JPH08138537A - 陰極線管の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】グリッド電極からの無用な電子放出を抑制する
ために形成された金被覆膜の能力をより効果的に活か
し、より高性能な陰極線管を提供する。 【構成】グリッド電極表面に金被覆膜を形成した後か
ら、低仕事関数物質を含む部位の加熱によりグリッド電
極表面に低仕事関数物質が付着する前までの間に、グリ
ッド電極を５５０℃以上に加熱しないようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は陰極線管の製造方法に関
する。

【０００２】

【従来の技術】高電圧を印加される陰極線管では、その
高電圧に伴う高電界により本来電子放出を生じてはなら
ないグリッド電極表面からのグリッドエミッションと呼
ばれる無用な電子放出が発生することがある。このグリ
ッドエミッションは、例えば、陰極を５５０℃以上に加
熱した後に、より多く発生するようになる。これは陰極
表面の仕事関数を低くするために用いられている物質が
蒸発し、グリッド電極表面に付着するために生じる。陰
極の他にも管内の真空度を向上させるために用いられる
ゲッタにも同様の物質が用いられており、ゲッタを加熱
した後にもグリッドエミッションが発生するようにな
る。

【０００３】このグリッドエミッションを抑制するため
の従来技術が、例えば特開昭63−184240号公報に記載さ
れている。この従来技術では、真空管に用いられるグリ
ッド電極表面に金被覆膜を形成している。この効果は、
金被覆膜が表面に付着したバリウムを内部に拡散させて
合金化して、グリッド電極表面に存在するバリウム量を
少なくしていることによるものである。このため加熱し
た陰極から蒸発してグリッド電極表面に付着したバリウ
ムがグリッド電極表面の仕事関数を下げる効果を抑制す
ることができ、グリッド電極からの不要な電子放出の発
生を抑制することができる。

【０００４】また、通常の陰極線管の製造方法では、例
えば、「実用真空技術総覧」実用真空技術総覧編集委員
会編集（株）産業技術サービスセンタ１９９０年１１月
２６日発行の５２１頁に記載されているように、高い真
空度を得るために真空排気中に電子銃の電極を７００℃
程度に加熱することが行われていた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術では金被
覆膜を形成したグリッド電極の熱処理過程に関してはな
んら制限しておらず、陰極線管の製造方法の従来例に示
されているように主に脱ガスを目的として予め高温での
熱処理が行われていた。しかし、グリッド電極表面に真
空蒸着や鍍金等の手法により形成した金被覆膜が５５０
℃以上の高温に加熱された後には、バリウムが金被覆膜
内部に拡散する効果が低下してしまう。従来技術はこの
点に関する対応がなんら考慮されていなかった。

【０００６】本発明の目的は、グリッド電極からの無用
な電子放出を抑制するように形成した金被覆膜の能力を
より効果的に活かし、より高性能な陰極線管を得ること
ができる陰極線管の製造方法を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】目的を達成するため、本
発明は金被覆膜を形成した電極の処理過程で、金被覆膜
を形成した後、かつ低仕事関数物質が付着する前には５
５０℃以上に加熱しない。

【０００８】

【作用】陰極線管は、例えば、図１に示したような構成
であり、複数のグリッド電極１１〜１６および陰極１等
から構成される電子銃により収束および加速された電子
線２をパネル３内面に形成した蛍光膜４にシャドーマス
ク５を通して照射して画像を表示する。この目的のた
め、電子銃内の第２グリッド電極１２，第３グリッド電
極１３付近では、数十ｋＶ／mmにも達する強電界が電極
表面に印加される。この強電界のため、特に第２グリッ
ド電極１２の表面からはグリッドエミッションと呼ばれ
る不要電子放出が発生することがある。また、第１グリ
ッド電極１１の表面には第２グリッド電極１２と比較し
て弱い電界しか印加されないものの、陰極１からの放射
熱により加熱されるためにやはりグリッドエミッション
が発生することがある。

【０００９】これらのグリッドエミッションは陰極１や
高真空を得るために用いているゲッタ６を加熱した後に
発生しやすい。これは陰極１やゲッタ６を加熱すること
により、これらに含まれているバリウム等の低仕事関数
物質がグリッド電極に付着するためである。特に陰極１
に関しては、陰極線管内部を真空排気した後に行う活性
化処理時に多くの低仕事関数物質が蒸発し、通常動作中
にはわずかの量しか蒸発しない。また、ゲッタ６に関し
ても、製造時の加熱により低仕事関数物質が蒸発するの
みで、通常動作時にはもはや加熱されることはない。こ
のため、グリッドエミッションの発生を抑制するために
は、陰極１の活性化処理の際にグリッド電極表面に付着
した低仕事関数物質への対応が重要である。

【００１０】また、図２のようなグリッド電極上に形成
した金被覆膜が５５０℃以上の加熱により再結晶化する
ことが電子顕微鏡観察により判明した。さらに金被覆膜
表面に低仕事関数物質として陰極線管に一般に用いられ
ているバリウムを付着させた際の仕事関数変化測定を行
った結果、再結晶化していない金被覆膜にバリウムを付
着させた場合には約１ｅＶしか仕事関数が低下しないの
に対して、例えば700℃の加熱により予め再結晶化した
金被覆膜表面にバリウムを付着させた場合には約２ｅＶ
も低下することがわかった。

【００１１】つまり、再結晶化した金被覆膜表面にバリ
ウムを付着させた場合には、再結晶化していない金被覆
膜の場合よりも仕事関数が低くなりやすく、グリッドエ
ミッションが発生しやすい。したがって、本発明のよう
に、金被覆を施したグリッド電極に低仕事関数物質が付
着する前には、グリッド電極を５５０℃以上に加熱しな
いようにすることにより、低仕事関数物質が付着した際
のグリッド電極表面の仕事関数低下を抑制することがで
きる。これにより、金被覆膜を形成したグリッド電極表
面に低仕事関数物質が付着することによるグリッドエミ
ッションの発生を抑制することができる。陰極線管でグ
リッドエミッションが発生するのはグリッド孔近傍の高
電界が印加される領域であるので、この領域のみに金被
覆膜を形成した場合でもグリッド電極表面全体に金被覆
膜を形成した場合と同様の効果を得ることができ、グリ
ッド電極表面全体に金被覆膜を形成する必要はない。

【００１２】また、ゲッタ６の加熱や陰極１の活性化処
理により金被覆膜を形成したグリッド電極にバリウムが
付着した後に電極を６００℃以上に加熱することによ
り、表面に付着したバリウムを金被覆膜内に拡散させる
ことができ、より高いグリッドエミッション抑制効果を
得ることができる。この加熱の後は金被覆膜へのバリウ
ムの拡散によるグリッドエミッション抑制効果は低下す
るものの、ゲッタ６はもはや加熱することはなく、通常
動作中の陰極１からは活性化処理中と比較して少量のバ
リウムしか蒸発しないためにグリッドエミッションが新
たに発生する可能性は少ない。

【００１３】

【実施例】高電界が印加されてグリッドエミッションが
発生しやすい第２グリッド電極１２に金被覆膜を形成し
た陰極線管の本発明に従った製造法の一実施例を以下に
示す。本実施例では図３に示した本発明による陰極線管
の製造方法に従って図１に示したカラー表示用陰極線管
を作製した。また、同様に図３中に示した従来例の製造
方法に従って製造した同構成の陰極線管を作製し、本発
明によるものと比較した。

【００１４】本実施例で用いた第２グリッド電極１２
は、下地素材として４２重量％Ｎｉ−Ｆｅ合金を用いた
カラー表示用陰極線管の物である。厚さ０.４mm のＮｉ
−Ｆｅ薄板から打ち抜き加工およびプレス加工により図
２のような所定の形状に加工し、脱脂洗浄の後に脱ガス
を目的とした７００℃，１０分の熱処理を行った。金被
覆膜は真空蒸着法により、グリッド孔内部および第３グ
リッド電極１３側に厚さ５μｍの被覆膜を形成した。第
２グリッド電極１２の表面のうち第３グリッド電極１３
側のみに高電界が印加されるため、第１グリッド電極１
１側の面には金被覆膜を形成しなかった。

【００１５】金被覆膜を形成した第２グリッド電極１２
を他のグリッド電極１１，１３〜１６や酸化物陰極１と
組み合わせて電子銃を組み立て、電子銃を蛍光膜４やシ
ャドーマスク５等を組み込んだパネル３およびファンネ
ル部と溶着して陰極線管を形成した。この際、内部には
バリウム−アルミニウム合金にニッケル粉末を混合した
ゲッタ６を装着した。

【００１６】その後、この陰極線管全体を約３５０℃に
加熱しながら油拡散ポンプによる真空排気を行った。数
ｍＰａ程度の圧力に到達した時点で陰極１を約１０００
℃に加熱して炭酸バリウムを炭酸ガスと金属バリウムに
分解して、低仕事関数表面を形成した。この熱分解の際
に炭酸ガスが放出されて真空度が悪化するとともに、バ
リウムの一部が蒸発して各グリッド電極の表面に付着し
た。真空度が回復した後、排気管のチップオフを行い、
さらにゲッタ６を加熱してバリウムを蒸発させ、陰極線
管内壁にバリウム膜を形成して、管内の残留ガスを吸着
させた。ゲッタ加熱の際にもゲッタ剤であるバリウムの
一部が各グリッド電極の表面に付着した。

【００１７】ゲッタ剤を蒸発させた後、真空度が安定し
た状態で、この陰極線管に対して耐電圧評価を行った。
この測定は第２グリッド電極１２と第３グリッド電極１
３の間の印加電圧を次第に高くし、蛍光面上に第２グリ
ッド電極１２から発生したエミッションによる輝点が発
生するときの電圧、つまりはグリッドエミッション発生
電圧を測定するものである。

【００１８】この測定によれば、本実施例の陰極線管の
通常動作時のこれらグリッド電極への印加電圧が１８ｋ
Ｖであるのに対して、グリッドエミッション発生電圧も
１８ｋＶであった。

【００１９】比較のために、従来の陰極線管の製造方法
に従って油拡散ポンプによる排気途中で下記に示す電極
焼きと同様の方法による７００℃，３０秒の加熱処理を
した第２グリッド電極１２を用いて作製した陰極線管に
ついて同様の測定したところ、１７ｋＶでグリッドエミ
ッションの発生が認められた。この時点で動作時の印加
電圧に対して十分な耐圧があるとは言えないものの、本
発明の製造方法に従って作製した陰極線管の方が、より
高い耐電圧を得ることができた。

【００２０】さらに、高周波コイルを両ブラウン管の第
２グリッド電極１２の近くに設置して高周波誘導加熱に
より、電極に対して約６００℃，３０秒の電極焼きを行
った。比較用の第２グリッド電極１２を用いた陰極線管
では電極焼きを行っても、グリッドエミッション発生電
圧は１８ｋＶにしか改善されなかったのに対して、本発
明に従って５５０℃以上の加熱を予め行わなかった第２
グリッド電極１２を用いた陰極線管ではグリッドエミッ
ション発生電圧が２２ｋＶ以上に改善され、通常動作時
の印加電圧に対して十分な耐電圧特性を得ることができ
た。

【００２１】

【発明の効果】本発明に従い陰極やゲッタのような低仕
事関数物質の放出源を加熱する前に、金被覆膜を形成し
たグリッド電極を５５０℃以上に加熱しないようにする
ことによりグリッドエミッション発生を抑制できるよう
になる。これにより、さらに高い電圧をグリッド電極に
印加できるようになるために、高精細，高輝度等の高性
能な陰極線管を得ることができるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】陰極線管の説明図。

【図２】第２グリッド電極の形状の説明図。

【図３】本発明の陰極線管の製造方法の従来例との比較
の説明図。

【符号の説明】

１…陰極、２…電子線、３…パネル、４…蛍光膜、５…
シャドーマスク、６…ゲッタ、１１…第１グリッド電
極、１２…第２グリッド電極、１３…第３グリッド電
極、１４…第４グリッド電極、１５…第５グリッド電
極、１６…第６グリッド電極。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 成清 正 東京都国分寺市東恋ケ窪１丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 天野 勇人 東京都国分寺市東恋ケ窪１丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 楠 敏明 東京都国分寺市東恋ケ窪１丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 山田 絵実子 東京都国分寺市東恋ケ窪１丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】低仕事関数物質を含む部位を有し、前記部
   位から放出された低仕事関数物質が付着する恐れがあ
   り、かつ表面の少なくとも一部に金被覆膜を形成した電
   極を有する陰極線管の製造方法において、前記金被覆膜
   を形成した後、低仕事関数物質が前記金被覆膜の表面に
   付着する前に、前記電極を５５０℃以上に加熱しない陰
   極線管の製造方法。
2. 【請求項２】請求項１において、前記低仕事関数物質の
   中にバリウムを含む陰極線管の製造方法。