A7 B7 2 0 五、發明説明（}) [發明之背景] [發明之技術領域] 本發明係關於一種冷陰極電子元件、及使用該冷陰極 電子元件之電場放射型發光元件，以及冷陰極發光元件。 更詳言之’係關於一種構成為具有陰極電極、閘極電 極及陽極電極，兔由陰極電極重場敢射的電子，到達閘極 " ··.·* t極_^?_陽方—的.夺踏〜極..電子..元伴…、及使..思該 冷复散敗發支元#，n冷陰極發^ 電子元件之冷陰極之發射特 售直農羞）以及J-場盖it j!舞兔元件及冷陰極發光元件中 ............... * -.·· - .—.一一·》 今螢光體之發光效率的穩定化者、。 _ ·· —·. —·— ·'—··--— — 只 ί [習知之技術] 在金屬或半導體中’在真空中將施加至該金屬層或半 導體層表面的施加電壓維持於l〇9[V/S]程度，則依所謂的 1 ..... …. —— ...... .· 隨道g：應使電子通過障壁，常.溫.下.也能故射電子暴 嘉·_里土 β 一般而言’將此種電子放射現象稱為電場放射 (Field Emission) ’且將具備基於此種原理而放射電子之陰 極的電子元件稱為τ電續赛射元身或電場放射陰極（FEC. Field Emission Cathode)。 近年來，因驅使半導體細微加工技術而可製作由次微 米尺寸之電場放射元件所構成的表面放射型電場放射陰 極’而各種的電子裝置，尤其是，將該電場放射陰極以矩 _______________________ .- "—- 陣狀！座_槔數H基直上盖耩成，係」^將直各射择M #性 - —- 1 . * 放射的電子照射在螢光面上，且藉由使該螢光面之對_應部 ^ —__ —_一—----—' ___. 本紙張尺度逋用中國國家標準（CNS ) A4说格（210>Γ297公釐） 310738 請 先 閱 讀 背 Φ 之 注
項 再 f · 寫私· 本 / 頁I 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1 A7 B7 4 3 24 2 0 五'發明説明（） 2 矣ϋ」用身摄_成平面型之及示裝置的電子供-給機構為人 所壤。 第12圖係典型顯示此種習知例之電場放射型之顯示 裝置（FED，Field Emission Display)之一例，且被稱為史賓 特型的裝置構成之概要。 在此第12圖之構成中，該史賓特型之feC，係在第 一基板（陰極基板）1 〇〇之表面形成有陰極電極1〇1，同時 在該陰極電極101上依序形成有電阻層1〇2、絕緣層1〇3 及閘極電極104。另一方面，在從閘極電極1 〇4側穿過絕 緣層103而開口的空孔内，形成有縱剖面呈園錐（(；01^)形 狀的射極電極115，在該射極電極115之呈尖銳的尖端部 分係面臨閘極電極1 〇4之開口部。 在前述構成之FEC中，由於使用細微加工技術及可 以次微米級之尺寸形成開極電極104和射極電極115之間 端部間的間隔’所以只要在該等之閘極電極1()4和射極電 極115之間施加僅數土鱼度m，即可如所期簟般 地使電子怪射極！極115放射。 又，在前述FEC形成多個陣列（array)狀的第一基板 100之上方’相對配置塗佈形成螢光體材料之透光性的第 二基板（適合陽極基板，成為陽極電極）116，同時將包含 該等之第一基板100及第二基板116的各部收裝在密閉氣 密容器内’換包話說，收裝在維持於真空（減壓）狀態的氣 密外圍器内，如此地構成FED之裝置整货^ 因而’在依上述而構成的FED中，藉由分別對閣搞 表紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4规格（210X297公釐) ------ 310738 I---------#------1T------^ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 2 4 2 0 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 3 五、發明説明（） 3 ’ 電極-陰極電極間施加閘極電壓Vg，而在陰極電極-陽極 電極間施加陽極電壓νΑ’即可使由射極電極115放射的 電子突射於陽極基板116所對應的螢光體面上，且可依使 螢光體面之對應部分發光顯示而完成所需要的顯示。 又’第13圖係顯示利用上述構成之表面放射型之feC 用以驅動彩色FED之驅動裝置部的方塊圈。 在此第13圖中’於此情況，FED 151可形成mxn點 之FED面板構造。在此’元件編號152，係被輸入的影 像信號（圖像資料），153為其信號輸入緩衝器，154為總 括控制面板整體的控制器。 在控制器154中’關於介以信號輸入緩衝器153所輸 入的圖像資料，例如’係以1圖框（fraine)單位對rgb(紅、 綠、藍光三原色別）分別暫時記憶在顯示器RAM155内， 同時按照顯示方式將該已記憶過的RGB圖像資料轉送至 資料駆動器（陰極驅動器）156A、156B上》 資料驅動器156A、156B中，係將按照由電源部i6〇 之陰極電源160B輸入的陰極電壓Vcc，及來自控制器154 之RGB圖的1度遗崖行脈衝調變的資料腺衝輸出 至F 至极1}1之.务學择1子—(：1至<：111上。 此時’電源部160,係如上述具有對資料驅動器156A、 156B供給陰極電壓Vcc用的陰極電源160B，另外具有對 閘極電壓控制電路159供給預定之閘極電壓Vgg用的閘 極電源160A。 陽極電源/陽極開關電路158，係基於控制器154之 本紙張尺度適用中國國家橾準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 310738 ------"------iT------線 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 4-3 24 2 0 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明（4) 控制，對FED面板151之各陽極端子A1、A2供給預定 的陽極電塵。 在閘極電壓控制電路159上，設定有FED面板 之各閑極端子G1、G2、……之操作順序及其時間，且依 來自閘極電源160A之閘極電壓Vgg而將預定的脈衝電壓 供給至掃描驅動器（閘極驅動器）157上。 對掃描駆動器157，由控制器154之控制，從閘極電 壓控制電路159供給掃描FED面板151之各閘極端子G1、 G2 ..用的掃描信號，以親動各畫素（pixel)，各畫素係 配置成線順序方式的矩陣狀，以便按照顯示方式依序選擇 該各閘極端子G]、G2....... 而且’此時’依據電源部160輸出之陰極電壓Vcc， 適當設定資料驅動器156Α、j $ 成電―n’ i類示部 中輝度的動態簸園（Dynam彳c 為可調整。 如以上所述’習知之電場放射型顯示裝置（FED)，僂 在—^.蜜_ 1圍.蓋直：放射陰KFEC)和設有罄奋驊！ <陽—極導置成相對狀卷毒普式^ 亦即’以上之習知之構成大體說之，當其為FED構 造的情形’有關成為陰極的FEC，首先係在構成氣密外 圍器之一部分的陰極基板的内面形成陰極導體，同時在該 陰極導體上形成絕緣層之後，在該絕緣層上形成閘極。其 次’在從閘極透過絕緣層而將空孔開口之後，在該空孔内 所露出的陰極導體上形成射極電極而成。另一方面，有關 U3 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) ，-* 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） 310738 ί部智慧財產局員工消費合作钍印製 5 432420 A7 ________ B7_ 五、發明説明（5) 相對配置於此構成之FEC的陽極，係在構成氣密外圍器 之另一部分的陰極基板的内面形成遽光性的陽極導體，且 在:為上1減_^—光__想層。 然後’上述構造之fed中，相對於施加預定電壓的 陰極側’係對閘極和陽極導體施加適當的電壓，使射極電 極之前端產生電場放射電子之動作，而該電子係突射於陽 極之螢光體層的對應部分而發光者，此螢光體層之發光即 透過透光性之陽極導體和陽極基板而可從外側看見。 但是’在屯產1處孓習土 LE D中一，其吃1 極電極部於mu安衷外菌1内的製程丰受 到染’而使發射# #兔界皇(ί㈣shQl4 yal料)增高，因 此i曼盖ϋϋϋ邊屬之發光致率冬長期可 靠性惡也妥的匣蟬。 這些現係電場放射元件中之射極電極，及設 於陽極電極上的螢光體層因氧（〇2)氣或碳（c)等的附著而 ，或起因於該污染所致，而且隨著使用時間之經過 使各電極’尤其是射極電極及勞光體層之惡化更加劇烈， 例如對於該射極電極之發射性能的影響即可如從第14圖 所見’陽極電流之值會急速降低，結果，螢光體唐之輝度 特性也將急速惡化。 因此，本申請人先前曾在a本國特許第2634295號， 提案一種依電子射線之照射之進行FED於製造時之射極 電極之清潔的技術手法。 在此提案之發明中’係使由射極電極以電場放射的電 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） 310738 裝------ΐτ------#' {請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 4 3 24 2 0 經濟部智慧財產局員工消費合作钍印製 五、發明説明（6) 子之-部分突射於不呈發射狀態之其他射極電極而予以清 潔者。 為產生上述之作用，將各射極電極分割成電氣上複數 個組群’而使各射極電極之集合成對，當一方之組群的各 射極電極在正規的條件下放射電子時，對於與之成對之另 一方之組群的各射極電極，提供與該前面之一方之組群之 各射極電極的開極同電位以上的正電位之後’將此種驅動 狀態就每一各射極電極組群交互切換進行，而使由一方之 組群之各射極電極所放，的電子之一部分，突射於另一方 之組群之各射極電極上而進行清潔，進而，與之相反地， 以i二友孓备射極I極所北射蛛I壬之一部分， 二上 i進 _行邊潔。 但是’在此依上述放射的電子之照射而進行各射極電 極之清潔者’就空隙較窄的fed之發射特性、或勞光體 之發光效率而言不一定可獲得足以令人滿意的效果。 又，在此情況’係在使各射極電極成對之方式下分為 組群驅動’所以構成該各射極電極之陰極導體也必須以電 氣上分割形成’也造成有需要個別之驅動電路的問題。 [發明之目的] 本發明係為了解消上述習知之各問題點而成者，其目 的係在於提供一種新穎而可避免製埠裝置時所造成之射極 電極之污染’且可容易防止由於該污染而使考射特性降 低，更且可容易防止螢光體層中之發光效率之惡化等的冷 陰極電子元件、及使用該冷陰極電子元件之電場放射型發 請 先 聞 讀 背 面 % 事 項 再 填 本 頁 裝 訂 錄 本紙張尺度適用中國國家標隼{ CNS ) A4規格（210X297公釐） 6 310738 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 7 ---------___ 五二發明説明（7) 光元件’以及冷陰極發光元件。 [發明之概要] 為了達成上述目的’ ；^酱吸乃對聞摄電極和陽極電極 是、二兔直-’暴.少.有..一部分使用〜氣包藏幸廣（occliided metal) ’ 于的一部分突射於氮閉附金屬 4該金—I适择也兩教忠氣i，兒讓敢出之氫 立-捏-立_趾_極_—農塵_丞_榮光體亨之污染。 在此，有關氫包藏金屬，係芒含屬可製造及貯藏^氪禿 袁’農查皇金屬元晶_格屈，而據了 解其量係以容量達金屬之數百倍者，在該氫包藏金屬之母 元素有鈮（Nb)、锆（Zr)、釩（V)、鐵（Fe)、鈕（Ta)、鎳（Ni)、 鈦（Tl)、鎂（Mg)、鉦（Th)或該等之紐合， 亦即*在本發明係藉由該氫包藏金屬所放出之氫氣， 使例如附著在射極電極或螢光趙層之各表面上的氧（〇2) 氣’利用其與該氫氣反應成〇H，另一方面，有關c則可 同樣成為CH而分別將之排除掉，進而使殘留氣體與氫直 f—等之icojiix等的胜著現 A。 有關本發明之第一發明’係如申請專利範圍第1項所 記載之冷陰極電子元件，為具備有陰極電極、閘極電極及 陽極電極，且分別於閘極電極_陰極電極間施加閘極電壓， 於陰極電極-陽極電極間施加陽極電壓的時點使由陰極 電極電場放射的電子到達閘極電極和陽極電極之至少任何 一方’其特徵為：在前述閘極雷楛和陽極電極之至少任何 本纸張尺度it用悄ϋ家制t ( CNS ) A4^^_ ( 2丨Q χ 297公董） --- 310738 i. II 裝. 訂 i (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 4 3 24 2 Π 五、發明説明（8) 方的電極’至少有_部分係使用氫閉附金屬而成者。 、㈣本發明ϋ明’係如中請專利㈣第2項所 記載之冷陰極電子元件’為具備有陰極電極、閘極電極及 陽極電極’且分別於閘極電極_陰極電極間施加閉極電壓， 於陰極電極-陽極電極間施加陽極電壓的時點，使由陰極 電極電場放射的電子到達閘極電極和陽極電極之至少任何 -方’其特徵為：在前述閘極電極和陽極電極之至少任何 -方的電極’至空二?兔色！用氫閉附金屬如設置 可改昱—提供由前..述免色f—疼上―閱―1轉 Ϊ—色土二士佳二11捶瞾勢偉赛的控制...笨專\，以如 此所構成，(1电1述控餐H所赛此見故嚴查信^^控赳 ！兔中所選色出之任二姻 十曼得1控^>，且該 *~—.. — · - — . ·-、 如本發明之申請專利範圍第3項所記載之冷陰極電子 元件，係在前述申請專利範圍第丨或2項之冷陰極電子元 件中’其中提供至由前述陰極電極、閑極電極及陽極電極 ，各電極中所選擇出之任一包號係為篮衝信 號-而...色卞赛之„奪化’係'指由够街寬克、雜衝夷康及 如本發明之申請專利範圍第4項所記載之冷陰極電子 元件，係在前述申請專利範圍第3項之冷陰極電子元件 中，檢測前述陽極電極之電流，而對應該陽極電流之變化 使前述狐衝信號變化者。 I n I |裝 II 訂™· I |劈 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁} 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS > A4規格（2ι〇χ29»4) 8 310738 2. 3 4 C> 7 η 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 9 五、發明説明（） " - 9 如本發明之申請專利範圍第5項所記載之冷陰極電子 元件，在前述申請專利範圍第4項之冷陰極電子元件中， 當時，mu 一部^^用氩 包藏—全流增大’而一笔电該息包藏金屬一放虫的 n处且^复錄Mitim麗u太，—而"】陽 極電1奚緣魅煎產二！坌！！A包薄倉屬的電 極之：1_產-^丨〆’使由該氫包藏金屬放出的氩氣減少而祛叶 — --------Γ.. «Wv* ^ ϊί/j -i^p 月 、.述陰極隻身JU：射-能九.穩定^ 如本發明之申請專利範圍第6項所記載之冷陰極電子 元件，在前述申請專利範圍第丨或2項之冷陰極電子元件 中，其中前述氫包藏金屬’係從鈮（Nb)、锆（Zr)、叙（ν)、 鐵（Fe)、纽（Ta)、鎳（Ni)、鈦（Ti)之組群中所選擇出者β 如本發明之申請專利範圍第7項所記載之冷陰極電子 元件’在前述申請專利範圍第1或第2項之冷陰極電子元 件中’其中前述氫包藏金屑’係同時吸藏前述氫氣及甲院 (CH4)氣體’且依前述電子之突射而同時放出氫氣及节燒 (CH4)氣體。 有關本發明之第三發明’係如申請專利範圍第8項所 記載之電場放射型發光元件’係包含具有：電場放射電子 之射極電極的陰極電極；閘極電極；以及因前述電子突射 而發光之螢光體層的陽極電極，使由前述陰極電極電場放 射的電子突射於前述陽極電極以使前述螢光體層發光，其 特徵為：前述閘極電極之至少一部分係使用氫包藏金屬， 同時對前述陽極電極提供施加電壓之狀態下於前述螢光體 ;紙張尺度適用中國國家橾丰（CNS) A4说格（210X297公釐) 310738 III~. — 訂 \ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 4 3 24 2 0 a7 _______B7_ 五、發明説明（10) 層發光時’對該陽極電極施加小於提供至前述閘極電極之 電子拉引電壓的電壓’或是呼應前述陽極電極之交換而不 對該陽極電極提供施加電壓的狀態下，對前述閘極電極施 加電子拉引電壓，且於前述螢光體層為不發光時，使前述 電場被放射的電子突射於前述氫包藏金屬上以使氫氣放 出。 有關本發明之第四發明，係如申請專利範圍第9項所 記載之電場放射型發光元件’係包含具有電場放射電子之 射極電極的陰極電極；閘極電極；以及具有因前述電子突 射而發光之螢光體層的陽極電極，藉以使由前述陰極電極 電場放射的電子突射於前述陽極電極以使前述螢光體層發 光，其特徵為：前述陽極電極，係由具有前述螢光體層之 顯示用陽極電極；及與該顯示用陽極電極索氣隔離而不具 有前述螢光體層，且至少一部分使用氫包藏金屬的氫放出 用陽極電極所構成，而對前述氩放出用陽極電極，提供相 對於前述顯示用陽極電極之驅動信號為獨立的驅動信號， 且使前述被電場放射的電子突射於該氫放出用陽極電極的 氩包藏金屬以使氫氣放出。 有關本發明之第五發明，係如申請專利範圍第1〇項 所記載之電場放射型發光元件，係包含具有利用電場放射 電子之射極電極的陰極電極；閘極電極；以及具有因前述 電子突射而發光之螢光體層的陽極電極，藉以使由前述陰 極電極電場放射的電子突射於前述陽極電極以使前述螢光 體層發光’其特徵為：前述閘極電極之至少一部分係用 朱 訂 ---梦 (請先閏讀背面之注意事項再填寫本頁).. 本紙張尺度適用中國國家橾準（CNS )八4規格（2丨0X29*7公釐） 10 310738 4 3 2^2^ A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作钍印製 五、發明説明（11) 氳包藏金屬’同時於該閘極電極和前述陽極電極之至少一 部分上截liJt與電極二並隹就施加於前述收斂電極的電壓 , ·— * 一' — ….. 巯入莖色歷...mu流的分配土變今、 耳-您I兔f f豈ii 於1閉搔！ ，出H要量的1氩。 有關本發明之第六發明，係如申請專利範圍第11項 所記載之冷陰極發光元件’係使由陰極導體之冷陰極所放 射的電子突射於設於陽極電極之螢光體層上以使之發光， 其特徵為：在前述螢光體層上添加氩包藏金屬矣粉>末。 • . 、J 本發明之申請專利範圍第12項之冷陰極發光元件， 係在前述申請專利範圍第11項之冷陰極發光元件令，於 前述螢光體層之表面’或構成螢光體層之螢光體粒子之表 面上’附著氩包藏金屬之粉末β 本發明之申請專利範圍第13項之冷陰極發光元件， 係在前述申請專利範圍第丨1項之冷陰極發光元件中，前 述螢光體層係由混合螢光體之粒子和氫包藏金雇之粉末的 糊狀物所形成。 本發明之申請專利範圍第14項之冷陰極發光元件， 係在前述申請專利範圍第Η項之冷陰極發光元件令，構 成前述螢光體層之螢光體粉末的顆粒大小為1至l〇jUm 之範圍内’且前述氫包藏金屬之粉末的顆粒大小為〇 〇1 至數jtim之範圍内。 有關本發明之第七發明，係如申請專利範圍第u項 所記載之冷陰極發光元件，至少具有電場放射電子的冷陰
本紙張尺度iA用中^:垃心rwc ----------- «r V 11 310738 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -β τ 4 3 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明（I2) 極導體；及具有由該冷陰極導體電場放射的電子之突射而 發光之螢光體層的陽極導體，而該等之各導體係各自收裝 在氣密外圍器的内部’其特徵為：於前述氣密外圍器之内 部封入氩氣，同時於前述螢光體層内添加氫包藏金屬之粉 末。 [圖式之簡單說明] 第1圖為顯示作為適用本發明第一實施例之冷陰極電 子元件之電場放射型發光元件之概要構成的截面圖。 第2圖為顯示第1圖之第一實施例之電場放射型發光 元件中之各電極之駆動信號波形的說明圖。 第3圖顯示第1圖之第一實施例之電場放射型發光元 件中之閘極電壓和氣密外圍器内之氫分壓的關係圖》 第4圖顯示第1圖之第一實施例之電場放射型發光元 件中之閘極電流和氣密外圍器内中之氫分壓的關係圖。 第5圖顯示第1圖之第一實施例之電場放射型發光元 件中之陽極電流相對值和連續點亮時間的關係圖。 第6圖顯示作為適用本發明之第二實施例之冷陰極電 子元件之電場放射型發光元件之概要構成的截面圖。 第7圖顯示作為適用本發明之第三實施例之冷陰極電 子元件之電場放射型發光元件之概要構成的截面圖。 第8圖擴大顯示適用本發明之第四實施例之冷陰極電 子元件中之螢光趙層之第一例詳細構造的截面說明圖a 第9圖對比顯示第8圖之第四實施例中之元件構成和 習知例中之元件構成之壽命試驗結果的圖表。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -s 本紙張尺度適用中國國家梯率（CNS ) A4規格（2丨0X297公釐） 12 310738 43 242 0 at _B7 五、發明説明（I3) 第10圖擴大顯示適用第8圖第四實施例之冷陰極電 子元件中之螢光體層之第二例詳細構造的截面說明圖。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 第11圊擴大顯示適用第8圖第四實施例之冷陰極電 子元件中之螢光體層之第三例詳細構造的截面說明圖。 第12圖顯示習知例之電場放射型發光元件之概要構 成的截面圖。 第13圖顯示第12圖習知例申之電場放射型發光元件 之驅動裝置部之構成的方塊圖。 第14圖顯示第12圖之習知例中之電場放射型發光元 件中之陽極電流相對值和連績點亮時間的關係圖。 [發明之詳細說明] 以下，參照第1圖至第11圖詳細說明關於本發明之 第一至第七之各發明的冷陰極電子元件、及使用該冷陰極 電子元件之電場放射型發光元件，以及冷陰極發光元件之 各別的實施例。 經濟部智慧財產局員工消费合作社印製 首先，根據本發明之第一至第五之各發明說明使用第 一至第三之各實施例之冷陰極電子元件的電場放射型發光 元件。 第1圖係顯示作為適用本發明第一實施例之冷陰極電 子元件之電場放射型發光元件之概要構成的裁面圖。 在此第1圖之構成中，作為冷陰極電子元件之一種的 電場放射型發光元件11，係具有絕緣性之陰極基板12， 而在該陰極基板12之内面側形成有陰極電極（陰極導 體）13，且於該陰極電極13上依序形成有絕緣層14及閘 本紙張尺Α適用中國國家揉準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） 13 310738 B7 4 3 2^-20 五、發明説明（） — --- 147 極電極15。本第一實施例之情況，係在問極電極15之至 少一部分上形成或載置或是塗敷有使用鈮（Nb)、锆（zr)、 釩（V)、鐵（Fe)、鉅（Ta)、鎳（Ni)、鈦（Ti)等之氩包藏金屬（氫 包藏合金）的層部分。 另一方面，從閘極電極15穿過絕緣層14而連續於厚 度方向開口的多數個空孔16，同時在露出於該絕緣層Η 之各空孔16内之底部的陰極電極13上，形成有其厚度方 向截面呈圓錐形狀的射極電極17，而該射極電極17之尖 銳的剪端部分係面臨於閘極電極15側之開口部。本第一 實施例之情況，陰極電極〗3和閘極電極i 5，係形成配設 於相互正交之方向之條狀的各電極，該等之各電極係在平 面構成點顯示用的矩陣。 又，在與陰極基板12之間乃隔著預定間隔以相對狀 態配置有透光性之陽極基板21，在該陽極基板21之内面 側形成有陽極電極22，且在該陽極電極22上形成有螢光 體層23 ^本第一實雇例之情況，陽板電座22和螢光體層 23二#共同在全面上形成整片龙。 另外，此時，陰極基板12和陽極基板21，係構成分 別成為密閉氣密容器之氣密外圍器之一部分。 第2圊係顯示上述構成之第一實施例之電場放射型發 光元件11中之各電極的驅動信號波形。 本第一實施例之情況’係於電場放射型發光元件i j 點亮時’預先對陽極電極22提供驅動信號yae此狀態下， I #掃描各自之各陰極電極13和各閘極電極15之任一方 象紙張从適用t關家辟（CNS ) A娜 ( 210X297公釐) ' 310738 , .----^------ΐτ------0 (請先閎讀背面之注意事項再填寫本頁} 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 14 經濟部智慧財產局員工消費合作杜印製 15 432420 五、發明説明（ 15' 的各電極’同時將與該掃描同步的黎動信號提供至另—方 被選擇的電極上以選擇矩陣上的一個交點（intersecti〇n point)。 亦即，例如，以驅動信號Vc依序掃插各陰極電極13, 且選擇各閘極電極15中之所需要^極，並對該被選擇 的閉極電極施加驅動信號Vgl以選擇一個交點β從依此所 選擇的交點之射極電極17中產生電場放射電子，突射於 被相對配置之陽極電極22之對應面位置上以使螢光體房 23之相當部分發光者。 又，本第一實施例中，以未圖示之控制機構經常監視 流至陽極電極22之陽極電流，而皇m览流秦套某― 疋冬夺工席述，n極電極u之氫包 藏-全i中放直圭含有農韵i鼓以達謀求發射冬埯 再·· 亦即’如第2圖所示，不會對陽極電極22提供驅動 信號Va ’而在施加電壓為〇電位之非點亮時，對閉極電 極15提供驅動信號Vg2»此時’該驅動信號Vg2之電壓 會低於點亮時之相當驅動信號Vgl之電壓。因此，在非點 冗時’由於陽極電流為0電位，提供至閘極電極15之電 壓即使低於點亮時之驅動信號Vgl，在閘極電極丨5上也 會有足夠的電流流入。 因而’於此非點亮時由射極電極17放射之電子突射 於閘極電極15之氲包藏金屬時，該氬包藏金屬即被活性 化’將氫或甲烷（CH4)放出至射極電極17之近旁，而該等 玉紙張尺度適用中國國家橾準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） " -- 310738 ^ .ΐτ線、 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 4 3 2 4 2 0 五、發明說明（ι〇 之氣體等會除余附爹在該/射極電極丨7上之1(〇2)氣或 碳，並防止及減低射極電極17之工作函數之增加，以使 其發射特性得以恢復，依此就可容易確保該射極電極17 之長壽命化及高可靠性等β更且同時也有對該等之氣體改 善螢光體層23之發光效率β 在此，本第一實施例之情況，關於來自上述氩包藏金 屬之氩等的氣體放出，雖然在陽極電流低於某一定之電壓 位準之前不會進行，而在確認已低於該電壓位準時，才使 電子突射於閘極電極I5之氫.包藏金屬，但良對塵障極電 流之生之巫I段^增i裊嚴i盟i t極的電Μ，而控制成 袭遗免的放出農遒―量聲复增多之方式也很有效。 第3圖係顯示本第一實施例之電場放射型發光元件η 中之閘極電壓和氣密外圍器内中之氫分壓的關係圖；又， 第4圖係顯示同上閘極電流和氣密外圍器内中之氫分壓的 關係圖。 亦即，預先以實驗等決定此種閘極電極及閘極電流和 氫分壓之關係式’以及射極電極17等之性能恢復上所需 要的氫分壓，以使該等儲存保持於未圖示之控制機構等 中，且若將之當作控制條件之一來使用的話，則隨著筆光 严層23三顯示輝ϋ生組色’ mngjeo，藉. 由使―叹色變化，更皇制立佥屋邊」分測自動 :地且行使嚴龟農色^2之煢差1隹恢崖屋汹控 卷效-穩定化用的控制。 ν ~ — ......、' 、 第5圖係顯示本第一實施例之射極電極17中之發射 &紙張尺度 1¾用中國國家標準（CNS)A4規格（2〗0 X 297公餐) "-- 310738 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本I) 訂---------線： 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 16 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 17 Α7 Β7 五、發明説明（ι7) 性能之陽極電流相對值和連續點亮時間的關係，甚至顯示 壽命特性。 若依據本第一實施例構成之電場放射型發光元件 11 ’則於點亮中，當檢測出螢光體層23之顯示輝度降低（陽 極電流值降低）時，藉由對應其降低程度而適時使電子突 射於閘極電極15以使氩等的氣體產生及放出，由此來抑 制射極電極17之發射特性或螢光體層23之發光特性的惡 化’結果，就可長期雉持陽極電流值初期設定值。關於此 時之螢光體層23的發光輝度，也是以保持初期設定值之 狀態下較為穩定’且沒有恨大的變動’與習知構成比較時 顯示出優越的壽命特性。 在此，本第一實施例之情況，係對上述閘極電極i 5 之驅動信號的變化，藉由改變所施加的脈衝狀驅動信號之 脈衝信號寬度、脈衝高度、脈衝數等即可容易達成，該等 之脈衝信號寬度、脈衝高度、脈衝數等，亦可選擇其中之 任一個’或選擇任一個以上β 本第一實施例中，雖係就依氩包藏合金形成閘極電極 15本身之至少一部分的情況加以說明，但是其形態亦可 為任意形態，例如，亦可在電極面上形成氫包藏合金之層， 或附著形成氫包藏物質β 如此在本第一實施例中，藉由使點亮時和非點亮時之 陽極電流/閘極電流之分配率變化就可使射極電極17穩定 化驅動。 -——示作為適用本發明^r旅你丨夕^^fl 本紙張^^適财關家縣；（CNS ) Α4ΐ?Α ( 21GX297公釐)' 晋 310738 #, -II. 線 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作钍印製 18 4 3 P ,ii ρ η —••一‘ A7 B7 五、發明説明（）
IS 子元件之電場放射型發光元件之概要構成的裁面說明圖。 即使在此第2圖之構成的情況’電場放射型發光元件 31中之氣密外圍器之構造及FEC之構造，基本上是與上 述第一實施例之情況相同，關於該FEC構造，係在相當 部分附上相同元件編號，而省略其說明。 本第二實施例構成之情況，關於各閘極電極15a，乃 不使用先前所述之氫包藏合金，而各陽電極，係分別由开j 成條狀且相互間電氣隔離之一方的各顯示用陽極電極32a 和另一方之各氫放射用陽極電極3 2b的二種類所構成》然 後，在一方之各顯示用陽極電極32a上設有螢光體層23。 在另一方之各氫放射用陽極電極3 2b中，無須設置螢光體 層’而其至少之一部分係由氩包藏合金所形成，或在上面 侧之一部分上設有氩包藏合金，且以從兩側挾持各顯示用 陽極電極32a的方式接近配置。 此時，本第二實施例中，顯示用陽極電極32a和氫放 射用陽極電極32b’由於以電氣連接於不同系統上，所以 可分別獨立提供驅動信號，換言之，可分別獨立提供控制 信號。 亦即’對氫放出用陽極電極32b而言，施加與顯示用 陽極電極32a分別獨立的堪動信號以使氫產生，依此就可 獲得大致與上述第一實施例之情況同樣的作用及效果。另 外’可對此氫放出用陽極電極3 2，沒有區別顯示裝置構 成之顯示中與非顯示中而提供驅動信號，且藉由使該驅動 #號乂電位隨時間變化’或提供與顯示用陽極電極32a不 本紙張从適用中國國家揉準（CNS ) Α4· ( 210X297公釐) ' 310738 I n II"I — I n 線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁}.- 經濟部眢慧財產局員工消費合作杜印製 19 4 2 〇 ' Α7 __Β7 五、發明説明（j 同的電位’就可對相當部分之氩包藏合金以所希望之狀態 進行電子射線照射。 第7圖係典型擴大顯示作為適用本發明之第三實施例 之冷陰極電子元件之電場放射型發光元件之主要構成的部 分截面圖。 即使在此第7圖之構成的情況，電場放射型發光元件 41中之氣密外圍器的構造，及FEC之構造等，基本上也 與上述第一及第一之各實施例.的情況大致相同，而關於該 FEC構造，則在相當部分附上相同的元件編號，而省略 其說明。 在本第三實施例構成中’係在上述至少一部分使用氣 包藏金屬的各閘極電極15上，依序形成第二絕緣層42和 收斂電極43’同時關於該等之第三絕緣層42及收斂電極 43’也完全與上述第一實施例之情況相同，使連通於上述 空孔16之一部分之大直徑的第二空孔44予以開口，以形 成所謂的雙層閘極搆造。 因而’如此依據在FEC構造中追加收斂電極43之本 第三實施例之雙層閘極構造，藉由調整提供至該收 斂電極43的電位’即可使閘極電流和陽極電流之比率任 意變化。 換言之’在由射極電極17電場放射的電子内，利用 收斂電極43之電位就可容易控制不達到陽極電極22而流 入閘極電極15内的電子之比例，在此，突射流入於該閉 極電極15内的電子，也使氫包藏金屬活性化且使氫氣等 本紙浪Ζΐϋ用巾目邮鮮（CNS ) A4胁（210X297公釐) ~ --- 310738 ----------f------tr------^ , (琦先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 4 3 經濟部智慧財產局員工消費合作杜印製 A7 R7 五、發明說明（2〇) 放出至容器内。 本第三實施例構造之情況，尤其是陽極電壓很高且在 躁動中適用於不進行該陽極電壓之ΟΝ/OFF的高壓管中是 有利的 其次’就本發明之第六及第七之各發明的第四實施例 之冷陰極發光元件加以說明。 使用本第四實施例之冷陰極發光元件的整體構成，由 於完全與上述第一實施例之情況相同，所以省略其說明， 而在本第四實施例中，係就形成於該冷陰極發光元件之透 光性陽極導體上的螢光體層加以敘述，在此係就包含氫包 藏金屬之螢光體層加以敘述。 第8圖係典型擴大顯示適用本發明第四實施例之冷陰 極電子元件中之螢光體層部分之第一例之詳細構造的裁面 說明圊》 在此第8圖之截面構成中，元件編號21，係顯示具 有透光性之絕緣性的陽極基板，22係顯示選擇性設於該 陽極基板21上之具有同樣透光性的陽極導體，51係顯示 形成該陽極導體22上的螢光體層。 此第一例之情況，電極螢光體層51，係使用附著有 氩包藏金屬之粉末53的螢光體之粒子52當作原料所形 成。 氫包藏物質’係如先前所述’可為從鈮（Nb)、锆（Zr)、 釩（V)、鐵（Fe)、钽（Ta)、鎳（Ni)、鈦（Ti) ' 鎂（Mg)、灶（Th) 等或該等之組合中所選擇者’並可利用氫化鍅或氫化釩 ----------k--------訂---------線 (請先Μ讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4规格（210 x 297公爱） 20 310738 Α7 432/12 η ....... ' . — Β7 五、發明說明（21) 等。又，螢光體之粒子52的顆粒大小，為1至1〇#m之 範圍，而氩閉附金屬之粉末53的顆粒大小，為〇 〇1至數 以m之範圍。另一方面，由於錘（Zr)或釩也為非發光 金屬’所以例如’要留意锆（Zr)不會覆蓋螢光體之粒子52 之全表面。換言之’並非是在螢光體之粒子52之表面將 錯（Zr)形成膜狀’而是在該粒子52之周圍使锆（Zr)之粉 末，甚至於將氩包藏金屬之粉末53附著成粒子狀才是重 要的。亦即’在螢光體粒子52之表面的發光係在從外部 可充分辨識下調整氩包藏金屬之粉末53的添加量。 因而’在上述構成之FED中，如先前所述，利用電 場由射極電極17所放射的電子雖會突射於陽極導體22上 以使螢光體層51發光，但是該發光係可介以透光性之陽 極導趙22及陽極基板21而從該部側加以碟認》 此時所放射的電子，也會突射於附著在螢光體上之氩 包藏金屬之粉末53上而放射氩氣。然後，該被放射的氫 氣’藉由邊改善位於近旁之螢光體之粉末53的發光效率， 且邊對射極電極17帶來影響，就可為了提高電場放射之 工作函數而除去清潔射極前端的氧（02)或碳以改善發射特 性者。 在此，第9圖係顧示比較本第四實施例中之裝置構成 和習知例中之裝置構成之耐用壽命試驗的結果。依此第9 圖亦可明白，習知例之情況，雖然每次超過連績點亮100 小時就會除以初期值之80%，但是本第四實施例中，首 先，初期值本身也高於習知例70%程度’且對於經過時 — — — — — — —---1!^-------- 訂--I-----•線W (請先閱讀背面之注意W-項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消费合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4蚬格(210 X 297公* > 21 310738 4 3 2^20 Α7 _ Β7 五、發明說明（22) 間之減低率也會變小，並可確認即使經過連續點亮1 0000 小時也只減少1 〇%程度而壽命極為長。 第10圖係典型擴大顯示適用本發明第四實施例之冷 陰極電子元件中之螢光體層之第二例詳細構造的截面說明 圖。 在此第10圖所示之第二例的情況，螢光體層51a， 係在陽極導體22上使螢光體之粒子52a形成層狀之後， 使氫包藏金屬之粉末53a附著在其表面者。 亦即’氫包藏金屬之粉末53本身雖為非發光物質， 但是在此第二例中，實際上在形成螢光體層5la之後由於 使氫包藏金屬之粉末53a附著’所以對於作為用以確認螢 光想之發光的陽極導艘22側之辨識不會發生障礙。換言 之’沒有氫包藏金屬之粉末53a造成顯示妨礙之虞。其他 的構成及作用效果’完全與第一例之情況相同。 在此’作為使氫包藏金屬之粉末53a附著在各粒子52a 之螢光體層51a之表面的附著機構，例如，有使作為該粉 末53a之錯（Zr)分散於有機溶劑中之後進行噴霧等的方 法。 第11圖係典型擔大顯示適用本發明第四實施例之冷 陰極電子元件中之螢光體層之第三例詳細構造的截面說明 圖。 在此第11圖所示之第三例的情況，榮米韓層51 b， 係展金-愛盎霞盔教土 iZb 藏金屐孓粉末f 3b以形成 ' ------------------------------- 椒I者I-亦在產皇包金屬之粉末53b 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱） 310738 (請先閣讀背面之注意事項再填寫本頁) --------訂---------線 經濟部智慧財產局員工消費合作杜印製 22 五、發明說明（23) 锆（Zr)或氫化锘（ZrH2)充分分散於溶劑令之後，進一步藉 由置入螢光體粒子52b而同樣使之分散於溶劑中以使之构 狀物化’#利甩免㉟法二泥衆⑷Wy)法或電錢法等，將 mm於障鱼3禪上以作為所需要圖案之螢光 體層5 1 b。 广 然後’此情況’由立氡包藏物質為許發光物質巧以 在該# (ΖΓ〗—色土f 一覆I榮-光體支氣子i—2b孓全表面下于以 調隻里的m與^佐致弗同。在此，其他 的構成及作用效果也完全與第一例及第二例之情況相 同。 以上’各實施例中，雖於作為氫包藏物質之锆（Zr)或 釩（V)中含有氫（H2)但在在FED之製造製程中考慮該扎會 被揮散掉，g於最後氧密封住外麗器時，亦可在該外圍蓋 .与.封△填！的分1之]^。 亦即’此情況，被封入的h2，會閉塞於螢光#層之 氩閉稱恭賓上「同時在使用時會接受電子之突$而再次放 射旱外播器内，並反覆此為作。 f請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂---------線- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 23 310738