JP3239282B2 - Evaluation system for electron beam excited phosphor - Google Patents

Evaluation system for electron beam excited phosphor

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JP3239282B2
JP3239282B2 JP10727093A JP10727093A JP3239282B2 JP 3239282 B2 JP3239282 B2 JP 3239282B2 JP 10727093 A JP10727093 A JP 10727093A JP 10727093 A JP10727093 A JP 10727093A JP 3239282 B2 JP3239282 B2 JP 3239282B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、低速電子線により発光
させる蛍光体試料の発光特性を評価する電子線励起発光
蛍光体の評価装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electron beam-excited phosphor evaluation apparatus for evaluating the emission characteristics of a phosphor sample which emits light by a slow electron beam.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の高速電子線による蛍光体の発光特
性を評価する評価装置の一例を図8に示す。この図にお
いて、80はカソード電極83、アノード電極81及び
蛍光体試料82を真空雰囲気中に収納する真空チャンバ
ー、81は蛍光体試料82が設けられているアノード電
極、82は評価される蛍光体試料、83は酸化物からな
るカソード電極、84はカソード電極83から放出され
た電子線を集束する集束コイル、85はカソード電極に
電圧を印加するカソード電源、86はアノード電極に印
加するB電源である。
2. Description of the Related Art FIG. 8 shows an example of a conventional evaluation apparatus for evaluating the emission characteristics of a phosphor by a high-speed electron beam. In this figure, reference numeral 80 denotes a vacuum chamber for accommodating a cathode electrode 83, an anode electrode 81 and a phosphor sample 82 in a vacuum atmosphere, 81 denotes an anode electrode provided with the phosphor sample 82, and 82 denotes a phosphor sample to be evaluated. 83, a cathode electrode made of an oxide, 84, a focusing coil for focusing the electron beam emitted from the cathode electrode 83, 85, a cathode power supply for applying a voltage to the cathode electrode, and 86, a B power supply for applying a voltage to the anode electrode. .

【0003】図8に示す評価装置において、基体に酸化
物が被着されてなるカソード電極83は印加されたカソ
ード電源85により加熱されて電子を放出する。この放
出された電子は10KV〜30KVのB電源の印加され
ているアノード81に引っ張られていくが、その途中に
設けられた集束コイル84により集束され小さなスポッ
トとされてアノード81に到達する。そこで、小さなス
ポットとされた電子線をラスタースキャンしてアノード
81の前面に設けられた蛍光体試料82の所定の部分を
励起して発光させる。そして、発光した蛍光体試料82
の輝度、色調、スペクトル等の測定を行うことにより蛍
光体試料82の発光特性を評価する。この評価装置に用
いられているカソード電極としては、CRT用の含浸型
酸化物カソード電極やタングステン製のヘアピンカソー
ド等が用いられている。
[0003] In the evaluation apparatus shown in FIG. 8, a cathode electrode 83 having an oxide adhered to a substrate is heated by an applied cathode power supply 85 to emit electrons. The emitted electrons are pulled by the anode 81 to which the B power of 10 KV to 30 KV is applied. The electrons are focused by the focusing coil 84 provided in the middle thereof, and reach the anode 81 as a small spot. Therefore, a small spot of the electron beam is raster-scanned to excite a predetermined portion of the phosphor sample 82 provided on the front surface of the anode 81 to emit light. Then, the emitted phosphor sample 82
The light emission characteristics of the phosphor sample 82 are evaluated by measuring the brightness, color tone, spectrum, etc. As the cathode electrode used in this evaluation device, an impregnated oxide cathode electrode for CRT, a hairpin cathode made of tungsten, or the like is used.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】蛍光体を用いる装置の
一つに、蛍光体を低速電子線で励起して発光させる蛍光
表示管があるが、この蛍光表示管に用いる蛍光体の発光
特性を評価するにはカソードルミネセンスの発光特性を
評価する必要性から電子線を低速(加速電圧が1KV以
下)にさせる必要がある。 しかしながら、図8に示す
評価装置において、B電源の電圧を下げて電子線を低速
にすると小さなスポットに電子線を集束することができ
なくなり、このため蛍光体試料に供給される電流密度が
小さくなりすぎ、蛍光体試料を十分発光させることがで
きなくなる。
One of the devices using a phosphor is a fluorescent display tube that emits light by exciting the phosphor with a low-speed electron beam. For evaluation, it is necessary to lower the speed of the electron beam (acceleration voltage is 1 KV or less) from the necessity of evaluating the light emission characteristics of cathodoluminescence. However, in the evaluation apparatus shown in FIG. 8, if the electron beam is slowed down by lowering the voltage of the B power supply, the electron beam cannot be focused on a small spot, and the current density supplied to the phosphor sample becomes small. And the phosphor sample cannot emit light sufficiently.

【0005】したがって、上記の評価装置によれば、高
速電子線により励起される蛍光体の発光特性の評価はで
きるが、低速の電子線により励起して発光させる蛍光体
の発光特性を評価することはできない。このため、従来
低速、中速電子線により励起発光させる蛍光体を評価す
る場合には後述する図1に示すように、真空チャンバー
内に、カソード電極に蛍光体試料を設けたアノード電極
を対向して設け、酸化物からなるカソード電極を加熱す
ることにより放出された低速の電子線により蛍光体試料
を発光させて蛍光体の発光特性を評価していた。
[0005] Therefore, according to the above-described evaluation apparatus, it is possible to evaluate the emission characteristics of a phosphor excited by a high-speed electron beam, but to evaluate the emission characteristics of a phosphor excited by a low-speed electron beam to emit light. Can not. For this reason, conventionally, when evaluating a phosphor excited and emitted by a low-speed or medium-speed electron beam, as shown in FIG. 1 described below, an anode electrode provided with a phosphor sample on a cathode electrode is opposed to a vacuum chamber. The phosphor sample was made to emit light by a low-speed electron beam emitted by heating a cathode electrode made of an oxide, and the emission characteristics of the phosphor were evaluated.

【0006】しかしながら、このように構成すると蛍光
体試料を交換する場合に酸化物カソードが大気にさらさ
れることになり、酸化物カソードが著しく劣化されるた
め、同じ酸化物カソードを数回しか使用することができ
ず、同一条件の元で蛍光体の発光特性を評価することが
できないという問題点があった。また、酸化物カソード
としては、一般に酸化物フィラメントカソードが使用さ
れており、このカソード73はアノード電極71に対し
図7(a)に示すように設けられる。すなわち、71は
蛍光体試料72が設けられたアノード電極、72は発光
特性が評価される蛍光体試料、73は酸化物フィラメン
トのカソードである。ところで、この場合はフィラメン
トカソード73から放出された電子は、図示するように
フィラメント73を中心に一旦放出されるが、周囲に形
成される電界に応じてアノード電極71に引き寄せら
れ、放物線を描くように拡散する。
However, in such a configuration, when the phosphor sample is replaced, the oxide cathode is exposed to the atmosphere, and the oxide cathode is significantly deteriorated. Therefore, the same oxide cathode is used only several times. Therefore, there has been a problem that the emission characteristics of the phosphor cannot be evaluated under the same conditions. An oxide filament cathode is generally used as the oxide cathode. The cathode 73 is provided for the anode electrode 71 as shown in FIG. That is, 71 is an anode electrode provided with a phosphor sample 72, 72 is a phosphor sample whose emission characteristics are evaluated, and 73 is a cathode of an oxide filament. By the way, in this case, the electrons emitted from the filament cathode 73 are emitted once around the filament 73 as shown in the figure, but are drawn to the anode electrode 71 in accordance with an electric field formed around the filament 73 to draw a parabola. To spread.

【0007】このため、この拡散した電子の蛍光体試料
72上の電子の分布は、図に示すように空間電荷効果に
より一様とならず、蛍光体試料72の発光状態にムラが
生じ易い。また、アノード電極71とカソード73間に
拡散グリッドを挿入させるものもあるが、発光状態のム
ラを完全になくすことはできず、蛍光体試料72の発光
特性を正確に測定することが難しいという問題点があっ
た。そこで、本発明は大気中にさらされても劣化しない
と共に一様な分布で電子を放出できるカソードを用いた
電子線励起発光蛍光体の評価装置を提供することを目的
としている。
For this reason, the distribution of the diffused electrons on the phosphor sample 72 is not uniform due to the space charge effect as shown in the figure, and the light emission state of the phosphor sample 72 tends to be uneven. In some cases, a diffusion grid is inserted between the anode electrode 71 and the cathode 73. However, it is not possible to completely eliminate unevenness in the light emission state, and it is difficult to accurately measure the light emission characteristics of the phosphor sample 72. There was a point. Therefore, an object of the present invention is to provide an evaluation apparatus for an electron-beam-excited light-emitting phosphor using a cathode that does not deteriorate even when exposed to the atmosphere and can emit electrons in a uniform distribution.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の低速の電子線励起発光蛍光体の評価装置は
電界放出を利用した電子放出素子を基板上に微細化・集
積化した面状の電子放出素子をカソードとして用い、こ
のカソードから放出された低速の電子線により蛍光体試
料を発光させるようにしたものである。
In order to achieve the above object, the present invention provides an apparatus for evaluating a low-speed electron-beam-excited light-emitting phosphor, in which an electron-emitting device utilizing field emission is miniaturized and integrated on a substrate. A planar electron-emitting device is used as a cathode, and the phosphor sample is caused to emit light by a low-speed electron beam emitted from the cathode.

【0009】[0009]

【作用】上記のように構成された電子線励起発光蛍光体
の評価装置は、面状にカソードが形成されているため、
蛍光体試料上の電子の分布が一様となり、正確に発光特
性を測定することができる。また、酸化物を使用しない
コールドカソードであるため大気中にさらされてもカソ
ードが劣化しなくなり、真空チャンバーを開けて蛍光体
試料を交換しても同じカソードを用いることができるた
め、同一の条件で複数種類の蛍光体試料の発光特性を測
定することができる。
The evaluation apparatus for the electron-beam-excited light-emitting phosphor configured as described above has a planar cathode.
The distribution of electrons on the phosphor sample becomes uniform, and the emission characteristics can be accurately measured. In addition, since the cold cathode does not use an oxide, the cathode does not deteriorate even when exposed to air, and the same cathode can be used even if the vacuum chamber is opened and the phosphor sample is replaced, so that the same conditions can be used. Thus, the emission characteristics of a plurality of types of phosphor samples can be measured.

【0010】[0010]

【実施例】金属または半導体表面の印加電界を109
[V/m]程度にするとトンネル効果により、電子が障
壁を通過して常温でも真空中に電子放出が行われる。こ
れを電界放出(Field Emission)と云
い、このような原理で電子を放出するカソードを電界放
出型カソードと呼んでいる。近年、半導体加工技術を駆
使して、ミクロンサイズの電界放出型カソード(以下、
FECという)を作ることが可能となった。
EXAMPLE An applied electric field of 10 9
At about [V / m], electrons pass through the barrier and emit electrons in a vacuum even at room temperature due to the tunnel effect. This is called field emission, and a cathode that emits electrons based on such a principle is called a field emission cathode. In recent years, making full use of semiconductor processing technology, micron-sized field emission cathodes (hereinafter
FEC).

【0011】図9に、その一例であるスピント(Spi
ndt)型と呼ばれる電界放出カソードの製造プロセス
を示す。この図において、111はN型のシリコン基
板、112はシリコンを熱酸化させて作成したSiO2
膜、113はSiO2 上に蒸着したゲート電極となるニ
オブの金属膜、114は選択エッチングさせるためのフ
ォトレジスト、115はニオブの金属膜113上に斜め
回転蒸着したアルミニウム等の金属膜、116はアルミ
ニウム等の金属膜115の上に堆積させたモリブデン等
の堆積層、117は基板111上に堆積されたエミッタ
となるコーン状のモリブデン等の堆積層、118は斜め
回転蒸着するための回転軸である。
FIG. 9 shows an example of the Spit (Spi).
1 shows a manufacturing process of a field emission cathode called an (ndt) type. In this figure, 111 is an N-type silicon substrate, 112 is SiO 2 formed by thermally oxidizing silicon.
Film, 113 is a niobium metal film to be a gate electrode deposited on SiO 2 , 114 is a photoresist for selective etching, 115 is a metal film of aluminum or the like obliquely deposited on the niobium metal film 113, 116 is a film A deposited layer of molybdenum or the like deposited on a metal film 115 of aluminum or the like, 117 is a deposited layer of molybdenum or the like in a cone shape serving as an emitter deposited on the substrate 111, and 118 is a rotation axis for oblique rotation deposition. is there.

【0012】図9(a)において、N型シリコン基板1
11を熱酸化させて表面にSiO2膜を形成し、さらに
その上にゲート電極となるニオブ113を蒸着する。次
に、ニオブ113状にフォトレジスト114を塗布した
後、同図(b)に示すようにパターニングする。パター
ニングした後、エッチングを行い同図(c)に示すよう
にニオブ113及びSiO2 膜に穴開けを行う。
In FIG. 9A, an N-type silicon substrate 1
11 is thermally oxidized to form a SiO 2 film on the surface, and a niobium 113 serving as a gate electrode is further deposited thereon. Next, after a photoresist 114 is applied in a niobium 113 shape, patterning is performed as shown in FIG. After patterning, etching is performed to make holes in the niobium 113 and the SiO 2 film as shown in FIG.

【0013】次に、フォトレジストを除去し、同図
(d)に示す回転軸118を軸として基板111を回転
させながら、斜め方向からアルミニウム115の蒸着を
行う。すると、アルミニウム115はあけた穴の中には
蒸着されずにニオブ113の表面にのみ選択的に蒸着さ
れる。さらに、このアルミニウム115の上からモリブ
デン116を堆積させると、同図(e)に示すようにエ
ッチングによりあけた穴の中に、このモリブデン116
がコーンの形状で堆積する。この後、ニオブ113上の
アルミニウム115及びモリブデンをエッチングにより
除去すると同図(f)に示すような形状のFECが得ら
れる。
Next, the photoresist is removed, and aluminum 115 is vapor-deposited from an oblique direction while rotating the substrate 111 about a rotation axis 118 shown in FIG. Then, aluminum 115 is selectively deposited only on the surface of niobium 113 without being deposited in the drilled hole. Further, when molybdenum 116 is deposited on the aluminum 115, the molybdenum 116 is deposited in a hole formed by etching as shown in FIG.
Accumulate in the form of a cone. Thereafter, when the aluminum 115 and molybdenum on the niobium 113 are removed by etching, an FEC having a shape as shown in FIG.

【0014】図9(f)に示すFECはコーン上のエミ
ッタ117とゲート電極113との距離をサブミクロン
とすることが出来るため、エミッタ117とゲート11
3間に数10ボルトの電圧を印加することによりエミッ
タ117から電子を放出させることが出来るようにな
る。
In the FEC shown in FIG. 9 (f), the distance between the emitter 117 on the cone and the gate electrode 113 can be made submicron.
By applying a voltage of several tens of volts between three, electrons can be emitted from the emitter 117.

【0015】図9に示す製造プロセスで集積化して作成
した面状のFECアレイの斜視図を図6(a)に示す。
この図において、、シリコン基板上にSiO2 膜を介し
てゲ−ト電極が設けられており、ゲート電極の丸い穴の
中に設けられたコーン状のエミッタの先端部分がゲート
の穴から臨んでいる。このエミッタ間のピッチは10ミ
クロン以下とすることが出来、FECを数万から数10
万個を1枚のシリコン基板上に設けたFECアレイとす
ることが出来る。
FIG. 6A is a perspective view of a planar FEC array formed by integration in the manufacturing process shown in FIG.
In this figure, a gate electrode is provided on a silicon substrate via an SiO 2 film, and a tip of a cone-shaped emitter provided in a round hole of the gate electrode faces from the hole of the gate. I have. The pitch between the emitters can be less than 10 microns and the FEC can be tens of thousands to
An FEC array in which ten thousand pieces are provided on one silicon substrate can be obtained.

【0016】また、図6(b)に他の形状のFECアレ
イの斜視図を示す。この図に示すFECアレイは、シリ
コン基板上にゲート電極が蒸着されて細長く形成されて
おり、このゲート電極に対向してエミッタ電極がSiO
2 膜上に長方形状に形成されている。この、FECアレ
イはゲート電極とエミッタ電極との距離を同図(a)に
示すFECアレイより小さくすることができるため、よ
り低いエミッタ−ゲート間電圧でもエミッタ電極のゲー
ト電極に対向する先端から電子を放出することができ
る。図1に、このようなFECアレイをカソード電極と
して用いた電子線励起発光蛍光体評価装置を示す。
FIG. 6B is a perspective view of an FEC array having another shape. In the FEC array shown in this figure, a gate electrode is vapor-deposited on a silicon substrate so as to be elongated, and an emitter electrode is formed of SiO 2 in opposition to the gate electrode.
It is formed in a rectangular shape on the two films. In this FEC array, the distance between the gate electrode and the emitter electrode can be made smaller than that in the FEC array shown in FIG. 1A, so that even at a lower emitter-gate voltage, electrons are emitted from the tip of the emitter electrode facing the gate electrode. Can be released. FIG. 1 shows an electron beam excited phosphor evaluation apparatus using such an FEC array as a cathode electrode.

【0017】この図において、1はカソード電極2と蛍
光体試料4の設けられたアノード電極3との対を真空雰
囲気中に収納する真空チャンバー、2はFECアレイで
構成されたカソード電極、3は蛍光体試料4の設けられ
るアノード電極、4は発光特性の測定される蛍光体試
料、5はカソード電極2とアノード電極とのリード線を
引き出すリード引き出し部、6は真空チャンバー1に設
けられた覗窓、7は覗窓6に臨ませたセンサ、8はカソ
ード電極2から電子を放出させるための電源、9はカソ
ード電極2から放出された電子を捕獲するためにアノー
ド電極3に印加する電源である。
In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a vacuum chamber for accommodating a pair of a cathode electrode 2 and an anode electrode 3 provided with a phosphor sample 4 in a vacuum atmosphere, 2 denotes a cathode electrode formed of an FEC array, and 3 denotes a cathode electrode. An anode electrode on which the phosphor sample 4 is provided, 4 is a phosphor sample whose emission characteristics are measured, 5 is a lead lead-out portion for leading a lead wire between the cathode electrode 2 and the anode electrode, and 6 is a sight provided in the vacuum chamber 1. A window, 7 is a sensor facing the viewing window 6, 8 is a power supply for emitting electrons from the cathode electrode 2, 9 is a power supply applied to the anode electrode 3 for capturing electrons emitted from the cathode electrode 2. is there.

【0018】図1に示す電子線励起発光蛍光体評価装置
において、真空チャンバー1内にカソード電極2を設け
ておき、測定したい蛍光体試料4を設けたアノード電極
3をカソード電極2に対向してセットする。そして、真
空チャンバー1内を真空に引いた後にカソード電極2及
びアノード電極3に電源8及び電源9を印加してカソー
ド電極2から放出させた電子により、蛍光体試料4を発
光させる。
In the electron beam excited luminescent phosphor evaluation apparatus shown in FIG. 1, a cathode electrode 2 is provided in a vacuum chamber 1 and an anode electrode 3 provided with a phosphor sample 4 to be measured is opposed to the cathode electrode 2. set. Then, after the inside of the vacuum chamber 1 is evacuated, the power source 8 and the power source 9 are applied to the cathode electrode 2 and the anode electrode 3, and the electrons emitted from the cathode electrode 2 cause the phosphor sample 4 to emit light.

【0019】この蛍光体試料4の発光状態は後述するよ
うにカソード2に設けた透光部を介して、真空チャンバ
ー1に設けられた覗窓6から観察することができる。そ
こで、この覗窓6にセンサ7を臨ませて輝度、色調、ス
ペクトル等の発光特性を測定する。
The light emission state of the phosphor sample 4 can be observed from a viewing window 6 provided in the vacuum chamber 1 through a light transmitting portion provided in the cathode 2 as described later. Then, the sensor 7 is made to face the viewing window 6 to measure the light emission characteristics such as luminance, color tone, spectrum and the like.

【0020】この時の、カソード電極2から放出される
電子の分布を図7(b)に示す。この図に示すように、
面状のFECアレイによりカソード電極2が形成されて
いるので、このカソード電極2から放出される電子の分
布は一様となる。このため、蛍光体試料4上の電子の分
布も一様となり、蛍光体は一様な電子により励起発光さ
れることになるので、蛍光体試料4の正確な発光特性を
測定することができるようになる。
FIG. 7B shows the distribution of electrons emitted from the cathode electrode 2 at this time. As shown in this figure,
Since the cathode electrode 2 is formed by the planar FEC array, the distribution of electrons emitted from the cathode electrode 2 becomes uniform. For this reason, the distribution of electrons on the phosphor sample 4 becomes uniform, and the phosphor is excited and emitted by the uniform electrons, so that accurate emission characteristics of the phosphor sample 4 can be measured. become.

【0021】以下、図2から図4を参照して本発明に適
用されるカソード電極の構成の例を示す。図2におい
て、20はカソード電極を構成するガラス基板、21は
FECアレイ22から放出された電子を偏向するリング
状の外側偏向電極、22はガラス基板20上に集積化さ
れて形成されたFECアレイ、23はFECアレイ22
から放出された電子を偏向するリング状の内側偏向電
極、24は発光された蛍光体試料を観察する透光部であ
る。この図に示すカソード電極は、ガラス基板20上に
図9に示す製造プロセスによりFECアレイ22を作成
し、その内側にリング状の内側偏向電極23、外側にリ
ング状の外側偏向電極21が蒸着により形成されてい
る。さらに、ガラス基板20の中央部には透光部24が
設けられている。
Hereinafter, an example of the structure of the cathode electrode applied to the present invention will be described with reference to FIGS. In FIG. 2, reference numeral 20 denotes a glass substrate constituting a cathode electrode, 21 denotes a ring-shaped outer deflection electrode for deflecting electrons emitted from the FEC array 22, and 22 denotes an FEC array integrated and formed on the glass substrate 20. , 23 are FEC arrays 22
A ring-shaped inner deflecting electrode 24 for deflecting the electrons emitted from the light source 24 is a light-transmitting portion for observing the emitted phosphor sample. In the cathode electrode shown in this figure, an FEC array 22 is formed on a glass substrate 20 by a manufacturing process shown in FIG. 9, and a ring-shaped inner deflection electrode 23 is formed inside the FEC array 22 and a ring-shaped outer deflection electrode 21 is formed outside by deposition. Is formed. Further, a light transmitting portion 24 is provided at the center of the glass substrate 20.

【0022】この、カソード電極のFECアレイ22に
ボンディングワイヤーを接続してリード線を引き出し、
このリード線に電圧を印加することによりFECアレイ
22から電子を放出させる。この電子ビームはリング状
の内側偏向電極23及び外側偏向電極21により中央部
に偏向され、アノード電極に設けた蛍光体試料を発光さ
せる。この発光した蛍光体試料の発光状態を中央部に設
けた透光部24から観察する。
A bonding wire is connected to the FEC array 22 of the cathode electrode, and a lead wire is drawn out.
Electrons are emitted from the FEC array 22 by applying a voltage to the lead wires. The electron beam is deflected to the center by the ring-shaped inner deflection electrode 23 and the outer deflection electrode 21 to emit light from the phosphor sample provided on the anode electrode. The emission state of the emitted phosphor sample is observed from the light transmitting section 24 provided at the center.

【0023】図3にカソード電極の他の例を示す。この
図に示すカソード電極は、シリコン基板30上に図9に
示す製造プロセスによりFECアレイ32を作成し、中
央部にエッチング等により透光窓34を開けると共に、
透光窓34をはさむように内側偏向電極33及び外側偏
向電極31を蒸着により形成する。この、カソード電極
のFECアレイ32にボンディングワイヤーを接続して
リード線を引き出し、このリード線に電圧を印加するこ
とによりFECアレイ32から電子を放出させる。この
電子ビームは図示しないリード線を介して偏向電圧の印
加された内側偏向電極33及び外側偏向電極31により
中央部に偏向され、アノード電極に設けた蛍光体試料を
発光させる。この発光した蛍光体試料の発光状態を中央
部に設けた透光部34から観察する。また、図3に示す
カソード電極において、基板30をガラス基板としてそ
の上に集積化して作成されたFECアレイのチップを固
着することにより構成しても良い。
FIG. 3 shows another example of the cathode electrode. In the cathode electrode shown in this figure, an FEC array 32 is formed on a silicon substrate 30 by a manufacturing process shown in FIG. 9, and a light-transmitting window 34 is opened at the center by etching or the like.
The inner deflecting electrode 33 and the outer deflecting electrode 31 are formed by vapor deposition so as to sandwich the light transmitting window. A bonding wire is connected to the FEC array 32 of the cathode electrode, a lead wire is drawn out, and electrons are emitted from the FEC array 32 by applying a voltage to the lead wire. This electron beam is deflected to the center by the inner deflection electrode 33 and the outer deflection electrode 31 to which a deflection voltage is applied via a lead wire (not shown), and causes the phosphor sample provided on the anode electrode to emit light. The light emission state of the phosphor sample that emits light is observed from the light transmitting part 34 provided at the center. Alternatively, the cathode electrode shown in FIG. 3 may be configured by fixing a chip of an FEC array formed by integrating the substrate 30 as a glass substrate thereon.

【0024】図4にカソード電極のさらに他の例を示
す。この図において、40はFECアレイを構成するエ
ミッタのストライプ42及びゲートのストライプ44と
が設けられるガラス基板、41はエミッタのストライプ
42に接続されているエミッタライン、42は電子を放
出する線状のエミッタのストライプ、43はゲートのス
トライプ44に接続されたゲートライン、44は線状の
エミッタに対向する線状のゲートのストライプ、45は
FECアレイの間の透光部である。
FIG. 4 shows still another example of the cathode electrode. In this figure, reference numeral 40 denotes a glass substrate provided with an emitter stripe 42 and a gate stripe 44 constituting an FEC array, 41 denotes an emitter line connected to the emitter stripe 42, and 42 denotes a linear line for emitting electrons. An emitter stripe, 43 is a gate line connected to a gate stripe 44, 44 is a linear gate stripe facing the linear emitter, and 45 is a light transmitting portion between the FEC arrays.

【0025】図4に示すカソード電極には、図6(b)
に示す構造のFECが用いられているためゲート及びエ
ミッタはストライプ状に形成されている。このストライ
プ状のゲート44とエミッタ42に接続されたゲートラ
イン43とエミッタライン41の間に所定の電圧を印加
して、エミッタのストライプ42から電子ビームを放出
させる。この電子ビームにより、アノード電極に設けら
れた蛍光体試料を発光させ、この発光状態をストライプ
42、44間の透光部45から観察する。なお、図4に
示すカソード電極を図6(a)に示すコーン状のエミッ
タを有するFECのアレイで構成することもできる。こ
の場合は、エミッタのストライプに重畳するようにゲー
トのストライプをSiO2 膜を介して設けるようにすれ
ば良い。このほか、カソード電極とアノード電極間に電
子の拡散あるいは均一性を高めるために拡散グリッドを
設けてもよい。
The cathode electrode shown in FIG.
The gate and the emitter are formed in stripes because the FEC having the structure shown in FIG. A predetermined voltage is applied between a gate line 43 connected to the stripe-shaped gate 44 and the emitter 42 and the emitter line 41 to emit an electron beam from the stripe 42 of the emitter. The phosphor sample provided on the anode electrode is caused to emit light by the electron beam, and this light emission state is observed from the light transmitting portion 45 between the stripes 42 and 44. It should be noted that the cathode electrode shown in FIG. 4 may be constituted by an FEC array having a cone-shaped emitter shown in FIG. In this case, the gate stripe may be provided via the SiO 2 film so as to overlap the emitter stripe. In addition, a diffusion grid may be provided between the cathode electrode and the anode electrode to increase the diffusion or uniformity of electrons.

【0026】上記の図2から図4に示すような構成のカ
ソード電極を、図1に示すような構成の電子線励起発光
蛍光体評価装置に用いて蛍光体の発光特性を測定するの
であるが、その場合のアノード電圧は使用する蛍光体装
置のアノード電圧にほぼ等しくして測定する必要があ
る。この場合の、カソード電圧及びアノード電圧をかけ
る回路の概略を図5に示す。
The emission characteristics of the phosphor are measured by using the cathode electrode having the structure shown in FIGS. 2 to 4 in an electron-beam-excited light-emitting phosphor evaluation device having the structure shown in FIG. In this case, it is necessary to measure the anode voltage substantially equal to the anode voltage of the phosphor device to be used. FIG. 5 schematically shows a circuit for applying the cathode voltage and the anode voltage in this case.

【0027】この図において、51はエミッタ電極、5
2はコーン状のエミッタ、53はゲート電極、54はア
ノード電極、55はアノード電極に設けられた蛍光体試
料、56はカソード電極に印加する電源、57はアノー
ド電極に印加する電源、58はメッシュ状のグリッド、
59はグリッドに印加する電源である。図5(a)に示
す回路において、FECのゲート電極53−エミッタ電
極51間には通常60〜120ボルトの電圧を印加しな
いと電子を安定に放出させることができないため、ゲー
ト電源56の電圧は約60〜120ボルトとされ、アノ
ード電源57の電圧は蛍光体を用いる装置に応じて約2
00〜600ボルトとされている。
In this figure, 51 is an emitter electrode, 5
2 is a cone-shaped emitter, 53 is a gate electrode, 54 is an anode electrode, 55 is a phosphor sample provided on the anode electrode, 56 is a power supply applied to the cathode electrode, 57 is a power supply applied to the anode electrode, 58 is a mesh Grid,
Reference numeral 59 denotes a power supply applied to the grid. In the circuit shown in FIG. 5A, electrons cannot be stably emitted unless a voltage of 60 to 120 volts is normally applied between the gate electrode 53 and the emitter electrode 51 of the FEC. The voltage is about 60 to 120 volts, and the voltage of the anode power supply 57 is about 2 to 2 depending on the apparatus using the phosphor.
It is between 00 and 600 volts.

【0028】また、蛍光表示管に適用する蛍光体の発光
特性を測定する場合は、一般的な蛍光体表示管のアノー
ド電圧が約10〜50ボルトであるため、アノード電源
57の電圧を50ボルトとする必要がある。しかしなが
ら、ゲート電極53の電圧が60〜120ボルトとされ
ているため、アノード電極54の電圧はゲート電極53
以上の電圧としなければ電子がアノードに達しないため
に10〜50ボルトすることができない。そこで、図6
(b)に示すようにメッシュ状のグリッド58をゲート
電極53とアノード電極54との間に設けてグリッド5
8に印加する電源59の電圧を約120ボルトにすると
共に、アノード電源57の電圧を10〜50ボルトとす
れば良い。なお、前記実施例では、蛍光体試料の発光を
カソード電極側から観察する例を示したが、表示のタイ
プとしてはアノード電極を透光性とし、アノード電極を
通して発光を観察するものがある。この場合、アノード
電極側から蛍光体試料の発光を観察するようにすれば、
実際の表示状態と類似した評価を行うことができる。
When measuring the light emission characteristics of a phosphor applied to a fluorescent display tube, the voltage of the anode power supply 57 is set to 50 volts because the anode voltage of a general phosphor display tube is about 10 to 50 volts. It is necessary to However, since the voltage of the gate electrode 53 is 60 to 120 volts, the voltage of the anode electrode 54 is
Unless the voltage is higher than the above, 10 to 50 volts cannot be obtained because electrons do not reach the anode. Therefore, FIG.
As shown in (b), a mesh grid 58 is provided between the gate electrode 53 and the anode electrode 54 to form a grid 5.
The voltage of the power supply 59 applied to the power supply 8 may be set to about 120 volts, and the voltage of the anode power supply 57 may be set to 10 to 50 volts. Note that, in the above-described embodiment, an example in which light emission of the phosphor sample is observed from the cathode electrode side is shown. However, as a display type, light emission is observed through the anode electrode by making the anode electrode translucent. In this case, if the emission of the phosphor sample is observed from the anode electrode side,
An evaluation similar to the actual display state can be performed.

【0029】本発明の電子線励起発光蛍光体の評価装置
は以上のように構成されているので、測定すべき蛍光体
試料上に面状のカソードから一様な分布の電子線を供給
することができ、正確に蛍光体試料の発光特性を測定す
ることができる。また、酸化物を使用しないコールドカ
ソードであり大気中にさらされてもカソードの劣化が殆
ど生じないので、評価装置の真空チャンバーを開けて蛍
光体試料を交換しても常に一定の電子線を供給すること
ができる。このため同一条件で複数種類の蛍光体試料の
発光特性を正確に測定することができる。又、カソード
電極の一部に透光部が設けられているので、この透光部
を介して発光している状態を観測することが容易にでき
るという効果が生じる。
The apparatus for evaluating an electron-beam-excited light-emitting phosphor of the present invention is configured as described above, so that an electron beam with a uniform distribution is supplied from a planar cathode onto a phosphor sample to be measured. Thus, the emission characteristics of the phosphor sample can be accurately measured. In addition, it is a cold cathode that does not use oxides, and the cathode deteriorates almost even when exposed to air.
Therefore , always supply a constant electron beam even if the phosphor sample is replaced by opening the vacuum chamber of the evaluation device.
Can be. Therefore, the emission characteristics of a plurality of types of phosphor samples can be accurately measured under the same conditions. Also cathode
Since the light transmitting portion is provided in a part of the electrode, the light transmitting portion is provided.
It is easy to observe the state of light emission through
This has the effect of reducing

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の電子線励起発光評価装置である。FIG. 1 is an electron beam excited luminescence evaluation apparatus of the present invention.

【図2】カソード電極の構成を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a configuration of a cathode electrode.

【図3】カソード電極の構成の他の実施例を示す図であ
る。
FIG. 3 is a diagram showing another embodiment of the configuration of the cathode electrode.

【図4】カソード電極の構成の更に他の実施例を示す図
である。
FIG. 4 is a diagram showing still another embodiment of the configuration of the cathode electrode.

【図5】電子線励起発光評価装置の電源回路の概略を示
す図である。
FIG. 5 is a diagram schematically showing a power supply circuit of the electron beam excited luminescence evaluation apparatus.

【図6】FECアレイの斜視図である。FIG. 6 is a perspective view of an FEC array.

【図7】カソードから放出された電子の分布を示す図で
ある。
FIG. 7 is a diagram showing a distribution of electrons emitted from a cathode.

【図8】従来の電子線励起発光評価装置を示す図であ
る。
FIG. 8 is a view showing a conventional electron beam excited luminescence evaluation apparatus.

【図9】FECの製造プロセスを示す図である。FIG. 9 is a diagram showing a manufacturing process of the FEC.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 真空チャンバー 2 カソード電極 3 アノード電極 4 蛍光体試料 5 リード引き出し部 6 覗窓 7 センサ 8 カソード電源 9 アノード電源 20,40 ガラス基板 21,31 外側偏向電極 22,32 FECアレイ 23,33 内側偏向電極 24,34 透光窓 41 エミッタライン 42 エミッタストライプ 43 ゲートライン 44 ゲートストライプ 45 透光部 51 エミッタ電極 52 エミッタ 53 ゲート電極 54,71 アノード電極 55,72 蛍光体試料 56 カソード電源 57 アノード電源 58 グリッド 59 グリッド電源 73 フィラメント 74 FEC 80 真空チャンバー 81 アノード電極 82 蛍光体試料 83 酸化物カソード電極 84 集束コイル 85 カソード電源 86 アノード電源 111 N型シリコン 112 SiO2 膜 113 金属膜 114 フォトレジスト 115 アルミニュウム膜 116 モリブデンの堆積層DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Vacuum chamber 2 Cathode electrode 3 Anode electrode 4 Phosphor sample 5 Lead extraction part 6 Lookout window 7 Sensor 8 Cathode power supply 9 Anode power supply 20, 40 Glass substrate 21, 31 Outer deflection electrode 22, 32 FEC array 23, 33 Inner deflection electrode 24, 34 Light-transmitting window 41 Emitter line 42 Emitter stripe 43 Gate line 44 Gate stripe 45 Light-transmitting portion 51 Emitter electrode 52 Emitter 53 Gate electrode 54, 71 Anode electrode 55, 72 Phosphor sample 56 Cathode power supply 57 Anode power supply 58 Grid 59 Grid power supply 73 Filament 74 FEC 80 Vacuum chamber 81 Anode electrode 82 Phosphor sample 83 Oxide cathode electrode 84 Focusing coil 85 Cathode power supply 86 Anode power supply 111 N-type silicon 112 iO 2 film 113 metal film 114 photoresist 115 aluminum film 116 molybdenum deposited layer

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】真空チャンバー内に、面状の基板に電界放
出型カソードが集積化して設けられた面エミッション可
能とされているカソード電極と、 前記カソード電極に対向して設けられると共に、該カソ
ード電極から放出された電子線を捕獲するアノード電極
と、 前記アノード電極の表面に設けられている蛍光体試料と
を備え、前記カソード電極の一部に透光部を設け、 前記電界放出型カソードから出力された電子線により前
記蛍光体試料を発光させ、その発光特性を前記透光部を
介して観測することにより前記蛍光体試料を評価するこ
とを特徴とする電子線励起発光蛍光体の評価装置。
1. A cathode electrode which is provided in a vacuum chamber and has a field emission type cathode integrated with a planar substrate and which is capable of surface emission. An anode electrode for capturing an electron beam emitted from an electrode, and a phosphor sample provided on the surface of the anode electrode , a light-transmitting portion provided on a part of the cathode electrode, the output electron beam by emitting the phosphor sample, the light transmitting portion of the emission characteristics
Evaluation device of an electron beam excited light-emitting phosphor and evaluating the more the phosphor sample to be observed through.
【請求項2】上記カソード電極の一部に透光部を設け、
該透光部を介して上記カソード電極側から上記蛍光体試
料の発光状態を観察することを特徴とする請求項1記載
の電子線励起発光蛍光体の評価装置。
2. A light transmitting part is provided in a part of the cathode electrode,
2. The apparatus for evaluating an electron-beam-excited light-emitting phosphor according to claim 1, wherein the light-emitting state of the phosphor sample is observed from the side of the cathode electrode through the light-transmitting portion.
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