(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子を取り出すためのグリッド（３）と共同するマイクロチップ（２）を有する陰極（１）を含んでいるフラットディスプレイスクリーンのマイクロチップ（２）を再生する方法であって、グリッドと陰極の間に動作中の定格アドレス期間より長い期間、定格動作電圧差より高い電圧差を加える段階を備え、定格動作電流密度より高い電流密度のもとで該マイクロチップ（２）を放出させることを特徴とするマイクロチップを再生する方法。
【請求項２】
定格動作電位（Ｖｎｏｍ）より高い再生電位（Ｖｒｅｇ）でグリッド（３）にバイアスをかけ、更に最大放出に対応した定格電位で陰極（１）にバイアスをかけることから成ることを特徴とする請求項１に記載の再生法。
【請求項３】
グリッド（３）が陰極（１）の列（Ｋ）に直角な行（Ｌ）に編成されており、表示が定格期間の間グリッドの行（Ｌ）を順次アドレス指定し、行（Ｌ）の定格アドレス時間の間陰極の列（Ｋ）を個々にアドレス指定することにより行われ、定格期間より長い再生期間の間に再生電位（Ｖｒｅｇ）で少なくとも１つのグリッドの行（Ｌ）にバイアスをかけ、更に最大放出電位で全ての陰極の列（Ｋ）にバイアスをかけることから成ることを特徴とする請求項２に記載の再生法。
【請求項４】
再生電位でグリッド（３）の全ての行（Ｌ）に同時にバイアスをかけることから成ることを特徴とする請求項３に記載の再生法。
【請求項５】
定格期間より長い期間のパルスであり、二つの連続したパルスの間隔が１つのパルスの期間より長いパルスを含む信号（Ｈｒｅｇ）によりグリッド（３）の行（Ｌ）をアドレス指定することから成ることを特徴とする請求項３又は４に記載の再生法。
【請求項６】
動作中の最大放出に対応した定格電位より低い再生電位で陰極（１）にバイアスをかけ、定格動作電位（Ｖｎｏｍ）でグリッド（３）にバイアスをかけることから成ることを特徴とする請求項１に記載の再生法。
【請求項７】
マイクロチップ（２）により放出された電子を取り出すためのグリッド（３）と陰極線ルミネセンスの陽極（５）と共同する電子放出マイクロチップ（２）を有した陰極（１）を含んでいるフラットディスプレイスクリーンの制御法であって、請求項１から６のいずれか１つに基づく再生法を実行することから成ることを特徴とするフラットディスプレイスクリーンの制御法。
【請求項８】
周期的に再生サイクルを行うことから成ることを特徴とする請求項７に記載の制御法。
【請求項９】
電子を取り出すためのグリッド（３）と陰極線ルミネセンスの陽極（５）と共同するマイクロチップ（２）を有する陰極（１）を含むフラットディスプレイスクリーンであって、
グリッド（３）にバイアスをかけるための一番目の電源（Ｖｎｏｍ）と；
グリッド（３）にバイアスをかけるための二番目の電源（Ｖｒｅｇ）と；
二番目の電源が一番目の電源の発生する電圧より高い電圧を発生する電源であって、定格スクリーン動作の間一番目の電源を選択しマイクロチップ（２）の再生サイクルの間二番目の電源を選択する手段（２６）と；
を含むことを特徴とするフラットディスプレイスクリーン。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、フラットマイクロチップディスプレイスクリーンに関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１は本発明が関係するタイプのフラットマイクロチップディスプレイスクリーンの構造の断面図の一部を示している。
【０００３】
この種のスクリーンは本質的にマイクロチップを有した陰極１と該マイクロチップ２の位置に穴４があるグリッド３から形成されている。陰極１は陰極線ルミネセンスの陽極５に向かって置かれており、該陽極５のガラス基板６はスクリーンの表面を形成している。
【０００４】
この種のマイクロチップスクリーンの動作原理と構成の詳細は原子エネルギー委員会の米国特許番号第４９４０９１６号に記載されている。
【０００５】
陰極１はガラス基板７の上に列に編成された陰極導体８から形成されている。これらの導体８は一般に抵抗層（図示していない）でコーティングされ電子放出を均一にしている。陰極１はグリッド３及び、陰極導体８をグリッド３から絶縁するため挿入された層９と共同している。穴４はグリッド層３と絶縁層９の中に開けられ抵抗層の上に形成されているマイクロチップ２を受けている。グリッド３は行に編成され、陰極の行と列の交差点により画素が定められている。
【０００６】
この素子は陰極１とグリッド３の間に形成された電界を使用しマイクロチップ２から陽極５のリン素子１０に向かい電子を取り出し、該電子は空の空間１１を横切っている。リン素子１０は酸化インジウム−リン（ＩＴＯ）の様な透過性導体層で形成された電極１２の上に堆積されている。
【０００７】
カラースクリーンの場合、陽極５にはリン素子１０の交番帯があり、交番帯のそれぞれは色（赤、緑、青）に対応している。各帯は二つの隣接した帯から電気的に絶縁されている。該帯は陰極の列８に平行に配置されており、三つの帯（色に対して一つの帯）のグループは陰極の列に向いている。赤、緑、青の帯の組は陰極１に対し選択してバイアスがかけられ、陰極／グリッドの画素のマイクロチップ２から取り出された電子は各色に面しているリン素子１０に選択されて向かっている。
【０００８】
白黒のスクリーンの場合、陽極は一般にリン素子の平面又は同じ色の二つの組の交番帯を備えている。
【０００９】
図２は放出された電子を取り出すためのグリッドと共同する電子放出マイクロチップの陰極を部分的に示しており、マイクロチップスクリーンが動作している間陰極とグリッドのアドレス指定を図示している。陽極（５、図１）と、陰極１とグリッド３の間の絶縁層（９、図１）は図を明確にするため示していない。同様に、数個のマイクロチップ２のみ、グリッド３の行Ｌと陰極１の列Ｋの交差点に示してある。実際には、スクリーンの画素当たり数千個のマイクロチップがある。
【００１０】
画像の表示はフレーム期間（例えば２０ｍｓ）電子制御回路（図示していない）により陽極、陰極１及びグリッド３を適当にバイアスすることにより行われる。カラースクリーンの場合、リン素子（１０、図１）の帯の組は電子を引き寄せる電位に順次なる。この電位は陰極／グリッドを陽極から離している距離（空の空間１１）により左右され、例えば３００ボルトより高い。該帯１０は例えば同じ色の帯の１フレームの間、即ちフレーム期間の３分の１に対応したサブフレームの期間（例えば６．６ｍｓ）バイアスをかけられる。該表示はグリッド３の行の数で割ったサブフレームの期間に対応した期間（例えば３０μｓ）、行Ｌに順次（例えば８０ボルトの）バイアスをかけることによりライン毎に行われる。行Ｌにバイアスがかけられている間、列Ｋは最大放出電位と非放出電位（例えば、それぞれ０及び３０ボルト）の間のそれぞれの電位になり、これらの列と考えている行の交差点により定められる画素の明るさに定められる。列Ｋにかけるバイアスはライン走査のそれぞれの新しい行Ｌ毎に変わる。バイアス電位の値の選択はリン素子１０及びマイクロチップ２の特性に関係がある。従来、陰極１とグリッド３の間の電圧差は５０ボルト未満であり、電子放出が無く、更に最大放出は８０ボルトの電位差であった。
【００１１】
マイクロチップにはこれらが使用されるにつれて放射率の減少が見られる。スクリーンの明るさはこのように時間と共に減少する。この減少は無視できないほど大きく、スクリーンの寿命に影響を与えている。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は最初の放射率に戻すことができるマイクロチップの再生法を提供することが目的である。
【００１３】
本発明は更にマイクロチップスクリーンの寿命を増加させる該スクリーンの制御法を提供することも目的である。
【００１４】
これらの目的を達成するため、本発明では電子を取り出すためのグリッドと共同するマイクロチップを有した陰極を含んでおり、グリッドと陰極の間に動作中の定格アドレス期間より長い期間、定格動作電圧差より高い電圧差を加える段階を備え、定格動作電流密度より高い電流密度のもとで該マイクロチップを放出させることを特徴とするフラットディスプレイのマイクロチップを再生する方法を提供している。
【００１５】
本発明の実施態様によれば、グリッドは定格動作電位より高い再生電位でバイアスをかけられ、更に陰極は最大放出に対応した定格電位でバイアスをかけられている。
【００１６】
グリッドが陰極の列に直角な行に編成されている本発明の実施態様によれば、表示は定格期間の間グリッドの行を順次アドレス指定し、行の定格アドレス時間の間陰極の列を個々にアドレス指定することにより行われ、定格期間より長い再生期間の間に少なくとも１つのグリッドの行が再生電位でバイアスをかけられ、全ての陰極の列が最大放出電位でバイアスをかけられている。
【００１７】
本発明の実施態様によればグリッドの全ての行は同時に再生電位でバイアスをかけられている。
【００１８】
本発明の実施態様によれば、グリッドの行は定格期間より長い期間のパルスであり、二つの連続したパルスの間隔が１つのパルスの期間より長いパルスを含む信号によりアドレス指定されている。
【００１９】
本発明の実施態様によれば、陰極は動作中の最大放出に対応した定格電位より低い再生電位でバイアスをかけられ、グリッドは定格動作電位でバイアスをかけられている。
【００２０】
本発明は更にマイクロチップにより放出された電子を取り出すためのグリッドと陰極線ルミネセンスの陽極と共同する電子放出マイクロチップを有した陰極を含み、再生サイクルを周期的に行うことから成るフラットディスプレイスクリーンの制御法にも関する。
【００２１】
本発明は更に、電子を取り出すためのグリッドと陰極線ルミネセンスの陽極と共同するマイクロチップを有する陰極を含むフラットディスプレイスクリーンであって、グリッドにバイアスをかけるための一番目の電源と、グリッドにバイアスをかけるための二番目の電源と、更に二番目の電源が一番目の電源の発生する電圧より高い電圧を発生する電源であって、定格スクリーン動作の間一番目の電源を選択しマイクロチップの再生サイクルの間二番目の電源を選択する手段を含むことを特徴とするフラットディスプレイスクリーンにも関する。
【００２２】
【発明の実施の形態】
明確にするため、同じ構成要素は異なる図でも同じ参照番号により示している。更に明確にするため、本発明を理解するため必要なスクリーンの構成要素のみ図に示しており、以下に説明する。
【００２３】
本発明の特徴は、表示段階の外で発生する再生サイクルの間に特別なスクリーン制御を与えることである。この制御は従来の画像のフレームの表示期間に対し長い時間、陰極とグリッドの間の電位差を増加させることにより、高電流密度のもとでマイクロチップを放出させることから成る。
【００２４】
本発明の実施態様によれば、再生のサイクルは定格の行アドレス指定電位より高い再生電位にグリッド３の行Ｌ（図２）のバイアスを指定することから成る。行Ｌが再生の電位にされている間、陰極１はスクリーンが動作している時の最大照度に対応した電位で全ての列Ｋを同時にアドレス指定することによりバイアスされる。
【００２５】
グリッド３のバイアス電位を増加させることにより各チップ２内の電流を増加させることができる。例えば、再生電位が１１０ボルトで定格電位が８０ボルトの場合、チップ内の電流は実際には５倍増加する（ファウラーとノルトハイムの法則）。
【００２６】
再生によりスクリーンが損傷を受ける間電子放出と共同するリン要素の加熱を避けるため、再生電位でグリッドにバイアスをかけることはパルス信号で行うことが好ましい。パルス幅はグリッドの行のバイアスの定格期間内より長く、二つの連続したパルスの間隔は新しいパルスの発生前にスクリーンを冷却する時間を残す様に選択される。
【００２７】
例えば、グリッドの行にバイアスをかける定格の期間が約３０μｓならば、該行は再生の間周期が約１０ｍｓである約５００μｓのパルスによりバイアスをかけられる。パルスの間中、チップを通過する電子の量と、従ってジュール効果により消費されるエネルギーは、スクリーンが動作している間放出されるチップを通過する前記の量より高い。例えば、５００μｓのパルスの間に、グリッド３のバイアス電位が増加することを計算に入れると、チップを通過する電子の量は３０μｓであるアドレス指定時間に比較して約８０倍増加する。
【００２８】
再生サイクルの期間、即ちパルス信号によりバイアスをかけられている期間は再生に対する必要性により左右される。この期間は例えば１分から１０分の範囲である。
【００２９】
以前使用したスクリーンの明るさは、そのスクリーンに本発明に基づく方法を利用した場合増加し、更に該再生が長く行われるならば該スクリーンは最初の明るさに対応した明るさを取り戻すことが確かめられている。通常の動作より大きなエネルギーを有しているマイクロチップを強く加熱するとスクリーンを動作させている間マイクロチップの表面からガス抜きにより生成物、特に陰極のリン素子が放出されると考えられる。
【００３０】
本発明に基づく方法は他のマイクロチップに影響を与えることなく必要とされる唯１つのマイクロチップの放射率を回復させる回復方法である。
【００３１】
マイクロチップの放射率の減少による明るさの低下は実際にはこれらの利用時間により左右され、スクリーン表面上で不規則である。例えば、長時間マイクロチップの所定の局所的な領域のアドレスを指定し、次に特定の照度で全ての陰極の列のアドレスを指定することにより、明るさはスクリーン表面の残りの部分より該局所的な領域で低く成ることが生ずる。
【００３２】
本発明に基づく再生法を利用した後、スクリーン表面全体をアドレス指定することにより明るさが均一で最初のレベルにあることが観察でき、これは再生前に使用の時間がどうであっても全てのマイクロチップが最初の放射率を回復していることを意味している。
【００３３】
再生のサイクルの間、マイクロチップから放出された電子は、スクリーンの陽極のアドレスが指定されていなければグリッドにより集められる。陽極のアドレスが指定されていれば、これらの電子は陽極の電極により集められる。
【００３４】
本発明に基づく再生法を実行するには従来の電子スクリーン制御回路により行われる。
【００３５】
図３は陰極とグリッドのアドレスを指定するため使用される回路の一部の実施態様を示している。スクリーン２０の各列Ｋと各行Ｌは陰極１又はグリッド３とそれぞれ共同するアドレス指定回路２１又は２２の出力に個々に接続されている。アドレス指定回路は一般にはアドレスが指定される行と列と同じ数の出力を含んでおり、回路２１と２２の出力はそれぞれ２３と２４のコネクタにより行Ｌと列Ｋに接続されている。回路２１と２２は例えば並列出力シフトレジスタから形成されている。回路２１と２２は陽極（図示していない）のアドレス指定を制御するためにも使用される共通ブロック２５により制御されている。回路２１は列Ｋにバイアスをかける個々の命令をブロック２５から受けライン走査周波数の速度Ｈｓｙｎｃでこれらの列にバイアスをかける様に意図されている。回路２２はライン走査周波数の速度Ｈｓｙｎｃによりある行から次の行のグリッドにバイアスをかけることをシフトする様に意図されており、回路２５から信号Ｈｓｙｎｃの他に定格バイアス電圧Ｖｎｏｍ（例えば８０ボルト）を受ける。
【００３６】
回路２１と２２は一般には更にそれぞれ入力ＳｅｔとＳｅｔ’を含み、全ての出力を同時に同じレベルにする。
【００３７】
本発明によれば、再生サイクルのパルスの間、グリッド３の全ての行を再生電位にし陰極１の全ての列を定格最大放出電位に設定する強制的な入力があることが利点である。このように、本発明を実行するには従来のアドレス指定回路を変更する必要がない。再生サイクルの間、所望の制御パルスと例えば１１０ボルトの再生電位Ｖｒｅｇを考慮する特別なクロック信号Ｈｒｅｇを発生するためには制御ブロック２５を変更すれば十分である。ブロック２５には信号Ｈｓｙｎｃと電位Ｖｎｏｍか、又は信号Ｈｒｅｇと電位Ｖｒｅｇのいずれかを選択するための切り替え手段２６が含まれている。
【００３８】
マイクロチップの再生は更にライン走査を考慮している間、行毎にも行われる。同様に、スクリーンの画素のグループによる再生は所定数の行と列のアドレスを指定することにのみにより行われる。
【００３９】
本発明の利点は特別なスクリーン制御サイクルのほかに他のことを介入することなしに該マイクロチップの再生を実現できることである。
【００４０】
このように、使用者がスクリーンの明るさが減少したことを知った時、再生サイクルを開始する特別な制御つまみ（図示していない）を操作することが提供できる。
【００４１】
所定の動作の時間の後スクリーン制御回路により直接行われる（例えばスクリーンのスイッチオンと同時の）スクリーンの動作以外、自動的な周期的な再生も提供できる。
【００４２】
再生サイクルの期間（例えば１分から１０分）は長く成る様に設定し再生サイクルの周波数に基づく再生を完全に得ることが好ましい。しかし、再生を完全に行うため厳密に必要な時間より長い期間は最初の放射率を一度回復すると該マイクロチップは再生の影響を受けないので、妨害を与えないことに注目する必要がある。
【００４３】
本発明は当業者が容易に考えることができる種々の変更、修正及び改善を行うことができることは勿論である。特に、基準は上述の記載ではグリッドの電位を増加する様にされているが、陰極の列の最小アドレス指定電位、又はこれらの両方の電位は変更できる。本発明は更に画素の照度を、陰極の列のアドレスを指定する信号のパルス幅を変えることにより設定される場合にも適用できることに注目する必要がある。
【００４４】
更に、本発明を実行するための制御回路に導入される修正の実際的な実施は、前述で示した機能的な指摘に基づき当業者の能力内で可能である。更に、本発明は白黒スクリーンと同様にカラースクリーンにも適用できる。
【００４５】
このような変更、修正及び改善はこの開示の一部であり本発明の精神と範囲の中にある。従って、前述の記載は一例でありこれに限定されない。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来のフラットマイクロチップディスプレイスクリーンの構造及び解決すべき問題を示す断面図である。
【図２】放出された電子を取り出すためのグリッドと共同する電子放出マイクロチップの陰極の部分図である。
【図３】本発明に基づくスクリーンを制御するための回路の実施態様の概略の部分図である。
【符号の説明】
１  陰極
２  マイクロチップ
３  グリッド
４  穴
５  陽極
６、７  ガラス基板
８  陰極導体
９  絶縁層
１０  リン素子
１１  空の空間
１２  電極
２０  スクリーン
２１、２２  アドレス指定回路
２３、２４  コネクタ
２５  制御ブロック
【図１】
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【図２】
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【図３】
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