JPH0689652A - 電子放出用電極及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 電極表面に複数の微小粒子を接合し、低電圧
駆動可能な電子放出用電極及びその製造方法を提供する
ことを目的とする。 【構成】 電子放出用電極１は、電極本体２の表面に、
電極本体２よりもその仕事関数の小さい物質で形成され
た微小粒子３が接合されており、微小粒子３は電極本体
２の表面に複数個点在して接合されている。この微小粒
子３は、微小粒子３を浮遊懸濁させた溶媒を電極本体２
の表面に塗布し、乾燥させた後、電極本体２の表面に押
圧することにより、電極本体２の表面に接合されてい
る。電子放出用電極１は、微小粒子３近傍の電界強度が
大きくなり、低電圧駆動が可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子放出用電極及びそ
の製造方法に関し、詳しくは、ガスレーザや蛍光ランプ
及び電子顕微鏡の電子銃等に使用され、その駆動電圧の
低電圧化を図った電子放出用電極及びその製造方法に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来から蛍光ランプにおいては、その電
極に平面電極を使用し、この平面電極に駆動電圧を印加
して、電子を放出させている。この放出させた電子によ
り蛍光ランプの内表面に塗布された蛍光物質を発行さ
せ、蛍光ランプを点灯させている。このような従来の蛍
光ランプに使用されている平面電極は、その表面が平坦
であり、電子の放出が起こり難く、電子を放出するのに
かなり高い駆動電圧を必要とする。

【０００３】そこで、従来、駆動電力を低くするため
に、平面電極の表面に、さらに平面電極を形成する物質
よりもその仕事関数（金属や半導体の結晶表面から１個
の電子を表面のすぐ外側に取り出すのに必要な最小のエ
ネルギー）の小さい物質を平坦状に塗布したり、ホロー
カソード構造にしている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の電子放出用電極にあっては、電極表面にその
電極を形成する物質よりも仕事関数の小さい物質を塗布
したものにあっても、その表面が平坦に形成されていた
ため、なお電子の放出が起こり難く、電子を放出するの
にかなり高い駆動電圧を必要としていた。また、ホロー
カソード構造としたしたものであっても、電極自体の駆
動電圧は、なお高い駆動電圧を必要としていた。

【０００５】また、このような電子放出用電極を利用し
た平面型ランプにあっては、その駆動電圧が高いことか
ら、消費電力が多く、特に、液晶表示装置のバックライ
ト等の電池駆動する装置に適用する場合には、消費電力
の低減化が要請される。

【０００６】そこで、本発明は、電子放出用電極の電極
表面に複数の微小粒子を接合させることにより、電極表
面に高電界部分を形成して、電子放出が発生し易くし、
従来よりも低い駆動電圧で、電子放出を行なえる電子放
出用電極を提供するとともに、その電子放出用電極を簡
単に、かつ安価に製造する方法を提供することを目的と
している。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の電子放出用電極
は、所定の電極用物質で所定形状に形成された電子放出
用電極において、前記電子放出用電極の表面に、仕事関
数の小さい物質で形成された複数の所定の大きさの微小
粒子を接合することにより、上記目的を達成している。

【０００８】また、本発明の電子放出用電極の製造方法
は、所定の電極物質で所定形状に形成された電子放出用
電極の製造方法であって、前記電子放出用電極の表面に
仕事関数の小さい物質で形成された所定の大きさの微小
粒子を搭載し、その後、該微小粒子を該電子放出用電極
の表面に押圧して、該微小粒子を該電子放出用電極の表
面に接合することにより、上記目的を達成している。

【０００９】さらに、仕事関数の小さい物質で形成され
た所定の大きさの微小粒子を所定の溶媒に浮遊懸濁さ
せ、該微小粒子の浮遊懸諾した溶媒を前記電子放出用電
極の表面に塗布することにより搭載させ、該溶媒を乾燥
させた後、電子放出用電極の表面に残った微小粒子を電
子放出用電極の表面に押圧して、該微小粒子を該電子放
出用電極の表面に接合することにより、上記目的を達成
している。

【００１０】

【作用】本発明の電子放出用電極によれば、電子放出用
電極の表面に、仕事関数の小さい物質で形成された複数
の所定の大きさの微小粒子を接合されている。

【００１１】したがって、従来の平坦な電極表面の電界
強度よりも、電子放出用電極の表面に複数接合された微
小粒子の電界強度が高くなり、電子放出用電極からの電
子の放出が容易となる。その結果、従来よりも低い駆動
電圧により放電が開始され、停電圧駆動が可能となる。
また、この微小粒子が、電極用物質よりもその仕事関数
の小さい物質で形成されているので、電子の放出をより
一層低い駆動電圧で行なわせることができ、駆動電圧を
より一層低くすることができる。

【００１２】また、本発明の電子放出用電極の製造方法
によれば、電子放出用電極の表面に、仕事関数の小さい
物質で形成された所定の大きさの微小粒子を搭載し、そ
の後、該微小粒子を該電子放出用電極の表面に押圧し
て、該微小粒子を該電子放出用電極の表面に接合してい
る。

【００１３】したがって、電子放出用電極の表面に、微
小粒子を簡単、かつ安価に接合させることができ、その
表面に微小粒子の接合された電子放出用電極を簡単、か
つ安価に製造することができる。

【００１４】さらに、仕事関数の小さい物質で形成され
た所定の大きさの微小粒子を所定の溶媒に浮遊懸濁さ
せ、該微小粒子の浮遊懸諾した溶媒を前記電子放出用電
極の表面に塗布することにより搭載させる。そして、該
溶媒を乾燥させた後、電子放出用電極の表面に残った微
小粒子を電子放出用電極の表面に押圧し、該微小粒子を
該電子放出用電極の表面に接合している。

【００１５】したがって、電子放出用電極の表面に、微
小粒子を簡単、かつ安価に搭載させることができ、電子
放出用電極の表面に、微小粒子をより一層簡単、かつ安
価に接合させることができる。その結果、その表面に微
小粒子の接合された電子放出用電極をより一層簡単、か
つ安価に製造することができる。

【００１６】

【実施例】以下、本発明を実施例に基づいて説明する。

【００１７】図１〜図４は、電子放出用電極及びその製
造方法の一実施例を示す図であり、図１はその電子放出
用電極の正面断面図、図２〜図４はその電子放出用電極
の製造方法を示す図、図５はその電子放出用電極を使用
した平面型蛍光ランプを適用したアクティブマトリック
スカラー液晶表示装置の正面断面図である。

【００１８】図１において、電子放出用電極１は、電極
本体２と電極本体２の表面に接合された微小粒子３によ
り構成されている。

【００１９】電極本体２は、例えば、ステンレス、銅
（Ｃｕ）、ニッケル（Ｎｉ）あるいはニッケル合金等の
比較的仕事関数の小さい物質で形成され、本実施例で
は、略四角柱型に形成されている。この電極本体２の表
面は、通常の電子放出用電極と同様に、平坦に形成され
ている。

【００２０】微小粒子３は、電極本体２の表面に分散し
て複数個接合されており、略球形に形成されている。微
小粒子３は、その大きさが、数ミクロン程度に形成され
ており、電極本体２よりも仕事関数の小さい物質、例え
ば、チタン酸窒素やランタンヘキサボライト（ＬａＢ6
）で形成されている。この微小粒子３を形成する物質
としては、電極本体２をどのような物質で形成するかに
より、その電極本体２の仕事関数との関係で、適宜好適
な物質を選択することができるが、この場合、その電極
本体２の仕事関数よりも小さい物質を、後述するよう
に、微小粒子３の近傍に発生させる電界強度との関係か
ら適宜選択する。

【００２１】次に、この電子放出用電極１の製造方法に
ついて図２〜図４に基づいて説明する。

【００２２】電子放出用電極１を製造するには、まず、
通常の電子放出用電極を製造するのと同様の製造方法で
電極本体２を上記物質で形成する。

【００２３】一方、上記微小粒子３用の物質で、数ミク
ロン程度の球形の微小粒子を形成し、この微小粒子を適
当な溶媒に浮遊懸濁させて、いわゆるサスペンションを
作成する。この微小粒子は、材料となる物質を、例え
ば、機械的に粉砕し、適宜その形状を整形することによ
り形成する。また、微小粒子は、例えば、化学的変化に
よる沈澱法や熱分解法あるいは還元法により形成する
と、その粒径や形状を精度よく形成することができる。

【００２４】次に、図２に示すように、上記微小粒子３
を浮遊懸濁させた溶媒４を、上記電極本体２の表面に塗
布し、塗布が完了すると、図３に示すように、溶媒４を
乾燥させて、微小粒子３のみを電極本体２の表面に搭載
させる。その後、図４に示すように、瑪瑙等の堅い物質
で形成された押圧板５により微小粒子３を電極本体２の
表面に押し付け、微小粒子３を電極本体２の表面に接合
させる。この微小粒子３は、その電極本体２側の端部が
多少電極本体２にめり込んだ状態で電極本体２と接合さ
れ、図１に示した電子放出用電極１が製造される。な
お、上記押圧板５は、押圧機器の押圧部材６の先端に取
り付けられている。

【００２５】この場合、上記溶媒４に浮遊懸濁させる微
小粒子３の量を適宜調整することにより、電極本体２上
に接合させる微小粒子３の量を調整することができる。
したがって、例えば、溶媒４に浮遊懸濁させる微小粒子
３の量を調整することにより、電極本体２上に微小粒子
を密接して接合させたり、疎な状態で接合させることが
できる。

【００２６】このように、微小粒子３を適当な溶媒４に
浮遊懸濁させ、この溶媒４を電極本体２に塗布して、乾
燥させた後、微小粒子３を電極本体２の表面に押圧する
だけで、微小粒子３を電極本体２の表面に接合させるこ
とができ、微小粒子３がその電極本体２の表面に接合さ
れた電子放出用電極１を、極めて簡単、かつ安価に製造
することができる。

【００２７】なお、上記方法によれば、微小粒子３を液
状の溶媒４に浮遊混濁させ、この溶媒４を電極本体２の
表面に塗布しているが、これに限るものではなく、例え
ば、溶媒として気体を使用し、微小粒子３を浮遊混濁さ
せた気体の溶媒を電極本体２の表面に噴霧することによ
り微小粒子３を電極本体２の表面に付着させる。その
後、微小粒子３を電極本体２の表面に押圧して、接合さ
せてもよい。

【００２８】次に、作用を説明する。

【００２９】図５は、アクティブマトリックスカラー液
晶表示装置１０の正面断面図であり、上記電子放出用電
極１は、そのアクティブマトリックスカラー液晶表示装
置１０の平面型蛍光ランプ１１の電極として適用されて
いる。

【００３０】すなわち、図５において、アクティブマト
リックスカラー液晶表示装置１０は、その液晶表示パネ
ル１２が、下偏光板１３、下ガラス基板１４、ＴＦＴマ
トリックス１５、シール材１６、液晶１７、カラーフィ
ルタ１８、上ガラス基板１９及び上偏光板２０等を積層
して形成されており、液晶１７は、下ガラス基板１４、
シール材１６及び上ガラス基板１９により密閉された室
内に封入されている。また、この密閉室内の下面にＴＦ
Ｔマトリックス１５が設けられ、密閉室内の上面にカラ
ーフィルタ１８が設けられている。ＴＦＴマトリックス
１５は、通常の液晶表示パネル１２に使用されているも
ので、信号電極と操作電極の交点にＭＯＳ（Metal Oxid
e Semiconductor） トランジスタによるＴＦＴ（Thin F
ilm Transistor）をマトリックス状に形成したものであ
る。

【００３１】この液晶表示パネル１２の下面（裏面）に
平面型蛍光ランプ１１が配設されており、平面型蛍光ラ
ンプ１１は、下ガラス板２１と上ガラス板２２により密
閉された室２３内にアルゴンガスが封入され、密閉室２
３内の両側部に上記電子放出用電極１がその表面が相対
向する状態で一対配設されている。そして、下ガラス板
２１及び上ガラス板２２の内面には、蛍光物質が塗布さ
れている。この各電子放出用電極１には、それぞれ駆動
電圧を供給するための端子２４が接続されており、各端
子２４には、リード線２５が接続されている。このリー
ド線２５から各電子放出用電極１に駆動電圧が供給され
る。

【００３２】各電子放出用電極１は、図１に示したよう
に、その電極本体２の表面に複数の微小粒子３が接合さ
れており、駆動電圧が供給されると、この微小粒子３の
近傍に発生する電界強度が、微小粒子３が接合されてい
ないときの平坦な電極本体２だけのときよりも大きくな
る。したがって、微小粒子３の接合された電子放出用電
極１は、微小粒子３の形成されていない従来の平坦な電
子放出用電極に比べて、電子を放出し易くなり、電子放
出用電極１を使用した平面型蛍光ランプ１１の発光開始
電圧、すなわち、駆動電圧が低くなる。その結果、電子
放出用電極１を使用した平面型蛍光ランプ１１の消費電
力が少なくなり、アクティブマトリックスカラー液晶表
示装置１０の消費電力を低減することができる。したが
って、このアクティブマトリックスカラー液晶表示装置
１０を適用した電池仕様の電子機器、例えば、ブック型
パーソナルコンピュータやワードプロセッサ等の消費電
力を低減することができ、電池仕様の電子機器にも充分
適用することができる。また、電子放出用電極１は、そ
の微小粒子３を仕事関数の小さい物質、特に、電極本体
２を形成する物質よりもその仕事関数の小さい物質で形
成しているので、より一層低い駆動電圧で電子を放出さ
せることができ、駆動電圧をより一層低くすることがで
きる。

【００３３】以上説明したように、電極本体２の表面に
複数の微小粒子３を接合しているので、従来の平坦な電
極表面の電界強度よりも、微小粒子３の近傍の電界強度
が高くなり、電子放出用電極１からの電子の放出を容易
なものとすることができる。その結果、従来よりも低い
駆動電圧により放電を開始させることができ、停電圧駆
動が可能となる。

【００３４】また、微小粒子３を、電極本体２を形成す
る物質よりもその仕事関数の小さい物質で形成している
ので、電子の放出をより一層低い駆動電圧で行なわせる
ことができ、駆動電圧をより一層低くすることができ
る。

【００３５】図６は、本発明の電子放出用電極の他の実
施例を示す図である。

【００３６】図６において、電子放出用電極３０は、電
極本体３１の表面に複数の微小粒子３２が接合されてお
り、この微小粒子３２は、その電極本体３１側の端部か
らその先端にいくほど細くなる四角柱形に形成され、か
つ、その電極本体３１の長手方向の一方側の面が電極本
体３１の表面に鉛直に形成されるとともに、他方側の面
が該一方側の面の方向に傾斜して形成されている。ま
た、微小粒子３２の先端は、平坦な四角形に形成されて
いる。なお、微小粒子３２は、その大きさが、上記実施
例と同様に、数ミクロンに形成されている。

【００３７】この微小粒子３２は、電極本体３１よりも
その仕事関数の小さい物質により、上記実施例と同様の
方法で形成され、また、上記実施例と同様の方法で電極
本体３１の表面に接合される。

【００３８】したがって、本実施例においても、上記実
施例と同様に、微小粒子３２の近傍に発生する電界強度
を大きくすることができ、従来のような平坦な電極表面
の電子放出用電極よりも、小さな駆動電圧により電子を
放出させることができる。また、この電子放出用電極３
０を平面型蛍光ランプ１１に適用すると、従来よりも低
電圧で駆動することができ、消費電力を低減することが
できる。

【００３９】なお、上記各実施例においては、電子放出
用電極１や電子放出用電極３０を平面型のものに適用し
たが、平面型のものに限るものでないことはいうまでも
ない。

【００４０】また、電子放出用電極１や電子放出用電極
３０を平面型ランプに適用した場合について説明した
が、これに限るものではなく、例えば、ガスレーザや電
子顕微鏡の電子銃の電極等としても適用することができ
る。

【００４１】

【発明の効果】本発明の電子放出用電極によれば、電子
放出用電極の表面に、仕事関数の小さい物質で形成され
た複数の所定の大きさの微小粒子を接合させているの
で、従来の平坦な電極表面の電界強度よりも、電子放出
用電極の表面に複数接合された微小粒子の電界強度が高
くなり、電子放出用電極からの電子の放出が容易とな
る。その結果、従来よりも低い駆動電圧により放電が開
始され、停電圧駆動が可能となる。また、この微小粒子
が、電極用物質よりもその仕事関数の小さい物質で形成
されているので、電子の放出をより一層低い駆動電圧で
行なわせることができ、駆動電圧をより一層低くするこ
とができる。

【００４２】また、本発明の電子放出用電極の製造方法
によれば、電子放出用電極の表面に、仕事関数の小さい
物質で形成された所定の大きさの微小粒子を搭載し、そ
の後、該微小粒子を該電子放出用電極の表面に押圧し
て、該微小粒子を該電子放出用電極の表面に接合してい
るので、電子放出用電極の表面に、微小粒子を簡単、か
つ安価に接合させることができ、その表面に微小粒子の
接合された電子放出用電極を簡単、かつ安価に製造する
ことができる。

【００４３】さらに、仕事関数の小さい物質で形成され
た所定の大きさの微小粒子を所定の溶媒に浮遊懸濁さ
せ、該微小粒子の浮遊懸濁した溶媒を前記電子放出用電
極の表面に塗布することにより搭載させ、該溶媒を乾燥
させた後、電子放出用電極の表面に残った微小粒子を電
子放出用電極の表面に押圧し、該微小粒子を該電子放出
用電極の表面に接合しているので、電子放出用電極の表
面に、微小粒子を簡単、かつ安価に搭載させることがで
き、電子放出用電極の表面に、微小粒子をより一層簡
単、かつ安価に接合させることができる。その結果、そ
の表面に微小粒子の接合された電子放出用電極をより一
層簡単、かつ安価に製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る電子放出用電極の一実施例の正面
断面図。

【図２】微小粒子を浮遊懸濁させた溶媒をその表面に塗
布した電極本体の正面断面図。

【図３】溶媒を乾燥させて微小粒子のみがその表面に搭
載された電極本体の正面断面図。

【図４】微小粒子をその表面に押圧している状態を示す
電極本体及び押圧板の正面断面図。

【図５】電子放出用電極及びその電子放出用電極を使用
した平面型蛍光ランプを適用したアクティブマトリック
スカラー液晶表示装置の正面断面図。

【図６】本発明に係る電子放出用電極の他の実施例の斜
視図。

【符号の説明】

１、３０ 電子放出用電極 ２、３１ 電極本体 ３、３２ 微小粒子 ４ 溶媒 ５ 押圧板 １１ 平面型蛍光ランプ ２１ 下ガラス板 ２２ 上ガラス板

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定の電極用物質で所定形状に形成され
   た電子放出用電極において、 前記電子放出用電極の表面に、仕事関数の小さい物質で
   形成された複数の所定の大きさの微小粒子を接合したこ
   とを特徴とする電子放出用電極。
2. 【請求項２】 所定の電極物質で所定形状に形成された
   電子放出用電極の製造方法であって、 前記電子放出用電極の表面に、仕事関数の小さい物質で
   形成された所定の大きさの微小粒子を搭載し、その後、
   該微小粒子を該電子放出用電極の表面に押圧して、該微
   小粒子を該電子放出用電極の表面に接合することを特徴
   とする電子放出用電極の製造方法。
3. 【請求項３】 所定の電極物質で所定形状に形成された
   電子放出用電極の製造方法であって、 仕事関数の小さい物質で形成された所定の大きさの微小
   粒子を所定の溶媒に浮遊懸濁させ、該微小粒子の浮遊懸
   諾した溶媒を前記電子放出用電極の表面に塗布すること
   により搭載させ、該溶媒を乾燥させた後、電子放出用電
   極の表面に残った微小粒子を電子放出用電極の表面に押
   圧して、該微小粒子を該電子放出用電極の表面に接合す
   ることを特徴とする電子放出用電極の製造方法。