JPH11329312A - Fluorescent display device and its manufacture - Google Patents
Fluorescent display device and its manufactureInfo
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- JPH11329312A JPH11329312A JP13017098A JP13017098A JPH11329312A JP H11329312 A JPH11329312 A JP H11329312A JP 13017098 A JP13017098 A JP 13017098A JP 13017098 A JP13017098 A JP 13017098A JP H11329312 A JPH11329312 A JP H11329312A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は、電子線の衝撃に
よる蛍光体の発光を利用した蛍光表示装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a fluorescent display device utilizing light emission of a phosphor by the impact of an electron beam.
【０００２】[0002]
【従来の技術】蛍光表示装置は、少なくとも一方が透明
な真空容器の中で、電子放出部から放出される電子を蛍
光体に衝突させてその蛍光体を発光させ、その発光光を
利用する電子管である。この蛍光表示装置は、通常で
は、電子の働きを制御するためのグリッドを備えた３極
管構造のものが最も多く用いられている。そして、従来
では、電子放出部にフィラメントと呼ばれる陰極を用
い、ここより放出される熱電子を蛍光体に衝突発光させ
ていた。このような蛍光表示装置の中で、大画面ディス
プレイ装置の画素を構成する画像管がある。2. Description of the Related Art In a fluorescent display device, electrons emitted from an electron emitting portion are caused to collide with a phosphor in a vacuum vessel, at least one of which is transparent, to cause the phosphor to emit light. It is. Usually, the fluorescent display device having a triode structure provided with a grid for controlling the function of electrons is most often used. Conventionally, a cathode called a filament is used for the electron emission portion, and thermions emitted from the cathode collide with the phosphor to emit light. Among such fluorescent display devices, there is an image tube that constitutes a pixel of a large screen display device.
【０００３】以下、画像管について図３を用いて説明す
る。まず、円筒形のガラスバルブ３０１に、透光性を有
するフェースガラス３０２が低融点フリットガラス３０
３により接着固定され、それらで真空容器（外囲器）を
構成している。そして、この中に、蛍光面３０４、陽極
電極構体３０５、および、電子放出部を構成するカソー
ド構体３０６が配置している。そのフェースガラス３０
２は、前面側には凸型レンズ状の球面部３０２ａが形成
され、周縁部には鍔状に段差部３０２ｂが形成されてい
る。また、内面３０２ｃの主要面には、蛍光面３０４お
よびＡｌメタルバック膜３０７が順次積層して形成され
ている。Hereinafter, the picture tube will be described with reference to FIG. First, a face glass 302 having a light-transmitting property is placed in a cylindrical glass bulb 301 with a low melting point frit glass 30.
3 to form a vacuum container (envelope). Further, a fluorescent screen 304, an anode electrode assembly 305, and a cathode assembly 306 constituting an electron emission section are arranged therein. The face glass 30
2, a convex lens-shaped spherical portion 302a is formed on the front surface side, and a flange-shaped step portion 302b is formed on the peripheral edge portion. On the main surface of the inner surface 302c, a phosphor screen 304 and an Al metal back film 307 are sequentially laminated.
【０００４】また、フェースガラス３０２の内面３０２
ｃの周辺部には、例えばステンレス材の薄板をプレス成
形法により加工して形成され、弾性力を有する接触片３
０７ａの一端側が挿入されている。また、その接触片３
０７ａは、例えばカーボンまたは銀とフリットガラスと
の混合体からなる導電性接着材により、Ａｌメタルバッ
ク膜３０７に接触してフェースガラス３０２の内面３０
２ｃの所定部分に接着固定されている。そして、この接
触片３０７ａの他端側は、ガラスバルブ３０１の内壁面
方向に向けて延在されている。Further, an inner surface 302 of the face glass 302
In the peripheral portion of c, a contact piece 3 formed by processing a thin plate of, for example, a stainless steel by a press molding method and having an elastic force.
07a is inserted at one end. In addition, the contact piece 3
07a is brought into contact with the Al metal back film 307 by a conductive adhesive made of, for example, a mixture of carbon or silver and frit glass, and
2c is adhesively fixed to a predetermined portion. The other end of the contact piece 307a extends toward the inner wall surface of the glass bulb 301.
【０００５】一方、ガラスバルブ３０１底部を構成する
ステムガラス３０８には、リードピン３０９ａ〜３０９
ｅが挿通され、加えて、排気管３０８ａが一体的に形成
されている。また、このステムガラス３０８上には、そ
のリードピン３０９ａの先端部に陽極リード３１０が溶
接により固定され、この陽極リード３１０の先端部に円
筒状の陽極電極構体３０５が溶接により固定配置されて
搭載される構造となっている。この陽極電極構体３０５
は、例えばステンレス材の金属線をリング状に丸めて成
形されたリング状陽極３０５ａと、このリング状陽極３
０５ａの外周面に矩形状のステンレス材の薄板を巻き付
けて重ね合った部分を３点で溶接などにより固定させて
円筒形状に形成された円筒状陽極３０５ｂとから構成さ
れている。On the other hand, stem pins 309a to 309 are attached to stem glass 308 forming the bottom of glass bulb 301.
e, and an exhaust pipe 308a is integrally formed. On the stem glass 308, an anode lead 310 is fixed to the tip of the lead pin 309a by welding, and a cylindrical anode electrode assembly 305 is fixed to the tip of the anode lead 310 by welding and mounted. Structure. This anode electrode assembly 305
Is a ring-shaped anode 305a formed by rolling a stainless metal wire into a ring shape, and the ring-shaped anode 3
A cylindrical anode 305b is formed in a cylindrical shape by winding a rectangular stainless steel thin plate around the outer peripheral surface of 05a and fixing the overlapped portion at three points by welding or the like.
【０００６】また、この陽極電極構体３０５は、陽極リ
ード３１０の先端部に対してリング状陽極３０５ａと所
定の箇所で溶接され、さらに陽極リード３１０の最先端
部分で円筒状陽極３０５ｂの内側との接触部分で溶接さ
れて固定されて配置される構造となっている。さらにこ
のリング状陽極３０５ａの一部には、たとえば溶接など
により、Ｂａゲッター３０５ｃが取り付け固定されて配
置されている。The anode electrode assembly 305 is welded to a tip of the anode lead 310 at a predetermined position with a ring-shaped anode 305a. The structure is such that it is welded and fixed at the contact portion. Further, a Ba getter 305c is attached and fixed to a part of the ring-shaped anode 305a, for example, by welding or the like.
【０００７】また、リードピン３０９ｂ〜３０９ｅの先
端部には、カソードリード３１１ｂ〜３１１ｅが溶接に
より固定され、このカソードリード３１１ｂ〜３１１ｅ
の先端部には、カソード構体３０６が溶接により固定配
置されて搭載される構造となっている。このカソード構
体３０６は、次に示すように構成されている。まず、セ
ラミック基板３０６ａ上の中央部に背面電極３０６ｂが
配置されている。また、その上部に所定の間隔を開けて
フィラメントカソード３０６ｃが固定されている。そし
て、それらを覆うように、メッシュ部３０６ｅを有する
楕円状のグリッドハウジング３０６ｄが、セラミック基
板３０６ａ上に搭載されている。また、メッシュ部３０
６ｅは、蛍光面３０４の方向に球面状に突出した形状と
なっている。[0007] Cathode leads 311b to 311e are fixed to the tips of the lead pins 309b to 309e by welding.
The cathode structure 306 is fixedly arranged by welding and mounted on the tip of the. The cathode structure 306 is configured as follows. First, the back electrode 306b is arranged at the center on the ceramic substrate 306a. A filament cathode 306c is fixed at a predetermined interval above the filament cathode 306c. An elliptical grid housing 306d having a mesh portion 306e is mounted on the ceramic substrate 306a so as to cover them. Also, the mesh part 30
6e has a shape protruding spherically in the direction of the fluorescent screen 304.
【０００８】以上示したように構成される画像管は、ま
ず、外部回路からリードピン３０９ｃ，３０９ｄに電圧
（加熱電源）を供給することで、カソードリード３１１
ｃ，３１１ｄを介し、フィラメントカソード３０６ｃに
所定の電位を印加して熱電子が放出される状態とする。
また、外部回路からリードピン３０９ｂに電圧を供給す
ることで、カソードリード３１１ｂを介し、背面電極３
０６ｂにフィラメントカソード３０６ｃに対して負の電
位を印加する。加えて、外部回路からリードピン３０９
ｅに電圧を供給することで、カソードリード３１１ｅを
介し、フィラメントカソード３０６ｃに対して正の電位
をグリッドハウジング３０６ｄに印加することで、グリ
ッドハウジング３０６ｄのメッシュ部３０６ｅより電子
ビームを放出させる。In the picture tube configured as described above, first, a voltage (heating power source) is supplied to the lead pins 309c and 309d from an external circuit, so that the cathode lead 311 is supplied.
A predetermined electric potential is applied to the filament cathode 306c via c and 311d, so that thermoelectrons are emitted.
Further, by supplying a voltage to the lead pin 309b from an external circuit, the back electrode 3 is connected via the cathode lead 311b.
At 06b, a negative potential is applied to the filament cathode 306c. In addition, lead pins 309
By applying a voltage to e, a positive potential is applied to the filament housing 306c via the cathode lead 311e to the grid housing 306d, so that the electron beam is emitted from the mesh portion 306e of the grid housing 306d.
【０００９】そして、外部回路からリードピン３０９ａ
に高電圧を供給し、陽極リード３１０→陽極電極構体３
０５（円筒状陽極３０５ｂ）→接触片３０７ａの経路を
それぞれ導通してＡｌメタルバック膜３０７にその高電
圧が印加された状態とすることで、円筒状陽極３０５ｂ
により放出された電子を加速し、Ａｌメタルバック膜３
０７を貫通させて蛍光面３０４に衝撃させる。この結
果、蛍光面３０４は電子衝撃により励起され、蛍光面３
０４を構成する蛍光体に応じた発光色をフェースガラス
３０２を透過して前面側に発光表示することになる。Then, lead pins 309a are supplied from an external circuit.
To the anode lead 310 → the anode electrode assembly 3
05 (cylindrical anode 305 b) → the path of the contact piece 307 a is made conductive so that the high voltage is applied to the Al metal back film 307, whereby the cylindrical anode 305 b
Accelerates the electrons emitted by the Al metal back film 3
07 and penetrates the fluorescent screen 304. As a result, the fluorescent screen 304 is excited by the electron impact, and the fluorescent screen 3
The light emission color corresponding to the phosphor constituting the light-transmitting element 04 is transmitted through the face glass 302 and is displayed on the front side.
【００１０】[0010]
【発明が解決しようとする課題】ところで、従来の蛍光
表示装置に用いられていた電子放出部としてのフィラメ
ント（フィラメントカソード）は、主に、直径７〜３０
μｍのタングステンの細線に、電子放射性物質を塗布し
て形成している。その電子放出物質としては、一般に、
酸化バリウム・酸化カルシウム・酸化ストロンチウムの
いわゆる三元酸化物から構成するようにしている。ここ
で、これら酸化物は、空気中ではきわめて不安定であ
る。このため、フィラメントの作製においては、まず、
炭酸バリウム・炭酸カルシウム・炭酸ストロンチウム
を、タングステン細線に外形が３２〜３５μｍになるよ
うに塗布する。これらは、いわゆる炭酸塩の形である。
そして、それを例えば、上述の画像管製造において各部
品とともに組み込んだ上で、外囲器内を真空排気してエ
ージングする段階で酸化物にしている。By the way, the filament (filament cathode) as the electron emitting portion used in the conventional fluorescent display device has a diameter of 7 to 30 mainly.
It is formed by applying an electron-emitting substance to a thin tungsten wire of μm. Generally, as the electron-emitting substance,
It is made of a so-called ternary oxide of barium oxide / calcium oxide / strontium oxide. Here, these oxides are extremely unstable in air. For this reason, in producing a filament, first,
Barium carbonate, calcium carbonate, and strontium carbonate are applied to a thin tungsten wire so that the outer shape becomes 32 to 35 μm. These are in the form of so-called carbonates.
Then, for example, it is assembled together with each component in the above-mentioned picture tube manufacturing, and then the inside of the envelope is evacuated and oxidized at the stage of aging.
【００１１】したがって、従来の蛍光表示装置では、電
子放出部として上述したようなフィラメントを用いるよ
うにしているため、次に示すような問題点があった。ま
ず、非常に細く脆弱なフィラメントを架張して取り付け
組み立てなければならないため、取り扱いに不便があっ
た。また、上述したように、フィラメントカソードを作
製するための工数も非常に多い状態であった。次に、フ
ィラメントカソードから放出される電子流は、フィラメ
ントカソードの温度に大きく左右される。このため、フ
ィラメントカソードの両端支持部からの放熱が大きい
と、フィラメントの位置によって電子流にバラツキが生
じてしまう。これは、用いる蛍光表示装置によっては、
蛍光面の発光にむらが発生する要因となる。また、フィ
ラメントカソードの表面には、前述したように電子放射
性物質が塗布されているが、これが蛍光表示装置の真空
容器内における放出ガスに対して弱く、場合によって
は、短時間に劣化してしまうことがあった。Therefore, in the conventional fluorescent display device, since the above-described filament is used as the electron emitting portion, there are the following problems. First, it is inconvenient to handle because a very thin and fragile filament must be attached and assembled. Further, as described above, the number of steps for producing the filament cathode was very large. Next, the electron flow emitted from the filament cathode depends greatly on the temperature of the filament cathode. For this reason, if the heat radiation from both ends of the filament cathode is large, the electron flow varies depending on the position of the filament. This depends on the fluorescent display device used.
This may cause unevenness in light emission from the phosphor screen. As described above, the surface of the filament cathode is coated with the electron-emitting substance, which is weak against the gas released in the vacuum vessel of the fluorescent display device, and in some cases, deteriorates in a short time. There was something.
【００１２】この発明は、以上のような問題点を解消す
るためになされたものであり、蛍光表示装置の電子放出
部より、長期に安定して信頼性の高い状態で電子が放出
できるようにすることを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-described problems, and is intended to stably and reliably emit electrons from an electron emission portion of a fluorescent display device for a long time. The purpose is to do.
【００１３】[0013]
【課題を解決するための手段】この発明の蛍光表示装置
は、少なくとも一部が透光性を有する表示面を有して内
部が真空排気された外囲器と、表示面の内側に形成され
た蛍光体からなる蛍光面と、外囲器内部に配置されて蛍
光面に対して電子を放出するエミッタとから構成され、
そのエミッタは、円筒状のグラファイトの層からなる複
数のカーボンナノチューブが長手方向を同一方向に向け
て集合した集合体である柱状グラファイトの束から構成
され、その柱状グラファイトの長手方向に垂直な電子放
出面が、柱状グラファイトの先端部の位置がそろって平
坦に形成されているようにした。したがって、束に形成
された複数の柱状グラファイトのそれぞれの先端部と蛍
光面との距離が、ほぼ等しく形成された状態となる。ま
た、この発明の蛍光表示管の製造方法は、まず、円筒状
のグラファイトの層からなる複数のカーボンナノチュー
ブが長手方向を同一方向に向けて集合した集合体である
柱状グラファイトの束を用意する。次に、その束の側面
から柱状グラファイトの長手方向に垂直にレーザビーム
を照射することで、その束を切断して柱状グラファイト
の先端の位置がそろった平坦な切断面を電子放出面とし
た柱状グラファイトの束からなるエミッタを形成する。
そして、外囲器内に、電子放出面を蛍光面に向けてエミ
ッタを配置するようにした。したがって、束に形成され
た複数の柱状グラファイトのそれぞれの先端部と蛍光面
との距離が、ほぼ等しい状態でエミッタが形成される。
また、加えて、エミッタの電子放出面にレーザビームを
照射し、電子放出面に露出している柱状グラファイトの
先端部を、カーボンナノチューブが燃焼を始める温度度
未満に加熱するようにした。この結果、エミッタの電子
放出面に露出している柱状グラファイトの先端部におい
ては、カーボンナノチューブが露出した状態が得られ
る。According to the present invention, there is provided a fluorescent display device comprising: an envelope having at least a part of a light-transmitting display surface and the inside of which is evacuated; and a fluorescent display device formed inside the display surface. A phosphor screen made of a phosphor, and an emitter disposed inside the envelope and emitting electrons to the phosphor screen,
The emitter is composed of a bundle of columnar graphite, which is an aggregate of a plurality of carbon nanotubes formed of a cylindrical graphite layer with the longitudinal direction directed in the same direction, and emits electrons perpendicular to the longitudinal direction of the columnar graphite. The surface was made flat so that the positions of the tips of the columnar graphite were aligned. Therefore, the distance between the tip of each of the plurality of columnar graphites formed in the bundle and the phosphor screen is substantially equal. In the method of manufacturing a fluorescent display tube according to the present invention, first, a bundle of columnar graphite is prepared, which is an aggregate of a plurality of carbon nanotubes formed of a cylindrical graphite layer with their longitudinal directions directed in the same direction. Next, by irradiating a laser beam from the side surface of the bundle perpendicular to the longitudinal direction of the columnar graphite, the bundle was cut, and the flat cut surface where the positions of the tips of the columnar graphite were aligned became an electron emission surface. An emitter consisting of a bundle of graphite is formed.
Then, the emitter is arranged in the envelope with the electron emission surface facing the phosphor screen. Therefore, the emitter is formed in a state in which the distance between the tip of each of the plurality of columnar graphites formed in the bundle and the phosphor screen is substantially equal.
In addition, the electron emission surface of the emitter is irradiated with a laser beam to heat the tip of the columnar graphite exposed on the electron emission surface to a temperature lower than the temperature at which the carbon nanotubes start burning. As a result, a state in which the carbon nanotube is exposed is obtained at the tip of the columnar graphite exposed on the electron emission surface of the emitter.
【００１４】[0014]
【発明の実施の形態】以下この発明の実施の形態を図を
参照して説明する。図１は、この発明の実施の形態にお
ける蛍光表示装置である画像管の構成を示す構成図であ
る。以下、この実施の形態における画像管の構成につい
て、その製造方法とともに説明すると、まず、円筒形の
ガラスバルブ１０１にフェースガラス１０２が低融点フ
リットガラス１０３により接着固定され、真空容器（外
囲器）が構成されている。そして、この中に、蛍光面１
０４、陽極電極構体１０５、および電子放出部を構成す
るカソード構体１０６を配置している。なお、当然であ
るが、それら蛍光面１０４、陽極電極構体１０５、およ
び、電子放出部を構成するカソード構体１０６を配置し
た後で、フェースガラス１０２をガラスバルブ１０１に
接着固定する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a configuration diagram showing a configuration of an image tube which is a fluorescent display device according to an embodiment of the present invention. The structure of the picture tube according to this embodiment will be described below together with the manufacturing method. First, a face glass 102 is bonded and fixed to a cylindrical glass bulb 101 with a low-melting frit glass 103, and a vacuum vessel (envelope) Is configured. And the fluorescent screen 1
04, an anode electrode structure 105, and a cathode structure 106 constituting an electron emitting portion. It is needless to say that the face glass 102 is bonded and fixed to the glass bulb 101 after the fluorescent screen 104, the anode electrode structure 105, and the cathode structure 106 constituting the electron emission section are arranged.
【００１５】そのフェースガラス１０２は、前面側には
凸型レンズ状の球面部１０２ａが形成され、周縁部には
鍔状に段差部１０２ｂが形成されている。このフェース
ガラス１０２の内面１０２ｃには、図１（ｂ）に示すよ
うに、その周辺部分の一部に窪み状の凹部１０２ｄが形
成されている。また、この内面１０２ｃの主要面には、
蛍光面１０４が形成され、この蛍光面１０４表面にはＡ
ｌメタルバック膜１０７が形成されている。The face glass 102 has a convex lens-shaped spherical portion 102a formed on the front side, and a flange-shaped step portion 102b formed at the peripheral edge. As shown in FIG. 1B, the inner surface 102c of the face glass 102 is formed with a concave portion 102d in a part of a peripheral portion thereof. The main surface of the inner surface 102c includes:
A fluorescent screen 104 is formed, and A
An l metal back film 107 is formed.
【００１６】なお、凹部１０２ｄ内には蛍光面１０４は
形成されず、Ａｌメタルバック膜１０７のみが形成され
る構成となっている。この、凹部１０２ｄ内には、弾性
力を有する接触片１０７ａの一端側が挿入されている。
この接触辺１０７ａは、例えばステンレス材の薄板をプ
レス成形法により加工して形成する。また、この接触片
１０７ａは、例えばカーボンまたは銀とフリットガラス
との混合体からなる導電性接着材により、その凹部１０
２ｄ部分に接着固定されている。そして、この接触片１
０７ａの他端側は、ガラスバルブ１０１の内壁面方向に
向けて延在されている。The fluorescent screen 104 is not formed in the recess 102d, and only the Al metal back film 107 is formed. One end of the contact piece 107a having elasticity is inserted into the concave portion 102d.
The contact side 107a is formed by processing a thin plate of, for example, a stainless steel material by a press molding method. The contact piece 107a is made of a conductive adhesive made of, for example, a mixture of carbon or silver and frit glass.
It is adhesively fixed to the 2d portion. And this contact piece 1
The other end of 07a extends toward the inner wall surface of the glass bulb 101.
【００１７】ところで、蛍光面１０４は、白色蛍光体と
して、例えば、Ｙ2Ｏ2Ｓ：Ｔｂ＋Ｙ2Ｏ3：Ｅｕ混合蛍光
体を溶媒に溶かした溶材を約２０μｍ程度の厚さに内面
１０２ｃに印刷塗布し、これを乾燥することで形成す
る。なお、凹部１０２ｄ内には蛍光面１０４は塗布しな
い状態としておく。また、蛍光面１０４表面には、蒸着
により約厚さ１５０ｎｍ程度にアルミニウム膜を成膜す
ることで、Ａｌメタルバック膜１０７を形成する。ここ
で、凹部１０２ｄ内には蛍光面１０４は塗布されていな
いので、Ａｌメタルバック膜１０７のみが形成された状
態となる。On the inner surface 102c, the phosphor screen 104 is printed as a white phosphor, for example, with a solution material obtained by dissolving a mixed phosphor of Y 2 O 2 S: Tb + Y 2 O 3 : Eu in a solvent to a thickness of about 20 μm. It is formed by applying and drying this. The fluorescent screen 104 is not coated in the recess 102d. An Al metal back film 107 is formed on the surface of the fluorescent screen 104 by depositing an aluminum film to a thickness of about 150 nm by vapor deposition. Here, since the phosphor screen 104 is not applied in the recess 102d, only the Al metal back film 107 is formed.
【００１８】なお、このＡｌメタルバック膜１０７の厚
さは薄すぎると、ピンホールが増加して蛍光面１０４の
反射が減少する。一方、その厚さが厚すぎると、蛍光面
１０４に対する電子ビームの電子の侵入が阻害されて発
光が小さくなる。したがって、Ａｌメタルバック膜１０
７の厚さのコントロールは重要である。このため、前述
したように、Ａｌメタルバック膜１０７は厚さを約１５
０ｎｍ程度とした方がよい。なお、それら蛍光面１０４
及びＡｌメタルバック膜１０７を形成した後、フェース
ガラス１０２を、例えば電気炉などにより５６０℃で３
０分程度空気中で焼成し、塗布膜中の溶媒類を除去す
る。If the thickness of the Al metal back film 107 is too small, the number of pinholes increases and the reflection of the phosphor screen 104 decreases. On the other hand, if the thickness is too large, the penetration of the electrons of the electron beam into the phosphor screen 104 is inhibited, and the light emission decreases. Therefore, the Al metal back film 10
Control of the thickness of 7 is important. Therefore, as described above, the Al metal back film 107 has a thickness of about 15
It is better to be about 0 nm. The fluorescent screen 104
After the formation of the Al metal back film 107, the face glass 102 is heated at 560.degree.
Baking in air for about 0 minutes to remove the solvents in the coating film.
【００１９】そして、例えば、直径約２０mm，長さ約５
０mmの両端が切断されたガラスバルブ１０１の一方の開
口端に、フェースガラス１０２の周縁部に形成された鍔
状の段差部１０２ｂ部分が、低融点フリットガラス１０
３により接着固定されている。一方、ガラスバルブ１０
１底部を構成するステムガラス１０８には、リードピン
１０９が挿通され排気管１０８ａが一体的に形成されて
いる。また、このステムガラス１０８上には、そのリー
ドピン１０９の先端部に陽極リード１１０が溶接により
固定され、この陽極リード１１０の先端部に円筒状の陽
極電極構体（電子加速電極）１０５が溶接により固定配
置されて搭載される構造となっている。Then, for example, a diameter of about 20 mm and a length of about 5
At one opening end of a glass bulb 101 having both ends cut by 0 mm, a flange-shaped stepped portion 102b formed on the peripheral portion of the face glass 102 is provided with a low melting point frit glass 10.
3 is used for bonding and fixing. On the other hand, the glass bulb 10
An exhaust pipe 108a is formed integrally with a stem glass 108 constituting one bottom portion, through which a lead pin 109 is inserted. On the stem glass 108, an anode lead 110 is fixed to the tip of the lead pin 109 by welding, and a cylindrical anode electrode assembly (electron acceleration electrode) 105 is fixed to the tip of the anode lead 110 by welding. The structure is arranged and mounted.
【００２０】この陽極電極構体１０５は、次の部分から
構成されている。まず、例えばステンレス材の金属線
（線径約０．５ｍｍ）をリング状に丸めて成形されたリ
ング状陽極１０５ａ。このリング状陽極１０５ａの外周
面に、矩形状のステンレス材の薄板（板厚０．０１〜
０．０２mm）を巻き付けて重ね合った部分を２点で溶接
などにより固定させて円筒形状に形成された円筒状陽極
１０５ｂ。The anode electrode structure 105 is composed of the following parts. First, a ring-shaped anode 105a is formed by rolling a metal wire (wire diameter of about 0.5 mm) of, for example, stainless steel into a ring shape. A thin stainless steel plate (having a thickness of 0.01 to
0.02 mm) and a cylindrical anode 105b formed in a cylindrical shape by fixing the overlapped portion at two points by welding or the like.
【００２１】また、この陽極電極構体１０５は、陽極リ
ード１１０の先端部に対してリング状陽極１０５ａと所
定の箇所で溶接され、さらに、陽極リード１１０の最先
端部分で円筒状陽極１０５ｂの内側との接触部分で溶接
されて固定されて配置される構造となっている。さらに
このリング状陽極１０５ａの一部には、Ｂａゲッター１
０５ｃが溶接などにより取り付け固定されて配置されて
いる。なお、図１（ａ）において、陽極電極構体１０５
やリードピン１０９に関しては、断面を示していない。
以上のことは、従来の画像管とほぼ同様である。The anode electrode assembly 105 is welded to a tip of the anode lead 110 at a predetermined position with a ring-shaped anode 105a. Are welded and fixedly arranged at the contact portions. Further, a Ba getter 1 is provided on a part of the ring-shaped anode 105a.
05c is attached and fixed by welding or the like. In FIG. 1A, the anode electrode assembly 105
No cross section is shown for the lead pins 109.
The above is almost the same as the conventional picture tube.
【００２２】また、ステムガラス１０８には、リードピ
ン１０９ａ，１０９ｂも挿通され、リードピン１０９
ａ，１０９ｂの先端部には、カソードリード１１１ａ，
１１１ｂが溶接により固定され、このカソードリード１
１１ａ，１１１ｂの先端部には、カソード構体１０６が
溶接により固定配置されて搭載される構造となってい
る。このカソード構体１０６は、次に示すように構成さ
れている。まず、セラミック基板１０６ａ上の中央部に
電極（導電板）１０６ｂが配置されている。また、図１
（ｂ）に拡大表示したように、電極１０６ｂ上面の約３
ｍｍφの領域に、柱状グラファイト１２１ａを束にする
ことで形成されたエミッタ１２１が、導電性接着剤１２
２により固定配置されている。そして、それらを覆うよ
うに、メッシュ部（電子引き出し電極）１０６ｅを備え
たハウジング１０６ｄが配置されている。The stem glass 108 also has lead pins 109a and 109b inserted therethrough.
a, 109b are connected to the cathode leads 111a,
111b is fixed by welding.
A cathode structure 106 is fixedly arranged by welding and mounted on the distal ends of 11a and 111b. The cathode structure 106 is configured as follows. First, an electrode (conductive plate) 106b is arranged at the center on the ceramic substrate 106a. FIG.
As shown in the enlarged view of FIG.
The emitter 121 formed by bundling the columnar graphite 121a in the region of
2 fixedly arranged. A housing 106d having a mesh portion (electron extraction electrode) 106e is arranged so as to cover them.
【００２３】なお、メッシュ部１０６ｅは、蛍光面１０
４の方向にわずかに球面状に突出した形状となってい
る。ただし、メッシュ部１０６ｅは、平板状であっても
よい。また、このハウジング１０６ｄは、板厚が約１０
０μｍ程度のステンレス板材をプレス成形することによ
り形成されている。また、メッシュ部１０６ｅは、例え
ば縦方向寸法が約６mm，横方向寸法が約４mmとし、高さ
が約１．２５mmの大きさで形成されている。そして、メ
ッシュ部１０６ｅは、エミッタ１２１先端部より０．５
〜１ｍｍ程度離間した状態とする。なお、これらの間隔
は、接触しない状態でなるべく近づけた方がよい。It should be noted that the mesh portion 106e is
It has a shape slightly projecting spherically in the direction of 4. However, the mesh part 106e may be flat. The housing 106d has a thickness of about 10
It is formed by press-forming a stainless steel plate material of about 0 μm. The mesh portion 106e is formed to have a size of, for example, about 6 mm in a vertical direction, about 4 mm in a horizontal direction, and about 1.25 mm in height. Then, the mesh portion 106e is 0.5 mm from the tip of the emitter 121.
状態 1 mm apart. In addition, it is better to make these intervals as close as possible without contact.
【００２４】ここでエミッタ１２１に関してより詳細に
説明すると、エミッタ１２１は、先端がそろった状態で
束にされた複数の柱状グラファイト１２１ａから構成さ
れているようにした。柱状グラファイト１２１ａは、長
さ数μｍから数ｍｍの針形状である。そしてこの柱状グ
ラファイト１２１ａは、、図１（ｃ）に示すように、カ
ーボンナノチューブ１２１ｂが、ほぼ同一方向を向いて
集合した構造体である。なお、この図１（ｃ）は、柱状
グラファイト１２１ａの電子放出面をみる斜視図であ
る。Here, the emitter 121 will be described in more detail. The emitter 121 is made up of a plurality of columnar graphites 121a bundled with their tips aligned. The columnar graphite 121a has a needle shape with a length of several μm to several mm. As shown in FIG. 1C, the columnar graphite 121a is a structure in which carbon nanotubes 121b are gathered in substantially the same direction. FIG. 1C is a perspective view showing the electron emission surface of the columnar graphite 121a.
【００２５】そして、カーボンナノチューブ１２１ｂ
は、例えば図１（ｄ）に示すように、完全にグラファイ
ト化して筒状をなし、その直径は４〜５０ｎｍ程度であ
り、その長さは１μｍオーダである。このカーボンナノ
チューブは、図１（ｄ）では模式的に示したように、グ
ラファイトの単層が円筒状に閉じた形状と、複数のグラ
ファイトの層が入れ子構造的に積層し、それぞれのグラ
ファイト層が円筒状に閉じた同軸多層構造となっている
形状とがある。そして、それらの中心部分は、空洞とな
っている。また、その先端部は五員環が入ることにより
閉じている。なお、おれることで先端が閉じていない場
合もある。Then, the carbon nanotubes 121b
As shown, for example, in FIG. 1 (d), it is completely graphitized to form a cylindrical shape, its diameter is about 4 to 50 nm, and its length is on the order of 1 μm. As shown schematically in FIG. 1 (d), this carbon nanotube has a shape in which a single layer of graphite is closed in a cylindrical shape, a plurality of graphite layers are laminated in a nested structure, and each of the graphite layers is There is a shape having a coaxial multilayer structure closed in a cylindrical shape. And the center part of them is hollow. The tip is closed by the five-membered ring. Note that the tip may not be closed due to being on.
【００２６】次に、エミッタ１２１の作製に関して説明
する。まず、カーボンナノチューブは、ヘリウムガス中
で２本の炭素電極を１〜２ｍｍ程度離した状態で直流ア
ーク放電を起こしたときに、陽極側の炭素が蒸発して陰
極側の炭素電極先端に凝集した堆積物中に形成される。
すなわち、炭素電極間のギャップを１ｍｍ程度に保った
状態で、ヘリウム中で安定なアーク放電を持続させる
と、陽極の炭素電極の直径とほぼ同じ径をもつ円柱状の
堆積物が、陰極先端に形成される。Next, the fabrication of the emitter 121 will be described. First, when a direct current arc discharge was caused in a state where two carbon electrodes were separated by about 1 to 2 mm in helium gas, carbon on the anode side was evaporated and aggregated at the tip of the carbon electrode on the cathode side. Formed in sediments.
That is, when a stable arc discharge is maintained in helium with the gap between the carbon electrodes maintained at about 1 mm, a columnar deposit having a diameter substantially equal to the diameter of the carbon electrode of the anode is formed at the tip of the cathode. It is formed.
【００２７】その円柱状の堆積物は、外側の固い殻と、
その内側のもろくて黒い芯との２つの領域から構成され
ている。そして、内側の芯は、堆積物柱の長さ方向にの
びた繊維状の組織をもっている。その繊維状の組織が、
上述した柱状グラファイトであり、堆積物柱を切り出す
ことなどにより、柱状グラファイトを得ることができ
る。なお、外側の固い殻は、グラファイトの多結晶体で
ある。The columnar sediment comprises an outer hard shell,
It is composed of two areas with a fragile and black core inside. The inner core has a fibrous structure extending in the longitudinal direction of the sediment column. The fibrous tissue is
It is the above-mentioned columnar graphite, and columnar graphite can be obtained by cutting out a sediment column. The outer hard shell is a graphite polycrystal.
【００２８】そして、その柱状グラファイトにおいて、
カーボンナノチューブは、炭素の多面体微粒子（ナノポ
リヘドロン：nanopolyhedoron）とともに、複数が集合
している。そのカーボンナノチューブは、図１（ｃ），
（ｄ）では模式的に示したようにグラファイトの単層が
円筒状に閉じた形状の他に、複数のグラファイトの層が
入れ子構造的に積層し、それぞれのグラファイト層が円
筒状に閉じた同軸多層構造となっている形状がある。そ
して、それらの中心部分は、空洞となっている。Then, in the columnar graphite,
A plurality of carbon nanotubes are aggregated together with carbon polyhedral fine particles (nanopolyhedoron). The carbon nanotube is shown in FIG.
In (d), as shown schematically, in addition to the shape in which a single layer of graphite is closed in a cylindrical shape, a plurality of graphite layers are stacked in a nested structure, and each graphite layer is closed in a cylindrical shape. Some shapes have a multilayer structure. And the center part of them is hollow.
【００２９】以上説明したように、柱状グラファイト１
２１ａを製造した後、まず、図２（ａ）に示すように、
その柱状グラファイト１２１ａの束２０１を作製する。
このとき、柱状グラファイト１２１ａの先端部がそろっ
ていないと、束２０１の電子放出面２０１ａが凸凹な状
態となっている。このように、電子放出面２０１ａが凸
凹な状態では、均一な電子放出が得られない。一方で、
柱状グラファイト１２１ａの先端部がそろうようにし
て、それらの束を形成し、電子放出面を平坦に形成する
ことは容易ではない。As described above, the columnar graphite 1
After manufacturing 21a, first, as shown in FIG.
A bundle 201 of the columnar graphite 121a is manufactured.
At this time, if the end portions of the columnar graphite 121a are not aligned, the electron emission surface 201a of the bundle 201 is in an uneven state. Thus, when the electron emission surface 201a is uneven, uniform electron emission cannot be obtained. On the other hand,
It is not easy to form a bundle of the columnar graphites 121a so that the tips thereof are aligned and the electron emission surface is flat.
【００３０】ここで、図２（ａ）に示すように、束２０
１に側面より垂直にレーザビーム２１１を照射すること
で切断し、レーザ切断による切断面を形成することで、
図２（ｂ）に示すように、平坦な電子放出面２０２ａが
得られた束２０２を形成する。この切断では、束２０１
に対して垂直な状態としたレーザビーム２１１を、切断
面を含む平面上で走査する。たとえば、ビーム径約１０
０μｍのＣＯ2 レーザビーム（連続発振）を出力６０〜
２００Ｗ程度とし、走査速度約１０ｍｍ／ｓｅｃとして
繰り返して照射すればよい。Here, as shown in FIG.
1 is cut by irradiating the laser beam 211 perpendicularly from the side surface to form a cut surface by laser cutting,
As shown in FIG. 2B, a bundle 202 having a flat electron emission surface 202a is formed. In this cutting, the bundle 201
Is scanned on a plane including the cutting plane with a laser beam 211 which is perpendicular to the laser beam. For example, a beam diameter of about 10
Outputs a 0 μm CO 2 laser beam (continuous oscillation) from 60 to
Irradiation may be repeated at about 200 W and at a scanning speed of about 10 mm / sec.
【００３１】ところで、束２０２の電子放出面２０２ａ
に垂直にレーザを照射することで、電子放出面２０２ａ
からの電子放出効率を向上させることができる。電子放
出面２０２ａにおいては、柱状グラファイト１２１ａの
先端部が露出している状態となっている。ここで、前述
したように、柱状グラファイト１２１ａは、カーボンナ
ノチューブと、炭素の多面体微粒子（ナノポリヘドロ
ン）とが複数が集合して構成されている。そして、電子
はカーボンナノチューブ先端部から放出されやすい状態
となっている。このため、電子放出面２０２ａにおいて
は、そのカーボンナノチューブの先端が、多く露出して
いる状態の方がよい。The electron emission surface 202a of the bundle 202
By irradiating the laser vertically to the electron emission surface 202a
Emission efficiency from the electron can be improved. In the electron emission surface 202a, the tip of the columnar graphite 121a is exposed. Here, as described above, the columnar graphite 121a is composed of a plurality of carbon nanotubes and a plurality of carbon polyhedral fine particles (nanopolyhedrons). Then, electrons are easily released from the tip of the carbon nanotube. Therefore, on the electron emission surface 202a, it is better that the tip of the carbon nanotube is largely exposed.
【００３２】ところで、カーボンナノチューブとナノポ
リヘドロン等の多のカーボン粉とでは、その分解温度
（燃焼開始温度）が異なる。カーボンナノチューブは、
空気中で７００℃以上に加熱すると分解して燃焼を始め
る。一方、ナノポリヘドロン等の多のカーボン粉は、空
気中で６５０℃以上に加熱すると分解して燃焼を始め
る。したがって、レーザ照射により、その照射部位の温
度が６５０℃を多少越える程度とすることで、電子放出
面２０２ａにおいて、カーボンナノチューブ以外のカー
ボン粉を除去することができる。この結果、電子放出面
２０２ａにおいては、カーボンナノチューブ先端部が露
出している割合が増加し、電子放出面２０２ａからの電
子放出効率を向上させることができる。By the way, the decomposition temperature (combustion start temperature) of carbon nanotubes and many carbon powders such as nanopolyhedrons are different. Carbon nanotubes
Decomposes and burns when heated above 700 ° C in air. On the other hand, many carbon powders such as nanopolyhedron decompose and start burning when heated to 650 ° C. or more in air. Therefore, carbon powder other than carbon nanotubes can be removed from the electron emission surface 202a by setting the temperature of the irradiated portion to a temperature slightly higher than 650 ° C. by laser irradiation. As a result, on the electron emission surface 202a, the ratio of exposing the tip of the carbon nanotube increases, and the efficiency of electron emission from the electron emission surface 202a can be improved.
【００３３】この選択除去のためのレーザビームの照射
は、たとえば、電子放出面２０２ａに対して垂直な状態
とした、たとえば、ビーム径１００〜２００μｍのＣＯ
2 レーザビーム（パルス発振）を出力２００Ｗ程度と
し、主走査速度約１０ｍｍ／ｓｅｃとして照射すればよ
い。また、このとき、レーザビームの副走査の間隔は、
５０〜１００μｍ程度の柱状グラファイト直径の１／５
〜５倍の範囲とすればよい。以上示したようにして、束
２０２を形成したら、その束２０２を電極１０６ｂ上に
導電性接着剤１２２に接着固定することで、図２（ｃ）
に示すように、電極１０６ｂ上に柱状グラファイトから
なるエミッタ１２１が形成された状態が得られる。な
お、以上では、束２０２を形成してから、これを電極１
０６ｂ上に固定するようにしたが、これに限るものでは
ない。平坦になっていない電子放出面２０１ａの束２０
１を電極１０６ｂ上に固定してから、前述した加工を行
って、平坦とした電子放出面２０２ａを形成するように
してもよい。The irradiation of the laser beam for the selective removal is performed, for example, in a state where the CO beam having a beam diameter of 100 to 200 μm is perpendicular to the electron emission surface 202a.
( 2 ) The laser beam (pulse oscillation) may be irradiated at an output of about 200 W and a main scanning speed of about 10 mm / sec. At this time, the interval between the sub-scans of the laser beam is
1/5 of columnar graphite diameter of about 50-100 μm
The range may be up to 5 times. As described above, after the bundle 202 is formed, the bundle 202 is bonded and fixed to the conductive adhesive 122 on the electrode 106b, as shown in FIG.
As shown in (2), a state where the emitter 121 made of columnar graphite is formed on the electrode 106b is obtained. In the above description, after forming the bundle 202, this is
06b, but is not limited to this. Bundle 20 of electron emission surface 201a that is not flat
After fixing the electrode 1 on the electrode 106b, the above-described processing may be performed to form the flat electron emission surface 202a.
【００３４】以上示したように、この実施の形態におい
ては、エミッタ１２１を電極１０６ｂ上に固定配置し、
そして、それらを覆うように、ハウジング１０６ｄをセ
ラッミック基板１０６ａ上に搭載した状態とすることで
カソード構体１０６を構成するようにした。また、エミ
ッタ１２１は、柱状グラファイト１２１ａを束にし、そ
れをレーザビームで切断することで電子放出面を平らに
することで形成した。したがって、エミッタ１２１が配
置されたカソード構体１０６においては、複数のカーボ
ンナノチューブが、その先端部がそろった状態でその長
手方向を蛍光面１０４の方向に向けている状態となって
いる。加えて、エミッタ１２１の電子放出面において
は、カーボンナノチューブがより多く露出した状態が得
られている。As described above, in this embodiment, the emitter 121 is fixedly arranged on the electrode 106b.
Then, the housing 106d is mounted on the ceramic substrate 106a so as to cover them, thereby forming the cathode assembly 106. Further, the emitter 121 was formed by bundling the columnar graphite 121a and cutting it with a laser beam to flatten the electron emission surface. Therefore, in the cathode structure 106 in which the emitter 121 is disposed, the plurality of carbon nanotubes are in a state where the longitudinal direction thereof is directed to the fluorescent screen 104 in a state where the tips are aligned. In addition, a state where more carbon nanotubes are exposed on the electron emission surface of the emitter 121 is obtained.
【００３５】以上示したように構成されるこの実施の形
態における画像管は、まず、外部回路からリードピン１
０９ａ，１０９ｂに電圧を供給することで、カソードリ
ード１１１ａ，１１１ｂを介して電極１０６とハウジン
グ１０６ｄとの間に電界をかける。そして、このことに
より、電極１０６上に固定配置されたエミッタ１２１の
カーボンナノチューブ先端に高電界を集中させ、電子を
引き出してメッシュ部１０６ｅより放出させる。すなわ
ち、この実施の形態では、カソード構体１０６を、電界
放出型冷陰極電子源の構成とした。The picture tube according to the present embodiment configured as described above firstly includes a lead pin 1 from an external circuit.
By supplying a voltage to the electrodes 09a and 109b, an electric field is applied between the electrode 106 and the housing 106d via the cathode leads 111a and 111b. As a result, a high electric field is concentrated on the tip of the carbon nanotube of the emitter 121 fixedly arranged on the electrode 106, and electrons are extracted and emitted from the mesh portion 106e. That is, in this embodiment, the cathode structure 106 is configured as a field emission cold cathode electron source.
【００３６】そして、外部回路からリードピン１０９に
高電圧を供給し、陽極リード１１０→陽極電極構体１０
５（円筒状陽極１０５ｂ）→接触片１０７ａの経路をそ
れぞれ導通してＡｌメタルバック膜１０７にその高電圧
が印加された状態とすることで、放出された電子を円筒
状陽極１０５ｂにより加速し、Ａｌメタルバック膜１０
７を貫通させて蛍光面１０４に衝撃させる。この結果、
蛍光面１０４は電子衝撃により励起し、蛍光面１０４を
構成する蛍光体に応じた発光色を、フェースガラス１０
２を透過して前面側に発光表示することになる。Then, a high voltage is supplied to the lead pin 109 from an external circuit, and the anode lead 110 → the anode electrode assembly 10
5 (cylindrical anode 105b) → Electric electrons are accelerated by the cylindrical anode 105b by conducting the respective paths of the contact pieces 107a and applying a high voltage to the Al metal back film 107, Al metal back film 10
7 and penetrates the fluorescent screen 104. As a result,
The fluorescent screen 104 is excited by an electron impact, and emits light of a color corresponding to the phosphor constituting the fluorescent screen 104 to the face glass 10.
2 to emit light on the front side.
【００３７】以上示したように、この実施の形態によれ
ば、電子放出部をカーボンナノチューブから構成し、こ
れを電界放出型冷陰極電子源として用いるようにした。
したがって、この実施の形態によれば、電子放出部は、
フィラメントのような脆弱な部品を用いるようにしてい
ないので、取り扱いが容易で、真空容器内における放出
ガスによる劣化などがない。また、フィラメントの加熱
電源も必要がないので、リードピンの数が減らせ、消費
電力も抑制できるようになる。そして、電極１０６ｂと
ハウジング１０６ｄとの間に電界を形成すと、エミッタ
１２１におけるほぼすべてのカーボンナノチューブ先端
より電子が放出され、蛍光面１０４に導かれることにな
るので、より高い輝度を得ることが可能となる。As described above, according to this embodiment, the electron-emitting portion is made of carbon nanotubes, and this is used as a field emission cold cathode electron source.
Therefore, according to this embodiment, the electron-emitting portion
Since a fragile component such as a filament is not used, it is easy to handle, and there is no deterioration due to the released gas in the vacuum vessel. Also, since there is no need for a heating power supply for the filament, the number of lead pins can be reduced and power consumption can be suppressed. Then, when an electric field is formed between the electrode 106b and the housing 106d, electrons are emitted from almost all of the carbon nanotube tips in the emitter 121 and guided to the fluorescent screen 104, so that higher brightness can be obtained. It becomes possible.
【００３８】なお、上記実施の形態では、画像管につい
て説明したが、これに限るものではない。この発明は、
真空容器内に蛍光体からなる発光部と、これを発光させ
るための電子放出源とを備えた、その他の蛍光表示装置
にも適用できることはいうまでもない。例えば、フェー
スガラスと蛍光面との間に光学フィルターを配置し、発
光色を変化させた画像管にも同様に適用できる。また、
同一の真空容器内に、複数の蛍光面を備えて多色化をし
た画像管にも同様に適用できる。また、所望の形状とし
た蛍光面により、所望の形状のキャラクタを表示する平
型管に適用することも可能である。また、エミッタとこ
れに対向配置するドット状の蛍光面とを、二次元的に複
数配置した平面ディスプレイ（ＦＥＤ）に適用するよう
にしてもよい。In the above embodiment, the picture tube has been described. However, the present invention is not limited to this. The present invention
It is needless to say that the present invention can be applied to other fluorescent display devices including a light emitting portion made of a phosphor in a vacuum vessel and an electron emission source for emitting the light. For example, the present invention can be similarly applied to a picture tube in which an optical filter is arranged between a face glass and a fluorescent screen to change the emission color. Also,
The present invention can be similarly applied to a multi-color picture tube provided with a plurality of fluorescent screens in the same vacuum vessel. Further, it is also possible to apply the present invention to a flat tube displaying a character having a desired shape by using a fluorescent screen having a desired shape. Further, the present invention may be applied to a flat display (FED) in which a plurality of emitters and dot-shaped fluorescent screens arranged opposite to each other are two-dimensionally arranged.
【００３９】[0039]
【発明の効果】以上説明したように、この発明では、少
なくとも一部が透光性を有する表示面を有して内部が真
空排気された外囲器と、表示面の内側に形成された蛍光
体からなる蛍光面と、外囲器内部に配置されて蛍光面に
対して電子を放出するエミッタとから構成され、そのエ
ミッタは、円筒状のグラファイトの層からなる複数のカ
ーボンナノチューブが長手方向を同一方向に向けて集合
した集合体である柱状グラファイトの束から構成され、
その柱状グラファイトの長手方向に垂直な電子放出面
が、柱状グラファイトの先端部の位置がそろって平坦に
形成されているようにした。したがって、束に形成され
た複数の柱状グラファイトのそれぞれの先端部と蛍光面
との距離が、ほぼ等しく形成された状態となる。そし
て、エミッタと電子引き出し電極との間に電位を印加す
ると、エミッタを構成するカーボンナノチューブの先端
に高電界が集中して電子が引き出される電界放出型冷陰
極電子源となる。そして、この発明によれば、フィラメ
ントなどや化学的に不安定な電子放射性物質などの脆弱
な部品を用いることなく電子放出部を構成するようにし
たので、まず、取り扱いが容易になり、また、劣化しに
くいものとなる。この結果、この発明によれば、長期に
安定して信頼性の高い状態で電子が放出できるようにな
るという効果がある。加えて、電子放出面となる切断面
が、平坦に形成されているので、均一な電子放出状態が
得られる。As described above, according to the present invention, an envelope having at least a part of a light-transmitting display surface and the inside of which is evacuated, and a fluorescent light formed inside the display surface are provided. It is composed of a phosphor screen composed of a body and an emitter arranged inside the envelope and emitting electrons to the phosphor screen.The emitter has a plurality of carbon nanotubes composed of a cylindrical graphite layer in the longitudinal direction. It is composed of a bundle of columnar graphite, which is an aggregate that gathers in the same direction,
The electron emission surface perpendicular to the longitudinal direction of the columnar graphite was formed so as to be flat with the positions of the tips of the columnar graphite aligned. Therefore, the distance between the tip of each of the plurality of columnar graphites formed in the bundle and the phosphor screen is substantially equal. When a potential is applied between the emitter and the electron extraction electrode, a field emission type cold cathode electron source is obtained in which a high electric field is concentrated on the tip of the carbon nanotube constituting the emitter and electrons are extracted. According to the present invention, the electron-emitting portion is configured without using a fragile component such as a filament or a chemically unstable electron-emitting substance. It is difficult to deteriorate. As a result, according to the present invention, there is an effect that electrons can be stably emitted for a long time in a highly reliable state. In addition, since the cut surface serving as the electron emission surface is formed flat, a uniform electron emission state can be obtained.
【００４０】また、この発明の蛍光表示管の製造方法
は、まず、円筒状のグラファイトの層からなる複数のカ
ーボンナノチューブが長手方向を同一方向に向けて集合
した集合体である柱状グラファイトの束を用意する。次
に、その束の側面から柱状グラファイトの長手方向に垂
直にレーザビームを照射することで、その束を切断して
柱状グラファイトの先端の位置がそろった平坦な切断面
を電子放出面とした柱状グラファイトの束からなるエミ
ッタを形成する。そして、外囲器内に、電子放出面を蛍
光面に向けてエミッタを配置するようにした。また、加
えて、エミッタの電子放出面にレーザビームを照射し、
電子放出面に露出している柱状グラファイトの先端部
を、カーボンナノチューブが燃焼を始める温度度未満に
加熱するようにした。この結果、このエミッタと電子引
き出し電極とで、電界放出型冷陰極電子源が構成でき
る。このように、この発明によれば、蛍光表示装置の電
子放出部を、フィラメントのような脆弱な部品を用いる
ことなく作製できるようになり、ひいては、蛍光表示装
置をより容易に製造できるようになる。また、エミッタ
を構成複数の柱状グラファイトのそれぞれの先端部と蛍
光面との距離がほぼ等しい状態とすることが容易にで
き、したがって、均一な電子放出状態を容易に得ること
ができる。また、実際に電子が放出されるカーボンナノ
チューブを容易に露出した状態とでき、したがって、電
子放出特性の向上を容易に図ることができる。In the method for manufacturing a fluorescent display tube according to the present invention, first, a bundle of columnar graphite, which is an aggregate in which a plurality of carbon nanotubes each formed of a cylindrical graphite layer are oriented in the same direction in the longitudinal direction, is formed. prepare. Next, by irradiating a laser beam from the side surface of the bundle perpendicular to the longitudinal direction of the columnar graphite, the bundle was cut, and the flat cut surface where the positions of the tips of the columnar graphite were aligned became an electron emission surface. An emitter consisting of a bundle of graphite is formed. Then, the emitter is arranged in the envelope with the electron emission surface facing the phosphor screen. In addition, in addition, the electron emission surface of the emitter is irradiated with a laser beam,
The tip of the columnar graphite exposed on the electron emission surface was heated to a temperature lower than the temperature at which the carbon nanotubes start burning. As a result, a field emission cold cathode electron source can be constituted by the emitter and the electron extraction electrode. As described above, according to the present invention, the electron emission portion of the fluorescent display device can be manufactured without using a fragile component such as a filament, and the fluorescent display device can be more easily manufactured. . In addition, the distance between the tip of each of the plurality of columnar graphite and the phosphor screen can be easily made equal to the emitter, so that a uniform electron emission state can be easily obtained. In addition, the carbon nanotubes from which electrons are actually emitted can be easily exposed, so that the electron emission characteristics can be easily improved.
【図１】 この発明による画像管の構成を示す構成図で
ある。FIG. 1 is a configuration diagram showing a configuration of a picture tube according to the present invention.
【図２】 この発明による画像管におけるエミッタの作
製に関して説明するための説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram for describing the production of an emitter in a picture tube according to the present invention.
【図３】 従来の画像管の構成を示す構成図である。FIG. 3 is a configuration diagram showing a configuration of a conventional picture tube.
１０１…ガラスバルブ、１０２…フェースガラス、１０
３…低融点フリットガラス、１０４…蛍光面、１０５…
陽極電極構体、１０５ａ…リング状陽極、１０５ｂ…円
筒状陽極、１０５ｃ…Ｂａゲッター、１０６…カソード
構体、１０６ａ…セラミック基板、１０６ｂ…電極（導
電板）、１０６ｄ…ハウジング、１０６ｅ…メッシュ部
（電子引き出し電極）、１０７…Ａｌメタルバック膜、
１０７ａ…接触片、１０８…ステムガラス、１０８ａ…
排気管、１０９，１０９ａ，１０９ｂ…リードピン、１
１０…陽極リード、１１１ａ，１１１ｂ…カソードリー
ド、１２１…エミッタ、１２１ａ…柱状グラファイト、
１２１ｂ…カーボンナノチューブ、１２２…導電性接着
剤。101: glass bulb, 102: face glass, 10
3 ... low melting point frit glass, 104 ... phosphor screen, 105 ...
Anode electrode structure, 105a: ring-shaped anode, 105b: cylindrical anode, 105c: Ba getter, 106: cathode structure, 106a: ceramic substrate, 106b: electrode (conductive plate), 106d: housing, 106e: mesh part (electron drawer) Electrode), 107 ... Al metal back film,
107a: contact piece, 108: stem glass, 108a ...
Exhaust pipe, 109, 109a, 109b ... lead pin, 1
10: anode lead, 111a, 111b: cathode lead, 121: emitter, 121a: columnar graphite,
121b: carbon nanotube, 122: conductive adhesive.
Claims (11)
を有して内部が真空排気された外囲器と、 前記表示面の内側に形成された蛍光体からなる蛍光面
と、 前記外囲器内部に配置されて前記蛍光面に対して電子を
放出するエミッタとから構成され、 前記エミッタは、円筒状のグラファイトの層からなる複
数のカーボンナノチューブが長手方向を同一方向に向け
て集合した集合体である柱状グラファイトの束から構成
され、その柱状グラファイトの長手方向に垂直な電子放
出面が、柱状グラファイトの先端部の位置がそろって平
坦に形成されていることを特徴とする蛍光表示装置。1. An envelope having a light-transmitting display surface at least partially evacuated to the inside, a phosphor screen made of a phosphor formed inside the display surface, and An emitter for emitting electrons to the phosphor screen disposed inside the envelope, wherein the emitter is formed by assembling a plurality of carbon nanotubes formed of a cylindrical graphite layer with their longitudinal directions directed in the same direction. A fluorescent display device comprising a bundle of columnar graphite as an aggregate, wherein an electron emission surface perpendicular to the longitudinal direction of the columnar graphite is formed flat with the positions of the tips of the columnar graphite aligned. .
り電子を引き出すための電子引き出し電極を新たに備え
たことを特徴とする蛍光表示装置。2. The fluorescent display device according to claim 1, further comprising an electron extraction electrode for extracting electrons from said emitter disposed on the electron emission side of said emitter.
に配置されることを特徴とする蛍光表示装置。3. The fluorescent display device according to claim 2, wherein the extraction electrode is disposed between the fluorescent screen and the emitter.
て、 前記蛍光面と前記表示面との間に光学フィルターが配置
されることを特徴とする蛍光表示装置。4. The fluorescent display device according to claim 1, wherein an optical filter is disposed between said fluorescent screen and said display surface.
て、 前記蛍光面表面に形成された金属膜と、 前記蛍光面と前記電子引き出し電極との間に配置され、
前記電子引き出し電極より高い電位が印加される電子加
速電極とを備えたことを特徴とする蛍光表示装置。5. The fluorescent display device according to claim 2, wherein a metal film formed on a surface of the phosphor screen, and a metal film disposed between the phosphor screen and the electron extraction electrode,
A fluorescent display device, comprising: an electron acceleration electrode to which a higher potential is applied than the electron extraction electrode.
いることを特徴とする蛍光表示装置。6. The fluorescent display device according to claim 5, wherein the metal film and the electron acceleration electrode are electrically connected.
示装置において、 前記エミッタは、表面を前記蛍光面に向けて配置された
板状の導電板上に導電性を有する接着剤で固定されてい
ることを特徴とする蛍光表示装置。7. The fluorescent display device according to claim 1, wherein the emitter is made of a conductive adhesive on a plate-shaped conductive plate having a surface facing the phosphor screen. A fluorescent display device, being fixed.
示装置において、 前記蛍光面に所定の電位が印加されることを特徴とする
蛍光表示装置。8. The fluorescent display device according to claim 1, wherein a predetermined potential is applied to said fluorescent screen.
を有しかつ内部が真空排気された外囲器と、前記表示面
の内側に形成された蛍光体からなり電子の衝撃により発
光する蛍光面を備えた蛍光表示管の製造方法において、 円筒状のグラファイトの層からなる複数のカーボンナノ
チューブが長手方向を同一方向に向けて集合した集合体
である柱状グラファイトの束を用意し、 その束の側面から柱状グラファイトの長手方向に垂直に
レーザビームを照射することで、その束を切断して柱状
グラファイトの先端の位置がそろった平坦な切断面を電
子放出面とした前記柱状グラファイトの束からなるエミ
ッタを形成し、 前記外囲器内に、前記電子放出面を前記蛍光面に向けて
前記エミッタを配置することを特徴とする蛍光表示装置
の製造方法。9. An envelope having at least a part of a light-transmitting display surface and having an interior evacuated and a phosphor formed inside the display surface, and emits light by the impact of electrons. In a method of manufacturing a fluorescent display tube having a phosphor screen, a bundle of columnar graphite, which is an aggregate of a plurality of carbon nanotubes formed of a cylindrical graphite layer oriented in the same longitudinal direction, is prepared. By irradiating a laser beam perpendicularly to the longitudinal direction of the columnar graphite from the side surface of the columnar graphite, the bundle is cut, and the flat cut surface in which the positions of the tips of the columnar graphite are aligned is used as the electron emission surface from the columnar graphite bundle. A method of manufacturing a fluorescent display device, comprising: forming an emitter; and arranging the emitter in the envelope with the electron emission surface facing the phosphor screen.
法において、 前記エミッタの前記電子放出面にレーザビームを照射
し、前記電子放出面に露出している前記柱状グラファイ
トの先端部を、カーボンナノチューブが燃焼を始める温
度度未満に加熱することを特徴とする蛍光表示装置の製
造方法。10. The method of manufacturing a fluorescent display device according to claim 9, wherein a laser beam is applied to the electron emission surface of the emitter, and a tip of the columnar graphite exposed on the electron emission surface is made of carbon. A method for manufacturing a fluorescent display device, wherein the nanotube is heated to a temperature lower than a temperature at which combustion starts.
置の製造方法において、 前記エミッタは、前記外囲器内で表面を前記蛍光面に向
けて配置した板状の導電板上に、導電性を有する接着剤
で固定することにより形成されることを特徴とする蛍光
表示装置の製造方法。11. The method of manufacturing a fluorescent display device according to claim 9, wherein the emitter is formed on a conductive plate having a surface facing the phosphor screen in the envelope. A method for manufacturing a fluorescent display device, wherein the method is formed by fixing with an adhesive having the following.
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| JP2000173449A (en) * | 1998-12-10 | 2000-06-23 | Showa Denko Kk | Electron emitting material |
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-
1998
- 1998-05-13 JP JP13017098A patent/JP3790045B2/en not_active Expired - Fee Related
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