NL8001759A

NL8001759A - Getterinrichting; werkwijze voor het vervaardigen van een kleurentelevisiebeeldbuis onder toepassing van deze getterinrichting en aldus vervaardigde kleurentelevisiebeeldbuis.

Info

Publication number: NL8001759A
Application number: NL8001759A
Authority: NL
Original assignee: Philips Nv
Priority date: 1980-03-26
Filing date: 1980-03-26
Publication date: 1981-10-16
Also published as: EP0036681A1; US4406972A; DE3160167D1; JPS6348386B2; EP0036681B1; CA1159504A; JPS56153654A

Description

» ΡΗΝ 9721 1 N.V. Philips' Gloeilampenfabrieken te Eindhoven.

Getterinrichting; werkwijze voor het vervaardigen van een kleurentelevisiebeeldbuis onder toepassing van deze getterinrichting en aldus vervaardigde kleurentelevisiebeeldbuis.

De uitvinding heeft betrekking op een getterinrichting bevattende een bron van verdampbaar getter-materiaal en tenminste êên gasbron van poedervormig gas-vrijmakend materiaal.

5 De uitvinding heeft voorts betrekking op een werkwijze voor het vervaardigen van een kleurentelevisiebeeldbuis onder toepassing van een dergelijke getterinrichting alsmede op een aldus vervaardigde kleurentelevisiebeeldbuis.

Een getterinrichting van de hier omschreven soort is bekend uit het Amerikaanse octrooischrift 3.389.288 en wordt voornamelijk toegepast in televisiebeeldbuizen ten einde de daarin na het evacueren van de buis achterge-

A

bleven restgassen te absorberen. Daartoe wordt de getter-' 15 inrichting aan een temperatuurtraject onderworpen, waarin veelal door thermische ontleding uit het gasvrijmakende materiaal gas wordt vrijgemaakt en uit de bron van gettermetaal het gettermetaal wordt verdampt. Het verdampende gettermetaal wordt door het gas verstrooid en slaat op 20 een inwendig oppervlak van de buis neer. Aldus wordt een poreuze, gelijkmatig verdeelde laag van gettermetaal verkregen.

De bron waaruit het gettermetaal wordt verdampt bestaat gewoonlijk uit een mengsel van gepoederd nikkel 25 of een nikkellegering en een gepoederde legering van gettermetaal en aluminium. Geschikte gettermetalen zijn barium, strontium, calcium en magnesium. Een veel gebruikte bron van gettermetaal bestaat uit een mengsel van nikkel-poeder en barium aluminiumpoeder (BaAl^) waarin het gehalte 30 aan nikkelpoeder ongeveer 40-60 gew.% bedraagt.

De bron waaruit het gas als verstrooiend medium voor het verdampende gettermetaal wordt vrijgemaakt bestaat gewoonlijk uit een stikstof- of waterstof verbinding 8001759

ν’* V

t t PHN 9721 2 u/aaruit door thermische ontleding de stikstof of waterstof wordt vrijgemaakt. Voorbeelden van deze verbindingen zijn ijzernitride, nikkelnitride, bariumnitride, germanium-nitride, titaanhydride en bariumhydride. Een zeer geschikte 5 gasbron bestaat uit poedervormig ijzernitride (Fe^N).

De bruikbaarheid van een getterinrichting wordt voor een belangrijk deel bepaald door de mate waarin deze bestand is tegen de inwerking van de omgevingsatmos-feer. De chemische samenstelling van de bestanddelen van 10 de getterinrichting mag niet voortijdig veranderen onder de omstandigheden, die heersen tijdens opslag van de getterinrichting of tijdens de vervaardiging van de buizen waarin ze worden toegepast. In dit opzicht doen zich in het bijzonder problemen voor, wanneer zoals beschreven 15 in het Britse octrooischrift 1.226.728, de getterinrichting in de buis wordt gemonteerd, voordat het beeldvenster van de buis door middel van een verbindingsglas aan de conus van de buis wordt verbonden. Het verbinden van deze omhullingsdelen vindt plaats in een oven bij een temperatuur 20 van ongeveer 450°C. Tegen de inwerking van de daarbij optredende omgevingstemperatuur zijn de bestanddelen van de getterinrichting niet zonder meer bestand. Het aanbrengen van een beschermende folie of laag van bijvoorbeeld aluminium over het aan de atmosfeer blootgestelde opper-25 vlak van de getterinrichting geeft in dit opzicht wel enige verbetering, doch deze maatregel is onder de omstandigheden die heersen tijdens het aan elkaar bevestigen van venster en conus van de buis niet afdoende gebleken.

Ten aanzien van de bron van gettermetaal is 30 reeds voorgesteld het bestanddeel aan nikkelpoeder daarin te vervangen door een chemisch meer resistente nikkel-titaanverbinding of ijzer-titaan verbinding. Moor een bron van gettermetaal bestaande uit een mengsel van barium-aluminiumpoeder (BaAl^) en nikkelpoeder is in het Amerikaanse 35 octrooischrift 4.077.899, waarvan de inhoud wordt beschouwd als hierin te zijn opgenomen, een zeer geschikte maatregel ter verbetering van de chemische resistentie van het mengsel beschreven. Deze maatregel bestaat daaruit, dat 800 1 7 59 1δ* .

ΡΗΝ 9721 3 het nikkelpoeder een gemiddelde korrelgrootte kleiner dan 2 80 micron en een specifiek oppervlak kleiner dan 0,15 m per gram heeft, terwijl de gemiddelde korrelgrootte van het bariumaluminiumpoeder kleiner dan 125 micron bedraagt.

5 Het is noodzakelijk gebleken om bij toepassing van een getterinrichting, die tevens een gasvrijmakend materiaal bevat, maatregelen te treffen waarmee wordt voorkomen, dat het gasvrijmakende materiaal in een vroegtijdig stadium van de vervaardiging van de buis 10 door de omgevingsatmosfeer zodanig wordt aangetast, dat deze voor verder gebruik ongeschikt is.

Het is het doel van de uitvinding een getter^ inrichting te verschaffen voorzien van een gasbron uit gasvrijmakend materiaal, welke zonder bezwaar gedurende 15 tenminste een uur aan vochtige lucht van 450°C kan worden blootgesteld.

Een getterinrichting van de in de aanvang genoemde soort heeft daartoe volgens de uitvinding het kenmerk, dat de deeltjes van het poedervormige gasvrijmakende materiaal 20 van een metaallaag zijn voorzien. Het metaallaagje op de deeltjes gasvrijmakend materiaal beschermt dit materiaal tegen aantasting door de omgevingsatmosfeer. In tegenstelling tot een getterinrichting waarvan de deeltjes gasvri jmakend materiaal niet met een metaallaagje zijn bedekt, 25 blijft een getterinrichting volgens de uitvinding zelfs na een uur te zijn blootgesteld aan vochtige lucht van 450°C volledig bruikbaar. Metaallaagjes met een dikte van enkele honderdsten micron tot.ongeveér.één micron geven een voldoende bescherming om het aan de uitvinding ten 30 grondslag liggende doel te verwezenlijken. Volgens een uitvoeringsvorm van de uitvinding bedraagt de laagdikte ongeveer 0,05 - 1 micron. Bij het gebruik van een geschikt gasvrijmakend materiaal zoals ijzernitride (Fe^N) wordt door toepassing van de uitvinding voorkomen, dat bij 35 blootstelling van het nitride aan vochtige lucht van 450°C de stikstof van het nitride door zuurstof wordt vervangen.

Een geschikte methode voor het aanbrengen van 800 1 7 59

V

PHN 9721 4 metaallaagjes op de deeltjes van het poedervormige materiaal is die, welke bekend staat onder de naam "stroomloos bedekken" (electroless plating). Volgens de uitvinding bijzonder geschikte metalen zijn nikkel, cobalt 5 en legeringen daarvan.

Een getterinrichting volgens de uitvinding heeft ten opzichte van de bekende getterinrichtingen het voordeel, dat bij bij de vervaardiging van een beeldbuis v66r het aan elkaar bevestigen van het venster en de conus van 10 de beeldbuis op zijn plaats binnen de buisomhulling kan worden gemonteerd. Dit is in het bijzonder van belang bij de vervaardiging van beeldbuizen voorzien van een inwendig op een deel van de buiswand aangebrachte weerstandslaag.

Een dergelijke beeldbuis is beschreven in het eerder ge-15 noemde Britse octrooischrift 1.226.728. Deze weerstandslaag bevindt zich nabij de hals-conus overgang van de buis, hetgeen noodzakelijk maakt,, dat de getterinrichting op een van de hals-conusovergang verwijderde plaats in de buis moet worden gemonteerd, teneinde het elektrisch kortsluiten van 20 de weerstandslaag door uit de getterinrichting verdampt gettermetaal te vermijden. In dat geval bestaat er, vanwege de veelal moeilijke toegankelijkheid van een dergelijke plaats, een grote behoefte aan de mogelijkheid om de getterinrichting op deze van de hals-conusovergang verwijderde 25 plaats aan te brengen voordat de conus aan het venster van de buis wordt bevestigd.

De uitvinding wordt bij wijze van voorbeeld toegelicht aan de hand van de tekening, waarin:

Fig. 1 een getterinrichting volgens de uitvinding 30 met een ringvormige houder in doorsnede toont,

Fig. 2 het poedervormige vulmateriaal van de getterinrichting volgens Fig. 1 sterk vergroot weergeeft, en

Fig. 3 een axiale doorsnede van een kleuren-35 televisiebeeldbuis toont, welke onder toepassing van de in Fig. 1 weergegeven getterinrichting is vervaardigd.

De getterinrichting volgens figuur 1 bestaat uit een chroom-nikkelstalen goot 1 waarin een poedervormig 8001759 ¢ 9 PHN 9721 5 vulmateriaal 2 is geperst. Het vulmateriaal 2 bevat een bron van gettermetaal, bestaande uit een mengsel van bariumalu-' miniumpoeder (BaAl^) en nikkelpoeder, alsmede een gasbron uit gasvrijmakend materiaal, bestaande uit ijzernitridepoeder 5 (Fe^N), waarvan de deeltjes zijn bedekt met een laagje nikkel,

In figuur 2 is het vulmateriaal 2 in vergrote vorm weergegeven met barium-aluminiumdeeltjes 3, waarvan de gemiddelde korrel-grootte ongeveer 80 micron bedraagt, nikkeldeeltjes 4 met een gemiddelde korrelgrootte tussen 30 en 60 micron en ijzer-10 nitridedeeltjes 5 met een gemiddelde korrelgrootte tussen 5 en 10 micron. Het vulmateriaal 2 is samengesteld uit ongeveer 20 gewichtsdelen bariumaluminium, 20 gewichtsdelen nikkel en 1 gewichtsdeel ijzernitride. Het specifieke 2 oppervlak van het nikkelpoeder is kleiner dan 0,15 m per 15 gram. Deze bron van het gettermetaal barium kan zonder bezwaar gedurende een uur aan vochtige lucht van 45Q°C worden blootgesteld. Teneinde onder deze omstandigheden aantasting van het ijzernitride te voorkomen zijn de ijzer-nitridedeeltjes 5 met een nikkellaagje 6 ter dikte van 20 ongeveer 0,1 micron bedekt. Een zeer geschikte methode voor het bedekken van de ijzernitridedeeltjes is die welke bekend staat onder de naam "stroomloos bedekken" (electroless plating). Als voorbeeld van een dergelijke methode kan genoemd worden het dompelen van de ijzer-25 nitridedeeltjes in een bad bevattende een reducerend agens en een in water oplosbaar nikkelzout, waarbij de pH van het band ongeveer 9 ê 10 bedraagt en de bandtemperatuur tussen 50 en 90°C is gelegen. Een geschikte bad- samenstelling bevat bijvoorbeeld 25 ^/liter nikkel- in 1 30 chloride (NiCl2.6H20) en 8 /liter hydrazine hydraat (Ν2Η^.Η2θ), waarin de gewenste pH met een 10$ waterige oplossing van arnonia wordt verkregen. Na aldus van een nikkellaagje te zijn voorzien worden de ijzer-nitridedeeltjes afgegoten en gedroogd.

35 Door middel van "stroomloos bedekken" kunnen ook andere metalen op poedervormig materiaal worden aangebracht. Voorts kunnen in plaats van ijzernitride ook andere als gasbron geschikte materialen worden gekozen.

8001759 V v, ΡΗΝ 9721 6 β t

Deze vrijheid geldt ook ten aanzien van de keuze van het gettermetaal, u/aardoor in plaats van barium ook strontium, calcium of magnesium in aanmerking komen. De uitvinding is derhalve niet beperkt tot de hierboven S beschreven uitvindingsvorm. Essentieel voor de uitvinding is het verschaffen van een getterinrichting bevattende een bron van verdampbaar gettermateriaal en een gasbron uit een gasvrijmakend materiaal in poedervorm, waarin de deeltjes gasvrijmakend materiaal met een metaallaagje 10 zijn bedekt teneinde deze tegen aantasting door een voor het gasvrijmakendemateriaal agressieve omgevingsatmosfeer te beschermen.

Daar een getterinrichting volgens de uitvinding een grote vrijheid geeft met betrekking tot het moment 15 waarop in het vervaardigingsprocêdê van een beeldbuis de getterinrichting binnen de omhulling van de beeldbuis wordt gemonteerd, is de uitvinding bij uitstek geschikt om te worden toegepast in de vervaardiging van beeldbuizen waarbij dit moment van montage in een vroeg stadium van het ver-20 vaardigingsprocédê is gelegen. Dit aspect van de uitvinding wordt toegelicht aan de hand van figuur 3. De daarin schematisch weergegeven kleurentelevisiebeeldbuis heeft een hals 10, een conus 11 en een venster 12 van glas. Op de binnenzijde van het venster 12 is een laag 13 van in 25 rood, groen en blauw fluorescerende gebieden aangebracht, die op bekende wijze een lijnenpatroon of een stippen-patroon vormen. Voorts bevat de buis een metalen schaduw-masker 15, dat evenals een metalen magnetische afschermkap 17 op een metalen draagraam 16 is bevestigd. In een metalen 30 ringvormige houder 20 van een volgens de uitvinding gekenmerkte getterinrichting 21 bevinden zich een bron van gettermetaal in de vorm van een mengsel van bariumaluminium-poeder en nikkelpoeder alsmede een bron van stikstof in de vorm van ijzernitridepoeder. Aan de houder is een metalen 35 strip 19 gelast, welke bij 22 aan de afschermkap 17 is .bevestigd. Het is ook mogelijk de strip 19 aan een in de buiswand gesmolten hoogspanningscontact 26 te bevestigen. Nadat een getterinrichting 21 op zijn plaats is gebracht, 8001759 PHN 9721 7 /s- s wordt door middel van een verbindingsglas 18 het venster 12 vacuumdicht aan de conus 11 bevestigd. Bij dit proces, dat ongeveer een uur duurt en plaatsvindt in een oven bij een temperatuur van ongeveer 450°C, komt uit het 5 verbindingsmateriaal 18 waterdamp vrij. De volgens de uitvinding gekenmerkte getterinrichting 21 kan zonder bezwaar aan deze omstandigheden worden blootgesteld. Na het bevestigingsproces wordt een schematisch aangegeven kanonsysteem 14, waarmee drie elektronenbundels kunnen 10 worden opgewekt, in de hals van de buis geplaatst en de buis geëvacueerd.

Tenslotte is door een inductieve verhitting de getterinrichting 21 aan een temperatuurtraject onderworpen, waarbij eerst stikstof door thermische ontleding van het 15 ijzernitride in de buis wordt gebracht en vervolgens een exotherm verlopende reactie tussen het bariumaluminium en het nikkel op gang wordt gebracht, waarbij het barium ver- l dampt en door de stikstof verstrooid als een dunne laag gasbindend metaal op oppervlakken gelegen binnen de door 20 het masker 15 en de afschermkap 17 gevormde ruimte neerslaat. De plaats en ruimtelijke oriëntering van de get-tér-inrichting zijn zodanig, dat van een op het inwendige oppervlak van de buis aangebrachte weerstandslaag 25 het deel gelegen tussen de met 24 aangegeven lijn en het 25 kanonsysteem 14 niet met biriutn wordt bedekt. Een dergelijke weerstandslaag heeft namelijk ten doel de schadelijke gevolgen, die een eventuele hoogspanningsdoorslag in de buis voor bepaalde componenten in de daarmee verbonden stuurschakeling kan hebben, tot een minium te beperken.

30 Bij een gebruikelijke bevestiging van de getter-inrichting op het kanonsysteem, of op een met dit kanonsysteem verbonden element, wordt deze weerstandslaag door het neergeslagen barium weer kortgesloten, hetgeen bij de hierboven aangegeven plaatsen van de gettèr-inrichting wordt voor-35 komen.

Hoewel de uitvinding is toegelicht aan de hand van een getterinrichting, waarin het materiaal van de gasbron met het materiaal van de gettermetaalbron is 800 1 7 59 PHN 9721 8 gemengd, is de uitvinding daarop niet beperkt. De uitvinding kan met succes ook worden toegepast in getter-inrichtingen zoals beschreven in het Amerikaanse octrooi-schrift 3,669,567. Dat wil zeggen getterinrichtingen waarin 5 het gasvrijmakende materiaal van de gasbron in een separate houder is ondergebracht.

10 15

ZO

Z5 30 35 8001759

Claims

1. Getterinrichting bevattende een bron van ver-dampbaar gettermetaal en tenminste éên gasbron van poedervormig gasvrijmakend materiaal, met het kenmerk, dat de deeltjes van het poedervormige gasvrijmakende materiaal 5 van een metaallaag zijn voorzien.

2. Getterinrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de metaallaag op de deeltjes een dikte heeft van enkele honderdsten micron tot ongeveer één micron.

3. Getterinrichting volgens conclusie 2, met het 10 kenmerk, dat de metaallaag een dikte heeft van ongeveer 0,05-1 micron.

4. Getterinrichting volgens conclusie 1, 2 of 3, met het kenmerk, dat de metaallaag op de deeltjes bestaat uit een metaal gekozen uit de groep bestaande uit nikkel, 15 cobalt en legeringen daarvan.

5. Getterinrichting volgens een voorgaande conclusie, met het kenmerk, dat de metaallaag op de deeltjes door stroomloos bedekken is aangebracht.

6. Getterinrichting volgens een voorgaande 20 conclusie, met het kenmerk, dat de bron van gettermetaal althans in hoofdzaak bestaat uit een mengsel van barium-poeder (BaAl2) en nikkelpoeder en de gasbron van gasvrij-makend materiaal althans in hoofdzaak bestaat uit poedervormig ijzernitride (Fe^N). 25

7. Werkwijze voor het vervaardigen van een kleuren- televisiebeeldbuis waarvan de omhulling een conus- en een vensterdeel bevat welke door middel van een verbindings-glas vacuumdicht met elkaar worden verbonden en waarbij alvorens deze delen met elkaar te verbinden een getter-30 inrichting op een plaats binnen de omhulling van de buis wordt gemonteerd, uit welke getterinrichting na het evacueren van de beeldbuis een gettermetaal wordt verdampt, met het kenmerk, dat een getterinrichting volgens tenminste één der voorgaande conclusies wordt toegepast. 35

8. Kleurentelevisiebeeldbuis vervaardigd volgens de werkwijze van conclusie 6. 800 1 7 59