JP2002008538A

JP2002008538A - 陰極線管の製造方法

Info

Publication number: JP2002008538A
Application number: JP2000190927A
Authority: JP
Inventors: Satoru Yamagishi; 悟山岸; Mika Yamagishi; 未果山岸
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2000-06-26
Filing date: 2000-06-26
Publication date: 2002-01-11

Abstract

(57)【要約】【課題】エージング工程中の管内ガス雰囲気を定量的
に制御することで、電子放射特性を向上させることがで
きる陰極線管を得る。【解決手段】陰極線管の製造方法において、エージン
グ工程２２前に陰極線管内でＡｒガス、Ｎ₂ガス、Ｈ₂ガ
スのうち少なくとも一種類の特定ガスを管内部品から放
出させることにより、前記エージング工程２２における
前記陰極線管内の前記特定ガスのガス圧を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、コンピュータディ
スプレイやテレビジョン受像機等に用いられる陰極線管
に関するものであり、特にその陰極の電子放射特性を良
化させる製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、陰極線管が長寿命（長期に渡っ
て使用可能）であるためには、陰極からの電子放射量が
多く、また陰極が劣化しにくいことが重要である。この
ような陰極の電子放射特性を長期に渡って保証するに
は、材料や形成条件によって得られる陰極そのものの特
性に加えて、陰極線管の製造過程における管内のガス雰
囲気が重要であることが認識されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来、
良好な電子放射特性を得るための最適な管内ガス雰囲
気、また、最適なガス雰囲気を得るための手段について
は具体的には知られていなかった。

【０００４】陰極線管の排気工程後に陰極の活性化のた
めに行われるエージング工程においては、陰極線管内に
ＣＨ₄や酸化性ガスが存在し、これらのガスが陰極のエ
ミッタ表面を汚染するためにエミッションが低下しやす
い。このようにエミッションが低くなると、優れた電子
放射特性が得られないという問題がある。

【０００５】本発明は上記問題点に鑑みてなされたもの
であり、エージング工程中の管内ガス雰囲気を定量的に
制御することで、電子放射特性を向上させることができ
る陰極線管の製造方法を提供するものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の陰極線管の製造方法では、エージング工程
前に陰極線管内でＡｒガス、Ｎ₂ガス、Ｈ₂ガスのうち少
なくとも一種類の特定ガスを管内部品から放出させるこ
とにより、前記エージング工程における前記陰極線管内
の前記特定ガスのガス圧を制御する。

【０００７】このようにすることによって、エミッショ
ンの低下が少ない、電子放射特性の優れた陰極線管を実
現できる。

【０００８】また、本発明の陰極線管の製造方法では、
前記特定ガスがＡｒガスであり、前記エージング工程に
おける前記陰極線管内のＡｒガス圧が２．０×１０^-5〜
２．０×１０^-2Ｐａである、もしくは、前記特定ガスが
Ｎ₂ガスであり、前記エージング工程における前記陰極
線管内のＮ₂ガス圧が５．０×１０^-5〜２．０×１０^- ²
Ｐａであることが好ましい。

【０００９】このようにすることによって、エージング
工程中でこれらの特定ガスがイオン化され、低電圧であ
る陰極のエミッタに衝突し、エミッタ表面がクリーニン
グされる。

【００１０】また、本発明の陰極線管の製造方法では、
前記特定ガスがＨ₂ガスであり、前記エージング工程に
おける前記陰極線管内のＨ₂ガス圧が２．０×１０^-5〜
２．０×１０^-2Ｐａであることが好ましい。

【００１１】このようにすることによって、電子放射物
質が還元され活性される。

【００１２】さらに、本発明の陰極線管の製造方法で
は、前記管内部品がゲッタ装置であり、ゲッタフラッシ
ュにより前記特定ガスが放出されることが好ましい。

【００１３】このようにすることにより、管内で特定ガ
スを放出させる構成を容易に実現できる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を用いて説明する。

【００１５】図２に一例として示す陰極線管は、内面に
蛍光面１の形成されたパネル２とネック部３に電子銃４
（ここでは簡略化した図で示すが、実際は複数の電極を
並べて構成されている。）を内装するファンネル５とか
ら外囲器が構成されている。蛍光面１に対向してシャド
ウマスク６がフレーム７に支持されており、フレーム７
はスプリング８およびパネルピン９によってパネル２の
内壁に掛止されている。さらに、この他の主な部品とし
ては、磁界を遮蔽する磁気シールド１０、シャドウマス
ク６とファンネル５内壁の導電膜との電気的導通を図る
ためのコンタクトスプリング１１、管内へゲッタ材の被
膜を形成するためのゲッタ装置１２等がある。

【００１６】このような陰極線管は、電子銃４のカソー
ド部４ａから放出される電子を電子銃４の電界レンズ効
果で集束して電子ビーム１３とし、この電子ビーム１３
に映像信号を載せ偏向ヨーク１４の作用によって偏向さ
せながら蛍光面１の所定位置へ射突させることで、パネ
ル２に映像を映し出す。

【００１７】ここで、カソード部には、３本の電子ビー
ムのそれぞれに対応させる３つの陰極が備えられてい
る。これらの陰極は、一例として図３に示すように、基
体１５上にアルカリ土類金属などの電子放射物質からな
るエミッタ１６を付着させて形成されており、基体１５
の下の筒体１７内のヒータ１８で熱せられることで、エ
ミッタ１６から電子が放出される仕組みになっている。

【００１８】本発明では、このエミッタからの電子放射
特性を向上させることを目的として、電子銃をファンネ
ル内に封入した後の製造方法に特徴を有する。以下、製
造方法について詳細に説明する。

【００１９】図１に、陰極線管の製造工程の流れ図の一
例を部分的に示す。まず、電子銃を除く他の管内部品が
全て組み込まれた後、封止工程１９で、ファンネルのネ
ック部に電子銃を封入する。次に、排気工程２０におい
て、ネック部後方に真空排気系を取り付け、管内の空気
を排出させるとともにファンネル内壁等に吸着したガス
を放出させ、管内を高真空（１×１０^-2〜１×１０^-3Ｐ
ａ程度）な状態にして細管を閉じる。その後、ゲッタフ
ラッシュ工程２１において、管内に残ったガスを吸着す
るため、Ｂａを含むゲッタ材をゲッタ装置から管内に飛
散させ、管内にゲッタ被膜を形成する。その後、エージ
ング工程２２で陰極を活性化させ、ラスターエージング
工程２３でヒータ絶縁特性を安定化させる。

【００２０】このような過程のうち、本発明の実施の形
態では、エージング工程の前の段階で、陰極線管内で管
内部品より特定のガスを放出させてエージング工程にお
けるガス圧を制御するものとする。

【００２１】例えば、エージング工程の前工程であるゲ
ッタフラッシュ工程において飛散させるゲッタ材の中に
Ａｒガスを予め含ませることで、エージング工程前にゲ
ッタ装置よりＡｒガスを放出させる。ゲッタ材に予めＡ
ｒガスを含ませる方法としては、例えば、所望のＡｒガ
ス雰囲気中でゲッタ装置を製作し、それを使用するとよ
い。ここでは、ゲッタフラッシュ工程後のエージング工
程においてＡｒガス圧が２．０×１０^-5〜２．０×１０
^-2Ｐａとなるようにゲッタ装置を製作する際のＡｒガス
雰囲気を規定する。

【００２２】または、上記製造過程のうち、ゲッタフラ
ッシュ工程において飛散させるゲッタ材の中にＮ₂ガス
を予め含ませておいてもよい。このようにすることで、
エージング工程前にゲッタ装置よりＮ₂ガスを放出させ
る。ゲッタ材に予めＮ₂ガスを含ませる方法としては、
例えば、窒化鉄をゲッタ材の中に混入させてゲッタ装置
を製作し、それを使用するとよい。この場合には、直後
のエージング工程においてＮ₂ガス圧が５．０×１０^-5
〜２．０×１０^-2Ｐａとなるように窒化鉄の量を調整す
る。

【００２３】このように、エージング工程前のゲッタフ
ラッシュ工程で予めＡｒガスまたはＮ₂ガスを含ませた
ゲッタ材を用いることにより、エージング工程における
ＡｒガスまたはＮ₂ガスを制御することができる。これ
により、エージング工程もしくはラスターエージング工
程中に、管内でカソードから放射された電子によってガ
ス分子が正極性にイオン化され、このイオン化されたガ
ス分子が低電圧側に衝突するイオンボンバードと呼ばれ
る現象が現われる。このイオンボンバードにより、低電
圧側である陰極のエミッタ表面にイオン化されたガス分
子が衝突し、その結果、エミッタ表面がクリーニングさ
れる。これにより、エージング工程中にＣＨ₄や酸化性
ガスに汚染されやすいカソード表面がクリーニングされ
るため、活性化が促され、エージング直後のエミッショ
ン低下が抑えられる。

【００２４】また、図１の製造過程のうち、ゲッタフラ
ッシュ工程において、ゲッタ材を飛散させるとともにＨ
₂ガスを放出させてもよく、例えば、チタン等の水素吸
蔵合金をゲッタ装置に取り付けることでこれを実現でき
る。このようにすると、ゲッタフラッシュ工程において
温度が上昇されることで、水素吸蔵合金からＨ₂ガスが
放出される。この場合には、後のエージング工程におい
てＨ₂ガス圧が２．０×１０^-5〜２．０×１０^-2Ｐａと
なるように水素吸蔵合金等の量を調整する。

【００２５】このように、ゲッタフラッシュ工程におい
てＨ₂ガスを放出させることによって、エージング中に
次の化学反応が起こる。

【００２６】Ｈ₂＋ＢａＯ→Ｈ₂Ｏ＋Ｂａこの反応により、通常の熱電流活性による電子放射物質
からの遊離Ｂａに加えて、電子放射物質が還元されて生
成されるＢａが存在するので、更なる電子放射物質層の
活性化効果があり、従来に比べエミッションの低下を抑
えることができる。

【００２７】以上に述べたような、エージング工程前に
管内に放出されエージング工程で作用するこれらのＡｒ
ガス、Ｎ₂ガス、Ｈ₂ガスには、エージング工程後にも管
内に残る残留分もしくは余剰分があり、エージング後に
不必要となるこれらの残留分および余剰分は排除されな
ければならない。ここで、Ｎ₂ガス、Ｈ₂ガスはライフ中
に活性ガスとしてゲッタ被膜に吸着されていくので問題
はない。一方、Ａｒの不活性ガスは、イオン化されて低
圧側、高圧側へ打ち込まれるので経時的に低下はするも
ののその程度はさほど大きくはなく、残留分として高い
値となる。このＡｒの不活性ガスを最小限に抑えるため
には、図１の製造過程において、Ａｒをイオン化して特
定の電極に吸着させることで管内真空度を高めるイオン
エージング工程と呼ばれる工程をラスターエージング工
程後に取り入れるのが望ましい。

【００２８】なお、本実施の形態では、エージング工程
前に特定のガスを放出させる方法として、エージング工
程前のゲッタフラッシュ工程でゲッタ装置よりガスを放
出させるために、ゲッタ材にＡｒガスやＮ₂ガスを予め
含ませる、もしくは、Ｈ₂ガスを放出させるためにゲッ
タ装置に水素吸蔵合金を備える例を示した。このように
すると、ゲッタフラッシュさせる際の高温状態をそのま
ま利用して容易にガスを放出させることができ、また、
ゲッタ装置に簡単なガス放出手段を備えるだけでこれを
実現できる。ただし、このようなものに限らず、その他
の方法としては、エージング工程前にガスを放出させる
ための高温工程をゲッタフラッシュ工程以外に別に設け
てもよいし、また、ガスを放出する管内部品として、ゲ
ッタ装置ではない特別の部品を新たに管内に設けてもよ
い。

【００２９】次に、本発明の効果について、実験結果を
示して説明する。

【００３０】図４は、エージング工程でのガス圧を制御
して製造した陰極について、ガス圧の変化に対する初期
のエミッション率の変化を示したものである。曲線２４
はＡｒガス圧を、また、曲線２５はＮ₂ガス圧を、曲線
２６はＨ₂ガス圧をそれぞれ変化させた際に、それぞれ
のガス圧で製造した陰極の動作開始時エミッションを１
００％とした場合の５分経過後のエミッション率を示
す。

【００３１】Ａｒガス圧、もしくは、Ｎ₂ガス圧が高す
ぎると、ボンバードクリーニング作用が現われる以前に
ガスによるエミッタの損傷のためにエミッションが大き
く低下してしまう。また、Ｈ₂ガス圧が高すぎると、還
元反応で発生するＨ₂Ｏの圧力が高くなりすぎてカソー
ド表面を汚染してしまい、エミッションを低下させてし
まう。また、これらのＡｒガス圧、もしくは、Ｎ₂ガス
圧、または、Ｈ₂ガス圧が低すぎる場合には、ＣＨ₄や酸
化性ガスによるエミッタ表面の汚染を防止する効果が充
分発揮されないため、これもエミッションが低下してし
まう原因となる。

【００３２】エージング工程において、陰極線管内のＡ
ｒガス圧を２．０×１０^-5〜２．０×１０^-2Ｐａ、もし
くは、Ｎ₂ガス圧を５．０×１０^-5〜２．０×１０^-2Ｐ
ａ、または、Ｈ₂ガス圧を２．０×１０^-5〜２．０×１
０^-2Ｐａとすることが望ましく、このようにすることに
より、エミッションの低下が少ない、電子放射特性の優
れた陰極線管を実現できる。

【００３３】なお、これら３種類のガスは、Ａｒガス、
Ｎ₂ガス、Ｈ₂ガスのうちどれか一つをエージング工程前
に管内に放出させることでエミッション低下を抑制する
効果を奏するが、イオンボンバード現象を起こすＡｒガ
スまたはＮ₂ガスのどちらかと、Ｂａ還元作用をもつＨ₂
ガスとの２種類のガスを併せてエージング工程前に管内
に放出させると、より高い効果を得られる。

【００３４】図５は陰極線管の加速的なライフ試験の結
果を示している。図中の曲線２７はＡｒガス圧を、ま
た、曲線２８はＮ₂ガス圧を、曲線２９はＨ₂ガス圧を、
エージング工程においてそれぞれ１．０×１０^-3Ｐａと
して製造した陰極線管の、ライフ試験開始時のエミッシ
ョンを１００％とした場合の経時的なエミッション率を
示し、また、曲線３０は、エージング工程前に特別なガ
ス放出を行わない従来の陰極線管の、ライフ試験開始時
のエミッションを１００％とした場合の経時的なエミッ
ション率を示す。従来の陰極線管は、寿命試験開始後の
初期に活性化不足があり、１００時間ほど経過した頃に
活性化してエミッションのピークが現れ、その後は急激
にエッミッション率が低下する。これに対し、エージン
グ前に特定のガスを管内に放出してエージング工程にお
けるガス圧を制御した陰極線管は、初期から緩やかにエ
ミッションが低下していくので、長時間経過後のエミッ
ション低下が少なく、長寿命の陰極線管となる。

【００３５】

【発明の効果】以上のように、本発明のようにエージン
グ工程前に管内に特定のガスを放出させてエージング工
程におけるガス圧を制御することによって、従来のエー
ジング工程での活性化で得られる電子放射特性をさらに
向上させることができ、長期間にわたって良好な電子放
射特性を有する陰極線管を製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の陰極線管の製造方法における工程の流
れの部分的な一例を示す図

【図２】陰極線管の一例を示す部分断面図

【図３】陰極の一例を示す部分断面図

【図4】エージング工程でのガス圧と初期エミッション
率との関係を示す図

【図５】本発明の製造方法で得られる陰極線管と従来の
陰極線管とのライフ試験におけるエミッション率を比較
する図

【符号の説明】

２２エージング工程

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】陰極線管の製造方法において、エージン
グ工程前に陰極線管内でＡｒガス、Ｎ₂ガス、Ｈ₂ガスの
うち少なくとも一種類の特定ガスを管内部品から放出さ
せることにより、前記エージング工程における前記陰極
線管内の前記特定ガスのガス圧を制御することを特徴と
する陰極線管の製造方法。
【請求項２】前記特定ガスがＡｒガスであり、前記エ
ージング工程における前記陰極線管内のＡｒガス圧が
２．０×１０^-5〜２．０×１０^-2Ｐａである請求項１記
載の陰極線管の製造方法。
【請求項３】前記特定ガスがＮ₂ガスであり、前記エ
ージング工程における前記陰極線管内のＮ₂ガス圧が
５．０×１０^-5〜２．０×１０^-2Ｐａである請求項１記
載の陰極線管の製造方法。
【請求項４】前記特定ガスがＨ₂ガスであり、前記エ
ージング工程における前記陰極線管内のＨ₂ガス圧が
２．０×１０^-5〜２．０×１０^-2Ｐａである請求項１記
載の陰極線管の製造方法。
【請求項５】前記管内部品がゲッタ装置であり、ゲッ
タフラッシュにより前記特定ガスが放出される請求項１
〜４記載の陰極線管の製造方法。