JP2736308B2 - 電界放出ディスプレイ - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は電界放出ディスプレイに
関する。より特定すれば、本発明は電界放出ディスプレ
イのグレースケール範囲及び輝度を制御するためのシス
テムに関する。
関する。より特定すれば、本発明は電界放出ディスプレ
イのグレースケール範囲及び輝度を制御するためのシス
テムに関する。
【０００２】
【従来の技術】可搬型ラップトップ・コンピュータの出
現により、小型軽量かつ省電力のディスプレイのための
ディスプレイ技術に対する要求が強くなってきた。利用
可能な技術の１つは平面パネルディスプレイ、より特定
すれば液晶ディスプレイを提供している。ラップトップ
・コンピュータには現在液晶ディスプレイが用いられて
いる。しかし、これら液晶ディスプレイはコントラスト
が低く、観察許容範囲が狭い。さらに、カラー液晶ディ
スプレイは高価であり、電池による運用を延長するには
不適当な速度で電力を消費する。
現により、小型軽量かつ省電力のディスプレイのための
ディスプレイ技術に対する要求が強くなってきた。利用
可能な技術の１つは平面パネルディスプレイ、より特定
すれば液晶ディスプレイを提供している。ラップトップ
・コンピュータには現在液晶ディスプレイが用いられて
いる。しかし、これら液晶ディスプレイはコントラスト
が低く、観察許容範囲が狭い。さらに、カラー液晶ディ
スプレイは高価であり、電池による運用を延長するには
不適当な速度で電力を消費する。
【０００３】これらの欠点に対して、薄膜電界放出ディ
スプレイ技術において幾つかの開発が最近行われた。従
来の電界放出ディスプレイは点状、薄膜、冷陰極線放出
チップの行列アドレス自在なアレイを蛍光発光板と組み
合わせて使用している。このようなディスプレイ装置に
於て、それぞれのチップを行信号でアドレスして格子内
の単一の導電性ストリップを作動させ、同時に列信号で
チップが形成されている導電性ストリップを作動させ
る。作動した行と作動した列の両方の交点には、電界放
出を誘導するのに十分なグリッド−エミッタ間電圧差が
発生し、これによって蛍光板上の画素の発光体を励起す
る。最近の広範囲にわたる研究によって、従来の液晶デ
ィスプレイに代わる、安価で低消費電力かつ高解像度・
高コントラストのフルカラー電界放出ディスプレイが製
造できるようになった。
スプレイ技術において幾つかの開発が最近行われた。従
来の電界放出ディスプレイは点状、薄膜、冷陰極線放出
チップの行列アドレス自在なアレイを蛍光発光板と組み
合わせて使用している。このようなディスプレイ装置に
於て、それぞれのチップを行信号でアドレスして格子内
の単一の導電性ストリップを作動させ、同時に列信号で
チップが形成されている導電性ストリップを作動させ
る。作動した行と作動した列の両方の交点には、電界放
出を誘導するのに十分なグリッド−エミッタ間電圧差が
発生し、これによって蛍光板上の画素の発光体を励起す
る。最近の広範囲にわたる研究によって、従来の液晶デ
ィスプレイに代わる、安価で低消費電力かつ高解像度・
高コントラストのフルカラー電界放出ディスプレイが製
造できるようになった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】液晶ディスプレイの性
能に匹敵する性能を達成するためには、電界放出型ディ
スプレイにはグレースケール範囲の制御方法が必要とさ
れる。輝度とグレースケール範囲を制御するための従来
の技術は過剰に電力を消費し、複雑な製造工程を必要と
し、大きすぎる集積回路ダイ表面積を使用する回路を用
いる。
能に匹敵する性能を達成するためには、電界放出型ディ
スプレイにはグレースケール範囲の制御方法が必要とさ
れる。輝度とグレースケール範囲を制御するための従来
の技術は過剰に電力を消費し、複雑な製造工程を必要と
し、大きすぎる集積回路ダイ表面積を使用する回路を用
いる。
【０００５】本発明の目的は、前述の従来技術の欠点を
排除して、消費電力が低く、製造工程が簡単で、集積回
路ダイ面積の小さい、電界放出ディスプレイを提供する
ことにある。
排除して、消費電力が低く、製造工程が簡単で、集積回
路ダイ面積の小さい、電界放出ディスプレイを提供する
ことにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】つまり、本発明の電界放
出ディスプレイは電界放出ピクセレータと協動するグレ
ースケール・ジェネレータを有する。動作に於て、ある
大きさを有するアナログ信号をディスプレイ装置へ入力
する。グレースケール発生回路は該アナログ入力信号を
高さと幅を有する鋸波信号に変換するためにサンプルホ
ールド回路と放電回路とを含む。さらに、鋸波信号のパ
ルス幅はアナログ信号の大きさに対応する。
出ディスプレイは電界放出ピクセレータと協動するグレ
ースケール・ジェネレータを有する。動作に於て、ある
大きさを有するアナログ信号をディスプレイ装置へ入力
する。グレースケール発生回路は該アナログ入力信号を
高さと幅を有する鋸波信号に変換するためにサンプルホ
ールド回路と放電回路とを含む。さらに、鋸波信号のパ
ルス幅はアナログ信号の大きさに対応する。
【０００７】構造的に、本発明の電界放出ディスプレイ
は蛍光体標的と基盤上に形成した集積回路とを含む。集
積回路はグレースケール・ジェネレータとアドレス自在
な複数のピクセレータを含む。それぞれのピクセレータ
は標的へ向けて電子を放出するチップとアドレス用トラ
ンジスタを含む。グレースケール・ジェネレータ出力は
それぞれのアドレス用トランジスタへ結合してあり、こ
れによってアドレスしたそれぞれの画素における輝度に
対応する放出の持続時間と強度を制御する。
は蛍光体標的と基盤上に形成した集積回路とを含む。集
積回路はグレースケール・ジェネレータとアドレス自在
な複数のピクセレータを含む。それぞれのピクセレータ
は標的へ向けて電子を放出するチップとアドレス用トラ
ンジスタを含む。グレースケール・ジェネレータ出力は
それぞれのアドレス用トランジスタへ結合してあり、こ
れによってアドレスしたそれぞれの画素における輝度に
対応する放出の持続時間と強度を制御する。
【０００８】本発明の第１の実施例によるディスプレイ
に於て、グレースケール・ジェネレータはサンプル回路
と、ホールド回路と、放電回路と、グレースケール・ジ
ェネレータ出力を提供するための画素駆動回路とを含
む。本実施例の放電回路は放電開始スイッチと電流供給
源とを含む。
に於て、グレースケール・ジェネレータはサンプル回路
と、ホールド回路と、放電回路と、グレースケール・ジ
ェネレータ出力を提供するための画素駆動回路とを含
む。本実施例の放電回路は放電開始スイッチと電流供給
源とを含む。
【０００９】第２の実施例は第１の実施例の変更であっ
て、ホールド回路の主な要素は固有の容量であり、第１
の実施例の画素駆動回路は削除されている。グレースケ
ール・ジェネレータ出力はホールド回路と放電回路との
協動により提供される。
て、ホールド回路の主な要素は固有の容量であり、第１
の実施例の画素駆動回路は削除されている。グレースケ
ール・ジェネレータ出力はホールド回路と放電回路との
協動により提供される。
【００１０】第３の実施例は第１の実施例の別の変更で
あって、ホールド回路の主な要素は固有の容量であり、
第１の実施例の画素駆動回路が削除され、さらに放電開
始スイッチが削除されている。
あって、ホールド回路の主な要素は固有の容量であり、
第１の実施例の画素駆動回路が削除され、さらに放電開
始スイッチが削除されている。
【００１１】第４の実施例は第１の実施例のさらに別の
変更であって、放電開始スイッチが削除されている。
変更であって、放電開始スイッチが削除されている。
【００１２】別の実施例に於て、出力信号の鋸波状部分
のスロープを変化させてグレースケール範囲を伸長また
は圧縮することによりコントラスト制御を実現してい
る。
のスロープを変化させてグレースケール範囲を伸長また
は圧縮することによりコントラスト制御を実現してい
る。
【００１３】さらに別の実施例に於て、出力信号の高さ
は光センサーに反応し、周辺光強度にあわせて像面輝度
を補償するようになっている。
は光センサーに反応し、周辺光強度にあわせて像面輝度
を補償するようになっている。
【００１４】
【作用】電力消費が少ない、小型、製造が容易、また安
価に製造できるといった利点はそれぞれの実施例ごとに
異なる範囲で実現されている。その他の利点は添付の請
求の範囲と本明細書に付属している図面とを参照しつつ
以下の詳細な説明を玩味熟読することにより当業者には
明らかとなろう。
価に製造できるといった利点はそれぞれの実施例ごとに
異なる範囲で実現されている。その他の利点は添付の請
求の範囲と本明細書に付属している図面とを参照しつつ
以下の詳細な説明を玩味熟読することにより当業者には
明らかとなろう。
【００１５】
【実施例】本発明は添付の図面を参照しつつ好適実施例
についての以下の説明を読むことで一層よく理解されよ
う。
についての以下の説明を読むことで一層よく理解されよ
う。
【００１６】図１は本発明の電界放出ディスプレイのブ
ロック図である。電界放出ディスプレイ１０は蛍光体標
的４０と基板２０上に形成した集積回路とを含む。集積
回路はピクセレータのアクティブ・マトリクス・アレイ
を含み、それぞれのピクセレータは、電界放出チップと
してのチップ３０と、アドレス用トランジスタ１５と、
抵抗２１とを含む。チップ３０はアドレス用トランジス
タ１５のソース２５に接続されている。アドレス用トラ
ンジスタ１５のドレイン２０は抵抗２１に接続されてい
る。抵抗２１は接地されている。さらに、ソース２５と
チップ３０の間にアドレス用スイッチ３２が直列に接続
されており、このスイッチ３２は行列マトリクス状に配
置してある複数のピクセレータから１行のピクセレータ
を選択する。
ロック図である。電界放出ディスプレイ１０は蛍光体標
的４０と基板２０上に形成した集積回路とを含む。集積
回路はピクセレータのアクティブ・マトリクス・アレイ
を含み、それぞれのピクセレータは、電界放出チップと
してのチップ３０と、アドレス用トランジスタ１５と、
抵抗２１とを含む。チップ３０はアドレス用トランジス
タ１５のソース２５に接続されている。アドレス用トラ
ンジスタ１５のドレイン２０は抵抗２１に接続されてい
る。抵抗２１は接地されている。さらに、ソース２５と
チップ３０の間にアドレス用スイッチ３２が直列に接続
されており、このスイッチ３２は行列マトリクス状に配
置してある複数のピクセレータから１行のピクセレータ
を選択する。
【００１７】チップ３０からグリッド３５までの電圧
は、チップ３０からの放出に十分なだけ高くする。１つ
の実施例に於て、この電圧は約５０Ｖである。しかし、
チップ配置の変更で他の電圧での放出が可能となること
は当業者には明らかであろう。
は、チップ３０からの放出に十分なだけ高くする。１つ
の実施例に於て、この電圧は約５０Ｖである。しかし、
チップ配置の変更で他の電圧での放出が可能となること
は当業者には明らかであろう。
【００１８】チップ３０はグリッド３５と標的４０付近
の真空中に配置する。グリッド３５と標的４０にはバイ
アスを掛け、グリッド３５が標的４０より実質的に低い
電圧を有するようにする。１つの実施例に於て、グリッ
ド３５の電圧は８０Ｖであり、一方標的４０の電圧は１
５００Ｖである。しかし、グリッド３５の電圧が標的４
０の電圧より実質的に低くしてある限り、配置の変更に
より、電界放出ディスプレイ１０の機能に悪影響を及ぼ
すことなく、これらの電圧を変化させることが可能であ
ることは当業者には明らかであろう。
の真空中に配置する。グリッド３５と標的４０にはバイ
アスを掛け、グリッド３５が標的４０より実質的に低い
電圧を有するようにする。１つの実施例に於て、グリッ
ド３５の電圧は８０Ｖであり、一方標的４０の電圧は１
５００Ｖである。しかし、グリッド３５の電圧が標的４
０の電圧より実質的に低くしてある限り、配置の変更に
より、電界放出ディスプレイ１０の機能に悪影響を及ぼ
すことなく、これらの電圧を変化させることが可能であ
ることは当業者には明らかであろう。
【００１９】チップ３０とグリッド３５及び標的４０の
間の電圧差によってエミッタチップ３０から電子が放出
され、グリッド３５を通過して、標的４０に衝突する。
標的４０は蛍光面を含んでいるので、標的４０の画素
（１２）は放出電子が衝突すると発光する。電界放出デ
ィスプレイ１０は多数の電子が蛍光面に衝突するにつれ
さらに高輝度に発光する。
間の電圧差によってエミッタチップ３０から電子が放出
され、グリッド３５を通過して、標的４０に衝突する。
標的４０は蛍光面を含んでいるので、標的４０の画素
（１２）は放出電子が衝突すると発光する。電界放出デ
ィスプレイ１０は多数の電子が蛍光面に衝突するにつれ
さらに高輝度に発光する。
【００２０】蛍光面に衝突する電子の個数とディスプレ
イの明るさの間に直接的な相関に基づいて、本発明では
アドレス用トランジスタ１５への入力に出力振幅信号方
式を採用している。高輝度の発光を実現するため、アナ
ログ信号４５はグレースケール・ジェネレータ５５を用
いて出力信号５１に変換している。
イの明るさの間に直接的な相関に基づいて、本発明では
アドレス用トランジスタ１５への入力に出力振幅信号方
式を採用している。高輝度の発光を実現するため、アナ
ログ信号４５はグレースケール・ジェネレータ５５を用
いて出力信号５１に変換している。
【００２１】グレースケール・ジェネレータ５５はアナ
ログ信号４５を受信してアドレスした画素１２の輝度を
決定する。赤、緑、および／または青信号をを含み、Ｐ
ＡＬ信号方式またはＮＴＳＣ方式のアナログ信号を受信
すると、グレースケール・ジェネレータ５５は所定の周
波数でアナログ信号４５をサンプリングする。サンプリ
ングはサンプル回路を用いて行なう。サンプリングが終
了すると、アナログ信号４５のサンプルはホールド回路
が保持し、次のサンプルを取り出すまでそれぞれのサン
プルを保存する。サンプリングとホールドの両機能はサ
ンプルホールド回路６５で行なう。
ログ信号４５を受信してアドレスした画素１２の輝度を
決定する。赤、緑、および／または青信号をを含み、Ｐ
ＡＬ信号方式またはＮＴＳＣ方式のアナログ信号を受信
すると、グレースケール・ジェネレータ５５は所定の周
波数でアナログ信号４５をサンプリングする。サンプリ
ングはサンプル回路を用いて行なう。サンプリングが終
了すると、アナログ信号４５のサンプルはホールド回路
が保持し、次のサンプルを取り出すまでそれぞれのサン
プルを保存する。サンプリングとホールドの両機能はサ
ンプルホールド回路６５で行なう。
【００２２】放電回路７０はサンプルホールド回路６５
の出力に接続されている。放電回路７０は図示したよう
にサンプルホールド回路６５へ接続してあるが、直接接
続する代わりに従来技術で公知の結合回路を用いること
もできる。放電回路７０はサンプリングした電圧とは無
関係に所定の放電電流を供給するので、放電時間はホー
ルド回路６５に保存してある電荷の大きさにだけ依存す
る。放電回路７０は一般にサンプルホールド回路６５の
出力を放電させるための手段を提供する。放電手段は、
例えば、電流供給源または電流ミラー回路で実現可能で
ある。好適実施例に於て、放電回路７０は可変応答電流
供給源を含む。別のおよび等価の実施例に於ては、従来
技術で公知のその他の電流制御回路で該可変対応電流供
給源を置き換えている。
の出力に接続されている。放電回路７０は図示したよう
にサンプルホールド回路６５へ接続してあるが、直接接
続する代わりに従来技術で公知の結合回路を用いること
もできる。放電回路７０はサンプリングした電圧とは無
関係に所定の放電電流を供給するので、放電時間はホー
ルド回路６５に保存してある電荷の大きさにだけ依存す
る。放電回路７０は一般にサンプルホールド回路６５の
出力を放電させるための手段を提供する。放電手段は、
例えば、電流供給源または電流ミラー回路で実現可能で
ある。好適実施例に於て、放電回路７０は可変応答電流
供給源を含む。別のおよび等価の実施例に於ては、従来
技術で公知のその他の電流制御回路で該可変対応電流供
給源を置き換えている。
【００２３】本発明の１つの実施例に於て、画素駆動回
路またはバッファ７５を放電回路７０に接続している。
鋸波の形状を有する出力信号７２を駆動回路７５へ入力
する。画素駆動回路７５は鋸波出力信号７２を所定の閾
値と比較して出力信号５１を生成する。つまり、駆動回
路７５は鋸波出力信号７２を出力信号５１に変換し、そ
れによって信号７２のパルス幅が図２及び図３に図示し
たように、出力信号５１のパルス幅に対応する。なお、
本発明のエミッタ制御回路は、画素駆動回路７５と、ア
ドレス用トランジスタ１５と、抵抗２１と、アドレス用
スイッチ３２とにより構成されている。
路またはバッファ７５を放電回路７０に接続している。
鋸波の形状を有する出力信号７２を駆動回路７５へ入力
する。画素駆動回路７５は鋸波出力信号７２を所定の閾
値と比較して出力信号５１を生成する。つまり、駆動回
路７５は鋸波出力信号７２を出力信号５１に変換し、そ
れによって信号７２のパルス幅が図２及び図３に図示し
たように、出力信号５１のパルス幅に対応する。なお、
本発明のエミッタ制御回路は、画素駆動回路７５と、ア
ドレス用トランジスタ１５と、抵抗２１と、アドレス用
スイッチ３２とにより構成されている。
【００２４】図２及び図３には本発明のグレースケール
・ジェネレータの伝達関数を図示してある。グレースケ
ール・ジェネレータ５５は電界放出ディスプレイ１０の
グレースケール範囲と輝度を制御するための手段を提供
する。グレースケール範囲は、本明細書に於て、出力信
号の幅の最小値から最大値までの範囲として定義され
る。
・ジェネレータの伝達関数を図示してある。グレースケ
ール・ジェネレータ５５は電界放出ディスプレイ１０の
グレースケール範囲と輝度を制御するための手段を提供
する。グレースケール範囲は、本明細書に於て、出力信
号の幅の最小値から最大値までの範囲として定義され
る。
【００２５】グレースケール・ジェネレータ５５へ入力
されたアナログ信号４５は、所定の周波数でサンプリン
グされる。サンプリングしたアナログ信号４５の値は、
そのパルス幅が直接サンプリング電圧に対応する出力信
号５１または７２に変換される。例えば、図２に於て、
時刻ｔ1 でサンプリングした第１の電圧Ｖ1 は５Ｖであ
り、これは図３に示してある４Ｖの、時刻ｔ2 でサンプ
リングした第２の電圧Ｖ2 により生成されるパルス幅Ｗ
２より広いパルス幅Ｗ1 に対応するものである。
されたアナログ信号４５は、所定の周波数でサンプリン
グされる。サンプリングしたアナログ信号４５の値は、
そのパルス幅が直接サンプリング電圧に対応する出力信
号５１または７２に変換される。例えば、図２に於て、
時刻ｔ1 でサンプリングした第１の電圧Ｖ1 は５Ｖであ
り、これは図３に示してある４Ｖの、時刻ｔ2 でサンプ
リングした第２の電圧Ｖ2 により生成されるパルス幅Ｗ
２より広いパルス幅Ｗ1 に対応するものである。
【００２６】第１の実施例に於て、出力信号（５１）は
方形波の形状を有する。第２の実施例に於て、出力信号
（７２）は鋸波の形状を有する。第２の実施例に於て、
図２及び図３の出力信号７２は同じ傾きを有している。
第１と第２の両方の実施例に於て、信号５１または７２
は、必要な信号に合わせて同一時刻に開始し別の時刻に
終了するか、または必要な信号に併せて異なる時刻に開
始し同一時刻に終了することが出来る。
方形波の形状を有する。第２の実施例に於て、出力信号
（７２）は鋸波の形状を有する。第２の実施例に於て、
図２及び図３の出力信号７２は同じ傾きを有している。
第１と第２の両方の実施例に於て、信号５１または７２
は、必要な信号に合わせて同一時刻に開始し別の時刻に
終了するか、または必要な信号に併せて異なる時刻に開
始し同一時刻に終了することが出来る。
【００２７】図４には本発明の第１のグレースケール・
ジェネレータ５５が図示してある。サンプル回路（サン
プリングスイッチ）８５はアナログ信号４５を受信す
る。サンプル回路８５は、チャネル８４を有する電界効
果型トランジスタを含み、該チャネルの一端に信号４５
が入力されるように成してあるが、別の等価なサンプリ
ングのための手段にサンプル回路を既知のスイッチング
回路で置き換えるなどの変化が含まれることは当業者に
は明らかであろう。制御信号８６を電界効果型トランジ
スタのチャネル８４を制御するゲートへ結合すること
で、アナログ信号４５を制御信号８６の周期に対応する
周波数でサンプリングできる。
ジェネレータ５５が図示してある。サンプル回路（サン
プリングスイッチ）８５はアナログ信号４５を受信す
る。サンプル回路８５は、チャネル８４を有する電界効
果型トランジスタを含み、該チャネルの一端に信号４５
が入力されるように成してあるが、別の等価なサンプリ
ングのための手段にサンプル回路を既知のスイッチング
回路で置き換えるなどの変化が含まれることは当業者に
は明らかであろう。制御信号８６を電界効果型トランジ
スタのチャネル８４を制御するゲートへ結合すること
で、アナログ信号４５を制御信号８６の周期に対応する
周波数でサンプリングできる。
【００２８】ホールド回路９０はサンプル回路８５と接
地の間に接続する。ホールド回路９０はサンプル回路８
５で生成したサンプリング電圧の夫々を保持するもので
ある。ホールド回路９０は所定の時定数で充電しサンプ
リングした電圧から所定の時定数で放電するためのコン
デンサを含む。別の等価な実施例に於てはその他の周知
の充電保持回路でホールド回路９０を置換している。
地の間に接続する。ホールド回路９０はサンプル回路８
５で生成したサンプリング電圧の夫々を保持するもので
ある。ホールド回路９０は所定の時定数で充電しサンプ
リングした電圧から所定の時定数で放電するためのコン
デンサを含む。別の等価な実施例に於てはその他の周知
の充電保持回路でホールド回路９０を置換している。
【００２９】グレースケール・ジェネレータ５５はま
た、サンプリング電圧の夫々を放電するための放電回路
７０を含む。この放電回路は、放電開始スイッチング装
置９８と定電流供給源１００の２つの素子を含む。
た、サンプリング電圧の夫々を放電するための放電回路
７０を含む。この放電回路は、放電開始スイッチング装
置９８と定電流供給源１００の２つの素子を含む。
【００３０】放電開始スイッチング装置９８は電界効果
型トランジスタのチャネル８４でサンプル回路８５に接
続されており、定電流供給源１００とほかの回路の接続
を断続させる。本発明の好適実施例に於て、定電流供給
源１００は可変応答電流供給源を含む。電流供給源１０
０に対する装置９８の回路配置は全体としての回路分岐
には特に関係しない。別の等価な実施例では、その他の
既知の直線性放電回路で図示した回路構成を置換してい
る。
型トランジスタのチャネル８４でサンプル回路８５に接
続されており、定電流供給源１００とほかの回路の接続
を断続させる。本発明の好適実施例に於て、定電流供給
源１００は可変応答電流供給源を含む。電流供給源１０
０に対する装置９８の回路配置は全体としての回路分岐
には特に関係しない。別の等価な実施例では、その他の
既知の直線性放電回路で図示した回路構成を置換してい
る。
【００３１】スイッチング装置９８へ入力する放電開始
信号９５は制御信号８６と同一の周期を有するが、信号
８６より長いパルス幅を有している。さらに、放電開始
信号９５は信号８６の後で発行されるので、実質的に放
電する前にホールド回路９０をサンプリング電圧へ充電
することができる。好適実施例に於て、信号８６の発行
と信号９５の発行の間の時間は極小である。
信号９５は制御信号８６と同一の周期を有するが、信号
８６より長いパルス幅を有している。さらに、放電開始
信号９５は信号８６の後で発行されるので、実質的に放
電する前にホールド回路９０をサンプリング電圧へ充電
することができる。好適実施例に於て、信号８６の発行
と信号９５の発行の間の時間は極小である。
【００３２】好適実施例に於て、グレースケール・ジェ
ネレータ５５はピクセレータの各列の各々のアドレス用
トランジスタ１５の夫々のゲートに接続してある。この
設計では、アドレス用トランジスタの動作特性は、閾値
電圧ＶT を含め、パルス入力に対向する鋸波入力を補償
するように調節される。
ネレータ５５はピクセレータの各列の各々のアドレス用
トランジスタ１５の夫々のゲートに接続してある。この
設計では、アドレス用トランジスタの動作特性は、閾値
電圧ＶT を含め、パルス入力に対向する鋸波入力を補償
するように調節される。
【００３３】本発明の別の実施例に於て、画素駆動回路
７５が電界効果型トランジスタのチャネル８４とトラン
ジスタ１５の間に接続してある。画素駆動回路７５の動
作は図１を参照してすでに説明したとおりである。その
ため、出力信号５１がグレースケール・ジェネレータ５
５からディスプレイ１０へ方形波の形状で供給される。
７５が電界効果型トランジスタのチャネル８４とトラン
ジスタ１５の間に接続してある。画素駆動回路７５の動
作は図１を参照してすでに説明したとおりである。その
ため、出力信号５１がグレースケール・ジェネレータ５
５からディスプレイ１０へ方形波の形状で供給される。
【００３４】図５に於て、本発明の第２のグレースケー
ル・ジェネレータ５６を図示してある。グレースケール
・ジェネレータ５６はグレースケール・ジェネレータ５
５と同様で、すでに説明したような類似の部材には同等
の参照番号が付けてある。
ル・ジェネレータ５６を図示してある。グレースケール
・ジェネレータ５６はグレースケール・ジェネレータ５
５と同様で、すでに説明したような類似の部材には同等
の参照番号が付けてある。
【００３５】電界効果型トランジスタのチャネル８４と
接地の間には、ディスプレイ１０とその構造に特有の寄
生容量８７が結合している。寄生容量８７は図４のホー
ルド回路９０と同等の機能を果たす。寄生容量８７はサ
ンプル回路８５で生成したサンプリング電圧の各々を保
存し、適切な時刻に保存したサンプリング電圧の夫々を
放電させる。その結果、出力信号７２がグレースケール
・ジェネレータ５６からディスプレイ１０へ鋸波の形状
で供給される。
接地の間には、ディスプレイ１０とその構造に特有の寄
生容量８７が結合している。寄生容量８７は図４のホー
ルド回路９０と同等の機能を果たす。寄生容量８７はサ
ンプル回路８５で生成したサンプリング電圧の各々を保
存し、適切な時刻に保存したサンプリング電圧の夫々を
放電させる。その結果、出力信号７２がグレースケール
・ジェネレータ５６からディスプレイ１０へ鋸波の形状
で供給される。
【００３６】図６に於て、本発明の第３の好適なグレー
スケール・ジェネレータが図示してある。グレースケー
ル・ジェネレータ５７はグレースケール・ジェネレータ
５５、５６と同様で、すでに説明した類似の部材には同
様の参照番号が付けてある。本実施例では、出力信号７
２はグレースケール・ジェネレータ５７からディスプレ
イ１０へ鋸波の形状で供給される。
スケール・ジェネレータが図示してある。グレースケー
ル・ジェネレータ５７はグレースケール・ジェネレータ
５５、５６と同様で、すでに説明した類似の部材には同
様の参照番号が付けてある。本実施例では、出力信号７
２はグレースケール・ジェネレータ５７からディスプレ
イ１０へ鋸波の形状で供給される。
【００３７】図７に於て、本発明の第４の好適なグレー
スケール・ジェネレータが図示してある。グレースケー
ル・ジェネレータ５８はグレースケール・ジェネレータ
５５、５６、５７と同様で、すでに説明した類似の部材
には同様の参照番号が付けてある。
スケール・ジェネレータが図示してある。グレースケー
ル・ジェネレータ５８はグレースケール・ジェネレータ
５５、５６、５７と同様で、すでに説明した類似の部材
には同様の参照番号が付けてある。
【００３８】図８及び図９に於て、画素駆動回路７５の
第１の実施が図示してある。駆動回路７５はカスケード
接続した２個の相補型金属酸化物半導体（「ＣＭＯ
Ｓ」）インバータ回路９２、９４を含む。鋸波の形状を
有する出力信号７２を受信すると、インバータ９２は図
９に図示したように一定の時定数の反転出力Ｂを生成す
る。これに続いて、インバータ９４は一定の時定数でも
う１度反転した出力Ｃを発生する。駆動回路７５では、
入力電圧閾値レベルが各々の駆動回路の変換点を規定し
ており、この点以降で反転出力の状態が変化する。
第１の実施が図示してある。駆動回路７５はカスケード
接続した２個の相補型金属酸化物半導体（「ＣＭＯ
Ｓ」）インバータ回路９２、９４を含む。鋸波の形状を
有する出力信号７２を受信すると、インバータ９２は図
９に図示したように一定の時定数の反転出力Ｂを生成す
る。これに続いて、インバータ９４は一定の時定数でも
う１度反転した出力Ｃを発生する。駆動回路７５では、
入力電圧閾値レベルが各々の駆動回路の変換点を規定し
ており、この点以降で反転出力の状態が変化する。
【００３９】図１０は可変応答電流供給源１００のブロ
ック図である。供給源１００は制御信号を提供するコン
トラスト制御手段１１０と、電流供給源１２０を含む。
コントラスト制御手段１１０は電流供給源１２０に接続
してあり、電流信号が電流供給源１２０を通る電流の大
きさを制御するようになっている。グレースケール範囲
は出力信号の最小幅から最大幅の値までの範囲として定
義される。コントラスト制御手段１１０は電流供給源の
所定の電流を調節することによって電界放射ディスプレ
イのグレースケール範囲を伸縮させる。１つの実施例に
於て、電流供給源１２０は電圧制御抵抗を含む。別の等
価な実施例に於て、電圧制御抵抗は既知のスイッチング
電流供給回路または直線性制御電流供給回路で置換して
いる。
ック図である。供給源１００は制御信号を提供するコン
トラスト制御手段１１０と、電流供給源１２０を含む。
コントラスト制御手段１１０は電流供給源１２０に接続
してあり、電流信号が電流供給源１２０を通る電流の大
きさを制御するようになっている。グレースケール範囲
は出力信号の最小幅から最大幅の値までの範囲として定
義される。コントラスト制御手段１１０は電流供給源の
所定の電流を調節することによって電界放射ディスプレ
イのグレースケール範囲を伸縮させる。１つの実施例に
於て、電流供給源１２０は電圧制御抵抗を含む。別の等
価な実施例に於て、電圧制御抵抗は既知のスイッチング
電流供給回路または直線性制御電流供給回路で置換して
いる。
【００４０】図１１は周辺光強度の補償としてパルスの
高さを制御するための制御回路のブロック図である。制
御回路１７５は放電回路７０とアドレス用トランジスタ
１５の間に直列接続してある。第１の実施例に於て、制
御回路１７５は鋸波信号７２を受信する。別の実施例に
於て、制御回路１７５は出力信号５１を受信する。例え
ば、別の実施例に於て、制御回路１７５は画素駆動回路
７５の代わりに、またはこれと直列に組み合わせて接続
する。
高さを制御するための制御回路のブロック図である。制
御回路１７５は放電回路７０とアドレス用トランジスタ
１５の間に直列接続してある。第１の実施例に於て、制
御回路１７５は鋸波信号７２を受信する。別の実施例に
於て、制御回路１７５は出力信号５１を受信する。例え
ば、別の実施例に於て、制御回路１７５は画素駆動回路
７５の代わりに、またはこれと直列に組み合わせて接続
する。
【００４１】制御回路１７５はオペアンプ（演算増幅
器）７８と、利得補償抵抗８３と、フォトトランジスタ
（受光装置）８２とを含む。トランジスタ８２は周辺光
センサーとして作動する。可変利得増幅器（７８、８
３）と協動してトランジスタ８２は出力信号の大きさを
制御するための制御手段を提供する。動作に於て、制御
手段は光レベルが強い間出力信号の大きさを増加させる
ための制御信号１５０を提供する。大きさを変化させる
ことで電界放射ディスプレイを取り巻く周辺光を補償す
る。この補償を簡略化するには、集積回路基板２０上に
形成したセンサー８２が周辺光に応答して増幅器７８の
利得を増減し、信号１５１の大きさが周辺光量に対応す
るようにする。
器）７８と、利得補償抵抗８３と、フォトトランジスタ
（受光装置）８２とを含む。トランジスタ８２は周辺光
センサーとして作動する。可変利得増幅器（７８、８
３）と協動してトランジスタ８２は出力信号の大きさを
制御するための制御手段を提供する。動作に於て、制御
手段は光レベルが強い間出力信号の大きさを増加させる
ための制御信号１５０を提供する。大きさを変化させる
ことで電界放射ディスプレイを取り巻く周辺光を補償す
る。この補償を簡略化するには、集積回路基板２０上に
形成したセンサー８２が周辺光に応答して増幅器７８の
利得を増減し、信号１５１の大きさが周辺光量に対応す
るようにする。
【００４２】図示した実施例を参照して本発明を説明し
たが、この説明が発明を制限することを意図したものと
捕らえるべきではない。本発明を好適実施例に於て説明
しているが、図示した実施例、ならびに本発明のさらな
る実施例の各種の変化が、本明細書に添付の請求の範囲
に記載してあるとおり、本発明の範囲を逸脱することな
く実現し得ることは、本明細書を参照すれば当業者には
明らかであると理解すべきである。従って、添付の請求
の範囲はこれらの変化または実施例の全てが本発明の範
囲に含まれるものと見なされるべきものである。
たが、この説明が発明を制限することを意図したものと
捕らえるべきではない。本発明を好適実施例に於て説明
しているが、図示した実施例、ならびに本発明のさらな
る実施例の各種の変化が、本明細書に添付の請求の範囲
に記載してあるとおり、本発明の範囲を逸脱することな
く実現し得ることは、本明細書を参照すれば当業者には
明らかであると理解すべきである。従って、添付の請求
の範囲はこれらの変化または実施例の全てが本発明の範
囲に含まれるものと見なされるべきものである。
【００４３】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、サンプルホールド回路に保持された電荷の大
きさに応じたパルス幅に対応する電界放出ピクセレータ
を設けたので、消費電力が低く、製造工程が簡単で、集
積回路ダイ面積の小さい電界放出ディスプレイが得られ
るという効果がある。
によれば、サンプルホールド回路に保持された電荷の大
きさに応じたパルス幅に対応する電界放出ピクセレータ
を設けたので、消費電力が低く、製造工程が簡単で、集
積回路ダイ面積の小さい電界放出ディスプレイが得られ
るという効果がある。
【図１】本発明の電界放出ディスプレイのブロック図で
ある。
ある。
【図２】本発明のグレースケール・ジェネレータの伝達
関数を示す図である。
関数を示す図である。
【図３】本発明のグレースケール・ジェネレータの伝達
関数を示す図である。
関数を示す図である。
【図４】本発明のグレースケール・ジェネレータのブロ
ック図である。
ック図である。
【図５】本発明のグレースケール・ジェネレータのブロ
ック図である。
ック図である。
【図６】本発明のグレースケール・ジェネレータのブロ
ック図である。
ック図である。
【図７】本発明のグレースケール・ジェネレータのブロ
ック図である。
ック図である。
【図８】画素駆動回路７５の略図である。
【図９】図８に図示した画素駆動回路の出力特性図であ
る。
る。
【図１０】図４から図７までに図示した可変応答電流供
給源１００のブロック図である。
給源１００のブロック図である。
【図１１】周辺光補償用にパルスの高さを制御するため
の制御回路のブロック図である。
の制御回路のブロック図である。
１０ 電界放出ディスプレイ １２ 画素 １５ アドレス用トランジスタ ２１ 抵抗 ３０ チップ ３２ アドレス用スイッチ ３５ グリッド ４５ アナログ信号 ５１ 出力信号 ６５ サンプルホールド回路 ７０ 放電回路 ７２ 鋸波出力信号 ７５ 画素駆動回路 ８２ フォトトランジスタ（受光装置） １１５ 制御信号 １５０ 制御信号 １５１ 信号 １７５ 制御回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 トーマス・ダブリュー・ボシェル アメリカ合衆国、83706 アイダホ州、 ボイーズ、イー・ウッドバイン・シィー ティー 1227 (56)参考文献 特開 平５−100629（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−295138（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−156994（ＪＰ，Ａ) 特開 昭49−79120（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−130909（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−203387（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−58286（ＪＰ，Ａ)
Claims (10)
- 【請求項１】 画素（１２）の電界放出チップ（３０）
に対して、該画素に対応するアナログ入力電圧に応じた
平均電流を供給する電界放出ディスプレイ（１０）であ
って、 ａ．少なくとも一つの電界放出チップ（３０）を含む画
素（１２）と、 ｂ．前記画素に対するアナログ入力電圧を受信するアナ
ログ入力（４５）と、 ｃ．容量（８７，９０）と、 ｄ．前記アナログ入力（４５）と前記容量（８７，９
０）との間に接続されており、その入力スイッチがオン
状態にあるときに、前記アナログ入力を前記容量に接続
して、前記容量を前記アナログ入力電圧のサンプルに比
例した電圧に充電すべく、オン状態とオフ状態との間で
周期的に切り換えられるサンプリングスイッチ（８５）
と、 ｅ．前記容量（８７，９０）と並列に接続されており、
前記サンプリングスイッチ（８５）がオン状態からオフ
状態に切り替わった後に、制御されたレートで前記容量
を放電させるように前記容量からの電流を導き、前記ア
ナログ入力電圧のサンプルに比例したパルス幅及びピー
クパルス振幅を有する、鋸波形状の次第に減少する鋸波
電圧パルス（７２）を前記容量を介して発生させる放電
回路（７０，９８，１００）と、 ｆ．前記鋸波電圧パルスを受信すべく前記容量（８７，
９０）に接続された制御入力（７２）と、前記チップ
（３０）に直列に接続された出力とを有しており、前記
鋸波電圧パルスがしきい値を越えている期間（Ｗ 1 ，Ｗ
2 ）の間、前記チップに電流を流すように構成されたエ
ミッタ制御回路（７５，１５，２１，３２）とを備える
ことを特徴とする電界放出ディスプレイ 。 - 【請求項２】 前記放電回路（７０，９８，１００）
が、前記ディスプレイのコントラストを調整すべく、前
記容量から導かれる電流を調整するための回路（１１
０，１２０）を更に含むことを特徴とする請求項１に記
載の電界放出ディスプレイ。 - 【請求項３】 前記エミッタ制御回路（７５，１５，２
１，３２）は、 ａ．前記鋸波電圧パルスが前記しきい値を越えていると
きに、前記チップ（３０）へ電流を流すトランジスタ
（１５）と、 ｂ．前記トランジスタ及び前記チップと直列に接続され
ており、前記チップへの電流の流れを選択的に可能に
し、その結果、前記画素を選択的に発光させるスイッチ
（３２）とを更に備える請求項１又は２に記載の電界放
出ディスプレイ 。 - 【請求項４】 ａ．前記放電回路（７０）は、前記容量
に保持されている電荷の大きさに対応したパルス幅を有
する鋸波電圧パルス（７２）を生成し、 ｂ．前記エミッタ制御回路（７５，１５，２１，３２）
は、前記放電回路（７０）と前記トランジスタ（１５）
の間に直列に接続されており、持続時間が前記パルス幅
に対応するようなパルス（５１、１５１）を提供するた
めの駆動回路（７５、１７５）をさらに含む、請求項３
に記載の電界放出ディスプレイ。 - 【請求項５】 ａ．前記パルス（５１、１５１）はパル
ス高を含み、 ｂ．前記トランジスタ（１５）は前記パルス高に応答し
て前記画素（１２）の輝度を決定し、 ｃ．前記ディスプレイは、 （１）第２の制御信号（１５０）を提供するための受光
装置（８２）と、 （２）前記放電回路（７０）と前記トランジスタ（１
５）の間に直列に接続されており、前記第２の制御信号
（１５０）に応答して前記パルス高を制御するための制
御回路とをさらに含む、請求項４に記載の電界放出ディ
スプレイ。 - 【請求項６】 前記サンプリングスイッチ（８５）及び
前記容量（８７，９０）を含むサンプルホールド回路
（６５）と、前記放電回路（７０）と、前記電界放出ピ
クセレータ（３５、３０、３２、１５、２１）とがとも
に一枚の基板上に形成される、請求項５に記載の電界放
出ディスプレイ。 - 【請求項７】 ａ．前記パルス（７２、５１、１５１）
がパルス高を含み、 ｂ．前記トランジスタは前記画素（１２）の輝度を決定
するために前記パルス高に応答し、 ｃ．前記ディスプレイは、 （１）第２の制御信号（１５０）を提供するための受光
装置（８２）と、 （２）前記放電回路（７０）と前記トランジスタ（１
５）の間に直列に接続されており、前記第２の制御信号
（１５０）に応答して前記パルス高を制御するための制
御回路とをさらに含む、請求項３に記載の電界放出ディ
スプレイ。 - 【請求項８】 ａ．前記放電回路（７０）は、前記容量
に保持されている電荷の大きさに対応したパルス幅を有
する鋸波電圧パルス（７２）を生成し、 ｂ．前記エミッタ制御回路（７５，１５，２１，３２）
は、前記放電回路（７０）と前記トランジスタ（１５）
の間に直列に接続されており、持続時間が前記パルス幅
に対応するようなパルス（５１、１５１）を提供するた
めの駆動回路（７５、１７５）をさらに含む、請求項１
または２に記載の電界放出ディスプレイ。 - 【請求項９】 ａ．前記パルス（７２、５１、１５１）
はパルス高を含み、 ｂ．前記トランジスタ（１５）は前記パルス高に応答し
て前記画素（１２）の輝度を決定し、 ｃ．前記ディスプレイは、 （１）第２の制御信号（１５０）を提供するための受光
装置（８２）と、 （２）前記放電回路（７０）と前記トランジスタ（１
５）の間に直列に接続されており、前記第２の制御信号
（１５０）に応答して前記パルス高を制御するための制
御回路とをさらに含む、請求項８に記載の電界放出ディ
スプレイ。 - 【請求項１０】 ａ．前記パルス（７２、５１、１５
１）はパルス高を含み、 ｂ．前記トランジスタ（１５）は前記パルス高に応答し
て前記画素（１２）の輝度を決定し、 ｃ．前記ディスプレイは、 （１）第２の制御信号（１５０）を提供するための受光
装置（８２）と、 （２）前記放電回路（７０）と前記トランジスタ（１
５）の間に直列に接続されており、前記第２の制御信号
（１５０）に応答して前記パルス高を制御するための制
御回路とをさらに含む、請求項１または２に記載の電界
放出ディスプレイ。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US10259893A | 1993-08-05 | 1993-08-05 | |
| US08/102598 | 1993-08-05 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07168546A JPH07168546A (ja) | 1995-07-04 |
| JP2736308B2 true JP2736308B2 (ja) | 1998-04-02 |
Family
ID=22290676
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6202909A Expired - Fee Related JP2736308B2 (ja) | 1993-08-05 | 1994-08-05 | 電界放出ディスプレイ |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2736308B2 (ja) |
| DE (1) | DE4427673B4 (ja) |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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