JP2002524816A - 電界放出表示装置調整方法および装置 - Google Patents
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Abstract
Description
の発明は平面パネル電界放出ディスプレイ画面の電界に関するものである。この
明細書には、電界放出ディスプレイ装置内の素子をターンオンおよびターンオフ
する手順および装置が開示されている。
は、標準的な陰極線管(CRT―Cathode Ray Tube―)ディスプレイと同様に、
蛍光体画面の画素(ピクセル―pixel―)に高エネルギーの電子をぶつけること
により光を発生させる。励起された蛍光体は、電子のエネルギーを可視光に変換
する。しかしながら、1つの信号を用いる従来のCRTディスプレイとは異なり
、または、3つの電子ビームがラスターパターン内の蛍光体画面を越えて走査す
る幾つかの場合には、FEDsはそれぞれの画素のそれぞれの色素のための静電
子ビームを用いている。これは、電子源から画面までの距離が従来のCRTの走
査用電子ビームにおいて求められている距離に比較して非常に小さくなるべきこ
とを要求している。さらに、FEDはCRTよりもはるかに少ない電力を消費す
るだけである。これらの要素は、FEDを例えばラップトップコンピュータ、ポ
ケットテレビ、パーソナルディジタルアシスタント、携帯用電子ゲーム等の携帯
用電子製品に最適なものである。
子、フェースプレート(面板)、(誘電膜や金属膜を含む)ゲート電極およびス
ペーサ壁面等の表面に付着するようになる、ほんの僅かな量の汚染物質を含むで
あろうということである。これらの汚染物質は、充分なエネルギーを有する電子
により衝撃を与えられたときに、叩き落とされるであろう。このように、FED
がスイッチオンまたはスイッチオフされたときに、これらの汚染物質がFED真
空管内で高いイオン圧力の小さな区域を形成するであろうことは高い蓋然性があ
る。ゲートがエミッタに対して陽性(positive―ポジティブ,プラス―)である
という事実に加えて、イオン圧力が高いことはエミッタからゲート電極への電子
の放出を促進にしている。この結果、幾つかの電子はディスプレイ画面に対して
よりはむしろゲート電極に対して衝撃を与えるであろう。この状況はゲート電極
のオーバヒート(過熱)を導く可能性がある。ゲート電極に対する放出はまた、
エミッタおよびゲート電極間の電圧差に影響を与える。さらに、電子放出素子と
ゲート電極との間の間隙を電子が飛び越えるので、電流の輝度放電もまた、観察
される。繊細な電子エミッタに対する深刻な衝撃もまた結果される。当然、「ア
ーク放電(arcing)」として一般的に知られているこの現象は、非常に好ましく
ないことである。
めにFED真空管を手作業により洗浄することによるものである。しかしながら
この方法によって全ての汚染物質を除去することは難しいことである。さらに、
手作業による洗浄の過程は、時間を消費すると共に労働力を集約することとなっ
て、FED画面の製造コストを不必要に増加させることになる。
方法を提供するものである。この発明はまた、ターンオンおよびターンオフする
間のゲートからエミッタへの電流を阻止するために電界放出ディスプレイを動作
させる改善された方法を提供するものでもある。この発明におけるこれらおよび
特に上述しなかった他の長所は、以下に述べるこの発明に関する議論の中で明ら
かとなる。
除去する方法を提供する。この発明の1つの態様によれば、汚染物質の粒子は、
a)電界放出ディスプレイ(FED―Field Emission Display―)のアノードを
所定電圧となるように駆動し、b)このアノードの電圧が所定電圧に達した後に
前記FEDの放出電流を徐々に増加させ、c)放出された電子により叩き落とさ
れたイオンまたは汚染物質を捕集するためのイオン捕集装置を提供する、ステッ
プを含む調整プロセスにより除去される。この態様においては、アノードを所定
電圧により、また、FEDの放出電流を徐々に増加させることにより、FEDに
対してダメージを与えることなく汚染物質の粒子が有効に除去される。
阻止するようにFEDを動作させる方法を提供している。この態様においては、
動作方法は、a)アノード表示画面を動作可能にし、b)アノード表示画面が動
作可能な状態となった後に電子エミッタを所定時間だけ動作可能にする、ステッ
プを含んでいる。この態様においては、エミッタが動作可能となる前にアノード
表示画面が所定の電圧に到達するための充分な時間を許容することにより、放出
された電子がアノードへと引きつけられるだろう。このようにして、FEDがタ
ーンオンされたときにはゲート−エミッタ電流は有効に消去される。この態様に
おいては、アノード表示画面は表示画面に所定の高電圧を供給することにより動
作可能な状態となっており、電子エミッタはFEDのゲート電極およびエミッタ
電極を適切な電圧で駆動することにより動作可能な状態となっている。
放出ディスプレイを動作させる方法は、a)所定の時間の間だけエミッタを動作
不能な状態にするステップと、b)電子エミッタが動作不能とされた後にアノー
ド表示画面を動作不能な状態にするステップと、を備えている。この態様におい
ては、アノード表示画面を動作不能な状態にする前に電子エミッタを動作不能な
状態とするために充分な時間を許容することにより、全ての残りの電子がアノー
ドに引きつけられることになる。このようにして、FEDのターンオフ周期の間
だけ、ゲート−エミッタ電流が消去される。この態様においては、FEDのアノ
ードに対して接地電圧を供給することによりアノード表示画面が動作不能状態と
され、ゲート電極とエミッタ電極とを接地電圧で駆動することにより電子エミッ
タが動作不能な状態とされる。
イを動作させる方法を含んでいる。この方法は、電子を放出するための電子放出
素子と、この電子放出素子から放出される電子を制御するためのゲート電極と、
前記電子を集めるための表示画面とを提供するステップと、前記表示画面と前記
電子放出素子との間の電圧差を前記表示画面で確立可能な状態にさせるステップ
と、前記表示画面の電圧差の確立可能な状態を維持しながら、前記電子を前記表
示画面側に向かわせると共に前記電子が前記ゲート電極に打撃を与えることを実
質的に阻止するように前記電圧差をが確立されるまで、前記電子放出阻止からの
実質的な電子の放出を遅延させることによりゲート電極を動作可能な状態にする
ステップと、を備えている。
数の電子放出素子と、前記電子放出素子からの電子の放出を制御するために前記
ベースプレート上に設けられたゲート電極と、前記ベースプレートから間隔を持
って設けられると共に前記電子放出素子より放出される電子を集めてその上に画
像を形成するために設けられた表示画面と、この装置がターンオンされている間
に実質的なゲート−エミッタ電流を阻止するために前記電子放出素子からの実質
的な電子放出に先だって前記表示画面と前記電子放出素子との間に確立されるべ
き電圧差を許容する、電子放出素子への電子の流れを制御するために設けられた
制御回路と、を備える電界放出ディスプレイ装置を、さらに備える。
の実施形態を示し、詳細な説明と共にこの発明の原理を説明するための役割を果
たしている。
説明する。この発明はこれらの実施形態に関連して説明されるが、これらはこの
発明をこれらの実施形態に限定することを意図するものではない。これに対して
この発明は、この明細書の特許請求の範囲により定義されているようにこの発明
の精神および範囲内に含まれるであろう選択肢、変形例および均等物をカバーす
ることを意図するものである。さらに、以下の詳細な説明において、説明の便宜
上、この発明の完全な理解を提供するために多数の特定の詳細構成が提示されて
いる。しかしながら、当業者がこの詳細な説明を読んで、これら特定の詳細構成
なしにこの発明が実施され得るであろうことは明らかである。他の実例において
は、この発明のアスペクトを曖昧にすることを避けるために、公知の構成や装置
については説明されていない。
ディスプレイの一部分の断面図である多層構造75を示している。この多層構造
75は、ベースプレート構造とも呼ばれる電界放出バックプレート構造45と、
電子受け止めフェースプレート構造70と、を含んでいる。画像は、フェースプ
レート構造70に生成される。バックプレート構造45は、電気的に絶縁された
バックプレート65と、エミッタ(カソード)電極60と、電気的な絶縁層55
と、パターン化されたゲート電極50と、絶縁層55を介してアパーチャ内に配
置されたコニカル(円錐形)電子放出素子40と、を共通に備えている。電子放
出素子40の1つのタイプは、1997年3月4日にトウィチェル(Twichell)
に対して発行された米国特許第5,608,283号公報に開示されており、他
のタイプは、1997年3月4日にスピント他(Spindt at al.)に対して発行
された米国特許第5,607,335号公報に開示され、これらは共に参考とし
てこの明細書に組み入れられる。電子放出素子40の先端は、ゲート電極50内
の対応する開口部を介して露出される。エミッタ電極60および電子放出素子4
0は、共にFED平面パネルディスプレイの図示された部分75のカソードを構
成している。フェースプレート構造70は、電気的に絶縁するフェースプレート
15と、アノード20と、蛍光体被覆25と、により形成されている。素子40
より放出される電子は、蛍光体部分30により受け止められている。1つの実施
形態において、電子放出素子40は、コニカルモリブデンチップを含んでいる。
この発明の他の実施形態において、アノード20は蛍光体25の上方側に位置付
けられていても良く、エミッタ40は例えばフィラメントのような他の幾何学的
な形状を含むようにしても良い。
0に供給することにより制御されている。他の電圧(VE)は、エミッタ電極6
0の方法により直接電子放出素子40に供給されている。電子の放出は、ゲート
からエミッタへの電圧例えばVGマイナスVEまたはVGEが増加するのに連れ
て増加する。蛍光体25に対して電子を指向させることは、アノード20に対し
て高電圧(VC)を供給することにより行なわれている。適合するゲート−エミ
ッタ電圧VGEが供給されたときに、オフノーマル放出角度シータ42の種々の
値で電子放出素子40から電子が放出される。放出された電子は、図1で線35
により表示される非線形(例えば放物線)の軌跡に追従し、蛍光体25の標的部
分30上に衝撃を与える。このようにして、電圧VGおよび電圧VEは、放出電
流(IC)の大きさを決定し、アノード電圧VCは、所定の角度で放出される所
定の電子のための電子の軌跡の方向を制御している。
は、水平方向に整列された画素列と垂直方向に整列された画素行とのアレイに副
分割されている。各画素125の境界は、破線により表示されている。3つに独
立した列方向の線230が示されている。それぞれの列方向の線230は、アレ
イにおける複数の画素列のうちの1つの列毎の列電極である。1つの実施形態に
おいて、各列の線230は、電極により補助される個々の列のエミッタ毎のエミ
ッタ電極に接続されている。1つの画素列の一部分は、図2に示されており、隣
接する1対の隔壁135の間に位置している。他の実施形態においては、隔壁1
35は個々の列の間にある必要はない。さらに、幾つかのディスプレイにおいて
は、隔壁135が設けられていなくとも良い。画素列は1つの列線230に沿っ
た全ての画素を含んでいる。2つまたはそれ以上の画素列(および24−100
画素列と同じくらい)は、一般的には、隣接する各対の隔壁135間に配置され
ている。
の第2、(3)青用の第3、の3つの行線250を有している。同様に、各画素
の行は、それぞれの蛍光体ストライプ(赤、緑、青)1つずつからなる全部で3
つのストライプを含んでいる。モノクロームのディスプレイにおいては、各行は
ただ1つのストライプを含んでいる。この実施形態においては、行の線250の
ぞれぞれが、補助的な行の各エミッタ構造のゲート電極に接続されている。さら
に、この実施形態においては、行の線250が行駆動回路(図示されず)に接続
するために設けられており、列の線230が列駆動回路(図示されず)に接続す
るために設けられている。
/40の電圧に関連する正極の高電圧で維持されている。電子放出素子のセット
のうちの1つが対応する列の線230および行の線250の電圧を調整すること
により良好に励起されたときに、そのセット内の素子40が、対応する色におけ
る蛍光体の標的部分30を目掛けて加速されている電子を放出する。励起された
蛍光体はその後光を放出する。(1つの実施形態において約60Hzの割合で実
行される)画面フレームリフレッシュサイクルの間、ただ1つの列が同時にアク
ティブになり、行の線はオン−タイム期間の間だけ1つの列の画素を発光させる
ためにエネルギを与えられる。これは、フレームを表示するために全ての画素列
が完全に照らされ切ってしまうまで、列毎に時間内で連続的に行なわれる。上記
のFED構成は以下に示す米国特許:1996年7月30日にデュボック・ジュ
ニア他に対して発行された米国特許第5,541,473号公報、1996年9
月24日にスピンドゥト他に対して発行された米国特許第5,559,389号
公報、1996年10月15日にスピンドゥト他に対して発行された米国特許第
5,564,959号公報、1996年11月26日にハーヴェン他に対して発
行された米国特許第5,578,899号公報により詳細に説明されており、こ
れらの公報はこの明細書内に参考文献として組み入れられる。
製造されたFEDを調整するプロセスを提供している。この調整プロセスは、F
ED装置が通常の動作で用いられる前に行なわれ、典型的には製造中に行なわれ
る。この発明の調整プロセスの間、FEDの真空管内に含まれている汚染物質は
大量の電子により衝撃を与えられる。この衝撃が与えられた結果として、汚染物
質は叩き落とされて、ガス捕集装置(例えばゲッター)により捕集される。新た
に製造されたFEDは大量の汚染物質を含んでいるので、本発明にしたがった調
整プロセスの間にアーク放電が発生しないことを保証するために、予防ステップ
が採用されなければならない。この目的を達成するために、本発明によれば、調
整プロセスが所定の高電圧でアノードを駆動するステップと、放出カソードを動
作可能な状態にしてその後電子がアノードに対して掃引されることを保証するス
テップとを含んでいる。この発明の1つの実施形態の増進のために、放出電流は
アノード電圧が所定の高電圧に到達した後に最大値にまで徐々に増加する。
圧レベルと放出電流レベルにおける変化を示す図300を表している。線図30
1は、アノード電圧(VC)における変化を表しており、線図302は放出電流
(IC)における変化を表している。とりわけ、VCは駆動電子装置により提供
される最大アノード電圧のパーセンテージとして表現されている。例えば、高電
圧蛍光のためには、最大アノード電圧が3000ボルトになるかも知れない。こ
の最大アノード電圧がアノードの通常の動作電圧ではないであろうことは注目さ
れるべきである。例えば、表示画面の通常の動作電圧は最大アノード電圧の25
%から75%であろう。ICはFEDの駆動回路により提供される最大放出電流
のパーセンテージとして表現されている。FEDに対して高電圧および大電流を
供給するための駆動電子装置および電子装置はこの技術分野においては公知であ
り、それゆえに、この発明のアスペクトを不明確にしないために、ここではこれ
以上の議論を差し控える。
と、第1のレベルセグメント301bと、電圧ドロップセグメント301cとを
含み;線図302は第1の電流ランプ(スロープ)セグメント302aと、第2
の電流ランプセグメント302bと、第2のレベルセグメント302cと、第3
の電流ランプセグメント302dと、第3のレベルセグメント302eと、電流
ドロップセグメント302fと、を含んでいる。示された個々の実施形態におい
て、電圧ランプセグメント301a内では、VCは約5分間の期間を超えて最大
アノード電圧の0%から100%まで増加している。はっきりとして、ICはゲ
ート電極の代わりに表示画面(アノード)の方向に電子が掃引されることを保証
するために増加させられている。
その電圧レベルで保持される。同時に、約10分間(第1の電流ランプセグメン
ト302a)を超えて、ICは最大放出電流の0%から1%にまで徐々に増加す
る。それゆえに、ICは約20分間(第2の電流ランプセグメント302b)を
超えて最大放出電流の50%にまで徐々に増加する。ICはおよそ10分の間(
第2のレベルセグメント302c)50%レベルで持続する。この発明によれば
、ICは、電子エミッタの脱離により形成される高イオン圧力ゾーンの形成を避
けるために低レートで増加させられる。取り除かれた微粒子は、高イオン圧力の
小さなゾーンを幾つか形成する可能性もあり、それらのゾーンはアーク放電の危
険性を増加させるかも知れない。このようにして、放出電流を徐々に増加させる
ことにより、アーク放電の発生は顕著に減少する。
のためにおよそ10分(第2のレベルセグメント302c)の間、一定のレベル
に持続される。ソーキングは、汚染物質粒子がガス捕集装置により除去されるこ
とによるプロセスのことである。一般的には「ゲッター」として知られているガ
ス捕集装置は、調整プロセスのこの段階においてこの発明では用いられ、この技
術分野においては公知のものである。
3の電流ランプ302d)の100%にまで増加し、その後、およそ2時間(第
3のレベルセグメント302e)の間、そのレベルを維持する。同時に、VCは
その最大値で維持される。その後、VCおよびICは次第にそれぞれの最大値の
0%にまで戻される。とりわけ、図3にセグメント302fおよび301cによ
り示されているように、ICは、VCが遮断される前に、遮断される。このよう
にして、放出される電子の全てが表示画面(アノード)方向に掃引され、ゲート
−エミッタ電流が阻止されることが保証される。
物質のいかなるものでもガス捕集装置、さもなければ公知の「ゲッター」により
集められる。上述したように、ゲッターはこの技術分野では公知のものである。
図3に示されているような個々の実施形態において、調整期間の合計は、およそ
6時間である。この調整期間の後に、汚染物質のほとんどは、叩き落とされてゲ
ッターにより集められ、新たに製造されたFEDは通常の動作のために用意され
るであろう。
0である。この発明の検討を容易にするために、流れ図400は図1に示される
例示的なFED構造75に関連付けて説明される。いま、図1および図4を参照
して、ステップ410ではFEDのアノード20が高電圧で駆動される。ステッ
プ410では、放出電流(IC)が最大値の0%のところで維持され、それゆえ
に電流が遮断された状態であることが注目されるべきである。この発明の1つの
実施形態においては、ゲート電極50およびエミッタ−カソード60/40の電
圧は接地レベルで維持される。アノード電圧は、一旦放出された電子がゲート電
極50よりもむしろアノード20に掃引されることを確実にするために、0%の
放出電流を維持している間は、高電圧で駆動される。
される最大放出電流の1%まで徐々に増加させられる。この発明の1つの個別の
実施形態においては、ステップ420が完了するまで約5分を要する。ゆっくり
としたランプアップ(ramp up ―立ち上がり―)は、高イオン圧力の限局された
ゾーンが電子エミッタの脱離によって形成されるわけではないことを保証してい
る。さらに、この実施形態においては、放出電流ICは、ファウラー・ノルドハ
イム理論(Fowler-Nordheim theory)により予測されるように、ゲート−エミッ
タ電圧(VGE)に比例する。このようにして、本発明においては、放出電流I C は、ゲート−エミッタ電圧VGEを調整することにより制御されても良い。
出電流のおよそ50%にまで引き上げられる。1つの実施形態において、ステッ
プ430が完了するまでおよそ10分を要する。ステップ430において、ゆっ
くりとした立ち上がりは、脱離される微分子が発散されるために充分な時間を許
容し、高イオン圧力の限局されたゾーンが形成されないように保証する。
電子が放出されるようなそれぞれの最大値の100%に保たれる。この放出電子
は、上述した製造プロセスによっても除去されない最も解放された汚染物質に衝
撃を与えて叩き落とすであろう。叩き落とされた汚染物質は、例えばゲッターの
ようなイオン捕集装置により引き続いて捕集される。上述したように、ゲッター
はこの技術分野では公知であり、それゆえに、この発明の様相を不明確にするこ
とを避けるためここでは説明しない。
ステップ460では、アノード電圧が最大値の0%にまで移行される。全ての放
出電子がアノードに付着されるようにアノード電圧をターンオフするのに先立っ
て、放出電流がターンオフされることを注目することは重要なことである。その
後、調整プロセス400は終了する。
ブロック図である。図1におけるFEDをさらに簡略化した図面が、示されてい
る。図5によれば、この装置はFED75に接続するために設けられた制御回路
710を備えている。とりわけ、制御回路710は、FED75のアノード20
にアノード電圧を供給するための第1の電圧制御回路710aを備えている。制
御回路710は、ゲート電極50にゲート電圧を提供するための第2の電圧制御
回路710bと、エミッタカソード60/40にエミッタ電圧を提供するための
第3の制御回路710cと、をさらに備えている。制御回路710は例示的なも
のであり、制御回路710の多くの異なる実施例もまた用いられることは、正し
く理解されるべきである。
の間に、異なる電圧や放出電流を供給するために、FED75のアノード20,
ゲート電極50およびエミッタ電極60/40に種々の電圧を供給している。こ
の発明の1実施形態においては、制御回路710は、非常に高電圧を提供するこ
の調整プロセスのために特別に作成される独立型(stand alone )電子装置であ
る。しかし、制御回路710は、FEDターンオンおよびターンオフの間に、ア
ノード電圧および放出電流を制御するFED内に内蔵されていても良い。
危険性を少なくする電界放出ディスプレイを動作させる方法を提供するものであ
る。とりわけ、この発明の1つの実施形態において、FEDを動作させる方法は
FEDの陽極の表示画面をターンオンさせるステップと、その後に放出カソード
をターンオンさせるステップと、を備えている。この発明の他の実施形態におい
て、アーク放電の危険性を最小にするFED動作方法は、放出カソードをターン
オフするステップと、その後に陽極の表示画面をターンオフするステップと、を
備える。この発明によれば、アーク放電の発生は以下に説明するステップにより
実質的に低減される。
プの流れ図500を示すものである。この発明の議論を容易にするために、流れ
図500は図1に示された例示的なFED75に関連させて説明する。ここで、
図1および図6を参照すると、ステップ510で、FED75がスイッチオンさ
れたときに、アノード20は動作可能な状態になる。この実施形態においては、
所定のしきい値電圧(例えば300ボルト)の供給により、アノードは動作可能
な状態となる。さらに、この発明においては、アノード20に対して電源を供給
する電源供給回路(図示されず)をスイッチオンさせることにより、アノードを
動作可能な状態にしても良い。FEDに対する電源供給は、この技術分野におい
て公知のものであり、多数の公知の電源供給装置の何れでもこの発明に用いるこ
とができる。
で、アノードが所定のしきい値電圧に到達した後に、FED75のエミッタカソ
ード60/40およびゲート電極50が動作可能な状態となる。この発明におい
ては、FED75のエミッタカソード60/40は、アノード20が電子をアノ
ード20方向に向けるため、および電子がゲート電極50に衝突するのを阻止す
るために、動作可能な状態となった後、所定の期間だけ動作可能な状態となる。
一実施形態において、エミッタカソード60/40およびゲート電極50は、F
EDの行・列駆動回路(図示されず)をスイッチオンさせることにより、動作可
能な状態にするようにしても良い。
す流れ図600である。以下の説明において、流れ図600は、図1の例示的な
FED75に関連させて議論されている。ここで、図1および図7において、F
ED75がスイッチオフされたとき、FED75のエミッタカソード60/40
およびゲート電極50は動作不能な状態になる。同時に、アノード20は高電圧
のままである。さらに、一実施形態において、エミッタカソード60/40およ
びゲート電極50は、接地電位にする列駆動部および行駆動部(図示されず)に
よりそれぞれ供給される列方向の電圧および行方向の電圧に設定することにより
動作不能な状態となる。
不能な状態となった後に、FEDのアノード20が動作不能な状態となる。この
発明によれば、ステップ620は、エミッタカソードより放出される全ての電子
がアノード表示画面に引きつけられることを確実にするためにステップ610の
後で行なわれる。一実施形態において、アノード20は、このアノード20に電
力を供給する電力供給回路(図示せず)をスイッチオフすることにより動作不能
な状態となっている。このようにして、FED内におけるアーク放電の発生を小
さくしている。
び電流供給技術を示すプロット800である。プロット801は、アノード電圧
(VC)における変化を示し、プロット802は、アノード放出電流(IC)に
おける変化を示している。詳しくは、VCは駆動電子装置により供給される最大
アノード電圧のパーセンテージとして表現されている。ICはFEDの駆動回路
により供給される最大放出電流のパーセンテージとして表現されている。
コンスタント電圧セグメント820a−fと、電圧ドロップセグメント830a
−cとを含み、プロット802は電流ランプセグメント840a−eと、コンス
タント電流セグメント850a−eと、電流ドロップセグメント860a−cと
を含んでいる。図示された詳細な実施形態において、電圧ランプセグメント81
0aでは、VCはおよそ10分の期間を超えて最大アノード電圧の0%から50
%へと増加する。電子がゲート電極の代わりに表示画面(アノード)に向かって
引き寄せられることを確実にするためにVCが増加するのに連れて、ICは顕著
に0%のままである。
ント電圧セグメント820a)、VCはその電圧レベルを維持する。同時に、お
よそ10分以上(電流ランプセグメント840a)を掛けて、ICは最大放出電
流を0%から1%へと徐々に増加させる。その後、およそ10分以上(電流ラン
プセグメント840b)を掛けて、ICは最大放出電流を50%へと徐々に増加
させる。およそ10分以上の間(コンスタント電流セグメント850a)、IC は50%のレベルを維持する。この発明によれば、ICは電子エミッタの脱離に
より形成される高イオン圧力ゾーンの形成を避けるために、ゆっくりとした割合
で増加する。脱離される微分子は高イオン圧力のゾーンを形成するかも知れず、
それはアーク放電の危険性を増加させるかも知れない。放出電流を徐々に増加さ
せることにより、脱離される微分子がガス捕集装置(例えばゲッター)に対して
拡散されるかも知れないのを充分な時間が許容する。このようにして、アーク放
電の発生は顕著に低減される。
ト830a)され、およそ30分(コンスタント電圧セグメント820b)の間
20%のレベルを維持する。VCが20%のレベルに達した後、ICはゆっくり
と100%のレベルへと立ち上がる(電流ランプセグメント840c)。放出さ
れた電子を引き付けるためにアノード電圧がFEDのアノードの最小のしきい値
レベルに近づくために20%のレベルが選択されることは、注目されるべきであ
る。ICはその後およそ20分(コンスタント電流セグメント820b)の間、
「ソーキング」を発生させるためにコンスタントレベルで維持される。
まで(電流ドロップセグメント860a)減少し、さらにその後、およそ20分
(コンスタント電流セグメント850c)の間、そのレベルで維持される。IC が50%のレベルに達した後、VCは50%のレベル(電圧ランプセグメント8
10b)まで増加し、およそ20分(コンスタント電流レベル820c)の間そ
のレベルに維持される。その後、ICは最大値の0%(電流ドロップセグメント
860b)へとターンオフされる。
810c)の期間を超えてその最大レベルの100%にまでゆっくりと立ち上げ
られ、およそ1時間(コンスタント電圧セグメント820d)の間、最大値を維
持する。その後、VCが50%のレベルにまで低減され(電圧ドロップセグメン
ト830b)、およそ20分(コンスタント電圧セグメント820e)の間、そ
のレベルを維持する。VCが50%のレベルのとき、ICは0%から50%のレ
ベル(電流ランプ840d)へとゆっくりと増加される。VCおよびICはその
後、それらのそれぞれ最大値の100%(電圧ランプセグメント810dおよび
電流ランプセグメント840e)で引き続いて駆動され、およそ1.5時間の間
(コンスタント電圧セグメント820fおよびコンスタント電流セグメント85
0e)だけそれらのレベルをそれぞれ維持する。その後、VCおよびICは0%
にまで引き戻される(電圧ドロップセグメント830cおよび電流ドロップセグ
メント860c)。
最大値で駆動された後に、ICが最大値で駆動され、VCがターンオフされる前
に、ICがターンオフされる。このようにして、全ての放出された電子は表示画
面(アノード)の方向に引き寄せられることが保証されると共に、ゲート−エミ
ッタ電流が阻止されることも保証される。
は、このように開示された。この発明を実現するための電子回路、とりわけしき
い値電圧の電位が確立されるまでに放出カソードの活性化を遅らせるための回路
は、公知であることは正しく認識されるべきである。例えば、この明細書を読む
ことにより、この発明の属する技術分野における熟練者にとって、電子制御信号
に応答する制御回路が、アノード電圧を検知し、かつ、アノード電圧がしきい値
に達した後に列および行駆動部への電源供給をターンオンするために用いられ得
るであろうことは明白であろう。また、本発明が特定の実施形態により説明され
ているからと言って、この発明がこのような実施形態により限定されて構成され
ることはなく、むしろ特許請求の範囲の記載に従って構成されるべきであること
もまた、正しく評価されるべきである。
タを実用化する例示的な平面パネルFEDの一部を示す切断面図である。
適用技術を示す特性図である。
る。
図である。
である。
である。
電流技術を示す特性図である。
Claims (25)
- 【請求項1】 電界放出ディスプレイを調整する方法であって、 a)前記電界放出ディスプレイに、電子を放出する電子放出素子と、この電子
放出素子からの電子放出を制御するゲート電極と、前記電子を回収する表示画面
とを設けるステップと、 b)前記表示画面と前記電子放出素子との間の電圧差を前記表示画面に設定可
能にさせるステップと、 c)前記電子を前記表示画面方向に向かわせるため、および前記電子が前記ゲ
ート電極に衝突するのを実質的に防止するために、前記電圧差が設定されるまで
前記電子放出素子からの実質的な電子の放出を遅延させることにより、前記表示
画面を動作可能な状態に設定し続けると共に前記ゲート電極を動作可能な状態に
設定可能とするステップと、 d)前記ゲート電極を動作可能な状態に設定し続けると共に前記表示画面の電
圧を所定のレベルにまで低下させるステップと、 e)前記表示画面の電圧を低下させ続けると共に放出電流を増加させるために
ゲート電極の電圧を増加させるステップと、 f)表示画面の電圧がしきい値電圧に達するまで前記ステップ(d)およびス
テップ(e)を繰り返すステップと、 を備える方法。 - 【請求項2】 前記表示画面はアノードを備える請求項1に記載の方法。
- 【請求項3】 前記ステップ(b)は前記表示画面を所定のアノード電圧で駆動するステップ
をさらに備える請求項1に記載の方法。 - 【請求項4】 前記ステップ(c)は前記ゲート電極を所定のゲート電圧で駆動するステップ
をさらに備える請求項1に記載の方法。 - 【請求項5】 前記電子放出素子は、複数のコニカル(円錐)電子エミッタである請求項1に
記載の方法。 - 【請求項6】 前記コニカル電子エミッタは、モリブデンの先端をそれぞれ備えている請求項
5に記載の方法。 - 【請求項7】 g)ゲート電極を動作不能な状態に設定することによって更なる電子の放出を
阻止するステップと、 h)ゲート電極の動作不能な状態に設定し続けると共に、前記電子が前記ゲー
ト電極に衝突するのを阻止するために表示画面を動作不能な状態にするステップ
と、 をさらに備える請求項1に記載の方法。 - 【請求項8】 アノードと、ゲート電極と、エミッタカソードとを有する電界放出ディスプレ
イ画面を調整する方法であって、 前記電界放出ディスプレイの前記アノードをしきい値電圧で駆動する駆動ステ
ップと、 実質的にゼロレベルから最大レベルまで増加させるように前記電界放出ディス
プレイの放出電流を制御すると共に、前記電界放出ディスプレイが最初にターン
オンされたときに、電界放出ディスプレイ画面内での電弧の形成を避けるために
前記駆動ステップの後に実行される制御ステップと、 を備える方法。 - 【請求項9】 前記放出電流は、前記ゲート電極と前記エミッタカソードに適切な電圧をそれ
ぞれ供給することにより制御される請求項8に記載の方法。 - 【請求項10】 前記最大レベルから前記実質的にゼロレベルへと、前記電界放出ディスプレイ
の放出電流を低下させるステップと、 前記電界放出ディスプレイの前記アノードを動作不能に設定するステップと、 をさらに備え、 前記電界放出ディスプレイがターンオフされたときに、前記電子を前記アノー
ドに向かわせるため、および、前記電子が前記ゲート電極に衝突するのを阻止す
るため、に前記アノードの動作を不能にするステップに先だって、前記放出電流
を低下させるステップが実行される請求項8に記載の方法。 - 【請求項11】 前記アノードを前記所定の電圧に維持するステップと、 前記電界放出ディスプレイ画面内に含まれる汚染物質を叩き落とすために、所
定期間の間だけ、前記放出電流を前記最大レベルに維持するステップと、 をさらに備える請求項10に記載の方法。 - 【請求項12】 前記汚染物質を捕獲するためにガス捕集装置を設けるステップをさらに備える
請求項10に記載の方法。 - 【請求項13】 前記エミッタカソードが、複数のコニカル電子エミッタに接続されている請求
項8に記載の方法。 - 【請求項14】 前記コニカル電子エミッタは、モリブデンの先端をそれぞれ備えている請求項
13に記載の方法。 - 【請求項15】 前記制御ステップは、ゼロレベルから、少なくとも10分の時間を超える最大
レベルの約1%のレベルまで前記放出電流を徐々に増加させるステップを含む請
求項8に記載の方法。 - 【請求項16】 前記制御ステップは、少なくとも20分の時間を超える最大レベルの1%のレ
ベルから約50%のレベルまで前記放出電流を徐々に増加させるステップを含む
請求項12に記載の方法。 - 【請求項17】 電界放出ディスプレイを調整する装置であって、 前記電界放出ディスプレイに、電子を放出する電子放出素子と、前記電子放出
素子からの電子放出を制御するゲート電極と、前記電子を回収する表示画面と、 を設ける手段と、 前記表示画面と前記電子放出素子との間の電圧差を、前記表示画面に設定可能
にさせる手段と、 前記表示画面に設定可能にさせるのに引き続いて、前記電子を前記表示画面方
向に向かわせるため、および前記電子が前記ゲート電極に衝突するのを実質的に
防止するために、前記電圧差が設定されるまで前記電子放出素子からの実質的な
電子の放出を遅延させることにより、前記ゲート電極を動作可能な状態に設定可
能とする手段と、 前記ゲート電極を動作可能な状態にするのに続いて、前記表示画面の電圧を所
定のレベルにまで低下させる手段と、 前記表示画面の電圧を低下させるのに続いて、放出電流を増加させるためにゲ
ート電極の電圧を増加させる手段と、 前記表示画面の電圧がしきい値に達するまで、交互に、前記表示画面の電圧を
低減させたり、前記電子放出を増加させたりする手段と、 を備える装置。 - 【請求項18】 前記表示画面は、アノードを備える請求項17に記載の装置。
- 【請求項19】 前記表示画面に電圧差を設定させる手段は、前記表示画面を所定のアノード電
圧で駆動する手段をさらに備える請求項17に記載の装置。 - 【請求項20】 前記ゲート電極を動作可能な状態に設定させる手段は、前記ゲート電極を所定
のゲート電圧で駆動する手段をさらに備える請求項17に記載の装置。 - 【請求項21】 前記電子放出素子はコニカル電子エミッタを備える請求項17に記載の装置。
- 【請求項22】 前記コニカル電子エミッタはモリブデンの先端をそれぞれ備える請求項21に
記載の装置。 - 【請求項23】 前記ゲート電極を不能な状態にさせることにより更なる電子の放出を阻止する
手段と、 前記ゲート電極を不能な状態にするのに引き続いて、前記電子が前記ゲート電
極に衝突するのを阻止することを、前記表示画面にできなくさせる手段と、 をさらに備える請求項17に記載の装置。 - 【請求項24】 a)電界放出ディスプレイ(FED)のアノードを所定の電圧で駆動するステ
ップと、 b)アノードの電圧が所定の電圧に達した後に、前記FEDの放出電流を増加
させるステップと、 c)磁化を解かれたイオンや粒子を捕獲するためのイオン捕集装置を設けるス
テップと、 を備える調整プロセス。 - 【請求項25】 ゲートからエミッタへの電流を阻止する方法であって、 a)アノード表示画面を動作可能な状態させるステップと、 b)アノード画面が動作可能な状態となった後に、電子エミッタを動作可能な
状態にするステップと、 を備える方法。
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