JP3250719B2 - Cathode for vacuum tube and field emission display - Google Patents

Cathode for vacuum tube and field emission display

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JP3250719B2
JP3250719B2 JP28089396A JP28089396A JP3250719B2 JP 3250719 B2 JP3250719 B2 JP 3250719B2 JP 28089396 A JP28089396 A JP 28089396A JP 28089396 A JP28089396 A JP 28089396A JP 3250719 B2 JP3250719 B2 JP 3250719B2
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electron emitter
cathode electrode
vacuum tube
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  • Cold Cathode And The Manufacture (AREA)

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、二極管、三極管、
多極管、蛍光灯、電界放出型表示装置や電子顕微鏡等の
真空管に用いられる真空管用陰極及び電界放出型表示装
に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a diode, a triode,
Vacuum tube cathodes and field emission display devices used for vacuum tubes such as multipole tubes, fluorescent lamps, field emission display devices, electron microscopes, etc.
About the installation .

【0002】[0002]

【従来の技術】真空雰囲気や不活性ガス封入の減圧雰囲
気下で陰極から陽極に電子流が流れる真空管としては、
熱陰極と陽極とをもつ二極管、二極管に格子(グリッ
ド)を1個加えた三極管、二極管に格子を2個以上加え
た多極管をはじめ、蛍光表示管、電子顕微鏡や電界放出
型表示装置(以下、「FED」と称する。なお、FED
はField Emission Displayの略
である)等、種々知られている。このような真空管に
は、一般にW、Mo、Ta等の高融点金属やNi等の金
属よりなる陰極が用いられている。これらの金属よりな
る陰極は、加熱されて電子を放出する熱陰極として機能
する。
2. Description of the Related Art A vacuum tube in which an electron flow flows from a cathode to an anode under a vacuum atmosphere or a reduced pressure atmosphere filled with an inert gas includes:
Starting from a diode with a hot cathode and an anode, a triode with one grid added to the diode, a multi-electrode with two or more grids added to the diode, a fluorescent display, an electron microscope, and a field emission display ( Hereinafter, it is referred to as “FED”.
Is an abbreviation for Field Emission Display). Such a vacuum tube generally uses a cathode made of a high melting point metal such as W, Mo, Ta, or the like, or a metal such as Ni. The cathode made of these metals functions as a hot cathode that emits electrons when heated.

【0003】ここで、真空管に用いられる陰極として
は、陰極自身の電子放出効率をいかに高めるかが重要で
ある。すなわち、陰極からの電子放出効率が低いとその
分高電圧を印加する必要があるため、消費電力が増大し
たり、過大電圧の繰り返し印加により陰極の寿命が短く
なったりする等の問題があり、これらの問題解決を図る
ためには、より低電圧で陰極から電子が効果的に放出さ
れうるように、陰極の電子放出効率を高める必要があ
る。
Here, as a cathode used in a vacuum tube, it is important how to increase the electron emission efficiency of the cathode itself. In other words, if the electron emission efficiency from the cathode is low, it is necessary to apply a higher voltage accordingly, and thus there are problems such as an increase in power consumption and a reduction in the life of the cathode due to repeated application of an excessive voltage. In order to solve these problems, it is necessary to increase the electron emission efficiency of the cathode so that electrons can be effectively emitted from the cathode at a lower voltage.

【0004】そこで、上記熱陰極においては、BaO、
SrOやCaO等のアルカリ土類金属の酸化物等、仕事
関数の低い物質よりなる膜を陰極表面に形成することに
より、電子放出効率を高めることが行われている。しか
し、上記陰極表面に形成されたBaO等の酸化物膜は多
孔質であるが、この酸化物膜が熱電子放出時の加熱によ
りシンタ現象を起こして緻密化し、電子放出効率が著し
く低下してしまうという問題がある。また、陰極材料の
金属とその表面に形成された酸化物膜とでは熱膨張係数
が相違するため、冷熱サイクルの繰り返しにより、酸化
物膜が陰極表面から剥がれてしまうという問題もある。
さらに、真空度の低い状態で使用されると、陽イオンに
よりスパッタされて電極の表面形状が変形し、電子放出
効率が低下するという問題もある。さらに、陰極の加熱
を要するためエネルギー消費量が多く、また加熱により
陰極寿命が短くなるという問題もある。
Therefore, in the above hot cathode, BaO,
Electron emission efficiency has been improved by forming a film made of a material having a low work function, such as an oxide of an alkaline earth metal such as SrO or CaO, on the cathode surface. However, although the oxide film such as BaO formed on the surface of the cathode is porous, the oxide film is densified due to a sinter phenomenon due to heating during thermionic emission, resulting in a significant decrease in electron emission efficiency. Problem. Further, since the metal of the cathode material and the oxide film formed on the surface thereof have different thermal expansion coefficients, there is also a problem that the oxide film is peeled off from the cathode surface due to repetition of the cooling / heating cycle.
Furthermore, when used in a state with a low degree of vacuum, there is a problem that the surface shape of the electrode is sputtered by cations and the electron emission efficiency is reduced. In addition, there is a problem that the heating of the cathode requires a large amount of energy consumption, and the heating shortens the life of the cathode.

【0005】一方、近年、上記FEDや電子顕微鏡等の
分野において、Mo等よりなる先端が尖った円錐状のス
ピント(Spindt)型冷陰極や、W、LaB6 等の
単結晶やWの表面にCsを塗布した針状の冷陰極が実用
化されている。このような冷陰極では、先端に電界が集
中して電子が放出されやすくなっているため、加熱する
ことなくあるいは若干加熱しつつ高電圧を印加すること
により、先端から効率的に電子を放出することができ
る。
On the other hand, in recent years, in fields such as the FED or an electron microscope, conical and Spindt (Spindt) type cold cathode having a sharp tip made of Mo or the like, W, on the surface of the single crystal and W such as LaB 6 Needle-shaped cold cathodes coated with Cs have been put to practical use. In such a cold cathode, since the electric field is concentrated at the tip and electrons are easily emitted, electrons are efficiently emitted from the tip by applying a high voltage without heating or slightly heating. be able to.

【0006】しかし、このようなスピント型や針状の冷
陰極においても、熱陰極と比べてエネルギー消費量が少
なく寿命も長いという利点はあるが、超高電圧を印加す
る装置や高電圧を絶縁するための構造が必要となった
り、円錐又は針状等にする加工技術に高度性を要したり
するという問題がある。また、陽イオンによるスパッタ
の影響が大きく、尖った先端がスパッタにより丸くなる
と電子放出効率が急激に低下するという問題もある。
However, such Spindt-type or needle-shaped cold cathodes have the advantage that they consume less energy and have a longer life than hot cathodes. In addition, there is a problem that a structure for performing the process is required, and that a processing technique for forming a cone or a needle or the like requires advanced technology. In addition, there is also a problem that the effect of sputtering by cations is large, and if the sharp tip is rounded by sputtering, the electron emission efficiency is sharply reduced.

【0007】このように、仕事関数の低い物質よりなる
膜を陰極表面に形成した熱陰極、及びスピント型等の冷
陰極にはそれぞれ特有の問題があるが、両者の問題を解
決しうる陰極として、陰極表面に負の電子親和力をもつ
電子放出体としてのダイヤモンド状炭素(以下、「DL
C」と称する。なお、DLCはDiamond Lik
e Carbonの略である)を成膜したものが近年注
目されている。このDLC膜付きの陰極は冷陰極として
使用でき、このため熱陰極特有の問題は起こらない。そ
して、DLC膜は緻密で強い膜であるため、長時間、安
定な電子放出を期待できるとともに、真空度が低い状態
で使用された場合でも陽イオンによりスパッタされて電
子放出効率が低下するおそれが少ない。また、円錐状等
に加工して先端を尖らせる必要がないため加工が容易で
あり、超高電圧を印加する装置も必要としない。
As described above, the hot cathode in which the film made of a material having a low work function is formed on the cathode surface and the cold cathode such as Spindt type have their own problems. And diamond-like carbon (hereinafter, referred to as “DL”) as an electron emitter having a negative electron affinity on the cathode surface.
C ". In addition, DLC is Diamond Lik.
In recent years, attention has been paid to films formed by e. The cathode provided with the DLC film can be used as a cold cathode, and therefore does not cause a problem specific to a hot cathode. Since the DLC film is a dense and strong film, stable electron emission can be expected for a long time, and even when used in a low vacuum state, there is a possibility that the electron emission efficiency is reduced due to sputtering by cations. Few. In addition, since it is not necessary to form a conical shape and sharpen the tip, the processing is easy, and a device for applying an ultra-high voltage is not required.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記D
LC膜付きの陰極であっても、電子放出効率の点におい
てはさらなる向上が望まれている。本発明は上記実情に
鑑みてなされたものであり、真空管用陰極における電子
放出効率のさらなる向上を図ることを解決すべき技術課
題とするものである。
However, the above D
Even with a cathode having an LC film, further improvement in electron emission efficiency is desired. The present invention has been made in view of the above circumstances, and has as a technical problem to be solved to further improve the electron emission efficiency in a vacuum tube cathode.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】(1)上記課題を解決す
る請求項1記載の真空管用陰極は、真空管内でアノード
電極と対向配設され、カソード電極と、該カソード電極
の表面に形成され該アノード電極に向かって電子を放出
する負の電子親和力をもつ電子放出体とからなる真空管
用陰極において、上記カソード電極は上記電子放出体形
成時の反応温度よりも高い融点をもつ高融点金属よりな
り、上記カソード電極と上記電子放出体との間には、上
記カソード電極を構成する成分と上記電子放出体を構成
する成分とからなる中間層が形成されていることを特徴
とする。
Means for Solving the Problems (1) The cathode for a vacuum tube according to the first aspect of the present invention is provided to face the anode electrode in the vacuum tube, and is formed on the cathode electrode and the surface of the cathode electrode. in the negative vacuum tube for cathode made of an electron emitting member having an electron affinity for emitting electrons toward the anode electrode, the cathode electrode is the electron-emitting body shape
Higher melting point metal than melting point
In addition, between the cathode electrode and the electron emitter, an intermediate layer comprising a component constituting the cathode electrode and a component constituting the electron emitter is formed.

【0010】この真空管用陰極では、カソード電極と電
子放出体との間に、カソード電極を構成する成分と電子
放出体を構成する成分とからなる中間層が形成されてい
るので、この中間層の存在により、カソード電極から電
子放出体へ電子が移行し易くなる。これにより、電子放
出体への電子供給量が増大し、電子放出体からの電子放
出効率が向上する。
In this cathode for a vacuum tube, an intermediate layer composed of a component constituting the cathode electrode and a component constituting the electron emitter is formed between the cathode electrode and the electron emitter. The presence facilitates the transfer of electrons from the cathode electrode to the electron emitter. As a result, the amount of electrons supplied to the electron emitter increases, and the efficiency of emitting electrons from the electron emitter improves.

【0011】また、カソード電極を構成する成分と電子
放出体を構成する成分とからなる中間層の存在により、
カソード電極と電子放出体との密着性が向上し、冷熱サ
イクルに対する耐久性が向上する。好適な態様におい
て、上記中間層は厚さ0.1〜10μmである。 好適な
態様において、上記カソード電極の形状は線状又は帯状
である。 好適な態様において、上記カソード電極の上記
アノード電極に対する背面側の表面には、絶縁層を介し
て背面電極が設けられる
In addition, the presence of an intermediate layer composed of a component constituting the cathode electrode and a component constituting the electron emitter,
The adhesion between the cathode electrode and the electron emitter is improved, and the durability to the thermal cycle is improved. In a preferred embodiment
The intermediate layer has a thickness of 0.1 to 10 μm. Suitable
In the aspect, the shape of the cathode electrode is linear or band-like.
It is. In a preferred embodiment, the above-mentioned cathode electrode
The surface on the back side with respect to the anode electrode has an insulating layer
And a back electrode is provided .

【0012】カソード電極のアノード電極に対する背面
側の表面に、絶縁層を介して背面電極が設けられていれ
ば、負の電圧でカソード電極に印加する電圧よりも低い
電圧をこの背面電極に印加することにより、電子放出体
からアノード電極に向けてのの電子放出を促すことがで
きる。これにより、電子放出体からの電子放出効率が向
上する。 (2)請求項5記載の電界放出型表示装置は、所定間隔
で対向配設されたアノード電極及びカソード電極と、該
アノード電極の該カソード電極との対向面に形成された
蛍光体と、該カソード電極の該アノード電極との対向面
に形成された負の電子親和力をもつ電子放出体とを備え
た電界放出型表示装置において、上記カソード電極と上
記電子放出体との間には、上記カソード電極を構成する
成分と上記電子放出体を構成する成分とからなる中間層
が形成され、上記カソード電極の上記アノード電極に対
する背面側の表面には、絶縁層を介して背面電極が設け
られていることを特徴とする。
If a back electrode is provided on the back surface of the cathode electrode with respect to the anode electrode via an insulating layer, a voltage lower than the voltage applied to the cathode electrode with a negative voltage is applied to the back electrode. Thereby, electron emission from the electron emitter toward the anode electrode can be promoted. Thereby, the electron emission efficiency from the electron emitter is improved. (2) The field emission display device according to claim 5, wherein the anode electrode and the cathode electrode are disposed opposite to each other at a predetermined interval, and the phosphor formed on a surface of the anode electrode facing the cathode electrode; A field emission type display device having a cathode electrode and an electron emitter having a negative electron affinity formed on a surface of the cathode electrode facing the anode electrode, wherein the cathode is provided between the cathode electrode and the electron emitter. An intermediate layer comprising a component constituting an electrode and a component constituting the electron emitter is formed, and an intermediate layer is formed on the cathode electrode with respect to the anode electrode.
A back electrode is provided on the back surface through an insulating layer.
It is characterized by having been done.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION

(1)請求項1記載の真空管用陰極は、真空管内でアノ
ード電極と対向配設されるもので、カソード電極と、ア
ノード電極に向かって電子を放出する電子放出体と、カ
ソード電極と電子放出体との間に形成され、カソード電
極を構成する成分及び電子放出体を構成する成分よりな
る中間層とから構成されている。
(1) The cathode for a vacuum tube according to claim 1, which is disposed in the vacuum tube so as to face the anode electrode, the cathode electrode, an electron emitter for emitting electrons toward the anode electrode, the cathode electrode and the electron emitter. And an intermediate layer formed of a component constituting the cathode electrode and a component constituting the electron emitter.

【0014】上記カソード電極の材料は、電子放出体形
成時の反応温度よりも高い融点をもつ高融点金属であ
る。例えば、一般の熱陰極材料として用いられている
W、Mo、Ta等の高融点金属やNi等の金属を用いる
ことができる。ただし、カソード電極の表面に電子放出
体を形成する際にカソード電極材料が溶融することを防
止すべく、電子放出体形成時の反応温度よりも高い融
点、具体的には800℃以上の融点をもつ金属とする必
要がある。また、上記中間層を介する電子放出体とカソ
ード電極との密着性を向上させる観点からは、電子放出
体を構成する成分と反応性の高いものを用いることが好
ましい。例えば、後述するように電子放出体として、結
晶性ダイヤモンドやDLCを用いた場合、この電子放出
体を構成する成分としてのC(炭素)と反応性の高い材
料、すなわちW、MoやTa等を用いることが好まし
い。
The material of the cathode electrode is an electron emitting material.
High melting point metal with a melting point higher than the reaction temperature
You. For example, high melting point metals such as W, Mo, Ta, and the like, and metals such as Ni, which are used as general hot cathode materials can be used. However, in order to prevent the cathode electrode material from melting when the electron emitter is formed on the surface of the cathode electrode, a melting point higher than the reaction temperature at the time of forming the electron emitter, specifically, a melting point of 800 ° C. or more is required. It is necessary to have a metal. Further, from the viewpoint of improving the adhesion between the electron emitter and the cathode electrode via the intermediate layer, it is preferable to use one having high reactivity with the components constituting the electron emitter. For example, when crystalline diamond or DLC is used as an electron emitter as described later, a material having high reactivity with C (carbon) as a component constituting the electron emitter, that is, W, Mo, Ta, or the like is used. Preferably, it is used.

【0015】上記カソード電極の形状としては特に限定
されず、線状、又は帯状若しくは平板状等の面状とする
ことができる。また、カソード電極からの電子放出位置
を均一分散させる観点から、カソード電極の表面に凸状
角部をなるべく微小間隔で均一分散させて設けることが
好ましい。このようにカソード電極の表面に凸状角部を
均一分散させて設けることにより、この表面に形成され
る電子放出体の表面も同様の形状を呈することになるの
で、この電子放出体の凸状角部に電界を集中させて電子
放出を集中させることができ、電子放出体からの電子放
出を長時間にわたって安定、かつ、均一に分散させるこ
とが可能となる。
The shape of the cathode electrode is not particularly limited, and may be a linear shape, a band shape, or a planar shape such as a flat plate shape. In addition, from the viewpoint of uniformly dispersing the electron emission positions from the cathode electrode, it is preferable to provide the convex corner portions on the surface of the cathode electrode so as to be evenly dispersed at as small an interval as possible. By uniformly dispersing the convex corners on the surface of the cathode electrode as described above, the surface of the electron emitter formed on this surface also has the same shape. Electron emission can be concentrated by concentrating the electric field at the corner, and electron emission from the electron emitter can be stably and uniformly dispersed for a long time.

【0016】上記電子放出体の材料としては、負の電子
親和力をもちカソード電極への電圧印加により電子を放
出可能な材料、例えばDLCや結晶性ダイヤモンドを採
用することができる。ただし、電子放出能力が高く駆動
電圧を低くできるという観点からは、DLCを用いるこ
とが好ましい。なお、電子放出体の厚さは1〜30μm
程度とすることができる。
As the material of the electron emitter, a material having a negative electron affinity and capable of emitting electrons by applying a voltage to the cathode electrode, for example, DLC or crystalline diamond can be used. However, from the viewpoint that the electron emission capability is high and the driving voltage can be reduced, it is preferable to use DLC. The thickness of the electron emitter is 1 to 30 μm.
Degree.

【0017】上記カソード電極を構成する成分及び電子
放出体を構成する成分よりなる中間層は、カソード電極
の表面に電子放出体を形成する際に同時に形成すること
ができる。この中間層の厚さの下限は0.01μmとす
ることが好ましく、0.1μmとすることが特に好まし
い。中間層の厚さが0.01μmより薄いと、中間層に
よる電子放出効率の向上及び密着性向上の効果をほとん
ど期待できず、0.1μm以上とすることにより安定し
た電子放出効率の向上及び密着性向上の効果を期待でき
るからである。一方、中間層の厚さがある程度以上の厚
さになれば、中間層による電子放出効率の向上及び密着
性向上の効果をそれ以上は期待できことから、製造容易
性等の観点より中間層の厚さの上限は100μmとする
ことが好ましく、10μmとすることが特に好ましい。
The intermediate layer comprising the components constituting the cathode electrode and the components constituting the electron emitter can be formed simultaneously with the formation of the electron emitter on the surface of the cathode electrode. The lower limit of the thickness of the intermediate layer is preferably 0.01 μm, particularly preferably 0.1 μm. If the thickness of the intermediate layer is less than 0.01 μm, the effect of improving the electron emission efficiency and the adhesion by the intermediate layer can hardly be expected. This is because the effect of improving the performance can be expected. On the other hand, if the thickness of the intermediate layer is a certain thickness or more, the effect of improving the electron emission efficiency and the adhesion by the intermediate layer can be further expected. The upper limit of the thickness is preferably 100 μm, particularly preferably 10 μm.

【0018】なお、カソード電極の表面に形成される中
間層及び電子放出体は、カソード電極の表面全体に形成
したり、あるいはフォトレジストを用いて所定形状のマ
スクを形成しドライエッチング法又はケミカルエッチン
グ法等により所定形状にパターニングして部分的に形成
したりすることができる。また、カソード電極のアノー
ド電極と対向する対面側に絶縁層を設けることもでき
る。
The intermediate layer and the electron emitter formed on the surface of the cathode electrode are formed on the entire surface of the cathode electrode, or a mask having a predetermined shape is formed by using a photoresist to form a dry etching method or a chemical etching method. It can be partially formed by patterning into a predetermined shape by a method or the like. Further, an insulating layer can be provided on the opposite side of the cathode electrode facing the anode electrode.

【0019】本発明の真空管用陰極は以下のように製造
することができる。まず、線状又は面状のカソード電極
を準備し、必要に応じてこのカソード電極の表面をダイ
ヤモンドペーストで研磨等することにより、微小で均一
な凹凸形状とする。次に、イオン化した炭素原子を電界
で加速してできる炭素の+イオンビームをカソード電極
の表面に打ち込むイオンビーム蒸着法、グラファイトタ
ーゲットにパルスレーザを照射し、蒸発・気化した放出
炭素原子をカソード電極表面にダイヤモンドとして析出
させるレーザー蒸着法や、メタン(あるいはアセチレ
ン、一酸化炭素、エチルアルコール、アセトン)等の炭
素原子を含むガスを水素で希釈した混合ガスを熱又は放
電で分解・励起して活性雰囲気を形成し、この活性雰囲
気中に600〜1200℃に加熱されたカソード電極を
置くことにより、その表面にダイヤモンドを析出させる
気相合成法(CVD法)等の方法を利用して、カソード
電極の表面に電子放出体を形成する。なお、上記CVD
法におけるエネルギー源としては、熱フィラメント(2
000℃以上に加熱したタングステン)、マイクロ波、
高周波、アーク放電、直流・交流アーク放電、アセチレ
ンガス溶接トーチを用いた燃焼炎等を採用することがで
きる。
The cathode for a vacuum tube of the present invention can be manufactured as follows. First, a linear or planar cathode electrode is prepared, and if necessary, the surface of the cathode electrode is polished with a diamond paste or the like, so that a fine and uniform uneven shape is obtained. Next, an ion beam deposition method in which a + ion beam of carbon formed by accelerating an ionized carbon atom by an electric field is applied to the surface of the cathode electrode, and a graphite target is irradiated with a pulsed laser, and the evaporated and vaporized emitted carbon atoms are converted into a cathode electrode. Laser deposition method to deposit as diamond on the surface, or decomposition and excitation by heat or discharge to activate a mixed gas obtained by diluting a gas containing carbon atoms such as methane (or acetylene, carbon monoxide, ethyl alcohol, acetone) with hydrogen An atmosphere is formed, and a cathode electrode heated to 600 to 1200 ° C. is placed in the active atmosphere to deposit diamond on the surface thereof. An electron emitter is formed on the surface of the substrate. The above CVD
The energy source in the method is a hot filament (2
Tungsten heated to over 000 ° C), microwave,
High frequency, arc discharge, DC / AC arc discharge, combustion flame using an acetylene gas welding torch, and the like can be adopted.

【0020】そして、カソード電極と電子放出体との間
に設ける中間層は、電子放出体をカソード電極の表面に
形成する際に同時に形成することができる。すなわち、
電子放出体を形成する際の反応条件、例えば反応時間、
反応温度等を適切に設定することにより、所定厚さの中
間層を形成することができる。ただし、カソード電極を
外部から加熱する通常の電子放出体の製造方法により、
電子放出効率の向上及び密着性の向上という効果が期待
できる0.01μm以上の厚さの中間層を形成しようと
した場合、反応時間が極端に長くなるという問題があ
る。そこで、カソード電極に直流又は交流電源から通電
し、抵抗加熱によりカソード電極を内部加熱しながら、
このカソード電極の表面に電子放出体を形成する方法を
採用することが好ましい。この方法によれば、カソード
電極が内部から加熱されるので、カソード電極を構成す
る成分と電子放出体を構成する成分との反応がきわめて
効果的に促進され、カソード電極を外部から加熱する場
合と比較して、より短時間で中間層を形成することが可
能となる。
The intermediate layer provided between the cathode electrode and the electron emitter can be formed simultaneously with the formation of the electron emitter on the surface of the cathode electrode. That is,
Reaction conditions for forming the electron emitter, for example, reaction time,
By appropriately setting the reaction temperature and the like, an intermediate layer having a predetermined thickness can be formed. However, due to the usual method of manufacturing an electron emitter that heats the cathode electrode from the outside,
If an attempt is made to form an intermediate layer having a thickness of 0.01 μm or more, in which the effects of improving electron emission efficiency and adhesion can be expected, there is a problem that the reaction time becomes extremely long. Therefore, the cathode electrode is energized from a DC or AC power supply, and while the cathode electrode is internally heated by resistance heating,
It is preferable to adopt a method of forming an electron emitter on the surface of the cathode electrode. According to this method, since the cathode electrode is heated from the inside, the reaction between the components constituting the cathode electrode and the components constituting the electron-emitting body is promoted very effectively, and the case where the cathode electrode is heated from the outside is considered. In comparison, the intermediate layer can be formed in a shorter time.

【0021】ここで、プラズマCVD法を利用して、カ
ソード電極の表面に結晶性ダイヤモンドよりなる電子放
出体及び中間層を同時に形成する好ましい実施態様の条
件を以下に示す。 原料:メタンガス及び水素ガス(メタンガス濃度:0.
1〜30%) 反応圧力:一旦10-7Torr以下に排気後、1〜30
0Torrに調節 カソード電極への通電による加熱温度:500〜200
0℃ バイアス電圧:−1〜300V 反応時間:1〜60分 またプラズマCVD法を利用して、カソード電極の表面
にDLCよりなる電子放出体及び中間層を同時に形成す
る好ましい実施態様の条件を以下に示す。
Here, conditions of a preferred embodiment for simultaneously forming the electron emitter and the intermediate layer made of crystalline diamond on the surface of the cathode electrode by using the plasma CVD method will be described. Raw material: methane gas and hydrogen gas (methane gas concentration: 0.1
1 to 30%) Reaction pressure: 1 to 30 after exhausting to 10 -7 Torr or less once
Adjusted to 0 Torr Heating temperature by energizing the cathode electrode: 500-200
0 ° C. Bias voltage: −1 to 300 V Reaction time: 1 to 60 minutes The conditions of a preferred embodiment for simultaneously forming an electron emitter made of DLC and an intermediate layer on the surface of a cathode electrode using a plasma CVD method are as follows. Shown in

【0022】原料:メタンガス及び水素ガス(メタンガ
ス濃度:1〜5%) 反応圧力:50〜200Torr カソード電極への通電による加熱温度:750〜850
℃ バイアス電圧:50〜200V 反応時間:3〜10分 このようにカソード電極と電子放出体との間に、カソー
ド電極を構成する成分と電子放出体を構成する成分とか
らなる中間層を形成することにより、中間層を介してカ
ソード電極から電子放出体へ電子が移行し易くなり、電
子放出体への電子供給量が増大するため、電子放出体か
らの電子放出効率を向上させることができる。
Raw materials: methane gas and hydrogen gas (methane gas concentration: 1 to 5%) Reaction pressure: 50 to 200 Torr Heating temperature by energizing the cathode electrode: 750 to 850
C. Bias voltage: 50 to 200 V Reaction time: 3 to 10 minutes As described above, an intermediate layer composed of a component constituting the cathode electrode and a component constituting the electron emitter is formed between the cathode electrode and the electron emitter. This facilitates the transfer of electrons from the cathode electrode to the electron emitter through the intermediate layer, and increases the amount of electrons supplied to the electron emitter, so that the efficiency of electron emission from the electron emitter can be improved.

【0023】また、カソード電極を構成する成分と電子
放出体を構成する成分とからなる中間層の存在により、
カソード電極と電子放出体との密着性が向上するため、
冷熱サイクルに対する耐久性を向上させることができ
る。さらに、電子放出体としてDLC又は結晶性ダイヤ
モンドを採用しているため、この真空管用陰極は冷陰極
として使用でき、このため熱陰極特有の問題は起こらな
い。そして、DLC又は結晶性ダイヤモンドよりなる電
子放出体は緻密で強い膜であるため、長時間、安定な電
子放出を期待できるとともに、真空度が低い状態で使用
された場合でも陽イオンによりスパッタされて電子放出
効率が低下するおそれが少ない。また、円錐状等に加工
して先端を尖らせる必要がないため加工が容易であり、
超高電圧を印加する装置も必要としない。さらに、DL
C又は結晶性ダイヤモンドよりなる電子放出体は熱伝導
が良好で、電極表面の温度を短時間で均一にでき、また
黒色又は灰色で金属光沢が無く目立たないため、ディス
プレイ等への応用に有利となる。
Further, the presence of an intermediate layer composed of a component constituting the cathode electrode and a component constituting the electron emitter,
Since the adhesion between the cathode electrode and the electron emitter is improved,
The durability to the cooling / heating cycle can be improved. Furthermore, since DLC or crystalline diamond is used as the electron emitter, the cathode for a vacuum tube can be used as a cold cathode, and therefore, there is no problem peculiar to a hot cathode. Since the electron emitter made of DLC or crystalline diamond is a dense and strong film, stable electron emission can be expected for a long time, and it is sputtered by cations even when it is used in a low vacuum state. The electron emission efficiency is less likely to be reduced. In addition, since there is no need to sharpen the tip by processing into a cone or the like, processing is easy,
There is no need for a device for applying an ultra-high voltage. Furthermore, DL
Electron emitters composed of C or crystalline diamond have good thermal conductivity, can make the temperature of the electrode surface uniform in a short time, and are black or gray and have no metallic luster and are inconspicuous, which is advantageous for application to displays and the like. Become.

【0024】好適な態様において、上記カソード電極の
上記アノード電極に対する背面側の表面には、絶縁層を
介して背面電極が設けられる。
In a preferred embodiment, the cathode electrode
An insulating layer is provided on the back surface of the anode electrode.
A back electrode is provided through the intermediary.

【0025】上記絶縁層の材料としては、カソード電極
及び背面電極間を絶縁できるものであれば特に限定され
ず、SiO2 、Si3 4 、Al2 3 、AlN等を用
いることができる。この絶縁層の厚さとしては、カソー
ド電極及び背面電極間を十分に絶縁できる範囲内でなる
べく薄くすることが好ましい。具体的には、0.1〜1
μm程度とすることが好ましく、0.1〜0.5μm程
度とすることが特に好ましい。絶縁層の厚さが0.1μ
mより薄いと、絶縁層にピンホール等の欠陥が発生し易
くなり、十分な絶縁性を確保することが困難になる。一
方、絶縁層の厚さが1μmを超えると、加熱時の応力に
より絶縁層がカソード電極から剥離し易くなるととも
に、絶縁層が厚くなればなるほど背面電極への印加電圧
を増加させる必要があるので、消費電力の増大を招く。
The material of the insulating layer is not particularly limited as long as it can insulate between the cathode electrode and the back electrode, and SiO 2 , Si 3 N 4 , Al 2 O 3 , AlN and the like can be used. It is preferable that the thickness of the insulating layer be as thin as possible within a range that allows sufficient insulation between the cathode electrode and the back electrode. Specifically, 0.1 to 1
It is preferably about μm, and particularly preferably about 0.1 to 0.5 μm. The thickness of the insulating layer is 0.1μ
When the thickness is smaller than m, defects such as pinholes are likely to occur in the insulating layer, and it becomes difficult to secure sufficient insulating properties. On the other hand, if the thickness of the insulating layer exceeds 1 μm, the insulating layer is likely to be separated from the cathode electrode due to stress at the time of heating, and it is necessary to increase the applied voltage to the back electrode as the insulating layer becomes thicker. This leads to an increase in power consumption.

【0026】上記背面電極の材料としては特に限定され
ず、Au、Ag、Cu、Al、Mg等の金属を用いるこ
とができる。背面電極の形状は、カソード電極の形状に
応じて適宜決定することができる。すなわち、カソード
電極が平板状であれば背面電極も平板状とすることがで
き、カソード電極が線状であれば、略均一厚さで線状の
外周面に沿うようにC字状又はコの字状に略半周延在す
る凹状形状とすることができる。なお、背面電極の厚さ
は、0.1〜1.0μm程度とすることができる。
The material of the back electrode is not particularly limited, and metals such as Au, Ag, Cu, Al, and Mg can be used. The shape of the back electrode can be appropriately determined according to the shape of the cathode electrode. That is, if the cathode electrode is flat, the back electrode can also be flat, and if the cathode electrode is linear, a C-shape or U-shape with a substantially uniform thickness along the linear outer peripheral surface. It may have a concave shape extending substantially half way around the character. In addition, the thickness of the back electrode can be about 0.1 to 1.0 μm.

【0027】このようにカソード電極のアノード電極に
対する背面側の表面に絶縁層を介して背面電極を設け、
負の電圧でカソード電極に印加する電圧よりも低い電圧
をこの背面電極に印加して、背面電極の反対側、すなわ
ちアノード電極に対向する側の電子放出体表面に電子を
押し出す電界を作ることにより、電子放出体からの電子
放出を促すことができる。これにより、電子放出体から
の電子放出効率が向上する。
As described above, the back electrode is provided on the surface on the back side of the cathode electrode with respect to the anode electrode via the insulating layer.
By applying a voltage lower than the voltage applied to the cathode electrode with a negative voltage to this back electrode, to create an electric field that pushes electrons to the surface of the electron emitter opposite to the back electrode, that is, the side facing the anode electrode. In addition, electron emission from the electron emitter can be promoted. Thereby, the electron emission efficiency from the electron emitter is improved.

【0028】また、この真空管用陰極では、カソード電
極と背面電極とが絶縁層を介して一体的に設けられてい
るので、その取り扱いが容易になる。また、カソード電
極及び背面電極間のショートを防ぎつつ、両者の距離を
できるだけ短くすることができるので、よい少ない供給
電圧でより大きな電界を得ることが容易となり、電子放
出体からの電子放出効率をきわめて効果的に向上させる
ことができる。
Further, in the cathode for a vacuum tube, the cathode electrode and the back electrode are provided integrally with an insulating layer interposed therebetween, so that the handling is facilitated. In addition, the distance between the cathode electrode and the back electrode can be reduced as much as possible while preventing short-circuit between the two. It can be improved very effectively.

【0029】(2)なお、請求項1乃至4に係る真空管
用陰極は、二極管、三極管及び多極管をはじめ、蛍光表
示管、電子顕微鏡やFED等に好適に利用することがで
きる。請求項5に記載の電界放出型表示装置(FED)
は、所定間隔で対向配設されたアノード電極及びカソー
ド電極と、該アノード電極の該カソード電極との対向面
に形成された蛍光体と、該カソード電極の該アノード電
極との対向面に形成された負の電子親和力をもつ電子放
出体とを備えたFEDにおいて、上記カソード電極と上
記電子放出体との間には、上記カソード電極を構成する
成分と上記電子放出体を構成する成分とからなる中間層
が形成され、上記カソード電極の上記アノード電極に対
する背面側の表面には、絶縁層を介して背面電極が設け
られていることを特徴とする。
(2) The cathode for a vacuum tube according to claims 1 to 4 can be suitably used for a fluorescent display tube, an electron microscope, an FED, etc., in addition to a diode tube, a triode tube and a multi-pole tube. A field emission display (FED) according to claim 5.
Are formed on an anode electrode and a cathode electrode opposed to each other at a predetermined interval; a phosphor formed on a surface of the anode electrode facing the cathode electrode; and a phosphor formed on a surface of the cathode electrode facing the anode electrode. In an FED provided with an electron emitter having a negative electron affinity, a component constituting the cathode electrode and a component constituting the electron emitter are provided between the cathode electrode and the electron emitter. An intermediate layer is formed, and the cathode electrode corresponds to the anode electrode.
A back electrode is provided on the back surface through an insulating layer.
It is characterized by having been done.

【0030】[0030]

【0031】このFEDは、例えば、表示面となる透明
フェース基板とバック基板とを対向配設し、両基板の周
囲にシリカ若しくは樹脂ビーズを混入した樹脂よりなる
スペーサを配して両基板間のギャップを5〜50μm程
度に維持するとともに内部に空間を形成し、この空間を
10-6〜10-7Torr程度に真空引きした構造とする
ことができる。そして、この透明フェース基板のバック
基板との対向面にアノード電極及びカソード電極のうち
の一方を形成するとともに、バック基板の透明フェース
基板との対向面にアノード電極及びカソード電極のうち
の他方を形成し、さらにアノード電極のカソード電極と
の対向面に蛍光体を形成するとともに、カソード電極の
アノード電極との対向面に負の電子親和力をもつ電子放
出体を形成した構成とすることができる。なお、上記透
明フェース基板及びバック基板の厚さは0.5〜3mm
程度とすることができる。また、アノード電極及びカソ
ード電極間のギャップは、電子放出体のしきい値やこの
FEDに電圧を印加する駆動IC等のドライブ電圧の大
きさに応じて適宜設定される。
In this FED, for example, a transparent face substrate serving as a display surface and a back substrate are disposed to face each other, and a spacer made of a resin mixed with silica or resin beads is provided around both substrates to provide a space between the two substrates. The gap can be maintained at about 5 to 50 μm, and a space can be formed inside, and the space can be evacuated to about 10 −6 to 10 −7 Torr. Then, one of the anode electrode and the cathode electrode is formed on the surface of the transparent face substrate facing the back substrate, and the other of the anode electrode and the cathode electrode is formed on the surface of the back substrate facing the transparent face substrate. In addition, a phosphor can be formed on the surface of the anode electrode facing the cathode electrode, and an electron emitter having a negative electron affinity can be formed on the surface of the cathode electrode facing the anode electrode. In addition, the thickness of the transparent face substrate and the back substrate is 0.5 to 3 mm.
Degree. Further, the gap between the anode electrode and the cathode electrode is appropriately set in accordance with the threshold value of the electron emitter and the magnitude of a drive voltage of a drive IC for applying a voltage to the FED.

【0032】上記透明フェース基板、バック基板及びス
ペーサにより囲まれた内部空間を真空にする方法として
は、例えば上記バック基板から真空引き用のガラス管を
引き出して、このガラス管から真空引きした後、ガラス
管を溶断する方法等を採用することができる。また必要
に応じて、真空構造体の内部にゲッタと呼ばれるリング
状等の金属(マグネシウムやバリウム等)を入れ、真空
引き中又は真空引きして封止後に、高周波加熱により金
属を蒸発させることにより、真空構造体内の真空度を高
めることもできる。
As a method for evacuating the internal space surrounded by the transparent face substrate, the back substrate, and the spacer, for example, a glass tube for evacuation is drawn from the back substrate, and after evacuation from the glass tube, A method of fusing the glass tube or the like can be adopted. If necessary, a ring-shaped metal (magnesium, barium, or the like) called a getter is placed inside the vacuum structure, and the metal is evaporated by high-frequency heating during or after evacuation or sealing. Also, the degree of vacuum in the vacuum structure can be increased.

【0033】上記アノード電極は、FEDの表示面側に
位置する場合は透明電極とされ、表示面と反対側に位置
する場合は通常の金属電極又は透明電極とすることがで
きる。透明電極としてはITO薄膜、SnO2 薄膜、I
2 3 薄膜やIn2 3 −SnO2 薄膜等を、金属電
極としてはAl薄膜やCu、Ti、Cr薄膜等を採用す
ることができる。なお、アノード電極の厚さは0.1〜
2μm程度とすることができる。
The anode electrode is a transparent electrode when located on the display surface side of the FED, and can be a normal metal electrode or a transparent electrode when located on the opposite side to the display surface. As the transparent electrode, ITO thin film, SnO 2 thin film, I
An n 2 O 3 thin film, an In 2 O 3 —SnO 2 thin film, or the like can be used, and a metal electrode can be an Al thin film, a Cu, Ti, Cr thin film, or the like. The thickness of the anode electrode is 0.1 to
It can be about 2 μm.

【0034】上記アノード電極のカソード電極との対向
面に形成される蛍光体としては、緑色に発光するZn
O:Zn、アンバー(こはく)色に発光するZnS:M
n等を採用することができる。なお、蛍光体は沈降法等
により1〜10mg/cm2 の割合で均一に塗布するこ
とができる。請求項5に記載のFEDによれば、電子放
出体からの電子放出効率が向上しているので、低電圧で
電子放出体から多くの電子を放出することができ、FE
Dにおける消費電力の低下、発光輝度の向上及び長寿命
化を図ることが可能となる。
The phosphor formed on the surface of the anode electrode facing the cathode electrode is Zn, which emits green light.
O: Zn, ZnS: M that emits amber (amber) color
n or the like can be adopted. The phosphor can be uniformly applied at a rate of 1 to 10 mg / cm 2 by a sedimentation method or the like. According to the FED of the fifth aspect, since the electron emission efficiency from the electron emitter is improved, many electrons can be emitted from the electron emitter at a low voltage.
It is possible to reduce the power consumption, improve the emission luminance, and extend the life of D.

【0035】[0035]

【実施例】以下、本発明の真空管用陰極及び電界放出型
表示装置の実施例をより具体的に説明する。 (実施例1) 本実施例は請求項1記載の真空管用陰極をFEDに適用
したものである。このFEDは、図1の模式断面図に示
すように、表示面となる透明フェースガラス基板1と、
透明フェースガラス基板1に対して所定の間隔で対向配
設されたバックガラス基板2と、透明フェースガラス基
板1及びバックガラス基板2の周囲を封止するシリカ若
しくは樹脂ビーズを混入した樹脂よりなるスペーサ3と
により、内部に真空空間が形成されている。なお、上記
透明フェースガラス基板1及びバックガラス基板2は、
いずれも厚さは1.1mmのソーダライムガラスよりな
る。また、このFEDは、バックガラス基板2から真空
引き用のガラス管を引き出して、このガラス管から真空
引きした後、ガラス管を溶断することにより、10-6
orrの真空度とされている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a cathode for a vacuum tube and a field emission type of the present invention will be described.
Examples of the display device will be described more specifically. (Example 1) In this example, the cathode for a vacuum tube according to claim 1 is applied to an FED. As shown in the schematic sectional view of FIG. 1, the FED includes a transparent face glass substrate 1 serving as a display surface,
A back glass substrate 2 disposed opposite to the transparent face glass substrate 1 at a predetermined interval, and a spacer made of a resin mixed with silica or resin beads for sealing around the transparent face glass substrate 1 and the back glass substrate 2. 3 forms a vacuum space inside. The transparent face glass substrate 1 and the back glass substrate 2
Both are made of soda-lime glass having a thickness of 1.1 mm. Further, the FED draws a glass tube for evacuation from the back glass substrate 2, evacuates the glass tube, and melts the glass tube to obtain 10 -6 T.
The vacuum degree is orr.

【0036】上記透明フェースガラス基板1の内面には
透明アノード電極4が形成され、上記バックガラス基板
2の内面にはリード電極5を介して真空管用陰極6が設
けられている。そして、透明アノード電極4の真空管用
陰極6との対向面には蛍光体7が形成されている。な
お、上記透明アノード電極4及び真空管用陰極6間のギ
ャップは10μmとされている。
A transparent anode electrode 4 is formed on the inner surface of the transparent face glass substrate 1, and a vacuum tube cathode 6 is provided on the inner surface of the back glass substrate 2 via a lead electrode 5. A phosphor 7 is formed on a surface of the transparent anode electrode 4 facing the vacuum tube cathode 6. The gap between the transparent anode 4 and the vacuum tube cathode 6 is 10 μm.

【0037】上記透明アノード電極4はスパッタリング
により形成された膜厚0.2μmのITO薄膜よりな
る。また、上記蛍光体7は、沈降法により形成された緑
色に発光するZnO:Znよりなり、厚さは10μmで
ある。上記真空管用陰極6は、図2に示すように、線状
のカソード電極61と、カソード電極61の外周面全体
に略均一厚さで形成された負の電子親和力をもつ電子放
出体62と、カソード電極61及び電子放出体62間に
形成された中間層63とから構成されている。そして、
カソード電極61は直径φ0.5mmのタングステン線
よりなり、電子放出体62は結晶性ダイヤモンドよりな
り、中間層63はダイヤモンドの構成成分である炭素と
タングステンとが反応して形成された化合物としての炭
化タングステン(WCやW2 C)よりなる。なお、電子
放出体62の厚さは0.5μmであり、中間層63の厚
さは1.0μmである。
The transparent anode electrode 4 is made of an ITO thin film having a thickness of 0.2 μm formed by sputtering. The phosphor 7 is made of ZnO: Zn which emits green light formed by a precipitation method, and has a thickness of 10 μm. As shown in FIG. 2, the vacuum tube cathode 6 includes a linear cathode electrode 61, and an electron emitter 62 having a negative electron affinity and formed over the entire outer peripheral surface of the cathode electrode 61 with a substantially uniform thickness. And an intermediate layer 63 formed between the cathode electrode 61 and the electron emitter 62. And
The cathode electrode 61 is made of a tungsten wire having a diameter of φ0.5 mm, the electron emitter 62 is made of crystalline diamond, and the intermediate layer 63 is made of carbon as a compound formed by reacting carbon, which is a component of diamond, with tungsten. It is made of tungsten (WC or W 2 C). Note that the thickness of the electron emitter 62 is 0.5 μm, and the thickness of the intermediate layer 63 is 1.0 μm.

【0038】この真空管用陰極6は、図3に模式的に示
す装置により製造した。この装置は、カソード電極61
を送り出し及び巻き取りをする一対のリール10、11
と、ダイヤモンド薄膜形成装置12と、カソード電極6
1に交流又は直流の電流を供給する電源13とから構成
されている。すなわちこの装置では、一方のリール10
から線状のカソード電極61が連続的にダイヤモンド薄
膜形成装置12に送り込まれる。そして、ダイヤモンド
薄膜形成装置12の上流側及び下流側のカソード電極6
1にそれぞれ接続された電流供給線14を介して電源1
3からカソード電極61に電流を供給しつつ、ダイヤモ
ンド薄膜形成装置12によりカソード電極61の表面に
結晶性ダイヤモンドよりなる電子放出体62及び中間層
63を形成することにより、真空管用陰極6が製造さ
れ、製造後の真空管用陰極6は他方のリール11に巻き
取られる。
The cathode 6 for a vacuum tube was manufactured by an apparatus schematically shown in FIG. This device comprises a cathode electrode 61
Reels 10 and 11 for feeding and winding
, A diamond thin film forming apparatus 12, a cathode electrode 6
The power supply 13 supplies an AC or DC current to the power supply 1. That is, in this device, one reel 10
, A linear cathode electrode 61 is continuously fed into the diamond thin film forming apparatus 12. The cathode electrodes 6 on the upstream and downstream sides of the diamond thin film forming apparatus 12
Power supply 1 via current supply line 14 connected to power supply 1
The cathode 6 for a vacuum tube is manufactured by forming an electron emitter 62 and an intermediate layer 63 made of crystalline diamond on the surface of the cathode electrode 61 by the diamond thin film forming device 12 while supplying a current to the cathode electrode 61 from 3. The cathode 6 for a vacuum tube after manufacture is wound up on the other reel 11.

【0039】本実施例ではダイヤモンド薄膜形成装置1
2として、プラズマCVD装置を用いた。このプラズマ
CVD装置における成膜条件は以下のとおりである。反
応時間は、リール10、11によるカソード電極61の
送り出し及び巻き取り速度を調整することにより、調整
することができる。なお、カソード電極61としてのタ
ングステン線は、予めダイヤモンドペーストで研磨処理
した。
In this embodiment, the diamond thin film forming apparatus 1
As No. 2, a plasma CVD apparatus was used. The film forming conditions in this plasma CVD apparatus are as follows. The reaction time can be adjusted by adjusting the feeding and winding speed of the cathode electrode 61 by the reels 10 and 11. In addition, the tungsten wire as the cathode electrode 61 was previously polished with a diamond paste.

【0040】原料:メタンガス及び水素ガス(メタンガ
ス濃度:3%) 反応圧力:一旦10-7Torr以下に排気後、100T
orrに調節 カソード電極への通電による加熱温度:800℃ バイアス電圧:120V 反応時間:5分 上記構成を有するFEDでは、図示しない駆動電源から
透明アノード電極4及び真空管用陰極6間に所定の電界
をかければ、真空管用陰極6の電子放出体62から効率
よく電子が放出され、この電子が蛍光体7に衝突し、こ
れにより蛍光体7が所定の色に発光し、この発光が透明
アノード電極4及び透明フェース基板1を透過して表示
される。
Raw material: methane gas and hydrogen gas (methane gas concentration: 3%) Reaction pressure: once evacuated to 10 -7 Torr or less, then 100 T
Heating temperature by energizing the cathode electrode: 800 ° C. Bias voltage: 120 V Reaction time: 5 minutes In the FED having the above configuration, a predetermined electric field is applied between the transparent anode electrode 4 and the vacuum tube cathode 6 from a driving power source (not shown). Then, electrons are efficiently emitted from the electron emitters 62 of the vacuum tube cathode 6, and the electrons collide with the phosphor 7, whereby the phosphor 7 emits light of a predetermined color. And the image is transmitted through the transparent face substrate 1.

【0041】そして、このFEDによれば、中間層63
の存在により電子放出体62からの電子放出効率が向上
しているので、より低電圧で電子放出体62から多くの
電子を放出することができ、FEDにおける消費電力の
低下、発光輝度の向上及び長寿命化を図ることが可能と
なる。 (評価)上記実施例1のFEDにおいて、アノード電極
4及び真空管用陰極6への印加電圧を種々変更し、電子
放出体62からの放出電子電流の変化の様子を調べた。
比較のため、上記実施例1の真空管用陰極6の代わりに
タングステン線よりなる真空管用陰極を用いた比較例1
のFED、及び上記実施例1の真空管用陰極6の代わり
にカソード電極61と電子放出体62とからなる真空管
用陰極を用いた比較例2のFEDについても同様に調べ
た。その結果を図4に示す。なお、比較例2に係る真空
管用陰極は、カソード電極61を通電加熱しないこと以
外は上記実施例1と同様の方法及び条件で製造した。
According to this FED, the intermediate layer 63
, The electron emission efficiency from the electron emitter 62 is improved, so that more electrons can be emitted from the electron emitter 62 at a lower voltage, and the power consumption in the FED is reduced, the emission luminance is improved, and It is possible to extend the life. (Evaluation) In the FED of Example 1, the voltage applied to the anode electrode 4 and the cathode 6 for the vacuum tube was variously changed, and the state of the change in the electron current emitted from the electron emitter 62 was examined.
For comparison, Comparative Example 1 using a vacuum tube cathode made of a tungsten wire instead of the vacuum tube cathode 6 of Example 1 above.
And the FED of Comparative Example 2 using a vacuum tube cathode comprising a cathode electrode 61 and an electron emitter 62 instead of the vacuum tube cathode 6 of Example 1 described above. FIG. 4 shows the results. The cathode for a vacuum tube according to Comparative Example 2 was manufactured in the same manner and under the same conditions as in Example 1 except that the cathode electrode 61 was not electrically heated.

【0042】図4から明らかなように、タングステン線
よりなるカソード電極61の表面に結晶性ダイヤモンド
よりなる電子放出体62を形成することにより、電子放
出電圧を約1300Vから約400Vへ低下させること
ができ、またカソード電極61と電子放出体62との間
に中間層63を形成することにより、電子放出電圧をさ
らに300Vへ低下させることができた。
As is apparent from FIG. 4, the electron emission voltage can be reduced from about 1300 V to about 400 V by forming the electron emitter 62 made of crystalline diamond on the surface of the cathode electrode 61 made of a tungsten wire. Also, by forming the intermediate layer 63 between the cathode electrode 61 and the electron emitter 62, the electron emission voltage could be further reduced to 300V.

【0043】(実施例2)図5に示す本実施例に係る真
空管用陰極6は、カソード電極61の表面に、周方向に
延在する断面三角形状の凸条61aが軸方向に等間隔で
均一分散させて設けられている。なお、凸条61aの高
さは約50μmで、各凸条61aの間隔は約150μm
である。その他の構成は上記実施例1と同様である。
(Embodiment 2) In a vacuum tube cathode 6 according to the present embodiment shown in FIG. 5, a ridge 61a having a triangular cross section extending in the circumferential direction is formed on the surface of the cathode electrode 61 at equal intervals in the axial direction. They are provided in a uniformly dispersed manner. The height of the ridges 61a is about 50 μm, and the interval between the ridges 61a is about 150 μm.
It is. Other configurations are the same as those in the first embodiment.

【0044】このようにカソード電極61の表面に凸条
61aが形成されていることから、この表面に形成され
る電子放出体62の表面もカソード電極61と同様の凹
凸形状を呈する。そして、この電子放出体62の凸条6
1aの先端、すなわち凸条角部に電界が集中してここか
ら電子が集中放出されることになるので、電子放出体6
2からの電子放出を均一分散させることが可能となる。
Since the projection 61 a is formed on the surface of the cathode electrode 61, the surface of the electron emitter 62 formed on this surface also has the same unevenness as the cathode electrode 61. Then, the ridges 6 of the electron emitting body 62
Since the electric field is concentrated on the tip of 1a, that is, the convex streak, and electrons are intensively emitted therefrom, the electron emitter 6
2 can be uniformly dispersed.

【0045】(実施例3)図6に示す本実施例に係る真
空管用陰極6は、カソード電極61の表面に、周方向に
延在する断面長方形状の凸条61bが軸方向に等間隔で
均一分散させて設けられている。なお、凸条61bの高
さは約50μmで、各凸条61bの間隔は約150μm
である。その他の構成は上記実施例1と同様である。
(Embodiment 3) A cathode 6 for a vacuum tube according to the present embodiment shown in FIG. 6 has convex ridges 61b having a rectangular cross section extending in the circumferential direction on the surface of the cathode electrode 61 at equal intervals in the axial direction. They are provided in a uniformly dispersed manner. The height of the ridges 61b is about 50 μm, and the interval between the ridges 61b is about 150 μm.
It is. Other configurations are the same as those in the first embodiment.

【0046】このようにカソード電極61の表面に凸条
61baが形成されていることから、この表面に形成さ
れる電子放出体62の表面もカソード電極61と同様の
凹凸形状を呈する。そして、この電子放出体62の凸条
61bの凸条角部に電界が集中してここから電子が集中
放出されることになるので、電子放出体62からの電子
放出を均一分散させることが可能となる。
Since the projection 61 ba is formed on the surface of the cathode electrode 61, the surface of the electron emitter 62 formed on this surface also has the same concavo-convex shape as the cathode electrode 61. Then, the electric field is concentrated on the protruding ridges of the protruding ridges 61b of the electron emitter 62, and the electrons are intensively emitted therefrom, so that the electron emission from the electron emitter 62 can be uniformly dispersed. Becomes

【0047】(実施例4)図7に示す本実施例に係る真
空管用陰極6は、実施例1の真空管用陰極6を製造後、
その最表面に形成された電子放出体62のみをパターニ
ングして、カソード電極61のアノード電極4と対向す
る表面側のみに電子放出体62を円形状に形成したもの
である。これは、実施例1の真空管用陰極6を製造後、
電子放出体62の表面で電子放出体62を残したい部分
に円形状にレジストを塗布し、ドライ又はケミカルエッ
チングによりレジストを塗布していない部分の電子放出
体62を除去することにより製造した。なお、電子放出
体62の円形状の直径は約30μmで、各電子放出体6
2の間隔は約100μmである。その他の構成は上記実
施例1と同様である。
(Embodiment 4) The vacuum tube cathode 6 according to the present embodiment shown in FIG.
Only the electron emitter 62 formed on the outermost surface is patterned, and the electron emitter 62 is formed in a circular shape only on the surface of the cathode electrode 61 facing the anode electrode 4. This is because after manufacturing the cathode 6 for a vacuum tube of the first embodiment,
It is manufactured by applying a resist in a circular shape to a portion of the surface of the electron emitter 62 where the electron emitter 62 is desired to be left, and removing the electron emitter 62 where the resist is not applied by dry or chemical etching. The circular diameter of the electron emitter 62 is about 30 μm.
The interval between the two is about 100 μm. Other configurations are the same as those in the first embodiment.

【0048】このように電子放出体62が部分的に形成
されていることから、各電子放出体62の凸状角部に電
界が集中して、電子放出を集中させることができる。ま
た、電子放出体62が均一に分散して形成されているの
で、電子放出も均一分散させることができる。 (実施例5)図8に示す本実施例に係る真空管用陰極6
は、実施例4において、電子放出体62が設けられてい
ない部分の中間層63を除去したもので、その他の構成
は上記実施例1と同様である。これは、予め、カソード
電極61としてのタングステン線の表面に耐熱性の高い
酸化皮膜等を形成するとともに、電子放出体62及び中
間層63を形成したい部分の酸化皮膜等をエッチング除
去しておき、このように処理されたカソード電極61か
ら上記実施例1と同様に真空管用陰極を製造し、その後
酸化皮膜等を溶融除去することにより、製造することが
できる。
Since the electron emitters 62 are partially formed as described above, the electric field is concentrated on the convex corners of each electron emitter 62, so that the electron emission can be concentrated. Further, since the electron emitters 62 are uniformly dispersed, the electron emission can be uniformly dispersed. (Embodiment 5) Cathode 6 for vacuum tube according to this embodiment shown in FIG.
In the fourth embodiment, the intermediate layer 63 in a portion where the electron emitter 62 is not provided in the fourth embodiment is removed, and the other configuration is the same as that of the first embodiment. This means that, in advance, a heat-resistant oxide film or the like is formed on the surface of the tungsten wire serving as the cathode electrode 61, and the oxide film or the like where the electron emitter 62 and the intermediate layer 63 are to be formed is removed by etching. A cathode for a vacuum tube is produced from the cathode electrode 61 thus treated in the same manner as in the first embodiment, and then an oxide film or the like is melted and removed, thereby producing the cathode.

【0049】(実施例6)図9に示す本実施例に係る真
空管用陰極6は、実施例4において、電子放出体62が
周方向に延在する帯状となるようにパターニングしたも
ので、その他の構成は上記実施例1と同様である。 (実施例7)図10に示す本実施例に係る真空管用陰極
6は、実施例6において、実施例5と同様に電子放出体
62が設けられていない部分の中間層63を除去したも
ので、その他の構成は上記実施例1と同様である。
(Embodiment 6) The cathode 6 for a vacuum tube according to this embodiment shown in FIG. 9 is obtained by patterning the electron-emitting body 62 in Embodiment 4 so as to form a strip extending in the circumferential direction. Is similar to that of the first embodiment. (Embodiment 7) The vacuum tube cathode 6 according to the present embodiment shown in FIG. 10 is the same as the embodiment 6 except that the intermediate layer 63 where the electron emitter 62 is not provided is removed. Other configurations are the same as those of the first embodiment.

【0050】(実施例8)図11に示す本実施例に係る
真空管用陰極6は、実施例1の真空管用陰極6を製造
後、ゾルゲル法等の低温合成法により、酸化物(SiO
2 )よりなる絶縁層64を電子放出体62の表面に形成
し、その後絶縁層64を部分的にエッチング除去して、
カソード電極61のアノード電極4と対向する表面側の
みに電子放出体62を円形状に表出させたもので、その
他の構成は上記実施例1と同様である。なお、絶縁層6
4の厚さは約0.2μmである。
(Embodiment 8) The cathode 6 for a vacuum tube according to this embodiment shown in FIG.
2 ) forming an insulating layer 64 made on the surface of the electron emitter 62, and then partially removing the insulating layer 64 by etching;
The electron emitter 62 is exposed in a circular shape only on the surface of the cathode electrode 61 facing the anode electrode 4, and the other configuration is the same as that of the first embodiment. The insulating layer 6
4 has a thickness of about 0.2 μm.

【0051】(実施例9)図12に示す本実施例に係る
真空管用陰極6は、実施例8において、電子放出体62
が周方向に延在する帯状に表出するように絶縁層64を
エッチング除去したもので、その他の構成は上記実施例
1と同様である。 (実施例10)図13に示す本実施例に係る真空管用陰
極6は、カソード電極61のアノード電極4と対向する
表面側のみに電子放出体62及び中間層63を形成した
もので、その他の構成は上記実施例1と同様である。こ
れは、蒸着膜を特定方向からのみ形成することにより製
造した。
(Embodiment 9) The vacuum tube cathode 6 according to the present embodiment shown in FIG.
Is obtained by etching and removing the insulating layer 64 so as to appear in a strip shape extending in the circumferential direction. The other configuration is the same as that of the first embodiment. (Embodiment 10) A vacuum tube cathode 6 according to this embodiment shown in FIG. 13 has an electron emitter 62 and an intermediate layer 63 formed only on the surface side of a cathode electrode 61 facing the anode electrode 4. The configuration is the same as in the first embodiment. This was manufactured by forming a vapor deposition film only from a specific direction.

【0052】この真空管用陰極では、カソード電極61
のアノード電極4に対する背面側において電気抵抗の低
いカソード電極61が露出しているため、この部分から
電子が効果的に供給されるとともに、カソード電極61
のアノード電極4に対向する表面側に形成された電子放
出体62からアノード電極4に向かって電子を効果的に
放出することができる。
In this vacuum tube cathode, the cathode electrode 61
Since the cathode electrode 61 having a low electric resistance is exposed on the back side of the anode electrode 4, electrons are effectively supplied from this portion, and the cathode electrode 61 is exposed.
Electrons can be effectively emitted toward the anode electrode 4 from the electron emitters 62 formed on the front surface side facing the anode electrode 4.

【0053】(実施例11)図14に示す本実施例に係
る真空管用陰極6は、カソード電極61のアノード電極
4に対する背面側において、電子放出体62の表面に絶
縁層64を設けたもので、その他の構成は上記実施例1
と同様である。 (実施例12)図15に示す本実施例に係る真空管用陰
極6は、カソード電極61のアノード電極4に対する背
面側において、電子放出体62の表面に絶縁層64を形
成するとともに、この絶縁層64の表面に、均一厚さで
線状の外周面に沿うようにC字状に半周延在する凹状形
状の背面電極65を形成したもので、その他の構成は上
記実施例1と同様である。なお、絶縁層64はSiO2
よりなり、厚さは約0.2μmである。また、背面電極
65はAuよりなり、厚さは約3μmである。この背面
電極65は、フォトレジストを用いたパターニングによ
り製造した。
(Embodiment 11) A vacuum tube cathode 6 according to this embodiment shown in FIG. 14 has an insulating layer 64 provided on the surface of an electron emitter 62 on the back side of the cathode electrode 61 with respect to the anode electrode 4. The other configuration is the same as in the first embodiment.
Is the same as (Embodiment 12) In a vacuum tube cathode 6 according to this embodiment shown in FIG. 15, an insulating layer 64 is formed on the surface of an electron emitting body 62 on the back side of a cathode electrode 61 with respect to an anode electrode 4, and this insulating layer A concave back electrode 65 having a uniform thickness and extending half a circumference in a C-shape along the linear outer peripheral surface is formed on the surface of the substrate 64, and the other configuration is the same as that of the first embodiment. . The insulating layer 64 is made of SiO 2
And a thickness of about 0.2 μm. The back electrode 65 is made of Au and has a thickness of about 3 μm. This back electrode 65 was manufactured by patterning using a photoresist.

【0054】この真空管用陰極6では、負の電圧でカソ
ード電極61に印加する電圧よりも低い電圧を背面電極
65に印加して、背面電極65の反対側、すなわちアノ
ード電極4に対向する側の電子放出体62表面に電子を
押し出す電界を作ることにより、電子放出体62からの
電子放出を促すことができる。これにより、電子放出体
62からの電子放出効率が向上する。
In the vacuum tube cathode 6, a negative voltage lower than the voltage applied to the cathode electrode 61 is applied to the back electrode 65, and the opposite side of the back electrode 65, that is, the side facing the anode electrode 4. By generating an electric field that pushes out electrons on the surface of the electron emitter 62, electron emission from the electron emitter 62 can be promoted. Thus, the efficiency of emitting electrons from the electron emitter 62 is improved.

【0055】また、この真空管用陰極6では、カソード
電極61と背面電極65とが絶縁層64を介して一体的
に設けられているので、その取り扱いが容易になる。ま
た、カソード電極61及び背面電極65間のショートを
防ぎつつ、両者の距離をできるだけ短くすることができ
るので、よい少ない供給電圧でより大きな電界を得るこ
とが容易となり、電子放出体62からの電子放出効率を
きわめて効果的に向上させることができる。
In the vacuum tube cathode 6, since the cathode electrode 61 and the back electrode 65 are provided integrally with the insulating layer 64 interposed therebetween, the handling becomes easy. Further, the distance between the cathode electrode 61 and the back electrode 65 can be reduced as much as possible while preventing a short circuit between them. The release efficiency can be improved very effectively.

【0056】(評価)上記実施例12のFEDにおい
て、背面電極65に100Vの電圧を印加するととも
に、アノード電極4及び真空管用陰極6への印加電圧を
種々変更し、電子放出体62からの放出電子電流の変化
の様子を調べた。比較のため、背面電極に電圧を印加し
なかった場合についても同様に調べた。その結果を図1
6に示す。
(Evaluation) In the FED of Example 12, while applying a voltage of 100 V to the back electrode 65, the voltage applied to the anode electrode 4 and the cathode 6 for the vacuum tube were variously changed, and the emission from the electron emitter 62 was performed. The state of the change in the electron current was examined. For comparison, the same test was performed for the case where no voltage was applied to the back electrode. Figure 1 shows the results.
6 is shown.

【0057】図16から明らかなように、背面電極65
に電圧を印加することにより、電子放出電圧を低下させ
ることができた。なお、上記絶縁層64は十分な絶縁耐
圧をもつことから、絶縁層64により電子放出体62の
全表面を覆った場合、1500Vの電圧を印加しても電
子は放出されなかった。
As is apparent from FIG.
By applying a voltage to, the electron emission voltage could be reduced. Since the insulating layer 64 has a sufficient withstand voltage, when the entire surface of the electron emitter 62 is covered with the insulating layer 64, no electrons are emitted even when a voltage of 1500 V is applied.

【0058】(実施例13)図17に示す本実施例の真
空管用陰極6は、カソード電極61のアノード電極4に
対する背面側において、電子放出体62の表面に絶縁層
64を形成するとともに、この絶縁層64の表面に、均
一厚さで線状の外周面に沿うようにC字状に半周延在す
る凹状形状の背面電極65を形成し、一方カソード電極
61のアノード電極4と対向する表面側において、電子
放出体62を部分的にコーン状に形成するとともに、こ
のコーン状に形成された電子放出体62が表出するよう
に電子放出体62の他の部分の表面に絶縁層64を介し
て加速電極66を形成したもので、その他の構成は上記
実施例1と同様である。なお、この真空管用陰極6は、
実施例1の真空管用陰極を製造後、高度な半導体プロセ
スを応用したマイクロマシンニングを利用して製造し
た。
(Embodiment 13) In the vacuum tube cathode 6 of this embodiment shown in FIG. 17, an insulating layer 64 is formed on the surface of an electron emitter 62 on the back side of the cathode electrode 61 with respect to the anode electrode 4, and the insulating layer 64 is formed. On the surface of the insulating layer 64, a concave back electrode 65 having a uniform thickness and extending in a C-shape along a linear outer peripheral surface is formed, while a surface of the cathode electrode 61 facing the anode electrode 4 is formed. On the side, the electron emitter 62 is partially formed in a cone shape, and an insulating layer 64 is formed on the surface of the other portion of the electron emitter 62 so that the electron emitter 62 formed in the cone shape is exposed. The acceleration electrode 66 is formed through the intermediary of the second embodiment, and the other configuration is the same as that of the first embodiment. In addition, this cathode 6 for vacuum tubes is
After the cathode for a vacuum tube of Example 1 was manufactured, the cathode was manufactured using micromachining to which an advanced semiconductor process was applied.

【0059】この真空管用陰極では、背面電極65とと
もに加速電極66も形成されており、しかもコーン状に
され電界が集中する電子放出体62の先端から電子が放
出するので、きわめて効果的に電子放出効率を高めるこ
とができる。また、加速電極66に印加する電圧を変化
させることにより、電子放出対62からの電子放出量を
積極的に制御することも可能となる。
In the cathode for a vacuum tube, an acceleration electrode 66 is also formed together with the back electrode 65, and furthermore, electrons are emitted from the tip of the electron emitter 62, which is formed in a cone shape and where the electric field is concentrated, so that the electron emission is extremely effective. Efficiency can be increased. Further, by changing the voltage applied to the acceleration electrode 66, the amount of electron emission from the electron emission pair 62 can be positively controlled.

【0060】(実施例14)図18に示す本実施例の真
空管用陰極6は、カソード電極61を平板状のタングス
テン板とし、このカソード電極61のアノード電極4と
対向する表面側に電子放出体62及び中間層63を形成
し、電子放出体62を部分的にコーン状に形成するとと
もに、このコーン状に形成された電子放出体が表出する
ように電子放出体62の他の部分の表面に絶縁層64を
介して加速電極66を設け、一方カソード電極61のア
ノード電極4に対する背面側の表面に絶縁層64を介し
て平板状の背面電極65を設けたもので、その他の構成
は上記実施例1と同様である。
(Embodiment 14) In the vacuum tube cathode 6 of this embodiment shown in FIG. 18, the cathode electrode 61 is made of a flat tungsten plate, and the surface of the cathode electrode 61 facing the anode electrode 4 has an electron emitting material. 62 and an intermediate layer 63 are formed, the electron emitter 62 is partially formed in a cone shape, and the surface of another portion of the electron emitter 62 is exposed so that the cone-shaped electron emitter is exposed. An acceleration electrode 66 is provided via an insulating layer 64, and a flat back electrode 65 is provided on the surface of the cathode electrode 61 on the back side of the anode electrode 4 via the insulating layer 64. This is similar to the first embodiment.

【0061】なお、上述の実施例では電子放出体62と
して結晶性ダイヤモンドを採用したが、結晶性ダイヤモ
ンドの代わりにDLCを用いることも勿論可能である。
In the above embodiment, crystalline diamond is used as the electron emitter 62. However, DLC can be used instead of crystalline diamond.

【0062】[0062]

【発明の効果】以上詳述したように請求項1乃至4に係
る真空管用陰極は、電子放出体における電子放出効率が
高められているので、低電圧で電子放出体から多くの電
子を放出することができ、真空管における消費電力の低
下や長寿命化を図ることが可能となる。また、請求項
記載のFEDによれば、電子放出体からの電子放出効
率が向上しているので、低電圧で電子放出体から多くの
電子を放出することができ、FEDにおける消費電力の
低下、発光輝度の向上及び長寿命化を図ることが可能と
なる。
As described above in detail, in the vacuum tube cathode according to the first to fourth aspects, since the electron emission efficiency of the electron emitter is increased, many electrons are emitted from the electron emitter at a low voltage. It is possible to reduce the power consumption and extend the life of the vacuum tube. Claim 5
According to FED described, since the improved electron emission efficiency from the electron emitter can emit many electrons from the electron emitting member at a low voltage, reduction in power consumption in FED, the emission luminance It is possible to improve and extend the service life.

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

【図1】本実施例1に係るFEDの模式断面図である。FIG. 1 is a schematic sectional view of an FED according to a first embodiment.

【図2】本実施例1に係る真空管用陰極を示し、(a)
は縦断面図、(b)は横断面図である。
FIG. 2 shows a cathode for a vacuum tube according to the first embodiment;
Is a longitudinal sectional view, and (b) is a transverse sectional view.

【図3】本実施例1に係る真空管用陰極の製造方法を模
式的に示す説明図である。
FIG. 3 is an explanatory view schematically showing a method of manufacturing the cathode for a vacuum tube according to the first embodiment.

【図4】陰極及びアノード電極への印加電圧と、電子放
出体からの放出電子電流との関係を示す線図である。
FIG. 4 is a diagram showing a relationship between a voltage applied to a cathode and an anode and an electron current emitted from an electron emitter.

【図5】本実施例2に係る真空管用陰極の縦断面図であ
る。
FIG. 5 is a longitudinal sectional view of a vacuum tube cathode according to the second embodiment.

【図6】本実施例3に係る真空管用陰極の縦断面図であ
る。
FIG. 6 is a longitudinal sectional view of a vacuum tube cathode according to a third embodiment.

【図7】本実施例4に係る真空管用陰極を示し、(a)
は平面図、(b)は縦断面図、(c)は横断面図であ
る。
FIG. 7 shows a cathode for a vacuum tube according to Example 4;
Is a plan view, (b) is a longitudinal sectional view, and (c) is a transverse sectional view.

【図8】本実施例5に係る真空管用陰極の縦断面図であ
る。
FIG. 8 is a longitudinal sectional view of a vacuum tube cathode according to a fifth embodiment.

【図9】本実施例6に係る真空管用陰極を示し、(a)
は平面図、(b)は縦断面図、(c)は横断面図であ
る。
FIG. 9 shows a cathode for a vacuum tube according to the sixth embodiment, wherein (a)
Is a plan view, (b) is a longitudinal sectional view, and (c) is a transverse sectional view.

【図10】本実施例7に係る真空管用陰極の縦断面図で
ある。
FIG. 10 is a longitudinal sectional view of a vacuum tube cathode according to a seventh embodiment.

【図11】本実施例8に係る真空管用陰極を示し、
(a)は平面図、(b)は縦断面図、(c)は横断面図
である。
FIG. 11 shows a vacuum tube cathode according to the eighth embodiment,
(A) is a plan view, (b) is a longitudinal sectional view, and (c) is a transverse sectional view.

【図12】本実施例9に係る真空管用陰極を示し、
(a)は平面図、(b)は縦断面図、(c)は横断面図
である。
FIG. 12 shows a vacuum tube cathode according to the ninth embodiment;
(A) is a plan view, (b) is a longitudinal sectional view, and (c) is a transverse sectional view.

【図13】本実施例10に係る真空管用陰極を示し、
(a)は縦断面図、(b)は横断面図である。
FIG. 13 shows a vacuum tube cathode according to the tenth embodiment;
(A) is a longitudinal sectional view, (b) is a transverse sectional view.

【図14】本実施例11に係る真空管用陰極を示し、
(a)は縦断面図、(b)は横断面図である。
FIG. 14 shows a cathode for a vacuum tube according to Example 11;
(A) is a longitudinal sectional view, (b) is a transverse sectional view.

【図15】本実施例12に係る真空管用陰極を示し、
(a)は縦断面図、(b)は横断面図である。
FIG. 15 shows a vacuum tube cathode according to Example 12;
(A) is a longitudinal sectional view, (b) is a transverse sectional view.

【図16】陰極及びアノード電極への印加電圧と、電子
放出体からの放出電子電流との関係を示す線図である。
FIG. 16 is a diagram showing the relationship between the voltage applied to the cathode and anode electrodes and the electron current emitted from the electron emitter.

【図17】本実施例13に係る真空管用陰極を示し、
(a)は平面図、(b)は縦断面図、(c)は横断面図
である。
FIG. 17 shows a vacuum tube cathode according to Example 13;
(A) is a plan view, (b) is a longitudinal sectional view, and (c) is a transverse sectional view.

【図18】本実施例14に係る真空管用陰極を示し、
(a)は平面図、(b)は(a)のA−A線矢視断面図
である。
FIG. 18 shows a cathode for a vacuum tube according to Example 14;
(A) is a plan view, and (b) is a cross-sectional view taken along line AA of (a).

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1は透明フェースガラス基板、2はバックガラス基板、
3はスペーサ、4は透明アノード電極、5はリード電
極、6は真空管用陰極、7は蛍光体、61はカソード電
極、62は電子放出体、63は中間層、64は絶縁膜、
65は背面電極、66は加速電極である。
1 is a transparent face glass substrate, 2 is a back glass substrate,
3 is a spacer, 4 is a transparent anode electrode, 5 is a lead electrode, 6 is a cathode for a vacuum tube, 7 is a phosphor, 61 is a cathode electrode, 62 is an electron emitter, 63 is an intermediate layer, 64 is an insulating film,
65 is a back electrode and 66 is an acceleration electrode.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平7−65701(JP,A) 特開 平4−138636(JP,A) 特開 平10−112257(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01J 1/304 H01J 9/02 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References JP-A-7-65701 (JP, A) JP-A-4-138636 (JP, A) JP-A-10-112257 (JP, A) (58) Field (Int.Cl. 7 , DB name) H01J 1/304 H01J 9/02

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 真空管内でアノード電極と対向配設さ
れ、カソード電極と、該カソード電極の表面に形成され
該アノード電極に向かって電子を放出する負の電子親和
力をもつ電子放出体とからなる真空管用陰極において、 上記カソード電極は上記電子放出体形成時の反応温度よ
りも高い融点をもつ高融点金属よりなり、上記カソード
電極と上記電子放出体との間には、上記カソード電極を
構成する成分と上記電子放出体を構成する成分とからな
る中間層が形成されていることを特徴とする真空管用陰
極。
A cathode, and an electron emitter having a negative electron affinity formed on a surface of the cathode and emitting electrons toward the anode; In the vacuum tube cathode, the cathode electrode is made of a high melting point metal having a melting point higher than a reaction temperature at the time of forming the electron emitter, and the cathode electrode is formed between the cathode electrode and the electron emitter. A cathode for a vacuum tube, wherein an intermediate layer comprising a component and a component constituting the electron emitter is formed.
【請求項2】 上記中間層が厚さ0.1〜10μmであ
ることを特徴とする請求項1記載の真空管用陰極。
2. The vacuum tube cathode according to claim 1, wherein said intermediate layer has a thickness of 0.1 to 10 μm.
【請求項3】 上記カソード電極の形状が線状又は帯状
であることを特徴とする請求項1又は2記載の真空管用
陰極。
3. The cathode for a vacuum tube according to claim 1, wherein the shape of the cathode electrode is linear or band-like.
【請求項4】 上記カソード電極の上記アノード電極に
対する背面側の表面には、絶縁層を介して背面電極が設
けられていることを特徴とする請求項1、2又は3記載
の真空管用陰極。
4. The cathode for a vacuum tube according to claim 1, wherein a back electrode is provided on a surface of the cathode electrode on a back side of the anode electrode with an insulating layer interposed therebetween.
【請求項5】 所定間隔で対向配設されたアノード電極
及びカソード電極と、該アノード電極の該カソード電極
との対向面に形成された蛍光体と、該カソード電極の該
アノード電極との対向面に形成された負の電子親和力を
もつ電子放出体とを備えた電界放出型表示装置におい
て、上記カソード電極と上記電子放出体との間には、上
記カソード電極を構成する成分と上記電子放出体を構成
する成分とからなる中間層が形成され、上記カソード電
極の上記アノード電極に対する背面側の表面には、絶縁
層を介して背面電極が設けられていることを特徴とする
電界放出型表示装置。
5. An anode electrode and a cathode electrode which are disposed opposite to each other at a predetermined interval, a phosphor formed on a surface of the anode electrode facing the cathode electrode, and a surface of the cathode electrode facing the anode electrode. A field emission type display device provided with an electron emitter having a negative electron affinity formed on the cathode electrode, wherein a component constituting the cathode electrode and the electron emitter are provided between the cathode electrode and the electron emitter. an intermediate layer is formed consisting of the components constituting the above cathodic electrodeposition
The surface on the back side of the pole with respect to the anode electrode is insulated
A field emission display device comprising a back electrode provided via a layer .
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