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JP2000310969A - 画像表示装置及び画像表示装置の駆動方法 - Google Patents

画像表示装置及び画像表示装置の駆動方法

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JP2000310969A
JP2000310969A JP2000036861A JP2000036861A JP2000310969A JP 2000310969 A JP2000310969 A JP 2000310969A JP 2000036861 A JP2000036861 A JP 2000036861A JP 2000036861 A JP2000036861 A JP 2000036861A JP 2000310969 A JP2000310969 A JP 2000310969A
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signal
display device
potential
image
image display
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治 嵯峨野
Naoto Abe
直人 阿部
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Canon Inc
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 複数の表示素子を共通配線した構成において
様々な種類の信号を良好に表示できる画像表示装置及び
その駆動方法を実現する。 【解決手段】 行配線と、複数の列配線と、変調回路
と、複数の表示素子とを有しており、前記複数の表示素
子は前記行配線に共通に接続され、前記複数の列配線の
それぞれは前記複数の表示素子のそれぞれと接続され、
前記変調回路は前記列配線に変調信号を供給する画像表
示装置において、前記変調回路は、表示する信号の階調
に応じた時間幅を有するパルス信号を生成するパルス幅
変調回路と、表示する信号の種類に応じて前記パルス信
号の電位を設定する電位設定回路とを有する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本願に係る発明は、画像表示
装置、及び画像表示装置の駆動方法に関する。特には、
複数の表示素子を共通配線した画像表示装置及びその駆
動方法に関する。更には、複数の表示素子をマトリクス
配線した表示パネルを備える画像表示装置及びその駆動
方法に関する。特にテレビジョン信号とコンピュータの
映像信号を品質よく表示できる画像表示装置及びその駆
動方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来から、電子放出素子として熱陰極素
子と冷陰極素子の２種類が知られている。このうち冷陰
極素子では、たとえば表面伝導型放出素子や、電界放出
型素子（以下、「ＦＥ型」と記す。）や、金属／絶縁層
／金属型放出素子（以下、「ＭＩＭ型」と記す。）など
が知られている。
【０００３】表面伝導型放出素子としては、たとえば、
M. I. Elinson, Radio E-ng. Electron Phys., 10, 129
0, (1965)や、後述する他の例が知られている。
【０００４】表面伝導型放出素子は、基板上に形成され
た小面積の薄膜に、膜面に平行に電流を流すことにより
電子放出が生ずる現象を利用するものである。この表面
伝導型放出素子としては、前記エリンソン等によるＳｎ
Ｏ2 薄膜を用いたものの他に、Ａｕ薄膜によるもの(G.
Dittmer: “Thin Solid Films”, 9, 317 (1972))や、
Ｉｎ2 Ｏ3 ／ＳｎＯ2 薄膜によるもの(M. Hartwell and
C. G. Fonstad:“IEEE Trans. ED Conf.”, 519 (197
5))やカーボン薄膜によるもの（荒木久 他：真空、第
２６巻、第１号、２２（１９８３））等が報告されてい
る。
【０００５】これらの表面伝導型放出素子の素子構成の
典型的な例として、図１１に前述のM. Hartwellらによ
る素子の平面図を示す。同図において、３００１は基板
で、３００４はスパッタで形成された金属酸化物よりな
る導電性薄膜である。導電性薄膜３００４は図示のよう
にＨ字形の平面形状に形成されている。該導電性薄膜３
００４に後述の通電フォーミングと呼ばれる通電処理を
施すことにより、電子放出部３００５が形成される。図
中の間隔Ｌは、０．５〜１（ｍｍ）、Ｗは、０．１（ｍ
ｍ）に設定されている。尚、図示の便宜から、電子放出
部３００５は導電性薄膜３００４の中央に矩形の形状で
示したが、これは模式的なものであり、実際の電子放出
部の位置や形状を忠実に表現しているわけではない。
【０００６】M. Hartwellらによる素子をはじめとして
上述の表面伝導型放出素子においては、電子放出を行う
前に導電性薄膜３００４に通電フォーミングと呼ばれる
通電処理を施すことにより電子放出部３００５を形成す
るのが一般的であった。すなわち、通電フォーミングと
は、前記導電性薄膜３００４の両端に一定の直流電圧、
もしくは、例えば１Ｖ／分程度の非常にゆっくりとした
レートで昇圧する直流電圧を印加して通電し、導電性薄
膜３００４を局所的に破壊もしくは変形もしくは変質せ
しめ、電気的に高抵抗な状態の電子放出部３００５を形
成することである。尚、局所的に破壊もしくは変形もし
くは変質した導電性薄膜３００４の一部には、亀裂が発
生する。前記通電フォーミング後に導電性薄膜３００４
に適宜の電圧を印加した場合には、前記亀裂付近におい
て電子放出が行われる。
【０００７】また、ＦＥ型の例は、たとえば、W. P. Dy
ke & W. W. Dolan,“Field Emission”,Advance in Ele
ctron Physics, 8, 89 (1956)や、あるいは、C. A. Spind
t,“Physical Properties of Thin-Film Field Emissio
n Cathodes with Molybdenum Cones, J. Appl. Phys.,
47, 5248 (1976)などが知られている。
【０００８】ＦＥ型の素子構成の典型的な例として、図
１２に前述のC. A. Spindtらによる素子の断面図を示
す。同図において、３０１０は基板で、３０１１は導電
材料よりなるエミッタ配線、３０１２はエミッタコー
ン、３０１３は絶縁層、３０１４はゲート電極である。
本素子は、エミッタコーン３０１２とゲート電極３０１
４の間に適宜の電圧を印加することにより、エミッタコ
ーン３０１２の先端部より電界放出を起こさせるもので
ある。
【０００９】また、ＦＥ型の他の素子構成として、図１
２のような積層構造ではなく、基板上に基板平面とほぼ
平行にエミッタとゲート電極を配置した例もある。
【００１０】また、ＭＩＭ型の例としては、たとえば、
C. A. Mead, “Operation of Tunnel-Emission Device
s”, J. Appl. Phys., 32, 646 (1961)などが知られて
いる。ＭＩＭ型の素子構成の典型的な例を図１３に示
す。同図は断面図であり、図において、３０２０は基板
で、３０２１は金属よりなる下電極、３０２２は厚さ１
００オングストローム程度の薄い絶縁層、３０２３は厚
さ８０〜３００オングストローム程度の金属よりなる上
電極である。ＭＩＭ型においては、上電極３０２３と下
電極３０２１の間に適宜の電圧を印加することにより、
上電極３０２３の表面より電子放出を起こさせるもので
ある。
【００１１】上述の冷陰極素子は、熱陰極素子と比較し
て低温で電子放出を得ることができるため、加熱用ヒー
ターを必要としない。したがって、熱陰極素子よりも構
造が単純であり、微細な素子を作成可能である。また、
基板上に多数の素子を高い密度で配置しても、基板の熱
溶融などの問題が発生しにくい。また、熱陰極素子がヒ
ーターの加熱により動作するため応答速度が遅いのとは
異なり、冷陰極素子の場合には応答速度が速いという利
点もある。
【００１２】このため、冷陰極素子を応用するための研
究が盛んに行われてきている。
【００１３】たとえば、表面伝導型放出素子は、冷陰極
素子のなかでも特に構造が単純で製造も容易であること
から、大面積にわたり多数の素子を形成できる利点があ
る。そこで、例えば本出願人による特開昭６４−３１３
３２号公報において開示されるように、多数の素子を配
列して駆動するための方法が研究されている。
【００１４】また、表面伝導型放出素子の応用について
は、たとえば、画像表示装置、画像記録装置などの画像
形成装置や、荷電ビーム源、等が研究されている。
【００１５】特に、画像表示装置への応用としては、た
とえば本出願人による米国特許第５，０６６，８８３号
や特開平２−２５７５５１号公報や特開平４−２８１３
７号公報において開示されているように、表面伝導型放
出素子と電子ビームの照射により発光する蛍光体とを組
み合わせて用いた画像表示装置が研究されている。表面
伝導型放出素子と蛍光体とを組み合わせて用いた画像表
示装置は、従来の他の方式の画像表示装置よりも優れた
特性が期待されている。たとえば、近年普及してきた液
晶表示装置と比較しても、自発光型であるためバックラ
イトを必要としない点や、視野角が広い点が優れている
と言える。
【００１６】また、ＦＥ型を多数個ならべて駆動する方
法は、たとえば本出願人による米国特許第４，９０４，
８９５号に開示されている。また、ＦＥ型を画像表示装
置に応用した例として、たとえば、R. Meyerらにより報
告された平板型表示装置が知られている(R. Meyer: “R
ecent Developmenton Microtips Display at LETI”,Te
ch. Digest of 4th Int. Vacuun Microelelectronics C
onf., Nagahama, pp.6〜9 (1991))。
【００１７】また、ＭＩＭ型を多数個並べて画像表示装
置に応用した例は、たとえば本出願人による特開平３−
５５７３８号公報に開示されている。
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】本願は、複数の表示素
子を共通配線した構成において様々な種類の信号を良好
に表示できる画像表示装置及びその駆動方法を実現する
ことを課題とする。
【００１９】
【課題を解決するための手段】本願に関わる画像表示装
置の発明の一つは以下のように構成される。
【００２０】行配線と、複数の列配線と、変調回路と、
複数の表示素子とを有しており、前記複数の表示素子は
前記行配線に共通に接続され、前記複数の列配線のそれ
ぞれは前記複数の表示素子のそれぞれと接続され、前記
変調回路は前記列配線に変調信号を供給する画像表示装
置において、前記変調回路は、表示する信号の階調に応
じた時間幅を有するパルス信号を生成するパルス幅変調
回路と、表示する信号の種類に応じて前記パルス信号の
電位を設定する電位設定回路とを有することを特徴とす
る画像表示装置。
【００２１】ここで、パルス幅変調回路と電位設定回
路、もしくはそれらを含む変調回路は、一つの集積化さ
れた回路であっても良い。また該変調回路と他の回路を
一つに集積化してもよい。
【００２２】また、時間幅を変調されたパルス信号の電
位を電位設定回路で調整しても良く、また、電位設定回
路で予め設定された電位で、時間幅を変調されたパルス
幅信号を生成しても良く、上記発明はいずれの構成も含
む。なおここで言うパルス信号の電位の設定は、具体的
には、行配線に所定の信号が印加され、前記複数の表示
素子が駆動可能な状態になっている時に列配線に印加さ
れる信号の電位を設定すれば良い。特にパルス幅変調と
してハイレベル期間の長さを変調する時には、ハイレベ
ル時の電位を設定すれば良い。なおここで信号のハイレ
ベルとは素子が駆動されない信号もしくは素子の駆動状
態が低い状態に対応する信号に対応するローレベルに対
して、素子を駆動状態にする信号もしくは素子の駆動状
態が高い状態に対応する信号に対応するレベルを指すも
のであり、ローレベルの方が電位が低く、ハイレベルの
方が電位が高い状態に限るものではない。
【００２３】この発明によれば、階調をパルスの時間幅
で制御し、表示する信号の種類の応じた制御をパルス信
号の電位の制御で行うので、表示する信号の種類に応じ
た制御によって生じる階調制御への影響が抑制されるた
め、好適である。
【００２４】上記発明において、前記列配線は、その長
手方向が前記行配線の長手方向と交差するように設けら
れると好適である。
【００２５】また上記各発明において、前記行配線を複
数有しており、各行配線毎に前記複数の表示素子が接続
され、各行配線に接続される複数の表示素子のそれぞれ
が他の行配線に接続される複数の表示素子のそれぞれと
前記列配線のそれぞれを共有する様にすると良い。
【００２６】これはいわゆるマトリクス配置という構成
を含んでいる。すなわち、複数の行配線と、その行配線
と交差する方向に伸びる複数の列配線とを有しており、
該行配線と列配線の交差部に対応して表示素子を有して
いる構成である。表示素子は、交差部に設けてもいい
し、交差部の近傍に設けても良い。各表示素子は、対応
する交差部で交差する行配線と列配線とに接続される。
【００２７】また前記複数の行配線を順次走査する走査
信号を供給する走査回路を更に有するとよい。走査回路
は、選択した行配線に選択電位を与えるものを好適に採
用し得る。該選択電位と、前記列配線に供給されるパル
ス信号の電位との差によって表示素子に印加される電圧
により表示素子が駆動される構成を好適に採用できる。
選択されていない行配線には所定の非選択電位を与える
構成が好適である。
【００２８】また上記各発明は、前記表示素子が、該表
示素子に注入される電流の一部のみを表示のために消費
するものである場合に、好適に適用できる。
【００２９】この構成においては、行配線に電流（特に
は表示素子で表示のために消費されない電流）が流れる
構成となるので、同時に駆動され得る複数の素子それぞ
れの一端に電位を与える行配線における電圧降下の影響
が大きくなる。このような構成においては、信号の種類
に応じてパルス幅の電位を調整できる本願に係る発明は
特に好適である。本願発明は、同時に駆動され得る複数
の表示素子が共通に接続される配線である行配線に表示
素子で表示のために消費されない電流がわずかでも流れ
る構成においては有効であるが、特には、表示素子に注
入される電流のうちの20％より大きい、更には、50％よ
り大きい電流を表示のために消費せずに列配線もしくは
行配線に流す表示素子である時に特に有効である。例え
ば、後述する実施例で述べる表面伝導型放出素子の場合
は、注入される電流のうち、おおむね数％以下を放出し
て消費するものが多い。また、表示素子として知られる
ＥＬ素子は注入される電流のおおむね数10％以下を発光
にために消費するものが多い。いずれの場合も本願発明
を好適に適用できる。なおここで、表示素子で表示のた
めに消費する電流とは、表示動作において熱として消費
されるものも含む。
【００３０】上記各発明においては、表示すべき画像信
号が入力される入力部を複数有しており、更に、該複数
の入力部からの信号のうちのいずれかを選択する選択回
路を有しており、前記電位設定回路は、該選択回路の選
択状態に応じて前記パルス信号の電位の設定を行うもの
である構成や、表示すべき画像信号の特性を判別する判
別回路を有しており、該判別回路による判別結果に応じ
て前記パルス信号の電位の設定を行うものである構成
や、表示する画像に応じて前記パルス信号の電位を設定
するための外部設定手段を更に備え、前記電位設定回路
は該外部設定手段の設定に応じて前記パルス信号の電位
の設定を行うものである構成を好適に採用し得る。
【００３１】また上記各発明において、入力される画像
信号の表示の際に、輝度を重視するか、再現性を重視す
るかを対立項として前記電位設定回路で電位を設定する
様にすると良い。また、入力される画像信号の表示の際
に、再現性よりも輝度を重視する場合に、輝度よりも再
現性を重視する場合に比べて前記電位設定回路で設定す
る電位を該電位と行配線に印加する電位との電位差が大
きくなるように設定するとよい。
【００３２】また、上記各発明において、前記電位設定
回路は、表示する信号が、コンピュータの画像信号かテ
レビジョンの画像信号かに応じて前記パルス信号の電位
の設定を行うものであるとよい。具体的には、コンピュ
ータの画像信号を表示する場合は、テレビジョンの画像
信号を表示する場合よりもパルス信号の電位を該電位と
行配線に印加する電位との電位差を小さくするようにし
た方がよい。
【００３３】また本願に関わる画像表示装置の発明の一
つは以下のように構成される。
【００３４】行配線と、複数の列配線と、変調回路と、
複数の表示素子とを有しており、前記複数の表示素子は
前記行配線に共通に接続され、前記複数の列配線のそれ
ぞれは前記複数の表示素子のそれぞれと接続され、前記
変調回路は前記列配線に変調信号を供給する画像表示装
置において、表示する信号の種類に応じて前記行配線に
印加する信号の電位を設定する電位設定回路とを有する
ことを特徴とする画像表示装置。
【００３５】この構成では、列配線に印加する信号によ
る変調制御とは独立に行配線に印加する信号により表示
する画像信号の種類に応じた制御ができるため、好適で
ある。また、この発明においては、前記変調回路は、表
示する信号の階調に応じた時間幅を有するパルス幅変調
信号を生成する構成や、表示する信号の階調に応じた波
高値を有する波高値変調信号を生成する構成のいずれも
採用し得る。ただし、パルス幅変調の構成のほうが階調
表示の点では望ましい。
【００３６】この発明においても、前記列配線は、その
長手方向が前記行配線の長手方向と交差するように設け
られるのが好ましい。また、前記行配線を複数有してお
り、各行配線毎に前記複数の表示素子が接続され、各行
配線に接続される複数の表示素子のそれぞれが他の行配
線に接続される複数の表示素子のそれぞれと前記列配線
のそれぞれを共有する構成に上記発明は好適に適用でき
る。
【００３７】また、前記複数の行配線を順次走査する走
査信号を供給する走査回路を更に有するとよい。具体的
には走査回路が、選択した行配線に選択電位を与える構
成を好適に採用できる。この構成において、該選択電位
を表示する画像信号の種類に応じて設定すれば良い。
【００３８】また本願に関わる画像表示装置の発明の一
つは以下のように構成される。
【００３９】行配線と、複数の列配線と、変調回路と、
複数の表示素子とを有しており、前記複数の表示素子は
前記行配線に共通に接続され、前記複数の列配線のそれ
ぞれは前記複数の表示素子のそれぞれと接続され、前記
変調回路は前記列配線に変調信号を供給する画像表示装
置において、前記変調回路は、表示する信号の階調に応
じた波高値を有する信号を生成する波高値変調回路と、
表示する信号の種類に応じて前記波高値の上限を設定す
る波高値設定回路とを有することを特徴とする画像表示
装置。
【００４０】なおこの発明においても波高値の上限と
は、相対的なものであり、信号の波高値の制御を信号の
電位の制御で行う場合において、高階調に対応する信号
の電位を高くし、低階調に対応する信号の電位を低くす
る変調を行う場合は、波高値の上限とは、電位の高さの
限度となるが、高階調に対応する信号の電位を低くし、
低階調に対応する信号の電位を高くする変調を行う場合
は、波高値の上限とは、電位の低さの限度となる。ま
た、この発明において、前記波高値の振幅の最低値の設
定を合せて行うようにしても良い。
【００４１】以上の各発明は、前記表示素子が、該表示
素子に注入される電流の80％以下を表示のために消費す
る素子である場合に特に好適に適用でき、表示素子が、
該表示素子に注入される電流の50％以下を表示のために
消費する素子である場合に、本願に係る発明は更に好適
に適用できる。
【００４２】また以上述べた各発明において、前記表示
素子はたとえば電子放出素子であったりする。該電子放
出素子が放出する電子の照射により発光する発光体（特
には蛍光体）を組み合わせて用いると良い。電子放出素
子としては冷陰極素子を好適に採用できる。特には、表
面伝導型放出素子を採用した構成において本願発明は好
適に適用できる。表示素子が電子放出素子である場合
は、該電子放出素子が放出する電子により発光する蛍光
体を設けることにより好適に画像を表示することができ
る。
【００４３】また、前記表示素子がエレクトロルミネッ
センス素子である場合にも上記各発明は好適に適用でき
る。表示素子がエレクトロルミネッセンス素子である場
合は、素子自体が発光するので好適である。
【００４４】また本願に関わる画像表示装置の駆動方法
の発明の一つは以下のように構成される。
【００４５】行配線と、複数の列配線と、変調回路と、
複数の表示素子とを有しており、前記複数の表示素子は
前記行配線に共通に接続され、前記複数の列配線のそれ
ぞれは前記複数の表示素子のそれぞれと接続され、前記
変調回路は前記列配線に変調信号を供給する画像表示装
置の駆動方法であって、表示する信号の種類に応じて設
定された電位を有しており、かつ表示する信号の階調に
応じた時間幅を有するパルス幅変調信号を前記列配線に
印加して前記表示素子を変調することを特徴とする画像
表示装置の駆動方法。
【００４６】また本願に関わる画像表示装置の駆動方法
の発明の一つは以下のように構成される。
【００４７】行配線と、複数の列配線と、変調回路と、
複数の表示素子とを有しており、前記複数の表示素子は
前記行配線に共通に接続され、前記複数の列配線のそれ
ぞれは前記複数の表示素子のそれぞれと接続され、前記
変調回路は前記列配線に変調信号を供給する画像表示装
置の駆動方法であって、表示する信号の種類に応じて前
記行配線に印加する信号の電位を設定することを特徴と
する画像表示装置の駆動方法。
【００４８】また本願に関わる画像表示装置の駆動方法
の発明の一つは以下のように構成される。
【００４９】行配線と、複数の列配線と、変調回路と、
複数の表示素子とを有しており、前記複数の表示素子は
前記行配線に共通に接続され、前記複数の列配線のそれ
ぞれは前記複数の表示素子のそれぞれと接続され、前記
変調回路は前記列配線に変調信号を供給する画像表示装
置の駆動方法であって、表示する信号の階調に応じた波
高値を有する信号を生成する工程と、表示する信号の種
類に応じて前記波高値の上限を設定する工程とを有する
ことを特徴とする画像表示装置の駆動方法。
【００５０】なお、以上述べてきたいずれの発明も、変
調回路が制御対象として電位を制御した信号（例えば、
ハイレベルの電位）を出力する場合には、制御対象とし
て電流を制御した信号を出力する場合よりも好適に適用
できる。
【００５１】
【発明の実施の形態】発明者らは、上記従来技術に記載
したものをはじめとして、さまざまな材料、製法、構造
の電子放出素子を試みてきた。さらに、多数の電子放出
素子を配列したマルチ電子ビーム源、ならびにこのマル
チ電子源を応用した画像表示装置について研究を行って
きた。
【００５２】発明者らは、たとえば図９に示す電気的な
配線方法によるマルチ電子ビーム源を試みてきた。すな
わち、電子放出素子を２次元的に多数個配列し、これら
の素子を図示のようにマトリクス状に配線したマルチ電
子ビーム源である。
【００５３】図中、４００１は電子放出素子を模式的に
示したもの、４００２は行配線、４００３は列配線であ
る。行配線４００２および列配線４００３は、実際には
有限の電気抵抗を有するものであるが、図においては配
線抵抗４００４および４００５として示されている。上
述のような配線方法を、単純マトリクス配線と呼ぶ。
【００５４】なお、図示の便宜上、６×６のマトリクス
で示しているが、マトリクスの規模はむろんこれに限っ
たわけではなく、たとえば画像表示装置用のマルチ電子
ビーム源の場合には、所望の画像表示を行うのに足りる
だけの素子を配列し配線するものである。
【００５５】電子放出素子を単純マトリクス配線したマ
ルチ電子ビーム源においては、所望の電子ビームを出力
させるため、行配線４００２および列配線４００３に適
宜の電気信号を印加する。たとえば、マトリクスの中の
任意の１行の電子放出素子を駆動するには、選択する行
の行配線４００２には選択電位Ｖｓを印加し、同時に非
選択の行の行配線４００２には非選択電位Ｖｎｓを印加
する。これと同期して列配線４００３に電子ビームを出
力するための駆動電位Ｖｅを印加する。この方法によれ
ば、配線抵抗４００４および４００５による電圧降下を
無視すれば、選択する行の電子放出素子には、Ｖｅ−Ｖ
ｓの電圧が印加され、また、非選択行の電子放出素子に
はＶｅ−Ｖｎｓの電圧が印加される。Ｖｅ，Ｖｓ，Ｖｎ
ｓを適宜の大きさの電位にすれば選択する行の電子放出
素子だけから所望の強度の電子ビームが出力され、また
列配線の各々に異なる駆動電位Ｖｅを印加すれば、選択
する行の素子の各々から異なる強度の電子ビームが出力
される。また、冷陰極素子の応答速度は高速であるた
め、駆動電位Ｖｅを印加する時間の長さを変えれば、電
子ビームが出力される時間の長さも変えることができ
る。
【００５６】したがって、電子放出素子を単純マトリク
ス配線したマルチ電子ビーム源にはいろいろな用途が考
えられており、たとえば画像情報に応じた電圧信号を適
宜印加すれば、画像表示装置用の電子源として応用でき
るものと期待される。
【００５７】しかしながら、実際に電圧源をマルチ電子
ビーム源に接続し前記の電圧印加方法で駆動した場合に
は、配線抵抗で電圧降下が発生するために各電子放出素
子に実効的に印加される電圧がばらつくという問題が発
生していた。
【００５８】各素子に印加される電圧がばらつく原因と
して、まず第一に、単純マトリクス配線では各電子放出
素子ごとに配線長が異なる（すなわち、配線抵抗の大き
さが素子ごとに異なる）ことが挙げられる。
【００５９】第二に、行配線の各部分の配線抵抗４００
４で発生する電圧降下の大きさが一様でないことが挙げ
られる。これは、選択する行の行配線から当該行に接続
された各電子放出素子に電流が分岐して流れるため、配
線抵抗４００４の各々に流れる電流の大きさが一様でな
いために起こるものである。
【００６０】第三に、駆動するパターン（画像表示装置
の場合には表示する画像パターン）によって配線抵抗で
生じる電圧降下の大きさが変化することが挙げられる。
これは、駆動するパターンによって、配線抵抗に流れる
電流が変化するために起きるものである。
【００６１】以上のような原因により、各電子放出素子
に印加される電圧にばらつきが発生すると、各電子放出
素子から出力される電子ビーム強度が所望の値からずれ
ることになり、応用上不都合であった。たとえば、画像
表示装置に応用した場合には、表示画像の輝度が不均一
になったり、表示画像パターンによって輝度が変動した
りした。
【００６２】特にこのような電圧降下による輝度低下の
影響は、通常のテレビ放送などの自然画では目立ちにく
く主観的にほとんど気にならなかったが、むしろコンピ
ュータの出力に代表される、平坦な画像を表示する際に
特に違和感のある画像となることが多かった。
【００６３】図１０はこうした本発明の課題を説明する
ための図である。同図は表示したい画像の一例としてコ
ンピュータの出力画像として多く見られる、ウインドウ
画面の原画である。
【００６４】図１０の画面は、単色の青色（各色ＲＧＢ
の階調で言えば、Ｒ：０％、Ｇ：０％、Ｂ：１００％）
を背景として、中央に単色の白色（同、Ｒ：１００％、
Ｇ：１００％、Ｂ：１００％）のウインドウを表示して
いる。このような原画を表示した場合、背景とウインド
ウのある行と、背景だけの行の青色を比較すると、原画
は同じ青色であるにもかかわらず、その表示パターンの
違いに起因する電圧降下量の違いによって、青色の輝度
が異なるものとなってしまっていた。したがってこのよ
うなパターンの画像を表示した際には、ウインドウの横
線を境にして、輝度の違いが段差状に見えてしまうなど
非常に不都合であった。
【００６５】とくに配線抵抗の影響による輝度の低下
は、画面の中央ほど大きくなる傾向があって、全体とし
てグラデーション的に変化するが、人間の視覚特性は、
こうした連続的な変化に対しては感度は非常に鈍感であ
ってあまり違和感は生じなかった。
【００６６】一方、隣接する行の間が段差状の輝度差が
生じている場合に対しては、少しの変化であっても非常
に敏感であるため、上記のようなコンピュータ画面を表
示した際に、ウインドウの横線に沿って、輝度差が生じ
てしまうのは非常に不都合であった。
【００６７】またその一方でコンピュータの出力画像
は、その使用用途から通常のＴＶを表示するときよりも
かなり輝度を絞って表示を行うことが一般的であった。
【００６８】以下の実施例では、こうしたコンピュータ
画像の特徴を踏まえつつ、コンピュータ画像を表示する
際に発生する違和感のあるパターンを低減するととも
に、ＨＤＴＶや他のＴＶ方式に代表される自然画像を表
示する際には、通常どおりダイナミックレンジの広い画
像を表示することが可能な画像表示装置を例示する。
【００６９】（実施形態１）実施形態１は、表面伝導型
放出素子を多数備えた表示装置において、所望の画像を
得るために、変調信号として電圧パルス幅変調信号によ
り変調した例である。
【００７０】図４は、実施形態に用いた表示パネルの斜
視図であり、内部構造を示すためにパネルの１部を切り
欠いて示している。図中、１００５はリアプレート、１
００６は側壁、１００７はフェースプレートであり、１
００５〜１００７により表示パネルの内部を真空に維持
するための気密容器を形成している。気密容器を組み立
てるにあたっては、各部材の接合部に十分な強度と気密
性を保持させるため封着する必要があるが、たとえばフ
リットガラスを接合部に塗布し、大気中あるいは窒素雰
囲気中で、摂氏４００〜５００度で１０分以上焼成する
ことにより封着を達成した。気密容器内部を真空に排気
する方法については後述する。
【００７１】リアプレート１００５には、基板１００１
が固定されているが、該基板上には冷陰極素子１００２
がＮ×Ｍ個形成されている。前記Ｎ×Ｍ個の冷陰極素子
は、Ｍ本の行配線１００３とＮ本の列配線１００４によ
り単純マトリクス配線されている。前記、１００１〜１
００４によって構成される部分をマルチ電子源と呼ぶこ
ととする。
【００７２】またフェースプレート１００７の下面に
は、蛍光膜１００８が形成されている。本実施形態はカ
ラー表示装置であるため、蛍光膜１００８の部分にはＣ
ＲＴの分野で用いられる赤、緑、青、の３原色の蛍光体
が塗り分けられている。
【００７３】本実施形態では以上のような外観の表示パ
ネルの中に冷陰極素子として表面伝導型放出素子を作製
した。
【００７４】表面伝導型放出素子は、図３のような（放
出電流Ｉｅ）対（素子印加電圧Ｖｆ）特性、および（素
子電流Ｉｆ）対（素子印加電圧Ｖｆ）特性を有する。な
お、放出電流Ｉｅは素子電流Ｉｆに比べて著しく小さ
く、同一尺度で図示するのが困難であるため、２本のグ
ラフは各々異なる尺度で図示した。
【００７５】すなわち、放出電流Ｉｅに関して以下に述
べる３つの特性を有している。
【００７６】第一に、ある電圧（これを「閾値電圧Ｖｔ
ｈ」と呼ぶ。）以上の電圧を素子に印加すると急激に放
出電流Ｉｅが増加するが、一方、閾値電圧Ｖｔｈ未満の
電圧では放出電流Ｉｅはほとんど検出されない。図３の
場合、Ｖｔｈは８ボルトである。
【００７７】すなわち、放出電流Ｉｅに関して、明確な
閾値電圧Ｖｔｈを持った非線形素子である。また第二
に、放出電流Ｉｅは素子に印加する電圧Ｖｆに依存して
変化するため、電圧Ｖｆで放出電流Ｉｅの大きさを制御
できる。
【００７８】第三に、素子に印加する電圧Ｖｆに対して
素子から放出される電流Ｉｅの応答速度が速いため、電
圧Ｖｆを印加する時間の長さによって素子から放出され
る電子の電荷量を制御できる。
【００７９】以上のような特性を有するため、表面伝導
型放出素子を表示装置に好適に用いることができた。た
とえば多数の素子を表示画面の画素に対応して設けた表
示装置において、第一の特性を利用すれば、表示画面を
順次走査して表示を行うことが可能である。すなわち、
駆動中の素子には所望の発光輝度に応じて閾値電圧Ｖｔ
ｈ以上の電圧を適宜印加し、非選択状態の素子には閾値
電圧Ｖｔｈ未満の電圧を印加する。駆動する素子を順次
切り替えてゆくことにより、表示画面を順次走査して表
示を行うことが可能である。
【００８０】また、第二の特性かまたは第三の特性を利
用することにより、発光輝度を制御することができるた
め、階調表示を行うことが可能である。
【００８１】本実施形態では表面伝導型放出素子の第一
及び第三の特性を用いて画像の表示を行っている。
【００８２】図１はその回路構成の概略を示すブロック
図である。図において、１はマルチ電子源を内蔵した表
示パネル、Ｄｘ１〜ＤｘＭ’はマルチ電子源の行配線の
端子、Ｄｙ１〜ＤｙＮはマルチ電子源の列配線の端子、
Ｈｖはフェースプレートとリアプレートの間に加速電圧
を印加するための高圧端子、Ｖａは高圧電源、２及び
２′は走査回路、３は同期信号分離回路、４はタイミン
グ発生回路、７は同期分離回路によりＹＲＢ信号をＲＧ
Ｂに変換するための変換回路、１３は、ＨＤＴＶ(High
Definition Television System規格の信号)のＲＧＢ信
号とＶＧＡ（ＶＧＡ(Video Graphic Array)規格の信
号）とを切り替えるための信号切り替え部、５は画像デ
ータ１ライン分のシフトレジスタ、６は画像データ１ラ
イン分のラインメモリ、８はパルス幅変調回路、９は振
幅設定手段、１０はコントローラ、１１はリモコン・イ
ンターフェース、１２は画像表示装置をコントロールす
るためのスイッチである。なお、本実施形態では、マル
チ電子源の電子放出素子として表面伝導型放出素子を用
いている。
【００８３】（同期分離回路、タイミング発生回路）本
実施形態の画像表示装置は、ＨＤＴＶ方式のテレビ信号
とコンピュータなどの出力であるＶＧＡ信号をともに表
示することができる。ただし本実施形態は一つの例であ
って、ＮＴＳＣや、ＰＡＬ、ＳＥＣＡＭなどの他の規格
に対しても同様に応用可能である。
【００８４】ＶＧＡ信号は、信号切り替え部１３へと供
給されるとともに、その同期信号Ｖｓｙｎｃ，Ｈｓｙｎ
ｃをタイミング発生回路４へと供給する。また、ＨＤＴ
Ｖのテレビ信号は、まず同期分離回路３により同期信号
Ｔｓｙｎｃ（垂直同期、水平同期を含む）が分離され、
タイミング発生回路４に供給される。また、映像信号Ｙ
ＲＢは、ＲＧＢ変換回路７によりディジタルＲＧＢ信号
へと変換され、信号切り替え部１３へと供給される。信
号切り替え部１３はＶＧＡとＨＤＴＶの選択を行う回路
であって、コントローラ１０からの選択信号Ｔｓｅｌに
応じて映像ソースの切り替えを行う。コントローラ１０
は、リモコン１１や、スイッチ１２などによって選択す
べき映像ソースを設定されると、各部に選択信号Ｔｓｅ
ｌを供給する。
【００８５】タイミング発生回路４は、選択信号Ｔｓｅ
ｌに基づいて選択されている側の映像ソースの同期信号
に同期して、各部の動作タイミングを決定する。すなわ
ち、タイミング発生回路４はシフトレジスタ５の動作タ
イミングを制御するＴｓｆｔを制御するＴｓｆｔ、ライ
ンメモリ６の動作タイミングを制御するＴｍｒｙ、走査
回路２の動作を制御するＴｓｃａｎなどの信号を発生す
る。
【００８６】（走査回路）走査回路２及び２′は、マル
チ電子源を順次１行ずつ走査するために、接続端子Ｄｘ
１〜ＤｘＭ’に対して選択電位Ｖｓまたは非選択電位Ｖ
ｎｓを出力する回路で、たとえば図２に示すようにそれ
ぞれＭ’個のスイッチを内蔵している。なお、これらの
スイッチはトランジスタやＦＥＴにより構成するのが好
ましい。
【００８７】走査回路２及び２′の出力する選択電位Ｖ
ｓと非選択電位Ｖｎｓの値や、後で述べる変調信号の値
は、用いる冷陰極素子の（放出電流Ｉｅ）対（素子印加
電圧Ｖｆ）特性、および（素子電流Ｉｆ）対（素子印加
電圧Ｖｆ）にもとづいて決定すればよい。
【００８８】本実施形態の表面伝導型放出素子は、所望
の画像を表示するためには素子印加電圧Ｖｆとして＋１
２〜＋１５Ｖ程度の電圧が必要であった。
【００８９】このため、本例では、選択電位を−７．５
Ｖ、非選択電位を０Ｖと設定し、後述のように、変調側
から表示する画像データに応じた時間、＋５Ｖ〜＋７．
５Ｖの電位を印加することで電子を放出させ、所望の画
像を得ている。
【００９０】（シフトレジスタ、ラインメモリ、パルス
幅変調回路）同期信号分離回路３で分離された画像デー
タは、シフトレジスタ５でシリアル／パラレル変換さ
れ、ラインメモリ６に１水平走査期間の間記憶される。
パルス幅変調回路８は、ラインメモリ６に記憶されてい
る画像データＩ’Ｄ１〜Ｉ’ＤＮに基づいて、パルス幅
変調した電圧信号ＰＷ１〜ＰＷＮを出力する。
【００９１】（振幅設定回路の構成）電位設定回路であ
る振幅設定回路９は、選択されている映像ソースに応じ
て、パルス幅変調信号ＰＷ１〜ＰＷＮの振幅を変える回
路である（図５参照）。パルス幅変調信号ＰＷｉ（ｉ＝
１，２…Ｎ）がＨＩＧＨの期間は、図５のｐｎｐトラン
ジスタがＯｎ，ｎｐｎトランジスタがｏｆｆ状態となっ
て各列配線端子Ｄｙ１〜ＤｙＮに電位ＶＸを供給すると
ともに、同信号がＬｏｗの期間はｐｎｐトランジスタが
ｏｆｆ，ｎｐｎトランジスタがｏｎとなって各列配線端
子Ｄｙ１〜ＤｙＮをグランドに接続する回路である。
【００９２】電位ＶＸは選択信号Ｔｓｅｌに応じて設定
される量であり、スイッチＳＷ−Ａにより、映像信号が
ＨＤなどの自然画像の場合には電源ＶＸ１に接続し、映
像信号がＶＧＡなどのコンピュータの出力である場合に
は電源ＶＸ２へと接続される。本実施形態ではＶＸ１の
電位を＋７．５Ｖ、ＶＸ２の電位を＋６Ｖに設定した。
課題でも述べたように、一般にコンピュータの出力画像
を表示する際には、ユーザーがモニターを直視するとい
う使用上、全体として輝度を抑えて表示することが一般
的である。画面の輝度を全体として抑えるためには、た
とえば電子放出素子から放出される電子を加速するため
の加速電位Ｖａを低下させたり、画像データ（本実施形
態ではパルス幅変調のパルス幅に相当）を小さくした
り、または印加電圧を低減させるなどのいくつかの方法
がある。
【００９３】発明者らはこれらの方法に対して検討を行
った結果、最適な制御先として表示パネルに印加する駆
動電圧（素子を駆動する駆動電圧）を低減させることが
最適であった。
【００９４】なぜなら表示パネルの行配線と列配線の間
に供給する駆動電圧Ｖｆを下げれば、行配線や列配線を
流れる電流も低減される。配線を流れる電流が低減すれ
ば、配線での電圧降下を低減させることができ、課題で
説明した違和感のある画像が低減することができるた
め、非常に都合がよかった。（一方、駆動電圧を低減さ
せずに、パルス幅（印加時間）を低減する場合では、配
線抵抗での電圧降下を低減させることはできないため、
課題で説明した、違和感のある画像を低減することがで
きない。） また、ＨＤＴＶや他のテレビ方式に代表される自然画を
表示する際には、コンピュータ表示モードよりも大きい
駆動電圧で駆動を行うことで、臨場感のある、高輝度な
画像表示を行うことができ非常に都合がよかった。
【００９５】（表示パネルの特性）本実施形態の表示パ
ネルは、Ｍ本の行配線とＮ本の列配線の交差部に冷陰極
素子を配置した、いわゆる単純マトリクス構造を有して
いる。画像を品質よく表示するためには行配線及び列配
線は所望の本数が必要である。本実施形態では行配線本
数が４８０、列配線本数が２５５６（８５２×３）であ
る画像表示装置について検討をおこなった。本実施形態
の画像表示装置は主に行配線の配線抵抗による電圧降下
が懸念されているため行配線の配線抵抗をできる限り低
く作ることが好ましかったが、配線を作製する際の材
料、プロセス条件などから、本実施形態で検討した表示
パネルは、 行配線１本あたりの抵抗＝０．５（Ω） また本実施形態の冷陰極素子である表面伝導型放出素子
は表１のような特性に作製した。
【００９６】
【表１】 このような表示パネルに対し、映像ソースとしてＨＤＴ
ＶとＶＧＡを選択し、それぞれに対して全白（Ｒ：１０
０％、Ｇ：１００％、Ｂ：１００％、即ちすべての列の
変調信号が最大パルス幅であるとき）の画面を表示さ
せ、表示パネルの輝度を計測したところ図６のようにな
った。図６は横軸を列番号、縦軸を輝度として表した図
であり、表示パネルの輝度を横方向に切り出してグラフ
化したものである。縦軸は蛍光体の特性やメタルバック
の特性などによっても変化するため、敢えて任意単位と
して表示した。
【００９７】同図にあるように、ＨＤ表示モードよりも
ＶＧＡ表示モードでは駆動電圧を下げて駆動を行ってい
るため、輝度が全体として抑えられている。
【００９８】また全白表示時の画面全体での輝度の低下
率を図７に記載する。図にあるようにＨＤ表示モードが
選択された際には、画面の中央部では画面の両端に比べ
輝度が６．５％程度低下しているのに対し、ＶＧＡ表示
モードでは輝度の面内分布は、画面の中央部と両端で
１．２％程度に抑えられている。
【００９９】配線抵抗での電圧降下量は、全白表示時に
もっとも大きくなるため、それ以外のパターンを表示す
る際には、輝度の面内分布は少なくとも上記以下の値と
なる。したがって本発明の課題に挙げていた、ウインド
ウ画面を表示した場合にも、ウインドウの横線を境とし
て発生する違和感のあるパターンも最大でも１．２％以
下に低減することができた。
【０１００】実際発明者らは、このような画像表示装置
により画像の表示を行ったところ、ＨＤＴＶを表示した
際には、臨場感のある、ダイナミックレンジの広い画像
を楽しむことができるとともに、ＶＧＡを表示した際に
は、本発明の課題に挙げた、配線での電圧降下に起因す
る違和感のあるパターンを確認することはほとんどでき
ず、コンピュータの出力モニターとして十分な特性を得
ることができるという非常に優れた効果があった。
【０１０１】なお、本実施形態では、変調手段側の電圧
を、映像ソースの選択状態に応じて設定しているが特に
これにこだわることはなく、たとえば走査配線側の選択
用電圧源Ｖｓを可変電圧源とし、映像ソースの選択状態
によってＶｓの値を可変しても同様の効果が得られるこ
とは言うまでもない。
【０１０２】また、本実施形態では、図１のＶＸ１，Ｖ
Ｘ２の２つの電源により振幅を設定しているが特にこれ
にこだわることはなく、一つの可変電圧源の出力を可変
しても同様に振幅を設定することができることは言うま
でもない。
【０１０３】また、本実施形態では、ＶＧＡなどのコン
ピュータの出力と、ＨＤＴＶやＮＴＳＣなどのテレビジ
ョン信号とを例に挙げて、前者と後者の駆動条件を変更
しているが、特にこれにこだわることはなく、種々の映
像のフォーマットに応じて異なる駆動電圧を設定しても
よい。
【０１０４】また、本実施形態では、上記のように選択
する映像フォーマットによって駆動条件を変更している
が、映像コンテンツによって駆動条件を変更してもよ
い。
【０１０５】たとえば、スポーツなどの臨場感のある画
像を表示する際には、高い駆動電圧で駆動をするととも
に、映画を表示する際には、低い駆動電圧で駆動する。
このような変更は、図１に述べたリモコンを使ってユー
ザーがコントローラに対して命令を行うことにより、モ
ードを簡単に変更できるようにした。
【０１０６】このように映像コンテンツによって駆動電
圧を変えて表示を行ったところ、種々の映像コンテンツ
に適した画像を表示をユーザーに提供できるという更な
る効果があった。
【０１０７】また、表示する画像信号の種類を判別する
回路を設け、その判別結果により制御回路を切り替えて
もよい。判別回路としては、入力される信号の特性（例
えば、走査線数や同期信号の数やそのタイミング等）を
抽出して、その結果に基づいて判別する回路を用いるこ
とができる。 （実施形態２）実施形態２は、表面伝導型放出素子を多
数備えた表示装置において、所望の画像を得るために、
変調信号として電圧振幅変調信号により変調した例であ
る。
【０１０８】本実施形態では表面伝導型放出素子の第一
及び第二の特性を用いて画像の表示を行っている。
【０１０９】図８はその回路構成の概略を示すブロック
図である。本実施形態では、実施形態１のパルス幅変調
回路８の代わりには振幅変調回路８′を設けて駆動を行
う。
【０１１０】（振幅変調回路及び振幅設定回路）同期信
号分離回路３で分離された画像データは、シフトレジス
タ５でシリアル／パラレル変換され、ラインメモリ６に
１水平走査期間の間記憶される。振幅変調回路２１は、
ラインメモリ６に記憶されている画像データをＤ／Ａ変
換し、振幅変調した電位信号ＡＭ１〜ＡＭＮを出力す
る。振幅設定回路２２の２つの出力Ｖｒ１，Ｖｒ２はＤ
／Ａコンバータのリファレンス端子に接続されており、
振幅変調された電位信号ＡＭ１〜ＡＭＮは画像データに
応じて最小Ｖｒ２、最大Ｖｒ１の振幅の間で振幅（電位
値）変調され、各列配線に供給される。
【０１１１】本実施形態では振幅設定回路２１の出力電
位Ｖｒ１，Ｖｒ２は、選択されている映像ソースに応じ
て、２種類の電位に設定される。たとえば、映像信号が
ＨＤＴＶなどの自然画像の場合には、Ｖｒ１＝１５
（Ｖ），Ｖｒ２＝１０（Ｖ）と設定し、映像信号がＶＧ
Ａなどのコンピュータの出力である場合にはＶｒ１＝１
３．５（Ｖ），Ｖｒ２＝１０（Ｖ）と設定を行った。
【０１１２】課題でも述べたように、一般にコンピュー
タの出力画像を表示する際には、ユーザーがモニターを
直視するという使用上、全体として輝度を抑えて表示す
ることが一般的である。画面の輝度を全体として抑える
ためには、たとえば加速電圧Ｖａを低下させたり、駆動
電圧の印加時間を低減させたり、印加電圧を低減させる
などのいくつかの方法がある。
【０１１３】発明者らはこれらの方法に対して検討を行
った結果、最適な制御先として表示パネルに印加する駆
動電圧（素子を駆動する駆動電圧）を低減させることが
最適であった。
【０１１４】なぜなら表示パネルの行配線と列配線の間
に供給する駆動電圧Ｖｆを下げれば、行配線や列配線を
流れる電流も低減される。配線を流れる電流が低減すれ
ば、配線での電圧降下を低減させることができ、課題で
説明した違和感のある画像が低減することができるた
め、非常に都合がよかった。
【０１１５】一方、駆動電圧を低減させずに、印加時間
を低減する場合では、配線抵抗での電圧降下を低減させ
ることはできないため、課題で説明した、違和感のある
画像を低減することができない。
【０１１６】また、ＨＤＴＶや他のテレビ方式に代表さ
れる自然画を表示する際には、コンピュータ表示モード
よりも大きい駆動電圧で駆動を行うことで、臨場感のあ
る、高輝度な画像表示を行うことができ非常に都合がよ
かった。
【０１１７】このような駆動回路によって実施形態１で
述べた表示パネルに対し、映像ソースとしてＨＤとＶＧ
Ａを選択し、それぞれに対して全白（Ｒ：１００％、
Ｇ：１００％、Ｂ：１００％、即ちすべての列の変調信
号が最大振幅であるとき）の画面を表示させ、表示パネ
ルの輝度を計測したところ図６のようになった。図６は
横軸を列番号、縦軸を輝度として表した図であり、表示
パネルの輝度を横方向に切り出してグラフ化したもので
ある。縦軸は、蛍光体の特性やメタルバックの特性など
によっても変化するため、敢えて任意単位として表示し
た。
【０１１８】同図にあるように、ＨＤＴＶ表示モードよ
りもＶＧＡ表示モードでは駆動電圧を下げて駆動を行っ
ているため、輝度が全体として抑えられている。
【０１１９】また全白表示時の画面全体での輝度の低下
率を図７に記載する。図７にあるようにＨＤＴＶ表示モ
ードが選択された際には、画面の中央部では画面の両端
に比べ輝度が６．５％程度低下しているのに対し、ＶＧ
Ａ表示モードでは輝度の面内誤差は、画面の中央部と両
端で１．２％程度に抑えられている。本実施形態の駆動
方式によっても、配線抵抗での電圧降下量は、全白時
（Ｒ：１００％、Ｇ：１００％、Ｂ：１００％）にもっ
とも大きくなるため、それ以外のパターンを表示する際
には、輝度の面内誤差は少なくとも上記以下の値とな
る。したがって本発明の課題に挙げていた、ウインドウ
画面を表示した場合にも、ウインドウの横線を境として
発生する違和感のあるパターンも最大でも１．２％以下
に低減することができた。
【０１２０】実際発明者らは、このような画像表示装置
により画像の表示を行ったところ、ＨＤＴＶを表示した
際には、臨場感のある、ダイナミックレンジの広い画像
を楽しむことができるとともに、ＶＧＡを表示した際に
は、配線での電圧降下に起因する違和感のあるパターン
を確認することはほとんどできず、コンピュータの出力
モニターとして十分な特性を得ることができるという非
常に優れた効果があった。
【０１２１】なお、本実施形態の振幅設定回路（手段）
２１は、振幅変調回路（手段）２１のリファレンス電位
を調整することにより、振幅変調の振れ幅を調整してい
たがとくにこれにこだわることはなく、たとえば、振幅
変調回路（手段）２１として、固定したリファレンス電
圧のＤ／Ａコンバータを用いて振幅変調を行い、さらに
振幅設定回路２２として２種類のゲイン及びオフセット
を設定できるアンプを用いて振幅を調整しても同様な効
果を得ることができた。
【０１２２】また、本実施形態では，ＶＧＡなどのコン
ピュータの出力と、ＨＤＴＶやＮＴＳＣなどのテレビジ
ョン信号とを例に挙げて、前者と後者の駆動条件を変更
しているが、特にこれにこだわることはなく、種々の映
像フォーマットに応じて異なる駆動条件を設定してもよ
い。
【０１２３】また、本実施形態では、上記のように選択
する映像フォーマットによって駆動条件を変更している
が、映像コンテンツによって駆動条件を変更してもよ
い。
【０１２４】たとえば、スポーツなどの臨場感のある画
像を表示する際には、高い駆動電圧で駆動をするととも
に、映画を表示する際には、低い駆動電圧で駆動する。
このような変更は、図７に述べたリモコンを使ってユー
ザーがコントローラに命令を行い、コントローラが各部
を制御することにより、ユーザーがモードを簡単に変更
することができるようにした。
【０１２５】このようにユーザーが表示したい映像コン
テンツに適したモードを設け、それぞれのモードに対し
て、表示パネルを駆動する電圧を変えて表示を行ったと
ころ、種々の映像コンテンツに適した画像を表示をユー
ザーに提供できるという更なる効果があった。 （実施形態３）以上で述べた画像表示装置は、これまで
述べてきたようにＨＤＴＶや他のＴＶ方式に代表される
自然画像を表示した際には、臨場感のある、ダイナミッ
クレンジの広い画像を楽しむことができるとともに，Ｖ
ＧＡに代表されるコンピュータ画像を表示した際には、
配線での電圧降下に起因する違和感のあるパターンを確
認することはほとんどできず、コンピュータの出力モニ
ターとして十分な特性を得ることができるという非常に
優れた効果がある。
【０１２６】一方、発明者らは、本発明の表示パネルの
画像表示素子としてエレクトロ・ルミネッセンス（Ｅ
Ｌ）を単純マトリクス構造に配置した表示パネルを備え
る画像表示装置に適用した場合についても検討を行った
結果、同様な効果を得ることができた。
【０１２７】
【発明の効果】本発明による種々の信号に応じて好適な
表示が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態１の画像表示装置を説明する
ためのブロック図である。
【図２】本発明の画像表示装置の走査回路２、２’を説
明するための図である。
【図３】本発明の実施形態で用いた表面伝導型放出素子
の典型的な特性を示すグラフである。
【図４】本発明の実施形態である画像表示装置の、表示
パネルの一部を切り欠いて示した斜視図である。
【図５】本発明の実施形態１の振幅設定回路（手段）９
の構成例を説明するための図である。
【図６】本発明の実施形態１の表示回路により全白
（Ｒ：１００％、Ｇ：１００％、Ｂ：１００％）を表示
した際の輝度の分布を示すグラフである。
【図７】本発明の実施形態１の表示回路により全白
（Ｒ：１００％、Ｇ：１００％、Ｂ：１００％）を表示
した際の輝度の低下率を示すグラフである。
【図８】本発明の実施形態２の画像表示装置を説明する
ためのブロック図である。
【図９】本発明の表示パネルの電気的配線を説明するた
めの図である。
【図１０】本発明の課題を説明するための図である。
【図１１】従来知られた表面伝導型放出素子の一例を示
す平面図である。
【図１２】従来知られたＦＥの一例を示す側面図であ
る。
【図１３】従来知られたＭＩＭの一例を示す断面図であ
る。
【符号の説明】
１ 表示パネル ２、２’ 走査回路 ３ 同期信号分離回路 ４ タイミング発生回路 ５ シフトレジスタ ６ ラインメモリ ７ ＲＧＢ変換回路 ８ パルス幅変調回路 ９ 振幅設定回路 １０ コントローラ １１ リモコン １２ スイッチ １３ 信号切り替え部 ２１ 振幅変調回路 ２２ 振幅設定回路

Claims (41)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 行配線と、複数の列配線と、変調回路
    と、複数の表示素子とを有しており、前記複数の表示素
    子は前記行配線に共通に接続され、前記複数の列配線の
    それぞれは前記複数の表示素子のそれぞれと接続され、
    前記変調回路は前記列配線に変調信号を供給する画像表
    示装置において、 前記変調回路は、表示する信号の階調に応じた時間幅を
    有するパルス信号を生成するパルス幅変調回路と、表示
    する信号の種類に応じて前記パルス信号の電位を設定す
    る電位設定回路とを有することを特徴とする画像表示装
    置。
  2. 【請求項２】 前記列配線は、その長手方向が前記行配
    線の長手方向と交差するように設けられる請求項１に記
    載の画像表示装置。
  3. 【請求項３】 前記行配線を複数有しており、各行配線
    毎に前記複数の表示素子が接続され、各行配線に接続さ
    れる複数の表示素子のそれぞれが他の行配線に接続され
    る複数の表示素子のそれぞれと前記列配線のそれぞれを
    共有する請求項１もしくは２に記載の画像表示装置。
  4. 【請求項４】 前記複数の行配線を順次走査する走査信
    号を供給する走査回路を更に有する請求項３に記載の画
    像表示装置。
  5. 【請求項５】 前記表示素子は、該表示素子に注入され
    る電流の一部のみを表示のために消費するものである請
    求項１乃至４いずれかに記載の画像表示装置。
  6. 【請求項６】 表示すべき画像信号が入力される入力部
    を複数有しており、更に、該複数の入力部からの信号の
    うちのいずれかを選択する選択回路を有しており、前記
    電位設定回路は、該選択回路の選択状態に応じて前記パ
    ルス信号の電位の設定を行うものである請求項１乃至５
    いずれかに記載の画像表示装置。
  7. 【請求項７】 表示すべき画像信号の特性を判別する判
    別回路を有しており、該判別回路による判別結果に応じ
    て前記パルス信号の電位の設定を行うものである請求項
    １乃至５いずれかに記載の画像表示装置。
  8. 【請求項８】 表示する画像に応じて前記パルス信号の
    電位を設定するための外部設定手段を更に備え、前記電
    位設定回路は該外部設定手段の設定に応じて前記パルス
    信号の電位の設定を行うものである請求項１乃至５いず
    れかに記載の画像表示装置。
  9. 【請求項９】 入力される画像信号の表示の際に、輝度
    を重視するか、再現性を重視するかを対立項として前記
    電位設定回路で電位を設定する請求項１乃至８いずれか
    に記載の画像表示装置。
  10. 【請求項１０】 入力される画像信号の表示の際に、再
    現性よりも輝度を重視する場合に、輝度よりも再現性を
    重視する場合に比べて前記振幅設定回路で設定する電位
    を該電位と前記行配線に印加される電位との電位差を大
    きくするように設定する請求項１乃至９に記載の画像表
    示装置。
  11. 【請求項１１】 前記振幅設定回路は、表示する信号
    が、コンピュータの画像信号かテレビジョンの画像信号
    かに応じて前記パルス信号の電位の設定を行うものであ
    る請求項１乃至１０いずれかに記載の画像表示装置。
  12. 【請求項１２】 行配線と、複数の列配線と、変調回路
    と、複数の表示素子とを有しており、前記複数の表示素
    子は前記行配線に共通に接続され、前記複数の列配線の
    それぞれは前記複数の表示素子のそれぞれと接続され、
    前記変調回路は前記列配線に変調信号を供給する画像表
    示装置において、 表示する信号の種類に応じて前記行配線に印加する信号
    の電位を設定する電位設定回路とを有することを特徴と
    する画像表示装置。
  13. 【請求項１３】 前記列配線は、その長手方向が前記行
    配線の長手方向と交差するように設けられる請求項１２
    に記載の画像表示装置。
  14. 【請求項１４】 前記行配線を複数有しており、各行配
    線毎に前記複数の表示素子が接続され、各行配線に接続
    される複数の表示素子のそれぞれが他の行配線に接続さ
    れる複数の表示素子のそれぞれと前記列配線のそれぞれ
    を共有する請求項１２もしくは１３に記載の画像表示装
    置。
  15. 【請求項１５】 前記複数の行配線を順次走査する走査
    信号を供給する走査回路を更に有する請求項１４に記載
    の画像表示装置。
  16. 【請求項１６】 前記表示素子は、該表示素子に注入さ
    れる電流の一部のみを表示のために消費するものである
    請求項１２乃至１５いずれかに記載の画像表示装置。
  17. 【請求項１７】 表示すべき画像信号が入力される入力
    部を複数有しており、更に、該複数の入力部からの信号
    のうちのいずれかを選択する選択回路を有しており、前
    記電位設定回路は、該選択回路の選択状態に応じて前記
    電位の設定を行うものである請求項１２乃至１６いずれ
    かに記載の画像表示装置。
  18. 【請求項１８】 表示すべき画像信号の特性を判別する
    判別回路を有しており、該判別回路による判別結果に応
    じて前記電位の設定を行うものである請求項１２乃至１
    ６いずれかに記載の画像表示装置。
  19. 【請求項１９】 表示する画像に応じて前記電位を設定
    するための外部設定手段を更に備え、前記電位設定回路
    は該外部設定手段の設定に応じて前記電位の設定を行う
    ものである請求項１２乃至１６いずれかに記載の画像表
    示装置。
  20. 【請求項２０】 入力される画像信号の表示の際に、輝
    度を重視するか、再現性を重視するかを対立項として前
    記電位設定回路で電位を設定する請求項１２乃至１９い
    ずれかに記載の画像表示装置。
  21. 【請求項２１】 入力される画像信号の表示の際に、再
    現性よりも輝度を重視する場合に、輝度よりも再現性を
    重視する場合に比べて前記電位設定回路で設定する電位
    を該電位と前記列配線に印加される電位との電位差を大
    きくするように設定する請求項１２乃至２０に記載の画
    像表示装置。
  22. 【請求項２２】 前記振幅設定回路は、表示する信号
    が、コンピュータの画像信号かテレビジョンの画像信号
    かに応じて前記電位の設定を行うものである請求項１２
    乃至２１いずれかに記載の画像表示装置。
  23. 【請求項２３】 前記変調回路は、表示する信号の階調
    に応じた時間幅を有するパルス幅変調信号を生成するも
    のである請求項１２乃至２２いずれかに記載の画像表示
    装置。
  24. 【請求項２４】 前記変調回路は、表示する信号の階調
    に応じた波高値を有する波高値変調信号を生成するもの
    である請求項１２乃至２２いずれかに記載の画像表示装
    置。
  25. 【請求項２５】 行配線と、複数の列配線と、変調回路
    と、複数の表示素子とを有しており、前記複数の表示素
    子は前記行配線に共通に接続され、前記複数の列配線の
    それぞれは前記複数の表示素子のそれぞれと接続され、
    前記変調回路は前記列配線に変調信号を供給する画像表
    示装置において、 前記変調回路は、表示する信号の階調に応じた波高値を
    有する信号を生成する波高値変調回路と、表示する信号
    の種類に応じて前記波高値の上限を設定する波高値設定
    回路とを有することを特徴とする画像表示装置。
  26. 【請求項２６】 前記列配線は、その長手方向が前記行
    配線の長手方向と交差するように設けられる請求項２５
    に記載の画像表示装置。
  27. 【請求項２７】 前記行配線を複数有しており、各行配
    線毎に前記複数の表示素子が接続され、各行配線に接続
    される複数の表示素子のそれぞれが他の行配線に接続さ
    れる複数の表示素子のそれぞれと前記列配線のそれぞれ
    を共有する請求項２５もしくは２６に記載の画像表示装
    置。
  28. 【請求項２８】 前記複数の行配線を順次走査する走査
    信号を供給する走査回路を更に有する請求項２７に記載
    の画像表示装置。
  29. 【請求項２９】 前記表示素子は、該表示素子に注入さ
    れる電流の一部のみを表示のために消費するものである
    請求項２５乃至２８いずれかに記載の画像表示装置。
  30. 【請求項３０】 表示すべき画像信号が入力される入力
    部を複数有しており、更に、該複数の入力部からの信号
    のうちのいずれかを選択する選択回路を有しており、前
    記波高値設定回路は、該選択回路の選択状態に応じて前
    記波高値の上限の設定を行うものである請求項２５乃至
    ２９いずれかに記載の画像表示装置。
  31. 【請求項３１】 表示すべき画像信号の特性を判別する
    判別回路を有しており、該判別回路による判別結果に応
    じて前記波高値の上限の設定を行うものである請求項２
    ５乃至２９いずれかに記載の画像表示装置。
  32. 【請求項３２】 表示する画像に応じて前記波高値の上
    限を設定するための外部設定手段を更に備え、前記波高
    値設定回路は該外部設定手段の設定に応じて前記波高値
    の上限の設定を行うものである請求項２５乃至２９いず
    れかに記載の画像表示装置。
  33. 【請求項３３】 入力される画像信号の表示の際に、輝
    度を重視するか、再現性を重視するかを対立項として前
    記波高値の上限を設定する請求項２５乃至３２いずれか
    に記載の画像表示装置。
  34. 【請求項３４】 入力される画像信号の表示の際に、再
    現性よりも輝度を重視する場合に、輝度よりも再現性を
    重視する場合に比べて前記波高値の上限を高く設定する
    請求項２５乃至３３に記載の画像表示装置。
  35. 【請求項３５】 前記波高値設定回路は、表示する信号
    が、コンピュータの画像信号かテレビジョンの画像信号
    かに応じて前記波高値の上限の設定を行うものである請
    求項２５乃至３４いずれかに記載の画像表示装置。
  36. 【請求項３６】 前記表示素子が、該表示素子に注入さ
    れる電流の８０％以下を表示のために消費する素子であ
    る請求項１乃至３５いずれかに記載の画像表示装置。
  37. 【請求項３７】 前記表示素子が電子放出素子である請
    求項１乃至３６いずれかに記載の画像表示装置。
  38. 【請求項３８】 前記表示素子がエレクトロルミネッセ
    ンス素子である請求項１乃至３６いずれかに記載の画像
    表示装置。
  39. 【請求項３９】 行配線と、複数の列配線と、変調回路
    と、複数の表示素子とを有しており、前記複数の表示素
    子は前記行配線に共通に接続され、前記複数の列配線の
    それぞれは前記複数の表示素子のそれぞれと接続され、
    前記変調回路は前記列配線に変調信号を供給する画像表
    示装置の駆動方法であって、 表示する信号の種類に応じて設定された電位を有してお
    り、かつ表示する信号の階調に応じた時間幅を有するパ
    ルス幅変調信号を前記列配線に印加して前記表示素子を
    変調することを特徴とする画像表示装置の駆動方法。
  40. 【請求項４０】 行配線と、複数の列配線と、変調回路
    と、複数の表示素子とを有しており、前記複数の表示素
    子は前記行配線に共通に接続され、前記複数の列配線の
    それぞれは前記複数の表示素子のそれぞれと接続され、
    前記変調回路は前記列配線に変調信号を供給する画像表
    示装置の駆動方法であって、 表示する信号の種類に応じて前記行配線に印加する信号
    の電位を設定することを特徴とする画像表示装置の駆動
    方法。
  41. 【請求項４１】 行配線と、複数の列配線と、変調回路
    と、複数の表示素子とを有しており、前記複数の表示素
    子は前記行配線に共通に接続され、前記複数の列配線の
    それぞれは前記複数の表示素子のそれぞれと接続され、
    前記変調回路は前記列配線に変調信号を供給する画像表
    示装置の駆動方法であって、 表示する信号の階調に応じた波高値を有する信号を生成
    する工程と、表示する信号の種類に応じて前記波高値の
    上限を設定する工程とを有することを特徴とする画像表
    示装置の駆動方法。
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