JPS63304546A - 陰極線管の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、陰極線管の製造方法に関するものである。

陰極線管の製造に当っては、許容しうる動作寿命を信頬
的に達成する為に種々の処理が行われている。この処理
は陰極線管の構成素子の組立て後に開始されるものであ
り、この処理は、エンベロープを排気しエンベロープお
よび構成素子をガス抜きする為の陰極線管の排気および
ベーキング工程と、陰極線管の動作中にガス抜きされる
残留汚染物を常にゲッタリングする為に陰極線管の内面
および構成素子上にゲッタをフラッシングする工程と、
電子放出層中に仕事関数の低い種を形成するのを促進す
る為に加熱により電子銃の陰極を活性化する工程と、陰
極の活性化を保つ為に陰極および下方のグリッド素子を
エージングする工程と、電極間のアーク放電を生ぜしめ
るおそれのある突起部および粒子を除去する為に電子銃
を高電圧調整する工程とを含む。

排気およびベーキング工程中のガス抜きの割合は時間お
よび温度に依存し、製造処理量の要求やある陰極線管構
成素子の熱安定性が制限されていることによりこの工程
中のガス抜きを不完全なものとする。従って、エンベロ
ープの封止後、ある５一 種の残留ガスや炭化水素のようなガス発生汚染物が陰極
線管中に残存する。

ゲッタフラッシングは通常追加の炭化水素汚染物を陰極
線管中に導入する。これらの炭化水素は、カラーテレビ
ジョン陰極線管に広く用いられてい゛るベーキング不能
なバリウムゲッタによっては有効に吸着せしめることが
できない。しかし、後のエージング中にこれら炭化水素
の少なくとも数種がゲッタリング可能な成分に解離し、
これにより陰極線管中の残留ガスを許容レベルに減少せ
しめる。

下側のグリッド電極に隣接する集束電極をエージング処
理に含めるとエージングが最も有効となるということを
確かめた。このエージングは、この電極の通常の表記“
Ｇ３゛′に応じて゛Ｇ３エージング゛と称する。

集束電極をエージングに含めると、゛′ダーク・センタ
ー・カソード”として既知の陰極の中央が黒ずむ状態が
生じるおそれがあり、この状態は陰極の電子放出層の中
央における炭素堆積体により生じることを解析により確
かめた。この炭素堆積体はおそらく正の炭素イオンによ
るものであり、電子ビームとは反対方向に移動する残留
炭化水素が解離して陰極上に堆積することにより形成さ
れる。この堆積体により電子放出を電子放出層の周辺に
制限し、これにより電子ビームを中空のビームとし、ス
クリーンにおける適正な集束および解像度が阻害される
。

本発明の目的は、陰極上に炭素を堆積させることなく、
ゲッタフラッシング後でエージング前に陰極線管中に存
在する炭化水素を減少させることにある。

本発明陰極線管の製造方法は、陰極線管の排気、ベーキ
ング、封止およびゲッタフラッシング後で、エージング
の前に、常規動作電圧で得られる電子ビームのエネルギ
ーよりも可成り低いエネルギーを有するも、このエネル
ギーは炭化水素を実質的に解離するのに充分なエネルギ
ーとした弱い非集束電子ビームでスクリーンを走査する
ことを特徴とする。

本発明によれば、解離による気体生成物は永久的にゲッ
タリングされて後の脱ガスを阻止するとともに、炭素イ
オンは陰極から離れた陰極線管表面に堆積される。

陰極ヒータおよび陰極線管の電子銃の選択電極に所定の
電圧を印加し、陰極から電子を放出せしめ、電子銃から
弱い非集束電子ビームを生ぜしめる。

適切なビームエネルギーは、本発明の実施例によれば、
常規の陰極線管動作中の陽極電位の約１５〜６０％とし
た陽極電位を用いることにより得る。

電子ビームの走査は、電子ビームに変動磁界を与えてこ
の電子ビームをこの変動磁界に応じて偏向せしめること
により達成することができる。このような変動磁界は陰
極線管のエンベロープの外部に位置した少なくとも２つ
の電磁石に異なる交流信号を与えることにより生ぜしめ
ることができる。

図面につき本発明を説明する。

第１図は本発明方法により製造する複数ビームのインラ
イン型カラー陰極線管１１の主要素子を示す断面図であ
る。この陰極線管１１は中心の長手軸線１４と、この軸
線に対し垂直なχおよびＹ軸とを有する。周囲の管容器
（エンベロープ）はネック部１３、ファンネル部１５お
よびフェースプレート部１７をハーメチックシールして
一体化したものより成るガラス構造体である。フェース
プレート部１７の内面上には、発光螢光体材料のストラ
イプ或いはドツトより成るパターン化された陰極ルミネ
ッセンススクリーン１９が配置されている。フェースプ
レート部内には多孔構造体２１、この場合アパーチャ（
有孔）マスクがパターン化スクリーン１９に対し離間関
係に配置されている。エンベロープのネック部１３内に
は一体化された複数ビームインライン型電子銃アセンブ
リ２３が収容されており、この電子銃アセンブリから３
つの電子ビーム、すなわち中央ビーム２５と２つの側方
ビーム２７および２９とが共通のインライン面内に放出
される。これらのビームはアパーチャマスク２１に向け
て集束され、このアパーチャマスクを通ってスクリーン
１９に集中され、発色螢光体を励起する。

陰極線管の外面ではそのファンネル部１５の前方領域に
導電性被膜３１が被着されており、この導電性被膜は陰
極線管の使用中大地電位に維持される。

電子銃アセンブリ２３は、３つのインライン面内ム２７
．２５および２９が陰極線管のＸ軸とほぼ一致する共通
水平″インライン“平面内にあるようにネック部１３内
に配置されている。この電子銃アセンブリは空間的に関
連して一体化された複数個のインライン有孔電極部材の
縦長の構造をしている。

これら電極部材は個々の電子放出陰極素子の前方が、離
間された順次の配列に配置され、個々の電子ビームの各
々を形成し、集束し、加速する作用をする。電子銃アセ
ンブリはその前方でコンバーゼンスカップ３９で終端し
ており、この電子銃アセンブリの全構造は対向して配置
された少なくとも２つの絶縁性多形部材４１（一方のみ
が図示されている）により一体化されている。ゲンタ容
器３５はコンバーゼンスカップ３９に取付けた細条部材
３７により支持されている。誘導加熱によりゲック容器
３５からフラッシングされたゲック材料（図示せず）の
薄肉層はエンベロープの内面、マスクおよびその他の構
成素子の一部を被覆する。

本発明によれば、陰極ヒータおよび電子銃アセンブリ２
３の選択電極に所定の電位を印加することにより得た弱
い非集束電子ビームで陰極線管１１のマスク２１および
スクリーン１９を走査することにより陰極線管のエンベ
ロープ内の炭化水素を炭素とゲッタ作用しろる種とに解
離さセ、炭素は陰極から離れた陰極線管表面上に堆積さ
せる。

陰極ヒータフィラメント上の電位Ｅ、は常規の動作電位
よりも可成り高（して、陰極を可成り高い電位に保ち、
従って陰極構造体によるガス吸収を阻害するようにする
のが好ましい。この電位としては、エージング中に与え
る電位に匹敵しうる電位、すなわち７〜１０ボルトを許
容しろる。

陽極電位は、炭化水素の解離を、好ましくは走査面のあ
る程度のガス抜きをも達成するビームエネルギーを得る
のに充分な電位とする必要があるが、アークが生じるお
それのある電位よりも低くする必要がある。陰極ポイズ
ンが生じるおそれ或いはその量はビームエネルギーが減
少すると減少するが、このビームエネルギーの減少によ
り残留ガスが増大する。このような陽極電位はカラー陰
極線管に代表的な２５〜２７ＫＶの動作電位よりも充分
に低くする必要がある。これらの点を考慮すると、約４
〜１５ＫＶの範囲が満足なものであり、この範囲よりも
低いと残留ガスが殆ど減少せず、この範囲よりも高いと
残留ガスの減少の改善よりも増して陰極の電子放出の減
少が重大となる。他の電極の電位は、グリッドに電子が
当りその結果ネック部にグロー放電を生ぜしめる問題が
起こるおそれのあるオーバーフォーカシング或いはアン
ダーフォーカシングのいずれをも回避する範囲内、−ｉ
に２００〜５００ボルトの範囲内にする必要がある。グ
リッド電極Ｇ１は走査中筒単に零バイアス状態にする為
に通常陰極と一緒に接地されている。

第２および３図は、現在広く使用されており本発明の技
術により処理しろる一般的な２種類の電子銃アセンブリ
を示す。第２回には、個々の陰極素子に、、　Ｋ２．　
Ｋ３の前方に順次に配置した複数個の一律化インライン
型有孔電極部材を有する一律化ハイポテンシャル電子銃
アセンブリを示す。このハイボテンシャル電子銃アセン
ブリは初期ビーム形成電極（Ｇ１）と、初期ビーム加速
電極（Ｇ２）と、長手方向の寸法が後方有孔端および前
方有孔端により画成された主集束電極（Ｇ３）と、最終
加速電極すなわち陽極（Ｇ４）とを有している。

第３図には、個々の陰極素子Ｌ＋　Ｋｚ、　Ｋ３の前方
に配置した複数の電極を有する一律化りオトリポテンシ
ャルインライン型電子銃アセンブリを示しており、この
フォトリポテンシャルミ子銃アセンブリは初期ビーム形
成電極（Ｇ１）と、初期ビーム加速電極（Ｇ２）と、第
１高集束電極（Ｇ３）と、初期ビーム加速電極（Ｇ２）
に電気接続された低集束電極（Ｇ４）と、第１高集束電
極（Ｇ３）に電気接続された第２高集束電極（Ｇ５）と
、最終加速電極すなわち陽極（Ｇ６）とを有している。

電極（Ｇ３）、　（Ｇ、Ｉ）および（Ｇ５）の各々の長
手方向寸法はその前方有孔端および後方有孔端によって
画成されている。

第４図は第３図に示す種類のクオドリポテンシャル電子
銃から弱い非集束電子ビームを得る回路配置の一例を示
し、この場合各陰極フィラメントに約８ボルトのフィラ
メント電圧（第１電位）Ｅ。

を印加し、電極Ｇ２およびＧ４に約３０５ボルトの第２
電位ｖ２を印加し、電極Ｇ３およびＧ５に約４００ボル
トの第３電位ｖ３を印加する。この場合約１５および３
０にΩの値をそれぞれ有する抵抗Ｒ２およびＲ３を設け
て各グリッドでの電力消費を制限するとともに所望のグ
リッド電位が得られるようにしている。陽極Ｇ６には約
２０　ＫΩの値を有する抵抗Ｒ６を経て約２５ＫＶの電
位ｖ６を印加する。陰極から陽極に引かれる電流の為に
抵抗Ｒ６の両端間に電位降下が生じ、陽極電位は約７Ｋ
Ｖとなる。

陰極に１〜に３およびグリッドＧ１は接地する。各陰極
と大地との間の約２．７にΩの抵抗Ｒｋｌ〜Ｒｋ３は陰
極電極を制限する作用をし、これよりも著しく小さな値
、例えば約２５０Ωの値を有し、グリッドＧ１と大地と
の間に設けた抵抗Ｒ１はグリッドＧ１と陰極との短絡か
ら陰極を保護する作用をする。

−１４＝ このような回路構成によれば、スクリーンにおけるスポ
ット寸法か約５〜６インチ（１２，７ｃｍ〜１５．２４
　ｃｍ）の直径となる弱い非集束ビームが得られる。

ハイボテンシャル電子銃に対してはｖ２をグリッドＧ２
にのみ、ｖ３をグリッドＧ３にのみ印加するということ
を除いて、このハイボテンシャル電子銃に対しても上述
したのと同様な回路構成を用いることができる。

弱い電子ビームによる走査は、種々に変化する磁界を生
じる２つ以上の電磁石を並置することにより生ぜしめら
れる発振磁界に応答する偏向により行う。このような発
振磁界を生せしめる構成を第５図に示す。この第５図に
示すように、フェースプレート部１７の下側の対向する
隅部領域に電磁石５１および５２を配置する。これら電
磁石５１および５２にはそれぞれ電位ＶＭＩおよびＶＭ
２を印加する。

これらの電位ＶＭＩおよびＶＭ２は双方共例えば７０〜
８０ポルト、６０Ｈｚの交流電位とするも、互いに９０
゜移相しているようにする。陰極線管を矢印の方向で生
産ラインに沿って電磁石５１および５２に通す大量生産
配置では、ビームが中央領域５３内で不規則的な円形運
動でマスクおよびスクリーンを“走査“する。

他の走査構成では、電位ＶＭＩ或いはＶＭ２の周波数を
６０Ｈｚから１２０Ｈｚに変え、これら電位ＶＭＩおよ
びＶＭ２を同相にすることにより不規則的な“８の字”
走査パターンが得られる。他の走査構成も可能であるこ
と当業者にとって明かである。

走査時間は利用しうる時間に依存するものであり、一般
には走査時間を長くすればする程有利である。しかし、
有効な効果を得るのに必要とする最小時間は約１．５分
であり、約２〜４分が好ましい。

陰極線管の製造に当たっては、陰極線管の排気、ベーキ
ング、封着およびゲッタフラッシングに続いて陰極およ
び電子銃の下側グリッド素子にエージング処理を行うの
が一般的である。このようなエージング処理は陰極が活
性化された直後で高電圧調整の前に行われる。

弱いビーム走査およびエージングの双方が炭化水素を解
離させるも、この弱いビーム走査はエージングにとって
代わるものではない。その理由は、エージングは主とし
て隣接するグリッド素子の表面を“′調整゛する、すな
わちグリッド素子を加熱して陰極汚染源となる可能性の
ある粒子、吸収ガスおよびその他の残留物を除去するこ
とにある為である。

簡単に言えば、エージングに関しては、グリッドＧ３の
電位をエージング中の臨界範囲内で陰極上への炭素の堆
積に対する障壁を形成するのに充分な高さに維持する必
要がある。この点でグリッドＧ３の電位を少なくも１０
０ボルトにしグリッドＧ２の電位よりも少なくとも５０
ボルト低くする必要があり、好ましくは少なくとも１５
０ボルトにしグリッドＧ２の電位よりも少なくとも１０
０ボルト低くするということを決定した。

弱いビーム走査をエージングと組合せて実効することに
より、“ダーク・センター・カソード゛の発生確率や炭
化水素およびその他のガスが残留するおそれをエージン
グのみにより達成されるレヘル以下に減少させるという
ことを確かめた。

好ましくは、弱いビーム走査をエージング前で陰極活性
化の後に行い、炭化水素や吸収ガスを減少せしめ、これ
により、より一層有効なエージングを行い、“ダーク・
センター・カソード゛の発生確率を減少せしめるように
する。

本発明による幾つかの利点を明らかとする為に、以下に
実施例を示す。

実施■± 第３図に示す型のクオドリポテンシャル集束電子銃を有
する２組（“°制御′”および“′試験゛）の１９Ｖミ
ニネツクカラー陰極線管を通常のように処理した。この
処理にはグリッドＧｌ、　Ｇ２およびＧ３における電位
をそれぞれほぼ１６．２００および１３０ボルトとした
エージング工程を含めた。この処理は、“試験“″陰極
線管にエージングの前に弱いビーム走査を行ったことを
除いて上記の２組の陰極線管に対しほぼ同じとした。走
査は、第５図に示すように陰極線管のフェースプレート
の下側の対向する隅部付近に２つの電磁石を配置するこ
とにより行った。走査状態は以下のようにした。

Ｋ、、　Ｇｌ・・・接地 Ｅ、・・・８．５ボルト ｖ２　　・・・１２０ボルト ｖ３　　・・・４５０ボルト 踊　・・・６０００ボルト ＶＭＩ　・＝７５ホル）、６０Ｈｚ ＶＭ２−７５ボルト、６０Ｈｚ Ｖ台１およびＶ門２　：互いに９０’移相時間・・・１
〜１７２分 処理後、残留ガスを陰極からの電流として測定し、陰極
（赤、緑および青）の各々の“ダーク・センター・カソ
ード゛を目で調べた。その結果を以下の表■　（“′制
御゛陰極線管）および表■（“試験゛陰極線管）に示す
。これらの表において、満足しうる陰極を“ＯＫ″″で
示し、廃棄すべき陰極をＲ”で示した。

唐ニーＬ スニーＷ 他の２組の１９Ｖミニネツク陰極線管を、エージング中
グリッドＧｌ、　Ｇ２およびＧ３に印加する電位をそれ
ぞれ約２０．２２５および１２５ｖにした点を除い〜２
１− て前記の実施例Ｉと同様に処理した。“ダーク・センタ
ー・カソード゛を目で調べた。“制御°゛陰極線管の組
の２６個の陰極線管のうち、２３個の陰極線管が満足す
るもの（ＯＫ）であり、残りの３個の陰極線が廃棄すべ
きものであった。゛試験′”陰極線管の組の２２個の陰
極線管のうちすべての２２個の陰極線管が満足すべきも
の（ＯＫ）であった。

実旌拠ｌ 更に他の２組の１９Ｖミニネツク陰極線管を、エージン
グ中にグリッドＧｌ、　Ｇ２およびＧ３に印加する電位
をそれぞれ約１２．２３０および１５０ポルトとした点
を除いて実施例■と同様に処理した。“ダーク・センタ
ー・カソード“を目で調べた。“制御′”陰極線管の組
の３５１個の陰極線管のうち９個の陰極線管が廃棄すべ
きものであり、残りの３４２個が満足すべきもの（ＯＫ
）であった。また“試験“陰極線管の組の３６５個の陰
極線管のうち２個の陰極線管が廃棄すべきものであり、
残りの３６３個の陰極線管が満足すべきもの（ＯＫ）で
あった。従って、“制御゛陰極線管の組で廃棄すべきも
のが２．５６％あったのに比べて、″試験゛陰極線管の
組では走査により廃棄すべきものを０．５５％と著しく
減少せしめた。

実施開Ｎ 第２図に示す種類のパイポテンシャル集束電子銃を有し
、陽極動作電位が２７ＫＶである２５Ｖカラー陰極線管
の３組を、陽極電位を第１の組に対しＯＫＶＫ２Ｏ２に
対し４ＫＶ第３の組に対し６ＫＶとするという点を除い
て実施例Ｉと同様に処理した。処理後、残留ガスを実施
例１と同様に測定し、陰極の電子放出を零バイアスの下
で測定した。その結果を以下の表■に平均値（マイクロ
アンペア：μＡ）として示す。

なし　０．０５７　　３４４０　　　３３４２　　　３
３６８４　ＫＶ　　　Ｏ，０２８３３５４３２９８３３
２８６ＫＶ　　　Ｏ，０１５３２６０３０７７３２１に
れらのデータは陽極電位が残留ガスおよび電子放出に及
ぼす影響を示す。４ＫＶおよび６Ｋｌ／の陽極電位では
ガスレヘルが著しく減少するも、４ＫＶの際の陰極電子
放出の減少は６ＫＶの際の陰極電子放出の減少よりもわ
ずかになることが分る。このことは、陰極被膜のガスイ
オン衝突が減少することにつながる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明により処理すべき、封止およびゲッタ
フラッシングを行った陰極線管を示す部分的断面図、 第２図は、本発明により処理すべきパイポテンシャル電
子銃の陰極およびグリッド素子を示している第１図の陰
極線管のネック部を示す部分的断面図、 第３図は、本発明により処理すべきクオドリポテンシャ
ル電子銃の素子を示して、いる第２図に類似の断面図、 第４図は、第３図に示す種類の電子銃から弱い非集束電
子ビームを得る為の回路を示す線図、第５図は、陰極線
管のフェースプレートに対する２つの電磁石の位置と、
本発明の弱いビームにより走査する領域とを示す線図的
説明図である。 １１・・・陰極線管　　　　１３・・・ネック部１５・
・・ファンネル部　　１７・・・フェースプレート部１
９・・・陰極ルミネッセンススクリーン２１・・・アパ
ーチャマスク ２３・・・電子銃アセンブリ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、陰極線管の排気、ベーキング、封止およびゲッタフ
   ラッシング後で、エージングの前に、常規動作電圧で得
   られる電子ビームのエネルギーよりも可成り低いエネル
   ギーを有するも、このエネルギーは炭化水素を実質的に
   解離するのに充分なエネルギーとした弱い非集束電子ビ
   ームでスクリーンを走査することを特徴とする陰極線管
   の製造方法。 ２、請求項１に記載の陰極線管の製造方法において、非
   集束電子ビームは、常規動作電圧の１５〜６０％の電圧
   を電子銃の陽極に印加することにより生ぜしめることを
   特徴とする陰極線管の製造方法。 ３、請求項１または２に記載の陰極線管の製造方法にお
   いて、電子ビームの走査は、電子ビームに変動磁界を与
   えてこの電子ビームをこの変動磁界に応じて偏向せしめ
   ることにより達成することを特徴とする陰極線管の製造
   方法。 ４、請求項３に記載の陰極線管の製造方法において、前
   記の変動磁界は、陰極線管のエンベロープの付近に外部
   配置した少なくとも第１および第２の電磁石に交流信号
   を与えることにより生ぜしめることを特徴とする陰極線
   管の製造方法。 ５、請求項４に記載の陰極線管の製造方法において、前
   記の第１および第２の電磁石に与える交流信号は互いに
   同じ周波数を有し且つ互いに少なくとも９０度移相させ
   るようにすることを特徴とする陰極線管の製造方法。 ６、請求項５に記載の陰極線管の製造方法において、前
   記の交流信号の各々は約６０サイクルの周波数および約
   ６０〜１２０ボルトの電位を有するようにすることを特
   徴とする陰極線管の製造方法。 ７、請求項４に記載の陰極線管の製造方法において、前
   記の交流信号が互いに異なる周波数を有するようにする
   こと特徴とする陰極線管の製造方法。 ８、請求項７に記載の陰極線管の製造方法において、前
   記の交流信号の各々が約１００〜１２０ボルトの電位を
   有し、一方の交流信号が６０サイクルの周波数を有し、
   他方の交流信号が約１２０サイクルの周波数を有するよ
   うにすることを特徴とする陰極線管の製造方法。 ９、請求項２に記載の陰極線管の製造方法において、前
   記の陰極線管をカラー陰極線管とし、このカラー陰極線
   管が約２５〜２７キロボルトの動作陽極電圧を有し、前
   記の弱い非集束電子ビームは、約７〜１０ボルトの電圧
   を電子銃の陰極フィラメントに印加し、約４〜１５キロ
   ボルトの電圧を電子銃の陽極に印加し、約２００〜５０
   ０ボルトの電圧を第２グリッド（Ｇ２）および第３グリ
   ッド（Ｇ３）の各々に印加することにより生ぜしめるこ
   とを特徴とする陰極線管の製造方法。 １０、請求項８に記載の陰極線管の製造方法において、
   陰極および第１グリッド（Ｇ１）を接地することを特徴
   とする陰極線管の製造方法。 １１、請求項８に記載の陰極線管の製造方法において、
   前記の弱い非集束電子ビームの、スクリーンにおけるス
   ポット寸法を約５〜１０インチ、すなわち約１２．７〜
   ２５．４ｃｍとすることを特徴とする陰極線管の製造方
   法。 １２、請求項１に記載の陰極線管の製造方法において、
   第３グリッド（Ｇ３）をエージング処理に含めることを
   特徴とする陰極線管の製造方法。 １３、請求項１２に記載の陰極線管の製造方法において
   、第３グリッド（Ｇ３）に印加する電圧を走査中第２グ
   リッド（Ｇ２）に印加する電圧よりも低くすることを特
   徴とする陰極線管の製造方法。