JPH07147130A - 陰極線管の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 電界放出型陰極を用いた陰極線管の電子放出
特性の低下を防止する。 【構成】 導電性の基体１３上に窓明け部分１７が形成
された絶縁層１５と窓明け部分１７内の基体１３上に形
成されたカソード電極１４と絶縁層１５上に形成された
ゲート電極１６とを具備する微小の冷陰極１９’を多数
個パターン状に形成した電界放出型陰極を電子銃に組付
けて陰極線管バルブ内に封入した陰極線管の製造方法で
あって、前記電界放出型陰極表面の窓明け部分１７上面
の開口部１８を含みゲート電極１６上に加熱により分解
除去可能なコーティング膜２２を被覆し、この被覆した
コーティング膜２２を陰極線管製造の熱処理工程で加熱
分解する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は陰極線管、特に電子銃
に電界放出型陰極を備えた冷陰極型陰極線管に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、カラーテレビやディスプレイ等
に使用する陰極線管１は、図３に示すように、陰極線管
バルブ２のネック３内に電子銃４を収納し、電子銃４か
ら発せられる電子ビームＬを、ファンネル５の外周に装
着した偏向ヨーク６により走査して、フェースパネル７
の内面に被着した蛍光膜８上に照射して、フェースパネ
ル７の前面に画像を形成するようにしたものである。

【０００３】ところで、上記陰極線管１の電子銃４は、
一般にヒータカソード９を用いた熱陰極タイプであり、
瞬時起動ができない、エミッタの消耗に伴い放射性が低
下し短寿命である、小型化しにくい等の問題がある。ま
た、カラーテレビの場合には、Ｒ，Ｇ，Ｂ３本の電子銃
が必要であり、各電極相互の位置出しが難しい等の問題
があった。

【０００４】このため、本出願人は、先に特願平５−１
３３５３１号により、図４に示すように、電界放出型陰
極１０を組込んだ電子銃１１を陰極線管バルブ２内に封
入した冷陰極タイプの陰極線管１２を出願した。

【０００５】この陰極線管１２に用いる電界放出型陰極
１０は、図５に示すように、導電性の基体１３上に、図
示しないが、例えばカソード電極の大きさを数μｍ以下
程度にした微小の冷陰極１０’を多数個パターン状に形
成したものである。

【０００６】微小の冷陰極１０’は、図６に示すよう
に、例えば特開平４−２８４３２５号公報等に開示され
たものと同様の構造のものであり、スピント（ｓｐｉｎ
ｄｔ）型の電界放出型陰極装置として知られているもの
である。

【０００７】即ち、この微小の冷陰極１０’は導電性を
有する、例えばＳｉ等よりなる基体１３上に、ＳｉＯ2
などよりなる絶縁層１５を形成し、この絶縁層１５上に
Ｍｏ，Ｗ，Ｃｒ等の高融点金属からなるゲート電極１６
を形成してその一部を窓明けし、その窓明け部分１７で
基体１３上に、錐体状のＷ，Ｍｏ等の高融点かつ低仕事
関数の金属からなり、尖鋭な先端形状を有する、例えば
円錐状のカソード電極１４を形成し、ひさし状に張り出
したゲート電極１６をカソード電極１４に対する対向電
極として形成したものである。

【０００８】このように導電性の基体１３上に微小の冷
陰極１０’を多数個形成する方法、つまり、導電性基体
１３上に円錐状のカソード電極１４を形成する方法など
は、基体１３の素材に導電性を有するＳｉ等を用い、こ
れを半導体製造技術を駆使することにより容易に製造で
きるものであり、例えば前記特開平４−２８４３２５号
公報等にその製造方法が詳細に開示されている。

【０００９】かかる構造の微小の冷陰極１０’はゲート
電極１６とカソード電極１４間に電圧を印加すると、カ
ソード電極１４の尖った頂端に電界が集中し、この頂端
から両電極間の電位差により生ずる電界強度に応じた量
の電子が矢印方向に放出される。すなわち、カソード電
極１４を熱することなく、電子放出ができ、ゲート電圧
も数Ｖ乃至数十Ｖ程度の低電圧で動作が可能である。そ
して、例えば、カソード電極１４の直径を１μｍ程度の
大きさとする場合、カソード電極１４とゲート電極１６
間にしきい値電圧に５〜９ｖの駆動電圧を印加すると、
各微小の冷陰極１０’より１μＡ程度の電子が放出され
る。

【００１０】従って、上記図４の陰極線管１２では電界
放出型陰極１０を陰極線管の陰極として必要な３００〜
５００μＡ程度の電子ビーム値が得られるように微小の
冷陰極１０’を数百乃至数万個と高集積度で形成してい
る。

【００１１】このように、電界放出型陰極１０を組込ん
だ電子銃１１を搭載した陰極線管１２は冷陰極タイプで
あり、瞬時起動や、長寿命化が達成できる。また、上記
微小の冷陰極１０’は半導体製造技術により多数個を高
密度で製造でき、小型化が出来る上、図５に示すよう
に、基体１３上にＲ，Ｇ，Ｂ用の３つの電界放出型陰極
１０ａ，１０ｂ，１０ｃを同時に高精度に形成すること
ができ、カラーテレビにおけるＲ，Ｇ，Ｂの各電極間の
相互位置を正確に位置規制して製造する事が出来る。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うに半導体製造技術を駆使し、基体１３上に多数の微小
の冷陰極１０’を高密度に形成した電界放出型陰極１０
はゲート電極１６や円錐状のカソード電極１４に高融点
かつ低仕事関数の金属のＷ，Ｍｏが使用されており、こ
れらの電極が酸化し易すく、電気伝導度が低下して安定
な電子放出が得られないといった問題があった。

【００１３】また、電子銃１１への組付け時や保管中
に、電界放出型陰極１０のゲート電極１６上や窓明け部
分１７の開口部１８より窓明け部分１７内に塵埃が入り
込み、これらの塵埃が電極上に付着して電子放出特性が
低下するといった問題があった。

【００１４】このため、電子銃１１の組付け作業は清浄
度の高いクリーンルームやクリーンベンチ内で行われて
いるが、これらの塵埃付着を完全には排除し得ないもの
であった。また、上記電界放出型陰極１０は素材にＳｉ
等の半導体基板が使用されており、取扱い中に割れた
り、欠けたりして、ハンドリング性の悪いものであっ
た。

【００１５】従って、本発明は上記陰極線管の電界放出
型陰極における電子放出特性の低下やハンドリング性の
問題に鑑みなされたものであり、カソード電極の酸化や
塵埃付着による電子放出特性の低下を解決すると共に清
浄度の高いクリーンルームを使用することなく電子銃の
組付け作業ができ、ハンドリング性が得られるようにす
ることを目的としている。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明に係る陰極線管の製造方法は導電性の基体上
に順次形成された絶縁層及びゲート電極と、絶縁層及び
ゲート電極の窓明け部分で前記基体上に形成されたカソ
ード電極とを具備する微小の冷陰極を多数個パターン状
に形成した電界放出型陰極を電子銃に組付け、該電子銃
を陰極線管バルブ内に封入した陰極線管の製造方法であ
って、前記電界放出型陰極表面上の前記窓明け部分上の
開口部を含みゲート電極上に加熱により分解除去可能な
コーティング膜を被覆すると共に、この被覆したコーテ
ィング膜を前記陰極線管製造の封入後の熱処理工程で加
熱分解することを特徴としている。また、前記コーティ
ング膜はその素材にポリビニールアルコールを適用した
ことを特徴としている。

【作用】電子銃に組付けられる電界放出型陰極の表面は
加熱により分解除去可能なコーティング膜で被覆されて
おり、電界放出型陰極の両電極は封入前、外囲気から遮
断される。従って、両電極の酸化が防止されると共に電
界放出型陰極の保管中や電子銃への組付け時に塵埃が直
接電極上に付着することがない。また、電子銃を陰極線
管バルブ内に封入した後はコーティング膜は陰極線管製
造の熱処理工程で加熱分解され、良好な電子放出特性が
得られる。また、コーティング膜を被覆した電界放出型
陰極は基板のＳｉＯ2 表面がコーティング膜で被覆され
て保護されるため、取扱い中の割れや欠けが防止されて
ハンドリング性が向上する。

【００１７】

【実施例】以下、本発明の実施例を図１および図２を用
いて説明する。

【００１８】図１は本発明の陰極線管の製造に用いる電
界放出型陰極１９の微小の冷陰極１９’の断面図、図２
はこの電界放出型陰極１９を電子銃２０に組込んで陰極
線管バルブ２に封入した陰極線管２１の要部構成を示す
断面図である。

【００１９】この陰極線管２１において、前記図４の陰
極線管１２と異なる点は電子銃２０に組込んだ電界放出
型陰極１９の表面に、図１に示すように、窓明け部分１
７上面の開口部１８を含みゲート電極１６上に、加熱に
より分解除去可能なコーティング膜２２を被覆した点、
およびこの被覆したコーティング膜２２を陰極線管製造
工程の封入後の熱処理工程で加熱分解した点のみであ
る。その他の構成は前記図４の陰極線管１２と同じ構成
のものであり、同じ構成部品は同一参照符号を付してあ
る。

【００２０】コーティング膜２２の素材料は陰極線管製
造の封入後の熱処理工程の温度で充分加熱分解され、常
温では電界放出型陰極１９のゲート電極１６の表面に接
着し、外気や塵埃から電極面を保護する樹脂材が選択し
て使用される。

【００２１】試行結果によれば、陰極線管の蛍光膜保護
用に使用され、分解温度が約４９０℃のポリビニールア
ルコールが良好であった。また、半導体素子製造の感光
樹脂材に使用され、分解温度が約３５０℃のＫＭＲなど
の樹脂材も適用可能であった。しかし、コーティング膜
２２の素材料にはこれらの樹脂材に限定されることな
く、陰極線管製造の熱処理工程の温度により加熱分解
し、基体のＳｉや電極のＭｏやＷ等に接着性を有する樹
脂材であれば何れの樹脂材も適用することができる。

【００２２】そして、このように選択されたコーティン
グ膜２２の樹脂材を電界放出型陰極１９の表面上に滴下
し、回転塗布機で一様な膜圧に塗布した後、加温して乾
燥する。このようにコーティング膜２２を塗膜した電界
放出型陰極１９を電子銃２０にマウントする。

【００２３】コーティング膜２２を被覆した電界放出型
陰極１９を組込んだ電子銃２０は、通常の陰極線管の製
造方法と同様に、陰極線管バルブ２のネック３部に挿入
して封入され、バルブ内や各電極部の排気、エージン
グ、ベーシング等の諸工程を経て陰極線管２１が製造さ
れる。

【００２４】この内、排気工程では陰極線管バルブ２内
の真空引きの他に、バルブ２自体や電子銃２０の各マウ
ント部品のガス抜きのため、少なくとも上記コーティン
グ膜２２の分解温度以上の熱処理工程を含み、コーティ
ング膜２２が加熱分解されると共に排気処理がなされ
る。

【００２５】なお、上記コーティング膜２２の加熱分解
はこの排気工程の他、特にコーティング膜２２の加熱分
解用に別途に加熱工程を設定することも可能である。

【００２６】

【発明の効果】以上のように、本発明は電界放出型陰極
の表面に加熱により分解除去可能なコーティング膜を被
膜して電子銃に組込み、陰極線管バルブに封入した後、
陰極線管製造の熱処理工程でこれを加熱分解させるよう
に構成したから、酸化し易いゲート電極やカソード電極
を外気から保護することができる。また、これらのゲー
ト電極やカソード電極への塵埃付着が防止でき、冷陰極
型陰極線管の電子放出特性の低下が防止できる。また、
電界放出型陰極は表面にコーティング膜が塗膜されるた
め、取扱い中の破損や欠けが防止でき、ハンドリング操
作が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の陰極線管に使用する電界放出型陰極の
微小の冷陰極の断面図。

【図２】本発明の冷陰極型陰極線管の概略構成を示す断
面図

【図３】従来の熱陰極型陰極線管の概略構成を示す断面
図

【図４】本発明の前提となる冷陰極型陰極線管の概略構
成を示す断面図

【図５】図４の陰極線管に使用する電界放出型陰極の概
略構成を示す斜視図

【図６】図４の陰極線管に使用する電界放出型陰極の微
小の冷陰極の断面図

【符号の説明】

2 陰極線管バルブ 13 基体 14 カソード電極 15 絶縁層 16 ゲート電極 17 窓明け部分 18 開口部 19 電界放出型陰極 19' 微小の冷陰極 20 電子銃 21 陰極線管 22 コーティング膜

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 導電性の基体上に順次形成された絶縁層
   及びゲート電極と、絶縁層及びゲート電極の窓明け部分
   で前記基体上に形成されたカソード電極とを具備する微
   小の冷陰極を多数個パターン状に形成した電界放出型陰
   極を電子銃に組付け、該電子銃を陰極線管バルブ内に封
   入した陰極線管の製造方法であって、 前記電界放出型陰極表面上の前記窓明け部分上の開口部
   を含みゲート電極上に加熱により分解除去可能なコーテ
   ィング膜を被覆すると共に、この被覆したコーティング
   膜を前記陰極線管製造の封入後の熱処理工程で加熱分解
   することを特徴とする陰極線管の製造方法。
2. 【請求項２】 前記コーティング膜はポリビニールアル
   コールであることを特徴とする請求項１記載の陰極線管
   の製造方法。