JP2013073857A - Reflection type field emission lamp - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、反射型フィールドエミッションランプに関する。 The present invention relates to a reflective field emission lamp.
フィールドエミッションランプ(以下、「FEL」と略す。)は、真空容器中に電界放出陰極アレー(FEA)と蛍光体を塗布したアノード基板とを対向させ、電子を加速して蛍光体を励起発光させる光源である。FELの特徴は、(1)水銀不使用、(2)平面発光・前面発光が可能で、管形蛍光ランプ実効全光束が表示全光束よりも大幅に低いのに対して、実効全光束と全光束がほぼ等しい、(3)平面、管形以外の異形光源(曲面等)が可能、(4)温度変化・湿度に強い、(5)X−Yマトリクス形成不要でエミッタ欠陥の許容率が高く、低コストである等の特徴をもっている。 A field emission lamp (hereinafter abbreviated as “FEL”) has a field emission cathode array (FEA) and an anode substrate coated with a phosphor facing each other in a vacuum vessel, and accelerates electrons to excite the phosphor to emit light. Light source. Features of FEL are (1) mercury-free, (2) flat light emission and front light emission, and the effective total luminous flux of the tube fluorescent lamp is significantly lower than the total luminous flux of the display, whereas the effective total luminous flux and total The luminous flux is almost the same, (3) An irregular light source (curved surface, etc.) other than flat and tube-shaped is possible, (4) Resistant to temperature changes and humidity, (5) High tolerance of emitter defects without the need for XY matrix formation It has features such as low cost.
図1は、このようなFELの原理を説明する図である。電界放出電子源2とゲート4の間に電圧Vkが印加され電界が形成される。電子源2の表面は、ミクロに見ると凹凸があり、電圧を印加すると凸部に電界が集中して、量子力学的トンネル効果により電子8が飛び出す。ゲート4と蛍光板6の間にも電圧Vaが印加され電界が形成され、電子8は加速されて蛍光板6に衝突し、蛍光板6が励起発光する。
FIG. 1 is a diagram for explaining the principle of such FEL. A voltage Vk is applied between the field
なお、本発明者等は、FELに関連する次の先行技術文献を承知している。 Note that the present inventors are aware of the following prior art documents related to FEL.
陰極電子源20とグリッド電極40の間に正電圧Vkを印加し、多層CNT陰極20の表面に強電界を発生すると、電子80が飛び出す。電子源20から放出された電子80は真空空間で加速され、正電圧Vkが印加されたアルミ薄膜70を貫通して、蛍光体60に衝突し、蛍光体60は電子線励起で発光する。
When a positive voltage Vk is applied between the
なお、この出願書類では、分かり易くするため、電子線8,80を矢印付き実線で、発光光線14,140を矢印付き破線で、夫々図示する。
In this application document, for the sake of easy understanding, the
なお、特許文献1では、発光面板10を構成する発光面基板7を延長した構成が特徴であり、特許文献2では、電子線を偏向制御するため電子線源と蛍光面との距離を或る程度必要とし、更に非常に強い電界強度が必要であるため小型化が難しいと思われ、特許文献3では、蛍光体16の表面16aを凹面で形成した点に特徴があり、特許文献4では、エミッタ電極がワイヤ状であり、反射部の形状がお椀形をしている点に特徴があり、いずれも以下に説明する本発明に係る反射型FELの特徴と相違する。更に、非特許文献1のランプ型デバイスは透過型FELである。
Patent Document 1 is characterized in that the light
図2に示すランプ型デバイス100は、電子線80から発光140に至るルートが蛍光体60を透過するため「透過型FEL」と称される。透過型FELは、蛍光体膜60の表面にアルミ薄膜70が存在するため、これを通過する際に電子線のエネルギーロスが発生する。また、蛍光体膜60は、電子線80の衝突によりかなり発熱するが、蛍光体膜60の裏面は熱伝導性の悪いガラス160であり、更にガラス160の裏面は大気曝露の対流冷却であるため、蛍光体膜60の冷却効率は悪い等の問題がある。
The
従って、本発明は、一層効率の良い新規なFELを提供することを目的とする。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a novel FEL with higher efficiency.
上記目的に鑑みて、本発明に係る反射型フィールドエミッションランプは、真空空間内に形成された電子放出源、ゲート電極及び蛍光体層を備えた反射型フィールドエミッションランプであって、前記電子放出源は、透光性部材の表面に形成され、前記ゲート電極は、前記電子放出源に対して間隙を空けて覆うように形成され、前記蛍光体層は、前記ゲート電極に対向するように配置された導電性部材の表面に形成され、前記電子放出源は、前記ゲート電極との間に電界が形成されて、電子線を放出し、前記蛍光体層は、前記ゲート電極との間に電界が形成されて、前記電子線が衝突することにより励起発光し、前記電子放出源は、前記透光性部材の表面に前記発光光線を通過させるスペースを形成するように配置され、該発光光線は該スペースを通過して外部に取り出される。 In view of the above object, a reflective field emission lamp according to the present invention is a reflective field emission lamp including an electron emission source formed in a vacuum space, a gate electrode, and a phosphor layer. Is formed on the surface of the translucent member, the gate electrode is formed to cover the electron emission source with a gap, and the phosphor layer is disposed to face the gate electrode. The electron emission source has an electric field formed between the gate electrode and the electron emission source to emit an electron beam, and the phosphor layer has an electric field between the gate electrode and the gate electrode. Formed and excited to emit light when the electron beam collides, and the electron emission source is disposed so as to form a space through which the emitted light beam passes on the surface of the translucent member. Special Passes through the scan is taken out to the outside.
更に、上記反射型フィールドエミッションランプでは、前記透光性部材は、前記真空空間を包囲する容器の一部であってよい。 Furthermore, in the reflective field emission lamp, the translucent member may be a part of a container surrounding the vacuum space.
更に、上記反射型フィールドエミッションランプでは、前記透光性部材は、前記真空空間を包囲する容器とは別個に、該真空空間内に配置されていてもよい。 Furthermore, in the reflective field emission lamp, the translucent member may be disposed in the vacuum space separately from the container surrounding the vacuum space.
更に、上記反射型フィールドエミッションランプでは、前記電子放出源は、前記透光性部材の表面に、円環状、枠形状(フレーム形状)又は楕円環形状に形成され、その内側に前記発光光線通過のためのスペースを形成していてもよい。 Furthermore, in the reflective field emission lamp, the electron emission source is formed in an annular shape, a frame shape (frame shape), or an elliptical ring shape on the surface of the translucent member, and the emission light beam is passed through the inside thereof. A space may be formed.
更に、上記反射型フィールドエミッションランプでは、前記電子放出源は、前記透光性部材の表面に、相互に間隔を空けたライン状に形成され、該間隔は前記発光光線通過のためのスペースとなっていてもよい。 Further, in the reflective field emission lamp, the electron emission source is formed on the surface of the translucent member in the form of a line spaced from each other, and the distance becomes a space for passing the emitted light beam. It may be.
更に、上記反射型フィールドエミッションランプでは、前記電子放出源は、ワイヤの表面に電子材料を塗布して形成されていてもよい。 Further, in the reflective field emission lamp, the electron emission source may be formed by applying an electronic material to the surface of the wire.
更に、上記反射型フィールドエミッションランプでは、前記電子放出源は、カーボンナノチューブにより形成されていてもよい。 Furthermore, in the reflective field emission lamp, the electron emission source may be formed of carbon nanotubes.
更に、上記反射型フィールドエミッションランプでは、前記導電性部材は、金属基板から成り、前記蛍光体層は、該金属基板の表面に成膜されていてもよい。 Furthermore, in the reflective field emission lamp, the conductive member may be formed of a metal substrate, and the phosphor layer may be formed on the surface of the metal substrate.
更に、上記反射型フィールドエミッションランプでは、前記電子放出源は、一定のサイズを有して形成されているのに対して、前記蛍光体層は、点状サイズに形成されていてもよい。 Furthermore, in the reflective field emission lamp, the electron emission source may be formed with a certain size, whereas the phosphor layer may be formed with a spot size.
本発明によれば、一層効率の良い新規なFELを提供することが出来る。 According to the present invention, it is possible to provide a more efficient new FEL.
以下、本発明に係る反射型フィールドエミッションランプ(反射型FEL)の実施形態に関して、添付の図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中、同じ又は対応する要素に対しては同じ符号を付与して、重複した説明を省略する。また、本実施形態は、本発明を説明するための例示であって、本発明の技術的範囲を何等限定するものではないことを承知されたい。 Hereinafter, embodiments of a reflective field emission lamp (reflective FEL) according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the drawings, the same or corresponding elements are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted. In addition, it should be understood that this embodiment is an example for explaining the present invention and does not limit the technical scope of the present invention.
[第1実施形態]
図3(A)は、第1実施形態に係る反射型FEL20−1の構造を示す模式図であり、図3(B)は、この反射型FEL20−1の電子放出源2−1と蛍光体層(「蛍光体膜」あるいは「発光体」ともいう。)6−1の関係を説明する図である。反射型FEL20−1は、前面を透光性部材16で形成した容器12の内部空間12aに、円環状の陰極の電子放出源2−1、この電子放出源を覆う円環状のゲート電極4及びアノード電極としての蛍光体基板6−1,18−1が収納されている。容器12の内部空間12aは、真空に維持されている。
[First Embodiment]
FIG. 3A is a schematic diagram showing the structure of the reflective FEL 20-1 according to the first embodiment, and FIG. 3B shows the electron emission source 2-1 and the phosphor of the reflective FEL 20-1. It is a figure explaining the relationship of a layer (it is also called a "phosphor film | membrane" or a "light-emitting body") 6-1. The reflection type FEL 20-1 has an annular cathode electron emission source 2-1, an
透光性部材16は、典型的には耐熱ガラス(例えば、パイレックス(登録商標))である。しかし、この透光性部材16は、その他のガラス或いは気密封止が可能な他の透光性部材であってもよい。容器12は、典型的には透光性部材16と同じ材料又はこれと熱膨張率の近い材料であり、気密封止が可能な剛性部材である。
The translucent member 16 is typically heat-resistant glass (for example, Pyrex (registered trademark)). However, the translucent member 16 may be other glass or other translucent member that can be hermetically sealed. The
陰極の電子放出源2−1は、典型的には、20mmφのリング状であり、基板ワイヤ径0.5mmの表面に電子放出源の材料を塗布して形成した。しかし、図2のFEL100と同様に、透光性部材16の表面に、典型的にはスクリーン印刷法で円環状に形成された多層カーボンナノチューブ(多層CNT)陰極としてもよい。しかし、電子放出源2−1は、その他の効率良く電子の電界放出が可能な陰極を使用してもよい。電子放出源2−1の形状は、円環形状に限定されない。後述するように、円環形状の目的は、蛍光体層からの発光光線14を邪魔しないスペース部分を形成するためであり、例えば、三角、四角、その他の多角形の枠形状(フレーム形状)、円環形状を変形した楕円環形状等であってもよい。
The cathode electron emission source 2-1 typically has a ring shape of 20 mmφ, and was formed by applying an electron emission source material on the surface of a substrate wire diameter of 0.5 mm. However, as with the
図示の電子放出源2−1の円環形状は、1個の電子放出源であるが、これに限定されない。複数個の円弧状(アーク状)の電子放出源をつなげて円環状に配置して電子放出源を形成してもよい。更に、電子放出源の個々は、矩形、円形等の任意の形状の小片で形成し、これら多数の小片を円環状等に配置して電子放出源を形成してもよい。 The circular shape of the illustrated electron emission source 2-1 is one electron emission source, but is not limited thereto. A plurality of arc-shaped (arc-shaped) electron emission sources may be connected and arranged in an annular shape to form an electron emission source. Further, each of the electron emission sources may be formed of small pieces having an arbitrary shape such as a rectangle or a circle, and the electron emission source may be formed by arranging these small pieces in an annular shape.
ゲート電極4−1は、典型的には銅製の網目部材(メッシュ)又は格子部材(グリッド)である。しかし、ゲート電極4−1の形状に関しては、その他の多孔形状、スリット形状等の電子を効率良く通過させる任意の形状であってよい。ゲート電極4−1の形状及び配置は、電子放出源2−1のサイズに対応して決められる。ゲート電極4−1の材質に関しては、その他の金属等の導電性部材、又は表面を導電処理した絶縁体であってもよい。 The gate electrode 4-1 is typically a copper mesh member (mesh) or a lattice member (grid). However, the shape of the gate electrode 4-1 may be any shape that allows electrons to pass efficiently, such as other porous shapes and slit shapes. The shape and arrangement of the gate electrode 4-1 are determined according to the size of the electron emission source 2-1. Regarding the material of the gate electrode 4-1, another conductive member such as metal or an insulator whose surface is subjected to conductive treatment may be used.
アノード電極の蛍光体基板6−1,18−1は、板厚0.5mmのニッケル(Ni)基板18−1の表面に蛍光体層6−1をスクリーン印刷法により形成している。蛍光体層の寸法は、3mmφの円形である。しかし、基板18−1の板厚及び材質は、これに限定されず、任意所望の板厚でよく、材質も電気導電性を有する部材、例えば、他の種類の金属基板、又は表面を導電処理した絶縁体であってよい。 The phosphor substrates 6-1 and 18-1 of the anode electrode have a phosphor layer 6-1 formed on the surface of a nickel (Ni) substrate 18-1 having a thickness of 0.5 mm by screen printing. The dimension of the phosphor layer is a circle of 3 mmφ. However, the plate thickness and material of the substrate 18-1 are not limited to this, and may be any desired plate thickness, and the material may be an electrically conductive member, for example, another type of metal substrate, or a conductive treatment of the surface. It may be an insulator.
蛍光体層6−1は、従来から知られており、電子線が衝突すると電子線励起によって発光する。基板18−1に対する蛍光体層6−1の形成方法に関しては、スクリーン印刷法に限定されず、真空蒸着等により成膜してもよい。 The phosphor layer 6-1 is conventionally known, and emits light by electron beam excitation when an electron beam collides. The method for forming the phosphor layer 6-1 on the substrate 18-1 is not limited to the screen printing method, and the film may be formed by vacuum deposition or the like.
電子放出源2−1とゲート電極4−1の間隔は、約0.5〜1.0mm、両者間に印加される電圧は約1〜2kVであり、強い電界が形成されている。また、ゲート電極4−1と蛍光体層6−1の間隔は、数ミリ、両者間に印加される電圧は約8kVである。夫々の印加電圧をパルス電圧として、電子線の均一化、発光の均一化を図ってもよい。ここに示した間隔および電圧の値は典型例であり、別の適切な値であってもよい。 The distance between the electron emission source 2-1 and the gate electrode 4-1 is about 0.5 to 1.0 mm, the voltage applied between them is about 1 to 2 kV, and a strong electric field is formed. The distance between the gate electrode 4-1 and the phosphor layer 6-1 is several millimeters, and the voltage applied between them is about 8 kV. Each applied voltage may be a pulse voltage to make the electron beam uniform and light emission uniform. The spacing and voltage values shown here are exemplary and may be other suitable values.
図3の反射型FEL20−1の発光は、陰極電子放出源2−1とゲート4−1の間に正電圧Vkを印加し、陰極電子放出源2−1に強電界を発生すると、電子8が飛び出す。電子放出源2−1から放出された電子8の一部はゲート4−1に補足されるが、大半は真空空間12aで加速され、正電圧Vaが印加されたNi基板18−1の表面の蛍光体膜6−1に衝突し、蛍光体層6−1は電子線励起により発光し、この発光光線14は透光性部材16の円環形状電子放出源の内側のスペース部分を通って外部を照射する。発光14は、一般に、可視光線であるが、これに限定されない。発光14は、不可視光線である紫外線等であってもよい。
The light emission of the reflection type FEL 20-1 shown in FIG. 3 is obtained when a positive voltage Vk is applied between the cathode electron emission source 2-1 and the gate 4-1, and a strong electric field is generated in the cathode electron emission source 2-1. Jumps out. A part of the
(変形例)
図3に示す反射型FEL20−1では、容器12の前面の透光性部材16に電子放出源2−1を形成している。しかし、これに限定されない。電子放出源2−1は、容器12の内部空間12aに配置された別個の透光性部材に形成してもよい。
(Modification)
In the reflective FEL 20-1 shown in FIG. 3, the electron emission source 2-1 is formed on the translucent member 16 on the front surface of the
(図3に示す反射型FELの特徴等)
次に、図3に示す反射型FEL20−1の有する特徴について、図4〜9を参照しながら説明する。図2に示す透過型FEL100の構造と比較すると、図3に示すFEL20−1は、(1)反射型であり、(2)蛍光体の構造(具体的には、アルミ薄膜が存在しないこと、有効な冷却構造が存在すること等)で相違する。
(Characteristics etc. of the reflective FEL shown in FIG. 3)
Next, features of the reflective FEL 20-1 shown in FIG. 3 will be described with reference to FIGS. Compared with the structure of the
反射型に関しては、図4に示す透過型FELと図5に示す反射型FELとを比較して説明する。図4に示すように、透過型FEL100−1では、電子線8から発光14に至るルートが蛍光体層6を透過する構造である。これに対して、図5の反射型FEL20−2では、電子線8から発光14に至るルートが蛍光体層6で反射して、発光14は透光性部材17を通して外部へ向かう構造である。
Regarding the reflection type, the transmission type FEL shown in FIG. 4 is compared with the reflection type FEL shown in FIG. As shown in FIG. 4, the transmission type FEL 100-1 has a structure in which the route from the
次に、蛍光体基板の構造に関しては、図4に示す透過型FEL100−1では、蛍光体層6は、ガラスの表面(図示せず。図2の符号160参照)に形成され、蛍光体層6の表面にアルミ薄膜(メタルバック層)7が形成されている。これに対して、図5に示す反射型FEL20−2では、蛍光体層6は、Ni基板18の表面に形成されている。蛍光体層6は導電性のNi基板18に形成されているため、別途、チャージアップを回避し蛍光体層の電位を保持するための新たなアルミ薄膜は必要としない。従って、電子放出源2から飛び出した電子8は、アルミ薄膜通過によるエネルギーロスを受けることなく、直接、蛍光体層6に衝突することができる。
Next, regarding the structure of the phosphor substrate, in the transmissive FEL 100-1 shown in FIG. 4, the
更に、透過型FEL100−1では、電子線8が蛍光体層6に衝突して発生した発光光線14が、蛍光体層6を透過して光放出面側に到達するまでに光線透過ロスが存在するが、反射型FEL20−2にはそのような光線透過ロスは無い。
Further, in the transmission type FEL 100-1, there is a light transmission loss until the emitted
また、電子8が蛍光体層6に衝突すると蛍光体層6は発熱するが、図4に示す透過型FEL100−1では蛍光体層6の裏面はガラス(図示せず。)であり、ガラスは熱伝導性が悪い。これに対して、図5の反射型FEL20−2では、蛍光体層6の裏面はNi基板18であり、Ni基板は熱伝導性が良いため、良好な冷却効果が得られる。更に、必要に応じて、Ni基板18の裏面に、電子線8又は発光光線14を遮蔽することなく、適当な冷却手段(冷却フィン,クーラー等)を設けることも出来る。これに対して、図4に示す透過型FEL100−1では、ガラスの裏面に、発光光線14を遮蔽することなく冷却手段を設けることは難しい(図2参照)。
Further, when the
上述の通り、透過型FEL100−1と比較して、反射型FEL20−2は幾つかの利点を有しているため、図3に示す第1実施形態では反射型FELを採用している。 As described above, since the reflective FEL 20-2 has several advantages compared to the transmissive FEL 100-1, the reflective FEL is employed in the first embodiment shown in FIG.
反面、透過型FEL100−1に比較して、反射型FEL20−2が有する欠点もある。図6に示すように、反射型FEL20−2では、蛍光体層6からの発光14の一部は、電子放出源2及びゲート4に遮蔽され、上方の発光範囲のうち、角度θの範囲は影になる欠点を有している。この欠点を回避するため、図3に示すように、第1実施形態に係る反射型FEL20−1では、電子放出源2−1及びゲート電極4−1の形状を、各々、円環状にして、角度θの範囲を外して大きく隙間を設けることで、蛍光体層6−1からの発光14を電子放出源2−1及びゲート電極4−1が遮蔽せず、円環状の内側スペース部分を通過するようにしている。これにより、発光を遮蔽して影を作る欠点が無くなる。
On the other hand, there is also a defect that the reflective FEL 20-2 has compared to the transmissive FEL 100-1. As shown in FIG. 6, in the reflective FEL 20-2, a part of the
電子放出源2を円環形状等とすることにより、電子放出源2が発光14の一部を遮蔽する欠点は解消できる。しかし、図3(B)に示すように、電子線8が蛍光体層6−1に対して斜め入射する構成にも欠点がある。図7は、電子線の斜め照射の欠点を説明する図である。なお、図7〜9に関しては、図を簡単にして分かり易くするため、電子放出源と蛍光体層のみを図示し、ゲート電極を省略してあることを承知されたい。図7に示すように、一定の距離を置いて配置された(注、この一定の距離とは、電子放出源である陰極と蛍光体層が形成された陽極との距離である。)、一定のサイズを有する電子放出源2−1と、一定のサイズを有する蛍光体層6−1との間に電圧を印加して両者間に電界を形成した場合、理想的には、電子放出源全面から蛍光体層全面に向かって均一な電界が形成され、両方の面の間に破線8iに示すような均一な電子線が向かうことが望ましい。しかし、現実には、蛍光体層6−1の内で、電子放出源2−1に一番近い点Pの電界が集中して、電子放出源2−1からの電子線8は蛍光体層の点Pに集中し、点Pの発光体のみが発光することとなる。
By making the
電子線8が蛍光体層の一点に集中する欠点を回避するため、図8に示すように、蛍光体層6−2を微小なサイズの蛍光体層(点状蛍光体層)とする構成が好ましい。蛍光体層6−2の寸法は、典型的には、3mmφの円形である。図3に示す第1実施形態に係る反射型FEL20−1では、発光体6−1を点状発光体としている。
In order to avoid the disadvantage that the
しかし、図8に示すように、反射型FEL20−3では、一定のサイズの電子放出源2−2からの電子線8が、微小サイズの蛍光体層6−2に過度に集中する欠点も有する。この欠点を回避するためには、図9に示す反射型FEL20−4では、微小なサイズの電子放出源2−3と微小なサイズの発光体6−3にする構成であってもよい。電子放出源2−3及び発光体6−3の寸法は、各々、典型的には、3mmφの円形である。第1実施形態に係る反射型FEL20−1では、円環形状等の電子放出源2−1を多数の小片で形成し、これに対応して発光体6−1も円環形状等に配置された多数の小片で形成してもよい。
However, as shown in FIG. 8, the reflective FEL 20-3 also has a defect that the
[第2実施形態]
図10(A)は、第2実施形態に係る反射型FEL20−4の構造を示す模式図であり、図10(B)及び(C)は、この反射型FEL20−4の電子放出源2−4と蛍光体層6−4の関係を説明する図である。ここで、図10(B)は図10(A)と同じ側面図であり、図10(C)は平面図である。
[Second Embodiment]
FIG. 10A is a schematic diagram showing the structure of a reflective FEL 20-4 according to the second embodiment, and FIGS. 10B and 10C are
図10(B)及び(C)に示すように、第2実施形態に係る反射型FEL20−4では、複数本のライン状電子放出源2−4と、複数本のライン状発光体6−4との組み合わせの構成を採択している。 As shown in FIGS. 10B and 10C, in the reflective FEL 20-4 according to the second embodiment, a plurality of line-shaped electron emission sources 2-4 and a plurality of line-shaped light emitters 6-4. The combination structure is adopted.
第2実施形態に係る反射型FEL20−4は、図3に示す反射型FEL20−1と比較すると、(1) 反射型FEL20−1(図3)では、電子放出源及びゲートは、発光を遮蔽しない領域に形成されているのに対して、反射型FEL20−4(図10)では、発光を遮蔽する領域に位置決めされているが、発光を有効に透過する隙間が設けてられている点、(2) 反射型FEL20−1では、電子放出源2−1及び蛍光体層6−1が、いずれも円環状に形成されているのに対して、反射型FEL20−4(図10)では、電子放出源2−4及び蛍光体層6−4が、いずれも複数本のライン状形状に形成される点で相違する。他の構成要素に関しては、図3に示す反射型FEL20−1のそれらと同じである。 Compared with the reflective FEL 20-1 shown in FIG. 3, the reflective FEL 20-4 according to the second embodiment is (1) In the reflective FEL 20-1 (FIG. 3), the electron emission source and the gate shield light emission. In contrast, the reflective FEL 20-4 (FIG. 10) is positioned in a region where light emission is blocked, but a gap that effectively transmits light is provided. (2) In the reflective FEL 20-1, the electron emission source 2-1 and the phosphor layer 6-1 are both formed in an annular shape, whereas in the reflective FEL 20-4 (FIG. 10), The electron emission source 2-4 and the phosphor layer 6-4 are different in that both are formed in a plurality of line shapes. Other components are the same as those of the reflective FEL 20-1 shown in FIG.
ライン状蛍光体層6−4は、発光面を広く確保できるので、蛍光体層への電流密度が比較的低く抑えることが出来、発光効率が上がることが期待される。 Since the line-shaped phosphor layer 6-4 can secure a wide light emitting surface, the current density to the phosphor layer can be kept relatively low, and it is expected that the light emission efficiency is increased.
図10(B)に示すように、複数本のライン状電子放出源2−4が相互に間隔を空けて配置され、同様に複数本のライン状発光体6−4が相互に間隔を空けて配置されている。
図10(C)の平面図に示すように、ライン状電子放出源2−4とライン状発光体6−4とは、各々の間隔に合致するように互い違いに配置されている。
As shown in FIG. 10B, a plurality of line-shaped electron emission sources 2-4 are arranged with a space between each other, and similarly, a plurality of line-shaped light emitters 6-4 with a space between each other. Has been placed.
As shown in the plan view of FIG. 10C, the line-shaped electron emission sources 2-4 and the line-shaped light emitters 6-4 are alternately arranged so as to match each interval.
蛍光体層6−4からの発光は、隣接するライン状電子放出源2−4の隙間(スペース部分)から、外部に向けられる。 Light emission from the phosphor layer 6-4 is directed to the outside through a gap (space portion) between adjacent line-shaped electron emission sources 2-4.
第1実施形態で説明した変形例、代替例等は、第2実施形態に係る反射型FEL20−4にも適用される。例えば、電子放出源2−1を透光性部材6とは別個の透光部材に形成する形成すること、電子放出源2−1及び蛍光体層6−1を夫々多数の小片をライン状に配置して形成すること等である。
The modifications, alternatives, and the like described in the first embodiment are also applied to the reflective FEL 20-4 according to the second embodiment. For example, the electron emission source 2-1 is formed on a light transmissive member that is separate from the
[第3実施形態]
図11に示す第3実施形態に係る反射型FEL20−5は、図10に示す反射型FEL20−4と比較すると、隣接するライン状電子放出源2−6の間隔(スペース部分)が広く、同様に隣接するライン状発光体6−6の間隔が広い点で相違する。なお、他の構成要素に関しては、図10に示す反射型FEL20−4のそれらと同じである。
[Third embodiment]
The reflective FEL 20-5 according to the third embodiment shown in FIG. 11 has a wider interval (space portion) between adjacent linear electron emission sources 2-6 than the reflective FEL 20-4 shown in FIG. Is different in that the interval between the line-shaped light emitters 6-6 adjacent to each other is wide. The other components are the same as those of the reflective FEL 20-4 shown in FIG.
第1実施形態で説明した変形例、代替例等は、第3実施形態に係る反射型FEL20−5にも適用される。例えば、電子放出源2−1を透光性部材6とは別個の透光部材に形成する形成すること、電子放出源2−1及び蛍光体層6−1を夫々多数の小片をライン状に配置して形成すること等である。
The modifications, alternatives, and the like described in the first embodiment are also applied to the reflective FEL 20-5 according to the third embodiment. For example, the electron emission source 2-1 is formed on a light transmissive member that is separate from the
[本実施形態の利点・効果]
本実施形態の主な利点・効果は次の通りである。
[Advantages and effects of this embodiment]
The main advantages and effects of this embodiment are as follows.
(1) 反射型FELを採用することにより、電子線のメタルバック層によるエネルギーロス、発光光線の蛍光体層通過による光線透過ロスが無くなる。 (1) By adopting the reflection type FEL, there is no energy loss due to the metal back layer of the electron beam and no light transmission loss due to the passage of the emitted light through the phosphor layer.
(2) 反射型FELを採用することにより、蛍光体層を導電部材の表面に形成でき、蛍光体層の良好な冷却効果が得られる。更に、追加の冷却手段を設けることも可能になる。 (2) By adopting the reflective FEL, the phosphor layer can be formed on the surface of the conductive member, and a good cooling effect of the phosphor layer can be obtained. Furthermore, it is possible to provide additional cooling means.
(3) 第1実施形態では、円環状電子放出源等を採用することにより、発光光線に影の発生を無くすことができる。 (3) In the first embodiment, the use of an annular electron emission source or the like can eliminate the occurrence of shadows in the emitted light beam.
(4) 第2実施形態では、蛍光体層の電流密度を比較的低く抑えることが出来、発光効率を上げることが出来る。 (4) In the second embodiment, the current density of the phosphor layer can be kept relatively low, and the luminous efficiency can be increased.
(5) 第3実施形態では、更に、隣接するライン状電子放出源の間隔を広くしているため、発光光線の影の発生を減少することができる。 (5) In the third embodiment, since the interval between the adjacent line-shaped electron emission sources is widened, the generation of shadows of the emitted light can be reduced.
以上、本発明に係る反射型フィールドエミッションランプの実施形態について説明したが、これらは例示であり、本発明の範囲を何等制限するものではない。本実施形態に対して当業者が容易に成し得る追加・削除・変更・改良等は、本発明の範囲内である。本発明の技術的範囲は、添附の特許請求の範囲の記載に基づいて定められる。 While the embodiments of the reflective field emission lamp according to the present invention have been described above, these are merely examples and do not limit the scope of the present invention. Additions, deletions, changes, improvements, and the like that can be easily made by those skilled in the art within the present embodiment are within the scope of the present invention. The technical scope of the present invention is determined based on the description of the appended claims.
2,2−1,2−2,2−3,2−4,20:電子源,電子線源、電子放出源、 4,4−1,4−2,4−3,4−4,40:ゲート電極、 6,6−1,6−2,6−3,60:蛍光体層,蛍光体膜、 70:アルミ薄膜,メタルバック層、 8,80:電子線、 10:FEL、 12:容器、 12a:真空空間、 16:透光性部材、 18,18−1:導電性部材,金属基板,ニッケル基板、 20,20−1,20−2,20−3,20−4,20−5:反射型FEL、 100:透過型FEL、 160:ガラス、
FEL:フィールドエミッションランプ、
2, 2-1, 2-2, 2-3, 2-4, 20: electron source, electron beam source, electron emission source, 4,4-1, 4-2, 4-3, 4-4, 40 : Gate electrode, 6,6-1, 6-2, 6-3, 60: phosphor layer, phosphor film, 70: aluminum thin film, metal back layer, 8, 80: electron beam, 10: FEL, 12: Container, 12a: vacuum space, 16: translucent member, 18, 18-1: conductive member, metal substrate, nickel substrate, 20, 20-1, 20-2, 20-3, 20-4, 20- 5: reflection type FEL, 100: transmission type FEL, 160: glass,
FEL: Field emission lamp
陰極電子源20とグリッド電極40の間に正電圧Vkを印加し、多層CNT陰極20の表面に強電界を発生すると、電子80が飛び出す。電子源20から放出された電子80は真空空間で加速され、正電圧Vaが印加されたアルミ薄膜70を貫通して、蛍光体60に衝突し、蛍光体60は電子線励起で発光する。
When a positive voltage Vk is applied between the
Claims (9)
前記電子放出源は、透光性部材の表面に形成され、
前記ゲート電極は、前記電子放出源に対して間隙を空けて覆うように形成され、
前記蛍光体層は、前記ゲート電極に対向するように配置された導電性部材の表面に形成され、
前記電子放出源は、前記ゲート電極との間に電界が形成されて、電子線を放出し、
前記蛍光体層は、前記ゲート電極との間に電界が形成されて、前記電子線が衝突することにより励起発光し、
前記電子放出源は、前記透光性部材の表面に前記発光光線を通過させるスペースを形成するように配置され、該発光光線は該スペースを通過して外部に取り出される、フィールドエミッションランプ。 In a reflective field emission lamp comprising an electron emission source, a gate electrode and a phosphor layer formed in a vacuum space,
The electron emission source is formed on the surface of the translucent member,
The gate electrode is formed to cover the electron emission source with a gap therebetween,
The phosphor layer is formed on the surface of a conductive member arranged to face the gate electrode,
The electron emission source emits an electron beam by forming an electric field with the gate electrode,
The phosphor layer emits excitation light when an electric field is formed between the phosphor layer and the electron beam collides,
The field emission lamp, wherein the electron emission source is disposed so as to form a space through which the emitted light beam passes on the surface of the translucent member, and the emitted light beam passes through the space and is extracted to the outside.
前記透光性部材は、前記真空空間を包囲する容器の一部である、フィールドエミッションランプ。 The field emission lamp according to claim 1,
The translucent member is a field emission lamp which is a part of a container surrounding the vacuum space.
前記透光性部材は、前記真空空間を包囲する容器とは別個に、該真空空間内に配置されている、フィールドエミッションランプ。 The field emission lamp according to claim 1,
The translucent member is a field emission lamp disposed in the vacuum space separately from a container surrounding the vacuum space.
前記電子放出源は、前記透光性部材の表面に、円環状、枠形状(フレーム形状)又は楕円環形状に形成され、その内側に前記発光光線通過のためのスペースを形成している、フィールドエミッションランプ。 In the field emission lamp according to any one of claims 1 to 3,
The electron emission source is formed in an annular shape, a frame shape (frame shape) or an elliptical ring shape on the surface of the translucent member, and a space for passing the emitted light beam is formed inside the field. Emission lamp.
前記電子放出源は、前記透光性部材の表面に、相互に間隔を空けたライン状に形成され、該間隔は前記発光光線通過のためのスペースとなっている、フィールドエミッションランプ。 In the field emission lamp according to any one of claims 1 to 3,
The field emission lamp, wherein the electron emission source is formed on the surface of the translucent member in a line shape spaced apart from each other, and the space is a space for passing the emitted light beam.
前記電子放出源は、ワイヤの表面に電子材料を塗布して形成されている、フィールドエミッションランプ。 In the field emission lamp according to any one of claims 1 to 5,
The electron emission source is a field emission lamp formed by applying an electronic material to the surface of a wire.
前記電子放出源は、カーボンナノチューブにより形成されている、フィールドエミッションランプ。 In the field emission lamp according to any one of claims 1 to 5,
The electron emission source is a field emission lamp formed of carbon nanotubes.
前記導電性部材は、金属基板から成り、前記蛍光体層は、該金属基板の表面に成膜されている、フィールドエミッションランプ。 In the field emission lamp according to any one of claims 1 to 7,
The field emission lamp, wherein the conductive member is made of a metal substrate, and the phosphor layer is formed on a surface of the metal substrate.
前記電子放出源は、一定のサイズを有して形成されているのに対して、前記蛍光体層は、点状サイズに形成されている、フィールドエミッションランプ。 In the field emission lamp according to any one of claims 1 to 8,
In the field emission lamp, the electron emission source is formed to have a certain size, whereas the phosphor layer is formed to have a dot size.
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