JP2007299749A

JP2007299749A - 電界放出素子の駆動方法及びそれを利用したエイジング方法

Info

Publication number: JP2007299749A
Application number: JP2007117374A
Authority: JP
Inventors: Chan-Wook Baik; ▲さん▼ 郁白; Jeong-Hee Lee; 晶姫李; Jung-Na Hur; 廷娜許; Deuk-Seok Chung; 得錫鄭; Tae-Won Jeong; 太遠鄭; Kyung-Won Min; 庚源閔
Original assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Priority date: 2006-05-03
Filing date: 2007-04-26
Publication date: 2007-11-15
Also published as: US7973742B2; KR20070107500A; US20070257865A1; KR101217553B1; CN101067911A

Abstract

【課題】電界放出素子の駆動方法を提供する。
【解決手段】電子放出源１５が設けられたカソード電極１０と、前記カソード電極に対向して配置されたアノード電極２０と、を備える電界放出素子の駆動方法において、電子放出のための駆動電圧として電界放出素子に交流電圧を印加する。
【選択図】図１

Description

本発明は、電界放出素子の駆動方法及びそれを利用した電界放出素子のエイジング方法に係り、特に電界放出素子の駆動電圧として交流電圧を印加してアークの発生を防止し、複数の電界放出素子を備えた電界放出表示装置で電子放出の均一性を向上させる方法に関する。

一般的に、冷陰極を利用する方式の電子放出素子としては、ＦＥＡ（ＦｉｅｌｄＥｍｉｔｔｅｒＡｒｒａｙ）型、ＳＣＥ（ＳｕｒｆａｃｅＣｏｎｄｕｃｔｉｏｎＥｍｉｔｔｅｒ）型、ＭＩＭ（ＭｅｔａｌＩｎｓｕｌａｔｏｒＭｅｔａｌ）型及びＭＩＳ（ＭｅｔａｌＩｎｓｕｌａｔｏｒＳｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）型、ＢＳＥ（ＢａｌｌｉｓｔｉｃｅｌｅｃｔｒｏｎＳｕｒｆａｃｅＥｍｉｔｔｉｎｇ）型などが知られている。

前記電子放出素子のうちＦＥＡ型電界放出素子は、仕事関数が低いか、またはベータ関数が高い物質を電子放出源として使用する場合、真空中で電場によるトンネル効果により電子が容易に放出されるという原理を利用したものである。電子放出源としては、モリブデン（Ｍｏ）、シリコン（Ｓｉ）などを主な素材とする先端の尖ったチップ構造物や、グラファイト、ＤＬＣ（ＤｉａｍｏｎｄＬｉｋｅＣａｒｂｏｎ）などの炭素系物質を利用した素子、最近では、ナノチューブやナノワイヤなどのナノ材料を利用した素子が開発されている。

前記ＦＥＡ型電界放出素子には、電極の配置形態によって、面上に電子放出源が配置されたカソード電極と、前記カソード電極に対向するアノード電極と、を設け、前記二つの電極間の電位差により電子を放出させる二極管構造の電界放出素子があり、また、二極管構造の電界放出素子のカソード電極に隣接して、さらにゲート電極を設け電子を放出させる三極管構造の電界放出素子がある。電界放出素子を利用した表示装置は、電子放出源から放出された電子が電極間の電位差により加速されてアノード電極の表面に設けられている蛍光物質層に達し、その蛍光物質を発光させるための構造を有する。

電界放出素子を駆動する従来の方法では、前記電極に駆動電圧として直流またはパルス状の電圧を印加する。この場合、駆動電圧がオン状態であるときは、カソード電極とアノード電極との間の電位差が一定に維持されるので、電子放出源のチップの周囲に帯電粒子が多く集まり、この帯電粒子によりアークの発生が生じやすい。特に、駆動電圧がオン状態からオフ状態に、またはオフ状態からオン状態に転換されるときには、オーバーシュートが発生するので、アークの発生が生じる危険がさらに高まる。

また、複数の電界放出素子を有する表示装置の場合、複数の電子放出源のチップの微細な高低差によってホットスポット（発光輝度が大きい点）とデッドスポット（発光輝度が小さい点）をはじめとする不均一な発光が生じやすい。これを解消するためにエイジング過程を経るが、前述した従来の駆動方法を利用した場合には、エイジング過程でアークの発生が生じる危険が高くなるだけでなく、エイジング後にもホットスポットやデッドスポットがそのまま維持される傾向がある。

本発明の目的は、前述した従来の問題点を改善するためのものであって、電界放出素子の駆動時にアークの発生が生じることを防止し、複数の電界放出素子を備えた表示装置で電子放出の均一性を向上させることである。

本発明の他の目的は、前記複数の電界放出素子を備えた表示装置のエイジング時にホットスポットとなる部分を抑制し、デッドスポットとなる部分を活性化させることである。

本発明による電界放出素子の駆動方法は、電子放出源が設けられたカソード電極と、前記カソード電極に対向して配置されたアノード電極と、を備える電界放出素子の駆動方法において、電子放出のための駆動電圧として前記電界放出素子に交流電圧を印加することを特徴とする。

前記交流電圧は、経時的かつ連続的に変化するアナログ波形を有するものであって、前記アナログ波形は、正弦波または三角波でありうる。また、前記交流電圧は、経時的間欠的に変化するデジタル波形であり、この場合にも、前記デジタル波形は、実質的に正弦波または三角波などの形態でありうる。

本発明の一側面による電界放出素子の駆動方法は、電子放出源が設けられたカソード電極と、前記カソード電極に対向して配置されたアノード電極と、を備える二極管電界放出素子の駆動方法において、前記カソード電極と前記アノード電極に前記電子放出源が電子放出を起こす電圧よりも小さな直流電圧を印加すると同時に、前記カソード電極または前記アノード電極のいずれか一つの電極に周期的に電子放出を起こさせるための電圧よりも大きな最大値を持つ交流電圧を印加することを特徴とする。

本発明の他の側面による電界放出素子の駆動方法は、電子放出源が設けられたカソード電極と、前記カソード電極に対向して配置されたアノード電極と、前記電子放出源に隣接して配置されたゲート電極と、を備える三極管電界放出素子の駆動方法において、前記カソード電極、前記アノード電極及び前記ゲート電極に前記電子放出源が電子放出を起こす電圧よりも小さな直流電圧を印加すると同時に、前記カソード電極、前記アノード電極またはゲート電極のうち一つまたは二つの電極に周期的に電子放出を起こさせるための電圧よりも大きな最大値を持つ交流電圧を印加することを特徴とする。

また、本発明は、前述した駆動方法を利用して電界放出素子をエイジングする方法を提供する。

本発明による電界放出素子の駆動方法は、電界放出素子の電子ビームの放出時にアークの発生を防止し、複数の電界放出素子を備えた表示装置でホットスポット（発光輝度が大きい点）またはデッドスポット（発光輝度が小さい点）の発生頻度を顕著に減らし、電子放出の均一性を向上させる。また、本発明によるエイジング方法は、ホットスポットとなる部分を抑制し、デッドスポットとなる部分を活性化させる。

以下、添付された図面を参照しつつ本発明の実施形態を詳細に説明する。同じ図面符号は同じ構成要素を示す。添付された図面で、電界放出素子の構造は、理解を助けるために単純化されている。図１は、二極管電界放出素子を示す模式図であり、図２及び図３は、それぞれ図１に示した二極管電界放出素子についての駆動電圧の例を示すグラフである。

二極管電界放出素子は、電子放出源１５が設けられたカソード電極１０と、前記カソード電極１０に対向して配置されたアノード電極２０と、を備える。Ｖｃ１は、前記カソード電極１０の駆動電圧を表し、Ｖａ１は、前記アノード電極２０の駆動電圧を表す。まず、図２に示すように、カソード電極１０に直流電圧を印加し、アノード電極２０に所定の直流電圧と交流電圧とが重なった駆動電圧を印加できる。一例として、前記Ｖｃ１は、接地電位でありうる。このとき、前記所定の直流電圧は、本発明による駆動方法が適用される電界放出素子で電子の放出が生じない高電圧でありうる。前記所定の直流電圧は、約数百Ｖないし数千Ｖであり、電圧値は、前記カソード電極１０と前記アノード電極２０との距離及び電子放出源１５の特性によって変わりうる。前記交流電圧は、最大値は約数百Ｖないし数千Ｖであり、その周波数は、数Ｈｚないし数百ｋＨｚでありうる。前記交流電圧の最大値及び周波数も、前記カソード電極１０と前記アノード電極２０との距離、電子放出源１５の特性及び駆動時に要求される衝撃係数によって変わりうる。電界放出素子は、前記交流電圧の変化周期によってオン状態とオフ状態とを周期的に反復する。

前記カソード電極１０及び前記アノード電極２０に印加される直流電圧の電圧値は、−３０ｋＶから＋３０ｋＶの範囲であることが望ましい。前記範囲を外れた高電圧は、電界放出素子の安定性または寿命を低下させる原因である。また、これと類似した理由により、前記交流電圧は、最大値が０Ｖよりも大きく３０ｋＶ以下の範囲であり、周波数が０Ｈｚよりも大きく１ＭＨｚ以下の範囲であり、衝撃係数が１／１０，０００以上１／２以下の範囲であることが望ましい。

ここで、前記交流電圧は、経時的かつ連続的に変化するアナログ波形を有しうる。前記アナログ波形の例としては、正弦波または三角波などが挙げられる。電界放出素子がアナログ信号ではないデジタル信号で制御される場合に、前記交流電圧は、経時的かつ間欠的に変化するデジタル波形でありうる。すなわち、アナログ波形と類似して生成されたデジタル波形でありうる。この場合も、前記デジタル波形の例としては、正弦波または三角波などが挙げられる。前記のように経時的かつ間欠的な波形の駆動電圧を印加することによって、オーバーシュートによるアークの発生を未然に防止できる。

図１に示した二極管電界放出素子に前述したような駆動電圧が印加されたときの動作は、次の通りである。図２のＶａ１グラフで点線で表示された基準電圧が電子放出源１５から電子が放出される電圧値であると仮定するとき、Ｖａ１が前記基準電圧より高ければ、前記電子放出源１５から電子放出が起き、前記基準電圧より低ければ、電子放出が中止され、係る動作を周期的に反復する。

このとき、前記カソード電極１０と前記アノード電極２０との間では、前記交流電圧Ｖａ１の周期的な変化によって電場の周期的な変化が起きる。電場の周期的な変化により、前記二つの電極間の帯電粒子がいずれか一つに集中せずに振動し、したがって、前記二つの電極間でアークの発生が生じる可能性が顕著に低下する。

また、炭素ナノチューブ（ＣＮＴ）を利用した電子放出源１５の場合、電子放出チップであるＣＮＴは、電場の強度の変化によって異なる力を受けてその端部が若干の振動を起こしうる。係る振動により、電子放出源１５の電子放出特性が向上しうる。特に、係る振動は、本発明による駆動方法を利用して電界放出素子をエイジングする場合、電子放出が円滑でない電子放出源の活性化に、すなわちデッドスポットとなる部分の活性化に寄与できる。

図３は、前記アノード電極２０に直流電圧を印加し、前記カソード電極１０に交流電圧を印加した実施形態を示すグラフである。電子放出源１５での電子放出は、前記カソード電極１０の電圧Ｖｃ１と前記アノード電極２０の電圧Ｖａ１との差により発生することであるので、この場合にも、前記交流電圧による駆動過程及び特性は、図２を参照して説明した実施形態の場合と同一である。したがって、図３の実施形態において、前記カソード電極１０及び前記アノード電極２０に印加される直流電圧についての条件と、前記カソード電極１０に印加される交流電圧についての条件とは、それぞれ前述した通りである。

図４は、三極管電界放出素子を示す模式図であり、図５Ａないし図６Ｂは、それぞれ図４に示した三極管電界放出素子についての駆動電圧の例を示すグラフである。三極管電界放出素子は、電子放出源３５が設けられたカソード電極３０と、前記カソード電極３０に対向して配置されたアノード電極５０と、前記電子放出源３５に対向して配置されたゲート電極４０と、を備える。ここで、前記ゲート電極４０と前記カソード電極３０との間には、絶縁層（図示せず）が設けられうる。ただし、前記ゲート電極４０の位置は、図４に示したように電子放出源３５の上側に配置された、いわゆる上部ゲート構造に限定されず、電子放出源の下側に配置された、いわゆる下部ゲート構造にすることもできる。その他に変形された形態も可能であることはいうまでもない。

本発明の一側面による他の実施形態として図５Ａに示した実施形態によれば、カソード電極３０の駆動電圧Ｖｃ２として所定の直流電圧、例えば接地電圧を印加し、アノード電極５０の駆動電圧Ｖａ２として所定の直流電圧を印加する。同時に、前記ゲート電極４０には、接地電圧と所定の交流電圧とが重なった駆動電圧Ｖｇ２を印加する。高電圧が印加されたアノード電極５０及び相対的に近いゲート電極４０に交流電圧を印加することによって、荷電粒子の蓄積によるアークの発生を低下できる。

このとき、前記所定の直流電圧は、本発明による駆動方法が適用される三極管電界放出素子で電子の放出が生じない高電圧でありうる。前記所定の直流電圧は、約数百Ｖないし数千Ｖであり、電圧値は、前記カソード電極３０と前記アノード電極５０との距離及び電子放出源３５の特性によって変わりうる。前記交流電圧は、約数百Ｖないし数千Ｖであり、その周波数は、数Ｈｚないし数百ｋＨｚでありうる。前記交流電圧の最大値及び周波数も、前記カソード電極３０と前記ゲート電極４０との距離、電子放出源３５の特性、及び駆動時に要求される衝撃係数によって変わりうる。三極管電界放出素子は、前記交流電圧の変化周期によってオン状態とオフ状態とを周期的に反復する。

前記カソード電極３０、前記アノード電極５０及びゲート電極４０に印加される直流電圧の電圧値は、−３０ｋＶから＋３０ｋＶの範囲であることが望ましい。前記範囲を外れた高電圧は、電界放出素子の安定性または寿命を低下させる原因である。また、これと類似した理由により、前記交流電圧は、最大値が０Ｖよりも大きく３０ｋＶ以下の範囲であり、周波数が０Ｈｚよりも大きく１ＭＨｚ以下の範囲であり、衝撃係数が１／１０，０００以上１／２以下の範囲であることが望ましい。

ここで、前記交流電圧は、二極管電界放出素子に関する実施形態で前述したように、経時的かつ連続的に変化するアナログ波形を有しうる。係る波形の例としては、正弦波または三角波などが挙げられる。電界放出素子がアナログ信号ではないデジタル信号で制御される場合に、前記交流電圧は、経時的かつ間欠的に変化するデジタル波形でありうる。すなわち、アナログ波形と類似して生成されたデジタル波形でありうる。この場合も、前記デジタル波形の例としては、正弦波または三角波などが挙げられる。前記のように経時的かつ間欠的な波形の駆動電圧を印加することによって、オーバーシュートによるアークの発生を未然に防止できる。

図５Ｂは、図５Ａの実施形態でゲート電極４０の駆動電圧Ｖｇ２の波形を変形させた例であって、電界放出素子の駆動時に正弦波または三角波で所定の電圧より高い部分のみを活用しうる。

図６Ａに示すように、一例として、カソード電極３０に接地電圧と所定の交流電圧とが重なった駆動電圧Ｖｃ２を印加し、ゲート電極４０の駆動電圧Ｖｇ２として所定の直流電圧、例えば接地電圧を印加し、アノード電極５０の駆動電圧Ｖａ２として所定の直流電圧を印加する。ここで、前記所定の直流電圧は、本発明による駆動方法が適用される三極管電界放出素子で電子の放出が生じない高電圧でありうる。前記交流電圧は、カソード電極３０の電子放出源３５とゲート電極４０との間の電場により、前記電子放出源３５から電子が周期的に放出される電圧値及び周波数を有しうる。前記所定の直流電圧及び所定の交流電圧に関する色々な条件は、図５Ａの実施形態を通じて説明した通りである。

図６Ｂは、図６Ａの実施形態でカソード電極３０の駆動電圧Ｖｃ２の波形を変形させた例であって、電界放出素子の駆動時に正弦波または三角波で所定の電圧より高い部分のみを活用しうる。

以下では、本発明による二極管電界放出素子の駆動方法を利用して、実際に複数の二極管電界放出素子を備えた表示装置を駆動またはエイジングした複数の実験例及び比較例を参照して本発明を説明する。

まず、比較例として、図７Ａないし図７Ｃは、直流電圧を印加して駆動した電界放出素子表示装置の写真である。写真下に表示された数値は、順次にカソード電極に印加された電圧が０Ｖであるとき、アノード電極に印加された直流電圧値、放出電流及び発光均一度である。図７Ａには、アノード電極に１６００Ｖの直流電圧が印加されたとき、放出電流値は０．２６７ｍＡであり、発行均一度は６０％であるものが記載されている。図７Ｂには、アノード電極に１７００Ｖの直流電圧が印加されたとき、放出電流値は０．４２７ｍＡであり、発光均一度は５０％であるものが記載されている。図７Ｃには、アノード電極に１９００Ｖの直流電圧が印加されたとき、放出電流値が１．５７７ｍＡであるものが記載されている。図７Ａの中上部に見られるデッドスポットは、図７Ｂ及び図７Ｃのように駆動電圧を高めてもそのまま維持され、数値上だけでなく、写真上でも視覚的に発光均一性が低いということが確認できる。

図８Ａないし図８Ｃは、図７Ａないし図７Ｃに記載した電界放出素子表示装置に、図３の実施形態のようにアノード電極に直流電圧を印加し、カソード電極に交流電圧を印加して駆動した写真である。写真下に表示された数値は、順次にカソード電極に印加された交流電圧の最大値及び周波数、アノード電極に印加された直流電圧値、放出電流、発光均一度を表す。図８Ａには、カソード電極に最大値が９００Ｖ及び周波数が１２０Ｈｚの交流電圧が印加され、アノード電極に１０００Ｖの直流電圧が印加されたとき、放出電流値は０．１９４ｍＡであり、発光均一度は６９％であるものが記載されている。図８Ｂには、カソード電極に最大値が１０００Ｖ及び周波数が１２０Ｈｚの交流電圧が印加され、アノード電極に１０００Ｖの直流電圧が印加されたとき、放出電流値は０．３６０ｍＡであり、発光均一度は６１％であるものが記載されている。図８Ｃには、カソード電極に最大値が１３００Ｖ及び周波数が６００Ｈｚの交流電圧が印加され、アノード電極に１０００Ｖの直流電圧が印加されたとき、放出電流値は１．３９０ｍＡであるものが記載されている。図８Ａは、図７Ａに比べて発光均一度が１．１５倍向上し、図８Ｂは、図７Ｂに比べて１．２２倍向上した。図７Ａないし図７Ｃで観察されたデッドスポットも活性化され、相対的に均一に発光していることを視覚的に確認できる。

図９Ａないし図９Ｃ、図１０Ａないし図１０Ｃ、図１１Ａ及び図１１Ｂは、同じ電界放出素子表示装置を有し、それぞれ同じ数値範囲の放出電流に対して、駆動電圧として直流電圧、直流電圧とパルス電圧、直流電圧と交流電圧を印加した場合を比較できる写真である。写真の左側部分がサンプルの活性領域である。

まず、図９Ａないし図９Ｃは、放出電流が約０．３０ｍＡから０．３７ｍＡの数値範囲である場合を示す。図９Ａは、駆動電圧として電圧値が１２００Ｖの直流電圧を印加した場合であって、発光均一度が３７％であり、最も低い。図９Ｂは、駆動電圧として電圧値が１０００Ｖの直流電圧と、最大値が５６５Ｖ及び周波数が１２０Ｈｚであるパルス電圧と、を印加した場合であって、発光均一度が４９％であり、多少高くなったが、図９Ａと同様に活性領域の右側下部にデッドスポットが見られる。図９Ｃは、駆動電圧として電圧値が１０００Ｖの直流電圧と、最大値が７００Ｖ及び周波数が１２０Ｈｚの交流電圧と、を印加した場合であって、発光均一度が５６％であり、最も高く、デッドスポットが活性化されたということを確認できる。

図１０Ａないし図１０Ｃは、放出電流が約０．４１ｍＡから０．４８ｍＡの数値範囲である場合を示す。図１０Ａは、駆動電圧として電圧値が１２００Ｖの直流電圧を印加した場合であって、発光均一度が３５％であり、最も低い。図１０Ｂは、駆動電圧として電圧値が１０００Ｖの直流電圧と、最大値が６３６Ｖ及び周波数が１２０Ｈｚであるパルス電圧と、を印加した場合であって、発光均一度が３９％であり、多少高い。図１０Ｃは、駆動電圧として電圧値が１０００Ｖの直流電圧と、最大値が８００Ｖ及び周波数が１２０Ｈｚの交流電圧と、を印加した場合に発光均一度が５１％であり、最も高い。図９Ａないし図９Ｃと同様に、直流電圧と交流電圧とを駆動電圧として印加したとき、発光均一度が最も高く、あらゆる電子放出源が活性化されたということを確認できる。

図１１Ａ及び図１１Ｂは、放出電流が約０．８３ｍＡから０．９６ｍＡの数値範囲である場合を示す。図１１Ａは、駆動電圧として電圧値が１４００Ｖの直流電圧を印加した場合に全体的には明るいが、デッドスポットが存在する。図１１Ｂは、駆動電圧として電圧値が１０００Ｖの直流電圧と、最大値が１０００Ｖ及び周波数が１２０Ｈｚである交流電圧と、を印加した場合に全域で均一に明るい光を放出している。また、本実験で駆動電圧として直流電圧とパルス電圧とを印加した場合は、前記したレベルの放出電流に達せずにアークの発生が生じた。以上の実験で、本発明による電界放出素子の駆動方法を利用する場合、アークの発生を防止し、電子放出の均一性を顕著に向上させるということを確認できる。

図１２Ａないし図１２Ｃは、本発明によるエイジング方法の実験例を示す写真である。図１２Ａは、アノード電極に電圧値が１２００Ｖの直流電圧と、カソード電極に接地電圧と、を印加したエイジング前の駆動状態を示し、図１２Ｂは、アノード電極に電圧値が１４００Ｖの直流電圧と、カソード電極に最大値が１ｋＶ及び周波数１２０Ｈｚの交流電圧と、を印加したエイジング過程を示し、図１２Ｃは、アノード電極に電圧値が１４００Ｖの直流電圧と、カソード電極に接地電圧と、を印加したエイジング後駆動状態を示す。図１２Ａと図１２Ｃとを比較すれば、アノード電極に直流電圧と、カソード電極に交流電圧と、を印加したエイジング過程を通じて複数のデッドスポットが活性化されたということを確認できる。

図１３ないし図１５Ｃは、さらに他の電界放出素子表示装置に対して、本発明による駆動方法を利用したエイジング方法の効果を検証する実験例を示す写真である。図１３は、エイジング実行前に９００Ｖの直流電圧を駆動電圧として印加した場合の写真である。図１４Ａは、１７００Ｖの直流電圧を印加してエイジングする過程を示し、放出電流値は１．０３０ｍＡであり、発光均一度は５８％である。図１４Ｂは、１７００Ｖの直流電圧と、最大値が１００Ｖ及び周波数が１２０Ｈｚの低い交流電圧と、を印加してエイジングする過程を示し、放出電流値は１．０１６ｍＡであり、発光均一度は６０％である。また、図１４Ｃは、８００Ｖの直流電圧と、最大値が１２４０Ｖ及び周波数が１２０Ｈｚの高い交流電圧とを印加してエイジングする過程を示し、放出電流値は１．０１４ｍＡであり、発光均一度は６６％である。最大電圧値が高い交流電圧を印加した場合に発光均一度が最も向上したということが分かる。図１５Ａないし図１５Ｃは、前記のようなエイジング過程を経た電界放出素子表示装置に再び直流電圧を印加して駆動した例を示す。それぞれ図１５Ａは１５００Ｖ、図１５Ｂは１８００Ｖ、図１５Ｃは２０００Ｖの直流電圧を印加して駆動したものであって、交流電圧を印加したエイジングを経た後に、直流電圧を印加した駆動時にも、エイジング前（図１３）に比べて輝度均一性が向上したということが分かる。

以上、本発明による望ましい実施形態が説明されたが、これは、例示的なものに過ぎず、当業者であれば、これから多様な変形及び均等な他の実施形態が可能であるという点を理解できるであろう。したがって、本発明の保護範囲は、特許請求の範囲により決まらねばならない。

本発明は、電界放出表示装置関連の技術分野に適用可能である。

二極管電界放出素子を示す模式図である。図１に示した二極管電界放出素子についての駆動電圧の一例を示すグラフである。図１に示した二極管電界放出素子についての駆動電圧の他の例を示すグラフである。三極管電界放出素子を示す模式図である。図４に示した三極管電界放出素子についての駆動電圧の一例を示すグラフである。図４に示した三極管電界放出素子についての駆動電圧の一例を示すグラフである。図４に示した三極管電界放出素子についての駆動電圧の他の例を示すグラフである。図４に示した三極管電界放出素子についての駆動電圧の他の例を示すグラフである。直流電圧を印加して駆動した電界放出素子表示装置のサンプルの写真である。直流電圧を印加して駆動した電界放出素子表示装置のサンプルの写真である。直流電圧を印加して駆動した電界放出素子表示装置のサンプルの写真である。図７Ａのようなサンプルを図３の実施形態のようにカソード電極に交流電圧を印加して駆動した写真である。図７Ｂのようなサンプルを図３の実施形態のようにカソード電極に交流電圧を印加して駆動した写真である。図７Ｃのようなサンプルを図３の実施形態のようにカソード電極に交流電圧を印加して駆動した写真である。同じサンプルを有し、それぞれ同じレベルの放出電流に対して、駆動電圧として直流電圧、直流電圧とパルス電圧、直流電圧と交流電圧を印加した場合を比較する写真である。同じサンプルを有し、それぞれ同じレベルの放出電流に対して、駆動電圧として直流電圧、直流電圧とパルス電圧、直流電圧と交流電圧を印加した場合を比較する写真である。同じサンプルを有し、それぞれ同じレベルの放出電流に対して、駆動電圧として直流電圧、直流電圧とパルス電圧、直流電圧と交流電圧を印加した場合を比較する写真である。同じサンプルを有し、それぞれ同じレベルの放出電流に対して、駆動電圧として直流電圧、直流電圧とパルス電圧、直流電圧と交流電圧を印加した場合を比較する写真である。同じサンプルを有し、それぞれ同じレベルの放出電流に対して、駆動電圧として直流電圧、直流電圧とパルス電圧、直流電圧と交流電圧を印加した場合を比較する写真である。同じサンプルを有し、それぞれ同じレベルの放出電流に対して、駆動電圧として直流電圧、直流電圧とパルス電圧、直流電圧と交流電圧を印加した場合を比較する写真である。同じサンプルを有し、それぞれ同じレベルの放出電流に対して、駆動電圧として直流電圧、直流電圧とパルス電圧、直流電圧と交流電圧を印加した場合を比較する写真である。同じサンプルを有し、それぞれ同じレベルの放出電流に対して、駆動電圧として直流電圧、直流電圧とパルス電圧、直流電圧と交流電圧を印加した場合を比較する写真である。本発明によるエイジング方法の実験例を示す写真である。本発明によるエイジング方法の実験例を示す写真である。本発明によるエイジング方法の実験例を示す写真である。さらに他の電界放出素子表示装置のサンプルに対して、本発明による駆動方法を利用したエイジング方法の効果を検証する実験例を示す写真である。さらに他の電界放出素子表示装置のサンプルに対して、本発明による駆動方法を利用したエイジング方法の効果を検証する実験例を示す写真である。さらに他の電界放出素子表示装置のサンプルに対して、本発明による駆動方法を利用したエイジング方法の効果を検証する実験例を示す写真である。さらに他の電界放出素子表示装置のサンプルに対して、本発明による駆動方法を利用したエイジング方法の効果を検証する実験例を示す写真である。さらに他の電界放出素子表示装置のサンプルに対して、本発明による駆動方法を利用したエイジング方法の効果を検証する実験例を示す写真である。さらに他の電界放出素子表示装置のサンプルに対して、本発明による駆動方法を利用したエイジング方法の効果を検証する実験例を示す写真である。さらに他の電界放出素子表示装置のサンプルに対して、本発明による駆動方法を利用したエイジング方法の効果を検証する実験例を示す写真である。

符号の説明

１０カソード電極、
１５電子放出源、
２０アノード電極。

Claims

電子放出源が設けられたカソード電極と、前記カソード電極に対向して配置されたアノード電極と、を備える電界放出素子の駆動方法において、
電子放出のための駆動電圧として前記電界放出素子に交流電圧を印加することを特徴とする電界放出素子の駆動方法。
前記交流電圧は、経時的かつ連続的に変化するアナログ波形を有することを特徴とする請求項１に記載の電界放出素子の駆動方法。
前記アナログ波形は、正弦波または三角波であることを特徴とする請求項２に記載の電界放出素子の駆動方法。
前記交流電圧は、経時的かつ間欠的に変化するデジタル波形を有することを特徴とする請求項１に記載の電界放出素子の駆動方法。
前記デジタル波形は、正弦波または三角波であることを特徴とする請求項４に記載の電界放出素子の駆動方法。
電子放出源が設けられたカソード電極と、前記カソード電極に対向して配置されたアノード電極と、を備える二極管電界放出素子の駆動方法において、
前記カソード電極と前記アノード電極との間に前記電子放出源が電子放出を起こす電圧よりも小さな直流電圧を印加すると同時に、前記カソード電極または前記アノード電極のいずれか一つの電極に周期的に電子放出を起こさせるための電圧よりも大きな最大値を持つ交流電圧を印加することを特徴とする電界放出素子の駆動方法。
前記交流電圧は、経時的かつ連続的に変化するアナログ波形を有することを特徴とする請求項６に記載の電界放出素子の駆動方法。
前記アナログ波形は、正弦波または三角波であることを特徴とする請求項７に記載の電界放出素子の駆動方法。
前記交流電圧は、経時的かつ間欠的に変化するデジタル波形であることを特徴とする請求項６に記載の電界放出素子の駆動方法。
前記デジタル波形は、正弦波または三角波であることを特徴とする請求項９に記載の電界放出素子の駆動方法。
前記直流電圧は、−３０ｋＶから＋３０ｋＶの範囲の電圧であることを特徴とする請求項６に記載の電界放出素子の駆動方法。
前記交流電圧は、最大値が０Ｖよりも大きく３０ｋＶ以下の範囲であり、周波数が０Ｈｚよりも大きく１ＭＨｚ以下の範囲であり、衝撃係数が１／１０，０００以上１／２以下の範囲であることを特徴とする請求項６に記載の電界放出素子の駆動方法。
電子放出源が設けられたカソード電極と、前記カソード電極に対向して配置されたアノード電極と、前記電子放出源に隣接して配置されたゲート電極と、を備える三極管電界放出素子の駆動方法において、
前記カソード電極、前記アノード電極及び前記ゲート電極に前記電子放出源が電子放出を起こす電圧よりも小さな直流電圧を印加すると同時に、前記カソード電極、前記アノード電極またはゲート電極のうち一つまたは二つの電極に周期的に電子放出を起こさせるための電圧よりも大きな最大値を持つ交流電圧を印加することを特徴とする電界放出素子の駆動方法。
前記交流電圧は、経時的かつ連続的に変化するアナログ波形を有することを特徴とする請求項１３に記載の電界放出素子の駆動方法。
前記アナログ波形は、正弦波または三角波であることを特徴とする請求項１４に記載の電界放出素子の駆動方法。
前記交流電圧は、経時的かつ間欠的に変化するデジタル波形であることを特徴とする請求項１３に記載の電界放出素子の駆動方法。
前記デジタル波形は、正弦波または三角波であることを特徴とする請求項１６に記載の電界放出素子の駆動方法。
前記直流電圧は、−３０ｋＶから＋３０ｋＶの範囲の電圧であることを特徴とする請求項１３に記載の電界放出素子の駆動方法。
前記交流電圧は、最大値が０Ｖよりも大きく３０ｋＶ以下の範囲であり、周波数が０Ｈｚよりも大きく１ＭＨｚ以下の範囲であり、衝撃係数が１／１０，０００以上１／２以下の範囲であることを特徴とする請求項１３に記載の電界放出素子の駆動方法。
電子放出源が設けられたカソード電極と、前記カソード電極に対向して配置されたアノード電極と、を備える二極管電界放出素子のエイジング方法において、
前記カソード電極及び前記アノード電極に前記電子放出源が電子放出を起こす電圧よりも小さな直流電圧を印加すると同時に、前記カソード電極または前記アノード電極のうちいずれか一つに周期的に電子放出を起こさせるための電圧よりも大きな最大値を持つ交流電圧を印加することを特徴とする電界放出素子のエイジング方法。
電子放出源が設けられたカソード電極と、前記カソード電極に対向して配置されたアノード電極と、前記電子放出源に隣接して配置されたゲート電極と、を備える三極管電界放出素子のエイジング方法において、
前記カソード電極、前記アノード電極及び前記ゲート電極に前記電子放出源が電子放出を起こす電圧よりも小さな直流電圧を印加すると同時に、前記カソード電極、前記アノード電極またはゲート電極のうち一つまたは二つの電極に周期的に電子放出を起こさせるための電圧よりも大きな最大値を持つ交流電圧を印加することを特徴とする電界放出素子のエイジング方法。