JPH07191628A - フラットパネルディスプレイ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 フラットパネルディスプレイ装置は、複数の
列に配列されており、電子を放出するマイクロチップ陰
極と、複数の行に配列されているゲートと、互いに電気
的に絶縁されておりかつ隣り合うストリップ内のグルー
プに配列されている蛍光素子を有する陽極とを含んでい
る。１つのゲート行及び１つの陰極列の交差部が当該デ
ィスプレイ装置の画素を規定している。陽極のストリッ
プのグループが、２つのネットワークを形成すべく電気
的に接続されている。第１のネットワークは、奇数番目
のストリップのグループを含んでおり、第２のネットワ
ークは、偶数番目のストリップのグループを含んでい
る。ディスプレイ装置は、奇数行及び偶数行のグループ
をそれぞれ順次アドレスするための電子制御システムを
さらに含んでいる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、マイクロチップフラッ
トパネルディスプレイ装置に関する。より特定的には、
この種のフラットディスプレイ装置パネル用のカソード
ルミネセント陽極を実現すること、特にスイッチングさ
れる陽極を伴う動作用の陽極ルミネセント素子接続に適
用される。

【０００２】

【従来の技術】図１及び図２は、それぞれ、本発明に関
連するマイクロチップフラットパネルディスプレイ装置
の構造を示す断面図及び斜視図である。

【０００３】この種のマイクロチップフラットパネルデ
ィスプレイ装置は、マイクロチップ１０を含む陰極１１
とマイクロチップ１０に対向する穴を有するゲート５と
によって単に構成されている。陰極１１は、スクリーン
面を構成するガラス基板２を有するカソードルミネセン
ト陽極１２に対向している。

【０００４】この種のマイクロチップフラットパネルデ
ィスプレイ装置の動作及び詳細な構造は、コミサリア
タ レネルジック アトミークによる米国特許第４，９
４０，９１６号公報に記載されている。

【０００５】陰極１１は、ガラス基板１上に複数列に配
列された陰極導体３によって構成されている。陰極導体
３は、通常は、均一な電子放射を行うための抵抗層（図
示なし）で覆われている。陰極導体３をゲート５から絶
縁するための絶縁層４が設けられている。ゲート層５及
び絶縁層４には、抵抗層上に形成されたマイクロチップ
１０を収容するために、穴がそれぞれ設けられている。
ゲート５は、複数の行Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３に配列されてい
る。ゲート行Ｌ及び陰極列３の交差部が画素を規定して
いる。図２では単純化するために、１つの行Ｌと１つの
列３との交差部に少数のマイクロチップ１０のみが示さ
れているが、実際には、各画素部分に数千のマイクロチ
ップ１０が存在している。

【０００６】この装置では、真空６を通ってマイクロチ
ップ１０から陽極１２の蛍光素子８に向かう電子を引き
出すために、陰極１１とゲート５との間に生成された電
界を用いる。

【０００７】カラーディスプレイ装置の場合、陽極１２
は、各々が１つの色（青、赤、緑）に対応する蛍光素子
８の交互配置のストリップを備えている。各ストリップ
は、その隣り合う２つのストリップと電気的に絶縁され
ている。蛍光素子８は、酸化インジウム−スズ（ＩＴ
Ｏ）のごとき透明導電層による対応するストリップから
構成された電極７上にデポジットされている。これらス
トリップは、陰極列３と平列に配置されている。３つの
ストリップによる１つのグループ（各色１つ）は、１つ
の陰極列に対向している。従って、陽極１２のストリッ
プの１つのグループの幅が画素の幅に相当する。１つの
画素のマイクロチップ１０から放出された電子が対向す
る各色の蛍光素子８へ選択的に向かうように、青、赤及
び緑のストリップのグループは、陰極１１に対して選択
的に付勢（ｐｏｌａｒｉｚｅｄ）されている。

【０００８】従来、同一色の全ストリップは、ディスプ
レイ装置の有効面の外側で電子制御システム（図示な
し）に電気的に相互接続されていた。陰極側では、各陰
極列３及び各ゲート行Ｌが電子制御システムに別個に接
続されていた。

【０００９】画像は、電子制御システムを介して適切に
付勢された陽極１２、陰極１１及びゲート５によって、
フレーム期間（例えば２０ｍｓ）中、ディスプレイされ
る。フレーム期間中、同一色の蛍光素子８のストリップ
のグループは、順次付勢される。即ち、各グループは、
フレーム期間の１／３（例えば６．６ｍｓ）に対応する
サブフレーム期間に付勢される。ディスプレイは、「ラ
イン時間」に渡ってゲート列を順次付勢することによっ
てライン毎になされる。このライン時間中、各陰極列
は、選択された色の現在の行に沿ったディスプレイされ
るべき画素の輝度に応じた電位まで上昇せしめられる。
陰極１１の列３の付勢は、ラインスキャンによる各新し
い列で変化する。「ライン時間」（例えば１３．７μ
ｓ）は、１サブフレームをゲートの行数によって分割し
た期間に対応する。

【００１０】従って、蛍光素子８のストリップの複数の
グループは、マイクロチップ１０から放出された電子を
引き付けることができる電位に順次上昇せしめられる。
この電位は、陰極／ゲートを陽極から隔離する真空６の
距離に依存し、例えば２５０Ｖより高い値である。ゲー
ト行は、サブフレーム期間の間、順次付勢される。現在
の行の「ライン時間」中は、特定の行Ｌがある電位（例
えば８０Ｖ）まで上昇せしめられるが、残りの行はゼロ
電位とされる。その電位が選択された色の行Ｌと列３と
の交差部によって規定される画素の輝度を各ラインにお
いて表わす陰極列は、最大放出電位及び放出無しの電位
（例えば、それぞれ０及び３０Ｖ）の間のそれぞれの電
位に上昇せしめられる。付勢における電位値は、蛍光素
子８及びマイクロチップ１０の関数として選択される。
従来、陰極及びゲート間の電位差が５０Ｖより低い場合
は、電子放出が生ぜず、最大放出は８０Ｖの電位差の場
合であった。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】従来のフラットパネル
ディスプレイ装置の問題点は、陰極１１の特定の列３に
おいてマイクロチップ１０から放出される電子が２つの
隣接する列３に対向する同一色の蛍光素子８のストリッ
プを励起する傾向にある点である。同一色の２つのスト
リップは異なる色の２つのストリップによって分離され
ているが、蛍光素子８とマイクロチップ１０との間の距
離（約０．２ｍｍ）により、電子が同一色の最も近いス
トリップへと外れて進んでしまう。隣接する画素へのこ
の照射は、蛍光素子８のストリップのグループが陰極列
に対して整列していないときに増大する。このような不
整列は、ディスプレイ装置の組立時に生じ得る。

【００１２】モノクロディスプレイ装置の場合、陽極１
２を実現する最も簡単な方法は、陽極１２の基板２全体
に渡って連続した蛍光素子８で被覆した導体７をデポジ
ットすることである。陽極１２は、常に付勢されてい
る。マイクロチップ１０により放出された電子によるデ
ィスプレイ装置の励起領域の選択は、ゲート行及び陰極
列それぞれの付勢によって制御される。カラーディスプ
レイ装置の問題点はこのようなモノクロディスプレイ装
置においても、より強調されて現れる。

【００１３】本発明の目的は、良好な解像度を有しかつ
満足できる近接コントラストを備えたフラットパネルデ
ィスプレイ装置を提供することによってこれら問題点を
除去することにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するた
め、本発明は、複数の列に配列されており、電子を放出
するマイクロチップ陰極と、複数の行に配列されている
ゲートと、互いに電気的に絶縁されておりかつ隣り合う
ストリップのグループ内に配列されている蛍光素子を有
する陽極とを含むフラットパネルディスプレイ装置を提
供する。１つのゲート行及び１つの陰極列の交差部が当
該ディスプレイ装置の画素を規定している。陽極のスト
リップのグループが、２つのネットワークを形成すべく
電気的に接続されている。第１のネットワークは、奇数
番目のストリップのグループを含んでおり、第２のネッ
トワークは、偶数番目のストリップのグループを含んで
いる。ディスプレイ装置は、奇数行及び偶数行のグルー
プをそれぞれ順次アドレスするための電子制御システム
を伴っている。

【００１５】本発明の一実施態様においては、蛍光スト
リップのグループが、陰極の列に平行でありかつこの列
の幅とほぼ同一の幅を有している。

【００１６】本発明の一実施態様においては、陰極の列
が、ストリップのグループの接続ネットワークに対応す
る２つのネットワーク内で、電子制御システムによって
個々にアドレスされる。

【００１７】本発明の一実施態様においては、電子制御
システムが、蛍光ストリップの接続グループのネットワ
ークのアドレシング動作を反転するインバータを含んで
いる。

【００１８】本発明の一実施態様においては、蛍光スト
リップのグループが、ゲート行に平行でありかつこの行
の幅とほぼ同一の幅を有している。

【００１９】本発明の一実施態様においては、電子制御
システムが、それぞれ偶数番目及び奇数番目の蛍光スト
リップをアドレスするのと同時に、それぞれ偶数番目及
び奇数番目のゲート行を順次アドレスする手段を含んで
いる。

【００２０】本発明の一実施態様においては、グループ
の各々が、蛍光ストリップによって構成されており、全
てのグループの蛍光素子が同一の種類である。

【００２１】本発明の一実施態様においては、上述のグ
ループの各々が、異なる色の蛍光素子による３つのスト
リップを備えており、各ネットワークが３セットの蛍光
ストリップを含んでいる。これらストリップは電気的に
相互接続されており、電子制御システムが同一ネットワ
ークの各セットを個々にアドレスする手段を含んでい
る。

【００２２】

【実施例】本発明の上述した並びにその他の目的、構
成、変更態様及び効果は、添付の図面を参照した本発明
に関する以下の詳細な記載によって明らかとなるであろ
う。なお、簡単化するために、図面は実スケールで表示
されておらず、また各図において、同一の要素には同一
の参照符号が付与されている。

【００２３】図３は、カラーディスプレイ装置に適用さ
れた本発明の第１の実施例によるフラットパネルディス
プレイ装置に用いられる陽極の概略的な正面図である。

【００２４】同図に示すように、本発明の基本的な要旨
は、陽極の蛍光素子のストリップにおける電気的な相互
接続にある。この例では、ストリップは色毎に相互接続
されていないが、ストリップの２つのネットワーク（Ｒ
１、Ｖ１、Ｂ１；Ｒ２、Ｖ２、Ｂ２）内においては色毎
に接続されている。特定のストリップ（例えばＢ１）
は、他の２つの色の残りの全てのストリップ（例えばＲ
１、Ｖ１、Ｒ２、Ｖ２）から電気的に絶縁されているの
みならず、同一色の最も近い２つのストリップ（例えば
Ｂ２）からも電気的に絶縁されている。換言すれば、２
つの隣り合うグループ１３及び１４のストリップは各々
異なるネットワークに接続されている。

【００２５】図３において、陰極列３及びゲート行Ｌ
は、破線で例示されており、各グループ１３及び１４の
幅が列３の幅に相当している。

【００２６】陽極１２の蛍光素子８の相互接続構造は、
同一ネットワークに属する同一色のストリップを順次ア
ドレスすることに加えて、各画像フレームにおいて２つ
のストリップネットワークを順次アドレスすることによ
って制御される。

【００２７】フレーム期間（例えば２０ｍｓ）中、電子
制御システム（図示なし）によって、画像は常にディス
プレイされる。フレーム期間中、陽極１２の蛍光素子８
のストリップは、同一色のストリップのグループによっ
て付勢される。ただし、１回に１つのネットワークにつ
いてである。フレームは、次いでフレーム期間の１：６
に相当する期間（例えば３．３ｍｓ）の６つのサブフレ
ームに分割される。

【００２８】ゲート行Ｌを順次付勢することによって、
１回に１ラインのディスプレイが常になされる。しかし
ながら、この例では、各行Ｌは与えられたフレームにお
いて６回付勢され、全ての行Ｌについての順次の付勢が
各サブフレームにおいて再度行われる。

【００２９】また、陰極１１の列３のアドレシング動作
は、陰極側において、陽極側に形成されたネットワーク
と同様に列３の２つのネットワークを順次アドレスする
ことを繰り返すように変更される。これにより、ライン
スキャニング中の特定のゲート列Ｌの付勢に対応する各
「ライン時間」中、各２つの列は、現在の色の現在のラ
インに沿ってディスプレイされるべき画素の輝度に応じ
た電位に上昇せしめられる。

【００３０】しかしながら、陰極列のネットワーク（サ
ブフレーム期間中付勢されたもの）がそれに対向する蛍
光素子のグループのネットワークに実際に対応するよう
に注意しなければならない。この同期をとるために、電
子制御手段によって制御されるそれらの順次動作の間、
陽極１２のネットワークの順序を反転するインバータ又
は単純なジャンパリンクを例えば使用することができ
る。このようなインバータ又はジャンパリンクは、例え
ば、組立後にフラットパネルディスプレイ装置をテスト
する際に最終的に配置される。

【００３１】本発明は、陰極マイクロチップ１０によっ
て放出された電子が、２つの隣り合うグループ１３にお
ける同一色のストリップ（例えばＲ１）に捕捉されるこ
となく、陽極１２の付勢された蛍光素子８（例えばＲ
２）に引き付けられるようにすることが可能である。

【００３２】しかしながら、これは、画素の蛍光素子８
の励起期間が、画像のフレーム期間を維持するために、
半減されなければならないことを意味している。

【００３３】従って、フラットパネルディスプレイ装置
の輝度を維持するために、２倍の電気的強度が必要とな
る。実際に、蛍光素子８の照度は、その励起期間及び電
子の衝突の強さに比例する。

【００３４】本発明の第１の実施例によれば、フラット
パネルディスプレイ装置の電流消費及び電子制御システ
ムによって行われるべきスイッチングの回数が増大する
が、フラットパネルディスプレイ装置の近接コントラス
トは大幅に向上する。

【００３５】また、本発明によれば、電子の集束が良好
であるため、陽極及び陰極間のギャップ６を大きくでき
る。実際、従来のフラットパネルディスプレイ装置のよ
うに、１つの陽極ストリップ上に電子を収集するために
ギャップ６を短くすると、陽極−陰極電位が制限されて
しまう。これは、フラットパネルディスプレイ装置を破
壊するかもしれない電気的放電の形成を避けるためであ
る。本発明では、電子の収集を損なうことなく陽極−陰
極間距離を増大することができ、ディスプレイ装置の輝
度を増大するべく陽極１２により高い電位を印加するこ
とができる。

【００３６】本発明は、さらに、解像度を向上するべく
画素の大きさを低減することができる。

【００３７】図４は、モノクロディスプレイ装置に適用
された本発明の第１の実施例によるフラットパネルディ
スプレイ装置に用いられる陽極の概略的な正面図であ
る。

【００３８】この場合、カラーディスプレイ装置の技術
（即ち、互いに電気的に絶縁された平行な導電ストリッ
プ上への蛍光体８のデポジション）が使用されるが、デ
ィスプレイ装置がモノクロであるので全ての蛍光素子は
同じ種類のものである。ストリップは、２つのネットワ
ークＩ及びＰを形成するべく相互接続されている。２つ
の隣り合うストリップは、それぞれ２つのネットワーク
のうちの１つに接続されている。モノクロディスプレイ
装置では、１つのストリップの幅が、上述したように陰
極列及びゲート行との交差部で規定される画素の幅に相
当する。列３及び行Ｌが図４には破線で例示されてい
る。

【００３９】これにより、モノクロディスプレイ装置の
コントラスト及び解像度は著しく向上せしめられる。

【００４０】図５は、本発明の第２の実施例を表わして
いる。この実施例は、列のスイッチング回数を従来のデ
ィスプレイ装置の回数と同程度に低減し、その結果、電
子制御システムの電流消費を抑えることができる。

【００４１】この第２の実施例においては、陽極１２の
導体７上にデポジットされた蛍光ストリップ８は、ゲー
ト行と平行となっている。この場合も、画素は、ゲート
行及び陰極列の交差部によって規定される。陽極１２の
ストリップのグループ（Ｒ、Ｖ、Ｂ）の幅は、ゲート行
の幅に相当する。

【００４２】この実施例における蛍光ストリップの相互
接続構造は、図３に関連して前述した構造と同じであ
る。

【００４３】この実施例の場合、陰極１１、陽極１２及
びゲート５の付勢は、電子制御システムによって、それ
ぞれ以下のごとくなされる。

【００４４】画像は、前述の場合と同様に、フレーム期
間中（例えば２０ｍｓ）、ディスプレイされる。フレー
ム期間中、陽極１２の蛍光ストリップ８は、各色につい
て順次付勢され、かつ色ストリップの各グループ内の各
ネットワークについて順次付勢される。即ち、第１の色
の偶数（又は奇数）番目のストリップがまず付勢され、
次いでこの第１の色の奇数（又は偶数）番目のストリッ
プが付勢され、その後、第２の色の奇数（又は偶数）番
目のストリップが付勢され、以下同様に行われる。

【００４５】ゲート行を順次付勢することによって、た
だしこの場合、２ラインずつ付勢することによって、１
回に１ラインのディスプレイがなされる。換言すれば、
ある色の第１のネットワークのストリップについての付
勢に対応するサブフレームの第１のシーケンスの間（即
ち、サブフレームの半分）、奇数（又は偶数）番目の行
が順次付勢される。次いで、同一色の第２のネットワー
クのストリップについての付勢に対応するサブフレーム
の第２のシーケンスの間（即ち、サブフレームの他方の
半分）、偶数（又は奇数）番目の行が付勢される。

【００４６】これに対して、陰極１１の付勢は、従来の
フラットパネルディスプレイ装置の場合と同じである。
即ち、ラインスキャニング中のゲート行の付勢に対応す
る各「ライン時間」の間、全ての陰極列は、現在の色の
現在のラインに沿ってディスプレイされるべき画素の輝
度に従った電位に上昇せしめられる。その結果、この第
２の実施例においては、ラインスキャニング動作の回数
が、第１の実施例の場合に比してその半分となる。従っ
て、第１の実施例に対し、陰極１１のスイッチング動作
の回数が半分となり、電子制御システムの消費電力が実
質的に減少する。実際には、第１の実施例ではゲート行
が各フレームについて６回（６つのサブフレームの各々
で１回）順次付勢されるが、本実施例ではこれらは各フ
レームで３回のみ付勢される。

【００４７】この第２の実施例を実現する際には、蛍光
素子８がその上に位置する導体７の大きさを、蛍光素子
８の全てのストリップに沿って電子を同時に引き付ける
のに必要な電流に充分耐えることのできる大きさとする
べきである。実際には、第１の実施例では全体のライン
電流が陰極列に平行な全てのストリップに分散される
が、本実施例ではストリップがゲート行に平行なため、
この電流が単一の導体７を流れることを可能としなけれ
ばならない。

【００４８】この目的を達成するため、例えば蛍光素子
８の両側に導電材料をデポジットすることによって導体
７の大きさを増大させることが可能である（これはＩＴ
Ｏのデポジション等によって従来より実現されてい
る）。

【００４９】本実施例では、また、陽極−陰極ギャップ
６を大きくするために陽極電圧を高くすることができる
という事実を利用可能であると共に、蛍光素子８上にア
ルミニウムの薄膜をデポジットすることが可能である。
電子のエネルギが増大したことにより、電子はこのアル
ミニウム薄膜を通過することができる。

【００５０】当業者によれば、上述した好ましい実施例
について種々の変更を行うことができるのは明らかであ
る。特に、蛍光素子の相互接続に関連して記載した前述
の動作を行う電子制御システムの実際の構成について、
当業者は容易に実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来技術及びその問題点を説明するための、本
発明に関連するマイクロチップフラットパネルディスプ
レイ装置の構造を示す断面図である。

【図２】従来技術及びその問題点を説明するための、本
発明に関連するマイクロチップフラットパネルディスプ
レイ装置の構造を示す斜視図である。

【図３】カラーディスプレイ装置に適用された本発明の
第１の実施例によるフラットパネルディスプレイ装置に
用いられる陽極の概略的な正面図である。

【図４】モノクロディスプレイ装置に適用された本発明
の第１の実施例によるフラットパネルディスプレイ装置
に用いられる陽極の概略的な正面図である。

【図５】カラーディスプレイ装置に適用された本発明の
第２の実施例によるフラットパネルディスプレイ装置の
概略的な断面図である。

【符号の説明】

１、２ ガラス基板 ３ 陰極導体 ４ 絶縁層 ５ ゲート層 ７ 電極 ８ 蛍光素子 １０ マイクロチップ １１ 陰極１１ １２ 陽極 １３、１４ グループ Ｌ、Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３ 行

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の列（３）に配列されており、電子
   を放出するマイクロチップ（１０）を備えた陰極（１
   １）と、 複数の行（Ｌ）に配列されているゲート（５）と、 互いに電気的に絶縁されておりかつ隣り合うストリップ
   のグループ（１３、１４）内に配列されている蛍光素子
   （８）を有しており、１つのゲート行及び１つの陰極列
   の交差部が当該ディスプレイ装置の画素を規定してお
   り、ストリップの前記グループ（１３、１４）が、奇数
   番目のストリップのグループ（Ｒ１、Ｖ１、Ｂ１；Ｉ）
   を含む第１のネットワーク及び偶数番目のストリップの
   グループ（Ｒ２、Ｖ２、Ｂ２；Ｐ）を含む第２のネット
   ワークという２つのネットワークを形成すべく電気的に
   接続されている陽極（１２）と、 奇数行及び偶数行のグループをそれぞれ順次アドレスす
   るための電子制御システムと、を備えたことを特徴とす
   るフラットパネルディスプレイ装置。
2. 【請求項２】 蛍光ストリップのグループが、陰極の列
   に平行でありかつ該列の幅とほぼ同一の幅を有している
   ことを特徴とする請求項１に記載のフラットパネルディ
   スプレイ装置。
3. 【請求項３】 陰極の列が、前記ストリップのグループ
   の接続ネットワークに対応する２つのネットワーク内
   で、前記電子制御システムによって個々にアドレスされ
   ることを特徴とする請求項２に記載のフラットパネルデ
   ィスプレイ装置。
4. 【請求項４】 前記電子制御システムが、蛍光ストリッ
   プの接続グループのネットワークのアドレシング動作を
   反転するインバータを含んでいることを特徴とする請求
   項３に記載のフラットパネルディスプレイ装置。
5. 【請求項５】 蛍光ストリップのグループが、ゲート行
   に平行でありかつ該行の幅とほぼ同一の幅を有している
   ことを特徴とする請求項１に記載のフラットパネルディ
   スプレイ装置。
6. 【請求項６】 前記電子制御システムが、それぞれ偶数
   番目及び奇数番目の蛍光ストリップをアドレスするのと
   同時に、それぞれ偶数番目及び奇数番目のゲート行を順
   次アドレスする手段を含んでいることを特徴とする請求
   項５に記載のフラットパネルディスプレイ装置。
7. 【請求項７】 前記グループの各々が、蛍光ストリップ
   （Ｉ、Ｐ）によって構成されており、全てのグループ
   （１３、１４）の蛍光素子（８）が同一の種類であるこ
   とを特徴とする請求項１に記載のフラットパネルディス
   プレイ装置。
8. 【請求項８】 前記グループ（１３、１４）の各々が、
   異なる色の蛍光素子（８）による３つのストリップ
   （Ｒ、Ｖ、Ｂ）を備えており、各ネットワークが３セッ
   トの電気的に相互接続された蛍光ストリップを含んでお
   り、前記電子制御システムが同一ネットワークの各セッ
   トを個々にアドレスする手段を含んでいることを特徴と
   する請求項１に記載のフラットパネルディスプレイ装
   置。