(57)【要約】【課題】ＦＥＤ（フィールドエミッションディスプレイ）において、画面輝度に対するスペーサの影響を無くす。【解決手段】アノード基板とカソード基板の間隔を保つためのスペーサが間隔をおいて走査線上に配置される。スペーサが配置された走査線と接続した電子源のエミッション特性が他の走査線と接続した電子源のエミッション特性と異なる。これを補償するために、スペーサが配置された走査線Ｓ（０）に印加する走査電圧ＶＳ０を他の走査線Ｓ（１）、Ｓ（−１）、Ｓ（２）、Ｓ（−２）等に印加される走査電圧ＶＳ１、ＶＳ２等と異ならせる。【選択図】図９
2009129740.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子源がマトリクス状に形成されたカソード基板と、前記カソード基板と対向し、前記電子源と対応する場所に蛍光体が形成されて有効画面を形成したアノード基板を備え、
前記カソード基板には横方向に延在して縦方向に配列した走査線と、縦方向に延在して横方向に配列したデータ信号線が配置され、前記電子源は前記走査線と前記データ信号線と接続し、
前記走査線の上には間隔をおいて、前記カソード基板と前記アノード基板の間隔を規定するスペーサが設置され、線順次駆動する表示装置であって、
前記スペーサが設置されている走査線に印加される走査電圧は、前記スペーサが設置されていない走査線に印加される走査電圧よりも小さいことを特徴とする表示装置。
【請求項２】
前記走査線に印加される走査電圧は、前記スペーサが設置されている走査線を挟んで対称に大きくなっていることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
前記走査線に印加される走査電圧は、前記スペーサが設置されている走査線と前記スペーサが設置されている他の走査線の中点付近の走査線に印加される走査電圧を極大値として、双曲線状に変化していることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項４】
前記電子源はＭＩＭ型であることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項５】
電子源がマトリクス状に形成されたカソード基板と、前記カソード基板と対向し、前記電子源と対応する場所に蛍光体が形成されて有効画面を形成したアノード基板を備え、
前記カソード基板には横方向に延在して縦方向に配列した走査線と、縦方向に延在して横方向に配列したデータ信号線が配置され、前記電子源は前記走査線と前記データ信号線と接続し、
前記走査線の上には間隔をおいて、前記カソード基板と前記アノード基板の間隔を規定するスペーサが設置され、
前記スペーサが設置されている走査線に印加される走査電圧は、前記スペーサが設置されていない走査線に印加される走査電圧よりも大きいことを特徴とする表示装置。
【請求項６】
前記走査線に印加される走査電圧は、前記スペーサが設置されている走査線を挟んで対称に小さくなっていることを特徴とする請求項５に記載の表示装置。
【請求項７】
前記走査線に印加される走査電圧は、前記スペーサが設置されている走査線と前記スペーサが設置されている他の走査線の中点付近の走査線に印加される走査電圧を極小値として、双曲線状に変化していることを特徴とする請求項５に記載の表示装置。
【請求項８】
電子源がマトリクス状に形成されたカソード基板と、前記カソード基板と対向し、前記電子源と対応する場所に蛍光体が形成されて有効画面を形成したアノード基板を備え、
前記カソード基板には横方向に延在して縦方向に配列した走査線と、縦方向に延在して横方向に配列したデータ信号線が配置され、前記電子源は前記走査線と前記データ信号線と接続し、
前記走査線の上には間隔をおいて、前記カソード基板と前記アノード基板の間隔を規定するスペーサが設置され、
画面を白表示した場合、前記スペーサが設置されている走査線と接続する電子源に印加されるデータ信号電圧は前記スペーサが設置されていない走査線と接続する電子源に印加されるデータ信号電圧よりも小さいことを特徴とする表示装置。
【請求項９】
画面を白表示した場合、前記走査線と接続した電子源に印加されるデータ信号電圧は、前記スペーサが設置されている走査線を挟んで対称に大きくなっていることを特徴とする請求項８に記載の表示装置。
【請求項１０】
前記電子源はＭＩＭ型であることを特徴とする請求項８に記載の表示装置。
【請求項１１】
電子源がマトリクス状に形成されたカソード基板と、前記カソード基板と対向し、前記電子源と対応する場所に蛍光体が形成されて有効画面を形成したアノード基板を備え、
前記カソード基板には横方向に延在して縦方向に配列した走査線と、縦方向に延在して横方向に配列したデータ信号線が配置され、前記電子源は前記走査線と前記データ信号線と接続し、
前記走査線の上には間隔をおいて、前記カソード基板と前記アノード基板の間隔を規定するスペーサが設置され、
画面を白表示した場合、前記スペーサが設置されている走査線と接続する電子源に印加されるデータ信号電圧は前記スペーサが設置されていない走査線と接続する電子源に印加されるデータ信号電圧よりも大きいことを特徴とする表示装置。
【請求項１２】
画面を白表示した場合、前記走査線と接続した電子源に印加されるデータ信号電圧は、前記スペーサが設置されている走査線を挟んで対称に小さくなっていることを特徴とする請求項１１に記載の表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内部を真空にし、背面基板に電子放出源をマトリクス状に配置し、前面基板に対応する蛍光体を配置したフラット型表示装置に係り、この表示装置の画面輝度を均一にする技術に関連する。
【背景技術】
【０００２】
フィールドエミッションディスプレイ（ＦＥＤ）は２枚のガラス基板に挟まれた内部を真空にして、一方の基板上に電子放出源をマトリクス状に配置し、対向基板に蛍光体を配置した表示装置である。ＦＥＤは電子放出源からの電子が蛍光体に射突して発光することによって画像を形成するもので、明るさ、コントラスト、動画特性等でブラウン管並の優れた性能を得ることが出来るので、将来のＴＶ用ディスプレイとして期待されている。
【０００３】
アノード基板とカソード基板の間には大気圧に耐えるためのスペーサが設置されている。スペーサは画像形成の妨げにならないように、一定の間隔をおいて走査線上に設置される。スペーサは全ての走査線上に設置されるわけではないので、アノード基板あるいはカソード基板にかかる大気圧による歪はスペーサがある場所と無い場所とで異なる。スペーサのある部分と無い部分との歪の差が大きいとアノード基板あるいはカソード基板が破壊する恐れがある。
【０００４】
ＦＥＤにおいて、スペーサがある部分と無い部分のアノード基板あるいはカソード基板の歪の差を抑制するには、アノード基板あるいはカソード基板の板厚を大きくするか、スペーサの数を増やせばよい。しかし、アノード基板あるいはカソード基板の板厚を増加させるとＦＥＤの重量が増す。一方、スペーサの数を増やすと製造コストが増加する。「特許文献１」にはアノード基板あるいはカソード基板の板厚を抑え、スペーサの数を極端に多くしなくとも、アノード基板あるいはカソード基板に生ずる歪を抑える技術が記載されている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−３３１９８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
「特許文献１」に記載の技術は、大気圧によるアノード基板あるいはカソード基板に対する機械的な歪の量を低減し、ＦＥＤの重量を増加することなく、また、スペーサの数を増やすことなく、ＦＥＤの機械的な信頼性を確保しようとするものである。
【０００７】
しかし、大気圧によるＦＥＤに生ずる歪の影響は機械的な影響のみではない。すなわち、大気圧によって、カソード基板に歪が生ずるとカソード基板に形成された電子源の電子放出特性が変化することがわかった。すなわち、白画面を表示した場合、特定の電子源においては、スペーサの存在する部分は他の部分に比して輝度が大きく、スペーサの存在する部分から離れるにしたがって輝度が低下することがわかった。他のタイプの電子源においては、逆にスペーサの存在する部分が他の部分に比し、輝度が小さくなる。
【０００８】
これは、大気圧の影響によってカソード基板に生ずる歪がスペーサのある場所と無い場所とで異なるためと考えられる。しかし、大気圧に抗するために、ＦＥＤにおいてはスペーサは必須である。本発明の課題は、スペーサを使用しつつ、カソード基板に生ずる歪の差による画像への影響を小さくすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、前述した従来の課題を解決するためになされたもので、走査線に印加する走査電圧をスペーサが存在する部分とスペーサが存在しない部分とで変えることによって、電子源からの電子放出を均一にするものである。本発明の他の手段はデータ信号の大きさをスペーサが存在する部分と存在しない部分とで変えることによって電子源からの電子放出を均一にするものである。具体的な手段は次の通りである。
【００１０】
（１）電子源がマトリクス状に形成されたカソード基板と、前記カソード基板と対向し、前記電子源と対応する場所に蛍光体が形成されて有効画面を形成したアノード基板を備え、前記カソード基板には横方向に延在して縦方向に配列した走査線と、縦方向に延在して横方向に配列したデータ信号線が配置され、前記電子源は前記走査線と前記データ信号線と接続し、前記走査線の上には間隔をおいて、前記カソード基板と前記アノード基板の間隔を規定するスペーサが設置され、前記スペーサが設置されている走査線に印加される走査電圧は、前記スペーサが設置されていない走査線に印加される走査電圧よりも小さいことを特徴とする表示装置。
【００１１】
（２）前記走査線に印加される走査電圧は、前記スペーサが設置されている走査線を挟んで対称に大きくなっていることを特徴とする（１）に記載の表示装置。
【００１２】
（３）前記走査線に印加される走査電圧は、前記スペーサが設置されている走査線と前記スペーサが設置されている他の走査線の中点付近の走査線に印加される走査電圧を極大値として、双曲線状に変化していることを特徴とする（１）に記載の表示装置。
【００１３】
（４）前記電子源はＭＩＭ型であることを特徴とする（１）に記載の表示装置。
【００１４】
（５）電子源がマトリクス状に形成されたカソード基板と、前記カソード基板と対向し、前記電子源と対応する場所に蛍光体が形成されて有効画面を形成したアノード基板を備え、前記カソード基板には横方向に延在して縦方向に配列した走査線と、縦方向に延在して横方向に配列したデータ信号線が配置され、前記電子源は前記走査線と前記データ信号線と接続し、前記走査線の上には間隔をおいて、前記カソード基板と前記アノード基板の間隔を規定するスペーサが設置され、前記スペーサが設置されている走査線に印加される走査電圧は、前記スペーサが設置されていない走査線に印加される走査電圧よりも大きいことを特徴とする表示装置。
【００１５】
（６）前記走査線に印加される走査電圧は、前記スペーサが設置されている走査線を挟んで対称に小さくなっていることを特徴とする（５）に記載の表示装置。
【００１６】
（７）前記走査線に印加される走査電圧は、前記スペーサが設置されている走査線と前記スペーサが設置されている他の走査線の中点付近の走査線に印加される走査電圧を極小値として、双曲線状に変化していることを特徴とする（５）に記載の表示装置。
【００１７】
（８）電子源がマトリクス状に形成されたカソード基板と、前記カソード基板と対向し、前記電子源と対応する場所に蛍光体が形成されて有効画面を形成したアノード基板を備え、前記カソード基板には横方向に延在して縦方向に配列した走査線と、縦方向に延在して横方向に配列したデータ信号線が配置され、前記電子源は前記走査線と前記データ信号線と接続し、前記走査線の上には間隔をおいて、前記カソード基板と前記アノード基板の間隔を規定するスペーサが設置され、画面を白表示した場合、前記スペーサが設置されている走査線と接続する電子源に印加されるデータ信号電圧は前記スペーサが設置されていない走査線と接続する電子源に印加されるデータ信号電圧よりも小さいことを特徴とする表示装置。
【００１８】
（９）画面を白表示した場合、前記走査線と接続した電子源に印加されるデータ信号電圧は、前記スペーサが設置されている走査線を挟んで対称に大きくなっていることを特徴とする（８）に記載の表示装置。
【００１９】
（１０）前記電子源はＭＩＭ型であることを特徴とする（８）に記載の表示装置。
【００２０】
（１１）電子源がマトリクス状に形成されたカソード基板と、前記カソード基板と対向し、前記電子源と対応する場所に蛍光体が形成されて有効画面を形成したアノード基板を備え、前記カソード基板には横方向に延在して縦方向に配列した走査線と、縦方向に延在して横方向に配列したデータ信号線が配置され、前記電子源は前記走査線と前記データ信号線と接続し、前記走査線の上には間隔をおいて、前記カソード基板と前記アノード基板の間隔を規定するスペーサが設置され、画面を白表示した場合、前記スペーサが設置されている走査線と接続する電子源に印加されるデータ信号電圧は前記スペーサが設置されていない走査線と接続する電子源に印加されるデータ信号電圧よりも大きいことを特徴とする表示装置。
【００２１】
（１２）画面を白表示した場合、前記走査線と接続した電子源に印加されるデータ信号電圧は、前記スペーサが設置されている走査線を挟んで対称に小さくなっていることを特徴とする（１１）に記載の表示装置。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、スペーサが存在する部分の走査線に対する走査電圧とスペーサが存在しない走査線に対する走査電圧を変えているので、スペーサの画面輝度への影響を低減することが出来る。また、スペーサが存在する走査線から離れるに従って、走査線に対する走査電圧を徐々に変化させるので、全画面でスペーサの影響なく、均一な輝度の画面を得ることが出来る。
【００２３】
また、本発明によれば、走査線の走査電圧を一定にした場合においても、データ信号電圧をスペーサが存在する走査線と接続した画素に加える場合と、スペーサが存在しない走査線と接続した画素に加える場合とで変えるので、スペーサの輝度への影響を低減することが出来る。さらに、データ信号電圧をスペーサが存在する走査線から離れるにしたがって徐々に変化させるため、全画面についてスペーサの影響なく均一な輝度の画面を得ることが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明の最良の形態を実施例の図面を参照して詳細に説明する。
【実施例１】
【００２５】
図１は本発明の第１の実施例を示す平面図である。図１において、カソード基板１の上には封着部３を介してアノード基板２が設置されている。カソード基板１上には横方向には走査線１１が、縦方向にはデータ信号が延在している。走査線１１、データ信号線１２には端子５を介して外部から信号が供給される。走査線１１と信号線の交差部付近には電子放出源が配置されている。したがって、多数の電子放出源がマトリクス状に配列されている。電子放出源としては、いわゆるＭＩＭ方式、ＳＥＤ方式、Ｓｐｉｎｄｔ方式、カーボンナノチューブ等種々のもが開発されているが、いずれの電子放出源の場合も本発明を適用可能である。
【００２６】
カソード基板１とアノード基板２と周辺を囲む封着部３の内部は真空に保たれる。したがって、大気圧によってアノード基板２、カソード基板１が撓み、カソード基板１とアノード基板２の間隔が確保できなくなる。あるいは、カソード基板１あるいはアノード基板２が破壊してしまう。これを避けるために、カソード基板１とアノード基板２との間にスペーサ４が設置される。このスペーサ４はセラミックまたはガラスで形成され、画像形成の妨げにならないように一般的には走査線１１上に設置される。
【００２７】
アノード基板２上には電子ビームの射突によって光を発する赤、緑、青の蛍光体２１が電子放出源に対応して形成されている。蛍光体２１の周囲にはブラックマトリクス（ＢＭ２２）が形成されており、画像のコントラスを向上させる。ブラックマトリクスを覆ってＡｌによるメタルバック２３が形成されている。メタルバック２３には高電圧が印加され、カソードから出射する電子ビームを加速して蛍光体２１に射突させる。
【００２８】
電子ビームによって蛍光体２１から光を発生させるためには電子ビームはある程度のエネルギーをもっていなければならないので、アノード基板２のメタルバック２３には８ＫＶから１０ＫＶの高電圧が印加される。本実施例では外部から高電圧を供給する高電圧導入端子６０はカソード基板１側に設けられ、コンタクトスプリングを介してアノード基板２に高電圧が供給される。表示装置の内部は真空に保たなければならないので、図１における表示装置の裏側に排気孔８１および排気管８が設けられている。
【００２９】
図２は図１をＤ方向から見た側面図である。図２において、カソード基板１とアノード基板２は封着部３を介して所定の距離を持って対向している。カソード基板１のほうが端子５等が設置される分大きく形成されている。カソード基板１の下には、排気管８及び高電圧導入端子等を取り付けるための排気基板６が取り付けられている。排気基板６は排気基板封着部を介してカソード基板１に取り付けられている。図２では排気基板６には表示装置の内部を真空にするための排気管８がチップオフされた状態で描かれている。
【００３０】
図３は図１のＡ−Ａ断面図である。図３において、データ信号線１２が紙面と垂直方向に延在している。本実施例ではこのデータ信号線１２の上に電子放出源１４が形成されている。絶縁膜１３を介して走査線１１がデータ信号線１２と直角方向に形成されている。図３において、走査線１１は封着部３の外部に延在している。走査線１１の上にはカソード基板１とアノード基板２との距離を保つためのスペーサ４が設置されている。スペーサ４はアノード基板２側ではフリットガラス４１によってメタルバック２３に、カソード基板１側ではフリットガラス４２によって走査線１１上に固着されている。
【００３１】
スペーサ基材は導電性ガラスが用いられている。スペーサ基材は導電性ではあるが、抵抗値を安定化するためと２次電子抑制のために、スペーサ４の側面に導電性粒子がコーティングされることもある。また、スペーサ基材は絶縁性のガラスを用いることも出来る。この場合、スペーサ４の導電性は表面にコーティングされた導電性コーティングで得ることが出来る。このスペーサ４には１０７から１０１１Ω・ｃｍ、好ましくは１０８から１０９Ω・ｃｍ程度の導電性が与えられる。
【００３２】
表示装置の内部を真空に保つために、封着材３２によってアノード基板２と封止枠３１が、また、封着材３３によってカソード基板１と封止枠３１がシールされている。本実施例では封着材３２と封着材３３とは異なる種類、異なる接着温度のフリットガラスが使用されている。
【００３３】
アノード基板２側では、電子放出源１４に対応する場所には、赤、緑、青等の蛍光体２１が配置され、この蛍光体２１は電子ビームに射突されることによって発光し、画像が形成される。蛍光体２１の間はＢＭ２２で充填され、画像のコントラストの向上に寄与する。ＢＭ２２は例えば、クロムおよび酸化クロムの２層構造になっている。蛍光体２１およびＢＭ２２を覆ってＡｌによるメタルバック２３が形成されている。メタルバック２３には約８ＫＶから１０ＫＶ程度の高電圧が印加され、電子ビームを加速する。加速された電子ビームはメタルバック２３を突き抜けて蛍光体２１に射突し、蛍光体２１を発光させる。
【００３４】
図３において、アノード基板２とカソード基板１が封止枠３１とフリットガラスを介してシールされた後、排気管を通してＦＥＤ内部が真空に排気される。カソード基板１の厚さおよびアノード基板２の厚さは３ｍｍ程度である。また、カソード基板１とアノード基板２との距離は約２．８ｍｍ程度である。この狭い間隔に８ＫＶから１０ＫＶの高電圧を印加するために、表示装置の内部には高電界が形成されており、スパークの危険が存在する。スパークを防止するために、スペーサ４およびスペーサ４を固着するフリットガラスには導電性が与えられ、スペーサ４が帯電することを防止している。
【００３５】
図４は図１のＢ‐Ｂ断面図である。図５において、カソード基板１には通孔１０が形成されており、この通孔１０を通して表示装置の排気あるいは高電圧の供給が行なわれる。カソード基板１の通孔１０を覆って排気基板６が排気基板用封着部７を介して設置され、表示装置の内部を真空に保つ。排気基板用封着部７はカソード基板１とアノード基板２の封着部３と基本的な構成は同じである。すなわち、排気基板用枠体７１がフリットガラス３２を介して封着され、排気基板用枠体７１はフリットガラス３３を介してカソード基板１と封着されている。本実施例においては、フリットガラス３２のほうが、フリットガラス３３よりも接着温度が高い。本実施例ではアノード基板２とカソード基板１を封着する枠体３１とカソード基板１と排気基板６を封着する枠体とは同じ厚さとしているが、必要に応じて枠体の厚さは自由に設定可能である。
【００３６】
高電圧導入端子６０が外部との気密を保ちながら排気基板６を貫通している。高電圧導入端子６０はフリットガラス３２によって排気基板６と封着される。
高電圧導入端子６０にはＦｅ−Ｎｉ合金が使用されるが、ＦｅとＮｉの比率は排気基板６の熱膨張を考慮して決める。本実施例ではＮｉが４８％である。排気基板６には排気孔８１が形成され、この排気孔８１には排気管８がフリットガラス３２を介して封着されている。排気管８を通して表示装置の内部が真空排気され、その後、排気管８はチップオフされて表示装置の内部は真空に保持される。図５は排気管８がチップオフされた状態を示している。
【００３７】
フリットガラス３２はフリットガラス３３よりも接着温度が高く、その分、排気管および高電圧導入端子の封着の信頼性を上げている。すなわち、排気管および高電圧導入端子の封着は、電子源が形成されたカソード端子のベーキングとは関係なく行われるので、接着温度の高いフリットガラスを使用することによって封着の信頼性を上げている。
【００３８】
アノード基板２にはコンタクトスプリング５０と接触するためのアノード端子２４が形成されている。アノード端子２４には比較的大きな電流が流れるために、信頼性が重要である。本実施例ではアノード端子２４付近の構造は次のようになっている。アノード基板２上にはクロムと酸化クロムのＢＭ２２が形成され、これを覆ってＡｌによるメタルバック２３が形成されている。これは有効画面と同じ構成である。本実施例ではメタルバック２３の上に、アノード端子２４としての導電膜が厚さ１０μｍ程度で形成される。
【００３９】
本実施例ではアノード端子２４は銀ペーストを印刷によって塗布し、その後、焼成することによって形成される。このアノード端子２４の焼成は特別なプロセスを設ける必要は無く、例えば、スペーサ４を固着するときの焼成プロセスと同時に行なえばよい。
【００４０】
銀ペーストは直径1ミクロンから数μｍの銀粒子を粘度の高い有機溶媒に分散させたものである。焼成後、銀粒子同士がつながることによって導電性を持つことになる。導電膜はある程度の抵抗を持ったほうが良い場合もある。このような場合は通常の銀ペーストにさらにフリットガラス用のペーストを混合して抵抗を調整することができる。なお、導電膜の材料としては、銀ペーストに限る必要は無く、Ｎｉ粒子を分散させたＮｉペースト、Ａｌ粒子を分散させたＡｌペースト等を用いることもできる。また、バインダによって結合した黒鉛膜を用いることも出来る。この場合の黒鉛はグラファイトが好適である。黒鉛膜の抵抗は、例えば、黒鉛にベンガラ（酸化鉄）を混合することによって調整することができる。
【００４１】
図５は図１のＣ−Ｃ断面を示す模式図である。図５において、カソード基板１上には横方向にデータ信号線１２が延在している。データ信号線１２と直角に走査線１１が紙面の法線方向に延在している。走査線１１と走査線１１の間のデータ信号線１２の上には電子源１４が配置されている。電子源１４はデータ信号線１２が下部電極となり、トンネル絶縁膜を介して走査線１１と電気的に接続する上部電極によって構成される。本実施例では電子源１４としてＭＩＭ電子源を使用しているが、本発明はＭＩＭ電子源に限らず、他の電子源についても適用できる。
【００４２】
アノード基板２には蛍光体２１が形成され、蛍光体と蛍光体の間はＢＭ２２によって覆われている。蛍光体２１およびＢＭ２２を覆ってＡｌをスパッタリングすることによって、メタルバック２３が形成される。メタルバック２３には約８ＫＶから１０ＫＶの高電圧であるアノード電圧が印加されている。このアノード電圧によって電子源１４から放出された電子ビームは加速される。電子源１４から放出された電子ビームはメタルバック２３を突き抜けて蛍光体２１に射突することによって蛍光体２１を光らせ、カラー画像が形成される。電子ビームは電子源１４から放出されると広がるが、蛍光面上では、各蛍光体よりも若干大きくなるように設計されている。
【００４３】
アノード基板２とカソード基板１の距離を保つために、図３で説明したように、スペーサ４が設置される。スペーサ４はカソード基板１上の走査線１１とアノード基板２上のメタルバック２３の間に設置される。この位置であれば、スペーサ４が画像形成の妨げにならない。スペーサ４の全ての走査線１１上に設置されるのではなく、一定の間隔をおいて設置される。
【００４４】
図５において、カソード基板１およびアノード基板２の外側からは大気圧がかかっている。この大気圧に対してスペーサ４によってカソード基板１とアノード基板２の間隔を保っている。しかし、大気圧が非常に大きな圧力であるために、スペーサ４のある部分と無い部分ではアノード基板２とカソード基板１との間隔は微視的には異なってくる。すなわち、スペーサ４のある部分の走査線１１以外では図５の矢印に示すような歪を受ける。この歪はスペーサ４から遠ざかるにしたがって大きくなる。一方、応力はスペーサから遠ざかるにしたがって小さくなる。
【００４５】
本実施例における電子源はＭＩＭ（Metal-Insulator-Metal）型の電子源を用いている。電子源はデータ信号線１２と走査線１１の交点付近に形成される。ＭＩＭ電子源は、下部電極となるデータ信号線１２上に厚さ数ｎｍのＡｌの陽極酸化膜によるトンネル絶縁膜を形成し、その上に走査線１１と接続した厚さ数ｎｍの上部電極を設置して構成される。データ信号線１２の電圧と走査線１１の電圧の電位差によってトンネル絶縁膜を通過した電子のうち、エネルギーの高いものが真空中に放出され、アノード電圧によって加速され、蛍光体を発光させる。
【００４６】
図６はＦＥＤの電気的な接続を示す模式図である。図６において、データ信号線１２が縦方向に延在し、横方向に配列している。データドライバＤＤＲからデータ信号線１２にデータ信号が供給される。データドライバＤＤＲには外部からデータ信号ＤＳが入力される。走査線１１は絶縁層を挟んで、横方向に延在し、縦方向に配列している。走査ドライバＳＤＲから走査線１１に走査信号が供給される。走査ドライバＳＤＲには外部から走査信号ＳＳが供給される。
【００４７】
データ信号線１２と走査線１１の交点付近に電子源が形成され、電子源は走査信号とデータ信号の電位差に従って電子を放出する。電子源から放出された電子はアノード基板２に形成された蛍光体に射突して蛍光体を光らせ、画像を形成する。図６におけるＲ、Ｇ、Ｂは蛍光体を示している。図６は模式図であるので、蛍光体はデータ信号線１２と走査線１１の交点上にあるが、実際は、電子源と対応した位置にあるので、平面的にはデータ信号線１２と走査線１１の交点付近に存在することになる。
【００４８】
図６において、特定の行を選択する場合は対応する走査線１１に負の電圧を印加する。この負の電圧は電子放出の有無を決めるスッレッショルド電圧Ｖｔｈである。一方、データ信号線１２に加えられるデータ信号は正の電圧であるから、走査線１１に加えられるＶｔｈとデータ信号線１２に加えられるデータ信号の加算されたものが電子源の上部電極と下部電極の電位差となる。したがって、選択した走査線１１と接続した電子源からは、データ信号によって制御された電子が放出される。
【００４９】
選択されていない走査線１１にはゼロ電圧が印加される。したがって、電子源の上部電極と下部電極の電位差はデータ信号線１２の電位だけとなり、電子は放出されない。つまり、走査線１１を走査することによって、選択された走査線１１と接続する電子源のみから電子が放出されるので、データ信号に従って画像が形成されることになる。
【００５０】
図５に戻り、電子源はカソード基板１上に形成されるが、カソード基板１に歪が生ずるとその影響によって電子放出特性が変化する。具体的にはスペーサ４の設置された走査線１１と接続している電子源からの電子放出が大きい。画面全面に白画面をだすと、スペーサ４付近の輝度が明るくなって見える。スペーサ４を離れると徐々に暗くなり、スペーサ４とスペーサ４の中間付近で最も暗くなり、スペーサ４に近づくと再び明るくなる。この明暗の差はわずかであるが、人間の眼には認識される。
【００５１】
図７はこの状況を示すグラフである。図６において、横軸は電子源におけるデータ信号線１２と走査線１１の間の電圧である。この電圧によって電子が電子源から放出される。図７の縦軸は電子源から放出される電子の量、すなわち電流である。図７において、Ｉ（０）はスペーサ４の存在する走査線１１と接続した電子源からのエミッションである。Ｉ（１）スペーサ４の存在する走査線１１の隣の走査線１１と接続する電子源からのエミッションであり、Ｉ（２）は、さらにその隣の電子源からのエミッションである。
【００５２】
図７に示すように、データ信号線１２と走査線１１間の電圧が同じであれば、スペーサ４の存在する走査線１１と接続する電子源からの電流が多く、スペーサ４からはなれるにしたがって、エミッション電流は減少する。さらに図７から、輝度を一定にするにはデータ信号線１２と走査線１１の間の電圧を変調すればよいことがわかる。図７において、走査線１１ごとにデータ信号線１２と走査線１１の間の電圧にΔＶだけ差を持たせれば、均一な明るさとすることが出来る。
【００５３】
図８は本実施例を説明するためのデータ信号線１２と走査線１１の配置図である。図８において、データ信号線１２が縦方向に延在し、横方向に配列している。絶縁層を挟んで、データ信号線１２の上には走査線１１が横方向に延在し、縦方向に配列している。走査線１１上には一定間隔をおいてスペーサ４が設置されている。
【００５４】
スペーサ４が設置されている走査線１１をＳ（０）とする。スペーサ４の設置されている走査線Ｓ（０）よりも下方側の走査線１１は順にＳ（１）、Ｓ（２）・・・Ｓ（ｎ）とする。また、スペーサ４の設置されている走査線Ｓ（０）よりも上方の走査線１１は順にＳ（−１）、Ｓ（−２）・・・Ｓ（−ｎ）とする。図８において、一定間隔ごとにスペーサ４の設置されている走査線Ｓ（０）が現れるので、Ｓ（ｎ）とＳ（−ｎ）は同一の走査線１１となる。
【００５５】
図９は本実施例における走査電圧の波形である。本来であれば、図６で説明したように、選択された走査線１１には一定電圧であるＶｔｈが印加される。しかしながら、大気圧によってカソード基板１に生じた歪のために、スペーサ４が存在する走査線１１とその他の走査線１１とは電子放出特性が異なっている。これを補償するために、図９では、スペーサ４の設置されている走査線１１を基準として、走査線１１の位置によって走査電圧を変化させている。
【００５６】
走査線１１には負の電圧が印加され、データ信号線１２には正の電圧が印加される。データ信号線１２の電位と走査線１１の電位の差が電子放出を生じさせる電圧であるから、走査線１１の電圧の絶対値とデータ信号線１２の電圧の絶対値の和が電子放出を決める。図９において、縦軸は走査線１１に印加される走査電圧の絶対値である。横軸は各走査線１１の位置である。
【００５７】
スペーサ４の存在する走査線Ｓ（０）と接続する電子源からの電位放出が大きいので、これを補償するために、Ｓ（０）に印加される走査電圧は低くしており、ＶＳ０である。そして、スペーサ４の設置されている走査線Ｓ（０）からはなれるにしたがって、走査電圧を徐々に上げている。すなわち、データ信号線１２との電位差は大きくなり、より電子を多く放出するようになる。
【００５８】
図９において、スペーサ４の設置された走査線１１の隣りの走査線Ｓ（１）およびＳ（−１）に印加される走査電圧はＶＳ０よりもΔＶＳ１だけ高いＶＳ１である。さらにその隣りの走査線１１に印加される走査電圧はＶＳ０よりもΔＶＳ２だけ高いＶＳ２である。同様にして、スペーサ４の設置された走査線１１からｎ番目にある走査線１１に印加される走査電圧はＶＳ０よりもΔＶＳｎ高い、ＶＳｎである。図９において、Ｓ（−ｎ）に印加される電圧もＳ（ｎ）に印加される電圧も同じＶＳｎとなる。このような電圧を走査線１１に印加することによって、外部から供給されるデータ信号線１２をそのまま使用してもスペーサ４の影響を受けることなく、画面全体に均一な輝度を得ることが出来る。
【００５９】
なお、図９におけるΔＶＳ１、ΔＶＳ２、ΔＶＳｎ等は一般には線形ではない。走査電圧の包絡線は例えば、ＶＳｎをピークとした双曲線である。また、スペーサ４の存在する走査線１１の走査電圧ＶＳ１が５Ｖとした場合、ΔＶＳ１の値は約０．１Ｖである。ただし、回路が複雑化するのを防止するために、ΔＶＳ１、ΔＶＳ２、ΔＶＳｎ等が線形であるとしても実用的には問題の無い画面を得ることが出来る場合もある。また、図９においては、スペーサ４の存在する走査線１１を挟んで各走査線１１には対称の走査電圧が印加されるとしたが、電子源が走査線１１から離れている場合は、各走査線１１に印加される走査電圧はスペーサ４の存在する走査線１１を挟んで各走査線１１には対称ではない走査電圧が印加したほうが良い場合もあることはいうまでも無い。
【００６０】
以上は電子源がＭＩＭの場合であるとして説明したが、電子源がＭＩＭ以外の場合であっても同様な現象が生ずるので、本発明はＭＩＭ以外の電子源についても適用することが出来る。ただし、電子源の動作によっては、スペーサ４の存在する走査線１１と接続する電子源のエミッションが他の走査線１１の場合よりも小さい場合がある。この場合は図１０のように、スペーサ４の存在する走査線１１の走査電圧を他の走査線１１よりも大きくすれば良い。
【００６１】
図１０において、縦軸は走査線１１に加わる電圧である走査電圧ＶＳ、横軸は走査線１１である。スペーサ４の存在する走査線Ｓ（０）に加える走査電圧はＶＳ０である。スペーサ４の存在する走査線Ｓ（０）の隣りの走査線Ｓ（１）およびＳ（−１）に印加される走査電圧はＶＳ０よりもΔＶＳ１低い、ＶＳ（１）である。さらにその隣りの走査線Ｓ（２）およびＳ（−２）に印加される走査電圧はＶＳ０よりもΔＶＳ２だけ低いＶＳ２である。同様に、走査線Ｓ（ｎ）に印加される走査電圧はＶＳ０よりもΔＶＳｎ低いＶＳｎである。Ｓ（ｎ）とＳ（−ｎ）に印加される電圧は同じである。
【００６２】
図１０の印加電圧によれば、スペーサ４の存在する走査線１１を接続する電子源に印加される電圧は他の場合よりも高くなるので、スペーサ部分の輝度を上げることが出来る。したがって、輝度が均一になる。この場合も、図１０におけるΔＶＳ１、ΔＶＳ２、ΔＶＳｎ等は一般には線形ではない。走査電圧の包絡線は例えば、ＶＳｎを極小とした双曲線である。また、スペーサ４の存在する走査線１１の走査電圧ＶＳ１が５Ｖとした場合、ΔＶＳ１の値は約０．１Ｖである。ただし、回路が複雑化するのを防止するために、ΔＶＳ１、ΔＶＳ２、ΔＶＳｎ等が線形であるとしても実用的には問題の無い画面を得ることが出来る場合もある。
【実施例２】
【００６３】
実施例１はスペーサ４の電子放出への影響を補償するために、走査線１１に印加する走査電圧を変調する例である。電子源の電子放出は走査線１１とデータ信号線１２の間の電圧によるので、輝度の補償はデータ信号線１２を変調することによっても可能である。
【００６４】
図１１はデータ信号を変調する例である。図１１は画面が白表示の場合である。画面が白表示の場合は、本来はデータ信号は一定である。しかし、本実施例ではスペーサ４に関連する大気圧による歪の差の影響を補償するために、データ信号を変調している。図１１は図８における例えば、データ信号線１２１の電圧を示している。図１１の場合は、スペーサ４の存在する走査線１１と接続する電子源からのエミッションが大きいので、これを抑えるように、データ信号を変調する場合である。
【００６５】
図１１において、横軸は走査線１１が選択されるタイミングである。縦軸はデータ信号である。白表示では本来ならば、データ信号は一定であるが、本実施例では上記理由によって変調している。図１１において、ｔ（０）のタイミングにおいて、図８における走査線Ｓ（０）が選択される。この時の信号電圧はＶＤ０である。図１１におけるｔ（１）のタイミングにおいて、図８における走査線Ｓ（１）が選択される。この時の信号電圧はＶＤ１である。ＶＤ１はＶＤ０よりもΔＶＤ１だけ電圧が高い。その分電子源に印加される電圧は高くなり、スペーサ４が存在する走査線１１を接続する電子源からのエミッションに近くなる。
【００６６】
図１１におけるｔ（２）のタイミングにおいて、図８における走査線Ｓ（２）が選択される。この時の信号電圧はＶＤ２である。ＶＤ２はＶＤ０よりもΔＶＤ２だけ電圧が高い。その分電子源に印加される電圧は高くなり、スペーサ４が存在する走査線１１を接続する電子源からのエミッションに近くなる。以下同様である。
【００６７】
図１１において、ΔＶＤ１、ΔＶＤ２、ΔＶＤｎ等は一般には線形ではない。図１１における変調されたデータ信号の包絡線は、例えば、ＶＤｎをピークとする双曲線である。一方、駆動回路が複雑化することを防止するために、ΔＶＤ１、ΔＶＤ２、ΔＶＤｎ等が線形であるとしても実用的には問題の無い画面が得られる場合もある。
【００６８】
図１１はスペーサ４の存在する走査線１１と接続する電子源のエミッションが他の電子源のエミッションよりも大きい場合を補償する手段である。電子源の種類によってはスペーサ４の存在する走査線１１と接続する電子源のエミッションが他の電子源のエミッションよりも小さい場合もある。図１２はこれを補償する場合のデータ信号の変調の例である。
【００６９】
図１２は画面が白表示の場合である。画面が白表示の場合は本来はデータ信号は一定である。しかし、本実施例ではスペーサ４に関連する大気圧の歪の差を補償するために、データ信号を変調している。図１２は図８における例えば、データ信号線１２１の電圧を示している。図１２の場合は、スペーサ４の存在する走査線１１と接続する電子源からのエミッションが小さいので、この電子源のエミッションを増大させるように、データ信号を変調する場合である。
【００７０】
図１２において、横軸は走査線１１が選択されるタイミングである。縦軸はデータ信号である。白表示では本来ならば、データ信号は一定であるが、本実施例では上記理由によって変調している。図１２において、ｔ（０）のタイミングにおいて、図８における走査線Ｓ（０）が選択される。この時の信号電圧はＶＤ０である。図１２におけるｔ（１）のタイミングにおいて、図８における走査線Ｓ（１）が選択される。この時の信号電圧はＶＤ１である。ＶＤ１はＶＤ０よりもΔＶＤ１だけ電圧が低い。その分電子源に印加される電圧は低くなり、スペーサ４が存在する走査線１１を接続する電子源からのエミッションに近くなる。
【００７１】
図１２におけるｔ（２）のタイミングにおいて、図８における走査線Ｓ（２）が選択される。この時の信号電圧はＶＤ２である。ＶＤ２はＶＤ０よりもΔＶＤ２だけ電圧が低い。その分電子源に印加される電圧は低くなり、スペーサ４が存在する走査線１１を接続する電子源からのエミッションに近くなる。以下同様である。
【００７２】
図１２において、ΔＶＤ１、ΔＶＤ２、ΔＶＤｎ等は一般には線形ではない。図１２における変調されたデータ信号の包絡線は、例えば、ＶＤｎを極小とする双曲線である。一方、駆動回路が複雑化することを防止するために、ΔＶＤ１、ΔＶＤ２、ΔＶＤｎ等が線形であるとしても実用的には問題の無い画面が得られる場合もある。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】本発明のＦＥＤの平面図である。
【図２】図１の側面図である。
【図３】図１のＡ−Ａ断面図である。
【図４】図１のＢ−Ｂ断面図である。
【図５】図１のＣ−Ｃ断面図である。
【図６】ＦＥＤの駆動回路を示す模式図である。
【図７】電子源の電子放出特性を示すグラフである。
【図８】走査線、スペーサ、およびデータ信号線の配置図である。
【図９】本発明による走査電圧の例である。
【図１０】本発明による走査電圧の他の例である。
【図１１】白表示をした場合の本発明によるデータ信号の例である。
【図１２】白表示をした場合の本発明によるデータ信号の他の例である。
【符号の説明】
【００７４】
１・・・カソード基板、２・・・アノード基板、３・・・封着部、４・・・スペーサ、５・・・端子、６・・・排気基板、８・・・排気管、１０・・・通孔、１１・・・走査線、１２・・・データ信号線、１３・・・絶縁膜、１４・・・電子源、２１・・・蛍光体、２２・・・ブラックマトリクス、２３・・・メタルバック、２４・・・アノード端子、３１・・・封止枠、３２、３３、４１、４２・・・フリットガラス、５０・・・コンタクトスプリング、ＳＤＲ・・・走査ドライバ、ＤＤＲ・・・データドライバ。
【図１】
2009129740.tif 000003
【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】
2009129740.tif 000009
【図８】
2009129740.tif 000010
【図９】
2009129740.tif 000011
【図１０】
2009129740.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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