[发明专利]图像显示装置和图像显示装置的驱动方法

说明书

技术领域

本发明涉及图像显示装置和图像显示装置的驱动方法，特别涉及具有电极-绝缘体-电极结构，应用于采用在真空中发射电子的薄膜型电子源的图像显示装置的有效技术。

背景技术

薄膜型电子源是利用对绝缘体施加高电压产生的热电子的电子发射元件。

作为代表例，下面说明以上部电极-绝缘层-下部电极的三层薄膜结构构成的MIM(Metal-Insulator-Metal)型电子源。

图13是说明作为薄膜型电子源代表例的MIM电子源的工作原理的图。

在上部电极11和下部电极13之间施加驱动电压，使隧道绝缘层12内的电场为1～10MV/cm以上时，下部电极13中的费米能级附近的电子通过隧道现象穿过阻挡层，被注入到隧道绝缘层12的导带，而且成为注入到上部电极11的热电子。

这些热电子的一部分在隧道绝缘层12中和上部电极11中因与固体的相互作用受到散射而失去能量。

其结果，在到达上部电极11-真空10界面的时刻，是具有各种能量的热电子。

在这些热电子中，具有上部电极11的功函数φ以上能量的热电子被发射到真空中，而除此以外的热电子流入上部电极11。

将从下部电极13流入到上部电极11的电子产生的电流称为二极管电流(Id)，将被发射到真空中10中的电子产生的电流称为发射电流(Ie)，电子发射效率(Ie/Id)为1/10³～1/10⁵左右。

MIM型薄膜电子源例如披露于特开平9-320456号公报中。

这里，由于设置多个上部电极11和下部电极13，使这些多个上部电极11和下部电极13垂直，使薄膜型电子源形成为矩阵状和可以从任意的地方产生电子线，所以可以用作图像显示装置的电子源。

即，对每个像素配置薄膜型电子源元件，在真空中加速来自该元件的发射电子后，照射到荧光体上，通过使照射部分的荧光体发光，可以构成显示期望的图像的图像显示装置。

薄膜型电子源因发射电子束的直线传播性良好而可实现高清晰的显示装置，由于不易受到表面污染的影响而具有使用方便等作为图像显示装置用电子发射元件的优良特征。

在薄膜型电子源中，除了上述的MIM型电子源以外，还已知有在下部电极中使用半导体的MIS(Metal-Insulator-Semiconductor)型(例如，披露于Journal of Vacuum Science and Technologies B、Vol.11、pp.429～432)、在隧道绝缘层中使用半导体-绝缘体层积膜的薄膜电子源(例如，记载于(Japanese Journal of Applied Physics)、Vol.36、Part2、No.7B、pp.L939～L941(1997))、在隧道绝缘层中使用多孔硅的薄膜电子源(例如，记载于((Japanese Journal of Applied Physics)、Vol.34、Part2、No.6A、pp.L705～L707(1995))等。

在使用薄膜型电子源矩阵的图像显示装置中，由于不象阴极射线管(Cathode-ray tube；CRT)那样使用荫罩或电子束偏转电路，所以其消耗功率略小于CRT或为同等程度。

下面根据使用薄膜电子源矩阵的图像显示装置的现有的驱动方法来估算薄膜电子源矩阵中的消耗功率。

图14是表示现有的薄膜电子源矩阵的示意结构的图。

在行电极(下部电极)310和列电极(上部电极)311的各交点上形成薄膜型电子源元件301。

在图14中示出3行×3列的情况，但实际上在构成显示装置的像素或彩色显示装置的情况下，配置子像素(sub-pixel)个数的薄膜型电子源元件301。

即，行数N和列数M在典型的例中分别是N＝几百～几千行，M＝几百～几千列。

在显示彩色图像的情况下，以红、蓝、绿的各子像素(sub-pixel)的组合来形成1像素(pixel)，但在本说明书中，将显示彩色图像情况下的子像素(sub-pixel)也称为‘像素’。而且，在本说明书中，将像素或子像素也称为‘点’。

图15是说明现有的图像显示装置的驱动方法的定时图。

对行电极310中的1个(选择的行电极)由行电极驱动电路41施加振幅(V_row)的负极性的脉冲(扫描脉冲)，同时由列电极驱动电路42对列电极的几个电极(选择的列电极)施加振幅(V_col)的正极性脉冲(数据脉冲)。