JP3184416B2 - 陰極線管の製造方法 - Google Patents

陰極線管の製造方法

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保彦 林
悟 山岸
邦夫 稲熊
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松下電子工業株式会社
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、管内に残留する不活性
ガスを特定の電極に吸着させて、管内真空度を高める陰
極線管の製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】一般に、カラー受像管等の陰極線管の製
造においては、管内排気および封止の各工程に引き続
き、ゲッタフラッシュ工程およびエージング工程が設定
される。管内排気工程では、管内ガスを排出するのみな
らず、管内の電極を高周波加熱して、電極材料中に吸臓
されているガスをも排出する。ゲッタフラッシュ工程に
おいては、管内にあらかじめ設けたBaゲッタを高周波
加熱し、管壁内面上にBaゲッタ膜を蒸着形成する。こ
のBaゲッタ膜は、管内残留ガスを長期間にわたり化学
的に吸着するので、エージング工程中およびライフ期間
を通じて管内真空度を高く維持することができる。
【0003】図3に示すカラー受像管の電子銃は、ヒー
タ1を内蔵したカソード2と、第1グリッドたる制御電
極3と、第2グリッドたる加速電極4と、第3グリッド
たるメインレンズ生成用集束電極5と、第4グリッドた
る最終加速電極6とによって構成されている。なお、最
終加速電極6から延び出た舌状導電片7は導電膜8に接
しており、導電膜8は図外のアノードボタン端子、シャ
ドウマスク、磁気シールドおよび蛍光体スクリーン面等
に電通している。
【0004】エージング工程では、通常の管動作時にお
けると同様に、ヒータ1に6.0Vの加熱電圧を印加
し、制御電極3を接地してカソード2に105〜120
Vの正電位を、そして、加速電極4に400〜700V
の正電位をそれぞれ与える。かかる前置三極部のカソー
ド2から放出された熱電子9は集束されて電子ビーム1
0となる。そして、6〜7KVの正電位に保持された集
束電極5および約25KVの正電位に保持された最終加
速電極6で加速・集束作用を受けた電子ビーム10が、
偏向磁界および図外のシャドウマスクを経て蛍光体スク
リーン面に射突する。
【0005】エージング工程を経たカラー受像管の管内
真空度は低下するが、Baゲッタ膜が長期間にわたり管
内残留ガスを吸着するので、管内は真空状態に維持され
る。しかし、Baゲッタ膜によって吸着される管内残留
ガスは活性ガスに限られ、Ar等の不活性ガスは吸着さ
れない。管内に残留したAr原子11は、熱電子9に衝
突することによってイオン化され、Arイオン11aに
なる。Arイオン11aの一部は接地電位にある制御電
極3に衝突して吸着されるが、加速電極4の孔径が小さ
いので、吸着量はごくわずかである。Arイオン11a
の大部分は熱電子9と中和して再びArガスに戻り、再
び熱電子9に衝突してArイオンに戻るという具合に、
いわゆるイオンプロセスを繰り返す。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】このように、管内に残
留するガスのうち、Arなどの不活性ガスはBaゲッタ
膜に吸着されず、電極に吸着されることもほとんどない
ので、これが管内真空度を低下させる要因となってい
た。とくに、Arイオンは質量数が大きいので、イオン
衝撃によってカソードや蛍光体スクリーン面を損傷させ
やすい。
【0007】図4を参照すると、1万時間ライフ後にお
ける管内ガス圧(全圧)が、エージング工程直後(管製
造直後)の管内ガス圧の約10分の1に低下しているこ
とがわかる。これは、残留ガス成分たるH2、CO、
2、CH4等の活性ガスがBaゲッタ膜に化学的に吸着
されるからである。一方、Ar、He等の不活性ガスの
分圧は、イオン打ち込みおよび電気的吸着作用によって
経時的に低下するものの、エージング工程直後に高い値
を示すことがわかる。
【0008】したがって本発明の目的は、管内残留ガス
中の不活性ガス成分を、陰極線管の製造工程中に最小限
に抑えることのできる陰極線管の製造方法を提供するこ
とにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明によると、上述し
た目的を達成するために、制御電極およびこれに隣接す
る加速電極を正電位に、メインレンズ生成用集束電極を
負電位に、そして、最終加速電極を前記集束電極の電位
よりも高い電位にそれぞれ保持し、カソードから放射さ
せた熱電子によって管内残留ガスを正極性にイオン化さ
せ、イオン化したガスを前記集束電極に吸着させること
を特徴とする陰極線管の製造方法が提供される。
【0010】また、制御電極、加速電極およびこれに隣
接する補助電極系を正電位に、メインレンズ生成用集束
電極を負電位に、そして、最終加速電極を前記集束電極
の電位よりも高い電位にそれぞれ保持し、カソードから
放射させた熱電子によって管内残留ガスを正極性にイオ
ン化させ、イオン化したガスを前記集束電極に吸着させ
ることを特徴とする陰極線管の製造方法が提供される。
【0011】
【作用】本発明においては、カソードから放射させた熱
電子によって管内残留ガスを正極性にイオン化させ、イ
オン化したガスを負電位に保持したメインレンズ生成用
集束電極に電気的に吸着させるので、管内残留ガスの主
成分たるArのような不活性ガスを、陰極線管の製造工
程中に減少させることができる。また、この処理期間中
の最終加速電極は集束電極の電位よりも高い電位に保持
されるので、イオン化した不活性ガスが主として集束電
極に吸着され、最終加速電極、シャドウマスク、磁気シ
ールドさらには蛍光体スクリーン面等に吸着されること
はほとんどない。このため、管の通常動作時に最終加速
電極、シャドウマスク、磁気シールドおよび蛍光体スク
リーン面が正の高電位に保持されて電子ビームの射突を
受けても、不活性ガスを放出することはほとんどない。
【0012】なお、集束電極の表面に到来した熱電子に
よって吸着ガスイオンが中和されると、吸着ガスイオン
は再び不活性ガス原子に戻る。しかし、金属製電極の表
面には薄い酸化層が存在するので、この酸化層によって
熱電子の移動が阻まれる。そのため、ガスイオンの大部
分は中和されずに酸化層表面に電気的に吸着された状態
を保つ。また、集束電極および最終加速電極はメインレ
ンズ電界を生成するものであるから、両電極の電位分布
を所定値に設定して両電極間に強いメインレンズ電界を
生成させる限り、加速された電子ビームが集束電極の表
面に射突して吸着ガスイオンを中和させることはほとん
どない。
【0013】
【実施例】つぎに、本発明の一実施例を図面を参照しな
がら説明する。
【0014】図1に示す実施例では、ヒータ1に通常動
作時よりも若干高い6.5Vの加熱電圧を印加し、カソ
ード2を接地し、制御電極3および加速電極4に400
〜1000Vの正電位を与えて、カソード2から熱電子
9を放射させる。集束電極5に−9KVの電位を与え、
最終加速電極6以降の電極(シャドウマスク、磁気シー
ルドおよび蛍光体スクリーン面を含む)は接地電位に保
つ。この場合、管内に残留した不活性ガスたるAr原子
11は熱電子9と衝突してイオン化され、正の極性を持
ったArイオン11bになる。Arイオン11bは、そ
れよりも負の電位に保持された集束電極5に、ファン・
デル・ワールス力やクーロン力で打ち込まれて吸着され
る。集束電極5の表面には薄い酸化層が存在するので、
電子の移動は阻まれ、ガスイオンの大部分は中和されず
に集束電極5の表面に電気的に吸着された状態を保つ。
【0015】最終加速電極6以降の電極は接地電位に保
持されるので、これらの電極に打ち込まれるArイオン
11bは少量である。そして、最終加速電極6以降の電
極に打ち込まれたArイオン11bは、管の通常動作時
に電子ビームがラスタースイープする段階でガス化して
管内に放出される。
【0016】図2に示す特性曲線aは、制御電極3、加
速電極4および集束電極5を440Vの正電位に保持
し、最終加速電極6以降の電極を接地電位に保持して蛍
光体スクリーン面側へArイオンを加速して打ち込む事
例を示している。このような処理を行ったのち、管を通
常の動作条件で動作(ラスタースィープ)させると、吸
着ArイオンのほとんどがArガスに戻って管内空間に
放出される。本事例では最終加速電極6以降の電極を接
地電位に保持したが、負電位に保持しても上述と同様の
結果が得られる。
【0017】図2に示す特性曲線bは、制御電極3およ
び加速電極4を440Vの正の電位に、集束電極5を接
地電位に、そして、最終加速電極6以降の電極を440
Vの正電位にそれぞれ保持し、Arイオンを主として集
束電極5に打ち込んだ事例である。この場合、特性曲線
aに比べてArイオンの吸着量が多く、しかも、ラスタ
ースィープで放出されるArガスの量が比較的少ない。
【0018】特性曲線cは、制御電極3および加速電極
4を440Vの正電位に、集束電極5および最終加速電
極6以降の電極を接地電位にそれぞれ保持し、集束電極
4から蛍光体スクリーン面に至る全電極をArイオンの
吸着面とした事例である。この場合、Arイオンの吸着
面積が広くなるので吸着量は増えるが、ラスタースィー
プによって放出されるArガスの量も多くなる。
【0019】特性曲線dは本発明に係るもので、制御電
極3および加速電極4を440Vの正電位に、集束電極
5を−9KVの負の高電位に、そして、最終加速電極6
以降の電極を接地電位にそれぞれ保持した事例である。
この場合、Arイオンは蛍光体スクリーン面側へ加速さ
れず、ほとんどが集束電極5に吸着される。また、ラス
タースィープで放出されるArガスの量は非常に少な
い。なお、本事例では最終加速電極6以降の電極を接地
電位に保持したが、集束電極5の電位よりも数KV以上
高い負電位(0〜−3KV)に保持しても、ほぼ同様の
ガス吸着作用を得ることができる。
【0020】上述した諸事例では、制御電極3および加
速電極4に与える電位を440Vに設定したが、好まし
くは400V〜1KVの範囲から選択できる。また、集
束電極5に与える電位や、最終加速電極6以降の電極に
与える電位、さらにはヒータ1に印加する加熱電圧もま
た、製造する陰極線管の管種等に応じて適宜に選択する
ことができる。また、上述した実施例での陰極線管はバ
イポテンシャル形式のものであったが、多段集束型電子
銃(MPF(マルチプリフォーカス))を備えた陰極線
管のように、加速電極4とメインレンズ生成用集束電極
5との間に1個または複数の補助電極(補助電極系)を
配設した陰極線管にも適用できる。その場合、補助電極
系のすべてに加速電極4と同様の正電位を与え、その電
位に対して負となる電位をメインレンズ生成用集束電極
に与え、最終加速電極には接地電位または集束電極電位
よりも高い電位を与える。
【0021】このような処理をエージング工程後に施す
ことによって、管内に残留したArガスを大幅に削減さ
せ得て管内真空度を高めることができる。そして、管の
通常動作時に集束電極5に6〜7KVの正電位が与えら
れ、最終加速電極6以降の電極に約25KVの正の高電
位が与えられると、両電極5,6間に強いメインレンズ
電界が生成されるので、加速された電子ビームは集束電
極5に射突することなくメインレンズ電界を通過する。
このため、集束電極5にいったん吸着された不活性ガス
イオンが熱電子と中和してガス原子に戻ることはほとん
どない。
【0022】最終加速電極6以降の電極に与える電位
は、これら電極へのガスイオンの吸着を防ぐ目的だけで
あれば500V〜1KVの正電位であってもよい。この
電位を接地電位に固定すると、設備の簡略化を図り得る
のみならず、製造効率を高めることができる。なお、上
述したイオンプロセスは、管内残留ガスのすべてのガス
組成に対して働くが、活性ガスは主としてゲッタ膜で吸
着されるので、集束電極に非可逆的に吸着されるガスは
主として不活性ガスである。
【0023】陰極線管が大型化・高精細度化・高輝度化
したのに伴い、カソードに含浸型陰極を使用するケース
が増えている。管内ガスのうち、とくにイオン化した不
活性ガスが含浸型陰極の表面のBa単原子層をイオン衝
撃で飛散させると、エミッションスランプを引き起こす
危険がある。したがって、含浸型陰極を備えた陰極線管
を本発明の方法によって製造すると、エミッションスラ
ンプの発生を抑制することがてきる。
【0024】
【発明の効果】以上のように本発明によると、カソード
から放射させた熱電子によって管内の不活性ガスをイオ
ン化させ、イオン化したガスを集束電極に非可逆的に吸
着させるので、管内真空度の高い高品質の陰極線管を得
ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例における陰極線管の各電極に
対する電位の関係を示す図
【図2】本発明の一実施例のArガス圧を比較例のAr
ガス圧とともに示す特性図
【図3】通常動作時における陰極線管の各電極に対する
電位の関係を示す図
【図4】陰極線管の管内残留ガスの経時的圧力変化を示
す図
【符号の説明】
2 カソード 3 制御電極 4 加速電極 5 メインレンズ生成用集束電極 6 最終加速電極
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平6−139941(JP,A) 特開 昭63−115025(JP,A) 特開 昭61−230234(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01J 9/39

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 制御電極およびこれに隣接する加速電極
    を正電位に、メインレンズ生成用集束電極を負電位に、
    そして、最終加速電極を前記集束電極の電位よりも高い
    電位にそれぞれ保持し、カソードから放射させた熱電子
    によって管内残留ガスを正極性にイオン化させ、イオン
    化したガスを前記集束電極に吸着させることを特徴とす
    る陰極線管の製造方法。
  2. 【請求項2】 制御電極、加速電極およびこれに隣接す
    る補助電極系を正電位に、メインレンズ生成用集束電極
    を負電位に、そして、最終加速電極を前記集束電極の電
    位よりも高い電位にそれぞれ保持し、カソードから放射
    させた熱電子によって管内残留ガスを正極性にイオン化
    させ、イオン化したガスを前記集束電極に吸着させるこ
    とを特徴とする陰極線管の製造方法。
  3. 【請求項3】 カソードおよび最終加速電極を同一の電
    位または接地電位に保持する請求項1または2記載の陰
    極線管の製造方法。
  4. 【請求項4】 カソードが含浸型陰極である請求項1ま
    たは2記載の陰極線管の製造方法。
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