CN1985292A - 电子发射装置及其驱动方法 - Google Patents

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CN1985292A CNA2005800228182A CN200580022818A CN1985292A CN 1985292 A CN1985292 A CN 1985292A CN A2005800228182 A CNA2005800228182 A CN A2005800228182A CN 200580022818 A CN200580022818 A CN 200580022818A CN 1985292 A CN1985292 A CN 1985292A
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Abstract

本发明提供一种电子发射装置及其驱动方法，所述电子发射装置用于显示器、摄像元件、平面光源等，能够抑制经时变化。电子发射装置的驱动方法是具有多个封装起来的电子发射元件的电子发射装置的驱动方法，各个电子发射元件包括：电子供给层，其由硅或主成分为硅的混合物或硅的化合物构成；绝缘体层，其形成于电子供给层上；以及金属薄膜电极，其形成于绝缘体层上，驱动方法的特征在于，其包括：驱动步骤，对电子供给层和金属薄膜电极层之间供电，从电子发射元件发射电子；以及再活化步骤，在驱动步骤之后施加再活化电压，所述再活化电压为使得在电子供给层和金属薄膜电极之间流动的元件电流关于施加电压的微分值中产生不连续的施加电压值以上的电压。

Description

电子发射装置及其驱动方法
技术领域
本发明涉及电子发射元件，特别涉及将多个电子发射元件设置成例如矩阵状等图像显示排列的电子发射装置及其驱动方法。
背景技术
以往，尝试开发了具备无需阴极加热的冷阴极电子发射源阵列的平面型电子发射装置。例如，有使用Spindt型冷阴极作为显示装置的电子发射部的FED，其发光原理与CRT(阴极射线管)相同，利用与阴极隔离开的栅极将电子引出到真空中，使电子轰击涂布在透明阳极上的荧光体，使荧光体发光(参照下述的专利文献1～3)。
但是，该电子发射源存在如下问题：细微的Spindt型冷阴极的制作工序复杂，其工序数量多，制造成品率低。
并且，作为平面型电子发射装置，具有使用了金属-绝缘体-半导体(MIS)结构或金属-绝缘体-金属(MIM)结构的电子发射元件的装置。例如，具有本申请人在下述的专利文献4中记载的电子发射装置。
通常，对于绝缘体层的膜厚为几十nm～几μm厚的MIM或MIS型电子发射元件，仅制造出元件也很难得到电子发射，需要进行所谓的发泡(foaming)处理。该发泡处理的控制性非常差，难以稳定且再现性良好地制造元件。
而且，作为其它电子发射元件，具有如下的表面传导型电子发射元件：在设置于绝缘基板上的对置电极之间架设导电性薄膜，进行通电处理，从而在导电性薄膜内设置由裂缝构成的电子发射部。该裂缝是使导电性薄膜局部破坏、变质或变形而形成，因此，存在电子发射部内部的均匀性和形状的初期性能的再现性差等问题。为了改善这些问题，对电子发射装置进行了各种改良(参照下述专利文献5～8)。
专利文献1：日本特开2003-141983号公报
专利文献2：日本特开平08-171877号公报
专利文献3：日本特开平07-029520号公报
专利文献4：USP6,285,123公报
专利文献5：日本特开2000-251677号公报
专利文献6：日本特开2000-251688号公报
专利文献7：日本特开2000-82388号公报
专利文献8：日本特开平09-199006号公报
根据现有的固态电子发射元件，发射电流密度随着驱动时间而减少。因此，在将这类元件用于显示器时的驱动中经常见到的、利用脉冲宽度调制(电压恒定)来表现灰度的恒压驱动中，会发生亮度劣化。相反，若通过恒流控制来进行驱动，则可以通过提高驱动电压来防止发射电流下降。但是，若提高驱动电压，则元件的经时变化增大。即，这种驱动正反馈地促进经时变化，其结果，不能实现显示器的长寿命化。
在需要进行发泡处理的固态电子发射元件中，通常会随着驱动时间而发生发射电流密度的经时变化。为了实现元件的长寿命化，要求尽可能减小该经时变化。
并且，在为了增大发射电流密度而在制造过程中在含有碳的气体气氛中进行固态电子发射元件的活化的情况下，即使可以在初始阶段通过活化来对特性偏差进行校正，但出厂后，无法对于经时变化使特性恢复(参照上述的专利文献6)。
发明内容
因此，在本发明所要解决的课题中，作为一个例子，可以举出提供一种能够抑制经时变化的电子发射装置及其驱动方法。
本发明的电子发射装置驱动方法是具有多个被封装的电子发射元件的电子发射装置的驱动方法，各个电子发射元件包括：电子供给层，其由硅或主成分为硅的混合物或硅的化合物构成；绝缘体层，其形成于所述电子供给层上；以及金属薄膜电极，其形成于所述绝缘体层上，所述驱动方法的特征在于，其包括：驱动步骤，对所述电子供给层和所述金属薄膜电极层之间供电，从所述电子发射元件发射电子；以及再活化步骤，在所述驱动步骤之后施加再活化电压，所述再活化电压是使得在所述电子供给层和所述金属薄膜电极之间流动的元件电流关于施加电压的微分值中产生不连续的施加电压值以上的电压。
本发明的电子发射装置具有多个被封装的电子发射元件，各个电子发射元件包括：电子供给层，其由硅或主成分为硅的混合物或硅的化合物构成；绝缘体层，其形成于所述电子供给层上；以及金属薄膜电极，其形成于所述绝缘体层上，所述电子发射装置的特征在于，其包括再活化装置，所述再活化装置施加再活化电压，所述再活化电压是使得在所述电子供给层和所述金属薄膜电极之间流动的元件电流关于施加电压的微分值中产生不连续的施加电压值以上的电压。
附图说明
图1是示出本发明的实施方式中的电子发射元件以及使用了该电子发射元件的发光部的结构的结构图。
图2是示出本发明的实施方式中的电子发射元件以及使用了该电子发射元件的发光部的结构的结构图。
图3是示出本发明的实施方式中的电子发射元件的电流电压特性曲线的曲线图。
图4是示出本发明的实施方式中的电子发射元件的电流电压特性曲线的曲线图。
图5是示出本发明的实施方式中的电子发射元件的发射电流密度相对于驱动时间的变化的曲线图。
图6是示出本发明的实施方式中的电子发射元件的电流电压特性曲线的曲线图。
图7是示出本发明的实施方式中的电子发射元件以及使用了该电子发射元件的发光部的结构的结构图。
图8是示出本发明的实施方式的电子发射装置的再活化处理动作的流程图。
图9是示出本发明的实施方式的电子发射装置的再活化处理动作中的、以到再活化的基准时间为基准、反复进行再活化时的发射电流密度相对于驱动时间的变化的曲线图。
图10是示出本发明的实施方式的电子发射装置的再活化处理动作中的、以到再活化的基准时间为基准、反复进行再活化时的发射电流密度相对于驱动时间的变化的曲线图。
图11是示出本发明的另一实施方式中的电子发射元件以及使用了该电子发射元件的发光部的结构的结构图。
图12是示出本发明的另一实施方式的电子发射装置的再活化处理动作的流程图。
图13是示出本发明的另一实施方式中的电子发射元件以及使用了该电子发射元件的发光部的结构的结构图。
图14是示出本发明的另一实施方式的电子发射装置的再活化处理动作的流程图。
图15是示出使用了本发明的另一实施方式的电子发射装置的显示装置的结构的方框图。
图16是示出使用了本发明的另一实施方式的电子发射装置的显示装置中的单位像素的电路结构例的方框图。
具体实施方式
下面，参照附图，说明本发明的实施方式。
(电子发射元件)
图1示出层积结构的实施方式的MIS型电子发射元件101，所述MIS型电子发射元件101在玻璃的元件基板10上依次层叠有下部电极(欧姆电极)11、电子供给层12、绝缘体层13、金属薄膜电极(上部电极)15。下部电极11由例如铝(Al)、钨(W)、氮化钛(TiN)、铜(Cu)、铬(Cr)等构成。电子供给层12由硅(Si)或主成分为硅的混合物或硅的化合物等非晶相的半导体构成。绝缘体层13由SiOx(X＝0.1～2.2)等电介质构成。该元件的情况下，绝缘体不是完全的绝缘体，而是具有多个子带(sub-band)的不完全的绝缘体，所述多个子带是由悬空键(dangling bond)、缺氧、或者所含有的杂质产生的。金属薄膜电极15由钨(W)、钼(Mo)、铂(Pt)、金(Au)等金属构成。在电子发射元件101中，在绝缘体层13和金属薄膜电极15上形成有岛区域14，所述岛区域14的膜厚随着朝向中央逐渐减小。如图1所示，例如，岛区域14形成为金属薄膜电极15的平坦表面中的凹部。并且，虽然所述电子供给层为非晶质，但在后述的活化处理中使一部分结晶是很有效的。
绝缘体层13和金属薄膜电极15上形成有凹部14，即膜厚随着朝向中央逐渐减小的岛区域14。如图1所示，岛区域14形成为金属薄膜电极15的平坦表面中的凹部(圆形、椭圆、长圆、槽等)，在岛区域14上层积有碳区域40。在岛区域14中，金属薄膜电极15以绝缘体层13上的缘部A为终端。并且，岛区域14中的绝缘体层13以电子供给层12上的缘部B为终端。
基板、电子发射元件的电子供给层12、绝缘体层13、金属薄膜电极15的材料以及各膜厚、成膜法、制造方法在本申请人提出的上述专利文献4中已有记载，所以引用其内容。
此外，如图2所示，可以在电子发射元件101的上部的至少凹部的岛区域14上形成碳区域40，所述碳区域40由碳或主成分为碳的混合物或碳化合物构成。将碳层覆盖在上部电极上也能够得到同样的效果，是有效的。
作为碳区域40的材料，有效的是无定形碳、石墨、富勒烯(Fullerene)(C2n)、类金刚石碳(diamond like carbon)、碳纳米管、碳纳米纤维、碳纳米角、碳纳米线圈、碳纳米板、金刚石等形态的碳、或者ZrC、SiC、WC、MoC等碳化合物。碳区域40覆盖金属薄膜电极15、绝缘体层13、以及电子供给层12。
(使用了电子发射元件的发光元件)
将该电子发射元件101用于发光元件时，如图1所示，将电子发射元件101的元件基板10作为背面，与电子发射元件101对置的透光性的第二基板1隔着真空空间4作为前面基板保持。在第二基板1的内面设置有透光性的阳极2和荧光体层3R、G、B，所述阳极2与加速电源Vc连接。阳极2、各基板的材料、以及各膜厚、成膜法、制造方法在本申请人提出的上述专利文献4中已有记载，所以引用其内容。
电子发射元件与元件电源Vd连接，将前面的金属薄膜电极15作为正电位Vd，将背面的下部电极11作为接地电位。在下部电极11和金属薄膜电极15之间施加电压Vd例如50V左右、向电子供给层12注入电子时，部分电子通过预先利用活化处理形成的发射点(emission site)发射到真空中。电子从岛区域14的底部以某一角度分散地发射。图1的元件结构中，在作为凹部的岛区域14的上部空间，电场形成透镜状，发射电子的轨道向沿着法线的方向改变。其结果，得到角度分散非常小的发射电子。
从该岛区域14的凹部发射的电子e(发射电流Ie)被施加到对置的阳极(透明电极)2上的高加速电压Vc例如5kV左右加速，汇集到阳极2上。若在阳极上涂布有荧光体3R，G，B，则能够得到对应的可见光的发光。
在电子发射元件中具有绝缘体层和上部电极朝着零膜厚逐渐减少的岛区域，所以对发射电流的稳定性和低驱动电压化很有效。
(电子发射元件的活化处理以及再活化处理)
上述的活化处理是通过施加电压的扫描(Sweep)进行的通电处理。扫描是指如下的施加方式：以电子供给层为基准，均匀地增加金属薄膜电极的电位。
将一个例子的电子发射元件在真空中封装之后，进行按0.3V/秒的幅度将Vd从0V升到20V的通电处理，测定其电流电压变化。图3是示出扫描活化处理中的电子发射元件的元件电流密度(Id)与发射电流密度(Ie)的电流电压特性曲线。元件电流密度和发射电流密度根据元件电流和发射电流的测定值以及实验中使用的元件的面积计算。
由图3可知，特征在于，在活化时的Id特性曲线中观察到负性电阻特性，从该负性电阻开始处开始发射电子(Ie)。
此处，活化处理是指如下的通电处理：在下部电极、由半导体构成的电子供给层、绝缘体层以及电子供给层所形成的MIS型电子发射元件中，施加负性电阻开始点Vact以上的再活化电压，该负性电阻开始点Vact使得元件电流Id曲线的关于施加电压的微分值不连续。
由图3可推测出，负性电阻开始点Vact之后看到的负性电阻是在SiOx绝缘体层的陷阱(trap)中捕获电荷的过程，由此SiOx绝缘体层的表面附近的电场增强，发生电子发射。
对于活化来说，该扫描速度是重要的参数。
若扫描速度慢，则负性电阻开始点Vact在更低电压侧出现，若扫描速度快，则出现在高电压侧。
其原因推测为，在活化中，元件中积蓄的热(焦耳热)也作出贡献。
并且，自不必说，不必一定需要以恒定速度进行电压扫描(Sweep)，为了在预定时间内进行预定的活化处理而升压到充分的电压的过程中，升压方式没有限定。而且，也可以施加矩形波电压。此时，在所谓的过渡现象中可以观察到元件电流Id的微分曲线不连续的点。
此外，扫描活化处理电源也不必一定是直流电源，但在用于驱动显示器的例如60Hz、占空比为1/120这样的脉冲波形中，不出现负性电阻开始点Vact。其原因推测为，元件中积蓄的热(焦耳热)不足以出现Vact。
图4示出刚刚活化后在与活化相同的条件下扫描电压时的电子发射元件的电流电压曲线。此次，没有在Id中观察到负性电阻。即，未出现Vact。其原因推测为，所捕获的电子被固定。
接着，将该电子发射元件在真空中封装之后，假想通常的驱动，以60Hz、占空比1/120的脉冲连续通以元件电压Vd＝20V，测定发射电流密度相对于驱动时间的变化。由图5可知，发射电流密度随驱动时间而减少。因此，在显示器的驱动中经常见到的、通过脉冲宽度调制(电压恒定)来表现灰度的恒压驱动中，会发生亮度劣化。通常，作为显示器的寿命的定义使用的亮度的半衰时间在该情况下为约3000小时。并且，为了作为显示器得到充分的亮度，需要1mA/cm2的发射电流密度。即使将该观点定义为显示器的寿命，也为约7000小时。
相反，若以恒流控制进行驱动，则可以通过提高驱动电压来防止发射电流下降。但是，若提高驱动电压，则经时变化增大。即，这种驱动正反馈地促进经时变化，其结果，不能实现元件的长寿命化。
发明者在上述MIS型电子发射元件中，在真空封装后的长期驱动引起的经时变化后，尝试进行再次的活化处理。即，将电子发射元件封装到真空中后，假想通常的驱动，以60Hz、占空比1/120的脉冲连续通以元件电压Vd＝20V，驱动3000小时之后，通过以0.3V/秒的幅度从0V到20V进行Vd的扫描而进行通电处理，测定其电流电压变化。图6示出再活化处理中的电子发射元件的元件电流密度(Id)和发射电流密度(Ie)的电流电压特性曲线。
根据图6，在Id曲线上出现再活化负性电阻开始点Vact，再次出现表现出负性电阻的区域。与紧接初次的活化后的图4的特性相比，即该元件中的发射电流密度的下降与其说是元件劣化，不如说是返回到活化前状态的过程。这可以推测为在SiOx绝缘体层中捕获的电子漏出的过程。因此，若对电子发射元件施加驱动电压，则通过漂移电导(hoppingconduction)而流过电流，但在某一电压以上，电子再次被捕获到陷阱中，所以与最初的活化处理时相同地出现负性电阻。可以推测，由于该捕获的电子，SiOx绝缘体层的表面附近的电场再次增强，电子发射量恢复。
即，发明者发现，MIS型电子发射元件(包括下部电极、由半导体构成的电子供给层、绝缘体层以及电子供给层)的长时间驱动引起的发射电流密度的下降并不是不可逆的劣化，可以通过再活化返回到初始特性。通过施加使电子发射元件的电流电压特性中的元件电流Id曲线的微分值不连续的负性电阻开始点Vact以上的再活化电压，可以实现元件的活化。
再活化负性电阻开始点Vact是如下情况时的施加电压值：在对电子供给层和金属薄膜电极之间施加均匀增加的施加电压的情况下，在电子供给层和金属薄膜电极之间的元件电流的关于施加电压的微分值中产生不连续。
(电子发射装置)
发明者提出使用了电子发射元件并包括活化装置的电子发射装置，所述电子发射元件具有发现上述电流电压特性的电子供给层、膜厚逐渐减少的绝缘体层和金属薄膜电极(岛区域电子发射部)。
图7示出该电子发射装置。电子发射元件101与图1和图2中示出的电子发射元件相同。
在电子发射装置中设置有例如：使用开关SW，其串联连接在元件电源和下部电极11之间；通电开关SWr，其串联连接在上部电极15和下部电极11之间；以及扫描活化处理电源Vr。电子发射装置具备作为控制部的控制器110，所述控制器110监视使用开关SW的状态且控制通电开关SWr的接通断开，并控制扫描活化处理电源Vr的施加状态(向电子供给层和金属薄膜电极之间施加再活化电压)。控制器110中内置有用于存储所需要的数据等的存储装置和计时器(计时单元)。由这些构成的活化装置与电子供给层和金属薄膜电极连接，具有在两者之间施加负性电阻开始点Vact以上的再活化电压的功能。例如，再活化装置的控制器110进行如下控制：对开始向电子发射元件供电的时刻起的经过时间的累计进行计时，并在经过时间的累计值大于基准(例如，电子发射元件的发射电流的半衰期，本实施例中为3000小时)的时刻，将通电开关SWr接通，执行从扫描活化处理电源Vr向电子供给层和金属薄膜电极之间施加再活化电压。
图8是本实施方式的例如显示器的电子发射装置的控制器110的再活化处理动作的流程图。
首先，显示器被启动，使用开关SW接通，处于电子发射装置的通常驱动状态(步骤S1)时，元件电源和元件连接，由控制器110的计时器开始计时(使用时间的累积)(步骤S2)。接着，控制器110判断计时器的计时是否达到了基准时间(Tre＝3000小时)(步骤S3)，判断为经过了基准时间时，判断使用开关SW的接通或断开的状态(步骤S4)。此处，若判断为使用开关SW断开、处于待机状态，则将通电开关SWr接通，从扫描活化处理电源Vr向电子供给层和金属薄膜电极之间施加扫描电压，执行再活化(步骤S5)。再活化之后，使控制器110的计时器的计时的累积值恢复为初始值，进行复位(步骤S6)，结束。在步骤S3和步骤S4中，判断为未经过基准时间以及使用开关SW接通、处于驱动状态时，都不进行再活化处理。
图9示出将到再活化的基准时间Tre设为3000小时来反复进行再活化时的发射电流密度相对于驱动时间的变化。由该图可知，发射电流密度不会低于1mA/cm2，寿命得到大幅改善。
并且，图10示出同样地反复进行再活化时的元件电流密度相对于驱动时间的变化。由两个图可知，元件电流Id的行为就象是发射电流Ie反转过来。即，除了驱动时间之外，发射电流和元件电流也成为检测应进行再活化的时期的指标。另外，按本来的目的使用电子发射元件的驱动中，很难进行再活化。因此，例如为显示器时，在电源处于待机的时机进行。图8的流程图中示出的是否为待机状态的判断就是据此进行的。并且，在图8的步骤S5中，除了根据控制器的自动判断进行再活化之外，控制器使得向使用者通报处于需要再活化的状态的指示器工作，让使用者按下开始再活化动作的开关也是有效的。该情况下，具有使用者明确地选择不使用装置的时间，能够根据自己的判断进行再活化的优点。此外，即使在根据控制器的自动判断进行再活化的情况下，使得向使用者通报处于需要进行再活化的状态的指示器工作也是有效的。该情况下，可以提醒防止在再活化中拨出插头等而强制地解除待机状态，失去再活化所需的电源供给。并且，将本实施方式的电子发射元件用于与HARP(高增益雪崩倍增非晶光电导体：High-gain Avalanche Rushing amorphousPhotoconductor)等光电转换装置组合的摄像元件时，即使在使用中，也可以设置消隐计时器(blanking timer)来依次对像素进行再活化。
图11示出了另一实施方式。作为发射电流测定单元，设置连接在阳极2和加速电源之间的电流检测器Cs，连接成将电流检测器Cs的测定值(A/D转换值)提供给控制器110，测定从电子发射元件的金属薄膜电极发射的电子所产生的发射电流。在所测定的发射电流下降到基准电流值(例如图9的特性中的Iere)以下的时刻，向电子供给层和金属薄膜电极之间施加再活化电压(再活化处理)。该情况下，在电子发射源的阵列中，除了以本来的目的使用的电子发射源之外，另外具有发射电流监视专用的电子源也很有效。这是因为，在以本来的目的使用时，电子源调制电压或电压的施加时间来调整电子量的情况较多，这类电子源不适合于稳态发射电流量的测定。
图12是示出本实施方式的例如显示器的电子发射装置的控制器110的再活化处理动作的流程图。
首先，启动显示器，接通使用开关SW，电子发射装置处于通常驱动状态(步骤S11)时，元件电源和元件连接，开始控制器110的发射电流Ie的测定(步骤S12)。接着，控制器110判断测定值是否下降到基准电流值Iere(步骤S13)，若判断为达到基准值或以下，则判断使用开关SW的接通或断开的状态(步骤S14)。此处，若判断为使用开关SW断开、处于待机状态，则将通电开关SWr接通，从扫描活化处理电源Vr向电子供给层和金属薄膜电极之间施加扫描电压，执行再活化(步骤S15)。再活化之后，结束处理。在步骤S13和步骤S14中，判断为未达到基准以及使用开关SW接通而处于驱动状态时，分别结束再活化处理动作。
图13示出又一实施方式。作为发射电流测定单元，设置连接在电子发射元件的金属薄膜电极15和元件电源之间的电流检测器Cs，连接成将电流检测器Cs的测定值提供给控制器110，测定电子供给层和金属薄膜电极之间的电流。在所测定的元件电流超过基准电流值(例如图10的特性中的Idre)的时刻，向电子供给层和金属薄膜电极之间施加再活化电压(再活化处理)。
图14是示出本实施方式的例如显示器的电子发射装置的控制器110的再活化处理动作的流程图。
首先，启动显示器，接通使用开关SW，电子发射装置处于通常驱动状态(步骤S21)时，元件电源和元件连接，开始控制器110的元件电流Id的测定(步骤S22)。接着，控制器110判断测定值是否达到了基准电流值Idre(步骤S23)，若判断为超过了基准，则判断使用开关SW的接通或断开的状态(步骤S24)。此处，若判断为使用开关SW断开而处于待机状态，则将通电开关SWr接通，从扫描活化处理电源Vr向电子供给层和金属薄膜电极之间施加扫描电压，执行再活化(步骤S25)。再活化之后，结束处理。在步骤S23和步骤S24中，判断为未达到基准以及使用开关SW接通而处于驱动状态时，分别结束再活化处理动作。
这样，发现电子发射元件是可再活化的元件，从而通过在电子供给层和金属薄膜电极之间施加预定的电压，能够在用于显示器、摄像元件、平面光源等中的电子发射元件的密封后进行再活化。
(使用了电子发射装置的显示面板)
图15是示出使用了上述结构的电子发射元件的显示装置102的结构的方框图。图15中，103表示A/D转换电路，104表示帧存储器，105表示扫描电路，106表示写入电路，107表示元件电源电路，108表示加速电源电路，109表示显示面板，110表示控制器。虽未图示，在显示面板的多个电子发射元件对面的一侧隔着真空空间设置有阳极，所述阳极带有荧光体。
控制器110与帧存储器104～加速电源电路108的各电路连接，与输入视频信号的水平和垂直同步信号同步地控制它们。
A/D转换电路103接收模拟视频信号的输入，将模拟视频信号转换为数字视频信号数据。另外，在输入数字视频信号数据的情况下，不需要A/D转换电路103。数字视频信号从A/D转换电路103提供给帧存储器104，通过控制器110的控制写入并积蓄。
帧存储器104根据控制器110的指令将所积蓄的数字视频信号数据发送至写入电路106。并且，利用控制器110依次控制与显示面板的各行和列连接的写入电路106和扫描电路105，通过例如子场(subfield)法等，控制与帧存储器中积蓄的图像对应的显示面板109的电子发射元件的电子发射时间，得到希望的图像显示。元件电源电路107向全部电子发射元件的上部电极15提供固定的电压。加速电源电路108向显示面板109的阳极供电。
接着，图16示出由与显示面板109的单位像素Px对应的FET(场效应晶体管：Field Effect Transistor)201和发光部形成的电路结构的例子。FET 201的栅极G与扫描电极线连接，所述扫描电极线被提供了来自扫描电路105的进行行扫描的扫描信号，FET 201的源极S与数据电极线连接，所述数据电极线被提供了来自写入电路106的与帧存储器104的数据对应的信号。
FET 201的漏极D与电子发射元件的下部电极11连接，与电子发射元件对置的阳极2与加速电源电路108连接。
在行和列上排列了多个这种电路的显示面板109的单元像素的电子发射控制动作如下：若向FET 201的栅极G供给了导通电压，则电流从源极S流向漏极D，由于施加在电极上的电压，从上部电极15发射出电子。
若FET 201的栅极G成为截止电压，则FET 201处于截止状态，停止从上部电极15发射电子。
除了上述的控制电子发射时间来表现亮度灰度的所谓的子场法之外，还可以应用根据从FET 201的源极S供给的与数字亮度灰度相对应的电压来控制电子发射元件的电子发射亮度的方法。
在上述的例子中，对于再活化处理，示出了通过控制器110的控制，在断开装置的电源之前计测各电子发射元件的电子发射电流的例子，但是，也可以在向装置投入电源时进行，并且，若内置有计时器，则也可以按照预定的时间间隔来进行。
在任何情况下，全部电子发射元件均以相同电压进行再活化处理，所以整个面以大致相同的状态恢复电子发射特性。
另外，也可以将再活化处理的基准值的初始值作为初期基准值存储到合适的存储器中，将每次的基准值与初期基准值比较，控制再活化处理时的电源电压本身，所以利用于显示面板的情况下，能够控制整个面板的亮度，维持稳定的亮度。
如上所述，根据本实施方式，即使在因长时间的驱动而在每个电子发射元件的特性劣化程度上产生偏差的情况下，在出厂后也能够消除每个电子发射元件的亮度劣化比例的偏差。因此，能够提供不会在画面上产生亮度不均的电子发射显示装置。

Claims (18)

1.一种电子发射装置的驱动方法，该电子发射装置具有封装起来的多个电子发射元件，各个电子发射元件包括：电子供给层，其由硅或主成分为硅的混合物或硅的化合物构成；绝缘体层，其形成于所述电子供给层上；以及金属薄膜电极，其形成于所述绝缘体层上，所述驱动方法的特征在于，其包括：
驱动步骤，对所述电子供给层和所述金属薄膜电极层之间供电，从所述电子发射元件发射出电子；以及
再活化步骤，在所述驱动步骤之后施加下述施加电压值以上的再活化电压，所述施加电压值使得在所述电子供给层和所述金属薄膜电极之间流动的元件电流关于施加电压的微分值中产生不连续。
2.根据权利要求1所述的驱动方法，其特征在于，所述绝缘体层具有至少一个作为电子发射部的岛区域，所述岛区域的膜厚减小到零。
3.根据权利要求1所述的驱动方法，其特征在于，所述电子供给层为非晶质。
4.根据权利要求1所述的驱动方法，其特征在于，所述电子发射元件的所述金属薄膜的表面被主成分为碳的碳层覆盖。
5.根据权利要求1所述的驱动方法，其特征在于，所述驱动方法包括计时步骤，所述计时步骤中对从开始向所述电子发射元件进行所述供电起的经过时间的累计进行计时，所述再活化步骤根据所述经过时间的累计来执行。
6.根据权利要求1所述的驱动方法，其特征在于，所述驱动方法包括发射电流测定步骤，在所述发射电流测定步骤中测定从所述电子发射元件的所述金属薄膜电极发射的电子所产生的发射电流，所述再活化步骤在所测定到的所述发射电流值下降到基准电流值以下的时刻执行。
7.根据权利要求1所述的驱动方法，其特征在于，所述再活化步骤包括元件电流测定步骤，在所述元件电流测定步骤中测定所述元件电流，所述再活化步骤在所测定到的所述元件电流值上升到基准电流值以上的时刻执行。
8.根据权利要求1所述的驱动方法，其特征在于，使得在所述元件电流关于施加电压的微分值中产生不连续的施加电压值是负性电阻开始点。
9.一种电子发射装置，其具有多个封装起来的电子发射元件，各个电子发射元件包括：电子供给层，其由硅或主成分为硅的混合物或硅的化合物构成；绝缘体层，其形成于所述电子供给层上；以及金属薄膜电极，其形成于所述绝缘体层上，所述电子发射装置的特征在于，
其包括再活化装置，所述再活化装置施加下述施加电压值以上的再活化电压，所述施加电压值使得在所述电子供给层和所述金属薄膜电极之间流动的元件电流关于施加电压的微分值中产生不连续。
10.根据权利要求9所述的电子发射装置，其特征在于，所述绝缘体层具有至少一个作为电子发射部的岛区域，所述岛区域的膜厚减小到零。
11.根据权利要求9所述的电子发射装置，其特征在于，所述电子供给层为非晶质。
12.根据权利要求9所述的电子发射装置，其特征在于，所述电子发射元件的所述金属薄膜的表面被主成分为碳的碳层覆盖。
13.根据权利要求9所述的电子发射装置，其特征在于，所述再活化装置具有：
计时单元，其对开始向所述电子发射元件进行所述供电起的经过时间的累计进行计时；以及
控制部，其进行如下控制：在所述经过时间的累计值超过了基准的时刻，向所述电子供给层和所述金属薄膜电极之间施加所述再活化电压。
14.根据权利要求9所述的电子发射装置，其特征在于，所述再活化装置具有：
发射电流测定单元，其测定从所述电子发射元件的所述金属薄膜电极发射的电子所产生的发射电流；以及
控制部，其进行如下控制：在测定到的所述发射电流值下降到基准电流值以下的时刻，向所述电子供给层和所述金属薄膜电极之间施加所述再活化电压。
15.根据权利要求9所述的电子发射装置，其特征在于，所述再活化装置具有：
元件电流测定单元，其测定所述元件电流；以及
控制部，其进行如下控制：在测定到的所述元件电流值上升到基准电流值以上的时刻，向所述电子供给层和所述金属薄膜电极之间施加所述再活化电压。
16.根据权利要求9～15的任意一项所述的电子发射装置，其特征在于，使得在所述元件电流关于施加电压的微分值中产生不连续的施加电压值是负性电阻开始点。
17.根据权利要求9～16的任意一项所述的电子发射装置，其特征在于，所述电子发射装置由所述电子发射元件以成行和成列的方式排列成矩阵状而构成。
18.根据权利要求13～17的任意一项所述的电子发射装置，其特征在于，所述控制部包括监视部，所述监视部监视所述电子发射元件发射电子的驱动状态的停止，所述控制部根据所述驱动状态的停止，指示向所述电子供给层和所述金属薄膜电极之间施加所述再活化电压。
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