JPH02312144A - Luminous element - Google Patents
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は、表示用光源、装飾用光源などに用いる発光素
子に閃するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Field of Application] The present invention applies to light emitting elements used in display light sources, decorative light sources, and the like.
［従来の技術］
従来、表示用光源、装飾用光源などに用いるこの種の発
光素子として、第５図に示すような蛍光表示管があり、
線状のフィラメント１０を加熱することによって電子を
放出させる熱陰極を用い、この熱陰極から放出された電
子をフィラメント１０の背面に配置された低速電子線用
蛍光体７に当てて発光させるようになっている。図中、
１１はグリッド、１２はアノードであり、蛍光体７およ
びアノード１２は絶縁基板１３上に形成されている。[Prior Art] Conventionally, as a light emitting element of this type used as a display light source, a decorative light source, etc., there is a fluorescent display tube as shown in FIG.
A hot cathode that emits electrons by heating a linear filament 10 is used, and the electrons emitted from the hot cathode are applied to a phosphor for slow electron beam 7 placed on the back side of the filament 10 to cause it to emit light. It has become. In the figure,
11 is a grid, 12 is an anode, and the phosphor 7 and the anode 12 are formed on an insulating substrate 13.
［発明が解決しようとする課題］
しかしながら、上述の従来例にあっては、観察面がフィ
ラメント１０側にあり、赤熱状態に加熱されている線状
のフィラメント１０が観察面から見えてしまい、特に、
暗いところでは赤熱されたフィラメント１０が目立って
表示の質を悪くするという問題があった。[Problems to be Solved by the Invention] However, in the above-mentioned conventional example, the observation surface is on the filament 10 side, and the linear filament 10 heated to a red-hot state is visible from the observation surface. ,
There is a problem in that the red-hot filament 10 stands out in a dark place and deteriorates the display quality.
本発明は上記の点に鑑みて為されたものであり、その目
的とするところは、表示の質を良くすることができ、し
かも高い発光効率が得られる発光素子を提供することに
ある。The present invention has been made in view of the above points, and its purpose is to provide a light-emitting element that can improve display quality and achieve high luminous efficiency.
［課題を解決するための手段］
本発明の発光素子は、導電性基板上に絶縁層を形成する
とともに絶縁層に形成された多数の孔内に先端部が先鋭
なエミッタチップをそれぞれ設け、絶縁層上に各エミッ
タチップの先端部を露出させる放射孔を有する金属製の
ゲート層を形成した電界放射型の電極板と、上記電極板
と対向配置され電極板がわ面に蛍光体が塗布された透明
ガラス板とを真空中に配置し、エミッタチップをゲート
層に対して負極としてショットキー効果が生じる程度の
高圧を印加することにより、エミッタチップから放射孔
を介して放射された電子線を蛍光体に当てて発光させる
とともに、蛍光体から電極板がわに放射された光をゲー
ト層を介して反射させるようにしたものである。[Means for Solving the Problems] The light emitting device of the present invention includes an insulating layer formed on a conductive substrate, and emitter chips each having a sharp tip provided in a large number of holes formed in the insulating layer. A field emission type electrode plate is formed with a metal gate layer having a radiation hole that exposes the tip of each emitter chip on the layer, and a phosphor is coated on the side of the electrode plate, which is placed opposite to the above electrode plate. The electron beam emitted from the emitter chip through the radiation hole is emitted by placing a transparent glass plate in a vacuum and applying a high voltage that produces the Schottky effect with the emitter chip as a negative electrode with respect to the gate layer. The light is emitted by the phosphor, and the light emitted from the phosphor across the electrode plate is reflected via the gate layer.
［作 用］
本発明は上述のように構成されており、電界放射型の電
極板のエミッタチップをゲート層に対して負極としてシ
ヲッ１へキー効果が生じる程度の高圧を印加することに
より、エミッタチップから放射孔を介して放射された電
子線を蛍光体に当てて発光させる電界放射型陰極方式を
用いているので、従来例のように陰極が観測面から見え
ることがなく、表示の質を良くすることができ、また、
蛍光体から電極板がわに放射された光を金属製のゲート
層を介して反射させるようにしているので、メタルバッ
クを施した場合と同等な高い発光効率が得られるように
なっている。[Function] The present invention is configured as described above, and the emitter tip of the field emission type electrode plate is used as a negative electrode with respect to the gate layer and a high voltage to the extent that a key effect is produced is applied to the shutter 1. Since it uses a field emission cathode method that emits electron beams emitted from the chip through a radiation hole and hits the phosphor to emit light, the cathode is not visible from the observation surface as in conventional systems, which improves the quality of the display. can be made better, and also
Since the light emitted from the phosphor across the electrode plate is reflected through the metal gate layer, high luminous efficiency equivalent to that achieved with a metal back can be obtained.
［実施例］
第１図乃至第４図は本発明一実施例を示すもので、十分
にドープされたシリコン基板よりなる導電性基板１上に
２酸化シリコンよりなる絶縁層２を形成するとともに絶
縁層２に形成された多数の孔２ａ内に先端部が先鋭なエ
ミッタチップ（主体がモリブデンで円錐形に形成）３を
それぞれ設け、絶縁層２上に各エミッタチップ３の先端
部を露出させる放射孔４ａを有する金属製（例えば、モ
リブデン）のゲート層４を形成した電界放射型の電極板
５と、上記電極板５と対向配置され電極板５側面に蛍光
体６が塗布された透明ガラス板７とを真空中に配置し、
エミッタチップ３をゲート層４に対して負極としてショ
ットキー効果が生じる程度の高圧を印加することにより
、エミッタチップ３から放射孔４ａを介して放射された
電子線を蛍光体７に当てて発光させるとともに、蛍光体
７から電極板５側に放射された光をゲート層４を介して
反射させるようにしたものである。実施例では、蛍光体
７を・適当な間隔をもって塗布して蛍光体７間に開口が
形成されるようにするとともに、第３図および第４図に
示すように各蛍光体７をドツト状あるいはストライブ状
に塗布して蛍光体塗布部内にも多数のスリットが形成さ
れるようにしている。[Example] Figures 1 to 4 show an example of the present invention, in which an insulating layer 2 made of silicon dioxide is formed on a conductive substrate 1 made of a sufficiently doped silicon substrate, and an insulating layer 2 made of silicon dioxide is formed. Emitter chips 3 with sharp tips (mainly made of molybdenum and formed into a conical shape) are provided in a large number of holes 2 a formed in the layer 2 , and the tips of each emitter tip 3 are exposed on the insulating layer 2 . A field emission type electrode plate 5 on which a metal (for example, molybdenum) gate layer 4 having holes 4a is formed, and a transparent glass plate placed opposite to the electrode plate 5 and coated with a phosphor 6 on the side surface of the electrode plate 5. 7 and placed in a vacuum,
By applying a high voltage to the extent that a Schottky effect occurs with the emitter chip 3 as a negative electrode with respect to the gate layer 4, the electron beam emitted from the emitter chip 3 through the radiation hole 4a hits the phosphor 7 and causes it to emit light. At the same time, the light emitted from the phosphor 7 toward the electrode plate 5 is reflected via the gate layer 4. In the embodiment, the phosphors 7 are coated at appropriate intervals so that openings are formed between the phosphors 7, and each phosphor 7 is formed into dots or dots as shown in FIGS. 3 and 4. It is applied in stripes so that many slits are formed within the phosphor coating area.
いま、電界放射型の電極板５の各エミッタチップ３には
、ゲート層４に対して負極性のショットキー効果が生じ
る程度の適当な電圧（電界強度１０７〜１０’Ｖ／ｃｍ
程度）が印加され、エミッタチップ３に強い電界が作用
することによって電子が放射される。この放出された電
子が透明ガラス板８に塗布された蛍光体７に当たること
によって蛍光体７から光が放射される。蛍光体７から透
明ガラス板８側に放射された光は、透明ガラス板８を通
してそのまま観測され、一方、電極板５側に放射された
光はゲート層４に反射され、蛍光体７、蛍光体７間に形
成された開口あるいは蛍光体７塗布部に形成されたスリ
ットを介してｗ４測され、ゲート層７を設けることによ
り、蛍光体７の背面にメタルバックを施した場合と同等
の効果を得ることができる。特に、実施例では、蛍光体
７を塗布する場合に、開口およびスリットを形成してお
り、蛍光体７から電極板ら側に放射される強い光のゲー
ト層４による反射光が蛍光体７を通さずに（蛍光体７に
て減衰されずに）直接観測されるので、より高い発光効
率が達成されることになる。すなわち、電子が照射され
た蛍光体７の発光量は、電子照射面のほうが反対側面に
比べて大幅に大きくなり、本発明のように観測面が電子
照射面と反対側面となっている場合には、ｉｉｉ面から
見た発光効率が悪くなるという問題が生じるが、本発明
にあっては、ゲート！４によって電子照射面の発光を観
測面側に反射させて有効に利用しているので、高い発光
効率が得られることになる。Now, each emitter chip 3 of the field emission type electrode plate 5 is applied with an appropriate voltage (field strength: 107 to 10'V/cm) to the extent that a negative Schottky effect is produced with respect to the gate layer 4.
degree) is applied, and a strong electric field acts on the emitter tip 3, causing electrons to be emitted. When the emitted electrons hit the phosphor 7 coated on the transparent glass plate 8, the phosphor 7 emits light. The light emitted from the phosphor 7 to the transparent glass plate 8 side is directly observed through the transparent glass plate 8, while the light emitted to the electrode plate 5 side is reflected by the gate layer 4, and the phosphor 7 and the phosphor By providing the gate layer 7, the same effect as when a metal back is applied to the back surface of the phosphor 7 can be obtained. Obtainable. In particular, in the embodiment, when applying the phosphor 7, openings and slits are formed, so that strong light emitted from the phosphor 7 toward the electrode plate is reflected by the gate layer 4, and the phosphor 7 is coated with the phosphor 7. Since the light is directly observed without passing through the light (without being attenuated by the phosphor 7), higher luminous efficiency can be achieved. In other words, the amount of light emitted from the phosphor 7 irradiated with electrons is significantly larger on the electron irradiated surface than on the opposite side, and when the observation surface is the opposite side to the electron irradiated surface as in the present invention. However, in the present invention, the gate! 4, the light emitted from the electron irradiation surface is effectively utilized by reflecting it toward the observation surface, so that high light emission efficiency can be obtained.
なお、−ｉ的なＣＲＴにおいては、観測面から見た発光
効率を高くするために蛍光体７の背面にメタルバックを
施しているが、このメタルバック層を通して電子を蛍光
体７に衝突させる必要が生じ、メタルバック層に電子加
速用の高電圧（６ｋＶ程度）を印加する必要が生じると
いう問題がある。また、メタルバック層は蛍光体粒子の
表面状態に見合った蒸着膜であるので、反射光が散乱し
てしまうことになるが、本実施例におけるゲート層４は
極めて良好な平坦性を有する鏡面となっているので、効
率良く光を反射させることができ、視野角に対しても有
効で、斜めから見た場合にあっても良好に光を観測する
ことができる。In addition, in the -i CRT, a metal back is applied to the back of the phosphor 7 in order to increase the luminous efficiency seen from the observation surface, but it is necessary for electrons to collide with the phosphor 7 through this metal back layer. This causes a problem in that it is necessary to apply a high voltage (about 6 kV) for electron acceleration to the metal back layer. Furthermore, since the metal back layer is a vapor deposited film that matches the surface condition of the phosphor particles, the reflected light will be scattered, but the gate layer 4 in this example has a mirror surface with extremely good flatness. This makes it possible to reflect light efficiently, which is also effective for viewing angles, and allows for good observation of light even when viewed from an angle.
また、電界放射型陰極を用いているので、熱陰極を用い
た従来例のようにフィラメントが目立って表示の質を悪
くすることがない。Furthermore, since a field emission type cathode is used, unlike the conventional example using a hot cathode, the filament does not stand out and deteriorate the display quality.
（具体例）
蛍光体７の塗布は電着法によって行い、並板ガラスより
なる透明ガラス板８上にコーティングされた透明導電膜
を所定の塗布パターン（第３図あるいは第４図）でフォ
トエツチングし、パターニングされた透明導電膜に導電
性の蛍光体７を以下の条件で電着した。(Specific example) The phosphor 7 is applied by electrodeposition, and the transparent conductive film coated on the transparent glass plate 8 made of lined glass is photo-etched in a predetermined coating pattern (FIG. 3 or 4). A conductive phosphor 7 was electrodeposited on the patterned transparent conductive film under the following conditions.
蛍光体の濃度 ： ３ｇ／ｌ
有機溶媒 ：イソプロピルアルコール印加電圧
：ＤＣｌｏｏＶ
帯電添加金属塩：硝酸アルミニウム３０ｍｇ７１以上の
条件で撹拌しながら電着を行った。Concentration of phosphor: 3g/l Organic solvent: Isopropyl alcohol Applied voltage
:DClooV Charged additive metal salt: 30 mg of aluminum nitrate Electrodeposition was carried out with stirring under conditions of 71 or more.
上述のようにして電着したサンプルについて電子を照射
し、輝度を測定した結果、第３図あるいは第４図に示す
ようなスリットを有するパターンで蛍光体７を塗布した
場合の輝度（３０ｎｉｔ）が、スリットを設けずに蛍光
体７を全面塗布した場合の輝度（１０ｎｉｔ）よりも高
くなることが確認できた。The sample electrodeposited as described above was irradiated with electrons and the brightness was measured. As a result, the brightness (30 nit) was found when the phosphor 7 was applied in a pattern with slits as shown in Figure 3 or Figure 4. It was confirmed that the brightness was higher than the brightness (10 nit) when the phosphor 7 was applied over the entire surface without providing a slit.
［発明の効果］
本発明は上述のように構成されており、電界放射型の電
極板のエミッタチップをゲート層に対して負極としてシ
ョットキー効果が生じる程度の高圧を印加することによ
り、エミッタチップがら放射孔を介して放射された電子
線を蛍光体に当てて発光させる電界放射型陰極方式を用
いているので、従来例のように陰極が観測面から見える
ことがなく、表示の質を良くすることができ、また、蛍
光体から電極板がわに放射された光を金属製のゲート層
を介して反射させるようにしているので、メタルバック
を施した場合と同等な高い発光効率が得られるという効
果がある。[Effects of the Invention] The present invention is configured as described above, and the emitter tip of the field emission type electrode plate is set as a negative electrode with respect to the gate layer and a high voltage sufficient to cause the Schottky effect is applied to the emitter tip. Since it uses a field emission cathode method that emits electron beams emitted through a radiation hole and hits a phosphor to emit light, the cathode is not visible from the observation surface as in conventional systems, improving the quality of the display. In addition, since the light emitted from the phosphor across the electrode plate is reflected through the metal gate layer, high luminous efficiency equivalent to that achieved with a metal back can be achieved. It has the effect of being
第１図は本発明一実施例の要部断面図、第２図は従来例
の要部断面図、第３図（、）は同上の要部正面図、第３
図（ｂ）は同上の要部断面図、第４図（ａ）は他の実施
例の要部正面図、第４図（ｂ）は同上の要部断面図、第
５図は従来例の断面図である。
１は導電性基板、２は絶縁層、２ａは孔、３はエミッタ
チップ、４はゲート層、４ａは放射孔、５は電極板、７
は蛍光体、８は透明ガラス板である。
代理人 弁理士 石 １）長 七
＊２ｖ４
第３図 第４図
（Ｇ） （Ｇ）＠５閃
手続補正書く自発）
１、事件の表示
平成１年特許願第１３１９６６号
２、発明の名称
発光素子
３、補正をする者
事件との関ｇＡ ｎ許出願人
住 所 大阪府門真市大字門真１０４８番地名称（５８
３）松下電工株式会社
代表者 三 好 俊 夫
４、代理人
郵便番号 ５３０
５、補正命令の日付
自 発
６、補正により増加する請求項の数 なし７、補正の対
象
明細書
［１］本願の特許請求の範囲を以下のように訂正致しま
す。
［（１）導電性基板上に絶縁層を形成するとともに絶縁
層に形成された多数の孔内に先端部が先鋭なエミッタチ
ップをそれぞれ設け、絶縁層上に各エミッタチップの先
端部を露出させる放射孔Ｕ° れ１ 卆 る の
ゲート層を形成した電界放射型の電極板と、上記電極板
と対向配置され電極板がわ而に蛍光体が塗布された透明
ガラス板とを真空中に配回し、エミッタチップをゲート
層に対して負極としてショットキー効果が生じる程度の
高圧を印加することにより、エミッタチップから放射孔
を介して放射された電子線を蛍光体に当てて発光させる
とともに、蛍光体から電極板がわに放射された光をゲー
ト層を介して反射させるようにしたことを特徴とする発
光素子、」［２］本願明細書第３頁１０行目および第５
頁１行目の「を有する金Ｓ製Ｊを「が穿設され鏡面を有
する導電性」と訂正致します。
［３］同上第４頁９行目および第９頁１１行目の「金属
製」を「鏡面を有する導電性」と訂正致します。
［４］同上第７頁１１行目乃至１２行目のｒ６ｋＶ程度
ノを、「少なくとも６ｋＶ以上」と訂正致します。
［５〕同上第７頁１９行目の「できる、」の次に、以下
の文を挿入致します。
「なお、一般に熱電子カソードは、酸化物エミッタがフ
ィラメント上に塗布されており、管内で発生する負イオ
ンの多くは酸化物エミッタから生じるＯトであり、この
負イオンが衝突することによって蛍光体に”焼け”が生
じて輝度変化が発生する。
ここに、本実施例では、カソードに酸化物エミッタを使
用していないので、上述のような蛍光体の”焼け”によ
る輝度変化が生じることがないので、メタルバックを行
わないようにし、メタルバックによるリフレクタ機能を
カソード側に持たせたものである。」Fig. 1 is a sectional view of the main part of an embodiment of the present invention, Fig. 2 is a sectional view of the main part of the conventional example, Fig. 3 (,) is a front view of the main part of the same as above, and Fig.
FIG. 4(b) is a sectional view of the main part of the same as above, FIG. 4(a) is a front view of the main part of another embodiment, FIG. 4(b) is a sectional view of the main part of the same as above, and FIG. 5 is of the conventional example. FIG. 1 is a conductive substrate, 2 is an insulating layer, 2a is a hole, 3 is an emitter chip, 4 is a gate layer, 4a is a radiation hole, 5 is an electrode plate, 7
is a phosphor, and 8 is a transparent glass plate. Agent Patent Attorney Ishi 1) Long 7*2v4 Figure 3 Figure 4 (G) (G) @5 Voluntary amendment to the procedure) 1. Display of the case 1999 Patent Application No. 131966 2. Name of the invention Element 3, Person making the amendment Relationship with the case Applicant Address 1048 Kadoma, Kadoma City, Osaka Prefecture Name (58
3) Matsushita Electric Works Co., Ltd. Representative: Toshio Miyoshi 4, Agent postal code: 530 5, Date of amendment order: 6, Number of claims increased by amendment: None 7, Specification subject to amendment [1] of the present application We have amended the scope of patent claims as follows. [(1) Form an insulating layer on a conductive substrate, provide each emitter tip with a sharp tip in a large number of holes formed in the insulating layer, and expose the tip of each emitter chip on the insulating layer. A field emission type electrode plate on which a gate layer of the radiation hole U° is formed and a transparent glass plate placed opposite to the electrode plate and coated with phosphor on the electrode plate are placed in a vacuum. By turning the emitter chip as a negative electrode with respect to the gate layer and applying a high voltage that produces a Schottky effect, the electron beam emitted from the emitter chip through the radiation hole hits the phosphor and causes it to emit light. A light emitting device characterized in that light emitted from a body to an electrode plate is reflected through a gate layer.'' [2] Page 3, lines 10 and 5 of the specification of the present application.
In the first line of the page, we have corrected the phrase ``Gold S made J with '' to ``conductive with perforated mirror surface.'' [3] "Made of metal" on page 4, line 9 and page 9, line 11 will be corrected to "conductive with mirror surface." [4] The reference to r6kV in lines 11 and 12 on page 7 has been corrected to "at least 6kV". [5] Insert the following sentence next to "Dekiru," on page 7, line 19 of the same page. ``In general, thermionic cathodes have an oxide emitter coated on a filament, and most of the negative ions generated inside the tube are O2 generated from the oxide emitter, and when these negative ions collide, the phosphor In this example, an oxide emitter is not used for the cathode, so the brightness change due to the above-mentioned "burning" of the phosphor does not occur. Therefore, the metal back is not used, and the cathode side has a reflector function using the metal back.
Claims (1)
に形成された多数の孔内に先端部が先鋭なエミッタチッ
プをそれぞれ設け、絶縁層上に各エミッタチップの先端
部を露出させる放射孔を有する金属製のゲート層を形成
した電界放射型の電極板と、上記電極板と対向配置され
電極板がわ面に蛍光体が塗布された透明ガラス板とを真
空中に配置し、エミッタチップをゲート層に対して負極
としてショットキー効果が生じる程度の高圧を印加する
ことにより、エミッタチップから放射孔を介して放射さ
れた電子線を蛍光体に当てて発光させるとともに、蛍光
体から電極板がわに放射された光をゲート層を介して反
射させるようにしたことを特徴とする発光素子。(1) An insulating layer is formed on a conductive substrate, and emitter chips each having a sharp tip are provided in a number of holes formed in the insulating layer, and the tip of each emitter tip is exposed on the insulating layer. A field emission type electrode plate on which a metal gate layer with holes is formed and a transparent glass plate facing the electrode plate and coated with phosphor on the side of the electrode plate are placed in a vacuum, and an emitter is formed. By using the chip as a negative electrode with respect to the gate layer and applying a high enough voltage to cause the Schottky effect, the electron beam emitted from the emitter chip through the radiation hole hits the phosphor to emit light, and the phosphor emits light from the electrode. A light emitting element characterized in that light emitted across a plate is reflected through a gate layer.
Priority Applications (1)
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| JP1131966A JP2659241B2 (en) | 1989-05-25 | 1989-05-25 | Light emitting element |
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| Publication Number | Publication Date |
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|---|---|---|---|---|
| JPS553169A (en) * | 1978-06-22 | 1980-01-10 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Character display unit |
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| JPS59105252A (en) * | 1982-11-25 | 1984-06-18 | エム・ア−・エン・マスチネンフアブリツク・アウグスベルグ−ニユ−ルンベルグ・アクテンゲゼルシヤフト | Image transferring method and apparatus |
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-
1989
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Patent Citations (5)
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|---|---|---|---|---|
| JPH05182609A (en) * | 1991-12-27 | 1993-07-23 | Sharp Corp | Image display device |
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| Publication number | Publication date |
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