(57)【要約】【課題】電子放出素子を用いた高解像度画像表示装置など画素数の多い画像表示装置であっても、比較的短時間で所望の特性調整を実現すること。【解決手段】過去に印加された電圧の最大値に応じた放出電流特性を有する電子放出素子の特性調整方法であって、電子放出素子の駆動源として、出力電圧および出力電流が所望の制限値に設定でき、出力電圧または出力電流が設定された制限値に到達すると出力モードが切り換わるように構成された電圧電流発生器を用いることを特徴とするもの。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
過去に印加された電圧の最大値に応じた放出電流特性を有する電子放出素子の特性調整方法であって、
電子放出素子の駆動源として、出力電圧および出力電流が所望の制限値に設定でき、出力電圧または出力電流が設定された制限値に到達すると出力モードが切り換わるように構成された電圧電流発生器を用いることを特徴とする特性調整方法。
【請求項２】
前記電子放出素子は、表面伝導型放出素子であることを特徴とする請求項１に記載の特性調整方法。
【請求項３】
前記電圧電流発生器は、出力モードが切り換わった時点で出力を停止させることを特徴とする請求項１に記載の特性調整方法。
【請求項４】
過去に印加された電圧の最大値に応じた放出電流特性を有する電子放出素子の特性調整装置であって、
電子放出素子の駆動源は、出力電圧および出力電流が所望の制限値に設定でき、出力電圧または出力電流が設定された制限値に到達すると出力モードが切り換わるように構成された電圧電流発生器であることを特徴とする特性調整装置。
【請求項５】
前記電子放出素子は、表面伝導型放出素子であることを特徴とする請求項３に記載の特性調整装置。
【請求項６】
前記電圧電流発生器は、出力モードが切り換わった時点で出力を停止させることを特徴とする請求項４に記載の特性調整装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子放出素子の特性調整方法および特性調整装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像表示装置として、特許文献１や特許文献２に開示されているように、基板上に形成された小面積のＳｎＯ２ 、Ａｕ、Ｉｎ２ Ｏ３ ／ＳｎＯ２ 、カ−ボン等の薄膜に、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した冷陰極構造の表面伝導型放出素子を用いたものが実用化されている。
【特許文献１】特開平１０−２２８８６７公報
【特許文献２】特開２００４−１８５８２８号公報
【０００３】
これら特許文献には、基板にスパッタで金属酸化物よりなるＨ字形の平面形状に形成された導電性薄膜に通電処理(通電フォ−ミング)を施すことにより電子放出部を形成すること、通電フォーミング後に通電活性化処理を行うことにより電子放出特性を大幅に改善できることが記載されている。
【０００４】
通電活性化処理については、次のように説明されている。
通電活性化処理とは、通電フォーミング処理により形成された電子放出部に適宜の条件で通電を行って、その近傍に炭素もしくは炭素化合物を堆積せしめる処理のことである。例えば、適宜の分圧の有機物が存在し、全圧が１０のマイナス２乗〜１０のマイナス３乗［Ｐａ］の真空雰囲気中において、所定電圧のパルスを定期的に印加することにより、電子放出部の近傍に単結晶グラファイト、多結晶グラファイト、非晶質カーボンのいずれかか、もしくはその混合物を約５００［オングストローム］以下の膜厚で堆積させる。
【０００５】
通電活性化処理の効果について、次のように説明されている。このような処理を行うことにより、通電フォーミング直後と比較して、同じ印加電圧における放出電流を、典型的には約１００倍以上にまで増加させることができる。従って、上述の多数の表面伝導型放出素子を利用したマルチ電子源を製造する際においても、各素子に通電活性化処理を行うのが望ましい。
【０００６】
図２のような表面伝導型放出素子の放出電流Ｉｅ対素子印加電圧Ｖｆの特性例図および素子電流Ｉｆ対素子印加電圧Ｖｆの特性例図が示されている。ここで、放出電流Ｉｅは素子電流Ｉｆに比べて著しく小さいことから同一尺度で図示するのは困難であり、これらの特性は素子の大きさや形状等の設計パラメ−タを変更することにより変化することから、２本のグラフは各々任意単位で図示している。
【０００７】
また、上記特許文献には、表面伝導型放出素子は、放出電流Ｉｅに関して以下のような３つの特性を有することが記載されている。
【０００８】
１）ある電圧（これを閾値電圧Ｖｔｈと呼ぶ）以上の大きさ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、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。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。
【０００９】
２）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。
【００１０】
３）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。
【００１１】
従って、表面伝導型放出素子を単純マトリクス配線したマルチ電子源には種々の応用ができる可能性があり、例えば画像情報に応じた電気信号を適宜印加すれば画像表示装置用の電子源として好適に用いることができる、と記載されている。
【００１２】
このようなマルチ電子源は、工程上の変動などにより、個々の電子源の放出特性に多少のバラツキを生じることがある。マルチ電子源は大画面のフラットな画像表示装置を作るのに好適であるが、ＣＲＴなどと違い電子源が多数あるので、これを用いて画像表示装置を作成した場合に、それぞれの電子源の特性のバラツキが輝度のバラツキとなって表れるという問題があることが指摘されている。
【００１３】
マルチ電子源における電子放出特性が各電子源毎に異なる理由としては、例えば電子放出部に用いた材料の成分のバラツキ、素子の各部材の寸法形状の誤差、通電フォーミング工程における通電条件の不均一、通電活性化工程における通電条件や雰囲気ガスの不均一など種々の原因が考えられるが、これら全ての原因を除去しようとすると非常に高度な製造設備や極めて厳密な工程管理が必要となり、これらを満足させると製造コストが莫大なものとなってしまい現実的でないことも指摘されている。
【００１４】
上記特許文献１や特許文献２には、このバラツキを押さえるためにそれぞれの特性を測定する工程と基準値に応じた値になるように特性を調整する特性シフト電圧を印加する工程を設けて製造する方法が開示されている。
【００１５】
さらに特許文献２には、表面伝導型放出素子は、過去に印加された電圧最大値に応じた駆動電流特性（メモリ機能性）を有していることが開示されている。図３は素子印加電圧Ｖｆを変化させた場合に素子の駆動電流がどう変化するかを示したものである。素子印加電圧Ｖｆを高くすることにより駆動電流iがi１からi２に減少する。すなわち素子印加電圧Ｖｆを高くすることにより駆動電流特性は右方向（曲線Ｌ１からＬ３へ）にシフトすることになる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
しかしながら、これら特許文献１や特許文献２に開示されている発明に基づく特性調整方法では、高品位ＴＶ等の高解像度の画像表示装置に用いる場合、すなわち画素数の多い場合には、特性調整工程にかなりの調整作業工数を要することになる。
【００１７】
本発明の課題は、電子放出素子を用いた高解像度画像表示装置など画素数の多い画像表示装置であっても、比較的短時間で所望の特性調整を実現することである。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
上記課題を解決する請求項１に記載の発明は、過去に印加された電圧の最大値に応じた放出電流特性を有する電子放出素子の特性調整方法であって、電子放出素子の駆動源として、出力電圧および出力電流が所望の制限値に設定でき、出力電圧または出力電流が設定された制限値に到達すると出力モードが切り換わるように構成された電圧電流発生器を用いることを特徴とする。
【００１９】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の特性調整方法において、前記電子放出素子は、表面伝導型放出素子であることを特徴とする。
【００２０】
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の特性調整方法において、前記電圧電流発生器は、出力モードが切り換わった時点で出力を停止させることを特徴とする。
【００２１】
請求項４に記載の発明は、過去に印加された電圧の最大値に応じた放出電流特性を有する電子放出素子の特性調整装置であって、電子放出素子の駆動源は、出力電圧および出力電流が所望の制限値に設定でき、出力電圧または出力電流が設定された制限値に到達すると出力モードが切り換わるように構成された電圧電流発生器であることを特徴とする。
【００２２】
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の特性調整装置において、前記電子放出素子は、表面伝導型放出素子であることを特徴とする。
【００２３】
請求項６に記載の発明は、請求項４に記載の特性調整装置において、前記電圧電流発生器は、出力モードが切り換わった時点で出力を停止させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、電子放出素子を用いた高解像度画像表示装置など画素数の多い画像表示装置であっても、比較的短時間で所望の特性調整が行える。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。
図１は本発明の実施形態の一例を示すブロック図である。ＯＮ／ＯＦＦ制御付電圧電流発生器１は、負荷に応じて設定される電圧または電流の最大値のどちらかに設定可能な発生器であり、負荷抵抗が小さいときは電流発生器として機能し、負荷抵抗が大きいときは電圧発生器として機能するように構成されている。
【００２６】
このＯＮ／ＯＦＦ制御付電圧電流発生器１の出力は、多数の表面伝導型放出素子が縦方向および横方向にマトリクス配列された調整対象表示パネル２の一方向の端子に、スイッチマトリクス３を介して印加される。調整対象表示パネル２の他方向の端子には、スイッチマトリクス４を介してバイアス電源５の出力Ｖbiasが印加される。
【００２７】
ＯＮ／ＯＦＦ制御付電圧電流発生器１の出力電圧は電圧設定部６により設定され、出力電流は電流設定部７により設定される。
【００２８】
コントローラ８は、ＯＮ／ＯＦＦ制御付電圧電流発生器１の出力を、必要に応じて強制的に電流０Ａ、電圧０Ｖ、オープンまたはショートするように制御する。
【００２９】
電圧測定部９には、切換スイッチ１０を介して、調整対象表示パネル２の一方向の端子に印加される電圧またはＯＮ／ＯＦＦ制御付電圧電流発生器１の電流出力の電圧が入力される。
【００３０】
調整対象表示パネル２を構成する表面伝導型放出素子の電気特性に着目すると、特許文献１や特許文献２に開示されているように、素子印加電圧Ｖｆが高くなると抵抗値が増大する。そこで、本発明では、ＯＮ／ＯＦＦ制御付電圧電流発生器１から調整対象表示パネル２に素子印加電流Ｉｆを印加することにより徐々に素子印加電圧Ｖｆを増大させ、電圧設定部６で設定された電圧Ｖｅを目標値としてこの電圧Ｖｅに達した時点で停止させる。
【００３１】
コントローラ２は、ＯＮ／ＯＦＦ制御付電圧電流発生器１の出力モードも監視する。そして、電流モードから電圧モードへの切り替わりを検知した時点でＯＮ／ＯＦＦ制御付電圧電流発生器１の出力をＯＦＦにし、調整対象表示パネル２を構成するすべての表面伝導型放出素子について同一電流Ｉｆを印加したときに最大の素子印加電圧Ｖｆsになるように調整する。
【００３２】
測定部９は、スイッチマトリクス３および切換スイッチ１０を介して調整対象表示パネル２の一方向の端子電圧Ｖｆsを測定するとともに、切換スイッチ１０を介してＯＮ／ＯＦＦ制御付電圧電流発生器１の電流モードにおける出力電圧を測定する。
【００３３】
このような調整を行うことにより、従来のように調整対象表示パネル２を構成するすべての表面伝導型放出素子について「素子印加電圧発生→端子電圧測定→出力電圧設定」を何度も繰り返す必要はなく、ＯＮ／ＯＦＦ制御付電圧電流発生器１の出力モード切換により自動的に目標値に到達させることができ、制御手順が極めて少ないことから一連の調整に要する時間を大幅に短縮できる。
【００３４】
そして、ＯＮ／ＯＦＦ制御付電圧電流発生器１は調整対象表示パネル２を構成する表面伝導型放出素子に定電流を印加駆動するので、異常電流の印加によって調整対象表示パネル２を破損してしまうおそれもなく、効率よく表示パネルの調整が行える。
【００３５】
なお、調整対象素子の抵抗が徐々に小さくなる場合には、ＯＮ／ＯＦＦ制御付電圧電流発生器により電圧駆動を行い、電流が所定値に到達した時点で停止させればよい。
【００３６】
また、上記実施例では電子放出素子として表面伝導型放出素子を用いたが、電界放出型や金属/絶縁層/金属型の電子放出素子にも本発明を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の一実施例を示すブロック図である。
【図２】表面伝導型放出素子の特性例図である。
【図３】素子印加電圧Ｖｆを変化させた場合における素子駆動電流の特性例図である。
【符号の説明】
【００３８】
１  ＯＮ／ＯＦＦ制御付電圧電流発生器
２  調整対象表示パネル
３、４  スイッチマトリクス
５  バイアス電源
６  電圧設定部
７  電流設定部
８  コントローラ
９  電圧測定部
１０  切換スイッチ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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