JPH04249026A - 電子放出素子 - Google Patents

電子放出素子

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JPH04249026A
JPH04249026A JP3034995A JP3499591A JPH04249026A JP H04249026 A JPH04249026 A JP H04249026A JP 3034995 A JP3034995 A JP 3034995A JP 3499591 A JP3499591 A JP 3499591A JP H04249026 A JPH04249026 A JP H04249026A
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洋一 小堀
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    • H01J31/12Image or pattern display tubes, i.e. having electrical input and optical output; Flying-spot tubes for scanning purposes with luminescent screen
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  • Cold Cathode And The Manufacture (AREA)
  • Cathode-Ray Tubes And Fluorescent Screens For Display (AREA)
  • Electrodes For Cathode-Ray Tubes (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本考案は電子放出素子(Fiel
d Emission Cathodes,以下FEC
とも呼ぶ。)に関するものである。本考案の電子放出素
子は、各種表示装置、マイクロ波真空管、光源、増幅素
子、高速スッチング素子、センサー等における電子源と
して有用である。
【0002】
【従来の技術】電子放出素子の一構造例であるいわゆる
縦型の構造を図5に示す。図中100はガラス等から成
る絶縁性の基板である。基板100の上面にはカソード
電極101が設けられている。カソード電極101の上
面にはシリコン薄膜等からなる抵抗層102が設けられ
ている。抵抗層102の上面にはSiO2 等の絶縁層
103が設けられている。該絶縁層103にはキャビテ
ィ104が形成され、絶縁層103の上面にはゲート1
05が設けられている。そして、前記キャビティ104
内の抵抗層102の上には円錐形のエミッタ106が設
けられている。即ちエミッタ106は、基板100の上
面において抵抗層102を介してカソード電極101に
接続されている。
【0003】この電子放出素子によれば、エミッタ10
6に対してゲート105に適当なバイアス電圧を印加す
ることにより、エミッタ106の先端とゲート105の
間に電界を生じさせ、エミッタ106の先端から電子放
出を得ることができる。また、一般的な縦型の電子放出
素子において、駆動を開始するためにスイッチを閉じた
瞬間、絶縁劣化により大きなパルス電流が流れてエミッ
タを破壊してしまう事故が発生することがあった。しか
しながら、前記電子放出素子によれば、エミッタ106
とカソード電極101の間に電流制限用の抵抗層102
が設けられていたので短絡状態にはならず、隣接する他
のエミッタ106からの電子放出を損ねるほどの電圧降
下が起こることはない。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】電流制限用の抵抗層を
有する従来の電子放出素子には次のような問題点があっ
た。 (1)抵抗層での電圧降下が10%程度もあり、その分
駆動電圧が高くなる。換言すれば、抵抗層での電圧降下
分がむだになるので、駆動電圧を低くすることができな
い。 (2)各エミッタには放出効率のバラツキが生じる。こ
れは抵抗層によってある程度はおさえられるが不充分で
あり、輝度のユニフォーミティに放出効率のバラツキに
よる悪影響が残ってしまう。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明の電子放出素子は
、絶縁性の基板上において、カソード電極とエミッタの
間に定電流素子を設けたことを特徴としている。
【0006】
【作用】エミッタとカソード電極の間に設けられた定電
流素子では従来の抵抗層に比べて電圧降下が小さいので
駆動電圧を低くできる。また、各エミッタの電子放出が
均一化する。
【0007】
【実施例】本発明の一実施例を図1及び図2により説明
する。図1に示すように、ガラス等から成る絶縁性の基
板1の上面には、アルミニウム等で形成された帯状のカ
ソード電極2が形成されている。カソード電極2上には
、定電流素子としてのダイオード3が形成されている。 ダイオード3は、金で形成された金属層4とアモルファ
スシリコンで形成された半導体層5とにより形成されて
いる。
【0008】本実施例では、アモルファスシリコンと密
着性が良く、また抵抗値の低い金属である金を用いてダ
イオード3を形成しているが、半導体層5とカソ−ド電
極2とを直接接合させることによりダイオードを構成す
ることも可能である。
【0009】一方、カソード電極2には、SiO2 か
ら成る絶縁層7が形成されている。ダイオード3上でか
つ絶縁層7の孔近傍には円錐形のエミッタ6が形成され
ている。又、絶縁層7上でかつエミッタ6の周辺には帯
状のゲート電極8が形成されている。カソード電極2と
ゲート電極8は直交し、マトリクス構成されている。
【0010】以上のように構成された電子放出素子の動
作を説明する。カソード電極2とゲート電極8とに選択
的に電圧を印加すると、エミッタ6の先端から、正電圧
が印加されたアノード電極(図示せず)に向かって電子
が放出される。該アノード電極に蛍光体が被着されてい
る場合には、該蛍光体が発光し、種々の表示を行わせる
ことが可能となる。一般に、ダイオードに流れる電流は
、図2のように表される。ところで、本願の特徴は、図
2に示すダイオードの逆方向電流J0 の特性を利用し
、そのもれ電流を利用するものである
【0011】又、
エミッタ6の活性度が異なる場合、各エミッタ6から放
出される電子の量が異なるという問題が生じるが、各エ
ミッタに対応して設けられた定電流素子たるダイオード
3を流れる電流はほぼ一定となるため、各エミッタ6か
ら放出される電子量も各々略同一となる。従って、本願
の電子放出素子を広い面積にわたって多数構成した場合
でも、各点での電子放出量を均一化でき、特に、表示装
置に応用した場合には発光輝度のバラツキを減少させる
ことができる。
【0012】図3は、他の実施例を示す回路図である。 図2では、定電流素子としてダイオードを使用したが、
図3に示すように、FET301及び抵抗302を図1
のカソード電極2とエミッタ6との間に形成する様にし
てもよい。即ち、端子Sをカソード電極2に接合させ、
端子Dをエミッタ6に接合させる。抵抗302を流れる
電流が増加するとゲート電圧が低下し、抵抗302を流
れる電流が減少する。逆に、抵抗302を流れる電流が
減少すると、ゲート電圧が増加し、抵抗器302を流れ
る電流が増加する。以上の動作により、定電流特性が得
られるものである。
【0013】図4は本発明の他の実施例であるFEC2
0の要部を示すものである。この実施例では、各エミッ
タ21とカソード電極22の間に設ける定電流素子とし
て、トランジスタ23を用いて構成した定電流回路24
を用いている。本実施例によっても前記実施例と略同様
の作用効果を得ることができる
【0014】上述した実施例では、各定電流素子に1個
のエミッタが形成されているが、複数個のエミッタを形
成することにより他のエミッタの電子放出能力が劣化し
た場合でも、残りのエミッタで補うことが可能である。
【0015】
【発明の効果】本発明の電子放出素子によれば、絶縁性
の基板上においてカソード電極とエミッタの間に定電流
素子を設けたので、電子放出開始電圧を低減化でき、各
エミッタの電子放出を均一化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例である電子放出素子の断面図
である。
【図2】同実施例の説明図である。
【図3】他の実施例の要部を示す回路図である。
【図4】他の実施例の要部を示す回路図である。
【図5】従来の電子放出素子の一構造例を示す一部切り
欠き斜視図である。
【符号の説明】
1…基板2,22…カソード電極、3…定電流素子とし
ての定電流ダイオード、9,21…エミッタ、12…電
子放出素子、20…FEC、24…定電流素子としての
定電流回路。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  絶縁性の基板と、前記基板上に設けら
    れたカソード電極と、前記基板上に設けられた定電流素
    子と、前記基板上に設けられ、前記定電流素子を介して
    前記カソード電極に接続されるエミッタとを具備する電
    子放出素子。
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