JP3267557B2 - 冷陰極電子素子及び電界放出形発光素子 - Google Patents
冷陰極電子素子及び電界放出形発光素子Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電界放出形発光素
子のような冷陰極電子素子に関する。本発明は特に、電
子を水素吸蔵金属に射突させて水素を放出させることに
より、冷陰極のエミッションや電界放出形発光素子にお
ける蛍光体の発光効率の安定化を図ったものである。
子のような冷陰極電子素子に関する。本発明は特に、電
子を水素吸蔵金属に射突させて水素を放出させることに
より、冷陰極のエミッションや電界放出形発光素子にお
ける蛍光体の発光効率の安定化を図ったものである。
【０００２】
【従来の技術】電界放出形発光素子のような冷陰極電子
素子においては、電子源として電界放出素子が使用され
ている。一般にこの電界放出素子は、カソード上にコー
ン形状のエミッタが形成され、エミッタの先端に近接し
てゲートが設けられ、ゲートの上方に蛍光体を有するア
ノードが設けられている。エミッタの先端から電界放出
した電子は、アノードに射突して蛍光体層を発光させ
る。
素子においては、電子源として電界放出素子が使用され
ている。一般にこの電界放出素子は、カソード上にコー
ン形状のエミッタが形成され、エミッタの先端に近接し
てゲートが設けられ、ゲートの上方に蛍光体を有するア
ノードが設けられている。エミッタの先端から電界放出
した電子は、アノードに射突して蛍光体層を発光させ
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】前述した電界放出形発
光素子においては、エミッション特性や蛍光体層の発光
効率の長期信頼性が悪いという問題があった。これは、
電界放出素子のエミッタやアノードの蛍光体層がＯやＣ
の付着により酸化されたり汚染されることによると考え
られる。使用時間の経過に伴ってエミッタや蛍光体層の
劣化がすすみ、例えばエミッタのエミッション能力への
影響として図８に示すように、陽極電流の値は急速に低
下し、その結果輝度特性も急速に劣化する。
光素子においては、エミッション特性や蛍光体層の発光
効率の長期信頼性が悪いという問題があった。これは、
電界放出素子のエミッタやアノードの蛍光体層がＯやＣ
の付着により酸化されたり汚染されることによると考え
られる。使用時間の経過に伴ってエミッタや蛍光体層の
劣化がすすみ、例えばエミッタのエミッション能力への
影響として図８に示すように、陽極電流の値は急速に低
下し、その結果輝度特性も急速に劣化する。
【０００４】本発明は、電界放出形発光素子や冷陰極電
子素子において、エミッタへのＯやＣの付着によりエミ
ッションが低下することを防止することを目的としてい
る。
子素子において、エミッタへのＯやＣの付着によりエミ
ッションが低下することを防止することを目的としてい
る。
【０００５】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載された冷
陰極電子素子（電界放出形発光素子１，２１）は、カソ
ード（３）とゲート（５，５ａ）とアノード（１２，２
２）を有し、カソードから放出された電子が、ゲート
（５，５ａ）とアノード（１２）からなる電極群から選
択された電極に到達する冷陰極電子素子において、前記
ゲート（５，５ａ）と前記アノード（１２，２２）から
なる電極群から選択された電極の少なくとも一部が水素
吸蔵金属を有し、前記カソード（３）と前記ゲート
（５，５ａ）と前記アノード（１２，２２）からなる電
極群から選択された電極に与える駆動信号を変化させ
て、前記ゲート（５，５ａ）と前記アノード（１２，２
２）からなる電極群から選択された電極の各電流を制御
することにより、前記水素吸蔵金属に電子線を照射させ
て水素ガスを放出させる制御手段を有することを特徴と
している。
陰極電子素子（電界放出形発光素子１，２１）は、カソ
ード（３）とゲート（５，５ａ）とアノード（１２，２
２）を有し、カソードから放出された電子が、ゲート
（５，５ａ）とアノード（１２）からなる電極群から選
択された電極に到達する冷陰極電子素子において、前記
ゲート（５，５ａ）と前記アノード（１２，２２）から
なる電極群から選択された電極の少なくとも一部が水素
吸蔵金属を有し、前記カソード（３）と前記ゲート
（５，５ａ）と前記アノード（１２，２２）からなる電
極群から選択された電極に与える駆動信号を変化させ
て、前記ゲート（５，５ａ）と前記アノード（１２，２
２）からなる電極群から選択された電極の各電流を制御
することにより、前記水素吸蔵金属に電子線を照射させ
て水素ガスを放出させる制御手段を有することを特徴と
している。
【０００６】請求項２に記載された冷陰極電子素子（電
界放出形発光素子１，２１）は、請求項１記載の冷陰極
電子素子において、前記駆動信号がパルス信号であり、
前記駆動信号の変化が、前記パルス信号のパルス幅とパ
ルス高さとパルス数からなる項目群から選択された項目
を変化させることによって与えられることを特徴として
いる。
界放出形発光素子１，２１）は、請求項１記載の冷陰極
電子素子において、前記駆動信号がパルス信号であり、
前記駆動信号の変化が、前記パルス信号のパルス幅とパ
ルス高さとパルス数からなる項目群から選択された項目
を変化させることによって与えられることを特徴として
いる。
【０００７】請求項３に記載された冷陰極電子素子（電
界放出形発光素子１，２１）は、請求項２記載の冷陰極
電子素子において、前記アノードの電流を検知し、その
変化に応じて前記パルス信号を変化させることを特徴と
している。
界放出形発光素子１，２１）は、請求項２記載の冷陰極
電子素子において、前記アノードの電流を検知し、その
変化に応じて前記パルス信号を変化させることを特徴と
している。
【０００８】請求項４に記載された冷陰極電子素子（電
界放出形発光素子１，２１）は、請求項３記載の冷陰極
電子素子において、前記アノード（１２，２２）の電流
が減少した場合には、前記水素吸蔵金属を有する電極の
電流を増大させて水素ガスの放出を増大させることによ
り、前記カソード（３）におけるエミッションを増大さ
せ、前記アノード（１２，２２）の電流が増大した場合
には、前記水素吸蔵金属を有する電極の電流を減少させ
て水素ガスの放出を減少させることにより、前記カソー
ド（３）におけるエミッションを安定化させることを特
徴としている。
界放出形発光素子１，２１）は、請求項３記載の冷陰極
電子素子において、前記アノード（１２，２２）の電流
が減少した場合には、前記水素吸蔵金属を有する電極の
電流を増大させて水素ガスの放出を増大させることによ
り、前記カソード（３）におけるエミッションを増大さ
せ、前記アノード（１２，２２）の電流が増大した場合
には、前記水素吸蔵金属を有する電極の電流を減少させ
て水素ガスの放出を減少させることにより、前記カソー
ド（３）におけるエミッションを安定化させることを特
徴としている。
【０００９】請求項５に記載された冷陰極電子素子（電
界放出形発光素子１，２１）は、請求項１記載の冷陰極
電子素子において、前記水素吸蔵金属が、Ｎｂ、Ｚｒ、
Ｖ、Ｆｅ、Ｔａ、Ｎｉ、Ｔｉからなる群から選択された
ことを特徴としている。
界放出形発光素子１，２１）は、請求項１記載の冷陰極
電子素子において、前記水素吸蔵金属が、Ｎｂ、Ｚｒ、
Ｖ、Ｆｅ、Ｔａ、Ｎｉ、Ｔｉからなる群から選択された
ことを特徴としている。
【００１０】請求項６に記載された冷陰極電子素子（電
界放出形発光素子１，２１）は、請求項１記載の冷陰極
電子素子において、前記水素吸蔵金属が、前記水素とと
もにＣＨ4 ガスを吸蔵し、電子線の照射により前記水素
とともにＣＨ4 ガスを放出することを特徴としている。
界放出形発光素子１，２１）は、請求項１記載の冷陰極
電子素子において、前記水素吸蔵金属が、前記水素とと
もにＣＨ4 ガスを吸蔵し、電子線の照射により前記水素
とともにＣＨ4 ガスを放出することを特徴としている。
【００１１】請求項７に記載された電界放出形発光素子
（１）は、電子を電界放出するエミッタ（７）を備えた
カソード（３）と、ゲート（５）と、電子が射突して発
光する蛍光体層（１３）を有するアノード（１２）とを
有し、前記カソード（３）から放出された電子が前記ア
ノード（１２）に射突して前記蛍光体層（１３）を発光
させるものである。そして、本発明は、このような電界
放出形発光素子において、 前記ゲート（５）の少なく
ともその一部に水素吸蔵金属を設け、前記アノード（１
２）に印加電圧を与える状態で前記蛍光体層（１３）の
発光時に前記ゲート（５）に与える電子引き出し電圧よ
りも小さい電圧を加える又はアノードのスイッチングに
呼応して前記アノード（１２）に印加電圧を与えない状
態で前記ゲート（５）に与えることにより、前記蛍光体
層の非発光時に前記ゲート（５）の前記水素吸蔵金属に
電子線を照射して水素ガスを放出させることを特徴とし
ている。
（１）は、電子を電界放出するエミッタ（７）を備えた
カソード（３）と、ゲート（５）と、電子が射突して発
光する蛍光体層（１３）を有するアノード（１２）とを
有し、前記カソード（３）から放出された電子が前記ア
ノード（１２）に射突して前記蛍光体層（１３）を発光
させるものである。そして、本発明は、このような電界
放出形発光素子において、 前記ゲート（５）の少なく
ともその一部に水素吸蔵金属を設け、前記アノード（１
２）に印加電圧を与える状態で前記蛍光体層（１３）の
発光時に前記ゲート（５）に与える電子引き出し電圧よ
りも小さい電圧を加える又はアノードのスイッチングに
呼応して前記アノード（１２）に印加電圧を与えない状
態で前記ゲート（５）に与えることにより、前記蛍光体
層の非発光時に前記ゲート（５）の前記水素吸蔵金属に
電子線を照射して水素ガスを放出させることを特徴とし
ている。
【００１２】請求項８に記載された電界放出形発光素子
（２１）は、電子を電界放出するエミッタ（７）を備え
たカソード（３）と、ゲート（５ａ）と、電子の射突に
より発光する蛍光体層を備えたアノード（２２）とを有
し、前記カソード（３）から放出された電子が前記アノ
ード（２２）に射突して前記蛍光体層（１３）を発光さ
せるものである。そして、本発明は、このような電界放
出形発光素子において、前記アノード（２２）が、前記
蛍光体層を有する表示用アノード（２２ａ）と、前記表
示用アノード（２２ａ）と電気的に分離されて前記蛍光
体層を有さない少なくともその一部に水素吸蔵金属が設
けられた水素放出用アノード（２２ｂ）とによって構成
され、前記水素放出用アノード（２２ｂ）に前記表示用
アノード（２２ａ）とは独立した信号を印加して前記水
素放出用アノード（２２ｂ）の前記水素吸蔵金属に電子
線を照射して水素ガスを放出させることを特徴としてい
る。
（２１）は、電子を電界放出するエミッタ（７）を備え
たカソード（３）と、ゲート（５ａ）と、電子の射突に
より発光する蛍光体層を備えたアノード（２２）とを有
し、前記カソード（３）から放出された電子が前記アノ
ード（２２）に射突して前記蛍光体層（１３）を発光さ
せるものである。そして、本発明は、このような電界放
出形発光素子において、前記アノード（２２）が、前記
蛍光体層を有する表示用アノード（２２ａ）と、前記表
示用アノード（２２ａ）と電気的に分離されて前記蛍光
体層を有さない少なくともその一部に水素吸蔵金属が設
けられた水素放出用アノード（２２ｂ）とによって構成
され、前記水素放出用アノード（２２ｂ）に前記表示用
アノード（２２ａ）とは独立した信号を印加して前記水
素放出用アノード（２２ｂ）の前記水素吸蔵金属に電子
線を照射して水素ガスを放出させることを特徴としてい
る。
【００１３】請求項９に記載された電界放出形発光素子
は、電子を電界放出するエミッタ（７）を備えたカソー
ド（３）と、ゲート（５，５ａ）と、電子の射突により
発光する蛍光体層を備えたアノード（１２，２２）とを
有し、前記カソード（３）から放出された電子が前記ア
ノード（１２，２２）に射突して前記蛍光体層を発光さ
せるものである。そして、本発明は、このような電界放
出形発光素子において、前記ゲート（５，５ａ）の少な
くとも一部に水素吸蔵金属を設け、前記ゲート（５，５
ａ）と前記アノード（１２，２２）の間に収束電極（３
５）を設け、前記収束電極（３５）に与える信号を変化
させることによって前記ゲート（５，５ａ）と前記アノ
ード（１２，２２）に流入する電流の分配率を変化さ
せ、前記ゲート（５，５ａ）の前記水素吸蔵金属に所望
の量の電子線を照射して所望の量の水素ガスを放出させ
ることを特徴としている。
は、電子を電界放出するエミッタ（７）を備えたカソー
ド（３）と、ゲート（５，５ａ）と、電子の射突により
発光する蛍光体層を備えたアノード（１２，２２）とを
有し、前記カソード（３）から放出された電子が前記ア
ノード（１２，２２）に射突して前記蛍光体層を発光さ
せるものである。そして、本発明は、このような電界放
出形発光素子において、前記ゲート（５，５ａ）の少な
くとも一部に水素吸蔵金属を設け、前記ゲート（５，５
ａ）と前記アノード（１２，２２）の間に収束電極（３
５）を設け、前記収束電極（３５）に与える信号を変化
させることによって前記ゲート（５，５ａ）と前記アノ
ード（１２，２２）に流入する電流の分配率を変化さ
せ、前記ゲート（５，５ａ）の前記水素吸蔵金属に所望
の量の電子線を照射して所望の量の水素ガスを放出させ
ることを特徴としている。
【００１４】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態の第１の例に
ついて図１〜図５を参照して説明する。図１は、冷陰極
電子素子の一種である電界放出形発光素子１の断面図で
ある。絶縁性の陰極基板２の内面には、カソード３（陰
極導体３）が形成されている。カソード３の上には絶縁
層４が形成されている。絶縁層４の上にはゲート５が形
成されている。本例のゲート電極の少なくとも一部に
は、Ｎｂ、Ｚｒ、Ｖ、Ｆｅ、Ｔａ、Ｎｉ、Ｔｉ等の水素
吸蔵合金で形成又は載置又はコートされている。ゲート
５と絶縁層４には厚さ方向に連続した多数の空孔６が形
成されている。絶縁層４の空孔６の底部に露出したカソ
ード３の上には、コーン形状のエミッタ７が形成されて
いる。本例では、カソード３とゲート５は、互いに直交
する方向に配設されたストライプ状の電極であり、マト
リクスを構成している。
ついて図１〜図５を参照して説明する。図１は、冷陰極
電子素子の一種である電界放出形発光素子１の断面図で
ある。絶縁性の陰極基板２の内面には、カソード３（陰
極導体３）が形成されている。カソード３の上には絶縁
層４が形成されている。絶縁層４の上にはゲート５が形
成されている。本例のゲート電極の少なくとも一部に
は、Ｎｂ、Ｚｒ、Ｖ、Ｆｅ、Ｔａ、Ｎｉ、Ｔｉ等の水素
吸蔵合金で形成又は載置又はコートされている。ゲート
５と絶縁層４には厚さ方向に連続した多数の空孔６が形
成されている。絶縁層４の空孔６の底部に露出したカソ
ード３の上には、コーン形状のエミッタ７が形成されて
いる。本例では、カソード３とゲート５は、互いに直交
する方向に配設されたストライプ状の電極であり、マト
リクスを構成している。
【００１５】陰極基板２に所定間隔をおいて陽極基板１
１が対面している。陽極基板１１の内面には、アノード
１２（陽極導体１２）が形成されている。アノード１２
の上には蛍光体層１３が形成されている。本例において
は、アノード１２と蛍光体層１３はともにベタ状に形成
されている。
１が対面している。陽極基板１１の内面には、アノード
１２（陽極導体１２）が形成されている。アノード１２
の上には蛍光体層１３が形成されている。本例において
は、アノード１２と蛍光体層１３はともにベタ状に形成
されている。
【００１６】図２に示すように、点灯時、アノード１２
には駆動信号Ｖa を与える。カソード３とゲート５の一
方の電極を走査するとともに、この走査に同期した駆動
信号を他方の電極に与えてマトリクスの交点を選択す
る。例えば、カソード３を駆動信号Ｖc で走査し、ゲー
ト５に駆動信号Ｖg1を印加する。選択された交点のエミ
ッタ７からは電子が放出され、アノード１２の対面する
位置に射突してこれを発光させる。
には駆動信号Ｖa を与える。カソード３とゲート５の一
方の電極を走査するとともに、この走査に同期した駆動
信号を他方の電極に与えてマトリクスの交点を選択す
る。例えば、カソード３を駆動信号Ｖc で走査し、ゲー
ト５に駆動信号Ｖg1を印加する。選択された交点のエミ
ッタ７からは電子が放出され、アノード１２の対面する
位置に射突してこれを発光させる。
【００１７】本例では、図示しない制御手段が、常時ア
ノード電流をモニターしており、アノード電流がある一
定のレベルを下回ると、次に説明するように水素吸蔵合
金のゲート５から水素等のガスを放出させてエミッショ
ンの回復を図る。
ノード電流をモニターしており、アノード電流がある一
定のレベルを下回ると、次に説明するように水素吸蔵合
金のゲート５から水素等のガスを放出させてエミッショ
ンの回復を図る。
【００１８】図２に示すように、アノード１２に駆動信
号Ｖa が与えられず、印加電圧が０である非点灯時、ゲ
ート５に信号Ｖg2を与える。信号Ｖg2は、点灯時のゲー
ト５の駆動信号Ｖg1よりも小さい。非点灯時、アノード
電流は０なので、ゲート５に与える電圧が点灯時の駆動
信号Ｖg1より小さくても、ゲート５には十分な電流の流
れ込みがある。非点灯時、水素吸蔵合金のゲート５に電
子が射突すれば、水素やＣＨ4 がエミッタ７の近傍に放
出される。これらのガスが、エミッタ７に付着したＯや
Ｃを除去し、エミッタ７の仕事関数の増加の防止及び低
下させてエミッションを回復させる。これによってエミ
ッタ７の長寿命、高信頼性を確保することができる。ま
たこれらのガスには、蛍光体層１３の発光効率を改善す
る効果もある。
号Ｖa が与えられず、印加電圧が０である非点灯時、ゲ
ート５に信号Ｖg2を与える。信号Ｖg2は、点灯時のゲー
ト５の駆動信号Ｖg1よりも小さい。非点灯時、アノード
電流は０なので、ゲート５に与える電圧が点灯時の駆動
信号Ｖg1より小さくても、ゲート５には十分な電流の流
れ込みがある。非点灯時、水素吸蔵合金のゲート５に電
子が射突すれば、水素やＣＨ4 がエミッタ７の近傍に放
出される。これらのガスが、エミッタ７に付着したＯや
Ｃを除去し、エミッタ７の仕事関数の増加の防止及び低
下させてエミッションを回復させる。これによってエミ
ッタ７の長寿命、高信頼性を確保することができる。ま
たこれらのガスには、蛍光体層１３の発光効率を改善す
る効果もある。
【００１９】本例では、上述した水素放出はアノード電
流がある一定のレベルを下回るまでは行われず、そのレ
ベルを下回ったことが検知された時に初めて水素吸蔵合
金のゲート５に電子を射突させるようにしたが、アノー
ド電流が減少するに従ってゲート５に与える信号を段階
的に増加させていき、発生する水素等のガスの量を徐々
に増大させるように制御してもよい。
流がある一定のレベルを下回るまでは行われず、そのレ
ベルを下回ったことが検知された時に初めて水素吸蔵合
金のゲート５に電子を射突させるようにしたが、アノー
ド電流が減少するに従ってゲート５に与える信号を段階
的に増加させていき、発生する水素等のガスの量を徐々
に増大させるように制御してもよい。
【００２０】図３は、上述した制御におけるゲート電圧
と、外囲器内の水素分圧との関係を示す図である。図４
は、上述した制御におけるゲート電流と、外囲器内の水
素分圧との関係を示す図である。このようなゲート電圧
ないし電流と水素分圧との関係式と、エミッタ７等の性
能の回復に必要な水素分圧とを予め実験等によって定め
ておき、これを図示しない制御手段に格納して制御に用
いれば、輝度の低下（即ちアノード電流の低下）に従っ
てゲート信号を変化させて水素分圧を制御し、アノード
１２のエミッションを回復させる制御を、自動的かつ効
率的に行わせることができる。
と、外囲器内の水素分圧との関係を示す図である。図４
は、上述した制御におけるゲート電流と、外囲器内の水
素分圧との関係を示す図である。このようなゲート電圧
ないし電流と水素分圧との関係式と、エミッタ７等の性
能の回復に必要な水素分圧とを予め実験等によって定め
ておき、これを図示しない制御手段に格納して制御に用
いれば、輝度の低下（即ちアノード電流の低下）に従っ
てゲート信号を変化させて水素分圧を制御し、アノード
１２のエミッションを回復させる制御を、自動的かつ効
率的に行わせることができる。
【００２１】図５は、本例の電界放出形発光素子におい
てエミッタのエミッション能力を示す陽極電流相対値と
連続点灯時間の関係を示すグラフであり、寿命特性を示
すものである。本例によれば、点灯中に輝度の低下（即
ち陽極電流値の低下）が検知されると、これに応じて適
時ゲートに電子線を射突させて水素等のガスを発生さ
せ、エミッタのエミッション特性や蛍光体層の発光特性
の劣化を抑制する。このため、陽極電流値は長期にわた
って初期値を維持することができる。よって、蛍光体層
の発光輝度は初期値に安定して大きな変動がなく、従来
に比べて優れた寿命特性を示す。
てエミッタのエミッション能力を示す陽極電流相対値と
連続点灯時間の関係を示すグラフであり、寿命特性を示
すものである。本例によれば、点灯中に輝度の低下（即
ち陽極電流値の低下）が検知されると、これに応じて適
時ゲートに電子線を射突させて水素等のガスを発生さ
せ、エミッタのエミッション特性や蛍光体層の発光特性
の劣化を抑制する。このため、陽極電流値は長期にわた
って初期値を維持することができる。よって、蛍光体層
の発光輝度は初期値に安定して大きな変動がなく、従来
に比べて優れた寿命特性を示す。
【００２２】上記ゲート５の信号の変化は、パルス状の
信号の幅、高さ、数等を変化させることによって達成で
きる。これら幅・高さ・個数は、いすれか一つを選択し
て変化させてもよいし、２個以上を同時に変化させても
よい。
信号の幅、高さ、数等を変化させることによって達成で
きる。これら幅・高さ・個数は、いすれか一つを選択し
て変化させてもよいし、２個以上を同時に変化させても
よい。
【００２３】本例では、ゲート５自体の少なくとも一部
を水素吸蔵合金で形成したが、ゲート５の上に水素吸蔵
合金の層を形成してもよいし、水素吸蔵物質を付着させ
てもよい。
を水素吸蔵合金で形成したが、ゲート５の上に水素吸蔵
合金の層を形成してもよいし、水素吸蔵物質を付着させ
てもよい。
【００２４】このように、点灯時と非点灯時のアノード
電流／ゲート電流の分配率を変化させてエミッタ７の安
定駆動を図る。
電流／ゲート電流の分配率を変化させてエミッタ７の安
定駆動を図る。
【００２５】本発明の実施の形態の第２の例について図
６を参照して説明する。この電界放出形発光素子２１の
外囲器の構造、ＦＥＣの構造は図１に示した第１の例と
基本的に略同一であり、図１と同一の符号を付して説明
を省略する。但し、本例のゲート５ａは水素吸蔵合金で
はない。また本例のアノード２２は、第１の例と異な
り、ストライプ状になっている。そして、さらに本例の
アノード２２は、表示用アノード２２ａと水素放出用ア
ノード２２ｂの２種類から構成されている。表示用アノ
ード２２ａには蛍光体層１３が設けられている。水素放
出用アノード２２ｂは表示用アノード２２ａと電気的に
分離されており、蛍光体層１３を有さない。水素放出用
アノード２２ｂは、少なくともその一部が水素吸蔵金属
によって形成されるか、上面側の少なくとも一部に水素
吸蔵金属が設けられた構造になっている。水素放出用ア
ノード２２ｂは、表示用アノード２２ａを挟む両側に接
近して設けられている。
６を参照して説明する。この電界放出形発光素子２１の
外囲器の構造、ＦＥＣの構造は図１に示した第１の例と
基本的に略同一であり、図１と同一の符号を付して説明
を省略する。但し、本例のゲート５ａは水素吸蔵合金で
はない。また本例のアノード２２は、第１の例と異な
り、ストライプ状になっている。そして、さらに本例の
アノード２２は、表示用アノード２２ａと水素放出用ア
ノード２２ｂの２種類から構成されている。表示用アノ
ード２２ａには蛍光体層１３が設けられている。水素放
出用アノード２２ｂは表示用アノード２２ａと電気的に
分離されており、蛍光体層１３を有さない。水素放出用
アノード２２ｂは、少なくともその一部が水素吸蔵金属
によって形成されるか、上面側の少なくとも一部に水素
吸蔵金属が設けられた構造になっている。水素放出用ア
ノード２２ｂは、表示用アノード２２ａを挟む両側に接
近して設けられている。
【００２６】本例では、表示用アノード２２ａと水素放
出用アノード２２ｂは電気的に別系統となっているの
で、それぞれ独立に信号を与えることができる。前記水
素放出用アノード２２ｂに前記表示用アノード２２ａと
は独立した信号を印加して水素を発生させ、第１の例と
略同様の効果を得ることができる。水素放出用アノード
２２ｂには、表示中でも非表示中でも信号を与えること
ができる。水素放出用アノード２２ｂに与える信号の電
位を時間的に変化させたり、表示用アノード２２ａと異
なった電位を与えることにより、水素吸蔵金属に所望の
状態で電子線照射を行うことができる。
出用アノード２２ｂは電気的に別系統となっているの
で、それぞれ独立に信号を与えることができる。前記水
素放出用アノード２２ｂに前記表示用アノード２２ａと
は独立した信号を印加して水素を発生させ、第１の例と
略同様の効果を得ることができる。水素放出用アノード
２２ｂには、表示中でも非表示中でも信号を与えること
ができる。水素放出用アノード２２ｂに与える信号の電
位を時間的に変化させたり、表示用アノード２２ａと異
なった電位を与えることにより、水素吸蔵金属に所望の
状態で電子線照射を行うことができる。
【００２７】本発明の実施の形態の第３の例について図
７を参照して説明する。外囲器の構造と、陽極の構造
と、ＦＥＣの構造の一部は、図１に示した第１の例と基
本的に略同一であり、説明を省略する。本例のＦＥＣの
構造において、第１の例と異なる点を中心に説明する。
ゲート５の上には第２絶縁層３４がある。第２絶縁層３
４の上には、収束電極３５がある。第２絶縁層３４と収
束電極３５には、第１の絶縁層４の空孔６に連通し、こ
れよりも大径の第２空孔３６が形成されている。なお、
第１の例と同様、本例のゲート５も水素吸蔵合金であ
る。
７を参照して説明する。外囲器の構造と、陽極の構造
と、ＦＥＣの構造の一部は、図１に示した第１の例と基
本的に略同一であり、説明を省略する。本例のＦＥＣの
構造において、第１の例と異なる点を中心に説明する。
ゲート５の上には第２絶縁層３４がある。第２絶縁層３
４の上には、収束電極３５がある。第２絶縁層３４と収
束電極３５には、第１の絶縁層４の空孔６に連通し、こ
れよりも大径の第２空孔３６が形成されている。なお、
第１の例と同様、本例のゲート５も水素吸蔵合金であ
る。
【００２８】ＦＥＣに収束電極３５が追加された本例の
２重ゲート電極構造によれば、収束電極３５に与える電
位を調整することによって、ゲート電流とアノード電流
の比率を変化させることができる。即ち、エミッタ７か
ら放出された電子の内、アノード１２に達しないでゲー
ト５に入るものの割合を収束電極３５の電位で調整する
ことができる。ゲート５に射突した電子は、第１の例と
同様に水素吸蔵合金を活性化させて水素等を放出させ
る。本例の構造は、特にアノード電圧が高いために駆動
中はアノード電圧のＯＮ／ＯＦＦを行わない高圧管の場
合に有利である。
２重ゲート電極構造によれば、収束電極３５に与える電
位を調整することによって、ゲート電流とアノード電流
の比率を変化させることができる。即ち、エミッタ７か
ら放出された電子の内、アノード１２に達しないでゲー
ト５に入るものの割合を収束電極３５の電位で調整する
ことができる。ゲート５に射突した電子は、第１の例と
同様に水素吸蔵合金を活性化させて水素等を放出させ
る。本例の構造は、特にアノード電圧が高いために駆動
中はアノード電圧のＯＮ／ＯＦＦを行わない高圧管の場
合に有利である。
【００２９】以上説明した各例においては、ゲート電圧
又はアノード電圧を変化させることにより、ゲート又は
アノードに流入する電子の量を変化させたが、カソード
電圧を変化させて同様の制御を行ってもよい。
又はアノード電圧を変化させることにより、ゲート又は
アノードに流入する電子の量を変化させたが、カソード
電圧を変化させて同様の制御を行ってもよい。
【００３０】
【発明の効果】本発明によれば、冷陰極電子素子におい
てゲートとアノードの少なくとも一方に水素吸蔵金属を
設け、カソード、ゲート、アノードから選択した任意の
電極に与える駆動信号を変化させて、ゲート電流又はア
ノード電流を制御し、水素吸蔵金属に電子線を照射させ
て水素ガスを放出させることができる。その結果、カソ
ードのエミッションやアノードの蛍光体の発光効率の劣
化が抑制され、素子の長期安定化が図れるという効果が
得られる。
てゲートとアノードの少なくとも一方に水素吸蔵金属を
設け、カソード、ゲート、アノードから選択した任意の
電極に与える駆動信号を変化させて、ゲート電流又はア
ノード電流を制御し、水素吸蔵金属に電子線を照射させ
て水素ガスを放出させることができる。その結果、カソ
ードのエミッションやアノードの蛍光体の発光効率の劣
化が抑制され、素子の長期安定化が図れるという効果が
得られる。
【図１】本発明の実施の形態の第１の例における断面図
である。
である。
【図２】第１の例における駆動波形図である。
【図３】第１の例におけるゲート電圧と外囲器内の水素
分圧との関係を示す図である。
分圧との関係を示す図である。
【図４】第１の例におけるゲート電流と外囲器内の水素
分圧との関係を示す図である。
分圧との関係を示す図である。
【図５】第１の例における陽極電流値（相対値）と連続
点灯時間との関係を示す図である。
点灯時間との関係を示す図である。
【図６】本発明の実施の形態の第２の例における断面図
である。
である。
【図７】本発明の実施の形態の第３の例における断面図
である。
である。
【図８】従来の電界放出形発光素子における陽極電流値
（相対値）と連続点灯時間との関係を示す図である。
（相対値）と連続点灯時間との関係を示す図である。
１，２１ 冷陰極電子素子としての電界放出形発光素子 ３ カソード ５，５ａ ゲート ７ エミッタ １２，２２ アノード（陽極導体） １３ 蛍光体層 ３５ 収束電極
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平10−55770（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−198255（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−83757（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01J 1/30 H01J 9/02 H01J 31/12 H01J 29/04
Claims (9)
- 【請求項１】 カソードとゲートとアノードを有し、カ
ソードから放出された電子が、ゲートとアノードの少な
くとも一方に到達する冷陰極電子素子において、 前記ゲートと前記アノードの少なくとも一方がその一部
に水素吸蔵金属を有し、 前記カソードと前記ゲートと前記アノードからなる電極
群から選択された電極に与える駆動信号を変化させて、
前記ゲートと前記アノードからなる電極群から選択され
た電極の各電流を制御することにより、前記水素吸蔵金
属に電子線を照射させて水素ガスを放出させる制御手段
を有することを特徴とする冷陰極電子素子。 - 【請求項２】 前記駆動信号がパルス信号であり、前記
駆動信号の変化が、前記パルス信号のパルス幅とパルス
高さとパルス数からなる項目群から選択された項目を変
化させることによって与えられることを特徴とする請求
項１記載の冷陰極電子素子。 - 【請求項３】 前記アノードの電流を検知し、その変化
に応じて前記パルス信号を変化させることを特徴とする
請求項２記載の冷陰極電子素子。 - 【請求項４】 前記アノードの電流が減少した場合に
は、前記水素吸蔵金属を有する電極の電流を増大させて
水素ガスの放出を増大させることにより、前記カソード
におけるエミッションを増大させ、 前記アノードの電流が増大した場合には、前記水素吸蔵
金属を有する電極の電流を減少させて水素ガスの放出を
減少させることにより、前記カソードにおけるエミッシ
ョンを安定化させることを特徴とする請求項３記載の冷
陰極電子素子。 - 【請求項５】 前記水素吸蔵金属が、Ｎｂ、Ｚｒ、Ｖ、
Ｆｅ、Ｔａ、Ｎｉ、Ｔｉからなる群から選択された請求
項１記載の冷陰極電子素子。 - 【請求項６】 前記水素吸蔵金属が、前記水素とともに
ＣＨ4 ガスを吸蔵し、電子線の照射により前記水素とと
もにＣＨ4 ガスを放出することを特徴とする請求項１記
載の冷陰極電子素子。 - 【請求項７】 電子を電界放出するエミッタを備えたカ
ソードと、ゲートと、電子が射突して発光する蛍光体層
を有するアノードとを有し、前記カソードから放出され
た電子が前記アノードに射突して前記蛍光体層を発光さ
せる電界放出形発光素子において、 前記ゲートの少なくともその一部に水素吸蔵金属を設
け、 前記アノードに印加電圧を与える状態で前記蛍光体層の
発光時に前記ゲートに与える電子引き出し電圧よりも小
さい電圧を加える又はアノードのスイッチングに呼応し
て、前記アノードに印加電圧を与えない状態で前記ゲー
トに電子引き出し電圧を与えることにより、前記蛍光体
層の非発光時に前記ゲートの前記水素吸蔵金属に電子線
を照射して水素ガスを放出させる電界放出形発光素子。 - 【請求項８】 電子を電界放出するエミッタを備えたカ
ソードと、ゲートと、電子の射突により発光する蛍光体
層を備えたアノードとを有し、前記カソードから放出さ
れた電子が前記アノードに射突して前記蛍光体層を発光
させる電界放出形発光素子において、 前記アノードが、前記蛍光体層を有する表示用アノード
と、前記表示用アノードと電気的に分離されて前記蛍光
体層を有さない少なくともその一部に水素吸蔵金属が設
けられた水素放出用アノードとによって構成され、 前記水素放出用アノードに前記表示用アノードとは独立
した信号を印加して前記水素放出用アノードの前記水素
吸蔵金属に電子線を照射して水素ガスを放出させる電界
放出形発光素子。 - 【請求項９】 電子を電界放出するエミッタを備えたカ
ソードと、ゲートと、電子の射突により発光する蛍光体
層を備えたアノードとを有し、前記カソードから放出さ
れた電子が前記アノードに射突して前記蛍光体層を発光
させる電界放出形発光素子において、 前記ゲートの少なくとも一部に水素吸蔵金属を設け、 前記ゲートと前記アノードの間に収束電極を設け、 前記収束電極に与える信号を変化させることによって前
記ゲートと前記アノードに流入する電流の分配率を変化
させ、前記ゲートの前記水素吸蔵金属に所望の量の電子
線を照射して所望の量の水素ガスを放出させる電界放出
形発光素子。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20524898A JP3267557B2 (ja) | 1998-07-21 | 1998-07-21 | 冷陰極電子素子及び電界放出形発光素子 |
| TW088112261A TW432420B (en) | 1998-07-21 | 1999-07-20 | Cold cathode electronic device, and field emission luminous device and cold cathode luminous device each includes same |
| US09/357,651 US6495965B1 (en) | 1998-07-21 | 1999-07-20 | Cold cathode electronic device |
| FR9909434A FR2781602A1 (fr) | 1998-07-21 | 1999-07-21 | Dispositif electronique a cathode froide, et dispositif lumineux a emission de champ et dispositif lumineux a cathode froide comportant chacun celui-ci |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20524898A JP3267557B2 (ja) | 1998-07-21 | 1998-07-21 | 冷陰極電子素子及び電界放出形発光素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000036242A JP2000036242A (ja) | 2000-02-02 |
| JP3267557B2 true JP3267557B2 (ja) | 2002-03-18 |
Family
ID=16503855
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20524898A Expired - Fee Related JP3267557B2 (ja) | 1998-07-21 | 1998-07-21 | 冷陰極電子素子及び電界放出形発光素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3267557B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100499120B1 (ko) * | 2000-02-25 | 2005-07-04 | 삼성에스디아이 주식회사 | 카본 나노튜브를 이용한 3전극 전계 방출 표시소자 |
| US6940218B2 (en) | 2002-08-09 | 2005-09-06 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Doped field-emitter |
-
1998
- 1998-07-21 JP JP20524898A patent/JP3267557B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2000036242A (ja) | 2000-02-02 |
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|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |