タイミングが色選択回路57により制
御されて、各色データが図10に示すR,G,Bの画素
の順序と同じにされてシフトレジスタ回路61に供給さ
れる。このシフトレジスタ61は図9(n)に示すシフ
トクロックSCLKにより、この色データをシフトして
いく。1ラインの画素の内アノード引き出し電極A1に
接続されたストライプ電極の数に対応する1/2の数の
色データがシフトレジスタ61にシフトされると、この
色データは図9(m)に示すラッチパルスによりラッチ
回路62にラッチされる。このラッチ回路62の出力デ
ータはゲートドライバ63に印加される。
【0043】一方、表示制御タイミング回路52はアノ
ードドライバ64を制御して図9(a)(b)に示すよ
うに、アノード引き出し電極A1にのみ正のアノード電
圧を印加するようにしている。さらに、表示タイミング
制御回路52は図9(m)に示すラッチパルスをシフト
レジスタ58にシフトパルスとして供給し、この制御回
路52から供給されるスキャン信号をシフトさせてい
く。このシフトレジスタ58の出力はラッチ回路59に
より、上記ラッチパルスによりラッチされるため、ラッ
チ回路59からは、ラッチパルス毎にシフトされるスキ
ャン信号が出力されるようになる。そして、このスキャ
ン信号はカソードドライバ60に印加される。
【0044】この結果、カソードドライバ60からは図
9(c)(d)(e)(f)に示すように、画像表示装
置50のカソード引き出し電極C1,C2,C3,・・
・Cnに順次印加されるため、これらのカソード引き出
し電極C1,C2,C3,・・・Cnは上記ラッチパル
スのタイミングで走査されるようになる。この時、ゲー
トドライバ63からはカソード引き出し電極C1〜Cn
の走査に同期して、ゲート引き出し電極GT1〜GTl
に図9(g)(h)(i)(j)に示す色データが供給
されているため、カソード引き出し電極C1が(c)に
示すように駆動されているときは、ゲート引き出し電極
GT1〜GTlには図10(a)に示すR,B,G,・
・・Gの色データが供給されるようになる。
【0045】従って、図10(a)に示すように画像表
示装置50の1ラインめの画素の1/2の数の画素が発
光制御されることになる。そして、次のラッチパルスの
タイミングでカソード引き出し電極C2が選択される
と、この時にはシフトレジスタ61に次の色データがシ
フトクロックSCLKによりシフトされているから、画
像表示装置50は図10(b)に示すように2ラインめ
の画素の1/2の画素を発光制御することになる。
【0046】このような走査が順次行われて、最後のカ
ソード引き出し電極Cnまで走査されると、1フレーム
の1/2の画素が発光制御されたことになる。次に、表
示タイミング制御回路52はアノードドライバ64を制
御して、今度はアノード引き出し電極A2に正のアノー
ド電圧を印加するように制御する。
【0047】そして、上記と同様にカソード引き出し電
極C1〜Cnを走査していくことにより、図10(c)
(d)に示すように1フレームの残りの画素の発光制御
を行い、最後のカソード引き出し電極Cnが走査された
時点で1フレームの画像が画像表示装置50に表示され
るようになる。上記画像表示装置50の駆動装置によれ
ば、高電圧の印加されるアノード引き出し電極の切り替
え回数が1フレーム毎に僅か2回でよいため、アノード
引き出し電極の駆動回路をたやすく組むことが出来る。
また、選択されていないアノード電極を負の電位にバイ
アスすることにより混色を一層防止することが出来る。
【0048】次に、画像表示装置50の他の駆動装置の
例を図11〜図13に示す。これらの図に示す駆動装置
は、カソード引き出し電極のC1を選択した状態で、ア
ノード引き出し電極A1を選択して正のアノード電圧を
印加し、次のタイミングでアノード引き出し電極A2を
選択して正のアノード電圧を印加する。そして、次にカ
ソード引き出し電極C1に替えてカソード引き出し電極
C2を選択した状態で、アノード引き出し電極A1を選
択し、次のタイミングでアノード引き出し電極A2を選
択していき、カソード引き出し電極Cnが選択し終った
時に1フレームの画像を画像表示装置に得るようにした
ものである。
【0049】この駆動装置の駆動方法を図13を用いて
説明する。この図においてR,G,Bはアノード電極に
マトリクス状に形成された図7に示す各画素を示してお
り、R,G,Bのサフィックスは省略してある。この図
の(a)は、アノード引き出し電極A1を選択して正の
アノード電圧を印加するとともに、カソード引き出し電
極C1を選択して、これにより選択された画素の状態を
示している。
【0050】この場合は、アノード引き出し電極A1に
対応するストライプ電極に塗布された斜線を施した1ラ
インめの画素の1/2の数のR,B,G,・・・が発光
可能にされる。発光可能にされる画素はアノード引き出
し電極A1に接続されるアノード電極8が1本置きとな
っていることから、この図に示すように1つ置きの画素
となり、これらの画素はゲート引き出し電極GT1〜G
Tlに同時に印加された色データにより発光が制御され
る。
【0051】また、同図(b)は、同図(a)に示す状
態の次のタイミングの状態であり、今度はアノード引き
出し電極A2が選択されて正のアノード電圧が印加され
ており、カソード引き出し電極C1が選択されている状
態は維持され、これにより選択された画素の状態を示し
ている。この状態では、1ラインめの残りの斜線を施し
た画素R,B,G,・・・が発光可能とされる。この時
に、発光可能とされる1つ置きの画素は、ゲート引き出
し電極GT1〜GTnに同時に印加された色データによ
り発光が制御され、この時点で1ラインめのすべての画
素の発光が制御される。
【0052】次のタイミングで、カソード引き出し電極
C2が選択されるとともに、アノード引き出し電極A1
が選択されて正のアノード電圧が印加され、これにより
選択された画素の状態を図13の(c)に示す。この状
態の時は、2ラインめの画素の数の1/2に相当する
R,B,Gが発光可能とされ、これらの画素はゲート引
き出し電極GT1〜GTnに同時に印加されている色デ
ータにより発光が制御される。
【0053】さらに、次のタイミングで同図(d)に示
す状態となり、アノード引き出し電極A2に正の電圧が
印加されるようにされるが、カソード引き出し電極C2
が選択されている状態は維持されている。従って、今度
は2ラインめの残りの画素G,R,B・・・が発光可能
にされ、これらの画素がゲート電極3の引き出し電極G
T1〜GTnに同時に印加されている色データにより発
光が制御されることになる。
【0054】このように、カソード引き出し電極C1〜
Cnを順次走査した時に、アノード引き出し電極A1と
アノード引き出し電極A2とを順次選択することによ
り、最後の引き出し電極Cnまで走査された時点で、表
示装置を構成する画素のすべてが発光可能とされてその
発光が制御されることとなり、この時点で1フレームの
画面が表示装置に表示されることになる。このように駆
動制御する駆動装置のブロック図を図11に、そのタイ
ミングを図12に示す。
【0055】図11において、50はm×nの画素のマ
トリクスからなる電界放出カソードを備える画像表示装
置、51は印加された同期信号に同期したクロックを発
生するクロックジェネレータ、52はクロックジェネレ
ータ51から発生されたクロックを用いて表示タイミン
グを制御する表示タイミング制御回路、53はビデオメ
モリ54の書き込みを制御するメモリ書き込み制御回
路、54はR,G,Bの画像データを蓄積するフレーム
メモリあるいはラインメモリ54−1,54−254−
3からなるビデオメモリ、55−1,55−2,55−
3はビデオメモリ54から読み出したR,G,Bの各色
データを保持するバッファレジスタである。
【0056】さらに、56はビデオメモリ54のアドレ
スを発生するアドレスカウンタ、57はアノードドライ
バ64の状態を検知しながらシフトクロックSCLKに
同期して色データを選択する色選択回路、58はカソー
ド電極を走査制御するスキャンデータをシフトするシフ
トレジスタ、59はシフトレジスタ58のデータをラッ
チするラッチ回路、60はカソード電極をラッチ回路5
9のデータにより駆動するカソードドライバ、61はバ
ッファレジスタ55−1〜55−3からの色データがシ
フトクロックSCLKによりシフトされるシフトレジス
タ、62はシフトレジスタ61のデータをラッチするラ
ッチ回路、63はゲート電極をラッチ回路62の出力に
より駆動するゲートドライバである。
【0057】そして、図12の(a)はアノードドライ
バ64がアノード引き出し電極A1を駆動する駆動パル
ス、同図(b)はアノードドライバ64がアノード引き
出し電極A2を駆動する駆動パルス、同図(c)はカソ
ード引き出し電極C1を駆動するカソードドライバ60
の駆動パルス、同図(d)はカソード引き出し電極C2
を駆動するカソードドライバ60の駆動パルス、同図
(e)はカソード引き出し電極C3を駆動するカソード
ドライバ60の駆動パルス、同図(f)はカソード引き
出し電極Cnを駆動するカソードドライバ60の駆動パ
ルスである。
【0058】さらに、同図(g)はゲート引き出し電極
GT1に印加されるゲートドライバ63からの色デー
タ、同図(h)はゲート引き出し電極GT2に印加され
るゲートドライバ63からの色データ、同図(i)はゲ
ート引き出し電極GT3に印加されるゲートドライバ6
3からの色データ、同図(j)はゲート引き出し電極G
Tlに印加されるゲートドライバ63からの色データ、
同図(k)はカソードドライバ60の動作を制御するイ
ネーブル信号、同図(m)はアノードドライバ64を制
御すると共にラッチ回路62のラッチタイミングを示す
ラッチパルス、同図(n)はシフトレジスタ61に供給
されるシフトクロック、同図(p)はゲート引き出し電
極GT1〜GTnに印加されるゲートドライバ63から
出力される色データである。
【0059】この画像表示装置50の駆動装置の動作の
説明を図12に示すタイミングを参照しながら説明す
る。画像データは、メモリ書き込み制御回路53により
書き込みタイミングが制御されると共に、クロックジェ
ネレータ51で発生されるクロックに同期してビデオメ
モリ54に各色毎に記憶される。ビデオメモリ54の
R,G,Bの各色データが記憶されるメモリ54−1,
54−2,54−3から、色選択回路57の制御のもと
で、かつ、アドレスカウンタ56のアドレスに基づいて
読み出された色データは、それぞれバッファレジスタ5
5−1,55−2,55−3に保持される。
【0060】バッファレジスタ55−1,55−2,5
5−3はその出力タイミングが色選択回路57により制
御されて、各色データが図10に示すR,G,Bの画素
の順序と同じにされてシフトレジスタ回路61に供給さ
れる。このシフトレジスタ61は図9(n)に示すシフ
トクロックSCLKにより、この色データをシフトして
いく。1ラインの画素の内アノード引き出し電極A1に
接続されたストライプの数に対応する1/2の数の色デ
ータがシフトレジスタ61にシフトされると、この色デ
ータは図9(m)に示すラッチパルスによりラッチ回路
62にラッチされる。このラッチ回路62の出力データ
はゲートドライバ63に印加される。
【0061】一方、表示制御タイミング回路52はアノ
ードドライバ64に上記ラッチパルスを印加して、図1
2(a)(b)に示すように、アノード引き出し電極A
1とアノード引き出し電極A2をラッチパルスに同期し
て交互に切り替えるように制御することにより、選択さ
れたアノード引き出し電極に正のアノード電圧を印加す
るようにしている。
【0062】さらに、表示タイミング制御回路52は、
図12(m)に示すラッチパルスの2倍の周期のラッチ
パルスをシフトレジスタ58にシフトパルスとして供給
し、この制御回路52から供給されるスキャン信号をシ
フトさせていく。このシフトレジスタ58の出力はラッ
チ回路59により、上記2倍の周期のラッチパルスによ
りラッチされるため、ラッチ回路59からは、このラッ
チパルス毎にシフトされるスキャン信号が出力されるよ
うになる。そして、このスキャン信号はカソードドライ
バ60に印加される。
【0063】この結果、カソードドライバ60からは図
12(c)(d)(e)(f)に示すように、画像表示
装置50のカソード引き出し電極C1,C2,C3,・
・・Cnが順次選択されている間に、アノード引き出し
電極A1とアノード引き出し電極A2とが切り替えられ
て選択されるようになる。この時、ゲートドライバ63
からはアノード引き出し電極の切り替えに同期して、ゲ
ート引き出し電極GT1〜GTlに図12(g)(h)
(i)(j)に示す色データが供給されているため、ア
ノード引き出し電極A1が同図(a)に示すように駆動
されているときは、ゲート引き出し電極GT1〜GTl
には図13(a)に示すようなR,B,G,・・・Gの
色データが供給されるようになる。
【0064】従って、図13(a)に示すように画像表
示装置50の1ラインめの画素の内の斜線を施した1/
2の数の画素が発光制御されることになる。そして、次
のラッチパルスのタイミングでアノード引き出し電極A
2が選択されると、この時にはシフトレジスタ61に次
の色データがシフトクロックSCLKによりシフトされ
ているから、画像表示装置50は図13(b)に示す斜
線を施した1ラインめの残りの画素が発光制御されるこ
とになる。
【0065】そして、次のタイミングでカソード引き出
し電極C2を選択して、アノード引き出し電極A1,A
2を上記と同様に切り替え走査することにより、図13
(c)(d)に示すように2ラインめの各画素が発光制
御されることになる。このような動作を順次繰り返し、
最後のカソード引き出し電極Cnまで走査された時点
で、すべてのラインの画素が発光制御されたことにな
り、この時点で1フレームの画像が画像表示装置50に
表示されるようになる。
【0066】なお、アノード引き出し電極とカソード引
き出し電極とを走査することにより、画像表示装置の各
画素を千鳥状に走査することも出来る。また、前記実施
例では赤,青,緑に発光する蛍光体を使用した例を示し
たが、発光波長域の広い蛍光体を使用して異なる透過波
長特性のフィルタを通すことにより、一種類の蛍光体を
用いて赤,青,緑等の複数の発光色を表示するようにし
てもよい。
【0067】
【発明の効果】本発明は以上のように構成されているの
で、アノード引き出し電極を2本とすることが出来、ア
ノード電極を形成したの基板の両側から立体配線を用い
ることなくそれぞれ電極を引き出すことが出来る。ま
た、このようにアノード電極は2分割されただけである
ため、従来のアノード電極が3分割されたものに対し、
デューティを3/2倍とすることが出来、明るい画面を
得ることが出来る。
【0068】また、2分割したアノード電極を選択走査
することにより各画素を選択発光しているため色の滲み
のないカラー画像を得ることが出来る。さらに、ゲート
電極間に設けた制御電極により、電子の広がりを抑制で
きるため、アノード電極のストライプ数を多くすること
が出来、高精細の画面とすることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の画像表示装置の斜視図である。
【図2】本発明の画像表示装置の一例を示す断面図であ
る。
【図3】本発明の画像表示装置の一例を示す断面図であ
る。
【図4】本発明の画像表示装置の一例を示す断面図であ
る。
【図5】カソード電極から放出された電子による電流密
度分布を示す図である。
【図6】カソード電極とアノード電極間の電界分布を示
す図である。
【図7】本発明の画像表示装置の電極配置の一例を示す
図である。
【図8】画像表示装置の駆動装置のブロック図である。
【図9】駆動装置のタイミング図である。
【図10】駆動装置により各画素が選択される様子を示
す図である。
【図11】画像表示装置の他の駆動装置のブロック図で
ある。
【図12】他の駆動装置のタイミング図である。
【図13】他の駆動装置により各画素が選択される様子
を示す図である。
【図14】従来の画像表示装置のアノード電極の構成を
示す図である。
【図15】従来の画像表示装置の断面図である。
【図16】電界放出カソードの斜視図及び断面図であ
る。
【符号の説明】
1,101 第1の基板 2,102 カソード電極 3,103,103−1,103−2,103−3 ゲ
ート電極 4 エミッタが臨んでいる穴 5 ゲート電極の引き出し電極 6 カソード電極の引き出し電極 7,105 第2の基板 8,9,106−1,106−2 アノード電極 10,11 アノード引き出し電極 12,104,104−1,104−2,104−3
エミッタアレイ 13 スペーサ 14 制御電極 15 制御電極の引き出し電極 50 画像表示装置 51 クロックジェネレータ 52 表示タイミング制御回路 53 メモリ書き込み制御回路 54 ビデオメモリ 54−1,54−2,54−3 R,G,B用フレーム
メモリあるいはラインメモリ 55−1,55−2,55−3 バッファレジスタ 56 アドレスカウンタ 57 色選択回路 58,61 シフトレジスタ 59,62 ラッチ回路 60 カソードドライバ 63 ゲートドライバ 64 アノードドライバ 100,110 走査スイッチ A1,A2,A3 アノード引き出し電極 a1,a2,a3 接点 C1〜Cn カソード引き出し電極 GT1〜GTl ゲート引き出し電極 R11〜Rmn 赤色の画素 G11〜Gmn 緑色の画素 B11〜Bmn 青色の画素

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】第1の基板上にストライプ状に形成され
    た、電界放出を行うエミッタを備える複数本のカソード
    電極と、 該カソード電極からそれぞれ引き出されたカソード引き
    出し電極と、 上記カソード電極と絶縁されると共に、直交するように
    上記カソード電極上に形成されたストライプ状の複数本
    のゲート電極と、 該ゲート電極から引き出されたゲート引き出し電極と、 上記第1の基板と所定距離離隔して設けられた第2の基
    板に、上記ゲート電極に対向すると共に、上記カソード
    電極に直交するよう形成されたストライプ状のアノード
    電極とを備え、 該ストライプ状のアノード電極の一本置きにそれぞれ接
    続されて第2の基板の両側から引き出された2本のアノ
    ード引き出し電極を備えていると共に、 上記ストライプ状のアノード電極のストライプ毎に、
    赤,青,緑の発光色が順次得られるように蛍光体を設け
    ることを特徴とする画像表示装置。
  2. 【請求項2】上記赤,青,緑の発光色をフィルタを通し
    て得ることを特徴とする請求項1記載の画像表示装置。
  3. 【請求項3】上記ゲート電極の1本のストライプによ
    り、上記ストライプ状の隣接する2本のアノード電極の
    下に、上記ストライプ状の1本のゲート電極が位置する
    よう配置し、上記2本のアノード電極に設けられた蛍光
    体の発光制御を上記1本のゲート電極により行うことを
    特徴とする請求項1あるいは2記載の画像表示装置。
  4. 【請求項4】上記ストライプ状のゲート電極間に、上記
    エミッタから放出された電子の広がりを制御する制御電
    極を設けることを特徴とする請求項1ないし3のいずれ
    かに記載の画像表示装置。
  5. 【請求項5】第1の基板上にストライプ状に形成され
    た、電界放出を行うエミッタを備える複数本のカソード
    電極と、 該カソード電極からそれぞれ引き出されたカソード引き
    出し電極と、 上記カソード電極と絶縁されると共に、直交するように
    上記カソード電極上に形成されたストライプ状の複数本
    のゲート電極と、 該ゲート電極から引き出されたゲート引き出し電極と、 上記第1の基板と所定距離離隔して設けられた第2の基
    板に、上記ゲート電極に対向すると共に、上記カソード
    電極に直交するよう形成されたストライプ状のアノード
    電極とを備え、 該ストライプ状のアノード電極の一本置きにそれぞれ接
    続されて第2の基板の両側から引き出された2本のアノ
    ード引き出し電極を備えていると共に、 上記ストライプ状のアノード電極のストライプ毎に、
    赤,青,緑の発光色が順次得られるように蛍光体を設け
    た画像表示装置を駆動する駆動装置において、 上記アノード引き出し電極の一方を選択した状態で、上
    記カソード引き出し電極を順次走査し、続いてアノード
    引き出し電極の他方を選択した状態で、上記カソード引
    き出し電極を順次走査する走査手段とを備え、 上記走査手段により上記画像表示装置に画像を表示する
    ことを特徴とする画像表示装置の駆動装置。
  6. 【請求項6】上記赤,青,緑の発光色をフィルタを通し
    て得ることを特徴とする請求項5記載の画像表示装置の
    駆動装置。
  7. 【請求項7】上記カソード引き出し電極の走査に同期し
    て、上記ゲート引き出し電極に走査に対応した色データ
    を供給することを特徴とする請求項5あるいは6記載の
    画像表示装置の駆動装置。
  8. 【請求項8】第1の基板上にストライプ状に形成され
    た、電界放出を行うエミッタを備える複数本のカソード
    電極と、 該カソード電極からそれぞれ引き出されたカソード引き
    出し電極と、 上記カソード電極と絶縁されると共に、直交するように
    上記カソード電極上に形成されたストライプ状の複数本
    のゲート電極と、 該ゲート電極から引き出されたゲート引き出し電極と、 上記第1の基板と所定距離離隔して設けられた第2の基
    板に、上記ゲート電極に対向すると共に、上記カソード
    電極に直交するよう形成されたストライプ状のアノード
    電極とを備え、 該ストライプ状のアノード電極の一本置きにそれぞれ接
    続されて第2の基板の両側から引き出された2本のアノ
    ード引き出し電極を備えていると共に、 上記ストライプ状のアノード電極のストライプ毎に、
    赤,青,緑の発光色が順次得られるように蛍光体を設け
    た画像表示装置を駆動する駆動装置において、 上記カソード引き出し電極を順次走査する第1の走査手
    段と、 上記カソード引き出し電極の1つが選択走査されている
    状態で、上記2本のアノード引き出し電極を走査する第
    2の走査手段とを備え、 上記第1の走査手段及び第2の走査手段とにより上記画
    像表示装置に画像を表示することを特徴とする画像表示
    装置の駆動装置。
  9. 【請求項9】上記赤,青,緑の発光色をフィルタを通し
    て得ることを特徴とする請求項8記載の画像表示装置の
    駆動装置。
  10. 【請求項10】上記アノード引き出し電極の走査に同期
    して、上記ゲート引き出し電極に走査に対応した色デー
    タを供給することを特徴とする請求項8あるいは9記載
    の画像表示装置の駆動装置。
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