(57)【要約】【課題】  輝度の不均一を抑えた電界放出ディスプレイ装置を提供する。【解決手段】  電荷の衝突により発光する蛍光材３と、この蛍光材３に向けて電荷を放出する複数のナノチューブ１０と、複数のナノチューブ１０に１対１に対応しており、対応するナノチューブ１０に電荷を供給する複数のコンデンサ１１と、複数のナノチューブ１０との間に電界を発生させて、ナノチューブ１０から電子を放出させるための放電ゲート電極１５と、ナノチューブ１０から放出された電荷を蛍光材３に導くように電界を発生させるための放電アノード電極４と、を備える電界放出ディスプレイ装置である。複数のナノチューブ１０は、各々が一回で放出する電荷の量が、他のナノチューブ１０とほぼ同じになるように配列されている。【選択図】      図１
2006338893.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電荷の衝突により発光する発光体と、
この発光体に向けて前記電荷を放出する複数の第１ナノチューブと、
前記複数の第１ナノチューブに１対１に対応しており、各々が対応する第１ナノチューブと端面で対向し且つ所定の間隔を開けて設けられる複数の第２ナノチューブと、
前記複数の第１ナノチューブとの間に電界を発生させて、第１ナノチューブから前記電荷を放出させるための第１電極と、
前記第１ナノチューブから放出された前記電荷を前記発光体に導くように電界を発生させるための第２電極と、
前記第１ナノチューブとこの第１ナノチューブに対応する前記第２ナノチューブとの間に電界を発生させ、当該第２ナノチューブから当該第１ナノチューブに前記電荷を放出させるための第３電極と、を備えており、
前記第１ナノチューブは、対応する第２ナノチューブから放出された前記電荷を蓄電するように構成されており、
前記複数の第１ナノチューブの各々から一回で放出される前記電荷の量が、ほぼ同じになるように構成されている、
電界放出ディスプレイ装置。
【請求項２】
電荷を蓄える蓄電体と、
前記蓄電体に蓄えられた前記電荷を放出するための複数の電荷放出体と、
前記電荷の衝突により発光する発光体と、
前記複数の電荷放出体との間に電界を発生させて、電荷放出体から前記電荷を放出させるための第１電極と、
前記電荷放出体から放出された前記電荷を前記発光体に導くように電界を発生させるための第２電極と、を備えており、
前記蓄電体は、各電荷放出体に一回に供給する前記電荷の量がほぼ同じになるように構成されており、
前記複数の電荷放出体は、各々が一回で放出する前記電荷の量が、他の電荷放出体とほぼ同じになるように配列されている、
電界放出ディスプレイ装置。
【請求項３】
前記電荷放出体は、金属の性質を有するナノチューブにより構成される、
請求項２記載の電界放出ディスプレイ装置。
【請求項４】
前記蓄電体は、前記電荷放出体に１対１に対応するように複数設けられており、各々の蓄電体にほぼ同じ量の電荷が蓄電されるように構成され、
前記複数の電荷放出体の各々は、対応する蓄電体から蓄電された前記電荷が供給されるように構成されている、
請求項２記載の電界放出ディスプレイ装置。
【請求項５】
複数の前記蓄電体の各々は、所定の間隔を開けて配列された金属の性質を有するナノチューブの組により構成されており、
一方のナノチューブは、前記電荷放出体としてその端部から前記電荷を放出するように構成されている、
請求項４記載の電界放出ディスプレイ装置。
【請求項６】
前記一方のナノチューブと他方のナノチューブとの間に電界を発生させるための第３電極をさらに備えており、
前記他方のナノチューブは、前記第３電極によって発生した電界により、電荷を放出するように構成されており、
前記一方のナノチューブは、前記他方のナノチューブから放出された電荷を蓄電するように構成されている、
請求項５記載の電界放出ディスプレイ装置。
【請求項７】
交番信号が入力されて、この交番信号の一方の論理のときに前記蓄電体に電荷を蓄えさせるための電圧を印加し、他方の論理のときに前記第１電極及び前記第２電極にそれぞれ電界を発生させるための電圧を印加する制御手段をさらに備えている、
請求項２記載の電界放出ディスプレイ装置。
【請求項８】
電荷を蓄える蓄電体と、
前記蓄電体に蓄えられた前記電荷を放出するための複数の電荷放出体と、
前記複数の電荷放出体との間に電界を発生させて、電荷放出体から前記電荷を放出させるための第１電極と、を備えており、
前記蓄電体は、各電荷放出体に一回で供給する前記電荷の量がほぼ同じになるように構成されており、
前記複数の電荷放出体は、各々が一回で放出する前記電荷の量が、他の電荷放出体とほぼ同じになるように配列されている、
電界放出型電子源装置。
【請求項９】
電荷を放出するための複数の第１ナノチューブと、
前記複数の第１ナノチューブに１対１に対応しており、各々が対応する第１ナノチューブと端面で対向し且つ所定の間隔を開けて設けられる複数の第２ナノチューブと、
前記複数の第１ナノチューブとの間に電界を発生させて、第１ナノチューブから前記電荷を放出させるための第１電極と、を備えており、
前記第１ナノチューブとこの第１ナノチューブに対応する前記第２ナノチューブとの間に電界を発生させ、当該第２ナノチューブから当該第１ナノチューブに前記電荷を放出させるための第３電極と、を備えており、
前記第１ナノチューブは、対応する第２ナノチューブから放出された前記電荷を蓄電するように構成されており、
前記複数の第１ナノチューブの各々から一回で放出する前記電荷の量は、ほぼ同じになるように構成されている、
電界放出型電子源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電界放出型電子源装置及び電界放出型のディスプレイ装置（以下、「ＦＥＤ：Field Emission Display」という）に関し、特に放出する電荷のバラツキを抑えた電界放出型電子源装置及びこのような電界放出型電子源装置を用いたＦＥＤに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＦＥＤは、次世代のディスプレイ装置の一つとして、研究、開発が行われている。ＦＥＤは、原理的にＣＲＴ（Cathode Ray Tube）と多くの点で共通しているために、広視野であり、発色やレスポンス速度が優れている。また、液晶ディスプレイ装置のようにフラット化、薄型化が容易である。
ＦＥＤは、概略的に言うと、ＣＲＴにおいて一つだけ用いられる大きな電子源を、小さい多数の電子源に置き換えた構成である。電子源の構成は、ＣＲＴが電子放出源を熱することにより電子を放出させる熱電子放出型電子源であるのに対して、ＦＥＤは電界放出型電子源である。
【０００３】
「電界放出」とは、固体表面に強い電界がかかると、固体表面に閉じ込められていた電子が、表面のポテンシャル障壁が低くなるために、トンネル効果で真空中に飛び出す現象である。
電界放出を観測するには、非常に高い電圧を固体に印加しなくてはならない。しかし電圧をかける面積が小さくなればその分だけ電界が集中するので、金属針のように先端の尖ったものならより低い電圧で済む。そのため「電界放出型電子源」には、先端の鋭くとがったものが用いられている。この明細書では、このような電界放出を行う固体を「電荷放出体」という。
【０００４】
近年、カーボンナノチューブを用いたＦＥＤについての研究が国内外で進んでいる。カーボンナノチューブは、アスペクト比（縦横比）が非常に大きくて、先端が尖鋭であり、また化学的に安定しており、機械的に強靱であるるために、電界放出型電子源装置の電荷放出体に適した素材である。
【０００５】
ＦＥＤの電界放出型電子源装置には、多数のカーボンナノチューブが林立するナノチューブアレイが使われる。ナノチューブアレイは、半導体微細加工のように複雑な工程を必要とせず、「自己組織化」をコントロールできれば、比較的簡単な工程で作ることができる。
【０００６】
カーボンナノチューブから放出される電子が、発光体に衝突することで発光体が発光する。ＲＧＢの３つの発光体一組から発せられた可視光が１ピクセルに相当する。そのために、１ピクセルにはカーボンナノチューブが少なくとも３つ必要になる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
このようなカーボンナノチューブを用いたＦＥＤでは、輝度のバラツキが問題になっている。これは、カーボンナノチューブの均一化が困難なことに由来している。しかしカーボンナノチューブは、その長さを精密に揃えることが困難である。カーボンナノチューブが不均一なので、ナノチューブアレイを構成するカーボンナノチューブの各々に不均一な電界がかかることになる。不均一な電界がカーボンナノチューブにかかることで、放出される電荷の量にもバラツキが生じる。
ＦＥＤでは、発光体に衝突する電荷の量によって輝度が決まる。しかし、上記のように、カーボンナノチューブから放出される電荷の量がばらついているために、輝度が不均一になる。
【０００８】
本発明は、このような輝度の不均一を抑えることで、画質が向上した電界放出ディスプレイ装置を提供することを課題とする。
また本発明は、複数の電荷放出体からほぼ同量の電荷が放出されるように構成された電界放出型電子源装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決する本発明の電界放出ディスプレイは、電荷の衝突により発光する発光体と、の発光体に向けて前記電荷を放出する複数の第１ナノチューブと、前記複数の第１ナノチューブに１対１に対応しており、各々が対応する第１ナノチューブと端面で対向し且つ所定の間隔を開けて設けられる複数の第２ナノチューブと、前記複数の第１ナノチューブとの間に電界を発生させて、第１ナノチューブから前記電荷を放出させるための第１電極と、前記第１ナノチューブから放出された前記電荷を前記発光体に導くように電界を発生させるための第２電極と、前記第１ナノチューブとこの第１ナノチューブに対応する前記第２ナノチューブとの間に電界を発生させ、当該第２ナノチューブから当該第１ナノチューブに前記電荷を放出させるための第３電極と、を備えている。前記第１ナノチューブは、対応する第２ナノチューブから放出された前記電荷を蓄電するように構成され、前記複数の第１ナノチューブの各々から一回で放出される前記電荷の量が、ほぼ同じになるように構成される。
【００１０】
このような電界放出ディスプレイ装置は、第１ナノチューブと第２ナノチューブとの間の所定の間隔が、第１ナノチューブと第２ナノチューブとの組のそれぞれでほぼ同じに構成されるので、各第１ナノチューブに蓄えられる電荷がほぼ同じである。そのために、複数の第１ナノチューブの各々からほぼ同じ量の電荷を放出させることができる。電界放出ディスプレイ装置では、発光体に衝突する電荷の量によって輝度が決まるので、以上のような本発明の構成により、複数の第１ナノチューブから放出されて発光体に衝突する電荷の量がほぼ均一になり、従来のような輝度のバラツキを抑制することができる。
【００１１】
本発明の他の電界放出ディスプレイ装置は、電荷を蓄える蓄電体と、前記蓄電体に蓄えられた前記電荷を放出するための複数の電荷放出体と、前記電荷の衝突により発光する発光体と、前記複数の電荷放出体との間に電界を発生させて、電荷放出体から前記電荷を放出させるための第１電極と、前記電荷放出体から放出された前記電荷を前記発光体に導くように電界を発生させるための第２電極と、を備えて構成されている。前記蓄電体は、各電荷放出体に一回に供給する前記電荷の量がほぼ同じになるように構成されており、前記複数の電荷放出体は、各々が一回で放出する前記電荷の量が、他の電荷放出体とほぼ同じになるように配列されている。
【００１２】
このような電界放出ディスプレイ装置は、蓄電体から各電荷放出体に供給される電荷の量がほぼ同じである。電荷放出体は供給される電荷を放出するようになっているので、各電荷放出体から放出される電荷の量はほぼ同じである。このような本発明の構成により、複数の電荷放出体から放出されて発光体に衝突する電荷の量がほぼ均一になり、従来のような輝度のバラツキを抑制することができる。
【００１３】
前記電荷放出体は、例えば金属の性質を有するナノチューブにより構成することができる。前述の通り、ナノチューブは電界放出ディスプレイに適した素材であり、本発明の電界放出ディスプレイにも適用可能である。
【００１４】
前記蓄電体は、前記電荷放出体に１対１に対応するように複数設けてもよい。この場合各々の蓄電体に、ほぼ同じ量の電荷が蓄電されるように構成する。また前記複数の電荷放出体の各々を、対応する蓄電体から蓄電された前記電荷が供給されるように構成する。このような構成では、複数の蓄電体にほぼ同量の電荷が蓄えられ、これが対応する電荷放出体から放出される。そのために複数の電荷放出体の各々からは、ほぼ同量の電荷が放出される。複数の蓄電体を用いるために、複数の電荷放出体から容易に、同時に電荷を放出することができる。
【００１５】
複数の蓄電体を有する場合、以下のような構成を実現することもできる。すなわち、複数の前記蓄電体の各々を、所定の間隔を開けて配列された金属の性質を有するナノチューブの組により構成して、一方のナノチューブを、前記電荷放出体としてその端部から前記電荷を放出するように構成する。つまり、電荷放出体と蓄電体とを、一組のナノチューブにより一体として構成できる。一体として構成するので、製造が容易になる。
【００１６】
ナノチューブの組には、直接電源を接続して蓄電させてもよいが、以下のような構成で蓄電することも可能である。すなわち、電界放出ディスプレイ装置が、前記一方のナノチューブと他方のナノチューブとの間に電界を発生させるための第３電極をさらに備えて、前記他方のナノチューブは、前記第３電極によって発生した電界により、電荷を放出するように構成され、前記一方のナノチューブは、前記他方のナノチューブから放出された電荷を蓄電するように構成される。
【００１７】
また、このような電界放出ディスプレイは、交番信号が入力されて、この交番信号の一方の論理のときに前記蓄電体に電荷を蓄えさせるための電圧を印加し、他方の論理のときに前記第１電極及び前記第２電極にそれぞれ電界を発生させるための電圧を印加する制御手段をさらに備えて構成されてもよい。このような構成では、一つの交番信号により蓄電と電荷放出体からの電荷の放出を制御することができ、同時動作による誤動作を防止することができる。
【００１８】
本発明の電界放出型電子源装置は、電荷を蓄える蓄電体と、前記蓄電体に蓄えられた前記電荷を放出するための複数の電荷放出体と、前記複数の電荷放出体との間に電界を発生させて、電荷放出体から前記電荷を放出させるための第１電極と、を備えている。前記蓄電体は、各電荷放出体に一回で供給する前記電荷の量がほぼ同じになるように構成され、前記複数の電荷放出体は、各々が一回で放出する前記電荷の量が、他の電荷放出体とほぼ同じになるように配列されている。このような電界放出型電子源装置により、複数の電荷放出体からほぼ均一な量の電荷が放出される。
【００１９】
本発明の他の電界放出型電子源装置は、電荷を放出するための複数の第１ナノチューブと、前記複数の第１ナノチューブに１対１に対応しており、各々が対応する第１ナノチューブと端面で対向し且つ所定の間隔を開けて設けられる複数の第２ナノチューブと、前記複数の第１ナノチューブとの間に電界を発生させて、第１ナノチューブから前記電荷を放出させるための第１電極と、を備えており、前記第１ナノチューブとこの第１ナノチューブに対応する前記第２ナノチューブとの間に電界を発生させ、当該第２ナノチューブから当該第１ナノチューブに前記電荷を放出させるための第３電極と、を備えており、前記第１ナノチューブは、対応する第２ナノチューブから放出された前記電荷を蓄電するように構成されており、前記複数の第１ナノチューブの各々から一回で放出する前記電荷の量は、ほぼ同じになるように構成される。このような電界放出型電子源装置により、複数の第１ナノチューブからほぼ均一な量の電荷が放出される。
【発明の効果】
【００２０】
以上のような本発明によれば、蓄電体を用いることでナノチューブから放出される電荷の量が安定して、発光体に向けて放出される電荷の量がほぼ均一になる。そのために、輝度がほぼ均一になりディスプレイ装置の画質が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
【００２２】
図１は、本実施形態のＦＥＤの構成を説明するための図である。
ＦＥＤ１は、電界放出型電子源装置２、発光体の一例である蛍光材３、及び放電アノード電極４を有している。電界放出型電子源装置２は、複数のナノチューブ１０によるナノチューブアレイを有しており、電界の発生により各ナノチューブ１０から電子などの電荷を放出するようになっている。放出された電荷は、放電アノード電極４により発生する電界により加速されて蛍光材３に衝突する。電荷の衝突により蛍光材３が発光する。蛍光材３にはＲＧＢそれぞれに対応するものが用意されており、これにより光の３原色の発光が得られる。蛍光材３及び放電アノード電極４は、従来から用いられているものであり、従来と同様の構成で実現可能である。
【００２３】
電界放出型電子源装置２は、複数のナノチューブ１０によるナノチューブアレイの他に、複数のナノチューブ１０に１対１に対応して設けられる蓄電体となるコンデンサ１１、帯電アノード電極１２、カソード電極１３、帯電ゲート電極１４、及び放電ゲート電極１５を備えている。
【００２４】
ナノチューブ１０は、一方の先端から電荷を放出する電荷放出体である。ナノチューブ１０はＲＧＢの各蛍光材３に対して少なくとも１つ設けられており、１ピクセルの表示に少なくとも３つ用いられる。ナノチューブ１０は、金属の性質を持つものであり、例えばカーボンを用いたカーボンナノチューブにより形成される。各ナノチューブ１０からは、ほぼ同量の電荷が放出されるようになっている。
【００２５】
コンデンサ１１は、ナノチューブ１０から放出するための電荷を蓄電するようになっている。コンデンサ１１は、ナノチューブ１０に１対１で対応している。コンデンサ１１のナノチューブ１０側の電極は、対応するナノチューブ１０に接続されており、蓄電した電荷が、当該ナノチューブ１０に供給されるようになっている。各コンデンサ１１の蓄電する電荷の量はほぼ同じである。そのために各コンデンサ１１から対応するナノチューブ１０に一回で供給される電荷の量もほぼ同じである。コンデンサ１１のナノチューブ１０側の電極は、帯電アノード電極１２により電圧が印加できるようになっている。帯電アノード電極１２は、ナノチューブ１０に設けられているが、ナノチューブ１０とコンデンサ１１のナノチューブ１０側の電極は導通状態にあるので、帯電アノード電極１２に電圧が印加されることで、同じ電圧がコンデンサ１１のナノチューブ１０側の電極にも印加される。コンデンサ１１の基板１６側の電極は、カソード電極１３により電圧が印加できるようになっている。
【００２６】
帯電ゲート電極１４は、コンデンサ１１に電荷を蓄電させるために設けられている。帯電ゲート電極１４はナノチューブ１０を挟むように複数設けられており、挟んだナノチューブ１０に接続されるコンデンサ１１に電荷を蓄電できるようになっている。
なお帯電ゲート電極１４は、図３に示すような、コンデンサ１１に電源から直接蓄電する形態では不要である。しかし、図４に示すような本発明の特徴的な蓄電方式では必要となってくる。図３、図４に示すコンデンサ１１への蓄電については、後述する。
【００２７】
放電ゲート電極１５は、ナノチューブ１０に電荷を放出させるために設けられている。放電ゲート電極１５は、ナノチューブ１０を挟むように、ナノチューブ１０の蛍光材３側の端部近傍に複数設けられている。放電ゲート電極１５に電圧を印加して、ナノチューブ１０との間に電位差が生じると電界が発生する。この電界により、電界放出現象が発生して挟んだナノチューブ１０の蛍光材３側の端部から電荷が放出される。ナノチューブ１０から放出された電荷は、放電アノード電極４に電圧が印加されることで発生する電界によって、蛍光材３に導かれて衝突するようになっている。
【００２８】
カソード電極１３は基板１６上に、帯電アノード電極１２及び帯電ゲート電極１４は基板１７に、放電ゲート電極１５は基板１８上に、それぞれ設けられる。基板１６と基板１７との間の空間、基板１７と基板１８との間の空間は、それぞれ真空になっている。各電極は、それぞれの基板１６〜１８に、従来の半導体製造で行われているような写真食刻などを用いて、形成することができる。
【００２９】
図２は、電界放出型電子源装置２の具体的な構成の例示図である。
この電界放出型電子源装置２は、コンデンサ１１を２つのナノチューブにより形成しており、図１のナノチューブ１０とコンデンサ１１とが一体になった構成である。その他の構成は、図１に示しているものに同様である。
【００３０】
図２の電界放出型電子源装置２は、一組のナノチューブ１０ａ、１０ｂを有している。一組のナノチューブ１０ａ、１０ｂは、一直線上に、それぞれの端部が対向し且つ所定の間隔を開けて配置される。これらのナノチューブ１０ａ、１０ｂは、ともに金属の性質を有するものであり、且つ直径が同じものである。このようなナノチューブ１０ａ、１０ｂは、２つの電極を所定の間隔を開けて設置されたものと同じである。そのためにナノチューブ１０ａ、１０ｂは、コンデンサ１１を形成することになる。
【００３１】
このようなナノチューブ１０ａ、１０ｂは、例えば、一本のナノチューブを切断することにより実現できる。元々一本のナノチューブを切断することで、同じ直径のナノチューブ１０ａ、１０ｂを生成できる。また切断部分をそのままにするので、互いの対向する端部の間隔を極小にでき、コンデンサ１１の静電容量を大きくできる。
【００３２】
コンデンサ１１には、図３又は図４に示すようにして電荷を蓄電することができる。
図３では、カソード電極１３に電圧源の正電極を接続し、帯電アノード電極１２に電圧源の負電極を接続することで、コンデンサ１１に直接蓄電する。これにより、コンデンサ１１のナノチューブ１０ｂ側に正電荷が蓄電され、ナノチューブ１０ａ側に負電荷が蓄電される。各コンデンサ１１の静電容量がほぼ同じであれば、一つの電源により、各コンデンサ１１にほぼ同量の電荷を蓄電することができる。
【００３３】
図４では、ナノチューブ１０ｂに基準電圧を印加しておき、ナノチューブ１０ａに基準電圧よりも高い電圧を印加する。さらに、帯電ゲート電極１４にナノチューブ１０ａに印加される電圧よりもさらに高い電圧を印加する。カソード電極１３に基準電圧を印加することで、ナノチューブ１０ｂには基準電圧が印加される。帯電アノード電極１２に電圧を印加することで、ナノチューブ１０ａに電圧が印加される。
【００３４】
図４では、カソード電極１３に基準電圧として接地電圧が印加されることで、ナノチューブ１０ｂに接地電圧が印加される。ナノチューブ１０ａには所定の電圧値の正電圧Ｖ１が印加される。帯電ゲート電極１４には正電圧Ｖ１の電圧値よりも高い電圧値の正電圧Ｖ２が印加される。
【００３５】
ナノチューブ１０ａ、ｂ及び帯電ゲート電極１４の各々に上記のような接地電圧、正電圧Ｖ１、Ｖ２が印加されると、ナノチューブ１０ｂ内の電子がナノチューブ１０ａ及び帯電ゲート電極１４に印加された正電圧Ｖ１、Ｖ２により引きつけられる。その後、ナノチューブ１０ｂの電子は、トンネル現象によってナノチューブ１０ａに放出される。
このようにしてナノチューブ１０ｂには、電子が放出されるために正孔が残る。ナノチューブ１０ａは、ナノチューブ１０ｂから受け取った電子を蓄える。電圧Ｖ１、Ｖ２の印加の終了により蓄電が終了する。各電極への電圧の印加時間により、ナノチューブ１０ａに蓄電される電荷の量が決まる。
【００３６】
図５は、ナノチューブ１０ａに蓄電された電荷の放出を説明するための図である。コンデンサ１１への蓄電が終了すると、図５に示すように放電ゲート電極１５に正電圧Ｖ３を印加する。これにより電界放出現象が起こり、ナノチューブ１０ａの先端から、ナノチューブ１０ａに保持されている負電荷が放出される。また、放電アノード電極４に正電圧Ｖ３よりも高い電圧値の正電圧Ｖ４を印加すると、放出された負電荷が蛍光材３に向かって移動して衝突する。これにより蛍光材３が発光する。
【００３７】
図２のような構成の電界放出型電子源装置２では、コンデンサ１１がナノオーダで形成されるので容量が非常に小さい。そのために、コンデンサ１１からナノチューブ１０ａに供給される電荷の量が少なく、ナノチューブ１０ａから放出される電荷も少ない。そこで上記のようなコンデンサ１１への蓄電、放電を繰り返し行う。つまり、図３→図５、あるいは図４→図５を繰り返し行うことで、ナノチューブ１０ａに連続的に負電荷を蓄電、放電させて、蛍光材３を連続的に発光させる。この繰り返しの回数で、輝度が決定する。回数が多いほど蛍光材３が発光する回数が多くなり、高輝度になる。
【００３８】
そのためにこの実施形態のＦＥＤ１は、各電極への電圧印加を制御するための制御装置５を備える。図６は、制御装置５の一例である。制御装置５は、正電圧Ｖ１〜Ｖ４を生成する電圧生成部１９、及びＦＥＤ１内の他の制御装置から供給される制御信号により、電界放出型電子源装置２の各電極に電圧を印加する印加制御部２０を有する。
【００３９】
電圧生成部１９は、ＦＥＤ１に供給される電源電圧ＶＥＥから正電圧Ｖ１〜Ｖ４を生成する。正電圧Ｖ１〜Ｖ４は、Ｖ１＜Ｖ２、Ｖ３＜Ｖ４の関係にある。正電圧Ｖ１と正電圧Ｖ３、正電圧Ｖ２と正電圧Ｖ４は、その電圧値の大小に決まりがない。例えば、Ｖ１＝Ｖ３、Ｖ２＝Ｖ４であってもよい。また、ＶＥＥ＝Ｖ２＝Ｖ４であってもよい。そのために、電圧生成部１９は、少なくとも正電圧Ｖ１＝正電圧Ｖ３を電源電圧ＶＥＥから生成するように構成されていればよい。
【００４０】
印加制御部２０は、電圧生成部１９により生成された正電圧Ｖ１〜Ｖ４を、帯電アノード電極１２、帯電ゲート電極、放電ゲート電極１５、及び放電アノード電極４に、印加するか否かを制御するように構成される。コンデンサ１１への蓄電時には、帯電アノード電極１２に正電圧Ｖ１を印加するとともに帯電ゲート電極１４に正電圧Ｖ２を印加する。ナノチューブ１０ａから電荷を放出するときには、放電ゲート電極１５に正電圧Ｖ３を印加するとともに放電アノード電極４に正電圧Ｖ４を印加する。
【００４１】
印加制御部２０が、帯電アノード電極１２及び帯電ゲート電極１４に印加するか、放電ゲート電極１５及び放電アノード電極４に印加するかは、制御装置５の外部から入力される制御信号によって切り替えられる。制御信号は、例えば図７に示すような交番信号である。この例では、交番の回数がそのまま蛍光材３の発光回数となる。輝度が高いほど発光回数が多いので、交番の回数が多くなる。逆に、輝度が低いほど発光回数が少ないので、交番の回数が少なくなる。図７の例では、図７（ａ）が蓄電、放電の回数が最も多いので、蛍光材３の発光回数が最も多く、最も輝度が高くなる。次いで図７（ｃ）の輝度が高く、図７（ｂ）の場合が、蛍光材３の発光回数が最も少なく最も輝度が低くなる。
【００４２】
図７の交番信号では、ロー論理のときに、印加制御部２０が帯電アノード電極１２に正電圧Ｖ１を印加するとともに帯電ゲート電極１４に正電圧Ｖ２を印加する。ハイ論理のときに、印加制御部２０が放電ゲート電極１５に正電圧Ｖ３を印加するとともに放電アノード電極４に正電圧Ｖ４を印加する。印加制御部２０は、例えば正電圧Ｖ１〜Ｖ４のそれぞれの供給経路上にスイッチ素子を有して、このスイッチ素子が制御信号により開閉することで、容易に電圧の印加を制御できる。一つの制御信号により蓄電、放電を切り替えるために、同時動作による誤動作を防止することができる。
【００４３】
このような印加制御部２０は、例えばピクセル毎に設けられる。１ピクセルに対してナノチューブ１０ａが３つ対応する場合には、当該３つに同じ電圧を印加するために、一つの印加制御部２０から３つのナノチューブ１０ａにかかわる電極に電圧が印加される。
【００４４】
図３のように、帯電ゲート電極１４に電圧を印加しない場合には、制御装置５から帯電アノード電極１２及びカソード電極１３に電圧が印加される。図３のようにナノチューブ１０ａに負電荷を蓄電する場合には、例えば電圧Ｖ１＜電圧Ｖ２の場合に、電圧Ｖ１を帯電アノード電極１２に印加し、電圧Ｖ２をカソード電極１３に印加する。
【００４５】
なお、この図３〜図５ではナノチューブ１０ａに負電荷、ナノチューブ１０ｂに正電荷を蓄電させる例を説明したが、この極性は逆であってもよい。この場合、正電圧Ｖ１〜Ｖ４の極性が逆になり、ナノチューブ１０ａからは正電荷が放出される。電圧Ｖ１〜Ｖ４は、電圧Ｖ１＞電圧Ｖ３、電圧Ｖ２＞電圧Ｖ４の関係になる。
【００４６】
この実施形態ではコンデンサ１１がナノチューブ１０に１対１で対応しているが、これに限らず、１つのコンデンサ１１から複数のナノチューブ１０に対して電荷を供給するようにしてもよい。ただし、各ナノチューブ１０に対して一回に供給される電荷の量は常に一定である。あるいは、１つのナノチューブ１０に複数のコンデンサ１１が対応するように構成してもよい。この場合、ナノチューブ１０にいくつのコンデンサ１１から電荷を供給するかを制御することで、放出する電荷の量を制御可能になる。制御装置５から電荷を供給するコンデンサ１１についてのみ蓄電を行わせることで、電荷の供給を制御できる。
ナノチューブ１０ａ、１０ｂによるコンデンサ１１では、静電容量が少ない場合に、これ以外に、別のコンデンサを設けるようにしてもよい。この別のコンデンサに、例えば蛍光材３が発光するために必要な電荷の量のギリギリの電荷を蓄電しておき、ナノチューブ１０に供給するようにする。コンデンサ１１からの電荷とこの別のコンデンサからの電荷とにより、蛍光材３が発光するのに必要な電荷が得られる。
また、蓄電体はコンデンサ１１に限らず、各ナノチューブ１０に一定量の電荷を供給できる構成であれば、どのような構成であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本実施形態のＦＥＤの構成を説明するための図。
【図２】電界放出型電子源装置の構成の例示図。
【図３】コンデンサへの蓄電を説明するための図。
【図４】コンデンサへの蓄電を説明するための図。
【図５】電荷の放出を説明するための図。
【図６】制御装置の構成図。
【図７】放電期間と蓄電期間の例を表す図であり、図７（ａ）〜（ｃ）はそれぞれ蓄電、放電の回数が異なっていることを表している。
【符号の説明】
【００４８】
１  ＦＥＤ
２  電界放出型電子源装置
３  蛍光材
４  放電アノード電極
５  制御装置
１０、１０ａ、１０ｂ  ナノチューブ
１１  コンデンサ
１２  帯電アノード電極
１３  カソード電極
１４  帯電ゲート電極
１５  放電ゲート電極
１６、１７、１８  基板
１９  電圧生成部
２０  印加制御部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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