JP4038532B2

JP4038532B2 - Cathode ray tube and its residual gas exhaust method

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Publication number: JP4038532B2
Application number: JP19463398A
Authority: JP
Inventors: 和夫宮本
Original assignee: 株式会社ムサシノエンジニアリング
Priority date: 1998-07-09
Filing date: 1998-07-09
Publication date: 2008-01-30
Anticipated expiration: 2018-07-09
Also published as: JP2000030638A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、テレビジョン用ブラウン管やコンピューターデスプレー用ブラウン管等の画像表示真空管、さらにはオシロスコープ用ブラウン管などの計測真空管など、いわゆる陰極線管に関して、陰極線管内部の残留ガスの圧力を低減することを目的とした陰極線管及び陰極線管の残留ガス排気方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
テレビジョン用ブラウン管やコンピューターデスプレー用ブラウン管等の画像表示管及びオシロスコープ用計測管などの陰極線管（ＣＲＴ）は、大型化、高精度化、長寿命化、そして、低コスト化が急速に推し進められている。かかる陰極線管の寿命は、管内の残留ガスが電子ビームの作用によってイオン化され、このイオンの陰極への衝撃および炭化汚染によって著しく縮められる。陰極線管の製造工程ではこの残留ガスを低減するために、通常、約４００℃のベーキングによる管壁の脱ガス、並びに、電子銃を構成する電極の誘導加熱による高温脱ガス操作が排気中に行われ、さらに真空封止後に管内壁にバリウムゲッターがフラッシュされ、このゲッター作用によって管内のガス圧が下げられ、そして維持される。
【０００３】
しかしながら、従来の陰極線管では、その動作状態では電子が電極や管壁を衝撃し、そのため、管内に多量のガスを発生する。特に、陰極線管の封じ切り直後の初期段階においては、上記のフラッシュされたバリウムゲッターによる排気だけでは排気しきれないので、いわゆる、バースト的ガス放出の増大が起こり、そのため、管内の圧力が１０^−１Ｐａ程度まで上昇する。この管内圧力は、その後、通常、徐々に低下し、最終的には、１０^−３Ｐａ程度の圧力に落ち着くことになる。
【０００４】
ところで、陰極線管における陰極の最大炭化汚染は、このバースト時に起こる。また、バリウムゲッターは、ゲッター内の不純物である炭素原子と残留ガスの水素原子とを結合させる触媒としての作用を持つため、多量のメタンガスを発生する。このため、上記１０^-3Ｐａ程度の圧力に達した後の陰極線管内の炭素化合物残留ガスは、メタンとなり、このメタンガスが陰極をゆっくり炭化汚染し、これによって陰極線管の寿命を短縮する。なお、これらの炭化汚染ガスは、上記封じ切り前のベーキング温度が低い程、また排気工程を短くすればする程、さらには陰極線管が大型であればある程大きくなる。
【０００５】
また、上記にも述べた封じ切り真空管に使われるバリウムゲッターは、そのゲッターの製造工程において、多量のアルゴンガスを吸蔵している。このためバリウムゲッターが封じ切りされた後に上記バリウムゲッターが管壁にフラッシュ蒸着されると、バルクのバリウムに吸蔵されていたアルゴンガスが陰極線管内部に放出される。この時、水素、一酸化炭素、二酸化炭素、その他のガスも放出されるが、これらのガスは直ちにバリウム膜に吸着される。しかしながら、アルゴンガスは不活性ガスであるため、ゲッター膜には吸着されずに残り、このアルゴンガスは、封じ切り真空管の残留ガスの７０％近くも占めるようになる。そして、このアルゴンの原子質量は４０と大きいため、これがイオン化され、加速されて陰極を衝撃すると、エミッターはたちまち破壊される。
【０００６】
加えて、アルゴンは不活性ガスであるため、一旦陰極に捕らえられても再び中性ガスとなって管内に再放出されるので、長時間経っても容易にアルゴン分圧は低下せず、長時間に渡って陰極をイオン衝撃破壊し、これによっても陰極線管の寿命が短縮される。
【０００７】
上記のような陰極の炭化汚染、あるいは、アルゴンによるイオン衝撃を無くすためには、例えば、ベーキング温度を高く長くして十分な脱ガスを行うと同時に、バリウムフラッシュ後においても排気時間を長くし、炭化物ガス及びアルゴンガスの両者を十分に排気した後に真空封止を実施すればよい。しかしながら、製造工程における長時間の排気は、陰極線管の量産性の低下によるコストの増大を招き、時代の要求に逆行する。また、製造工程における約４００℃の高温ベーキングも同様にコストに大きく影響する。すなわち、陰極線管はガラスで作られるため、室温から４００℃の高温に昇温し、その後、これを再び室温まで降温するためには、３０〜４０分の昇温・降温時間を要する。なお、これ以上の高速で昇温・降温を行って昇温・降温時間の短縮を行った場合には、ガラスバルブの熱ストレスによる破損につながり危険でもある。また、ベーキング温度を低くすれば量産速度は早くなるが、しかしながら、これは上述のような真空封じ切り後のバルブ内での圧力の増大につながり、陰極線管の寿命を縮めることは既に述べた通りである。
【０００８】
上記炭素化合物ガス（メタンガス）やアルゴンガスに加え、さらに、３っ目の残留ガスとしてヘリウムガスがある。これは前述の炭素化合物ガスやアルゴンガスとは異なり、ガラスを透過する唯一のガスであり、封じ切り後も少しづつ蓄積される。従って、製造行程においていかなる工夫をしても防ぐことのできないガスであり、ガラス製の真空管を使用している限り避けられない問題でもある。しかしながら、このヘリウムイオンが陰極に衝撃したときの破壊は、上記したアルゴンに比べれば遥かに小さいが、ヘリウムガスも陰極線管の寿命の短縮化に影響を与えている。
【０００９】
このように、バリウムゲッターでは排気できない３つの残留ガス、すなわち、アルゴンガス、ヘリウムガス、メタンガスを排気するため、例えば、スパッターイオンポンプを陰極線管内に併設することが考えられる。すなわち、陰極線管等の真空管が発明された初期段階においては、補助ポンプとしてこのイオンポンプが使われた時代もあった。なお、今でも漏洩磁界があっても問題のないクライストロン送信管のような大型の真空管には、単ペニングセル型の小型スパッターイオンポンプが、バリウムゲッターの補助ポンプとして使われている。
【００１０】
一方、これまでのスパッターイオンポンプは、マグネットを常時装着する必要がある上、このマグネットを含めたイオンポンプ全体の大きさは、現在に於ける最小単位のの１リットル/ 毎秒の排気速度のポンプでも、５０mm×５０mm×１００mm角程度の大きさを占める。また、そのマグネットを外した状態でも、なお、２５mm×２５mm×１００mm角程度の大きさを有している。
【００１１】
しかしながら、現在の陰極線管には、映像表示管として大型化が要求されながら、逆に奥行きはなるべく小さくなることが要求されており、電子銃の配置状態はミリメートル単位のギリギリの設計となっており、その形状はどのメーカでもほとんど同じ構造寸法に行き着いている。このためブラウン管の電子銃周辺の形状寸法を変更することは現状では不可能であり、いわゆる、技術的には飽和の状態にある。従って、かかる陰極線管の横に枝管を取り付けてつけて上記のイオンポンプを装着することは、上述したコンパクト化、低コスト化、軽量化等の要求からも、はなはだ困難であり、さらに、陰極線管における電子ビームは、微弱な地磁気によってもその画像に色づれを起こすほどに磁気に対してはは敏感である。そのために従来のような大きさのマグネットを装着したイオンポンプを陰極線管の近くに配置することは全く不可能である。
【００１２】
【発明により解決しようとする課題】
陰極線管にスパッターイオンポンプを装着すれば、アルゴンガス、ヘリウムガス、メタンガスを排気できることは明らかであり、さらには、封じきり前におけるベーキング操作にしても、低温化と排気時間の短縮を行っても、封じ切り後のバリウムフラッシュ後において電子ビームを発生させながらイオンポンプを動作させれば、バースト状のガス放出による陰極炭化汚染を最小限にできる。これによれば、ゲッターの負担も小さくなり、残留アルゴン量も少なくなり、且つ、放出されるメタンガスが少なくなり、封じ切り真空管の長寿命化と低コスト化は飛躍的に向上することが明白である。
【００１３】
しかしながら、これを実現するためには、既に技術的に飽和している状態の陰極線管に対して新たな設計をし直すことなしに、すなわち現状の陰極線管の電子銃の形状、寸法、機能、周辺電源装置等を大幅に変更することなく、従来の陰極線管に残された極小スペースに組み込むことは不可能である。
【００１４】
すなわち、上記した陰極線管内へのイオンポンプの装着を実現するためには、新しい発想のイオンポンプが必要である。なお、かかる新しい発想のイオンポンプは、さらに、磁気の影響が全く起こらない様な構造のイオンポンプでなければならない。そして、かかる新しい発想のイオンポンプが提案されるならば、上記にも述べたように、時代に要求されている陰極線管の大型化、高精度化、長寿命化、そして低コスト化が一挙に解決されることになる。
【００１５】
そこで、本発明では、上記したように、現状の陰極線管の電子銃の形状、寸法、機能、周辺電源装置等を大幅に変更することなく装着することの可能な、新しい発想のイオンポンプを陰極線管内に装着することにより、陰極線管内における残留ガスや放出ガス等を任意に排気することが可能であり、これら残留ガスによる汚染や衝撃による電極の破損が少なく、もって、寿命の長い陰極線管を提供することができる。
【００１６】
本発明は、真空管のステムｄ部分と電子ビームを発生する電子銃ｂとの間に陰極線管内の残留ガスを排気するイオンポンプよりなる排気手段を構成する電極構成ｃを備えると共に、電子ビームを偏向させる為の電磁界を発生する電子ビーム偏向電磁界発生手段を備えてなる陰極線管であって、前記ステムｄ部分には、前記電子銃ｂへ電気信号を印可するための少なくとも２本の電流導入端子を設けてあり、前記ステムｄ部分の外周部に、前記陰極線管の内部空間に１０００ガウス以上の磁束密度の磁界を透過させるための磁石を配置し、前記陰極線管の内部空間に１０００ガウス以上の磁束密度の磁界を任意に透過させることを可能とし、前記イオンポンプよりなる排気手段を構成する電極構成ｃは、前記１０００ガウス以上の磁束密度の磁界を、前記ステムｄ部分の一部に透過させた際に少なくとも一対の電流導入端子を介して正負のバイアス電圧を印加するための電極を備えており、該電極は、前記陰極線管の前記電子銃を構成する電極に接続された端子に、それぞれ接続されたことを特徴とする陰極線管である。
【００１９】
また、本発明によれば、前記に記載した陰極線管において、前記残留ガス排気手段は少なくとも一対の電極を備えており、これら電極は、中空筒状の陽極、平行な２枚の金属板をループ状に連結して一体化した陰極とから構成されている。
【００２０】
また、本発明によれば、前記に記載した陰極線管において、前記残留ガス排気手段を構成する中空筒状陽極は、格子状に形成されている。
【００２１】
さらに、本発明によれば、前記に記載した陰極線管において、前記残留ガス排気手段は、陰極線管の前記電子銃と封止用排気管との間に設置した。
【００２２】
そして、本発明によれば、前記に記載した陰極線管において、前記残留ガス排気手段は、陰極線管の封止用排気管の内部に設置した。
【００２３】
本発明において、１０００ガウス以上の磁速密度の磁界としたのは、効率のよいイオンポンプを得る為である。磁速密度の磁界を１０００ガウス以下とすると、真空管のステム部分に封入できるような小さいイオンポンプでは、十分の排気ができなくなる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
本発明は陰極線管の一部に封入したイオンポンプにより陰極線管内の残留ガスを排気することを特徴とした陰極線管の残留ガス排気方法である。
【００２５】
本発明は真空管のステム部分の内部に電子ビームを発生する電子銃と、電子ビーム偏向電磁界発生手段とを備えてなる陰極線管であって、前記ステム部分には、電子銃への電気信号を印加するための少なくとも２本の電流導入端子を設けたものにおいて、前記陰極線管の内部空間に１０００ガウス以上の磁束密度の磁界を透過させることが可能な前記ステム部分に、前記真空管内の残留ガスを排気する手段を配置し、前記磁束密度の磁界を前記ステム部分の一部に透過させた際に、前記排気手段に、前記２本の電流導入端子を介して負のバイアス電圧を印加して前記排気手段を駆動できるようにした陰極線管である。本発明の排気手段は、一対の電極を備えており、この電極は、前記電子銃を構成する電極に接続された端子にそれぞれ接続されている。
【００２６】
本発明の排気手段に用いる電極は、格子状に形成された中空筒状の陽極と、２枚の金属板をロープ状に連結して一体化した陰極により構成してある。
【００２７】
本発明の残留ガス排気手段は、所望の時機に、所望の時間駆動させて、残留ガスを減圧させることができる。
【００２８】
【実施例１】
図１は、本発明の一実施の形態による陰極線管ａを示しており、この陰極線管ａでは、別の排気系（図示せず）を通してベーキング脱ガス排気された後、封止用排気管ｅによって封止された状態を示している。また、陰極線管ａは、その後、バリウムゲッターが誘導加熱によって陰極線管内にフラッシュされる。さらに、図１では、符号ｂは電子ビームを発生する電子銃を、符号ｄはいわゆるステムを、符号１は電子ビームに偏向電磁界を発生する偏向用電磁石（いわゆる、偏向ヨーク）を、そして、符号９は電子ビームの照射により発光する、例えば蛍光体からなる発光部（蛍光面）を示している。なお、上記の構成は、通常の陰極線管の構造である。
【００２９】
そして、本発明によれば、上記の通常の陰極線管ａの構造に加え、さらに、そのステムｄの内部に、管内の残留ガス圧の降下を効果的に行うための、具体的には、ペニングセルを構成する電極構成ｃを施している。なお、この電極構成ｃについては、後にも詳述する。上記電極構成ｃが設けられる部分は、例えば上記ステムｄのように、陰極線管の内部空間であり、１０００ガウス以上の磁束密度の磁界を任意に透過させることが可能にしてある部分である。また、この時、この磁界を任意に透過させるための手段としては、図示の矢印のように、永久磁石２を利用して、これを上記ステムｄの外周に近づけることにより行う。
【００３０】
また、上記の陰極線管ａでは、ステムｄにソケットを接続して電流導入端子に高圧電源（図示せず）を印加し、上記電子銃ｂの陰極を熱することにより電子ビームを発生し、蛍光面９を発光させることができる。しかし、本発明の陰極線管ａでは、内部の残留ガス圧を降下する際には、この高圧電源を印加はするが、上記電子銃ｂの熱陰極は温めないで（すなわち、電子ビームは発生しないで）、かつ、上記偏向用電磁石（偏向ヨーク）１に磁界を発生させない状態において、上記永久磁石２を矢示１９、１９のように近づけることにより１０００ガウス以上の磁界を上記電極構成ｃに集中透過させる。すなわち、この永久磁石２による１０００ガウス以上の磁界透過によって、いわゆる、イオンポンプであるペニングセルを上記陰極線管ａの管内に構成するものである。
【００３１】
上記のように、永久磁石２による１０００ガウス以上の磁界透過によって陰極線管ａ内に形成された本発明のペニングセル内には、管内で発生した電子がトラップされてイオンポンプとしての機能が発揮される。すなわち、陰極線管ａ内の残留ガスをイオン化し、排気し、その陰極にトラップする。このイオンポンプは、上述したように、バリウムゲッターによっても排気されないで管内に残っているアルゴンガス、ヘリウムガス、メタンガスをも、ペニングセルを構成する陰極の２枚の金属板上に排気固定することになる。
【００３２】
その後、この磁界を発生させる手段である、すなわち永久磁石２を陰極線管ａ（特に、そのステムｄ部分）から矢示２０、２０のように遠ざければ、上記でイオンポンプを構成した電極構成ｃによる排気作用はなくなる。そこで、この状態で電子銃ｂの熱陰極を温めれば、電子ビームが発生し、通常の陰極線管ａとしてのラスタスキャンなどのテストが行えることとなる。また、この時の電子ビーム照射によってガスが発生した場合には、再び、該磁界を発生させる手段、すなわち、磁石２をステムｄ部分に近づける（矢示１９、１９）ことによって、この発生したガスを排気することができる。
【００３３】
次に、図２は、上記本発明の陰極線管ａにおける、電子銃ｂの詳細と、上記ステムｄ部分に配置された上記イオンポンプを構成する電極構成ｃの詳細を示す。
【００３４】
図２からも明らかなように、このイオンポンプを構成するための電極構成ｃは、上記電子銃ｂとステムｄとの間に配置されており、中空筒状で格子状の陽極５と２枚の板状陰極を連結して１組とした陰極８とから構成されている。なお、この陽極５は、電子銃ｂのレンズを構成しているＧ３電極（電子銃の第３グリッド電極）１３へ高電圧（管面電圧の印加される電極Ｐの約２５％、例えばＰが２４kVの場合、約６kVが印加される）を印加するための、ステムｄに固定された電流導入端子（ピン）７に連結されたリード線６上に接続されている。また、上記の２枚の板状陰極を連結して１組とした陰極８は、上記中空筒状陽極５の両開放端を塞ぐ様に配置されており、電気的に独立した他の電子レンズを構成しているＧ２電極（電子銃の第２グリッド電極）１４に接続する電流導入端子（ピン）４に接続されたリード線３上に接続されている。
【００３５】
すなわち、上記電極構成ｃを構成する陽極５と陰極８の２電極が、２極型イオンポンプにおけるペニングセルを形成している。上記の電極Ｇ２とＧ３との間の電位差は、通常、４〜６kVの電位差があるので、上記のように、上記陰極線管ａのガラス管の外から、そのステムｄの両側に磁石２を近接して磁界を印加することにより、このペニングセルをイオンポンプとして働かすことが可能になる。また、図中の符号１０は電極およびリード線の溶接点を、１１は陰極線管内接触高圧プレート電極を、１５は電子銃の第１グリッド電極を、１６は電子銃の熱陰極を、１７は陰極線管の排気管を、そして１８は陰極線管の排気方向を示す矢示である。また、図中の矢印Ｂは、陰極線管ａを透過する磁界を示す。
【００３６】
本発明の磁界を任意に透過させる手段としての磁石２を、上記陰極線管ａの電子ビーム偏向手段である上記偏向ヨーク１に対して独立して設けることにより、完全な閉磁界回路の小型で強力な磁界の発生手段を提供することが可能になる。かかる完全な閉磁界回路の磁界の発生手段によれば、電磁石の通電の有無、又は、永久磁石の遠近によっても、上記電子銃ｂにより発生される電子ビームの性能へ影響を及ぼさない、漏洩磁界の非常に小さい磁界の発生手段とすることができる。そして、かかる漏洩磁界の非常に小さい磁界の発生手段を用いながら、陰極線管ａのステムｄ上に植立された電流導入端子４、７の少なくとも２つの電極にバイアス電圧を印加させれば、陰極線管ａに通常の動作状態で印加されるバイアス電圧をそのままイオンポンプの電源として併用することが可能になり、これにより、陰極線管ａに電子ビームを発生させながら、磁界の有無すなわち磁石２の近接、あるいは、上記電磁石への通電の有無により、陰極線管ａ内部の残留ガスを排気するイオンポンプを動作させることが可能になる。
【００３７】
また、上記陰極線管ａの電流導入端子４、７への高圧電源の電圧変動が小さい場合には、上記永久磁石２による磁界の印加を行ったままの状態、すなわち、マグネットを外さない状態のまま運転することも可能である。
【００３８】
このように、本発明の実施例によれば、該電極構成ｃにより形成されるペニングセルを、従来の陰極線管ａのステムｄ内において、電子銃ｂと封止用排気管ｅとの間に設置することによって、従来の陰極線管ａの構成や寸法を変更することなく、従来の陰極線管において残された極小スペース内に組み込むことができる。これにより、陰極線管内の残留ガスや放出ガス等を任意に排気することを可能とし、これら残留ガスによる汚染や衝撃による電極の破損による性能の低下を防止することが可能になる。
【００３９】
また、本発明では、上記ペニングセルを配置する方法として、既存の真空端子（電流導入端子（ピン）４、７）と既存の電源を利用し、既存の空き空間に配置する構成であるため、従来の陰極線管の製造ラインを大幅に変更をする必要が無く、最小の改良でありながら最大の効果を発揮させることができる。
【００４０】
また、上記陰極線管ａを動作させながら、磁界を任意に透過させる手段である磁石２の近接によって残留ガス圧の降下を促進されるためには、イオンポンプとしての上記電極構成ｃを、該ステムｄの近傍に配置することが好ましい。この具体的な方法としては、上記のように、電子銃ｂとステムｄを連結する一本のリード線３上へ、または、該リード線に連結している電流導入端子４上に、上記中空筒状の陽極５を接合し、さらには、該リード線３や該電流導入端子４とは電気的に独立した別のリード線６上、または、電流導入端子７上には、平行な２枚の金属板をループ状に連結して形成した上記陰極８を接合する。そして、該陰極８の２枚の板は、該中空筒状陽極５の開放端を塞ぐ様に配置し、該陽極５と該陰極８の２電極が、２極型イオンポンプにおけるペニングセルである電極構成ｃとなるように構成される。
【００４１】
なお、上記陰極線管ａのステムｄ内に、該電極構成ｃであるペニングセルを挿入することによって、陰極線管の製造工程における封止用排気管ｅの排気コンダクタンスの低下を招く恐れがあるが、この問題点は上記ペニングセルを構成する陽極５を格子状に形成することによって防ぐことができる。
【００４２】
また、上記の格子状の陽極５を有するペニングセルを、上記陰極線管ａのステムｄにおいて、その電子銃ｂと封止用排気管ｅとの間に配置させることにより、排気コンダクタンスの低下を最小限に抑えながら、電子銃ｂに通常印加する高圧電源の１つである３〜７kVにほぼ合致する電圧により、上記ペニングセルをイオン排気ポンプとして駆動させることが可能となる。
【００４３】
なお、上記陰極線管ａのステムｄにおいて、電子銃ｂと封止用排気管ｅとの間のスペース内に収めることのできるイオンポンプの大きさは、約1cm ×1cm ×1cm 以下の寸法である必要がある。そして、このスペース内に収まる大きさの陽極を有するペニングセルを、３〜７kVの電圧印加状態で、イオンポンプとして働かせるためには、１０００ガウス以上の磁束密度が必要である。しかしながら、この程度の磁界は、例えば直径２２mm×高さ１０mm程度のネオジウム磁石を鉄ヨークで組んで対向させることによれば３５００ガウスの磁界が得られることから、約３０mmの直径を有する陰極線管ａのネック（すなわち、ステムｄ）を夾んで鉄ヨークで組んで対向するネオジウム磁石等により、容易に達成することが可能であり、この値を遥かに上回る磁界を透過させることも可能である。また、この１０００ガウス程度の磁束密度は、高透磁率芯電磁石でも容易に発生させることのできる大きさと強さである。
【００４４】
【実施例２】
図３には本発明の他の実施例として、上記したペニングセルを構成する電極構成ｃを、上記陰極線管ａの封止用排気管ｅの中に配置させたものである。なお、この場合にも、上記ペニングセルを構成する格子状陽極と陰極８は、上記図２と同じように、電流導入端子（ピン）４、７に連結されたリード線３、６にそれぞれ接続されている。なお、この場合は、上記封止用排気管ｅを長くして、その内部に配置することが可能であることから、ペニングセルを構成する電極構成ｃを、電子銃ｂとの距離を十分に離して、配置させることができる。すなわち、電子ビームでラスタースキャンをしながら、同時に、図にも矢印で示すように、磁石２をこの封止用排気管ｅに接近させるだけで、このペニングセルによるイオンポンプの動作を起動し、これを隔離することによりイオンポンプの動作を停止し、すなわち、磁石２の遠近により容易にイオンポンプの動作の断続が可能になる。
【００４５】
このように、上記のペニングセルによるイオンポンプを、上記陰極線管ａのステムｄの、特に、その封止用排気管ｅの中に配置した場合は、上述の磁石（マグネット）２の間の距離を１０mm以下にすることが可能となるので、その間の磁束密度は４０００ガウス以上になり、そのため、イオンポンプのサイズを６mm角程度まで小さくすることができる。また、かかる構造によれば、上記ペニングセルによるイオンポンプに対し、外部から任意に磁界を印可する手段である磁石（マグネット）２を極力小型化することができる。すなわち、磁束密度は磁極間距離の逆２乗であることから、前述のマグネットを８mmまで近づけると、その磁束密度は４０００ガウスにも達し、本発明のペニングセルの排気速度は数倍に増す。また、これにより、磁石（マグネット）２も小型にできるので、その漏洩は無視できるほど小さくなり、これによれば、上記磁石２を常時装着してイオンポンプを常に作動させることも可能になる。
【００４６】
図４には、このペニングセルの構成図を示す。このポンプは実験機であって、小型の真空装置で実験し、その性能を確認している。陽極５は、厚さ０．２mm、幅４mm、長さ１５mmのステンレスの板を、線幅０．３mmで１mmの間隔のすだれ状にエッチングしたものを丸め、直径約５mmの円筒状にしたものである。他方、陰極８は、厚さ０．２mm、直径４mmのタンタルの円板２枚を、幅３mmの同じタンタル板の帯でつなぎ合わせて一体化し、側面から見て「ロ」の字型に形成したものである。
【００４７】
上記組み合わせのペニングセルでは、電極間に約５kVの高電圧を印加し、約３５００ガウスの磁界を加えると、アルゴンガスに対しては約１リットル／毎秒の高い排気速度を示した。また、ヘリウムガスに対しては、アルゴンガスの約１／５の排気速度を示した。また、ペニングセルの陽極５は格子状であることから、気体の流れを妨げないので、上記陰極線管ａの封じ切り前における封止用排気管ｅのコンダクタンスの低下を最小限にすることができ、かつ、この封止用排気管ｅの直径を８mmの内部に配置することができる。
【００４８】
このように、格子状の電極によるペニングセルのポンプ形状は、封止用排気管ｅの排気コンダクタンスの低下を最小限にし、もって、細い排気管（すなわち、封止用排気管ｅ）中にも配置することができる。
【００４９】
上記図１から図４に示した実施例では、印加する磁界の方向として、上記陰極線管ａのネック（ステムｄ）、すなわち、電子銃ｂの軸に対して直角を成す方向だけを示したが、しかしながら、本発明では、この磁界の方向はこの例にのみに限られるものではない。すなわち、この印加する磁界の方向としては、任意の角度を持って配置しても良い。さらに、本発明によれば、上記電極構成ｃについても、上記の電子銃ｂの電極の形状に代えて、例えば電極Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３、Ｐをペニングセルの陽極及び陰極として用い、そのネック部（ステムｄ）を強力な空心ソレノイドコイル中に配置し、もって、電子銃を一つのイオンポンプとして働かせることも可能である。
【００５０】
また、本発明になる陰極線管ａにおいて、ペニングセルが配置される場所は、いずれも、電子銃ｂの後ろ側であるから、ビーム発生中に磁界を任意に印加しても、陰極線管の動作に与える影響を皆無にすることができる。
【００５１】
【発明の効果】
以上に詳細に説明したように、本発明によれば、陰極線管内に、例えばペニングセルなどのイオン排出ポンプを構成する電極構成を配置することにより、陰極線管の製造過程においては勿論のこと、さらには、その封切り後の陰極線管の使用状態であっても、電子ビーム偏向電磁界発生する偏向ヨークとは異なり、陰極線管内の残留ガス圧の降下を目的として、該陰極線管のステム上の少なくとも２本の電流導入端子間に正負のバイアス電圧が印加された状態でその内部空間に１０００ガウス以上の磁束密度の磁界を任意に透過させることにより、陰極線管の動作に影響を与えることなく、任意に、陰極線管内の残留ガスを積極的に排気することができる効果がある。
【００５２】
従って、陰極線管の製造工程に於いて、ベーキング温度を下げ、さらには排気時間を短縮したとしても、その残留ガスの排気を電子ビームを発生させる前に、本発明によるイオン排出ポンプを構成する電極構成により低減できるので、量産時間が短縮できる効果がある。また、陰極線管が大型になって排気しなければならないガス量が増加したとしても、その封切り後においても、管内の残留ガスを任意に積極的に排気することができる効果がある。
【００５３】
また、本発明では、そのイオンポンプの配置構造として、既存の真空端子と既存の電源を利用し、既存の空き空間に配置するものであるため、従来の製造ラインを大幅に変更する必要が無く、最小の改良でありながら、最大の効果を発揮することができる。
【００５４】
また、本発明になる陰極線管によれば、通常の使用時であっても、残留ガスの排気を目的として磁石（マグネット）をイオン排出ポンプを陰極線管のステムに接近させるだけで、バリウムゲッタでは取りきれないアルゴンガスやメタンガスを取り去ることができるのため、また、封じ切り後のガラスを透過してくるヘリウムをも排気できるため、陰極線管の寿命を飛躍的に向上させることが可能となり、ひいては資源節減にも多大な効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例の陰極線管の一部を省略した断面図。
【図２】同じくステム部における電子銃やイオン排出ポンプを構成する電極構造の詳細を示す一部拡大断面図。
【図３】同じく他の実施例の陰極線管のステム部における電子銃やイオン排出ポンプを構成する電極構造の詳細を示す一部拡大断面図。
【図４】同じくペニングセルの電極構造の実施例を示す拡大斜視図。
【符号の説明】
ａ陰極線管
ｂ電子銃
ｃ（ペニングセルを構成する）電極構成
ｄステム
ｅ封止用排気管
１偏向用電磁石
２永久磁石
３リード線
４、７電流導入端子
５ペニングセルの陽極
６リード線
８ペニングセルの陰極
９発光（蛍光）部
Ｂ磁界[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
An object of the present invention is to reduce the pressure of residual gas inside a cathode ray tube with respect to a so-called cathode ray tube such as an image display vacuum tube such as a television cathode ray tube or a computer display cathode ray tube, or a measurement vacuum tube such as an oscilloscope cathode ray tube. Cathode ray tube And residual gas exhaust method for cathode ray tube About.
[0002]
[Prior art]
Cathode ray tubes (CRTs) such as image display tubes such as CRTs for televisions and CRTs for computer displays, and measurement tubes for oscilloscopes are rapidly becoming larger, more accurate, longer in life, and lower in cost. Yes. The lifetime of such a cathode ray tube is significantly shortened by the impact of the ions on the cathode and carbonization contamination by the residual gas in the tube being ionized by the action of the electron beam. In the cathode ray tube manufacturing process, in order to reduce this residual gas, tube wall degassing by baking at about 400 ° C. and high-temperature degassing operation by induction heating of the electrodes constituting the electron gun are usually performed during exhaust. After the vacuum sealing, the barium getter is flushed to the inner wall of the tube, and the gas pressure in the tube is lowered and maintained by this getter action.
[0003]
However, in the conventional cathode ray tube, in the operation state, electrons bombard the electrodes and the tube wall, so that a large amount of gas is generated in the tube. In particular, in the initial stage immediately after the cathode-ray tube is sealed off, it is not possible to exhaust only by exhausting with the above-mentioned flushed barium getter. Because An increase in the so-called bursting outgassing occurs, so that the pressure in the tube is 10 ^-1 Up to about Pa To do. This After that, the pressure in the pipe usually decreases gradually and finally 10 ^-3 It will settle down to a pressure of about Pa.
[0004]
By the way, the maximum carbonization contamination of the cathode in the cathode ray tube occurs during this burst. In addition, the barium getter acts as a catalyst that combines carbon atoms, which are impurities in the getter, with hydrogen atoms in the residual gas, and therefore generates a large amount of methane gas. For this reason, the above 10 ^-3 The carbon compound residual gas in the cathode ray tube after reaching the pressure of about Pa becomes methane, and the methane gas slowly carbonizes and contaminates the cathode, thereby shortening the life of the cathode ray tube. These carbonized polluted gases become larger as the baking temperature before sealing is lower, as the exhaust process is shortened, and as the cathode ray tube is larger.
[0005]
Further, the barium getter used in the sealed vacuum tube described above stores a large amount of argon gas in the manufacturing process of the getter. For this reason, when the barium getter is flash-deposited on the tube wall after the barium getter is sealed, the argon gas occluded in the bulk barium is released into the cathode ray tube. At this time, hydrogen, carbon monoxide, carbon dioxide, and other gases are also released, but these gases are immediately adsorbed on the barium film. However, since the argon gas is an inert gas, it remains without being adsorbed on the getter film, and this argon gas occupies nearly 70% of the residual gas in the sealed vacuum tube. And since the atomic mass of this argon is as large as 40, when this is ionized, accelerated, and bombards the cathode, the emitter is immediately destroyed.
[0006]
In addition, since argon is an inert gas, once it is trapped by the cathode, it becomes neutral gas again and is re-released into the tube. Over time, the cathode is ion impact destroyed, which also shortens the life of the cathode ray tube.
[0007]
In order to eliminate carbonization contamination of the cathode as described above or ion bombardment by argon, for example, the baking temperature is increased and lengthened to perform sufficient degassing, and at the same time, the exhaust time is increased even after the barium flash, What is necessary is just to implement vacuum sealing, after fully exhausting both carbide gas and argon gas. However, long-term exhaust in the manufacturing process leads to an increase in cost due to a decrease in mass productivity of the cathode ray tube, which goes against the demands of the times. In addition, high temperature baking at about 400 ° C. in the manufacturing process also greatly affects the cost. That is, since the cathode ray tube is made of glass, it takes 30 to 40 minutes to raise and lower the temperature in order to raise the temperature from room temperature to 400 ° C. and then to lower the temperature to room temperature again. Note that if the temperature rise / fall time is shortened by raising / lowering the temperature at a higher speed than this, the glass bulb may be damaged due to thermal stress, which is dangerous. Moreover, if the baking temperature is lowered, the mass production speed is increased. However, this leads to an increase in pressure in the bulb after the vacuum sealing as described above, and shortens the life of the cathode ray tube as already described. It is.
[0008]
In addition to the carbon compound gas (methane gas) and argon gas, there is helium gas as a third residual gas. Unlike the above-mentioned carbon compound gas and argon gas, this is the only gas that permeates the glass and accumulates little by little after sealing. Therefore, it is a gas that cannot be prevented by any means in the manufacturing process, and is an inevitable problem as long as a glass vacuum tube is used. However, the destruction when this helium ion strikes the cathode is much smaller than that of the above-mentioned argon, but helium gas also affects the shortening of the life of the cathode ray tube.
[0009]
Thus, in order to exhaust three residual gases that cannot be exhausted by the barium getter, that is, argon gas, helium gas, and methane gas, for example, a sputter ion pump may be provided in the cathode ray tube. That is, at the initial stage when a vacuum tube such as a cathode ray tube was invented, there was a time when this ion pump was used as an auxiliary pump. In the case of a large vacuum tube such as a klystron transmitter tube that does not have a problem even if there is a leakage magnetic field, a single penning cell type small sputter ion pump is used as an auxiliary pump for a barium getter.
[0010]
On the other hand, conventional sputter ion pumps must always be equipped with a magnet, and the overall size of the ion pump including this magnet is the smallest unit of 1 liter / second pumping speed. However, it occupies a size of about 50 mm × 50 mm × 100 mm square. Even when the magnet is removed, the size is about 25 mm × 25 mm × 100 mm square.
[0011]
However, the current cathode ray tube is required to be large as a video display tube, but on the contrary, the depth is required to be as small as possible, and the arrangement state of the electron gun is designed in the unit of millimeter. The shape is almost the same for all manufacturers. For this reason, it is impossible to change the shape and size around the electron gun of the cathode ray tube at present, and it is technically saturated. Accordingly, it is very difficult to attach the above-described ion pump by attaching a branch pipe to the side of the cathode ray tube, because of the above-mentioned demands for compactness, cost reduction, weight reduction, and the like. The electron beam in the tube is sensitive to magnetism so that even a weak geomagnetism causes the image to be colored. For this reason, it is impossible to arrange an ion pump equipped with a magnet having a conventional size near the cathode ray tube.
[0012]
[Problems to be solved by the invention]
It is clear that argon gas, helium gas, and methane gas can be exhausted if a sputter ion pump is attached to the cathode ray tube, and even if the baking operation is performed before sealing, the temperature can be lowered and the exhaust time can be shortened. If the ion pump is operated while generating an electron beam after the barium flash after sealing, cathode carbonization contamination due to burst-like gas emission can be minimized. According to this, the burden on the getter is reduced, the amount of residual argon is reduced, the amount of released methane gas is reduced, and it is clear that the service life and cost reduction of the sealed vacuum tube are dramatically improved. is there.
[0013]
However, in order to realize this, without redesigning the cathode ray tube that is already technically saturated, that is, the shape, size, function, and the like of the electron gun of the current cathode ray tube, It is impossible to incorporate the peripheral power supply device or the like into the minimal space left in the conventional cathode ray tube without significantly changing the peripheral power supply device.
[0014]
That is, in order to realize the mounting of the ion pump in the cathode ray tube described above, an ion pump with a new idea is required. In addition, the ion pump of such a new idea must be an ion pump having a structure in which no magnetic influence occurs. And if an ion pump with such a new idea is proposed, as mentioned above, the increase in size, accuracy, long life, and cost reduction of cathode ray tubes that are required in the times are all at once. Will be resolved.
[0015]
Therefore, in the present invention, as described above, a new concept ion pump that can be mounted without drastically changing the shape, size, function, peripheral power supply device, etc. of the current cathode-ray tube is used for the cathode ray tube. By installing in the tube, it is possible to arbitrarily evacuate the residual gas and emission gas in the cathode ray tube, and there is little damage to the electrode due to contamination or impact by these residual gas, thus providing a long-life cathode ray tube can do.
[0016]
The present invention includes an electrode configuration c that constitutes an evacuation means including an ion pump that evacuates residual gas in a cathode ray tube between a stem d portion of a vacuum tube and an electron gun b that generates an electron beam. , Electric A cathode ray tube comprising electron beam deflection electromagnetic field generating means for generating an electromagnetic field for deflecting a child beam, wherein at least 2 for applying an electric signal to the electron gun b is provided in the stem d portion. A current introduction terminal is provided, and a magnet for transmitting a magnetic field having a magnetic flux density of 1000 gauss or more is disposed in the inner space of the cathode ray tube on the outer periphery of the stem d portion, and the inner space of the cathode ray tube It is possible to arbitrarily transmit a magnetic field having a magnetic flux density of 1000 gauss or more, and the electrode configuration c constituting the exhaust means composed of the ion pump has a magnetic field having a magnetic flux density of 1000 gauss or more applied to the stem d portion. At least one pair For applying a positive or negative bias voltage via the current introduction terminal Each of which is connected to a terminal connected to an electrode constituting the electron gun of the cathode ray tube. Was This is a cathode ray tube characterized by the above.
[0019]
Further, according to the present invention, in the cathode ray tube described above, the residual gas exhaust means includes at least a pair of electrodes, and these electrodes are formed by looping a hollow cylindrical anode and two parallel metal plates. And a cathode integrated in a shape.
[0020]
According to the present invention, in the cathode ray tube described above, the hollow cylindrical anode constituting the residual gas exhaust means is formed in a lattice shape.
[0021]
Furthermore, according to the present invention, in the cathode ray tube described above, the residual gas exhaust means is disposed between the electron gun of the cathode ray tube and the sealing exhaust tube.
[0022]
According to the present invention, in the cathode ray tube described above, the residual gas exhaust means is installed inside the exhaust pipe for sealing the cathode ray tube.
[0023]
In the present invention, the magnetic field having a magnetic velocity density of 1000 gauss or more is used to obtain an efficient ion pump. When the magnetic velocity density magnetic field is 1000 gauss or less, a small ion pump that can be sealed in the stem portion of the vacuum tube cannot perform sufficient exhaustion.
[0024]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The present invention is a method for exhausting residual gas in a cathode ray tube, wherein the residual gas in the cathode ray tube is exhausted by an ion pump sealed in a part of the cathode ray tube.
[0025]
The present invention is a cathode ray tube comprising an electron gun for generating an electron beam inside a stem portion of a vacuum tube and an electron beam deflecting electromagnetic field generating means, wherein an electric signal to the electron gun is transmitted to the stem portion. In the case where at least two current introduction terminals for application are provided, a residual gas in the vacuum tube is formed in the stem portion capable of transmitting a magnetic field having a magnetic flux density of 1000 gauss or more into the internal space of the cathode ray tube. When a means for exhausting air is disposed and a magnetic field having the magnetic flux density is transmitted through a part of the stem portion, a negative bias voltage is applied to the exhaust means via the two current introduction terminals. It is a cathode ray tube adapted to drive the exhaust means. The exhaust means of the present invention includes a pair of electrodes, and these electrodes are respectively connected to terminals connected to the electrodes constituting the electron gun.
[0026]
The electrode used for the exhaust means of the present invention is composed of a hollow cylindrical anode formed in a lattice shape and a cathode obtained by connecting two metal plates in a rope shape and integrating them.
[0027]
The residual gas exhaust means of the present invention can be driven at a desired time for a desired time to reduce the pressure of the residual gas.
[0028]
[Example 1]
FIG. 1 shows a cathode ray tube a according to an embodiment of the present invention. In this cathode ray tube a, after degassing and exhausting by baking through another exhaust system (not shown), a sealing exhaust tube e The state sealed by is shown. The cathode ray tube a is then flushed into the cathode ray tube by induction heating with a barium getter. Further, in FIG. 1, the symbol b represents an electron gun that generates an electron beam, the symbol d represents a so-called stem, the symbol 1 represents a deflection electromagnet (so-called deflection yoke) that generates a deflection electromagnetic field in the electron beam, and Reference numeral 9 denotes a light emitting portion (phosphor screen) made of, for example, a phosphor that emits light when irradiated with an electron beam. In addition, said structure is a structure of a normal cathode ray tube.
[0029]
According to the present invention, in addition to the structure of the normal cathode ray tube a described above, a penning cell for effectively lowering the residual gas pressure in the tube is also provided inside the stem d. The electrode structure c which comprises is given. The electrode configuration c will be described later in detail. The portion where the electrode configuration c is provided is an internal space of the cathode ray tube, such as the stem d, and is a portion which can arbitrarily transmit a magnetic field having a magnetic flux density of 1000 gauss or more. At this time, as a means for arbitrarily transmitting the magnetic field, the permanent magnet 2 is used as shown by an arrow in the drawing to bring it close to the outer periphery of the stem d.
[0030]
In the cathode ray tube a, a socket is connected to the stem d, a high-voltage power source (not shown) is applied to the current introduction terminal, and the cathode of the electron gun b is heated to generate an electron beam, thereby generating fluorescence. The surface 9 can emit light. However, in the cathode ray tube a of the present invention, when the internal residual gas pressure is lowered, this high voltage power supply is applied, but the hot cathode of the electron gun b is not warmed (that is, no electron beam is generated). In a state where no magnetic field is generated in the deflection electromagnet (deflection yoke) 1, a magnetic field of 1000 gauss or more is concentrated on the electrode configuration c by bringing the permanent magnet 2 close as indicated by arrows 19 and 19. Make it transparent. That is, a penning cell which is a so-called ion pump is formed in the tube of the cathode ray tube a by transmitting a magnetic field of 1000 gauss or more by the permanent magnet 2.
[0031]
As described above, in the Penning cell of the present invention formed in the cathode ray tube a by the magnetic field transmission of 1000 gauss or more by the permanent magnet 2, the electron generated in the tube is trapped and the function as an ion pump is exhibited. . That is, the residual gas in the cathode ray tube a is ionized, exhausted, and trapped on the cathode. In this ion pump, as described above, the argon gas, helium gas, and methane gas that are not exhausted by the barium getter and remain in the tube are also exhausted and fixed on the two metal plates of the cathode constituting the Penning cell. Become.
[0032]
After that, if the permanent magnet 2 is a means for generating this magnetic field, that is, if the permanent magnet 2 is moved away from the cathode ray tube a (particularly, the stem d portion) as indicated by arrows 20 and 20, the electrode configuration c constituting the ion pump as described above. Exhaust action due to. Therefore, if the hot cathode of the electron gun b is heated in this state, an electron beam is generated, and a test such as a raster scan as a normal cathode ray tube a can be performed. In addition, when gas is generated by the electron beam irradiation at this time, the generated gas is brought back by means for generating the magnetic field, that is, the magnet 2 close to the stem d portion (arrows 19 and 19). Can be exhausted.
[0033]
Next, FIG. 2 shows details of the electron gun b and details of the electrode configuration c constituting the ion pump arranged in the stem d portion in the cathode ray tube a of the present invention.
[0034]
As is clear from FIG. 2, the electrode configuration c for constituting the ion pump is arranged between the electron gun b and the stem d, and is a hollow cylindrical lattice-like anode 5 and two sheets. And a pair of cathodes 8 connected to each other. The anode 5 has a high voltage (about 25% of the electrode P to which the tube voltage is applied), for example, P, applied to the G3 electrode (third grid electrode of the electron gun) 13 constituting the lens of the electron gun b. In the case of 24 kV, about 6 kV is applied) to the lead 6 connected to a current introduction terminal (pin) 7 fixed to the stem d. Further, the cathode 8 that is a set of the two plate-like cathodes connected to each other is disposed so as to close both open ends of the hollow cylindrical anode 5, and other electronic lenses that are electrically independent. Is connected to the lead wire 3 connected to the current introduction terminal (pin) 4 connected to the G2 electrode (second grid electrode of the electron gun) 14 constituting the.
[0035]
That is, the two electrodes of the anode 5 and the cathode 8 constituting the electrode configuration c form a Penning cell in a bipolar ion pump. Since the potential difference between the electrodes G2 and G3 is usually 4 to 6 kV, as described above, the magnet 2 is brought close to both sides of the stem d from the outside of the glass tube of the cathode ray tube a. By applying a magnetic field, this Penning cell can be operated as an ion pump. In the figure, reference numeral 10 denotes a welding point of the electrode and the lead wire, 11 denotes a high voltage plate electrode in contact with the cathode ray tube, 15 denotes a first grid electrode of the electron gun, 16 denotes a hot cathode of the electron gun, and 17 denotes a cathode ray. Reference numeral 18 denotes an exhaust pipe of the tube, and 18 is an arrow indicating the exhaust direction of the cathode ray tube. An arrow B in the figure indicates a magnetic field that passes through the cathode ray tube a.
[0036]
By providing the magnet 2 as means for arbitrarily transmitting the magnetic field of the present invention independently of the deflection yoke 1 which is the electron beam deflection means of the cathode ray tube a, a completely closed magnetic field circuit can be made compact and powerful. It is possible to provide a means for generating a simple magnetic field. According to the magnetic field generating means of such a complete closed magnetic field circuit, the leakage magnetic field that does not affect the performance of the electron beam generated by the electron gun b even if the electromagnet is energized or the distance of the permanent magnet is not affected. Can be used as a means for generating a very small magnetic field. If a bias voltage is applied to at least two electrodes of the current introduction terminals 4 and 7 planted on the stem d of the cathode ray tube a while using such a magnetic field generating means with a very small leakage magnetic field, the cathode ray The bias voltage applied to the tube a in the normal operation state can be used as it is as the power source of the ion pump, and as a result, the presence or absence of a magnetic field, that is, the proximity of the magnet 2 is generated while generating an electron beam in the cathode ray tube a. Alternatively, an ion pump that exhausts residual gas inside the cathode ray tube a can be operated depending on whether or not the electromagnet is energized.
[0037]
When the voltage fluctuation of the high-voltage power supply to the current introduction terminals 4 and 7 of the cathode ray tube a is small, the magnetic field is applied by the permanent magnet 2, that is, the magnet is not removed. It is also possible to drive.
[0038]
Thus, according to the embodiment of the present invention, the Penning cell formed by the electrode configuration c is installed between the electron gun b and the sealing exhaust pipe e in the stem d of the conventional cathode ray tube a. By doing so, the conventional cathode ray tube a can be incorporated into the minimal space left in the conventional cathode ray tube without changing the configuration and dimensions of the conventional cathode ray tube a. As a result, it is possible to arbitrarily evacuate residual gas, emission gas, and the like in the cathode ray tube, and it is possible to prevent performance deterioration due to contamination by the residual gas or damage to the electrode due to impact.
[0039]
Further, in the present invention, as a method of arranging the Penning cell, the existing vacuum terminal (current introduction terminals (pins) 4 and 7) and the existing power source are used and arranged in an existing empty space. Therefore, it is not necessary to change the production line of the cathode ray tube greatly, and the maximum effect can be exhibited with the minimum improvement.
[0040]
In addition, in order to promote the decrease in the residual gas pressure by the proximity of the magnet 2 which is a means for arbitrarily transmitting a magnetic field while operating the cathode ray tube a, the electrode configuration c as an ion pump is provided with the stem. It is preferable to arrange in the vicinity of d. As a specific method, as described above, the hollow is formed on one lead wire 3 connecting the electron gun b and the stem d or on the current introduction terminal 4 connected to the lead wire. A cylindrical anode 5 is joined, and two parallel wires are provided on another lead 6 that is electrically independent from the lead 3 and the current introduction terminal 4 or on the current introduction terminal 7. The cathode 8 formed by connecting the metal plates in a loop shape is joined. The two plates of the cathode 8 are arranged so as to close the open end of the hollow cylindrical anode 5, and the two electrodes of the anode 5 and the cathode 8 are electrodes that are penning cells in a bipolar ion pump. It is comprised so that it may become the structure c.
[0041]
Although the Penning cell having the electrode configuration c is inserted into the stem d of the cathode ray tube a, the exhaust conductance of the sealing exhaust tube e in the cathode ray tube manufacturing process may be lowered. The problem can be prevented by forming the anode 5 constituting the Penning cell in a lattice shape.
[0042]
Further, by disposing the Penning cell having the grid-like anode 5 between the electron gun b and the sealing exhaust pipe e in the stem d of the cathode ray tube a, a reduction in exhaust conductance is minimized. It is possible to drive the Penning cell as an ion exhaust pump with a voltage substantially matching 3 to 7 kV, which is one of the high-voltage power supplies normally applied to the electron gun b.
[0043]
The size of the ion pump that can be accommodated in the space between the electron gun b and the sealing exhaust pipe e in the stem d of the cathode ray tube a is about 1 cm × 1 cm × 1 cm or less. There is a need. A magnetic flux density of 1000 gauss or more is required to make a Penning cell having an anode having a size within this space work as an ion pump in a voltage application state of 3 to 7 kV. However, this level of magnetic field can be obtained by, for example, forming a 3500 gauss magnetic field when a neodymium magnet having a diameter of about 22 mm and a height of about 10 mm is assembled with an iron yoke and facing each other. This can be easily achieved by using a neodymium magnet or the like facing the neck (that is, the stem d) with an iron yoke, and a magnetic field far exceeding this value can be transmitted. The magnetic flux density of about 1000 gauss is a size and strength that can be easily generated even with a high permeability core electromagnet.
[0044]
[Example 2]
In FIG. 3, as another embodiment of the present invention, an electrode configuration c constituting the above Penning cell is arranged in a sealing exhaust pipe e of the cathode ray tube a. Also in this case, the grid-like anode and cathode 8 constituting the Penning cell are respectively connected to the lead wires 3 and 6 connected to the current introduction terminals (pins) 4 and 7, as in FIG. ing. In this case, since the sealing exhaust pipe e can be lengthened and disposed in the interior thereof, the electrode configuration c constituting the Penning cell is sufficiently separated from the electron gun b. Can be arranged. That is, while performing a raster scan with an electron beam, at the same time, as indicated by an arrow in the figure, the magnet 2 is brought close to the sealing exhaust pipe e, and the operation of the ion pump by this Penning cell is started. By isolating the ion pump, the operation of the ion pump is stopped, that is, the operation of the ion pump can be easily interrupted depending on the distance of the magnet 2.
[0045]
As described above, when the ion pump by the Penning cell is arranged in the stem d of the cathode ray tube a, particularly in the sealing exhaust pipe e, the distance between the magnets 2 is increased. Since it becomes possible to make it 10 mm or less, the magnetic flux density in the meantime becomes 4000 gauss or more. Therefore, the size of the ion pump can be reduced to about 6 mm square. Moreover, according to this structure, the magnet (magnet) 2 which is means for arbitrarily applying a magnetic field from the outside can be miniaturized as much as possible to the ion pump using the Penning cell. That is, since the magnetic flux density is the inverse square of the distance between the magnetic poles, when the magnet is brought close to 8 mm, the magnetic flux density reaches 4000 Gauss, and the exhaust speed of the Penning cell of the present invention increases several times. Further, since the magnet (magnet) 2 can also be made small, the leakage is so small that it can be ignored. According to this, the ion pump can be always operated by always mounting the magnet 2.
[0046]
FIG. 4 shows a configuration diagram of this Penning cell. This pump is an experimental machine, and its performance has been confirmed by experimenting with a small vacuum device. The anode 5 is a cylindrical plate having a diameter of about 5 mm, which is obtained by rounding a stainless steel plate having a thickness of 0.2 mm, a width of 4 mm, and a length of 15 mm, etched into an interdigital shape with a line width of 0.3 mm and an interval of 1 mm. It is. On the other hand, the cathode 8 is formed by connecting two tantalum disks of 0.2 mm thickness and 4 mm diameter with the same tantalum strip of 3 mm width and integrating them into a “B” shape when viewed from the side. It is a thing.
[0047]
In the Penning cell of the above combination, when a high voltage of about 5 kV was applied between the electrodes and a magnetic field of about 3500 gauss was applied, a high pumping rate of about 1 liter / second was shown for argon gas. For helium gas, the pumping speed was about 1/5 that of argon gas. Further, since the anode 5 of the Penning cell is in a lattice shape, it does not hinder the gas flow, so that the decrease in conductance of the sealing exhaust pipe e before the cathode ray tube a is sealed off can be minimized, Moreover, the diameter of the sealing exhaust pipe e can be arranged within 8 mm.
[0048]
In this way, the pumping shape of the Penning cell by the grid-like electrode minimizes the decrease in the exhaust conductance of the sealing exhaust pipe e, and thus is also disposed in the thin exhaust pipe (that is, the sealing exhaust pipe e). can do.
[0049]
In the embodiment shown in FIGS. 1 to 4, only the direction perpendicular to the neck (stem d) of the cathode ray tube a, that is, the axis of the electron gun b is shown as the direction of the applied magnetic field. However, in the present invention, the direction of the magnetic field is not limited to this example. In other words, the direction of the applied magnetic field may be arranged with an arbitrary angle. Furthermore, according to the present invention, the electrode configuration c also uses, for example, the electrodes G1, G2, G3, and P as the anode and cathode of the Penning cell instead of the electrode shape of the electron gun b, and the neck portion ( It is also possible to place the stem d) in a powerful air-core solenoid coil so that the electron gun acts as a single ion pump.
[0050]
Further, in the cathode ray tube a according to the present invention, the penning cell is disposed at the rear side of the electron gun b. Therefore, even if a magnetic field is arbitrarily applied during beam generation, the operation of the cathode ray tube is achieved. It is possible to eliminate the influences.
[0051]
【The invention's effect】
As described in detail above, according to the present invention, by disposing an electrode configuration constituting an ion discharge pump such as a Penning cell in the cathode ray tube, of course, in the manufacturing process of the cathode ray tube, Even when the cathode ray tube is in use after being sealed, unlike the deflection yoke that generates the electron beam deflection electromagnetic field, at least two tubes on the stem of the cathode ray tube are used for the purpose of lowering the residual gas pressure in the cathode ray tube. Without arbitrarily affecting the operation of the cathode ray tube, by arbitrarily transmitting a magnetic field having a magnetic flux density of 1000 gauss or more to the internal space with a positive and negative bias voltage applied between the current introduction terminals of There is an effect that the residual gas in the cathode ray tube can be positively exhausted.
[0052]
Therefore, in the cathode ray tube manufacturing process, even if the baking temperature is lowered and the exhaust time is shortened, the electrodes constituting the ion exhaust pump according to the present invention are used before the residual gas is exhausted before the electron beam is generated. Since it can be reduced by the configuration, there is an effect that the mass production time can be shortened. In addition, even if the cathode ray tube becomes large and the amount of gas to be exhausted increases, there is an effect that the residual gas in the tube can be exhausted arbitrarily and positively even after the cutoff.
[0053]
Further, in the present invention, since the arrangement structure of the ion pump uses an existing vacuum terminal and an existing power source and is arranged in an existing empty space, there is no need to significantly change the conventional production line. It is possible to exert the maximum effect while being the minimum improvement.
[0054]
Further, according to the cathode ray tube of the present invention, even during normal use, the barium getter can be used only by bringing a magnet (magnet) close to the stem of the cathode ray tube for the purpose of exhausting residual gas. Argon gas and methane gas that can not be removed can be removed, and helium that has passed through the sealed glass can also be exhausted. There is also a great effect on resource saving.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view in which a part of a cathode ray tube according to an embodiment of the present invention is omitted.
FIG. 2 is a partially enlarged cross-sectional view showing details of an electrode structure constituting an electron gun and an ion discharge pump in the stem portion.
FIG. 3 is a partially enlarged sectional view showing details of an electrode structure constituting an electron gun and an ion discharge pump in the stem portion of the cathode ray tube of another embodiment.
FIG. 4 is an enlarged perspective view showing an example of the electrode structure of the Penning cell.
[Explanation of symbols]
a Cathode ray tube
b Electron gun
c Electrode configuration (which constitutes a Penning cell)
d stem
e Exhaust pipe for sealing
1 Electromagnet for deflection
2 Permanent magnet
3 Lead wire
4, 7 Current introduction terminal
5 Penning cell anode
6 Lead wire
8 Penning cell cathode
9 Light emission (fluorescence) part
B Magnetic field

Claims

Provided with a stem part d and the electrode structure c constituting the exhaust means consisting of an ion pump for exhausting the residual gas in the cathode ray tube between the electron gun b for generating an electron beam tube, for deflecting the electron beam A cathode ray tube comprising electron beam deflection electromagnetic field generating means for generating an electromagnetic field, wherein at least two current introduction terminals for applying an electrical signal to the electron gun b are provided in the stem d portion. And a magnet for transmitting a magnetic field having a magnetic flux density of 1000 gauss or more in the internal space of the cathode ray tube is disposed on the outer periphery of the stem d portion, and the magnetic flux density of 1000 gauss or more is provided in the internal space of the cathode ray tube. The electrode configuration c that constitutes the exhaust means comprising the ion pump can transmit the magnetic field having a magnetic flux density of 1000 gauss or more. Includes an electrode for applying a positive or negative bias voltage via at least a pair of current introducing terminals upon by transmitting a part systems out part d, the electrodes constitute the electron gun of the cathode ray tube A cathode-ray tube characterized by being connected to terminals connected to electrodes.

2. The cathode ray tube according to claim 1, wherein the residual gas exhaust means is disposed between the electron gun of the cathode ray tube and the sealing exhaust tube.

2. The cathode ray tube according to claim 1, wherein the residual gas exhaust means is installed inside an exhaust pipe for sealing the cathode ray tube.

2. The cathode ray tube according to claim 1, wherein the residual gas exhaust means includes at least a pair of electrodes, and these electrodes are formed by connecting a hollow cylindrical anode and two parallel metal plates in a loop shape. A cathode ray tube comprising an integrated cathode.

5. The cathode ray tube according to claim 4, wherein the hollow cylindrical anode constituting the residual gas exhaust means is formed in a lattice shape.

A method for exhausting residual gas from a cathode ray tube, wherein the residual gas in the cathode ray tube is exhausted by an ion pump sealed in a part of the cathode ray tube according to claim 1.