(57)【要約】【課題】映像レベルに応じてカソード電極とゲート電極間の電圧を調節することにより，映像レベルが低い場合には高いコントラストを得，映像レベルが高い場合には消費電力を制限し且つ劣化を防止することができる電子放出表示装置およびその制御方法の提供。【解決手段】複数のデータ線と複数の走査線との交差領域に設けられる複数の電子放出素子１１０を含む画素部１００と，映像データに対応するデータ信号を複数のデータ線に印加するデータ駆動部２００と，複数の走査線に走査信号を順次印加する走査駆動部３００と，データ駆動部２００および走査駆動部３００に電源を印加する電源供給部４００と，映像データの映像レベルに応じて複数の電子放出素子１１０のカソード電極とゲート電極との間の電圧差を制御する電圧レベル制御部５００とを含むことを特徴とする，電子放出表示装置を提供する。【選択図】図１
2006285204.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のデータ線と複数の走査線との交差領域に設けられる複数の電子放出素子を含む画素部と；
映像データに対応するデータ信号を前記複数のデータ線に印加するデータ駆動部と；
前記複数の走査線に走査信号を順次印加する走査駆動部と；
前記データ駆動部および前記走査駆動部に電源を印加する電源供給部と；
前記映像データの映像レベルに応じて，前記複数の電子放出素子のカソード電極とゲート電極との間の電圧差を制御する電圧レベル制御部と；
を含むことを特徴とする，電子放出表示装置。
【請求項２】
前記映像レベルに応じて，前記カソード電極の電圧レベルを変化させることにより前記カソード電極と前記ゲート電極との間の電圧差を制御することを特徴とする，請求項１に記載の電子放出表示装置。
【請求項３】
前記映像レベルに応じて，前記ゲート電極の電圧レベルを変化させることにより前記カソード電極と前記ゲート電極との間の電圧差を制御することを特徴とする，請求項１に記載の電子放出表示装置。
【請求項４】
前記映像レベルに応じて，前記カソード電極の電圧レベルおよび前記ゲート電極の電圧レベルを変化させることにより前記カソード電極と前記ゲート電極との間の電圧差を制御することを特徴とする，請求項１に記載の電子放出表示装置。
【請求項５】
前記映像レベルが高くなるにつれて，前記カソード電極と前記ゲート電極との間の電圧差を小さくすることを特徴とする，請求項１〜４のいずれかに記載の電子放出表示装置。
【請求項６】
前記電圧レベル制御部は，
前記電源供給部から出力される電源の電圧レベルが，前記映像レベルに応じて変更されるように前記電源供給部を制御し，前記データ駆動部および前記走査駆動部の少なくとも一つは，前記電源の電圧レベルの変更に応じて前記データ信号および前記走査信号の少なくとも一つの電圧レベルを変更することにより，前記電圧差を制御することを特徴とする，請求項１〜４のいずれかに記載の電子放出表示装置。
【請求項７】
前記データ駆動部は，前記電子放出素子の電子放出期間が前記映像データに応じて決定されるように前記データ信号を印加することを特徴とする，請求項１〜４のいずれかに記載の電子放出表示装置。
【請求項８】
前記データ信号は，前記映像データをパルス幅変調した信号であることを特徴とする，請求項１〜４のいずれかに記載の電子放出表示装置。
【請求項９】
前記データ線は，前記カソード電極に該当し，前記走査線は前記ゲート電極に該当することを特徴とする，請求項１〜４のいずれかに記載の電子放出表示装置。
【請求項１０】
前記データ線は，前記ゲート電極に該当し，前記走査線は前記カソード電極に該当することを特徴とする，請求項１〜４のいずれかに記載の電子放出表示装置。
【請求項１１】
複数のデータ線と複数の走査線によって定義される複数の電子放出素子を含む画素部と；
映像データに対応するデータ信号を前記複数のデータ線に印加するデータ駆動部と；
前記複数の走査線に走査信号を順次印加する走査駆動部と；
前記データ駆動部および前記走査駆動部に電源を印加する電源供給部と；
前記映像データの映像レベルに応じて，前記電源のうち，前記データ駆動部および前記走査駆動部の少なくとも一つに印加される電源の電圧レベルが変更されるように前記電源供給部を制御する電圧レベル制御部と；
を含むことを特徴とする，電子放出表示装置。
【請求項１２】
前記電圧レベル制御部は，１フレームの前記映像データから前記映像レベルを測定することを特徴とする，請求項１１に記載の電子放出表示装置。
【請求項１３】
前記電圧レベル制御部は，
１フレームに該当する前記映像データの和を用いて映像レベルを求める映像レベル判断部と，
前記求められた映像レベルに応じて前記電源供給部を制御する電圧レベル決定部と；
を含むことを特徴とする，請求項１１に記載の電子放出表示装置。
【請求項１４】
前記映像レベルは，前記１フレームの映像データの和の上位ｋビット（ｋは２以上の整数）であることを特徴とする，請求項１３に記載の電子放出表示装置。
【請求項１５】
前記データ駆動部は，前記電源供給部から供給される電源に応じてデータ信号の電圧レベルを調節することを特徴とする，請求項１１に記載の電子放出表示装置。
【請求項１６】
前記データ駆動部は，
順次入力される前記映像データを並列映像データに変換して出力する直列／並列変換部と；
前記並列映像データをパルス幅変調したデータ信号を出力するパルス幅変調部と；
前記電源供給部から供給される電源に応じて，前記パルス幅変調部から出力されるデータ信号のパルスの電圧レベルを調節して前記データ線へ出力するレベル調節部と；
を含むことを特徴とする，請求項１１に記載の電子放出表示装置。
【請求項１７】
前記走査駆動部は，前記電源供給部から供給される電源に応じて走査信号の電圧レベルを調節することを特徴とする，請求項１１に記載の電子放出表示装置。
【請求項１８】
前記走査駆動部は，
走査信号を順次出力するシフトレジスタと；
前記電源供給部から供給される電源に応じて，前記シフトレジスタから出力される走査信号の電圧レベルを調節して前記走査線へ出力するレベル調節部と；
を含むことを特徴とする，請求項１１に記載の電子放出表示装置。
【請求項１９】
（ａ）映像データの映像レベルを測定する段階と；
（ｂ）前記映像レベルに応じて電子放出素子のゲート電極とカソード電極との間の電圧差を調節する段階と；
を含むことを特徴とする，電子放出表示装置の制御方法。
【請求項２０】
前記（ａ）段階は，
（ｃ）１フレームの前記映像データを合算する段階と；
（ｄ）前記合算した値の上位ｋビット（ｋは２以上の整数）を前記映像レベルとして出力する段階と；
を含むことを特徴とする，請求項１９に記載の電子放出表示装置の制御方法。
【請求項２１】
前記（ｂ）段階は，
（ｅ）前記映像レベルに対応する電圧レベルを有する電源を，データ駆動部および走査駆動部の少なくとも一つに印加する段階と；
（ｆ）前記データ駆動部および前記走査駆動部の少なくとも一つが，前記印加された電源に対応して前記ゲート電極と前記カソード電極との間の電圧差を調節する段階と；
を含むことを特徴とする，請求項１９に記載の電子放出表示装置の制御方法。
【請求項２２】
前記映像レベルが低い場合には前記ゲート電極と前記カソード電極との間の電圧差を大きくし，前記映像レベルが高い場合には前記ゲート電極と前記カソード電極との間の電圧差を小さくすることを特徴とする，請求項１９に記載の電子放出表示装置の制御方法。
【請求項２３】
前記映像レベルに応じて，前記ゲート電極の電圧を変更させることにより前記ゲート電極と前記カソード電極との間の電圧差を調節することを特徴とする，請求項１９に記載の電子放出表示装置の制御方法。
【請求項２４】
前記映像レベルに応じて，前記カソード電極の電圧を変更させることにより前記ゲート電極と前記カソード電極との間の電圧差を調節することを特徴とする，請求項１９に記載の電子放出表示装置の制御方法。
【請求項２５】
前記映像レベルに応じて，前記ゲート電極および前記カソード電極の電圧を変更させることにより，前記ゲート電極と前記カソード電極との間の電圧差を調節することを特徴とする，請求項１９に記載の電子放出表示装置の制御方法。
【請求項２６】
前記ゲート電極にはデータ信号および走査信号のいずれか一方が印加され，前記カソード電極には前記データ信号および前記走査信号の残りの他方が印加されることを特徴とする，請求項１９に記載の電子放出表示装置の制御方法。
【請求項２７】
前記データ信号は，前記映像データをパルス幅変調した信号であることを特徴とする，請求項２６に記載の電子放出表示装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は，電子放出表示装置よびその制御方法に係り，特に，映像レベルに応じてカソード電極とゲート電極との間の電圧を調節する電子放出表示装置および電子放出表示装置の制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子放出表示装置は，画素ごとに電子放出素子（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｅｍｉｓｓｉｏｎ  Ｄｅｖｉｃｅ）を備える表示装置である。電子放出素子は，カソード電極とゲート電極との間の電圧に対応してカソード電極から電子が放出され，放出された電子はアノード電極によって加速して蛍光体に衝突して発光する方式で動作する素子である。一般に，電子放出素子は，電子源として熱陰極を用いる方式と，電子源として冷陰極を用いる方式に大別される。冷陰極を用いる方式の電子放出素子としては，ＦＥＡ（Ｆｉｅｌｄ  Ｅｍｉｔｔｅｒ  Ａｒｒａｙ）型，ＳＣＥ（Ｓｕｒｆａｃｅ  Ｃｏｎｄｕｃｔｉｏｎ  Ｅｍｉｔｔｅｒ）型，ＭＩＭ（Ｍｅｔａｌ−Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ−Ｍｅｔａｌ）型，ＭＩＳ（Ｍｅｔａｌ−Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ−Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）型およびＢＳＥ（Ｂａｌｌｉｓｔｉｃ  ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｓｕｒｆａｃｅ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ）型などが知られている。
【０００３】
ＦＥＡ型電子放出素子は，仕事関数（Ｗｏｒｋ  Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）の低い物質あるいはβ関数の高い物質を電子放出源として使用し，真空中で電界差によって電子が放出される原理を利用したもので，先端の鋭いチップ構造物または炭素系物質またはナノ物質を電子放出源として適用した素子が開発されている。ＳＣＥ型電子放出素子は，基板上にお互い対向して配置された２つの電極の間に導電薄膜を提供し，導電薄膜に微細亀裂を提供することにより電子放出部を形成した素子である。
【０００４】
この素子は，電極に電圧を印加して導電薄膜の表面に電流を流して微細亀裂としての電子放出部から電子が放出される原理を利用する。ＭＩＭ型電子放出素子とＭＩＳ型電子放出素子は，それぞれ金属−誘電層−金属（ＭＩＭ）と金属−誘電層−半導体（ＭＩＳ）構造からなる電子放出部を形成し，誘電層を挟んで位置する２つの金属の間または金属と半導体との間に電圧を印加するとき，高い電子電位を有する金属または半導体から低い電子電位を有する金属側へ電子が移動および加速して放出される原理を利用した素子である。
【０００５】
ＢＳＥ型電子放出素子は，半導体のサイズを半導体中の電子の平均自由行程より小さい寸法領域まで縮小すれば電子が散乱せず走行する原理を利用して，オーミック電極上に金属または半導体からなる電子供給層を形成し，電子供給層上に絶縁層と金属薄膜を形成してオーミック電極と金属薄膜に電源を印加することにより，電子が放出されるようにした素子である。
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−５１２５５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従来の電子放出表示装置は，カソード電極とゲート電極との間の電圧差を増加させることにより，各画素のカソード電極から放出される電子の量を増加させると，輝度が増加してさらに明るい映像を表現することができ，コントラストを改善することができる。しかし，カソード電極から放出される電子の量が増加すると，電子放出素子の劣化が加速し，消費電極が増加するという問題点があった。一方，カソード電極とゲート電極間の電圧差を減少させ，各画素のカソード電極から放出される電子の量を減少させると，電子放出素子の劣化が減速し，消費電力は減少するが，さらに明るい映像を表現することができず，コントラストが悪化するという問題点があった。
【０００８】
そこで，本発明はこのような問題点に鑑みてなされたもので，その目的とするところは，映像レベルに応じてカソード電極とゲート電極間の電圧を調節することにより，映像レベルが低い場合には高いコントラストを得，映像レベルが高い場合には消費電力を制限し且つ劣化を防止することができる電子放出表示装置および電子放出表示装置の制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために，本発明のある観点によれば，複数のデータ線と複数の走査線との交差領域に設けられる複数の電子放出素子を含む画素部と，映像データに対応するデータ信号を複数のデータ線に印加するデータ駆動部と，複数の走査線に走査信号を順次印加する走査駆動部と，データ駆動部および走査駆動部に電源を印加する電源供給部と，映像データの映像レベルに対応して複数の電子放出素子のカソード電極とゲート電極との間の電圧差を制御する電圧レベル制御部とを含むことを特徴とする，電子放出表示装置が提供される。
【００１０】
また，映像レベルに応じて，カソード電極の電圧レベルを変化させることによりカソード電極とゲート電極との間の電圧差を制御するようにしてもよい。映像レベルに応じて，ゲート電極の電圧レベルを変化させることによりカソード電極とゲート電極との間の電圧差を制御するようにしてもよい。映像レベルに応じて，カソード電極の電圧レベルおよびゲート電極の電圧レベルを変化させることによりカソード電極とゲート電極との間の電圧差を制御するようにしてもよい。映像レベルが高くなるにつれて，カソード電極とゲート電極との間の電圧差を小さくするようにしてもよい。
【００１１】
上記電圧レベル制御部は，電源供給部から出力される電源の電圧レベルが，映像レベルに応じて変更されるように電源供給部を制御し，データ駆動部および走査駆動部の少なくとも一つは，電源の電圧レベルの変更に応じてデータ信号および走査信号の少なくとも一つの電圧レベルを変更することにより，電圧差を制御するようにしてもよい。
【００１２】
上記データ駆動部は，電子放出素子の電子放出期間が映像データに応じて決定されるようにデータ信号を印加するようにしてもよい。データ信号は，映像データをパルス幅変調した信号でってもよい。
【００１３】
上記データ線は，カソード電極に該当し，走査線はゲート電極に該当するようにしてもよい。データ線は，ゲート電極に該当し，走査線はカソード電極に該当するようにしてもよい。
【００１４】
また，本発明の他の観点によれば，複数のデータ線と複数の走査線によって定義される複数の電子放出素子を含む画素部と，映像データに対応するデータ信号を複数のデータ線に印加するデータ駆動部と，複数の走査線に走査信号を順次印加する走査駆動部と，データ駆動部および走査駆動部に電源を印加する電源供給部と，映像データの映像レベルに対応して，電源のうち，データ駆動部および走査駆動部の少なくとも一つに印加される電源の電圧レベルが変更されるように電源供給部を制御する電圧レベル制御部とを含む，電子放出表示装置が提供される。
【００１５】
上記電圧レベル制御部は，１フレームの映像データから映像レベルを測定するようにしてもよい。電圧レベル制御部は，１フレームに該当する映像データの和を用いて映像レベルを求める映像レベル判断部と，求められた映像レベルに応じて電源供給部を制御する電圧レベル決定部と；を含むようにしてもよい。
【００１６】
上記映像レベルは，１フレームの映像データの和の上位ｋビット（ｋは２以上の整数）であってもよい。データ駆動部は，電源供給部から供給される電源に応じてデータ信号の電圧レベルを調節するようにしてもよい。
【００１７】
上記データ駆動部は，順次入力される映像データを並列映像データに変換して出力する直列／並列変換部と；並列映像データをパルス幅変調したデータ信号を出力するパルス幅変調部と；電源供給部から供給される電源に応じて，パルス幅変調部から出力されるデータ信号のパルスの電圧レベルを調節してデータ線へ出力するレベル調節部と；を含むようにしてもよい。
【００１８】
上記走査駆動部は，電源供給部から供給される電源に応じて走査信号の電圧レベルを調節するようにしてもよい。走査駆動部は，走査信号を順次出力するシフトレジスタと；電源供給部から供給される電源に応じて，シフトレジスタから出力される走査信号の電圧レベルを調節して走査線へ出力するレベル調節部と；を含むようにしてもよい。
【００１９】
また，本発明の別の観点によれば，（ａ）映像データの映像レベルを測定する段階と，（ｂ）映像レベルに対応して電子放出素子のゲート電極とカソード電極との間の電圧差を調節する段階とを含む，電子放出表示装置の制御方法が提供される。
【００２０】
上記（ａ）段階は，（ｃ）１フレームの映像データを合算する段階と；（ｄ）合算した値の上位ｋビット（ｋは２以上の整数）を映像レベルとして出力する段階と；を含むようにしてもよい。上記（ｂ）段階は，（ｅ）映像レベルに対応する電圧レベルを有する電源を，データ駆動部および走査駆動部の少なくとも一つに印加する段階と；（ｆ）データ駆動部および走査駆動部の少なくとも一つが，印加された電源に対応してゲート電極とカソード電極との間の電圧差を調節する段階と；を含むようにしてもよい。
【００２１】
上記映像レベルが低い場合にはゲート電極とカソード電極との間の電圧差を大きくし，映像レベルが高い場合にはゲート電極とカソード電極との間の電圧差を小さくするようにしてもよい。上記映像レベルに応じて，ゲート電極の電圧を変更させることによりゲート電極とカソード電極との間の電圧差を調節するようにしてもよい。映像レベルに応じて，カソード電極の電圧を変更させることによりゲート電極とカソード電極との間の電圧差を調節するようにしてもよい。
【００２２】
上記映像レベルに応じて，ゲート電極およびカソード電極の電圧を変更させることにより，ゲート電極とカソード電極との間の電圧差を調節するようにしてもよい。上記ゲート電極にはデータ信号および走査信号のいずれか一方が印加され，カソード電極にはデータ信号および走査信号の残りの他方が印加されるようにしてもよい。上記データ信号は，映像データをパルス幅変調した信号であってもよい。
【発明の効果】
【００２３】
本発明の電子放出表示装置およびその制御方法は，映像レベルに応じてカソード電極とゲート電極の間の電圧を調節することにより，映像レベルが低い場合には高いコントラストを得，映像レベルが高い場合には消費電力を制限し且つ劣化を防止することができるという利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下に添付図面を参照しながら，本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお，本明細書及び図面において，実質的に同一の機能構成を有する構成要素については，同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００２５】
図１は本発明の第１実施形態に係る電子放出表示装置を示す図である。図１を参照すると，電子放出表示装置は，画素部１００，データ駆動部２００，走査駆動部３００，電源供給部４００および電圧レベル制御部５００を含む。
【００２６】
画素部１００は，ｎ本の走査線Ｓ１，Ｓ２，…，Ｓｎ，ｍ本のデータ線Ｄ１，Ｄ２，…，Ｄｍ，およびアノード電極ＡＮＯＤＥを含む。走査線Ｓ１，Ｓ２，…，Ｓｎとデータ線Ｄ１，Ｄ２，…，Ｄｍはお互い交差するように形成される。アノード電極は，図１に示されているように，画素部の全領域にわたって形成されることもでき，図１に示されてはいないが，走査線と同様に行方向に延在した複数のストライプ状に形成されることもでき，データ線と同様に列方向に延在した複数のストライプ状に形成されることもでき，メッシュ状に形成されることもできる。アノード電極が複数のストライプ状あるいはメッシュ状に形成された場合にも，一般に，アノード電極全体には同一の電圧が印加される。カソード電極，ゲート電極およびアノード電極を備える電子放出素子１１０は，走査線とデータ線との交差領域に設けられ，走査線およびデータ線のうちいずれか一方がカソード電極として作用し，残りの他方がゲート電極として作用する。
【００２７】
データ駆動部２００は，入力される映像データに対応するデータ信号をデータ線Ｄ１，Ｄ２，…，Ｄｍに印加する機能を行う。本発明では，パルス幅変調（ｐｕｌｓｅ  ｗｉｄｔｈ  ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ，以下「ＰＷＭ」という）方式のデータ駆動部２００を中心として説明するが，入力される映像データに対応して電子放出素子１１０の電子放出期間を調節するデータ駆動部も本発明の範疇に含まれる。
【００２８】
走査駆動部３００は，走査線Ｓ１，Ｓ２，・・・，Ｓｎに走査信号を順次印加する機能を行う。電源供給部４００は，データ駆動部２００に第１電源ＶＳ１および第２電源ＶＳ２を印加し，走査駆動部３００に第３電源ＶＳ３および第４電源ＶＳ４を印加する。
【００２９】
電圧レベル制御部５００は，映像データの映像レベルを求めた後，求めた映像レベルに対応して，カソード電極に印加される電圧およびゲート電極に印加される電圧のうち少なくも一つを可変させる機能を有する。ここで，映像レベルとは，画素部１００全体の明るさに対応する概念であって，映像レベルが高いということは画素部１００が明るいことを意味し，映像レベルが低いということは画素部１００が暗いことを意味する。映像レベルは，一例として，１フレームの映像データを合算する方式で求めることができる。電圧レベル制御部５００は，映像レベルが低くなると，電子放出時のカソード電圧とゲート電圧との差を増加させるように電源供給部４００を制御する。また，電圧レベル制御部５００は，映像レベルが高くなると，電子放出時のカソード電圧とゲート電圧との差を減少させるように電源供給部４００を制御する。
【００３０】
電源供給部４００は，電圧レベル制御部５００の制御に基づいて，データ駆動部２００および走査駆動部３００に印加する電源ＶＳ１，ＶＳ２，ＶＳ３，ＶＳ４の少なくとも一つの電圧レベルを変更する。これにより，データ駆動部２００および走査駆動部３００から出力されるデータ信号および／または走査信号の電圧レベルが変更され，結果として電子放出素子１１０のゲート電極とカソード電極との間の電圧差が変更される。データ線がカソード電極として作用し，走査線がゲート電極として作用する場合，映像レベルが低くなると，電圧レベル制御部５００は，データ駆動部２００がデータ線に印加する電圧を低め，あるいは走査駆動部３００が走査線に印加する電圧を高め，あるいは上記２つの動作共を行うように電源供給部４００を制御する。
【００３１】
また，データ線がカソード電極として作用し，走査線がゲート電極として作用する場合，映像レベルが高くなると，電圧レベル制御部５００は，データ駆動部２００がデータ線に印加する電圧を高め，あるいは走査駆動部３００が走査線に印加する電圧を低め，あるいは上記２つの動作共を行うように電源供給部４００を制御する。このように電子放出時のカソード電圧とゲート電圧との差が増加すると，コントラストが増加することになり，電子放出時のカソード電圧とゲート電圧との差が減少すると，電力消耗が減少し，電子放出素子１１０の寿命が増加することになる。
【００３２】
電子放出基板１２０は，カソード電極１２２とゲート電極１２４の間の電圧に対応して電子を放出する基板であって，背面基板１２１，カソード電極１２２，絶縁層１２３，ゲート電極１２４および電子放出部１２５を備える。
【００３３】
背面基板１２１は，例えばガラス基板またはシリコン基板を採用することができる。電子放出部１２５としてＣＮＴ（Ｃａｒｂｏｎ  ＮａｎｏＴｕｂｅ）ペーストを用いて背面露光によって形成する場合には，ガラス基板のような透明基板を採用することが好ましい。
【００３４】
カソード電極１２２は，背面基板上にストライプ状に形成できる。カソード電極１２２には，データ駆動部または走査駆動部から印加されるデータ信号または走査信号が供給される。カソード電極１２２は導電体であってもよく，背面基板１２１と同一の理由により，透明導電体，例えばＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）であってもよい。
【００３５】
絶縁層１２３は，背面基板１２１とカソード電極１２２の上に設けられ，カソード電極１２２とゲート電極１２４とを電気的に絶縁する。絶縁層１２３は，絶縁物質，例えばＰｂＯとＳｉＯ２の混合ガラス質からなる。
【００３６】
ゲート電極１２４は，絶縁層１２３上に所定の形状，例えばストライプ状にカソード電極１２２と交差する方向に配置され，データ駆動部または走査駆動部から印加されるそれぞれのデータ信号または走査信号が供給される。ゲート電極１２４は，伝導性の良好な金属，例えば金（Ａｕ），銀（Ａｇ），白金（Ｐｔ），アルミニウム（Ａｌ），クロム（Ｃｒ）およびこれらの合金から選択された少なくとも一つの導電性金属材料から構成できる。絶縁層１２３およびゲート電極１２４は，カソード電極１２２が露出するよう，カソード電極１２２とゲート電極１２４との交差領域に少なくとも一つの第１開口部１２６を備える。
【００３７】
電子放出部１２５は，第１開口部１２６によって露出したカソード電極１２２上に電気的に接続されて位置し，カーボンナノチューブ；黒鉛，ダイアモンド，ダイアモンドライクカーボンまたはこれらの組み合わせによるナノチューブ；あるいはＳｉまたはＳｉＣのナノワイヤからなってもよい。
【００３８】
画像形成基板１３０は，電子放出基板１２０から放出された電子が衝突して光を出すことにより画像を形成する基板であって，前面基板１３１，アノード電極１３２，蛍光体１３３，光遮蔽膜１３４および金属反射膜１３５を含む。
【００３９】
前面基板１３１は，蛍光体１３３から発光する光が外部に伝達されるように透明な材質，例えばガラスからなることが好ましい。
【００４０】
アノード電極１３２は，蛍光体１３３から発光する光が外部に伝達されるように透明な材質，例えばＩＴＯ電極からなることが好ましい。アノード電極１３２は，電子放出素子から放出された電子をより良好に加速させるが，電子を蛍光体１３３の方向に加速させるために，アノード電極１３２には高圧の正（＋）電圧が印加される。蛍光体１３３は，電子放出基板１２０から放出された電子の衝突によって発光し，アノード電極１３２上に任意の間隔で選択的に配置される。
【００４１】
Ｇ蛍光体，すなわち緑色を発する蛍光体としては，例えばＺｎＳ：Ｃｕ，Ｚｎ２ＳｉＯ４：Ｍｎ，ＺｎＳ：Ｃｕ＋Ｚｎ２ＳｉＯ４：Ｍｎ，Ｇｄ２Ｏ２Ｓ：Ｔｂ，Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ，ＺｎＳ：Ｃｕ，Ａｌ，Ｙ２Ｏ２Ｓ：Ｔｂ，ＺｎＯ：Ｚｎ，ＺｎＳ：Ｃｕ，Ａｌ＋Ｉｎ２Ｏ３，ＬａＰＯ４：Ｃｅ，Ｔｂ，ＢａＯ・６Ａｌ２Ｏ３：Ｍｎ，（Ｚｎ，Ｃｄ）Ｓ：Ａｇ，（Ｚｎ，Ｃｄ）Ｓ：Ｃｕ，Ａｌ，ＺｎＳ：Ｃｕ，Ａｕ，Ａｌ，Ｙ３（Ａｌ，Ｇａ）２Ｏ１２：Ｔｂ，Ｙ２ＳｉＯ５：Ｔｂ，またはＬａＯＣｌ：Ｔｂが使用できる。また，Ｂ蛍光体，すなわち青色を発する蛍光体としては，例えばＺｎＳ：Ａｇ，ＺｎＳ：Ａｇ，Ａｌ，ＺｎＳ：Ａｇ，Ｇａ，Ａｌ，ＺｎＳ：Ａｇ，Ｃｕ，Ｇａ，Ｃｌ，ＺｎＳ：Ａｇ＋Ｉｎ２Ｏ３，Ｃａ２Ｂ５Ｏ９Ｃｌ：Ｅｕ２＋，（Ｓｒ，Ｃａ，Ｂａ，Ｍｇ）１０（ＰＯ４）６Ｃｌ２：Ｅｕ２＋，Ｓｒ１０（ＰＯ４）６Ｃ２：Ｅｕ２＋，ＢａＭｇＡ１６Ｏ２６：Ｅｕ２＋，ＣｏＯ，Ａｌ２Ｏ３を添加したＺｎＳ：Ａｇ，ＺｎＳ：ＡｇまたはＧａが使用できる。また，Ｒ蛍光体，すなわち赤色を発する蛍光体としては，例えばＹ２Ｏ２Ｓ：Ｅｕ，Ｚｎ３（ＰＯ４）２：Ｍｎ，Ｙ２Ｏ３：Ｅｕ，ＹＶＯ４：Ｅｕ，（Ｙ，Ｇｄ）ＢＯ３：Ｅｕ，γ−Ｚｎ３（ＰＯ４）２：Ｍｎ，（ＺｎＣｄ）Ｓ：Ａｇ，（ＺｎＣｄ）Ｓ：Ａｇ＋Ｉｎ２Ｏ３，またはＦｅ２Ｏ３を添加したＹ２Ｏ２Ｓ：Ｅｕが使用できる。光遮蔽膜１３４は，外部光を吸収および遮断し光学的クロストークを防止することによりコントラストを向上させるために，蛍光体１３３の間に任意の間隔で配置される。
【００４２】
金属反射膜１３５は，蛍光体１３３上に設けられ，電子放出基板１２０から放出された電子をより良好に収束し，電子の衝突によって蛍光体１３３から発光する光を前面基板１３１に反射させて反射効率を向上させる役割を果たす。一方，金属反射膜がアノード電極の役割を果たすと，アノード電極１３２の形成は選択的であり，アノード電極は不要な構成要素になることもある。
【００４３】
図３は図１に示した電子放出表示装置に採用可能なデータ駆動部の一例を示す図である。図３を参照すると，データ駆動部は，直列／並列変換部２１０，パルス幅変調部２２０およびレベル調節部２３０を含む。
【００４４】
直列／並列変換部２１０は，順次入力される映像データを並列映像データに変換して出力する。パルス幅変調部２２０は，直列／並列変換部２１０から出力される並列映像データをパルス幅変調したデータ信号を出力する。したがって，並列映像データが高階調のデータの場合には，パルス幅変調部２２０から出力されるデータ信号は広いパルス幅を有し，もし並列映像データが低階調のデータの場合には，パルス幅変調部２２０から出力されるデータ信号は狭いパルス幅を有する。
【００４５】
レベル調節部２３０は，電源供給部から印加される第１電源ＶＳ１および第２電源ＶＳ２に応じて，パルス幅変調部２２０から出力されるデータ信号の電圧レベルを調節してデータ線Ｄ１，Ｄ２，・・・，Ｄｍに出力する機能を行う。より具体的には，レベル調節部２３０から出力されるデータ信号のハイレベルの電圧は第１電源ＶＳ１の電圧に該当し，レベル調節部２３０から出力されるデータ信号のローレベルの電圧は第２電源ＶＳ２の電圧に該当する。したがって，第１電圧ＶＳ１の電圧および／または第２電源ＶＳ２の電圧が変更されることにより，データ信号のハイレベルの電圧および／またはローレベルの電圧が変わってくる。
【００４６】
データ線Ｄ１，Ｄ２，・・・，Ｄｍがカソード電極として使用される場合には，データ信号がローレベルの電圧，すなわち第２電源ＶＳ２の電圧を有するときに電子放出素子が電子を放出するので，電源供給部は，第２電源ＶＳ２の電圧レベルを変更することにより，電子放出時のゲート電極とカソード電極との間の電圧差を変更することができる。この際，第１電源ＶＳ１の電圧レベルは，固定的であってもよく，第２電源ＶＳ２の電圧レベルの変更に伴って変更されてもよい。
【００４７】
また，もしデータ線Ｄ１，Ｄ２，・・・，Ｄｍがゲート電極として使用される場合には，データ信号がハイレベルの電圧，すなわち第１電源ＶＳ１の電圧を有するときに電子放出素子が電子を放出するので，電源供給部は，第１電源ＶＳ１の電圧レベルを変更することにより，電子放出時のゲート電極とカソード電極との間の電圧差を変更することができる。この際，第２電源ＶＳ２の電圧レベルは，固定的であってもよく，第１電源ＶＳ１の電圧レベルの変更に伴って変更されてもよい。
【００４８】
電圧レベル制御部が走査駆動部から出力される走査信号の電圧レベルのみを制御し，データ駆動部から出力されるデータ信号の電圧レベルを制御しない場合には，第１電源ＶＳ１および第２電源ＶＳ２の電圧レベルは固定的であってもよく，またデータ駆動部はレベル調節部２３０を含まず，パルス幅変調部２２０から出力されるデータ信号が直ちにデータ線Ｄ１，Ｄ２，・・・，Ｄｍに伝達されることもできる。
【００４９】
図４は図１に示した電子放出表示装置に採用可能な走査駆動部の一例を示す図である。図４を参照すると，走査駆動部はシフトレジスタ３１０およびレベル調節部３２０を含む。シフトレジスタ３１０は，走査信号を順次出力する機能を行う。
【００５０】
レベル調節部３２０は，電源供給部から印加される第３電源ＶＳ３および第４電源ＶＳ４に応じて，シフトレジスタ３１０から出力される走査信号の電圧レベルを調節して走査線Ｓ１，Ｓ２，・・・，Ｓｎに出力する機能を行う。より具体的には，レベル調節部３２０から出力される信号のハイレベルの電圧は第３電源ＶＳ３の電圧に相当し，レベル調節部３２０から出力される信号のローレベルの電圧は第４電源ＶＳ４の電圧に相当する。したがって，第３電源ＶＳ３の電圧および／または第４電源ＶＳ４の電圧が変更されることにより，レベル調節部３２０から出力される信号のハイレベルの電圧および／またはローレベルの電圧が変わってくる。
【００５１】
走査線Ｓ１，Ｓ２，・・・，Ｓｎがカソード電極として使用される場合には，走査信号がローレベルの電圧，すなわち第４電源ＶＳ４の電圧を有するときに電子放出素子が電子を放出するので，電源供給部は，第４電源ＶＳ４の電圧レベルを変更することにより，電子放出時のゲート電極とカソード電極との間の電圧差を変更することができる。この際，第３電源ＶＳ３の電圧レベルは，固定的であってもよく，第４電源ＶＳ４の電圧レベルの変更に伴って変更されてもよい。
【００５２】
また，もし走査線Ｓ１，Ｓ２，・・・，Ｓｍがゲート電極として使用される場合には，走査信号がハイレベルの電圧，すなわち第３電源ＶＳ３の電圧を有するときに電子放出素子が電子を放出するので，電源供給部は，第３電源ＶＳ３の電圧レベルを変更することにより，電子放出時のゲート電極とカソード電極との間の電圧差を変更することができる。この際，第４電源ＶＳ４の電圧レベルは，固定的であってもよく，第３電源ＶＳ３の電圧レベルの変更に伴って変更されてもよい。
【００５３】
もし電圧レベル制御部がデータ駆動部から出力されるデータ信号の電圧レベルのみを制御し，走査駆動部から出力される走査信号の電圧レベルを制御しない場合には，第３電源ＶＳ３および第４電圧ＶＳ４の電圧レベルは固定的であってもよく，また走査駆動部はレベル調節部３２０を含まず，シフトレジスタ３１０から出力される走査信号が直ちに走査線Ｓ１，Ｓ２，・・・，Ｓｎに伝達されることもできる。
【００５４】
図５は図１に示した電子放出表示装置に採用可能な電圧レベル制御部の一例を示す図である。図５を参照すると，電圧レベル制御部は，映像レベル判断部５１０および電圧レベル決定部５２０を含む。
【００５５】
映像レベル判断部５１０は，１フレームの映像データを用いて映像レベルを判断する。１フレームの映像データに高階調のデータが多いほど，映像レベルは高い値を有し，１フレームの映像データに低階調のデータが多いほど，映像レベルは低い値を有する。映像レベル判断部５１０は，一例として，１フレームに該当する映像データの和を用いて映像レベルを求めることができる。より具体的には，映像レベル判断部５１０は，１フレームに該当する映像データの和を求めた後，求めた和の上位８ビットを映像レベルとして出力することができる。
【００５６】
電圧レベル決定部５２０は，映像レベル判断部５１０から出力される映像レベルに対応して電源供給部を制御する機能を行う。映像レベルが高い場合には，電圧レベル決定部５２０は，電子放出素子のゲート電極とカソード電極との間の電圧差が減少するように電源供給部を制御する。映像レベルが低い場合には，電圧レベル決定部５２０は，電子放出素子のゲート電極とカソード電極との間の電圧差が増加するように電源供給部を制御する。
【００５７】
図６〜図８は図１に示した電子放出表示装置において，データ線がカソード電極として使用され，走査線がゲート電極として使用された場合の映像レベルによるデータ信号および走査信号の変化を説明するための図である。
【００５８】
図６は，ゲート電極に印加される電圧のレベルを変化させることにより，ゲート電極とカソード電極との間の電圧差を変化させる場合の信号図である。図１および図６を参照すると，データ駆動部２００は，第１データ線Ｄ１に印加されるデータ信号に該当する映像データの入力を受け，それに対応するデータ信号を第１データ線Ｄ１へ出力する。データ信号は映像データに対応するパルス幅を有する信号であって，データ線Ｄ１が電子放出素子のカソード電極に該当するので，データ信号のパルスはローレベルの電圧値を有する。したがって，映像データの値が大きいほど，ローレベルを有するパルスの幅が広くなる。
【００５９】
データ線が電子放出素子のゲート電極に該当する場合には，データ信号のパルスはハイレベルの電圧値を有する。走査駆動部３００は，走査信号ＳＳを走査線Ｓ１，Ｓ２，・・・，Ｓｎに順次出力する。走査線が電子放出素子のゲート電極に該当するので，走査信号ＳＳはハイレベルの電圧値を有する。もし走査線が電子放出素子のカソード電極に該当する場合には，走査信号はローレベルの電圧値を有する。図６の信号図によって説明される電子放出表示装置は，映像レベルが変化することにより，ゲート電極の電圧レベル，すなわち走査信号の電圧レベルが変化することを特徴とする。より具体的には，映像レベルの値が５２から２５０に増加することにより，すなわち高階調に該当する映像データが多くなると，ゲート電極の電圧レベルがΔＶ１だけ減少する。したがって，ゲート電極とカソード電極との間の電圧差が減少し，各電子放出素子の電子放出量が減少することになり，各画素の輝度が減少することになる。
【００６０】
図７はカソード電極に印加される電圧のレベルを変化させることにより，ゲート電極とカソード電極との間の電圧差を変化させる場合の信号図である。図１および図７を参照すると，電子放出表示装置は，映像レベルが変化することにより，カソード電極の電圧レベル，すなわちデータ信号のパルスの電圧レベルが変化することを特徴とする。より具体的には，映像レベルの値が５２から２５０に増加することにより，すなわち高階調に該当する映像データが多くなると，カソード電極の電圧レベルがΔＶ２だけ増加する。したがって，ゲート電極とカソード電極との間の電圧差が減少し，各電子放出素子の電子放出量が減少することにより，各画素の輝度が減少することになる。それ以外の信号は図６と大きく異ならないので，これに対する説明は省略する。
【００６１】
図８はゲート電極およびカソード電極に印加される電圧のレベルを変化させることにより，ゲート電極とカソード電極との間の電圧差を変化させる場合の信号図である。図１および図８を参照すると，電子放出表示装置は，映像レベルが変化することにより，ゲート電極の電圧レベル，すなわち走査信号の電圧レベルとカソード電極の電圧レベル，すなわちデータ信号のパルスの電圧レベルが変化することを特徴とする。より具体的には，映像レベルの値が５２から２５０に増加することにより，すなわち高階調に該当する映像データが多くなると，カソード電極の電圧レベルがΔＶ３だけ増加し，ゲート電極の電圧レベルがΔＶ４だけ減少する。したがって，ゲート電極とカソード電極との間の電圧差が減少し，各電子放出素子の電子放出量が減少することになり，各画素の輝度が減少することになる。それ以外の信号は図６と大きく異ならないので，これに対する説明は省略する。
【００６２】
図９は本発明の実施形態に係る電子放出表示装置の制御方法を説明するための図である。図９を参照すると，電子放出表示装置の制御方法は，映像レベルを測定する段階（Ｓ１０），および測定された映像レベルに応じて電子放出素子のゲート電極とカソード電極との間の電圧差を調節する段階（Ｓ２０）を備える。
【００６３】
映像レベルを測定する段階（Ｓ１０）では，１フレームの映像データに対応する映像レベルを測定する。映像レベルは，１フレーム単位で求めることが最も好ましいが，複数のフレーム単位で求めることも本発明の範疇に含まれる。映像レベルを測定する段階（Ｓ１０）は，一例として，１フレームの映像データを合算する段階（Ｓ１１），および合算した値の上位ｋビット（ｋは２以上の整数）を映像レベルとして出力する段階（Ｓ１２）を含む。映像レベルのビット数（ｋ）が増加するほど，さらに精巧にゲート電極とカソード電極との間の電圧差を制御することができる。
【００６４】
ゲート電極とカソード電極との間の電圧差を調節する段階（Ｓ２０）では，映像レベルに対応して電子放出素子のゲート電極とカソード電極との間の電圧差を調節する。もし映像レベルが低い場合には，電子放出素子のゲート電極とカソード電極との間の電圧差を大きくし，映像レベルが高い場合には，電子放出素子のゲート電極とカソード電極との間の電圧差を小さくする。ここで，映像レベルが低いということは，低階調を有する映像データが多いことを意味するもので，必ずしも測定された映像レベルを表現する数字が低いことを意味するものではない。ゲート電極とカソード電極との間の電圧差を調節する段階（Ｓ２０）は，一例として，測定された映像レベルに対応する電圧レベルを有する電源をデータ駆動部および走査駆動部の少なくとも一つに印加する段階（Ｓ２１），およびデータ駆動部および走査駆動部の少なくとも一つが，印加された電源の電圧レベルに対応して電子放出素子のゲート電極とカソード電極との間の電圧差を調節する段階（Ｓ２２）を含む。
【００６５】
電子放出表示装置の制御方法の各段階に対する詳細な説明は，本発明の実施形態による電子放出表示装置を参照すれば容易に把握することができるので，説明の便宜上省略する。
【００６６】
以上，添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが，本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば，特許請求の範囲に記載された範疇内において，各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり，それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【産業上の利用可能性】
【００６７】
本発明は，電子放出表示装置よびその制御方法に適用可能であり，特に，映像レベルによってカソード電極とゲート電極との間の電圧を調節する電子放出表示装置およびその制御方法に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本発明の第１実施形態に係る電子放出表示装置を示す図である。
【図２】図１に示した電子放出表示装置に採用可能な画素部の一部の一例を示す図である。
【図３】図１に示した電子放出表示装置に採用可能なデータ駆動部の一例を示す図である。
【図４】図１に示した電子放出表示装置に採用可能な走査駆動部の一例を示す図である。
【図５】図１に示した電子放出表示装置に採用可能な電圧レベル制御部の一例を示す図である。
【図６】図１に示した電子放出表示装置において，データ線がカソード電極として使用され，走査線がゲート電極として使用された場合の映像レベルによるデータ信号および走査信号の変化を説明するための図である。
【図７】図１に示した電子放出表示装置において，データ線がカソード電極として使用され，走査線がゲート電極として使用された場合の映像レベルによるデータ信号および走査信号の変化を説明するための図である。
【図８】図１に示した電子放出表示装置において，データ線がカソード電極として使用され，走査線がゲート電極として使用された場合の映像レベルによるデータ信号および走査信号の変化を説明するための図である。
【図９】本発明の実施形態に係る電子放出表示装置の制御方法を説明するための図である。
【符号の説明】
【００６９】
１００    画素部
１１０    画素
２００    データ駆動部
２１０    直列／並列変換部
２２０    パルス幅変調部
２３０，３２０    レベル調節部
３００    走査駆動部
３１０    シフトレジスタ
４００    電源供給部
５００    電圧レベル制御部
５１０    映像レベル判断部
５２０    電圧レベル決定部
【図１】
2006285204.tif 000003
【図２】
2006285204.tif 000004
【図３】
2006285204.tif 000005
【図４】
2006285204.tif 000006
【図５】
2006285204.tif 000007
【図６】
2006285204.tif 000008
【図７】
2006285204.tif 000009
【図８】
2006285204.tif 000010
【図９】
2006285204.tif 000011