JP2000036242A - Cold-cathode electronic device and field emission type luminous element - Google Patents
Cold-cathode electronic device and field emission type luminous elementInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、電界放出形発光素
子のような冷陰極電子素子に関する。本発明は特に、電
子を水素吸蔵金属に射突させて水素を放出させることに
より、冷陰極のエミッションや電界放出形発光素子にお
ける蛍光体の発光効率の安定化を図ったものである。The present invention relates to a cold cathode electronic device such as a field emission light emitting device. In particular, the present invention aims at stabilizing the emission of a cold cathode and the luminous efficiency of a phosphor in a field emission type light emitting device by radiating hydrogen by colliding electrons with a hydrogen storage metal.
【０００２】[0002]
【従来の技術】電界放出形発光素子のような冷陰極電子
素子においては、電子源として電界放出素子が使用され
ている。一般にこの電界放出素子は、カソード上にコー
ン形状のエミッタが形成され、エミッタの先端に近接し
てゲートが設けられ、ゲートの上方に蛍光体を有するア
ノードが設けられている。エミッタの先端から電界放出
した電子は、アノードに射突して蛍光体層を発光させ
る。2. Description of the Related Art In a cold cathode electronic device such as a field emission type light emitting device, a field emission device is used as an electron source. Generally, in this field emission device, a cone-shaped emitter is formed on a cathode, a gate is provided near the tip of the emitter, and an anode having a phosphor is provided above the gate. Electrons that are field-emitted from the tip of the emitter impinge on the anode and cause the phosphor layer to emit light.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】前述した電界放出形発
光素子においては、エミッション特性や蛍光体層の発光
効率の長期信頼性が悪いという問題があった。これは、
電界放出素子のエミッタやアノードの蛍光体層がＯやＣ
の付着により酸化されたり汚染されることによると考え
られる。使用時間の経過に伴ってエミッタや蛍光体層の
劣化がすすみ、例えばエミッタのエミッション能力への
影響として図８に示すように、陽極電流の値は急速に低
下し、その結果輝度特性も急速に劣化する。The above-mentioned field emission type light emitting device has a problem that the emission characteristics and the long-term reliability of the luminous efficiency of the phosphor layer are poor. this is,
The emitter or anode phosphor layer of the field emission device is O or C
It is thought to be oxidized or contaminated by the adhesion of water. As the usage time elapses, the deterioration of the emitter and the phosphor layer progresses. For example, as shown in FIG. 8 as an influence on the emission capability of the emitter, the value of the anode current rapidly decreases, and as a result, the luminance characteristic also rapidly decreases. to degrade.
【０００４】本発明は、電界放出形発光素子や冷陰極電
子素子において、エミッタへのＯやＣの付着によりエミ
ッションが低下することを防止することを目的としてい
る。[0004] It is an object of the present invention to prevent a decrease in emission due to the attachment of O or C to an emitter in a field emission light emitting device or a cold cathode electronic device.
【０００５】[0005]
【課題を解決するための手段】請求項１に記載された冷
陰極電子素子（電界放出形発光素子１，２１）は、カソ
ード（３）とゲート（５，５ａ）とアノード（１２，２
２）を有し、カソードから放出された電子が、ゲート
（５，５ａ）とアノード（１２）からなる電極群から選
択された電極に到達する冷陰極電子素子において、前記
ゲート（５，５ａ）と前記アノード（１２，２２）から
なる電極群から選択された電極の少なくとも一部が水素
吸蔵金属を有し、前記カソード（３）と前記ゲート
（５，５ａ）と前記アノード（１２，２２）からなる電
極群から選択された電極に与える駆動信号を変化させ
て、前記ゲート（５，５ａ）と前記アノード（１２，２
２）からなる電極群から選択された電極の各電流を制御
することにより、前記水素吸蔵金属に電子線を照射させ
て水素ガスを放出させる制御手段を有することを特徴と
している。According to a first aspect of the present invention, there is provided a cold cathode electronic device (field emission light emitting device, 21) comprising a cathode (3), a gate (5, 5a), and an anode (12, 2).
2) wherein the electron emitted from the cathode reaches an electrode selected from an electrode group consisting of a gate (5, 5a) and an anode (12). At least a part of the electrodes selected from the electrode group consisting of the anode (12, 22) has a hydrogen storage metal, and the cathode (3), the gate (5, 5a), and the anode (12, 22) The drive signal applied to the electrode selected from the electrode group consisting of the electrodes (5, 5a) and the anode (12, 2) is changed.
Control means for controlling each current of the electrodes selected from the electrode group consisting of 2) to irradiate the hydrogen storage metal with an electron beam to release hydrogen gas.
【０００６】請求項２に記載された冷陰極電子素子（電
界放出形発光素子１，２１）は、請求項１記載の冷陰極
電子素子において、前記駆動信号がパルス信号であり、
前記駆動信号の変化が、前記パルス信号のパルス幅とパ
ルス高さとパルス数からなる項目群から選択された項目
を変化させることによって与えられることを特徴として
いる。According to a second aspect of the present invention, there is provided a cold-cathode electronic device (field emission type light-emitting devices 1 and 21), wherein the driving signal is a pulse signal.
The change of the drive signal is provided by changing an item selected from an item group consisting of a pulse width, a pulse height, and a pulse number of the pulse signal.
【０００７】請求項３に記載された冷陰極電子素子（電
界放出形発光素子１，２１）は、請求項２記載の冷陰極
電子素子において、前記アノードの電流を検知し、その
変化に応じて前記パルス信号を変化させることを特徴と
している。According to a third aspect of the present invention, there is provided a cold-cathode electronic device (field-emission type light-emitting device) which detects the current of the anode and responds to the change. The pulse signal is changed.
【０００８】請求項４に記載された冷陰極電子素子（電
界放出形発光素子１，２１）は、請求項３記載の冷陰極
電子素子において、前記アノード（１２，２２）の電流
が減少した場合には、前記水素吸蔵金属を有する電極の
電流を増大させて水素ガスの放出を増大させることによ
り、前記カソード（３）におけるエミッションを増大さ
せ、前記アノード（１２，２２）の電流が増大した場合
には、前記水素吸蔵金属を有する電極の電流を減少させ
て水素ガスの放出を減少させることにより、前記カソー
ド（３）におけるエミッションを安定化させることを特
徴としている。According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a cold-cathode electronic device (field emission type light-emitting devices 1 and 21) according to the third aspect, wherein the current of the anode (12, 22) is reduced. In the case where the current at the cathode (3) is increased by increasing the current of the electrode having the hydrogen storage metal to increase the release of hydrogen gas, the current at the anode (12, 22) is increased. The method is characterized in that the emission at the cathode (3) is stabilized by reducing the current of the electrode having the hydrogen storage metal to reduce the release of hydrogen gas.
【０００９】請求項５に記載された冷陰極電子素子（電
界放出形発光素子１，２１）は、請求項１記載の冷陰極
電子素子において、前記水素吸蔵金属が、Ｎｂ、Ｚｒ、
Ｖ、Ｆｅ、Ｔａ、Ｎｉ、Ｔｉからなる群から選択された
ことを特徴としている。According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a cold cathode electronic device (field emission type light emitting devices 1 and 21), wherein the hydrogen storage metal is Nb, Zr,
It is characterized by being selected from the group consisting of V, Fe, Ta, Ni, Ti.
【００１０】請求項６に記載された冷陰極電子素子（電
界放出形発光素子１，２１）は、請求項１記載の冷陰極
電子素子において、前記水素吸蔵金属が、前記水素とと
もにＣＨ4 ガスを吸蔵し、電子線の照射により前記水素
とともにＣＨ4 ガスを放出することを特徴としている。According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a cold-cathode electronic device (field emission light-emitting devices 1 and 21), wherein the hydrogen-absorbing metal comprises CH 4 gas together with the hydrogen. It is characterized in that it occludes and releases CH 4 gas together with the hydrogen by irradiation with an electron beam.
【００１１】請求項７に記載された電界放出形発光素子
（１）は、電子を電界放出するエミッタ（７）を備えた
カソード（３）と、ゲート（５）と、電子が射突して発
光する蛍光体層（１３）を有するアノード（１２）とを
有し、前記カソード（３）から放出された電子が前記ア
ノード（１２）に射突して前記蛍光体層（１３）を発光
させるものである。そして、本発明は、このような電界
放出形発光素子において、 前記ゲート（５）の少なく
ともその一部に水素吸蔵金属を設け、前記アノード（１
２）に印加電圧を与える状態で前記蛍光体層（１３）の
発光時に前記ゲート（５）に与える電子引き出し電圧よ
りも小さい電圧を加える又はアノードのスイッチングに
呼応して前記アノード（１２）に印加電圧を与えない状
態で前記ゲート（５）に与えることにより、前記蛍光体
層の非発光時に前記ゲート（５）の前記水素吸蔵金属に
電子線を照射して水素ガスを放出させることを特徴とし
ている。According to a seventh aspect of the present invention, there is provided a field emission type light emitting device (1) having a cathode (3) having an emitter (7) for emitting electrons in a field, a gate (5), and a projection of electrons. And an anode (12) having a phosphor layer (13) that emits light. Electrons emitted from the cathode (3) impinge on the anode (12) to cause the phosphor layer (13) to emit light. Things. According to the present invention, in such a field emission light emitting device, a hydrogen storage metal is provided on at least a part of the gate (5), and the anode (1) is provided.
When a voltage is applied to 2), a voltage smaller than an electron extraction voltage applied to the gate (5) when the phosphor layer (13) emits light is applied or applied to the anode (12) in response to switching of the anode. By applying the voltage to the gate (5) without applying a voltage, the hydrogen absorbing metal of the gate (5) is irradiated with an electron beam to emit hydrogen gas when the phosphor layer is not emitting light. I have.
【００１２】請求項８に記載された電界放出形発光素子
（２１）は、電子を電界放出するエミッタ（７）を備え
たカソード（３）と、ゲート（５ａ）と、電子の射突に
より発光する蛍光体層を備えたアノード（２２）とを有
し、前記カソード（３）から放出された電子が前記アノ
ード（２２）に射突して前記蛍光体層（１３）を発光さ
せるものである。そして、本発明は、このような電界放
出形発光素子において、前記アノード（２２）が、前記
蛍光体層を有する表示用アノード（２２ａ）と、前記表
示用アノード（２２ａ）と電気的に分離されて前記蛍光
体層を有さない少なくともその一部に水素吸蔵金属が設
けられた水素放出用アノード（２２ｂ）とによって構成
され、前記水素放出用アノード（２２ｂ）に前記表示用
アノード（２２ａ）とは独立した信号を印加して前記水
素放出用アノード（２２ｂ）の前記水素吸蔵金属に電子
線を照射して水素ガスを放出させることを特徴としてい
る。According to another aspect of the present invention, a field emission light emitting device (21) emits light by a cathode (3) having an emitter (7) for field emission of electrons, a gate (5a), and a projection of electrons. An anode provided with a phosphor layer that emits light, wherein electrons emitted from the cathode (3) strike the anode (22) to cause the phosphor layer (13) to emit light. . According to the present invention, in such a field emission light emitting device, the anode (22) is electrically separated from the display anode (22a) having the phosphor layer and the display anode (22a). And a hydrogen releasing anode (22b) provided with a hydrogen storage metal on at least a part thereof having no phosphor layer, wherein the hydrogen releasing anode (22b) is connected to the display anode (22a). Is characterized in that an independent signal is applied to irradiate the hydrogen storage metal of the hydrogen releasing anode (22b) with an electron beam to release hydrogen gas.
【００１３】請求項９に記載された電界放出形発光素子
は、電子を電界放出するエミッタ（７）を備えたカソー
ド（３）と、ゲート（５，５ａ）と、電子の射突により
発光する蛍光体層を備えたアノード（１２，２２）とを
有し、前記カソード（３）から放出された電子が前記ア
ノード（１２，２２）に射突して前記蛍光体層を発光さ
せるものである。そして、本発明は、このような電界放
出形発光素子において、前記ゲート（５，５ａ）の少な
くとも一部に水素吸蔵金属を設け、前記ゲート（５，５
ａ）と前記アノード（１２，２２）の間に収束電極（３
５）を設け、前記収束電極（３５）に与える信号を変化
させることによって前記ゲート（５，５ａ）と前記アノ
ード（１２，２２）に流入する電流の分配率を変化さ
せ、前記ゲート（５，５ａ）の前記水素吸蔵金属に所望
の量の電子線を照射して所望の量の水素ガスを放出させ
ることを特徴としている。According to a ninth aspect of the present invention, there is provided a field emission type light emitting device which emits light by a cathode (3) having an emitter (7) for field emission of electrons, a gate (5, 5a), and a projection of electrons. An anode (12, 22) having a phosphor layer, wherein electrons emitted from the cathode (3) impinge on the anode (12, 22) to cause the phosphor layer to emit light. . According to the present invention, in such a field emission light emitting device, a hydrogen storage metal is provided on at least a part of the gate (5, 5a), and the gate (5, 5a) is provided.
a) and the focusing electrode (3) between the anode (12, 22).
5), the distribution of the current flowing into the gate (5, 5a) and the anode (12, 22) is changed by changing the signal applied to the focusing electrode (35), and the gate (5, 5) is changed. 5a) The method is characterized in that a desired amount of electron beam is irradiated to the hydrogen storage metal to release a desired amount of hydrogen gas.
【００１４】[0014]
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態の第１の例に
ついて図１〜図５を参照して説明する。図１は、冷陰極
電子素子の一種である電界放出形発光素子１の断面図で
ある。絶縁性の陰極基板２の内面には、カソード３（陰
極導体３）が形成されている。カソード３の上には絶縁
層４が形成されている。絶縁層４の上にはゲート５が形
成されている。本例のゲート電極の少なくとも一部に
は、Ｎｂ、Ｚｒ、Ｖ、Ｆｅ、Ｔａ、Ｎｉ、Ｔｉ等の水素
吸蔵合金で形成又は載置又はコートされている。ゲート
５と絶縁層４には厚さ方向に連続した多数の空孔６が形
成されている。絶縁層４の空孔６の底部に露出したカソ
ード３の上には、コーン形状のエミッタ７が形成されて
いる。本例では、カソード３とゲート５は、互いに直交
する方向に配設されたストライプ状の電極であり、マト
リクスを構成している。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a sectional view of a field emission light emitting device 1 which is a kind of cold cathode electronic device. On the inner surface of the insulating cathode substrate 2, a cathode 3 (cathode conductor 3) is formed. An insulating layer 4 is formed on the cathode 3. A gate 5 is formed on the insulating layer 4. At least a part of the gate electrode of this example is formed, placed, or coated with a hydrogen storage alloy such as Nb, Zr, V, Fe, Ta, Ni, or Ti. The gate 5 and the insulating layer 4 have a large number of holes 6 continuous in the thickness direction. On the cathode 3 exposed at the bottom of the hole 6 in the insulating layer 4, a cone-shaped emitter 7 is formed. In this example, the cathode 3 and the gate 5 are striped electrodes arranged in directions orthogonal to each other, and constitute a matrix.
【００１５】陰極基板２に所定間隔をおいて陽極基板１
１が対面している。陽極基板１１の内面には、アノード
１２（陽極導体１２）が形成されている。アノード１２
の上には蛍光体層１３が形成されている。本例において
は、アノード１２と蛍光体層１３はともにベタ状に形成
されている。The anode substrate 1 is spaced apart from the cathode substrate 2 by a predetermined distance.
One is facing. On the inner surface of the anode substrate 11, an anode 12 (anode conductor 12) is formed. Anode 12
The phosphor layer 13 is formed thereon. In this example, the anode 12 and the phosphor layer 13 are both formed in a solid shape.
【００１６】図２に示すように、点灯時、アノード１２
には駆動信号Ｖa を与える。カソード３とゲート５の一
方の電極を走査するとともに、この走査に同期した駆動
信号を他方の電極に与えてマトリクスの交点を選択す
る。例えば、カソード３を駆動信号Ｖc で走査し、ゲー
ト５に駆動信号Ｖg1を印加する。選択された交点のエミ
ッタ７からは電子が放出され、アノード１２の対面する
位置に射突してこれを発光させる。As shown in FIG. 2, at the time of lighting, the anode 12
Is supplied with a drive signal Va. One electrode of the cathode 3 and the gate 5 is scanned, and a drive signal synchronized with the scanning is applied to the other electrode to select an intersection of the matrix. For example, the cathode 3 is scanned with the drive signal Vc, and the drive signal Vg 1 is applied to the gate 5. Electrons are emitted from the emitter 7 at the selected intersection, and collides with a position facing the anode 12 to emit light.
【００１７】本例では、図示しない制御手段が、常時ア
ノード電流をモニターしており、アノード電流がある一
定のレベルを下回ると、次に説明するように水素吸蔵合
金のゲート５から水素等のガスを放出させてエミッショ
ンの回復を図る。In this embodiment, a control means (not shown) constantly monitors the anode current, and when the anode current falls below a certain level, a gas such as hydrogen flows from the gate 5 of the hydrogen storage alloy as described below. To recover emissions.
【００１８】図２に示すように、アノード１２に駆動信
号Ｖa が与えられず、印加電圧が０である非点灯時、ゲ
ート５に信号Ｖg2を与える。信号Ｖg2は、点灯時のゲー
ト５の駆動信号Ｖg1よりも小さい。非点灯時、アノード
電流は０なので、ゲート５に与える電圧が点灯時の駆動
信号Ｖg1より小さくても、ゲート５には十分な電流の流
れ込みがある。非点灯時、水素吸蔵合金のゲート５に電
子が射突すれば、水素やＣＨ4 がエミッタ７の近傍に放
出される。これらのガスが、エミッタ７に付着したＯや
Ｃを除去し、エミッタ７の仕事関数の増加の防止及び低
下させてエミッションを回復させる。これによってエミ
ッタ７の長寿命、高信頼性を確保することができる。ま
たこれらのガスには、蛍光体層１３の発光効率を改善す
る効果もある。As shown in FIG. 2, when the driving signal Va is not applied to the anode 12 and the applied voltage is 0, the signal Vg 2 is applied to the gate 5 at the time of non-lighting. Signal Vg 2 is smaller than the drive signal Vg 1 of the gate 5 at the time of lighting. At the time of non-lighting, since the anode current is 0, even if the voltage applied to the gate 5 is smaller than the driving signal Vg 1 at the time of lighting, a sufficient current flows into the gate 5. At the time of non-lighting, if electrons hit the gate 5 of the hydrogen storage alloy, hydrogen and CH 4 are emitted to the vicinity of the emitter 7. These gases remove O and C adhering to the emitter 7, prevent and reduce the work function of the emitter 7, and recover the emission. As a result, long life and high reliability of the emitter 7 can be secured. These gases also have the effect of improving the luminous efficiency of the phosphor layer 13.
【００１９】本例では、上述した水素放出はアノード電
流がある一定のレベルを下回るまでは行われず、そのレ
ベルを下回ったことが検知された時に初めて水素吸蔵合
金のゲート５に電子を射突させるようにしたが、アノー
ド電流が減少するに従ってゲート５に与える信号を段階
的に増加させていき、発生する水素等のガスの量を徐々
に増大させるように制御してもよい。In the present embodiment, the above-described hydrogen release is not performed until the anode current falls below a certain level, and electrons are projected to the hydrogen storage alloy gate 5 only when it is detected that the anode current falls below that level. As described above, the signal applied to the gate 5 may be increased stepwise as the anode current decreases, and control may be performed so as to gradually increase the amount of generated gas such as hydrogen.
【００２０】図３は、上述した制御におけるゲート電圧
と、外囲器内の水素分圧との関係を示す図である。図４
は、上述した制御におけるゲート電流と、外囲器内の水
素分圧との関係を示す図である。このようなゲート電圧
ないし電流と水素分圧との関係式と、エミッタ７等の性
能の回復に必要な水素分圧とを予め実験等によって定め
ておき、これを図示しない制御手段に格納して制御に用
いれば、輝度の低下（即ちアノード電流の低下）に従っ
てゲート信号を変化させて水素分圧を制御し、アノード
１２のエミッションを回復させる制御を、自動的かつ効
率的に行わせることができる。FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the gate voltage in the above-described control and the hydrogen partial pressure in the envelope. FIG.
FIG. 5 is a diagram showing a relationship between a gate current in the above-described control and a hydrogen partial pressure in an envelope. Such a relational expression between the gate voltage or current and the hydrogen partial pressure and the hydrogen partial pressure necessary for restoring the performance of the emitter 7 and the like are determined in advance by experiments and the like, and are stored in control means (not shown). If used for control, the control to restore the emission of the anode 12 can be performed automatically and efficiently by controlling the hydrogen partial pressure by changing the gate signal in accordance with the decrease in the luminance (that is, the decrease in the anode current). .
【００２１】図５は、本例の電界放出形発光素子におい
てエミッタのエミッション能力を示す陽極電流相対値と
連続点灯時間の関係を示すグラフであり、寿命特性を示
すものである。本例によれば、点灯中に輝度の低下（即
ち陽極電流値の低下）が検知されると、これに応じて適
時ゲートに電子線を射突させて水素等のガスを発生さ
せ、エミッタのエミッション特性や蛍光体層の発光特性
の劣化を抑制する。このため、陽極電流値は長期にわた
って初期値を維持することができる。よって、蛍光体層
の発光輝度は初期値に安定して大きな変動がなく、従来
に比べて優れた寿命特性を示す。FIG. 5 is a graph showing the relationship between the anode current relative value indicating the emission capability of the emitter and the continuous lighting time in the field emission type light emitting device of this embodiment, showing the life characteristics. According to this example, when a decrease in luminance (i.e., a decrease in the anode current value) is detected during lighting, an electron beam is shot to the gate in a timely manner to generate a gas such as hydrogen, thereby generating a gas such as hydrogen. Deterioration of emission characteristics and emission characteristics of the phosphor layer is suppressed. For this reason, the anode current value can maintain the initial value for a long time. Therefore, the emission luminance of the phosphor layer is stable and does not greatly change in the initial value, and exhibits excellent life characteristics as compared with the related art.
【００２２】上記ゲート５の信号の変化は、パルス状の
信号の幅、高さ、数等を変化させることによって達成で
きる。これら幅・高さ・個数は、いすれか一つを選択し
て変化させてもよいし、２個以上を同時に変化させても
よい。The change of the signal of the gate 5 can be achieved by changing the width, height, number, etc. of the pulse signal. Any one of these width / height / number may be selected and changed, or two or more may be changed simultaneously.
【００２３】本例では、ゲート５自体の少なくとも一部
を水素吸蔵合金で形成したが、ゲート５の上に水素吸蔵
合金の層を形成してもよいし、水素吸蔵物質を付着させ
てもよい。In this embodiment, at least a part of the gate 5 itself is formed of a hydrogen storage alloy. However, a layer of a hydrogen storage alloy may be formed on the gate 5 or a hydrogen storage substance may be attached. .
【００２４】このように、点灯時と非点灯時のアノード
電流／ゲート電流の分配率を変化させてエミッタ７の安
定駆動を図る。As described above, the emitter 7 is driven stably by changing the distribution ratio of the anode current / gate current at the time of lighting and at the time of non-lighting.
【００２５】本発明の実施の形態の第２の例について図
６を参照して説明する。この電界放出形発光素子２１の
外囲器の構造、ＦＥＣの構造は図１に示した第１の例と
基本的に略同一であり、図１と同一の符号を付して説明
を省略する。但し、本例のゲート５ａは水素吸蔵合金で
はない。また本例のアノード２２は、第１の例と異な
り、ストライプ状になっている。そして、さらに本例の
アノード２２は、表示用アノード２２ａと水素放出用ア
ノード２２ｂの２種類から構成されている。表示用アノ
ード２２ａには蛍光体層１３が設けられている。水素放
出用アノード２２ｂは表示用アノード２２ａと電気的に
分離されており、蛍光体層１３を有さない。水素放出用
アノード２２ｂは、少なくともその一部が水素吸蔵金属
によって形成されるか、上面側の少なくとも一部に水素
吸蔵金属が設けられた構造になっている。水素放出用ア
ノード２２ｂは、表示用アノード２２ａを挟む両側に接
近して設けられている。A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The structure of the envelope of the field emission light emitting device 21 and the structure of the FEC are basically substantially the same as those of the first example shown in FIG. 1, and the same reference numerals as those in FIG. . However, the gate 5a in this example is not a hydrogen storage alloy. Further, the anode 22 of the present example has a stripe shape unlike the first example. Further, the anode 22 of the present example is composed of two types of anodes 22a for display and anodes 22b for hydrogen release. The phosphor layer 13 is provided on the display anode 22a. The anode 22b for releasing hydrogen is electrically separated from the anode 22a for display, and does not have the phosphor layer 13. The hydrogen releasing anode 22b has a structure in which at least a part thereof is formed of a hydrogen storage metal, or at least a part of the upper surface side is provided with the hydrogen storage metal. The anode 22b for releasing hydrogen is provided close to both sides of the anode 22a for display.
【００２６】本例では、表示用アノード２２ａと水素放
出用アノード２２ｂは電気的に別系統となっているの
で、それぞれ独立に信号を与えることができる。前記水
素放出用アノード２２ｂに前記表示用アノード２２ａと
は独立した信号を印加して水素を発生させ、第１の例と
略同様の効果を得ることができる。水素放出用アノード
２２ｂには、表示中でも非表示中でも信号を与えること
ができる。水素放出用アノード２２ｂに与える信号の電
位を時間的に変化させたり、表示用アノード２２ａと異
なった電位を与えることにより、水素吸蔵金属に所望の
状態で電子線照射を行うことができる。In this embodiment, since the display anode 22a and the hydrogen release anode 22b are electrically separate systems, signals can be applied independently. By applying a signal independent of the display anode 22a to the hydrogen release anode 22b to generate hydrogen, it is possible to obtain substantially the same effect as in the first example. A signal can be supplied to the hydrogen releasing anode 22b during display and non-display. By changing the potential of the signal given to the hydrogen releasing anode 22b with time or giving a potential different from that of the display anode 22a, the hydrogen occlusion metal can be irradiated with an electron beam in a desired state.
【００２７】本発明の実施の形態の第３の例について図
７を参照して説明する。外囲器の構造と、陽極の構造
と、ＦＥＣの構造の一部は、図１に示した第１の例と基
本的に略同一であり、説明を省略する。本例のＦＥＣの
構造において、第１の例と異なる点を中心に説明する。
ゲート５の上には第２絶縁層３４がある。第２絶縁層３
４の上には、収束電極３５がある。第２絶縁層３４と収
束電極３５には、第１の絶縁層４の空孔６に連通し、こ
れよりも大径の第２空孔３６が形成されている。なお、
第１の例と同様、本例のゲート５も水素吸蔵合金であ
る。A third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The structure of the envelope, the structure of the anode, and a part of the structure of the FEC are basically substantially the same as those of the first example shown in FIG. 1, and a description thereof will be omitted. The description of the structure of the FEC of the present example will focus on the differences from the first example.
Above the gate 5 is a second insulating layer 34. Second insulating layer 3
Above 4 is a focusing electrode 35. The second insulating layer 34 and the focusing electrode 35 are formed with a second hole 36 communicating with the hole 6 of the first insulating layer 4 and having a diameter larger than that. In addition,
As in the first example, the gate 5 of this example is also a hydrogen storage alloy.
【００２８】ＦＥＣに収束電極３５が追加された本例の
２重ゲート電極構造によれば、収束電極３５に与える電
位を調整することによって、ゲート電流とアノード電流
の比率を変化させることができる。即ち、エミッタ７か
ら放出された電子の内、アノード１２に達しないでゲー
ト５に入るものの割合を収束電極３５の電位で調整する
ことができる。ゲート５に射突した電子は、第１の例と
同様に水素吸蔵合金を活性化させて水素等を放出させ
る。本例の構造は、特にアノード電圧が高いために駆動
中はアノード電圧のＯＮ／ＯＦＦを行わない高圧管の場
合に有利である。According to the double gate electrode structure of this embodiment in which the focusing electrode 35 is added to the FEC, the ratio between the gate current and the anode current can be changed by adjusting the potential applied to the focusing electrode 35. That is, the proportion of electrons emitted from the emitter 7 that enter the gate 5 without reaching the anode 12 can be adjusted by the potential of the focusing electrode 35. The electrons that have hit the gate 5 activate the hydrogen storage alloy to release hydrogen and the like as in the first example. The structure of this example is particularly advantageous in the case of a high-pressure tube in which the anode voltage is not turned on / off during driving because the anode voltage is high.
【００２９】以上説明した各例においては、ゲート電圧
又はアノード電圧を変化させることにより、ゲート又は
アノードに流入する電子の量を変化させたが、カソード
電圧を変化させて同様の制御を行ってもよい。In each of the examples described above, the amount of electrons flowing into the gate or the anode is changed by changing the gate voltage or the anode voltage. However, the same control can be performed by changing the cathode voltage. Good.
【００３０】[0030]
【発明の効果】本発明によれば、冷陰極電子素子におい
てゲートとアノードの少なくとも一方に水素吸蔵金属を
設け、カソード、ゲート、アノードから選択した任意の
電極に与える駆動信号を変化させて、ゲート電流又はア
ノード電流を制御し、水素吸蔵金属に電子線を照射させ
て水素ガスを放出させることができる。その結果、カソ
ードのエミッションやアノードの蛍光体の発光効率の劣
化が抑制され、素子の長期安定化が図れるという効果が
得られる。According to the present invention, in a cold cathode electronic device, a hydrogen storage metal is provided on at least one of a gate and an anode, and a drive signal given to an arbitrary electrode selected from a cathode, a gate, and an anode is changed to change the gate. By controlling the current or the anode current, the hydrogen occlusion metal can be irradiated with an electron beam to release hydrogen gas. As a result, deterioration of the emission of the cathode and the luminous efficiency of the phosphor of the anode is suppressed, and the effect that the element can be stabilized for a long time can be obtained.
【図１】本発明の実施の形態の第１の例における断面図
である。FIG. 1 is a cross-sectional view in a first example of an embodiment of the present invention.
【図２】第１の例における駆動波形図である。FIG. 2 is a driving waveform diagram in a first example.
【図３】第１の例におけるゲート電圧と外囲器内の水素
分圧との関係を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a relationship between a gate voltage and a partial pressure of hydrogen in an envelope in the first example.
【図４】第１の例におけるゲート電流と外囲器内の水素
分圧との関係を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a relationship between a gate current and a hydrogen partial pressure in an envelope in the first example.
【図５】第１の例における陽極電流値（相対値）と連続
点灯時間との関係を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing a relationship between an anode current value (relative value) and a continuous lighting time in the first example.
【図６】本発明の実施の形態の第２の例における断面図
である。FIG. 6 is a sectional view in a second example of the embodiment of the present invention.
【図７】本発明の実施の形態の第３の例における断面図
である。FIG. 7 is a sectional view of a third example of the embodiment of the present invention.
【図８】従来の電界放出形発光素子における陽極電流値
（相対値）と連続点灯時間との関係を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing a relationship between an anode current value (relative value) and a continuous lighting time in a conventional field emission light emitting device.
１，２１ 冷陰極電子素子としての電界放出形発光素子 ３ カソード ５，５ａ ゲート ７ エミッタ １２，２２ アノード（陽極導体） １３ 蛍光体層 ３５ 収束電極 1, 21 Field emission light-emitting device as a cold cathode electronic device 3 Cathode 5, 5a Gate 7 Emitter 12, 22 Anode (anode conductor) 13 Phosphor layer 35 Focusing electrode
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０９Ｇ 3/22 Ｇ０９Ｇ 3/22 Ｅ Ｈ０１Ｊ 1/38 Ｈ０１Ｊ 1/38 29/04 29/04 29/30 29/30 31/12 31/12 Ｃ (72)発明者 小暮 雄一 千葉県茂原市大芝629 双葉電子工業株式 会社内 Ｆターム(参考） 5C031 DD09 DD17 5C035 AA01 BB07 BB10 5C036 EE01 EE02 EF01 EF06 EF09 EG12 EG15 EG19 EG28 EH04 EH26 5C080 AA01 AA08 BB05 CC03 DD03 DD29 FF10 KK02 KK42 ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) G09G 3/22 G09G 3/22 E H01J 1/38 H01J 1/38 29/04 29/04 29/30 29 / 30 31/12 31/12 C (72) Inventor Yuichi Kogure 629 Oshiba, Mobara-shi, Chiba Futaba Electronics Co., Ltd. F-term (reference) EG28 EH04 EH26 5C080 AA01 AA08 BB05 CC03 DD03 DD29 FF10 KK02 KK42
Claims (9)
ソードから放出された電子が、ゲートとアノードの少な
くとも一方に到達する冷陰極電子素子において、 前記ゲートと前記アノードの少なくとも一方がその一部
に水素吸蔵金属を有し、 前記カソードと前記ゲートと前記アノードからなる電極
群から選択された電極に与える駆動信号を変化させて、
前記ゲートと前記アノードからなる電極群から選択され
た電極の各電流を制御することにより、前記水素吸蔵金
属に電子線を照射させて水素ガスを放出させる制御手段
を有することを特徴とする冷陰極電子素子。A cold cathode electronic device having a cathode, a gate, and an anode, wherein electrons emitted from the cathode reach at least one of the gate and the anode, wherein at least one of the gate and the anode is part of the cold cathode electronic device. Having a hydrogen storage metal, by changing a drive signal given to an electrode selected from an electrode group consisting of the cathode, the gate, and the anode,
A cold cathode, comprising: a control unit that controls each current of an electrode selected from an electrode group consisting of the gate and the anode to irradiate the hydrogen storage metal with an electron beam and release hydrogen gas. Electronic element.
駆動信号の変化が、前記パルス信号のパルス幅とパルス
高さとパルス数からなる項目群から選択された項目を変
化させることによって与えられることを特徴とする請求
項１記載の冷陰極電子素子。2. The method according to claim 1, wherein the drive signal is a pulse signal, and the change in the drive signal is given by changing an item selected from an item group consisting of a pulse width, a pulse height, and a pulse number of the pulse signal. The cold cathode electronic device according to claim 1, wherein
に応じて前記パルス信号を変化させることを特徴とする
請求項２記載の冷陰極電子素子。3. The cold cathode electronic device according to claim 2, wherein a current of said anode is detected, and said pulse signal is changed according to the change.
は、前記水素吸蔵金属を有する電極の電流を増大させて
水素ガスの放出を増大させることにより、前記カソード
におけるエミッションを増大させ、 前記アノードの電流が増大した場合には、前記水素吸蔵
金属を有する電極の電流を減少させて水素ガスの放出を
減少させることにより、前記カソードにおけるエミッシ
ョンを安定化させることを特徴とする請求項３記載の冷
陰極電子素子。4. When the current at the anode decreases, the current at the electrode having the hydrogen storage metal is increased to increase the release of hydrogen gas, thereby increasing the emission at the cathode. 4. The cooling device according to claim 3, wherein when the current increases, the emission at the cathode is stabilized by reducing the current of the electrode having the hydrogen storage metal to reduce the release of hydrogen gas. Cathode electronic device.
Ｆｅ、Ｔａ、Ｎｉ、Ｔｉからなる群から選択された請求
項１記載の冷陰極電子素子。5. The method according to claim 1, wherein the hydrogen storage metal is Nb, Zr, V,
The cold cathode electronic device according to claim 1, wherein the cold cathode electronic device is selected from the group consisting of Fe, Ta, Ni, and Ti.
ＣＨ4 ガスを吸蔵し、電子線の照射により前記水素とと
もにＣＨ4 ガスを放出することを特徴とする請求項１記
載の冷陰極電子素子。6. The cold cathode electronic device according to claim 1, wherein the hydrogen storage metal stores CH 4 gas together with the hydrogen, and emits the CH 4 gas together with the hydrogen when irradiated with an electron beam.
ソードと、ゲートと、電子が射突して発光する蛍光体層
を有するアノードとを有し、前記カソードから放出され
た電子が前記アノードに射突して前記蛍光体層を発光さ
せる電界放出形発光素子において、 前記ゲートの少なくともその一部に水素吸蔵金属を設
け、 前記アノードに印加電圧を与える状態で前記蛍光体層の
発光時に前記ゲートに与える電子引き出し電圧よりも小
さい電圧を加える又はアノードのスイッチングに呼応し
て、前記アノードに印加電圧を与えない状態で前記ゲー
トに電子引き出し電圧を与えることにより、前記蛍光体
層の非発光時に前記ゲートの前記水素吸蔵金属に電子線
を照射して水素ガスを放出させる電界放出形発光素子。7. A cathode having an emitter for emitting electrons in a field, a gate, and an anode having a phosphor layer from which electrons are emitted to emit light, wherein the electrons emitted from the cathode are applied to the anode. A field emission type light emitting element that emits light by emitting the phosphor layer by colliding, wherein a hydrogen storage metal is provided on at least a part of the gate, and the gate is applied when the phosphor layer emits light with an applied voltage applied to the anode. By applying a voltage smaller than the electron extraction voltage to be applied to or in response to the switching of the anode, by applying an electron extraction voltage to the gate in a state where the applied voltage is not applied to the anode, the phosphor layer emits light when the phosphor layer is not emitting light. A field emission light emitting device that emits hydrogen gas by irradiating the hydrogen storage metal of the gate with an electron beam.
ソードと、ゲートと、電子の射突により発光する蛍光体
層を備えたアノードとを有し、前記カソードから放出さ
れた電子が前記アノードに射突して前記蛍光体層を発光
させる電界放出形発光素子において、 前記アノードが、前記蛍光体層を有する表示用アノード
と、前記表示用アノードと電気的に分離されて前記蛍光
体層を有さない少なくともその一部に水素吸蔵金属が設
けられた水素放出用アノードとによって構成され、 前記水素放出用アノードに前記表示用アノードとは独立
した信号を印加して前記水素放出用アノードの前記水素
吸蔵金属に電子線を照射して水素ガスを放出させる電界
放出形発光素子。8. A cathode provided with an emitter for emitting electrons in a field, a gate, and an anode provided with a phosphor layer which emits light by impact of electrons, wherein electrons emitted from the cathode are applied to the anode. In a field emission type light emitting device for projecting the phosphor layer to emit light, the anode has a display anode having the phosphor layer, and the display layer is electrically separated from the display anode. And a hydrogen-releasing anode provided with a hydrogen-absorbing metal on at least a part of the hydrogen-releasing anode by applying a signal independent of the display anode to the hydrogen-releasing anode. A field emission light emitting device that emits hydrogen gas by irradiating an occlusion metal with an electron beam.
ソードと、ゲートと、電子の射突により発光する蛍光体
層を備えたアノードとを有し、前記カソードから放出さ
れた電子が前記アノードに射突して前記蛍光体層を発光
させる電界放出形発光素子において、 前記ゲートの少なくとも一部に水素吸蔵金属を設け、 前記ゲートと前記アノードの間に収束電極を設け、 前記収束電極に与える信号を変化させることによって前
記ゲートと前記アノードに流入する電流の分配率を変化
させ、前記ゲートの前記水素吸蔵金属に所望の量の電子
線を照射して所望の量の水素ガスを放出させる電界放出
形発光素子。9. A cathode having an emitter for emitting electrons in a field, a gate, and an anode having a phosphor layer which emits light by the impact of electrons, wherein electrons emitted from the cathode are applied to the anode. In a field emission type light emitting element that collides with the phosphor layer to emit light, a hydrogen storage metal is provided on at least a part of the gate, a focusing electrode is provided between the gate and the anode, and a signal applied to the focusing electrode is provided. Field emission that changes a distribution ratio of a current flowing into the gate and the anode by changing a current, and irradiates a desired amount of electron beam to the hydrogen storage metal of the gate to release a desired amount of hydrogen gas. Shape light emitting element.
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|---|---|---|---|
| JP20524898A JP3267557B2 (en) | 1998-07-21 | 1998-07-21 | Cold cathode electronic devices and field emission light emitting devices |
| TW088112261A TW432420B (en) | 1998-07-21 | 1999-07-20 | Cold cathode electronic device, and field emission luminous device and cold cathode luminous device each includes same |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001250495A (en) * | 2000-02-25 | 2001-09-14 | Samsung Sdi Co Ltd | Three-electrode field emission display element using carbon nanotube |
| US6940218B2 (en) | 2002-08-09 | 2005-09-06 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Doped field-emitter |
-
1998
- 1998-07-21 JP JP20524898A patent/JP3267557B2/en not_active Expired - Fee Related
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| US6940218B2 (en) | 2002-08-09 | 2005-09-06 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Doped field-emitter |
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