JPH07161304A - 陰極構体および陰極構体用電界放出型陰極 - Google Patents

陰極構体および陰極構体用電界放出型陰極

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JPH07161304A
JPH07161304A JP31146993A JP31146993A JPH07161304A JP H07161304 A JPH07161304 A JP H07161304A JP 31146993 A JP31146993 A JP 31146993A JP 31146993 A JP31146993 A JP 31146993A JP H07161304 A JPH07161304 A JP H07161304A
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JP
Japan
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cathode
field emission
window hole
emission type
electrode
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Withdrawn
Application number
JP31146993A
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English (en)
Inventor
Yoshiaki Yanai
良彰 柳井
Yoshinori Tomihari
美徳 富張
Koji Takagi
恒治 高木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Renesas Semiconductor Manufacturing Co Ltd
Kansai Nippon Electric Co Ltd
Original Assignee
Renesas Semiconductor Manufacturing Co Ltd
Kansai Nippon Electric Co Ltd
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Publication of JPH07161304A publication Critical patent/JPH07161304A/ja
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/4805Shape
    • H01L2224/4809Loop shape
    • H01L2224/48091Arched

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  • Electrodes For Cathode-Ray Tubes (AREA)
  • Cold Cathode And The Manufacture (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 電子の放出特性やフォーカス特性の優れた陰
極構体25を得る。 【構成】 頂面に窓孔30が配設されたキャップ状のチ
ップホルダ27と、このチップホルダ27の前記窓孔3
0からエミッタエリア10を露呈すると共にコンタクタ
エリアが前記窓孔30の裏面周縁部に固着された電界放
出型陰極26と、周面が前記チップホルダ27のキャッ
プ内周面に嵌合して装着され、内方に頭部が前記電界放
出型陰極26の裏面と当接される電極導出リ−ドを植設
したステムとで構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は電子放出源に電界放出
型陰極を用いた冷陰極型陰極線管の陰極構体に関する。
【0002】
【従来の技術】この種、電界放出型陰極は導電性基体上
に微小冷陰極を多数個パターン状に配設し、該基体上に
電子放出用のエミッタエリアを形成したものであり、従
来の熱陰極に比べて、集積度を上げることにより陰極
電流密度を大きくとれる、低い駆動電圧により大電流
を制御できる、半導体製造技術を利用して製造でき高
精度かつ多量生産に適する、加熱が不要で瞬時起動が
可能である、放出電子速度分布の広がりが小さい等の
特徴があり、平面ディスプレイ、増幅素子、マイクロ波
管、電子ビーム装置、真空計測素子などへの応用が期待
されている。
【0003】例えば、図4は電子放出源に電界放出型陰
極1を用いた本発明の前提となる冷陰極型陰極線管の陰
極構体2の斜視図であり、ハーメ構造のステム3上に3
個の電界放出型陰極1a,1b,1cを配設し、カラー
テレビやカラーディスプレイのR,G,B用の3つの陰
極を構成したものである。
【0004】即ち、ステム3は、図5に断面図示するよ
うに、上面に電界放出型陰極1を固着するマウント部4
を有し、内方に電界放出型陰極1の電極を導出する電極
導出リード5、6を気密に植設したハーメ構造のもので
ある。そして、電界放出型陰極1は、通常の半導体装置
の製造と同様に、その下面側の電極がマウント部4上に
導電性接着剤等で固着されると共に、上面側の電極がワ
イヤ7でボンディングされ、それぞれ電極導出リード
5、6に接続される。
【0005】電界放出型陰極1は、図6に示すように、
導電性を有するSi等の基体8上に多数の微小冷陰極9
を円形や正方形などのパターン状に配設し、該基体6上
に電子を放出するエミッタエリア10を形成したもので
ある。尚、基体8の表面上端部には電界放出型陰極1の
上面側の電極を導出するためのボンディングエリア11
が延設して形成されている。
【0006】各微小冷陰極9は、図7に示すように、導
電性基体8上に、W,Mo等の高融点かつ低仕事関数の
金属で尖鋭な先端形状を有する、例えば円錐状のエミッ
タ電極12を形成し、その周囲にSiO2 等の絶縁層1
3を形成し、この絶縁層13上にMo,W,Cr等の高
融点金属からなるゲート電極14を形成した構造のもの
である。
【0007】かかる構造の微小冷陰極9は半導体製造技
術を用いて製造されるものであり、例えばSi等よりな
る導電性基体8上に順次絶縁層13及びゲート電極14
を形成し、これらを所定パターンで窓明けし、その窓明
け部分15の基体8上にエミッタ電極12を形成したも
のであり、ゲート電極14は絶縁層13の窓明け部分1
5の端縁上から開口部16に庇状に突出させて形成さ
れ、エミッタ電極12に対する対向電極として形成され
ている。
【0008】このような構造の微小冷陰極9はゲート電
極14とエミッタ電極12間に直流電圧を印加すると、
エミッタ電極12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る電界に応じた量の電子が
矢印方向に放出する。例えば、エミッタ電極12の直径
を1μm程度の大きさとする場合、エミッタ電極12と
ゲート電極14間に50〜100vの電圧を印加する
と、各微小冷陰極9より1μA程度の電子が放出され
る。
【0009】従って、上記電界放出型陰極1は陰極線管
の陰極電流として必要な300〜500μA程度の電子
ビーム値が得られるように、微小冷陰極9を数百乃至数
万個と高集積度で形成している。
【0010】かかる陰極構体2を電子銃に組込んだ陰極
線管は冷陰極タイプであり、瞬時起動や、長寿命化が達
成できる上、各微小冷陰極9は半導体製造技術により多
数個を高密度、高精度で製造できる利点がある。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うに優れた特徴を有する電界放出型陰極1を搭載した陰
極構体2を、図8に示すように、電子銃17に組込み、
陰極線管バルブ18のネック19部に封入して冷陰極型
陰極線管20を作成するとき、電子銃17は陰極構体2
から放射される電子を集束して電子ビームLを形成しこ
れを加速して蛍光面21上に集束するための複数の制御
電極G1〜Gnを有すると共に、最終の制御電極Gnは
ネック部やコーン部の内面に付着した導電膜22に接続
され、更に導電膜22は蛍光面21を覆っているアルミ
膜に接続されて高電圧の陽極電圧が印加されており、電
界放出型陰極1は高電界中に曝されている。
【0012】而して、上記電界放出型陰極1はゲート電
極14を導出するワイヤ7が電界放出型陰極1の前面側
に突出しており、これが高電圧を印加される陰極線管内
に剥出し状態で配置されるため、放電等により切断する
恐れがあり、信頼性が低下する恐れがあった。
【0013】また、電子銃17は電子を集束する第1制
御電極G1を電界放出型陰極1と接近して配置する必要
があるが、ワイヤ7が電界放出型陰極1の表面側に突出
しているため、この配置を制限する。このため、放出電
子を所望の小さなスポット状電子ビームに集束させるこ
とができず、明瞭なフォーカス特性が得にくいものであ
った。
【0014】したがって、本発明は上記電界放出型陰極
を搭載した陰極構体の問題に鑑みなされたものであり、
電界放出型陰極の表面側のゲート電極をワイヤ等が陰極
の表面側に突出することなく電極導出でき、電子の放出
特性や電子ビームの集束が適切になされる冷陰極型陰極
線管の陰極構体を提供することを目的としている。
【0015】
【課題を解決するための手段】このため、本発明の陰極
構体は頂面に窓孔が配設されたキャップ状のチップホル
ダと、このチップホルダの前記窓孔からエミッタエリア
を露呈すると共にコンタクトエリアが前記窓孔の裏面周
縁部に固着された電界放出型陰極と、周面が前記チップ
ホルダのキャップ内周面に嵌合して装着され、内方に頭
部が前記電界放出型陰極の裏面と当接される電極導出リ
−ドを植設したステムとを具備したことを特徴としてい
る。また、本発明の陰極構体は前記電極導出リ−ドの頭
部に弾性接続片を配設し、電界放出型陰極と電極導出リ
−ドを弾性接続したことを特徴としている。また、本発
明の陰極構体に用いる電界放出型陰極は導電性の基体上
に電子を放出する微小冷陰極を多数個パターン状に配設
し、前記基体上に電子放出用のエミッタエリアを所定形
状に形成した電界放出型陰極に於いて、前記基体のエミ
ッタエリアを囲む周縁部全域上に該エミッタエリアのゲ
ート電極と接続したコンタクトエリアを配設したことを
特徴としている。
【0016】
【作用】電界放出型陰極は表面のコンタクトエリアがチ
ップホルダの窓孔からエミッタエリアを露呈させて窓孔
裏面周縁のチップホルダ内側に固着されるから、電極表
面のゲート電極は直接チップホルダを介して電極導出さ
れると共に、陰極前面側にはボンディングワイヤなどの
突出物は何ら配置されない。従って、ゲート電極への印
加電圧経路が高電界中に曝されて電子の放出特性を悪化
させたり、電子銃の第1制御電極の配置位置を規制する
等の不都合がなくなる。
【0017】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面と共に詳述す
る。
【0018】図1は本発明に係る陰極線管に用いる陰極
構体25の斜視図であり、その頂面には、前記図4の陰
極構体2と同様に、カラーテレビのR,G,B用の3つ
の陰極を構成する3個の電界放出型陰極26(26a,
26b,26c)を配設したものである。
【0019】この陰極構体25は、図2に断面図示する
ように、電界放出型陰極26を固定支持するチップホル
ダ27と電界放出型陰極26の電極を導出する電極導出
リード28を気密に植設したステム29より構成されて
いる。
【0020】チップホルダ27は頂面に電界放出型陰極
26より若干小さい外形の窓孔30が穿設され、下部周
縁にフランジ31が形成されたキャップ状のもので、窓
孔30周縁部の裏面側に電界放出型陰極26が接着固定
される。
【0021】電界放出型陰極26は、前記図6に示した
電界放出型陰極1と同様に、導電性の基体8上に電子を
放出する微小冷陰極9を多数個パターン状に配設し、基
体8上に電子放出用のエミッタエリア10を所定形状に
形成すると共に、チップホルダ27に接着固定するた
め、基体8表面の周縁部全域上に、エミッタエリア10
を囲繞し、図7に示すゲート電極14と接続した給電用
のコンタクトエリア32を配設したものである。そし
て、エミッタエリア10をチップホルダ27の窓孔30
の外方に露呈させて、コンタクトエリア32を導電性接
着材でチップホルダ27の窓孔30近傍の裏面周縁部に
取付けられる。
【0022】また、ステム29はカラー33の周面をチ
ップホルダ27のキャップ内周面に嵌合して装着され、
カラー33の内方に電界放出型陰極26の裏面と頭部が
当接して接続される電極導出リ−ド28を封着したハー
メ構造のステムであり、カラー33の下部はチップホル
ダ27のフランジ31と重合して一体に溶接されるフラ
ンジ34が形成されている。また、電極導出リ−ド28
の電界放出型陰極26と接続される頭部にはくの字状に
屈曲した弾性接続片35が溶接され、電界放出型陰極2
6の下面電極と強固な接続が得られる。
【0023】かかる構成の陰極構体25は電界放出型陰
極26の上面側のエミッタエリア10を窓孔30から露
呈させ、周縁部のコンタクトエリア32をチップホルダ
27のキャップ内に固着することにより、表面のゲート
電極14がチップホルダ27に電極導出される。また、
電界放出型陰極26を固着したチップホルダ27はキャ
ップ下方よりステム29を嵌合して装着することによ
り、電界放出型陰極26の裏面側に弾性接続片35が弾
接され、裏面側のエミッタ電極12が電極導出リード2
8に導出され、陰極構体25が組立られる。
【0024】このように組立られた陰極構体25は、電
界放出型陰極26の前面側には表面のゲート電極14を
導出するワイヤ7など何らの突出物がなく、内部に高電
圧の印加される陰極線管内に張出して暴露されることが
なくなり、電子の放出特性を低下することが防止され
る。また、電子銃の製作時、通常の熱陰極カソードと同
様に、第1制御電極G1を電界放出型陰極1に接近して
配置することができ、放出電子を所望の微小スポットに
電子ビームを集束して投射することができる。
【0025】尚、上記実施例において、電極導出リード
28の頭部に配設する弾性接続片35はくの字状に屈曲
したばね体を例示したが、コイルスプリングなど電界放
出型陰極26の裏面側と弾性的に接続できる接続体であ
れば何れも使用することができる。
【0026】
【発明の効果】以上のように、本発明の陰極構体は電界
放出型陰極をキャップ状チップホルダに形成した窓孔か
らエミッタエリアを露呈させ、エミッタエリア周縁に形
成したコンタクトエリアを窓孔周縁部に固着してキャッ
プ内に取付けるように構成したから、電界放出型陰極の
表面電極はワイヤボンディングなどすることなく直接チ
ップホルダから電極導出され、電子銃に組付けたとき、
陰極前面の高電圧の印加される陰極線管内に曝される部
分にワイヤなどが突設されず、エミッタエリアへの電圧
印加にあたり良好な信頼性が得られる。また、陰極の直
前まで電子銃の第1制御電極を配置することができ、フ
ォーカス特性の優れた冷陰極型陰極線管の陰極構体を提
供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の陰極構体の斜視図
【図2】図1のB−B線からみた断面図
【図3】図1に使用する電界放出型陰極の正面図
【図4】本発明の前提となる陰極構体の斜視図
【図5】図4のA−A線からみた断面図
【図6】図4に使用する電界放出型陰極の正面図
【図7】電界放出型陰極を構成する微小陰極の概略構成
を示す断面図
【図8】電界放出型陰極を用いた陰極線管の概略構成を
示す断面図
【符号の説明】
8 基体 9 微小冷陰極 10 エミッタエリア 14 ゲート電極 25 陰極構体 26 電界放出型陰極 27 チップホルダ 28 電極導出リード 29 ステム 30 窓孔 32 コンタクトエリア 35 弾性接続片

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 頂面に窓孔が配設されたキャップ状のチ
    ップホルダと、このチップホルダの前記窓孔からエミッ
    タエリアを露呈すると共にコンタクトエリアが前記窓孔
    の裏面周縁部に固着された電界放出型陰極と、周面が前
    記チップホルダのキャップ内周面に嵌合して装着され、
    内方に頭部が前記電界放出型陰極の裏面と当接される電
    極導出リ−ドを植設したステムとを具備したことを特徴
    とする陰極構体。
  2. 【請求項2】 前記電極導出リ−ドの頭部に弾性接続片
    を配設し、電界放出型陰極と電極導出リ−ドを弾性接続
    したことを特徴とする請求項1記載の陰極構体。
  3. 【請求項3】 導電性の基体上に電子を放出する微小冷
    陰極を多数個パターン状に配設し、前記基体上に電子放
    出用のエミッタエリアを所定形状に形成した電界放出型
    陰極に於いて、前記基体のエミッタエリアを囲む周縁部
    全域上に該エミッタエリアのゲート電極と接続したコン
    タクトエリアを配設したことを特徴とする陰極構体用電
    界放出型陰極。
JP31146993A 1993-12-13 1993-12-13 陰極構体および陰極構体用電界放出型陰極 Withdrawn JPH07161304A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5923956A (en) * 1996-01-30 1999-07-13 Nec Corporation Method of securing a semiconductor chip on a base plate and structure thereof
US6137215A (en) * 1996-11-25 2000-10-24 Nec Corporation Field emission cathode supporting structure

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Effective date: 20010306