(57)【要約】【課題】製造工程中に長時間放置することなく、電界放出冷陰極に放電破壊を生じさせることなくエージングを行うことができる陰極線管及びその製造方法を提供することを目的とする。【解決手段】陰極線管のネック部内に封入される電子銃は、電界放出冷陰極が搭載された陰極構体１、第１の電極２、第２の電極３、集束電極４及び最終加速電極５が順次に配設されたものであり、各電極はガラス材からなるマルチフォームガラス６により支持固定されている。また、各電極に電位供給するためのピンが設けられたステム７にはガラス細管８が貫通されて設けられている。集束電極４の近傍にサプレスリボン９が設けられている。陰極構体１及びサプレスリボン９の近傍に非蒸発型固形ゲッター１０が設けられている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電界放出冷陰極を有する電子銃を搭載した陰極線管であって、前記電子銃内に非蒸発型固形ゲッターを設けた陰極線管。
【請求項２】
電界放出冷陰極を有する電子銃を搭載した陰極線管の製造方法であって、
前記電子銃内に非蒸発型固形ゲッターを設ける工程と、
チップオフ工程後に前記非蒸発型固形ゲッターを活性化させる非蒸発型固形ゲッター加熱工程と、
を有する陰極線管の製造方法。
【請求項３】
電界放出冷陰極を有する電子銃を搭載した陰極線管の製造方法であって、
前記電子銃内に非蒸発型固形ゲッターを設ける工程と、
前記陰極線管の排気工程中に前記非蒸発型固形ゲッターの表面を活性化させる第１の非蒸発型固形ゲッター加熱工程と、
その後チップオフ工程後に前記非蒸発型固形ゲッターの表面を活性化させる第２の非蒸発型固形ゲッター加熱工程と、
を有する陰極線管の製造方法。
【請求項４】
前記排気工程中に、蒸発型ゲッターを蒸着させるゲッター蒸着工程及び陰極線管のネック部に金属蒸着膜を形成するサプレス蒸着膜形成工程を行う請求項３記載の陰極線管の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子源として電界放出冷陰極を用いた陰極線管およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子源として熱陰極を用いた従来の陰極線管の製造方法、特に、内面に所定の被膜を形成し、シャドウマスク等の必要管内部品を組み込んだ後のガラスバルブ内を真空状態にする工程部分について図５を用いて以下に説明する。
【０００３】
図５（ａ）に示すように、まず、ガラス容器のバルブ内に電子銃等の所定の部品を封入する封止工程を行う。
【０００４】
次に、バルブネック部のガラス細管を通じて管内の残留ガスを排気ポンプにより排気する排気工程を行う。
【０００５】
次に、ガラス細管を加熱して溶接切断し、排気ポンプとバルブを切り離してバルブを密閉封止するチップオフ工程を行う。このときの管内の真空度は、図５（ｂ）に示すように１×１０−３Ｐａ程度となる。
【０００６】
次に、予めバルブ内に設けられた蒸発型ゲッターを外部から加熱して管内壁面にバリウム（Ｂａ）蒸着膜を形成するゲッター蒸着工程を行う。ゲッター蒸着工程後は、管内に残留する活性ガスがＢａ蒸着膜と化学反応を起こして分解吸着されるので管内真空度は徐々に自己回復し良化していく。尚、活性ガスの分解吸着によってＢａ蒸着膜で吸着されにくい炭化水素系の不活性ガスが二次的な反応によって発生するため、図５（ｂ）に示すようにゲッター蒸着工程直後の管内の真空度は１×１０−３Ｐａを少し越える程度となる。
【０００７】
次に、バルブネック部に金属蒸着膜を形成するサプレス蒸着膜形成工程を行う。この工程はガス放出を伴うためサプレス蒸着膜形成工程直後の管内真空度は、図５（ｂ）に示すように、１×１０−３Ｐａ程度となる。
【０００８】
その後、陰極のエミッタから電子を取り出しやすくするためにエミッタ表面に吸着したガスを除去しエミッタ表面を洗浄化するエージング工程を行う。ここで、エージング工程は、陰極線管を動作させ実際に陰極から電子を放出させることにより行うが、電子源として熱陰極を用いた陰極線管では、管内真空度が１×１０−３Ｐａ程度でもエミッタからの電子放出は容易に行えるため、管内の真空度が自己回復することを待つまでもなく、サプレス蒸着膜形成工程後に難なくエージングを行うことができる。しかも、エージング工程は、数百μＡ以上のエミッション電流を取り出しラスタースキャンをすることにより行い、管内に残留する炭化水素系ガスがエミッション電子のエネルギーによってイオン化されてＢａ蒸着膜に容易に吸着されるので、エージング工程完了時には管内に炭化水素系ガスがほとんど存在せず管内真空度は１×１０−５Ｐａ以下の高真空度状態となる。従って、熱陰極を用いた陰極線管では、容易にエージングを行うことができ、しかも短時間で高真空度状態とすることができる。
【０００９】
しかしながら、電子源として電界放出冷陰極を用いた陰極線管の場合は、エージング工程中の真空度が１×１０−３Ｐａ程度であると電界放出冷陰極を構成するエミッタ電極と引出し電極との間で放電破壊が起こり、エージングを行うことができないばかりか陰極線管の不良を生じさせてしまうという問題があった。
【００１０】
一方、電界放出冷陰極を用いた陰極線管であってもエージングを行うことのできる方法が開示されている（例えば、特許文献１参照）。この方法は、ゲッター蒸着工程とエージング工程をチップオフ工程前の排気工程中に行うというものである。この方法によれば、ゲッター蒸着工程においてガスが発生し一時的に管内真空度が低下したとしても、真空排気ポンプの排気作用によって管内はすぐに１×１０−５Ｐａ以下の高真空度状態に回復させることができるので、エージング中の電界放出冷陰極の放電破壊を防止することができるとともに、チップオフ工程後も高真空度状態を維持できるので電界放出冷陰極の放電破壊を防止することができるというものである。
【００１１】
【特許文献１】
特許第２９６２２７０号公報
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この方法のように排気工程中に高真空度状態を回復できたとしても、実際にはチップオフ工程時のガラス細管の融解によって不要ガスが発生し、しかもこのガスは短時間でＢａ蒸着膜に吸着されないため、チップオフ工程直後の管内真空度は１×１０−３Ｐａ程度まで低下することが分かった。この場合、１×１０−５Ｐａ以下の高真空度状態に自己回復するには製造工程中で１００時間以上の長時間を要することになる。さらに、チップオフ工程後にサプレス蒸着膜形成工程を行った場合は、管内真空度は１×１０−３Ｐａよりもさらに低下するので高真空度状態に自己回復するために要する時間はさらに長時間となる。従って、エージングをするために陰極線管を長時間放置しなければならなかった。
【００１３】
本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、製造工程中に長時間放置することなく、また、電界放出冷陰極に放電破壊を生じさせることなくエージングを行うことができる陰極線管及びその製造方法を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る陰極線管は、電界放出冷陰極を有する電子銃を搭載した陰極線管であって、前記電子銃内に非蒸発型固形ゲッターを設けたものである。
【００１５】
本発明に係る第１の陰極線管の製造方法は、電界放出冷陰極を有する電子銃を搭載した陰極線管の製造方法であって、前記電子銃内に非蒸発型固形ゲッターを設ける工程と、チップオフ工程後に前記非蒸発型固形ゲッターを活性化させる非蒸発型固形ゲッター加熱工程と、を有するものである。
【００１６】
また、本発明に係る第２の陰極線管の製造方法は、電界放出冷陰極を有する電子銃を搭載した陰極線管の製造方法であって、前記電子銃内に非蒸発型固形ゲッターを設ける工程と、前記陰極線管の排気工程中に前記非蒸発型固形ゲッターの表面を活性化させる第１の非蒸発型固形ゲッター加熱工程と、その後チップオフ工程後に前記非蒸発型固形ゲッターの表面を活性化させる第２の非蒸発型固形ゲッター加熱工程と、を有するものである。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態に係る陰極線管及びその製造方法について図面を参照しながら説明する。
【００１８】
図１は、本発明の実施形態に係る陰極線管に搭載される電子銃の模式図である。
【００１９】
図１に示すように、陰極線管のネック部内に封入される電子銃は、電界放出冷陰極が設けられた陰極構体１、第１の電極２、第２の電極３、集束電極４及び最終加速電極５が順次に配設されたものであり、各電極はガラス材からなるマルチフォームガラス６により支持固定されている。また、各電極に電位供給するためのピンが設けられたステム７にはガラス細管８が貫通されている。尚、ガラス細管８は、電子銃封入後の陰極線管内のガスを排気するために用いられる。
【００２０】
高電位が供給される集束電極４にはリボン状のステンレスからなるサプレスリボン９が溶接されて設けられている。サプレスリボン９は陰極線管のネック部に金属蒸着膜を形成するためのものであり、この金属蒸着膜により高電圧側領域の電極（集束電極４や最終加速電極５）から低電圧側領域の電極（第１の電極２や第２の電極３）への放電を防ぐことができる。
【００２１】
また、陰極構体１及び最終加速電極５の近傍には、リボン状の非蒸発型固形ゲッター１０が、陰極構体１や最終加速電極５とマルチフォームガラス６とを囲むようにして設けられている。尚、非蒸発型固形ゲッター１０は、陰極構体１及び最終加速電極５いずれか一方の近傍に設けても構わない。
【００２２】
また、陰極構体１の内側には電界放出冷陰極が配設されている。電界放出冷陰極は、図２に示すように、基板１１上に設けられた先端が先鋭化された円錐形状の複数のエミッタ電極１２と、エミッタ電極１２とその付近を除いて基板１１上に形成された絶縁層１３と、エミッタ電極１２を取り囲む開口を有する引出し電極１４とを備えるものである。
【００２３】
次に、本実施形態に係る陰極線管の製造方法について図３を用いて以下に説明する。尚、図３（ａ）は、本実施形態に係る陰極線管の製造方法を示すフローチャートであり、図３（ｂ）は、本実施形態に係る陰極線管の製造方法の各工程における陰極線管内の真空度を示す図である。
【００２４】
図３（ａ）に示すように、まず、ガラス容器からなるバルブ内に電子銃等の所定の部品を封止する封止工程を行う。
【００２５】
次に、ゲッター蒸着工程及び第１の非蒸発型固形ゲッター加熱工程を順次に行う。これら２工程は、工程中に管内に放出されるガスを常時排気するために排気工程中に行う。排気はガラス細管を通じて排気ポンプにより行う。この２工程の詳細を以下に説明する。
【００２６】
ゲッター蒸着工程は、予めバルブ内の所定の位置に設けられた蒸発型ゲッターを外部から約８００℃に加熱することで自己発熱反応を起こして約１３００℃に上昇させることで管内壁面にＢａ蒸着膜を形成する工程であり、陰極線管の製造工程中及び通常動作時における管内の残留ガスをＢａ蒸着膜に吸着させて管内を高真空度に保持するために行う。
【００２７】
第１の非蒸発型固形ゲッター加熱工程は、電子銃内に設けられた非蒸発型固形ゲッターを加熱する工程であり、チップオフ工程後における第２の非蒸発型固形ゲッター加熱工程に対する予備的な加熱工程に相当する。尚、非蒸発型固形ゲッターの加熱は８００℃で約１０分間行った。また、本実施形態で用いた非蒸発型固形ゲッターは、チタンを主成分とし、Ｚｒ、Ａｌ等が含有されたものであり、ＳＡＥＳ社製のもの（製品番号：Ｓｔ１２１／１２２）である。非蒸発型固形ゲッターの形状としては、４０ｍｍ×１ｍｍのリボン状のものである。
【００２８】
この工程は、非蒸発型固形ゲッターの既吸着ガスを予め放出させ、この放出ガスを排気ポンプにより排気しておくための工程である。この工程により、加熱前に既に非蒸発型固形ゲッターに吸着したガスのガス放出により管内の真空度を低下させ、非蒸発型固形ゲッターの吸着効果が低減することを防止することができる。尚、この工程によって管内の真空度は、図３（ｂ）に示すように、一時的に１×１０−３Ｐａ程度に低下するが排気により１×１０−５Ｐａ程度に回復する。
【００２９】
次に、ガラス細管を加熱して溶接切断するチップオフ工程を行う。この工程は、真空排気ポンプとバルブとを切り離してバルブを密閉封止するためのものである。このとき、ガラス細管の融解によりＨ２Ｏ等のガスが放出されるため、図３（ｂ）に示すように、管内の真空度は１×１０−３Ｐａを越える。しかし、Ｈ２Ｏ等の活性ガスはＢａ蒸着膜に吸着されるので、陰極線管内はその他のガスが残留して管内真空度は１×１０−３Ｐａ程度まで回復する。
【００３０】
次に、サプレス蒸着膜形成工程を行う。この工程は、電子銃内に設けられたサプレスリボンを約８００℃で約１分間加熱することによって、バルブネック部に金属蒸着膜を形成する工程であり、電子銃内における高電圧側領域から低電圧側領域への放電を防止するためのものである。この工程によって図３（ｂ）に示すように、チップオフ工程後に１×１０−３Ｐａ程度に低下した管内の真空度が再び２〜３×１０−３Ｐａ程度に低下する。
【００３１】
次に、非蒸発型固形ゲッターを加熱する第２の非蒸発型固形ゲッター加熱工程を行う。この工程は、非蒸発型固形ゲッターを加熱することにより非蒸発型固形ゲッター表面を活性化させ、バルブ密閉後における管内の真空度を高真空度とする第１の非蒸発型固形ゲッター加熱工程に対するメインの加熱工程である。
【００３２】
このように、第１の非蒸発型固形ゲッター加熱工程において予め非蒸発型固形ゲッターの既吸着ガスを排気しておくことで、第２の非蒸発型固形ゲッター加熱工程での既吸着ガスの放出による非蒸発型固形ゲッターの吸着効果の低減を防止することができる。従って、管内に残留する炭化水素系等の不活性ガスを非蒸発型固形ゲッターで容易に吸着させることができるので、陰極線管を長時間放置することなく陰極線管内を１×１０−５Ｐａ程度の高真空度状態とすることができる。尚、本実施形態における第２の非蒸発型固形ゲッター加熱工程では、約８００度で約２０〜３０分間の加熱処理を行うことで容易に１×１０−５Ｐａ程度の高真空度状態とすることができた。
【００３３】
また、第１の非蒸発型固形ゲッター加熱工程において非蒸発型固形ゲッターを活性化させた状態で第２の非蒸発型固形ゲッター加熱工程を行うことで、効率よく管内を高真空度状態に保持することができる。
【００３４】
次に、エージング工程を行う。この工程はエミッタ電極表面を洗浄化する工程であり、陰極線管を動作させ実際に陰極から電子を放出させることにより行う。本実施形態に係る陰極線管においては、管内真空度が１×１０−５Ｐａ程度の高真空度状態であるので、電界放出冷陰極のエミッタ電極と引出し電極間で放電が生じるという問題はない。
【００３５】
尚、本実施形態に係る陰極線管の製造方法では、４０ｍｍ×１ｍｍのリボン状の非蒸発型固形ゲッターを用いたが、これよりも大きい面積の非蒸発型固形ゲッターを用いることによりさらに短い時間で１×１０−５Ｐａ程度の高真空度状態とすることができる。例えば、４０ｍｍ×２ｍｍのものを用いれば、第２の非蒸発型固形ゲッター加熱工程の加熱時間は１０〜１５分で済むことになる。
【００３６】
以上、本実施形態に係る陰極線管の製造方法では、第１の非蒸発型固形ゲッター加熱工程と第２の非蒸発型固形ゲッター加熱工程とを行ったが、第１の非蒸発型固形ゲッター加熱工程を行わなくとも構わない。この場合、第２の非蒸発型固形ゲッター加熱工程での加熱時間は３０〜６０分となるが、１００時間以上放置して管内真空度が１×１０−５Ｐａ程度の高真空度状態でエージングをしなければならないことを考えると、第２の非蒸発型固形ゲッター加熱工程のみを行ったとしても著しい効果がある。
【００３７】
次に、本発明の実施形態に係る陰極線管の製造方法の変形例について図４を参照しながら説明する。尚、変形例に係る陰極線管は、上述した実施形態に係る陰極線管と同様なのでその説明は省略する。
【００３８】
変形例に係る陰極線管の製造方法は、上述の実施形態に係る陰極線管の製造方法ではサプレス蒸着膜形成工程をチップオフ工程の後に行うものであったのに対し、サプレス蒸着膜形成工程をチップオフ工程の前に行うというものである。
【００３９】
図４（ａ）に示すように、変形例に係る陰極線管の製造方法は、封止工程、ゲッター蒸着工程、サプレス蒸着膜形成工程、第１の非蒸発型固形ゲッター加熱工程、チップオフ工程、第２の非蒸発型固形ゲッター加熱工程及びエージング工程を順次に行うものである。尚、各工程の詳細については、上述した実施形態に係る陰極線管の製造方法と同様であるのでその説明は省略する。
【００４０】
本変形例に係る陰極線管の製造方法によれば、ゲッター蒸着工程、サプレス蒸着膜形成工程及び第１の非蒸発型固形ゲッター加熱工程を排気工程中に行うので、図４（ｂ）に示すように、ゲッター蒸着工程、サプレス蒸着膜形成工程及び第１の非蒸発型固形ゲッター加熱工程の各工程直後の管内真空度が１×１０−３Ｐａ程度に低下したとしても、排気ポンプの排気作用により短時間で１×１０−５Ｐａ程度に回復させることができる。
【００４１】
このように、サプレス蒸着膜形成工程をチップオフ工程前に行うことで、第１の実施形態のようにチップオフ工程後のサプレス蒸着膜形成工程によって管内真空度が低下しないので、さらに短い時間の非蒸発型固形ゲッターの加熱により管内真空度を１×１０−５Ｐａ程度に回復させることができる。尚、本実施形態における第２の非蒸発型固形ゲッター加熱工程においては、非蒸発型固形ゲッターを約８００度で約１０分間の加熱処理を行うことで容易に１×１０−５Ｐａ程度の高真空度状態とすることができた。
【００４２】
【発明の効果】
本発明に係る陰極線管は、電界放出冷陰極を有する電子銃を搭載した陰極線管であって前記電子銃内に非蒸発型固形ゲッターを設けたものである。
【００４３】
これにより、製造工程中に長時間放置することなく、しかも、電界放出冷陰極に放電破壊を生じさせることなくエージングを行うことができる陰極線管を提供することができる。
【００４４】
本発明に係る第１の陰極線管の製造方法は、電界放出冷陰極を有する電子銃を搭載した陰極線管の製造方法であって、前記電子銃内に非蒸発型固形ゲッターを設ける工程と、チップオフ工程後に前記非蒸発型固形ゲッターを活性化させる非蒸発型固形ゲッター加熱工程と、を有するものである。
【００４５】
これにより、チップオフ工程後の陰極線管内を製造工程中に長時間放置することなく高真空度状態にすることができるので、電界放出冷陰極に放電破壊を生じさせることなくエージングを行うことができる。また、陰極線管の製造後も高真空度状態を保持させることができるので、陰極線管動作中における電界放出冷陰極の放電破壊をも防止することもできる。
【００４６】
また、本発明に係る第２の陰極線管の製造方法は、電界放出冷陰極を有する電子銃を搭載した陰極線管の製造方法であって、前記電子銃内に非蒸発型固形ゲッターを設ける工程と、前記陰極線管の排気工程中に前記非蒸発型固形ゲッターの表面を活性化させる第１の非蒸発型固形ゲッター加熱工程と、その後チップオフ工程後に前記非蒸発型固形ゲッターの表面を活性化させる第２の非蒸発型固形ゲッター加熱工程と、を有するものである。
【００４７】
これにより、チップオフ工程前において加熱による非蒸発型固形ゲッターの既吸着ガスを排気することができるので、前記第１の陰極線管の製造方法よりもさらに短時間で高真空度状態にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る陰極線管に搭載される電子銃の模式図
【図２】本発明の実施形態に係る陰極線管に搭載される電子銃に備えられる電界放出冷陰極の断面図
【図３】（ａ）本発明の実施形態に係る陰極線管の製造方法を示すフローチャート
（ｂ）本発明の実施形態に係る陰極線管の製造方法の各工程における陰極線管内の真空度を示す図
【図４】（ａ）本発明の変形例に係る陰極線管の製造方法を示すフローチャート
（ｂ）本発明の変形例に係る陰極線管の製造方法の各工程における陰極線管内の真空度を示す図
【図５】（ａ）従来の陰極線管の製造方法を示すフローチャート
（ｂ）従来の陰極線管の製造方法の各工程における陰極線管内の真空度を示す図
【符号の説明】
１  陰極構体
２  第１の電極
３  第２の電極
４  集束電極
５  最終加速電極
６  マルチフォームガラス
７  ステム
８  ガラス細管
９  サプレスリボン
１０  非蒸発型固形ゲッター
【図１】
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【図２】
2004241223.tif 000004
【図３】
2004241223.tif 000005
【図４】
2004241223.tif 000006
【図５】
2004241223.tif 000007