JPH06501342A - 陰極線管およびその製造方法 - Google Patents

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】 陰極線管およびその製造方法 発明の技術分野 本発明は電子的絶縁表面を電子的絶縁フィルムで被覆した電子銃を具える陰極線 管に関するものである。発明の背景この種陰極線管は米国特許第４．４７３．７ ７４号から既知である。

発明の概要 作動に当たり１つ以上の電子ビームを陰極線管で発生させている。かかる陰極線 管は特にテレビジョン受像機、電子顕微鏡、オシロスコープ、Ｘ線検出器、像増 強器、光像倍器、イオン注入装置その他の装置に用いられる。発明の構成内では 電子銃とは電子を発生する手段を意味するものとする。これら電子は電子ビーム の形態で発生させることができる。

陰極線管に生じる問題は、作動に当たり、陰極線管の内側表面か変化することで ある。かかる変化の問題は特に電子的絶縁表面に生じる。この結果ネガティブな 効果が生じる。例えば陰極線管の構成部品間のフラッシュオーバ（“アーキング ）および不所望な光効果（“ブルーグロー”）が発生する。これらの効果も陰極 線管の高電圧特性と称する。上述した米国特許第４、４７３．７７４号には頚部 に配列された電子銃を有する陰極線管か記載されている。この陰極線管の頚部の 内側には非イオン有機コポリマーのフィルムで被覆している。上記米国特許第４ ．４７３゜７７４号に記載されている陰極線管は次の通り要求に従うようにする 必要かある。

１、使用するコポリマーは、陰極線管の製造中慣例である温度では劣化しない。

即ち、このコポリマーのフィルムは特に耐熱性とする必要がある。

２、フィルムが着脱されるのを防止するステップを採る必要がある。

３、被着したフィルムは陰極線管の製造方法にしばしば用いられるＲＦスポット ノッキング（ＲＦＳＫ）に耐えることはできない。

４、前記フィルムが陰極線管の製造中過熱しないようにする注意を払う必要があ る。

上述した欠点のため、上述した米国特許第４．４７３．７７４号に記載されてい る陰極線管は大量生産に適していない。僅が数個の材料のみが好適であり、従っ てかかる製造方法は極めて厳しい要求に従う必要がある。

本発明の目的は上述した問題の１つ以上を少なくとも部分的にまたは完全に解決 するようにした上述した種類の陰極線管を提供せんとするにある。

本発明は陰極線管の電気的絶縁表面を電気的絶縁フィルムで被覆するようにした 電子銃を具える陰極線管において、前記陰極線管の電気的絶縁表面を有機材料の 層の分解生成物としたことを特徴とする。

本発明において分解生成物とは、有機材料の最初に堆積した層を残留フィルムは そのままにして部分的に分解する処理にさらされる有機材料の層の残留物である フィルムを意味するものとする。

陰極線管の製造中通常の条件および高温で部分的に分解される材料の残留フィル ムは最初に被着した層か部分的に分解されると云う事実にもかかわらず高電圧特 性を改善し得ることを確ツ　かめた。

かかる事実を認識することにより製造中通常の条件および温度にさらされる際部 分的に分解することができる。前記有機材料のこのクラスはニトロセルローズ、 ポリアクリレート、アクリル樹脂、およびポリビニ−ルアクルレート、ポリビニ ールアセテート、およびポリビニールアルコールのようなポリビニール化合物、 脂肪並びに有機ソープを含むようにする。これら有機材料の全ては陰極線管の製 造中通常の温度で部分的に熱分解するようになる。従って部分的に分解された後 に残存する残留フィルムが有効であることを確かめた。

従って、一般に、上述した米国特許第４．４７３．７７４号に記載されているよ うにフィルムの過熱を妨げるステップは必要でなくなる。さらに、フィルムの部 分的分解は陰極線管の高電圧特性にポジティブな影響を与えるようになる。

これがため、使用する材料および温度制御に課せられる要求が僅かとなり、従っ て陰極線管を大量生産に好適とすることがてきる。

本発明の第２の要旨によれば、フィルムを有機材料のフィルムとするとともにフ ィルムの厚さを１μ以下とする。

本発明の要旨内では有機材料のフィルムとは少なくとも大部分が有機化合物また は有機化合物の混合物より成るフィルムを意味するものとする。かかるフィルム を以下“有機フィルム”とも称する。

フィルムの厚さが１μ以下の場合にはこのフィルムは一般に絶縁表面に良好に被 着されるようになる。従って、層を絶縁表面に被着せしめる装置および処理ステ ップを省略することかできる。これかためフィルムを簡単に被着する方法を提供 することができる。

さらに、！μ以下の薄いフィルムはスポット−ノッキングに耐え得るものである 。従って、通常の処理ステップを放棄する必要はない。

これがため、陰極線管は大量生産に極めて好適である。

また、上述した２つの要部を組合せるのも有利である。

一般に、フィルムの導電率は被着する層の部分分解中これにより変化する。この フィルムのシート抵抗は減少する。これもフィルムを表面に被着することに関し てネガティブな効果となる。これらの点に関し１μ以下の薄いフィルムは１μ以 上の厚い層よりも一層広く且つ長く分解する。これがため除去の可能性が低減す る。

フィルムの厚さはほぼ５００ｎｍ乃至はぼ１０ｎｍ間とするのが好適である。

フイルム力月Ｏｎｍよりも薄い場合には下側の絶縁表面が完全に被覆されないと 云うことはない。従って絶縁表面の被覆されていない部分に高電圧の問題が生じ るようになる。

電子の運動エネルギーの関数としての２次電子放出係数はほぼＩｋｅＶ以下のエ ネルギーに対し第２クロスオーバー（Ｅ、υを呈する。

一般に、残留フィルムに対する第２グロスオーバーの値（Ｅ、υは高電圧特性を 改善する元の堆積層の第２クロスオーバーの値よりも著しく小さいことを確かめ た。これは元の堆ＷＩ層が１ｋｅＶ以上の第２クロスオーバー値を有する材料で ある場合に特に好適である。ＩｋｅＶ以上の第２クロスオーバー値を有する材料 の例としてはアクリル樹脂、有機ソープおよびポリビニールアセテートがある。

この点に対してはフィルムの厚さが１μ以下である場合にも好適である。その理 由はこれにより一層高価な分解を行い、従って得るべき第２クロスオーバー（Ｅ 、、）を著しく低減するからである。

電気絶縁材料の管頚部に電子銃を有する陰極線管に対しては管頚部の内側に少な （ともフィルムを設けるのが好適である。

従って管頚部の電位は極めて安定する。これがためフラッシュオーバおよびドリ フトは殆と或は全く生じない。このドリフトは電子銃により発生した電子ビーム の箇所および／または形状が徐々に変化することにより特徴付けられた効果であ る。

特に、フィルムを管頚部の湾曲表面、例えば内側に被着する際、フィルムの厚さ が１μ以下の場合に有利である。管頚部の内側の湾曲のため、フィルムは比較的 容易に表面になじむようになる。

電気絶縁材料のエレメントを有する電子銃を具える陰極線管の場合には、これら エレメントは有機材料のフィルムで被覆するのが有利である。

これらエレメントの例はいわゆるマルチフオームロッドのような固定エレメント である。これらマルチフオームロッドは電子銃の電極を固着するガラスロッドと する。マルチフオームロッドが有機フィルムにより被覆されている場合にはこれ らマルチフオームロッドおよび電子銃の構成部品間のフラッシュオーバおよびマ ルチフオームロッドの帯電により生じるドリフトは殆ど或は全（発生しない。

主レンズを構成する電極を有する陰極線管に対してはこれら電極の少なくとも１ つにエツチング処理を施す。

の方法は陰極線管を製造するに当たり、プロセスステップにおいて陰極線管のエ レメントの内面を有機物質の溶液で加湿するとともに前記表面を乾燥し、これに より有機層を形成し、この層を少なくともその１部分が分解する処理を施すよう にしたことを特徴とする。

斯様にして有機フィルムは簡単に被着することができる。有機フィルムの厚さは 溶液中の有機材料の量により容易に制御することができる。本発明において“陰 極線管のエレメントの内側面”とは組立てられた陰極線管の内側に位置するエレ メントの表面を意味するものとする。表面の加湿および乾燥は陰極線管の組立て 前例えば個別のエレメントに対して行うことかできる。

前記層は加熱処理により少なくとも部分的に分解するのが好適である。この処理 は乾燥中あるいは陰極線管の焼きなまし時に行うことができる。加熱処理は真空 中でおこなうのか好適である。

或は又、電子衝撃を用いて有機フィルムを少なくとも部分的に分解することがで きる。このフィルムの分解によってフィルムのが炭素含有量をフィルムの他の成 分に対して増大し、これは一般に高電圧特性に積極的に影響を及ぼす第２クロス オーバー（Ｅ、、）の値を低減するようになる。図面の簡単な説明図１は本発明 表示装置の１例を示す縦断面図、図２は本発明表示装置の頚部の縦断面図、図３ は、入射電子の運動エネルギーＥｋｉｎの関数として、ニトロセルローズフィル ム（曲線３１）、真空中で加熱後のニトロセルローズフィルム（曲線３２）およ び電子衝撃後のニトロセルローズフィルム（曲線３３）の２次電子放出係数εを 示す特性図、 図４ａおよび４ｂは有機フィルムのさらに他の積極的な効果を示す特性図である 。発明を実施するための最良の形態図面は実寸ではなく、且つ図中同一部分には 同一符号を付して示す。

図１は本発明表示装置の縦断面図を示す。この表示装置は陰極線管、本例ではカ ラー表示管１を具える。このカラー表示管ｌは排気容器２を具え、この排気容器 ２は表示窓３、円錐部分４および頚部５により構成する。この頚部５には３つの 電子ビーム７．８および９を発生する電子銃６を設け、これら電子ビームは１面 、即ち、同一ライン面、この場合、図の面に延在する。表示窓の内側には表示ス クリーン１０を設ける。この表示スクリーンｌＯは赤色、緑色および青色を発生 する多数の蛍光エレメントを具える。斯様にして表示スクリーン１０には電子ビ ーム７．８および９を偏向ユニット１１を介して偏向して色選択電極１２に通過 させ、この色選択電極は表示窓３の前方に配列するとともにアパーチュア１３を 有する薄いプレートを具える。色選択電極は表示窓に懸垂手段１４により懸垂す る。３つの電子ビーム７．８および９は色選択電極のアパーチュア１３を互いに 僅かな角度で通過し、従って各電子ビームは１つのカラーのみの蛍光エレメント に入射する。

電子銃は頚部（図２）に配列する。本例ではこの電子銃は陰極２１．２２および ２３並びに多数の電極２４，２５．２６および２７を具え、電極２６および電極 ２７の部分２８間に主レンズを構成する。導電層３０は円錐部分５に設ける。こ の頚部５の内側には有機材料のフィルム２１１を設ける。かかるフィルムを設け ることによって陰極線管の高電圧特性を著しく改善し得ることを確かめた。作動 に当たり、高電圧特性が左程良好でない場合にはスクリーンが不所望に発光する および／または陰極線管にブレークダウンが生じるおよび／または表示管の内壁 におよび／またはマルチフオームウッドに沿ってブルーグリマーの１つ以上のパ ッチが現われる当の現象か現われるようになる。本発明は特にこれらの現象か電 気的絶縁表面に沿う電子移送にも寄与すると云う事実を基に成したものである。

陰極線管を横切る電子“ホッピングによって陰極線管内の残留ガスのイオン化に よりまたはガラスの発光により光のグリマーを生じるようになる。電気的絶縁表 面を横切る電子ホッピングは、前記絶縁表面が高い２次電子放出係数を有する場 合に形成されるようになる。電子（例えば電界放出により形成された電子）がこ れら表面に入射される際に絶えず増大する数の電子が電界の影響のもとて電気的 絶縁表面を横切って高電位に向かってホップするようになる。これらホッピング 電子によって冷陰極放出を生じ、頚部およびマルチフオームを帯電し、陰極線管 内でブレークダウンを生じるようになる。さらに、陰極線管が表示スクリーンを 具える場合にはこの表示スクリーンも僅かではあるか発光し、その結果コントラ ストか減少するようになる。さらに電圧が増大すると高電圧問題が発生する。フ ラッシュオーバは電子銃を破損するとともに電子回路の作動に悪影響を与えるよ うになる。かかる現象は絶縁表面に有機フィルムを被着することによって充分に 抑圧することができる。斯様に有機フィルムを被着することは上述した技術問題 を低減するとともに除去数をも低減するようになる。その理由は陰極線管の製造 時のおおよその除去率が高電圧問題に寄与し得るようになるからである。これか ため、本発明の利点の１つは高電圧を使用し得るようになることである。光出力 は電子の運動エネルギーを上げることにより増大させることがてきる。これは特 に投射型陰極線管、ＨＤＴＶ用途の陰極線管等に重要である。かかる陰極線管は 極めて高い光出力を有するようにするのが好適である。本発明によればこれらの 利点を得ることができる。

テスト管では頚部およびマルチフォームロ・ノドの内側をエチルアセテートまた はアミルアセテートに溶解したニトロセルローズ（ＣＪ７０１１Ｎ２）”の溶液 、例えばエ　チルアセテートに溶解したニトロセルローズの１％溶液で加湿する 。次いで乾燥後ニトロセルローズの層を残存させるようにする。その後この層を 真空中で加熱し、その結果、層の少なくとも１部分を分解し、層中の炭素含有量 を層中の他の成分（例えば酸素または窒素）に対し増大させるようにする。例え ば、フィルムを真空中でほぼ３５０°Ｃの温度でほぼ１５分間加熱する温度処理 によって、層中に存在する酸素のモル％を真空中での温度処理前に存在する酸素 のモル％のほぼ１／３乃至１１５に減少するととも（こ窒素のモル％を真空中で の温度処理前フィルムに存在する窒素のモル％のほぼ半分に減少する。ＸＰＳ測 定およびＩＲスペクトルによる分析によってかかるフィルムが部分的に炭素化し 、部分的な熱分解の結果、即ち、４つの単一ポンドにより結合された炭素および ２つの単一ポンドにより結合された炭素並びに２重ボンドがフィルムに形成され るようになる。このフィルムには原子％でほぼ５０％（±５％）の炭素（Ｃ）と 、はぼ１５％（±３％）の酸素（０）と、はぼ３０％（±３％）の水素（Ｈ）と 、はぼ３％（±２％）の窒素（Ｎ）とか含有されていることを確かめた。

温度処理の他の利点は、フィルムの組成か作動時に殆どあるいは全く変化しない が、温度処理または他の型の分解処理（例に、フィルムの抵抗は分解により変化 する。一般に、この抵抗増大する。従ってシート抵抗が１μよりも厚い層に対し 低くな電子銃により放出された電子は“電圧′がｘｋＶの際にｘｋｅ−ルにより 頚部の内側に溶液を被着することによって加湿を行ｅｍｅｎｔｓ　ａｔ　Ｌｏｗ 　ｐｒｉｍａｒｙ　Ｅｎｅｒｇｉｅｓ”レビュー　サイエンテイフｄｒｉｃａｌ 　Ａｕｇｅｒ　Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｅｒｓ　ｆｏｒ　Ｒｅｔａｒｄｉｎｇ−Ｐ ｏｔｅｎｔｉａｌ　５ｅｃｏｎっていわゆるプレコーティングは必要でない。こ のフィルムはれ電子ホッピングか生じ得なくなる。こんエネルギーＥ　Ｉ＋も従 って数ｋＶの電位差でフィールド電子放出を生しることかてインナインライン型 カラー陰極線管の中央電子ビームに対する最外側電子ビームの変位を時間（ｔ： 分）の関数としてプロットする（μｍ）。電子ビームの相対位置の時間に依存す る変位を簡潔のため、以下“変位”と称する。曲線４１〜４８に示す変位は１０ ０分後の変位に関連し、後者の変位はθμであるものとする。曲線４１〜４６は 有機フィルムを被着しない場合の変位を示す。この変位はほぼ６０μｍである。

曲線４７および４８は頚部の内側特に主レンズに対向する頚部の部分およびマル チフオームロッドを有機層、この場合ニトロセルローズ層の残部で被覆するよう にした陰極線管の変位を示す。平均変位はほぼ４μであり、これは著しく重要な 改良である。この変位の減少によってスクリーン上の電子ビームのコンバージェ ンスを良好に保持することができる。図示の変位はいわゆるインライン型電子銃 を有する陰極線管に関するものである。本発明は１つ以上の電子ビームを発生す る他の型の陰極線管、例えば作動時に三角の頂点に位置する３つの電子ビームを 発生するいわゆるデルタ型電子銃にも適用することができる。

本発明はユニポテンシャルレンズ系を有する電子銃を具える陰極線管に特に重要 である。ユニポテンシャルレンズ系は１つ以上の電子ビームを集束する電界、即 ち、電子ビームの伝搬方向に見て高い初期値から低い中間値を経て高い最終値に 変化する電位を発生するレンズ系である。かかる電子銃では上述した問題は比較 的低い最大電圧で発生する、その理由は作動に当たり電子銃の種々の面に比較的 高い電位および大きな電位差が生じるからである。

主レンズを有する電子銃に対し、主レンズの少なくとも１つの、好適には２つの レンズ電極（図２の電極２６および２７）はエツチングによって好適に形成する 。本発明フィルムによればレンズ電極のエツチングは高電圧特性に強いポジティ ブな影響を与え、特にフラッシュオーバが生じる前に得られる最大電圧は著しく 増大することを確かめた。

さらに、本発明は特に導電性被膜を有する１つ以上の電子銃を具える陰極線管に 特に重要である。かかる電子銃の例はいわゆるスパイラルレンズ電子銃である。

かかる電子銃は電気絶縁材料から形成された素子、例えば内側に例えばスパイラ ル状の導電被膜が被着された管状素子を具える。導電層を横切って電位を印加す ると、電子ビームを集束および／または加速する集束および／または加速電界が この素子に発生する。電子銃を具える陰極線管は導電層を損傷するフラッシュオ ーバに対し極めて敏感であり、従ってレンズを損傷し得るようになる。本発明に よるかかる陰極線管では頚部および／または素子の外側を有機フィルムで被覆す る。導電層を有する電子銃の他の例は絶縁材料のプレートに被着された導電細条 より成る分圧器を有する電子銃である。作動に当たり、この導電細条の両端間に は電圧を印加する。

さらに、本発明は例えば像増強器および光増倍器のような光電子陰極線管に特に 重要である。かかる陰極線管の重要なファクタはいわゆるダークカウントである 。このダークカウントは作動中の絶対ダークネスに陰極線管によって発生する信 号で成る。表面を横切る電子移送によって生じる光の上述したグリンマは不所望 である。その理由はこれらがダークカウントを増大するからである。光電子陰極 線管にダークカウントよりも弱い信号を発生する光信号は殆どあるいは全く測定 することはできない。これがため、ダークカウントはかかる陰極線管の光電子感 度の目安である。

本発明は上述した例にのみ限定されるものではなく、要旨を変更しない範囲内で 種々の変形や変更が可能である。

丁０５［１，０ 国際調査報告　６１”Ｔ／ｋｌｌ　Ｏり／Ｉ’１ｌｌｌフフ

Claims (18)

【特許請求の範囲】
1. １．陰極線管の電気的絶縁表面を電気的絶縁フイルムで被覆するようにした電子 銃を具える陰極線管において、前記陰極線管の電気的絶縁表面を有機材料の層の デグラデーション生成物としたことを特徴とする陰極線管。
2. ２．陰極線管の電気的絶縁表面を有機材料の電気的絶縁フイルムで被覆するよう にした電子銃を具える陰極線管において、前記フイルムを有機材料の層の熱分解 生成物としたことを特徴とする陰極線管。
3. ３．前記有機材料をニトロセルローズ、ポリアクリレート、アクリル樹脂、およ びポリビニールアクルレート、ポリビニールアセテート、およびポリビニールア ルコールのようなポリビニール化合物、脂肪並びに有機ソープを含むクラスのエ レメントとすることを特徴とする請求項１又は２に記載の陰極線管。
4. ４．前記有機材料を水溶性としたことを特徴とする請求項１〜３の何れかの項に 記載の陰極線管。
5. ５．陰極線管の電気的絶縁表面を電気的絶縁フイルムで被覆するようにした電子 銃を具える陰極線管において、前記フイルムを有機材料の部分的に炭素化し得る 層で被覆するようにしたこことを特徴とする陰極線管。
6. ６．前記フイルムは原子％でほぼ５０％（±５％）の炭素（Ｃ）と、ほぼ１５％ （±３％）の酸素（Ｏ）と、ほぼ３０％（±３％）の水素（Ｈ）と、ほぼ３％（ ±２％）の窒素（Ｎ）とを含むことを特徴とする請求項５に記載の陰極線管。
7. ７．前記フイルムの厚さを１μ以下とすることを特徴とする請求項１〜６の何れ かの項に記載の陰極線管。
8. ８．陰極線管の電気的絶縁表面を有機材料の電気的絶縁フイルムで被覆するよう にした電子銃を具える陰極線管において、前記フイルムの厚さを１μ以下とする ことを特徴とする陰極線管。
9. ９．前記フイルムの厚さを１０ｎｍ以上とすることを特徴とする請求項１〜８の 何れかの項に記載の陰極線管。
10. １０．絶縁材料の管頸部に電子銃を具え、前記フイルムは管頸部の内側に設ける ようにしたことを特徴とする請求項１〜９の何れかの項に記載の陰極線管。
11. １１．前記電子銃はレンズ電極を有する主レンズを具え、この主レンズの電極の 少なくとも１つにエッチング処理を施すようにしたことを特徴とする請求項１０ に記載の陰極線管。
12. １２．電気的絶縁材料のエレメントを有する電子銃を具え、前記エレメントを前 記フイルムで被覆するようにしたことを特徴とする請求項１〜１１の何れかの項 に記載の陰極線管。
13. １３．前記エレメントは前記電極を固着し得る固定エレメントとすることを特徴 とする請求項１２に記載の陰極線管。
14. １４．前記フイルムのシート抵抗を１０１０Ω／Ｉ以上としたことを特徴とする 請求項１〜１３の何れかの項に記載の陰極線管。
15. １５．陰極線管を製造するに当たり、プロセスステップにおいて陰極線管のエレ メントの内面を有機物質の溶液で加湿するとともに前記表面を乾燥し、これによ り有機層を形成し、この層を少なくともその１部分が分解する処理を施すように したことを特徴とする陰極線管の製造方法。
16. １６．前記有機層を部分的に熱分解することを特徴とする請求項１５に記載の陰 極線管。
17. １７．前記有機層を電子衝撃により部分的に分解するようにしたことを特徴とす る請求項１５に記載の陰極線管。
18. １８．前記溶液を水溶液とすることを特徴とする請求項１５，１６または１７に 記載の陰極線管。