专利名称：多电子源的特性调整方法及特性调整装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及具有多个表面传导型发射元件的多电子源的特性调整方法及特性调整装置。
背景技术：
现在，作为电子发射元件已知有热阴极元件和冷阴极元件两种。其中，冷阴极电子源已知有，例如，有场致发射型元件(以下记为FE)、金属/绝缘层/金属型元件(以下记为MIME)、表面传导型电子发射元件(以下记为SCE)等。
本发明的申请人，如日本专利特开平0-342636号公报所公开的，对多个SCE进行单纯矩阵布线的多电子源，以及应用此多电子源的图像显示装置进行了研究。
构成多电子源的SCE，由于工序上的变动，各个元件的电子发射特性会产生多多少少的偏差，在用其制作显示装置的场合，存在其特性的偏差表现为亮度偏差的问题。与此相对，利用SCE的电子发射特性的记忆性使特性一致的发明已经由本申请人在特开平10-228867号公报中公开。
发明概述本发明，利用上述已有的技术(特开平10-228867号公报)的SCE的电子发射特性的记忆性，使多电子源的特性均一化，这一点是共通的，但其改进之处是使其适于电子源显示屏的批量化工程。
在现有技术的构成中，在将电子源制造工艺特性均一化引入加工工序的场合，在每个电子发射元件的特性调整的调整时间上容易产生偏差，其结果是每个电子源显示屏的特性调整的调整时间及调整后的电子发射特性可能发生偏差。
本发明是一种即使是构成多电子源的SCE的电子发射特性的记忆性，对每个电子发射元件各不相同或者在多个电子源显示屏之间变化，也可提供一种可以在大致相同的加工时间中制造具有大致相同的电子发射特性的电子源显示屏的制造工艺。
就是说，本发明的目的是提供一种以简易的工序使多电子源的电子发射特性及调整时间基本相同的电子源的特性调整方法及特性调整装置。
在本发明中，在特性调整前，在对全部元件的初始电子发射电流进行测定并设定特性调整目标值的同时，利用一部分元件对多个特性移动电压值每一个计测发射电流变化特性，根据计测的特性的平均值生成特性调整表。之后，对各元件每一个，参照特性调整表相对作为初始电子发射电流和特性调整目标值之差的特性移动量决定用于特性移动的电压的波高值、脉冲幅度及脉冲数，并驱动特性移动。此外，监测特性移动驱动时的电子发射特性的变化，根据需要，对特性移动条件，即上述特性移动电压的波高值、脉冲幅度及脉冲数进行再设定。
附图简述
图1A、1B为示出本发明的一实施例的SCE的特性调整信号的一例的示图。
图2为示出移动电压施加时间和特性移动量的关系曲线图。
图3A、3B为说明相对SCE的驱动电压的发射电流的特性的差异的示图。
图4为将本发明的一实施例的特性调整用波形信号施加于多电子源的装置的概略构成图。
图5为利用图4的装置对电子源的各SCE进行特性调整的流程图。
图6为接着图5的流程图的特性调整的流程图。
图7为说明在数种驱动电压每一种连续施加于元件时的电子发射电流的变化量的特性曲线图。
图8为示出相对在图4的装置中为了特性调整施加的离散特性移动电压值的各个SCE的电子发射电流范围的示图。
图9为示出在判定在图4的装置中即使在SCE上施加最初决定的数目的脉冲也达不到调整目标值的场合施加的特性调整信号的一例的示图。
图10为示出在判定在图4的装置中如果在SCE上施加最初决定的数目的脉冲会超过调整目标值的场合施加的特性调整信号的一例的示图。
图11为接着图6的流程图的特性调整的流程图。
发明的
具体实施例方式
(实施例)下面根据实施例对本发明予以说明。
本申请人发现，为了改善SCE的特性，在制造工序中，在通常的驱动之前，通过进行在特开2000-310973、特开2000-243256号公报公开的预备驱动，可降低亮度的经时变化。本实施例，将预备驱动和电子源的特性调整一体化。
所谓预备驱动，就是对实施了稳定化工序的SCE，在以Vpre电压驱动规定期间之后，测定以Vpre电压驱动时元件的电子发射部附近的电场强度的工序。其后，以电场强度变小的通常驱动电压Vdrv驱动通常的图像显示。可认为，利用施加Vpre电压的驱动，通过预先以大电场强度驱动元件的电子发射部，在短期间内集中地发现作为经时特性的不稳定性的原因的结构构件的变化，可减少在用作显示装置时的以通常驱动电压Vdrv驱动的显示亮度的变动主要原因。
对于实施了预备驱动的元件，关于利用SCE显示的电子发射特性的记忆功能进行的电子发射特性的特性调整方法只进行大概说明，详细内容在上述特开2000-243256号公报中有记载。
图1为注目于构成多电子源的元件中的一个，示出施加于一元件上的预备驱动及的特性调整信号的电压波形的示图，其中横轴表示时间，纵轴表示施加于SCE上的电压(以下记为元件电压Vf)。
此处的驱动信号，使用如图1A所示的连续的矩形电压脉冲，将特性调整驱动期间的电压脉冲的施加期间分成为第1期间～第3期间3个，在各期间内施加脉冲1～1000个脉冲。依元件的不同，施加的脉冲波高值及脉冲数不同。图1A的电压脉冲的波形的一部分放大示于同图B。
作为具体的驱动条件，设驱动信号的脉冲幅度T1＝1[msec]，脉冲周期T2＝10[msec]。另外，为使施加到元件上的有效电压脉冲的上升时间Tr及下降时间Tf在100[ns]以下，将从驱动信号源到元件的布线线路的阻抗充分降低进行驱动。
此处，设元件电压Vf在预备驱动期间Vf＝Vpre，在特性调整期间中，在第1期间和第3期间设Vf＝Vdrv，在第2期间Vf＝Vshift。这些元件电压Vpre，Vdrv，Vshift一起是大于元件的电子发射阈值电压的电压，加之设定满足条件Vdrv＜Vpre≤Vshift。但是，因为依SCE的线状及材料的不同而电子发射阈值电压不同，所以针对测定对象SCE而适当地设定。
对于一个元件进行上述驱动之后，通过对全部元件实施同样的工序，结束对多电子源的特性调整工序。
可是，特性调整时施加的移动电压的施加时间和特性的移动量是相关的。图2为示意地示出施加超过电子发射阈值电压移动电压的大小的某一特性移动电压时的特性移动量Shift和电压的施加时间的相关曲线图。曲线的X轴是以对数表示的移动电压施加时间，Y轴是特性移动量Shirt。如图2所示，特性移动量的增加大致正比于移动电压的施加时间的对数。
图3A为从另一个方面观察图2的关系，示出在第2期间中，随着Vf＝Vshift的施加脉冲数增多，发射电流特性向右方移动。示出移动脉冲施加前Iec(1)的特性的元件使Vshift的脉冲变化为1脉冲施加的状态Iec(2)。在Vshift的脉冲变化为3脉冲施加时，发射电流特性曲线变为Iec(3)，在Vshift的脉冲变化为在0脉冲施加时，发射电流特性曲线变为Iec(5)，在Vshift的脉冲变化为100脉冲施加时，发射电流特性曲线变为Iec(6)。发射电流特性曲线上的发射电流Iec(5)在通常驱动电压Vdrv中变为发射电流Ie6。如利用此特性变化，增减对第2期间的元件的Vshift的脉冲的施加数，使变化为所要求的发射电流特性曲线，就可以使第3期间的通常驱动电压Vdrv的电子发射电流变为特定值。
在图3A中，说明具有多电子源的元件的电子发射电流，在预备驱动后，施加Vf＝Vdrv为Ie4，通过增加移动电压(Vshift)的施加次数，使施加Vf＝Vdrv时电子发射量发生Ie3→Ie5→Ie6的变化。多电子源，由多个元件构成，预备驱动施加后的特性也各不相同。本申请人，认真研究了在对预备驱动后的电子发射特性各不相同的元件施加了特性移动电压的场合，电子发射电流如何变化。结果，本申请人发现，在施加特性移动电压时的特性变化率，不依赖于移动电压施加前的电子发射量的多少而大致一定。即，如图3B所示，具有与图3A不同的初始特性的元件的电子发射电流在预备驱动后，Vf＝Vdrv施加时，是Ie4’，通过增加移动电压(Vshift)的施加次数，使Vf＝Vdrv施加时电子发射量发生Ie3’→Ie5’→Ie6’的变化。此时，如着眼于图3A及图3B中所示的Ie的变化率，在图3A的元件(1)上施加Vshift时的Ie及变化率的变化分别为Ie是Ie4(开始)→Ie3(1脉冲)→Ie5(10脉冲)→Ie6(100脉冲)；Ie的变化率是Ie3/Ie4→Ie5/Ie4 → Ie6/Ie4。另外，在图3B的元件(2)上施加Vshift时的Ie及变化率的变化分别为Ie是Ie4’(开始)→Ie3’(1脉冲)→Ie5’(10脉冲)→Ie6’(100脉冲)；Ie的变化率是Ie3’/Ie4’→Ie5’/Ie4’→Ie6’/Ie4’。本申请人发现，其中，如比较各个的变化率Ie3/Ie4和Ie3’/Ie4’，Ie5/Ie4和Ie5’/Ie4’，Ie6/Ie4和Ie6’/Ie4’，大致相等。如利用这一特性，即使是对初始Ie多少有些不同的元件，也可应用同样的发射电流特性曲线进行元件特性的调整。
于是，可以了解，在多数元件之中，即使是同样的发射电流特性变化曲线，上述变化率有很大的差异，一次Vshift电压施加后的变化率，与发射电流特性曲线上的变化率相比，存在变化的比率非常慢的元件和非常快的元件。已经发现，对这种元件的数目很少而变化率差别很大的元件，通过增减施加的脉冲幅度来施加脉冲，可应用同样的发射电流特性曲线，进行元件特性的调整。
于是，在本发明中，首先利用多电子源的一部分元件，取得针对特性移动电压施加的发射电流特性的变化曲线，以其为根据调整全体多电子源的特性。详细情况见后述，施加的移动电压值可以离散地在某一个阶段选择而取得数据，并在要求的时间内调整电子源整体特性。下面予以详细说明。
图4为示出将特性调整用波形信号施加于构成采用多电子源的显示屏301的各SCE上，用来改变各个SCE的电子发射特性的驱动电路的构成框图。在图4中，301是显示屏。在本实施方式中，假设在显示屏301中多个SCE以单纯矩阵状布线，业已结束成形处理及活化处理，正处于稳定化工序中。
显示屏301，是将以矩阵状配设多个SCE的基板和具有在此基板上分离设置的利用SCE发射的电子发光的荧光体的面板等在真空容器中进行装配的。并且，经行方向布线端子Dx1～Dxn及列方向布线端子Dy1～Dym与外部的电气电路相连接。301a是在显示屏301内以矩阵状配设多个SCE的基板中的一部分，配设有用来取得特性调整用数据。
302是从高压电源311向显示屏301的荧光体施加高电压用的端子。303，304是开关矩阵，通过分别选择行方向布线和列方向布线来选择用来施加脉冲电压的SCE。306，307是脉冲发生电路，可产生脉冲波形信号Px，Py。308是脉冲波高值及脉冲幅值设定电路，通过输出脉冲设定信号Lpx，Lpy，决定由脉冲发生电路306，307分别输出的脉冲信号的波高值及脉冲幅值。309是控制电路，控制特性调整的流程，输出数据Tv用来由脉冲波高值及脉冲幅值设定电路308设定波高值及幅值。另外，309a是CPU，控制控制电路309的动作。CPU 309a的动作，将在后面参照图5，图6及图11的流程图予以叙述。
在图4中，309b是用来存储各元件的用来特性调整的特性的存储器。具体说，309b存放施加通常驱动电压Vdrv时的各元件的电子发射电流Ie。309c是在一部分元件301a上施加电压取得数据而生成的参照用的查找表，供特性调整参照用(详述见后)。309d是用来存储各工序合起来的施加脉冲的波高值及幅值的脉冲设定存储器，也用于对在特性调整时上述变化率差异很大的电子源脉冲幅度的再设定。310是开关矩阵控制电路，通过输出开关切换信号Tx，Ty控制开关矩阵303，304的开关的选择来选择施加脉冲电压的SCE。
下面对特性调整过程所必需的数据的取得予以说明。在本实施例中，为了调整元件的电子发射电流，对各元件的电子发射电流Ie进行测定和存放。关于此电子发射电流Ie计测的详细情况见后述。为了特性调整，至少有必要测定在施加通常驱动电压Vdrv时流过的电子发射电流Ie，对此予以说明。根据控制电路309发出的开关矩阵控制信号Tsw，开关矩阵控制电路310选择开关矩阵303及304确定的行方向布线或列方向布线，进行切换连接以驱动所要求的SCE。
另一方面，控制电路309，向脉冲波高值及脉冲幅值设定电路308输出和通常驱动电压Vdrv相对应的波高值及脉冲幅值数据Tv。由此，从脉冲波高值及脉冲幅值设定电路308向脉冲发生电路306，307分别输出波高值及脉冲幅值数据Lpx及Lpy。根据此波高值及脉冲幅值数据Lpx及Lpy脉冲发生电路306，307分别输出驱动脉冲Px及Py，此驱动脉冲Px及Py施加于由开关矩阵303，304选择的元件。此处，此驱动脉冲Px及Py，对元件，设定为是通常驱动电压Vdrv(波高值)的1/2振幅，并且极性互相不同的脉冲。并且，同时由高压电源311向显示屏301荧光体施加规定的电压。
SCE的电子发射特性是在施加超过阈值电压的元件电压时电子发射电流Ie急剧增加，另一方面在施加低于阈值电压的元件电压时几乎检测不到电子发射电流Ie。就是说，SCE相对电子发射电流Ie是具有明确的阈值电压Vth的非线性元件。因此，在驱动脉冲Px及Py的振幅值为Vdrv的1/2且极性互相不同的场合，只有由开关矩阵303，304选择的元件有电子发射。于是，可以利用电流检出器305来测定利用驱动脉冲Px及Py驱动元件时的电子发射电流Ie。
下面利用图5、图6及图11说明构成多电子源的各个SCE的电子发射特性的调整过程。在本实施例中，因为进行了预备驱动和特性调整驱动，说明包含两方的驱动过程。
该过程包括在显示屏301的所有元件上施加预备驱动电压Vpre后，测定施加通常驱动电压Vdrv时的电子发射特性，设定进行特性调整时的基准目标电子发射电流值Ie-t的阶段I(与图5的流程图、图1A的预备驱动期间和特性调整期间的第1期间相对应)；当利用在图像显示上几乎不会产生障碍的场所301a的一部分的元件在元件上交互施加特性移动电压Vshift和通常驱动电压Vdrv时，导出电子发射电流变化量生成查找表的阶段II(与图6的流程图、图1A的特性调整期间的第2、第3期间相对应)；根据用于特性调整的查找表施加特性移动电压Vshift的脉冲波形信号及为了判定特性调整是否结束施加通常驱动电压Vdrv测定电子发射特性的阶段III(与图11的流程图、图1A的特性调整期间的第2、第3期间相对应)。
首先，对阶段I(图5的流程图)予以说明。在步骤S1中，输出开关矩阵控制信号Tsw，利用开关矩阵控制电路310切换开关矩阵303，304从显示屏301选择一个元件。之后，在步骤S12中，将施加于所选择的元件上的由脉冲设定存储器309d预先设定的波高值及脉冲幅值数据Tv输出到脉冲波高值及脉冲幅值设定电路308。测定用脉冲的波高值是预备驱动电压值Vpre＝16V，脉冲幅值为1msec。于是，在步骤S13中，由脉冲发生电路306，307经开关矩阵303，304向在步骤S11中选择的元件施加预备驱动电压Vpre的脉冲信号。在步骤S14中，为了评价将执行预备驱动电压的元件降低到通常驱动电压Vdrv进行驱动时的电子发射特性，将脉冲设定存储器309d预先设定的通常驱动电压Vdrv＝14.5V及脉冲幅值1msec设定为施加于所选择的元件的波高值及脉冲幅值数据Tv。于是，在步骤S15中，对在步骤S11中所选择的元件上施加通常驱动电压Vdrv的脉冲信号。在步骤S16中，为了特性调整将通常驱动电压Vdrv的电子发射电流Ie存放于脉冲设定存储器309d中。
在步骤S17中，调查是否是对显示屏301的所有的SCE都已经进行了测定，并且在不是时进入步骤S18，设定选择下一个元件的开关矩阵控制信号Tsw而进入步骤S11。另一方面，在步骤S17中，对显示屏301的全部SCE，比较通常驱动电压Vdrv的电子发射电流Ie，设定基准目标电子发射电流值Ie-t。
基准目标电子发射电流值Ie-t采用以下的方法设定。
如图3A所示，通过施加特性移动电压，使任何元件的Ie-Vf曲线都向右方移动。所以，将目标值设定为Vdrv施加时的Ie中的小者。然而，如目标值过小，会使特性调整后的多电子源的平均电子发射量大大降低。在本实施例中，对整个元件的电子发射电流值进行统计处理，计算出其平均电子发射电流Ie-ave和标准偏差σ-Ie。于是，基准目标电子发射电流值Ie-t为Ie-t＝Ie-ave-σ-Ie通过这样设定基准目标电子发射电流值Ie-t，可以使特性调整后的多电子源的平均电子发射电流不会有很大的降低，可以降低各个元件的电子发射量的偏差。
其次，对阶段II(图6的流程图)予以说明。
在生成查找表时，选择4阶段(Vshift1～Vshift4)的离散电压值作为特性移动电压而分别观测各个电压的特性移动量。特性移动电压的范围，如前所述，Vshift≤Vpre，Vshift的电压范围可根据SCE的形状及材料适当地设定，通常可以在大约1V范围内分为数个阶级设定来进行特性调整。
首先，在图6的流程图中，对于在多个元件上施加具有各个4个特性移动电压值Vshift1、Vshift2、Vshift3、Vshift4(1～100脉冲)时的电子发射电流Ie的变化量的计测步骤予以说明。
在步骤S21中，设定在多个SCE上施加4个特性移动电压每一个的区域、元件数、各特性移动电压值、脉冲幅值以及施加脉冲数。对多个元件施加的4个特性移动电压每一个的显示屏301内的区域，选定在显示图像上几乎不会招致障碍的场所301a，对一个特性移动电压将元件数设定为20元件。在步骤S22中，输出开关矩阵控制信号Tsw，由开关矩阵控制电路310对开关矩阵303，304进行切换来从显示屏301中选择一个元件。在步骤S23中，将施加于所选择的元件上的由脉冲设定存储器309d预先设定的波高值及脉冲幅值数据Tv输出到脉冲波高值及脉冲幅值设定电路308。特性移动电压用脉冲的波高值的预备驱动电压Vpre＝16V，特性移动电压为Vshift1＝16.25V、Vshift2＝16.5V、Vshift3＝16.75V、Vshift4＝17V中的任意一个，脉冲幅度哪一个都是1msec。于是，在步骤S24中，由脉冲发生电路306，307经开关矩阵303，304向在步骤S21中选择的元件施加预备驱动电压Vpre的脉冲信号作为特性移动电压的首次。
在步骤S25中，为了评价将执行特性移动电压施加的元件降低到通常驱动电压Vdrv进行驱动时的电子发射电流特性，将脉冲设定存储器309d预先设定的通常驱动电压Vdrv＝14.5V及脉冲幅值1msec设定为施加于所选择的元件的波高值及脉冲幅值数据Tv。于是，在步骤S26中，对在步骤S22中所选择的元件上施加通常驱动电压Vdrv的脉冲信号。在步骤S27中，将Vdrv电压的电子发射电流Ie作为相应于特性移动电压施加脉冲数的电子发射量变化数据存储于存储器309b。在步骤S28中，调查是否是对所选择的元件施加了规定次数的特性移动电压，并且在不是时进入步骤S23。
另一方面，在步骤S28中，在特性移动电压达到了规定的施加次数时，就进入步骤S29。在步骤S29中，调查是否是对多个规定的元件都已经进行了测定，并且在不是时进入步骤S30，设定选择下一个元件的开关矩阵控制信号Tsw而进入步骤S22。另一方面，在步骤S29中，在对规定的元件的测定处理结束时，将对多个规定的元件施加具有5个特性移动电压值Vshift0(＝Vpre)、Vshift1、Vshift2、Vshift3、Vshift4的每一个的特性移动电压(1～100脉冲)时的元件发射电流的变化量以图形表示。
图7示出在将特性移动电压值Vshift0(＝Vpre)、Vshift1、Vshift2、Vshift3、Vshift4的每一个施加(1～100脉冲)于多个元件时的电子发射电流的变化量(平均值)的示图。另外，此时的元件发射电流值是在各特性移动电压每施加一个脉冲的通常驱动(Vdrv)时计测的值。5个特性移动电压值的关系是Vshift4＞Vshift3＞Vshift2＞Vshift1＞Vpre。
如图7所示，增加特性移动电压施加数或增大特性移动电压可使元件特性的变化量变大，即调整量变大。利用如图7所示的特性变化曲线对多电子源全体进行调整以下面的两个步骤进行。
(1)根据由图5的Ie计测结果设定的目标电子发射电流值Ie-t设定特性移动电压范围及平均施加脉冲数。就是说，到此为止，成为生成用来进行特性调整的查找表的阶段。
(2)根据由(1)决定的设定值，对各元件每一个设定特性移动电压。于是，反复进行特性移动电压施加和电子发射电流特性计测，使特性移动到目标值为止。也就是说，变成为为了判定，根据特性调整用的查找表，施加特性移动电压Vshift的脉冲波形信号及特性调整是否结束，施加通常驱动电压Vdrv测定电子发射特性的阶段(与图11的流程图、图1A的特性调整期间的第2、第3期间相对应)。
但是，如前所述，虽然数目少但存在具有相对如图7所示的特性变化曲线的施加脉冲数的变化率差异很大的电子发射元件的电子源。对这样的电子源，通过在大多数的电子源的特性调整(1)、(2)的步骤中纳入后述的应对方法，也可以进行特性调整。
下面对(1)、(2)详细说明。
(1)将在图5中计测的最大电流值设为Iemax，则可利用下式求得在图5中设定的目标Ie-t的最大调整率Dmax。
Dmax＝Ie-t/Iemax例如，如目标Ie-t＝0.9μA，Iemax＝1.2μA，则Dmax＝0.75是必定的。此时，由图7可知，即使是施加最大移动电压Vshift4，采用1脉冲，也不能调整全部。另一方面，如增加特性移动电压施加脉冲数，特性调整时间变长，也不能说最好。于是，在本实施例中的，通过平均施加10脉冲，可以进行特性调整。此时，过程所需要的时间可估计为10脉冲的施加时间与具有超过目标Ie-t的元件数的乘积。
由图7可读出10脉冲施加时的Ie的调整率D0～D4。
此处，在将某一特性移动电压Vshift以10脉冲施加之后大概会立即达到目标电子发射电流Ie-t，而在初次将预备驱动(Vpre)以1脉冲施加之后立即通常驱动(Vdrv)时的电子发射电流上限值Ie-u可以以下式表示Ie-u＝Ie-t/D即如假设以10脉冲施加特性移动电压Vshift1时的调整率为D1，此时的将预备驱动(Vpre)以1脉冲施加之后立即通常驱动(Vdrv)时的电子发射电流上限值Ie-u1，则有Ie-u1＝Ie-t/D1同样，如假设以10脉冲施加特性移动电压Vshift2时的调整率为D2，此时的将预备驱动(Vpre)以1脉冲施加之后立即通常驱动(Vdrv)时的电子发射电流上限值Ie-u2，则有Ie-u2＝Ie-t/D2如假设以10脉冲施加特性移动电压Vshift3时的调整率为D3，此时的将预备驱动(Vpre)以1脉冲施加之后立即通常驱动(Vdrv)时的电子发射电流上限值Ie-u3，则有Ie-u3＝Ie-t/D3如假设以10脉冲施加特性移动电压Vshift4时的调整率为D4，此时的将预备驱动(Vpre)以1脉冲施加之后立即通常驱动(Vdrv)时的电子发射电流上限值Ie-u4，则有Ie-u4＝Ie-t/D4另外，如假设以10脉冲施加特性移动电压Vshift0时的调整率为D0，此时的将预备驱动(Vpre)以1脉冲施加之后立即通常驱动(Vdrv)时的电子发射电流上限值Ie-u0，则有Ie-u0＝Ie-t/D0如利用这些各个电子发射电流上限值做成用来进行特性调整的查找表，就成为图8。在图8中，施加预备驱动电压Vpre(＝特性移动电压Vshift0)而实施特性调整的预备驱动(Vpre)以1脉冲施加后在通常驱动(Vdrv)时的电子发射电流范围从目标Ie-t变到Ie-u1。同样，施加特性移动电压Vshift1而实施特性调整的预备驱动(Vpre)以1脉冲施加后在通常驱动(Vdrv)时的电子发射电流范围从目标Ie-u1变到Ie-u2，施加特性移动电压Vshift2而实施特性调整的预备驱动Vpre以1脉冲施加后在通常驱动(Vdrv)时的电子发射电流范围从目标Ie-u2变到Ie-u3，施加特性移动电压Vshift3而实施特性调整的预备驱动Vpre以1脉冲施加后在通常驱动(Vdrv)时的电子发射电流范围从目标Ie-u3变到Ie-u4，施加特性移动电压Vshift4而实施特性调整的预备驱动Vpre以1脉冲施加后在通常驱动(Vdrv)时的电子发射电流范围变得比目标Ie-u4更大。在预备驱动电压Vpre后的通常驱动电压Vdrv中的电子发射电流比Ie-u4更大的场合，施加Vshift4。
例如，在以10脉冲施加各个特性移动电压时的调整率D0＝0.9、D1＝0.81、D2＝0.72、D3＝0.6、D4＝0.5、目标Ie-t＝0.9μA、Ie最大值＝1.55μA时，施加各个特性移动电压的元件的Ie的范围为0.9＜Ie≤1.0μA(@Vshift0)，1.0＜Ie≤1.11μA(@Vshift1)，1.11＜Ie≤1.25μA(@Vshift2)，1.25＜Ie≤1.5μA(@Vshift3)，1.5＜Ie(@Vshift4)。
此处，对具有相对如图7所示的特性变化曲线的施加脉冲数的变化率差异很大的电子发射元件的电子源的应对方法予以说明。
如上所述，以图7所示的特性变化曲线为基础以平均施加脉冲数为10生成查找表，通过参照此表决定特性移动电压，可以平均每个元件10数脉冲以下将电子发射特性大致设定于目标Ie-t附近。在后述的特性调整实施中，也将平均施加脉冲数的2倍的20脉冲设定为最大施加脉冲数。此时，尽管实施了特性调整，未到达目标Ie-t附近的元件，其一是虽然施加了最大施加脉冲数20脉冲，但未达到目标Ie-t的元件，另一是在特性调整中低于目标Ie-t过多的元件。即意味着相对图7所示的特性变化曲线的施加脉冲数变化率差异很大的元件。
这样，下面叙述减少这种特性调整未成的元件或电子源的方法。首先，为了推测是否是这种特性调整未成的元件，决定在初次施加特性移动电压之后施加通常驱动电压Vdrv并将测定的电子发射电流Ie值与设想的变化率的电子发射电流Ie值进行比较。作为设想的变化率，下限为即使是施加最大施加脉冲数20脉冲也不能期待达到的目标Ie-t的变化率D-ll，而上限为预测通过第二次脉冲施加仍旧低于目标Ie-t的变化率D-ul。图7所示的特性变化曲线，因为可以以对数函数表示，例如，在移动电压Vshift0，脉冲幅度1[msec]的特性变化曲线可表示为y＝A0·logx+B0其中x是脉冲数，y是Ie的变化量，A0及B0是常数。
此处，下限的变化率D-ll0可表示如下。在初次施加特性移动电压时的变化率为下限变化率D-ll0的场合，特性变化曲线y＝A0·log1+D-100＝D-100在此特性曲线中，脉冲施加20次时的变化率为y＝A0·log20+D-ll0在此值超过当初设定的特性变化曲线的施加10次脉冲时的变化率的值的场合，因为不能期待特性调整在最大施加脉冲数20脉冲施加中达到目标Ie-t，可以表示为y＝A0·log20+D-ll0＜A0·log10+B0所以，下限的变化率D-ll0可表示为D-ll0＜A0·log10+B0-A0·log20＜B0-A0·log2≈B0-0.3·A0在初次施加脉冲电压时的变化率小于此下限的变化率D-ll0的场合，可以期待在最大施加脉冲数20脉冲施加以内达到目标Ie-t，在大于下限变化率D-ll0的场合，不能期待达到目标Ie-t。于是，在初次施加脉冲电压时的变化率大于此下限的变化率D-ll0的场合，如图9的特性调整期间的第2期间所示，在第2次以后施加脉冲时要将施加脉冲波形的宽度加大。这使每个1次脉冲施加的变化量加大，可期待在平均施加脉冲数前后达到目标Ie-t。在本实施例中，第2次以后的施加脉冲的宽度此1[msec]变为2倍的2[msec]。
其次，上限变化率D-ul0可表示如下。在初次施加特性移动电压时的变化率为上限变化率D-ul0的场合，特性变化曲线y＝A0·log1+D-ul0＝D-ul0在此特性曲线中，脉冲施加2次时的变化率为y＝A0·log2+D-ul0在此值小于当初设定的特性变化曲线的施加10次脉冲时的变化率的值的场合，因为预测特性调整在2次施加脉冲施加中低于目标Ie-t，可以表示为y＝A0·log2+D-ul0＞A0·log10+B0所以，上限的变化率D-ul0可表示为D-ul0＞A0·log10+B0-A0·log2＞B0+A0·log5≈B0-0.7A0于是，在初次施加脉冲电压时的变化率小于此上限的变化率D-ul0的场合，如图10的特性调整期间的第2期间所示，在第2次以后施加脉冲时要将施加脉冲波形的宽度减小。这使每个1次脉冲施加的变化量减小，可期待在平均施加脉冲数前后达到目标Ie-t。在本实施例中，第2次以后的施加脉冲的宽度从1[msec]变为十分之一的0.1[msec]。
同样，在各特性移动电压Vshift1～4中也可算出下限的变化量D-ll1～D-ll4及上限的变化率D-ul1～ul4，也可设定超过各下限的变化率的场合的脉冲幅值及小于各上限的变化率的场合的脉冲幅值。如上所述，为了对处对于图7所示的特性变化曲线的施加脉冲数的变化率差异很大的元件，在生成上述查找表时，算出各移动电压Vshift0～4的下限变化率D-ll0～D-ll4及上限变化率D-ul0～D-ul4，超过下限变化率的场合的脉冲幅值及低于上限变化率的场合的脉冲幅值一起存放于脉冲设定存储器309d。
其次，对阶段III(图11的流程图)予以说明。
首先，在步骤S51中，对显示屏301中的实施特性调整的SCE的1元件在特性调整时施加的最大施加脉冲数进行设定。最大施加脉冲数是平均施加脉冲数的2倍的20脉冲。之后，在步骤S52中，输出开关矩阵控制信号Tsw，由开关矩阵控制电路310对开关矩阵303，304进行切换来从显示屏301中选择一个元件。在步骤S53中，读出对所选择的元件的预备驱动后的通常驱动电压Vdrv施加时的电子发射电流值。在步骤S54中，读出特性调整查找表。在步骤S55中，将在步骤S53中读出的所选择的元件的电子发射电流值与特性调整的目标值Ie-t比较，判断是否是实施调整。在步骤S53中读出的所选择的元件的电子发射电流值与特性调整的目标值Ie-t相等或小的场合，不实施特性调整进入步骤S66。
在步骤S53中读出的所选择的元件的电子发射电流值比特性调整的目标值Ie-t大的场合，参照在步骤S54中读出的特性调整查找表在脉冲设定存储器309d中设定所选择的元件的电子发射电流值相对应的特性移动电压值Vshift0～Vshift4中的任何一个和脉冲幅度1[msec]。于是，在步骤S56中，将施加于所选择的元件上的由脉冲设定存储器309d预先设定的波高值及脉冲幅值数据Tv输出到脉冲波高值及脉冲幅值设定电路308。在步骤S57中，由脉冲发生电路306，307经开关矩阵303，304向在步骤S52中选择的SCE施加特性移动电压值Vshift0～Vshift4中的任何一个脉冲信号。例如，在步骤S52中选择的SCE的电子发射电流值为Ie-p，如在下述范围内，则由特性调整查找表图8，特性移动电压值为Vshift2。
Ie-u2＜Ie-p≤Ie-u3在步骤S58中，为了对在低于通常驱动电压Vdrv时驱动进行了特性调整的元件进行评价，将通常驱动电压Vdrv、脉冲幅度1[msec]作为施加于所选择的元件的由脉冲设定存储器309d预先设定的脉冲信号的波高值及脉冲幅值数据Tv设定。于是，在步骤S590中，对在步骤S52中选择的元件施加通常驱动电压值Vdrv脉冲电压。此时的电子发射电流在步骤S60中存放于计测存储器。在步骤S61中，当在步骤S60中计测的电子发射电流值不能小于特性调整目标Ie-t的场合，就进入步骤S62的初次脉冲施加检查。另一方面，在步骤S60中计测的元件的电子发射电流值与特性调整的目标值Ie-t相等或小的场合，不实施特性调整进入步骤S66。
在步骤S62中，检查脉冲施加是否是初次，在初次的场合，进入步骤S63。在第2次以后的场合，进入在步骤S65的特性调整驱动最大施加脉冲数的累积脉冲施加数检查。在步骤S63中，为了判定所选择的元件是否是如图7所示的对特性变化曲线的施加脉冲数的变化率差异很大的元件，从上述脉冲设定存储器309d读出与施加到所选择的元件的特性移动电压相对应的下限的变化率和上限的变化率。于是，对所选择的元件的预备驱动后的通常驱动电压Vdrv施加时的电子发射电流值与下限的变化率相乘的值作为下限Ie值，将与上限的变化率相乘的值作为上限Ie值，与在步骤S60中计测的电子发射电流值进行比较。接着，在步骤S64中，当在步骤S60中计测的电子发射电流值大于下限Ie值的场合，就对施加脉冲波形的幅值从1[msec]再设定为其2倍的2[msec]，而在小于上限Ie值的场合，就对施加脉冲波形的幅值从1[msec]再设定为其1/10倍的1/10[msec]，为了第2次进行脉冲施加，进入步骤S56。
另一方面，在步骤65中，检查对第2次以后的脉冲施加所选择的元件的累积脉冲施加数是否达到特性调整驱动最大施加脉冲数设定值，在未达到的场合，为了与前次的脉冲施加一样施加脉冲，进入步骤S56，而在达到的场合，进入步骤S66。在步骤S66中，调查是否是对显示屏301的所有的SCE都已经进行了特性调整，并且在不是时进入步骤S67，输出选择下一个元件的开关矩阵控制信号Tsw而进入步骤S52。在步骤S66中，对所有的元件，如流程结束，则特性调整完成，所有的元件的电子发射电流均一化。此处，步骤(2)结束。此时，过程所需要的时间，大致初期Ie为比目标Ie-t大的元件数和10脉冲移动电压施加时间的乘积的时间。
作为对在本实施例中叙述的图7所示的特性变化曲线的施加脉冲数的变化率差异很大的电子发射元件的电子源的应对方法，除上述方法以外，也可以采用对变化率差异很大的电子源施加的任何一个的特性移动电压之Vshift0～4进行电压值增减通过第2次以后的脉冲施加接近设想的变化率而到达目标Ie-t的方法。
另外，在本实施例中，对每个显示屏301生成特性调整查找表，根据该特性调整查找表进行调整的步骤和方法，在使同一批次内的显示屏301中SCE的目标电子发射电流值Ie-t相同进行特性调整的场合，只对最初的第1个显示屏生成特性调整查找表，在第2个以后的显示屏中，在显示屏301的前部SCE施加预备驱动电压Vpre后，假如通常驱动电压Vdrv施加时的电子发射特性的测定结果是可以设定SCE的基准目标电子发射电流值Ie-t的范畴，即使是未取得图7所示的特性变化曲线的全部而只取得确认一部分的数据，可以利用最初的第1个显示屏的特性调整查找表进行特性调整，可以削减第2个以后的显示屏的特性调整过程的处理时间。
另外，在本实施例中，计测电子发射电流，使其均一化，进行特性调整，但在测定由于从SCE发射的电子引起发光的荧光体的发光亮度时存在亮度偏差的场合，也可进行校正使其均一化。即在驱动每个元件时，利用CCD等测定从该元件发射的电子引起发光的荧光体的发光亮度，将该测定的亮度变换为与上述电子发射电流相当的值也可实现均一化。
此外，在本实施例中，利用的是显示屏内301a的图像显示区域的元件，在图像显示时在作成不进行驱动的空元件中，此处也可以取得数据。
如上所述，根据本发明，在具有配设多个SCE的多电子源的电子发生装置中，利用简单的构成，在可以使各个SCE的特性调整工序的时间均一化的同时，在量产制造工序中，可以抑制特性调整后的电子源显示屏之间的电子发射特性及特性调整时间的偏差，制造工序容易管理。
权利要求
1.一种多电子源的特性调整方法，是将多个电子发射元件配置于基板上的多电子源的特性调整方法，其特征在于包括对上述各电子发射元件的电子发射特性进行计测，设定特性调整目标值的工序；对上述多个电子发射元件的一部分，施加具有离散的多个特性移动电压值的特性移动电压，而对上述各个电子发射元件的电子发射特性进行计测，根据计测的电子发射特性的变化率对上述每个特性移动电压值生成特性调整表的工序；对上述每个电子发射元件，参照上述特性调整表，通过从上述多个特性移动电压值中选择规定的特性移动电压值施加于上述电子发射元件，使特性移动到特性调整目标值的移动工序；以及监视上述电子发射特性的变化，再设定特性移动条件的工序。
2.如权利要求1所记载的多电子源的特性调整方法，其特征在于上述特性调整表是利用上述多电子源的一部分，通过计测施加不同特性移动电压时的发射电流的变化而生成的。
3.如权利要求1所记载的多电子源的特性调整方法，其特征在于上述电子发射特性是电子发射电流或发光亮度。
4.如权利要求1所记载的多电子源的特性调整方法，其特征在于上述特性移动条件的再设定工序包括判断初次的特性移动脉冲施加后的电子发射特性的变化率是否在规定的范围内，以及不在上述规定范围内时，对上述特性移动电压的脉冲幅度进行再设定的工序。
5.如权利要求4所记载的多电子源的特性调整方法，其特征在于上述规定的范围，是施加根据上述计测的电子发射特性的变化率算出的、预先设定的最大施加脉冲数的特性移动电压时的电子发射特性的变化率的上限值及下限值所确定的范围。
6.一种多电子源的特性调整装置，是调整将多个电子发射元件配置于基板上的多电子源的各电子发射元件的电子发射特性的特性调整装置，其特征在于包括选择构成多电子源的上述电子发射元件的选择控制电路；设定在上述各个电子发射元件上应该施加的电压的波高值及脉冲幅值的设定电路；在利用上述选择电路选择的上述电子发射元件上施加由上述波高值及脉冲幅值设定电路设定的电压的驱动电路；测定在利用上述驱动电路驱动时从电子发射元件发出的电子发射电流的电路存放上述电子发射电流的测定值的存储器；利用上述选择控制电路选择上述多个的电子发射元件的一部分，利用上述波高值及脉冲幅值设定电路设定离散的多个特性移动电压而由上述驱动电路驱动其一部分的电子发射元件，根据在各特性移动电压施加时的上述测定电路的测定值算出上述一部分的电子发射元件的电子发射特性的变化率的平均值，以此为基础生成用来调整上述电子发射元件的电子发射电流特性的特性调整表的运算电路；存放上述特性调整表以及应该施加于上述电子发射元件上的特性移动电压波高值及脉冲幅值的存储器；以及根据上述特性调整表及电子发射电流对上述波高值及脉冲幅值设定电路的设定值进行再设定的控制电路。
全文摘要
一种电子源的特性调整方法及特性调整装置，以简易的工序使多电子源的电子发射特性及调整时间基本相同。上述方法包括设定特性调整目标值的工序；对每个特性移动电压值生成特性调整表的工序；对每个电子发射元件，使特性移动到特性调整目标值的移动工序；以及监视上述电子发射特性的变化，再设定特性移动条件的工序。
文档编号G09G3/22GK1402294SQ02130200
公开日2003年3月12日 申请日期2002年8月23日 优先权日2001年8月27日
发明者青木修司, 小口高弘 申请人:佳能株式会社