JP3290789B2 - 電子管用ゲッタ装置 - Google Patents

電子管用ゲッタ装置

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忠毅 岡井
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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、電子管用のゲッタ装置
に係り、特に高品位電子管に使用される気化性ゲッタ装
置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来から、カラーテレビジョン等に使用
される電子管においては、排気終了後の管内の不要な酸
化性ガス等を完全に除去するために、ゲッタ装置が使用
されている。ゲッタ装置は、例えばステンレス等の金属
製のゲッタ容器内に、 Ba-Al合金粉末とNi粉末との混合
粉末からなる所定量のゲッタ材を充填したものであり、
通常排気、封止された電子管内の所定の位置に配設され
る。そして、高周波誘導加熱等の外部からの加熱により
Baを気化(以下、ゲッタフラッシュと記す)させ、管内
壁にBaのゲッタ膜を形成する。しかし、このようなゲッ
タ装置は、電子管の組立て工程で余儀なく所望しない加
熱を被る場合がある。
【0003】例えば、最近の大型電子管やCDT(カラ
ーディスプレイ用電子管)等においては、高品位化の要
求を満たすための高解像度化の実現により、偏向ヨーク
の周波数の向上が図られ、それによりゲッタ装置をマス
クフレーム等に取付けることを余儀なくされている。す
なわち、従来からゲッタ装置は、電子銃のコンバー部に
ステンレス製のアンテナを介して取付けられてきたが、
偏向ヨーク内に配置されたアンテナのごくわずかの磁性
により、電子銃から発射される電子ビームが影響を受
け、所定の位置にビームが当たらず色ずれが発生すると
いう問題があった。このような問題から、ゲッタ装置の
偏向ヨーク以外のマスクフレーム等への取付けが余儀な
くされている。そして、このようなゲッタ装置の取付け
は、電子管を構成するパネル部とファンネル部との接合
の前に行われ、ゲッタ装置の取付け後、大気中約 450℃
で 1時間程度加熱し、ガラスフリットによりパネル部と
ファンネル部とを封着している。
【0004】しかし、通常の Ba-Al合金(例えばBaA
l4 )粉末とNi粉末との混合粉末(混合重量比 1:1)を
含有するゲッタ材は、上述したように、大気中約 450℃
で 1時間加熱されると酸化し、酸化ニッケル(NiO)を生
ずる。そして、ゲッタ装置内にNiOが生成されると、 Ni
OとBaAl4 とが高温で急激に反応するため、ゲッタフラ
ッシュの際にBaの爆発的な飛散がもたらされ、 NiOの生
成量がさらに多くなると、金属製のゲッタ容器までが溶
断して、ゲッタ材と共に爆発的に飛散するようになる。
このようなBaの爆発的な飛散は、例えばカラーテレビジ
ョン用等の電子管において、耐圧不良等の大きな原因と
なるため、絶対に避けなければならない。以上の理由か
ら、大気中で高温に曝されてもゲッタ材の酸化が起こら
ず、なんら障害を生じないゲッタ装置が必要とされてい
る。
【0005】従来から、このような目的のために、ゲッ
タ材の表面に有機シランを被覆したゲッタ装置(特開昭
52-84960号公報参照)や、酸化シリコンを被覆したゲッ
タ装置(特開昭 52-139355号公報参照)が提案されてい
る。例えば、特開昭52-84960号公報には、アルキル、ア
リール、アラルキル、アルカリール、または水素を含む
ポリシロキサン等の有機シランにより被覆されたゲッタ
材を有する装置が、大気中 420℃で 1時間の加熱に耐
え、爆発的な飛散を呈することなく、Baを蒸発気化させ
得ることが記されている。
【0006】しかし、このように有機シランにより被覆
されたゲッタ装置は、その使用において次のような欠点
を有している。すなわち、このゲッタ装置は、ゲッタフ
ラッシュの際に主として炭化水素系の気体を多量に放出
し、その放出気体は容易にゲッタ膜に吸着されないた
め、ゲッタフラッシュ後しばらくの間は、管内圧力が0.
133Pa程度の低真空度に放置される。周知のように、多
量の残留ガスは、テレビジョン用電子管等の高電圧が負
荷された空間内では、イオン化された後加速されて陰極
または陽極に衝突する。そして、このようなスパッタリ
ング効果により、陰極上の電子放射性物質の一部分が他
の好ましくない箇所に被着し、耐圧特性を著しく劣化さ
せる結果になることが容易に推察される。
【0007】また、特開昭 52-139355号公報において
は、ゲッタ材が酸化シリコン層により被覆されたゲッタ
装置が、大気中約 450℃ 1時間の加熱に耐えることが記
され、さらにこのような酸化シリコン層が、ゲッタ装置
を例えばエチルシリケート溶液中に浸漬した後に残るケ
イ酸塩を、真空中 120℃に加熱することにより得られる
ことが示されている。こうして得られるゲッタ装置は、
以下に示すように、高温酸化に対してある程度の耐酸化
性を示す。すなわち、ゲッタ材表面を酸化シリコン層で
被覆した装置を、大気中で約 450℃ 1時間の加熱をした
後、真空中でゲッタフラッシュをさせた場合、Baの爆発
的な飛散の程度がかなり改善され、少量のゲッタ材の脱
落と一部焼結したゲッタ材の容器外への浮き上がりが認
められる程度とすることができる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ゲッタ
材中のNiの酸化によるBaの爆発的な飛散とゲッタ材の浮
き上がりは、いかに軽度のものであっても耐圧特性を著
しく劣化させるため、完全に避けなければならない。ま
た、このような爆発的な飛散は、管内の所望しない箇所
への飛散粒子の被着を生起し、耐圧特性の劣化のみなら
ず回路の短絡を引き起こす場合さえある。さらに、ゲッ
タ材の浮き上がりは、管内の不所望な箇所へのBa膜の形
成を引き起こし、これもまた耐圧特性を劣化させる原因
となる。
【0009】本発明は、このような課題に対処するため
になされたもので、耐高温酸化性を有し、使用に際して
ゲッタ材の爆発的な飛散や浮き上がりのような障害を伴
うことのない、高品位電子管用のゲッタ装置を提供する
ことを目的としている。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明の電子管用ゲッタ
装置は、金属製のゲッタ容器内にゲッタ材を充填してな
る電子管用ゲッタ装置において、前記ゲッタ材は、少な
くとも Ba-Al合金粉末と Ni-Al合金粉末とを含むことを
特徴としている。
【0011】本発明に使用される Ni-Al合金粉末として
は、 Ba-Al合金粉末の組成や Ba-Al合金粉末との混合比
によっても異なるが、基本的にはゲッタフッシュ後の残
渣となる Ni-Al(Ba-Al合金粉末中のAlも含む)が、Niと
Alとの金属間化合物例えばNi3 AlやNiAl等を形成し得る
ような組成比のものを用いるものとする。具体的には、
例えば Ni:Al=75mol%:25mol%や Ni:Al=50mol%:50mol%の
比率で混合溶融した合金を、アトマイズ法等により粉末
化した後、ふるい分けすることにより製造される。Niと
Alとの組成比は、Al量を25〜50mol%程度の範囲で調整し
てもよい。 Ni-Al金粉末の平均粒径は、 3〜 7μm 程度
とすることが好ましい。このような Ni-Al合金粉末にお
いては、ゲッタフラッシュ前の加熱に対して、粉体表面
近傍のAlが酸化することによって、それ以上の酸化すな
わち NiOの生成が抑制される。
【0012】また、 Ba-Al合金粉末としては、同様な方
法により製造された平均粒径が 210〜50μm 程度のもの
を使用することが好ましい。そして、このような Ba-Al
合金粉末と、上述した Ni-Al合金粉末との混合比率は、
これら合金粉末の組成比を考慮した上で設定するものと
するが、具体的には重量比で 60:40〜 40:60程度の範囲
とすることが好ましい。
【0013】また、本発明においては、ゲッタ材の流れ
性を上げ、プレスによる充填性を向上させるために、上
記した Ni-Al合金粉末と共に、Ni粉末を併用することが
できる。Ni粉末としては、平均粒径が 1〜 7μm 程度の
ものを使用することが好ましい。また、Ni粉末は、 Ni-
Al合金粉末に対して30重量% 以下程度の範囲で使用する
ことが好ましい。Ni粉末の使用量が Ni-Al合金粉末の40
重量% を超えると、耐高温酸化性が不十分となり、Baの
爆発的な飛散を招くおそれが生じる。
【0014】本発明の電子管用ゲッタ装置は、上述した
ような Ba-Al合金粉末と Ni-Al合金粉末とを、あるいは
Ba-Al合金粉末と Ni-Al合金粉末とNi粉末とを、所望の
混合比率で機械的に混合し、この混合物を金属製のゲッ
タ容器内に充填して、プレス装置等で加圧することによ
り得られる。
【0015】
【作用】本発明の電子管用ゲッタ装置においては、ゲッ
タ材として、 Ba-Al合金粉末と共に Ni-Al合金粉末を使
用している。この Ni-Al合金粉末は、大気中での高温加
熱(例えば電子管のパネル部とファンネル部との封着時
の加熱工程)によっても、Alの酸化層(Al2 O 3 )がNi
の酸化を抑えるため、酸化ニッケル(NiO)の生成を防止
することができる。従って、Baの爆発的な飛散やゲッタ
材の浮き上がりを防止することができ、安定したゲッタ
フラッシュを実現することが可能となる。また、ゲッタ
フラッシュ後においては、従来のゲッタ材と同様に、Ni
とAlとの金属間化合物(NiAl、Ni3 Al等)を生成して安
定化するため、電子管の動作等に対して悪影響を及ぼす
こともない。
【0016】
【実施例】次に、本発明の電子管用ゲッタ装置の実施例
について説明する。
【0017】実施例1 まず、 Ni:Al=75mol%:25mol%の比率で混合溶融した合金
を、アトマイズ法により粉末化した後にふるい分けし
て、平均粒径が 7μm の Ni-Al合金粉末を作製した。次
に、この Ni-Al合金粉末と、平均粒径が 100μm の Ba-
Al合金粉末(組成比;Ba:Al=55:45(重量比))とを、
重量比で 1:1となるように混合した。
【0018】次に、 Ni-Al合金粉末と Ba-Al合金粉末と
の混合粉末に、窒素の供給放出源として数% の窒化鉄粉
末を加えてゲッタ材とした。このゲッタ材を、外径20m
m、内径10mm、高さ 2.0mmの断面U字形のステンレス製
環状ゲッタ容器内に充填し、プレス装置により加圧し
て、目的とする窒素放出源を有する発熱型Baゲッタ装置
を作製した。
【0019】このようにして得られたゲッタ装置を、大
気中 450℃で 2時間加熱した後、酸化ニッケル(NiO)の
生成量を測定したところ、ほとんど NiOが生成されてい
ないことが確認された。また、上記大気中での加熱を行
った後のゲッタ装置を、真空排気された真空容器内に設
置し、外部から高周波により誘導加熱して、ゲッタフラ
ッシュを行った。そして、このときのBa飛散量と放出ガ
ス量を測定したところ、フラッシュ開始時間13秒で、Ba
飛散量 120mg、放出ガス量10.6Pa・l と良好な結果が得
られた。これらの値は、従来のBa-Al 合金粉末とNi粉末
との混合粉末を用いたゲッタ装置において、大気中加熱
を行うことなくゲッタフラッシュさせた場合と同様な値
である。また、形成したBa膜の分布を調べたところ、均
一にBaの飛散が行われたことを確認した。
【0020】なお、本発明との比較として、Ba-Al 合金
粉末とNi粉末との混合粉末(重量比=1:1)を用いたゲッ
タ装置を、大気中 450℃で 2時間加熱した後、酸化ニッ
ケル(NiO)の生成量を酸化増量にて測定したところ、
7.0重量% と多量に NiOが生成されていた。また、この
ゲッタ装置を、真空排気された真空容器内に設置し、外
部から高周波により誘導加熱して、ゲッタフラッシュを
行ったところ、Baの爆発的な飛散が起こり、フラッシュ
開始時間13秒で、Ba飛散量50mg、放出ガス量23.2Pa・l
という結果が得られた。
【0021】実施例2 Ni:Al=50mol%:50mol%の比率で混合溶融した合金を、ア
トマイズ法により粉末化した後にふるい分けして、平均
粒径が 7μm の Ni-Al合金粉末を作製した。次いで、こ
の Ni-Al合金粉末と、平均粒径が 100μm の Ba-Al合金
粉末とを、重量比で 1:1となるように混合した。
【0022】次に、 Ni-Al合金粉末と Ba-Al合金粉末と
の混合粉末に、窒素の供給放出源として数% の窒化鉄粉
末を加えてゲッタ材とした。このゲッタ材を、外径20m
m、内径10mm、高さ 2.0mmの断面U字形のステンレス製
環状ゲッタ容器内に充填し、プレス装置により加圧し
て、目的とする窒素放出源を有する発熱型Baゲッタ装置
を作製した。
【0023】このようにして得られたゲッタ装置を、大
気中 450℃で 2時間加熱した後、酸化ニッケル(NiO)の
生成量を測定したところ、ほとんど NiOが生成されてい
ないことが確認された。また、上記大気中での加熱を行
った後のゲッタ装置を、真空排気された真空容器内に設
置し、外部から高周波により誘導加熱して、ゲッタフラ
ッシュを行った。そして、このときのBa飛散量と放出ガ
ス量を測定したところ、フラッシュ開始時間13秒で、Ba
飛散量 100mg、放出ガス量 9.8Pa・l と、飛散量は多少
減少するも使用可能な範囲であった。
【0024】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の電子管用
ゲッタ装置によれば、大気中で高温加熱を行っても、酸
化ニッケルがほとんど生成されないため、Baの爆発的な
飛散やゲッタ容器の酸化を引き起こすことがなく、よっ
て安定して均一なゲッタフラッシュを起こすことができ
る。従って、本発明のゲッタ装置は、高品位の電子管に
対して特に優れた効果を発揮し、電子管の品質および信
頼性の向上に大きく寄与するものである。
【0025】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01J 29/94 H01J 7/18

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 金属製のゲッタ容器内にゲッタ材を充填
    してなる電子管用ゲッタ装置において、 前記ゲッタ材は、少なくとも Ba-Al合金粉末と Ni-Al合
    金粉末とを含むことを特徴とする電子管用ゲッタ装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101747451B1 (ko) * 2009-06-01 2017-06-27 스미또모 가가꾸 가부시키가이샤 전자 장치용의 개선된 전극들에 대한 제형들

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101747451B1 (ko) * 2009-06-01 2017-06-27 스미또모 가가꾸 가부시키가이샤 전자 장치용의 개선된 전극들에 대한 제형들

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