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JP2000242220A - Device and method for manufacturing electron source, and electron source - Google Patents

Device and method for manufacturing electron source, and electron source

Info

Publication number
JP2000242220A
JP2000242220A JP11045998A JP4599899A JP2000242220A JP 2000242220 A JP2000242220 A JP 2000242220A JP 11045998 A JP11045998 A JP 11045998A JP 4599899 A JP4599899 A JP 4599899A JP 2000242220 A JP2000242220 A JP 2000242220A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
voltage
electron
electron source
driving
emitting device
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP11045998A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Akira Fujii
明 藤井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to JP11045998A priority Critical patent/JP2000242220A/en
Publication of JP2000242220A publication Critical patent/JP2000242220A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Cathode-Ray Tubes And Fluorescent Screens For Display (AREA)
  • Control Of Indicators Other Than Cathode Ray Tubes (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve the reduction with time and stability of an emission current of an electron source by applying a voltage to an electron emission element from the row direction wiring of the electron source when a preliminary drive voltage is applied to all elements of the electron source, increasing the power thrown into the electron source accompanying the application of the voltage at every prescribed time and applying the preliminary drive voltage to all elements on the electron source. SOLUTION: A relation between the current I and the voltage V in a voltage range accompanied with electron emission from the electron emission element is expressed by a function of I=f(V), and when f'(V) is defined as a differential coefficient of f(V) in the voltage V, after the drive is performed beforehand with the preliminary drive voltage of V1, the regular drive is performed with the voltage V2 becoming f(V1)/(V1.f'(V1)--2f(V1))>f(V2)/(V2.f'(V2)-2f(V2)). For that, the preliminary drive voltage V1 is applied to all elements of the electron source arranging plural electron emission elements on a substrate in matrix by row direction wiring 4002 and column direction wiring 4003.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、電子放出素子を多
数個備える電子源の製造装置および製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus and a method for manufacturing an electron source having a large number of electron-emitting devices.

【0002】[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、例えば電界放出型素子(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)や、表面伝導型放出素子などが知られている。
2. Description of the Related Art Conventionally, two types of electron emitting devices, a hot cathode device and a cold cathode device, are known. Among them, as the cold cathode device, for example, a field emission device (hereinafter referred to as FE type), a metal / insulating layer / metal type emission device (hereinafter referred to as MIM type), a surface conduction type emission device, and the like are known. .

【0003】FE型の例としては、例えば、W.P.D
yke & W.W.Dolan,”Field em
ission”,Advance in Electr
onPhysics,8,89(1956)や、あるい
は、C.A.Spindt,”Physical pr
operties of thin−film fie
ld emission cathodes with
molybdenium cones”,J.App
l.Phys.,47,5248(1976)などが知
られている。
As an example of the FE type, see, for example, P. D
yke & W. W. Dolan, "Field em
issue ", Advance in Electr
on Physics, 8, 89 (1956) or C.I. A. Spindt, "Physical pr
operations of thin-film figure
ld emission cathodes with
molybdenium cones ", J. App.
l. Phys. , 47, 5248 (1976).

【0004】また、MIM型の例としては、例えば、
C.A.Mead,”Operation of tu
nnel−emission Devices,J.A
ppl.Phys.,32,646(1961)などが
知られている。
As an example of the MIM type, for example,
C. A. Mead, “Operation of tu
nnel-emission Devices, J. et al. A
ppl. Phys. , 32, 646 (1961).

【0005】また、表面伝導型放出素子としては、例え
ば、M.I.Elinson,Radio Eng.E
lectron Phys.,10,1290,(19
65)や、後述する他の例が知られている。
Further, as a surface conduction type emission device, for example, M.S. I. Elinson, Radio Eng. E
electron Phys. , 10, 1290, (19
65) and other examples described later.

【0006】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
2 薄膜を用いたものの他に、Au薄膜によるもの
[G.Dittmer:”Thin Solid Fil
ms”,9,317(1972)]や、In23 /S
nO2 薄膜によるもの[M.Hartwell and
C.G.Fonstad:”IEEE Trans.
ED Conf.”,519(1975)]や、カ−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。
[0006] The surface conduction electron-emitting device utilizes a phenomenon in which an electron is emitted when a current flows in a small-area thin film formed on a substrate in parallel with the film surface. As this surface conduction type emission element, Sn described by Elinson et al.
In addition to those using the O 2 thin film, those using the Au thin film [G. Dittmer: "Thin Solid Fil
ms ", 9,317 (1972)] and In 2 O 3 / S
nO 2 thin film [M. Hartwell and
C. G. FIG. Fonstad: "IEEE Trans.
ED Conf. , 519 (1975)] and those using carbon thin films [Hisashi Araki et al .: Vacuum, Vol. 26, No. 1,
No. 22 (1983)].

【0007】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10に前述のM.Hartwel
lらによる素子の平面図を示す。同図において、300
1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3004に後述の通電フォ−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[mm]で設定されている。なお、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。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−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−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−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300
5を形成することである。なお、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−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] As a typical example of the element configuration of these surface conduction electron-emitting devices, FIG. Hartwel
1 shows a plan view of an element according to the present invention. In FIG.
Reference numeral 1 denotes a substrate, and reference numeral 3004 denotes a conductive thin film made of a metal oxide formed by sputtering. The conductive thin film 3004 is formed in an H-shaped planar shape as shown. An electron emission portion 3005 is formed by subjecting the conductive thin film 3004 to an energization process called energization forming described later. The interval L in the figure is 0.5 to 1 [mm], and W is
It is set at 0.1 [mm]. For convenience of illustration, the electron-emitting portion 3005 is shown in a rectangular shape at the center of the conductive thin film 3004, but this is a schematic shape, and the position and shape of the actual electron-emitting portion are faithfully represented. Not necessarily. M. In the above-described surface conduction electron-emitting device, including the device by Hartwell et al., It is general to form an electron-emitting portion 3005 by subjecting the conductive thin film 3004 to an energization process called energization forming before electron emission. It was a target. That is, the energization forming means applying a constant DC voltage to both ends of the conductive thin film 3004 or applying a DC voltage which is stepped up at a very slow rate of about 1 V / min. The electron-emitting portion 300 in an electrically high-resistance state by locally destroying, deforming, or altering the conductive thin film 3004
5 is formed. Note that a part of the conductive thin film 3004 that is locally broken, deformed, or altered includes
Cracks occur. When an appropriate voltage is applied to the conductive thin film 3004 after the energization forming, electrons are emitted in the vicinity of the crack.

【0008】このように、表面伝導型放出素子の電子放
出部を形成する際には、導電性薄膜に電流を流して該薄
膜を局所的に破壊もしくは変形もしくは変質させて亀裂
を形成する処理(通電フォ−ミング処理)を行う。この
後さらに通電活性化処理を行うことにより電子放出特性
を大幅に改善することが可能である。
As described above, when forming the electron-emitting portion of the surface conduction electron-emitting device, a current is applied to the conductive thin film to locally break, deform or alter the thin film, thereby forming a crack ( Energization forming process). Thereafter, by further performing the activation process, it is possible to greatly improve the electron emission characteristics.

【0009】すなわち、通電活性化処理とは通電フォ−
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10-4ないし10-5[Torr]
の真空雰囲気中において、電圧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−ボンのいずれか、
もしくはその混合物を500[Å]以下の膜厚で堆積さ
せる。但し、この条件はほんの一例であって、表面伝導
型放出素子の材質や形状により適宜変更されるべきであ
るのは言うまでもない。
That is, the energization activation process is an energization form.
This is a process of energizing the electron-emitting portion formed by the trimming process under appropriate conditions and depositing carbon or a carbon compound in the vicinity thereof. For example, an organic substance having an appropriate partial pressure exists, and the total pressure is 10 −4 to 10 −5 [Torr].
By applying a voltage pulse periodically in the vacuum atmosphere, any one of monocrystalline graphite, polycrystalline graphite, and amorphous carbon is formed in the vicinity of the electron emitting portion.
Alternatively, the mixture is deposited to a thickness of 500 [Å] or less. However, it is needless to say that this condition is only an example and should be appropriately changed depending on the material and shape of the surface conduction electron-emitting device.

【0010】このような処理を行うことにより、通電フ
ォ−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100倍以上増加させることが可能で
ある。なお、通電活性化終了後には、真空雰囲気中の有
機物の分圧を低減させるのが望ましい。これを安定化工
程と呼ぶ。
By performing such processing, the emission current at the same applied voltage can be typically increased by 100 times or more as compared with immediately after the energization forming. It is desirable to reduce the partial pressure of the organic substance in the vacuum atmosphere after the completion of the activation. This is called a stabilization step.

【0011】上述の表面伝導型放出素子は、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64−31332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。
The above-mentioned surface conduction electron-emitting device has an advantage that a large number of devices can be formed over a large area since it has a simple structure and is easy to manufacture. Therefore, for example, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 64-31332 by the present applicant, a method for arranging and driving a large number of elements has been studied.

【0012】また、表面伝導型放出素子の応用について
は、例えば、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−ム源等が研究されている。特に、画
像表示装置への応用としては、例えば本出願人によるU
SP5,066,883や特開平2−257551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螢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
子と螢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。例えば、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。
With respect to the application of the surface conduction electron-emitting device, for example, an image forming apparatus such as an image display device and an image recording device, and a charged beam source have been studied. In particular, as an application to an image display device, for example, U.S. Pat.
As disclosed in SP5, 066, 883 and JP-A-2-257551, an image display device using a combination of a surface conduction electron-emitting device and a phosphor that emits light upon irradiation with an electron beam has been studied. An image display device using a combination of a surface conduction emission device and a phosphor is expected to have better characteristics than other conventional image display devices. For example, compared to a liquid crystal display device that has become widespread in recent years, it can be said that it is excellent in that it is a self-luminous type and does not require a backlight and has a wide viewing angle.

【0013】[0013]

【発明が解決しようとする課題】本出願人らは、上記従
来技術に記載したものをはじめとして、様々な材料、製
法、構造の表面伝導型放出素子の製作を試みてきた。さ
らに、多数の表面伝導型放出素子を配列したマルチビー
ム電子源、並びにこのマルチビーム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。
SUMMARY OF THE INVENTION The present applicants have attempted to produce surface conduction type emission devices having various materials, manufacturing methods and structures, including those described in the above-mentioned prior art. Furthermore, research has been conducted on a multi-beam electron source in which a large number of surface conduction electron-emitting devices are arranged, and on an image display device using the multi-beam electron source.

【0014】本出願人らは、例えば図11に示す電気的
な配線方法によるマルチ電子ビーム源の製作を試みてき
た。すなわち、表面伝導型放出素子を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。図中、4001は表
面伝導型放出素子を模式的に示したもの、4002は行
方向配線、4003は列方向配線である。行方向配線4
002および列方向配線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4
004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。
The present applicants have attempted to manufacture a multi-electron beam source by, for example, an electrical wiring method shown in FIG. That is, it is a multi-electron beam source in which a large number of surface conduction emission devices are two-dimensionally arranged and these devices are wired in a matrix as shown in the figure. In the figure, 4001 schematically shows a surface conduction electron-emitting device, 4002 shows a row direction wiring, and 4003 shows a column direction wiring. Row direction wiring 4
002 and the column wiring 4003 actually have a finite electrical resistance, but in the drawing, the wiring resistance 4
004 and 4005. The above-described wiring method is called simple matrix wiring.

【0015】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、例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。
Although a 6 × 6 matrix is shown for convenience of illustration, the size of the matrix is not limited to this. For example, in the case of a multi-electron beam source for an image display device, a desired image is displayed. Elements that are sufficient for displaying are arranged and wired.

【0016】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、行方向配線4002および列方向配
線4003に適宜の電気信号を印加する。例えば、マト
リクスの中の任意の1行の表面伝導型放出素子を駆動す
るには、選択する行の行方向配線4002には選択電圧
Vsを印加し、同時に非選択の行の行方向配線4002
には非選択電圧Vnsを印加する。これと同期して列方
向配線4003に電子ビームを出力するための駆動電圧
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
行の表面伝導型放出素子には、Ve−Vsの電圧が印加
され、また非選択行の表面伝導型放出素子にはVe−V
nsの電圧が印加される。Ve、Vs、Vnsを適宜の
大きさの電圧にすれば選択する行の表面伝導型放出素子
だけから所望の強度の電子ビームが出力されるはずであ
り、また列方向配線の各々に異なる駆動電圧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はずである。また、表面伝導型放出
素子の応答速度は高速であるため、駆動電圧Veを印加
する時間の長さを変えれば、電子ビ−ムが出力される時
間の長さも変えることができるはずである。したがっ
て、表面伝導型放出素子を単純マトリクス配線したマル
チ電子ビ−ム源にはいろいろな用途が考えられており、
例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。
In a multi-electron beam source in which surface conduction electron-emitting devices are arranged in a simple matrix, an appropriate electric signal is applied to the row wiring 4002 and the column wiring 4003 in order to output a desired electron beam. For example, to drive a surface conduction electron-emitting device of an arbitrary row in a matrix, a selection voltage Vs is applied to a row-directional wiring 4002 of a selected row, and at the same time, a row-directional wiring 4002 of a non-selected row is applied.
Is applied with a non-selection voltage Vns. In synchronization with this, a drive voltage Ve for outputting an electron beam is applied to the column wiring 4003. According to this method, the wiring resistance 4004
Neglecting the voltage drop caused by Ve and Vs, the voltage of Ve−Vs is applied to the surface conduction type emission element of the selected row, and Ve−V is applied to the surface conduction type emission element of the non-selected row.
A voltage of ns is applied. If Ve, Vs, and Vns are set to voltages of appropriate magnitudes, an electron beam of a desired intensity should be output only from the surface conduction electron-emitting device of the selected row, and a different driving voltage is applied to each of the column wirings. If Ve is applied, each of the elements in the selected row should output a different intensity electron beam. Further, since the response speed of the surface conduction electron-emitting device is high, if the length of time for applying the driving voltage Ve is changed, the length of time for outputting the electron beam can be changed. Therefore, various applications are considered for the multi-electron beam source in which the surface conduction electron-emitting devices are arranged in a simple matrix.
For example, if a voltage signal corresponding to image information is appropriately applied, it is expected that the device can be applied as an electron source for an image display device.

【0017】ところで、表面伝導型放出素子を用いた電
子源は長期間駆動すると、放出電流が徐々に低下すると
いう問題があった。これは駆動中の電子放出部近傍の電
界強度は極めて高いため、電子放出部近傍の経時的な変
化が発生し放出電子量の低下となって現れているものと
考えられる。
By the way, the electron source using the surface conduction electron-emitting device has a problem that the emission current gradually decreases when driven for a long time. It is considered that this is because the electric field intensity near the electron emission portion during driving is extremely high, so that a change with time occurs near the electron emission portion and the amount of emitted electrons decreases.

【0018】本発明の目的は、電子源の放出電流の経時
的減少と不安定性を押さえるための電子源の製造装置お
よび製造方法を提供することにある。
An object of the present invention is to provide a manufacturing apparatus and a manufacturing method of an electron source for reducing the emission current of the electron source with time and suppressing instability.

【0019】[0019]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め本発明では、電子放出素子からの電子放出を伴う電圧
範囲における電流Iと電圧Vとの関係を
In order to achieve the above object, according to the present invention, the relationship between a current I and a voltage V in a voltage range accompanied by electron emission from an electron-emitting device is determined.

【0020】[0020]

【数5】 なる関数で表現し、f’(V)を電圧Vにおけるf
(V)の微係数とする時、予めV1なる予備駆動電圧で
駆動を行った後に、
(Equation 5) F ′ (V) is expressed by f
When the differential coefficient of (V) is used, after driving in advance with the preliminary driving voltage of V1,

【0021】[0021]

【数6】 となる電圧V2にて通常の駆動を行うために、複数の電
子放出素子を行方向配線および列方向配線によりマトリ
ックス状に基板上に並べた電子源の全素子に前記予備駆
動電圧V1を印加する際、前記電子源の行方向配線から
電子放出素子に電圧Vxを印加するとともに、電圧Vx
の印加に伴い電子源に投入する電力を所定時間ごとに増
加させ、かつ電子源上の全素子に予備駆動電圧V1を印
加することを特徴とする。
(Equation 6) In order to perform normal driving at a voltage V2, the pre-driving voltage V1 is applied to all elements of an electron source in which a plurality of electron-emitting devices are arranged on a substrate in a matrix by row and column wirings. At this time, the voltage Vx is applied to the electron-emitting device from the row-direction wiring of the electron source and the voltage Vx
The power supplied to the electron source is increased at predetermined time intervals in accordance with the application of, and the pre-driving voltage V1 is applied to all elements on the electron source.

【0022】[0022]

【作用】上記の構成によれば、予備駆動を行うことによ
り、電子源を構成する電子放出素子の電子放出特性の安
定性が向上する。また、予備駆動時に電子放出素子に印
加される電力を徐々に増加させることにより、素子の構
造部材の変化を緩やかに行うことができ、予備駆動によ
る素子の破壊や劣化および電子放出特性の異常発生等を
防ぐことができる。
According to the above arrangement, by performing the preliminary driving, the stability of the electron emission characteristics of the electron emission element constituting the electron source is improved. Also, by gradually increasing the power applied to the electron-emitting device during the pre-driving, the structural members of the device can be changed gradually, and the pre-driving can cause destruction and deterioration of the device and abnormal occurrence of electron emission characteristics. Etc. can be prevented.

【0023】[0023]

【実施例】以下、実施例に基づいて本発明を説明する。 [実施例1]先に説明した課題に対して、出願人らは、
通常の駆動に先立ち予備駆動と呼ぶ駆動方法を行うこと
で経時的な変化が低減することが出来ることを見出し
た。ここで予備駆動について説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below based on embodiments. [Example 1] In response to the above-described problem, the applicants
It has been found that a temporal change can be reduced by performing a driving method called preliminary driving prior to normal driving. Here, the preliminary driving will be described.

【0024】すでに述べたように、表面伝導型放出素子
の電子放出部を形成する際には、通電フォーミング処理
後、通電活性化処理により電子放出部の近傍に炭素もし
くは炭素化合物を堆積せしめている。さらに通電活性化
終了後には、安定化工程を行うことが好ましい。この工
程は、真空容器内の有機物質を排気する工程である。真
空容器を排気する真空排気装置は、装置から発生するオ
イル等の有機物質が素子の特性に影響を与えないよう
に、オイルを使用しないものを用いるのが好ましい。具
体的には、磁気浮上型ターボ分子ポンプ、クライオポン
プ、ソープションポンプ、イオンポンプ等の真空排気装
置を挙げることが出来る。真空容器内の有機成分の分圧
は、上記の炭素および炭素化合物がほぼ新たに堆積しな
い分圧で1×10-6Pa以下が好ましく、さらには1×
10-8Pa以下が特に好ましい。さらに真空容器内を排
気するときには、真空容器全体を加熱して、真空容器内
壁や、電子放出素子に吸着した有機物質分子を排気しや
すくするのが好ましい。安定化工程により得られるこの
ような真空雰囲気中の有機物の分圧を低減した雰囲気
で、通常の駆動に先立って施される通電処理が予備駆動
処理である。
As described above, when forming the electron emission portion of the surface conduction electron-emitting device, carbon or a carbon compound is deposited near the electron emission portion by the activation process after the energization forming process. . Further, it is preferable to perform a stabilization step after the activation of the current supply. This step is a step of exhausting the organic substance in the vacuum container. It is preferable to use a vacuum-evacuation device that does not use oil so that an organic substance such as oil generated from the device does not affect the characteristics of the element. Specifically, a vacuum evacuation device such as a magnetic levitation type turbo molecular pump, a cryopump, a sorption pump, an ion pump and the like can be mentioned. The partial pressure of the organic component in the vacuum container is preferably 1 × 10 −6 Pa or less, more preferably 1 × 10 −6 Pa or less, at which the above-mentioned carbon and carbon compounds are hardly newly deposited.
Particularly preferred is 10 -8 Pa or less. Further, when evacuating the inside of the vacuum vessel, it is preferable to heat the entire vacuum vessel to facilitate evacuating the organic substance molecules adsorbed on the inner wall of the vacuum vessel and the electron-emitting device. A pre-driving process is an energizing process performed prior to normal driving in an atmosphere in which the partial pressure of organic substances is reduced in such a vacuum atmosphere obtained by the stabilization process.

【0025】上述したように、表面伝導型放出素子にお
いて駆動中の電子放出部近傍の電界強度は極めて高く、
このため同一の駆動電圧で長期間駆動すると、放出電子
量が徐々に低下するという問題があった。高い電界強度
に起因する電子放出部近傍の経時的な変化が、放出電子
量の低下となって現れているものと思われる。
As described above, in the surface conduction electron-emitting device, the electric field intensity near the electron-emitting portion during driving is extremely high.
For this reason, when driven for a long time at the same driving voltage, there is a problem that the amount of emitted electrons gradually decreases. It is considered that a change with time in the vicinity of the electron emitting portion due to the high electric field strength is caused by a decrease in the amount of emitted electrons.

【0026】この点について説明する。Fowlerと
Nordheimらによれば、FE型の電子放出素子か
ら放出される電流Iと、カソード−ゲート間に印加され
る電圧Vとの関係は
This will be described. According to Fowler and Nordheim et al., The relationship between the current I emitted from the FE type electron-emitting device and the voltage V applied between the cathode and the gate is:

【0027】[0027]

【数7】 で表される。上記式中、A並びにBは、電子放出部近傍
の材料並びに放出面積に依存する定数であり、βは電子
放出部近傍の形状に依存するパラメータであり、電圧V
にβを乗じた値が電界強度となる。ここで、FE型の電
子放出素子を例に取って説明するのは、表面伝導型の電
子放出素子においても同式を一対の電極間に印加した電
圧Vに対して、素子電流または放出電流Iと置き換える
だけで同様に表現されることを見出したためである。
(Equation 7) It is represented by In the above formula, A and B are constants depending on the material and the emission area near the electron emission portion, β is a parameter depending on the shape near the electron emission portion, and the voltage V
Multiplied by β is the electric field strength. Here, the FE type electron-emitting device will be described as an example. In the case of a surface conduction type electron-emitting device, the same equation is applied to a device current or an emission current I with respect to a voltage V applied between a pair of electrodes. This is because they have been found to be expressed in the same way simply by replacing.

【0028】図6のグラフにプロットされた電気特性を
直線(図6中の破線)で近似すると、印加電圧Vを近似
直線の傾きSで除した値に負符号を付けた値
When the electrical characteristics plotted in the graph of FIG. 6 are approximated by a straight line (broken line in FIG. 6), the value obtained by dividing the applied voltage V by the slope S of the approximate straight line has a minus sign.

【0029】[0029]

【数8】 が、カソード23とゲート24間に形成される電界の強
度に比例することが分かる。
(Equation 8) Is proportional to the intensity of the electric field formed between the cathode 23 and the gate 24.

【0030】更に、上記関係をもう少し一般化して表現
すると、放出電流Iと電圧Vとの関係を
Further, if the above relationship is expressed more generally, the relationship between the emission current I and the voltage V can be expressed as

【0031】[0031]

【数9】 なる関数で表現し、f’(V)を電圧Vにおけるf
(V)の微係数とする時、電圧Vにおける電界強度は
(式3)より、
(Equation 9) F ′ (V) is expressed by f
When the differential coefficient of (V) is obtained, the electric field strength at voltage V is given by (Equation 3).

【0032】[0032]

【数10】 と表され、(Equation 10) Is expressed as

【0033】[0033]

【数11】 に比例することがわかる。[Equation 11] It turns out that it is proportional to.

【0034】FE型電子放出素子における上記電界強度
の代表的な値は、およそ107 V/cmのオーダーと非
常に高い値である。この点もまた、表面伝導型電子放出
素子の一対の電極間に適用される。
A typical value of the electric field intensity in the FE type electron-emitting device is a very high value on the order of about 10 7 V / cm. This point is also applied between the pair of electrodes of the surface conduction electron-emitting device.

【0035】このように大きな電界強度のもとで、通常
の方法によって長期間駆動を継続していくと、強電界下
における構成部材の変化が不定期に発生し、放出電流値
が不安定になる。また、上記変化が不可逆的に起こる
と、放出電流の低下を伴うことが多く、画像表示装置に
おいては輝度の低下となって現れる。上述の駆動中の電
流の不安定性は、通常の駆動に先立ち行われる駆動方法
である予備駆動を行うことで低減することが出来る。
When driving is continued for a long period of time by the usual method under such a large electric field strength, a change in the components under a strong electric field occurs irregularly, and the emission current value becomes unstable. Become. In addition, when the above-mentioned change occurs irreversibly, the emission current is often reduced, and appears as a decrease in luminance in the image display device. The above-described instability of the current during driving can be reduced by performing preliminary driving, which is a driving method performed prior to normal driving.

【0036】本発明の予備駆動は、例えば以下のような
手順にて実施する。先ず、予備駆動を適用する電子放出
素子の、少なくとも二組の異なる駆動電圧における印加
電圧と放出電流、並びに、それぞれの印加電圧における
放出電流の微係数を求める。例えば、図7に示すよう
に、V1の印加電圧に対応する放出電流値I1と、V1
をdV1だけ微小変化させた時の放出電流の変化量dI
1から、放出電流の微係数I’1をI’1=dI1/d
V1より求め、同様に、V2に対応する放出電流値I2
と、微係数I’2を求める。
The preliminary driving according to the present invention is performed, for example, in the following procedure. First, the applied voltage and emission current of at least two different drive voltages of the electron-emitting device to which the preliminary driving is applied, and the derivative of the emission current at each applied voltage are determined. For example, as shown in FIG. 7, the emission current value I1 corresponding to the applied voltage of V1 and V1
The amount of change dI in the emission current when the value is slightly changed by dV1
From 1, the derivative I′1 of the emission current is calculated as I′1 = dI1 / d
V1 and similarly, the emission current value I2 corresponding to V2
And the differential coefficient I′2.

【0037】次に、各印加電圧V1、V2に対応する
(式7)中のf(V)をI1、I2とし、f’(V)を
I’1、I’2として、(式7)から求まる値を比較す
る。この時例えば、
Next, f (V) in (Equation 7) corresponding to each applied voltage V1 and V2 is defined as I1 and I2, and f '(V) is defined as I'1 and I'2 (Equation 7). Compare the values obtained from At this time, for example,

【0038】[0038]

【数12】 という関係が得られた場合、V1を予備駆動電圧(以
下、Vpreと表記する)として採用し、V2を通常の
駆動電圧(以下、Vdrと表記する)として採用する。
逆に、
(Equation 12) Is obtained, V1 is adopted as a preliminary drive voltage (hereinafter, referred to as Vpre), and V2 is adopted as a normal drive voltage (hereinafter, referred to as Vdr).
vice versa,

【0039】[0039]

【数13】 という関係が得られた場合、V2を予備駆動電圧(以
下、Vpreと表記する)として採用し、V1を通常の
駆動電圧(以下、Vdrと表記する)として採用する。
(Equation 13) Is obtained, V2 is adopted as a preliminary drive voltage (hereinafter, referred to as Vpre), and V1 is adopted as a normal drive voltage (hereinafter, referred to as Vdr).

【0040】以上予備駆動は、駆動時における電界強度
が安定するまでの時間行うことが望ましいが、予備駆動
時の電界強度の相対的な変化率が5%以内に収まるまで
予備駆動を継続すれば、引き続き駆動を行っても電界強
度の変動率は5%程度以内に収まり、予備駆動の効果が
十分実現されることがわかった。従って、(式7)よ
り、f(V1)/{V・f’(V1)−2f(V1)}
の値の変化率が5%以内になるまでの時間予備駆動を実
施すればよい。
It is desirable that the pre-driving be performed for a time until the electric field intensity during driving is stabilized. However, if the pre-driving is continued until the relative change rate of the electric field intensity during pre-driving falls within 5%. Further, it was found that the fluctuation rate of the electric field intensity was within about 5% even if the driving was continued, and the effect of the preliminary driving was sufficiently realized. Therefore, from (Equation 7), f (V1) / {V · f ′ (V1) −2f (V1)}
The preliminary driving may be performed until the rate of change of the value becomes within 5%.

【0041】上記予備駆動時には、予備駆動時における
電界強度の変化率をモニタしながら、電圧の印加を行う
とよい。予備駆動電圧にはパルス電圧を好適に用いるこ
とができ、例えばパルス休止時間(パルス電圧が印加さ
れてから、次のパルス電圧が印加されるまでの間)に電
界強度の変化率を算出しながら電圧の印加を行い、上記
変化率が5%以内になったところで電圧の印加を停止す
ればよい。
At the time of the preliminary driving, it is preferable to apply a voltage while monitoring the rate of change of the electric field intensity during the preliminary driving. A pulse voltage can be preferably used as the pre-driving voltage. For example, the change rate of the electric field intensity is calculated during the pulse pause time (between the application of the pulse voltage and the application of the next pulse voltage). The application of the voltage may be performed, and the application of the voltage may be stopped when the rate of change becomes within 5%.

【0042】予備駆動時の電界強度の変化率を見るため
には、例えば以下の方法を用いることができる。予備駆
動時に、予備駆動電圧V1とV1と微少電圧dV1異な
る電圧V12を連続して印加し、それぞれの電圧を印加
した時に流れる電流I1、I12、およびI1、I12
の差dI1を求める。ここで、f’(V1)=dI1/
dV1であり、また、(式5)よりf(V1)=I1で
あるから、上記f(V1)/{V・f’(V1)−2f
(V1)}は
The following method can be used to check the rate of change of the electric field intensity during the preliminary driving. During the pre-driving, the pre-driving voltages V1 and V1 and the voltage V12 different from the very small voltage dV1 are continuously applied, and the currents I1, I12, and I1, I12 flowing when the respective voltages are applied.
Is obtained. Here, f ′ (V1) = dI1 /
Since dV1 and f (V1) = I1 from (Equation 5), the above-mentioned f (V1) / {V · f ′ (V1) −2f
(V1)}

【0043】[0043]

【数14】 となり、Epreの値の変化率を見ればよいことにな
る。
[Equation 14] It follows that the rate of change of the value of Epre can be seen.

【0044】予備駆動における電圧波形としては、図8
(a)、(b)、(c)に示すような電圧波形を用いる
ことができる。図8(a)は予備駆動電圧V1をT1時
間印加した直後に電圧V12までT12時間かけて電圧
が変化する電圧波形である。図8(b)は、予備駆動電
圧V1をT1時間印加した直後に電圧V12をT12時
間印加する電圧波形である。また、図8(c)は、予備
駆動電圧V1をT1時間印加した後にV12の電圧をT
12時間印加する電圧波形である。各印加電圧V1、V
12における電流値より、上記Epreの値の変化率を
求め、変化率が5%以内になるまで予備駆動を実施すれ
ばよい。
FIG. 8 shows a voltage waveform in the preliminary driving.
Voltage waveforms as shown in (a), (b) and (c) can be used. FIG. 8A is a voltage waveform in which the voltage changes over the T12 time to the voltage V12 immediately after the pre-driving voltage V1 is applied for the T1 time. FIG. 8B shows a voltage waveform in which the voltage V12 is applied for T12 immediately after the preliminary drive voltage V1 is applied for T1. FIG. 8C shows that the voltage of V12 is changed to T1 after the pre-driving voltage V1 is applied for T1 time.
It is a voltage waveform applied for 12 hours. Each applied voltage V1, V
The change rate of the value of Epre is determined from the current value at 12, and the preliminary driving may be performed until the change rate is within 5%.

【0045】さらに、安定化工程を施した(式8)に該
当する電子放出素子においては、素子電流If、放出電
流Ieは素子電圧Vfに対してMI特性を有し、素子電
圧Vfに対して素子電流Ifおよび放出電流Ieが一義
的に決まる特性を有する。またこの時のIf−Vf特
性、Ie−Vf特性は、安定化工程後に印加された最大
電圧Vmaxに依存する。
Further, in the electron-emitting device corresponding to (Equation 8) subjected to the stabilization step, the device current If and the emission current Ie have MI characteristics with respect to the device voltage Vf, and have the MI characteristics with respect to the device voltage Vf. The element current If and the emission current Ie are uniquely determined. At this time, the If-Vf characteristics and the Ie-Vf characteristics depend on the maximum voltage Vmax applied after the stabilization step.

【0046】この電子放出素子のI−V特性について、
図9(a)、(b)を用いて説明する。図9(a)はI
fとVfの関係を示した図であり、図9(b)はIeと
Vfとの関係を示した図である。
Regarding the IV characteristics of this electron-emitting device,
This will be described with reference to FIGS. FIG.
FIG. 9B is a diagram illustrating a relationship between f and Vf, and FIG. 9B is a diagram illustrating a relationship between Ie and Vf.

【0047】図9(a)、(b)において、 実線で示さ
れるのは、 最大電圧Vmax=Vmax1で駆動した素
子のI−V特性である。この素子をVmaxlより以下
の素子電圧で駆動する時には、この実線で示されるI−
V特性と同じI−V特性を有する。しかし、Vmaxl
以上の電圧Vmax2で駆動すると、 素子は図中破線で
示されるように異なるI−V特性を示すようになり、 こ
の素子をVmax2以下の素子電圧で駆動する時には、
この破線で示されるI−V特性と同じI−V特性を有す
るようになる。これは、 電子放出素子に印加される最大
電圧Vmaxによって、 電子放出部の形状や電子放出面
積等が変化するためと考えられる。
In FIGS. 9A and 9B, the solid line shows the IV characteristics of the element driven at the maximum voltage Vmax = Vmax1. When this element is driven at an element voltage lower than Vmaxl, I-
It has the same IV characteristic as the V characteristic. However, Vmaxl
When the device is driven at the above voltage Vmax2, the device exhibits different IV characteristics as shown by a broken line in the figure. When this device is driven at a device voltage of Vmax2 or less,
It has the same IV characteristic as the IV characteristic shown by the broken line. This is probably because the maximum voltage Vmax applied to the electron-emitting device changes the shape of the electron-emitting portion, the electron-emitting area, and the like.

【0048】予備駆動工程において素子電圧V1なる電
圧で素子を予備駆動することにより、 電子放出素子は図
10に示すようにVmax=V1なる電圧によって一義
的に決められるlf−Vf特性およびIe−Vf特性を
有するようになる。
By pre-driving the element with the element voltage V1 in the pre-driving step, as shown in FIG. 10, the electron-emitting element has the lf-Vf characteristic and Ie-Vf uniquely determined by the voltage Vmax = V1. It has characteristics.

【0049】次に、 予備駆動終了時の素子電圧Vf1に
おける素子電流をIf1とし、 予備駆動により決められ
たIf−Vf特性より、If2≦0.7IflとなるV
f2を選択し駆動電圧とする(図10中のVf2)。こ
れは、If2≦0.7If1となる駆動電圧とすること
により、放出電流の低下を長時間抑制することができる
からである。
Next, the element current at the element voltage Vf1 at the end of the pre-driving is defined as If1, and from the If-Vf characteristic determined by the pre-driving, the voltage V satisfies If2 ≦ 0.7Ifl.
f2 is selected as the drive voltage (Vf2 in FIG. 10). This is because a decrease in emission current can be suppressed for a long time by setting the drive voltage to satisfy If2 ≦ 0.7If1.

【0050】素子電圧Vf1で予備駆動を行った素子
に、 上述のようにIf2≦0.7Iflとなる駆動電圧
Vf2を印加しても、 電子放出部の形状や放出面積の変
化はほとんど生じないと考えられるため、 駆動時におい
ては、 予備駆動時とほぼ同じ放出面積を有しながら、 予
備駆動時よりも低い素子電流Ifで駆動することにな
る。そのため、 駆動時に電子放出部に流れる素子電流の
電流密度を下げることができ、電子放出部の熱的な劣化
を抑え、長時間安定に電子放出させることができるもの
と考えられる。
Even if the drive voltage Vf2 that satisfies If2 ≦ 0.7 Ifl is applied to the element that has been pre-driven at the element voltage Vf1 as described above, the shape of the electron emission portion and the emission area hardly change. Therefore, during driving, the device is driven with a lower device current If than during pre-driving, while having substantially the same emission area as during pre-driving. Therefore, it is considered that the current density of the device current flowing to the electron-emitting portion during driving can be reduced, the thermal deterioration of the electron-emitting portion can be suppressed, and electrons can be stably emitted for a long time.

【0051】上記予備駆動は、予備駆動後に予備駆動電
圧よりも低い電圧で駆動する際に、電子放出素子のIf
−Vf特性およびIe−Vf特性が変化しないために必
要な時間行えばよく、パルス幅が数μsec〜数十ms
ec、好ましくは10μsec〜10msecのパルス
電圧を数パルス〜数十パルス以上印加することにより、
行うことができる。
In the pre-driving, when driving at a voltage lower than the pre-driving voltage after the pre-driving, the If
It may be performed for a time necessary for the -Vf characteristic and the Ie-Vf characteristic not to change, and the pulse width may be several μsec to several tens ms.
ec, preferably by applying a pulse voltage of 10 μsec to 10 msec several pulses to several tens of pulses or more,
It can be carried out.

【0052】なお、V1>V2なる電圧において、 (式
9)のような関係がある場合は、 予備駆動電圧Vpre
に対して通常の駆動電圧Vdrが高い電圧となり、Vp
reの電圧にて変化させた電子放出部 (電子放出部Aと
呼ぶ) に対しては、Vdrの電圧を印加した時点で更に
高い電界強度がかかることになる。しかし、 この時点で
の電子放出量を左右する主たる電子放出源は異なる別の
電子放出部 (電子放出部Bと呼ぶ) となっており、 全放
出電流に占める電子放出部Aの寄与は小さい。このよう
な関係であっても、 やはり予備駆動は有効であり、 予め
Vpreの電圧を印加することで、電子放出部Aの大幅
な変動要因を予め減少させ、その後のVdrの駆動電圧
における破壊的な変動を未然に防ぐことが出来る。
In the case where V1> V2, there is a relation such as (Equation 9), the preliminary driving voltage Vpre
, The normal drive voltage Vdr becomes higher and Vp
A higher electric field intensity is applied to the electron emitting portion (referred to as an electron emitting portion A) changed by the voltage of re when the voltage of Vdr is applied. However, the main electron emission source that determines the electron emission amount at this time is another different electron emission portion (referred to as an electron emission portion B), and the contribution of the electron emission portion A to the total emission current is small. Even in such a relationship, the pre-driving is still effective, and by applying the voltage of Vpre in advance, a significant fluctuation factor of the electron emission portion A is reduced in advance, and the destruction at the subsequent driving voltage of Vdr is destructive. Can be prevented beforehand.

【0053】以上のように説明した予備駆動方法は、F
E型電子放出素子や表面伝導型電子放出素子以外の電子
放出素子、例えばMIM型の電子放出素子に対しても有
効である。
The pre-driving method described above is based on the F
It is also effective for electron-emitting devices other than the E-type electron-emitting device and the surface conduction electron-emitting device, for example, MIM-type electron-emitting devices.

【0054】多数の電子放出素子を単純マトリクス配線
したマルチ電子源のように複数の電子放出素子を有する
電子源を製造する際においても、駆動に先立って、電子
源を構成する全ての素子に対し予備駆動処理を行うこと
で安定した電子放出特性を有するマルチ電子源を実現す
ることができる。
Even when manufacturing an electron source having a plurality of electron-emitting devices, such as a multi-electron source in which a large number of electron-emitting devices are arranged in a simple matrix, all the elements constituting the electron source must be By performing the preliminary driving process, a multi-electron source having stable electron emission characteristics can be realized.

【0055】本実施例では、複数個の表面伝導型放出素
子を列方向配線および行方向配線によりマトリックス状
に配線したマルチ電子源に本発明の予備駆動を適用した
例を示す。まず図1を用いて本実施例の予備駆動装置に
ついて説明する。図中、101は予備駆動を行う電子源
である。電子源101は既にフォーミング処理、活性化
処理および安定化工程が終了しているものとする。電子
源101は不図示の真空排気装置に接続されており、1
×10-7Pa以下程度に真空排気されている。さらに行
方向配線は端子Dx1〜Dxmと、列方向配線は端子Dy1〜
Dynとそれぞれ接続している。
In the present embodiment, an example is shown in which the pre-driving of the present invention is applied to a multi-electron source in which a plurality of surface conduction electron-emitting devices are arranged in a matrix by column wiring and row wiring. First, a preliminary driving device according to the present embodiment will be described with reference to FIG. In the figure, reference numeral 101 denotes an electron source for performing preliminary driving. It is assumed that the forming process, the activation process, and the stabilization process of the electron source 101 have already been completed. The electron source 101 is connected to a vacuum exhaust device (not shown).
It is evacuated to about 10-7 Pa or less. Further, the row direction wiring is terminals Dx1 to Dxm, and the column direction wiring is terminals Dy1 to Dx1 to Dx1.
Each is connected to Dyn.

【0056】102は予備駆動を行う行方向配線を選択
する行方向配線選択回路で、内部にm個のスイッチング
素子を備える。各スイッチング素子は、行方向パルス発
生器103の出力もしくは0[V](グランドレベル)
のいずれか一方を選択し、電子源101の端子Dx1〜D
xmと電気的に接続することができる。各スイチング素子
の切り替えはCPU等の制御装置104によって行える
ようにしている。
Reference numeral 102 denotes a row-direction wiring selection circuit for selecting a row-direction wiring for pre-driving, and includes m switching elements therein. Each switching element is connected to the output of the row direction pulse generator 103 or 0 [V] (ground level).
Is selected, and the terminals Dx1 to Dx1 of the electron source 101 are selected.
It can be electrically connected to xm. Switching of each switching element is performed by a control device 104 such as a CPU.

【0057】行方向パルス発生器103は制御装置10
4からの制御によってパルスごとに所定の波高値、パル
ス幅、周期を持つパルスを発生することができる。
The row direction pulse generator 103 is connected to the control device 10
By the control from 4, it is possible to generate a pulse having a predetermined peak value, pulse width, and period for each pulse.

【0058】105は電流計であり、所定のタイミング
で行方向配線側パルス発生器103からの出力電流をサ
ンプリングしその値をデジタル値で制御装置104に出
力する。
Reference numeral 105 denotes an ammeter which samples an output current from the row-direction wiring side pulse generator 103 at a predetermined timing and outputs the value to the control device 104 as a digital value.

【0059】各列方向配線には端子Dy1〜Dynを介し
て、列方向パルス発生器Py1〜Pyn106を接続してい
る。列方向パルス発生器Py1〜Pyn106は制御装置1
04からの制御により所定波高値Vc1〜Vcnを持ち、か
つ行方向パルス発生器103から出力するパルスと同じ
パルス幅、周期および位相を持つパルスを発生すること
ができる。
Column direction pulse generators Py1 to Pyn106 are connected to the respective column direction wirings via terminals Dy1 to Dyn. The column direction pulse generators Py1 to Pyn106 are the control device 1
A pulse having predetermined peak values Vc1 to Vcn and having the same pulse width, cycle and phase as the pulse output from the row direction pulse generator 103 can be generated by the control from step 04.

【0060】次に本実施例の予備駆動の方法について説
明する。本発明の予備駆動では電子源、すなわち表面伝
導型放出素子に印加する電力を所定時間ごとに徐々に増
加させ、前述した素子の構造部材の変化を緩やかに行い
ながら、最終的に表面伝導型放出素子を安定化するのに
十分な電界強度を生じさせることができる予備駆動電圧
Vpreを印加することを特徴としている。
Next, the pre-driving method of this embodiment will be described. In the preliminary driving of the present invention, the power applied to the electron source, that is, the surface conduction type emission element is gradually increased at predetermined time intervals, and the surface conduction type emission element is finally changed while the structural members of the element are gradually changed. It is characterized in that a pre-driving voltage Vpre capable of generating an electric field intensity sufficient to stabilize the element is applied.

【0061】そこで、本実施例では表面伝導型放出素子
に、周期10[ms]の矩形波パルスをそのパルス幅P
w(t)および波高値Vp(t)を所定時間ごとに増加
させながら印加した。具体的にはVp(t)=0
[V]、Pw(t)=0[ms]からVp(t)=Vp
re[V]、Pw(t)=1[ms]まで1[sec]
毎にVp(t)を0.16[V]、Pw(t)を0.1
[ms]ずつ増加させながら100[sec]間表面伝
導型放出素子に印加した。その後Vp(t)=Vpre
[V]、Pw(t)=1[ms]を保持したまま60
[sec]間表面伝導型放出素子に印加した。
Therefore, in this embodiment, a rectangular pulse having a period of 10 ms is applied to the surface conduction electron-emitting device with a pulse width P
The w (t) and the peak value Vp (t) were applied while increasing at predetermined intervals. Specifically, Vp (t) = 0
[V], Pw (t) = 0 [ms] to Vp (t) = Vp
re [V], 1 [sec] until Pw (t) = 1 [ms]
Each time, Vp (t) is 0.16 [V] and Pw (t) is 0.1
The voltage was applied to the surface conduction electron-emitting device for 100 [sec] while increasing by [ms]. Then, Vp (t) = Vpre
[V], 60 while maintaining Pw (t) = 1 [ms].
[Sec] was applied to the surface conduction type emission device.

【0062】なお、本実施例での電圧Vpreの値は1
6.0[V]とした。これは駆動電圧Vdrを14.5
[V]と設定したことから、(式6)より電界強度がV
drを印加した時に比べ大きくなる値として選定したも
のである。なお電子源に使用する表面伝導型放出素子の
構成や駆動電圧Vdr等を変更した際は、Vpre、パ
ルス周期、パルス幅、パルスの波形、パルスの印加時
間、パルス幅および波高値の増加速度、等々を適切な値
に設定し直す必要がある。
The value of the voltage Vpre in this embodiment is 1
6.0 [V]. This makes the drive voltage Vdr 14.5.
Since [V] was set, the electric field intensity was V
It is selected as a value that is larger than when dr is applied. When the configuration of the surface conduction electron-emitting device used for the electron source, the driving voltage Vdr, and the like are changed, Vpre, pulse period, pulse width, pulse waveform, pulse application time, pulse width and peak value increase rate, It is necessary to reset etc. to appropriate values.

【0063】また本実施例では、表面伝導型放出素子に
印加する電力を所定時間ごとに徐々に増加させる目的で
パルス幅および波高の両方を所定時間ごとに増加させた
が、上記の目的を達成できれば、パルス幅のみを所定時
間ごとに増加させる方法や、波高値のみを所定時間ごと
に増加させる方法を採用してもよい。
In the present embodiment, both the pulse width and the wave height are increased at predetermined time intervals in order to gradually increase the power applied to the surface conduction electron-emitting device at predetermined time intervals. If possible, a method of increasing only the pulse width every predetermined time or a method of increasing only the peak value every predetermined time may be adopted.

【0064】本実施例では、上記のような予備駆動を、
行方向配線1行を単位として行う。1行分の予備駆動が
終了次第、順次予備駆動を行う行方向配線を切り替えて
いくことで電子源の全表面伝導型放出素子に対して予備
駆動を行う。
In this embodiment, the preliminary driving as described above is performed by
This is performed in units of one row wiring. As soon as the pre-driving for one row is completed, the pre-driving is performed for all the surface conduction electron-emitting devices of the electron source by sequentially switching the row-direction wirings for pre-driving.

【0065】以下では第一行目の表面伝導型放出素子群
を予備駆動する場合を例にとり説明する。図2におい
て、F1〜Fnは行方向配線上の表面伝導型放出素子、
r1〜rnは行方向配線における各区間の配線抵抗、R
yは列方向配線のうち端子Dy1〜Dynから表面伝導型放
出素子までの配線抵抗である。行方向配線は一定の線
幅、厚さ、材料で形成されるように設計されるため、製
造上のばらつきを除けばr1〜rnは等しいと考えてよ
い。また各列方向配線は通常等しく設計されるため、各
Ryは等しいと考えてよい。なお、Ryの値に比べ各素
子の等価抵抗は非常に大きく、Ryの影響は、ほとんど
無視して考えてよい。また表面伝導型放出素子の等価抵
抗値は、r1〜rnに比べて大きく設計されている。
In the following, a case where the surface conduction electron-emitting device group on the first row is preliminarily driven will be described as an example. In FIG. 2, F1 to Fn are surface conduction type emission devices on the row direction wiring,
r1 to rn are wiring resistances of each section in the row direction wiring, R
y is the wiring resistance from the terminals Dy1 to Dyn to the surface conduction electron-emitting device in the column direction wiring. Since the row-directional wiring is designed to be formed of a fixed line width, thickness, and material, r1 to rn may be considered to be equal except for manufacturing variations. In addition, since each column direction wiring is usually designed to be equal, each Ry may be considered to be equal. Note that the equivalent resistance of each element is much larger than the value of Ry, and the effect of Ry can be almost ignored. The equivalent resistance value of the surface conduction electron-emitting device is designed to be larger than that of r1 to rn.

【0066】第一行目の表面伝導型放出素子群を予備駆
動するため、制御装置104は行方向配線選択回路10
2を制御し、行方向パルス発生器103の出力を端子D
x1に接続する。また制御装置104は行方向パルス発生
器103の出力を逐次(本実施例では1[sec]毎)
調整し、周期10[ms]、パルス幅Pw(t)および
波高値Vp(t)の矩形波パルスを出力させる。
In order to pre-drive the surface conduction electron-emitting device group in the first row, the control device 104
2 and outputs the output of the row direction pulse generator 103 to the terminal D.
Connect to x1. Further, the control device 104 sequentially outputs the output of the row direction pulse generator 103 (in this embodiment, every 1 [sec]).
After adjustment, a rectangular pulse having a period of 10 [ms], a pulse width Pw (t) and a peak value Vp (t) is output.

【0067】ところで、予備駆動を行う際、行方向配線
上では配線抵抗r1〜rnと行方向配線を流れる電流と
による電圧降下が生じるため、素子F1〜Fnの端子G
y1〜Gynにかかる電圧には電圧分布が生じる。そこでこ
の電圧分布を打ち消すために、制御装置104は行方向
配線で生じる電圧分布を計算し、さらに列方向パルス発
生器Py1〜Pyn106の各出力波高値Vc1〜Vcnを上記
の電圧分布と同じになるよう調整する。列方向パルス発
生器Py1〜Pyn106はパルス発生器103が出力する
パルスと同じ周期、パルス幅および位相で、波高値がV
c1〜Vcnのパルスを端子Dy1〜Dynに出力する。このよ
うにすることで、各素子F1〜Fnの端子間に印加され
る電圧を概一定にすることができる。本実施例では行方
向パルス発生器103の出力するパルスの波高値を所定
時間毎に変化させている、すなわち行方向配線を流れる
電流が増加し電圧分布も変化していくが、パルスが1発
印加されるたびすなわち10[ms]毎に上記の波高値
Vc1〜Vcnの調整を行うことで、各素F1〜Fn子の端
子間に印加される電圧を常に概一定に保つことができ
た。
When the preliminary driving is performed, a voltage drop occurs on the row direction wiring due to the wiring resistances r1 to rn and the current flowing through the row direction wiring.
The voltage applied to y1 to Gyn has a voltage distribution. Therefore, in order to cancel this voltage distribution, the control device 104 calculates the voltage distribution generated in the row direction wiring, and further sets the output peak values Vc1 to Vcn of the column direction pulse generators Py1 to Pyn106 to be the same as the above voltage distribution. Adjust as follows. The column direction pulse generators Py1 to Pyn106 have the same cycle, pulse width, and phase as the pulse output from the pulse generator 103, and have a peak value of V
The pulses c1 to Vcn are output to terminals Dy1 to Dyn. By doing so, the voltage applied between the terminals of the elements F1 to Fn can be made substantially constant. In the present embodiment, the peak value of the pulse output from the row direction pulse generator 103 is changed every predetermined time. That is, the current flowing through the row direction wiring increases and the voltage distribution changes, but one pulse is generated. By adjusting the peak values Vc1 to Vcn every time the voltage is applied, that is, every 10 [ms], the voltage applied between the terminals of the elements F1 to Fn can always be kept substantially constant.

【0068】本実施例において、制御装置104では電
圧の分布は以下のようにして計算している。予備駆動
中、どの素子にもほぼ等しい電流が流れると仮定する、
すると電流計105で検出される予備駆動電流Iから各
素子F1〜Fnを流れる素子電流値i1〜inを
In this embodiment, the control unit 104 calculates the voltage distribution as follows. Assuming that during pre-driving, approximately equal currents flow through all elements,
Then, based on the pre-driving current I detected by the ammeter 105, the element current values i1 to in flowing through the elements F1 to Fn are calculated.

【0069】[0069]

【数15】 として見積もることができる。(Equation 15) Can be estimated as

【0070】この時、パルス発生器Py1〜Pyn106が
出力すべき電圧Vc1〜Vcnは、配線抵抗値r1〜rn≒
rを用いて、
At this time, the voltages Vc1 to Vcn to be output by the pulse generators Py1 to Pyn106 correspond to the wiring resistance values r1 to rn ≒.
Using r

【0071】[0071]

【数16】 として算出される。(Equation 16) Is calculated as

【0072】図3は、上記の計算により予備駆動時に素
子F1〜Fnの両端に印加される電圧分布を算出した例
である。横軸は素子番号F1〜Fnであり、素子の位置
を示している。縦軸は素子両端の端子電圧を示してい
る。なお、この例は行方向パルス発生器103から波高
値16[V]の電圧を端子Dx1に印加した時のものであ
る。
FIG. 3 shows an example in which a voltage distribution applied to both ends of the elements F1 to Fn at the time of pre-driving is calculated by the above calculation. The horizontal axis indicates element numbers F1 to Fn, and indicates the position of the element. The vertical axis indicates the terminal voltage at both ends of the element. In this example, a voltage having a peak value of 16 [V] is applied to the terminal Dx1 from the row direction pulse generator 103.

【0073】本実施例では、電流計105で予備駆動電
流Iの測定を行うことで電圧分布の計算を行う構成を取
っているが、実際に電流の測定を行わず表面伝導型放出
素子の電圧対電流特性から予備駆動電圧を推定し電圧分
布の算出を行うことも可能である。
In this embodiment, the voltage distribution is calculated by measuring the pre-driving current I with the ammeter 105. However, the current is not actually measured, and the voltage of the surface conduction type emission device is not measured. It is also possible to estimate the pre-driving voltage from the current characteristics and calculate the voltage distribution.

【0074】以上の説明においては、第一行目の行方向
配線上の素子の予備駆動の説明を行ったが、他の行方向
配線上の素子を予備駆動する際も全く同様に適用でき
る。
In the above description, the pre-driving of the elements on the row-directional wiring of the first row has been described. However, the same applies to the pre-driving of the elements on other row-directional wirings.

【0075】さてVpre=16[V]を印加した表面
伝導型放出素子基板101から適当な素子を選んで、前
述の(式3)(式6)により、素子の電界強度を用いて
算出したところ、βが4.5×106 [1/cm]と見
積もられた。16V印加時の電界強度F=β×Vpre
は、7.2×107 [V/cm]であった。
Now, an appropriate element is selected from the surface conduction electron-emitting element substrate 101 to which Vpre = 16 [V] is applied, and calculated by using the electric field strength of the element by the above (Equation 3) and (Equation 6). , Β was estimated to be 4.5 × 10 6 [1 / cm]. Electric field strength when 16 V is applied F = β × Vpre
Was 7.2 × 10 7 [V / cm].

【0076】そこで、その後Vdrv電圧として、1
4.5Vで駆動を行った。14.5Vにおけるβを測定
したところ、βは4.5×106 [1/cm]で、F=
6.5×107 [V/cm]と見積もられた。
Then, the Vdrv voltage is set to 1
Driving was performed at 4.5V. When β at 14.5 V was measured, β was 4.5 × 10 6 [1 / cm], and F =
It was estimated to be 6.5 × 10 7 [V / cm].

【0077】別の表面伝導型放出素子基板を用意し、予
備駆動を行わずに最初から駆動電圧を14.5Vに設定
して駆動を行って、両者を比較した。すると予備駆動を
行った表面伝導型放出素子基板は、予備駆動を行わなか
った表面伝導型放出素子基板に比べて、駆動中の素子電
流並びに放出電流の減少と変動が少なく安定な電子放出
特性が得られた。
Another surface conduction electron-emitting device substrate was prepared, and driving was performed by setting the driving voltage to 14.5 V from the beginning without performing preliminary driving, and the two were compared. Then, the surface conduction electron-emitting device substrate that has been preliminarily driven has a stable electron emission characteristic with less decrease and fluctuation of the device current and the emission current during driving than the surface conduction electron-emitting device substrate that has not been preliminarily driven. Obtained.

【0078】[実施例2]本実施例においても、実施例
1と同様な構成の電子源について、予備駆動を行方向配
線1行を単位として行った。本実施例で用いた電子源が
実施例1で用いたものと異なる点は、列方向配線が10
本と少ないことである。つまり行方向配線1本あたりの
表面伝導型放出素子数が実施例1で用いた電子源に比べ
非常に少ない。このような電子源においては予備駆動の
際行方向配線上で生じる電圧分布は無視できるほど小さ
なものとなる。よって、実施例1で行方向配線の電圧分
布を打ち消すために用いた、列方向配線のパルス発生装
置は本実施例では不要である。
[Embodiment 2] In this embodiment as well, pre-driving was performed for one row in the row direction wiring for an electron source having the same configuration as that in Embodiment 1. The difference between the electron source used in the present embodiment and that used in the first embodiment is that
A book and a few things. That is, the number of surface conduction electron-emitting devices per row direction wiring is very small as compared with the electron source used in the first embodiment. In such an electron source, the voltage distribution generated on the row-direction wiring during pre-driving is so small as to be negligible. Therefore, the pulse generator for the column wiring used in the first embodiment to cancel the voltage distribution of the row wiring is unnecessary in the present embodiment.

【0079】まず図4を用いて本実施例の予備駆動装置
について説明する。図中、401は予備駆動を行う電子
源である。電子源401は既にフォーミング処理、活性
化処理および安定化工程が終了しているものとする。電
子源401は不図示の真空排気装置に接続されており、
1×10-7「Pa」以下程度に真空排気されている。さ
らに行方向配線は端子Dx1〜Dxmと、列方向配線(10
本)は端子Dy1〜Dy10とそれぞれ接続している。
First, a preliminary driving device according to the present embodiment will be described with reference to FIG. In the figure, reference numeral 401 denotes an electron source for performing preliminary driving. It is assumed that the forming process, the activation process, and the stabilization process of the electron source 401 have already been completed. The electron source 401 is connected to a vacuum exhaust device (not shown),
It is evacuated to about 1 × 10 −7 “Pa” or less. Further, the row direction wiring includes terminals Dx1 to Dxm and the column direction wiring (10
) Are connected to terminals Dy1 to Dy10, respectively.

【0080】402は予備駆動を行う行方向配線を選択
する行方向配線選択回路で、内部にm個のスイッチング
素子を備える。各スイッチング素子は、パルス発生器4
03の出力もしくは0[V](グランドレベル)のいず
れか一方を選択し、電子源401の端子Dx1〜Dxmと電
気的に接続することができる。各スイチング素子の切り
替えはCPU等の制御装置404によって行えるように
している。
Reference numeral 402 denotes a row-direction wiring selection circuit for selecting a row-direction wiring for pre-driving, and includes m switching elements therein. Each switching element has a pulse generator 4
Either the output 03 or 0 [V] (ground level) can be selected and electrically connected to the terminals Dx1 to Dxm of the electron source 401. The switching of each switching element is performed by a control device 404 such as a CPU.

【0081】パルス発生器403は制御装置404から
の制御によってパルスごとに所定の波高値、パルス幅、
周期を持つパルスを発生することができる。各列方向配
線は端子Dy1〜Dy10 を介して電気的グランドを接続し
た。
The pulse generator 403 controls a predetermined peak value, pulse width,
A pulse having a period can be generated. Each column wiring was connected to an electrical ground via terminals Dy1 to Dy10.

【0082】次に本実施例の予備駆動の方法について説
明する。本実施例においても電子源、すなわち表面伝導
型放出素子に印加する電力を所定時間ごとに徐々に増加
させ、前述した素子の構造部材の変化を緩やかに行いな
がら、最終的に表面伝導型放出素子を安定化するのに十
分な電界強度を生じさせることができる予備駆動電圧V
preを印加する。
Next, the pre-driving method of this embodiment will be described. Also in this embodiment, the power applied to the electron source, that is, the surface conduction electron-emitting device is gradually increased at predetermined time intervals, and while the structural members of the device are gradually changed, the surface conduction electron-emitting device is finally formed. Pre-driving voltage V that can produce an electric field strength sufficient to stabilize
Apply pre.

【0083】そこで、本実施例においても表面伝導型放
出素子に、周期10[ms]の矩形波パルスをそのパル
ス幅Pw(t)および波高値Vp(t)を所定時間ごと
に増加させながら印加した。具体的には実施例1と同じ
く、Vp(t)=0[V]、Pw(t)=0[ms]か
らVp(t)=Vpre[V]、Pw(t)=1[m
s]まで1[sec]毎にVp(t)を0.16
「V」、Pw(t)を0.1[ms]増加させながら1
00[sec]間表面伝導型放出素子に印加した。その
後Vp(t)=Vpre[V]、Pw(t)=1[m
s]を保持したまま60[sec]間表面伝導型放出素
子に印加した。なお、本実施例においても電圧Vpre
の値は16.0[V]とした。
Therefore, also in this embodiment, a rectangular pulse having a period of 10 [ms] is applied to the surface conduction electron-emitting device while the pulse width Pw (t) and the peak value Vp (t) are increased at predetermined time intervals. did. Specifically, as in the first embodiment, from Vp (t) = 0 [V] and Pw (t) = 0 [ms], Vp (t) = Vpre [V] and Pw (t) = 1 [m]
s] to Vp (t) 0.16 every 1 [sec]
“V”, 1 while increasing Pw (t) by 0.1 [ms]
The voltage was applied to the surface conduction electron-emitting device for 00 [sec]. Then, Vp (t) = Vpre [V], Pw (t) = 1 [m
s] was applied to the surface conduction electron-emitting device for 60 [sec]. Note that also in this embodiment, the voltage Vpre
Was 16.0 [V].

【0084】例えば、第一行目の表面伝導型放出素子群
を予備駆動するため、制御装置404は行方向配線選択
回路402を制御し、パルス発生器403の出力を端子
Dx1に接続する。また制御装置404はパルス発生器4
03の出力を逐次(本実施例では1[sec]毎)調整
し、周期10[ms]、 パルス幅Pw(t)および波
高値Vp(t)の矩形波パルスを出力させる。
For example, in order to pre-drive the surface conduction electron-emitting device group in the first row, the control device 404 controls the row direction wiring selection circuit 402 and connects the output of the pulse generator 403 to the terminal Dx1. Further, the control device 404 includes the pulse generator 4
The output of No. 03 is sequentially adjusted (every 1 [sec] in this embodiment), and a rectangular pulse having a period of 10 [ms], a pulse width Pw (t) and a peak value Vp (t) is output.

【0085】このようにして1行分の予備駆動が終了次
第、順次予備駆動を行う行方向配線を切り替えていくこ
とで電子源の全表面伝導型放出素子に対して予備駆動を
行っていく。
As described above, as soon as the pre-driving for one row is completed, the pre-driving is performed for all the surface conduction electron-emitting devices of the electron source by sequentially switching the row-direction wiring for pre-driving.

【0086】なお本実施例で予備駆動を行った電子源
は、予備駆動を行わなかった電子源に比べて、駆動中の
素子電流並びに放出電流の減少と変動が少なく安定な電
子放出特性が得られた。
It should be noted that the electron source that has been preliminarily driven in this embodiment has a stable electron emission characteristic with less reduction and fluctuation in the element current and the emission current during driving than the electron source that has not been preliminarily driven. Was done.

【0087】[0087]

【発明の効果】以上のように本発明によれば、予備駆動
を行うことにより、電子源を構成する電子放出素子の電
子放出特性の安定性が向上した。また、予備駆動時に電
子放出素子に印加される電力を徐々に増加させることに
より、素子の構造部材の変化を緩やかに行うことがで
き、予備駆動による素子の破壊や劣化および電子放出特
性の異常発生を防ぐことができた。
As described above, according to the present invention, the stability of the electron emission characteristics of the electron-emitting devices constituting the electron source is improved by performing the preliminary driving. Also, by gradually increasing the power applied to the electron-emitting device during the pre-driving, the structural members of the device can be changed gradually, and the pre-driving can cause destruction and deterioration of the device and abnormal occurrence of electron emission characteristics. Could be prevented.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明の一実施例に係る予備駆動装置の構成
を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a preliminary driving device according to an embodiment of the present invention.

【図2】 図1の装置で駆動される電子源の等価回路図
である。
FIG. 2 is an equivalent circuit diagram of an electron source driven by the device of FIG.

【図3】 図1の装置で駆動される電子源内の電圧分布
を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing a voltage distribution in an electron source driven by the device of FIG.

【図4】 本発明の他の実施例に係る予備駆動装置の構
成を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing a configuration of a preliminary driving device according to another embodiment of the present invention.

【図5】 本発明の適用が可能な電子放出素子の電気特
性の一例を示すグラフである。
FIG. 5 is a graph showing an example of electric characteristics of an electron-emitting device to which the present invention can be applied.

【図6】 図5の目盛りを変更して表した電気特性図で
ある。
FIG. 6 is an electrical characteristic diagram obtained by changing a scale of FIG. 5;

【図7】 本発明の実施例に係る予備駆動に使用される
電圧波形を示す図である。
FIG. 7 is a diagram illustrating voltage waveforms used for pre-driving according to an embodiment of the present invention.

【図8】 本発明の実施例に係る電子放出素子について
の、放出電流Ie及び素子電流Ifと素子電圧Vfの関
係の一例を示すグラフである。
FIG. 8 is a graph showing an example of the relationship between the emission current Ie, the device current If, and the device voltage Vf for the electron-emitting device according to the example of the present invention.

【図9】 本発明の実施例に係る電子放出素子について
の、放出電流Ie及び素子電流Ifと素子電圧Vfの関
係の一例を示すグラフである。
FIG. 9 is a graph showing an example of the relationship between the emission current Ie, the device current If, and the device voltage Vf for the electron-emitting device according to the example of the present invention.

【図10】 表面伝導型放出素子の概略平面図である。FIG. 10 is a schematic plan view of a surface conduction electron-emitting device.

【図11】 単純マトリクス配置の電子源の概略図であ
る。
FIG. 11 is a schematic view of an electron source having a simple matrix arrangement.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

101,401:電子源、102,402:行方向配線
選択回路、103,403:行方向パルス発生器、10
4,404:制御装置、105:電流計、106:列方
向パルス発生器。
101, 401: electron source, 102, 402: row direction wiring selection circuit, 103, 403: row direction pulse generator, 10
4,404: control device, 105: ammeter, 106: column direction pulse generator.

Claims (19)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 電子放出素子からの電子放出を伴う電圧
範囲における電流Iと電圧Vとの関係を 【数1】 なる関数で表現し、f’(V)を電圧Vにおけるf
(V)の微係数とする時、予めV1なる予備駆動電圧で
駆動を行った後に、 【数2】 となる電圧V2にて通常の駆動を行うために、複数の電
子放出素子を行方向配線および列方向配線によりマトリ
ックス状に基板上に並べた電子源の全素子に前記予備駆
動電圧V1を印加するための電子源製造装置であって、 少なくとも、前記電子源の行方向配線から電子放出素子
に電圧Vxを印加する電圧印加手段を備え、 電圧Vxの印加に伴い電子源に投入する電力を所定時間
ごとに増加させ、かつ電子源上の全素子に予備駆動電圧
V1を印加することを特徴とする電子源製造装置。
1. The relationship between a current I and a voltage V in a voltage range involving electron emission from an electron-emitting device is given by F ′ (V) is expressed by f
When the differential coefficient of (V) is obtained, after driving in advance with the preliminary driving voltage of V1, the following equation is obtained. In order to perform normal driving at a voltage V2, the pre-driving voltage V1 is applied to all elements of an electron source in which a plurality of electron-emitting devices are arranged on a substrate in a matrix by row and column wirings. An electron source manufacturing apparatus for applying a voltage Vx from a row wiring of the electron source to the electron-emitting device for at least a predetermined time. An electron source manufacturing apparatus characterized by applying a pre-driving voltage V1 to all elements on the electron source every time, and applying a pre-driving voltage V1 to all elements on the electron source.
【請求項2】 前記電力の増加は、電圧Vxの値を予備
駆動電圧V1より小さい値から予備駆動電圧V1まで増
加させることで実現することを特徴とする請求項1記載
の電子源製造装置。
2. The electron source manufacturing apparatus according to claim 1, wherein the increase in power is realized by increasing the value of the voltage Vx from a value lower than the pre-driving voltage V1 to the pre-driving voltage V1.
【請求項3】 前記電圧Vxは、所定波高値および所定
パルス幅および所定周期を備えるパルス電圧であること
を特徴とする請求項1記載の電子源製造装置。
3. The apparatus according to claim 1, wherein the voltage Vx is a pulse voltage having a predetermined peak value, a predetermined pulse width, and a predetermined cycle.
【請求項4】 前記電力の増加は、少なくとも前記パル
ス電圧のパルス幅を周期で除算した値を増加させること
により実現することを特徴とする請求項3記載の電子源
製造装置。
4. The electron source manufacturing apparatus according to claim 3, wherein the increase in power is realized by increasing at least a value obtained by dividing a pulse width of the pulse voltage by a period.
【請求項5】 前記電子源の行方向配線に電圧Vrを印
加する行方向電圧源と、列方向配線に電圧Vcを印加す
る列方向電圧源と、行方向配線および列方向配線の交点
にある電子放出素子に印加される電圧Vxが所定値にな
るように電圧VrおよびVcを制御する制御手段とを有
することを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の
電子源製造装置。
5. A row voltage source for applying a voltage Vr to a row wiring of the electron source, a column voltage source for applying a voltage Vc to a column wiring, and an intersection of the row wiring and the column wiring. 5. The electron source manufacturing apparatus according to claim 1, further comprising control means for controlling the voltages Vr and Vc so that the voltage Vx applied to the electron-emitting device becomes a predetermined value.
【請求項6】 前記電子源製造装置は、電子源に投入さ
れる電流を測定する電流計を備えることを特徴とする請
求項5記載の電子源製造装置。
6. The electron source manufacturing apparatus according to claim 5, wherein the electron source manufacturing apparatus includes an ammeter for measuring a current supplied to the electron source.
【請求項7】 前記制御回路は、前記電流計の測定した
電流値に応じて前記電圧VrおよびVcを制御すること
を特徴とする請求項6記載の電子源製造装置。
7. The apparatus according to claim 6, wherein the control circuit controls the voltages Vr and Vc according to a current value measured by the ammeter.
【請求項8】 前記電圧V1は、前記電圧印加工程の後
に、前記電子放出素子を駆動すべく前記電圧V2を印加
した時に前記電子放出素子に流れる電流をIf2、前記
電圧印加工程において前記電子放出素子に前記電圧V1
を印加した時に前記電子放出素子に流れる電流をIfl
としたときに、If2≦0.7If1となる電圧に設定
される請求項1〜7のいずれかに記載の電子源製造装
置。
8. The voltage V1 is If2, a current flowing through the electron-emitting device when the voltage V2 is applied to drive the electron-emitting device after the voltage application process, and the electron emission in the voltage application process. The voltage V1 is applied to the element.
Is applied to the electron-emitting device when Ifl is applied.
The electron source manufacturing apparatus according to claim 1, wherein the voltage is set to If2 ≦ 0.7If1.
【請求項9】 前記電圧V1での駆動を、前記(式2)
における左辺の値の変化率が5%以下になるまでの時間
行うことを特徴とする請求項1〜10のいずれかに記載
の電子源製造装置。
9. The driving at the voltage V1 is performed according to the equation (2).
The electron source manufacturing apparatus according to any one of claims 1 to 10, wherein the process is performed until the rate of change of the value on the left side in (5) becomes 5% or less.
【請求項10】 電子放出素子からの電子放出を伴う電
圧範囲における電流Iと電圧Vとの関係を 【数3】 なる関数で表現し、f’(V)を電圧Vにおけるf
(V)の微係数とする時、予めV1なる予備駆動電圧で
駆動を行った後に、 【数4】 となる電圧V2にて通常の駆動を行うために、複数の電
子放出素子を行方向配線および列方向配線によりマトリ
ックス状に基板上に並べた電子源の全素子に前記予備駆
動電圧V1を印加するための電子源製造方法であって、
少なくとも前記電子源の行方向配線から電子放出素子に
電圧Vxを印加する電圧印加工程を備え、 電圧Vxの印加に伴い電子源に投入する電力を所定時間
ごとに増加させ、かつ電子源上の全素子に予備駆動電圧
V1を印加することを特徴とする電子源製造方法。
10. A relationship between a current I and a voltage V in a voltage range accompanied by electron emission from an electron-emitting device is expressed by the following equation. F ′ (V) is expressed by f
When the differential coefficient of (V) is obtained, after driving with the preliminary driving voltage of V1 in advance, In order to perform normal driving at a voltage V2, the pre-driving voltage V1 is applied to all elements of an electron source in which a plurality of electron-emitting devices are arranged on a substrate in a matrix by row and column wirings. An electron source manufacturing method for
A voltage application step of applying a voltage Vx to the electron-emitting device from at least a row-direction wiring of the electron source; increasing a power supplied to the electron source with the application of the voltage Vx every predetermined time; A method for manufacturing an electron source, comprising applying a preliminary drive voltage V1 to an element.
【請求項11】 前記電力の増加は、電圧Vxの値を予
備駆動電圧V1より小さい値から予備駆動電圧V1まで
増加させることで実現することを特徴とする請求項10
記載の電子源製造方法。
11. The method according to claim 10, wherein the increase in the power is realized by increasing the value of the voltage Vx from a value smaller than the preliminary driving voltage V1 to the preliminary driving voltage V1.
The method for producing an electron source according to the above.
【請求項12】 前記電圧Vxは、所定波高値および所
定パルス幅および所定周期を備えるパルス電圧であるこ
とを特徴とする、請求項10記載の電子源製造方法。
12. The method according to claim 10, wherein the voltage Vx is a pulse voltage having a predetermined peak value, a predetermined pulse width, and a predetermined period.
【請求項13】 前記電力の増加は、少なくとも前記パ
ルス電圧のパルス幅を周期で除算した値を増加させるこ
とにより実現することを特徴とする請求項12記載の電
子源製造方法。
13. The method according to claim 12, wherein the increase in the power is realized by increasing at least a value obtained by dividing a pulse width of the pulse voltage by a period.
【請求項14】 前記電子源の行方向配線に電位Vrを
印加する行方向電位印加工程と、列方向配線に電位Vc
を印加する列方向電位印加工程と、行方向配線および列
方向配線の交点にある電子放出素子に印加される電圧V
xが所定値になるように電位VrおよびVcを制御する
制御工程とを有すること特徴とする請求項10〜13の
いずれかに記載の電子源製造方法。
14. A row direction potential applying step of applying a potential Vr to a row direction wiring of said electron source, and a potential Vc to a column direction wiring.
And a voltage V applied to the electron-emitting device at the intersection of the row direction wiring and the column direction wiring.
14. The method according to claim 10, further comprising a control step of controlling the potentials Vr and Vc so that x becomes a predetermined value.
【請求項15】 前記電子源製造装置は、電子源に投入
される電流を測定する電流測定工程を備えることを特徴
とする請求項14記載の電子源製造方法。
15. The method for manufacturing an electron source according to claim 14, wherein the apparatus for manufacturing an electron source includes a current measuring step of measuring a current supplied to the electron source.
【請求項16】 前記制御工程は、前記電流測定工程で
測定した電流値に応じて前記電位VrおよびVcを制御
することを特徴とする請求項15記載の電子源製造方
法。
16. The method according to claim 15, wherein the control step controls the potentials Vr and Vc according to a current value measured in the current measurement step.
【請求項17】 前記電圧V1は、前記電圧印加工程の
後に、前記電子放出素子を駆動すべく前記電圧V2を印
加した時に前記電子放出素子に流れる電流をIf2、前
記電圧印加工程において前記電子放出素子に前記電圧V
1を印加した時に前記電子放出素子に流れる電流をIf
lとしたときに、If2≦0.7If1となる電圧に設
定される請求項10〜16のいずれかに記載の電子源製
造方法。
17. The voltage V1 is If2, a current flowing through the electron-emitting device when the voltage V2 is applied to drive the electron-emitting device after the voltage-applying step. The voltage V is applied to the element.
1 is applied, and the current flowing through the electron-emitting device is If.
17. The method for manufacturing an electron source according to claim 10, wherein a voltage that satisfies If2 ≦ 0.7If1 when l is set.
【請求項18】 前記電圧V1での駆動を、前記(式
2)における左辺の値の変化率が5%以下になるまでの
時間行うことを特徴とする請求項10〜17のいずれか
に記載の電子源製造方法。
18. The method according to claim 10, wherein the driving at the voltage V1 is performed for a period of time until the rate of change of the value on the left side in the equation (2) becomes 5% or less. Electron source manufacturing method.
【請求項19】 前記基板上に複数個の電子放出素子を
配置した電子源であって、請求項1〜9のいずれかに記
載の電子源製造装置または請求項10〜18のいずれか
に記載の電子源製造方法を用いて製造されたことを特徴
とする電子源。
19. An electron source comprising a plurality of electron-emitting devices arranged on the substrate, wherein the electron source manufacturing apparatus according to claim 1 or the electron source manufacturing apparatus according to claim 10. An electron source manufactured by using the method for manufacturing an electron source according to (1).
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000267622A (en) * 1999-03-12 2000-09-29 Futaba Corp Luminance compensating circuit for electric field discharging type display device
CN100350296C (en) * 2004-04-23 2007-11-21 索尼株式会社 Image-displaying apparatus

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000267622A (en) * 1999-03-12 2000-09-29 Futaba Corp Luminance compensating circuit for electric field discharging type display device
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