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JPH1069868A - Phosphor light emitting device and method of manufacturing the same - Google Patents

Phosphor light emitting device and method of manufacturing the same

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Publication number
JPH1069868A
JPH1069868A JP22488496A JP22488496A JPH1069868A JP H1069868 A JPH1069868 A JP H1069868A JP 22488496 A JP22488496 A JP 22488496A JP 22488496 A JP22488496 A JP 22488496A JP H1069868 A JPH1069868 A JP H1069868A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
cathode material
emitting device
phosphor
light emitting
diamond
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.)
Pending
Application number
JP22488496A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masahiro Deguchi
正洋 出口
Makoto Kitahata
真 北畠
Hideo Kurokawa
英雄 黒川
Tetsuya Shiratori
哲也 白鳥
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.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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 Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP22488496A priority Critical patent/JPH1069868A/en
Publication of JPH1069868A publication Critical patent/JPH1069868A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
  • Electrodes For Cathode-Ray Tubes (AREA)
  • Cathode-Ray Tubes And Fluorescent Screens For Display (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 低温度で安定に熱電子を放出するカソード部
を含んだ構成にすることにより、効率的に発光する蛍光
体発光装置を提供する。 【解決手段】 電子放出源である前記カソード材の表面
に例えば微小ダイヤモンド粒子などを複数個配置するこ
とによって、熱電子放出が容易なカソードを得ることが
可能となる。その結果、高効率に発光する蛍光体発光装
置を得ることが可能となる。また平均粒径が0.2μm
以下の微小ダイヤモンド粒子をカソード材表面、あるい
は表層に分布させる工程を含むことによって、熱電子放
出が容易となるダイヤモンドを微小粒子あるいはその凝
集体の形態でカソード材表面、あるいは表層に再現性よ
く配置できるので、容易に高効率な蛍光体発光装置を形
成することが可能となる。
(57) [Problem] To provide a phosphor light emitting device that emits light efficiently by including a cathode portion that stably emits thermoelectrons at a low temperature. SOLUTION: By disposing a plurality of fine diamond particles, for example, on the surface of the cathode material which is an electron emission source, it is possible to obtain a cathode which can easily emit thermoelectrons. As a result, a phosphor light emitting device that emits light with high efficiency can be obtained. The average particle size is 0.2 μm
The following step of distributing the fine diamond particles to the surface of the cathode material or to the surface layer is included, so that the diamond that facilitates thermionic emission is arranged with good reproducibility on the surface of the cathode material or to the surface layer in the form of fine particles or aggregates thereof. As a result, a highly efficient phosphor light emitting device can be easily formed.

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、電子線の照射によ
って蛍光体を発光させる蛍光体発光装置及びその製造方
法に関し、特に粒子状のダイヤモンドを表面、あるいは
表層に配置したカソードを構成要素として有する蛍光体
発光装置及びその製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a phosphor light emitting device for emitting a phosphor by irradiating an electron beam and a method for manufacturing the same, and more particularly, to a cathode having a particulate diamond disposed on a surface or a surface layer as a component. The present invention relates to a phosphor light emitting device and a method for manufacturing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】電子線の照射によって蛍光体を発光させ
る蛍光体発光装置の代表的なものとしては、ディスプレ
ィなどの画像表示装置がある。これは電子放出源である
カソードから発せられた電子線を走査し、任意の位置の
蛍光体を発光させることにより画像を表示するものであ
る。通常、そのカソードとしてはタングステン(W)な
どの高融点金属からの放出される熱電子を用いた電子銃
や、微細な突起状構造から電子を電界放出させる冷陰極
素子が挙げられる。特に後者は、薄型の平面ディスプレ
ィ用の電子源として注目されている。
2. Description of the Related Art As a typical phosphor light emitting device for emitting a phosphor by irradiation with an electron beam, there is an image display device such as a display. In this technique, an image is displayed by scanning an electron beam emitted from a cathode, which is an electron emission source, and causing a phosphor at an arbitrary position to emit light. In general, examples of the cathode include an electron gun using thermoelectrons emitted from a refractory metal such as tungsten (W), and a cold cathode device that emits electrons from a fine projection structure in a field. In particular, the latter is drawing attention as an electron source for a thin flat display.

【0003】また蛍光体を発光させる他の装置として
は、蛍光灯に代表される照明器具がある。これは封止さ
れた容器内に充填されたガスを放電し、そのガス放電の
際に発せられる電子や紫外線のエネルギーによって蛍光
体を発光させるものである。
As another device for emitting light from a phosphor, there is a lighting device represented by a fluorescent lamp. This discharges a gas filled in a sealed container and causes the phosphor to emit light by the energy of electrons or ultraviolet rays emitted at the time of the gas discharge.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】一般的な画像表示装置
に用いられるブラウン管は、単一の電子銃から発せられ
る電子線を走査することによって蛍光体を発光させてい
るため、適切な画像を得るためには電子銃と蛍光体面に
適当な距離が必要であった。すなわち、奥行きが必要な
ため、画像表示装置を薄型化することが困難であった。
さらに電子の放出は、高融点金属からの熱電子放出によ
るものであり、カソード源に用いる金属を高温(700
℃以上)に加熱する必要があった。
A cathode ray tube used in a general image display device emits a phosphor by scanning an electron beam emitted from a single electron gun, so that an appropriate image is obtained. For this purpose, an appropriate distance was required between the electron gun and the phosphor surface. That is, since the depth is required, it is difficult to reduce the thickness of the image display device.
Further, the emission of electrons is due to thermionic emission from the refractory metal.
℃ or more).

【0005】また冷陰極素子をアレイ化して平面カソー
ドとした画像表示装置は薄型化が可能となるが、得られ
る電子放出量はその電子放出部の形状に大きく依存して
おり、安定な放出電流を得るためには冷陰極部分の構造
や形状を精密に制御する必要があった。すなわち、均一
に電子放出部を作製したり、電子放出部分の形状を維持
するなどの点で、安定な画像表示装置を作製することが
困難であった。
Although an image display device in which cold cathode elements are arrayed to form a flat cathode can be made thin, the amount of electron emission obtained largely depends on the shape of the electron emission portion. In order to obtain this, it was necessary to precisely control the structure and shape of the cold cathode portion. That is, it has been difficult to manufacture a stable image display device in terms of, for example, uniformly manufacturing the electron emission portion and maintaining the shape of the electron emission portion.

【0006】以上のような観点で従来技術をみた場合、
電子線照射によって蛍光体を発光させる画像表示装置に
おいて、安定でかつ効率的、省スペースの電子放出源を
作製することは困難であった。
In view of the prior art from the above viewpoint,
It has been difficult to produce a stable, efficient, and space-saving electron emission source in an image display device that emits phosphor by electron beam irradiation.

【0007】また蛍光灯などの照明器具は、ガス放電の
際に発せられる電子や紫外線のエネルギーによって蛍光
体を発光させるものであるが、その発光効率を高めるた
めに封止された容器中に水銀が混入されている。すなわ
ち、地球環境保護の面において有毒物質を使用せざる得
ないという問題点があった。
[0007] Lighting equipment such as fluorescent lamps emit light from a phosphor by the energy of electrons or ultraviolet rays emitted at the time of gas discharge. In order to increase the luminous efficiency, mercury is contained in a sealed container. Is mixed in. In other words, there is a problem that toxic substances must be used in protecting the global environment.

【0008】そこで本発明は、従来技術における前記課
題を解決するため、電子放出源であるカソード材の表
面、あるいは表層に複数個の粒子、あるいは粒子の凝集
体が配置された構成を含むことにより、効率的で安定な
電子線放出が可能となるため、容易に蛍光体を発光させ
ることができる画像表示装置や照明器具などの蛍光体発
光装置を提供することを目的とする。
In order to solve the above-mentioned problems in the prior art, the present invention includes a structure in which a plurality of particles or aggregates of particles are arranged on a surface or a surface layer of a cathode material as an electron emission source. Another object of the present invention is to provide a phosphor light-emitting device such as an image display device or a lighting fixture that can easily and efficiently emit a phosphor, since efficient and stable electron beam emission is possible.

【0009】また本発明方法は、平均粒径が0.2μm
以下の粒子状のダイヤモンドをカソード材表面、あるい
は表層に配置させる工程を含むことにより、容易に蛍光
体を発光させることのできるカソードを構成要素として
有する蛍光体発光装置を作製することができる方法を提
供することを目的とする。
In the method of the present invention, the average particle size is 0.2 μm
By including the following step of arranging particulate diamond on the surface of the cathode material or on the surface layer, a method for producing a phosphor light emitting device having a cathode capable of easily emitting a phosphor as a component is described. The purpose is to provide.

【0010】また本発明方法は、粒子状ダイヤモンドを
カソード材に配置した高効率蛍光体発光装置を作製する
際に重要な作製プロセス、並びに粒子状ダイヤモンドの
表面状態制御を容易にかつ合理的に行なう方法を提供す
ることを目的とする。
Further, the method of the present invention easily and rationally controls a production process important for producing a high-efficiency phosphor light emitting device in which particulate diamond is arranged on a cathode material, and a surface state control of particulate diamond. The aim is to provide a method.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明に係る蛍光体発光装置の構成は、少なくと
も、封止された容器と、前記容器の内部に配置された蛍
光体層と、前記蛍光体層に電子線を照射するカソードか
らなる蛍光体発光装置であって、電子放出源であるカソ
ード材の表面、あるいは表層に複数個の粒子、あるいは
粒子の凝集体が配置された構成を含むことを特徴とす
る。
In order to achieve the above object, a phosphor light emitting device according to the present invention comprises at least a sealed container, a phosphor layer disposed inside the container, A phosphor light emitting device comprising a cathode that irradiates the phosphor layer with an electron beam, wherein a plurality of particles, or aggregates of particles are arranged on a surface or a surface layer of a cathode material as an electron emission source. It is characterized by including.

【0012】また本発明は、前記装置構成において、電
子放出源であるカソード材の形状が、線状構造であるこ
とが好ましい。
In the present invention, it is preferable that the cathode material as an electron emission source has a linear structure in the above-described device configuration.

【0013】また本発明は、前記装置構成において、カ
ソード材の表面、あるいは表層に配置される粒子の平均
粒径が、0.2μm以下であることが好ましい。さらに
好ましくは、粒子の平均粒径が、0.05μm以下であ
る。
In the present invention, it is preferable that the average particle diameter of the particles disposed on the surface or the surface of the cathode material is 0.2 μm or less. More preferably, the average particle size of the particles is 0.05 μm or less.

【0014】また本発明は、前記装置構成において、カ
ソード材の表面、あるいは表層に配置される粒子あるい
は粒子の凝集体が、ダイヤモンドからなることが好まし
い。
Further, in the present invention, in the above-mentioned apparatus configuration, it is preferable that the particles or the aggregates of the particles disposed on the surface or the surface layer of the cathode material are made of diamond.

【0015】また本発明は、前記装置構成において、カ
ソード材の表面、あるいは表層に配置されるダイヤモン
ドの最表面の炭素原子が、水素原子との結合によって終
端された構造を含むことが好ましい。さらに好ましく
は、ダイヤモンドの最表面の炭素原子と結合した水素の
量が、2×1015個/cm2以上である。
Further, the present invention preferably has a structure in which the carbon atoms on the surface of the cathode material or on the outermost surface of diamond arranged on the surface layer are terminated by bonding with hydrogen atoms. More preferably, the amount of hydrogen bonded to carbon atoms on the outermost surface of diamond is 2 × 10 15 atoms / cm 2 or more.

【0016】また前記目的を達成するため、本発明に係
る少なくとも、封止された容器と、前記容器の内部に配
置された蛍光体層と、前記蛍光体層に電子線を照射する
カソードからなる蛍光体発光装置の製造方法は、平均粒
径が0.2μm以下の粒子状ダイヤモンドをカソード材
の表面、あるいは表層に分布させる工程を含むことを特
徴とする。
In order to achieve the above object, at least a sealed container according to the present invention, a phosphor layer disposed inside the container, and a cathode for irradiating the phosphor layer with an electron beam are provided. The method for manufacturing a phosphor light emitting device is characterized by including a step of distributing particulate diamond having an average particle size of 0.2 μm or less on the surface or the surface layer of the cathode material.

【0017】また前記目的を達成するため、本発明に係
る蛍光体発光装置の製造方法は、平均粒径が0.2μm
以下の粒子状ダイヤモンドをカソード材の表面、あるい
は表層に分布させる工程と、前記粒子状ダイヤモンド上
にダイヤモンド層を成長させる工程を含むことを特徴と
する。
In order to achieve the above object, a method for manufacturing a phosphor light emitting device according to the present invention, wherein the average particle size is 0.2 μm
The method is characterized in that the method includes the following steps of distributing particulate diamond on the surface or surface layer of the cathode material, and growing a diamond layer on the particulate diamond.

【0018】また本発明は、前記製造方法において、カ
ソード材の表面、あるいは表層への粒子状ダイヤモンド
の分布方法が、平均粒径が0.2μm以下の粒子状ダイ
ヤモンドを分散させた溶液をカソード材に塗布すること
が好ましい。さらに好ましくは、用いる粒子状ダイヤモ
ンドの平均粒径が0.05μm以下である。
Further, the present invention is characterized in that in the above manufacturing method, the method of distributing the particulate diamond on the surface or the surface layer of the cathode material comprises the step of: It is preferably applied to More preferably, the average particle size of the particulate diamond used is 0.05 μm or less.

【0019】また本発明は、前記製造方法において、カ
ソード材の表面、あるいは表層への粒子状ダイヤモンド
の分布方法が、平均粒径が0.2μm以下の粒子状ダイ
ヤモンドを分散させた溶液中にカソード材を設置し、前
記溶液に超音波振動を印加することが好ましい。さらに
好ましくは、用いる粒子状ダイヤモンドの平均粒径が
0.05μm以下である。
The present invention also relates to the above method, wherein the method for distributing the particulate diamond on the surface of the cathode material or on the surface layer is as follows. It is preferable to install a material and apply ultrasonic vibration to the solution. More preferably, the average particle size of the particulate diamond used is 0.05 μm or less.

【0020】また本発明は、前記製造方法において、カ
ソード材の表面、あるいは表層への粒子状ダイヤモンド
の分布方法が、平均粒径が0.2μm以下の粒子状ダイ
ヤモンドを分散させた溶液中にカソード材を設置し、前
記カソード材の導電部分と溶液を入れた容器との間、あ
るいは前記カソード材の導電部分と溶液中に設置された
電極との間に電圧を印加することが好ましい。さらに好
ましくは、用いる粒子状ダイヤモンドの平均粒径が0.
05μm以下である。
Further, the present invention is characterized in that in the above manufacturing method, the method for distributing the particulate diamond on the surface of the cathode material or on the surface layer is as follows. It is preferable that a material is installed and a voltage is applied between the conductive portion of the cathode material and a container containing the solution, or between the conductive portion of the cathode material and an electrode provided in the solution. More preferably, the average particle diameter of the particulate diamond used is 0.1.
It is not more than 05 μm.

【0021】また前記目的を達成するため、本発明に係
る蛍光体発光装置の製造方法は、カソード材に粒子状ダ
イヤモンドを配置した後、前記カソード材を少なくとも
水素を含むガスを放電分解して得られるプラズマに晒す
工程、あるいは前記カソード材を少なくとも水素を含む
ガス中で加熱する工程を有することを特徴とする。
In order to achieve the above object, a method of manufacturing a phosphor light emitting device according to the present invention is characterized in that after disposing particulate diamond on a cathode material, the cathode material is obtained by subjecting a gas containing at least hydrogen to discharge decomposition. And exposing the cathode material to a gas containing at least hydrogen.

【0022】本発明の構成によれば、少なくとも、封止
された容器と、前記容器の内部に配置された蛍光体層
と、前記蛍光体層に電子線を照射するカソードからなる
蛍光体発光装置であって、電子放出源であるカソード材
の表面、あるいは表層に複数個の粒子、あるいは粒子の
凝集体が配置された構成を含むことを特徴とするため、
以下のような作用を奏することができる。
According to the structure of the present invention, at least a phosphor light emitting device including a sealed container, a phosphor layer disposed inside the container, and a cathode for irradiating the phosphor layer with an electron beam. In order to include a configuration in which a plurality of particles, or aggregates of particles are arranged on the surface or surface layer of the cathode material that is an electron emission source,
The following effects can be obtained.

【0023】図1は本発明にかかる蛍光体発光装置の基
本的な構造を示す断面図の一例である。図1に示すよう
に、本蛍光体発光装置は、主な構成部分としてカソード
部1と、蛍光体部2と、導電層3と、封止された容器4
とからなる。ここで、カソード部1の表面、あるいは表
層には、複数個の粒子、あるいは粒子の凝集体5が配置
された構成となっている。
FIG. 1 is an example of a sectional view showing a basic structure of a phosphor light emitting device according to the present invention. As shown in FIG. 1, the present phosphor light emitting device includes, as main components, a cathode section 1, a phosphor section 2, a conductive layer 3, and a sealed container 4.
Consists of Here, a plurality of particles or aggregates 5 of the particles are arranged on the surface or the surface layer of the cathode portion 1.

【0024】本発明で用いられるカソード部1の材質、
形状としては、従来用いられているものと同様であり、
特に限定されるものではないが、例えばタングステン
(W)やタンタル(Ta)の線(直径:数十μm程度)
や、絶縁性の基材上にパターニングされたW層などを用
いることができる。また蛍光体部2、導電層3及び封止
された容器4は、従来用いられているものと全く同様の
ものを用いることができる。
The material of the cathode section 1 used in the present invention,
The shape is the same as that used conventionally,
Although not particularly limited, for example, tungsten (W) or tantalum (Ta) wire (diameter: about several tens of μm)
Alternatively, a W layer patterned on an insulating substrate can be used. In addition, the phosphor part 2, the conductive layer 3, and the sealed container 4 can be exactly the same as those conventionally used.

【0025】このカソード部1に従来技術と同様に通電
し、加熱することにより熱電子6が放出されるが、カソ
ード部1表面、あるいは表層に複数個の粒子、あるいは
粒子の凝集体が配置されていない従来構造で、は熱電子
6が十分に放出されるのに少なくとも700℃以上の加
熱が必要であるのに対し、本構成ではカソード材上に配
置した粒子、あるいは粒子の凝集体5の作用により、熱
電子6が放出され易くなり、より低温で、かつ安定な熱
電子放出が可能となる。
The cathode section 1 is energized and heated in the same manner as in the prior art, and thermions 6 are emitted by heating. A plurality of particles or aggregates of particles are arranged on the surface of the cathode section 1 or on the surface layer. In the conventional structure that does not have the above, heating at least 700 ° C. or more is required to sufficiently emit the thermoelectrons 6, whereas in the present configuration, the particles or the aggregates 5 of the particles arranged on the cathode material are required. By the action, thermionic electrons 6 are easily emitted, and stabler thermoelectron emission at a lower temperature is possible.

【0026】この様な蛍光体発光装置の構成例として
は、図1に示した構成に限定されるものではなく、例え
ば図2の様にカソード部1の一部の領域(蛍光体部2と
対向した領域)にのみに複数個の粒子、あるいは粒子の
凝集体5を配置する構成でも良い。また熱電子6がカソ
ード部1から放出されやすくするための引き出し電極7
を、カソード部1と蛍光体部2の間に付加した構成(図
3)や、封止した容器4の内面に配置された導電層3を
なくし、引き出し電極7のみとした構成(図4)でも可
能である。さらには、カソード部1に絶縁体層8を介し
て引き出し電極7を一体化させた構成(図5)でも良
い。
The configuration example of such a phosphor light emitting device is not limited to the configuration shown in FIG. 1; for example, as shown in FIG. A configuration in which a plurality of particles or agglomerates 5 of particles are arranged only in the opposed region) may be used. Further, an extraction electrode 7 for facilitating emission of thermoelectrons 6 from the cathode portion 1
(FIG. 3) between the cathode portion 1 and the phosphor portion 2 or a configuration in which the conductive layer 3 disposed on the inner surface of the sealed container 4 is eliminated and only the extraction electrode 7 is provided (FIG. 4). But it is possible. Further, a configuration in which the extraction electrode 7 is integrated with the cathode section 1 via the insulator layer 8 (FIG. 5) may be employed.

【0027】また本発明の装置構成において、電子放出
源であるカソード部1の形状が、線状構造であるという
好ましい例によれば、線状の電子放出源を容易に得るこ
とができるため、平面ディスプレィ用などの電子放出源
として最適である。
According to the preferred embodiment of the present invention, in which the cathode portion 1 as an electron emission source has a linear structure, a linear electron emission source can be easily obtained. It is most suitable as an electron emission source for flat displays.

【0028】また本発明の装置構成において、カソード
材の表面、あるいは表層に配置される粒子の平均粒径
が、0.2μm以下、さらに望ましくは粒子の平均粒径
が、0.05μm以下であるという好ましい例によれ
ば、熱電子放出が容易となる領域を多数カソード部1に
配置させることが可能となる。すなわち、カソード材の
表面、あるいは表層に配置される粒子、あるいは粒子の
凝集体5の分布密度を、少なくとも1平方センチメート
ル当たり1×1010個以上という高密度に配置することが
可能なので、容易に大きな熱電子放出を得ることが可能
になる。
In the apparatus of the present invention, the average particle diameter of the particles disposed on the surface or the surface of the cathode material is 0.2 μm or less, and more desirably, the average particle diameter of the particles is 0.05 μm or less. According to the preferred example described above, it is possible to arrange a large number of regions where thermionic emission becomes easy in the cathode section 1. That is, the distribution density of particles or particle aggregates 5 arranged on the surface of the cathode material or on the surface layer can be arranged at a high density of at least 1 × 10 10 or more per square centimeter, so that it is easily increased. It becomes possible to obtain thermionic emission.

【0029】また本発明の装置構成において、カソード
材の表面、あるいは表層に配置される粒子、あるいは粒
子の凝集体がダイヤモンドからなるという好ましい例に
よれば、ダイヤモンドは広禁制帯幅半導体(5.5e
V)、高硬度、耐磨耗性、高熱伝導率、化学的に不活性
といった電子放出材料として非常に適した性質を有する
ので、低い加熱温度でかつ安定性に熱電子放出可能なカ
ソード部を有する蛍光体発光装置を実現することが可能
となる。
In a preferred embodiment in which the particles arranged on the surface of the cathode material or on the surface layer or the aggregates of the particles are made of diamond in the device configuration of the present invention, diamond is a wide bandgap semiconductor (5. 5e
V), which has very suitable properties as an electron-emitting material such as high hardness, abrasion resistance, high thermal conductivity, and chemical inertness. It is possible to realize a phosphor light emitting device having the same.

【0030】また本発明の装置構成において、カソード
材の表面、あるいは表層に配置されるダイヤモンドの最
表面の炭素原子が水素原子との結合によって終端された
構造、さらに望ましくは、ダイヤモンドの最表面の炭素
原子と結合した水素の量が、2×1015個/cm2以上である
構造を含むという好ましい例によれば、水素終端された
ダイヤモンド表面は負の電子親和力状態であることか
ら、非常に電子を放出をしやすい状態にすることが可能
となる。
Further, in the apparatus configuration of the present invention, a structure in which carbon atoms on the surface of the cathode material or on the outermost surface of diamond disposed on the surface layer are terminated by bonding with hydrogen atoms, more preferably, on the outermost surface of diamond. According to a preferred example including a structure in which the amount of hydrogen bonded to carbon atoms is 2 × 10 15 atoms / cm 2 or more, the surface of the hydrogen-terminated diamond is in a negative electron affinity state. This makes it possible to easily emit electrons.

【0031】また前記本発明方法によれば、少なくと
も、封止された容器と、前記容器の内部に配置された蛍
光体層と、前記蛍光体層に電子線を照射するカソードか
らなる蛍光体発光装置の製造方法であって、平均粒径が
0.2μm以下の粒子状ダイヤモンドをカソード材の表
面、あるいは表層に分布させる工程を含むことを特徴と
するので、以下のような作用を奏することができる。
Further, according to the method of the present invention, at least a phosphor light emitting device comprising a sealed container, a phosphor layer disposed inside the container, and a cathode for irradiating the phosphor layer with an electron beam. The method for manufacturing a device, which comprises a step of distributing particulate diamond having an average particle size of 0.2 μm or less on the surface of the cathode material or on the surface layer, so that the following effects can be obtained. it can.

【0032】すなわち、熱電子放出を容易にするダイヤ
モンドを微小粒子、あるいはその凝集体の形態でカソー
ド材表面、あるいは表層に再現性よく配置することがで
きるので、容易に安定で高効率なカソード部を形成する
ことが可能となる。その結果、効率的な蛍光体発光装置
を容易に形成することが可能となる。
In other words, diamond which facilitates thermionic emission can be arranged in the form of fine particles or agglomerates thereof on the surface of the cathode material or the surface layer with good reproducibility. Can be formed. As a result, an efficient phosphor light emitting device can be easily formed.

【0033】さらにカソード材表面、あるいは表層に配
置された微小ダイヤモンド粒子を核にして、ダイヤモン
ド層を成長した構造によっても同様な効果を得ることが
できる。用いる粒子状ダイヤモンドの平均粒径として
は、上記の通り0.2μm以下とすることで十分効果は
得られるが、できるだけ小さい方が良く、望ましくは平
均粒径が0.05μm以下である。
Further, the same effect can be obtained by a structure in which a diamond layer is grown using fine diamond particles arranged on the surface of the cathode material or on the surface layer as nuclei. A sufficient effect can be obtained by setting the average particle diameter of the particulate diamond used to 0.2 μm or less as described above, but the smaller the better, the better the average particle diameter is desirably 0.05 μm or less.

【0034】また前記本発明方法の構成において、カソ
ード材の表面、あるいは表層への粒子状ダイヤモンドの
分布方法が平均粒径が0.2μm以下の粒子状ダイヤモ
ンドを分散させた溶液をカソード材に塗布する、あるい
は平均粒径が0.2μm以下の粒子状ダイヤモンドを分
散させた溶液中にカソード材を設置し、溶液に超音波振
動を印加する、あるいはカソード材の導電部と溶液を入
れた容器との間、あるいはカソード材の導電部と溶液中
に設置された電極との間に電圧を印加するという好まし
い例によれば、線状や板状など任意形状のカソード材に
対しても均一にかつ制御性、再現性良く粒子状ダイヤモ
ンドを分布させることが可能となる。また粒子状ダイヤ
モンドの分布位置の選択も可能となる。
In the method of the present invention, the method of distributing the particulate diamond on the surface of the cathode material or the surface layer is such that a solution in which particulate diamond having an average particle size of 0.2 μm or less is dispersed is applied to the cathode material. Or placing the cathode material in a solution in which particulate diamond having an average particle size of 0.2 μm or less is dispersed, and applying ultrasonic vibration to the solution, or a container containing the conductive material of the cathode material and the solution. According to the preferred example of applying a voltage between the electrodes or between the conductive portion of the cathode material and the electrode provided in the solution, the cathode material can be uniformly and arbitrarily applied to a cathode material having an arbitrary shape such as a linear or plate shape. It becomes possible to distribute the particulate diamond with good controllability and reproducibility. In addition, the distribution position of the particulate diamond can be selected.

【0035】その際、用いる溶液中に分散させた粒子状
ダイヤモンドの量としては、溶液1リットル当たり0.
01g以上、100g以下、さらに望ましくは溶液1リ
ットル当たり0.1g以上、20g以下である。具体的
な最適ダイヤモンド粒子量としては、用いるダイヤモン
ド粒子の平均粒径にも依存し、粒径が0.01μm場合
概ね1g程度、粒径が0.04μmの場合、概ね16g
程度である。このような溶液中には粒子状ダイヤモンド
が溶液1リットル当たり1×1016個〜1×1020個程度分
散しており、充分な量の微小ダイヤモンド粒子数を容易
にカソード材に分布させることが可能である。また用い
る溶液の分散媒としては、扱いの容易性から水あるいは
アルコールを主成分とする溶液が主として用いられる。
At this time, the amount of the particulate diamond dispersed in the solution to be used is 0.1 to 1 liter of the solution.
The amount is from 01 g to 100 g, and more preferably from 0.1 g to 20 g per liter of the solution. The specific optimal diamond particle amount depends on the average particle size of the diamond particles used, and is approximately 1 g when the particle size is 0.01 μm and approximately 16 g when the particle size is 0.04 μm.
It is about. In such a solution, about 1 × 10 16 to 1 × 10 20 particulate diamonds are dispersed per liter of the solution, so that a sufficient amount of fine diamond particles can be easily distributed to the cathode material. It is possible. As a dispersion medium for the solution to be used, a solution containing water or alcohol as a main component is mainly used for ease of handling.

【0036】また本発明の蛍光体発光装置のカソード部
の構成においては、配置された粒子状ダイヤモンドの表
面制御が非常に重要である。なぜなら、ダイヤモンドの
表面状態によって、熱電子放出特性が変化するからであ
る。粒子状ダイヤモンドの表面構造を最適にする方法と
しては特に限定するものではないが、ダイヤモンド表面
の炭素原子と結合する元素を制御することが容易な方法
である。具体的な例として、水素終端表面とすることで
ダイヤモンドを熱電子が出やすい状態にすることができ
る。このような表面状態変化を任意に制御することで、
高効率蛍光体発光装置の構成並びに作製プロセスを簡便
にすることができる。
In the structure of the cathode portion of the phosphor light emitting device of the present invention, it is very important to control the surface of the arranged particulate diamond. This is because thermionic emission characteristics change depending on the surface state of diamond. The method for optimizing the surface structure of the particulate diamond is not particularly limited, but is a method that can easily control the elements that bond to carbon atoms on the diamond surface. As a specific example, the use of a hydrogen-terminated surface allows diamond to be in a state where thermoelectrons are easily emitted. By arbitrarily controlling such surface state changes,
The configuration and the manufacturing process of the high efficiency phosphor light emitting device can be simplified.

【0037】そこで前記本発明方法の構成によれば、カ
ソード材に粒子状ダイヤモンドを配置した後、前記カソ
ード材を少なくとも水素を含むガスを放電分解して得ら
れるプラズマに晒す工程、あるいは前記カソード材を少
なくとも水素を含むガス中で加熱する工程を有すること
を特徴とするので、選択的にダイヤモンド粒子の最表層
炭素原子に水素原子を結合させることが可能となり、そ
の結果容易に熱電子を放出し易い状態の領域を形成する
ことが可能になる。
Therefore, according to the method of the present invention, after the particulate diamond is arranged on the cathode material, the cathode material is exposed to a plasma obtained by discharge-decomposing at least a gas containing hydrogen, or Is characterized by having a step of heating in a gas containing at least hydrogen, so that it is possible to selectively bond hydrogen atoms to the outermost carbon atoms of the diamond particles, thereby easily emitting thermoelectrons. It becomes possible to form a region in an easy state.

【0038】以上のようにカソード材に配置されたダイ
ヤモンドの表面状態を任意に制御することにより、高効
率蛍光体発光装置の構成並びに作製プロセスを簡便にす
ることができる。
As described above, by arbitrarily controlling the surface state of diamond disposed on the cathode material, the structure and manufacturing process of the high efficiency phosphor light emitting device can be simplified.

【0039】[0039]

【発明の実施の形態】以下、実施例を用いて本発明をさ
らに具体的に説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples.

【0040】<第1の実施の形態>まずカソード材に配
置される粒子として、微小なダイヤモンド粒子を用いた
場合の結果について記す。
<First Embodiment> First, the results when fine diamond particles are used as the particles arranged in the cathode material will be described.

【0041】まずカソード材を準備する。このカソード
材として用いる材料は特に限定されるものではないが、
本実施例では直径が20μmのタングステン(W)線を
用いた。次に、このW線を通常の洗浄工程で清浄化した
後に、平均粒径が0.02μmの微小ダイヤモンド粒子
を分散させた溶液中に浸透させることによって、その表
面に微小ダイヤモンド粒子を塗布した。本実施の形態で
は、1リットルの純水に0.4gのダイヤモンド粒子を
分散した溶液を用いた。すなわち、ダイヤモンド粒子数
として溶液1リットル当たり約2×1017個含まれた溶液
を用いた。ダイヤモンド粒子塗布後、W線は赤外線ラン
プ光の照射によって乾燥された。
First, a cathode material is prepared. The material used as the cathode material is not particularly limited,
In this embodiment, a tungsten (W) wire having a diameter of 20 μm is used. Next, the W line was cleaned in a normal washing step, and then penetrated into a solution in which fine diamond particles having an average particle size of 0.02 μm were dispersed, so that the fine diamond particles were applied to the surface thereof. In this embodiment, a solution in which 0.4 g of diamond particles is dispersed in 1 liter of pure water is used. That is, a solution containing approximately 2 × 10 17 diamond particles per liter of solution was used. After the application of the diamond particles, the W line was dried by irradiation with an infrared lamp light.

【0042】以上のような方法で得られたW線の表面を
走査電子顕微鏡で観察すると、微小なダイヤモンド粒子
が点在して分布していることが確認された。その分布密
度は5×1010個/cm2程度であった。
When the surface of the W line obtained by the above method was observed with a scanning electron microscope, it was confirmed that minute diamond particles were scattered and distributed. Its distribution density was about 5 × 10 10 pieces / cm 2 .

【0043】この微小ダイヤモンド粒子が配置されたW
線を10-7Torr以下の真空中に設置し、W線に通電す
ることにより加熱した結果、約300〜400℃の温度
領域で、熱電子が放出されていることが確認された。そ
れに対し、微小ダイヤモンド粒子が配置されていない従
来のW線では、同様の熱電子放出を得るのに700℃以
上の加熱が必要であった。すなわち、微小ダイヤモンド
粒子が配置されたW線カソードが効率的な熱電子放出源
として作用していることが確認された。
W on which the fine diamond particles are arranged
The wire was placed in a vacuum of 10 −7 Torr or less, and heated by energizing the W wire. As a result, it was confirmed that thermoelectrons were emitted in a temperature range of about 300 to 400 ° C. On the other hand, in the case of a conventional W line in which fine diamond particles are not arranged, heating at 700 ° C. or more was required to obtain the same thermoelectron emission. That is, it was confirmed that the W-line cathode on which the fine diamond particles were arranged functions as an efficient thermoelectron emission source.

【0044】そこでさらに支持部材に微小ダイヤモンド
粒子が配置されたW線を数十本架張し、各W線を通電加
熱(温度:約400℃)することで熱電子を得て、対向
に配置されたR、G、B対応の蛍光体に照射したとこ
ろ、十分な輝度の発光が得られることが確認された。
Then, several tens of W lines on which fine diamond particles are arranged are further stretched on the support member, and the respective W lines are energized and heated (temperature: about 400 ° C.) to obtain thermoelectrons. Irradiation was performed on the R, G, and B corresponding phosphors, and it was confirmed that light emission with sufficient luminance was obtained.

【0045】本実施の形態において、カソード材の種類
を他材料、例えばタンタル(Ta)などに変えた場合や
カソード材の形状、サイズを変えた場合、また塗布する
ダイヤモンド粒子の粒径や量を変えて溶液を調合した場
合、溶媒としてエタノールなどのアルコールを用いた場
合、さらには粒子をシリコンカーバイドに変えた場合な
どにおいても、同様の結果が得られた。
In the present embodiment, when the type of the cathode material is changed to another material, for example, tantalum (Ta), or the shape or size of the cathode material is changed, and the particle size or amount of the diamond particles to be applied is changed. Similar results were obtained when the solution was prepared in a different manner, when an alcohol such as ethanol was used as a solvent, or when the particles were changed to silicon carbide.

【0046】さらに本発明者らは、微小ダイヤモンド粒
子が配置されたW線と蛍光体部の間に引き出し電極を設
置し、引き出し電極に電圧を印加することによって、放
出される熱電子流の軌道を制御することが可能であるこ
とも確認した。
Further, the present inventors set up an extraction electrode between the W line on which the fine diamond particles are arranged and the phosphor portion, and apply a voltage to the extraction electrode to thereby generate the orbit of the emitted thermoelectron current. It was also confirmed that it was possible to control

【0047】<第2の実施の形態>第1の実施の形態と
同様に、直径20μmのW線に微小ダイヤモンド粒を配
置した後、さらにそのダイヤモンド粒子を核としてダイ
ヤモンド層を成長させた場合の結果について記す。
<Second Embodiment> Similar to the first embodiment, a case where fine diamond grains are arranged on a W line having a diameter of 20 μm and a diamond layer is further grown using the diamond grains as nuclei. The results are described.

【0048】用いるカソード材、及びW線上への微小ダ
イヤモンド粒の配置方法等は前記第1の実施の形態と同
様である。本実施の形態においては、微小ダイヤモンド
粒分散溶液にW線を浸透し、表面に微小ダイヤモンド粒
を塗布した後、さらにW線表面に分布されたダイヤモン
ド粒子上にダイヤモンド層を形成した。ダイヤモンド層
の合成方法としては特に限定はされないが、気相合成法
が容易であることから良く用いられる。気相合成方法
は、一般的には原料ガスにメタン、エタン、エチレン、
アセチレン等の炭化水素ガス、アルコール、アセトン等
の有機化合物及び一酸化炭素などの炭素源を水素で希釈
したものを用い、その原料ガスを分解することによって
行なわれるものである。その際、さらに原料ガスに適宜
酸素や水等を添加することもできる。適用可能な気相合
成法に関しても特に限定はされないが、本実施例におい
てはマイクロ波プラズマCVD法によってダイヤモンド
層の形成を行なった。マイクロ波プラズマCVD法は原
料ガスにマイクロ波を印加することによってプラズマ化
し、ダイヤモンドの形成を行なう方法である。具体的な
条件としては、原料ガスに水素で1〜10vol%程度
に希釈された一酸化炭素ガスを用いた。反応温度及び圧
力はそれぞれ800〜900℃及び25〜40Torr
である。また形成時間は1分から5分程度で充分であ
る。
The cathode material to be used and the method of arranging the fine diamond particles on the W line are the same as those in the first embodiment. In the present embodiment, a W layer is penetrated into a dispersion solution of fine diamond particles to apply fine diamond particles to the surface, and then a diamond layer is formed on the diamond particles distributed on the surface of the W line. The method for synthesizing the diamond layer is not particularly limited, but is often used because the vapor phase synthesis method is easy. The gas phase synthesis method generally uses methane, ethane, ethylene,
It is carried out by using a hydrocarbon gas such as acetylene, an organic compound such as alcohol or acetone, or a carbon source such as carbon monoxide diluted with hydrogen, and decomposing the raw material gas. At that time, oxygen, water or the like can be added to the raw material gas as appropriate. Although there is no particular limitation on the applicable gas phase synthesis method, a diamond layer was formed by a microwave plasma CVD method in this example. The microwave plasma CVD method is a method of forming a diamond by applying a microwave to a source gas to form diamond. As specific conditions, a carbon monoxide gas diluted to about 1 to 10 vol% with hydrogen was used as a source gas. The reaction temperature and pressure are 800-900 ° C and 25-40 Torr, respectively.
It is. A formation time of about 1 to 5 minutes is sufficient.

【0049】以上のような方法でW線上の微小ダイヤモ
ンド粒子上にCVDダイヤモンド層を形成した結果、塗
布により配置された微小ダイヤモンド粒子の表面は、良
質なCVDダイヤモンド層でコートされた。また得られ
たダイヤモンド粒の表面状態は、水素で終端された状態
であった。
As a result of forming a CVD diamond layer on the fine diamond particles on the W line by the above method, the surface of the fine diamond particles arranged by coating was coated with a high quality CVD diamond layer. The surface state of the obtained diamond particles was a state terminated by hydrogen.

【0050】このような手順で作製したダイヤモンド粒
子が配置されたW線を10-7Torr以下の真空中に設置
し、通電加熱した結果、約300〜400℃の温度領域
で、熱電子が放出されていることが確認された。また水
素終端されたCVDダイヤモンド層の表面は非常に安定
であるため、比較的真空度が悪い環境(1×10-4Tor
r程度)においても安定な熱電子放出特性を有すること
が確認された。すなわち、微小ダイヤモンド粒子が配置
されたW線カソードが効率的な熱電子放出源として作用
していることが確認された。
The W line on which the diamond particles produced by such a procedure are arranged is placed in a vacuum of 10 −7 Torr or less, and is heated by energization. As a result, thermoelectrons are emitted in a temperature range of about 300 to 400 ° C. It was confirmed that it was. Further, since the surface of the hydrogen-terminated CVD diamond layer is very stable, the environment (1 × 10 −4 Torr) having a relatively low degree of vacuum is relatively low.
(about r), it was confirmed to have stable thermionic emission characteristics. That is, it was confirmed that the W-line cathode on which the fine diamond particles were arranged functions as an efficient thermoelectron emission source.

【0051】そこでさらに、このW線を通電加熱(温
度:約400℃)して、R、G、B対応の蛍光体に照射
したところ、十分な輝度の発光が得られることが確認さ
れた。
Then, when this W line was further heated by heating (temperature: about 400 ° C.) and irradiated to the R, G, and B corresponding phosphors, it was confirmed that light emission with sufficient luminance was obtained.

【0052】本実施の形態において、カソード材の種類
を他材料、例えばタンタル(Ta)などに変えた場合や
塗布するダイヤモンド粒子の粒径や量を変えて溶液を調
合した場合、さらには他の形成条件でダイヤモンド層を
形成した場合などにおいても、同様の結果が得られた。
In the present embodiment, when the type of the cathode material is changed to another material, for example, tantalum (Ta), or when the solution is prepared by changing the particle size and amount of the diamond particles to be applied, furthermore, when the solution is prepared. Similar results were obtained when a diamond layer was formed under the forming conditions.

【0053】さらに本発明者らは、微小ダイヤモンド粒
子が配置されたW線と蛍光体部の間に引き出し電極を設
置し、引き出し電極に電圧を印加することによって、放
出される熱電子流の軌道を制御することが可能であるこ
とも確認した。
Further, the present inventors set up an extraction electrode between the W line on which the fine diamond particles were arranged and the phosphor portion, and applied a voltage to the extraction electrode to thereby generate a trajectory of the emitted thermoelectron current. It was also confirmed that it was possible to control

【0054】<第3の実施の形態>次にW線に微小ダイ
ヤモンド粒を配置する方法として、超音波振動を用いた
場合の結果について記す。
<Third Embodiment> Next, a description will be given of a result when ultrasonic vibration is used as a method of arranging fine diamond grains on the W line.

【0055】用いるカソード材等は、前記第1の実施の
形態と同様である。本実施の形態においては、洗浄処理
されたW線を平均粒径が0.02μm程度の微小ダイヤ
モンド粒子を分散させた溶液が入った容器内に設置し、
容器全体に超音波振動を与える(以後、「超音波振動処
理」と記す)ことによって、W線上に微小ダイヤモンド
粒子を分布させた。本実施の形態では、1リットルの純
水に0.4gのダイヤモンド粒子を分散した溶液を用い
た。また超音波振動処理の際に印加した電力は100W
程度であり、処理時間は5〜15分である。超音波振動
処理を施したW線は純水中で洗浄された後、窒素ガスで
ブローすることにより乾燥された。
The cathode material and the like used are the same as those in the first embodiment. In the present embodiment, the cleaned W line is placed in a container containing a solution in which fine diamond particles having an average particle size of about 0.02 μm are dispersed,
By applying ultrasonic vibration to the entire container (hereinafter referred to as “ultrasonic vibration processing”), fine diamond particles were distributed on the W line. In this embodiment, a solution in which 0.4 g of diamond particles is dispersed in 1 liter of pure water is used. The power applied during the ultrasonic vibration processing is 100 W
And the processing time is 5 to 15 minutes. The W line subjected to the ultrasonic vibration treatment was washed in pure water, and then dried by blowing with nitrogen gas.

【0056】この超音波振動処理を施されたW線の表面
を走査電子顕微鏡で観察したところ、溶液に分散させた
微小ダイヤモンド粒が均一に分布していることがわかっ
た。またその分布密度は〜1×1011個/cm2程度であっ
た。
When the surface of the W line subjected to the ultrasonic vibration treatment was observed with a scanning electron microscope, it was found that the fine diamond particles dispersed in the solution were uniformly distributed. The distribution density was about 1 × 10 11 / cm 2 .

【0057】このような方法で作製したダイヤモンド粒
子が配置されたW線を10-7Torr以下の真空中に設置
し、W線を通電加熱した結果、約300〜400℃の温
度領域で、微小ダイヤモンド粒子が配置されたW線より
熱電子が放出されていることが確認された。すなわち、
微小ダイヤモンド粒子が配置されたW線カソードが効率
的な熱電子放出源として作用していることが確認され
た。
The W line on which the diamond particles produced by such a method are arranged is placed in a vacuum of 10 -7 Torr or less, and the W line is heated by energization. It was confirmed that thermoelectrons were emitted from the W line on which the diamond particles were arranged. That is,
It was confirmed that the W-line cathode on which the fine diamond particles were arranged functions as an efficient thermoelectron emission source.

【0058】そこでさらに、このW線を通電加熱(温
度:約400℃)して、R、G、B対応の蛍光体に照射
したところ、十分な輝度の発光が得られることが確認さ
れた。
Then, the W line was further heated by heating (temperature: about 400 ° C.) and irradiated to the phosphors corresponding to R, G, and B. As a result, it was confirmed that light of sufficient luminance was obtained.

【0059】本実施の形態において、カソード材の種類
を他材料、例えばタンタル(Ta)などに変えた場合や
塗布するダイヤモンド粒子の粒径や量を変えて溶液を調
合した場合などにおいても、同様の結果が得られた。
In the present embodiment, the same applies when the type of the cathode material is changed to another material, for example, tantalum (Ta), or when the solution is prepared by changing the particle size or amount of diamond particles to be applied. Was obtained.

【0060】さらに本発明者らは、微小ダイヤモンド粒
子が配置されたW線と蛍光体部の間に引き出し電極を設
置し、引き出し電極に電圧を印加することによって、放
出される熱電子流の軌道を制御することが可能であるこ
とも確認した。
Further, the present inventors set up an extraction electrode between the W line on which the fine diamond particles are arranged and the phosphor portion, and apply a voltage to the extraction electrode to make the trajectory of the emitted thermoelectron flow. It was also confirmed that it was possible to control

【0061】<第4の実施の形態>次に超音波振動処理
の条件を変化させて行なった場合の結果について記す。
<Fourth Embodiment> Next, results obtained when the conditions of the ultrasonic vibration processing are changed are described.

【0062】用いたカソード材、並びに超音波振動処理
に用いた溶液等は、前記第3の実施の形態と同様であ
る。本実施の形態では、カソード材の超音波振動処理を
印加電力:350W、処理時間:30分の条件で行なっ
た。この条件で超音波振動処理を施したW線の表面を同
様に走査電子顕微鏡で観察したところ、W線上に分布し
た微小ダイヤモンド粒子に加えて、W線の表層に半ば埋
め込まれた形で分布する微小ダイヤモンド粒子が数多く
見受けられた。これは本実施例の超音波振動処理条件の
印加電力および処理時間が、第3の実施の形態と比較し
て大きいことに起因するものと考えられる。W線表面、
及び表層に埋め込まれて分布している微小ダイヤモンド
粒子の分布密度は、さらに大きくなって〜5×1011個/c
m2程度に達した。
The cathode material used, the solution used for the ultrasonic vibration treatment, and the like are the same as those in the third embodiment. In the present embodiment, the ultrasonic vibration processing of the cathode material was performed under the conditions of an applied power of 350 W and a processing time of 30 minutes. When the surface of the W line subjected to the ultrasonic vibration treatment under these conditions was similarly observed with a scanning electron microscope, it was found that in addition to the fine diamond particles distributed on the W line, the surface was distributed in a form partially embedded in the surface layer of the W line. Many small diamond particles were found. This is considered to be due to the fact that the applied power and the processing time under the ultrasonic vibration processing conditions of the present embodiment are larger than those of the third embodiment. W line surface,
And the distribution density of the fine diamond particles embedded and distributed in the surface layer is further increased to ~ 5 × 10 11 / c
m 2 or so.

【0063】このような方法で作製したダイヤモンド粒
子が配置されたW線を10-7Torr以下の真空中に設置
し、W線を通電加熱した結果、第3の実施の形態と同様
に約300〜400℃の温度領域で、熱電子が放出され
ていることが確認された。すなわち、微小ダイヤモンド
粒が配置されたW線カソードが効率的な熱電子放出源と
して作用していることが確認された。
The W line on which the diamond particles produced by such a method are arranged is placed in a vacuum of 10 −7 Torr or less, and the W line is heated by energization. As a result, about 300 mm is obtained similarly to the third embodiment. It was confirmed that thermoelectrons were emitted in the temperature range of ~ 400 ° C. That is, it was confirmed that the W-line cathode on which the fine diamond particles were arranged functions as an efficient thermoelectron emission source.

【0064】そこでさらに、このW線を通電加熱(温
度:約400℃)して、R、G、B対応の蛍光体に照射
したところ、十分な輝度の発光が得られることが確認さ
れた。
Then, when this W line was further heated by energizing (temperature: about 400 ° C.) and irradiated to phosphors corresponding to R, G, and B, it was confirmed that light emission with sufficient luminance was obtained.

【0065】本実施の形態において、カソード材の種類
を他材料、例えばタンタル(Ta)などに変えた場合や
塗布するダイヤモンド粒子の粒径や量を変えて溶液を調
合した場合などにおいても、同様の結果が得られた。
In the present embodiment, the same applies to the case where the type of the cathode material is changed to another material, for example, tantalum (Ta), or the case where the solution is prepared by changing the particle size or amount of diamond particles to be applied. Was obtained.

【0066】<第5の実施の形態>続いてW線上に微小
ダイヤモンド粒子を配置する方法として、超音波振動処
理を施した後、さらに微小ダイヤモンド粒子上にダイヤ
モンド層を形成した場合の結果について記す。
<Fifth Embodiment> Next, as a method of arranging the fine diamond particles on the W line, a result of a case where a diamond layer is formed on the fine diamond particles after ultrasonic vibration treatment is described. .

【0067】用いるカソード材、及びW線上への微小ダ
イヤモンド粒子の分布方法等は前記第4の実施の形態と
同様である。またダイヤモンド層の形成方法について
は、前記第2の実施の形態と同様である。
The cathode material used, the method of distributing the fine diamond particles on the W line, and the like are the same as in the fourth embodiment. The method for forming the diamond layer is the same as in the second embodiment.

【0068】以上のような方法で、微小ダイヤモンド粒
子上にダイヤモンド層を形成した結果、超音波処理によ
り配置された微小ダイヤモンド粒子の表面は、良質なC
VDダイヤモンド層でコートされた。またダイヤモンド
粒の表面状態は、水素で終端された状態であった。
As a result of forming a diamond layer on the fine diamond particles by the above-described method, the surface of the fine diamond particles arranged by the ultrasonic treatment has a high quality C.
Coated with a VD diamond layer. The surface state of the diamond particles was a state terminated by hydrogen.

【0069】このような方法で作製したダイヤモンド粒
子が配置されたW線を10-7Torr以下の真空中に設置
し、通電加熱した結果、約300〜400℃の温度領域
で、熱電子が放出されていることが確認された。また水
素終端されたCVDダイヤモンド層の表面は非常に安定
であるため、比較的真空度が悪い環境(1×10-4Tor
r程度)においても安定な熱電子放出特性を有すること
が確認された。すなわち、微小ダイヤモンド粒が配置さ
れたW線カソードが効率的な熱電子放出源として作用し
ていることが確認された。
The W line on which the diamond particles produced by such a method are arranged is placed in a vacuum of 10 −7 Torr or less, and heated by energization. As a result, thermions are emitted in a temperature range of about 300 to 400 ° C. It was confirmed that it was. Further, since the surface of the hydrogen-terminated CVD diamond layer is very stable, the environment (1 × 10 −4 Torr) having a relatively low degree of vacuum is relatively low.
(about r), it was confirmed to have stable thermionic emission characteristics. That is, it was confirmed that the W-line cathode on which the fine diamond particles were arranged functions as an efficient thermoelectron emission source.

【0070】そこでさらに、このW線を通電加熱(温
度:約400℃)して、R、G、B対応の蛍光体に照射
したところ、十分な輝度の発光が得られることが確認さ
れた。
Then, when this W line was further heated by energizing (temperature: about 400 ° C.) and irradiated to phosphors corresponding to R, G, and B, it was confirmed that light emission with sufficient luminance was obtained.

【0071】<第6の実施の形態>次に微小ダイヤモン
ド粒子を分散させた溶液中にカソード材を設置し、その
カソード材と溶液中に設置された電極間に電圧を印加さ
せてカソード材上に微小ダイヤモンド粒子を配置した結
果について記す。
<Sixth Embodiment> Next, a cathode material is placed in a solution in which fine diamond particles are dispersed, and a voltage is applied between the cathode material and an electrode placed in the solution to apply a voltage to the cathode material. The results obtained by arranging the fine diamond particles in FIG.

【0072】用いたカソード材は、前記実施の形態と同
様である。続いてこのカソード材と白金製の平板電極
を、平均粒径が0.02μm程度の微小ダイヤモンド粒
子を分散させた溶液が入った容器内に設置し、W線と白
金電極間に直流電圧を印加する(以後、「電圧印加処
理」と記す)ことによって、W線に微小ダイヤモンド粒
子を分布させた。本実施の形態では、1リットルの純水
に0.4gの微小ダイヤモンド粒子を分散した溶液を用
いた。また電圧印加処理の条件は、白金電極側を負極、
W線側を正極として、50Vの電圧を15分間印加し
た。電圧印加処理を施したW線は純水で洗浄された後、
窒素ガスでブローすることにより乾燥された。
The cathode material used is the same as in the above embodiment. Subsequently, the cathode material and a flat plate electrode made of platinum are placed in a container containing a solution in which fine diamond particles having an average particle size of about 0.02 μm are dispersed, and a DC voltage is applied between the W line and the platinum electrode. (Hereinafter referred to as “voltage application processing”), thereby distributing the fine diamond particles to the W line. In this embodiment, a solution in which 0.4 g of fine diamond particles are dispersed in 1 liter of pure water is used. The conditions of the voltage application process were as follows: the platinum electrode side was the negative electrode,
A voltage of 50 V was applied for 15 minutes using the W line side as a positive electrode. After the voltage applied W line is washed with pure water,
Dried by blowing with nitrogen gas.

【0073】この電圧印加処理を施されたW線の表面を
走査電子顕微鏡で観察したところ、溶液に浸透させたW
線表面に微小ダイヤモンド粒子が均一に分布しているこ
とがわかった。また、その分布密度は〜3×1010個/cm2
程度であった。これは溶液中でコロイド状となった微小
ダイヤモンド粒子が負の電荷を帯びているため、電圧印
加処理によってW線に引き寄せられたためと考えられ
る。
When the surface of the W line subjected to the voltage application treatment was observed with a scanning electron microscope, it was found that W
It was found that the fine diamond particles were uniformly distributed on the wire surface. The distribution density is up to 3 × 10 10 pieces / cm 2
It was about. This is probably because the colloidal fine diamond particles in the solution had a negative charge and were attracted to the W line by the voltage application process.

【0074】このような方法で作製した微小ダイヤモン
ド粒子が配置されたW線を10-7Torr以下の真空中に
設置し、通電加熱した結果、第3の実施の形態と同様に
約300〜400℃の温度領域で、熱電子が放出されて
いることが確認された。すなわち、微小ダイヤモンド粒
子が配置されたW線カソードが効率的な熱電子放出源と
して作用していることが確認された。
The W line on which the fine diamond particles produced by such a method are arranged is placed in a vacuum of 10 −7 Torr or less and heated by energization. As a result, about 300 to 400 as in the third embodiment. It was confirmed that thermoelectrons were emitted in the temperature range of ° C. That is, it was confirmed that the W-line cathode on which the fine diamond particles were arranged functions as an efficient thermoelectron emission source.

【0075】そこでさらにこのW線を通電加熱(温度:
約400℃)して、R、G、B対応の蛍光体に照射した
ところ、十分な輝度の発光が得られることが確認され
た。
Then, the W line is further heated by energization (temperature:
(About 400 ° C.) and irradiating the phosphor corresponding to R, G, B, it was confirmed that light emission with sufficient luminance was obtained.

【0076】本実施の形態において、カソード材の種類
を他材料、例えばタンタル(Ta)などに変えた場合や
塗布するダイヤモンド粒子の粒径や量を変えて溶液を調
合した場合、白金電極を用いず導電性の容器を負極とし
て用いた場合などにおいても、同様の結果が得られた。
In the present embodiment, when the type of the cathode material is changed to another material, for example, tantalum (Ta), or when the solution is prepared by changing the diameter and amount of diamond particles to be applied, a platinum electrode is used. Similar results were obtained when a conductive container was used as the negative electrode.

【0077】<第7の実施の形態>次にW線上に微小ダ
イヤモンド粒子を分布させる方法として、電圧印加処理
を施した後、さらに微小ダイヤモンド粒子上にダイヤモ
ンド層を形成した場合の結果について記す。
<Seventh Embodiment> Next, as a method of distributing fine diamond particles on the W line, a result in the case where a diamond layer is formed on fine diamond particles after applying a voltage application process will be described.

【0078】用いたカソード材、並びに電圧印加処理に
用いた溶液中の微小ダイヤモンド粒の分散量等は、前記
第6の実施の形態と同様である。またダイヤモンド層の
形成方法についても、前記第3の実施の形態と同様であ
る。
The cathode material used, the amount of fine diamond particles dispersed in the solution used for the voltage application process, and the like are the same as in the sixth embodiment. Also, the method of forming the diamond layer is the same as in the third embodiment.

【0079】以上のような方法で微小ダイヤモンド粒子
上にダイヤモンド層を形成した結果、電圧印加処理によ
り配置されたダイヤモンド粒子の表面は、良質なCVD
ダイヤモンド層でコートされた。またダイヤモンド粒の
表面状態は、水素で終端された状態であった。
As a result of forming the diamond layer on the fine diamond particles by the above-described method, the surface of the diamond particles arranged by the voltage application treatment has a good quality.
Coated with a diamond layer. The surface state of the diamond particles was a state terminated by hydrogen.

【0080】このような方法で作製したダイヤモンド粒
子が配置されたW線を1×10-7Torr以下の真空中に
設置し、通電加熱した結果、約300〜400℃の温度
領域で、熱電子が放出されていることが確認された。ま
た水素終端されたCVDダイヤモンド層の表面は非常に
安定であるため、比較的真空度が悪い環境(1×10-4
orr程度)においても安定な熱電子放出特性を有する
ことが確認された。すなわち、ダイヤモンド粒子が配置
されたW線カソードが効率的な熱電子放出源として作用
していることが確認された。
The W line on which the diamond particles produced by such a method are arranged is placed in a vacuum of 1 × 10 −7 Torr or less and heated by electric current. Was confirmed to have been released. Also, since the surface of the hydrogen-terminated CVD diamond layer is very stable, the environment (1 × 10 −4 T
(about orr), it was confirmed that the composition had stable thermionic emission characteristics. That is, it was confirmed that the W-line cathode on which the diamond particles were arranged functions as an efficient thermoelectron emission source.

【0081】そこでさらにこのW線を通電加熱(温度:
約400℃)して、R、G、B対応の蛍光体に照射した
ところ、十分な輝度の発光が得られることが確認され
た。
Then, this W line is further heated by heating (temperature:
(About 400 ° C.) and irradiating the phosphor corresponding to R, G, B, it was confirmed that light emission with sufficient luminance was obtained.

【0082】<第8の実施の形態>本実施の形態では、
絶縁性の基材上にパターニングされたW層パターンに対
して行なった場合について記す。
<Eighth Embodiment> In the present embodiment,
A case in which the process is performed on a W layer pattern patterned on an insulating substrate will be described.

【0083】まず基材であるガラスを通常の洗浄工程で
清浄化した後、カソード部分となるW層を線状に形成し
た。
First, the glass as the base material was cleaned in a usual washing step, and then a W layer serving as a cathode portion was formed linearly.

【0084】続いてガラス基材の全面に絶縁体層となる
二酸化シリコン層をスパッタリングあるいはCVD法等
の方法で形成した後、フォトレジスト材のパターンニン
グを行なった。パターニングの形状については特に限定
はされるものではないが、本実施例では直径20μm線
状の窓をW層上のフォトレジスト材に形成した。
Subsequently, after a silicon dioxide layer to be an insulator layer was formed on the entire surface of the glass substrate by a method such as sputtering or CVD, the photoresist material was patterned. The shape of the patterning is not particularly limited, but in this example, a 20 μm-diameter linear window was formed in the photoresist material on the W layer.

【0085】次にこの基材と白金製の平板電極を、平均
粒径が0.02μm程度の微小ダイヤモンド粒子を分散
させた溶液が入った容器内に平行になるよう設置し、W
層と白金電極間に直流電圧を印加する電圧印加処理を行
なった。本実施の形態で用いた電圧印加処理の条件は、
前記第6の実施の形態と同じ条件である。電圧印加処理
を施した基材は純水で洗浄された後、窒素ガスでブロー
することにより乾燥された。
Next, this base material and a flat plate electrode made of platinum were placed in parallel in a container containing a solution in which fine diamond particles having an average particle size of about 0.02 μm were dispersed.
A voltage application process of applying a DC voltage between the layer and the platinum electrode was performed. The conditions of the voltage application processing used in the present embodiment are as follows:
The conditions are the same as in the sixth embodiment. The substrate subjected to the voltage application treatment was washed with pure water, and then dried by blowing with nitrogen gas.

【0086】この電圧印加処理を施された基材の表面を
走査電子顕微鏡で観察したところ、電圧が印加されたW
層の線状部分にのみ、溶液に分散させた微小ダイヤモン
ド粒子が均一に分布していることがわかった。また、そ
の分布密度は〜3×1010個/cm2程度であった。
The surface of the substrate subjected to the voltage application was observed with a scanning electron microscope.
It was found that the fine diamond particles dispersed in the solution were uniformly distributed only in the linear portions of the layer. Further, the distribution density was about 3 × 10 10 / cm 2 .

【0087】このような方法で作製した微小ダイヤモン
ド粒子が配置されたW層を有する基材を1×10-7Tor
r以下の真空中に設置し、W層を通電を加熱した結果、
第3の実施の形態と同様に約300〜400℃の温度領
域で、熱電子が放出されていることが確認された。すな
わち、微小ダイヤモンド粒が配置されたW層線カソード
が効率的な熱電子放出源として作用していることが確認
された。
The substrate having the W layer on which the fine diamond particles produced by the above method are arranged is 1 × 10 −7 Torr.
r in a vacuum below, heating the W layer by energizing,
It was confirmed that thermoelectrons were emitted in a temperature range of about 300 to 400 ° C. as in the third embodiment. That is, it was confirmed that the W layer wire cathode on which the fine diamond particles were arranged functions as an efficient thermoelectron emission source.

【0088】そこでさらにこのW層を通電加熱(温度:
約400℃)して、R、G、B対応の蛍光体に照射した
ところ、十分な輝度の発光が得られることが確認され
た。
Then, the W layer is further heated by current (temperature:
(About 400 ° C.) and irradiating the phosphor corresponding to R, G, B, it was confirmed that light emission with sufficient luminance was obtained.

【0089】本実施の形態において、カソード材の種類
を他材料、例えばタンタル(Ta)などに変えた場合や
塗布するダイヤモンド粒子の粒径や量を変えて溶液を調
合した場合、白金電極を用いず導電性の容器を負極とし
て用いた場合などにおいても、同様の結果が得られた。
In the present embodiment, when the kind of the cathode material is changed to another material, for example, tantalum (Ta), or when the solution is prepared by changing the diameter and amount of diamond particles to be applied, a platinum electrode is used. Similar results were obtained when a conductive container was used as the negative electrode.

【0090】また他の方法、例えば超音波振動処理など
の方法で微小ダイヤモンド粒をカソード材表面に配置し
た場合も同様の結果が得られた。
Similar results were obtained when minute diamond grains were arranged on the surface of the cathode material by another method, for example, a method such as ultrasonic vibration treatment.

【0091】<第9の実施の形態>第1の実施の形態で
作製した微小ダイヤモンド粒子が配置されたW線を蛍光
灯等の照明器具で用いられているフィラメント部に適用
した結果について記す。
<Ninth Embodiment> The result of applying the W line on which the fine diamond particles prepared in the first embodiment are arranged to a filament portion used in lighting equipment such as a fluorescent lamp will be described.

【0092】用いるカソード材、及びW線上への微小ダ
イヤモンド粒の配置方法等は前記第1の実施の形態と同
様である。
The cathode material to be used and the method of arranging the fine diamond grains on the W line are the same as those in the first embodiment.

【0093】この微小ダイヤモンド粒子が配置されたW
線から放出される熱電子による封止容器中の充填ガスの
放電効率を調べた結果、従来よりも高効率にガス放電が
なされることが確認された。その結果、従来よりも封止
容器内に含有量される水銀量を減少させた場合において
も、同様の輝度で蛍光体を発光させることが可能である
ことを確認した。
The W in which the fine diamond particles are arranged
As a result of examining the discharge efficiency of the filling gas in the sealed container due to thermionic electrons emitted from the wire, it was confirmed that gas discharge was performed with higher efficiency than before. As a result, it was confirmed that the phosphor can emit light with the same luminance even when the amount of mercury contained in the sealed container is reduced as compared with the related art.

【0094】<第10の実施の形態>熱電子放出源であ
るカソード材表面に配置されたダイヤモンド粒子の表面
構造制御の方法として、カソード材を水素ガスを放電分
解して得られるプラズマに晒した結果について記す。
Tenth Embodiment As a method for controlling the surface structure of diamond particles disposed on the surface of a cathode material, which is a thermionic emission source, the cathode material was exposed to plasma obtained by discharge-decomposing hydrogen gas. The results are described.

【0095】まず前記のような方法で表面に微小ダイヤ
モンド粒子が配置されたW線を準備した。この配置され
たダイヤモンド粒子の表面状態を調べたところ、一部が
酸素で終端された表面を有していることがわかった。そ
こで水素ガスのECR放電プラズマにこのW線を晒し
た。その際の水素プラズマ照射時間としては20秒間であ
る。その結果、水素プラズマに晒された領域の最表面炭
素は、水素との結合に変わっていることが確認され、熱
電子放出特性が改善されていることがわかった。すなわ
ち、このプロセスを用いることによって、ダイヤモンド
粒子の表面状態を制御することが可能であることが確認
された。
First, a W line having fine diamond particles disposed on its surface was prepared by the method described above. Examination of the surface state of the arranged diamond particles revealed that the diamond particles had a surface partially terminated with oxygen. Then, this W line was exposed to ECR discharge plasma of hydrogen gas. The hydrogen plasma irradiation time at that time is 20 seconds. As a result, it was confirmed that the outermost surface carbon in the region exposed to the hydrogen plasma was changed into a bond with hydrogen, and it was found that thermionic emission characteristics were improved. That is, it was confirmed that the surface state of the diamond particles could be controlled by using this process.

【0096】また水素ガスのECR放電プラズマに晒す
時間を変えた場合や水素ガスをアルゴンや窒素で10%
程度に希釈した場合、他の方法で形成した水素プラズマ
に晒した場合などにおいても、同様の結果が得られた。
When the time of exposing the hydrogen gas to the ECR discharge plasma is changed, or when the hydrogen gas is
Similar results were obtained when diluted to such an extent and when exposed to hydrogen plasma formed by another method.

【0097】<第11の実施の形態>熱電子放出源であ
るカソード材表面に配置されたダイヤモンド粒子の表面
構造制御の方法として、カソード材を水素ガス中で加熱
した結果について記す。
<Eleventh Embodiment> As a method of controlling the surface structure of diamond particles arranged on the surface of a cathode material, which is a thermionic electron emission source, a result of heating the cathode material in hydrogen gas will be described.

【0098】まず前記のような方法で表面に微小ダイヤ
モンド粒子が配置されたW線を準備した。この配置され
たダイヤモンド粒子の表面状態を調べたところ、一部が
酸素で終端された表面を有していることがわかった。そ
こで水素ガスを流した円筒形の容器内に微小ダイヤモン
ド粒子が配置されたW線を設置し、600℃まで加熱し
た。その際の処理時間としては10分間である。その結
果、水素雰囲気中で加熱されたダイヤモンド粒子の最表
面炭素は、水素との結合に変わっていることが確認さ
れ、W線カソードの熱電子放出特性が改善されているこ
とがわかった。すなわち、このプロセスを用いることに
よって、ダイヤモンド粒子の表面状態を制御することが
可能であることが確認された。
First, a W line having fine diamond particles disposed on its surface was prepared by the method described above. Examination of the surface state of the arranged diamond particles revealed that the diamond particles had a surface partially terminated with oxygen. Therefore, a W line on which fine diamond particles were arranged was set in a cylindrical container in which hydrogen gas was flown, and heated to 600 ° C. The processing time at that time is 10 minutes. As a result, it was confirmed that the outermost surface carbon of the diamond particles heated in the hydrogen atmosphere was changed into a bond with hydrogen, and it was found that the thermoelectron emission characteristic of the W-line cathode was improved. That is, it was confirmed that the surface state of the diamond particles could be controlled by using this process.

【0099】また容器に流す水素ガスをアルゴンや窒素
で10%程度に希釈した場合や加熱温度を400〜90
0℃の範囲で変化された場合などにおいても、同様の結
果が得られた。
When the hydrogen gas flowing into the container is diluted to about 10% with argon or nitrogen, or when the heating temperature is 400 to 90
Similar results were obtained when the temperature was changed in the range of 0 ° C.

【0100】[0100]

【発明の効果】以上のように、本発明に係る蛍光体発光
装置によれば、少なくとも、封止された容器と、前記容
器の内部に配置された蛍光体層と、前記蛍光体層に電子
線を照射するカソードからなる蛍光体発光装置であっ
て、電子放出源であるカソード材の表面、あるいは表層
に複数個の粒子、あるいは粒子の凝集体が配置された構
成を含むことを特徴とするため、より高効率で、かつ安
定な電子放出特性を有するカソード部を有する蛍光体発
光装置が可能となる。また本発明において、電子放出源
であるカソード部の形状を線状構造にすることにより、
平面ディスプレィ用などの電子放出源としても適してい
る。
As described above, according to the phosphor light-emitting device of the present invention, at least the sealed container, the phosphor layer disposed inside the container, and the phosphor layer What is claimed is: 1. A phosphor light-emitting device comprising a cathode for irradiating a line, comprising a structure in which a plurality of particles or aggregates of particles are arranged on a surface or a surface layer of a cathode material as an electron emission source. Therefore, a phosphor light emitting device having a cathode portion having higher efficiency and stable electron emission characteristics can be obtained. Further, in the present invention, by making the shape of the cathode portion, which is an electron emission source, a linear structure,
It is also suitable as an electron emission source for flat displays.

【0101】また前記本発明方法によれば、少なくと
も、封止された容器と、前記容器の内部に配置された蛍
光体層と、前記蛍光体層に電子線を照射するカソードか
らなる蛍光体発光装置の製造方法であって、平均粒径が
0.2μm以下の粒子状ダイヤモンドをカソード材の表
面、あるいは表層に分布させる工程を含むことを特徴と
するので、熱電子放出を容易にするダイヤモンドを微小
粒子、あるいはその凝集体の形態でカソード部表面、あ
るいは表層に再現性よく配置することが可能となるり、
その結果効率的な蛍光体発光装置を容易に形成すること
が可能となる。
Further, according to the method of the present invention, at least a phosphor luminous device comprising a sealed container, a phosphor layer disposed inside the container, and a cathode for irradiating the phosphor layer with an electron beam. A method of manufacturing a device, comprising a step of distributing particulate diamond having an average particle size of 0.2 μm or less on the surface of a cathode material or a surface layer. In the form of fine particles or their aggregates, it is possible to arrange them with good reproducibility on the cathode surface or surface layer,
As a result, an efficient phosphor light emitting device can be easily formed.

【0102】また前記本発明方法の構成によれば、カソ
ード材に粒子状ダイヤモンドを配置した後、前記カソー
ド材を少なくとも水素を含むガスを放電分解して得られ
るプラズマに晒す工程、あるいは前記カソード材を少な
くとも水素を含むガス中で加熱する工程を有することを
特徴とするので、選択的にダイヤモンドの最表層炭素原
子に水素原子を結合させることが可能となり、その結果
容易に熱電子を放出し易いカソード部を有した蛍光体発
光装置を形成することが可能になる。
According to the structure of the method of the present invention, after the particulate diamond is arranged on the cathode material, the cathode material is exposed to a plasma obtained by discharge decomposition of a gas containing at least hydrogen. Is characterized by having a step of heating in a gas containing at least hydrogen, so that hydrogen atoms can be selectively bonded to the outermost carbon atoms of diamond, and as a result, thermoelectrons are easily emitted It becomes possible to form a phosphor light emitting device having a cathode portion.

【0103】以上のようにカソード部に配置されたダイ
ヤモンドの表面状態を任意に制御することにより、高効
率蛍光体発光装置の構成並びに作製プロセスを簡便にす
ることができる。
As described above, by arbitrarily controlling the surface state of the diamond disposed on the cathode portion, the configuration and manufacturing process of the high-efficiency phosphor light emitting device can be simplified.

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

【図1】本発明に係る蛍光体発光装置の基本的な構造を
示す断面図
FIG. 1 is a sectional view showing a basic structure of a phosphor light emitting device according to the present invention.

【図2】本発明に係る他の蛍光体発光装置の基本的な構
造を示す断面図
FIG. 2 is a sectional view showing a basic structure of another phosphor light emitting device according to the present invention.

【図3】本発明に係る他の蛍光体発光装置の基本的な構
造を示す断面図
FIG. 3 is a sectional view showing a basic structure of another phosphor light emitting device according to the present invention.

【図4】本発明に係る他の蛍光体発光装置の基本的な構
造を示す断面図
FIG. 4 is a sectional view showing a basic structure of another phosphor light emitting device according to the present invention.

【図5】本発明に係る他の蛍光体発光装置の基本的な構
造を示す断面図
FIG. 5 is a sectional view showing a basic structure of another phosphor light emitting device according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 カソード部 2 蛍光体部 3 導電層 4 封止された容器 5 粒子あるいは粒子の凝集体 6 熱電子 7 引き出し電極 8 絶縁体層 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Cathode part 2 Phosphor part 3 Conductive layer 4 Sealed container 5 Particle or aggregate of particles 6 Thermoelectrons 7 Extraction electrode 8 Insulator layer

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 白鳥 哲也 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Tetsuya Shiratori 1006 Kazuma Kadoma, Kadoma City, Osaka Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.

Claims (11)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 少なくとも、封止された容器と、前記容
器の内部に配置された蛍光体層と、前記蛍光体層に電子
線を照射するカソードからなる蛍光体発光装置であっ
て、電子放出源である前記カソード材の表面、あるいは
表層に複数個の粒子、あるいは粒子の凝集体が配置され
た構成を含むことを特徴とする蛍光体発光装置。
1. A phosphor light emitting device comprising at least a sealed container, a phosphor layer disposed inside the container, and a cathode for irradiating the phosphor layer with an electron beam, the device comprising: A phosphor light emitting device comprising a structure in which a plurality of particles or aggregates of particles are arranged on a surface or a surface layer of the cathode material as a source.
【請求項2】 電子放出源であるカソード材の形状が、
線状構造であることを特徴とする請求項1に記載の蛍光
体発光装置。
2. The shape of a cathode material as an electron emission source is as follows:
The phosphor light emitting device according to claim 1, wherein the phosphor light emitting device has a linear structure.
【請求項3】 カソード材の表面、あるいは表層に配置
される粒子の平均粒径が、0.2μm以下であることを
特徴とする請求項1に記載の蛍光体発光装置。
3. The phosphor light emitting device according to claim 1, wherein the average particle diameter of the particles disposed on the surface of the cathode material or on the surface layer is 0.2 μm or less.
【請求項4】 カソード材の表面あるいは表層に配置さ
れる粒子あるいは粒子の凝集体が、ダイヤモンドからな
ることを特徴とする請求項1に記載の蛍光体発光装置。
4. The phosphor light emitting device according to claim 1, wherein the particles or the aggregates of the particles disposed on the surface or the surface layer of the cathode material are made of diamond.
【請求項5】 カソード材の表面あるいは表層に配置さ
れるダイヤモンドの最表面の炭素原子が、水素原子との
結合によって終端された構造を含むことを特徴とする請
求項4に記載の蛍光体発光装置。
5. The phosphor emission according to claim 4, wherein carbon atoms on the surface of the cathode material or on the outermost surface of the diamond arranged on the surface layer have a structure terminated by bonding to hydrogen atoms. apparatus.
【請求項6】 少なくとも、封止された容器と、前記容
器の内部に配置された蛍光体層と、前記蛍光体層に電子
線を照射するカソードからなる蛍光体発光装置の製造方
法であって、平均粒径が0.2μm以下の粒子状ダイヤ
モンドをカソード材の表面、あるいは表層に分布させる
工程を含むことを特徴とする蛍光体発光装置の製造方
法。
6. A method for manufacturing a phosphor light-emitting device comprising at least a sealed container, a phosphor layer disposed inside the container, and a cathode for irradiating the phosphor layer with an electron beam. And distributing particulate diamond having an average particle size of 0.2 μm or less on the surface or surface layer of the cathode material.
【請求項7】 少なくとも、封止された容器と、前記容
器の内部に配置された蛍光体層と、前記蛍光体層に電子
線を照射するカソードからなる蛍光体発光装置の製造方
法であって、平均粒径が0.2μm以下の粒子状ダイヤ
モンドをカソード材の表面、あるいは表層に分布させる
工程と、前記粒子状ダイヤモンド上にダイヤモンド層を
成長させる工程を含むことを特徴とする蛍光体発光装置
の製造方法。
7. A method for manufacturing a phosphor light-emitting device comprising at least a sealed container, a phosphor layer disposed inside the container, and a cathode for irradiating the phosphor layer with an electron beam. A phosphor light-emitting device, comprising: distributing particulate diamond having an average particle size of 0.2 μm or less on the surface or surface layer of the cathode material; and growing a diamond layer on the particulate diamond. Manufacturing method.
【請求項8】 カソード材の表面、あるいは表層への粒
子状ダイヤモンドの分布方法が、平均粒径が0.2μm
以下の粒子状ダイヤモンドを分散させた溶液をカソード
材に塗布することであることを特徴とする請求項6、7
いずれかに記載の蛍光体発光装置の製造方法。
8. The method for distributing particulate diamond on the surface or the surface layer of the cathode material is as follows.
8. The method according to claim 6, wherein a solution in which the following particulate diamond is dispersed is applied to the cathode material.
A method for manufacturing the phosphor light emitting device according to any one of the above.
【請求項9】 カソード材の表面、あるいは表層への粒
子状ダイヤモンドの分布方法が、平均粒径が0.2μm
以下の粒子状ダイヤモンドを分散させた溶液中にカソー
ド材を設置し、前記溶液に超音波振動を印加することで
あることを特徴とする請求項6、7いずれかに記載の蛍
光体発光装置の製造方法。
9. The method for distributing particulate diamond on the surface or the surface layer of the cathode material is as follows:
8. The phosphor light emitting device according to claim 6, wherein a cathode material is provided in a solution in which the following particulate diamond is dispersed, and ultrasonic vibration is applied to the solution. Production method.
【請求項10】 カソード材の表面、あるいは表層への
粒子状ダイヤモンドの分布方法が、平均粒径が0.2μ
m以下の粒子状ダイヤモンドを分散させた溶液中にカソ
ード材を設置し、前記カソード材の導電部分と溶液を入
れた容器との間、あるいは前記カソード材の導電部分と
溶液中に設置された電極との間に電圧を印加することで
あることを特徴とする請求項6、7いずれかに記載の蛍
光体発光装置の製造方法。
10. The method for distributing particulate diamond on the surface or the surface layer of the cathode material is as follows.
The cathode material is placed in a solution in which particulate diamond of m or less is dispersed, and the electrode is placed between the conductive part of the cathode material and the container containing the solution, or the conductive part of the cathode material and the solution. 8. A method for manufacturing a phosphor light emitting device according to claim 6, wherein a voltage is applied between the phosphor light emitting device and the light emitting device.
【請求項11】 少なくとも、封止された容器と、前記
容器の内部に配置された蛍光体層と、前記蛍光体層に電
子線を照射するカソードからなる蛍光体発光装置の製造
方法であって、カソード材に粒子状ダイヤモンドを配置
した後、前記カソード材を少なくとも水素を含むガスを
放電分解して得られるプラズマに晒す工程、あるいは前
記カソード材を少なくとも水素を含むガス中で加熱する
工程を有することを特徴とする蛍光体発光装置の製造方
法。
11. A method of manufacturing a phosphor light emitting device comprising at least a sealed container, a phosphor layer disposed inside the container, and a cathode for irradiating the phosphor layer with an electron beam. After arranging the particulate diamond on the cathode material, exposing the cathode material to a plasma obtained by discharge decomposition of at least a gas containing hydrogen, or heating the cathode material in a gas containing at least hydrogen. A method for producing a phosphor light emitting device.
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JP22488496A Pending JPH1069868A (en) 1996-08-27 1996-08-27 Phosphor light emitting device and method of manufacturing the same

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005044590A (en) * 2003-07-25 2005-02-17 Toshiba Corp Discharge lamp
JP2008010169A (en) * 2006-06-27 2008-01-17 Dialight Japan Co Ltd Lighting device
US7348718B2 (en) 2003-07-28 2008-03-25 Kabushiki Kaisha Toshiba Discharge electrode implemented by a wide bandgap semiconductor and a discharge lamp using the same
US7528535B2 (en) 2004-03-31 2009-05-05 Kabushiki Kaisha Toshiba Cold cathode, cold cathode discharge lamp, and method for producing the same
US7605527B2 (en) 2004-05-31 2009-10-20 Kabushiki Kaisha Toshiba Discharge lamp and discharge electrode having an electron-emitting layer including a plurality of protrusions separated by grooves

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