(57)【要約】【課題】低電界電子放出素子と蛍光体とを組み合わせたフィールドエミッションディスプレイにおいて、コントラストの低下を防ぐ。【解決手段】非選択状態の走査線に結線された電子放出素子のゲート−陰極間に逆バイアスが印加されるようにする。または、非選択状態の走査線を高インピーダンス状態にする。【選択図】図１
2005215706.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ゲート電極と陰極とを有し、前記ゲート電極に前記陰極に対して正極性の電圧を印加した際に、前記陰極から電子を放出するマトリクス状に配置された複数個の電子放出素子と、前記陰極に給電するために前記マトリクスの一方向に配置された複数の第１の電極と、前記ゲート電極に給電するために前記一方向に直交する方向に配置された複数の第２の電極を有する第１の基板と、蛍光体と陽極を有する第２の基板とを備えた表示素子と、前記第１の電極に走査信号を供給する第１の駆動手段と、  前記第２の電極にデータ信号を供給する第２の駆動手段とを備える画像表示装置を、前記第１の電極が非選択状態にある期間においては、その第１の電極に接続されている前記電子放出素子に関して、前記第２の電極の印加電圧が前記第１の電極の印加電圧に対して負電圧になるように駆動することを特徴とする画像表示装置の駆動方法。
【請求項２】
前記第１の電極のうち非選択状態の第１の電極の電位は、前記第２の電極に印加される電圧の最大値よりも正電位であることを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置の駆動方法。
【請求項３】
ゲート電極と陰極とを有し、前記ゲート電極に前記陰極に対して正極性の電圧を印加した際に、前記陰極から電子を放出するマトリクス状に配置された複数個の電子放出素子と、前記陰極に給電するために前記マトリクスの一方向に配置された複数の第１の電極と、前記ゲート電極に給電するために前記一方向に直交する方向に配置された複数の第２の電極を有する第１の基板と、蛍光体と陽極を有する第２の基板とを備えた表示素子と、前記第２の電極に走査信号を供給する第１の駆動手段と、  前記第１の電極にデータ信号を供給する第２の駆動手段とを備える画像表示装置を、前記第２の電極が非選択状態にある期間においては、その第２の電極に接続されている前記電子放出素子に関して、前記第２の電極の印加電圧が前記第１の電極の印加電圧に対して負電圧になるように駆動することを特徴とする画像表示装置の駆動方法。
【請求項４】
前記第２の電極のうち非選択状態の第２の電極の電位は、前記第１の電極に印加される電圧の最小値よりも負電位であることを特徴とする請求項３に記載の画像表示装置の駆動方法。
【請求項５】
ゲート電極と陰極とを有し、前記ゲート電極に前記陰極に対して正極性の電圧を印加した際に、前記陰極から電子を放出するマトリクス状に配置された複数個の電子放出素子と、前記陰極に給電するために前記マトリクスの一方向に配置された複数の第１の電極と、前記ゲート電極に給電するために前記一方向に直交する方向に配置された複数の第２の電極を有する第１の基板と、蛍光体と陽極を有する第２の基板とを備えた表示素子と、前記第１の電極に走査信号を供給する第１の駆動手段と、  前記第２の電極にデータ信号を供給する第２の駆動手段とを備える画像表示装置を、前記第１の電極のうち非選択状態にある第１の電極を選択状態にある第１の電極より高インピーダンス状態に設定して駆動することを特徴とする画像表示装置の駆動方法。
【請求項６】
前記高インピーダンス状態は前記第１の駆動手段の出力インピーダンスを１０ＭΩ以上とする事を特徴とする請求項５に記載の画像表示装置の駆動方法。
【請求項７】
前記陰極は、前記加速電極に印加する電圧と前記加速電極と前記陰極との間の距離とで規定される電界強度において、電子を放出しうる陰極であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の画像表示装置の駆動方法。
【請求項８】
前記陰極は、カーボンナノチューブを有する材料であることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の画像表示装置の駆動方法。
【請求項９】
前記陰極は、ダイヤモンドを有する材料であることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の画像表示装置の駆動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マトリクス状に配置した電子放出素子と蛍光体とを用いて画像を表示する画像表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
フィールドエミッション・ディスプレイ（以下「ＦＥＤ」という）とは、互いに直交する電極群の交点を画素とし、各画素に電子放出素子を設け、各電子放出素子への印加電圧を調整することによって放出電子量を調整し、その放出電子を真空中で加速した後、蛍光体に照射し、照射した部分の蛍光体を発光させるものである。電子放出素子として、電界放射型陰極を用いるもの、MIM(Metal-Insulator-Metal)型電子源を用いるもの、カーボンナノチューブ陰極を用いるもの、ダイヤモンド陰極を用いるものなどがある。
【０００３】
カーボンナノチューブ陰極は、炭素を材料とした直径数〜数10ｎｍの線状材料に電界を印加することにより電子放出させるものであり、例えば非特許文献１に
記載されている。外部印加電界が0.7 V/μm程度の低い電界でも電子放出が起こ
るため、駆動電圧を低くできる可能性がある、明るい表示装置が実現できるなど
、画像表示装置用電子放出素子として優れた特徴を有している。
【０００４】
また、ダイヤモンド陰極は、ダイヤモンドに外部電界を印加して電子放出を起こさせるもので、例えば 非特許文献２に記載されている。カーボンナノチューブ陰極同様、3 V/μm程度の低い外部電界でも電子放出が起こることから、画像表示装置用電子放
出素子として優れた特徴を有している。
【０００５】
【非特許文献１】Materials Research Society Symposium Proceedings、 Vol. 509 (1998) pp.107〜112
【０００６】
【非特許文献２】IEEE Transaction Electron Devices、 Vol.46、 No.4 (1999) pp.787〜791
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
カーボンナノチューブ陰極やダイヤモンド陰極は、低い外部電界でも電子放出するという優れた特徴を有するが、逆に電子放出を完全に押さえきれず、マトリクス型ディスプレイを製作した場合、コントラストが低下する、という問題があった。本発明は、この問題を解決した、画像表示装置を提供するものである。
【０００８】
われわれは、従来技術を詳細に検討した結果、上述のコントラスト低下の原因が以下の通りであると明らかにした。
【０００９】
図２は、カーボンナノチューブ陰極の構造を示したものである。基板14上に陰極導体10を形成し、その上に陰極13が形成され、その周囲には厚さｈの絶縁層12を介してゲート11が形成される。ゲート孔、すなわち陰極が形成されている部分の直径はＤである。陰極面から距離Ｌのところに陽極100がある。基板10−陽極1
00間は真空である。陰極13の材料がカーボンナノチューブである。また、ダイヤモンド陰極は、図２において陰極13の材料としてダイヤモンド薄膜を用いたものであり、その他の構成はほぼ同じである。
【００１０】
代表的な値を示すと、絶縁層厚さｈ＝1〜100μm、ゲート孔直径Ｄ＝1〜100μm（ゲート孔半径Ｒ＝0.5〜50μm）、陰極−陽極間距離Ｌ＝1〜3mm程度である。
【００１１】
今、陰極導体10の電位を０Ｖとする。ゲート11に電圧Ｖg（＞０Ｖ）を印加す
ると、陰極表面に電界が印加されるため、陰極13から電子が放出される。放出電子は陽極100に印加される加速電圧Ｖaにより加速され、陽極100に達する。後に
実施例で詳細に述べるように、陽極100に蛍光体を形成することにより、蛍光体
が発光する。
【００１２】
電子放出素子と蛍光体とで構成する広義のフィールドエミッションディスプレイでは、蛍光体と加速電圧Ｖaの選択が重要である。この選択とは２つに大別す
れば、低速電子線励起型の蛍光体を用いてＶa＝400〜800V程度とするか（「低加
速電圧型」）、ＣＲＴ用蛍光体あるいはそれに類する蛍光体を用いてＶa＝４〜
８KV程度とするかである（「高加速電圧型」）。蛍光体の寿命劣化は、注入電荷
量により主に支配される（クーロン劣化）ことなどから、高加速電圧型の方が望ましいことが最近の研究により明らかになってきた。高加速電圧型での典型的なパラメータは、Ｖa＝４〜８ＫＶ程度、Ｌ＝１〜３mm程度である。
【００１３】
しかしながら、カーボンナノチューブ陰極やダイヤモンド陰極など、低電界で電界放射を起こす陰極では、高電圧加速型の構成を用いると、上述のようなコントラスト低下の問題を引き起こす。以下、このコントラスト低下の機構を述べる
。
【００１４】
陰極13表面に印加される電界強度Ｅkがゲート電圧Ｖgによりどのように変化するかをシミュレーションにより求めた。シミュレーションに用いたパラメータは
、Ｌ＝1mm、Ｖa＝6KV、Ｄ＝20μm（Ｒ＝10μm）、ｈ＝5μmである。
【００１５】
図３は陰極面での電界強度Ｅk（Ｖ／μm）の陰極面の位置依存性を求めたものである。横軸は、ゲート孔中心を０とした位置ｒ（図２参照）をゲート孔半径Ｒで規格化した値ｒ／Ｒである。Ｖg＝50Ｖの場合、Ｅk＝7〜9Ｖ／μmであり、電
子放出を起こすのに十分な電界が陰極面全体に加わる。一方、Ｖg＝０とした場
合、ゲート孔周辺部（ｒ／Ｒ〜１）では、Ｅkは０に近くなり電子放出が押さえ
られるが、ゲート孔中央部（ｒ／Ｒ＝0）ではＥk＝2.5Ｖ／μmに達するため電子放出が起こる。
【００１６】
ゲート電極が無い場合を考える。この場合陰極−陽極間の平均電界Ｅ0はＶa／Ｌ＝６Ｖ／μmである。これはカーボンナノチューブなど低電界電子放出材料の
電子放出閾値を超えている。すなわち、低電界電子放出材料を用いた場合は、この電界Ｅ0をゲート電極で「シールド」し、陰極面に達しないようにしなければ
ならない。Spindt型陰極を用いた場合は、電子放出閾値がＥ0より高いため、こ
のような問題は発生しない。図３の結果は、ゲート孔中心部ではゲート電極によるシールド効果が十分でないことが原因である。
【００１７】
図４は、低電界電子放出陰極をマトリクス状に配置したフィールドエミッションディスプレイの従来の駆動方法を示したものである。図示していないが、陽極100には加速電圧Ｖa＝６ＫＶが常時印加されている。
【００１８】
走査信号として陰極13に走査信号501（電圧−Ｖs）を順次印加する。表示したい画像に応じて、データ信号としてゲート電極11にデータパルス502（電圧＋Ｖd
）を印加する。走査パルスとデータパルスが同時に印加された画素では、対応する電子源素子のゲート11−陰極間13に（Ｖd＋Ｖs）なる電圧が印加されるので、電子が放出され、蛍光体が発光する。
【００１９】
従来の駆動方法においては、走査信号で選択されていない状態（−Ｖsが印加
されていない状態）でのゲート11−陰極13間電圧は、ゲート電極11にＶdが印加
されない場合で０V、ゲート電極11にＶdなる電圧が印加された場合はＶdとなる
。したがって、図３の結果から明らかなように、走査信号で選択されていない状態でも電子放出が起こり、これがコントラスト低下の原因になる。
【００２０】
走査線の本数Ｎが増えるとともに、非選択走査線（本数（Ｎ−１）本）の数が増えるため、そこからの不要電子放出の寄与が増え、コントラスト低下が顕著になる。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
本発明は、非選択状態にある走査電極上にある電子放出素子に対し、そのゲート印加電圧が陰極印加電圧よりも低い電位になるように設定することにより、上記の問題を解決する。
【００２２】
本発明の第２は、走査電極から陰極に給電する構成とし、かつ非選択状態にある走査電極を選択状態にある走査電極より高インピーダンス状態に設定して駆動することにより、上記の問題を解決する。
【００２３】
図５は、陰極面電界Ｅkのゲート電圧Ｖg依存性をシミュレーションにより求めたものである。パラメータは図３と同一である。細線はゲート孔周辺部（ｒ／Ｒ〜0.8）でのＥk値、太線はゲート孔中心部（ｒ／Ｒ〜0）でのＥk値である。
図５からわかるように、Ｖg＝−２５Ｖとすると、ゲート孔中心部でもＥk＝０となる。すなわち、非選択状態にある走査電極上の電子放出素子に対しては、そのゲート電圧を陰極印加電圧よりも低い電圧に設定すればよい。これが第１の解決方法である。
【００２４】
第２の解決方法は、走査電極から陰極に給電する構成とし、かつ走査電極に給電する走査駆動回路の出力状態を、非選択状態にある走査電極では高インピーダンス状態にすることである。このようにすると、陰極からの電子の流れが遮断されるため、電子放出を低減できる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、カーボンナノチューブ陰極やダイヤモンド陰極などを低電界電子放出素子を電子放出素子として用いた画像表示装置において、コントラストの低下を防ぎ、良好な画像を表示することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明に係る画像表示装置を図面に示した幾つかの実施例による発明の実施の形態を参照して更に詳細に説明する。
【００２７】
実施例１
第１の実施例を図６、図７、図１を用いて述べる。表示装置の表示パネルは、薄膜電子源マトリクスを形成した基板と蛍光体などを形成した面板とから構成される。図６は、表示パネルの断面図を示したものである。ガラスやセラミックスなどの絶縁性材料の基板14上に、陰極導体10を形成する。陰極導体10は表示装置の走査線の本数だけ形成する。絶縁層12を介してゲート電極11を形成する。ゲート電極11は、陰極導体10と直交して形成され、表示装置の列の数だけ形成する。ゲート電極11と陰極導体10とが交差する領域には複数個のゲート孔が形成され、ゲート孔の底部には陰極13が形成される。陰極13はカーボンナノチューブを用いる。
【００２８】
ゲート電極−陰極導体交差部（図６中の点線部）を拡大した図を図１２に示した。図１２（ｂ）は平面図であり、図１２（ａ）は、Ａ−Ｂ線での断面図である
。必要に応じて、陰極13と陰極導体10との間に抵抗層を形成しても良い。この基板の形成方法は、例えば、 Materials Research Society Symposium Proceeding
s、 Vol. 509 (1998) pp.107〜112 に記載されている。ゲート電極11と陰極導体10の交差領域に設ける各ゲート孔の大きさ、絶縁層12の厚さなどのパラメータは
、上述の通りである。また、交差領域内に設けるゲート孔の数、すなわち１画素当たりのゲート孔の数は通常数１０〜数1000個である。
【００２９】
ガラスなど透光性の材料の面板110上には、ブラックマトリクス120が形成され
、赤色蛍光体114A、緑色蛍光体114B、青色蛍光体114Cがパターン化して形成される。蛍光体としては、例えば赤色にY2O2S:Eu（P22-R）、緑色にZnS:Cu、Al（P22
-G）、青色にZnS:Ag（P22-B）を用いればよい。
【００３０】
次いで、ニトロセルロースなどの膜でフィルミングした後、面板１１０全体にAlを、膜厚50〜300nm程度蒸着してメタルバック１２２とする。その後、面板１
１０を４００℃程度に加熱してフィルミング膜やＰＶＡなどの有機物を加熱分解する。このようにして、面板１１０が完成する。
【００３１】
このように製作した面板１１０と基板１４とを、スペーサ６０（図示せず）を挟み込んでフリットガラスを用いて不活性ガス雰囲気中で封着する。面板１１０に形成された蛍光体114A、 114B、 11Cと基板１４との位置関係は図６に示した
とおりである。電子放出素子から放出される電子ビームは多少空間的に広がることを考慮して、ゲート孔を形成する領域の幅（図中「W」と記載）は蛍光体１１
４の幅よりも狭く設計している。
【００３２】
面板１１０−基板１４間の距離は１〜３ｍｍ程度とする。スペーサ６０はパネル内部を真空にしたときに、大気圧の外部からの力によるパネルの破損を防ぐために挿入する。したがって、基板１４、面板１１０に厚さ３ｍｍのガラスを用いて、幅４ｃｍ×長さ９ｃｍ程度以下の表示面積の表示装置を製作する場合には、面板１１０と基板１４自体の機械強度で大気圧に耐え得るので、スペーサ６０を挿入する必要はない。スペーサ６０としては、ガラス製またはセラミクス製で、板状あるいは柱状の支柱を並べて配置する。
【００３３】
封着したパネルは、1×10-6 〜1×10-7 Torr程度の真空に排気して、封止する
。パネル内の真空度を高真空に維持するために、封止の直前あるいは直後に、パネル内の所定の位置（図示せず）でゲッター膜の形成またはゲッター材の活性化を行う。例えばＢａを主成分とするゲッター材の場合、高周波誘導加熱によりゲッター膜を形成できる。このようにして表示パネルが完成する。
【００３４】
図７は、このようにして製作した表示パネルの駆動回路への結線図である。陰極導体10は行方向に配置し、走査駆動回路41に結線する。ゲート電極11は列方向に配置し、データ駆動回路42に結線する。メタルバック122は加速電極駆動回路4
3へ結線する。行方向n番目の電極10Ｒnと列方向m番目の電極15Ｃmの交点のドッ
トを（n、 m）で表すことにする。なお、図７では３×３個の電子放出素子301しか記載していないが、実際の表示パネルでは、陰極導体10が数100〜数千本、ゲ
ート電極が数100〜数千本形成される。
【００３５】
図１は、各駆動回路の発生電圧の波形を示す。図１には記されていないが、メタルバック122には６ＫＶ程度の電圧を常時印加する。
図１において、走査パルス501が印加されている状態が「選択状態の走査線」
、それ以外が「非選択状態の走査線」である。選択状態の走査線には電圧−Ｖsが印加され、非選択状態の走査線には、逆バイアス電圧Ｖrが印加されている。
本実施例では、Ｖr＝25Ｖとした。
【００３６】
走査線が選択状態にある時、ゲート電極11に振幅Ｖdなるデータパルス502を印加すると、その交点にある電子放出素子では、ゲート電極11−陰極13間に（Ｖd＋Ｖs）なる電圧が印加されるので、電子放出が起こり、蛍光体を発光させる。
データパルス502の波形は、表示しようとする映像により変化し、図１の波形の
場合、図７の斜線部の画素が発光する。なお、カラーディスプレイの場合、赤、青、緑色に対応する「サブ画素」の組合せで１「画素」を形成するが、本明細書では、サブ画素のことも画素と称する。
図１ではＲ1、Ｒ2、Ｒ3の３本目までの波形しか記載していないが、実際には
この走査を走査線の本数だけ続ける。走査線全体を走査し終わると再度Ｒ1に戻
り、走査を繰り返す。１画面の走査は、１フィールド期間（1/ｆ）の間に行う。ＮＴＳＣテレビ信号の場合、１フィールド期間は16.7msである。
階調のある映像を表示する場合には、データパルス502の電圧振幅を映像信号
に合わせて変化させるか、データパルス502のパルス幅を変化させるかすればよ
い。
図１の駆動波形では、データパルス502の電圧の最大値を０Ｖとしている。そ
のため、非選択状態の走査線に結線されている電子放出素子301のゲート電極11電位Ｖgと陰極13電位Ｖkとの差（Ｖg−Ｖk）は、−（Ｖd＋Ｖr）〜−Ｖrの範囲
になる。すなわち、ゲート電極11−陰極13間電圧は高々−Ｖr＝−25Ｖである。
したがって、図５からわかるように、非選択状態の走査線上の電子放出素子からは電子放出が発生せず、コントラストの低下が起こらない。
【００３７】
なお、本実施例では陰極13としてカーボンナノチューブを用いた例を示したが
、ダイヤモンド陰極を用いる場合には、陰極13としてダイヤモンド膜を用いればよい。この場合の基板の製法は、例えば IEEE Transaction Electron Devices、Vol.46、 No.4 (1999) pp.787〜791 に記載されている。
【００３８】
実施例２
本発明を用いた第２の実施例を図８、図９、図１０を用いて説明する。表示装置の表示パネルは、薄膜電子源マトリクスを形成した基板と蛍光体などを形成した面板とから構成される。図８は、表示パネルの断面図を示したものである。本実施例で用いる表示パネルは、第１の実施例で用いるものとほぼ同じ構成であるが、ゲート電極11を行方向に配置し、陰極導体10を列方向に配置する。
【００３９】
ゲート電極−陰極導体交差部（図８中の点線部）の構造は図１２とほぼ同じである。図１２において陰極導体10および絶縁層12を列方向にし、ゲート電極11を行方向に読みとればよい。図８に示した表示パネルの製造方法は、第１の実施例の場合と同様である。
【００４０】
図９は、表示パネルと駆動回路との結線方法を示した図である。ゲート電極11は行方向に配置し、走査駆動回路41に結線する。陰極導体10は列方向に配置し、データ駆動回路42に結線する。メタルバック122は加速電極駆動回路43へ結線す
る。行方向n番目の電極10Ｒnと列方向m番目の電極15Ｃmの交点のドットを（n、 
m）で表すことにする。なお、図９では３×３個の電子放出素子301しか記載していないが、実際の表示パネルでは、陰極導体10が数100〜数千本、ゲート電極が
数100〜数千本形成される。
【００４１】
図１０は、各駆動回路の発生電圧の波形を示す。図１０には記されていないが
、メタルバック122には６ＫＶ程度の電圧を常時印加する。
図１０において、走査パルス501が印加されている状態が「選択状態の走査線
」、それ以外が「非選択状態の走査線」である。選択状態の走査線には電圧＋Ｖ
sが印加され、非選択状態の走査線には、逆バイアス電圧−Ｖrが印加されている
。本実施例では、−Ｖr＝−25Ｖとした。
【００４２】
走査線が選択状態にある時、陰極導体10の電圧を０Ｖとすると、その交点にある電子放出素子では、ゲート電極11−陰極13間にＶsなる電圧が印加されるので
、電子放出が起こり、蛍光体を発光させる。また、選択状態の走査線上の画素で発光させたくない場合には、対応する陰極導体10にＶdなる電圧を印加する。す
ると、ゲート電極11−陰極13間電圧は（Ｖs−Ｖd）となり、放出電子は出ないか
、あるいは十分に少ない量の電子しか放出されない。すなわち、データパルス50
2の波形は、表示しようとする映像により変化し、図１０の波形の場合、図９の
斜線部の画素が発光する。なお、カラーディスプレイの場合、赤、青、緑色に対応する「サブ画素」の組合せで１「画素」を形成するが、本明細書では、サブ画素のことも画素と称する。
【００４３】
図１０ではＲ1、Ｒ2、Ｒ3の３本目までの波形しか記載していないが、実際に
はこの走査を走査線の本数だけ続ける。走査線全体を走査し終わると再度Ｒ1に
戻り、走査を繰り返す。１画面の走査は、１フィールド期間（1/ｆ）の間に行う
。ＮＴＳＣテレビ信号の場合、１フィールド期間は16.7msである。
階調のある映像を表示する場合には、データパルス502の電圧振幅Ｖdを映像信号に合わせて変化させるか、データパルス502のパルス幅を変化させるかすれば
よい。
【００４４】
図１０の駆動波形では、データパルス502の電圧の最小値を０Ｖとしている。
そのため、非選択状態の走査線に結線されている電子放出素子301のゲート電極1
1電位Ｖgと陰極13電位Ｖkとの差（Ｖg−Ｖk）は、−（Ｖd＋Ｖr）〜−Ｖrの範囲になる。すなわち、ゲート電極11−陰極13間電圧は高々−Ｖr＝−25Ｖである。
したがって、図５からわかるように、非選択状態の走査線上の電子放出素子からは電子放出が発生せず、コントラストの低下が起こらない。
なお、本実施例では陰極13としてカーボンナノチューブを用いた例を示したが
、ダイヤモンド陰極を用いる場合には、陰極13としてダイヤモンド膜を用いればよい。この場合の基板の製法は、例えば IEEE Transaction Electron Devices、Vol.46、 No.4 (1999) pp.787〜791 に記載されている。
【００４５】
実施例３
次に、本発明を用いた第３の実施例を図６、図７、図１１を用いて説明する。本実施例で用いる表示パネルは第１の実施例と同じであり、図６に記したとおりである。また、駆動回路への結線方法も第１の実施例と同じであり、図７に示したとおりである。
【００４６】
図１１は、各駆動回路の発生電圧の波形を示す。図１１には記されていないが
、メタルバック122には６ＫＶ程度の電圧を常時印加する。
図１１において、走査パルス501が印加されている状態が「選択状態の走査線
」、それ以外が「非選択状態の走査線」である。選択状態の走査線には電圧＋Ｖ
sが印加され、非選択状態の走査線は、高インピーダンス状態に保っている。図
１１で点線部分が高インピーダンス状態を示す。本実施例では、高インピーダンス状態として、駆動回路の出力インピーダンスを１０ＭΩとした。
走査線が選択状態にある時、ゲート電極11に振幅Ｖdなるデータパルス502を印加すると、その交点にある電子放出素子では、ゲート電極11−陰極13間に（Ｖd＋Ｖs）なる電圧が印加されるので、電子放出が起こり、蛍光体を発光させる。
データパルス502の波形は、表示しようとする映像により変化し、図１１の波形
の場合、図７の斜線部の画素が発光する。なお、カラーディスプレイの場合、赤
、青、緑色に対応する「サブ画素」の組合せで１「画素」を形成するが、本明細書では、サブ画素のことも画素と称する。
図１１ではＲ1、Ｒ2、Ｒ3の３本目までの波形しか記載していないが、実際に
はこの走査を走査線の本数だけ続ける。走査線全体を走査し終わると再度Ｒ1に
戻り、走査を繰り返す。１画面の走査は、１フィールド期間（1/ｆ）の間に行う
。ＮＴＳＣテレビ信号の場合、１フィールド期間は16.7msである。
階調のある映像を表示する場合には、データパルス502の電圧振幅を映像信号
に合わせて変化させるか、データパルス502のパルス幅を変化させるかすればよ
い。
非選択状態の走査線は高インピーダンス状態にしてある。従って、走査駆動回路41からの電子の流れ（電流）が制限されるため、対応する陰極13から真空中への電子放出が制限され、コントラスト低下を引き起こす、不要な電子放出を低減することが出来る。
【００４７】
なお、本実施例では陰極13としてカーボンナノチューブを用いた例を示したが
、ダイヤモンド陰極を用いる場合には、陰極13としてダイヤモンド膜を用いればよい。この場合の基板の製法は、例えば IEEE Transaction Electron Devices、Vol.46、 No.4 (1999) pp.787〜791 に記載されている。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
非選択状態の走査線上の電子放出素子からの不要電子放出を無くすか低減することにより低電界電子放出素子と蛍光体とを組み合わせたフィールドエミッションディスプレイにおいて、コントラストの低下を防ぎ、良好な画像を表示できる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明に係る画像表示装置の駆動方法を説明するための図である。
【図２】低電界電子放出素子の動作原理を説明するための図である。
【図３】陰極面電界の場所依存性を示した図である。
【図４】従来の画像表示装置の駆動方法を説明するための図である。
【図５】陰極面電界のゲート電圧依存性を示した図である。
【図６】本発明に係る画像表示装置の第１の実施例の表示パネルの構造を説明するための断面図である。
【図７】上記表示装置の駆動回路への結線を示した図である。
【図８】本発明に係る画像表示装置の第２の実施例の表示パネルの構造を説明するための断面図である。
【図９】上記表示装置の駆動回路への結線を示した図である。
【図１０】本発明に係る画像表示装置の第２の実施例の駆動方法を示す図である。
【図１１】本発明に係る画像表示装置の第３の実施例の駆動方法を示す図である。
【図１２】本発明に係る画像表示装置の第１、２の実施例の表示パネルの電極交差領域の構造を示す図である。
【符号の説明】
【００５０】
１０…空間部、１１…ゲート電極、１２…絶縁層、１３…陰極、１４…基板、４１…走査駆動回路、４２…データ駆動回路、４３…加速電極駆動回路、１００…陽極、110…面板、114…蛍光体、120…ブラックマトリクス、122…加速電極（
メタルバック）、301…電子放出素子、501…走査パルス、502…データパルス。
【図１】
2005215706.tif 000003
【図２】
2005215706.tif 000004
【図３】
2005215706.tif 000005
【図４】
2005215706.tif 000006
【図５】
2005215706.tif 000007
【図６】
2005215706.tif 000008
【図７】
2005215706.tif 000009
【図８】
2005215706.tif 000010
【図９】
2005215706.tif 000011
【図１０】
2005215706.tif 000012
【図１１】
2005215706.tif 000013
【図１２】
2005215706.tif 000014
【手続補正書】
【提出日】平成17年4月14日(2005.4.14)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ゲート電極と陰極とを有し、前記ゲート電極に前記陰極に対して正極性の電圧を印加した際に、前記陰極から電子を放出するマトリクス状に配置された複数個の電子放出素子と、前記陰極に給電するために前記マトリクスの一方向に配置された複数の第１の電極と、前記ゲート電極に給電するために前記一方向に直交する方向に配置された複数の第２の電極を有する第１の基板と、蛍光体と陽極を有する第２の基板とを備えた表示素子と、前記第１の電極に走査信号を順次印加する第１の駆動手段と、前記第２の電極にデータ信号を供給する第２の駆動手段とを備える画像表示装置であって、
前記第１の電極の印加電圧をＶ１、前記第２の電極への印加電圧をＶ２とすると、前記第１の電極が非選択状態である期間においては、（Ｖ２−Ｖ１）≦−２５Ｖの関係を満たすことを特徴とする画像表示装置。
【請求項２】
前記第１の電極のうち非選択状態の第１の電極の電位は、前記第２の電極に印加される電圧の最大値よりも正電位であることを特徴とする請求項１記載の画像表示装置。
【請求項３】
ゲート電極と陰極とを有し、前記ゲート電極に前記陰極に対して正極性の電圧を印加した際に、前記陰極から電子を放出するマトリクス状に配置された複数個の電子放出素子と、前記陰極に給電するために前記マトリクスの一方向に配置された複数の第１の電極と、前記ゲート電極に給電するために前記一方向に直交する方向に配置された複数の第２の電極を有する第１の基板と、蛍光体と陽極を有する第２の基板とを備えた表示素子と、前記第２の電極に走査信号を順次印加する第１の駆動手段と、前記第１の電極にデータ信号を供給する第２の駆動手段とを備える画像表示装置であって、
前記第１の電極の印加電圧をＶ１、前記第２の電極への印加電圧をＶ２とすると、前記第２の電極が非選択状態である期間においては、（Ｖ２−Ｖ１）≦−２５Ｖの関係を満たすことを特徴とする画像表示装置。
【請求項４】
前記第２の電極のうち非選択状態の第２の電極の電位は、前記第１の電極に印加される電圧の最小値よりも負電位であることを特徴とする請求項３に記載の画像表示装置。