(57)【要約】エミッタから放出されてアノード電極に到達する電子の量（アノード電流）を所望の量にすべく駆動電圧を制御できる電界放出型表示装置及びその制御方法を提供すること。ゲート電極３と、ゲート電極３との間に印加される駆動電圧によって電子が放出されるエミッタ２と、エミッタ２から放出される電子を受けることで発光する蛍光体６を有するアノード電極５と、アノード電極５に流れるアノード電流を検出する電流検出部１１と、電流検出部１１で検出されたアノード電流に基づいて、ゲート電極３とエミッタ２との間に印加される駆動電圧を制御する駆動電圧制御部１２とを備える。【特許請求の範囲】
【請求項１】
ゲート電極と、
前記ゲート電極との間に駆動電圧が印加されることで電子を放出するエミッタと、
前記駆動電圧により前記エミッタから放出される電子の衝突を受けることで発光する蛍光体を有するアノード電極と、
前記アノード電極に流れるアノード電流を検出する電流検出部と、
前記電流検出部で検出されたアノード電流に基づいて、前記駆動電圧を制御する駆動電圧制御部と、
を備えることを特徴とする電界放出型表示装置。
【請求項２】
前記駆動電圧制御部は、表示すべき映像の輝度信号の入力を受け、前記電流検出部で検出されたアノード電流と前記輝度信号との比較に基づいて、前記駆動電圧を制御することを特徴とする請求の範囲第１項に記載の電界放出型表示装置。
【請求項３】
ゲート電極とエミッタとの間に駆動電圧を印加して前記エミッタから電子を放出させる手順と、
前記エミッタから放出される電子の衝突を受けることで発光する蛍光体を有するアノード電極に流れるアノード電流を検出する手順と、
前記検出されたアノード電流に基づいて、前記駆動電圧を制御する手順と、
を有することを特徴とする電界放出型表示装置の制御方法。
【請求項４】
前記駆動電圧の電圧値を変えることで前記駆動電圧を制御することを特徴とする請求の範囲第３項に記載の電界放出型表示装置の制御方法。
【請求項５】
前記駆動電圧をパルス状に印加し、前記パルスの振幅を一定としたままパルス変調をすることで前記駆動電圧を制御することを特徴とする請求の範囲第３項に記載の電界放出型表示装置の制御方法。
【請求項６】
前記駆動電圧をパルス状に印加し、前記パルスの振幅変調と幅変調とを組み合わせたパルス変調をすることで前記駆動電圧を制御することを特徴とする請求の範囲第３項に記載の電界放出型表示装置の制御方法。
【請求項７】
前記検出されたアノード電流と、表示すべき映像の輝度信号との比較に基づいて、前記駆動電圧を制御することを特徴とする請求の範囲第３項乃至請求の範囲第６項の何れかに記載の電界放出型表示装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電界放出型表示装置（FED: Field Emission Display）及びその制御方法に関し、特に、エミッタからアノード電極に到達する電子の量のばらつきに起因する輝度のばらつきを抑制した電界放出型表示装置及びその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電界放出型表示装置は、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）と同じように、加速された電子が蛍光体に当たることで生じる発光を利用した自発光型の表示装置である。発光原理はＣＲＴと同じであるため、ＣＲＴ並みの明るさと広視野角・応答速度により動画の表示に適しているとともに、ＣＲＴ特有の偏向部がないため薄型軽量化が可能になる。【０００３】
電界放出型表示装置は、例えば２００μｍ〜１ｍｍ程度のギャップを介して対向された２枚の絶縁基板を有し、一方の基板上には複数本のライン状のカソード電極と、このカソード電極に対してマトリックス状に直交する複数本のライン状のゲート電極が形成されている。【０００４】
図８はカソード電極１とゲート電極３とが交差する部分の断面図を示し、カソード電極１とゲート電極３との間には絶縁層４が介在されている。絶縁層４において、カソード電極１とゲート電極３とが交差する部分には孔が形成され、その孔内にエミッタ２が配設されている。エミッタ２はカソード電極１と電気的に接続している。エミッタ２は例えばシリコンやモリブデンなどを円錐形状に加工してなる。あるいは、エミッタ２として、カーボン系薄膜やカーボンナノチューブを用いたものもある。【０００５】
ゲート電極３において、各エミッタ２に対応する部分には、厚さ方向に貫通する開口部７が形成されている。エミッタ２の先端はその開口部７に臨んでいる。【０００６】
もう一方の基板は例えばガラス材料からなる透明基板であり、その透明基板においてゲート電極３及びエミッタ２に対向される面には、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）に例示される透明電極からなるアノード電極５が形成されている。アノード電極５において、開口部７及びこれに臨むエミッタ２に対向される部分には蛍光体６が形成されている。【０００７】
ゲート電極３とカソード電極１との間に駆動電圧（ゲート電極３に正電圧、カソード電極１に負電圧）を印加すると、エミッタ２の先鋭な先端に強い電界集中が起こり、その結果エミッタ２内の電子が表面の仕事関数障壁をトンネル効果により透過して放出される。放出された電子は正電圧を与えられているアノード電極５に向かって進み、ゲート電極３の開口部７を通過して、アノード電極５の表面の蛍光体６に衝突することで発光して画像や映像が表示される。【０００８】
エミッタ２は、カソード電極１とゲート電極３とが交差する部分に対応して複数設けられているが（１箇所の交差部分に１つのエミッタ２が対応配置に限らず複数のエミッタ２が配置される構造もある）、各エミッタ２の形状、密度、開口部７の大きさ、開口部７とエミッタ２間の間隔などのばらつきにより、ゲート電極３とカソード電極１間に同じ駆動電圧を印加しても各エミッタ２から放出され、アノード電極５に到達する電子の量、すなわちアノード電極５に流れるアノード電流がばらついてしまう場合がある。大型表示装置の場合には、複数のエミッタ２の電子放出特性を全面で完全に均一にして形成することは難しい。【０００９】
電界放出型表示装置におけるエミッタ２とゲート電極３の間に印加される駆動電圧と、アノード電極５に流れるアノード電流との関係を図９に示す。Ｖ０はエミッタ２から電子の放出が開始される電圧を示す。そして、例えば３つのエミッタａ〜ｃのそれぞれの電子放出特性が異なると、同じ駆動電圧Ｖ１を印加してもアノード電流は異なる。アノード電流、すなわちアノード電極５に到達する電子の量は蛍光体６の発光輝度に相関するので、アノード電流にばらつきが生じると、表示される画像や映像の輝度ムラや、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の輝度バランスの違いによる色調のムラが生じる場合がある。【００１０】
また、例えば特許文献１には、ゲート電極に与えるゲート電圧は一定にして、カソード電極に流れる電流の電流値を制御することにより、アノード電極及びカソード電極間の電界放出電流を制御するようにした電界放出型表示装置が開示されている。カソード電極に流れる電流は、必要な発光輝度が得られる電流値となるように制御される。【００１１】
【特許文献１】特開平８−２７３５６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
上述した発光輝度のばらつきは、エミッタ自体の電子放出特性の他に、放出された電子がどのくらいの割合でアノード電極に到達するかにも影響を受ける。すなわち、エミッタから放出される電子の全てがアノード電極に到達するわけではなく、途中でゲート電極に流れる電子もある。例えばアノード電極に到達する電子の割合は５０〜８０％であり、その割合は同材料、同構成のエミッタであっても各エミッタごとにばらつきがある。【００１３】
蛍光体の発光輝度はアノード電極に到達する電子の量、すなわちアノード電極に流れるアノード電流によって決まるものであり、上記特許文献１のように、カソード電極に流れる電流を制御しても、エミッタから放出された電子の一部はゲート電極にも流れるので、カソード電極に流れる電流は、アノード電極に到達した電子のみに起因した電流とはならず、実際の輝度を正確に反映していない制御となり、蛍光体を所望の輝度でもって発光させることができないおそれがある。【００１４】
本発明は上述の問題に鑑みてなされ、その目的とするところは、エミッタから放出されてアノード電極に到達する電子によるアノード電流を所望の量にすべく駆動電圧を制御できる電界放出型表示装置及びその制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明の電界放出型表示装置は、ゲート電極と、このゲート電極との間に印加される駆動電圧によって電子が放出されるエミッタと、このエミッタから放出される電子を受けることで発光する蛍光体を有するアノード電極と、このアノード電極に流れるアノード電流を検出する電流検出部と、この電流検出部で検出されたアノード電流に基づいて、ゲート電極とエミッタとの間に印加される駆動電圧を制御する駆動電圧制御部とを備えることを特徴としている。【００１６】
本発明の電界放出型表示装置の制御方法は、ゲート電極とエミッタとの間に駆動電圧を印加してエミッタから電子を放出させる手順と、エミッタから放出される電子を受けることで発光する蛍光体を有するアノード電極に流れるアノード電流を検出する手順と、この検出されたアノード電流に基づいて、ゲート電極とエミッタとの間に印加する駆動電圧を制御する手順とを有することを特徴としている。【００１７】
本発明では、蛍光体の発光輝度に寄与する、アノード電極に到達する電子の量を反映したアノード電流を検出して、その検出電流が所望の値となるように駆動電圧を制御する。これによって、エミッタから放出された電子がアノード電極に到達する割合にばらつきがあっても、所望の電子量をアノード電極に到達させるべく駆動電圧を制御でき、所望の輝度制御を行える。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、アノード電極に到達した電子によるアノード電流を駆動電圧にフィードバックさせているので、所望の電子量をアノード電極に到達させるべく駆動電圧を制御することができる。この結果、アノード電極に形成され電子の衝突を受ける蛍光体の発光輝度を所望の輝度に正確に制御することができ、表示される画像や映像の輝度ムラや色調ムラを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る電界放出型表示装置の制御回路図である。
【図２】本発明の第２の実施形態に係る電界放出型表示装置の制御回路図である。
【図３】図１、２に示す可変抵抗の詳細を示す回路図である。
【図４】本発明の第１の実施形態に係る電界放出型表示装置の模式斜視図である。
【図５】同第１の実施形態に係る電界放出型表示装置の断面図である。
【図６】本発明の第２の実施形態に係る電界放出型表示装置の模式斜視図である。
【図７】同第２の実施形態に係る電界放出型表示装置の断面図である。
【図８】電界放出型表示装置の動作原理を説明する模式図である。
【図９】電界放出型表示装置における、ゲート電極−エミッタ間電圧と、アノード電流との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００２０】
１，１−１〜１−ｎ  カソード電極
２，２−１〜２−ｎ  エミッタ
３，３−１〜３−ｎ  ゲート電極
４  絶縁層
５  アノード電極
６  蛍光体
７  開口部
８  透明基板
９，９−１〜９−ｎ  アノード電極
１１，１１−１〜１１−ｎ  電流検出部
１２，１２−１〜１２−ｎ  駆動電圧制御部
１３，１３−１〜１３−ｎ  可変抵抗
１４  映像データ出力回路
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。【００２２】
［第１の実施形態］
図４は本実施形態に係る電界放出型表示装置の構成を模式的に示す斜視図であり、図５はその断面図である。【００２３】
電界放出型表示装置は、例えば２００μｍ〜１ｍｍ程度のギャップを介して対向された２枚の絶縁基板を有する。両基板間のギャップは真空にされる。【００２４】
一方の基板上には複数本のライン状のカソード電極１−１〜１−ｎ（図５では符号１で示す）が形成されている。カソード電極１−１〜１−ｎの上には絶縁層４が形成され、その絶縁層４の上に複数本のライン状のゲート電極３−１〜３−ｎ（図５では符号３で示す）が形成されている。カソード電極１−１〜１−ｎとゲート電極３−１〜３−ｎとはマトリックス状に互いに直交している。なお、カソード電極とゲート電極の本数は違っていてもよい。【００２５】
絶縁層４において、カソード電極１−１〜１−ｎとゲート電極３−１〜３−ｎとが交差する部分（すなわち画素）には孔が形成され、その孔内にエミッタ２が配置されている。各エミッタ２はカソード電極１−１〜１−ｎと電気的に接続している。各エミッタ２は例えばシリコンやモリブデンなどを円錐形状に加工してなる。あるいは、エミッタ２として、カーボン系薄膜やカーボンナノチューブを用いてもよい。エミッタ２は、１画素あたり１個を対応させてもよいし、複数個を対応させてもよい。【００２６】
ゲート電極３−１〜３−ｎにおいて、各エミッタ２に対応する部分には、厚さ方向に貫通する開口部７が形成されている。各エミッタ２の先端はその開口部７に臨んでいる。【００２７】
もう一方の基板は例えばガラス材料からなる透明基板であり、その透明基板においてゲート電極３−１〜３−ｎ及びエミッタ２に対向される面にはアノード電極５が形成されている。アノード電極５はＩＴＯ（Indium Tin Oxide）に例示される透明電極である。本実施形態ではアノード電極５は一体で、各エミッタ２に共通なアノード電極として形成されている。【００２８】
アノード電極５において、開口部７及びこれに臨むエミッタ２に対向される部分には蛍光体６が形成されている。【００２９】
図１は、本実施形態に係る電界放出型表示装置の制御回路図を示す。本実施形態に係る電界放出型表示装置は、上述した構成に加えて、電流検出部１１、駆動電圧制御部１２、ゲートコントローラ１６、カソードコントローラ１７、映像データ出力回路１４などを備える。【００３０】
電流検出部１１は、アノード電極５とこのアノード電極５に正電圧を与える電源との間に接続され、エミッタ２からの電子を受けることでアノード電極５に流れるアノード電流Ｉａを検出する。なお、電流検出部１１は上記電源とグランドとの間に設けてもよい。【００３１】
各ゲート電極３−１〜３−ｎと、これらゲート電極３−１〜３−ｎに正電圧を与える電源との間には、それぞれ、スイッチＧＳＷ１〜ＧＳＷｎが接続されている。これら、スイッチＧＳＷ１〜ＧＳＷｎと、上記電源との間には可変抵抗１３が接続されている。【００３２】
ゲートコントローラ１６は、映像データ出力回路１４からの信号に基づいて、上記各スイッチＧＳＷ１〜ＧＳＷｎをオン／オフする。【００３３】
駆動電圧制御部１２は、上記電流検出部１１で検出されたアノード電流Ｉａの入力を受ける。さらに、映像データ出力回路１４から、表示すべき映像の輝度信号の入力も受ける。そして、それら入力を受けて、駆動電圧制御部１２は可変抵抗１３の抵抗値を制御したり、もしくは※Ａ点での電圧を直接制御したり、ゲートコントローラ１６を介してスイッチＧＳＷ１〜ＧＳＷｎのオン／オフを制御する。なお、ゲートコントローラ１６を介さずに直接スイッチＧＳＷ１〜ＧＳＷｎのオン／オフを制御するようにしてもよい。【００３４】
カソードコントローラ１７は、映像データ出力回路１４からの信号に基づいて、各カソード電極１−１〜１−ｎと接地電位との間に接続された各スイッチＣＳＷ１〜ＣＳＷｎをオン／オフする。【００３５】
図３は、図１に示す可変抵抗１３の具体的な構成例を示す。※Ａは、図１の回路と図３の回路との接続点を示す。【００３６】
可変抵抗１３は、各ゲート電極３−１〜３−ｎに正電圧を与える電源と接地電位との間に直列接続された複数の抵抗Ｒ１〜Ｒ（ｎ）と、これら抵抗Ｒ１〜Ｒ（ｎ）間の接続点と、上述したスイッチＧＳＷ１〜ＧＳＷｎとの間にそれぞれ接続された複数のスイッチＳＷ１〜ＳＷ（ｎ）とから構成される。【００３７】
上記電源から各ゲート電極３−１〜３−ｎに印加される電圧は、抵抗Ｒ１〜Ｒ（ｎ）によって分圧され、各抵抗Ｒ１〜Ｒ（ｎ）間の接続点にはそれぞれ分圧された電圧が発生する。駆動電圧制御部１２からの制御信号に基づいて、上記スイッチＳＷ１〜ＳＷ（ｎ）の何れか１つがオンされることによって所望の電圧を各ゲート電極３−１〜３−ｎに印加できる。なお、図３に示す構成は一例であり、可変抵抗１３は、駆動電圧制御部１２からの制御信号に基づいて抵抗を変えることができるものであれば図３に示す構成に限らない。あるいは、例えばオペアンプやＴＴＬ（Transistor-Transistor Logic）を使った電気回路にて※Ａ点での電圧を変えるようにしてもよい。【００３８】
上述した、スイッチＧＳＷ１〜ＧＳＷｎ、スイッチＣＳＷ１〜ＣＳＷｎ、スイッチＳＷ１〜ＳＷ（ｎ）は、例えばＭＯＳＦＥＴであり、そのゲート端子に対して与えられる、ゲートコントローラ１６、カソードコントローラ１７、駆動電圧制御部１２からの信号に応じてターンオンあるいはターンオフされる。【００３９】
次に、本実施形態における電界放出型表示装置の制御方法について説明する。【００４０】
ゲートコントローラ１６が映像データ出力回路１４からの信号を受けてゲート電極３−１〜３−ｎの１つ（例えばゲート電極３−１）を選択し、カソードコントローラ１７が映像データ出力回路からの信号を受けてカソード電極１−１〜１−ｎの１つ（例えばカソード電極１−１）を選択し、これら選択されたゲート電極３−１とカソード電極１−１との間に駆動電圧（ゲート電極３−１に正電圧、カソード電極１−１に負電圧）が印加されると、選択されたゲート電極３−１とカソード電極１−１との交差部分に位置するエミッタ２から電子が放出され、正電圧を与えられているアノード電極５に向かって進む。その電子はゲート電極３−１の開口部７を通過して（一部の電子は開口部７を通過せずにゲート電極３−１に流れる）、アノード電極５の表面の蛍光体６に衝突することで発光して画像または映像が表示される。本実施形態では、ゲート電極３−１〜３−ｎとカソード電極１−１〜１−ｎは同時にそれぞれ１ライン分ずつが選択され、次々にその選択を切り替えていく。【００４１】
電流検出部１１は、アノード電極５に流れるアノード電流Ｉａ、すなわちエミッタ２から放出され、実際にアノード電極５に到達した電子の量に反映される電流を検出する。そして、その検出電流は駆動電圧制御部１２へと送信される。電流検出部１１が、アノード電極５とそれに電圧を与える電源との間、すなわち高電位部にあるときは、電流検出部１１から駆動電圧制御部１２への検出電流の送信は、フォトダイオードや光ファイバー、もしくはフォトカプラなどを介して電気的に絶縁して行う必要のある場合もある。【００４２】
駆動電圧制御部１２は、その検出電流と、映像データ出力回路１４から送信される表示すべき映像の輝度信号との比較に基づいて、ゲート電極３−１〜３−ｎとカソード電極１−１〜１−ｎ間に印加する駆動電圧を制御する。具体的には、アノード電流Ｉａが、所望の輝度を得るための電流値となるようにゲート電極３−１〜３−ｎに印加する電圧を制御する。あるいは、アノード電流Ｉａがパルス状電流の場合には、所望の輝度を得るためのパルス振幅、パルス幅、パルス周波数となるように制御する。【００４３】
ゲート電極３−１〜３−ｎへの印加電圧の電圧値を制御することでアノード電流を制御する場合には、可変抵抗１３を制御する。具体的には、図３に示すように、駆動電圧制御部１２からの制御信号によりオンとすべきスイッチＳＷ１〜ＳＷ（ｎ）を選択して可変抵抗１３の抵抗値を変えることでゲート電極３−１〜３−ｎへの印加電圧の電圧値を変える。【００４４】
あるいは、ゲート電極３−１〜３−ｎへの印加電圧はパルス状の電圧が印加される場合がある。
すなわち、輝度の階調制御を行う場合、一つの輝度信号を複数フレームに分割して、パルス状に電流を流し、一つの素子、すなわち蛍光体６を複数回点灯させる場合がある。素子を短時問で点滅させた場合、人問の視覚は合計された光の量を１発光として認識するので、パルス回数、パルス幅（時間）、パルス振幅の組合せにより輝度の階調制御が可能となる。
具体例として、最初のフレームで基準のパルス幅（時間）のゲート電圧を印加しゲート電圧とアノード電流Ｉａとの間係データを得て、この関係データから、パルス回数、パルス幅（時間）、パルス振幅の組合せを決めることができる。もしくは、素子毎に所定のアノード電流が流れるように可変抵抗１３の抵抗値を決めてゲート電圧を固定し、複数フレームの積分された光の量が輝度信号に対応するように、パルス回数、パルス幅（時問）、パルス振幅の組合せを決めても良い。または、ゲート電圧（可変抵抗１３）を制御しないで、素子毎の発光性能からパルス回数、パルス幅（時問）、パルス振幅の組合せを決めても良い。パルス回数、バルス幅（時問）は、スイッチＧＳＷ１〜ＧＳＷｎの開閉により制御することができる。パルス振幅は、ゲート電圧（可変抵抗１３）により制御することができる。【００４５】
さらには、Ｍ階調のパルス幅変調とＮ階調のパルス振幅変調とを組み合わせることにより、パルス幅変調のみあるいはパルス振幅変調のみでは難しい多階調輝度制御が比較的簡単に実現できる。例えば、Ｍ＝１６、Ｎ＝１６として２５６階調制御を行うことも容易になる。すなわち、駆動電圧パルスは、任意の整数をＭ、Ｎとして、Ｍ階調に対応するパルス幅変調と、Ｎ階調に対応するパルス振幅変調とを組み合わせて、Ｍ×Ｎ階調の情報を含ませたパルス波形とされる。【００４６】
以上述べたように、本実施形態によれば、アノード電極５に流れるアノード電流、すなわちアノード電極５に到達する電子の量を駆動電圧にフィードバックさせているので、所望の電子量をアノード電極５に到達させて蛍光体６に衝突させるべく駆動電圧を制御することができる。この結果、蛍光体６における発光輝度を所望の輝度に正確に制御することができ、表示される画像や映像の輝度ムラや色調ムラを抑制でき、さらに正確な階調制御も行え、良好な画質が得られる。【００４７】
［第２の実施形態］
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。なお、上記第１の実施形態と同じ構成部分には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。【００４８】
図６は本実施形態に係る電界放出型表示装置の構成を模式的に示す斜視図であり、図７はその断面図である。本実施形態は、選択された１つのカソード電極に対して、複数のゲート電極に駆動電圧を印加して、選択されたカソード電極上の複数のエミッタから電子を放出させる形態である。【００４９】
本実施形態においても、上記第１の実施形態と同様、複数本のライン状のカソード電極１−１〜１−ｎと、複数本のライン状のゲート電極３−１〜３−ｎとはマトリックス状に互いに直交している。【００５０】
そして、絶縁層４において、カソード電極１−１〜１−ｎとゲート電極３−１〜３−ｎとが交差する部分（すなわち画素）には孔が形成され、その孔内にエミッタ２が配置されている。各エミッタ２はカソード電極１−１〜１−ｎと電気的に接続している。【００５１】
本実施形態では、アノード電極９−１〜９−ｎは、互いに分割された複数本のラインとして透明基板８に形成されている。アノード電極９−１〜９−ｎはＩＴＯ（Indium Tin Oxide）に例示される透明電極である。アノード電極９−１〜９−ｎは、ゲート電極３−１〜３−ｎに対しては平行であり、カソード電極１−１〜１−ｎに対しては直交している。【００５２】
図２は、本実施形態に係る電界放出型表示装置の制御回路図を示す。【００５３】
本実施形態では、分割された複数のアノード電極９−１〜９−ｎのそれぞれに対応させて複数の電流検出部１１−１〜１１−ｎを配設している。各電流検出部１１−１〜１１−ｎは、それぞれ対応するアノード電極９−１〜９−ｎとそのアノード電極９−１〜９−ｎに正電圧を与える電源との間に接続され、エミッタ２からの電子を受けることで各アノード電極９−１〜９−ｎに流れるそれぞれのアノード電流を検出する。この場合は、アノード電極９−１〜９−ｎに電圧を与える電源は１つを共通して用いてもよい。なお、電流検出部を電源とグランドとの間に設ける場合には、個々に独立した電源が必要になる。【００５４】
各ゲート電極３−１〜３−ｎと、これらゲート電極３−１〜３−ｎに正電圧を与える電源との間には、それぞれ、スイッチＧＳＷ１〜ＧＳＷｎが接続されている。さらに、スイッチＧＳＷ１〜ＧＳＷｎと上記電源との間には、それぞれ可変抵抗１３−１〜１３−ｎが接続されている。各可変抵抗１３−１〜１３−ｎは、上記第１の実施形態の可変抵抗１３と同じ構成である。【００５５】
複数の電流検出部１１−１〜１１−ｎに対応させて複数の駆動電圧制御部１２−１〜１２−ｎが配設されている。各駆動電圧制御部１２−１〜１２−ｎは、それぞれの電流検出部１１−１〜１１−ｎで検出されたアノード電流の入力を受ける。さらに、映像データ出力回路１４から、表示すべき映像の輝度信号の入力も受ける。そして、各駆動電圧制御部１２−１〜１２−ｎは、それら入力を受けて、それぞれの可変抵抗１３−１〜１３−ｎの抵抗値を制御したり、スイッチＧＳＷ１〜ＧＳＷｎのオン／オフを制御する。【００５６】
カソードコントローラ１７は、映像データ出力回路１４からの信号に基づいて、各カソード電極１−１〜１−ｎと接地電位との間に接続された各スイッチＣＳＷ１〜ＣＳＷｎをオン／オフする。【００５７】
次に、本実施形態における電界放出型表示装置の制御方法について説明する。【００５８】
本実施形態では、カソード電極１−１〜１−ｎの１つ（例えばカソード電極１−１）が選択されると、そのカソード電極１−１上の複数のエミッタ２−１〜２−ｎから同時に電子を放出させるべく、複数のゲート電極３−１〜３−ｎが選択される。そして、複数のエミッタ２−１〜２−ｎから放出された電子は、それぞれ対向するアノード電極９−１〜９−ｎに向かって進む。【００５９】
各電流検出部１１−１〜１１−ｎは、それぞれ対応するアノード電極９−１〜９−ｎに流れるアノード電流、すなわちエミッタ２−１〜２−ｎから放出され、アノード電極９−１〜９−ｎに到達した電子の量に反映される電流を検出する。そして、それぞれの検出電流は、対応する駆動電圧制御部１２−１〜１２−ｎへと送信される。電流検出部１１−１〜１１−ｎが高電位部にある場合には、上記第１の実施形態と同様に、電気的に絶縁して送信する場合もある。【００６０】
各駆動電圧制御部１２−１〜１２−ｎは、対応する電流検出部１１−１〜１１−ｎから送信された検出電流と、映像データ出力回路１４から送信された表示すべき映像の輝度信号との比較に基づいて、対応するゲート電極３−１〜３−ｎとカソード電極１−１〜１−ｎ間に印加する駆動電圧を制御する。【００６１】
ゲート電極３−１〜３−ｎへの印加電圧の電圧値を制御することでアノード電流を制御する場合には、上記第１の実施形態と同様、可変抵抗１３−１〜１３−ｎを制御する。あるいは、パルス状の駆動電圧を印加する場合において、可変抵抗１３−１〜１３−ｎの抵抗値は一定すなわちパルスの振幅は一定としたまま、スイッチＧＳＷ１〜ＧＳＷｎのスイッチング制御により、パルス幅変調や、パルス周波数変調を行ってもよい。さらには、上記第１の実施形態と同様、パルス幅変調とパルス振幅変調とを組み合わせるパルス変調を行ってもよい。【００６２】
本実施形態においても、上記第１の実施形態と同様、各アノード電極９−１〜９−ｎに流れるアノード電流、すなわち各アノード電極９−１〜９−ｎに到達する電子の量を駆動電圧にフィードバックさせているので、所望の電子量を各アノード電極９−１〜９−ｎに到達させて蛍光体６に衝突させるべく駆動電圧を制御することができる。この結果、蛍光体６における発光輝度を所望の輝度に正確に制御することができ、表示される画像や映像の輝度ムラや色調ムラを抑制でき、さらに正確な階調制御も行え、良好な画質が得られる。【００６３】
以上、本発明の各実施形態について説明したが、勿論、本発明はこれらに限定されることなく、本発明の技術的思想に基づいて種々の変形が可能である。【００６４】
アノード電極における電子衝突面（蛍光体形成面）は、カソード電極に平行に対向している構成に限らず、カソード電極に対して傾いていたり垂直とされていてもよく、エミッタから放出された電子を曲線を描く軌跡でもってアノード電極に衝突させるようにしてもよい。この場合には必ずしもゲート電極に開口部を形成する必要はない。【００６５】
上記実施形態では、検出されたアノード電流と輝度信号との比較に基づいて駆動電圧を制御したが、駆動電圧制御部がアノード電流の目標値の入力を受けて、実際に流れるアノード電流がその目標値になるべく駆動電圧を制御するようにしてもよい。【００６６】
上記実施形態では、カソード電極を接地した状態でゲート電極に印加する正電圧を制御することで駆動電圧を制御したが、ゲート電極を一定の正電位にした状態でカソード電極に印加する負電圧を制御することで駆動電圧を制御するようにしてもよい。この構成を上記第２の実施形態に適用する場合には、各カソード電極の延在方向に対して各アノード電極の延在方向を平行にし、各ゲート電極をそれらに直交させて設置する場合がある。これにより、複数本のカソード電極を選択し、１本のゲート電極を選択することで、複数のエミッタから同時に電子放出させた場合に、各エミッタに対応する各アノード電極に流れる電流をそれぞれ検出して、駆動電圧を制御することができる。
また、上記実施の形態では、アノード電流検出部１１で、アノード電極５に流れる電流Ｉａを検出しながらゲート電極３−１〜３−ｎに印加するゲート電圧を制御した例を示したが、事前に各素子に対してダミーの基準輝度信号を出力し、各ゲート電極に印加する電圧とアノード電流Ｉａの関係を含むデータを取得してもよい。このデータを駆動電圧制御部１２で記憶して、実際の輝度信号を受けたときに、このデータを参照して必要な電圧を印加するように制御することができる。
【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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【図８】
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【図９】
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【手続補正書】
【提出日】平成17年8月3日(2005.8.3)
【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】
【書類名】請求の範囲
【請求項１】  複数のライン状に形成されるカソード電極と、
複数のライン状に形成され、前記カソード電極と間隔を空けてマトリックス状に設置されるゲート電極と、
前記カソード電極上に設置され、前記ゲート電極との間に駆動電圧が印加されることで電子を放出するエミッタと、
前記駆動電圧により前記エミッタから放出される電子の衝突を受けることで発光する蛍光体を有し、前記ゲート電極のラインに対応する複数のライン状に形成されるアノード電極と、
前記アノード電極のライン毎に設置され、前記ライン毎に流れるアノード電流を検出する電流検出部と、
前記電流検出部で検出されたアノード電流に基づいて、前記駆動電圧を制御する駆動電圧制御部と、
前記表示すべき輝度信号を前記駆動電圧制御部に供給する映像データ出力回路と、
を備えることを特徴とする電界放出型表示装置。
【請求項２】  前記駆動電圧制御部は、表示すべき映像の輝度信号の入力を受け、前記電流検出部で検出されたアノード電流と前記輝度信号との比較に基づいて、前記駆動電圧を制御することを特徴とする請求の範囲第１項に記載の電界放出型表示装置。
【請求項３】  複数のライン状に形成されるカソード電極と、
複数のライン状に形成され、前記カソード電極と間隔を空けてマトリックス状に設置されるゲート電極と、
前記カソード電極上に設置され、前記ゲート電極との間に駆動電圧が印加されることで電子を放出するエミッタと、
前記駆動電圧により前記エミッタから放出される電子の衝突を受けることで発光する蛍光体を有し、前記ゲート電極のラインに対応する複数のライン状に形成されるアノード電極と、
前記アノード電極のライン毎に設置され、前記ライン毎に流れるアノード電流を検出する電流検出部と、
前記電流検出部で検出されたアノード電流に基づいて、前記駆動電圧を制御する駆動電圧制御部と、
前記表示すべき輝度信号を前記駆動電圧制御部に供給する映像データ出力回路と、を備える電界放出型表示装置の制御方法であって、
前記アノード電流を検出しながら、前記アノード電流と前記映像データ出力回路の表示すべき画像の輝度データとを、当該輝度データを表示する時間内に比較して、前記時間内の輝度が前記輝度データとなるように前記駆動電圧を制御する、電界放出型表示装置の制御方法。
【請求項４】  前記駆動電圧の電圧値を変えることで前記駆動電圧を制御することを特徴とする請求の範囲第３項に記載の電界放出型表示装置の制御方法。
【請求項５】  前記駆動電圧をパルス状に印加し、前記パルスの振幅を一定としたままパルス変調をすることで前記駆動電圧を制御することを特徴とする請求の範囲第３項に記載の電界放出型表示装置の制御方法。
【請求項６】  前記駆動電圧をパルス状に印加し、前記パルスの振幅変調と幅変調とを組み合わせたパルス変調をすることで前記駆動電圧を制御することを特徴とする請求の範囲第３項に記載の電界放出型表示装置の制御方法。
【請求項７】  前記検出されたアノード電流と、表示すべき映像の輝度信号との比較に基づいて、前記駆動電圧を制御することを特徴とする請求の範囲第３項乃至請求の範囲第６項の何れかに記載の電界放出型表示装置の制御方法。
【請求項８】  複数のライン状に形成されるカソード電極と、
複数のライン状に形成され、前記カソード電極と間隔を空けてマトリックス状に設置されるゲート電極と、
前記カソード電極上に設置され、前記ゲート電極との間に駆動電圧が印加されることで電子を放出するエミッタと、
前記駆動電圧により前記エミッタから放出される電子の衝突を受けることで発光する蛍光体を有し、前記ゲート電極のラインに対応する複数のライン状に形成されるアノード電極と、
前記アノード電極のライン毎に設置され、前記ライン毎に流れるアノード電流を検出する電流検出部と、
前記電流検出部で検出されたアノード電流に基づいて、前記駆動電圧を制御する駆動電圧制御部と、
前記表示すべき輝度信号を前記駆動電圧制御部に供給する映像データ出力回路と、を備える電界放出型表示装置の制御方法であって、
前記カソード電極のラインの一つを選択するステップと、
前記ゲート電極のラインの複数を選択して、それぞれに駆動電圧を印加するステップと、
前記一つのカソード電極と選択された複数のラインの前記ゲート電極が交差する点のエミッタから電子を放出し、複数の前記蛍光体を同時に発光させるステップと、
前記発光している蛍光体を有する各々のアノード電極の電流を検出して、対応する複数のゲート電極の駆動電圧を制御するステップと、を有する電界放出型表示装置の制御方法。
【国際調査報告】
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