(57)【要約】【課題】  電界放出ディスプレイ装置をパッシブ駆動パルス幅変調方式に従って駆動する場合の消費電力を低減する。【解決手段】  データパルス（Ｖｋ）の印加タイミングを、スキャンパルス（Ｖｇ）の途中から最後までを点灯期間とする波形と、スキャンパルスの最初から途中までを点灯期間とする波形とを１水平走査期間毎に繰返すように設定する。１水平走査期間当りのカソード電極の充放電回数を低減し、この充放電に起因する消費電力を低減する。【選択図】        図４
2006098511.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
行列状に配列される複数の電界放出素子、
各電界放出素子行に対応して配置され、各々に対応の行の電界放出素子が接続される複数のゲート線、
各電界放出素子列に対応して配置され、各々に対応の列の放出素子が接続され、対応の列の電界放出素子に表示データ信号を伝達する複数のデータ線、
所定の周期で順次前記複数のゲート線にスキャンパルスを印加するゲート線駆動回路、および
前記所定の周期に応じて前記複数のデータ線にパルス幅変調された表示データ信号を伝達するデータ線駆動回路を備え、前記データ線駆動回路は、前記パルス幅変調された表示データ信号の有効期間を、前記所定の周期の期間の開始時から途中までの期間および前記所定の周期の期間の途中から終了時点までに、各ゲート線毎に切換える、電界放出表示装置。
【請求項２】
前記データ線駆動回路は、前記表示データ信号の有効期間の開始時点を各ゲート線についてフィールド毎に切換える、請求項１記載の電界放出表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、電界放出表示装置に関し、特に、パッシブマトリクス駆動パルス幅変調方式により電界放出表示装置を駆動する回路の消費電力を低減するための構成に関する。
【背景技術】
【０００２】
表示装置（ディスプレイ）の１つとして、電界放出ディスプレイ（ＦＥＤ：フィールド・エミッション・ディスプレイ）がある。この電界放出表示装置は、電子放出源（エミッタ）から真空中に電子を放出し、この電子を蛍光体に照射することにより発光させる。このようなＦＥＤにおいては、カソードパネルに、画素に対応して電子放出源がマトリクス状に配列され、電界放出の原理に従って電子放出源から電子を放出する。このカソードパネルと対向して蛍光パネルが配置され、この蛍光パネルには表示画素に対応して蛍光体が配置され、電子放出源（エミッタ）からの放出電子により蛍光パネルに配置される蛍光体が発光する。このＦＥＤにおいて、画像表示を行なう場合には、カソードパネルの電子放出源を選択して電圧が印加される。この電子放出源を選択して表示データ信号を印加する回路として、単純マトリクス型（パッシブマトリクス型）の配線またはスイッチング素子を含むアクティブマトリクス型回路が形成される。
【０００３】
ＦＥＤの画像表示時におけるパッシブ駆動型の電子放出源駆動方式の一例が、特開２００１−２０９３５２号公報（特許文献１）に示されている。
【０００４】
この特許文献１においては、単純マトリクス型（パッシブ駆動）パルス幅変調方式で、電子放出源の駆動が行なわれている。すなわち、表示画素輝度に応じて、表示データ信号をパルス幅変調して、電子放出源が接続されるカソード電極に印加する。単純マトリクス型ＦＥＤにおいては、行方向に延在する１走査線に対応してゲート電極配線が配置され、列方向に延在してカソード電極配線が配置される。ゲート電極配線には、１水平走査期間活性状態となるサンプリング（スキャン）パルスが順次印加され、１行の電子放出源を選択する。カソード電極配線に、表示画素輝度に応じたパルス幅を有するデータ信号が印加される。入射する電子量が多い場合には、蛍光パネルにおいて高輝度の発光を対応の蛍光体が行ない、通常のブラウン管の表示画面と同様、高輝度の表示画像を得ることができる。
【特許文献１】特開２００１−２０９３５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ＦＥＤは、電子銃を用いるブラウン管と異なり電子の偏向を必要とせず、また、電界放出でありいわゆる冷陰極構造であるため、ブラウン管と比べて消費電力および発熱が小さく、薄型大画面の平面ディスプレイを実現する装置として注目を浴びている。
【０００６】
上述の特許文献１においては、ＦＥＤの駆動方式として、パッシブ駆動パルス幅変調方式が示されている。この駆動方式の場合、パッシブマトリクス駆動であり、ゲート電極配線にスキャンパルスを印加し、このスキャンパルス印加と同期して、各カソード電極配線に、輝度に応じたパルス幅を有する表示データ信号を印加する。スキャンパルスの印加開始タイミングは、各水平走査期間の開始時点である。パッシブ駆動であるため、各カソード電極配線において、対応して配置される列方向に整列する電子放出源に対して共通に表示データ信号が印加される。電子放出源は、そのゲート電極配線およびカソード電極配線の間の電圧に応じて電子を放出する。異なるゲート電極配線の電子放出源に表示データ信号が重畳して印加された場合、正確な表示を行なうことができなくなる。従って、各サンプリング期間（１水平走査期間）内において表示データ信号はリセットされ、選択ゲート電極配線の切換時には、各カソード電極配線は、一旦初期状態にプリチャージされ、新たなゲート電極配線の選択と同期して各カソード電極配線に表示データ信号が印加される。
【０００７】
この従来の駆動方式の場合、１水平走査期間の開始に同期してカソード電極配線が、表示データ信号に応じて駆動され、次いで、この表示データ信号の表示期間が終了するとカソード電極配線は、再び元のプリチャージ電圧レベルに復帰する。したがって１水平走査期間にカソード電極配線の電位が、表示データ信号の開始時点および終了時点で変化し、１サンプリング期間（１水平走査期間）で、カソード電極配線の充電および放電が行なわれる。１フィールド（１フレーム）の画像の表示が行なわれる１垂直走査期間では、このカソード電極配線の充放電回数が大きくなり、応じて消費電力が大きくなる。パッシブ駆動方式では、カソード電極配線に直接、電子放出源のカソード電極が接続され、その寄生容量は大きく、充放電電流が大きくなる。表示パネルのサイズが大きくなった場合、電子放出源（画素）の数も増大し、応じて駆動すべきゲート電極配線およびカソード電極配線の数も増大し、これらの電極配線の充放電による消費電力が大きく増大するという問題が生じる。
【０００８】
上述の特許文献１においては、電子放出源としてカーボンナノチューブを利用し、その電子放出特性の経時変化による表示の不均一の問題を解消することを意図しており、消費電力の問題については何ら考慮していない。
【０００９】
それゆえ、この発明の目的は、消費電力を低減することのできるパッシブ駆動（単純マトリクス駆動）パルス幅変調方式の電界放出表示装置（ＦＥＤ）を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この発明に係る電界放出表示装置は、行列状に配列される複数の電界放出素子と、各電界放出素子行に対応して配置され、各々に対応の行の電界放出素子が接続される複数のゲート線と、各電界放出素子列に対応して配置され、各々に対応の列の電界放出素子が接続されて、対応の列の電界放出素子に表示データ信号を伝達する複数のデータ線（カソード電極線）と、所定の周期で順次複数のゲート線にスキャンパルスを印加するゲート線駆動回路と、所定の周期に応じて、複数のデータ線に表示データ信号を伝達するデータ線駆動回路を備える。このデータ線駆動回路は、パルス幅変調された表示データ信号の有効期間を、所定の周期の期間の開始時から途中までの期間および所定の周期の期間の途中から終了時点までに各ゲート線毎に切換える。
【発明の効果】
【００１１】
この発明に従う電界放出表示装置においては、カソード電極の駆動波形として、スキャンパルスの途中から最後までを輝度データに従った点灯期間とする波形と、スキャンパルスの最初から途中までを輝度データに従った点灯期間とする波形とが各ゲート線毎に切換えられる。したがって、１つのゲート電極配線の点灯期間中におけるカソード電極配線の充放電は、充電または放電のどちらか１回となり、１フィールドの画像を表示する１垂直走査期間では、この充放電回数を従来のパルス幅変調信号の駆動方式の場合に比べて約半分に設定することができ、データ線（カソード電極配線）駆動時の充放電による消費電力を大きく低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
［実施の形態１］
図１は、この発明の実施の形態１に従う電界放出表示装置の全体の構成を概略的に示す図である。図１において、電界放出表示装置は、画像を表示する電界放出表示パネル１を含む。この電界放出表示パネル１においては、画素が行列状に配列される。各画素は、電子放出素子（電界電子放出源）４と、この電子放出素子４から放出された電子量に応じて発光する蛍光体を含む。電界放出表示パネル１においては、画素（電子放出源４）の行（１水平走査線）に対応してゲート線（ゲート電極）３が配設され、画素（電子放出源）の各列に対応して、カソード電極（データ線）が配列される。この電界放出表示パネル１においては、カソード電極２とゲート電極３の交点に対応して電子放出素子４が配設され、単純マトリクス駆動（パッシブ駆動）方式で、画素の駆動が行なわれる。
【００１３】
この電界放出表示装置は、さらに、表示すべき画像を表わす映像データと表示画像の水平走査周期および垂直走査周期を規定する同期信号とを受け、カソード電極駆動タイミング信号、ゲート電極駆動タイミング信号および表示データ信号を生成する制御回路６と、制御回路６からのタイミング信号に従ってゲート電極３を順次選択状態へ駆動するスキャンパルスを発生するゲート駆動回路５と、制御回路６からの表示データ信号とカソード電極駆動タイミング信号とに従ってカソード電極２を駆動するカソード駆動回路７を含む。
【００１４】
ゲート駆動回路５は、制御回路６からの制御信号に従って１水平走査期間に対応する期間１つのゲート電極３を選択状態に維持する。カソード駆動回路７は、制御回路６から送出されるタイミング信号および輝度データ（表示データ信号）に従ってカソード電極２にデータパルスを伝達してカソード電極を駆動する。データパルスのパルス幅は、輝度データに従って設定され、表示画素の階調を制御する。
【００１５】
図２は、電子放出素子４の構成の一例を概略的に示す図である。図２において、カソード電極２は、例えばガラス基板で構成されるカソードパネル上に電子放出素子各列に対応して配置される。ゲート電極３は、カソード電極２とゲート絶縁膜（図示せず）を介して、電子放出素子４の各行に対応して配置される。
【００１６】
電子放出素子４は、カソード電極２上に配置されるエミッタ材料１０を含む。このエミッタ材料１０は、一例として、ポリイミド内に混合されるカーボンナノチューブで構成される。このエミッタ材料に所定のレベル（しきい値電圧）以上の電圧を印加することにより、電子１２が放出される。
【００１７】
エミッタ材料１０に対向して、ゲート電極３には、エミッタホール１１が形成される。このエミッタホール１１を介して電子１２が、対向して設けられる蛍光パネル１４の蛍光体に照射され、対応の蛍光体が発光する。蛍光パネル１４は、蛍光電源１６により、所定電圧レベルにバイアスされ、電子放出素子４から放出された電子１２を加速し、引き寄せる。蛍光パネル１４が、電子加速機構として機能し、また、電子放出素子４が輝度データに応じて電子を放出するため、蛍光パネル１４とカソード電極２が形成されるカソードパネルとの間の距離は、数ｍｍ程度の間隔であり、電子銃が不要であり、薄型の表示パネルを実現することができる。
【００１８】
蛍光パネル１４の表面に形成される蛍光体として、カラー画像表示の場合、３原色の赤（Ｒ）、青（Ｂ）、および緑（Ｇ）の蛍光体が配置される。それぞれの色画素単位に対して輝度に応じて照射電子量を調整することにより、カラー画像の階調表示を実現することができる。
【００１９】
電子放出素子４は、対応のカソード電極２およびゲート電極３の間の電圧が所定値以上のときに電子を電界放出の原理に従って放出する。パルス幅変調方式で表示データ信号を供給する場合、エミッタ材料１０に印加される電圧パルス幅を、表示画像データの輝度信号に応じて調整することにより、蛍光パネル１４の対応の蛍光体へ照射される電子量を調整することができ、対応の蛍光体の発光強度を調整することができる。
【００２０】
図３は、カソードパネル上の電界放出素子４、ゲート電極およびカソード電極の配置の一例を示す図である。図３においては、電子放出素子が４行３列に整列して配置される。電界放出素子４の各行に対応してゲート電極３−１から３−４が配置され、電界放出素子４の各列に対応してカソード電極２−１から２−３がそれぞれ配置される。単純マトリクス駆動方式（パッシブ駆動方式）で表示パネルの駆動が行なわれるため、カソード電極２（２−１〜２−３）およびゲート電極３（３−１〜３−４）に電圧が印加されるときのみ、各電子放出素子４に表示データに対応する電圧が印加される。
【００２１】
図４は、この発明の実施の形態１に従う電界放出表示装置の駆動波形の一例を示す図である。ゲート電極３−１、３−２、３−３、…には、パルス電圧Ｖｇおよび直列電圧Ｖｄｃのスキャンパルスが順次印加される。カソード電極２−１、２−２、２−３、…には、輝度データに従ってパルス幅変調されたパルス電圧Ｖｋのデータパルスが印加される。電子放出素子４においては、電極間に電圧Ｖｇ＋Ｖｄｃの電圧が印加されている期間が点灯期間（オン状態）となり、それ以外の期間、すなわちＶｇ＋Ｖｄｃ−Ｖｋ、Ｖｄｃ、Ｖｄｃ−Ｖｋの電圧が印加されている期間が、非点灯期間（オフ状態）となる。
【００２２】
この点灯期間中に、電子放出素子４が電子を放出する。実施の形態１に従う駆動方式においては、カソード電極に印加されるデータパルスの印加タイミングを、ゲート電極３の１ライン（１水平走査線に対応）毎に異ならせる。すなわち、図４に示す駆動波形においては、奇数のゲート電極３−１にスキャンパルスが印加されたときには、１水平走査期間の途中の時点から１水平走査期間の終了時点までをデータパルスの有効期間（カソード電極電圧が接地電圧ＧＮＤレベル）とする。ゲート電極３の偶数ライン（ゲート電極３−２、３−４、…）を点灯する場合には、スキャンパルスの最初からこのスキャンパルスの途中までの期間が、輝度データに従ったデータパルスの有効期間（点灯期間）となるような波形に設定する。したがって、１水平走査期間の入れ替わり時点すなわちゲート電極切換時、カソード電極の電圧変化は生じない。各カソード電極２の電圧変化が、１水平走査期間（ゲート電極へのサンプリングパルス印加期間）において１度だけとなり、１水平走査期間においては、カソード電極２の充電または放電が行なわれるだけである。
【００２３】
図５は、カソード電極駆動波形を例示的に示す図である。（ａ）に、従来の電界放出表示装置におけるカソード電極ＫＡの駆動シーケンスを処理し、（ｂ）に、この発明の実施の形態１に従うカソード電極２の駆動シーケンスを示す。オン状態が点灯期間に相当し、オフ状態が非点灯期間に相当する。
【００２４】
図５（ａ）に示すように、従来のカソード電極ＫＡの駆動シーケンスにおいては、１水平走査期間（１Ｈ）の開始時点から、データパルスａが印加される。１水平走査期間（１Ｈ）の途中の時点で、データパルスの印加期間が終了し、カソード電極ＫＡが所定の電圧レベルにプリチャージされる。次の１水平走査期間において、再びデータパルスｂが印加されるとき、再び、カソード電極ＫＡの放電が行なわれ、このデータパルスｂの有効期間（点灯期間）の完了時に、再びカソード電極ＫＡの充電が行なわれる。したがって、１水平走査期間１Ｈにおいて、データパルスの有効期間開始時および終了時に放電および充電がそれぞれ行なわれる。
【００２５】
一方、図５（ｂ）に示すように、この発明の実施の形態１に従う駆動シーケンスでは、カソード電極２に対し、データパルスａは、１水平走査期間（１Ｈ）の途中の時点から印加が開始され（有効期間が始まり、）、このデータパルスａの終了は、１水平走査期間（１Ｈ）の終了時点と同期する。次の１水平走査期間の開始時に、次のデータパルスｂが印加され、このデータパルスｂの有効期間（点灯期間）は１水平走査期間の途中の期間で終了する。したがって、１水平走査期間においては、カソード電極２は、充電または放電が行なわれるだけであり、２水平走査期間において充電および放電が行なわれる。したがって、この発明の実施の形態１に従う駆動波形においては、充放電回数は、従来の駆動シーケンスに比べて１／２倍に低減することができる。
【００２６】
カソード電極の充放電による消費電力は、充放電の回数に比例して増大するため、この発明の実施の形態１に従う駆動波形のように、各ゲート電極毎に、データパルス印加タイミングを異ならせ、ゲート電極切換時（１水平走査期間完了時）におけるカソード電極の電位変化が生じないようにすることにより、消費電力を大幅に低減することができる。特に、大型表示パネルなどにおいてゲート電極の数が増大した場合、１垂直走査期間において駆動されるゲート電極の数が増大するため、１垂直走査期間における消費電力を大幅に低減することができる。
【００２７】
なお、図４に示す駆動シーケンスにおいては、ゲート電極３の奇数ライン（３‐１、３‐３・・・）において、データパルスが１水平走査期間の途中から印加され、この水平走査期間の終了時にデータパルスの有効期間が終了し、また、ゲート電極３の偶数ライン（３‐２、・・・）においては、１水平走査期間の開始時からデータパルスの有効期間が始まり、この１水平走査期間の途中で、このデータパルスの有効期間が停止している。しかしながら、このデータパルスの印加シーケンスは、各ゲート電極毎に、そのデータパルスの印加タイミングを異ならせ各ゲート電極の切換時、カソード電極に電位変化が起こらないという条件を満たす限り、ゲート電極の偶数ラインおよび奇数ラインに対するデータパルス印加シーケンスは、反対にされてもよい。
【００２８】
図６は、図１に示すカソード駆動回路７の具体的構成の一例を示す図である。図６においては、カソード電極２を駆動する回路部分の構成は同一であるため、カソード電極２−１を駆動する単位駆動回路１７の構成を代表的に示す。この単位駆動回路１７が、カソード電極２（２‐２、２‐３・・・）それぞれに対応して配置される。
【００２９】
図６において、カソード駆動回路７は、図１に示す制御回路６からのシフトクロック信号ＳＣＬＫに従って各画素に対する輝度データＢＤをシフトし格納するシフトレジスタ回路７ａと、図１に示す制御回路６からのラッチ信号ＬＴに従ってシフトレジスタ７ａに格納された１行（１ゲート線に接続される電子放出素子）の輝度データＢＤをラッチするラッチ回路７ｂと、ラッチ回路７ｂのラッチした輝度データに従ってそれぞれ対応のカソード電極２に対する表示データ信号を生成する単位駆動回路１７を含む。
【００３０】
シフトレジスタ回路７ａは、１行の画素に対応するレジスタを含み、図１に示す制御回路６から送出される輝度データＢＤを順次レジスタを介してシフトし、１ゲート電極ラインの電子放出素子（カソード電極）それぞれに対する輝度データＢＤを保持する。カラー画像の場合、輝度データが、赤、青、および緑各色に対して与えられる。輝度データＢＤは、多ビットデータである。
【００３１】
ラッチ回路７ｂは、シフトレジスタ回路７ａに１ゲート電極ラインの輝度データＢＤがラッチされると、このシフトレジスタ回路７ａに格納された１ゲート電極ラインの輝度データを取り込みラッチする。したがって、ラッチ回路７ｂのラッチデータは１水平走査期間毎に更新される。
【００３２】
単位駆動回路１７は、ラッチ回路７ｂの対応のラッチ輝度データの最大輝度データに対する補数値を求める補数演算回路７ｅと、切換信号ＳＷ１に従って補数演算回路７ｅからの補数輝度データとラッチ回路７ｂからの輝度データの一方を選択するデータ切換回路７ｃと、データ切換回路７ｃからのデータに従ってパルス幅基本クロック信号ＢＣＬＫをカウントして、与えられた輝度データに対応するパルス幅を有するパルス信号を生成するパルス幅変換回路７ｄと、パルス幅変換回路７ｄの出力パルスを反転するインバータ回路７ｈと、制御回路からの切換信号ＳＷ２に従ってパルス幅変換回路７ｄからのパルス信号とインバータ回路７ｈからの反転パルス信号の一方を選択する信号切換回路７ｆと、信号切換回路７ｆからの信号に従ってカソード電極２−１を駆動するデータパルスを生成する高電圧回路７ｇを含む。
【００３３】
補数演算回路７ｅは、最大輝度データからラッチ回路７ｂから与えられた輝度データの減算を行なって、最大輝度データについての輝度データの補数値を生成する。この最大輝度データは、例えば１水平走査期間に対応するパルス幅を指定する。
【００３４】
パルス幅変換回路７ｄは、与えられたデータに対応する期間のパルス幅を有する有効信号（点灯信号）を生成する。パルス幅変換回路７ｄは、たとえば、パルス幅基本クロック信号ＢＣＬＫをカウントするカウンタと、カウント開始指示に従ってセットされかつこのカウント回路のカウントアップ値に従ってリセットされるセット／リセットフリップフロップとで構成される。このセット／リセットフリップフロップから、与えられたデータに対応するパルス幅を有するデータパルス信号を生成する。カウント開始指示は、例えば水平同期信号に従って生成される。
【００３５】
高電圧回路７ｇは、レベル変換機能を有し、カソード電極駆動用の高電圧Ｖｋと接地電圧ＧＮＤの間で変化するデータパルスを生成する。
【００３６】
図７は、図６に示すカソード制御回路の動作を示すタイミング図である。以下、図７を参照して、図６に示すカソード制御回路７の動作について説明する。
【００３７】
期間Ｔ１においては、切換制御信号ＳＷ１およびＳＷ２が、たとえばＬレベルに設定され、データ切換回路７ｃが補数演算回路７ｅの出力データを選択する状態を設定され、また信号切換回路７ｆが、インバータ７ｈの出力信号を選択する状態に設定される。
【００３８】
補数演算回路７ｅは、輝度ラッチ回路７ｂから与えられる輝度データＢＤの最大輝度値についての補数演算を行なって補数輝度データＣＢＤを生成する。ここで、図７においては、最大輝度値Ｄｍａｘが、１水平走査期間１Ｈのパルス幅に対応する場合を想定する。この場合、補数演算回路７ｅからは、輝度データｄ１と補数値ＣＢＤのＨレベル期間の和が、最大輝度値ｄｍａｘとなる補数輝度値データが生成される。
【００３９】
パルス幅変換回路７ｄは、この期間Ｔ１においては、データ切換回路７ｃからの補数値輝度データＣＢＤに従ってパルス幅信号生成処理を行ない、補数輝度値データに応じて、パルス幅基本クロック信号ＢＣＬＫをカウントし、そのカウント期間に対応するパルス幅の信号を生成する。
【００４０】
インバータ７ｈは、パルス幅変換回路７ｄからのパルス幅（ｄｍａｘ−ｄ１＝１Ｈ−ｄ１）のパルス信号を反転する。信号切換回路７ｆを介してインバータ７ｈの出力信号が、高電圧回路７ｇに与えられる。高電圧回路７ｇは、この与えられた信号の論理反転およびレベル変換を行ないインバータ７ｈの出力信号がＨレベルの期間、接地電圧ＧＮＤレベルとなる信号を生成する。したがって、高電圧回路７ｇからは１水平走査期間の開始点から輝度値データＢＤの補数値ＣＢＤの期間遅れて有効期間（点灯期間）が始まり、水平走査期間Ｔ１の完了時に有効期間が終了するデータパルスが生成される。
【００４１】
次の１水平走査期間Ｔ２においては、切換信号ＳＷ１およびＳＷ２がＨレベルに設定される。この水平走査期間Ｔ２においても、輝度データｄ２の最大輝度値ｄｍａｘについての補数値が補数演算回路により生成される。
【００４２】
パルス幅変換回路７ｄは、データ切換回路７ｃを介してラッチ回路７ｂからの輝度値データｄ２を受けており、インバータ７ｈの出力信号は、輝度値データｄ２が指定する期間経過後にＨレベルとなる。しかしながら、信号切換回路７ｆは、パルス幅変換回路７ｄの出力信号を選択しており、輝度値データＢＤに対応するパルス幅ｄ２を有する信号が高電圧回路７ｇへ与えられる。したがって、高電圧回路７ｇからは、この１水平走査期間Ｔ２の開始時点から、途中のパルス幅ｄ２に対応する期間までが有効期間となるデータパルス信号が生成される。この有効期間（点灯期間）が完了すると、高電圧回路７ｇの出力信号はＨレベル（高電圧Ｖｋレベル）に復帰する。
【００４３】
これらの切換制御信号ＳＷ１およびＳＷ２の論理レベルを、各水平走査期間毎に切換えることにより、ゲート電極毎、すなわち１水平走査期間毎に、カソード電極に与えられるデータパルスの有効期間の開始時点を変更することができ、データパルスの有効期間を、１水平走査期間の途中から完了時点までおよび１水平走査期間の開始時から途中までの期間で交互に設定することができる。
【００４４】
なお、図７に示す信号波形においては、高電圧回路７ｇが、レベル変換および論理レベル変換を行っている。しかしながら、パルス幅変換回路７ｄが、有効期間がＬレベルとなるパルス信号を生成する場合、高電圧回路７ｇは、論理レベル変換を行なわず、単にレベル変換機能のみを実行する。
【００４５】
また、カソード電極は、高電圧Ｖｋと接地電圧ＧＮＤの間で変化し、接地電圧ＧＮＤの印加時に、対応の電子放出素子から電子を放出させている。しかしながら、この高電圧回路７ｇは、接地電圧ＧＮＤと負電圧を生成し、負電圧レベルが、データパルスの有効期間を規定するように構成されてもよい。
【００４６】
また、最大輝度データに対応するパルス幅が、上述の説明では１水平走査期間１Ｈに設定されている。しかしながら、この最大輝度データに対するパルス幅が１水平走査期間１Ｈよりも短い場合には、インバータ７ｈの出力信号を、最大輝度値に対応するパルス幅と１水平走査期間１Ｈの時間差に対応する時間だけ遅延する遅延回路が設けられてもよい。
【００４７】
図８は、図６に示す切換信号ＳＷ１およびＳＷ２を発生する部分の構成の一例を示す図である。この図８においては、切換信号発生部は、水平クロック信号ＨＣＬＫに従って出力Ｑからの信号の論理レベルを変換するＴフリップフロップ１６を含む。Ｔフリップフロップ１６は、電源投入時または表示動作開始時に生成されるリセット信号ＲＳＴによりリセットされる。
【００４８】
このＴフリップフロップ１６は、図１に示す制御回路６に含まれ、水平クロック信号ＨＣＬＫは、１水平走査期間を規定し、ゲート線駆動期間を指定する。
【００４９】
図８に示す構成においては、水平クロック信号ＨＣＬＫの立上がり毎にＴフリップフロップ１６の出力Ｑからの信号の論理レベルが変化し、切換信号ＳＷ１およびＳＷ２の論理レベルを、１水平走査期間毎に変更することができる。
【００５０】
以上のように、この発明の実施の形態１に従えば、カソード電極にデータパルスを印加するタイミングについて、スキャンパルスの途中から最後までの点灯期間とする波形とスキャンパルスの最初から途中までを点灯期間とする波形とが１水平走査期間毎に切換えられるように構成しており、カソード電極の充放電回数を低減することができ、電界放出表示装置の消費電力を大きく低減することができる。
【００５１】
［実施の形態２］
図９は、この発明の実施の形態２に従う電界放出表示装置の駆動方法を示すタイミング図である。この発明の実施の形態２における電界放出表示装置の全体の構成は、図１に示す電界放出表示装置の構成と同じである。
【００５２】
この図９に示す駆動方法においては、１垂直走査期間（フィールド）毎に、ゲート電極へのデータパルスの印加タイミングが切換えられる。すなわち、図９に示す駆動シーケンスにおいては、フィールド♯１においては、ゲート電極３の奇数ライン（３−１，３−３）に対するデータパルスは、スキャンパルスの途中からスキャンパルスの完了時点まで期間有効期間の（点灯期間（オン））となり、ゲート電極３の偶数ライン（３−２…）に対するデータパルスは、スキャンパルスの開始時点からスキャンパルスの途中までが有効期間（点灯期間）となるように、データパルスが印加される。
【００５３】
一方、次のフィールド♯２においては、このデータパルスの有効期間の開始および終了期間が交換され、ゲート電極３の奇数ライン（３−１、３−３、…）に対するデータパルスは、スキャンパルスの開始時点からこのスキャンパルスの途中までの時点が有効期間（点灯期間）となり、ゲート電極３の偶数ライン（３−２、３−４、…）に対するデータパルスは、スキャンパルスの途中の時点からのスキャンパルスの完了時点までが有効期間（点灯期間）となる。以降のフィールドについては、フィールド♯１および♯２の駆動タイミングが繰返される。
【００５４】
フィールド♯１またはフィールド♯２のいずれか一方のみの駆動タイミングを用いる場合、ゲート電極３の奇数ラインおよび偶数ラインで駆動条件が偏り、画質が劣化することが考えられる。たとえば、フィールド♯１の駆動条件のみを繰返した場合、ゲート電極３の奇数ライン（３−１、３−３、…）は、常にデータパルスの立下がりからスキャンパルスの立下がりまでが点灯期間となり、一方、ゲート電極３の偶数ライン（３−２、３−４、…）については、スキャンパルスの立上がりからデータパルスの立上がりまでが点灯期間となる。一般に、高電圧回路の出力信号波形は、立上がり波形と立下がり波形には、その駆動力により、若干相違が生じる。従って、このような偏った駆動を行なった場合、同一輝度データで画素の点灯を行なっても、ゲート電極の奇数ラインと偶数ラインとで微妙な輝度差が生じる場合がある。このような画質劣化に対して、フィールド♯１および♯２のデータパルス印加タイミングを順次繰返すことにより、カソード電極駆動条件を平均化し、ゲート電極３の奇数ラインと偶数ラインとで生じる輝度差を抑制することができ、画質劣化を防止することができる。
【００５５】
図１０は、この発明の実施の形態２における制御回路の要部の構成を概略的に示す図である。この発明の実施の形態２においては、カソード駆動回路７の構成としては、図６に示す構成を利用することができる。図１０においては、このカソード駆動回路７に対する切換信号ＳＷ１およびＳＷ２が発生する部分の構成を示す。
【００５６】
図１０において、切換信号発生部は、水平クロック信号ＨＣＬＫに従ってその出力Ｑからの出力信号の論理レベルを変更するＴフリップフロップ２０と、垂直クロック信号ＶＣＬＫに従ってその出力Ｑからの信号の論理レベルを変化させるＴフリップフロップ２２と、Ｔフリップフロップ２０および２２の出力信号を受けて切換信号ＳＷ１およびＳＷ２を生成するＥＸＯＲ回路２４を含む。
【００５７】
水平クロック信号ＨＣＬＫは１水平走査期間を規定し、垂直クロック信号ＶＣＬＫは１垂直走査期間を規定する。ＥＸＯＲ回路２４は、Ｔフリップフロップ２２の出力信号がＬレベルのときには、バッファ回路として動作し、Ｔフリップフロップ２０の出力信号に従って切換信号ＳＷ１およびＳＷ２を生成する。一方、ＥＸＯＲ回路２４は、Ｔフリップフロップ２２の出力信号がＨレベルのときには、インバータとして動作し、Ｔフリップフロップ２０の出力信号を反転して切換信号ＳＷ１およびＳＷ２を生成する。したがって、垂直走査期間毎に、Ｔフリップフロップ２２の出力信号の論理レベルが変化するため、この切換信号ＳＷ１およびＳＷ２の活性／非活性シーケンスを、垂直走査期間毎に切換えることができる。
【００５８】
以上のように、この発明の実施の形態２に従えば、各フィールド毎に、カソード線へのデータパルス印加タイミングを切換えており、ゲート電極の奇数ラインおよび偶数ラインで生じる輝度差を抑制することができ、この電界放出表示装置の消費電力を画質の劣化を抑制しつつ低減することができる。
【００５９】
［実施の形態３］
図１１は、この発明の実施の形態３に従う電界放出表示装置のカソード駆動回路７の構成を概略的に示す図である。この図１１に示すカソード駆動回路７は、以下の点で、図６に示すカソード駆動回路と、その構成が異なる。すなわち、カソード電極２（２−１、…２−３）に対しては、定電流回路７ｉにより定電流駆動される。この定電流回路７ｉは、カソード電極に流れ込む電流を一定に制御する回路である。図１１に示すカソード駆動回路７の他の構成は、図６に示すカソード駆動回路の構成と同じであり、対応する部分には同一の参照番号を付し、その詳細説明は省略する。
【００６０】
カソード電極を定電流回路７ｉにより一定電流Ｉｋで駆動し、この定電流による駆動時間を輝度データに応じて調節することにより、各画素の輝度に応じた蛍光体の発光を生じさせることができる。
【００６１】
したがって、この定電流駆動方式の場合でも、輝度データをパルス幅変調して定電流駆動することにより、同様、電子放出素子を輝度データに応じて電子放出状態（オン状態）に設定することができる。
【００６２】
図１２は、この発明の実施の形態３に従う電界放出表示装置の動作を示すタイミング図である。この図１２に示す信号波形において、カソード電極２（２−１、…、２−３）に対し、データパルスとして、定電流駆動されたパルス波形となる。定電流Ｉｋが流れたときに、対応の電子放出素子がオン状態となり、各画素の点灯期間が規定される。電流が流れないとき（０アンペア）には、ゲート電極３（３−１、…、３−４）が選択状態とされ、ゲート電圧が印加されても、カソード電流は流れず、電子放出素子はオフ状態になる。
【００６３】
この図１２に示すように、実施の形態３においても、各１水平走査期間毎に、画素の点灯開始および終了タイミングが異ならされている。すなわち、ゲート電極３の奇数ライン（３−１、３−３）の画素の点灯時においては、１水平走査期間の途中から点灯開始が行なわれ、１水平走査期間完了時に画素の点灯期間が終了する。電極３の偶数ライン（３−２、３−４、…）の選択時には、画素の点灯開始が、１水平走査期間の開始点と同期し、その点灯終了は、１水平走査期間の途中の期間となる。この画素点灯期間の開始／終了のタイミング関係が、ゲート電極に対して交互に繰返し行なわれる。
【００６４】
この図１２に示す信号パルス波形においては、カソード電極２に印加されるデータパルスの立上がりおよび立下がり時に、カソード電極２を流れる電流は示していない。
【００６５】
この実施の形態３においても、ゲート電極に印加されるスキャンパルスの切換時において各水平走査期間におけるカソード電極の充電または放電は１回行なわれるだけであり、このカソード電極の充放電による消費電力を大きく低減することができる。
【００６６】
なお、この定電流回路７ｉは、信号切換回路７ｆからの信号がＨレベルのときに、定電流駆動する回路構成であればよく、任意の定電流駆動回路の構成を利用することができる。また、単位駆動回路１７におけるパルス幅変換および切換回路７ｃおよび７ｆのデータおよびパルス信号の選択動作としては、先の実施の形態１の場合と同じデータ／パルス信号変換処理が行なわれればよい。
【００６７】
また、この実施の形態３において、実施の形態２と同様に各垂直走査期間毎に、カソード電極駆動タイミングが交換される構成が用いられてもよい。
【００６８】
以上のように、この発明の実施の形態３に従えば、カソード電極を定電流駆動する構成においても、データパルスを印加するタイミングとして、スキャンパルスの途中から最後までを点灯期間とする波形とスキャンパルスの最初から途中までを点灯期間とする波形を１水平走査期間毎に繰返すように構成しており、カソード電極の充放電による消費電力を大きく低減することができる。
【産業上の利用可能性】
【００６９】
この発明に係る電界放出表示装置は、薄型フラットパネルディスプレイなどに適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】この発明の実施の形態１に従う電界放出ディスプレイ装置の全体の構成を概略的に示す図である。
【図２】図１に示す電子放出素子の構成の一例を示す図である。
【図３】図１に示す表示パネルにおける電子放出素子の配列の一例を示す図である。
【図４】この発明の実施の形態１の装置の駆動方法を示すタイミング図である。
【図５】２つの水平走査期間におけるカソード電極の駆動タイミングを示す図である。
【図６】図１に示すカソード駆動回路の構成の一例を概略的に示す図である。
【図７】図６に示すカソード駆動回路の動作を示すタイミング図である。
【図８】図６に示す切換信号を発生する部分の構成の一例を示す図である。
【図９】この発明の実施の形態２に従う電界放出表示装置の駆動方法を示すタイミング図である。
【図１０】この発明の実施の形態２における切換信号を発生する部分の構成の一例を示す図である。
【図１１】この発明の実施の形態３に従う電界放出表示装置のカソード駆動回路の構成を概略的に示す図である。
【図１２】この発明の実施の形態３に従う電界放出表示装置の駆動方式を示すタイミング図である。
【符号の説明】
【００７１】
１  表示パネル、２，２−１〜２−４  カソード電極、３，３−１〜３−４  ゲート電極、４  電界放出素子、５  ゲート駆動回路、６  制御回路、７  カソード駆動回路、７ａ  シフトレジスタ回路、７ｂ  ラッチ回路、７ｃ  データ切換回路、７ｄ  パルス幅変換回路、７ｅ  補数演算回路、７ｆ  信号切換回路、７ｇ  高電圧回路、７ｈ  インバータ回路、７ｉ  定電流回路。
【図１】
2006098511.tif 000003
【図２】
2006098511.tif 000004
【図３】
2006098511.tif 000005
【図４】
2006098511.tif 000006
【図５】
2006098511.tif 000007
【図６】
2006098511.tif 000008
【図７】
2006098511.tif 000009
【図８】
2006098511.tif 000010
【図９】
2006098511.tif 000011
【図１０】
2006098511.tif 000012
【図１１】
2006098511.tif 000013
【図１２】
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