光源制造技术

光源（１０Ａ、１０Ｂ）具有把多个电子发射元件（１２Ａ、１２Ｂ）二维地排列起来的发光部（１４）、对该发光部（１４）的各电子发射元件（１２Ａ、１２Ｂ）施加驱动电压（Ｖａ）的驱动电路（１６Ａ、１６Ｂ）。驱动电路（１６Ａ、１６Ｂ）根据来自外部（亮灯／熄灯开关等）的表示亮灯／熄灯的控制信号（Ｓｃ），在各电子发射元件（１２Ａ、１２Ｂ）的上部电极（１８）和下部电极（２０）上施加驱动电压（Ｖａ），来驱动控制各电子发射元件（１２Ａ、１２Ｂ）。各电子发射元件（１２Ａ、１２Ｂ）具有板状的发射体（２２）、形成在该发射体（２２）的表面的上部电极（１８）和形成在该发射体（２２）的背面的下部电极（２０）。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及使用具有形成在发射体上的上部电极和下部电极的电子发射元件的光源(包含面光源)。
技术介绍
近来，电子发射元件正在被使用于具有驱动电极和公共电极的场致发射显示器(FED)或背光灯等各种各样的应用。在使用于FED的情况下，将多个电子发射元件二维地排列起来，再以规定的间隔分别配置对着这些电子发射元件的多个荧光体。作为该电子发射元件的现有技术例，例如有专利文献1～5，但是由于在发射体中都未使用电介质，所以存在以下问题在相面对的电极之间必须进行成形加工或微细加工，并且为了电子发射必须施加高电压，另外，面板制作工艺复杂、制造成本高。因此，考虑用电介质构成发射体，而作为来自电介质的电子发射，在以下的非专利文献1、2中记述了各种说法。专利文献1特开平1-311533号公报专利文献2特开平7-147131号公报专利文献3特开2000-285801号公报专利文献4特公昭46-20944号公报专利文献5特公昭44-26125号公报非专利文献1安冈、石井“使用了强电介质阴极的脉冲电子源”应用物理第68卷，第5号，p546～550(1999)非专利文献2V.F.Puchkarev，G.A.Mesyats，On the mechanism of emission fromthererroelectric ceramic cathode，J.Appl.Phys.，vol.78，No.9，1 November，1995，p.5633-5637在上述原有的电子发射元件中，电介质的极化反转使被电介质的表面、电介质与上部电极的界面、电介质内部的缺陷能级束缚的电子发射出来。总之，只要在电介质中引起极化反转，发射电子量大体是一定的，不取决于施加电压脉冲的电平。但是，存在以下问题电子发射不稳定，电子发射次数高达大约数万次左右，例如，用作光源时就缺乏实用性。
技术实现思路
本专利技术是考虑到这样的问题而形成的，其目的在于提供一种光源，在具有由电介质构成的发射体的电子发射元件中，可以抑制电子的过量发射，并能够防止伴随电子发射的电极等的损伤等，而且能够实现长寿命化以及可靠性的提高。另外，本专利技术的其他目的在于提供一种光源，它能够易于产生高的电场集中，而且可以增加电子发射处，能够实现电子发射的高输出、高效率，还可以用低电压驱动。第一专利技术的光源的特征是，在电子撞击物质而产生光的光源中，所述电子的发生源是电子发射元件，所述电子发射元件具有由电介质构成的发射体、形成在所述发射体上的第一电极和第二电极，通过在所述第一电极和所述第二电极之间施加驱动电压，使所述发射体的至少一部分极化反转或改变极化，由此来进行电子发射。所述发射体可以由压电材料、反铁电介质材料或电致伸缩材料构成。这里，说明有关第一专利技术的电子发射元件的作用。首先，通过在第一电极和第二电极之间施加驱动电压，使发射体的至少一部分极化反转或改变极化，电子就从电位低于第二电极的所述第一电极的近旁发射出来。即，根据该极化反转或改变极化，在第一电极及其近旁的偶极子的正极侧产生局部的集中电场，由此从所述第一电极将一次电子吸引出来，从所述第一电极吸引出来的一次电子撞击所述发射体，从该发射体发射出二次电子。在具有所述第一电极、所述发射体和真空气氛的三汇结点的情况下，从所述第一电极中的三汇结点近旁的部分将一次电子吸引出来，所述被吸引出来的一次电子撞击所述发射体，从该发射体发射出二次电子。这里所述的二次电子从一次电子的库仑撞击中获得能量，包含向发射体外飞出去的固体内电子和俄歇电子、一次电子在发射体表面附近散射的电子(反射电子)的全部。此外，所述第一电极的厚度极薄(～10nm)的情况下，从该第一电极与发射体的界面上发射电子。由于电子按照这样的原理被发射出来，所以本专利技术的光源可以稳定地进行电子发射，电子发射的次数也可以达到20亿次或其以上，作为光源具有很强的实用性。而且，由于发射电子量大体与在第一电极和第二电极之间施加的驱动电压的电平成正比地增加，所以可以容易控制发射电子量。此外，被第二电极吸引出来的电子主要把位于第二电极近旁的气体或构成第二电极的原子等电离成正离子和电子。位于所述第二电极近旁的构成所述第二电极的原子是该第二电极的一部分蒸发而产生的原子，该原子在所述第二电极近旁浮游。而且，由于所述电离产生的电子进一步引起气体或所述原子等的电离，所以电子按指数函数形式增加，这样，一旦电子与正离子呈中性地存在，就成为局部等离子体。另外，因所述电离产生的正离子撞击例如第一电极就可能损伤第一电极。因此，如果在发射体的第一面上形成第一电极，而在发射体的第二面上形成第二电极，则从第一电极发射出来的电子被作为局部阳极存在的发射体的偶极子的+极吸引，第一电极的近旁的发射体的第一面就带负极性的电量。结果，使电子的加速因素(局部电位差)缓和，使达到二次电子发射的电势不存在，使所述发射体的第一面带负极性的电量。因此，偶极子中的局部的阳极的正极性被减弱，局部的阳极与局部的阴极之间的电场强度减小，停止电子发射。这样，在本专利技术中，可以抑制电子的过量发射，从而可以防止伴随电子发射而产生的对第一电极的损伤等，并能够实现使用电子发射元件的光源的长寿命化以及可靠性的提高。接着，关于第二专利技术的光源的特征是，在通过电子的撞击产生光的光源中，所述电子的发生源是电子发射元件，所述电子发射元件具有由电介质构成的发射体、施加用于电子发射的驱动电压的第一电极和第二电极，所述第一电极形成在所述发射体的第一面上，所述第二电极形成在所述发射体的第二面上，至少所述第一电极具有所述发射体显露出来的多个贯通部，所述第一电极中的所述贯通部周围的面对所述发射体的面离开所述发射体(第二专利技术)。这种情况下，在第一阶段，所述电子发射元件从所述第一电极向所述发射体进行电子发射，使所述发射体带电，还可以在第二阶段，从所述发射体进行电子发射。这里，说明有关第二专利技术的电子发射元件的作用。首先，在第一电极与第二电极之间施加驱动电压。该驱动电压被定义为像脉冲电压或交流电压那样随时间的经过而从高于或低于基准电压(例如0V)的电平急剧变化为低于或高于基准电压的电平。另外，在发射体的第一面、第一电极和该电子发射元件周围的介质(例如真空)接触的地方形成有三重汇接区。这里，所谓三重汇接区被定义为通过第一电极、发射体与真空的接触而形成的电场集中部。此外，在所述三重汇接区也包含第一电极、发射体与真空作为一个点而存在的三汇结点。本专利技术中，三重汇接区就形成在多个贯通部的周围或第一电极的周围边缘部。因此，一旦在第一电极与第二电极之间施加如上所述驱动电压，在上述三重汇接区就发生电场集中。另外，在第一阶段，把高于或低于基准电压的电压施加在第一电极与第二电极之间，在上述三重汇接区就产生例如朝向一个方向的电场集中，从第一电极向发射体进行电子发射，例如电子被积蓄在发射体中的对应于第一电极的贯通部的部分或第一电极的周围边缘部附近的部分。即，发射体带电。此时，第一电极就起电子供给源的作用。然后，在第二阶段，驱动电压的电平骤减，一旦把低于或高于基准电压的电压施加在第一电极与第二电极之间，这次，发生了向反方向的极化反转的发射体的偶极子(发射体的表面呈负极性)就把对应于第一电极的贯通部的部分或第一电极的周围边缘部附近带电的电子从发射本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种通过电子撞击物质来产生光的光源，其特征在于，所述电子的发生源是电子发射元件（１２Ａ）；所述电子发射元件（１２Ａ），具有由电介质构成的发射体（２２）、形成在所述发射体（２２）上的第一电极和第二电极，通过在所 述第一电极（１８）和第二电极（２０）之间施加驱动电压（Ｖａ），使所述发射体（２０）的至少一部分发生极化反转或改变极化，由此来进行电子发射。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种通过电子撞击物质来产生光的光源，其特征在于，所述电子的发生源是电子发射元件(12A)；所述电子发射元件(12A)，具有由电介质构成的发射体(22)、形成在所述发射体(22)上的第一电极和第二电极，通过在所述第一电极(18)和第二电极(20)之间施加驱动电压(Va)，使所述发射体(20)的至少一部分发生极化反转或改变极化，由此来进行电子发射。2.如权利要求1所述的光源，其特征在于，通过在所述第一电极(18)和所述第二电极(20)之间施加所述驱动电压(Va)，使所述发射体(22)的至少一部分发生极化反转，通过该极化反转，把偶极子的正极侧配置在所述第一电极(18)的周边，从所述第一电极(18)把一次电子吸引出来；从所述第一电极(18)吸引出来的一次电子撞击所述发射体(22)，从该发射体(22)发射出二次电子。3.如权利要求2所述的光源，其特征在于，具有所述第一电极(18)、所述发射体(22)和真空气氛的三汇结点；从所述第一电极(18)中的三汇结点近旁的部分吸引出一次电子；被吸引出来的一次电子撞击所述发射体(22)，从该发射体(22)发射出二次电子。4.一种通过电子撞击来产生光的光源，其特征在于，所述电子的发生源是电子发射元件(12B)；所述电子发射元件(12B)，具有由电介质构成的发射体(22)、施加了用于电子发射的驱动电压(Va)的第一电极(18)和第二电极(20)，所述第一电极(18)形成在所述发射体(22)的第一面上，所述第二电极(20)形成在所述发射体(22)的第二面上，至少所述第一电极(18)具有所述发射体(22)露出来的多个贯通部(102)，所述第一电极(18)中所述贯通部(102)的周部(108)中的面对所述发射体(22)的面(102a)离开所述发射体(22)。5.如权利要求4所述的光源，其特征在于，所述电子发射元件(10B)，在第一阶段，从所述第一电极(18)向所述发射体(22)进行电子发射，使所述发射体(22)带电；在第二阶段，所述发射体(22)进行电子发射。6.如权利要求4或5所述的光源，其特征在于，在所述第二阶段，从所述发射体(22)发射对应于所述发射体(22)在所述第一阶段中的带电量的电子。7.如权利要求4～6的任意一项所述的光源，其特征在于，所述发射体(22)在所述第一阶段中的带电量一直维持到进行所述第二阶段的电子发射为止。8.如权利要求1～7的任意一项所述的光源，其特征在于，所述发射体(22)由压电材料、反铁电介质材料或电致伸缩材料构成。9.如权利要求1～8的任意一项所述的光源，其特征在于，具有在所述第一电极(18)和所述第二电极(20)之间施加用来使所述发射体(22)的至少一部分发生极化反转或改变极化的交流脉冲的单元(16A、16B)；从所述发射体(22)间断地发射电子。10.如权利要求9所述的光源，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：武内幸久，七泷努，大和田岩，赤尾隆嘉，
申请(专利权)人：日本碍子株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]