JPH09245742A - Gas sealed electron flow electronic tube - Google Patents

Gas sealed electron flow electronic tube

Info

Publication number
JPH09245742A
JPH09245742A JP7114896A JP7114896A JPH09245742A JP H09245742 A JPH09245742 A JP H09245742A JP 7114896 A JP7114896 A JP 7114896A JP 7114896 A JP7114896 A JP 7114896A JP H09245742 A JPH09245742 A JP H09245742A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
electron
cathode
tube
gas
plate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP7114896A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP3625951B2 (en
Inventor
Chikara Hayashi
主税 林
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ulvac Inc
Original Assignee
Ulvac Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ulvac Inc filed Critical Ulvac Inc
Priority to JP07114896A priority Critical patent/JP3625951B2/en
Publication of JPH09245742A publication Critical patent/JPH09245742A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3625951B2 publication Critical patent/JP3625951B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Discharge Lamps And Accessories Thereof (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fine shaped current electronic tube operating constantly for a long period of time. SOLUTION: An electrode tube 10 is made of an electron emission element 4 provided with an acute needle 3 which emits electrons as a cathode, a crystal electrode 7 as a plate, and a phosphor 6 on the inner face side thereof. Helium gas is sealed in an electronic tube 10 to prevent the acute needle 3 from being degraded by impure atom (molecule) produced from a tube wall or the like of the electrode tube 10. At this time, the relationship of λeg>d1 >λg≈λmg is met, where the average free course of electrons is λeg, the average free action of inactive gas atom (molecule) is λg, the average free course of impure atom (molecule) is λmg, and the distance between the acute needle 3 and the crystal electrode 7 is d1 .

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】本発明はガス封入電子流型電
子管に関するものであり、更に詳しくは電子が安定して
放出される微小な形状の電子管に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a gas filled electron flow type electron tube, and more particularly to a microscopic electron tube in which electrons are stably emitted.

【0002】[0002]

【従来の技術】カソードから自由電子を放出させて利用
する電子管の中でも、映像管としてのCRT(ブラウン
管)は広く普及しており、LCD(液晶ディスプレイ)
やPDP(プラズマ・ディスプレイ・パネル)よりも輝
度が大きくドット密度が大きい点で優れているが、電子
ビームを垂直偏向および水平偏向させて画面を形成させ
ているので、駆動電圧が極度に高くまた形状を小型化す
るには限界がある。しかしこれを微小化し、1本の電子
管を1個のドットとして使用するような小型のフラット
・ディスプレイができれば、1画面に多種多様な映像を
表示し得るし、また合成して大きい映像を表示し得るな
ど実用上の意義は大きいと思われる。
2. Description of the Related Art Among electron tubes used by emitting free electrons from a cathode, a CRT (CRT) as a picture tube is widely used, and an LCD (liquid crystal display) is used.
It is superior in brightness and dot density to PDP (Plasma Display Panel) and PDP (Plasma Display Panel), but since the screen is formed by vertically and horizontally deflecting the electron beam, the driving voltage is extremely high and There is a limit to downsizing the shape. However, if this is miniaturized and a small flat display that uses one electron tube as one dot can be made, a wide variety of images can be displayed on one screen, and a large image can be displayed by combining them. It seems to have great practical significance, such as gaining benefits.

【0003】そのような観点からFED(電界放出ディ
スプレイ)が提案されている。すなわち、10-6Tor
r程度の高真空下、尖針(曲率半径10nm〜1μm)
に高電界を印加し、トンネル効果によって放出される電
子を利用する表示装置である。図4はそれに使用される
電子放出素子11の模式部分断面図である。先端にエミ
ッタ・エッジ12Pを設けたエミッタ12が窒化シリコ
ン13に絶縁されて導出され、その両面は絶縁膜として
の酸化シリコン14に挟まれ、更にその両面に窒化シリ
コン15が形成されている。また、片面側の窒化シリコ
ン15と酸化シリコン14を貫通して導電性のエミッタ
コンタクト16が設けられ、両側の窒化シリコン15の
先端部にはエミッタ12を挟み、ゲート電極17を対峙
させて設けた構造になっている。なお、エミッタ12の
導出部と窒化シリコン15との間隙gは0.5μmとさ
れている。
From such a viewpoint, an FED (Field Emission Display) has been proposed. That is, 10 -6 Tor
Under high vacuum of about r, pointed needle (curvature radius 10 nm-1 μm)
It is a display device which applies electrons to a high electric field and utilizes electrons emitted by the tunnel effect. FIG. 4 is a schematic partial cross-sectional view of the electron-emitting device 11 used therein. An emitter 12 having an emitter edge 12P at its tip is insulated and led out by silicon nitride 13, both sides of which are sandwiched by silicon oxide 14 as an insulating film, and silicon nitride 15 is further formed on both sides thereof. Further, a conductive emitter contact 16 is provided so as to penetrate the silicon nitride 15 and the silicon oxide 14 on one side, and the emitter 12 is sandwiched between the tip ends of the silicon nitride 15 on both sides, and the gate electrode 17 is provided so as to face each other. It is structured. The gap g between the lead-out portion of the emitter 12 and the silicon nitride 15 is 0.5 μm.

【0004】上記の電子放出素子11からは1μA以上
の電界放出電流が得られたと報告されている。また、他
例において、20Vの電圧印加で1μAの電流が得られ
たとの報告もある。このことは上記の電子放出素子11
をカソードとして電子管内に組み込み、アノードとして
のプレート側に蛍光体を設けることにより、放出電子で
蛍光体を発光させることが可能であることを意味する。
事実、既に対角1インチで50×50セルのモノクロF
EDが試作されている。セル毎の輝度むらに問題はある
とされているが、1セル当り0.36mm角のFEDで
ある。
It is reported that a field emission current of 1 μA or more was obtained from the electron-emitting device 11 described above. Further, in another example, there is a report that a current of 1 μA was obtained by applying a voltage of 20V. This means that the above-mentioned electron-emitting device 11
It means that it is possible to cause the phosphor to emit light by the emitted electrons by incorporating the above as a cathode into the electron tube and providing the phosphor on the plate side as the anode.
In fact, it's already a 1 inch diagonal 50x50 cell monochrome F
The ED is being prototyped. Although it is said that there is a problem in the uneven brightness of each cell, the FED is 0.36 mm square per cell.

【0005】このようにFEDは電流が不安定であるこ
とが指摘されているほか、電子管の内壁や蛍光体から脱
離する不純物によってカソードとしての尖針が汚染され
劣化するという欠点が指摘されており、このことも不安
定化の一因になっていると考えられる。
As described above, it has been pointed out that the electric current of the FED is unstable and that the pointed needle as the cathode is contaminated and deteriorated by the impurities detached from the inner wall of the electron tube and the phosphor. This is also considered to be one of the causes of destabilization.

【0006】一方、電子管内に封入したガスのガス放電
に伴う発光を利用するフラット・ディスプレイとしてP
DP(プラズマ・ディスプレイ・パネル)が既に実用化
されており、フルカラー化もはかられている。図5は交
流タイプのPDP20の模式部分断面図であり、背面ガ
ラス基板21には誘電体22に覆われた列電極23と、
その上面の誘電体24に覆われた行電極25とが設けら
れ、ヘリウムガスを封入する空間26を介して設置され
る前面ガラス基板27の下面には蛍光体28が黒色障壁
29と共に設けられている。そして列電極23と行電極
25との間に電圧を印加してヘリウムガスに破線で示す
放電を生起させ、生ずる紫外線によって前面ガラス基板
27の蛍光体28を光らせるものである。このPDP2
0は駆動電圧が90〜300Vと高く、回路に負担がか
かり勝ちであると言う欠点を有している。また、その構
成上から小型のPDP上でCRT並みの微小なドット表
示は困難であるとされている。
On the other hand, as a flat display that utilizes the light emission associated with the gas discharge of the gas sealed in the electron tube, P
DP (plasma display panel) has already been put to practical use, and full-colorization is also in progress. FIG. 5 is a schematic partial sectional view of an AC type PDP 20, in which a rear glass substrate 21 has a column electrode 23 covered with a dielectric material 22,
A row electrode 25 covered with a dielectric 24 on its upper surface is provided, and a phosphor 28 is provided with a black barrier 29 on a lower surface of a front glass substrate 27 installed via a space 26 for enclosing helium gas. There is. Then, a voltage is applied between the column electrode 23 and the row electrode 25 to cause the helium gas to generate the discharge indicated by the broken line, and the phosphor 28 of the front glass substrate 27 is made to shine by the generated ultraviolet rays. This PDP2
0 has a defect that the driving voltage is as high as 90 to 300 V and the circuit is burdensome and easy to win. Also, due to its configuration, it is said that it is difficult to display minute dots as small as a CRT on a small PDP.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】本発明は上述の問題に
鑑みてなされ、長期間安定に動作する微小な形状の電子
流型電子管を提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and it is an object of the present invention to provide an electron flow type electron tube having a minute shape that operates stably for a long period of time.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】以上の目的は、電子放出
源としてのカソードとプレートとを備えた電子管に於い
て、前記電子管の管壁、その他からの不純物原子(分
子)により前記電子放出源が汚染され劣化されることを
防ぐための不活性ガスが封入されており、該不活性ガス
の原子(分子)との衝突についての、電子の平均自由行
程をλeg、前記不純物原子(分子)の平均自由行程を
λmg、前記カソードと前記プレートとの間の距離をd
1 とするとき、次式(1)が成立するように前記距離d
1 が設定されていることを特徴とするガス封入電子流型
電子管、によって達成される。 λeg>d1 >λg≒λmg・・・・・式(1)
In the electron tube provided with a cathode as an electron emission source and a plate, the electron emission source is caused by impurity atoms (molecules) from the tube wall of the electron tube and others. Is filled with an inert gas for preventing it from being contaminated and deteriorated, and the average free path of electrons for collision with the atom (molecule) of the inert gas is λeg, the impurity atom (molecule) The mean free path is λmg, and the distance between the cathode and the plate is d.
When 1 , the distance d is set so that the following equation (1) is satisfied.
It is achieved by a gas filled electron flow type electron tube, wherein 1 is set. λeg> d 1 > λg≈λmg Equation (1)

【0009】上記の式(1)のように設定することによ
り、電子管の管壁その他から生じ、カソードとしての電
子放出源を劣化させる不純物原子(分子)は封入されて
いる不活性ガスの原子(分子)に衝突して電子放出源へ
達し得ないのでこれを汚染せず、電子放出源から放出さ
れる電子は他に衝突阻止されることなくプレートに到達
することにより、電子管は長期間安定して動作する。
By setting as in the above equation (1), the impurity atoms (molecules) generated from the tube wall of the electron tube or the like and deteriorating the electron emission source as the cathode are the atoms of the enclosed inert gas ( (Molecules) cannot reach the electron emission source, so it does not contaminate the electron emission source, and the electrons emitted from the electron emission source reach the plate without being blocked by other electrons, which stabilizes the electron tube for a long time. Works.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態による
ガス封入電子流型電子管について、図面を参照して説明
する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, a gas filled electron flow type electron tube according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

【0011】図1は本発明の実施の形態のガス封入電子
流型電子管10の模式断面図である。電子管10の内部
には、例えば、タングステン(W)、タンタル(Ta)
あるいはレニウム(Re)製の尖針3を有するカソード
としての電子放出素子4が設けられており、アノードと
して働くプレートは透明電極7とその内面側に形成され
た蛍光体6とからなっている。尖針3と透明電極7との
間には電圧が印加され、尖針3から放出され加速される
電子eが蛍光体6を光らせて透明電極7に到達するよう
になっている。また、電子管10の管壁2や蛍光体6か
ら微量脱離してくる不純物原子(分子)mが尖針3へ到
達し得ないように電子管10内に衝突させるべき不活性
ガス、例えばヘリウムガスを封入し、尖針3と管壁2と
の間には不活性ガス原子(分子)gの雲がかかっている
ようにされている。
FIG. 1 is a schematic sectional view of a gas filled electron flow type electron tube 10 according to an embodiment of the present invention. Inside the electron tube 10, for example, tungsten (W), tantalum (Ta)
Alternatively, an electron-emitting device 4 as a cathode having a rhenium (Re) needle 3 is provided, and a plate serving as an anode comprises a transparent electrode 7 and a phosphor 6 formed on the inner surface side thereof. A voltage is applied between the pointed needle 3 and the transparent electrode 7, and electrons e emitted from the pointed needle 3 and accelerated accelerate the phosphor 6 to reach the transparent electrode 7. In addition, an inert gas, such as helium gas, which should be collided into the electron tube 10 so that the impurity atoms (molecules) m desorbed from the tube wall 2 of the electron tube 10 and the phosphor 6 by a small amount cannot reach the needle 3. It is sealed and a cloud of inert gas atoms (molecules) g is applied between the needle 3 and the tube wall 2.

【0012】上記の電子管10の動作状態においては封
入不活性ガス中に電子eと不純物原子(分子)mとが共
存することになるが、封入不活性ガスの原子(分子)g
との衝突についての電子eの平均自由行程をλeg、封
入不活性ガス原子(分子)gの平均自由行程をλg、不
純物原子(分子)mの平均自由行程をλmg、及び尖針
3と透明電極7との間の距離d1 との間に、次式(1)
の関係を成立させる。 λeg>d1 >λg≒λmg・・・・・式(1)
In the operating state of the electron tube 10 described above, electrons e and impurity atoms (molecules) m coexist in the sealed inert gas, but the atoms (molecules) g of the sealed inert gas are present.
The mean free path of the electron e in collision with λeg, the mean free path of the enclosed inert gas atom (molecule) g is λg, the mean free path of the impurity atom (molecule) m is λmg, and the needle 3 and the transparent electrode. 7 and the distance d 1 between
Establish the relationship. λeg> d 1 > λg≈λmg Equation (1)

【0013】すなわち、平均自由行程λは原子(分子)
の断面積に逆比例するが、放出される電子eの断面積は
不純物原子(分子)mの断面積に比べて遥かに小さいの
で、電子eが封入不活性ガス原子(分子)gと衝突した
後、次に衝突するまでの飛行距離の平均である平均自由
行程λegは不純物原子(分子)mについての同様な平
均自由行程λmgより大きく(少なくとも4倍以上)、
尖針3と透明電極7との間の距離d1 を不純物原子(分
子)mの平均自由行程λmgや封入不活性ガス原子(分
子)gの平均自由行程λgよりも大きく、かつ電子eの
平均自由行程よりは小さく設定することによって、放出
される電子eは衝突阻止されることなく尖針3から透明
電極7へ到達するようになっている。
That is, the mean free path λ is an atom (molecule)
Although it is inversely proportional to the cross-sectional area of the electron, the cross-sectional area of the emitted electron e is much smaller than the cross-sectional area of the impurity atom (molecule) m, so the electron e collided with the enclosed inert gas atom (molecule) g. After that, the mean free path λeg, which is the average flight distance until the next collision, is larger (at least 4 times or more) than the similar mean free path λmg for the impurity atom (molecule) m.
The distance d 1 between the needle 3 and the transparent electrode 7 is larger than the mean free path λmg of the impurity atom (molecule) m and the mean free path λg of the enclosed inert gas atom (molecule) g, and the average of the electrons e. By setting it smaller than the free path, the emitted electrons e reach the transparent electrode 7 from the needle 3 without being blocked by collision.

【0014】また、カソードとしての尖針3とプレート
を構成する透明電極7との間に印加する電圧は封入する
不活性ガスが放電を生じない解離電圧以下、例えばヘリ
ウムガスでは24.6V以下とする。勿論、このレベル
の印加電圧であっても電子eは充分に加速される。
Further, the voltage applied between the pointed needle 3 as the cathode and the transparent electrode 7 constituting the plate is not more than the dissociation voltage at which the enclosed inert gas does not generate discharge, for example, 24.6 V or less for helium gas. To do. Of course, even with the applied voltage at this level, the electrons e are sufficiently accelerated.

【0015】更には、電子放出源である尖針3が不純物
原子(分子)mによって汚染さえることを防ぐために封
入する不活性ガスの圧力は管壁2と尖針3との間の距離
2を下記の次式(3)のように設定することによって
導き出すことができる。 d2 >3λmg・・・・・・・・・・・式(3)
Further, the pressure of the inert gas filled in to prevent the electron-emitting source needle 3 from being contaminated by impurity atoms (molecules) m is the distance d 2 between the tube wall 2 and the needle 3. Can be derived by setting the following equation (3). d 2 > 3λmg ··· Equation (3)

【0016】すなわち、管壁2から脱離する不純物原子
(分子)mが尖針3へ到達することを防ぐために尖針3
と管壁2との間の距離d2 を不純物原子(分子)mの平
均自由行程λmgの3倍以上に設定する。前述したよう
に平均自由行程λは原子(分子)の断面積に逆比例する
が、不純物原子(分子)mはその種類が何であってもヘ
リウム原子の断面積よりは大きいのでヘリウム原子の平
均自由行程λHeは不純物原子(分子)の平均自由行程λ
mgよりは大きい。従って次式(2)のように設定すれ
ばよいことになる。 d2 >3λHe・・・・・・・・・・・・式(2)
That is, in order to prevent the impurity atom (molecule) m desorbed from the tube wall 2 from reaching the needle 3, the needle 3
The distance d 2 between the tube wall 2 and the tube wall 2 is set to 3 times or more of the mean free path λmg of the impurity atom (molecule) m. As described above, the mean free path λ is inversely proportional to the cross-sectional area of the atom (molecule), but the impurity atom (molecule) m is larger than the cross-sectional area of the helium atom regardless of its type. The path λ He is the mean free path λ of impurity atoms (molecules)
Greater than mg. Therefore, it suffices to set it as in the following equation (2). d 2 > 3λ He ······ Equation (2)

【0017】例えば、d2 =10μm=1×10-5mの
電子管10を考えると、式(3)からλHe<3.3×1
-6mとなるが、この平均自由行程λHeに対応するヘリ
ウムガスの圧力PHeは45Torr以上である。また、
2 =0.15mm=15×10-5mの電子管10を考
えると、λHe<5×10-5mとなり、この平均自由行程
λHeに対応するヘリウムガスの圧力PHeは3Torr以
上である。すなわち、不活性ガスとしてヘリウムを封入
する場合、d2 =10μmの電子管10に対しては45
Torr以上の圧力、d2 =0.15mmの電子管10
に対しては3Torr以上の圧力で封入すればよいこと
になる。
For example, considering an electron tube 10 with d 2 = 10 μm = 1 × 10 -5 m, from equation (3), λ He <3.3 × 1
Although the 0 -6 m, the pressure P the He helium gas corresponding to the mean free path lambda the He is more 45 Torr. Also,
In considering the electron tube 10 of d 2 = 0.15mm = 15 × 10 -5 m, λ He <5 × 10 -5 m , and the pressure P the He helium gas corresponding to the mean free path lambda the He is 3Torr more is there. That is, when helium is filled as the inert gas, it is 45 for the electron tube 10 with d 2 = 10 μm.
Electron tube 10 with pressure over Torr and d 2 = 0.15 mm
For the above, it is sufficient to seal at a pressure of 3 Torr or more.

【0018】すなわち、本発明の実施の形態の電子管1
0は電界放出させた電子eを利用するという点では従来
例のFEDに類似しているが、熱放出電子も利用するこ
とができ、かつガス封入しているという点で高真空のF
EDとは異なる。また、ガス封入しているという点では
従来例のPDP20と類似しているが、本発明の実施の
形態の電子管10はプラズマ放電させないのでPDP2
0とは全く異なるものである。
That is, the electron tube 1 according to the embodiment of the present invention.
0 is similar to the FED of the conventional example in that it uses electrons e that are field-emitted, but it is also possible to use heat-emitted electrons and that it is gas-filled.
Different from ED. Further, it is similar to the PDP 20 of the conventional example in that it is filled with gas, but the electron tube 10 of the embodiment of the present invention is not plasma-discharged, so the PDP 2
It is completely different from 0.

【0019】本発明の実施の形態によるガス封入電子流
型電子管10は以上のように構成されるが、次にその作
用について説明する。
The gas filled electron flow type electron tube 10 according to the embodiment of the present invention is constructed as described above. Next, its operation will be described.

【0020】図1を参照し、本発明の実施の形態のガス
封入電子流型電子管10において、電子管10の内部に
はヘリウムガスが上記の式(3)から導かれる所定の圧
力に封入されており、カソードとしての尖針3とプレー
トを構成する透明電極7との間にヘリウムガスの解離電
圧24.6Vよりは低い電圧を印加することにより、ヘ
リウムガスは放電を生起することなく尖針3から電子e
が電界放出される。そして、尖針3と透明電極7との間
の距離d1 は電子eの平均自由行程λegより小に設定
されているので、電子eは他に衝突阻止されることなく
蛍光体6を通過してこれを光らせ透明電極7に到達す
る。
Referring to FIG. 1, in a gas filled electron flow type electron tube 10 according to an embodiment of the present invention, helium gas is filled in the electron tube 10 at a predetermined pressure derived from the above equation (3). By applying a voltage lower than the dissociation voltage of helium gas of 24.6 V between the needle 3 as a cathode and the transparent electrode 7 forming the plate, the helium gas does not cause discharge and the needle 3 From e
Are field-emitted. Since the distance d 1 between the needle 3 and the transparent electrode 7 is set to be smaller than the mean free path λeg of the electron e, the electron e passes through the phosphor 6 without being blocked by another collision. It shines and reaches the transparent electrode 7.

【0021】また、ヘリウムガス中には電子管10の管
壁2から微量の不純物原子(分子)mが脱離してくる
が、管壁2と尖針3との間の距離d2 が不純物原子(分
子)mの平均自由行程λmgよりは大きいヘリウムの平
均自由行程λHeの3倍以上に設定されているので、不純
物原子(分子)mはヘリウム原子と衝突して尖針3のへ
は到達し得ず、従って尖針3の汚染劣化は起らず、電子
管10は長期間安定して動作する。
Although a small amount of impurity atoms (molecules) m are desorbed from the tube wall 2 of the electron tube 10 in the helium gas, the distance d 2 between the tube wall 2 and the needle 3 is the impurity atom ( Since the average free path λ He of helium, which is larger than the average free path λ mg of the molecule) m, is set to be three times or more as large as the average free path λ He of helium, the impurity atom (molecule) m collides with the helium atom and reaches the needle 3. Therefore, the contamination of the needle 3 does not occur, and the electron tube 10 operates stably for a long time.

【0022】すなわち、印加電圧をON・OFFするこ
とにより、蛍光体6を光らせたり、消したりすることが
できる。また、3本の電子管10に赤、緑、青の蛍光体
を分担させたユニットを平面状に並べることにより、3
本の電子管10を1個の画素とする小型フルカラーのフ
ラット・ディスプレイパネルとして動作させることがで
きる。(あるいは、既知のカラーフィルタ式ディスプレ
イとしても使える。)
That is, the phosphor 6 can be turned on and off by turning on and off the applied voltage. Moreover, by arranging the units in which the red, green, and blue phosphors are shared by the three electron tubes 10 in a plane,
The electron tube 10 of the book can be operated as a small full-color flat display panel having one pixel. (Alternatively, it can be used as a known color filter type display.)

【0023】以上、本発明の実施の形態について図面を
参照して説明したが、勿論、本発明はこれに限られるこ
となく、本発明の技術的思想に基づいて種々の変形が可
能である。
Although the embodiments of the present invention have been described with reference to the drawings, the present invention is not limited to these, and various modifications can be made based on the technical idea of the present invention.

【0024】例えば、本発明の実施の形態においては電
子管10内にカソードとしての尖針3とプレートを構成
する透明導電膜7と蛍光体6のみを設置したが、第1変
形例として図2に示す電子管10’のように、プレート
側の温度をT1 、カソード側の温度をT2 としてT1
2 と温度差を付けることにより、封入されているヘリ
ウムガスは矢印で示すように上方から管壁2に沿って対
流するので、不純物原子(分子)mを捕獲するためのゲ
ッター8を管壁2に沿って設定することにより、尖針3
の近傍を更に純度の高いヘリウムで覆うことができ、電
子放出源としての尖針3の劣化を防ぎ得る。
For example, in the embodiment of the present invention, only the transparent conductive film 7 and the fluorescent material 6 forming the plate, the pointed needle 3 as the cathode are installed in the electron tube 10, but FIG. 2 shows a first modification. as the electron tube 10 'shown, T 1 the temperature of the plate side, T 1 the temperature of the cathode side as T 2>
By making a temperature difference with T 2 , the enclosed helium gas convects from the upper side along the tube wall 2 as shown by the arrow, so that the getter 8 for trapping impurity atoms (molecules) m is attached to the tube wall. By setting along 2, the needle 3
Can be covered with helium having a higher purity, and deterioration of the needle 3 as an electron emission source can be prevented.

【0025】また、第2変形例として図3に示す電子管
10”のように内部にグリッド9を設けて放出電子流を
制御してもよく、また、グリッド9ではなく電子放出素
子4に尖針3を形成させる時に、その両側に同時にゲー
ト電極を形成させておき、ゲート電極に印加する電圧に
よって放出電子流を制御するようにしてもよい。
As a second modification, a grid 9 may be provided inside the electron tube 10 ″ shown in FIG. 3 to control the flow of emitted electrons, and the electron emitting element 4 may be provided with a sharp needle instead of the grid 9. When forming 3, the gate electrodes may be formed on both sides of the same at the same time, and the emission electron flow may be controlled by the voltage applied to the gate electrode.

【0026】また、本発明の実施の形態においては電子
放出源としての尖針3が1本だけの電子放出素子4を採
用したが、1個の電子放出素子4の中に複数の尖針3を
形成させてもよく、このことによって透明電極7に到達
する放出電子流の流れが平均化され電流は一層安定化さ
れる。
Further, in the embodiment of the present invention, the electron emitting element 4 having only one pointed needle 3 as the electron emitting source is adopted, but a plurality of pointed needles 3 are included in one electron emitting element 4. May be formed, whereby the flow of the emitted electron flow reaching the transparent electrode 7 is averaged and the current is further stabilized.

【0027】また、本発明の実施の形態においては、ト
ンネル効果を利用して尖針3から電子eを電界放出させ
たが、原理的に許される範囲内で電子放出素子4を大き
く作成し(例えば3mm角)、ヒータによってカソード
としての尖針3を加熱するか、またはビーム径をμm単
位に絞ったレーザで外部から尖針3を加熱する等によ
り、ショットキー効果を利用し熱電子を放出させるよう
にしてもよい。勿論、電界放出と熱放出とを併用しても
よいことは言うまでもない。
Further, in the embodiment of the present invention, the electron e is field-emitted from the apex needle 3 by utilizing the tunnel effect, but the electron-emitting device 4 is made large within the range allowed in principle ( For example, 3 mm square), the tip needle 3 as a cathode is heated by a heater, or the tip needle 3 is externally heated by a laser whose beam diameter is narrowed to a unit of μm. You may allow it. It goes without saying that the field emission and the heat emission may be used together.

【0028】また本発明の実施の形態においては、映像
管としての電子管10を例示したが、本発明のガス封入
電子流型電子管は映像管としてのみならず、電子が衝突
する面での電子エネルギーを映像以外に変換する応用も
可能である。例えば蛍光体6の代わりに光導電体を設け
ることにより、あらかじめ静電荷を帯電させておいた光
導電体から静電荷を消滅させることもできる。
Further, in the embodiment of the present invention, the electron tube 10 as an image tube is exemplified, but the gas-filled electron flow type electron tube of the present invention is not only used as an image tube, but also the electron energy at the surface where electrons collide. It is also possible to apply the conversion to other than video. For example, by providing a photoconductor instead of the phosphor 6, it is possible to eliminate the static charge from the photoconductor that has been previously charged with the static charge.

【0029】[0029]

【発明の効果】以上述べたように、本発明のガス封入電
子流型電子管は電子放出源を有する微小な電子放出素子
をカソードとし不活性ガスを封入したものであるため、
微小な形状の電子管とすることができ、かつ管壁から脱
離する不純物原子(分子)は封入ガスに遮られて電子放
出源を汚染劣化させないので長期間安定して動作する。
従って、電子管のプレート側に蛍光体を設けることによ
りモノクロームの映像管とし得るし、3本の電子管に
赤、緑、青の蛍光体を分担させたユニットを平面状に並
べることにより、小型でフルカラーのフラットパネル・
ディスプレイとすることもできる。
As described above, since the gas-filled electron flow type electron tube of the present invention has a minute electron-emitting device having an electron emission source as a cathode and is filled with an inert gas,
The electron tube can be made into a minute shape, and the impurity atoms (molecules) desorbed from the tube wall are shielded by the enclosed gas and do not pollute and deteriorate the electron emission source, so that the electron tube operates stably for a long time.
Therefore, by providing a phosphor on the plate side of the electron tube, a monochrome image tube can be obtained, and by arranging the units in which the red, green, and blue phosphors are shared among the three electron tubes in a plane, a compact and full-color image can be obtained. Flat panel
It can also be a display.

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

【図1】本発明の実施の形態のガス封入電子流型電子管
の模式断面図である。
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a gas filled electron flow type electron tube according to an embodiment of the present invention.

【図2】第1変形例のガス封入電子流型電子管の模式断
面図である。
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of a gas filled electron flow type electron tube of a first modified example.

【図3】第2変形例のガス封入電子流型電子管の模式断
面図である。
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of a gas filled electron flow type electron tube of a second modified example.

【図4】従来例のFEDにおける電子放出素子の模式断
面図である。
FIG. 4 is a schematic sectional view of an electron-emitting device in a conventional FED.

【図5】従来例のプラズマ・ディスプレイ・パネルの模
式部分断面図である。
FIG. 5 is a schematic partial sectional view of a conventional plasma display panel.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2 管壁 3 尖針 4 電子放出素子 5 プレート 6 透明導電膜 7 蛍光体 8 ゲッター 9 グリッド 10 ガス封入電子流型電子管 2 Tube Wall 3 Needle 4 Electron Emitting Element 5 Plate 6 Transparent Conductive Film 7 Phosphor 8 Getter 9 Grid 10 Gas Filled Electron Flow Electron Tube

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 電子放出源としてのカソードとプレート
とを備えた電子管において、前記電子管の管壁、その他
からの不純物原子(分子)により前記電子放出源が汚染
され劣化されることを防ぐための不活性ガスが封入され
ており、該不活性ガスの原子(分子)との衝突について
の、電子の平均自由行程をλeg、前記不活性ガス原子
(分子)の平均自由行程をλg、前記不純物原子(分
子)の平均自由行程をλmg、前記カソードと前記プレ
ートとの間の距離をd1 とするとき、次式(1)が成立
するように前記距離d1 が設定されていることを特徴と
するガス封入電子流型電子管。 λeg>d1 >λg≒λmg・・・・・式(1)
1. An electron tube including a cathode as an electron emission source and a plate, for preventing the electron emission source from being contaminated and deteriorated by impurity atoms (molecules) from the tube wall of the electron tube and the like. An inert gas is enclosed, and the average free path of electrons is λeg, the average free path of the inert gas atoms (molecules) is λg, and the impurity atoms are in collision with the atoms (molecules) of the inert gas. When the mean free path of the (molecule) is λmg and the distance between the cathode and the plate is d 1 , the distance d 1 is set so that the following expression (1) is established. A gas filled electron flow electron tube. λeg> d 1 > λg≈λmg Equation (1)
【請求項2】 前記カソードと前記管壁との間の距離を
2 、ヘリウムガスの平均自由行程をλHeとするとき、
次式(2)が成立するように前記距離d2 が設定されて
いる請求項1に記載のガス封入電子流型電子管。 d2 >3λHe・・・・・・・・・・・・式(2)
2. When the distance between the cathode and the tube wall is d 2 and the mean free path of helium gas is λ He ,
The gas filled electron flow type electron tube according to claim 1, wherein the distance d 2 is set so that the following expression (2) is established. d 2 > 3λ He ······ Equation (2)
【請求項3】 前記カソードが単数または複数の尖針状
に形成されており、前記プレートとの間に前記不活性ガ
スの解離電圧以下の電圧が印加され、前記カソードから
電子が電界放出され前記プレートに向かって加速される
請求項1または請求項2に記載のガス封入電子流型電子
管。
3. The cathode is formed in the shape of a single needle or a plurality of needles, a voltage lower than the dissociation voltage of the inert gas is applied between the cathode and the plate, and electrons are field-emitted from the cathode. The gas filled electron flow type electron tube according to claim 1 or 2, which is accelerated toward the plate.
【請求項4】 前記カソードと前記プレートとの間に前
記不活性ガスの解離電圧以下の電圧が印加され、前記カ
ソードがヒータで加熱されて、前記カソードから熱電子
が放出され前記プレートに向かって加速される請求項1
または請求項2に記載のガス封入電子流型電子管。
4. A voltage equal to or lower than the dissociation voltage of the inert gas is applied between the cathode and the plate, the cathode is heated by a heater, and thermoelectrons are emitted from the cathode toward the plate. Claim 1 accelerated
Alternatively, the gas filled electron flow type electron tube according to claim 2.
【請求項5】 前記プレート側の温度と前記カソード側
の温度とに温度差を与えて封入されている前記不活性ガ
スに対流を生じさせると共に、前記不純物原子(分子)
を捕獲するためのゲッターが前記管壁に沿って内部に設
けられている請求項1から請求項4までの何れかに記載
のガス封入電子流型電子管。
5. A temperature difference is provided between the temperature on the plate side and the temperature on the cathode side to generate convection in the enclosed inert gas, and the impurity atoms (molecules) are included.
The gas filled electron flow type electron tube according to any one of claims 1 to 4, wherein a getter for capturing the gas is provided inside along the tube wall.
【請求項6】 前記カソードから放出される電子の流れ
を制御するためのゲート電極またはグリッドが前記カソ
ードの近傍に設けられている請求項1から請求項5まで
の何れかに記載のガス封入電子流型電子管。
6. The gas-filled electron according to claim 1, wherein a gate electrode or a grid for controlling a flow of electrons emitted from the cathode is provided in the vicinity of the cathode. Flow type electron tube.
【請求項7】 前記電子が衝突して発光する蛍光体が前
記プレートに一体的に設けられており、映像管として使
用される請求項1から請求項6までの何れかに記載のガ
ス封入電子流型電子管。
7. The gas-filled electron according to claim 1, wherein a phosphor that emits light upon collision with the electron is integrally provided on the plate and is used as a picture tube. Flow type electron tube.
JP07114896A 1996-03-01 1996-03-01 Gas filled electron flow electron tube Expired - Fee Related JP3625951B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP07114896A JP3625951B2 (en) 1996-03-01 1996-03-01 Gas filled electron flow electron tube

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP07114896A JP3625951B2 (en) 1996-03-01 1996-03-01 Gas filled electron flow electron tube

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH09245742A true JPH09245742A (en) 1997-09-19
JP3625951B2 JP3625951B2 (en) 2005-03-02

Family

ID=13452240

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP07114896A Expired - Fee Related JP3625951B2 (en) 1996-03-01 1996-03-01 Gas filled electron flow electron tube

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3625951B2 (en)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005059949A1 (en) * 2003-12-17 2005-06-30 Nihon University Field emission spot light source lamp
JP2008153228A (en) * 2006-12-18 2008-07-03 Ind Technol Res Inst Electron emission light-emitting device and method
JP2008166245A (en) * 2006-12-29 2008-07-17 Ind Technol Res Inst Light source device
JP2008226760A (en) * 2007-03-15 2008-09-25 Onizuka Glass:Kk Cold cathode device, radiation radiating device, electron beam emission device, and light-emitting device
JP2009016348A (en) * 2007-06-29 2009-01-22 Kofukin Seimitsu Kogyo (Shenzhen) Yugenkoshi Pixel tube used for field emission display device
EP2306493A1 (en) * 2008-07-09 2011-04-06 Panasonic Electric Works Co., Ltd Light emitting device

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005059949A1 (en) * 2003-12-17 2005-06-30 Nihon University Field emission spot light source lamp
JP2008153228A (en) * 2006-12-18 2008-07-03 Ind Technol Res Inst Electron emission light-emitting device and method
JP2008166245A (en) * 2006-12-29 2008-07-17 Ind Technol Res Inst Light source device
JP2008226760A (en) * 2007-03-15 2008-09-25 Onizuka Glass:Kk Cold cathode device, radiation radiating device, electron beam emission device, and light-emitting device
JP2009016348A (en) * 2007-06-29 2009-01-22 Kofukin Seimitsu Kogyo (Shenzhen) Yugenkoshi Pixel tube used for field emission display device
EP2306493A1 (en) * 2008-07-09 2011-04-06 Panasonic Electric Works Co., Ltd Light emitting device
CN102089853A (en) * 2008-07-09 2011-06-08 松下电工株式会社 Light emitting device
EP2306493A4 (en) * 2008-07-09 2011-12-07 Panasonic Elec Works Co Ltd Light emitting device
KR101242453B1 (en) * 2008-07-09 2013-03-12 파나소닉 주식회사 Lighting device

Also Published As

Publication number Publication date
JP3625951B2 (en) 2005-03-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5663611A (en) Plasma display Panel with field emitters
US7598939B2 (en) Liquid crystal display device, backlight used for same display device, method for driving same backlight and method for manufacturing same backlight
US20070262715A1 (en) Plasma display panel with low voltage material
US5504387A (en) Flat display where a first film electrode, a dielectric film, and a second film electrode are successively formed on a base plate and electrons are directly emitted from the first film electrode
KR100696541B1 (en) Plasma display panel comprising electron emitting means
JP2004200040A (en) Plasma display panel
US6229582B1 (en) Display device with secondary electron emitting layer
US3992644A (en) Cathodoluminescent display with hollow cathodes
JP3625951B2 (en) Gas filled electron flow electron tube
US6459201B1 (en) Flat-panel display with controlled sustaining electrodes
US7250926B2 (en) Method of driving flat display apparatus and driving system
JPH09245653A (en) Display device
JP2789754B2 (en) Large screen display device
JP3218430B2 (en) Cathode for addressing structure
Kwon et al. Influence of getter activation and aging in a frit-sealed field emission display panel
KR100777727B1 (en) Display apparatus
JP2002245944A (en) Gas discharge type display device
KR940004295B1 (en) Making method and device of display panel
JPH10283956A (en) Field emission display device
JP2001093450A (en) Image display device and method for displaying image
JP3060614B2 (en) Image display device
JPH01241742A (en) Image display device
KR100370251B1 (en) The apparatus of FED which is sustained single-body spacer per some unit pixel
JP2006018319A (en) Method for driving discharge tube for display
JPH03101388A (en) Image display device

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20040827

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20040907

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20041101

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20041130

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20041201

R150 Certificate of patent (=grant) or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

RD03 Notification of appointment of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423

Effective date: 20071108

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20071210

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101210

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131210

Year of fee payment: 9

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees