JPH08273560A - ディスプレイ装置及びディスプレイ装置の駆動方法 - Google Patents
ディスプレイ装置及びディスプレイ装置の駆動方法Info
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- JPH08273560A JPH08273560A JP7073699A JP7369995A JPH08273560A JP H08273560 A JPH08273560 A JP H08273560A JP 7073699 A JP7073699 A JP 7073699A JP 7369995 A JP7369995 A JP 7369995A JP H08273560 A JPH08273560 A JP H08273560A
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Abstract
(57)【要約】
【構成】 透明アノード電極１１と、透明アノード電極
１１に電圧ＶａFを印加する定電圧源５と、透明アノー
ド電極１１上に塗布された蛍光体１２と、ベース電極１
３と、ゲート電極１３に電圧ＶａFより低い電圧ＶｇFを
印加する定電圧源６４と、カソード電極１５と、ゲート
電極１３とカソード電極１５との間に配される絶縁物１
４と、カソード電極１５に電気的に接続されて、印加さ
れる電圧Ｖｋに応じて電流値が制御される電流源６３
と、カソード電極１５に電気適に接続されて透明アノー
ド電極１１とカソード電極１５との間の電界を強くする
ための素子１６とを有してなり、表示すべき信号に応じ
て電圧Ｖｋを変調することで、発光体１２の発光輝度を
変化させるものである。 【効果】 補正回路が不要で、素子の応答速度が遅くな
ったり、素子作製の工程が増えたりすることがない。
１１に電圧ＶａFを印加する定電圧源５と、透明アノー
ド電極１１上に塗布された蛍光体１２と、ベース電極１
３と、ゲート電極１３に電圧ＶａFより低い電圧ＶｇFを
印加する定電圧源６４と、カソード電極１５と、ゲート
電極１３とカソード電極１５との間に配される絶縁物１
４と、カソード電極１５に電気的に接続されて、印加さ
れる電圧Ｖｋに応じて電流値が制御される電流源６３
と、カソード電極１５に電気適に接続されて透明アノー
ド電極１１とカソード電極１５との間の電界を強くする
ための素子１６とを有してなり、表示すべき信号に応じ
て電圧Ｖｋを変調することで、発光体１２の発光輝度を
変化させるものである。 【効果】 補正回路が不要で、素子の応答速度が遅くな
ったり、素子作製の工程が増えたりすることがない。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はいわゆる電界放出型カソ
ードを用いたディスプレイ装置とその駆動方法に関す
る。
ードを用いたディスプレイ装置とその駆動方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】近年、表示装置に使用される平面パネル
状のディスプレイ部（フラットパネルディスプレイ、以
下単にディスプレイと呼ぶ）の一つとして、例えば電界
放出型カソードを用いたディスプレイが開発されてい
る。この電界放出型カソードを用いたディスプレイとし
て、いわゆるフィールド・エミッション・ディスプレイ
（以下ＦＥＤと呼ぶ）が存在する。このＦＥＤにおいて
は、視野角を確保したまま諧調を高くすることができ、
画質、生産効率が高く、応答速度も速く、非常に低温の
環境でも動作し、輝度が高く、電力効率も高い等の多く
の特徴を持っている。また、ＦＥＤの製造工程は、いわ
ゆるアクティブ・マトリクス方式の液晶ディスプレイの
製造工程と比較して簡単であり、製造コストは少なくと
も上記アクティブ・マトリクス方式の液晶ディスプレイ
の４０％〜６０％も低くなると期待されている。
状のディスプレイ部（フラットパネルディスプレイ、以
下単にディスプレイと呼ぶ）の一つとして、例えば電界
放出型カソードを用いたディスプレイが開発されてい
る。この電界放出型カソードを用いたディスプレイとし
て、いわゆるフィールド・エミッション・ディスプレイ
（以下ＦＥＤと呼ぶ）が存在する。このＦＥＤにおいて
は、視野角を確保したまま諧調を高くすることができ、
画質、生産効率が高く、応答速度も速く、非常に低温の
環境でも動作し、輝度が高く、電力効率も高い等の多く
の特徴を持っている。また、ＦＥＤの製造工程は、いわ
ゆるアクティブ・マトリクス方式の液晶ディスプレイの
製造工程と比較して簡単であり、製造コストは少なくと
も上記アクティブ・マトリクス方式の液晶ディスプレイ
の４０％〜６０％も低くなると期待されている。
【０００３】ここで、図４及び図５を用いて上述したＦ
ＥＤの基本構成及び動作原理について説明する。
ＥＤの基本構成及び動作原理について説明する。
【０００４】図４にはＦＥＤの基本構成を示す。この図
４において、電子放出部５０は、ガラス基板１０とカソ
ード電極５と絶縁物４とゲート電極３と素子（冷陰極）
６とからなる。当該電子放出部５０のガラス基板１０上
にはカソード電極５と絶縁物４とゲート電極３とが積層
して形成され、ガラス基板１０の上にはカソード電極５
が配され、当該カソード電極５とゲート電極３の間が絶
縁物４で絶縁されている。上記絶縁物４とゲート電極３
には、複数の穴が設けられており、これら穴部に対応す
る上記カソード電極５の上には電界を強くするための素
子（冷陰極）６が形成され、この素子６とカソード電極
５とが電気的に接続されている。すなわち、当該カソー
ド電極５と素子６とで電界放出型カソードが構成されて
いる。このような電子放出部５０のゲート電極３の表面
側と対向する位置（すなわち後述するように素子６から
電子７が放出される方向）には、発光部５１が配されて
いる。この発光部５１は、ガラス基板９上に透明体から
なるアノード電極１が層状に形成され、さらにアノード
電極１の上記ガラス基板９と対向する面側には蛍光体２
が塗布されてなるものであり、上記蛍光体２の表面側が
上記電子放出部５０のゲート電極３の表面側と対向して
いる。これら電子放出部５０と発光部５１との間は真空
状態となされ、また、上記電子放出部５０の複数個の素
子６が１画素（蛍光体）に対応しており、各素子６の焦
点はそれぞれ対応する蛍光体２に合わせられている。し
たがって、後述するように、上記電子放出部５０のゲー
ト電極３と上記カソード電極５との間に電圧を印加する
ことで上記電子放出部５０の素子６から電子７が放出さ
れると共に、上記発光部５１のアノード電極１と電子放
出部５０のカソード電極５との間に電圧を印加すること
で上記放出された電子７がアノード電極１側に吸引さ
れ、この電子７が上記発光部５１の蛍光体２に衝突する
ことにより、当該蛍光体２から光が発生するようにな
る。なお、この図４には、発光部５１がＲ（赤），Ｇ
（緑），Ｂ（青）の光３原色に対応する３つの部分で構
成されている例を示しており、上記蛍光体２がこれら、
Ｒ，Ｇ，Ｂの各色に発光することでカラー表示が可能と
なっている。
４において、電子放出部５０は、ガラス基板１０とカソ
ード電極５と絶縁物４とゲート電極３と素子（冷陰極）
６とからなる。当該電子放出部５０のガラス基板１０上
にはカソード電極５と絶縁物４とゲート電極３とが積層
して形成され、ガラス基板１０の上にはカソード電極５
が配され、当該カソード電極５とゲート電極３の間が絶
縁物４で絶縁されている。上記絶縁物４とゲート電極３
には、複数の穴が設けられており、これら穴部に対応す
る上記カソード電極５の上には電界を強くするための素
子（冷陰極）６が形成され、この素子６とカソード電極
５とが電気的に接続されている。すなわち、当該カソー
ド電極５と素子６とで電界放出型カソードが構成されて
いる。このような電子放出部５０のゲート電極３の表面
側と対向する位置（すなわち後述するように素子６から
電子７が放出される方向）には、発光部５１が配されて
いる。この発光部５１は、ガラス基板９上に透明体から
なるアノード電極１が層状に形成され、さらにアノード
電極１の上記ガラス基板９と対向する面側には蛍光体２
が塗布されてなるものであり、上記蛍光体２の表面側が
上記電子放出部５０のゲート電極３の表面側と対向して
いる。これら電子放出部５０と発光部５１との間は真空
状態となされ、また、上記電子放出部５０の複数個の素
子６が１画素（蛍光体）に対応しており、各素子６の焦
点はそれぞれ対応する蛍光体２に合わせられている。し
たがって、後述するように、上記電子放出部５０のゲー
ト電極３と上記カソード電極５との間に電圧を印加する
ことで上記電子放出部５０の素子６から電子７が放出さ
れると共に、上記発光部５１のアノード電極１と電子放
出部５０のカソード電極５との間に電圧を印加すること
で上記放出された電子７がアノード電極１側に吸引さ
れ、この電子７が上記発光部５１の蛍光体２に衝突する
ことにより、当該蛍光体２から光が発生するようにな
る。なお、この図４には、発光部５１がＲ（赤），Ｇ
（緑），Ｂ（青）の光３原色に対応する３つの部分で構
成されている例を示しており、上記蛍光体２がこれら、
Ｒ，Ｇ，Ｂの各色に発光することでカラー表示が可能と
なっている。
【０００５】次に、上記図４の一部を抜き出して示す図
５を用いて、上述したようなＦＥＤに用いられる電界放
出型カソードの駆動原理について説明する。
５を用いて、上述したようなＦＥＤに用いられる電界放
出型カソードの駆動原理について説明する。
【０００６】この図５において、カソード電極５に対し
て可変電圧源５３による電圧Ｖｋを、また、ゲート電極
３に対して可変電圧源５４による電圧Ｖｇを印加するこ
とで、ゲート電極３とカソード電極５との間に電圧Ｖｇ
ｋで表される電圧差を印加すると、当該電圧印加により
発生する電界によって、上記素子６からは電子７が放出
される。このとき、上記アノード電極１に対して可変電
圧源５５によって電圧Ｖａを印加しておくと、 Ｖａ＞Ｖｇ （１） の条件で電子７はアノード電極１に引きつけられ、これ
によりアノード電流Ｉａが図５の図中矢印ａｒで示す方
向に流れる。この時、アノード電極１の上に蛍光体２を
塗布しておくと、上記電子７のエネルギにより当該蛍光
体２が発光することになる。なお、電子７は上記電圧Ｖ
ｇｋにより、その量が変化し、したがって上記アノード
電流Ｉａも変化する。また、上記蛍光体２の発光量すな
わち発光輝度Ｌは、 Ｌ∝Ｉａ （２） の関係がある。したがって、上記電圧Ｖｇｋを変化させ
るようにすれば、発光輝度Ｌを変化させることができる
ことになる。このため、従来は当該電圧Ｖｇｋを表示す
べき信号に応じて変調することで輝度変調を行うように
していた。すなわち、上述したような電界放出型カソー
ドの従来の駆動方法では、可変電圧源５４の電圧Ｖｇを
表示すべき信号に応じて可変して上記電圧（すなわち駆
動電圧）Ｖｇｋを変化させることで、上記輝度変調を実
現している。
て可変電圧源５３による電圧Ｖｋを、また、ゲート電極
３に対して可変電圧源５４による電圧Ｖｇを印加するこ
とで、ゲート電極３とカソード電極５との間に電圧Ｖｇ
ｋで表される電圧差を印加すると、当該電圧印加により
発生する電界によって、上記素子６からは電子７が放出
される。このとき、上記アノード電極１に対して可変電
圧源５５によって電圧Ｖａを印加しておくと、 Ｖａ＞Ｖｇ （１） の条件で電子７はアノード電極１に引きつけられ、これ
によりアノード電流Ｉａが図５の図中矢印ａｒで示す方
向に流れる。この時、アノード電極１の上に蛍光体２を
塗布しておくと、上記電子７のエネルギにより当該蛍光
体２が発光することになる。なお、電子７は上記電圧Ｖ
ｇｋにより、その量が変化し、したがって上記アノード
電流Ｉａも変化する。また、上記蛍光体２の発光量すな
わち発光輝度Ｌは、 Ｌ∝Ｉａ （２） の関係がある。したがって、上記電圧Ｖｇｋを変化させ
るようにすれば、発光輝度Ｌを変化させることができる
ことになる。このため、従来は当該電圧Ｖｇｋを表示す
べき信号に応じて変調することで輝度変調を行うように
していた。すなわち、上述したような電界放出型カソー
ドの従来の駆動方法では、可変電圧源５４の電圧Ｖｇを
表示すべき信号に応じて可変して上記電圧（すなわち駆
動電圧）Ｖｇｋを変化させることで、上記輝度変調を実
現している。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記電界放
出型カソードの特性は図６に示すようになっており、こ
の図６から電圧（駆動電圧）Ｖｇｋとアノード電流（す
なわち電界放出電流）Ｉａとの関係は直線ではなく、指
数関数状になっていることがわかる。すなわち、ゲート
電極とカソード電極との間の差の電圧（駆動電圧）Ｖｇ
ｋとアノード電流（電界放出電流）Ｉａが比例関係に無
い。
出型カソードの特性は図６に示すようになっており、こ
の図６から電圧（駆動電圧）Ｖｇｋとアノード電流（す
なわち電界放出電流）Ｉａとの関係は直線ではなく、指
数関数状になっていることがわかる。すなわち、ゲート
電極とカソード電極との間の差の電圧（駆動電圧）Ｖｇ
ｋとアノード電流（電界放出電流）Ｉａが比例関係に無
い。
【０００８】しかし、発光輝度Ｌとアノード電流Ｉａと
の関係は前記式（２）によって得られるものなので、当
該電界放出型カソードを使用する従来のディスプレイを
駆動するためには、例えば陰極線管（ＣＲＴ）でのガン
マ補正の様に、上記電圧Ｖｇｋと発光輝度Ｌとの関係を
比例関係にするための補正回路が必要となっている。
の関係は前記式（２）によって得られるものなので、当
該電界放出型カソードを使用する従来のディスプレイを
駆動するためには、例えば陰極線管（ＣＲＴ）でのガン
マ補正の様に、上記電圧Ｖｇｋと発光輝度Ｌとの関係を
比例関係にするための補正回路が必要となっている。
【０００９】また、前述したＦＥＤは、例えば図７のＡ
に示すように、複数ライン分のゲート電極８（前記ゲー
ト電極３に対応する）とカソード電極９（前記カソード
電極５に対応する）とがマトリクス状に配置され、この
ゲート電極８とカソード電極９との交差する部分（すな
わち画素）に、図７のＡの一部を拡大して示す図７のＢ
のように複数の電界放出型カソード１０がアレー状に配
置されるものであるが、ここで、上記複数の電界放出型
カソード１０のそれぞれの特性に例えば図８で示すよう
なバラツキがあるような場合には、これら各電界放出型
カソード１０の特性のバラツキに起因する輝度ムラが生
ずるようになる。したがって、このような電界放出型カ
ソード１０のバラツキを補正するためにも、補正回路が
必要になっている。
に示すように、複数ライン分のゲート電極８（前記ゲー
ト電極３に対応する）とカソード電極９（前記カソード
電極５に対応する）とがマトリクス状に配置され、この
ゲート電極８とカソード電極９との交差する部分（すな
わち画素）に、図７のＡの一部を拡大して示す図７のＢ
のように複数の電界放出型カソード１０がアレー状に配
置されるものであるが、ここで、上記複数の電界放出型
カソード１０のそれぞれの特性に例えば図８で示すよう
なバラツキがあるような場合には、これら各電界放出型
カソード１０の特性のバラツキに起因する輝度ムラが生
ずるようになる。したがって、このような電界放出型カ
ソード１０のバラツキを補正するためにも、補正回路が
必要になっている。
【００１０】さらに、上記電界放出型カソードを用いた
ディスプレイでは、電界放出電流（アノード電流Ｉａ）
を駆動電圧（電圧Ｖｇｋ）にフィードバックできず、ま
た、素子の不安定性を吸収できないことも問題となる。
上記電界放出電流を駆動電圧にフィードバックできない
ことと、素子の不安定性を吸収できないことに関して
は、例えば、カソード電極に高抵抗を直列に挿入接続す
ることで逃れる方法が報告されているが、この場合、素
子の応答速度が遅くなること、素子の製作の行程が増え
ることなどの問題が生ずる。
ディスプレイでは、電界放出電流（アノード電流Ｉａ）
を駆動電圧（電圧Ｖｇｋ）にフィードバックできず、ま
た、素子の不安定性を吸収できないことも問題となる。
上記電界放出電流を駆動電圧にフィードバックできない
ことと、素子の不安定性を吸収できないことに関して
は、例えば、カソード電極に高抵抗を直列に挿入接続す
ることで逃れる方法が報告されているが、この場合、素
子の応答速度が遅くなること、素子の製作の行程が増え
ることなどの問題が生ずる。
【００１１】そこで、本発明はこの様な実状に鑑みてな
されたものであり、補正回路が不要で、また、素子の応
答速度が遅くなったり、素子作製の工程が増えたりする
こともないディスプレイ装置及びそのディスプレイ装置
の駆動方法を提供することを目的とする。
されたものであり、補正回路が不要で、また、素子の応
答速度が遅くなったり、素子作製の工程が増えたりする
こともないディスプレイ装置及びそのディスプレイ装置
の駆動方法を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明のディスプレイ装
置は、透明体からなるアノード電極と、上記アノード電
極に第１の電圧を印加する第１の定電圧源と、上記アノ
ード電極上に塗布された蛍光体と、ゲート電極と、上記
ゲート電極に上記第１の電圧より低い第２の電圧を印加
する第２の定電圧源と、カソード電極と、上記ゲート電
極と上記カソード電極との間に配される絶縁体と、上記
カソード電極に電気的に接続され印加される第３の電圧
に応じて電流値が制御される電流源と、上記カソード電
極に電気的に接続され上記アノード電極とカソード電極
との間の電界を強くするための素子とを有してなり、表
示すべき信号に応じて上記第３の電圧を変調することを
特徴とするものである。
置は、透明体からなるアノード電極と、上記アノード電
極に第１の電圧を印加する第１の定電圧源と、上記アノ
ード電極上に塗布された蛍光体と、ゲート電極と、上記
ゲート電極に上記第１の電圧より低い第２の電圧を印加
する第２の定電圧源と、カソード電極と、上記ゲート電
極と上記カソード電極との間に配される絶縁体と、上記
カソード電極に電気的に接続され印加される第３の電圧
に応じて電流値が制御される電流源と、上記カソード電
極に電気的に接続され上記アノード電極とカソード電極
との間の電界を強くするための素子とを有してなり、表
示すべき信号に応じて上記第３の電圧を変調することを
特徴とするものである。
【００１３】また、本発明のディスプレイ装置の駆動方
法は、カソード電極上に配された電界を強くするための
素子から電子を放出し、蛍光体が塗布された透明アノー
ド電極に上記放出した電子を吸引し、上記蛍光体に対し
て上記吸引した電子を衝突させることにより発光すると
共に、上記カソード電極及び透明アノード電極間の電界
放出電流と上記蛍光体の発光輝度とが比例関係にあるデ
ィスプレイ装置の駆動方法であり、表示すべき信号によ
って変調した電圧に応じて上記カソード電極を流れる電
流を制御することにより、上記電界放出電流を制御する
ことを特徴とする。
法は、カソード電極上に配された電界を強くするための
素子から電子を放出し、蛍光体が塗布された透明アノー
ド電極に上記放出した電子を吸引し、上記蛍光体に対し
て上記吸引した電子を衝突させることにより発光すると
共に、上記カソード電極及び透明アノード電極間の電界
放出電流と上記蛍光体の発光輝度とが比例関係にあるデ
ィスプレイ装置の駆動方法であり、表示すべき信号によ
って変調した電圧に応じて上記カソード電極を流れる電
流を制御することにより、上記電界放出電流を制御する
ことを特徴とする。
【００１４】
【作用】本発明によれば、表示すべき信号によって変調
した電圧に応じて、カソード電極を流れる電流を制御す
るようにしており、このとき、アノード電極とカソード
電極との間の電界放出電流が発光輝度と比例関係にあれ
ば、上記表示すべき信号によって変調した電圧と発光輝
度も比例することになる。
した電圧に応じて、カソード電極を流れる電流を制御す
るようにしており、このとき、アノード電極とカソード
電極との間の電界放出電流が発光輝度と比例関係にあれ
ば、上記表示すべき信号によって変調した電圧と発光輝
度も比例することになる。
【００１５】
【実施例】以下、本発明の好ましい実施例について、図
面を参照にしながら説明する。
面を参照にしながら説明する。
【００１６】先ず始めに、本発明のディスプレイ装置の
駆動方法の概要を述べる。先に述べたように、発光輝度
Ｌと電界放出電流（アノード電流Ｉａ）は比例関係にあ
るので、本発明のディスプレイ装置の駆動方法では、必
要な輝度を得るための電流値を電圧で制御することで得
るようにしている。当該駆動方法を実現する構成では、
電圧制御による電流源を用いるようにし、従来の駆動方
法のようにゲート電圧を制御するのではなく、カソード
電圧を制御する手法を用いている。
駆動方法の概要を述べる。先に述べたように、発光輝度
Ｌと電界放出電流（アノード電流Ｉａ）は比例関係にあ
るので、本発明のディスプレイ装置の駆動方法では、必
要な輝度を得るための電流値を電圧で制御することで得
るようにしている。当該駆動方法を実現する構成では、
電圧制御による電流源を用いるようにし、従来の駆動方
法のようにゲート電圧を制御するのではなく、カソード
電圧を制御する手法を用いている。
【００１７】図１を用いて、本発明のディスプレイ装置
及びその駆動方法の詳細を説明する。
及びその駆動方法の詳細を説明する。
【００１８】この図１には、ＦＥＤに使用される電界放
出型カソードの電子放出部の要部であるカソード電極１
５，絶縁物１４，ゲート電極１３，素子（冷陰極）１６
と、発光部の要部であるアノード電極１１，蛍光体１２
と、カソード電極１３に電気的に接続される電流源６３
と、ゲート電極１３に電気的に接続される第２の定電圧
源６４と、アノード電極１１に電気的に接続される第１
の電圧源６５とを示している。
出型カソードの電子放出部の要部であるカソード電極１
５，絶縁物１４，ゲート電極１３，素子（冷陰極）１６
と、発光部の要部であるアノード電極１１，蛍光体１２
と、カソード電極１３に電気的に接続される電流源６３
と、ゲート電極１３に電気的に接続される第２の定電圧
源６４と、アノード電極１１に電気的に接続される第１
の電圧源６５とを示している。
【００１９】上記アノード電極１１には第１の定電圧源
６５からの第１の電圧ＶａFを、ゲート電極１３には第
２の定電圧源６４からの第２の電圧ＶｇFを印加する。
上記第１の電圧ＶａFと第２の電圧ＶｇFは、前記式
（１）同様に、ＶａF＞ＶｇFの関係を満たすものとなっ
ている。また、電流源６３は、電圧制御が可能なもので
あり、端子１７を介して印加される第３の電圧Ｖｋに比
例して電流値Ｉａが制御されるものである。
６５からの第１の電圧ＶａFを、ゲート電極１３には第
２の定電圧源６４からの第２の電圧ＶｇFを印加する。
上記第１の電圧ＶａFと第２の電圧ＶｇFは、前記式
（１）同様に、ＶａF＞ＶｇFの関係を満たすものとなっ
ている。また、電流源６３は、電圧制御が可能なもので
あり、端子１７を介して印加される第３の電圧Ｖｋに比
例して電流値Ｉａが制御されるものである。
【００２０】ここで、上記図１の電流源６３の具体例と
してトランジスタを用いた例を図２に示す。
してトランジスタを用いた例を図２に示す。
【００２１】この図２において、トランジスタ４９は、
ＮＰＮ型のトランジスタであり、ベース端子４６が図１
の端子１７と接続され、コレクタ端子４５が端子１８を
介して図１のカソード電極１５と接続され、エミッタ端
子４７が抵抗４８を介して接地されている。ここで、当
該トランジスタ４９がＯＮになったときのベース端子４
６とエミッタ端子４７との間の電位差Ｖｂｅは約０．６
Ｖ（ボルト）であり、これを利用すると、上記ベース端
子４６に端子１７を介した電圧Ｖｂを印加してトランジ
スタ４９がＯＮになったときのベース端子４６とエミッ
タ端子４７との間の電位差は（Ｖｂ−Ｖｂｅ）となる。
したがって、抵抗４８を流れる電流Ｉｅは、当該抵抗４
８の抵抗値をＲとすれば、 Ｉｅ＝（Ｖｂ−Ｖｂｅ）／Ｒ （３） で示される。ここで、Ｖｂｅ及びＲは定数なので、 Ｉｅ∝Ｖｂ （４） が得られる。また、トランジスタの特性から、コレクタ
端子４５を流れる電流Ｉｃと上記抵抗４８を流れる電流
Ｉｅとの関係は、 Ｉｅ≒Ｉｃ （５） なので、式（４）及び式（５）より、 Ｉｃ≒（Ｖｃ−Ｖｂｅ）／Ｒ （６） が得られる。したがって、上記図２のトランジスタ４９
のコレクタ端子４５を、端子１８を介して図１のカソー
ド電極１５に接続し、図２の端子１７に供給される印加
電圧Ｖｂを上記図１の端子１７からの印加電圧Ｖｋとす
ると、図２のコレクタ端子４５を流れる電流Ｉｃすなわ
ち前記電界放出電流Ｉａは上記印加電圧Ｖｋ（すなわち
Ｖｂ）によって制御されることになる。ここで、発光輝
度Ｌと電界放出電流Ｉａとは比例しているので、当該ト
ランジスタ４９への印加電圧Ｖｂ（すなわち電流源６３
への印加電圧Ｖｋ）と発光輝度Ｌも比例する。
ＮＰＮ型のトランジスタであり、ベース端子４６が図１
の端子１７と接続され、コレクタ端子４５が端子１８を
介して図１のカソード電極１５と接続され、エミッタ端
子４７が抵抗４８を介して接地されている。ここで、当
該トランジスタ４９がＯＮになったときのベース端子４
６とエミッタ端子４７との間の電位差Ｖｂｅは約０．６
Ｖ（ボルト）であり、これを利用すると、上記ベース端
子４６に端子１７を介した電圧Ｖｂを印加してトランジ
スタ４９がＯＮになったときのベース端子４６とエミッ
タ端子４７との間の電位差は（Ｖｂ−Ｖｂｅ）となる。
したがって、抵抗４８を流れる電流Ｉｅは、当該抵抗４
８の抵抗値をＲとすれば、 Ｉｅ＝（Ｖｂ−Ｖｂｅ）／Ｒ （３） で示される。ここで、Ｖｂｅ及びＲは定数なので、 Ｉｅ∝Ｖｂ （４） が得られる。また、トランジスタの特性から、コレクタ
端子４５を流れる電流Ｉｃと上記抵抗４８を流れる電流
Ｉｅとの関係は、 Ｉｅ≒Ｉｃ （５） なので、式（４）及び式（５）より、 Ｉｃ≒（Ｖｃ−Ｖｂｅ）／Ｒ （６） が得られる。したがって、上記図２のトランジスタ４９
のコレクタ端子４５を、端子１８を介して図１のカソー
ド電極１５に接続し、図２の端子１７に供給される印加
電圧Ｖｂを上記図１の端子１７からの印加電圧Ｖｋとす
ると、図２のコレクタ端子４５を流れる電流Ｉｃすなわ
ち前記電界放出電流Ｉａは上記印加電圧Ｖｋ（すなわち
Ｖｂ）によって制御されることになる。ここで、発光輝
度Ｌと電界放出電流Ｉａとは比例しているので、当該ト
ランジスタ４９への印加電圧Ｖｂ（すなわち電流源６３
への印加電圧Ｖｋ）と発光輝度Ｌも比例する。
【００２２】なお、図６における抵抗４８は例えば１ｋ
Ω以上とし、電流Ｉｅは１μＡ以上としている。また、
印加電圧Ｖｂは、抵抗４８の設定抵抗値Ｒと上記電流Ｉ
ｅとの積から上記電位差Ｖｂｅを引いたもの、すなわ
ち、 Ｖｂ＝Ｒ＊Ｉｅ−Ｖｂｅ （７） とする。
Ω以上とし、電流Ｉｅは１μＡ以上としている。また、
印加電圧Ｖｂは、抵抗４８の設定抵抗値Ｒと上記電流Ｉ
ｅとの積から上記電位差Ｖｂｅを引いたもの、すなわ
ち、 Ｖｂ＝Ｒ＊Ｉｅ−Ｖｂｅ （７） とする。
【００２３】上述したようなことから、例えば前述した
図８のように素子１６の特性にバラツキがあったり、経
時変化などによって素子１６の特性が変化したとして
も、本実施例では、必要な発光輝度Ｌが得られる電流値
が設定されるように上記電流源６３への上記印加電圧Ｖ
ｋが設定されるので、前述した従来の駆動方法の様な輝
度のバラツキ等は生じない。さらに、本実施例では、上
述のように電流源６３の電流値を管理しているので、例
えば放電などが生じた際の電流制限機能をも有している
ことになる。なお、従来は、上記放電などに対する電流
制限機能を、カソードと電極との間に抵抗を挿入接続す
ることで実現していた。すなわち、この従来の電流制限
機能を実現する手法は、電流Ｉａが流れると抵抗による
電圧降下でゲート・カソード間の電位差が変化して電界
強度を調整し、これによって電流量を制御するものであ
る。しかし、この従来の手法では、素子（冷陰極）の特
性のバラツキや経時変化による素子の特性変化までは対
処不可能である。これに対して、本発明実施例によれば
電流源６３の電流量Ｉａを電圧Ｖｋでコントロールして
いるので、これらの問題にも対処可能である。
図８のように素子１６の特性にバラツキがあったり、経
時変化などによって素子１６の特性が変化したとして
も、本実施例では、必要な発光輝度Ｌが得られる電流値
が設定されるように上記電流源６３への上記印加電圧Ｖ
ｋが設定されるので、前述した従来の駆動方法の様な輝
度のバラツキ等は生じない。さらに、本実施例では、上
述のように電流源６３の電流値を管理しているので、例
えば放電などが生じた際の電流制限機能をも有している
ことになる。なお、従来は、上記放電などに対する電流
制限機能を、カソードと電極との間に抵抗を挿入接続す
ることで実現していた。すなわち、この従来の電流制限
機能を実現する手法は、電流Ｉａが流れると抵抗による
電圧降下でゲート・カソード間の電位差が変化して電界
強度を調整し、これによって電流量を制御するものであ
る。しかし、この従来の手法では、素子（冷陰極）の特
性のバラツキや経時変化による素子の特性変化までは対
処不可能である。これに対して、本発明実施例によれば
電流源６３の電流量Ｉａを電圧Ｖｋでコントロールして
いるので、これらの問題にも対処可能である。
【００２４】なお、上記図１に示したような構成を、前
述した図７のＦＥＤに適用する場合には、前記各カソー
ド電極９に、上記電流源６３すなわちトランジスタ４９
のコレクタ端子４５をそれぞれ接続することになる。
述した図７のＦＥＤに適用する場合には、前記各カソー
ド電極９に、上記電流源６３すなわちトランジスタ４９
のコレクタ端子４５をそれぞれ接続することになる。
【００２５】次に、図３を用いて、本発明のディスプレ
イ装置の駆動方法を、前述した図７と同様なマトリクス
状のゲート電極２６とカソード電極２７とからなるＦＥ
Ｄ２４に適用した場合のシステム構成について説明す
る。
イ装置の駆動方法を、前述した図７と同様なマトリクス
状のゲート電極２６とカソード電極２７とからなるＦＥ
Ｄ２４に適用した場合のシステム構成について説明す
る。
【００２６】この図３に示すシステム構成は、マトリク
ス状に配されたゲート電極２６及びカソード電極２７
と、ディスプレイ上に表示すべき表示信号（image sign
al）をシフトレジスタ２１からのサンプルタイミングに
応じてサンプルホールドすることで上記表示信号に応じ
た変調信号を生成するサンプルホールド回路２０と、上
記表示信号に応じた変調信号であるサンプルホールド回
路２０からの出力電圧Ｖｏｕｔを電流値に変換すると共
に出力が上記カソード電極２７と電気的に接続されてい
る電圧電流変換回路２２と、ゲート電極２６を１ライン
ずつ選択するためのタイミングを出力するシフトレジス
タ２５とを主要構成要素として有するものである。
ス状に配されたゲート電極２６及びカソード電極２７
と、ディスプレイ上に表示すべき表示信号（image sign
al）をシフトレジスタ２１からのサンプルタイミングに
応じてサンプルホールドすることで上記表示信号に応じ
た変調信号を生成するサンプルホールド回路２０と、上
記表示信号に応じた変調信号であるサンプルホールド回
路２０からの出力電圧Ｖｏｕｔを電流値に変換すると共
に出力が上記カソード電極２７と電気的に接続されてい
る電圧電流変換回路２２と、ゲート電極２６を１ライン
ずつ選択するためのタイミングを出力するシフトレジス
タ２５とを主要構成要素として有するものである。
【００２７】すなわちこの図３の構成では、上記シフト
レジスタ２５からのタイミングによってゲート電極２６
を１ラインずつ選択すると共に、上記シフトレジスタ２
１及びサンプルホールド回路２０からなるドライバ２３
から、上記表示信号に応じた変調信号（出力電圧Ｖｏｕ
ｔ）を、同時に１ライン分出力する線順次方式を採用し
ている。
レジスタ２５からのタイミングによってゲート電極２６
を１ラインずつ選択すると共に、上記シフトレジスタ２
１及びサンプルホールド回路２０からなるドライバ２３
から、上記表示信号に応じた変調信号（出力電圧Ｖｏｕ
ｔ）を、同時に１ライン分出力する線順次方式を採用し
ている。
【００２８】この図３の構成において、先ず、上記ゲー
ト電極２６は、上記シフトレジスタ２５からのタイミン
グによって１ライン分ずつ選択される。このとき同時
に、端子３０を介して供給された表示信号（image sign
al）は、サンプルホールド回路２０に送られる。このサ
ンプルホールド回路２０では、上記表示信号をサンプル
ホールドして信号強度すなわち輝度信号（輝度変調のた
めの変調信号）を得る。当該サンプルホールド回路２０
で表示信号をサンプルするタイミングは、１ラインずつ
シフトレジスタ２１から出力される。当該サンプルホー
ルド回路２０からの輝度信号は電圧出力であり、この電
圧Ｖｏｕｔが電圧電流変換回路２２に送られる。当該電
圧電流変換回路２２では、上記電圧Ｖｏｕｔを電流出力
に変換する。この電圧電流変換回路２２の出力とカソー
ド電極２７とは電気的に接続され、したがって、当該カ
ソード電極２７は上記電圧電流変換回路２２からの電流
信号によって駆動されることになる。すなわち、この図
３の例においては、上記電圧電流変換回路２２が前記図
１の電流源６３と対応することになる。
ト電極２６は、上記シフトレジスタ２５からのタイミン
グによって１ライン分ずつ選択される。このとき同時
に、端子３０を介して供給された表示信号（image sign
al）は、サンプルホールド回路２０に送られる。このサ
ンプルホールド回路２０では、上記表示信号をサンプル
ホールドして信号強度すなわち輝度信号（輝度変調のた
めの変調信号）を得る。当該サンプルホールド回路２０
で表示信号をサンプルするタイミングは、１ラインずつ
シフトレジスタ２１から出力される。当該サンプルホー
ルド回路２０からの輝度信号は電圧出力であり、この電
圧Ｖｏｕｔが電圧電流変換回路２２に送られる。当該電
圧電流変換回路２２では、上記電圧Ｖｏｕｔを電流出力
に変換する。この電圧電流変換回路２２の出力とカソー
ド電極２７とは電気的に接続され、したがって、当該カ
ソード電極２７は上記電圧電流変換回路２２からの電流
信号によって駆動されることになる。すなわち、この図
３の例においては、上記電圧電流変換回路２２が前記図
１の電流源６３と対応することになる。
【００２９】上述のように、この図３の構成によれば、
ゲート電極２６が１ラインずつ選択されると共に、カソ
ード電極２７がドライバ２３からの変調信号に応じた上
記電流出力によって駆動されることで、マトリクス状に
配されたゲート電極２６及びカソード電極２７からなる
表示部２８には上記表示信号に応じた表示がなされるこ
とになる。
ゲート電極２６が１ラインずつ選択されると共に、カソ
ード電極２７がドライバ２３からの変調信号に応じた上
記電流出力によって駆動されることで、マトリクス状に
配されたゲート電極２６及びカソード電極２７からなる
表示部２８には上記表示信号に応じた表示がなされるこ
とになる。
【００３０】なお、上記サンプルホールド回路２０とシ
フトレジスタ２１は、前述の従来例の図５で説明したよ
うな電圧により電界放出型カソードを駆動するドライバ
２３を流用でき、またシフトレジスタ２５も従来から使
用されていたものを流用することができる。
フトレジスタ２１は、前述の従来例の図５で説明したよ
うな電圧により電界放出型カソードを駆動するドライバ
２３を流用でき、またシフトレジスタ２５も従来から使
用されていたものを流用することができる。
【００３１】さらに、この図７において、ドライバ２３
の出力電圧Ｖｏｕｔは、少なくともカソード電極２７の
電極数以上ある。また、電圧電流変換回路２２の入力及
び出力も共にカソード電極２７の電極数以上あり、その
構成は、図２のトランジスタ４９（図１の電流源６３）
がカソード電極２７の電極数以上存在するものである。
この場合の電圧電流変換回路２２の各入力はこれら各ト
ランジスタ４９のベース端子４６に、そして各出力は各
トランジスタ４９のコレクタ端子４５に接続される。
の出力電圧Ｖｏｕｔは、少なくともカソード電極２７の
電極数以上ある。また、電圧電流変換回路２２の入力及
び出力も共にカソード電極２７の電極数以上あり、その
構成は、図２のトランジスタ４９（図１の電流源６３）
がカソード電極２７の電極数以上存在するものである。
この場合の電圧電流変換回路２２の各入力はこれら各ト
ランジスタ４９のベース端子４６に、そして各出力は各
トランジスタ４９のコレクタ端子４５に接続される。
【００３２】
【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、本発
明においては、アノード電極とカソード電極との間の電
界放出電流が発光輝度と比例関係にあるとき、表示すべ
き信号によって変調した電圧に応じて、カソード電極を
流れる電流を制御することで、電界放出電流を駆動電圧
にフィードバックでき、また表示すべき信号によって変
調した電圧と発光輝度も比例する（駆動電圧と輝度特性
を直線化することができる）ことになり、したがって、
例えば電界を強くするための素子の特性にバラツキがあ
ったり、経時変化によって素子の特性が変化したとして
も、輝度のバラツキは生じず（言い換えれば、素子の不
安定性を吸収して駆動部の動作特性の感度による影響を
少なくすることができる）、このため補正回路も不要と
なる。また、本発明においては、カソード電極を流れる
電流を管理しているので、例えば放電などが生じた際の
電流制限機能をも有する。さらに、本発明において
は、、素子の応答速度が遅くなったり、素子作製の工程
が増えたりすることもない。
明においては、アノード電極とカソード電極との間の電
界放出電流が発光輝度と比例関係にあるとき、表示すべ
き信号によって変調した電圧に応じて、カソード電極を
流れる電流を制御することで、電界放出電流を駆動電圧
にフィードバックでき、また表示すべき信号によって変
調した電圧と発光輝度も比例する（駆動電圧と輝度特性
を直線化することができる）ことになり、したがって、
例えば電界を強くするための素子の特性にバラツキがあ
ったり、経時変化によって素子の特性が変化したとして
も、輝度のバラツキは生じず（言い換えれば、素子の不
安定性を吸収して駆動部の動作特性の感度による影響を
少なくすることができる）、このため補正回路も不要と
なる。また、本発明においては、カソード電極を流れる
電流を管理しているので、例えば放電などが生じた際の
電流制限機能をも有する。さらに、本発明において
は、、素子の応答速度が遅くなったり、素子作製の工程
が増えたりすることもない。
【図１】本発明実施例における電界放出型カソードの電
流制御型駆動方法を説明するための構成を示す図であ
る。
流制御型駆動方法を説明するための構成を示す図であ
る。
【図２】トランジスタによる電流源の実現例を示す回路
図である。
図である。
【図３】本発明実施例のＦＥＤ駆動回路の構成例を示す
図である。
図である。
【図４】ＦＥＤの基本構成を説明するための図である。
【図５】電界放出型カソードの原理を説明するための図
である。
である。
【図６】電界放出型カソードの特性を示す特性図であ
る。
る。
【図７】カソード電極及びゲート電極のマトリクス状配
列及び、各電界放出型カソードのアレー状配列を示す図
である。
列及び、各電界放出型カソードのアレー状配列を示す図
である。
【図８】電界放出型カソードの各種特性を示す特性図で
ある。
ある。
１１ アノード電極 １２ 蛍光体 １３ ゲート電極 １４ 絶縁物 １５ カソード電極 １６ 素子（冷陰極） ４９ トランジスタ ４８ 抵抗 ６３ 電流源 ６４，６５ 定電圧源
Claims (3)
- 【請求項１】 透明体からなるアノード電極と、 上記アノード電極に第１の電圧を印加する第１の定電圧
源と、 上記アノード電極上に塗布された蛍光体と、 ゲート電極と、 上記ゲート電極に上記第１の電圧より低い第２の電圧を
印加する第２の定電圧源と、 カソード電極と、 上記ゲート電極と上記カソード電極との間に配される絶
縁体と、 上記カソード電極に電気的に接続され、印加される第３
の電圧に応じて電流値が制御される電流源と、 上記カソード電極に電気的に接続され、上記アノード電
極とカソード電極との間の電界を強くするための素子と
を有してなり、表示すべき信号に応じて上記第３の電圧
を変調することを特徴とするディスプレイ装置。 - 【請求項２】 上記電流源は、ベース端子に上記表示す
べき信号に応じた上記第３の電圧が印加され、コレクタ
端子と上記カソード電極とが接続し、エミッタ端子が抵
抗を介して接地したＮＰＮ型のトランジスタからなるこ
とを特徴とする請求項２記載のディスプレイ装置。 - 【請求項３】 カソード電極上に配された電界を強くす
るための素子から電子を放出し、蛍光体が塗布された透
明アノード電極に上記放出した電子を吸引し、上記蛍光
体に対して上記吸引した電子を衝突させることにより発
光すると共に、上記カソード電極及び透明アノード電極
間の電界放出電流と上記蛍光体の発光輝度とが比例関係
にあるディスプレイ装置の駆動方法において、 表示すべき信号によって変調した電圧に応じて上記カソ
ード電極を流れる電流を制御することにより、上記電界
放出電流を制御することを特徴とするディスプレイ装置
の駆動方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7073699A JPH08273560A (ja) | 1995-03-30 | 1995-03-30 | ディスプレイ装置及びディスプレイ装置の駆動方法 |
| US08/622,691 US5986624A (en) | 1995-03-30 | 1996-03-26 | Display apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7073699A JPH08273560A (ja) | 1995-03-30 | 1995-03-30 | ディスプレイ装置及びディスプレイ装置の駆動方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08273560A true JPH08273560A (ja) | 1996-10-18 |
Family
ID=13525730
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7073699A Pending JPH08273560A (ja) | 1995-03-30 | 1995-03-30 | ディスプレイ装置及びディスプレイ装置の駆動方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5986624A (ja) |
| JP (1) | JPH08273560A (ja) |
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| JP2002169504A (ja) * | 2000-03-10 | 2002-06-14 | Sony Corp | 平面型表示装置 |
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| WO2020223970A1 (zh) * | 2019-05-09 | 2020-11-12 | 京东方科技集团股份有限公司 | 栅极驱动电路及其电流调节方法、显示装置 |
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| US6621475B1 (en) * | 1996-02-23 | 2003-09-16 | Canon Kabushiki Kaisha | Electron generating apparatus, image forming apparatus, method of manufacturing the same and method of adjusting characteristics thereof |
| JP2001188507A (ja) * | 1999-12-28 | 2001-07-10 | Futaba Corp | 蛍光発光型表示器及び蛍光発光型表示装置 |
| US20030011625A1 (en) * | 2001-07-13 | 2003-01-16 | Kellis James T. | Brightness control of displays using exponential current source |
| US20070273617A1 (en) * | 2004-04-28 | 2007-11-29 | Hiroyuki Yamakawa | Field emission display and method for controlling the same |
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| US5638086A (en) * | 1993-02-01 | 1997-06-10 | Micron Display Technology, Inc. | Matrix display with peripheral drive signal sources |
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1995
- 1995-03-30 JP JP7073699A patent/JPH08273560A/ja active Pending
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