專利名稱：圖像顯示裝置和圖像顯示裝置的驅(qū)動方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及圖像顯示裝置和圖像顯示裝置的驅(qū)動方法，特別涉及具有電極-絕緣體-電極結(jié)構(gòu)，應(yīng)用于采用在真空中發(fā)射電子的薄膜型電子源的圖像顯示裝置的有效技術(shù)。
背景技術(shù)：
薄膜型電子源是利用對絕緣體施加高電壓產(chǎn)生的熱電子的電子發(fā)射元件。
作為代表例，下面說明以上部電極-絕緣層-下部電極的三層薄膜結(jié)構(gòu)構(gòu)成的MIM(Metal-Insulator-Metal)型電子源。
圖13是說明作為薄膜型電子源代表例的MIM電子源的工作原理的圖。
在上部電極11和下部電極13之間施加驅(qū)動電壓，使隧道絕緣層12內(nèi)的電場為1～10MV/cm以上時，下部電極13中的費米能級附近的電子通過隧道現(xiàn)象穿過阻擋層，被注入到隧道絕緣層12的導(dǎo)帶，而且成為注入到上部電極11的熱電子。
這些熱電子的一部分在隧道絕緣層12中和上部電極11中因與固體的相互作用受到散射而失去能量。
其結(jié)果，在到達上部電極11-真空10界面的時刻，是具有各種能量的熱電子。
在這些熱電子中，具有上部電極11的功函數(shù)φ以上能量的熱電子被發(fā)射到真空中，而除此以外的熱電子流入上部電極11。
將從下部電極13流入到上部電極11的電子產(chǎn)生的電流稱為二極管電流(Id)，將被發(fā)射到真空中10中的電子產(chǎn)生的電流稱為發(fā)射電流(Ie)，電子發(fā)射效率(Ie/Id)為1/103～1/105左右。
MIM型薄膜電子源例如披露于特開平9-320456號公報中。
這里，由于設(shè)置多個上部電極11和下部電極13，使這些多個上部電極11和下部電極13垂直，使薄膜型電子源形成為矩陣狀和可以從任意的地方產(chǎn)生電子線，所以可以用作圖像顯示裝置的電子源。
即，對每個像素配置薄膜型電子源元件，在真空中加速來自該元件的發(fā)射電子后，照射到熒光體上，通過使照射部分的熒光體發(fā)光，可以構(gòu)成顯示期望的圖像的圖像顯示裝置。
薄膜型電子源因發(fā)射電子束的直線傳播性良好而可實現(xiàn)高清晰的顯示裝置，由于不易受到表面污染的影響而具有使用方便等作為圖像顯示裝置用電子發(fā)射元件的優(yōu)良特征。
在薄膜型電子源中，除了上述的MIM型電子源以外，還已知有在下部電極中使用半導(dǎo)體的MIS(Metal-Insulator-Semiconductor)型(例如，披露于Journal of Vacuum Science and Technologies B、Vol.11、pp.429～432)、在隧道絕緣層中使用半導(dǎo)體-絕緣體層積膜的薄膜電子源(例如，記載于(Japanese Journal of Applied Physics)、Vol.36、Part2、No.7B、pp.L939～L941(1997))、在隧道絕緣層中使用多孔硅的薄膜電子源(例如，記載于((Japanese Journal of Applied Physics)、Vol.34、Part2、No.6A、pp.L705～L707(1995))等。
在使用薄膜型電子源矩陣的圖像顯示裝置中，由于不象陰極射線管(Cathode-ray tube；CRT)那樣使用蔭罩或電子束偏轉(zhuǎn)電路，所以其消耗功率略小于CRT或為同等程度。
下面根據(jù)使用薄膜電子源矩陣的圖像顯示裝置的現(xiàn)有的驅(qū)動方法來估算薄膜電子源矩陣中的消耗功率。
圖14是表示現(xiàn)有的薄膜電子源矩陣的示意結(jié)構(gòu)的圖。
在行電極(下部電極)310和列電極(上部電極)311的各交點上形成薄膜型電子源元件301。
在圖14中示出3行×3列的情況，但實際上在構(gòu)成顯示裝置的像素或彩色顯示裝置的情況下，配置子像素(sub-pixel)個數(shù)的薄膜型電子源元件301。
即，行數(shù)N和列數(shù)M在典型的例中分別是N＝幾百～幾千行，M＝幾百～幾千列。
在顯示彩色圖像的情況下，以紅、藍、綠的各子像素(sub-pixel)的組合來形成1像素(pixel)，但在本說明書中，將顯示彩色圖像情況下的子像素(sub-pixel)也稱為‘像素’。而且，在本說明書中，將像素或子像素也稱為‘點’。
圖15是說明現(xiàn)有的圖像顯示裝置的驅(qū)動方法的定時圖。
對行電極310中的1個(選擇的行電極)由行電極驅(qū)動電路41施加振幅(Vrow)的負(fù)極性的脈沖(掃描脈沖)，同時由列電極驅(qū)動電路42對列電極的幾個電極(選擇的列電極)施加振幅(Vcol)的正極性脈沖(數(shù)據(jù)脈沖)。
由于對重疊了兩個脈沖的薄膜型電子源元件301施加用于發(fā)射電子的充分的電壓，所以使其發(fā)射電子。該電子激勵熒光體來發(fā)光。
在未施加振幅(Vcol)的正極性脈沖的薄膜型電子源元件301中，未施加充分的電壓，所以不產(chǎn)生電子發(fā)射。
對選擇的行電極310、即施加掃描脈沖的行電極310進行依次選擇，對應(yīng)于該行在列電極311上施加的數(shù)據(jù)脈沖也被改變。
在1場期間中對所有的行這樣掃描，可以顯示與任意的圖像對應(yīng)的圖像。
在1場內(nèi)的某個期間中，將反極性的脈沖(反向脈沖)施加到所有的行電極。
由此，可以使薄膜型電子源元件301穩(wěn)定地工作。
下面，在各薄膜型電子源元件301的平均一個的靜電容為Ce、列電極311的個數(shù)為M，行電極310的個數(shù)為N時，求現(xiàn)有的驅(qū)動方法下的驅(qū)動電路的無效消耗功率。
無效消耗功率是對驅(qū)動的元件的靜電容進行電荷充電、放電所消耗的功率，無助于發(fā)光。
首先求隨著施加掃描脈沖增加的無效消耗功率。
在對行電極310施加了一次振幅(Vrow)的脈沖情況下的無效功率用下式(1)表示。
M·Ce·(Vrow)2……(1)在1秒期間改寫畫面的次數(shù)(場頻率)為f時，N個行電極整體的無效功率(Prow)用下式(2)表示。
Prow＝f·N·M·Ce·(Vrow)2……(2)同樣，隨著施加反向脈沖增加的電容充放電功率(Pr)用下式(3)表示。
Pr＝f·N·M·Ce·(Vr)2……(3)由于在1個列電極311上連接著N個薄膜型電子源元件301，所以M個列電極整體的無效功率(Pcol)在對所有M個列電極311施加脈沖電壓情況下用下式(4)表示。
Pcol＝f·M·N·(N·Ce·(Vcol)2) ……(4)由于在改寫一次畫面期間(1場期間)對列電極施加N次脈沖，所以與Prow相比，Pcol多乘了N。
在M個列電極311中，在對m個列電極施加脈沖電壓的情況下，變成將上述式(4)的M置換為m的形式。
作為一例，使用代表性的值f＝60Hz、N＝480、M＝1920、Ce＝0.1nF、Vrow＝Vr＝Vcol＝4V時，有Prow＝Pr＝0.09[W]、Pcol＝42[W]。
這種情況下，薄膜型電子源元件本身的消耗功率為1.6[W]左右，所以總消耗功率為44[W]左右。這是實用上沒有問題的消耗功率。
但是，在要實現(xiàn)消耗功率更低的情況下，顯然削減隨著施加數(shù)據(jù)脈沖增加的無效功率Pcol是有效的。
于是，在與CRT對應(yīng)的用作圖像顯示裝置的情況下，即使現(xiàn)有的技術(shù)，從消耗功率方面來看也沒有問題。
但是，使用薄膜型電子源的圖像顯示裝置的特征在于可實現(xiàn)薄型的圖像顯示裝置。
在這種薄型顯示裝置中，有作為手提式圖像顯示裝置的用途，這種情況下，期望消耗功率進一步降低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是用于解決上述現(xiàn)有技術(shù)問題的發(fā)明，本發(fā)明的目的在于，在圖像顯示裝置中提供能夠降低薄膜電子源矩陣的消耗功率的技術(shù)。
本發(fā)明的另一目的在于，在圖像顯示裝置的驅(qū)動方法中，提供能夠降低薄膜電子源矩陣的消耗功率的技術(shù)。
本發(fā)明的上述和其他目的和新的特征通過本說明書的描述和附圖變得明確。
本發(fā)明的特征在于，如圖1的定時圖所示，例如將非選擇狀態(tài)的行電極310或?qū)⒎沁x擇狀態(tài)的行電極310和列電極311設(shè)定為高阻抗?fàn)顟B(tài)。
在將行電極310或列電極311設(shè)定為高阻抗中，例如有在行電極驅(qū)動電路41或列電極驅(qū)動電路42的內(nèi)部，使行電極310或列電極311上連接的輸出信號線為浮置狀態(tài)等方法。
下面，根據(jù)本發(fā)明的圖像顯示裝置的驅(qū)動方法來估算薄膜電子源矩陣的消耗功率。
首先，考慮使對非選擇狀態(tài)的行電極310供給驅(qū)動電壓的行電極驅(qū)動電路41的輸出為高阻抗?fàn)顟B(tài)的情況。
圖2是表示選擇一個行電極(圖2的選擇掃描線)310，使其余的(N-1)個行電極(圖2的非選擇掃描線)310為高阻抗?fàn)顟B(tài)，同時選擇m個列電極(圖2的選擇數(shù)據(jù)線)，使(M-m)個非選擇列電極(圖2的非選擇數(shù)據(jù)線)311固定為地電位情況下的等效電路的圖。
如圖2所示，除了選擇行電極310和選擇列電極311的交點的m個薄膜型電子源元件301以外，還必須考慮經(jīng)由非選擇行電極310和非選擇列電極311的電路網(wǎng)絡(luò)。
在圖2所示的等效電路中，1個選擇行電極310和m個選擇列電極311之間的靜電容量C1(m)用下式(5)表示。C1(m)={m+m(M-m)(N-1)M}Ce---(5)]]>圖3是表示C1(m)隨著m如何變化的曲線圖。
在圖3中，縱軸以將所有列電極311的輸出電容被平均1像素的靜電容量Ce相除所得的單位來表示。
在圖3中，N＝500、M＝3000，圖中，○標(biāo)記表示現(xiàn)有的驅(qū)動方法的情況，而●標(biāo)記表示本發(fā)明的驅(qū)動方法的情況。
C1(m)在m＝M/2時最大，盡管如此，現(xiàn)有的驅(qū)動方法情況下的最大值仍為1/4。
因此，根據(jù)本發(fā)明的驅(qū)動法，隨著施加數(shù)據(jù)脈沖，可以將無效功率(Pcol)降低到1/4。
接著，考慮使非選擇狀態(tài)的列電極311也為高阻抗?fàn)顟B(tài)的情況。
圖4是表示選擇1個行電極(圖4的選擇掃描線)310，使其余的(N-1)個行電極(圖4的非選擇掃描線)310為高阻抗?fàn)顟B(tài)，同時選擇m個列電極(圖4的選擇數(shù)據(jù)線)311，使(M-m)個非選擇列電極(圖4的非選擇數(shù)據(jù)線)311為高阻抗?fàn)顟B(tài)情況的等效電路的圖。
在該圖4所示的等效電路中，1個選擇行電極310和m個選擇列電極311之間的靜電容量C2(m)用下式(6)表示。C2(m)={m+m(M-m)(N-1)M+m(N-1)}Ce---(6)]]>圖5是表示C2(m)隨著m如何變化的曲線圖。
在圖5中，縱軸以將所有列電極311的輸出電容被平均1像素的靜電容量Ce相除所得的單位來表示。
在圖5中，N＝500、M＝3000，圖中，○標(biāo)記是C2(m)，而●標(biāo)記是用于比較的僅使非選擇掃描電極為高阻抗?fàn)顟B(tài)的情況(C1(m))。
例如，在m＝M/2時，C2(m)與C1(m)相比進一步降低至1/100。
因此，根據(jù)本發(fā)明的驅(qū)動方法，與以往相比，可以使隨著施加數(shù)據(jù)脈沖的無效功率(Pcol)降低至1/100以下。
一般來說，在液晶顯示裝置等矩陣型顯示器的驅(qū)動方法中，要避免使某個電極為高阻抗?fàn)顟B(tài)。
這是因為如果有高阻抗?fàn)顟B(tài)的電極，那么容易產(chǎn)生串音現(xiàn)象而發(fā)生畫質(zhì)劣化，根據(jù)情況而產(chǎn)生不能顯示期望的圖像的故障。
本發(fā)明人著眼于高阻抗?fàn)顟B(tài)的導(dǎo)入產(chǎn)生的串音的原因在于，高阻抗?fàn)顟B(tài)的電極其電壓值不穩(wěn)定，隨著其周邊點的點亮個數(shù)(即，顯示圖像)或相鄰電極的電壓變化等而改變。
完成本發(fā)明設(shè)想的另一點著眼于薄膜型電子源如果不從外部電路供給充分的電流則不發(fā)射電子，即，具有作為電流驅(qū)動元件的一面。
如上所述，來自薄膜電子源的電子發(fā)射機構(gòu)是利用隧道絕緣層內(nèi)的電場產(chǎn)生隧道電流作為熱電子，在這點上是電壓驅(qū)動型。
但是，由于發(fā)射電流(Ie)為隧道電流的10-3左右，為了獲得期望的發(fā)射電流，需要從外部電路供給其103倍左右的電流。因此，具有作為電流驅(qū)動元件的一面。
因此，在薄膜型電子源中，電極的電位即使為期望的值以外，但只要其阻抗充分大，就不造成電子發(fā)射。
因此，在薄膜型電子源中，使用本發(fā)明的驅(qū)動方法也不發(fā)生串音。
本發(fā)明是基于上述見解完成的發(fā)明，在本申請中展示的發(fā)明中，如果簡單地說明具有代表性的概要的話，則如下所述。
一種圖像顯示裝置，其特征在于，包括顯示元件，包括第1基板，具有多個電子源元件，具有順序?qū)臃e下部電極、絕緣層、上部電極的結(jié)構(gòu)，在對所述上部電極施加正極性的電壓時，從所述上部電極發(fā)射電子；多個第1電極，對所述多個電子源元件中的行(或列)方向的電子源元件的下部電極施加驅(qū)動電壓；多個第2電極，對所述多個電子源元件中的列(或行)方向的電子源元件的上部電極施加驅(qū)動電壓；框構(gòu)件；以及具有熒光體的第2基板，使所述第1基板、所述框構(gòu)件和所述第2基板所圍成的空間形成真空環(huán)境；第1驅(qū)動裝置，對所述各第1電極供給驅(qū)動電壓；以及第2驅(qū)動裝置，對所述各第2電極供給驅(qū)動電壓；所述第1驅(qū)動裝置將非選擇狀態(tài)的所述第1電極設(shè)定為阻抗比選擇狀態(tài)的所述第1電極大的狀態(tài)；所述第2驅(qū)動裝置將非選擇狀態(tài)的所述第2電極設(shè)定為阻抗比選擇狀態(tài)的所述第2電極大的狀態(tài)。
根據(jù)本發(fā)明的結(jié)果，從使非選擇狀態(tài)的電極為高阻抗這樣的觀點來看，先行進行技術(shù)調(diào)查。
其結(jié)果，在使用作為本發(fā)明對象的薄膜型電子源的圖像顯示裝置中，發(fā)現(xiàn)了對應(yīng)的技術(shù)。


圖1是說明本發(fā)明的圖像顯示裝置的驅(qū)動方法的圖；圖2是表示本發(fā)明的圖像顯示裝置的驅(qū)動方法中的計算電極間電容的等效電路的圖；圖3表示由圖2的等效電路求出的電極間電容的變化曲線圖；圖4表示在本發(fā)明的圖像顯示裝置的驅(qū)動方法中的用于計算電極間電容的等效電路圖；圖5表示由圖4的等效電路求出的電極間電容變化的曲線圖；圖6表示本發(fā)明實施例1的電子源板的薄膜電子源矩陣的一部分結(jié)構(gòu)的平面圖；圖7表示本發(fā)明實施例1的電子源板和熒光顯示板之間位置關(guān)系的平面圖；圖8表示本發(fā)明實施例1的圖像顯示裝置的結(jié)構(gòu)的主要部分剖面圖；圖9用于說明本發(fā)明實施例1的電子源板的制造方法的圖；圖10表示在本發(fā)明實施例1的顯示屏板上連接驅(qū)動電路狀態(tài)的連線圖；圖11表示從圖10所示的各驅(qū)動電路輸出的驅(qū)動電壓波形示例的定時圖；圖12表示在本發(fā)明實施例2的圖像顯示裝置中從行電極驅(qū)動電路和列電極驅(qū)動電路輸出的驅(qū)動電壓的波形示例的定時圖；
圖13用于說明薄膜電子源的工作原理的圖；圖14表示現(xiàn)有的薄膜電子源矩陣的示意結(jié)構(gòu)的圖；而圖15是用于說明現(xiàn)有的圖像顯示裝置的驅(qū)動方法的圖。
具體實施例方式
以下，參照附圖詳細(xì)地說明本發(fā)明的實施例。
在用于說明實施例的所有附圖中，對具有相同功能的結(jié)構(gòu)附以相同的標(biāo)號，并省略其重復(fù)的說明。
本發(fā)明實施例1的圖像顯示裝置通過將作為電子發(fā)射源的薄膜電子源矩陣和熒光體的組合，使用形成了各點的亮度調(diào)制元件的顯示屏板(本發(fā)明的顯示元件)，將驅(qū)動電路連接到對應(yīng)顯示屏板的行電極及列電極來構(gòu)成。
這里，顯示屏板由形成了薄膜電子源矩陣的電子源和形成了熒光體圖形的熒光顯示板構(gòu)成。
圖6是表示本發(fā)明形態(tài)的電子源板的薄膜電子源矩陣的一部分結(jié)構(gòu)的平面圖，圖7是表示本實施例的電子源板和熒光顯示板之間位置關(guān)系的平面圖。
圖8是表示本實施例的圖像顯示裝置的結(jié)構(gòu)的主要部分剖面圖，該圖(a)是沿圖6和圖7所示的A-B剖斷線剖切的剖面圖，該圖(b)是沿圖6和圖7所示的C-D剖斷線剖切的剖面圖。
其中，在圖6和圖7中，省略了基板14的圖示。
而且，在圖8中，高度方向的縮尺是任意的。即，下部電極13或上部電極總線32等有幾μm以下的厚度，而基板14和基板110的距離為1～3mm左右。
在以下的說明中，說明使用3行×3列的電子源矩陣，但不用說，實際的顯示屏板的行、列數(shù)目為幾百行～幾千行以及幾千列。
在圖6中，虛線圍成的區(qū)域35表示電子發(fā)射部(本發(fā)明的電子源元件)。
該電子發(fā)射部35在由隧道絕緣層12規(guī)定的場所中從該區(qū)域內(nèi)將電子發(fā)射到真空中。
電子發(fā)射部35由于被上部電極11覆蓋而在平面圖中看不到，所以用虛線來圖示。
圖9是用于說明本實施例的電子源板的制造方法的圖。
以下，用圖9來說明本實施例的電子源板的薄膜電子源矩陣的制造方法。
在圖9中，僅取出在一個行電極310和一個列電極311的交點上形成的一個薄膜型電子源301來示出，而實際上，如圖6和圖7所示，多個薄膜型電子源301被配置成矩陣狀。
而且，圖9的右邊的列是平面圖，而左邊的列是沿右邊的圖中的A-B線剖切的剖面圖。
在玻璃等絕緣性基板14上，將下部電極13用的導(dǎo)電膜例如以300nm的膜厚來形成。
作為下部電極13使用的材料，例如可以使用鋁(Al；以下稱為Al)合金。這里，使用Al-釹(Nd；以下稱為Nd)合金。
在該Al合金膜的形成中，例如使用濺射法或電阻加熱鍍敷法等。
接著，通過光刻來形成抗蝕劑，接著通過腐蝕將該Al合金膜加工成帶狀，如圖9(a)所示，形成下部電極13。
這里，下部電極13還兼有行電極310的作用。
這里使用的抗蝕劑是適合腐蝕的抗蝕劑，但腐蝕可以是濕式腐蝕、干式腐蝕的其中之一。
接著，涂敷抗蝕劑并用紫外線進行曝光來構(gòu)圖，如圖9(b)所示，形成抗蝕劑圖形501。
接著，帶著抗蝕劑圖形501來進行陽極氧化，如圖9(c)所示，形成保護絕緣層15。
在本實施例中，在該陽極氧化中轉(zhuǎn)化電壓為100V左右，使保護絕緣層15的膜厚為140nm左右。
在用丙酮等有機溶劑剝離抗蝕劑圖形501后，對被抗蝕劑覆蓋的下部電極13表面再次進行陽極氧化，如圖9(d)所示，形成隧道絕緣層12。
在本實施例中，在這種再次陽極氧化中將轉(zhuǎn)化電壓設(shè)定為6V，使隧道絕緣層膜厚為8nm。
接著，形成上部電極總線32用的導(dǎo)電膜，對抗蝕劑進行構(gòu)圖并進行腐蝕，如圖9(e)所示，形成上部電極總線32。
在本實施例中，上部電極總線32使用Al合金，膜厚為300nm左右。
作為該上部電極總線32的材料，也可以使用金(Au)。
對上部電極總線32進行腐蝕，使得圖形的端部為錐狀，這樣形成的上部電極11不會因圖形端部上的臺階而造成斷線。
這里，上部電極總線32還兼有列電極311的作用。
接著，按以下順序通過濺射來形成膜厚1nm的銦(Ir)、膜厚2nm的鉑(Pt)、膜厚3nm的金(Au)。
通過抗蝕劑和腐蝕來進行構(gòu)圖，對Ir-Pt-Au的層積膜構(gòu)圖，如圖9(f)所示，形成上部電極11。
在圖9(f)中，虛線圍成的區(qū)域35表示電子發(fā)射部。
電子發(fā)射部35在由隧道絕緣層12規(guī)定的場所從該區(qū)域內(nèi)將電子發(fā)射到真空中。
通過以上處理，在基板14上完成薄膜電子源矩陣。
如上所述，在該薄膜電子源矩陣中，從隧道絕緣層12規(guī)定的區(qū)域(電子發(fā)射部35)、即從抗蝕劑圖形501規(guī)定的區(qū)域中發(fā)射電子。
而且，在電子發(fā)射部35的周邊部，由于形成厚的絕緣膜的保護絕緣層15，所以上部電極-下部電極間施加的電場集中在下部電極13的邊部或角部，經(jīng)過長時間可得到穩(wěn)定的電子發(fā)射特性。
本實施例的熒光顯示板由鈉鈣玻璃等的基板110上形成的黑底(黑矩陣)120、在該黑底120的溝內(nèi)形成的紅(R)、綠(G)、藍(B)熒光體(114A～114C)、以及在它們之上形成的金屬襯墊膜122構(gòu)成。
以下說明本實施例的熒光顯示板的制作方法。
首先，以提高顯示裝置的對比度為目的，在基板110上形成黑底120(參見圖8(b))。
接著，形成紅色熒光體114A、綠色熒光體114B、藍色熒光體114C。
這些熒光體的構(gòu)圖與在通常的陰極射線管的熒光面上使用的構(gòu)圖同樣，使用光刻法來進行。
作為熒光體，例如，紅色使用Y2O2SEu(P22-R)，綠色使用ZnSCu，Al(P22-G)，藍色使用ZnSAg(P22-B)。
接著，在用硝化纖維等膜進行鍍膜后，在整個基板110上鍍敷膜厚50～300nm左右的Al而形成金屬襯墊膜122。
然后，將基板110加熱到400℃，對鍍膜和PVA等有機物進行加熱分解。于是，完成熒光顯示板。
將這樣制作的電子源板和熒光顯示板夾置隔板60，用熔結(jié)玻璃進行密封。
熒光顯示板上形成的熒光體(114A～114C)和電子源板的薄膜電子源矩陣的位置關(guān)系如圖7所示。
在圖7中，為了表示熒光體(114A～114C)和黑底120、基板上構(gòu)成物之間的位置關(guān)系，將基板110上的構(gòu)成物僅用斜線來表示。
電子發(fā)射部35、即形成了隧道絕緣層12的部分和熒光體114的寬度之間的關(guān)系十分重要。
在本實施例中，考慮到從薄膜型電子源301發(fā)射的電子束多少在空間上被擴寬，將電子發(fā)射部35的寬度設(shè)計得比熒光體(114A～114C)的寬度窄。
基板110和基板14之間的距離為1～3mm左右。
在使顯示屏板內(nèi)部為真空時，插入隔板60，以便防止因來自外部的大氣壓的力造成的顯示屏板的破損。
因此，基板14、基板110使用厚度3mm的玻璃，在制作寬度4cm×長度9cm以下的顯示面積的顯示裝置情況下，由于以基板110和基板14本身的機械強度可抗大氣壓，所以不一定插入隔板60。
隔板60的形狀例如如圖7所示，為長方體形狀。
這里，每3行設(shè)置隔板60的支柱，但在機械強度容許的范圍內(nèi)，當(dāng)然可減少支柱的數(shù)目(配置密度)。
作為隔板60，由玻璃制成或陶瓷制成，排列配置板狀或柱狀的支柱。
在圖8(a)中，看不出隔板60連接到基板14側(cè)，但實際上連接到基板14上的列電極311。
在圖8(a)中，僅露出列電極311的膜厚的間隙。
將密封完的顯示屏板排氣至1×10-7Torr左右的真空，進行封口。
為了將顯示屏板內(nèi)的真空度維持在高真空，在封口之前或之后，在顯示屏板內(nèi)的規(guī)定位置(未圖示)形成吸氣劑膜或進行吸氣劑材料的激活。
例如，在以鋇(Ba)為主要成分的吸氣劑材料的情況下，可通過高頻感應(yīng)加熱來形成吸氣劑膜。
于是，完成使用薄膜電子源矩陣的顯示屏板。
在本實施例中，由于基板110和基板14之間的距離為1～3mm左右大小，所以可使金屬襯墊122上施加的加速電壓達到3～6KV的高電壓，因此，如上所述，在熒光體(114A～114C)方面可以使用陰極射線管(CRT)使用的熒光體。
圖10是表示將驅(qū)動電路連接在本實施例的顯示屏板上的狀態(tài)的連線圖。
行電極310(下部電極13)被連接到行電極驅(qū)動電路41，列電極311(上部電極總線32)被連接到列電極驅(qū)動電路42。
這里，各驅(qū)動電路(41、42)和電子源板的連接，例如通過用各向異性導(dǎo)電膜壓接載帶封裝，或?qū)?gòu)成各驅(qū)動電路(41、42)的半導(dǎo)體芯片直接封裝在電子源板的基板14上的玻璃上芯片等來進行。
從加速電壓源對金屬襯墊膜122常時施加3～6KV左右的加速電壓。
圖11是表示從圖10所示的各驅(qū)動電路輸出的驅(qū)動電壓波形示例的定時圖。
在該圖中，虛線表示高阻抗輸出。
實際上，輸出阻抗為1～10MΩ左右就可以，在本實施例中為5MΩ。
這里，第n個行電極310用Rn表示，第m個列電極311用Cm表示，第n個行電極310和第m個列電極311的交點的點用(n，m)表示。
在時刻t0時，由于無論哪個電極都為零電壓，所以不發(fā)射電子，因此，熒光體(114A～114C)不發(fā)光。
在時刻t1時，對R1的行電極310從行電極驅(qū)動電路41施加(VR1)的驅(qū)動電壓，對(C1，C2)的列電極311從列電極驅(qū)動電路42施加(VC1)的驅(qū)動電壓。
由于在點(1，1)、(1，2)的上部電極11和下部電極13之間施加(VC1-VR1)，所以只要將(VC1-VR1)的電壓設(shè)定在電子發(fā)射開始電壓以上，那么從這兩個點的薄膜型電子源將電子發(fā)射到真空中。
在本實施例中，VR1＝-5V、VC1＝4.5V。
發(fā)射的電子由金屬襯墊膜122上施加的電壓加速后，轟擊熒光體(114A～114C)，使熒光體(114A～114C)發(fā)光。
在該期間，由于其他的(R2、R3)的行電極310為高阻抗?fàn)顟B(tài)，所以不管列電極311的電壓值如何都不發(fā)射電子，對應(yīng)的熒光體(114A～114C)也不發(fā)光。
在時刻t2時，對R2的行電極310從行電極驅(qū)動電路41施加(VR1)的驅(qū)動電壓，從C1的列電極311、列電極驅(qū)動電路42施加(VC1)電壓后，同樣地，使點(2，1)點亮。
這里，將圖11所示的電壓波形的驅(qū)動電壓施加在行電極310和列電極311上時，僅點亮圖10的斜線的點。
于是，通過改變列電極311上施加的信號，可以顯示期望的圖像或信息。
通過按照圖像信號來適當(dāng)改變列電極311上施加的驅(qū)動電壓(VC1)的大小，可以顯示有色調(diào)的圖像。
為了釋放隧道絕緣層12中存儲的電荷，在圖11的時刻t4時，對所有的行電極310從行電極驅(qū)動電路41施加(VR2)的驅(qū)動電壓，同時對所有的列電極從列電極驅(qū)動電路42施加0V的驅(qū)動電壓。
這里，由于VR2＝5V，所以對薄膜型電子源301施加-VR2＝-5V的電壓。
于是，通過施加與電子發(fā)射時相反極性的電壓(反向脈沖)，可以提高薄膜電子源的壽命特性。
作為施加反向脈沖的期間(圖11的t4～t5、t8～t9)，如果使用圖像信號的垂直回掃期間，則與圖像信號匹配性好。
如以上說明，在本實施例中，由于將非選擇狀態(tài)的行電極310設(shè)定為高阻抗?fàn)顟B(tài)，所以如上所述，可以降低消耗功率。
本發(fā)明實施例2的圖像顯示裝置中使用的顯示屏板、以及顯示屏板和驅(qū)動電路的連線方法與上述實施例1相同。
圖12是表示在本發(fā)明實施例2的圖像顯示裝置中，從行電極驅(qū)動電路41和列電極驅(qū)動電路42輸出的驅(qū)動電壓波形示例的定時圖。
在本實施例中，對金屬襯墊膜122從加速電壓源也常時施加3～6KV左右的加速電壓。
在圖12中，虛線表示高阻抗輸出。
實際上，輸出阻抗為1～10MΩ左右就可以，在本實施例中為5MΩ。
這里，與上述實施例1同樣，第n個行電極310用Rn表示，第m個列電極311用Cm表示，第n個行電極310和第m個列電極311的交點的點用(n，m)表示。
在時刻t0時，由于無論哪個電極都為零電壓，所以不發(fā)射電子，因此，熒光體(114A～114C)不發(fā)光。
在時刻t1時，對R1的行電極310從行電極驅(qū)動電路41施加(VR1)的驅(qū)動電壓，對(C1，C2)的列電極311從列電極驅(qū)動電路42施加(VC1)的驅(qū)動電壓。
由于在點(1，1)、(1，2)的上部電極11和下部電極13之間施加(VC1-VR1)，所以只要將(VC1-VR1)的電壓設(shè)定在電子發(fā)射開始電壓以上，那么從這兩個點的薄膜型電子源將電子發(fā)射到真空中。
在本實施例中，VR1＝-5V、VC1＝4.5V。
發(fā)射的電子由金屬襯墊膜122上施加的電壓加速后，轟擊熒光體(114A～114C)，使熒光體(114A～114C)發(fā)光。
在該期間，由于其他的(R2、R3)的行電極310為高阻抗?fàn)顟B(tài)，所以不管列電極311的電壓值如何都不發(fā)射電子，對應(yīng)的熒光體(114A～114C)也不發(fā)光。
在該期間，由于C3的列電極311為高阻抗?fàn)顟B(tài)，所以從點(1，3)不發(fā)射電子，對應(yīng)的熒光體(114A～114C)也不發(fā)光。
在時刻t2時，對R2的行電極310從行電極驅(qū)動電路41施加(VR1)的驅(qū)動電壓，從C1的列電極311、列電極驅(qū)動電路42施加(VC1)電壓后，同樣地，使點(2，1)點亮。
這里，將圖12所示的電壓波形的驅(qū)動電壓施加在行電極310和列電極311上時，僅點亮圖10的斜線的點。
于是，通過改變列電極311上施加的信號，可以顯示期望的圖像或信息。
通過按照圖像信號來適當(dāng)改變列電極311上施加的驅(qū)動電壓(VC1)的脈沖寬度，可以顯示有色調(diào)的圖像。
為了釋放隧道絕緣層12中存儲的電荷，在圖12的時刻t4時，對所有的行電極310從行電極驅(qū)動電路41施加(VR2)的驅(qū)動電壓，同時對所有的列電極從列電極驅(qū)動電路42施加0V的驅(qū)動電壓。
這里，由于VR2＝5V，所以對薄膜型電子源301施加-VR2＝-5V的電壓。
于是，通過施加與電子發(fā)射時相反極性的電壓(反向脈沖)，可以提高薄膜電子源的壽命特性。
作為施加反向脈沖的期間(圖12的t4～t5、t8～t9)，如果使用圖像信號的垂直回掃期間，則與圖像信號匹配性好。
如以上說明，在本實施例中，由于不僅將非選擇狀態(tài)的行電極310設(shè)定為高阻抗?fàn)顟B(tài)，還將非選擇狀態(tài)的行電極310設(shè)定為高阻抗?fàn)顟B(tài)，所以與上述實施例1相比，可進一步降低消耗功率。
以上，根據(jù)上述實施例具體地說明了本發(fā)明人的發(fā)明，但本發(fā)明不限于上述實施例，不用說，在不脫離其主要精神的范圍內(nèi)可進行各種變更。
本發(fā)明的圖像顯示裝置及其驅(qū)動方法，特別是在使用真空中發(fā)射電子的薄膜型電子源的圖像顯示裝置中，可降低隨著薄膜電子源陣列的驅(qū)動增加的無效功率，是可實現(xiàn)能夠降低消耗功率的技術(shù)，產(chǎn)業(yè)上的利用可能性大。
權(quán)利要求
1.一種圖像顯示裝置，其特征在于，包括顯示元件，包括第1基板，具有多個電子源元件，具有順序?qū)臃e下部電極、絕緣層、上部電極的結(jié)構(gòu)，在對所述上部電極施加正極性的電壓時，從所述上部電極發(fā)射電子；多個第1電極，對所述多個電子源元件中的行(或列)方向的電子源元件的下部電極施加驅(qū)動電壓；對所述多個電子源元件中的列(或行)方向的電子源元件的上部電極施加驅(qū)動電壓的多個第2電極；框構(gòu)件；以及具有熒光體的第2基板，使所述第1基板、所述框構(gòu)件和所述第2基板所圍成的空間形成真空環(huán)境；第1驅(qū)動裝置，對所述各第1電極供給驅(qū)動電壓；以及第2驅(qū)動裝置，對所述各第2電極供給驅(qū)動電壓；所述第1驅(qū)動裝置將非選擇狀態(tài)的所述第1電極設(shè)定為與選擇狀態(tài)的所述第1電極相比為高阻抗的狀態(tài)。
2.一種圖像顯示裝置，其特征在于，包括顯示元件，包括第1基板，具有多個電子源元件，具有順序?qū)臃e下部電極、絕緣層、上部電極的結(jié)構(gòu)，在對所述上部電極施加正極性的電壓時，從所述上部電極發(fā)射電子；多個第1電極，對所述多個電子源元件中的行(或列)方向的電子源元件的下部電極施加驅(qū)動電壓；對所述多個電子源元件中的列(或行)方向的電子源元件的上部電極施加驅(qū)動電壓的多個第2電極；框構(gòu)件；具有熒光體的第2基板，使所述第1基板、所述框構(gòu)件和所述第2基板所圍成的空間形成真空環(huán)境；第1驅(qū)動裝置，對所述各第1電極供給驅(qū)動電壓；以及第2驅(qū)動裝置，對所述各第2電極供給驅(qū)動電壓；所述第1驅(qū)動裝置將非選擇狀態(tài)的所述第1電極設(shè)定為與選擇狀態(tài)的所述第1電極相比為高阻抗的狀態(tài)；所述第2驅(qū)動裝置將非選擇狀態(tài)的所述第2電極設(shè)定為與選擇狀態(tài)的所述第2電極相比為高阻抗的狀態(tài)。
3.如權(quán)利要求1或2所述的圖像顯示裝置，其特征在于，所述高阻抗為1MΩ以上的阻抗。
4.如權(quán)利要求1或2所述的圖像顯示裝置，其特征在于，所述第1驅(qū)動裝置使非選擇狀態(tài)的第1電極為浮置狀態(tài)。
5.如權(quán)利要求2所述的圖像顯示裝置，其特征在于，所述第2驅(qū)動裝置使非選擇狀態(tài)的第2電極為浮置狀態(tài)。
6.如權(quán)利要求1或2所述的圖像顯示裝置，其特征在于，所述各電子源元件具有與所述上部電極電連接，兼用于所述第2電極的上部電極總線。
7.如權(quán)利要求1或2所述的圖像顯示裝置，其特征在于，所述第1電極兼用于所述各電子源元件的下部電極。
8.如權(quán)利要求1或2所述的圖像顯示裝置，其特征在于，所述下部電極由金屬構(gòu)成。
9.如權(quán)利要求1或2所述的圖像顯示裝置，其特征在于，所述下部電極由半導(dǎo)體構(gòu)成。
10.如權(quán)利要求1或2所述的圖像顯示裝置，其特征在于，所述絕緣層由半導(dǎo)體和絕緣體的層積膜構(gòu)成。
11.一種圖像顯示裝置的驅(qū)動方法，用于驅(qū)動圖像顯示裝置，該圖像顯示裝置包括第1基板，具有多個電子源元件，具有順序?qū)臃e下部電極、絕緣層、上部電極的結(jié)構(gòu)，在對所述上部電極施加正極性的電壓時，從所述上部電極發(fā)射電子；多個第1電極，對所述多個電子源元件中的行(或列)方向的電子源元件的下部電極施加驅(qū)動電壓；多個第2電極，對所述多個電子源元件中的列(或行)方向的電子源元件的上部電極施加驅(qū)動電壓；框構(gòu)件；以及具有熒光體的第2基板，使所述第1基板、所述框構(gòu)件和所述第2基板所圍成的空間形成真空環(huán)境；其特征在于，將非選擇狀態(tài)的所述第1電極設(shè)定為與選擇狀態(tài)的所述第1電極相比為高阻抗的狀態(tài)。
12.一種圖像顯示裝置的驅(qū)動方法，用于驅(qū)動圖像顯示裝置，該圖像顯示裝置包括第1基板，具有多個電子源元件，具有順序?qū)臃e下部電極、絕緣層、上部電極的結(jié)構(gòu)，在對所述上部電極施加正極性的電壓時，從所述上部電極發(fā)射電子；多個第1電極，對所述多個電子源元件中的行(或列)方向的電子源元件的下部電極施加驅(qū)動電壓；多個第2電極對所述多個電子源元件中的列(或行)方向的電子源元件的上部電極施加驅(qū)動電壓；框構(gòu)件；以及具有熒光體的第2基板，使所述第1基板、所述框構(gòu)件和所述第2基板所圍成的空間形成真空環(huán)境；其特征在于，將非選擇狀態(tài)的所述第1電極設(shè)定為與選擇狀態(tài)的所述第1電極相比為高阻抗的狀態(tài)，并且將所述非選擇狀態(tài)的第2電極設(shè)定為與所述選擇狀態(tài)的第2電極相比為高阻抗的狀態(tài)。
13.如權(quán)利要求11或12所述的圖像顯示裝置的驅(qū)動方法，其特征在于，所述高阻抗是1MΩ以上的阻抗。
14.如權(quán)利要求11或12所述的圖像顯示裝置的驅(qū)動方法，其特征在于，使所述非選擇狀態(tài)的第1電極為浮置狀態(tài)。
15.如權(quán)利要求12所述的圖像顯示裝置的驅(qū)動方法，其特征在于，使所述非選擇狀態(tài)的第2電極為浮置狀態(tài)。
16.一種圖像顯示裝置，其特征在于，包括顯示元件，包括第1基板，具有多個薄膜電子源，具有下部電極和上部電極，在對所述上部電極施加正極性的電壓時，從所述上部電極發(fā)射電子；多個第1電極，對所述多個薄膜電子源元件中的行(或列)方向的薄膜電子源元件的下部電極施加驅(qū)動電壓；多個第2電極，對所述多個薄膜電子源元件中的列(或行)方向的薄膜電子源元件的上部電極施加驅(qū)動電壓；框構(gòu)件；以及具有熒光體的第2基板，使所述第1基板、所述框構(gòu)件和所述第2基板所圍成的空間形成真空環(huán)境；第1驅(qū)動裝置，對所述各第1電極供給驅(qū)動電壓；以及第2驅(qū)動裝置，對所述各第2電極供給驅(qū)動電壓；所述第1驅(qū)動裝置將非選擇狀態(tài)的所述第1電極設(shè)定為與選擇狀態(tài)的所述第1電極相比為高阻抗的狀態(tài)。
17.一種圖像顯示裝置，其特征在于，包括顯示元件，包括第1基板，具有多個薄膜電子源，具有下部電極和上部電極，在對所述上部電極施加正極性的電壓時，從所述上部電極發(fā)射電子；多個第1電極，對所述多個薄膜電子源元件中的行(或列)方向的薄膜電子源元件的下部電極施加驅(qū)動電壓；多個第2電極，對所述多個薄膜電子源元件中的列(或行)方向的薄膜電子源元件的上部電極施加驅(qū)動電壓；框構(gòu)件；以及具有熒光體的第2基板，使所述第1基板、所述框構(gòu)件和所述第2基板所圍成的空間形成真空環(huán)境；第1驅(qū)動裝置，對所述各第1電極供給驅(qū)動電壓；以及第2驅(qū)動裝置，對所述各第2電極供給驅(qū)動電壓；所述第1驅(qū)動裝置將非選擇狀態(tài)的所述第1電極設(shè)定為與選擇狀態(tài)的所述第1電極相比為高阻抗的狀態(tài)；所述第2驅(qū)動裝置將非選擇狀態(tài)的所述第2電極設(shè)定為與選擇狀態(tài)的所述第2電極相比為高阻抗的狀態(tài)。
全文摘要
本發(fā)明的目的在于降低圖像顯示裝置中薄膜電子源矩陣的消耗功率。所述薄膜電子源矩陣包括:多個電子源元件,每個具有依次形成的下部電極、絕緣層和上部電極的結(jié)構(gòu),當(dāng)上部電極上施加正極性的電壓時,從上部電極的表面發(fā)射電子;多個行電極,對所述多個電子源元件中的行方向的電子源元件的下部電極施加驅(qū)動電壓;以及多個列電極,對所述多個電子源元件中的列方向的電子源元件的上部電極施加驅(qū)動電壓;對所述行電極供給驅(qū)動電壓的行電極驅(qū)動電路和對所述列電極供給驅(qū)動電壓的漏電極驅(qū)動電路將非選擇狀態(tài)的行電極和/或列電極設(shè)定為高阻抗(HIGH－Z)狀態(tài)。
文檔編號G09G3/22GK1361908SQ00810437
公開日2002年7月31日 申請日期2000年9月4日 優(yōu)先權(quán)日1999年9月9日
發(fā)明者鈴木睦三, 楠敏明, 岡井誠, 佐川雅一, 石坂彰利 申請人:株式會社日立制作所