JPWO2005106832A1 - 電界放出型表示装置及びその制御方法 - Google Patents
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Abstract
エミッタから放出されてアノード電極に到達する電子の量(アノード電流)を所望の量にすべく駆動電圧を制御できる電界放出型表示装置及びその制御方法を提供すること。
ゲート電極3と、ゲート電極3との間に印加される駆動電圧によって電子が放出されるエミッタ2と、エミッタ2から放出される電子を受けることで発光する蛍光体6を有するアノード電極5と、アノード電極5に流れるアノード電流を検出する電流検出部11と、電流検出部11で検出されたアノード電流に基づいて、ゲート電極3とエミッタ2との間に印加される駆動電圧を制御する駆動電圧制御部12とを備える。
ゲート電極3と、ゲート電極3との間に印加される駆動電圧によって電子が放出されるエミッタ2と、エミッタ2から放出される電子を受けることで発光する蛍光体6を有するアノード電極5と、アノード電極5に流れるアノード電流を検出する電流検出部11と、電流検出部11で検出されたアノード電流に基づいて、ゲート電極3とエミッタ2との間に印加される駆動電圧を制御する駆動電圧制御部12とを備える。
Description
本発明は、電界放出型表示装置(FED: Field Emission Display)及びその制御方法に関し、特に、エミッタからアノード電極に到達する電子の量のばらつきに起因する輝度のばらつきを抑制した電界放出型表示装置及びその制御方法に関する。
電界放出型表示装置は、CRT(Cathode Ray Tube)と同じように、加速された電子が蛍光体に当たることで生じる発光を利用した自発光型の表示装置である。発光原理はCRTと同じであるため、CRT並みの明るさと広視野角・応答速度により動画の表示に適しているとともに、CRT特有の偏向部がないため薄型軽量化が可能になる。
電界放出型表示装置は、例えば200μm〜1mm程度のギャップを介して対向された2枚の絶縁基板を有し、一方の基板上には複数本のライン状のカソード電極と、このカソード電極に対してマトリックス状に直交する複数本のライン状のゲート電極が形成されている。
図8はカソード電極1とゲート電極3とが交差する部分の断面図を示し、カソード電極1とゲート電極3との間には絶縁層4が介在されている。絶縁層4において、カソード電極1とゲート電極3とが交差する部分には孔が形成され、その孔内にエミッタ2が配設されている。エミッタ2はカソード電極1と電気的に接続している。エミッタ2は例えばシリコンやモリブデンなどを円錐形状に加工してなる。あるいは、エミッタ2として、カーボン系薄膜やカーボンナノチューブを用いたものもある。
ゲート電極3において、各エミッタ2に対応する部分には、厚さ方向に貫通する開口部7が形成されている。エミッタ2の先端はその開口部7に臨んでいる。
もう一方の基板は例えばガラス材料からなる透明基板であり、その透明基板においてゲート電極3及びエミッタ2に対向される面には、ITO(Indium Tin Oxide)に例示される透明電極からなるアノード電極5が形成されている。アノード電極5において、開口部7及びこれに臨むエミッタ2に対向される部分には蛍光体6が形成されている。
ゲート電極3とカソード電極1との間に駆動電圧(ゲート電極3に正電圧、カソード電極1に負電圧)を印加すると、エミッタ2の先鋭な先端に強い電界集中が起こり、その結果エミッタ2内の電子が表面の仕事関数障壁をトンネル効果により透過して放出される。放出された電子は正電圧を与えられているアノード電極5に向かって進み、ゲート電極3の開口部7を通過して、アノード電極5の表面の蛍光体6に衝突することで発光して画像や映像が表示される。
エミッタ2は、カソード電極1とゲート電極3とが交差する部分に対応して複数設けられているが(1箇所の交差部分に1つのエミッタ2が対応配置に限らず複数のエミッタ2が配置される構造もある)、各エミッタ2の形状、密度、開口部7の大きさ、開口部7とエミッタ2間の間隔などのばらつきにより、ゲート電極3とカソード電極1間に同じ駆動電圧を印加しても各エミッタ2から放出され、アノード電極5に到達する電子の量、すなわちアノード電極5に流れるアノード電流がばらついてしまう場合がある。大型表示装置の場合には、複数のエミッタ2の電子放出特性を全面で完全に均一にして形成することは難しい。
電界放出型表示装置におけるエミッタ2とゲート電極3の間に印加される駆動電圧と、アノード電極5に流れるアノード電流との関係を図9に示す。V0はエミッタ2から電子の放出が開始される電圧を示す。そして、例えば3つのエミッタa〜cのそれぞれの電子放出特性が異なると、同じ駆動電圧V1を印加してもアノード電流は異なる。アノード電流、すなわちアノード電極5に到達する電子の量は蛍光体6の発光輝度に相関するので、アノード電流にばらつきが生じると、表示される画像や映像の輝度ムラや、R(赤)、G(緑)、B(青)の輝度バランスの違いによる色調のムラが生じる場合がある。
また、例えば特許文献1には、ゲート電極に与えるゲート電圧は一定にして、カソード電極に流れる電流の電流値を制御することにより、アノード電極及びカソード電極間の電界放出電流を制御するようにした電界放出型表示装置が開示されている。カソード電極に流れる電流は、必要な発光輝度が得られる電流値となるように制御される。
上述した発光輝度のばらつきは、エミッタ自体の電子放出特性の他に、放出された電子がどのくらいの割合でアノード電極に到達するかにも影響を受ける。すなわち、エミッタから放出される電子の全てがアノード電極に到達するわけではなく、途中でゲート電極に流れる電子もある。例えばアノード電極に到達する電子の割合は50〜80%であり、その割合は同材料、同構成のエミッタであっても各エミッタごとにばらつきがある。
蛍光体の発光輝度はアノード電極に到達する電子の量、すなわちアノード電極に流れるアノード電流によって決まるものであり、上記特許文献1のように、カソード電極に流れる電流を制御しても、エミッタから放出された電子の一部はゲート電極にも流れるので、カソード電極に流れる電流は、アノード電極に到達した電子のみに起因した電流とはならず、実際の輝度を正確に反映していない制御となり、蛍光体を所望の輝度でもって発光させることができないおそれがある。
本発明は上述の問題に鑑みてなされ、その目的とするところは、エミッタから放出されてアノード電極に到達する電子によるアノード電流を所望の量にすべく駆動電圧を制御できる電界放出型表示装置及びその制御方法を提供することにある。
本発明の電界放出型表示装置は、ゲート電極と、このゲート電極との間に印加される駆動電圧によって電子が放出されるエミッタと、このエミッタから放出される電子を受けることで発光する蛍光体を有するアノード電極と、このアノード電極に流れるアノード電流を検出する電流検出部と、この電流検出部で検出されたアノード電流に基づいて、ゲート電極とエミッタとの間に印加される駆動電圧を制御する駆動電圧制御部とを備えることを特徴としている。
本発明の電界放出型表示装置の制御方法は、ゲート電極とエミッタとの間に駆動電圧を印加してエミッタから電子を放出させる手順と、エミッタから放出される電子を受けることで発光する蛍光体を有するアノード電極に流れるアノード電流を検出する手順と、この検出されたアノード電流に基づいて、ゲート電極とエミッタとの間に印加する駆動電圧を制御する手順とを有することを特徴としている。
本発明では、蛍光体の発光輝度に寄与する、アノード電極に到達する電子の量を反映したアノード電流を検出して、その検出電流が所望の値となるように駆動電圧を制御する。これによって、エミッタから放出された電子がアノード電極に到達する割合にばらつきがあっても、所望の電子量をアノード電極に到達させるべく駆動電圧を制御でき、所望の輝度制御を行える。
本発明によれば、アノード電極に到達した電子によるアノード電流を駆動電圧にフィードバックさせているので、所望の電子量をアノード電極に到達させるべく駆動電圧を制御することができる。この結果、アノード電極に形成され電子の衝突を受ける蛍光体の発光輝度を所望の輝度に正確に制御することができ、表示される画像や映像の輝度ムラや色調ムラを抑制できる。
1,1−1〜1−n カソード電極
2,2−1〜2−n エミッタ
3,3−1〜3−n ゲート電極
4 絶縁層
5 アノード電極
6 蛍光体
7 開口部
8 透明基板
9,9−1〜9−n アノード電極
11,11−1〜11−n 電流検出部
12,12−1〜12−n 駆動電圧制御部
13,13−1〜13−n 可変抵抗
14 映像データ出力回路
2,2−1〜2−n エミッタ
3,3−1〜3−n ゲート電極
4 絶縁層
5 アノード電極
6 蛍光体
7 開口部
8 透明基板
9,9−1〜9−n アノード電極
11,11−1〜11−n 電流検出部
12,12−1〜12−n 駆動電圧制御部
13,13−1〜13−n 可変抵抗
14 映像データ出力回路
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
[第1の実施形態]
図4は本実施形態に係る電界放出型表示装置の構成を模式的に示す斜視図であり、図5はその断面図である。
図4は本実施形態に係る電界放出型表示装置の構成を模式的に示す斜視図であり、図5はその断面図である。
電界放出型表示装置は、例えば200μm〜1mm程度のギャップを介して対向された2枚の絶縁基板を有する。両基板間のギャップは真空にされる。
一方の基板上には複数本のライン状のカソード電極1−1〜1−n(図5では符号1で示す)が形成されている。カソード電極1−1〜1−nの上には絶縁層4が形成され、その絶縁層4の上に複数本のライン状のゲート電極3−1〜3−n(図5では符号3で示す)が形成されている。カソード電極1−1〜1−nとゲート電極3−1〜3−nとはマトリックス状に互いに直交している。なお、カソード電極とゲート電極の本数は違っていてもよい。
絶縁層4において、カソード電極1−1〜1−nとゲート電極3−1〜3−nとが交差する部分(すなわち画素)には孔が形成され、その孔内にエミッタ2が配置されている。各エミッタ2はカソード電極1−1〜1−nと電気的に接続している。各エミッタ2は例えばシリコンやモリブデンなどを円錐形状に加工してなる。あるいは、エミッタ2として、カーボン系薄膜やカーボンナノチューブを用いてもよい。エミッタ2は、1画素あたり1個を対応させてもよいし、複数個を対応させてもよい。
ゲート電極3−1〜3−nにおいて、各エミッタ2に対応する部分には、厚さ方向に貫通する開口部7が形成されている。各エミッタ2の先端はその開口部7に臨んでいる。
もう一方の基板は例えばガラス材料からなる透明基板であり、その透明基板においてゲート電極3−1〜3−n及びエミッタ2に対向される面にはアノード電極5が形成されている。アノード電極5はITO(Indium Tin Oxide)に例示される透明電極である。本実施形態ではアノード電極5は一体で、各エミッタ2に共通なアノード電極として形成されている。
アノード電極5において、開口部7及びこれに臨むエミッタ2に対向される部分には蛍光体6が形成されている。
図1は、本実施形態に係る電界放出型表示装置の制御回路図を示す。本実施形態に係る電界放出型表示装置は、上述した構成に加えて、電流検出部11、駆動電圧制御部12、ゲートコントローラ16、カソードコントローラ17、映像データ出力回路14などを備える。
電流検出部11は、アノード電極5とこのアノード電極5に正電圧を与える電源との間に接続され、エミッタ2からの電子を受けることでアノード電極5に流れるアノード電流Iaを検出する。なお、電流検出部11は上記電源とグランドとの間に設けてもよい。
各ゲート電極3−1〜3−nと、これらゲート電極3−1〜3−nに正電圧を与える電源との間には、それぞれ、スイッチGSW1〜GSWnが接続されている。これら、スイッチGSW1〜GSWnと、上記電源との間には可変抵抗13が接続されている。
ゲートコントローラ16は、映像データ出力回路14からの信号に基づいて、上記各スイッチGSW1〜GSWnをオン/オフする。
駆動電圧制御部12は、上記電流検出部11で検出されたアノード電流Iaの入力を受ける。さらに、映像データ出力回路14から、表示すべき映像の輝度信号の入力も受ける。そして、それら入力を受けて、駆動電圧制御部12は可変抵抗13の抵抗値を制御したり、もしくは※A点での電圧を直接制御したり、ゲートコントローラ16を介してスイッチGSW1〜GSWnのオン/オフを制御する。なお、ゲートコントローラ16を介さずに直接スイッチGSW1〜GSWnのオン/オフを制御するようにしてもよい。
カソードコントローラ17は、映像データ出力回路14からの信号に基づいて、各カソード電極1−1〜1−nと接地電位との間に接続された各スイッチCSW1〜CSWnをオン/オフする。
図3は、図1に示す可変抵抗13の具体的な構成例を示す。※Aは、図1の回路と図3の回路との接続点を示す。
可変抵抗13は、各ゲート電極3−1〜3−nに正電圧を与える電源と接地電位との間に直列接続された複数の抵抗R1〜R(n)と、これら抵抗R1〜R(n)間の接続点と、上述したスイッチGSW1〜GSWnとの間にそれぞれ接続された複数のスイッチSW1〜SW(n)とから構成される。
上記電源から各ゲート電極3−1〜3−nに印加される電圧は、抵抗R1〜R(n)によって分圧され、各抵抗R1〜R(n)間の接続点にはそれぞれ分圧された電圧が発生する。駆動電圧制御部12からの制御信号に基づいて、上記スイッチSW1〜SW(n)の何れか1つがオンされることによって所望の電圧を各ゲート電極3−1〜3−nに印加できる。なお、図3に示す構成は一例であり、可変抵抗13は、駆動電圧制御部12からの制御信号に基づいて抵抗を変えることができるものであれば図3に示す構成に限らない。あるいは、例えばオペアンプやTTL(Transistor-Transistor Logic)を使った電気回路にて※A点での電圧を変えるようにしてもよい。
上述した、スイッチGSW1〜GSWn、スイッチCSW1〜CSWn、スイッチSW1〜SW(n)は、例えばMOSFETであり、そのゲート端子に対して与えられる、ゲートコントローラ16、カソードコントローラ17、駆動電圧制御部12からの信号に応じてターンオンあるいはターンオフされる。
次に、本実施形態における電界放出型表示装置の制御方法について説明する。
ゲートコントローラ16が映像データ出力回路14からの信号を受けてゲート電極3−1〜3−nの1つ(例えばゲート電極3−1)を選択し、カソードコントローラ17が映像データ出力回路からの信号を受けてカソード電極1−1〜1−nの1つ(例えばカソード電極1−1)を選択し、これら選択されたゲート電極3−1とカソード電極1−1との間に駆動電圧(ゲート電極3−1に正電圧、カソード電極1−1に負電圧)が印加されると、選択されたゲート電極3−1とカソード電極1−1との交差部分に位置するエミッタ2から電子が放出され、正電圧を与えられているアノード電極5に向かって進む。その電子はゲート電極3−1の開口部7を通過して(一部の電子は開口部7を通過せずにゲート電極3−1に流れる)、アノード電極5の表面の蛍光体6に衝突することで発光して画像または映像が表示される。本実施形態では、ゲート電極3−1〜3−nとカソード電極1−1〜1−nは同時にそれぞれ1ライン分ずつが選択され、次々にその選択を切り替えていく。
電流検出部11は、アノード電極5に流れるアノード電流Ia、すなわちエミッタ2から放出され、実際にアノード電極5に到達した電子の量に反映される電流を検出する。そして、その検出電流は駆動電圧制御部12へと送信される。電流検出部11が、アノード電極5とそれに電圧を与える電源との間、すなわち高電位部にあるときは、電流検出部11から駆動電圧制御部12への検出電流の送信は、フォトダイオードや光ファイバー、もしくはフォトカプラなどを介して電気的に絶縁して行う必要のある場合もある。
駆動電圧制御部12は、その検出電流と、映像データ出力回路14から送信される表示すべき映像の輝度信号との比較に基づいて、ゲート電極3−1〜3−nとカソード電極1−1〜1−n間に印加する駆動電圧を制御する。具体的には、アノード電流Iaが、所望の輝度を得るための電流値となるようにゲート電極3−1〜3−nに印加する電圧を制御する。あるいは、アノード電流Iaがパルス状電流の場合には、所望の輝度を得るためのパルス振幅、パルス幅、パルス周波数となるように制御する。
ゲート電極3−1〜3−nへの印加電圧の電圧値を制御することでアノード電流を制御する場合には、可変抵抗13を制御する。具体的には、図3に示すように、駆動電圧制御部12からの制御信号によりオンとすべきスイッチSW1〜SW(n)を選択して可変抵抗13の抵抗値を変えることでゲート電極3−1〜3−nへの印加電圧の電圧値を変える。
あるいは、ゲート電極3−1〜3−nへの印加電圧はパルス状の電圧が印加される場合がある。
すなわち、輝度の階調制御を行う場合、一つの輝度信号を複数フレームに分割して、パルス状に電流を流し、一つの素子、すなわち蛍光体6を複数回点灯させる場合がある。素子を短時問で点滅させた場合、人問の視覚は合計された光の量を1発光として認識するので、パルス回数、パルス幅(時間)、パルス振幅の組合せにより輝度の階調制御が可能となる。
具体例として、最初のフレームで基準のパルス幅(時間)のゲート電圧を印加しゲート電圧とアノード電流Iaとの間係データを得て、この関係データから、パルス回数、パルス幅(時間)、パルス振幅の組合せを決めることができる。もしくは、素子毎に所定のアノード電流が流れるように可変抵抗13の抵抗値を決めてゲート電圧を固定し、複数フレームの積分された光の量が輝度信号に対応するように、パルス回数、パルス幅(時問)、パルス振幅の組合せを決めても良い。または、ゲート電圧(可変抵抗13)を制御しないで、素子毎の発光性能からパルス回数、パルス幅(時問)、パルス振幅の組合せを決めても良い。パルス回数、バルス幅(時問)は、スイッチGSW1〜GSWnの開閉により制御することができる。パルス振幅は、ゲート電圧(可変抵抗13)により制御することができる。
すなわち、輝度の階調制御を行う場合、一つの輝度信号を複数フレームに分割して、パルス状に電流を流し、一つの素子、すなわち蛍光体6を複数回点灯させる場合がある。素子を短時問で点滅させた場合、人問の視覚は合計された光の量を1発光として認識するので、パルス回数、パルス幅(時間)、パルス振幅の組合せにより輝度の階調制御が可能となる。
具体例として、最初のフレームで基準のパルス幅(時間)のゲート電圧を印加しゲート電圧とアノード電流Iaとの間係データを得て、この関係データから、パルス回数、パルス幅(時間)、パルス振幅の組合せを決めることができる。もしくは、素子毎に所定のアノード電流が流れるように可変抵抗13の抵抗値を決めてゲート電圧を固定し、複数フレームの積分された光の量が輝度信号に対応するように、パルス回数、パルス幅(時問)、パルス振幅の組合せを決めても良い。または、ゲート電圧(可変抵抗13)を制御しないで、素子毎の発光性能からパルス回数、パルス幅(時問)、パルス振幅の組合せを決めても良い。パルス回数、バルス幅(時問)は、スイッチGSW1〜GSWnの開閉により制御することができる。パルス振幅は、ゲート電圧(可変抵抗13)により制御することができる。
さらには、M階調のパルス幅変調とN階調のパルス振幅変調とを組み合わせることにより、パルス幅変調のみあるいはパルス振幅変調のみでは難しい多階調輝度制御が比較的簡単に実現できる。例えば、M=16、N=16として256階調制御を行うことも容易になる。すなわち、駆動電圧パルスは、任意の整数をM、Nとして、M階調に対応するパルス幅変調と、N階調に対応するパルス振幅変調とを組み合わせて、M×N階調の情報を含ませたパルス波形とされる。
以上述べたように、本実施形態によれば、アノード電極5に流れるアノード電流、すなわちアノード電極5に到達する電子の量を駆動電圧にフィードバックさせているので、所望の電子量をアノード電極5に到達させて蛍光体6に衝突させるべく駆動電圧を制御することができる。この結果、蛍光体6における発光輝度を所望の輝度に正確に制御することができ、表示される画像や映像の輝度ムラや色調ムラを抑制でき、さらに正確な階調制御も行え、良好な画質が得られる。
[第2の実施形態]
次に、本発明の第2の実施形態について説明する。なお、上記第1の実施形態と同じ構成部分には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
次に、本発明の第2の実施形態について説明する。なお、上記第1の実施形態と同じ構成部分には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
図6は本実施形態に係る電界放出型表示装置の構成を模式的に示す斜視図であり、図7はその断面図である。本実施形態は、選択された1つのカソード電極に対して、複数のゲート電極に駆動電圧を印加して、選択されたカソード電極上の複数のエミッタから電子を放出させる形態である。
本実施形態においても、上記第1の実施形態と同様、複数本のライン状のカソード電極1−1〜1−nと、複数本のライン状のゲート電極3−1〜3−nとはマトリックス状に互いに直交している。
そして、絶縁層4において、カソード電極1−1〜1−nとゲート電極3−1〜3−nとが交差する部分(すなわち画素)には孔が形成され、その孔内にエミッタ2が配置されている。各エミッタ2はカソード電極1−1〜1−nと電気的に接続している。
本実施形態では、アノード電極9−1〜9−nは、互いに分割された複数本のラインとして透明基板8に形成されている。アノード電極9−1〜9−nはITO(Indium Tin Oxide)に例示される透明電極である。アノード電極9−1〜9−nは、ゲート電極3−1〜3−nに対しては平行であり、カソード電極1−1〜1−nに対しては直交している。
図2は、本実施形態に係る電界放出型表示装置の制御回路図を示す。
本実施形態では、分割された複数のアノード電極9−1〜9−nのそれぞれに対応させて複数の電流検出部11−1〜11−nを配設している。各電流検出部11−1〜11−nは、それぞれ対応するアノード電極9−1〜9−nとそのアノード電極9−1〜9−nに正電圧を与える電源との間に接続され、エミッタ2からの電子を受けることで各アノード電極9−1〜9−nに流れるそれぞれのアノード電流を検出する。この場合は、アノード電極9−1〜9−nに電圧を与える電源は1つを共通して用いてもよい。なお、電流検出部を電源とグランドとの間に設ける場合には、個々に独立した電源が必要になる。
各ゲート電極3−1〜3−nと、これらゲート電極3−1〜3−nに正電圧を与える電源との間には、それぞれ、スイッチGSW1〜GSWnが接続されている。さらに、スイッチGSW1〜GSWnと上記電源との間には、それぞれ可変抵抗13−1〜13−nが接続されている。各可変抵抗13−1〜13−nは、上記第1の実施形態の可変抵抗13と同じ構成である。
複数の電流検出部11−1〜11−nに対応させて複数の駆動電圧制御部12−1〜12−nが配設されている。各駆動電圧制御部12−1〜12−nは、それぞれの電流検出部11−1〜11−nで検出されたアノード電流の入力を受ける。さらに、映像データ出力回路14から、表示すべき映像の輝度信号の入力も受ける。そして、各駆動電圧制御部12−1〜12−nは、それら入力を受けて、それぞれの可変抵抗13−1〜13−nの抵抗値を制御したり、スイッチGSW1〜GSWnのオン/オフを制御する。
カソードコントローラ17は、映像データ出力回路14からの信号に基づいて、各カソード電極1−1〜1−nと接地電位との間に接続された各スイッチCSW1〜CSWnをオン/オフする。
次に、本実施形態における電界放出型表示装置の制御方法について説明する。
本実施形態では、カソード電極1−1〜1−nの1つ(例えばカソード電極1−1)が選択されると、そのカソード電極1−1上の複数のエミッタ2−1〜2−nから同時に電子を放出させるべく、複数のゲート電極3−1〜3−nが選択される。そして、複数のエミッタ2−1〜2−nから放出された電子は、それぞれ対向するアノード電極9−1〜9−nに向かって進む。
各電流検出部11−1〜11−nは、それぞれ対応するアノード電極9−1〜9−nに流れるアノード電流、すなわちエミッタ2−1〜2−nから放出され、アノード電極9−1〜9−nに到達した電子の量に反映される電流を検出する。そして、それぞれの検出電流は、対応する駆動電圧制御部12−1〜12−nへと送信される。電流検出部11−1〜11−nが高電位部にある場合には、上記第1の実施形態と同様に、電気的に絶縁して送信する場合もある。
各駆動電圧制御部12−1〜12−nは、対応する電流検出部11−1〜11−nから送信された検出電流と、映像データ出力回路14から送信された表示すべき映像の輝度信号との比較に基づいて、対応するゲート電極3−1〜3−nとカソード電極1−1〜1−n間に印加する駆動電圧を制御する。
ゲート電極3−1〜3−nへの印加電圧の電圧値を制御することでアノード電流を制御する場合には、上記第1の実施形態と同様、可変抵抗13−1〜13−nを制御する。あるいは、パルス状の駆動電圧を印加する場合において、可変抵抗13−1〜13−nの抵抗値は一定すなわちパルスの振幅は一定としたまま、スイッチGSW1〜GSWnのスイッチング制御により、パルス幅変調や、パルス周波数変調を行ってもよい。さらには、上記第1の実施形態と同様、パルス幅変調とパルス振幅変調とを組み合わせるパルス変調を行ってもよい。
本実施形態においても、上記第1の実施形態と同様、各アノード電極9−1〜9−nに流れるアノード電流、すなわち各アノード電極9−1〜9−nに到達する電子の量を駆動電圧にフィードバックさせているので、所望の電子量を各アノード電極9−1〜9−nに到達させて蛍光体6に衝突させるべく駆動電圧を制御することができる。この結果、蛍光体6における発光輝度を所望の輝度に正確に制御することができ、表示される画像や映像の輝度ムラや色調ムラを抑制でき、さらに正確な階調制御も行え、良好な画質が得られる。
以上、本発明の各実施形態について説明したが、勿論、本発明はこれらに限定されることなく、本発明の技術的思想に基づいて種々の変形が可能である。
アノード電極における電子衝突面(蛍光体形成面)は、カソード電極に平行に対向している構成に限らず、カソード電極に対して傾いていたり垂直とされていてもよく、エミッタから放出された電子を曲線を描く軌跡でもってアノード電極に衝突させるようにしてもよい。この場合には必ずしもゲート電極に開口部を形成する必要はない。
上記実施形態では、検出されたアノード電流と輝度信号との比較に基づいて駆動電圧を制御したが、駆動電圧制御部がアノード電流の目標値の入力を受けて、実際に流れるアノード電流がその目標値になるべく駆動電圧を制御するようにしてもよい。
上記実施形態では、カソード電極を接地した状態でゲート電極に印加する正電圧を制御することで駆動電圧を制御したが、ゲート電極を一定の正電位にした状態でカソード電極に印加する負電圧を制御することで駆動電圧を制御するようにしてもよい。この構成を上記第2の実施形態に適用する場合には、各カソード電極の延在方向に対して各アノード電極の延在方向を平行にし、各ゲート電極をそれらに直交させて設置する場合がある。これにより、複数本のカソード電極を選択し、1本のゲート電極を選択することで、複数のエミッタから同時に電子放出させた場合に、各エミッタに対応する各アノード電極に流れる電流をそれぞれ検出して、駆動電圧を制御することができる。
また、上記実施の形態では、アノード電流検出部11で、アノード電極5に流れる電流Iaを検出しながらゲート電極3−1〜3−nに印加するゲート電圧を制御した例を示したが、事前に各素子に対してダミーの基準輝度信号を出力し、各ゲート電極に印加する電圧とアノード電流Iaの関係を含むデータを取得してもよい。このデータを駆動電圧制御部12で記憶して、実際の輝度信号を受けたときに、このデータを参照して必要な電圧を印加するように制御することができる。
また、上記実施の形態では、アノード電流検出部11で、アノード電極5に流れる電流Iaを検出しながらゲート電極3−1〜3−nに印加するゲート電圧を制御した例を示したが、事前に各素子に対してダミーの基準輝度信号を出力し、各ゲート電極に印加する電圧とアノード電流Iaの関係を含むデータを取得してもよい。このデータを駆動電圧制御部12で記憶して、実際の輝度信号を受けたときに、このデータを参照して必要な電圧を印加するように制御することができる。
Claims (7)
- ゲート電極と、
前記ゲート電極との間に駆動電圧が印加されることで電子を放出するエミッタと、
前記駆動電圧により前記エミッタから放出される電子の衝突を受けることで発光する蛍光体を有するアノード電極と、
前記アノード電極に流れるアノード電流を検出する電流検出部と、
前記電流検出部で検出されたアノード電流に基づいて、前記駆動電圧を制御する駆動電圧制御部と、
を備えることを特徴とする電界放出型表示装置。 - 前記駆動電圧制御部は、表示すべき映像の輝度信号の入力を受け、前記電流検出部で検出されたアノード電流と前記輝度信号との比較に基づいて、前記駆動電圧を制御することを特徴とする請求の範囲第1項に記載の電界放出型表示装置。
- ゲート電極とエミッタとの間に駆動電圧を印加して前記エミッタから電子を放出させる手順と、
前記エミッタから放出される電子の衝突を受けることで発光する蛍光体を有するアノード電極に流れるアノード電流を検出する手順と、
前記検出されたアノード電流に基づいて、前記駆動電圧を制御する手順と、
を有することを特徴とする電界放出型表示装置の制御方法。 - 前記駆動電圧の電圧値を変えることで前記駆動電圧を制御することを特徴とする請求の範囲第3項に記載の電界放出型表示装置の制御方法。
- 前記駆動電圧をパルス状に印加し、前記パルスの振幅を一定としたままパルス変調をすることで前記駆動電圧を制御することを特徴とする請求の範囲第3項に記載の電界放出型表示装置の制御方法。
- 前記駆動電圧をパルス状に印加し、前記パルスの振幅変調と幅変調とを組み合わせたパルス変調をすることで前記駆動電圧を制御することを特徴とする請求の範囲第3項に記載の電界放出型表示装置の制御方法。
- 前記検出されたアノード電流と、表示すべき映像の輝度信号との比較に基づいて、前記駆動電圧を制御することを特徴とする請求の範囲第3項乃至請求の範囲第6項の何れかに記載の電界放出型表示装置の制御方法。
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