JP3423600B2 - 画像表示方法及び装置 - Google Patents
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Description
動回路、それを用いた画像表示装置及びそれらの駆動方
法に関する。
盛んに行われている。本発明者は、薄型大画面表示装置
として、冷陰極を電子源に用いた研究を行っている。
と冷陰極素子の2種類が知られている。このうち冷陰極
素子では、例えば表面伝導型放出素子や、電界放出型素
子(以下FE型と記す)や、金属/絶縁層/金属型放出
素子(以下MIM型と記す)などが知られている。
I. Elinson, Radio E-ng. Electron Phys., 10, 1290,
(1965)や、後述する他の例が知られている。
た小面積の薄膜に、膜面に平行に電流を流すことにより
電子放出が生ずる現象を利用するものである。この表面
伝導型放出素子としては、前記エリンソン(Elinson)等
によるSnO2薄膜を用いたものの他に、Au薄膜によ
るもの[G. Dittmer:“Thin Solid Films”, 9,317 (1
972)]や、In2O3/SnO2薄膜によるもの[M. Hart
well and C. G. Fonstad:”IEEE Trans. ED Conf.”,
519 (1975)]や、カーボン薄膜によるもの[荒木久
他:真空、第26巻、第1号、22(1983)]等が
報告されている。
典型的な例として、図19に前述のM. Hartwellらによ
る素子の平面図を示す。同図において、3001は基板
で、3004はスパッタで形成された金属酸化物よりな
る導電性薄膜である。導電性薄膜3004は図示のよう
にH字形の平面形状に形成されている。この導電性薄膜
3004に、後述の通電フォーミングと呼ばれる通電処
理を施すことにより、電子放出部3005が形成され
る。図中の間隔Lは、0.5〜1[mm],幅Wは、
0.1[mm]に設定されている。尚、図示の便宜か
ら、電子放出部3005は導電性薄膜3004の中央に
矩形の形状で示したが、これは模式的なものであり、実
際の電子放出部の位置や形状を忠実に表現しているわけ
ではない。
上述の表面伝導型放出素子においては、電子放出を行う
前に導電性薄膜3004に通電フォーミングと呼ばれる
通電処理を施すことにより電子放出部3005を形成す
るのが一般的であった。即ち、通電フォーミングとは、
通電により電子放出部を形成するものであり、例えば前
記導電性薄膜3004の両端に一定の直流電圧、もしく
は、例えば1V/分程度の非常にゆっくりとしたレート
で昇圧する直流電圧を印加して通電し、導電性薄膜30
04を局所的に破壊もしくは変形もしくは変質せしめ、
電気的に高抵抗な状態の電子放出部3005を形成する
ことである。尚、局所的に破壊もしくは変形もしくは変
質した導電性薄膜3004の一部には亀裂が発生する。
この通電フォーミング後に導電性薄膜3004に適宜の
電圧を印加した場合には、前記亀裂付近において電子放
出が行われる。
で製造も容易であることから、大面積にわたり多数の素
子を形成できる利点がある。そこで、例えば本出願人に
よる特開昭64−31332号公報において開示される
ように、多数の素子を配列して駆動するための方法が研
究されている。
& W. W. Dolan,“Field emission”, Advance in Ele
ctron Physics, 8, 89 (1956)や、或は、C. A. Spind
t,“Physical properties of thin-film field emissi
on cathodes with molybdeniumcones”, J. Appl. Phy
s., 47, 5248 (1976)などが知られている。
て、図20に前述のC. A. Spindtらによる素子の断面図
を示す。同図において、3010は基板で、3011は
導電材料よりなるエミッタ配線、3012はエミッタコ
ーン、3013は絶縁層、3014はゲート電極であ
る。本素子は、エミッタコーン3012とゲート電極3
014の間に適宜の電圧を印加することにより、エミッ
タコーン3012の先端部より電界放出を起こさせるも
のである。また、FE型の他の素子構成として、図20
のような積層構造ではなく、基板上に基板平面とほぼ平
行にエミッタとゲート電極を配置した例もある。
A. Mead,“Operation of tunnel-emission Devices,
J. Appl. Phys., 32,646 (1961)などが知られている。
このMIM型の素子構成の典型的な例を図21に示す。
同図は断面図であり、図において、3020は基板で、
3021は金属よりなる下電極、3022は厚さ100
オングストローム程度の薄い絶縁層、3023は厚さ8
0〜300オングストローム程度の金属よりなる上電極
である。MIM型においては、上電極3023と下電極
3021の間に適宜の電圧を印加することにより、上電
極3023の表面より電子放出を起こさせるものであ
る。
て低温で電子放出を得ることができるため、加熱用ヒー
タを必要としない。従って、熱陰極素子よりも構造が単
純であり、微細な素子を作成可能である。また、基板上
に多数の素子を高い密度で配置しても、基板の熱溶融な
どの問題が発生しにくい。また、熱陰極素子がヒータの
加熱により動作するため応答速度が遅いのとは異なり、
冷陰極素子の場合には応答速度が速いという利点もあ
る。このため、冷陰極素子を応用するための研究が盛ん
に行われてきている。
子のなかでも特に構造が単純で製造も容易であることか
ら、大面積にわたり多数の素子を形成できる利点があ
る。そこで、例えば本出願人による特開昭64−313
32号公報において開示されるように、多数の素子を配
列して駆動するための方法が研究されている。
は、例えば、画像表示装置、画像記録装置などの画像形
成装置や、荷電ビーム源、等が研究されている。
えば本出願人によるUSP5,066,883や特開平
2−257551号公報や特開平4−28137号公報
において開示されているように、表面伝導型放出素子と
電子の照射により発光する蛍光体とを組み合わせて用い
た画像表示装置が研究されている。表面伝導型放出素子
と蛍光体とを組み合わせて用いた画像表示装置は、従来
の他の方式の画像表示装置よりも優れた特性が期待され
ている。例えば、近年普及してきた液晶表示装置と比較
しても、自発光型であるためバックライトを必要としな
い点や、視野角が広い点が優れていると言える。
方法は、例えば本出願人によるUSP4,904,89
5に開示されている。また、FE型を画像表示装置に応
用した例として、例えば、R. Meyerらにより報告された
平板型表示装置が知られている。[R. Meyer:“Recent D
evelopment on Microtips Display at LETI”,Tech.Di
gest of 4th Int. Vacuum Microelectronics Conf., Na
gahama, pp. 6-9 (1991)]。
置に応用した例は、例えば本出願人による特開平3−5
5738号公報に開示されている。
ものをはじめとして、さまざまな材料、製法、構造の表
面伝導型放出素子を試みてきた。さらに、多数の表面伝
導型放出素子を配列したマルチ電子源、並びにこのマル
チ電子源を応用した画像表示装置に付いて研究を行って
きた。例えば図22に示す電気的な配線方法によるマル
チ電子源を試みてきた。即ち、表面伝導型放出素子を2
次元的に多数個配列し、これらの素子を図示のようにマ
トリクス状に配線したマルチ電子源である。
式的に示したもの、4002は行方向配線、4003は
列方向配線である。行方向配線4002及び列方向配線
4003は、実際には有限の電気抵抗を有するものであ
るが、図においては配線抵抗4004及び4005とし
て示されている。上述のような配線方法を、単純マトリ
クス配線と呼ぶ。なお、図示の便宜上、6×6のマトリ
クスで示しているが、マトリクスの規模はむろんこれに
限ったわけではなく、例えば画像表示す値用のマルチ電
子源の場合には、所望の画像表示を行うのに足りるだけ
の素子を配列し配線するものである。
リクス配線したマルチ電子源においては、所望の電子ビ
ームを出力させるため、行方向配線4002および列方
向配線4003に適宜の電気信号を印加する。例えば、
マトリクスの中の任意の1行の表面伝導型放出素子を駆
動するには、選択する行の行方向配線4002には選択
電圧Vsを印加し、同時に非選択の行の行方向配線40
02には非選択電圧Vnsを印加する。これと同期して
列方向配線4003に電子ビームを出力するための駆動
電圧Veを印加する。この方法によれば、配線抵抗40
04及び4005による電圧効果を無視すれば、選択す
る行の表面伝導型放出素子には(Ve−Vs)の電圧が
印加され、また非選択行の表面伝導型放出素子には(V
e−Vns)の電圧が印加される。ここでVe,Vs,
Vnsを適宜の大きさの電圧にすれば、選択する行の表
面伝導型放出素子だけから所望の強度の電子ビームが出
力されるはずであり、また列方向配線の各々に異なる駆
動電圧Veを印加すれば、選択する行の素子の各々から
異なる強度の電子ビームが出力されるはずである。ま
た、表面伝導型放出素子の応答速度は高速であるため、
駆動電圧Veを印加する時間の長さを変えれば、電子ビ
ームが出力される時間の長さも変えることができるはず
である。
s)をVfと呼ぶ。
したマルチ電子源から電子ビームを得る別の方法とし
て、列方向配線に駆動電圧Veを印加するための電圧源
を接続するのではなく駆動電流を供給するための電流源
を接続して、選択する行の行方向配線には選択電圧Vs
を印加し、同時に非選択の行の行方向配線には非選択電
圧Vnsを印加して駆動する方法もある。これにより、
表面伝導型放出素子の強い閾値特性により、その選択さ
れた行の素子だけから電子ビームが得ることができる。
ここで電子源に流れる電流を、以下素子電流Ifと呼
び、放出される電子ビーム電流を放出電流Ieと呼ぶ。
クス配線したマルチ電子源はいろいろな応用の可能性が
あり、例えば画像情報に応じた電気信号を適宜印加すれ
ば、画像表示装置用の電子源として好適に用いることが
できる。
導型放出素子を単純マトリクス配線したマルチ電子源に
は実際には以下に述べるような問題が発生していた。
動電流を印加し、パルス幅変調を行うことで所望のビー
ム出力が得られるが、その駆動手段からマルチ電子源ま
での有限の長さをもつ配線のインダクタンス成分や、隣
接する配線間の容量成分、浮遊容量成分などが原因とな
って発生する共振によるパルス印加(立ち上がり)時の
リンギングを抑制するために、駆動電流を印加する方式
もしくは駆動電圧を印加する場合も電流制限を施す方式
をとることが多い。一方、パルス印加終了時(立ち下が
り)時においては、浮遊容量により蓄積された電荷を速
やかに放電させ立ち下がり時間を短くするために、スイ
ッチング手段を設け、低インピーダンスである電圧バイ
アスを印加することが多かった。これらの手段により、
マルチ電子源の印加電圧の定格値を超えるようなリンギ
ングの発生を防ぎつつ、各素子の駆動を行っていた。
発生していた。
(あるいはそれ以上)の配線間にパルス幅の異なるパル
ス信号が印加された時に、幅の長い方のパルスが配線間
容量により隣の先に立ち下がったパルス信号の影響を受
けて信号レベルが低下し、実効印加量が低下してしまう
現象が発生する。このような現象により、パルス幅で階
調表現している場合には、隣接配線の影響で階調性に誤
差が発生することになる。特に、大画面のパネルを構成
する場合は配線間容量が増大し、この階調性の誤差が大
きくなってしまうという問題がある。
で、隣接する配線間での浮遊容量に伴う信号レベルの変
動を抑えて、所定の輝度を忠実に再現して画像を表示で
きる画像表示方法及び装置を提供することを目的とす
る。
号が立ち下げることによる信号線上の信号レベルの変動
を最小限に抑えることにより、表示される画像の輝度の
変動を目立たなくした画像表示方法及び装置を提供する
ことにある。
に本発明の画像表示装置は以下のような構成を備える。
即ち、複数の行配線と複数の列配線によりマトリクス状
に接続された複数の電子放出素子を有する電子源と、画
像信号に応じて前記複数の列配線のそれぞれに印加する
信号を生成する信号生成手段と、前記信号生成手段によ
り生成された信号が表示信号であるとき、対応する列配
線に第1定電流源よりの電流を流し込む電流印加手段
と、前記信号生成手段により生成された信号が非表示信
号であるとき、第2定電流源により、対応する列配線を
介して前記電流印加手段により流し込む電流方向とは逆
の方向に電流を流すように駆動する駆動手段と、を有す
ることを特徴とする。
示方法は以下のような工程を備える。即ち、複数の行配
線と複数の列配線によりマトリクス状に接続された複数
の電子放出素子を有する電子源を駆動して画像を表示す
る画像表示方法であって、画像信号に応じて前記複数の
列配線のそれぞれに印加する信号を生成する信号生成工
程と、前記信号生成工程で生成された信号が表示信号で
あるとき、対応する列配線に第1定電流源よりの電流を
流し込む電流印加工程と、前記信号生成工程で生成され
た信号が非表示信号であるとき、第2定電流源により、
対応する列配線を介して前記電流印加手段により流し込
む電流方向とは逆の方向に電流を流すように駆動する駆
動工程と、を有することを特徴とする。
の好適な実施の形態を詳細に説明する。
形態1の画像表示装置の回路構成を示すブロック図、図
3は図1の回路による効果を説明するための図、図4は
図1の各部の信号タイミングを示す波形図である。
状に、後述する素子電圧−放出電流特性を有する表面伝
導型放出素子を複数配列した表示パネルである。1は映
像信号を入力するための映像入力信号端子、2はアナロ
グ信号処理部で、A/D変換部3において映像輝度信号
を所定の階調数でデジタル化するために、アナログ映像
信号の黒レベルのクランプや振幅レベルの調整、帯域制
限などを行う。4は同期分離部で、入力した映像信号か
ら同期信号(水平、垂直同期信号など)を分離してい
る。5はタイミング発生部で、同期分離部4から出力さ
れる同期信号を入力し、A/D部3や各種部分に必要な
タイミング信号を供給している。
平期間当たりn個のシリアルデジタル信号に変換して出
力しており、このデジタル信号は水平シフトレジスタ6
に送られて保持され、パラレル信号に変換されて1ライ
ンメモリ7に送られて記憶される。列配線駆動部10
は、各列配線毎に、入力される輝度データに応じた後述
のPWMジェネレータ101の出力パルス信号がオンの
時にスイッチ回路103を介して列配線に電流を印加す
るための電流源I1と、輝度データがオフの時にスイッ
チ回路103を通して電流源I2で電流制限された直流
バイアス電圧(接地レベル)を与えるためのベース接地
トランジスタ100と、それらのオン・オフを切り替え
る輝度データに比例したパルス幅の信号を出力するPW
Mジェネレータ(PWN GEN)101を備える。即ち、スイ
ッチ回路103は、PWMジェネレータ(PWN GEN)10
1からのパルス信号(輝度データ)がハイレベルのとき
に電流源I1からの電流を列配線に流し、そのパルス信
号がロウレベルになると、その列配線をトランジスタ1
00側に接続するとともに、そのトランジスタ100を
オンさせている。ここで輝度データがハイレベルの時に
素子に印加する電圧が定格値を超えないための保護とし
て、列配線に印加される電圧をVmにクリップするため
のダイオード102も備えている。尚、この列配線駆動
部10の電流源I2に接続されている電位Vssは、グラ
ンドレベル或いは−数V程度であっても良い。またVdd
は図3の電位Veとほぼ同等の電位である。
毎に行配線に直流電圧バイアスVsを印加するか、行配
線を接地するかを選択するスイッチ回路110を有し、
垂直シフトレジスタ8からの出力信号により、これらス
イッチ回路110の接続を順次切り換えて表示パネル1
1の各行に順に直流電圧バイアスVsを印加することに
より、表示パネル11の各ラインを順次走査・駆動され
る。この垂直シフトレジスタは、例えばタイミング発生
部5よりの水平同期信号を入力し、その水平同期信号を
入力する毎に、行配線を順次切り換えて選択するように
信号を出力している。
ようなパルス信号のオフ(立ち下がり)時、トランジス
タ100により低インピーダンスで接地レベルに切替え
られる。これにより、隣接する行配線間での浮遊容量に
よる実効電圧の低下が、図3に示すように電流制限を施
すことにより改善される。
説明する。
1に入力されるアナログ映像信号を示し、402はこの
アナログ映像信号をA/D変換し、水平シフトレジスタ
6及び1ラインメモリ7を介して列配線駆動部10に入
力される各ライン毎のデジタルデータを示している。4
03は1ライン分、即ち、n個のパルス幅変調回路10
0より出力されるパルス幅変調信号を示しており、これ
ら各パルス信号のパルス幅は、デジタル輝度データの輝
度に応じたパルス幅となっている。404は垂直シフト
レジスタ8の出力信号を示し、水平同期信号が入力され
る度に行配線を順次切り換えて選択している。405は
各行配線に印加される電位を示しており、垂直シフトレ
ジスタ8の出力信号により選択された行配線に電位Vs
が印加される様子を示している。
間は電流源I1による駆動のため遅くなっているが、例
えばある電圧までは電圧源で駆動し、その後、電流源が
働くような構成にして、その駆動信号立ち上がり時間を
急峻にした場合においても、同様の効果が得られる。
形態2の画像表示装置の回路構成を示すブロック図で、
前述の図1と共通する部分は同じ番号で示し、その説明
を省略する。
度データ(パルス信号)がオンの時に電流を印加するた
めの電流源I1と、オフ時に抵抗105(r)で電流制
限された直流バイアス電圧(接地レベル)を与えるか、
或いは直流バイアスVbを与えるかを切り替えるスイッ
チ回路104を備えている。PWMジェネレータ(PWMGE
N)101は更に、パルス信号の立ち下がり時のはじめの
短い期間でまず直流バイアスVbを与え、その後、抵抗
105を介して電流制限された接地レベルバイアスを与
えるようにしている。尚、電流源I1からの電流供給が
オン時に、列配線に印加される電圧が定格を超えないた
めの保護として、ダイオード102により印加電圧をV
mにクリップしている点は同じである。
る電圧波形は、図6に示すように電圧Vbまでは急速に
立ち下がり、その後、電流制限抵抗105と配線の浮遊
容量分で決まる時定数に基づいて緩やかに立ち下がる。
この効果により、図2に示すような、クロストークによ
る実効電圧の低下分がより小さくなって、実効電圧の低
下が改善されることが判る。
態1よりはクロストークの影響が大きいものの、実施の
形態1の場合に比べて、輝度データ(パルス信号)立ち
下がり時間をより短くすることができる。特に、後述す
る駆動電圧−発光輝度(素子放出電流)に急峻な閾値特
性を持つ表面伝導型放出素子を用いた表示パネルにおい
ては、急峻に立ち下げる電圧幅(Ve−Vb)が小さく
ても、表示される輝度の点では十分に追随できる。
タイミング図と同様であるため、その説明を省略する。
法及び用途説明>図7は、本実施の形態の表示パネル1
000の外観斜視図であり、その内部構造を示すために
表示パネル1000の1部を切り欠いて示している。
は側壁、1007はフェースプレートであり、1005
〜1007により表示パネルの内部を真空に維持するた
めの気密容器を形成している。この気密容器を組み立て
るにあたっては、各部材の接合部に十分な強度と気密性
を保持させるため封着する必要があるが、例えばフリッ
トガラスを接合部に塗布し、大気中あるいは窒素雰囲気
中で、400℃〜500℃で10分以上焼成することに
より封着を達成した。気密容器内部を真空に排気する方
法については後述する。
が固定されているが、この基板1001上には表面伝導
型放出素子1002がN×M個形成されている(ここで
N,Mは2以上の正の整数であり、目的とする表示画素
数に応じて適宜設定される。例えば、高品位テレビジョ
ンの表示を目的とした表示装置においては、N=300
0,M=1000以上の数を設定することが望ましい。
本実施の形態においては、N=3072,M=1024
とした)。前記N×M個の表面伝導型放出素子1002
は、M本の行方向配線1003とN本の列方向配線10
04により単純マトリクス配線されている。前記100
1〜1004によって構成される部分をマルチ電子源と
呼ぶ。なお、マルチ電子源の製造方法や構造について
は、後で詳しく述べる。
プレート1005にマルチ電子源の基板1001を固定
する構成としたが、マルチ電子源の基板1001が十分
な強度を有するものである場合には、気密容器のリアプ
レートとしてマルチ電子源の基板1001自体を用いて
もよい。
は、蛍光膜1008が形成されている。本実施の形態の
表示パネル1000はカラー表示用であるため、蛍光膜
1008の部分にはCRTの分野で用いられる赤
(R)、緑(G)、青(B)の3原色の蛍光体が塗り分
けられている。各色の蛍光体は、たとえば図8(A)に
示すようにストライプ状に塗り分けられ、各色の蛍光体
のストライプの間には黒色の導電体1010が設けてあ
る。この黒色の導電体1010を設ける目的は、電子の
照射位置に多少のずれがあっても表示色にずれが生じな
いようにするためや、外光の反射を防止して表示コント
ラストの低下を防ぐため、更には電子による蛍光膜のチ
ャージアップを防止するためなどである。黒色の導電体
1010には、黒鉛を主成分として用いたが、上記の目
的に適するものであればこれ以外の材料を用いても良
い。
(A)に示したストライプ状の配列に限られるものでは
なく、たとえば図8(B)に示すようなデルタ状配列
や、それ以外の配列であってもよい。なお、モノクロー
ムの表示パネルを作成する場合には、単色の蛍光体材料
を蛍光膜1008に用いればよく、また黒色導電材料は
必ずしも用いなくともよい。
面には、CRTの分野では公知のメタルバック1009
を設けてある。このメタルバック1009を設けた目的
は、蛍光膜1008が発する光の一部を鏡面反射して光
利用率を向上させるため、負イオンの衝突から蛍光膜1
008を保護するため、電子加速電圧を印加するための
電極として作用させるため、蛍光膜1008を励起した
電子の導電路として作用させるためなどである。このメ
タルバック1009は、蛍光膜1008をフェースプレ
ート基板1007上に形成した後、蛍光膜表面を平滑化
処理し、その上にアルミニウムを真空蒸着する方法によ
り形成した。なお、蛍光膜1008に低電圧用の蛍光体
材料を用いた場合には、メタルバック1009は用いな
い。
加速電圧の印加用や蛍光膜の導電性向上を目的として、
フェースプレート基板1007と蛍光膜1008との間
に、例えばITOを材料とする透明電極を設けてもよ
い。
Hvは、当該表示パネル1000と不図示の電気回路と
を電気的に接続するために設けた気密構造の電気接続用
端子である。Dx1〜DxMはマルチ電子源の行方向配線1
003と、Dy1〜DyNはマルチ電子源の列方向配線10
04と、Hvはフェースプレートのメタルバック100
9とそれぞれ電気的に接続している。
は、気密容器を組み立てた後、不図示の排気管と真空ポ
ンプとを接続し、気密容器内を10のマイナス7乗[to
rr]程度の真空度まで排気する。その後、排気管を封止
するが、気密容器内の真空度を維持するために、封止の
直前あるいは封止後に気密容器内の所定の位置にゲッタ
ー膜(不図示)を形成する。ゲッター膜とは、たとえば
Baを主成分とするゲッター材料をヒータもしくは高周
波加熱により加熱し蒸着して形成した膜であり、該ゲッ
ター膜の吸着作用により気密容器内は1×10マイナス
5乗ないしは1×10マイナス7乗[torr]の真空度に
維持される。
000の基本構成と製法を説明した。
0に用いたマルチ電子源の製造方法について説明する。
本実施の形態の画像表示装置に用いるマルチ電子源は、
表面伝導型放出素子を単純マトリクス配線した電子源で
あれば、表面伝導型放出素子の材料や形状あるいは製法
に制限はない。したがって、例えば表面伝導型放出素子
やFE型、或いはMIM型等の冷陰極素子を用いること
ができる。しかしながら、本願発明者らは、表面伝導型
放出素子の中では、電子放出部もしくはその周辺部を微
粒子膜から形成したものが電子放出特性に優れ、しかも
製造が容易に行えることを見出している。したがって、
高輝度で大画面の画像表示装置のマルチ電子源に用いる
には、最も好適であると言える。そこで、上記実施の形
態の表示パネルにおいては、電子放出部もしくはその周
辺部を微粒子膜から形成した表面伝導型放出素子を用い
た。そこで、まず好適な表面伝導型放出素子について基
本的な構成と製法および特性を説明し、その後で多数の
素子を単純マトリクス配線したマルチ電子源の構造につ
いて述べる。
製法)電子放出部もしくはその周辺部を微粒子膜から形
成する表面伝導型放出素子の代表的な構成には、平面型
と垂直型の2種類があげられる。
に、平面型の表面伝導型放出素子の素子構成と製法につ
いて説明する。図9に示すのは、平面型の表面伝導型放
出素子の構成を説明するための平面図(A)および断面
図(B)である。図中、1101は基板、1102と1
103は素子電極、1104は導電性薄膜、1105は
通電フォーミング処理により形成した電子放出部、11
13は通電活性化処理により形成した薄膜である。
ラスや青板ガラスをはじめとする各種ガラス基板や、ア
ルミナをはじめとする各種セラミクス基板、あるいは上
述の各種基板上に、例えばSiO2を材料とする絶縁層
を積層した基板などを用いることができる。
向して設けられた素子電極1102と1103は、導電
性を有する材料によって形成されている。たとえば、N
i,Cr,Au,Mo,W,Pt,Ti,Cu,Pd,
Ag等をはじめとする金属、あるいはこれらの金属の合
金、あるいはIn2O3−SnO2をはじめとする金属酸
化物、ポリシリコンなどの半導体、などの中から適宜材
料を選択して用いればよい。電極を形成するには、たと
えば真空蒸着などの製膜技術とフォトリソグラフィ、エ
ッチングなどのパターニング技術を組み合わせて用いれ
ば容易に形成できるが、それ以外の方法(たとえば印刷
技術)を用いて形成してもさしつかえない。
該電子放出素子の応用目的に合わせて適宜設計される。
一般的には、電極間隔Lは通常は数百オングストローム
から数百マイクロメータの範囲から適当な数値を選んで
設計されるが、なかでも表示装置に応用するために好ま
しいのは数マイクロメータより数十マイクロメータの範
囲である。また、素子電極の厚さdについては、通常は
数百オングストロームから数マイクロメータの範囲から
適当な数値が選ばれる。
子膜を用いる。ここで述べた微粒子膜とは、構成要素と
して多数の微粒子を含んだ膜(島状の集合体も含む)の
ことをさす。微粒子膜を微視的に調べれば、通常は、個
々の微粒子が離間して配置された構造か、あるいは微粒
子が互いに隣接した構造か、あるいは微粒子が互いに重
なり合った構造が観測される。
グストロームから数千オングストロームの範囲に含まれ
るものであるが、中でも好ましいのは10オングストロ
ームから200オングストロームの範囲のものである。
また、微粒子膜の膜厚は、以下に述べるような諸条件を
考慮して適宜設定される。即ち、素子電極1102或は
1103と電気的に良好に接続するのに必要な条件、後
述する通電フォーミングを良好に行うのに必要な条件、
微粒子膜自身の電気抵抗を後述する適宜の値にするため
に必要な条件、などである。具体的には、数オングスト
ロームから数千オングストロームの範囲のなかで設定す
るが、なかでも好ましいのは10オングストロームから
500オングストロームの間である。
る材料としては、たとえば、Pd,Pt,Ru,Ag,
Au,Ti,In,Cu,Cr,Fe,Zn,Sn,T
a,W,Pbなどをはじめとする金属や、PdO,Sn
O2,In2O3,PbO,Sb2O3などをはじめとする
酸化物や、HfB2,ZrB2,LaB6,CeB6,YB
4,GdB4などをはじめとする硼化物や、TiC,Zr
C,HfC,TaC,SiC,WCなどをはじめとする
炭化物や、TiN,ZrN,HfN,などをはじめとす
る窒化物や、Si,Ge,などをはじめとする半導体
や、カーボン、などがあげられ、これらの中から適宜選
択される。
微粒子膜で形成したが、そのシート抵抗値については、
10の3乗から10の7乗[オーム/□]の範囲に含ま
れるよう設定した。
02および1103とは、電気的に良好に接続されるの
が望ましいため、互いの一部が重なりあうような構造を
とっている。その重なり方は、図9の例においては、下
から、基板、素子電極、導電性薄膜の順序で積層した
が、場合によっては下から基板、導電性薄膜、素子電
極、の順序で積層してもさしつかえない。
1104の一部に形成された亀裂状の部分であり、電気
的には周囲の導電性薄膜よりも高抵抗な性質を有してい
る。この亀裂は、導電性薄膜1104に対して、後述す
る通電フォーミングの処理を行うことにより形成する。
亀裂内には、数オングストロームから数百オングストロ
ームの粒径の微粒子を配置する場合がある。なお、実際
の電子放出部の位置や形状を精密かつ正確に図示するの
は困難なため、図9においては模式的に示した。
化合物よりなる薄膜で、電子放出部1105およびその
近傍を被覆している。薄膜1113は、通電フォーミン
グ処理後に、後述する通電活性化の処理を行うことによ
り形成する。
結晶グラファイト、非晶質カーボン、のいずれかか、も
しくはその混合物であり、膜厚は500[オングストロ
ーム]以下とするが、300[オングストローム]以下
とするのがさらに好ましい。なお、実際の薄膜1113
の位置や形状を精密に図示するのは困難なため、図9に
おいては模式的に示した。また、平面図(A)において
は、薄膜1113の一部を除去した素子を図示した。
が、実施の形態においては以下のような素子を用いた。
すなわち、基板1101には青板ガラスを用い、素子電
極1102と1103にはNi薄膜を用いた。素子電極
の厚さdは1000[オングストローム]、電極間隔L
は2[マイクロメータ]とした。
dOを用い、微粒子膜の厚さは約100[オングストロ
ーム]、幅Wは100[マイクロメータ]とした。
の製造方法について説明する。図10(a)〜(d)
は、表面伝導型放出素子の製造工程を説明するための断
面図で、各部材の表記は前記図9と同一である。
基板1101上に素子電極1102および1103を形
成する。これら電極を形成するにあたっては、予め基板
1101を洗剤、純水、有機溶剤を用いて十分に洗浄
後、素子電極の材料を堆積させる(堆積する方法として
は、たとえば、蒸着法やスパッタ法などの真空成膜技術
を用ればよい)。その後、堆積した電極材料を、フォト
リソグラフィー・エッチング技術を用いてパターニング
し、(a)に示した一対の素子電極(1102と110
3)を形成する。
電性薄膜1104を形成する。この導電性薄膜1104
を形成するにあたっては、まず前記(a)の基板に有機
金属溶液を塗布して乾燥し、加熱焼成処理して微粒子膜
を成膜した後、フォトリソグラフィー・エッチングによ
り所定の形状にパターニングする。ここで、有機金属溶
液とは、導電性薄膜に用いる微粒子の材料を主要元素と
する有機金属化合物の溶液である(具体的には、本実施
の形態では主要元素としてPdを用いた。また、実施の
形態では塗布方法として、ディッピング法を用いたが、
それ以外のたとえばスピンナー法やスプレー法を用いて
もよい)。
膜方法としては、本実施の形態で用いた有機金属溶液の
塗布による方法以外の、たとえば真空蒸着法やスパッタ
法、あるいは化学的気相堆積法などを用いる場合もあ
る。
ォーミング用電源1110から素子電極1102と11
03の間に適宜の電圧を印加し、通電フォーミング処理
を行って、電子放出部1105を形成する。
で作られた導電性薄膜1104に通電を行って、その一
部を適宜に破壊、変形、もしくは変質せしめ、電子放出
を行うのに好適な構造に変化させる処理のことである。
微粒子膜で作られた導電性薄膜のうち電子放出を行うの
に好適な構造に変化した部分(即ち、電子放出部110
5)においては、薄膜に適当な亀裂が形成されている。
なお、電子放出部1105が形成される前と比較する
と、形成された後は素子電極1102と1103の間で
計測される電気抵抗は大幅に増加する。
11に、フォーミング用電源1110から印加する適宜
の電圧波形の一例を示す。微粒子膜で作られた導電性薄
膜をフォーミングする場合には、パルス状の電圧が好ま
しく、本実施の形態の場合には同図に示したようにパル
ス幅T1の三角波パルスをパルス間隔T2で連続的に印
加した。その際には、三角波パルスの波高値Vpfを、
順次昇圧した。また、電子放出部1105の形成状況を
モニタするためのモニタパルスPmを適宜の間隔で三角
波パルスの間に挿入し、その際に流れる電流を電流計1
111で計測した。
ナス5乗[torr]程度の真空雰囲気下において、例えば
パルス幅T1を1[ミリ秒]、パルス間隔T2を10
[ミリ秒]とし、波高値Vpfを1パルスごとに0.1
[V]ずつ昇圧した。そして、三角波を5パルス印加す
るたびに1回の割りで、モニタパルスPmを挿入した。
フォーミング処理に悪影響を及ぼすことがないように、
モニタパルスの電圧Vpmは0.1[V]に設定した。
そして、素子電極1102と1103の間の電気抵抗が
1×10の6乗[オーム]になった段階、すなわちモニ
タパルス印加時に電流計1111で計測される電流が1
×10のマイナス7乗[A]以下になった段階で、フォ
ーミング処理にかかわる通電を終了した。
型放出素子に関する好ましい方法であり、例えば微粒子
膜の材料や膜厚、あるいは素子電極間隔Lなど表面伝導
型放出素子の設計を変更した場合には、それに応じて通
電の条件を適宜変更するのが望ましい。
活性化用電源1112から素子電極1102と1103
の間に適宜の電圧を印加し、通電活性化処理を行って、
電子放出特性の改善を行う。この通電活性化処理とは、
前記通電フォーミング処理により形成された電子放出部
1105に適宜の条件で通電を行って、その近傍に炭素
もしくは炭素化合物を堆積せしめる処理のことである。
(図においては、炭素もしくは炭素化合物よりなる堆積
物を部材1113として模式的に示した)。なお、通電
活性化処理を行うことにより、行う前と比較して、同じ
印加電圧における放出電流を典型的には100倍以上に
増加させることができる。
0のマイナス5乗[torr]の範囲内の真空雰囲気中で、
電圧パルスを定期的に印加することにより、真空雰囲気
中に存在する有機化合物を起源とする炭素もしくは炭素
化合物を堆積させる。堆積物1113は、単結晶グラフ
ァイト、多結晶グラファイト、非晶質カーボン、のいず
れかか、もしくはその混合物であり、膜厚は500[オ
ングストローム]以下、より好ましくは300[オング
ストローム]以下である。
12(a)に、活性化用電源1112から印加する適宜
の電圧波形の一例を示す。本実施の形態においては、一
定電圧の矩形波を定期的に印加して通電活性化処理を行
ったが、具体的には,矩形波の電圧Vacは14
[V],パルス幅T3は、1[ミリ秒],パルス間隔T
4は10[ミリ秒]とした。なお、上述の通電条件は、
本実施の形態の表面伝導型放出素子に関する好ましい条
件であり、表面伝導型放出素子の設計を変更した場合に
は、それに応じて条件を適宜変更するのが望ましい。
導型放出素子から放出される放出電流Ieを捕捉するた
めのアノード電極で、直流高電圧電源1115および電
流計1116が接続されている。(なお、基板1101
を、表示パネルの中に組み込んでから活性化処理を行う
場合には、表示パネルの蛍光面をアノード電極1114
として用いる)。活性化用電源1112から電圧を印加
する間、電流計1116で放出電流Ieを計測して通電
活性化処理の進行状況をモニタし、活性化用電源111
2の動作を制御する。電流計1116で計測された放出
電流Ieの一例を図12(b)に示す。活性化電源11
12からパルス電圧を印加しはじめると、時間の経過と
ともに放出電流Ieは増加するが、やがて飽和してほと
んど増加しなくなる。このように、放出電流Ieがほぼ
飽和した時点で活性化用電源1112からの電圧印加を
停止し、通電活性化処理を終了する。
表面伝導型放出素子に関する好ましい条件であり、表面
伝導型放出素子の設計を変更した場合には、それに応じ
て条件を適宜変更するのが望ましい。
面型の表面伝導型放出素子を製造した。
子放出部もしくはその周辺を微粒子膜から形成した表面
伝導型放出素子のもうひとつの代表的な構成、すなわち
垂直型の表面伝導型放出素子の構成について説明する。
成を説明するための模式的な断面図であり、図中の12
01は基板、1202と1203は素子電極、1206
は段差形成部材、1204は微粒子膜を用いた導電性薄
膜、1205は通電フォーミング処理により形成した電
子放出部、1213は通電活性化処理により形成した薄
膜、である。
は、素子電極のうちの片方(1202)が段差形成部材
1206上に設けられており、導電性薄膜1204が段
差形成部材1206の側面を被覆している点にある。し
たがって、前記図9の平面型における素子電極間隔L
は、垂直型においては段差形成部材1206の段差高L
sとして設定される。なお、基板1201、素子電極1
202および1203、微粒子膜を用いた導電性薄膜1
204、については、前記平面型の説明中に列挙した材
料を同様に用いることが可能である。また、段差形成部
材1206には、たとえばSiO2 のような電気的に絶
縁性の材料を用いる。
について説明する。図14(a)〜(f)は、製造工程
を説明するための断面図で、各部材の表記は前記図13
と同一である。
基板1201上に素子電極1203を形成する。
差形成部材を形成するための絶縁層を積層する。絶縁層
は、たとえばSiO2 をスパッタ法で積層すればよい
が、たとえば真空蒸着法や印刷法などの他の成膜方法を
用いてもよい。
層の上に素子電極1202を形成する。
層の一部を、たとえばエッチング法を用いて除去し、素
子電極1203を露出させる。
子膜を用いた導電性薄膜1204を形成する。形成する
には、前記平面型の場合と同じく、たとえば塗布法など
の成膜技術を用いればよい。
電フォーミング処理を行い、電子放出部を形成する(図
10(c)を用いて説明した平面型の通電フォーミング
処理と同様の処理を行えばよい)。
通電活性化処理を行い、電子放出部近傍に炭素もしくは
炭素化合物を堆積させる(図10(d)を用いて説明し
た平面型の通電活性化処理と同様の処理を行えばよ
い)。
直型の表面伝導型放出素子を製造した。
特性)以上、平面型と垂直型の表面伝導型放出素子につ
いて素子構成と製法を説明したが、次に表示装置に用い
た素子の特性について述べる。
た素子の(放出電流Ie)対(素子印加電圧Vf)特性、
および(素子電流If)対(素子印加電圧Vf)特性の典
型的な例を示す。なお、放出電流Ieは素子電流Ifに比
べて著しく小さく、同一尺度で図示するのが困難である
うえ、これらの特性は素子の大きさや形状等の設計パラ
メータを変更することにより変化するものであるため、
2本のグラフは各々任意単位で図示した。
関して以下に述べる3つの特性を有している。
呼ぶ)以上の大きさの電圧を素子に印加すると急激に放
出電流Ieが増加するが、一方、閾値電圧Vth未満の電
圧では放出電流Ieはほとんど検出されない。すなわ
ち、放出電流Ieに関して、明確な閾値電圧Vthを持っ
た非線形素子である。
圧Vfに依存して変化するため、電圧Vfで放出電流Ie
の大きさを制御できる。
素子から放出される電流Ieの応答速度が速いため、電
圧Vfを印加する時間の長さによって素子から放出され
る電子の電荷量を制御できる。
型放出素子を表示装置に好適に用いることができた。た
とえば多数の素子を表示画面の画素に対応して設けた表
示装置において、第一の特性を利用すれば、表示画面を
順次走査して表示を行うことが可能である。すなわち、
駆動中の素子には所望の発光輝度に応じて閾値電圧Vth
以上の電圧を適宜印加し、非選択状態の素子には閾値電
圧Vth未満の電圧を印加する。駆動する素子を順次切り
替えてゆくことにより、表示画面を順次走査して表示を
行うことが可能である。
用することにより、発光輝度を制御することができるた
め、諧調表示を行うことが可能である。
チ電子源の構造)次に、上述の表面伝導型放出素子を基
板上に配列して単純マトリクス配線したマルチ電子源の
構造について述べる。
1000に用いたマルチ電子源の平面図である。基板1
001上には、前記図9で示したものと同様な表面伝導
型放出素子が配列され、これらの素子は行方向配線電極
1003と列方向配線電極1004により単純マトリク
ス状に配線されている。行方向配線電極1003と列方
向配線電極1004の交差する部分には、電極間に絶縁
層(不図示)が形成されており、電気的な絶縁が保たれ
ている。
示す。
あらかじめ基板上に行方向配線電極1003、列方向配
線電極1004、電極間絶縁層(不図示)、および表面
伝導型放出素子の素子電極と導電性薄膜を形成した後、
行方向配線電極1003および列方向配線電極1004
を介して各素子に給電して通電フォーミング処理と通電
活性化処理を行うことにより製造した。
を電子源として用いたディスプレイパネルに、例えばテ
レビジョン放送をはじめとする種々の画像情報源より提
供される画像情報を表示できるように構成した多機能表
示装置の一例を示すための図である。図中、1000は
前述したディスプレイパネル、2101はディスプレイ
パネルの駆動回路、2102はディスプレイコントロー
ラ、2103はマルチプレクサ、2104はデコーダ、
2105は入出力インターフェース回路、2106はC
PU、2107は画像生成回路、2108および210
9および2110は画像メモリインターフェース回路、
2111は画像入力インターフェース回路、2112お
よび2113はTV信号受信回路、2114は入力部で
ある。
ン信号のように映像情報と音声情報の両方を含む信号を
受信する場合には、当然映像の表示と同時に音声を再生
するものであるが、本発明の特徴と直接関係しない音声
情報の受信,分離,再生,処理,記憶などに関する回路
やスピーカなどについては説明を省略する。)以下、画
像信号の流れに沿って各部の機能を説明してゆく。
ば電波や空間光通信などのような無線伝送系を用いて伝
送されるTV画像信号を受信するための回路である。受
信するTV信号の方式は特に限られるものではなく、例
えば、NTSC方式、PAL方式、SECAM方式など
の諸方式でもよい。また、これらよりさらに多数の走査
線よりなるTV信号(例えばMUSE方式をはじめとす
るいわゆる高品位TV)は、大面積化や大画素数化に適
した前記ディスプレイパネルの利点を生かすのに好適な
信号源である。TV信号受信回路2113で受信された
TV信号は、デコーダ2104に出力される。
ば同軸ケーブルや光ファイバーなどのような有線伝送系
を用いて伝送されるTV画像信号を受信するための回路
である。前記TV信号受信回路2113と同様に、受信
するTV信号の方式は特に限られるものではなく、また
本回路で受信されたTV信号もデコーダ2104に出力
される。
11は、例えばTVカメラや画像読み取りスキャナなど
の画像入力装置から供給される画像信号を取り込むため
の回路で、取り込まれた画像信号はデコーダ2104に
出力される。
110は、ビデオテープレコーダ(以下VTRと略す)
に記憶されている画像信号を取り込むための回路で、取
り込まれた画像信号はデコーダ2104に出力される。
109は、ビデオディスクに記憶されている画像信号を
取り込むための回路で、取り込まれた画像信号はデコー
ダ2104に出力される。
108は、いわゆる静止画ディスクのように、静止画像
データを記憶している装置から画像信号を取り込むため
の回路で、取り込まれた静止画像データはデコーダ21
04に出力される。
5は、本表示装置と、外部のコンピュータもしくはコン
ピュータネットワークもしくはプリンタなどの出力装置
とを接続するための回路である。画像データや文字デー
タ・図形情報の入出力を行うのはもちろんのこと、場合
によっては本表示装置の備えるCPU2106と外部と
の間で制御信号や数値データの入出力などを行うことも
可能である。
力インターフェース回路2105を介して外部から入力
される画像データや文字・図形情報や、あるいはCPU
2106より出力される画像データや文字・図形情報に
基づき表示用画像データを生成するための回路である。
本回路の内部には、例えば画像データや文字・図形情報
を蓄積するための書き換え可能メモリや、文字コードに
対応する画像パターンが記憶されている読みだし専用メ
モリや、画像処理を行うためのプロセッサなどをはじめ
として画像の生成に必要な回路が組み込まれている。本
回路により生成された表示用画像データは、デコーダ2
104に出力されるが、場合によっては前記入出力イン
ターフェース回路2105を介して外部のコンピュータ
ネットワークやプリンタ入出力することも可能である。
装置の動作制御や、表示画像の生成や選択や編集に関わ
る作業を行う。
号を出力し、ディスプレイパネルに表示する画像信号を
適宜選択したり組み合わせたりする。また、その際には
表示する画像信号に応じてディスプレイパネルコントロ
ーラ2102に対して制御信号を発生し、画面表示周波
数や走査方法(例えばインターレースかノンインターレ
ースか)や一画面の走査線の数など表示装置の動作を適
宜制御する。
画像データや文字・図形情報を直接出力したり、あるい
は前記入出力インターフェース回路2105を介して外
部のコンピュータやメモリをアクセスして画像データや
文字・図形情報を入力する。
の目的の作業にも関わるものであっても良い。例えば、
パーソナルコンピュータやワードプロセッサなどのよう
に、情報を生成したり処理する機能に直接関わっても良
い。
フェース回路2105を介して外部のコンピュータネッ
トワークと接続し、例えば数値計算などの作業を外部機
器と協同して行っても良い。
06に使用者が命令やプログラム、あるいはデータなど
を入力するためのものであり、例えばキーボードやマウ
スのほか、ジョイスティック,バーコードリーダー,音
声認識装置など多様な入力機器を用いる事が可能であ
る。
ないし2113より入力される種々の画像信号を3原色
信号、または輝度信号とI信号,Q信号に逆変換するた
めの回路である。なお、同図中に点線で示すように、デ
コーダ2104は内部に画像メモリを備えるのが望まし
い。これは、例えばMUSE方式をはじめとして、逆変
換するに際して画像メモリを必要とするようなテレビ信
号を扱うためである。また、画像メモリを備えることに
より、静止画の表示が容易になる、あるいは前記画像生
成回路2107およびCPU2106と協同して画像の
間引き,補間,拡大,縮小,合成をはじめとする画像処
理や編集が容易に行えるようになるという利点が生まれ
るからである。
PU2106より入力される制御信号に基づき表示画像
を適宜選択するものである。すなわち、マルチプレクサ
2103はデコーダ2104から入力される逆変換され
た画像信号のうちから所望の画像信号を選択して駆動回
路2101に出力する。その場合には、一画面表示時間
内で画像信号を切り替えて選択することにより、いわゆ
る多画面テレビのように、一画面を複数の領域に分けて
領域によって異なる画像を表示することも可能である。
102は、前記CPU2106より入力される制御信号
に基づき駆動回路2101の動作を制御するための回路
である。
にかかわるものとして、例えばディスプレイパネルの駆
動用電源(図示せず)の動作シーケンスを制御するため
の信号を駆動回路2101に対して出力する。また、デ
ィスプレイパネルの駆動方法に関わるものとして、例え
ば画面表示周波数や走査方法(例えばインターレースか
ノンインターレースか)を制御するための信号を駆動回
路2101に対して出力する。
ントラストや色調やシャープネスといった画質の調整に
関わる制御信号を駆動回路2101に対して出力する場
合もある。
パネル1000に印加する駆動信号を発生するための回
路であり、前記マルチプレクサ2103から入力される
画像信号と、前記ディスプレイパネルコントローラ21
02より入力される制御信号に基づいて動作するもので
ある。
例示した構成により、本表示装置においては多様な画像
情報源より入力される画像情報をディスプレイパネル1
000に表示する事が可能である。すなわち、テレビジ
ョン放送をはじめとする各種の画像信号はデコーダ21
04において逆変換された後、マルチプレクサ2103
において適宜選択され、駆動回路2101に入力され
る。一方、ディスプレイコントローラ2102は、表示
する画像信号に応じて駆動回路2101の動作を制御す
るための制御信号を発生する。駆動回路2101は、上
記画像信号と制御信号に基づいてディスプレイパネル1
000に駆動信号を印加する。これにより、ディスプレ
イパネル1000において画像が表示される。これらの
一連の動作は、CPU2106により統括的に制御され
る。
ダ2104に内蔵する画像メモリや、画像生成回路21
07およびCPU2106が関与することにより、単に
複数の画像情報の中から選択したものを表示するだけで
なく、表示する画像情報に対して、例えば拡大,縮小,
回転,移動,エッジ強調,間引き,補間,色変換,画像
の縦横比変換などをはじめとする画像処理や、合成,消
去,接続,入れ換え,はめ込みなどをはじめとする画像
編集を行う事も可能である。また、本実施例の説明では
特に触れなかったが、上記画像処理や画像編集と同様
に、音声情報に関しても処理や編集を行うための専用回
路を設けても良い。
放送の表示機器,テレビ会議の端末機器,静止画像およ
び動画像を扱う画像編集機器,コンピュータの端末機
器,ワードプロセッサをはじめとする事務用端末機器,
ゲーム機などの機能を一台で兼ね備える事が可能で、産
業用あるいは民生用として極めて応用範囲が広い。
を電子源とするディスプレイパネルを用いた表示装置の
構成の一例を示したにすぎず、これのみに限定されるも
のではない事は言うまでもない。例えば、図18の構成
要素のうち使用目的上必要のない機能に関わる回路は省
いても差し支えない。またこれとは逆に、使用目的によ
ってはさらに構成要素を追加しても良い。例えば、本表
示装置をテレビ電話機として応用する場合には、テレビ
カメラ,音声マイク,照明機,モデムを含む送受信回路
などを構成要素に追加するのが好適である。
型放出素子を電子源とするディスプレイパネルが容易に
薄形化できるため、表示装置全体の奥行きを小さくする
ことが可能である。それに加えて、表面伝導型放出素子
を電子源とするディスプレイパネルは大画面化が容易で
輝度が高く視野角特性にも優れるため、本表示装置は臨
場感あふれ迫力に富んだ画像を視認性良く表示する事が
可能である。
ば、パルス幅変調により駆動される(m×n)マトリク
ス配列された表面伝導型放出素子を用いた表示パネルに
おいて、隣接する配線間のクロストークによる、選択駆
動されている配線上の実効印加電圧が低下するのを抑え
ることができ、これにより良好な階調特性を有する画像
を表示できる。
接する配線間での浮遊容量に伴う信号レベルの変動を抑
えて、所定の輝度を忠実に再現して画像を表示できると
いう効果がある。
号が立ち下げることによる信号線上の信号レベルの変動
を最小限に抑えることにより、表示される画像の輝度の
変動を目立たなくできるという効果がある。
成を示すブロック図である。
る。
作タイミングを説明する図である。
成を示すブロック図である。
る。
ルの一部を切り欠いて示した斜視図である。
の蛍光体配列を例示した平面図である。
素子の平面図(A),断面図(B)である。
す断面図である。
示す図である。
放電電流Ieの変化(b)を示す図である。
出素子の断面図である。
す断面図である。
な特性を示すグラフである。
平面図である。
多機能画像表示装置のブロック図である。
す図である。
す図である。
示す図である。
明する図である。
Claims (13)
- 【請求項1】 複数の行配線と複数の列配線によりマト
リクス状に接続された複数の電子放出素子を有する電子
源と、 画像信号に応じて前記複数の列配線のそれぞれに印加す
る信号を生成する信号生成手段と、 前記信号生成手段により生成された信号が表示信号であ
るとき、対応する列配線に第1定電流源よりの電流を流
し込む電流印加手段と、 前記信号生成手段により生成された信号が非表示信号で
あるとき、第2定電流源により、対応する列配線を介し
て前記電流印加手段により流し込む電流方向とは逆の方
向に電流を流すように駆動する駆動手段と、を有するこ
とを特徴とする画像表示装置。 - 【請求項2】 請求項1に記載の画像表示装置であっ
て、前記信号生成手段は前記画像信号の輝度に応じたパ
ルス幅の信号を生成することを特徴とする画像表示装
置。 - 【請求項3】 請求項2に記載の画像表示装置であっ
て、前記電流印加手段は、前記信号生成手段により生成
されたパルス信号がオンのとき、前記第1定電流源と前
記対応する列配線とを接続して当該列配線に電流を流し
込むための第1スイッチ回路を有することを特徴とする
画像表示装置。 - 【請求項4】 請求項2に記載の画像表示装置であっ
て、前記駆動手段は、前記信号生成手段により生成され
たパルス信号がオフのとき、前記第2定電流源と前記対
応する列配線とを接続し、当該列配線より低電位側に電
流を流すための第2スイッチ回路を有することを特徴と
する画像表示装置。 - 【請求項5】 請求項1乃至4のいずれか1項に記載の
画像表示装置であって、前記複数の電子放出素子はm×
n個のマトリクス状に配列されていることを特徴とする
画像表示装置。 - 【請求項6】 請求項5に記載の画像表示装置であっ
て、更に、前記画像信号の表示タイミングに合わせて前
記複数の行配線のそれぞれを順次選択して駆動すること
を特徴とする画像表示装置。 - 【請求項7】 請求項1乃至6のいずれか1項に記載の
画像表示装置であって、前記電子放出素子はFE型の電
子放出素子であることを特徴とする画像表示装置。 - 【請求項8】 請求項1乃至6のいずれか1項に記載の
画像表示装置であって、前記電子放出素子は、MIM型
の電子放出素子であることを特徴とする画像表示装置。 - 【請求項9】 請求項1乃至6のいずれか1項に記載の
画像表示装置であって、前記電子放出素子は表面伝導型
電子放出素子であることを特徴とする画像表示装置。 - 【請求項10】 複数の行配線と複数の列配線によりマ
トリクス状に接続された複数の電子放出素子を有する電
子源を駆動して画像を表示する画像表示方法であって、 画像信号に応じて前記複数の列配線のそれぞれに印加す
る信号を生成する信号生成工程と、 前記信号生成工程で生成された信号が表示信号であると
き、対応する列配線に第1定電流源よりの電流を流し込
む電流印加工程と、 前記信号生成工程で生成された信号が非表示信号である
とき、第2定電流源により、対応する列配線を介して前
記電流印加手段により流し込む電流方向とは逆の方向に
電流を流すように駆動する駆動工程と、を有することを
特徴とする画像表示方法。 - 【請求項11】 請求項10に記載の画像表示方法であ
って、前記信号生成工程では前記画像信号の輝度に応じ
たパルス幅の信号を生成することを特徴とする画像表示
方法。 - 【請求項12】 請求項10又は11に記載の画像表示
方法であって、前記複数の電子放出素子はm×n個のマ
トリクス状に配列されていることを特徴とする画像表示
方法。 - 【請求項13】 請求項10に記載の画像表示方法であ
って、更に、前記画像信号の表示タイミングに合わせて
前記複数の行配線のそれぞれを順次選択して駆動する走
査駆動工程を有することを特徴とする画像表示方法。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP34322197A JP3423600B2 (ja) | 1997-12-12 | 1997-12-12 | 画像表示方法及び装置 |
US10/629,801 US7397459B2 (en) | 1997-12-12 | 2003-07-30 | Image display apparatus and image display method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP34322197A JP3423600B2 (ja) | 1997-12-12 | 1997-12-12 | 画像表示方法及び装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11176363A JPH11176363A (ja) | 1999-07-02 |
JP3423600B2 true JP3423600B2 (ja) | 2003-07-07 |
Family
ID=18359859
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP34322197A Expired - Fee Related JP3423600B2 (ja) | 1997-12-12 | 1997-12-12 | 画像表示方法及び装置 |
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Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3423600B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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KR20010039315A (ko) * | 1999-10-29 | 2001-05-15 | 김영남 | 전계 방출 표시 장치 |
-
1997
- 1997-12-12 JP JP34322197A patent/JP3423600B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Publication date |
---|---|
JPH11176363A (ja) | 1999-07-02 |
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