KR20020041731A

KR20020041731A - 휘도 변조 소자를 이용한 화상 표시 장치 및 그 구동 방법

Info

Publication number: KR20020041731A
Application number: KR1020010010107A
Authority: KR
Inventors: 스즈끼무쯔미; 구스노끼도시아끼; 사가와마사까즈
Original assignee: 가나이 쓰토무; 가부시키가이샤 히타치세이사쿠쇼
Priority date: 2000-11-28
Filing date: 2001-02-27
Publication date: 2002-06-03
Also published as: JP2002162927A; KR100740029B1; JP3915400B2; US6873309B2; US20020093469A1; CN1355523A; NL1017465A1; TW486682B; CN1266666C; NL1017465C2

Abstract

화상 표시 장치는 정극성의 전압 인가시 휘도가 변조하고 또한 역극성의 전압 인가시에는 휘도가 변조하지 않는 휘도 변조 소자를 복수개 갖고, 휘도 변조 소자의 제1 전극에 전기적으로 접속된 복수의 제1 배선과, 휘도 변조 소자의 제2 전극에 전기적으로 접속되며, 또한 복수의 제1 배선에 교차하는 복수의 제2 배선과, 복수의 제1 배선에 결선되어, 주사 펄스를 출력하는 제1 구동부와, 복수의 제2 배선에 결선된 제2 구동부를 포함한다. 제1 구동부는 비선택 상태의 상기 제1 배선을 선택 상태의 상기 제1 배선 보다 고임피던스 상태로 설정한다.

Description

휘도 변조 소자를 이용한 화상 표시 장치 및 그 구동 방법{DISPLAY APPARATUS USING LUMINANCE MODULATION ELEMENTS}

본 발명은 화상 표시 장치 및 화상 표지 장치의 구동 방법에 관한 것으로, 특히 복수개의 휘도 변조 소자를 매트릭스 형상으로 배치한 화상 표시 장치에 적용하는 데에 유용한 기술에 관한 것이다.

복수개의 휘도 변조 소자를 매트릭스 형상으로 배치한 화상 표시 장치에는, 액정 표시 디스플레이, 전계 방출 디스플레이(FED), 유기 전자 발광 디스플레이 등이 있다. 휘도 변조 소자는 인가 전압에 의해 휘도를 변화시키는 것이다. 여기에서 휘도는, 액정 디스플레이의 경우 투과율 또는 반사율, 전계 방출 디스플레이나 유기 전자 발광 디스플레이와 같이 발광 소자를 이용한 디스플레이의 경우는 발광의 명도에 대응한다.

이와 같은 디스플레이는 화상 표시 장치의 두께를 얇게 할 수 있다고 하는 이점이 있다.

따라서, 특히 휴대 가능한 화상 표시 장치로서 유효하다.

휴대 가능한 화상 표시 장치에서는, 소비 전력이 적은 것이 중요한 특성이다. 또, 거치형 또는 데스크탑형의 표시 장치에서도, 에너지의 유효 이용의 관점, 또는 표시 장치의 발효를 낮게 하는 점으로부터 소비 전력이 작은 것이 바람직하다.

그러나, 종래는 휘도 변조 소자가 갖는 전기적 용량의 충방전시 갖는 전력이 큰 것이 소비 전력을 크게 하는 요인이 되었다.

이 종래의 문제점을 명확하게 하기 위해서, 휘도 변조 소자 매트릭스를 이용한 화상 표시 장치에서의 종래 구동 방법에 의한 소비 전력을 개산한다. 여기에서는 휘도 변조 소자로서 발광 소자를 이용한 예를 설명한다.

도 12는 휘도 변조 소자 매트릭스의 개략 구성을 나타내는 도면이다.

행전극(310)과 열전극(311)의 각 교점에 휘도 변조 소자(301)가 형성되어 있다.

또, 도 12에서는 3행×3열의 경우를 나타내고 있지만, 실제로는 표시 장치를 구성하는 화소, 또는 컬러 표시 장치의 경우는 서브화소의 개수만큼 휘도 변조 소자(301)가 배치되어 있다.

즉, 행수 N 및 열수 M는 전형적인 예에서는 각각 N=수백∼수천행, M=수백∼수천열이다.

또, 컬러 화소 표시의 경우는 적, 청, 녹의 각 서브화소의 조합으로 1화소를 형성하지만, 본 명세서에서는 컬러 화상 표시의 경우의 서브 화소에 상당하는 것도 「화소」라고 부르기로 한다. 또는 단색 표시의 경우의 화소, 컬러 표시의 경우의서브 화소를 총칭하여 「도트」라고 부르는 경우도 있다.

도 13은 종래의 화상 표시 장치의 구동 방법을 설명하기 위한 타이밍 챠트이다.

행전극(310) 중 1개 (선택된 행 전극) 예를 들면 310-1에, 행전극 구동 회로(41) 중 대응하는 하나 41-1로부터 진폭 (V_K)의 부극성의 펄스 (주사 펄스)를 인가하고, 동시에 열전극 구동 회로(42) 중 어느 하나, 예를 들면 42-2, 42-3로부터 열전극(311) 중 대응하는 열전극(311-2, 311-3) (선택된 열전극)에 진폭(V_data)의 정전극 펄스 (데이터 펄스)를 인가한다.

주사 펄스와 데이터 펄스가 중첩된 휘도 변조 소자(301), 여기에서는 301-12, 301-13에는 발광을 행하는 데에 충분한 전압이 인가되기 때문에 발광된다.

휘도(V_data)의 정극성 펄스를 인가하고 있지 않은 휘도 변조 소자(301)에서는 충분한 전압이 인가되지 않아 발광하지 않는다.

선택된 행전극(310), 즉 주사 펄스를 인가하는 행전극(310)을 순차 선택하여, 그 행에 대응하여 열전극(311)에 인가되는 데이터 펄스도 변화시킨다.

1필드 기간 중에 모든 행을 이와 같이 하여 주사하면, 임의의 화상에 대응하는 화상을 표시할 수 있다.

이제, 각 휘도 변조 소자(301)의 1개당 정전 용량을 C_e, 열전극(311)의 개수를 M, 행전극(310)의 개수를 N (M,N은 정수)로 했을 때, 종래의 구동 방법에서의 구동 회로의 무효 소비 전력을 구해 본다.

무효 소비 전력은 구동되는 소자의 정전 용량에 전하를 충전 방전시키는 데에 소비되는 전력으로, 발광에는 기여하지 않는다.

먼저 주사 펄스의 인가에 수반되는 무효 소비 전력을 구한다.

행전극(310)에 진폭(V_K)의 펄스를 1회 인가한 경우의 무효 전력은 수학식 1로 표현된다.

1초 간 화소를 개서하는 회수 (필드 주파수)를 f로 하면, N개의 행전극 전체에서의 무효 전력 (P_row)는 수학식 2로 표현된다.

1개의 열전극(311)에는 N개의 휘도 변조 소자(301)가 접속되어 있기 때문에, M개의 열전극 전체에서의 무효 전력(P_col)은 M개 전체에서의 열전극(311)에 펄스 전압을 인가하는 경우는 하기 수학식 3으로 표현된다.

화소를 1회 개서하는 기간 (1필드 기간)에 열전극에는 N회 펄스를 인가하기 때문에, Prow와 비교되어 N이 여분으로 승산된다.

또, M개의 열전극(311) 중 m개에 펄스 전압을 인가하는 경우는, 상기 수학식3의 M을 m으로 치환한 형태가 된다.

일예로서, 유기 전자 발광 소자를 휘도 변조 소자로 이용한 경우를 생각한다. 대표적인 값으로 대각선의 사이즈 6인치, 발광 효율 51m/W, f=60Hz, N=240, M=960, C_e=12pF, V_K=-7V, V_data=8V를 이용하면, P_row=0.01[W], P_col=2[W]가 된다.

이 경우, 평균 휘도 50cd/m²로 하면 유기 전자 발광 소자 자체의 소비 전력은 0.3[W] 정도이기 때문에, 전 소비 전력은 2.3[W] 정도가 된다. 이와 같이 소비 전력 중 대부분은 데이터 펄스 인가에 수반되는 소비 전력 P_col이 점유하고 있는 것을 알았다.

먼저 기술한 바와 같이, 무효 전력은 휘도 변조 소자의 발광에는 기여하지 않는 전력이기 때문에, 이를 저감하는 것이 바람직하다. 상기 예가 나타낸 바와 같이, 이에는 데이터 펄스 인가에 수반하는 무효 전력 P_col을 삭감하는 것이 유효한 것을 알았다.

본 발명은 상기 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로, 본 발명의 목적은 화상 표시 장치에서 휘도 변조 소자 매트릭스에서의 무효 전력을 저감할 수 있는 화상 표시 장치 및 그 구동 방법을 제공하는 데에 있다.

도 1은 본 발명의 화상 표시 장치의 구동 방법을 설명하기 위한 도면.

도 2는 본 발명의 화상 표시 장치의 구동 방법에서의 전극간 용량을 계산하기 위한 등가 회로를 나타내는 도면.

도 3은 도 2의 등가 회로에 의해 구해진 전극간 용량의 변화를 나타내는 그래프.

도 4는 본 발명의 화상 표시 장치의 구동 방법에서의 전극간 용량을 계산하기 위한 등가 회로를 나타내는 도면.

도 5는 도 4의 등가 회로에 의해 구해진 전극간 용량의 변화를 나타내는 그래프.

도 6은 본 발명의 제1 실시예의 전자원판의 박막 전자원 매트릭스의 일부의 구성을 나타내는 평면도.

도 7은 본 발명의 제1 실시예의 전자원파와 형광 표시판의 위치 관계를 나타내는 평면도.

도 8a, 8b는 본 발명의 제1 실시예의 화상 표시 장치의 구성을 나타내는 요부 단면도.

도 9a-9f는 본 발명의 제1 실시예의 전자원판의 제조 방법을 설명하기 위한 도면.

도 10은 본 발명의 제1 실시예의 표시 패널에 구동 회로를 접속한 상태를 나타내는 결선도.

도 11은 도 10에 나타낸 각 구동 회로로부터 출력되는 구동 전압의 파형의 일 예를 나타내는 타이밍 챠트.

도 12는 휘도 변조 소자 매트릭스로 구성된 종래의 화상 표시 장치의 개략 구성을 나타내는 도면.

도 13은 종래의 화상 표시 장치의 구동 방법을 설명하기 위한 도면.

도 14는 비선택행을 고임피던스로 했을 때의 유도 전위를 나타내는 도면.

도 15a, 15b는 비선택행과 비선택열을 고임피던스로 했을 때의 유도 전위를 나타내는 도면.

도 16은 화면 상에 발생하는 크로스토크를 고찰하는 도면.

도 17은 제1 실시예에서 행전극에 유기되는 유도 전위를 관찰한 도면.

도 18은 본 발명의 제2 실시예의 화상 표시 장치에서의 구동 전압 파형의 일부를 나타내는 도면.

도 19는 제2 실시예에서 행전극에 유기되는 유도 전위를 관찰한 도면.

도 20은 본 발명의 제2 실시예의 구동 회로의 구성의 일예를 나타낸 도면.

도 21은 도 20의 구동 회로를 동작시킬 때의 타이밍 챠트를 나타내는 도면.

도 22는 본 발명의 제3 실시예의 화상 표시 장치의 구성과 구동 회로의 결선을 나타낸 도면.

도 23은 본 발명의 제3 실시예의 화상 표시 장치에서의 구동 전압 파형의 일부를 나타내는 도면.

도 24는 본 발명의 제3 실시예의 화상 표시 장치에서의 구동 전압 파형의 다른 일부를 나타내는 도면.

도 25는 본 발명의 제4 실시예의 화상 표시 장치의 표시 패널의 구성을 나타내는 요부 단면도.

도 26a, 26b는 본 발명의 제4 실시예의 화상 표시 장치의 표시 패널의 구성을 나타내는 요부 평면도.

도 27은 본 발명의 제4 실시예의 화상 표시 장치에서의 구동 전압 파형의 일부를 나타내는 도면.

도 28은 본 발명의 제5 실시예의 화상 표시 장치의 표시 패널의 구성을 나타내는 요부 단면도.

도 29는 본 발명의 제5 실시예의 화상 표시 장치의 표시 패널과 구동 회로의 결선을 나타내는 도면.

도 30은 본 발명의 제5 실시예의 화상 표시 장치에서의 구동 전압 파형의 일부를 나타내는 도면.

도 31은 본 발명의 제6 실시예의 화상 표시 장치에서의 구동 전압 파형의 일부를 나타내는 도면.

도 32는 본 발명의 화상 표시 장치의 구동 방법에서의 전극간 용량을 계산하기 위한 등가 회로를 나타내는 도면.

도 33은 비선택행과 비선택열을 고임피던스로 했을 때의 유도 전위를 나타내는 도면.

도 34는 본 발명의 다른 실시예의 화상 표시 장치의 휘도 변조 소자의 결선 방법을 나타내는 도면.

도 35는 본 발명의 다른 실시예의 화상 표시 장치의 구동 전압 파형을 나타내는 도면.

도 36은 본 발명의 다른 실시예의 화상 표시 장치의 휘도 변조 소자의 결선 방법을 나타내는 도면.

도 37은 본 발명의 다른 실시예의 화상 표시 장치의 표시 패널에서의 유기 발광 다이오드 소자의 결선 방법을 나타내는 도면.

도 38a, 38b는 휘도 변조 소자의 휘도-전압 휘도를 모식적으로 나타낸 도면.

<도면의 주요 부분에 대한 간단한 설명>

11 : 상부 전극

12 : 터널 절연층

13 : 하부 전극

14 : 기판

32 : 상부 전극 버스 라인

35 : 전자 방출부

41 : 행전극 구동 회로

42 : 열전극 구동 회로

301 : 박막 전자원

310 : 행전극

311 : 열전극

본 발명의 일 형태에 의하면, 상기 목적을 달성하기 위해서, 정극성의 전압 인가시 휘도가 변조하고 또한 역극성의 전압 인가시에는 휘도가 변조하지 않는 복수개의 휘도 변조 소자와, 상기 복수개의 휘도 변조 소자의 제1 전극에 전기적으로접속된 복수의 제1 배선과, 상기 복수개의 휘도 변조 소자의 제2 전극에 전기적으로 접속되며, 또한 상기 복수의 제1 배선에 교차하는 복수의 제2 배선과, 상기 복수의 제1 배선에 결선되어, 주사 펄스를 출력하는 제1 구동부와, 상기 복수의 제2 배선에 결선된 제2 구동부를 포함하는 화상 표시 장치로서, 상기 비선택 상태의 상기 제1 배선을 선택 상태의 상기 제1 배선 보다 고임피던스 상태로 설정하고, 또는 상기 비선택 상태의 제1 배선 및 제2 배선을 상기 선택 상태의 제1 배선 및 제2 배선 보다 고임피던스 상태로 설정하는 화상 표시 장치를 제공한다.

또, 본 발명의 결과에 기초하여, 비선택 상태의 전극을 고임피던스로 한다고 하는 관점으로부터 선행 기술 조사를 행했다.

그 결과, 본 발명에서 대상으로 하고 있는 단극성의 휘도 변조 소자를 이용한 화상 표시 장치는, 해당 기술에서는 볼 수 없었다.

본 발명은 도 1의 타이밍 챠트에서 나타낸 바와 같이, 예를 들면, 비선택 상태에서의 행전극(310), 또는 비선택 상태에 있는 행전극(310)과 열전극(311)을 고임피던스 상태로 설정하는 것을 특징으로 한다.

행전극(310) 또는 열전극(311)을 고임피던스 상태로 설정하는 데에는, 예를 들면 행전극 구동 회로(41) 또는 열전극 구동 회로(42)의 내부에서, 행전극(310) 또는 열전극(311)에 접속되는 출력 신호선을 플로팅 상태로 하는 등의 방법이 있다.

다음에, 본 발명의 화상 표시 장치의 구동 방법에 의한 휘도 변조 소자 매트릭스의 소비전력을 개산한다.

먼저, 비선택 상태의 행전극(310)에 구동 전압을 공급하는 행전극 구동 회로(41)의 출력을 고임피던스 상태로 한 경우를 생각한다.

도 2는 1개의 행전극(도 2의 선택 주사선; 310)을 선택하고, 나머지 (N-1)개의 행전극 (도 2의 비선택 주사선; 310)을 고임피던스 상태로 하여, 동시에 m개의 열전극(도 2의 선택 데이터선; 311)을 선택하고, (M-m)개의 비선택 열전극 (도 2의 비선택 데이터선; 311)을 그라운드 전위에 고정한 경우의 등가 회로를 나타내는 도면이다. 여기에서, M, N, m은 정수이다.

도 2에서 나타낸 바와 같이, 선택 행전극(310)과 선택 열전극(311)의 교점에 있는 m개의 휘도 변조 소자(301) 이외에도, 비선택 행전극(310)과 비선택 열전극(311)을 경유한 회로 네트워크도 고려해야 한다.

도 2에서 나타낸 등가 회로에서, 1개의 선택 행전극(310)과 m개의 선택 열전극(311) 사이의 정전 용량 C₁(m)은 하기 수학식 4로 나타낸다.

도 3은 C₁(m)이 m과 함께 어떻게 변화하는지를 나타내는 그래프이다.

이 도 3에서, 종선은 전체 열전극(311)의 출력 용량을 1화소 당 정전 용량 C_e로 분할한 값으로 나타내고 있다.

또, 도 3에서는, N=500, M=3000이고,은 종래의 구동 방법의 경우,는본 발명의 구동 방법에 의한 경우이다.

C₁(m)은 m=M/2일 때 최대가 되지만, 그래도, 종래의 구동법의 경우의 최대치의 1/4이다.

따라서, 본 발명의 구동법에 의해, 데이터 펄스 인가에 수반하는 무효 전력 (P_co1)을 1/4로 저감할 수 있다.

다음에, 비선택 상태의 열전극(311)도 고임피던스 상태로 한 경우를 고려할 수 있다.

도 4는 1개의 행전극 (도 4의 선택 주사선; 310)을 선택하고, 나머지 (N-1)개의 행전극 (도 4의 비선택 주사선; 310)을 고임피던스 상태로 하고, 동시에 m개의 열전극 (도 4의 선택 데이터선; 311)을 선택하고, (M-m)개의 비선택 열전극 (도 4의 비선택 데이터선; 311)을 고임피던스 상태로 했을 경우의 등가 회로를 나타내는 도면이다.

이 도 4에 나타낸 등가 회로에서, 1개의 선택 행전극(310)과 m개의 선택 열전극(311) 사이의 정전 용량 C₂(m)은 하기 수학식 5로 표현된다.

도 5는 C₂(m)이 m과 함께 어떻게 변화하는지를 나타내는 그래프이다.

이 도 5에서, 종축은 전체 열전극(311)의 출력 용량을 1화소당 정전 용량 C_e으로 분할한 단위로 나타내고 있다.

또, 도 5에서는, N=500, M=3000이고,는 C₂(m)이고,는 비교를 위해 비선택 주사 전극만을 고임피던스 상태로 한 경우 (C₁(m))이다.

예를 들면, m=M/2에서는, C₂(m)은 C₁(m) 보다 더 1/100 이하로 저감된다.

따라서, 본 발명의 구동법에 의해, 데이터 펄스 인가에 수반하는 무효 전력 (P_CO1)을 종래 보다 1/100 이하로 저감할 수 있다.

일반적으로, 액정 표시 장치 등 매트릭스 형 디스플레이의 구동 방법에서는, 특정 전극을 고임피던스 상태로 하는 것은 회피하고 있다.

이것은, 고임피던스 상태의 전극이 있으면, 크로스토크 현상이 발생하기 쉬어져 화질 열화가 발생하고, 경우에 따라서는 원하는 화상을 표시할 수 없다고 하는 등의 장애가 발생하기 때문이다.

본 발명자들은 이 고임피던스 상태의 도입에 의한 크로스토크 발생은, 고임피던스 상태의 전극은 그 전압치가 부족하고, 그 주변의 도트의 점등 개수 (즉, 표시 화소)나 인접 전극의 전압 변화 등에 의해 변화하기 때문인 것에 착안했다.

그리고 이하에서 기술한 바와 같이, 고임피던스 상태의 전극에 유도되는 전압치를 상세하게 검토하고, 그 결과 크로스토크가 발생하지 않는 조건을 안출했다.

먼저 비선택 행전극만을 고임피던스로 하는 구동 방법의 경우를 생각할 수 있다. 이 경우, 비선택 행전극에 유기되는 유도 전압 V_FG,scan은 이하 수학식 6으로표현된다.

여기에서 γ=m/M은 1행중의 ON 상태에 있는 휘도 변조 소자의 개수의 비율로서, 점등율을 부르기로 한다. V_data는 데이터 펄스의 진폭 전압이다.

이 결과를 도 14에 나타낸다. 이 결과로부터 분명한 바와 같이, 점등율에 상관 없이, 비선택 행전극에 유도되는 전위는 정전위이다. 휘도 변조 소자는 열전극에 정전압, 행전극에 부전압이 인가될 때에 발광하도록 결선되어 있기 때문에, 이 유도 전위는 휘도 변조 소자에 의해서는 역극성이다. 따라서, 역극성의 전압이 인가되어도 발광하지 않는 소자를 휘도 변조 소자에 이용한 경우에는 크로스토크는 발생하지 않는다.

이와 같이, 역극성의 전압이 인가되어도 발광하지 않는, 보다 일반적으로 표현하면 휘도 변조 상태가 선택 상태가 되지 않는 소자를, 정극성의 전압 인가시에만 휘도 변조한다고 하는 의미에서 「단극성의 휘도 변조 소자」라고 부르기로 한다. 이에 대해, 역극성의 전압이 인가되어도 발광되고, 휘도 변조 상태가 선택 상태가 되는 소자를 정·역 2개의 극성에서 휘도 변조한다고 하는 의미에서 「양극성의 휘도 변조 소자」라고 부르기로 한다. 양극성의 휘도 변조 소자의 예는 액정 소자, 박막형 무기 전자 발광 소자 등이 있다. 단극성의 휘도 변조 소자로는 유기 전자 발광나, 형광체와 조합된 소자 방출 소자 등이 있다.

상술한 것으로부터 명백한 바와 같이 「역극성에서 휘도 변조하지 않음」이라는 것은, 역극성 전압이 인가되어도 표시의 크로스토크가 발생하지 않는 정도이면 좋다. 역극성 전압 인가시 매우 약간 휘도 변조하는 소자이어도 이것이 인간의 눈으로는 볼 수 없고, 또는 표시 장치로서 문제가 되지 않는 범위의 휘도 변조 상태이면, 실질적으로 「휘도 변조하지 않음」으로 보이기 때문에, 「단극성」의 휘도 변조 소자로 보인다.

단극성의 휘도 변조 소자에 대해서 더욱 설명한다. 도 38a, 38b에서 나타낸 휘도-전압 특성을 갖는 휘도 변조 소자를 고려한다. 여기에서는 휘도 변조 소자로서 발광 소자를 예로 설명한다. 도 38a, 38b에서는 종축은 휘도, 즉 발광 소자의 경우는 명도를 나타내고, 횡축은 휘도 변조소자에의 인가 전압을 나타낸다. 도 38a의 특성에서는, 정극성의 전압을 인가하면 휘도가 증가하지만, 부극성의 전압을 인가한 경우에는 휘도가 실질적으로 제로이다. 즉, 도 38a의 특성을 갖는 휘도 변조 소자는 단극성이다. 한편, 도 38b에서는 부극성의 전압을 인가한 경우도 휘도가 변화하고 있다. 즉, 도 38b의 특성을 갖는 휘도 변조 소자는 양극성이다

이들 휘도 변조 소자에서 N행×M열의 매트릭스를 구성하고, 도 2의 등가 회로에서 나타내는 구동 전압 파형을 인가한 경우, 즉 비선택 주사선을 플로팅으로 하고, 비선택 데이터선을 그라운드 전위로 한 구동 전압 파형을 인가한 경우를 생각한다. 선택된 행에는 부전압 V_K의 주사 펄스를 인가하여 반선택 상태로 한다. 선택행 중에서 점등하고자 하는 휘도 변조 소자의 데이터선에는 정전압 V_data의 데이터 펄스를 인가한다. 따라서, 선택 주사선과 선택 데이터선의 교점에 있는 휘도 변조 소자에는 V_data-V_K=│V_data│+│V_K│인 전압이 인가되고, 이에 의해 휘도 변조 소자가 발광한다 (도면중 C점).

이 때 비선택 상태의 주사선에는 수학식 6에서 표현되는 전압 V_FG,scan이 유기된다. 따라서, 비선택 주사선과 비선택 데이터선의 교점에 있는 휘도 변조 소자에는 -V_FG,scan인 전압이 인가되게 된다 (도면중 D점). 도 38b의 양극성의 휘도 변조 소자의 경우, 이 유기 전압 -V_FG,scan에 의해 약간 발광한다 (도면중 D점). 즉, 의도하지 않은 휘도 변조 소자가 발광하여 버린다. 이 때문에 표시 화상이 산란된다. 이것이 비선택 주사선을 고임피던스로 하는 경우의 문제점이다.

본 발명에서는 단극성의 휘도 변조 소자를 이용하여 이 문제를 해결했다. 도 38a에서 나타낸 단극성의 휘도 변조 소자의 경우에는, -V_FG,scan가 인가되어도 발광하지 않는다 (도면중 D점). 따라서, 비선택 주사선을 고임피던스로 해도 표시의 산란은 발생하지 않는다.

특개소57-22289에는 휘도 변조 소자로서 AC형 무기 전자 발광 소자, 즉 양극성의 소자를 이용하여, 비선택 주사선을 플로팅 상태로 하는 구동 방법이 기재되어 있다. 상술과 같이, 발광을 일으키는 데에 필요한 전압을 주사 펄스 V_K와 데이터 펄스 V_data로 분할하여 인가하는 반선택 방식에서 비선택 전극을 플로팅으로 하면 오표시가 발생한다. 이 때문에, 선택되는 데이터 전극에 전선택 펄스, 즉 발광을 일으키기에 충분한 전압 진폭의 펄스를 인가하고, 또 비선택의 데이터 전극에 발광을 일으키기에 불충분한 전압 진폭의 펄스를 인가하여, 상술한 오표시를 저감시키는 구동 방식, 즉 전선택 방식이 기재되어 있다.

이에 대해, 본 발명에서는 휘도 변조 소자로서 단극성의 것을 이용함으로써, 반선택 방식으로도 오표시를 없게 하는 것이 가능하다.

또, 이상의 설명에서는, 주사 펄스가 음전압, 데이터 펄스가 정전압인 경우를 설명했다. 반대로, 주사 펄스가 정전압, 데이터 펄스가 부전압인 경우도 모두 동일한 것은 말할 것도 없다. 이 경우도 수학식 6이 성립하여, 주사 전극에 유기되는 전압 V_FG,scan은 부전압이 된다. 이것은 휘도 변조 소자에 의해서 역극성이기 때문에, 단극성의 휘도 변조 소자를 이용하면 상술과 같이 오표시는 발생하지 않는다.

유기 전자 발광 소자는 유기 발광 다이오드라고도 부르고, 순방향 전압을 인가하면 발광하지만, 역극성 전압에서는 발광하지 않는다고 하는 다이오드 특성을 갖는다. 유기 전자 발광 소자는 예를 들면 1997 SID International Symposium Digest of Technical Papers, 1073페이지∼1076페이지 (1997년 5월 간행)에 기재되어 있다. 또는 폴리머형 유기 전자 발광 소자는 1999 SID International Symposium Digest of Technical Papers, pp. 372∼375 (1999. 5월)에 기재되어 있다.

형광체와 전자 방출 소자를 조합한 휘도 변조 소자의 예는, 예를 들면EURODISPLAY'90, 10th International Display Research Conference Proceedings (vde-verlag, Berlin, 1990). pp.374∼377에 기재되어 있다. 이 예에서는, 전자 방출 소자는 전자 방출 에미터 칩과 에미터 칩에 전계를 인가하는 게이트 전극으로 구성된다. 게이트 전극에 에미터 칩에 대해 정의 전압을 인가하면 전자가 에미터 칩으로부터 방출하여 형광체를 발생시키지만, 부의 전압을 인가한 경우에는 전자는 방출하지 않는다. 즉, 단극성의 휘도 변조 소자이다.

다음에, 비선택 행전극, 비선택 열전극 모두 고임피던스 상태로 한 경우, 비선택 행전극, 비선택 열전극에 유도되는 전위 V_FF,scan, V_FF,data는 각각 이하 수학식 7, 수학식 8로 표현된다.

이 결과를 도 15a, 15b에 나타냈다. 도 15a가 비선택 행전극에 유도되는 유도 전위, 도15b가 비선택 열전극에 유도되는 유도 전위이다. N=500, M=3000으로 했다. 또, V_data=4.5V, V_K=-4.5V로 했다. γ=m/M은 1행 중의 점등률이다. 비선택 행전극, 비선택 열전극도 γ=0 근방에서는 부전위이지만, γ가 커지면 정전위가 된다. 여기에서 비선택 행전극의 유도 전위가 제로가 되는 γ값을 γ₀으로 하면, γ₀은 다음 수학식 9로 표현된다.

도 16과 같이 화면 좌하부만 점등시킨 경우를 상정한다. 영역 B는 주사선, 데이터선도 비선택이기 때문에, 휘도 변조 소자의 양단 전위는 거의 제로이어서 발광하지 않는다. 영역 A는 비선택 주사선과 선택 데이터선의 조합이 된다. 이 조합은 1필드 기간 중에 다수 발생하기 때문에, 영역 A는 가장 크로스토크가 발생하기 쉬운 영역이다. 그러나, 도 15a로부터 알 수 있는 바와 같이, γ≥γ₀이면, 비선택 주사선의 전위는 제로 또는 정전위가 되기 때문에, 휘도 변조 소자에 인가되는 전압은 제로 또는 역극성이 된다. 따라서, 단극성의 휘도 변조 소자를 이용한 경우에는 영역 A에서는 크로스토크는 발생하지 않는다.

γ≥γ₀을 만족하도록 하기 위해서는, 각 행에 γ₀M개 이상의 휘도 변조 소자, 또는 이것과 동일한 정전 용량 (γ₀MC_e)의 소자를 더미 소자로 하여 설치하여, 상시 점등 상태로 하여 두면 좋다. 더미 소자는 외부로부터는 볼 수 없는 장소에 설치하면 좋다.

영역 C는 비선택 데이터선과 선택 주사선이 조합되는 영역이다. 도 15b로부터 알 수 있는 바와 같이, γ가 커지면 비선택 열전극에 정전압이 유기되기 때문에, 휘도 변조 소자에는 정극성의 전압이 인가된다. 따라서, 크로스토크가 발생할가능성이 있다. 그러나, 영역 C에서는 이 조합이 발생하는 것은 1 필드 기간에 1회뿐이기 때문에, 이 크로스토크가 표시 화면에 주는 영향은 비교적 적다.

특히, 충분한 전류를 외부 회로로부터 공급하지 않으면 휘도 변조하지 않는 (발광하지 않는) 휘도 변조 소자를 이용하고 있는 경우는, 고임피던스를 거쳐 순방향 전압이 인가되어도 충분한 전류가 흐르지 않기 때문에, 충분한 휘도 변조 또는 발광을 하지 않는다. 따라서, 상기 영역 C에서도 크로스토크가 큰 영향을 미치지 않는다.

이와 같은 특성의 휘도 변조 소자로서는, 박막 전자원과 형광체를 조합시킨 것이나, 유기 전자 발광 소자 등이 있다.

먼저의 예에서는, 더미 화소에 데이터 펄스를 인가하는 경우를 설명했지만, 더미 화소를 저임피던스의 고정 전위에 설정하는 경우를 다음에 설명한다. 여기에서는 P개분의 화소의 정전 용량 PC_e인 더미 용량을 각행 마다 설치하고, 각 더미 용량을 더미 열전극에서 결선하여 고정 전위 V_G로 설정한 경우를 생각한다.

도 32에 이 경우의 등가 회로를 나타낸다. 선택 상태의 주사선의 전위를 V_K, 선택 상태의 데이터선의 전압을 V_data로 한다. 이 때의 비선택 상태의 주사선의 전위는 수학식 10으로 표현된다.

여기에서, γ=m/M는 1행 중의 점등률이고, α=P/M이다. N=500, M=3000, V_data=-V_K=4.5V, P=10인 경우에 대해서 수학식 10을 계산한 것이 도 33이다. 더미 용량을 부가하지 않은 경우 (도 15a)와 비교하면, γ≥0.1의 영역에서는 거의 양자에 차는 없다. 한편, γ=0 부근에서는 현저한 차가 있다. γ=0에서는 더미 용량을 부가하지 않는 경우는 V_FF,scan=-4.5V인 것에 비해, 더미 용량을 부가한 경우는 V_FF,scan=-1.7V에 까지 저하하고 있다. 음의 V_FF,scan값은 휘도 변조 소자에 의해 정극성이기 때문에, V_FF,scan값이 적어지는 것은 크로스토크의 저감에 큰 효과가 있다. 이 예로부터 알 수 있는 바와 같이, M=3000에 비해, 겨우 10화소 상당 (P=10)의 더미 용량을 부가하는 것만으로 크로스토크를 저감할 수 있다.

크로스토크 저감에 필요한 더미 용량의 크기를 견적한다. 크로스토크에 영향을 미치는 것은 γ=0 근방의 V_FF,scan이다. 이 V_FF,scan값을 저감하면 좋다. γ=0에서의 V_FF,scan값은 다음 수학식 11로 표현된다.

더미 용량이 갖는 경우 (P>0)와 없는 경우 (P=0)의 비 V_FF,scan(P, γ=0)/V_FF,scan(P=0, γ=0)을 구하여, 이것이 β이하가 되는 조건을 구하면 다음 수학식 12가 된다.

C_d=PC_e=αMC_e는 더미 용량의 크기이다. 크로스토크 저감 효과를 충분히 얻는 데에는 β≤0.7 정도로 하는 것이 바람직하기 때문에, 하기 수학식 13의 관계를 만족하는 크기의 더미 용량을 설정하는 것이 바람직하다.

여기에서 「고정 전위」란 플로팅 전위에 대한 「고정 전위」라고 하는 의미이다. 즉, 설정치와 실제의 배선 상의 전위가 일치하고 있다고 하는 상태를 나타내고 있고, 저임피던스 상태인 것이 본질적이다. 바꿔 말하면, 반드시 시간적으로 일정 전위에 고정되어 있는 것을 의미하지 않는다.

실제, 전술한 내용으로부터 명백한 바와 같이, 더미 용량에 진폭 V_data인 데이터 펄스를 인가한 경우도, 더미 용량을 일정 전위 V_G에 유지한 경우도, 크로스토크의 저감 효과가 있다. 따라서, 그 이외의 전위의 저임피던스 상태에 유지되어도동일한 크로스토크 저감 효과가 얻어지는 것은 명백하다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다.

또, 실시예를 설명하기 위한 전 도면에서, 동일 기능을 갖는 것은 동일 부호를 붙혀, 그 반복 설명은 생략한다.

(제1 실시예)

본 발명의 제1 실시예의 화상 표시 장치는 전자 방출 전자원인 박막 전자원 매트릭스와 형광체의 조합에 의해, 각 도트의 휘도 변조 소자를 형성한 표시 패널을 이용하여, 해당 표시 패널의 행 전극 및 열 전극에 구동 회로를 접속하여 구성된다.

박막 전자원이란 두 개의 전극 (상부 전극과 하부 전극) 사이에 절연층 등의 전자 가속층을 삽입한 구조를 갖는 전자 방출 소자이고, 전자 가속층 중에서 가속된 핫 일렉트론을 상부 전극을 경유하여 진공중에 방출시킨 것이다. 박막 전자원의 예로서는, 금속-절연체-금속으로 구성된 MIM 전자원이나, 전자 가속층에 다공성 실리콘 등을 이용한 밸리스틱 전자면 방출 소자 (예를 들면, 저패니즈 저널 오브 어플라이드 피직스 (Japanese Journal of Applied Physics), Vol.34, Part 2, No.6A, pp. L705∼L707 (1995)에 기재), 전자 가속층에 반도체-절연체 적층막을 이용한 것 (예를 들면, 저패니즈 저널 오브 어플라이드 피직스 (Japanese Journal of Applied Physics), Vol.36, Part 2, No.7B, pp. L939∼L941 (1997)에 기재), 등이 알려져 있다. 이하에서는 MIM 전자원을 이용한 예를 기재한다.

여기에서, 표시 패널은 박막 전자원 매트릭스가 형성된 전자원판과 형광체 패턴이 형성된 형광 표시판으로 구성된다.

도 6은 본 실시예의 전자원판의 박막 전자원 매트릭스의 일부의 구성을 나타내는 평면도이고, 도 7은 본 실시예의 전자원판과 형광 표시판의 위치 관계를 나타내는 평면도이다.

또, 도 8a, 8b는 본 실시예의 화상 표시 장치의 구성을 나타낸 요부 단면도이고, 도 8a는 도 6 및 도 7에 나타낸 A-B 절단선을 따른 단면도, 도 8b는 도 6 및 도 7에 나타낸 C-D 절단선을 따른 단면도이다. 단, 도 6 및 도 7에서는, 기판(14)의 도시는 생략하고 있다.

또한, 도 8a, 8b에서는, 높이 방향의 축척은 임의적이다. 즉, 하부 전극(13)이나 상부 전극 버스 라인(32) 등은 수 ㎛ 이하의 두께이지만, 기판(14)과 기판(110)의 거리는 1∼3㎜ 정도의 길이이다.

또, 이하의 설명에서는, 일예로서 3행×3열의 전자원 매트릭스를 이용하여 설명하지만, 실제의 표시 패널에서의 행 열수는 수100행∼수1000행, 및 수천열이 되는 것은 말할 것도 없다.

또, 도 6에서, 점선으로 둘러싸인 영역(35)은 본 발명의 전자원 소자의 전자 방출부를 나타낸다.

이 전자 방출부(35)는 터널 절연층(12)으로 규정된 장소이고, 이 영역 내로부터 전자가 진공중에 방출된다.

전자 방출부(35)는 상부 전극(11)으로 피복되기 때문에 평면도에는 나타나지 않고 점선으로 도시되어 있다.

도 9a-9f는 본 실시예의 전자원판의 제조 방법을 설명하기 위한 도면이다.

이하, 도 9a-9f는 본 실시예의 전자원판의 박막 전자원 매트릭스의 제조 방법에 대해 설명한다.

또, 이 도 9a-9f에서는, 도 6 및 도 7에서 나타낸 행전극(310) 중 하나와 열전극(311)중 하나의 교점에 형성되는 하나의 박막 전자원(301)만을 취출하여 나타내고 있지만, 실제로는 도 6 및 도 7에서 나타낸 바와 같이 복수의 박막 전자원(301)이 매트릭스상으로 배치되어 있다.

또한, 도 9a-9f에서 오른쪽 도면은 평면도이고, 왼쪽 도면은 오른쪽 도면 중 A-B선을 따른 단면도이다.

글래스 등의 절연성 기판(14) 상에 하부 전극(13)용 도전막을 예를 들면 300㎚의 막 두께로 형성한다.

하부 전극(13)용 재료로서는, 예를 들면 알루미늄 (Al; 이하 Al으로 칭함) 합금을 이용할 수 있다.

여기에서는, Al-니오듐 (Nd; 이하, Nd으로 칭함) 합금을 이용한다.

이 Al 합금막의 형성에는 예를 들면 스퍼터링법이나 저항 가열 증착법 등을 이용한다.

다음에, 이 Al 합금막을 포토리소그래피에 의한 레지스트 형성과, 이에 이어지는 에칭에 의해 스트라이프상으로 가공하여, 도 9a에 나타낸 바와 같이, 하부 전극(13)을 형성한다. 여기에서, 하부 전극(13)은 행전극(310)의 역할도 겸한다.

여기에서 이용하는 레지스트는 에칭에 적합한 것이면 좋고, 또 에칭도 웨트 에칭, 드라이 에칭 어느것이나 가능하다.

다음에, 레지스트를 도포하여 자외선으로 노광하고 패터닝하여, 도 9b에서 나타낸 바와 같이, 레지스트 패널(501)을 형성한다.

레지스트에는 예를 들면 퀴논디아자이드(quinone dyazide)계의 포지티브형레지스트를 이용한다.

다음에, 레지스트 패턴(501)을 부가한 채, 양극 산화를 행하여, 도 9c에서 나타낸 바와 같이, 보호 절연층(15)을 형성한다.

본 실시예에서는, 이 양극 산화시 화성 전압 100V 정도로 하고, 보호 절연층(15)의 막 두께를 140㎚ 정도로 한다.

레지스트 패턴(501)을 아세톤 등의 유기 용매로 박리한 후, 레지스트로 피복되어 있는 하부 전극(13) 표면을 재양극 산화하여 도 9d에서 나타낸 바와 같이 터널 절연층(12)을 형성한다.

본 실시예에서는, 이 재양극 산화시 화성 전압을 6V로 설정하여, 터널 절연층 막 두께를 8㎚로 한다.

다음에, 상부 전극 버스 라인(32)용 도전막을 형성하고, 레지스트를 패터닝하여 에칭을 행하여, 도 9e에서 나타낸 바와 같이 상부 전극 버스 라인(32)을 형성한다.

본 실시예에서는, 상부 전극 버스 라인(32)은 Al 합금을 이용하고 막 두께는 300㎚ 정도로 한다.

또, 이 상부 전극 버스 라인(32)의 재료로서는, 금 (Au) 등을 이용해도 좋다.

또, 상부 전극 버스 라인(32)은 패턴의 단부가 테이퍼 형상이 되도록 에칭을 행하고, 그 후에 형성하는 상부 전극(11)이 패턴의 단부에서의 단차에 의한 단선을 일으키지 않도록 한다. 여기에서, 상부 전극 버스 라인(32)은 열전극(311)의 역할도 겸한다.

다음에, 막 두께 1㎚의 이리듐(Ir), 막 두께 2㎚의 백금(Pt), 막 두께 3㎚의 금(Au)을 이 순서대로 패터닝에 의해 형성한다.

레지스트와 에칭에 의한 패턴화에 의해, Ir-Pt-Au의 적층막을 패턴화하여, 도 9f에서 나타낸 바와 같이 상부 전극(11)으로 한다.

또, 도 9f에서 점선으로 둘러싸인 영역(35)은 전자 방출부를 나타낸다.

전자 방출부(35)는 터널 절연층(12)으로 규정된 장소에서 이 영역 내로부터 전자가 진공중에 방출된다.

이상의 프로세스에 의해 기판(14) 상에 박막 전자원 매트릭스가 완성된다.

상기한 바와 같이, 이 박막 전자원 매트릭스에서는, 터널 절연층(12)으로 규정된 영역 (전자 방출부; 35), 즉 레지스트 패턴(501)으로 규정된 영역으로부터 전자가 방출된다.

게다가, 전자 방출부(35)의 주변부에는, 두꺼운 절연막인 보호 절연층(15)을 형성하고 있기 때문에, 상부 전극-하부 전극 사이에 인가되는 전계가 하부 전극(13)의 주변 또는 각부에 집중하지 않게 되어, 장기간에 걸쳐 안정된 전자 방출 특성이 얻어진다.

본 실시예의 형광 표시판은 소다 글래스 등의 기판(110)에 형성된 블랙 매트릭스(120)와, 적(R), 녹(G), 청(B)의 형광체(114A∼114C)와, 이들 위에 형성된 메탈 백막(122)으로 구성된다.

이하, 본 실시예의 형광 표시판의 작성 방법에 대해 설명한다.

먼저, 표시 장치의 콘트라스트를 올릴 목적으로, 기판(110) 상에 블랙 매트릭스(120)를 형성한다 (도 8b 참조).

다음에, 적색 형광체(114A), 녹색 형광체(114B), 청색 형광체(114C)을 형성한다.

이들 형광체의 패턴화는 통상의 음극선관의 형광면에 이용되는 것과 동일하게 포토리소그래피를 이용하여 행한다.

형광체로서는, 예를 들면 적색으로 Y₂O₂S:Eu(P22-R), 녹색으로 ZnS:Cu, Al(P22-G), 청색으로 ZnS:Ag(P22-B)을 이용한다.

다음에, 니트로셀룰로스 등의 막에서 필리밍(filming)한 후, 기판(110) 전체에 Al을 막 두께 50∼300㎚ 정도 증착하여 메탈 백막(122)으로 한다.

그 후, 기판(110)을 400℃ 정도로 가열하여 필리밍막이나 PVA 등의 유기물을 가열 분해한다. 이와 같이 하여, 형광 표시판이 완성된다.

이와 같이 제작한 전자원판과, 형광 표시판을 스페이서(60)을 사이에 끼워 프릿 글래스를 이용하여 봉착한다.

형광 표시판에 형성된 형광체(114A∼114C)와, 전자원판의 박막 전자원 매트릭스의 위치 관계는 도 7에 나타낸 바와 같다.

또, 도 7에서는, 형광체(114A∼114C)나 블랙 매트릭스(120)과 기판 상 구성물의 위치 관계를 나타냈기 때문에, 기판(110) 상의 구성물은 사선만으로 나타내고 있다.

전자 방출부(35), 즉 터널 절연층(12)이 형성된 부분과, 형광체(114)의 폭의 관계가 중요하다.

본 실시예에서는, 박막 전자원(301)으로부터 방출된 전자 빔은 다소 공간적으로 확장되는 것을 고려하여, 전자 방출부(35)의 폭은 형광체(114A∼114C)의 폭 보다 좁게 설계하고 있다.

또, 기판(110)과 기판(14) 간의 거리는 1∼3㎜ 정도로 한다.

스페이서(60)는 표시 패널 내부를 진공으로 했을 때, 대기압의 외부로부터의 힘에 의한 표시 패널의 파손을 방지하기 위해 삽입된다.

따라서, 기판(14), 기판(110)에 두께 3㎜의 글래스를 이용하여, 폭 4㎝×길이 9㎝ 정도 이하의 표시 면적의 표시 장치를 제작하는 경우에는, 기판(110)과 기판(14) 자체의 기계 강도로 대기압에 견딜 수 있기 때문에, 스페이서(60)을 삽입할 필요가 없다.

스페이서(60)의 형상은 예를 들면 도 7에서 나타낸 바와 같이 직방체 형상으로 한다.

또, 여기에서는, 3행 마다 스페이서(60)의 지주를 설치하고 있지만, 기계 강도가 견디는 범위에서, 지주의 수 (배치 밀도)을 감해도 상관 없다.

스페이서(60)로서는, 글래스제 또는 세라믹제로, 판 형상 또는 기둥 형상의 지주를 나란히 배치한다.

장착한 표시 패널은 1×10^-7Torr 정도의 진공에서 배기하여 봉지한다.

표시 패널 내의 진공도를 고진공으로 유지하기 위해서, 봉지 직전 또는 직후에 표시 패널 내의 소정의 위치 (도시하지 않음)에서 게터막의 형성 또는 게터재의 활성화를 행한다.

예를 들면, 바륨(Ba)을 주성분으로 하는 게터재의 경우, 고주파 유도 가열에 의해 게터막을 형성할 수 있다.

이와 같이 하여, 박막 전자원 매트릭스를 이용한 표시 패널이 완성된다.

본 실시예에서는, 기판(110)과 기판(14) 간의 거리가 1∼3㎜ 정도로 크기 때문에, 메탈백(122)에 인가되는 가속 전압을 3∼6KV로 고전압으로 할 수 있어, 따라서 전술한 바와 같이, 형광체(114A∼114C)에는 음극선관(CRT)용의 형광제를 사용할 수가 있다.

도 10은 본 실시예의 표시 패널에 구동 회로를 접속한 상태를 나타내는 결선도이다.

행전극(310)(본 실시예에서는 하부 전극(13)과 일치)은 행전극 구동 회로(41)에 접속되며, 열전극(311)(본 실시예에서는 상부 전극 버스 라인(32)와 일치)은 열전극 구동 회로(42)에 접속된다.

여기에서, 각 구동 회로(41, 42)와 전자원판의 접속은 예를 들면 테이프 캐리어 패키지 (tape carrier package)를 이방성 도전막으로 압착한 것이나, 각 구동 회로(41, 42)를 구성하는 반도체 칩을 전자원판의 기판(14) 상에 직접 실장하는 칩온글래스 (chip on glass) 등에 의해 행한다.

메탈백막(122)에는 가속 전압원(43)으로부터 3∼6KV 정도의 가속 전압이 항상 인가된다.

도 11은 도 10에 나타낸 각 구동 회로로부터 출력되는 구동 전압의 파형의 일 예를 나타내는 타이밍 챠트이다.

또, 동 도면에서, 점선은 고임피던스 출력인 것을 나타내고 있다.

실제로는 출력 임피던스를 1∼10㏁ 정도로 하면 좋고, 본 실시예에서는 5㏁로 했다.

여기에서, n번째의 행전극(310)을 Rn, m번째의 열전극(311)을 Cm, n번째의 행전극(310)과, m번째의 열전극(311)의 교점의 도트를 (n, m)로 나타내기로 한다.

시각 t0에서는 어느 전극이라도 전압 제로이기 때문에 전자는 방출되지 않고, 따라서 형광체(114A∼114C)는 발광하지 않는다.

시각 t1에서, R1의 행전극(310)에, 행전극 구동 회로(41)로부터 (V_R1)인 구동 전압을, (C1, C2)의 열전극(311)에 열전극 구동 회로(42)로부터 (V_C1)인 구동 전압을 인가한다.

도트(1, 1), (1, 2)의 상부 전극(11)과 하부 전극(13) 사이에는 (V_C1-V_R1)인 전압이 인가되기 때문에, (V_C1-V_R1)의 전압을 전자 방출 개시 전압 이상으로 설정하여 두면, 이 두 개의 도트의 박막 전자원으로부터는 전자가 진공 중에 방출된다.

본 실시예에서는 V_R1=-4.5V, V_C1=4.5V로 한다.

방출된 전자는 메탈백막(122)에 인가된 전압에 의해 가속된 후, 형광체(114A∼114C)에 충돌하여, 형광체(114A∼114C)를 발광시킨다.

또, 이 기간, 다른 (R2, R3)의 행전극(310)은 고임피던스 상태이기 때문에, 열전극(311)의 전압치에 상관 없이 전자는 방출하지 않고, 대응하는 형광체(114A∼114C)도 발광하지 않는다.

시각 t2에서, R2의 행전극(310)에 행전극 구동 회로(41)로부터 (V_R1)인 구동 전압을 인가하고, C1의 열전극(311)에 열전극 구동 회로(42)로부터 (V_C1)인 전압을 인가하면, 동시에 도트 (2, 1)가 점등한다. 여기에서, 도 11에 나타낸 전압 파형의 구동 전압을 행전극(310) 및 열전극(311)에 인가하면 도 10의 사선을 실시한 도트만이 점등한다. 이와 같이 하여, 열전극(311)에 인가되는 신호를 변화시킴으로써, 원하는 화상 또는 정보를 표시할 수 있다.

또, 열전극(311)에 인가하는 구동 전압 (VC1)의 크기를 화상 신호에 맞추어 적정하게 변화시킴으로써, 계조가 있는 특정 화상을 표시할 수 있다.

또, 터널 절연층(12) 중에 축적된 전하를 개방하기 때문에, 도 11의 시각 t4에서 모든 행전극(310)에 행전극 구동 회로(41)로부터 (V_R2)인 구동 전압을 인가하고, 동시에 모든 열전극에 열전극 구동 회로(42)로부터 0V의 구동 전압을 인가한다. 여기에서, V_R2=2V이기 때문에, 박막 전자원(301)에는 -V_R2=-2V의 전압이 인가된다.

이와 같이, 전자 방출시와는 역극성의 전압(반전 펄스)을 인가함으로써 박막전자원의 수명 특성을 향상시킬 수 있다.

또, 반전 펄스를 인가하는 기간 (도 11의 t4∼t5, t8∼t9)으로서는, 영상 신호의 수직 귀선 기간을 이용하면 영상 신호와의 정합성이 좋다.

도 11에서, 행전극(310R1)에 결선된 행전극 구동 회로(41)의 출력 파형은 시각 t2에서 고임피던스 출력으로 전환되어 있지만, 실제로는 시각 t2 직전에 전압 V_R1으로부터 저임피던스의 0V로 귀환되어, 그 후 고임피던스 출력으로 전환되어 있다.

도 17은 특정 행전극(310)에 동작시에 나타나는 전압 파형을 나타낸 것이다. 도 17에서는 행전극(310)이 60개, 열전극(311)이 60개로 구성된 박막 전자원 매트릭스에서의 관측 파형이다. 이 도면에서는 수평 1 눈금이 2㎳, 수직 1눈금이 2V이다. 부극성의 펄스 (도면중 a)는 주사 펄스, 도면 좌측의 정극성의 펄스 (도면중 b)는 반전 펄스이다. 그 이외 나타나 있는 정극성의 펄스 (도면 중 c)는 고임피던스의 기간에 유도된 유도 전위이다. 이것은 먼저 설명한 바와 같이, 박막 전자원에 의해 역극성이기 때문에 전자 방출은 일어나지 않는다. 한편, 주사 펄스를 인가 직후에서 반전 펄스를 인가할 때 까지의 기간 (도면 중 d)은, 부극성의 전압이 유기되어 있다. 이것은 부극성의 주사 펄스를 인가한 것에 의한 영향, 및 인접하는 행전극(310)에 부극성의 주사 펄스를 인가한 것에 의한 유도 전위이다. 이 부의 유도 전위는 박막 전자원에 의해 순극성이지만, 0.8V 정도로, 박막 전자원의 전자 방출 역치 이하이기 때문에, 표시 화상에 크로스토크는 발생하지 않는다.

이상 설명한 바와 같이, 본 실시예에서는, 비선택 상태의 행전극(310)을 고임피던스 상태로 설정하고 있기 때문에, 먼저 설명한 바와 같이, 소비 전력을 저감하는 것이 가능하게 된다.

(제2 실시예)

본 발명의 제2 실시예의 화상 표시 장치에 이용되는 표시 패널, 및 표시 패널과 구동 회로의 결선 방법은 상기 제1 실시예와 동일하다.

도 18은 본 발명의 제2 실시예의 화상 표시 장치에서, 행전극 구동 회로(41) 및 열전극 구동 회로(42)로부터 출력되는 구동 전압의 파형의 일 예를 나타내는 타이밍 챠트이다.

시각 t1∼t2의 기간에서 행전극(310R1)에 전위 V_R1인 주사 펄스를 인가한 후, 시각 t2∼t3의 기간에 행전극(310R2)에 주사 펄스를 인가하여 행전극(310R2) 상의 박막 전자원의 전자 방출을 제어한다. 이 때, 인접하는 행전극(310R1)을 고임피던스가 아니라, 저임피던스에서 그라운드 전위에 접속한다. 시각 t3∼t4의 기간에 행전극(310R3)에 주사 펄스를 인가할 때도 인접하는 행전극(310R2)를 저임피던스에서 그라운드 전위에 접속한다. 그 외는 제1 실시예와 동일하다.

도 19는 특정 행전극(310)에 동작시 나타나는 전압 파형을 나타낸 것이다. 도 17에서는 행전극(310)이 60개, 열전극(311)이 60개로 구성된 박막 전자원 매트릭스에서의 관측 파형이다. 도 17과 거의 동일한 파형이지만, 도 17에서는 주파 펄스 (도면 중 a)의 인가 직후부터 도면중 d에서 나타낸 기간, 부극성의 전압이 유기되어 있는 것에 비해, 도 19에서는 이 기간 (도면 중 d), 이 부극성의 전압이 유기되어 있지 않다.

이는 인접하는 행을 저임피던스의 그라운드 전위에 접속했기 때문에 인접 행간의 용량 결합에 의한 전압 유기가 일어나지 않기 때문이다. 전술한 바와 같이, 부극성의 유기 전압은 박막 전자원에 따라 순방향 극성이기 때문에, 본 실시예는 보다 크로스토크가 발생하기 어렵게 되는 방식인 것을 알 수 있다.

도 18에 나타낸 주사 펄스의 전압 파형을 실현하는 구동 회로의 방식의 일 예를, 도 20 및 도 21을 이용하여 설명한다. 도 20은 행전극 구동 회로의 회로 구성도이다. 본 회로는 각 출력 전압 R1, R2, R3, R4에 대응하는 아날로그 스위치와, 이들 아날로그 스위치에 펄스 전압을 공급하는 공통 펄스 회로(611, 612)로 구성된다. 기수번째의 행전극에 대응하는 아날로그 스위치에는 공통 펄스 회로(A611)를 접속하고, 우수번째의 행전극에 대응하는 아날로그 스위치에는 공통 펄스 회로(B612)를 접속한다.

도 21은 도 20의 회로를 제어하는 신호 전압 파형을 나타낸 것이다. 아날로그 스위치의 제어신호 SIG1가 High 상태일 때, 공통 펄스 회로(A611)의 출력 (도면 중 common1)이 행전극 R1에 출력된다. SIG1이 Low 상태일 때는 행전극 R1은 출력 저항(623)을 거쳐 그라운드 전위에 접속되기 때문에, 고임피던스 상태가 된다. 본 실시예에서는 출력 저항(623)을 5㏁으로 한다. 동일하게, 아날로그 스위치의 제어 신호 SIG2가 High 상태일 때, 공통 펄스 회로(B612)의 출력 (도면 중 Common2)이 행전극 R2에 출력된다. SIG2가 Low 상태일 때는 행전극 R2는 출력 저항(623)을 거쳐 그라운드 전위에 접속되기 때문에, 고임피던스 상태가 된다.

따라서, 각 행전극(R1, R2, R3)에 출력되는 전압 파형은 도 21의 R1, R2, R3의 행에 나타낸 바와 같이 된다. 이 회로 방식의 특징은 공통 펄스 회로를 기수용의 611과 우수용 612로 분할하여, 각각에 위상이 다른 펄스 전압을 출력시키는 것이다. 이와 같이 함으로써, 인접행에 주사 펄스를 인가하고 있는 기간에만 저임피던스의 그라운드 전위로 하는 회로를 용이하게 구성할 수 있다.

시각 t8∼t9의 기간은 모든 SIGn (n은 정수)을 High로 하고, 또 공통 펄스 회로로부터 정극성의 펄스를 출력함으로써, 모든 R-n (n은 정수)에 반전 펄스를 출력한다.

(제3 실시예)

본 발명의 제3 실시예의 화상 표시 장치에 이용되는 표시 패널의 구성을 도 22를 이용하여 설명한다.

본 실시예에서 이용하는 표시 패널은 제1 실시예와 거의 동일하지만, 도 22에서 나타낸 바와 같이, 박막 전자원 소자를 더미 화소(303)로 하여 형성한 것이 다르다. 더미 화소(303)로서의 박막 전자원 소자를 형성하는 열수는 γ₀M 보다 많은 열수로 한다. 여기에서, γ₀은 수학식 9에서 나타낸 γ₀값이다. 더미 화소(303)는 각 행전극(310)과 더미열 전극(313) 사이에 형성되며, 더미 열전극(313)은 더미 열전극 구동 회로(45)에 접속된다.

단, 형광 표시판 상의 형광체(114)는 도 22의 점선 영역에 대응하는 영역에만 형성된다. 즉, 더미 화소(303)의 부분에는 형광체를 형성하지 않는다. 따라서, 더미 화소(303)의 박막 전자원으로부터 전자 방출이 일어나도 발광하지 않기 때문에, 표시 화상에는 어떠한 영향도 미치지 않는다.

또, 더미 화소(303)로서 박막 전자원 소자를 이용하는 대신에 γ₀MC_e보다 큰 용량을 각 열에 형성해도 좋다. 이 경우에도, 이들 용량에 더미 열전극 구동 회로(45)를 접속한다.

도 23은 본 실시예에서의 구동 전압 파향을 나타내는 도면이다.

도 23은 본 실시예의 화상 표시 장치에서, 행전극 구동 회로(41) 및 열전극 구동 회로(42), 더미 열전극 구동 회로(45)로부터 출력되는 구동 전압의 파형의 일 예를 나타내는 타이밍 챠트이다.

시각 t1∼t2의 기간에서 행전극(310R1)에 전위 V_R1인 주사 펄스를 인가함과동시에, 열전극(311C1, C2)에 전위 V_C1인 데이터 펄스를 인가함으로써, 도트 (R1, C1), (R1, C2)를 발광시키는 것은 제1 실시예와 동일하다. 단, 본 실시예에서는 발광되지 않은 도트 (R1, C3)에 대응하는 열전극(311C3)을 고임피던스 상태로 한다. 이와 같이 함으로써 무효 전력을 한층 저감할 수 있는 것은 먼저 기술한 대로이다.

게다가, 본 실시예에서는 도 23 중의 C0의 파형이 나타낸 바와 같이, 더미 열 전극 구동 회로(45)로부터는 항상 데이터 펄스를 인가한다. 이에 의해 수학식 9가 항상 만족되기 때문에, 크로스토크의 발생을 방지할 수 있다. 먼저 설명한 데로, 더미 화소(303)의 동작 상태는 표시 화상에는 영향을 미치지 않는다. 또는,행전극(310)의 1행 상 중, 데이터 펄스를 인가하여 ON 상태로 하는 화소수를 먼저 세어, 그 수가 γ₀M 보다 작은 경우에만 더미 화소(303)에 데이터 펄스를 인가하도록 해도 좋다.

도 24는 다른 실시예에서 이용되는 구동 파형을 나타낸 것이다. 본 실시예에서 사용하는 표시 패널, 표시 패널과 구동 회로의 결선 방법은 제3 실시예와 동일하다.

본 실시예에서는, 시각 t1∼t2의 기간에서 열전극(311C1, C2)에 진폭 VC1인 데이터 펄스를 인가하여 도트 (R1, C1), (R1, C2)를 발광시키지만, 이 후 일단 저임피던스의 그라운드 전위로 복귀된다. 한편, 데이터 펄스를 인가하지 않은 열전극(311C3)은 고임피던스의 그라운드 전위에 접속한채로 한다. 본 실시예에서는, 저임피던스의 그라운드 전위로 복귀된 후, 고임피던스로 설정하기 때문에, 비선택 상태의 열전극(311)의 전위가 그라운드 전위 근방에서 플로팅이 된다. 이 때문에, 휘도 변조 소자(301)에 인가되는 순방향 전위가 적어져, 크로스토크의 발생이 더욱 확실하게 억제된다.

도 34는 다른 실시예에서 이용되는 표시 패널 내에서의 휘도 변조 소자(301)의 결선의 개략을 나타낸 도면이다. 본 실시예에서 사용하는 휘도 변조 소자(301)의 구성, 그 제조 방법은 제3 실시예와 동일하다.

본 실시예에서는, 각 행전극(310)과 더미 열전극(313) 사이에 더미 용량(304)을 설치한다. 더미 용량(304)의 용량값은 수학식 13을 만족하는 범위에서 설정한다. 더미 열전극(313)은 더미 열전극 구동 회로(45)에 접속된다.

도 34에서는 더미 열전극(313)을 1개로 했지만, 복수개로 하고, 더미 용량(304)도 각 행전극 마다 복수개 설치해도 좋다. 이 경우, 각 행 마다 더미 용량의 합계치가 수학식 13을 만족하면 좋다.

예를 들면, 더미 용량(304)으로서 휘도 변조 소자(301)와 동일한 구조의 것을 복수개 설치하면, 더미 용량(304)과 휘도 변조 소자(301)가 동일한 제조 프로세스에서 형성할 수 있다고 하는 이점이 있다.

도 35는 각 구동 회로의 출력 파형을 나타내는 도면이다. 더미 열전극 구동 회로(45)로부터는 일전 전위 V_G를 저임피던스로 출력한다. 본 실시예에서는 V_G=0으로 했다. 그 외 파형은 먼저의 실시예 (도 24)와 동일하다.

도 36은 다른 실시예에서 이용되는 표시 패널과 구동 회로의 결선을 나타내는 도면이다. 본 실시예에서 이용되는 표시 패널은 제1 실시예와 동일하다.

본 실시예에서는, 각 행전극 구동 회로(41)의 출력 단자에 더미 용량(304)을 접속한다. 더미 용량(304)의 용량치는 수학식 13을 만족하는 범위에서 설정한다. 본 실시예에서의 구동 전압 파형은 도 35에서 나타낸 것과 동일하다.

(제4 실시예)

본 발명의 제4 실시예의 화상 표시 장치에 이용되는 표시 패널의 구성을 도 25를 이용하여 설명한다.

표시 장치의 표시 패널은 전자 방출 소자 매트릭스를 형성한 기판과 형광체등을 형성한 형광 표시판으로 구성된다. 도 25는 표시 패널의 단면도를 나타낸 것이다. 글래스나 세라믹 등의 절연성 재료의 기판(714) 상에 음극도체(710)을 형성한다. 음극 도체(710)는 표시 장치의 주사선의 개수만큼 형성된다. 절연층(712)을 거쳐 게이트 전극(711)을 형성한다. 게이트 전극(711)은 음극 도체(710)와 직교하여 형성되며, 표시 장치의 열의 수만큼 형성된다. 게이트 전극(711)과 음극도체(710)가 교차하는 영역에는 복수개의 게이트구가 형성되며, 게이트구의 저부에는 음극(713)이 형성된다. 음극(713)은 카본 나노튜브를 이용한다.

게이트 전극-음극도체 교차부 (도 25 중의 점선부)를 확대한 도면을 도 26a, 26b에 나타냈다. 도 26b는 평면도이고 도 26a는 A-B선에서의 단면도이다. 필요에 따라, 음극(713)과 음극 도체(710) 사이에 저항층을 형성해도 좋다. 이 기판의 형성 방법은 예를 들면, Materials Reserch Society Symposium Proceedings, Vol. 509 (1998) pp.107∼112에 기재되어 있다. 본 실싱예에서는, 게이트 전극(711)과 음극도체(710)의 교차 영역에 설치된 각 게이트구의 크기는 직경 20㎛, 절연층(712)의 두께는 20㎛로 설정했다. 또, 교차 영역 내에 설치된 게이트구의 수, 즉 1화소당의 게이트구의 수는 통상 수개∼수100개이다.

형광 표시판의 구조, 형광 표시판과 기판의 조립 방법, 패널 내의 진공 배기 방법 등은 제1 실시예와 동일하다.

표시 패널의 각 전극으로의 구동 회로의 결선은 도 10과 동일하다. 단, 음극도체(710)가 행전극(310)에 상당하고, 게이트 전극(711)이 열전극(311)에 상당한다. 본 실시예에서, 음극도체(710), 음극(713), 절연층(712), 게이트 전극(711)으로 구성되는 게이트형 전자원 소자가 도 10의 박막 전자원 소자(301)에 대응한다.

도 27은 각 구동 회로의 출력 전압 파형을 나타낸 것이다. 행전극(310R1)에 주사 펄스(전압-Vs)를 인가하여, 행전극(310R1)를 선택 상태로 한다. 이 기간에 열전극(311C1, C2)에 데이터 펄스(전압 V_d)를 인가하면, 도트 (R1, C1), (R1, C2)의 게이트 전극-음극 간에는 (V_s+V_d)인 전압이 인가되어 전자가 방출된다. 다음에 행전극(310R2)에 주사 펄스를 인가하여 전극(310R2)를 선택 상태로 할 때에는, 인접하는 행전극(310R1)을 저임피던스의 그라운드 전위로 한다. 그리고, 그 이외의 기간, 즉 비선택 기간이면서 인접 전극도 비선택 상태인 기간은 고임피던스에서 그라운드 전위에 접속한다. 이에 의해 열전극 구동 회로의 무효 전력을 저감할 수 있다.

여기에서는 비선택 기간의 행전극(310)을 그라운드 전위에 접속한 예를 나타냈지만, 그라운드 전위 이외에 접속해도 좋다. 예를 들면, 비선택 기간의 행전극을 정전위로 하면, 비선택시의 전자 방출을 확실하게 억제할 수 있어, 표시의 크로스토크 저감에 유효하다. 이 경우, 도 27의 점선 기간에서는, 고임피던스를 거쳐 정전위에 접속하면 된다.

음극도체(710), 음극(713), 절연층(712), 게이트 전극(711)으로 구성되는 게이트형 전자원 소자에서는, 게이트 전극(711)에 정전위를 인가할 때에만 전자 방출을 하는 「단극성」 디바이스이기 때문에, 본 발명의 구동 방법을 이용해도 크로스토크는 발생하지 않는다.

또, 본 실시예에서는 음극(713)으로서 카본 나노튜브를 이용한 예를 나타냈지만, 다이아몬드 음극을 이용한 경우에는, 음극(713)으로서 다이아몬드막을 이용하면 좋다. 이 경우의 기판의 제조법은 예를 들면 IEEE Transaction Electron Devices, Vol.46, No.4 (1999) pp.787∼791에 기재되어 있다.

또, 카본 나노튜브를 이용한 전자원 소자에 한하지 않고, Spindt형 전계 방출 소자, 밸리스틱 전자면 방출 소자 등, 일반적으로 전자원 소자는 「단극성」 디바이스이기 때문에, 본 발명에 의한 구동 방법을 적용할 수 있다.

(제5 실시예)

본 발명의 제5 실시예의 화상 표시 장치로서, 유기 전자 발광을 휘도 변조 소자에 이용하는 실시예를 도 28을 이용하여 설명한다. 유기 전자 발광은 유기 발광 다이오드 (Organic Light-Emitting Diode)로도 불린다. 이하에서는 유기 발광 소자라고 부른다.

글래스 등 투광성의 기판(814) 상에 ITO(Indium Tin Oxide) 등 투광성의 도전체로 양극(811)을 형성한다. 양극(811)은 표시 장치의 표시열의 개수의 열에 패턴화된다. 이어서, 음극 격벽(813)을 형성한다. 그 후, 증착법 등에 의해 유기층(812)을 형성하고, 더욱 음극(810)을 형성한다.

유기층(812)은 양극(811) 측으로부터 보아, 버퍼층, 홀 이송층, 발광층, 전자 수송층의 순서로 적층한 구조이다. 유기층(812)의 구체적 재료나 보다 상세한 제조 방법은 예를 들면 1997 SID International Symposium Digest of Technical Papers, 1073페이지∼1076페이지 (1997년 5월 발행)에 기재되어 있다.

또는 유기층(812)는 발광체를 도핑한 고분자 재료를 이용해도 좋다. 구체적으로는, 예를 들면 1999 SID International Symposium Digest of Technical Papers, 372페이지∼375페이지 (1999년 5월 발행)에 기재되어 있다.

도 28에는 도시하고 있지 않지만, 금속 등을 기판(814)에 봉지하고, 내부를 질소 가스로 치환하고, 산화 바릴륨 등의 포수제 (water catching agent)를 부착하는 등으로 수분이 유기층(812)이나 음극(810)에 진입하는 것을 방지한다.

이 표시 패널의 구동 회로에의 결선 방법을 도 29에 나타낸다. 음극(810)은 주사선측(행측)에 배선되어 행전극 구동 회로(41)에 결선된다. 양극(811)은 데이터선측(열측)에 배선되어, 열전극 구동 회로(42)에 결선된다.

도 30은 각 구동 회로의 구동 파형을 나타낸 것이다. 음극(810R1)에 주사 펄스 (전압-Vs)를 인가하여, 음극(810R1)을 선택 상태로 한다. 이 때, 양극(811C1, C2)에 정전류 펄스를 인가함으로써, 도트 (R1, C1), (R1, C2)의 유기 발광 소자(800)에 소정의 순방향 전류가 흘러 발광한다. 한편, 양극(811C3)은 저임피던스의 그라운드 전위로 한다. 그러면 도트 (R1, C3)의 유기 발광 소자(800)에는 충분한 전압이 인가되지 않기 때문에, 발광하지 않는다. 이와 같이 하여 열전극 구동 회로의 출력 파형을 변화시킴으로써 원하는 화상이나 정보를 표시할 수 있다.

다음에 음극(810R2)에 -Vs인 펄스를 인가하여 음극(810R2)를 선택했을 때에는, 인접행인 음극(810R1)은 저임피던스에서 그라운드 전위에 설정된다. 그 이외의 기간은 음극(810R1)은 고임피던스 상태로 설정된다.

이 예에서는, 선택 상태의 음극(810)에 인접하는 음극(810)을 저임피던스의 그라운드 전위에 설정하고 있지만, 인접하는 음극(810)을 고임피던스의 그라운드 전위에 설정해도, 표시의 크로스토크가 충분히 작은 경우에는, 인접하는 음극(810)도 고임피던스 상태로 설정해도 좋다.

(제6 실시예)

본 발명의 제6 실시예의 화상 표시 장치로서, 유기 발광 소자를 휘도 변조 소자에 이용하는 실시예를 도 31을 이용하여 설명한다. 본 실시예에서 이용하는 표시 패널, 및 구동 회로와의 결선 방법은 도 28, 29에서 나타낸 것과 동일하다.

도 31은 각 구동 회로의 구동 파형을 나타낸 것이다. 음극(810R1)에 주사 펄스(전압-Vs)를 인가하여, 음극(810R1)을 선택 상태로 한다. 이 때, 양극(811C1, C2)에 정전류 펄스를 인가함으로써, 도트 (R1, C1), (R1, C2)의 유기 발광 소자(800)에 소정의 순방향 전류가 흘러 발광한다. 한편, 양극(811C3)은 고임피던스 출력에 설정되어 전류가 흐르지 않는다. 따라서, 도트 (R1, C3)의 유기 발광 소자(800)는 발광하지 않는다. 이와 같이 하여 열전극 구동 회로의 출력 파형을 변화시킴으로써 원하는 화상이나 정보를 표시할 수 있다.

다음에 음극(810R2)에 -Vs인 펄스를 인가하여 음극(810R2)을 선택할 때에는, 인접행인 음극(810R1)은 저임피던스에서 그라운드 전위로 설정된다. 그 이외의 기간은 음극(810R1)은 고임피던스 상태로 설정된다.

본 실시예에서는 비선택 상태의 열전극 구동 회로 출력을 고임피던스로 하고 있기 때문에, 먼저의 실시예 보다 더욱 저전력화를 도모할 수 있다.

본 발명의 제7 실시예의 화상 표시 장치로서, 유기 발광 소자를 휘도 변조 소자에 이용하는 실시예를 도 37을 이용하여 설명한다. 본 실시예에서 이용하는 표시 패널 및 구동 회로의 출력 파형은 도 28, 30에 나타낸 것과 동일하다.

도 37은 본 실시예에서의 유기 발광 소자(800)의 결선 방법을 나타낸 도면이다. 본 실시예에서는, 각 음극(810)과 더미 열전극(313) 사이에 더미 용량(304)을 형성하고, 더미 열전극(313)을 더미 열전극 구동 회로(45)에 접속한다. 더미 열전극 구동 회로(45)를 저임피던스의 그라운드 전위로 한다. 더미 용량의 용량치는 수학식 13을 만족하도록 설정된다.

본 실시예에서는, 더미 용량(304)의 효과로 보다 한층 크로스토크의 발생을 방지할 수 있다.

본원에 개시된 발명 중 대표적인 것에 의해 얻어지는 효과를 간단히 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 화상 표시 장치에 의하면, 휘도 변조 소자가 갖는 용량 성분의 충방전에 수반하는 무효 전력을 저감하여 소비 전력을 저감하는 것이 가능하게 된다.

Claims

화상 표시 장치에 있어서,

정극성의 전압 인가시 휘도가 변조하고 또한 역극성의 전압 인가시에는 휘도가 변조하지 않는 복수개의 휘도 변조 소자와;

상기 복수개의 휘도 변조 소자의 제1 전극에 전기적으로 접속된 복수의 제1 배선과;

상기 복수개의 휘도 변조 소자의 제2 전극에 전기적으로 접속되며, 또한 상기 복수의 제1 배선에 교차하는 복수의 제2 배선과;

상기 복수의 제1 배선에 결선되어, 주사 펄스를 출력하는 제1 구동부와;

상기 복수의 제2 배선에 결선된 제2 구동부를 포함하고,

상기 제1 구동부는 비선택 상태의 상기 제1 배선을 선택 상태의 상기 제1 배선 보다 고임피던스 상태로 설정하는 화상 표시 장치.
제1항에 있어서, 상기 제1 구동부는 상기 제1 배선을 상기 선택 상태로부터 상기 고임피던스 상태의 상기 비선택 상태로 이행시키는 기간에, 상기 고임피던스 상태 보다 저임피던스의 비선택 펄스 전위로 설정하는 화상 표시 장치.
제1항에 있어서, 상기 제1 구동부는 비선택 상태의 상기 제1 배선에, 상기 휘도 변조 소자에 의해 역극성이 되는 극성 방향의 전압을 출력하는 화상 표시 장치.
제1항에 있어서, 상기 제1 구동부는 선택 상태의 상기 제1 배선에 인접하는 두 개의 제1 배선 중 적어도 한 쪽을, 상기 선택 상태의 제1 배선이 선택 상태에 있는 기간은 고정 전위로 설정하고, 그 이외의 상기 제1 배선을 상기 선택 상태의 제1 배선 보다 고임피던스 상태로 설정하는 화상 표시 장치.
제4항에 있어서, 상기 제1 구동부는 상기 제1 배선 마다 설치된 전환 회로와, 복수개의 상호 위상이 다른 펄스를 출력하는 펄스 회로를 갖는 화상 표시 장치.
제1항에 있어서, 상기 휘도 변조 소자로서 유기 발광 다이오드를 이용하는 화상 표시 장치.
제1항에 있어서, 전자 방출 소자와 형광체의 조합에 의해 상기 휘도 변조 소자를 구성하는 화상 표시 장치.
제1항에 있어서, 상부 전극과 전자 가속층과 하부 전극을 갖는 박막 전자원과 형광체의 조합에 의해 상기 휘도 변조 소자를 구성하는 화상 표시 장치.
제1항에 있어서, 상기 고임피던스 상태의 임피던스는 1㏁ 이상인 화상 표시 장치.
제1항에 있어서, 상기 비선택 상태의 제1 배선은 플로팅 전위인 화상 표시 장치.
화상 표시 장치에 있어서,

정극성의 전압 인가시 휘도가 변조하고 또한 역극성의 전압 인가시에는 휘도가 변조하지 않는 복수개의 휘도 변조 소자와;

상기 복수개의 휘도 변조 소자의 제1 전극에 전기적으로 접속된 복수의 제1 배선과;

상기 복수개의 휘도 변조 소자의 제2 전극에 전기적으로 접속되며, 또한 상기 복수의 제1 배선에 교차하는 복수의 제2 배선과;

상기 복수의 제1 배선에 결선되어, 주사 펄스를 출력하는 제1 구동부와;

상기 복수의 제2 배선에 결선된 제2 구동부를 포함하고,

상기 제1 구동부는 비선택 상태의 상기 제1 배선을 선택 상태의 상기 제1 배선 보다 고임피던스 상태로 설정하고,

상기 제2 구동부는 비선택 상태의 상기 제2 배선을 선택 상태의 상기 제2 배선 보다 고임피던스 상태로 설정하는 화상 표시 장치.
제11항에 있어서, 상기 제1 구동부는 상기 제1 배선을 상기 선택 상태로부터 상기 고임피던스 상태의 상기 비선택 상태로 이행시키는 기간에, 상기 고임피던스 상태 보다 저임피던스의 비선택 펄스 전위로 설정하는 화상 표시 장치.
제11항에 있어서, 상기 제2 구동부는 상기 제2 배선을 상기 선택 상태로부터 상기 고임피던스 상태의 상기 비선택 상태로 이행시키는 기간에, 상기 고임피던스 상태 보다 저임피던스의 비선택 펄스 전위로 설정하는 화상 표시 장치.
제11항에 있어서, 상기 제1 구동부는 비선택 상태의 상기 제1 배선에, 상기 휘도 변조 소자에 의해 역극성이 되는 극성 방향의 전압을 출력하는 화상 표시 장치.
제11항에 있어서, 상기 제1 구동부는 선택 상태의 상기 제1 배선에 인접하는 두 개의 제1 배선 중 적어도 한 쪽을, 상기 선택 상태의 제1 배선이 선택 상태에 있는 기간은 고정 전위로 설정하고, 그 이외의 상기 제1 배선을 상기 선택 상태의 제1 배선 보다 고임피던스 상태로 설정하는 화상 표시 장치.
제15항에 있어서, 상기 제1 구동부는 상기 제1 배선 마다 설치된 전환 회로와, 복수개의 상호 위상이 다른 펄스를 출력하는 펄스 회로를 포함하는 화상 표시 장치.
제11항에 있어서, 적어도 하나의 제3 배선은 상기 복수의 제1 배선과 상기 적어도 하나의 제3 배선 사이에 접속된 부가 용량을 더 포함하고,

상기 제3 배선은 상기 고임피던스 상태 보다 저임피던스 상태로 설정하는 화상 표시 장치.
제17항에 있어서, 상기 제1 배선의 개수를 N (N은 정수), 상기 제2 배선의 개수를 M (M은 정수), 상기 휘도 변조 소자의 정전 용량을 C_e, 상기 선택 상태의 제1 배선에 인가하는 전압을 V_K, 상기 제3 배선의 전위를 V_G로 할 때,

상기 부가 용량은

C_d≥0.3MC_e/ [N(0.7-(V_G/V_K))]

을 만족하는 용량치 C_d인 화상 표시 장치.
제17항에 있어서, 상기 부가 용량은 상기 휘도 변조 소자의 정전 용량 부분으로 구성되는 화상 표시 장치.
제11항에 있어서, 적어도 하나의 제3 배선은 상기 복수의 제1 배선과 상기 적어도 하나의 제3 배선 사이에 접속된 부가 용량을 더 포함하고,

상기 제3 배선은 고정 전위로 설정하는 화상 표시 장치.
제11항에 있어서, 상기 휘도 변조 소자로서 유기 발광 다이오드를 이용하는 화상 표시 장치.
제11항에 있어서, 전자 방출 소자와 형광체의 조합에 의해 상기 휘도 변조 소자를 구성하는 화상 표시 장치.
제11항에 있어서, 상부 전극과 전자 가속층과 하부 전극을 갖는 박막 전자원과 형광체의 조합에 의해 상기 휘도 변조 소자를 구성하는 화상 표시 장치.
제11항에 있어서, 상기 고임피던스 상태의 임피던스는 1㏁ 이상인 화상 표시 장치.
제11항에 있어서, 상기 비선택 상태의 제1 배선은 플로팅 전위인 화상 표시 장치.
제11항에 있어서, 상기 비선택 상태의 제1 배선 및 상기 비선택 상태의 제2 배선은 플로팅 전위인 화상 표시 장치.
제11항에 있어서, 상기 제1 구동부의 상기 복수의 제1 배선 각각에 접속되는복수의 출력부와, 구동부 정전위선 사이에 접속된 복수의 구동부 부가 용량을 더 포함하고,

상기 제1 배선의 개수를 N (N은 정수), 상기 제2 배선의 개수를 M (M은 정수), 상기 휘도 변조 소자의 정전 용량을 C_e, 상기 선택 상태의 제1 배선에 인가하는 전압을 V_K, 상기 제3 배선의 전위를 V_G로 할 때,

상기 부가 용량은

C_d≥0.3MC_e/ [N{0.7-(V_G/V_K)}]

을 만족하는 용량치 C_d인 화상 표시 장치.
화상 표시 장치에 있어서,

정극성의 전압 인가시 휘도가 변조하고, 또한 역극성의 전압 인가시에는 휘도가 변조하지 않는 복수개의 휘도 변조 소자와;

상기 복수개의 휘도 변조 소자의 제1 전극에 전기적으로 접속된 복수의 제1 배선과;

상기 복수개의 휘도 변조 소자의 제2 전극에 전기적으로 접속되며, 또한 상기 복수의 제1 배선에 교차하는 복수의 제2 배선과;

상기 복수의 제1 배선에 결선되어, 주사 펄스를 출력하는 제1 구동부와;

상기 복수의 제2 배선에 결선되어, 데이터 펄스를 출력하는 제2 구동부를 포함하고,

상기 휘도 변조 소자는 상기 주사 펄스와 상기 데이터 펄스의 한쪽만을 인가하여도 휘도 변조하지 않고, 또한 상기 주사 펄스와 상기 데이터 펄스가 인가되면 휘도 변조하고,

상기 제1 구동부는 비선택 상태의 상기 제1 배선을 선택 상태의 상기 제1 배선 보다 고임피던스 상태로 설정하는 화상 표시 장치.
화상 표시 장치에 있어서,

정극성의 전압 인가시 휘도가 변조하고, 또한 역극성의 전압 인가시에는 휘도가 변조하지 않는 복수개의 휘도 변조 소자와;

상기 복수개의 휘도 변조 소자의 제1 전극에 전기적으로 접속된 복수의 제1 배선과;

상기 복수개의 휘도 변조 소자의 제2 전극에 전기적으로 접속되며, 또한 상기 복수의 제1 배선에 교차하는 복수의 제2 배선과;

상기 복수의 제1 배선에 결선되어, 주사 펄스를 출력하는 제1 구동부와;

상기 복수의 제2 배선에 결선되어, 데이터 펄스를 출력하는 제2 구동부를 포함하고,

상기 각 휘도 변조 소자는 상기 주사 펄스와 상기 데이터 펄스의 한쪽만을 인가하여도 휘도 변조하지 않고, 또한 상기 주사 펄스와 상기 데이터 펄스가 인가되면 휘도 변조하고,

상기 제1 구동부는 비선택 상태의 상기 제1 배선을 선택 상태의 상기 제1 배선 보다 고임피던스 상태로 설정하고,

상기 제2 구동부는 비선택 상태의 상기 제2 배선을 선택 상태의 상기 제2 배선 보다 고임피던스 상태로 설정하는 화상 표시 장치.