JP3105932B2 - 発光素子 - Google Patents

発光素子

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JP3105932B2
JP3105932B2 JP03050022A JP5002291A JP3105932B2 JP 3105932 B2 JP3105932 B2 JP 3105932B2 JP 03050022 A JP03050022 A JP 03050022A JP 5002291 A JP5002291 A JP 5002291A JP 3105932 B2 JP3105932 B2 JP 3105932B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、電界放出型の電子線源
より蛍光体層に電子線を照射して発光させる発光素子に
関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来より、この種の発光素子として、図
5に示すように、電子線源4に対向して蛍光体層3を配
設し、電子線源4からの電子線を蛍光体層3に照射する
ことによって発光させるものが提供されている。電子線
源4は内部を真空にした真空容器としてのガラス容器1
内に配置され、電子線源4に対向する部位でガラス容器
1の内周面には透明電極2が形成されている。また、蛍
光体層3は透明電極2の表面に被着される。電子線源4
と透明電極2との間には、電子線源4から放射される電
子7を加速するために、加速用直流電源6が透明電極2
を正極とするように接続される。
【0003】電線線源4には、多数の透孔4aを形成し
た平板状のゲート4bと、各透孔4aに対応してそれぞ
れ配置された錐状のエミッタ4cとを備えた電界放出型
面状の電子線源を用いている。この電子線源4は、ゲ
ート4bとエミッタ4cとをゲート4bが正極となるよ
うにカソード用直流電源5に接続し、ゲート4bとエミ
ッタ4cとの間に強い電界(たとえば、108 V/m以
上)を形成することによってエミッタ4cの表面から電
子を放出させるものである。エミッタ4cから放出され
た電子7は、ゲート4bの透孔4aを通して放射され
る。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記構成では、ガラス
容器1内の残留ガスの分子に電子7が衝突して残留ガス
の分子が正にイオン化されると、この正イオン8は電子
線源4と透明電極2との間に生じている電界によって電
子線源4に向かって加速されるものであるから、正イオ
ン8が電子線源4に衝突して損傷を与え、電子線源4の
劣化の原因になるという問題があった。
【0005】本発明は上記問題点の解決を目的とするも
のであり、イオン化された残留ガスによる電子線源の劣
化を防止した発光素子を提供しようとするものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】請求項1では、上記目的
を達成するために、電界放出型の電子線源と、電子線源
に対向して配置し電子線源に対して正電位に設定した透
明電極とを、電子線源から放射される電子の照射により
発光する蛍光体層を挟んで真空容器中に配置した発光素
子において、電子線源と蛍光体層との間の電子線源の近
にグリッドを配設し、電子線源からの電子がグリッド
を通過しグリッドと透明電極との間の空間で生じた正イ
オンがグリッドを通過しないように、グリッドを透明電
極と同電位に接続しているのである。
【0007】請求項2では、電界放出型の電子線源と、
電子線源に対向して配置し電子線源に対して正電位に設
定した透明電極とを、電子線源から放射される電子の照
射により発光する蛍光体層を挟んで真空容器中に配置し
た発光素子において、電子線源と蛍光体層との間の電子
線源の近傍にグリッドを配設し、電子線源からの電子が
グリッドを通過しグリッドと透明電極との間の空間で生
じた正イオンがグリッドを通過しないように、グリッド
を電子線源および透明電極に対して正電位に設定してい
るのである。
【0008】請求項3では、電界放出型の電子線源と、
電子線源に対向して配置し電子線源に対して正電位に設
定した透明電極とを、電子線源から放射される電子の照
射により発光する蛍光体層を挟んで真空容器中に配置し
た発光素子において、電子線源と蛍光体層との間の電子
線源の近傍に、電子線源に対して正電位に設定したグリ
ッドを配置し、グリッドと蛍光体層との間で電子線の蛍
光体層への照射を妨げない位置に、透明電極に対して負
電位に設定したイオンコレクタ板を設けているのであ
る。
【0009】
【作用】請求項1の構成によれば、電子線源と蛍光体層
との間の電子線源の近傍に、透明電極と同電位に接続し
たグリッドを配設しているので、蛍光体層とグリッドと
の間には電界が形成されないのであり、真空容器の内部
で発生したイオン化された残留ガスのうち電子線源に向
かって加速されるものが少なくなるのである。その結
果、残留ガスの正イオンが電子線源に衝突することによ
る電子線源の損傷が抑制できるのである。
【0010】請求項2の構成によれば、電子線源と蛍光
体層との間の電子線源の近傍に、電子線源および透明電
極に対して正電位に設定したグリッドを配設しているの
で、蛍光体層とグリッドとの間に生じた正イオンが、透
明電極とグリッドとの間に形成されている電界内へ拡散
するのを防止できるのであって、請求項1の構成に比較
して電子線源の損傷を抑制する効果が一層高くなるので
ある。
【0011】請求項3の構成によれば、電子線源と蛍光
体層との間の電子線源の近傍に、電子線源に対して正電
位に設定したグリッドを配置し、グリッドと蛍光体層と
の間で電子線の蛍光体層への照射を妨げない位置に、透
明電極に対して負電位に設定したイオンコレクタ板を設
けているので、蛍光体層とグリッドとの間に生じた正イ
オンの再結合を促進することができ、請求項1および請
求項2の構成に比較して電子線源の損傷を抑制する効果
が一層高くなるのである。
【0012】
【実施例】(実施例1)図1に示すように、グリッド9
を設けた点以外の基本的な構成は、図5に示した従来構
成と同様であるから主として相違部分について説明す
る。真空容器としては内部を真空として密閉されたガラ
ス容器1を用いる。ガラス容器1の内部には電界放出型
の電子線源4(従来の技術で説明した)が配設され、ガ
ラス容器1の一面であって電子線源4に対向する部位に
は透明電極2が形成されている。透明電極2は、ITO
(indium tin oxide)等を用いて形成した透明導電膜よ
りなる周知のものである。透明電極2の表面には蛍光体
層3が形成され、電子線源4から放射された電子7が蛍
光体層3に照射されることによって発光するのである。
電子線源4にはカソード用直流電源5が接続され、電子
線源4と透明電極2との間には加速用直流電源6が透明
電極2を正極とするように接続される。したがって、電
子線源4に対して透明電極2は正電位になるのであり、
電子線源4から放射された電子7は、透明電極2に向か
って加速されることになる。
【0013】ところで、ガラス容器1内には蛍光体層3
と電子線源4との間で、電子線源4の近傍にグリッド9
が配設されている。グリッド9は電子線源4から放射さ
れた電子7が透過できるように金属を用いて形成されて
いる。また、グリッド9は透明電極2と同電位になるよ
うに接続されている。上記構成によれば、グリッド9と
透明電極2との間の空間には電界が形成されないもので
あるから、この空間で正イオン8にイオン化された残留
ガスは電子線源4に引きつけられることがないのであ
る。すなわち、残留ガスの正イオン8のうち電子線源4
に衝突する可能性があるのは、電子線源4とグリッド9
との間で生じた正イオン8のみとなるのであって、電子
線源4に衝突する正イオン8の数は従来に比較して大幅
に減少する。ここに、上記空間で発生した正イオン8は
ガラス容器1の周壁や蛍光体層3等で電子と再結合する
ことによって消滅すると考えられる。
【0014】一方、透明電極2とグリッド9との間には
電界が形成されないから、電子線源4から放射された電
子7はグリッド9に至るまでは加速され、その後、ほぼ
等速度で透明電極2に向かって移動することになる。し
たがって、透明電極2に印加する電圧を図5に示した従
来構成と同じにしておけば、電子7の得るエネルギーは
従来と同じになり、発光の強度には変化がないのであ
る。
【0015】(実施例2)本実施例では、図2に示すよ
うに、透明電極2とグリッド9との間に、グリッド9が
透明電極2に対して正電位となるように拡散防止用直流
電源10を接続している。拡散防止用直流電源10の電
圧は、イオン化された残留ガスによって蛍光体層3が損
傷することがないように、数ボルトから十数ボルト程度
に設定される。また、拡散防止用直流電源10を設けた
ことによって、電子線源4から放射された電子7の透明
電極2までの加速電圧は拡散防止用直流電源10の電圧
分だけ低くなるので加速用直流電源6の電圧を拡散防止
用直流電源10の電圧分だけ高く設定することが必要で
ある。
【0016】上記構成によれば、透明電極2とグリッド
9との間の空間にはグリッド9から透明電極2に向かう
電界が形成されることになり、上記空間内で発生した正
イオン8が電子線源4とグリッド9との間に拡散しよう
としてもグリッド9によって阻止されることになる。し
かも、拡散防止用直流電源10によって上記空間内に形
成される電界は、正イオン8を透明電極2に向かって加
速するから、電子線源4に衝突する正イオン8の数はさ
らに減少することになり、電子線源4の正イオン8によ
る損傷を確実に防止できることになる。
【0017】(実施例3)本実施例は、図3に示すよう
に、実施例1の構成に加えてグリッド9と透明電極2と
の間にイオンコレクタ板12を配設したものである。イ
オンコレクタ板12は、電子線源4から放出された電子
7の進行を妨げない位置に配設される。ここでは、イオ
ンコレクタ板12は筒状を想定しているが、他の形状と
してもよいのはもちろんのことである。透明電極2とグ
リッド9とは同電位になるように接続され、透明電極2
に対してイオンコレクタ板12が負電位となるようにイ
オン吸引用直流電源11が接続される。
【0018】この構成によれば、蛍光体層3とグリッド
9との間で発生した正イオン8はイオンコレクタ板12
に引きつけられるので、電子線源4や蛍光体層3に衝突
する正イオン8の数は減少する。イオン吸引用直流電源
11の電圧は電子線源4からの電子7の進行を乱さない
ように加速用直流電源6の電圧に比べて十分低い電圧に
設定する。
【0019】(実施例4)本実施例は、図4に示すよう
に、実施例1におけるグリッド9の形状を変えたもので
ある。すなわち、グリッド9において電子線源4と対向
する部位に、電子線源4から離れる向きに凸となる半球
状の拡散部9aを形成しているのである。このような形
状のグリッド9を用いれば、電子線源4から放射された
電子7は、拡散部9aを通過することによって広がるこ
とになり、電子線源4による電子7の放射面積に対する
蛍光体層4の照射面積の比率を大きくとることができ、
放射面積の小さい電子線源4を用いながらも、発光面積
を広くとることができるのである。
【0020】
【発明の効果】上述したように、請求項1の構成によれ
ば、電子線源と蛍光体層との間の電子線源の近傍にグ
ッドを配設し、電子線源からの電子がグリッドを通過し
グリッドと透明電極との間の空間で生じた正イオンがグ
リッドを通過しないように、グリッドを透明電極と同電
位に接続しているので、蛍光体層とグリッドとの間には
電界が形成されないのであり、真空容器の内部で発生し
たイオン化された残留ガスのうち電子線源に向かって加
速されるものが少なくなるのである。その結果、残留ガ
スの正イオンが電子線源に衝突することによる電子線源
の損傷が抑制できるという効果を奏するのである。
【0021】請求項2の構成によれば、電子線源と蛍光
体層との間の電子線源の近傍にグリッドを配設し、電子
線源からの電子がグリッドを通過しグリッドと透明電極
との間の空間で生じた正イオンがグリッドを通過しない
ように、グリッドを電子線源および透明電極に対して正
電位に設定しているので、蛍光体層とグリッドとの間に
生じた正イオンが、透明電極とグリッドとの間に形成さ
れている電界内へ拡散するのを防止できるのであって、
請求項1の構成に比較して電子線源の損傷を抑制する効
果が一層高くなるという利点がある。
【0022】請求項3の構成によれば、電子線源と蛍光
体層との間の電子線源の近傍に、電子線源に対して正電
位に設定したグリッドを配置し、グリッドと蛍光体層と
の間で電子線の蛍光体層への照射を妨げない位置に、透
明電極に対して負電位に設定したイオンコレクタ板を設
けているので、蛍光体層とグリッドとの間に生じた正イ
オンの再結合を促進することができ、請求項1および請
求項2の構成に比較して電子線源の損傷を抑制する効果
が一層高くなるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例1を示す概略断面図である。
【図2】実施例2を示す概略断面図である。
【図3】実施例3を示す概略断面図である。
【図4】実施例4を示す概略断面図である。
【図5】従来例を示す概略断面図である。
【符号の説明】
1 ガラス容器 2 透明電極 3 蛍光体層 4 電子線源 5 カソード用直流電源 6 加速用直流電源 7 電子 8 正イオン 9 グリッド 10 拡散防止用直流電源 11 イオン吸引用直流電源 12 イオンコレクタ板
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平1−235137(JP,A) 特開 昭53−121454(JP,A) 特開 平1−235148(JP,A) 特開 平4−73837(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01J 63/06 G09F 9/30 362

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電界放出型の電子線源と、電子線源に対
    向して配置し電子線源に対して正電位に設定した透明電
    極とを、電子線源から放射される電子の照射により発光
    する蛍光体層を挟んで真空容器中に配置した発光素子に
    おいて、電子線源と蛍光体層との間の電子線源の近傍
    リッドを配設し、電子線源からの電子がグリッドを通
    過しグリッドと透明電極との間の空間で生じた正イオン
    がグリッドを通過しないように、グリッドを透明電極と
    同電位に接続したことを特徴とする発光素子。
  2. 【請求項2】 電界放出型の電子線源と、電子線源に対
    向して配置し電子線源に対して正電位に設定した透明電
    極とを、電子線源から放射される電子の照射により発光
    する蛍光体層を挟んで真空容器中に配置した発光素子に
    おいて、電子線源と蛍光体層との間の電子線源の近傍
    リッドを配設し、電子線源からの電子がグリッドを通
    過しグリッドと透明電極との間の空間で生じた正イオン
    がグリッドを通過しないように、グリッドを電子線源お
    よび透明電極に対して正電位に設定したことを特徴とす
    る発光素子。
  3. 【請求項3】 電界放出型の電子線源と、電子線源に対
    向して配置し電子線源に対して正電位に設定した透明電
    極とを、電子線源から放射される電子の照射により発光
    する蛍光体層を挟んで真空容器中に配置した発光素子に
    おいて、電子線源と蛍光体層との間の電子線源の近傍
    に、電子線源に対して正電位に設定したグリッドを配設
    し、グリッドと蛍光体層との間で電子線の蛍光体層への
    照射を妨げない位置に、透明電極に対して負電位に設定
    したイオンコレクタ板を設けたことを特徴とする発光素
    子。
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