(57)【要約】【課題】  陰極線管の残留ガスを調べる場合、個々の成分の量を測定できないという問題があった。また、陰極線管の管内ガス起因による寿命試験を短時間に行う適切な方法がなく、数千から数万時間の寿命試験が必要であった。【解決手段】  恒温槽２で、陰極線管３を一定レートで昇温し、その際に管内で脱離する残留ガスを真空チャンバ５内に導き、質量分析計８で個々の残留ガス成分の量を検出する。また、製造工程の異なる陰極線管３において残留ガス成分の量を検出し、この検出結果を比較することにより、陰極線管の信頼性を評価する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空管装置内の残留ガスを検出するための真空管装置の残留ガス検出装置において、
前記真空管装置を収容し、該真空管装置の温度が目標温度となるように、該真空管装置を少なくとも加熱する恒温手段と、
外部から隔離された状態で、前記真空管装置の所定の開封箇所を通じて該真空管装置の内部空間につながる中空部を有する隔離手段と、
前記中空部を排気する排気手段と、
前記中空部のガス成分の量を検出する質量分析手段と、
を有し、
前記真空管装置を昇温する過程で、前記真空管装置の内部から、前記中空部に放出されるガスの所望成分の量を検出することを特徴とする真空管装置の残留ガス検出装置。
【請求項２】
前記恒温手段は、前記真空管装置の所定箇所の温度情報を得て、該温度情報が前記目標温度に対応するように前記真空管装置を加熱することを特徴とする請求項１記載の真空管装置の残留ガス検出装置。
【請求項３】
前記恒温手段は、シリコーンオイルに前記真空管装置を浸した状態で、前記シリコーンオイルを介して前記真空管装置を加熱することを特徴とする請求項１又は２記載の真空管装置の残留ガス検出装置。
【請求項４】
前記隔離手段は、前記開封箇所を開封するための作用手段を有することを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の真空管装置の残留ガス検出装置。
【請求項５】
前記隔離手段は、前記真空管装置の一部を挿入する挿入部と、該挿入部に前記真空管装置の一部を挿入した時の隙間を埋めるＯ−リングとを有することを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の真空管装置の残留ガス検出装置。
【請求項６】
請求項１乃至５の何れかに記載の真空管装置の残留ガス検出装置によって、前記真空管装置の昇温、及び前記真空管装置の内部空間から前記中空部に放出されるガスの所望成分の量の検出を行い、
前記真空管装置を略一定の割合で昇温させ、昇温時に検出されるガスの所望成分の量を求めることによって、前記真空管装置の信頼性を判断することを特徴とする真空管装置の信頼性評価方法。
【請求項７】
製造工程の異なる真空管装置の個々の前記所望成分の量を求め、比較することによって、真空管装置の信頼性を判断することを特徴とする請求項６記載の真空管装置の信頼性評価方法。
【請求項８】
内部にゲッタ機能を持たない真空管装置の個々の前記所望成分の量を求めることによって前記真空管の信頼性を判断することを特徴とする請求項６又は７記載の真空管装置の信頼性評価方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、真空管装置の残留ガス検出装置及び信頼性評価方法に関し、特に陰極線管や電界電子放出装置などを昇温し、その際に放出される残留ガスを検出する残留ガス検出装置及び検出されたガスに基づく真空管装置の信頼性評価方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の装置として、例えば以下のようなものがあった。
陰極線管を１５０℃〜２５０℃まで上昇させ、この温度を一定時間保持させると、ゲッタの触媒作用で水蒸気や一酸化炭素、二酸化炭素がゲッタの吸収しにくいメタンガスに変わる。このメタンガスの生成が多くてゲッタの吸収能力が十分でない場合には、陰極線管を冷却した後も管内ガスのまま残る。そこで、冷却しながらガスレシオを測定することにより、陰極線管の管内ガス起因の寿命特性を評価する（例えば特許文献１）。
【０００３】
また、陰極線管のファンネルガラス内面に塗布するグラファイトを金属試料片に形成し、真空容器内で抵抗加熱した時の放出ガスを分析・評価しているものもある（例えば、非特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開平７―２２６１５９号公報（第２頁、図１）
【非特許文献１】橋場 正男・廣畑 優子 他著、「真空」第４１巻  第４号、１９９８年、（第４４０−４４７頁）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
以上のように、従来の真空管装置の評価装置では、陰極線管のガスレシオを測定することで、ゲッタの触媒作用で生成したメタンガスの多少を調べている。従って、このメタンガスを計測することによって、管内に吸着或いは浮遊して残留した水蒸気、一酸化炭素、二酸化炭素等のトータル量を知ることができるが、個々のガス成分やその成分比率は明らかでない。ところが、ガス成分の種類によって陰極の電子放射劣化に及ぼす影響度が異なる。
【０００６】
Ｓ．Ｉｔｏｈ、他著の「Ｊ．Ｖａｃ．Ｓｃｉ．Ｔｅｃｈｎｏｌ．」（第Ａ５巻、第６号、１９８７年、第３４３０−３４３５頁）には、二酸化炭素が、一酸化炭素に比べ、陰極の電子放射劣化に及ぼす影響が約十倍程度も大きい旨の実験結果が報告されている。
【０００７】
メタンや一酸化炭素、二酸化炭素は、陰極を形成するバリウムと反応して電子放射能力を劣化するが、ガスが陰極から再放出されたり、陰極に含まれる還元剤によって新たにバリウムが生成されると、電子放射能力が回復する。一方、水蒸気の場合、正常な酸化バリウムより融点が低い水酸化バリウムが陰極に形成され、動作条件の温度で融けてしまう。この場合は、電子放射能力は回復することなく陰極は永久破壊される。
【０００８】
以上のように、管内に残留するガス種とその量を知ることが陰極線管の寿命特性を評価するのに必要であるが、従来の真空管装置の評価装置では、残留ガスのトータル量をメタンの量として測定するのみであり、ガス種とその量について測定できないという問題点があった。
【０００９】
別の、従来の真空管装置の評価装置は、陰極線管のファンネルガラス内面に塗布するグラファイトを金属試料片に形成し、真空チャンバ内で抵抗加熱した時の放出ガスを分析するものであるため、種類の異なるグラファイトを比較測定することで、個々のグラファイトを陰極線管に採用した際の信頼性への各影響を、比較し或いはある程度予測する場合には適しているが、実際に陰極線管に用いた際の、使用経過等の諸条件に伴う信頼性を評価するのは困難であるという問題点があった。
【００１０】
なぜならば、試料片の金属に塗布した表面とファンネルガラスに塗布した表面の状態が同じとは限らず、例えば下地の濡れ性の違いにより表面の多孔性に差異が生ずれば、ガス吸着性に差が現れる。その結果、試料片測定時のガス放出量が、実際の陰極線管のガス放出量と異なってしまう。また、試料片は陰極線管の製造工程によって擬似的には処理できるが、雰囲気も含めた熱処理工程、及びグラファイト表面積も考慮して排気コンダクタンスを揃えた排気工程を、同一とするのは困難で、結局測定時の放出量が試験と実陰極線管で異なるという問題点があった。なお、通常の工程を経た陰極線管からグラファィトを取り出して測定した場合にも一旦大気に晒されるためこのとき吸着する水分等の影響を受けるという問題点があった。
【００１１】
更にマスク、フレーム材の種類等が異なる場合や排気温度や処理時間等、工程が異なる陰極線管の信頼性評価の場合、管内に用いている全ての部材について比較測定する必要が生じ、測定回数、時間が多大となるという問題点があった。ここでの各部材の測定についても前記のグラファイトと同じ問題点があった。
【００１２】
一般には、陰極線管の管内ガス起因による寿命試験を短時間に行う適切な方法がなく、数千から数万時間の寿命試験が必要であった。
【００１３】
本発明の目的は、上述のような問題点を解消するためになされたもので、陰極線管等の真空管装置を昇温したときの管内からの放出ガスを個々に検出し、陰極の電子放射能力に及ぼす影響、寿命特性についての適切な評価を可能とする残留ガス検出装置、及び排気温度や処理時間等、製造工程が異なる陰極線管についての信頼性の評価を可能とする信頼性評価方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の真空管装置の残留ガス検出装置は、真空管装置内の残留ガスを検出するための真空管装置の残留ガス検出装置において、
前記真空管装置を収容し、該真空管装置の温度が目標温度となるように、該真空管装置を少なくとも加熱する恒温手段と、外部から隔離された状態で、前記真空管装置の所定の開封箇所を通じて該真空管装置の内部空間につながる中空部を有する隔離手段と、前記中空部を排気する排気手段と、前記中空部のガス成分の量を検出する質量分析手段と、
を有し、前記真空管装置を昇温する過程で、前記真空管装置の内部から、前記中空部に放出されるガスの所望成分の量を検出することを特徴とする。
【００１５】
また別の発明による真空管装置の信頼性評価方法は、上記の真空管装置の残留ガス検出装置によって、前記真空管装置の昇温、及び前記真空管装置の内部空間から前記中空部に放出されるガスの所望成分の量の検出を行い、
前記真空管装置を略一定の割合で昇温させ、昇温時に検出されるガスの所望成分の量を求めることによって、前記真空管装置の信頼性を判断することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、陰極線管を昇温したときの残留ガスを管内から放出させ、この放出ガスの各成分とその量について個々に測定することができ、陰極線管の信頼性を評価するうえで、細かい分析が可能となる。また、放出ガス成分とその量を分析することで、長時間の寿命試験を行うことなく陰極線管の信頼性を評価することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
実施の形態１．
図１は、本発明による実施の形態１の真空管装置の残留ガス検出装置１の要部構成を模式的に示す要部構成図である。
【００１８】
同図中、恒温槽２は、その内部に試験用の陰極線管３のネック部を除く主要部を収容可能とし、その側部には恒温槽内部の内部温度を変えるための加熱／冷却ユニット４が配設されている。真空チャンバ５は、陰極線管３のネック部３ａが嵌入可能なネック挿入部５ａを有し、このネック挿入部５ａには、陰極線管３のネック部３ａが挿入された際に、隙間を密閉するためのＯ−リング６が、挿入方向の２箇所に配設されている。
【００１９】
排気手段としての真空ポンプ７は、真空チャンバ５の内部を排気するために配置され、イオンスパッタポンプ、ターボ分子ポンプ、或いは油拡散ポンプ等が用いられる。質量分析手段としての質量分析計８は、マスフィルタ（四重極）等を含むイオン源、マスフィルタ等を含む分析管８ａを真空チャンバ５内に配置して真空チャンバ５内の個々のガス成分の質量分析を行なう。作用手段としての直線導入端子９は、真空チャンバ５外に延在する操作部９ａを操作することによって、真空チャンバ５内に位置する陰極線管３のネック部３ａに形成されたチップ管部分を開封するために配設されている。尚、真空チャンバ５、Ｏ−リング６及び直線導入端子９が隔離手段に相当し、真空チャンバ５内が中空部に相当する。
【００２０】
温度コントローラ１０は、恒温槽２に収容された陰極線管３の所定位置の温度を検出する温度制御用温度センサ１１から温度データを入力し、その検出温度がデータ処理装置１３で指定された温度となるように、加熱／冷却ユニット４を制御する。データ処理装置１３は、温度コントローラ１０に、陰極線管３の温度を指定するための温度指定信号を出力すると共に、恒温槽２に収容された陰極線管３の所定位置の温度を検出する温度測定用温度センサ１２から温度データを、そして質量分析計８から量分析データを入力し、後述するように、陰極線管３の昇温時における陰極線管３の温度データと、検出された各ガスの量データとの相互関係を求めるためのデータ処理を行う。尚、恒温槽２、加熱冷却ユニット４、温度制御用温度センサ１１、及び温度コントローラ１０が恒温手段に相当する。
【００２１】
以上の構成において、陰極線管３内の残留ガスの測定方法について、その処理手順を示す図３のフローチャートを参照しながら、以下に説明する。
【００２２】
先ず、陰極線管３を残留ガス検出装置１にセットする（ステップ１）。このとき、陰極線管３は、そのネック部３ａの一部を除いて、大部分が恒温槽２に収容されるように、恒温槽２内に配置された図示しない保持手段によって保持される。そして、真空チャンバ５が、そのネック挿入部５ａに陰極線管３のネック部３ａを挿入するように配置される。
【００２３】
このため、真空チャンバ５、質量分析計８、真空ポンプ７及び直線挿入端子９は、例えば、一体的に矢印Ａ，Ｂ方向にスライド可能に図示しない保持手段によって保持されているものとする。このとき、Ｏ−リング６によって、ネック部３ａとネック挿入部５ａとの隙間が埋められて真空チャンバ５内は外部から密閉される。このＯ−リング６は、高耐熱性の弗素系樹脂を用いるのが好ましく、更に同図に示すように、傾きを抑えるため２個以上は配置するのが好ましい。
【００２４】
尚、陰極線管３の電子銃に電圧印加するステムピン（図示せず）の絶縁及びクラックを防止するため、ネック端にベース、ベースシリコーンが付着しているが、これらは、陰極線管３をセットする前に、予め有機溶剤等で除去しておくものとする。また陰極線管３のネック部３ａに形成されたチップ管部分は、後述するように、真空チャンバ５内で切断されるが、このため陰極線管３をセットする前に、チップ管切断予定部に予めダイヤモンドカッター等による罫書きによって傷を付けておくことが好ましい。
【００２５】
次に、真空ポンプ７で真空チャンバ５内を排気する（ステップ２）。このとき、真空ポンプ７はイオンスパッタポンプ、ターボ分子ポンプ、油拡散ポンプなどを用い、必要に応じて油回転ポンプなどの補助ポンプと組合せて用いる。尚、管内ガスの測定感度を高くするためバックグラウンドを下げる必要がある。このため、この排気の際に、真空チャンバ５を一旦加熱（加熱装置は図示せず）し、排気は継続したまま、再び温度を室温まで冷却する処理を行う。
【００２６】
次に、直線導入端子９を移動させ、陰極線管３のネック部３ａに形成されたチップ管部分の、前記したように、予め罫書きされた箇所を押し割って開封する（ステップ３）。このとき、真空チャンバ５内は、陰極線管３内より低気圧としておくことにより、室温における陰極線管３内の残留ガスが真空チャンバ５に導かれ、質量分析計８がこの真空チャンバ５に導かれた各ガスの量を測定する（ステップ４）。尚、真空チャンバ５内の真空度を維持するため、真空ポンプ７は、計測中作動させておくことが好ましい。
【００２７】
以上のようにして室温における管内残留ガスを測定後、恒温槽４内に設置された陰極線管３を室温から３００℃まで一定レートで昇温させ、この昇温中に陰極線管３内から真空チェンバ５内に排出されたガスの所望成分の量変化をチェックしてその温度依存性を得る（ステップ５）。
【００２８】
このため、温度コントローラ１０は、温度制御用温度センサ１１で検出した温度と設定温度の関係に基づく指令を加熱／冷却ユニット４に与えて陰極線管３の温度を制御している。加熱は電熱ヒータや赤外線ランプ等を用い、エア撹拌にファンを併用してもよい。
【００２９】
データ処理装置１３は、温度コントローラ１０に対して陰極線管３を室温から３００℃まで一定レートで昇温するように設定温度を指定すると共に、陰極線管３の所定の温度上昇毎に、質量分析計８に対して、その間に真空チェンバ５内に排出されたガスの各成分の量を検出するよう指示し、これ等の量分析データを入力する。そして、温度上昇毎に受けた真空チェンバ５内に排出されるガスの各成分の量データと、そのときの温度とを対比させてメモリし、グラフ等の形態で観測者に提示する。これにより、昇温時に陰極線管から放出されるガスの温度依存性が折れ線グラフ等によって得られる。
【００３０】
尚、質量分析計８が、放出された各ガスの放出量を継続的に検出して、逐次データ処理装置１３にその量分析データを送るものでもよく、この場合、データ処理装置１３は、入力する各量分析データと温度測定用温度センサ１２で検出するその分析時の各検出温度とを対応させてデータ処理することで、同様の温度依存性を得ることができる。
【００３１】
上記した残留ガス検出装置１を用いた測定方法によって、製造工程の時間が異なる２種類の陰極線管について各々残留ガスを検出し、信頼性を評価した。
【００３２】
陰極線管の製造工程には、主にパネル製作工程（蛍光面塗着、熱処理など）、マスク製作工程（溶接、熱処理など）、ファンネル製作工程（グラファイト塗布など）、フリット封止工程（パネル−ファンネル間の封止）、電子銃封止工程、排気(加熱)工程、ベース付け、ゲッタフラッシュなどの工程、エージング工程(陰極活性化)、及びコンディショニング工程(耐電圧向上)などが含まれる。
【００３３】
これらの各工程の、例えば、パネル製作工程におけるパネル蛍光面に使用する有機材料を熱処理する熱処理時間、或いは排気(加熱)工程での排気時間の長短によって、管内に残留するガスの量が左右される。今、これらの工程を標準の製造工程時間をかけて製造した標準的陰極線管と、これらの時間を例えば標準の製造工程時間に対して４％程度短縮して製造した比較用陰極線管の２種類の陰極線管について、上記した残留ガス検出装置１を用いた測定方法によって各々残留ガスを検出し、信頼性を比較評価した。尚、ここでいう標準の製造工程時間とは、これによって製造した標準的陰極線管が、寿命試験において、所期の性能を得ることが出来る程度の製造工程時間とする。
【００３４】
その結果、標準の製造工程時間の標準的陰極線管に比べ、製造工程時間が短い比較用陰極線管は、昇温時に放出する水素が約５倍、メタンが約３倍、一酸化炭素が約１．２倍、二酸化炭素が約１．５倍大きい結果を得た。尚、この放出量の比の算出は、各ガス毎の総放出量を個別に比較して行った。
【００３５】
一方、この評価に用いた試料と同条件で作製した陰極線管の寿命試験を行った結果、２千〜４千時間で両者に差異がみられ、製造工程時間が短い比較用陰極線管が、電子放射能力において、１万時間程度で初期の半減以下に劣化したのに対し、標準の製造工程時間の陰極線管ではこの時点での劣化がみられなかった。
【００３６】
以上の結果は、排気・熱処理等の製造工程時間が短い陰極線管は、これらが標準の製造工程時間の陰極線管に比べ、管内に標準より多くのガスが残留し、動作中に陰極に影響を与えて電子放射能力を劣化させることを示している。そして陰極線管を昇温したときの放出ガスを分析することにより長時間の寿命試験を行うことなく信頼性を評価できることを示す。
【００３７】
以上のように、本実施の形態１の残留ガス検出装置によれば、陰極線管の残留ガスの種類と各残留ガスの量を解析することが可能となる。また、こうして得た陰極線管の残留ガスを解析することによって、長時間の寿命試験を行うことなく、その信頼性を評価することも可能となる。
【００３８】
尚、本実施の形態では、標準的陰極線管と比較用陰極線管の２つの陰極線管の残留ガスを各々検出して相対的に対比し、両者の信頼性を評価したが、寿命試験で諸条件をクリアした標準的陰極線管の残留ガスの各成分の量を予め求め、これを基準値とすることで、以後、比較用陰極線管の残留ガスの各成分の量を求め、上記標準値と比較検討することにより、比較用陰極線管の信頼性を評価することもできる。
【００３９】
実施の形態２．
図２は、本発明による実施の形態２の真空管装置の残留ガス検出装置２１の要部構成を模式的に示す要部構成図である。
【００４０】
この実施の形態２の残留ガス検出装置２１が、前記した実施の形態１の残留ガス検出装置１と主に異なる点は、陰極線管３の昇温にオイルバスを用い、その加熱を電熱ヒータ等により行っている点である。従って、残留ガス検出装置２１が、前記した実施の形態１の残留ガス検出装置１と共通する部分には同符号を付して、説明を省略し、異なる点を重点的に説明する。
【００４１】
同図中、恒温槽２２は、その内部に試験用の陰極線管３のネック部を除く主要部を収容可能とし、その内部がシリコーンオイル２５によって満たされている。これにより、収容した陰極線管３の主要部がこのシリコーンオイル２５に浸された状態とされる。この恒温槽２２の内部の底部近傍には、シリコーンオイル２５に熱を加えるための、電熱ヒータ等の加熱ユニット２４が配設されている。ここで、恒温槽２２、シリコーンオイル２５、及び加熱ユニット２４を総称してオイルバス２６と称す。
【００４２】
尚、恒温槽２２内には、図示しないが、更に、加熱ユニット２４によって熱せられたシリコーンオイル２５を攪拌するためのフィンを配設するのが好ましい。また、恒温槽２２、加熱ユニット２４、温度制御用温度センサ１１、及び温度コントローラ２３が恒温手段に相当する。図示しないが、更にオイルバスからの蒸気を除く局所排気設備を有する方が好ましい。ホルムアルデヒドが１５０℃以上で発生する可能性があるが、この場合、排気により安全となる。
【００４３】
温度コントローラ２３は、恒温槽２に収容された陰極線管３の所定位置の温度を検出する温度制御用温度センサ１１から温度データを入力し、その検出温度がデータ処理装置１３で指定された温度となるように、加熱ユニット２４を制御する。
【００４４】
以上のように、陰極線管３をオイルバス２６によって加熱する方式の真空管装置の残留ガス検出装置２１によって、実施の形態１の説明で定義した標準的陰極線管と比較用陰極線管の２種類の陰極線管について、前記した図３に示すフローチャートに基づく陰極線管３内の残留ガスの測定方法によって、実施の形態1の場合と同様の比較評価を行った。
【００４５】
その結果、標準の製造工程時間の標準的陰極線管に比べ、製造工程時間が短い比較用陰極線管は、昇温時に放出する水素が約７倍、メタンが約５倍、一酸化炭素が約１.８倍、二酸化炭素が約５.５倍大きい結果を得た。
【００４６】
この結果は、実施の形態１で述べた真空管装置の残留ガス検出装置１を用いて行った評価結果に対して、水素が約５倍→約７倍、メタンが約３倍→約５倍、一酸化炭素が約１．５倍→約１．８倍、二酸化炭素が約１．５倍→約５．５倍と、それぞれ各ガスの検出量が増え、分析感度が高くなっている。この感度差は、実施の形態１の残留ガス検出装置１に比して、オイルバスを用いた実施の形態２の残留ガス検出装置２１の、昇温時における陰極線管の各部温度の均一性がより高くなったことによる。
【００４７】
その理由について説明する。温度測定用温度センサ１２と同じ温度測定用温度センサを、ランダムに決めた陰極線管の１０ヶ所の位置に取り付け、実施の形態１の恒温槽２で昇温したときと、実施の形態２の恒温槽２２で昇温したときの各部での温度のばらつきについて比較した。制御用温度センサ１１が５０℃、１００℃、１５０℃、２００℃と上昇していくとき、陰極線管３の１０ヶ所で測った１０点の測定値の標準偏差を、恒温槽２で測定した場合と恒温槽２２で測定した場合とで、それぞれ求めた。その結果、各温度とも、実施の形態１の恒温槽２の方が、実施の形態２の恒温槽２２の約３倍大きく、実施の形態２の恒温槽２２のようにオイルバスとした方が、均一に昇温できていることがわかった。
【００４８】
一方、陰極線管内のゲッタ以外に吸着したガスは、温度が上昇すると脱離して管内壁で衝突を繰り返しながら真空ポンプ７で排気され、質量分析計８で検出される。ところが、陰極線管３の温度が不均一で低い箇所があると、脱離したガスがそこに再吸着しやすくなって放出量が減るため分析感度が鈍くなる。実施の形態２では、上記したように熱媒体としてシリコーンオイルを使用したオイルバスを採用して陰極線管３を均一に昇温させ、このような再吸着を抑制することによって残留ガスの放出量の減少を抑え、質量分析計８による検出量を増やして分析感度を高めている。
【００４９】
陰極線管を昇温したときの放出ガスを分析することによって、長時間の寿命試験を行うことなく陰極線管の信頼性を評価できることは前記したが、本実施の形態２のように、陰極線管の昇温を、オイルバスによって行うことによって、実施の形態１の場合より残留ガスの放出量を高めることができる。その結果、分析感度がより高くなり、信頼性評価の精度をより高めることができる。
【００５０】
尚、本実施の形態では、加熱ユニットとしての例えばヒータの入力電力を制御して一定レートでの昇温を実現したが、オイルバス中に銅パイプを設置して冷却媒体を通す、またはシリコーンオイルを循環させる等の冷却手段を設けてもよい。一つの評価が完了後、次の評価に移るとき３００℃に昇温したオイルを室温に下げる必要があり、このような冷却手段をもつ方が作業効率の向上を図ることができる。
【００５１】
実施の形態３．
実施の形態３は、本発明による真空管装置の信頼性評価方法の一例を説明するものである。
【００５２】
即ち、図２に示すオイルバスを採用した真空管装置の残留ガス検出装置２１を用いて、図３に示すフローチャートに基づく陰極線管３内の残留ガスの測定方法によって、陰極線管３の管内残留ガスを測定するが、その測定試料として、実施の形態２では、ゲッタフラッシュ工程、エージング工程(陰極活性化)、コンディショニング工程(耐電圧向上)等の通常の製造工程を経た陰極線管を用いたのに対して、本実施の形態では、ゲッタフラッシュ前の排気(加熱)工程を経た段階の陰極線管を用いる。その他の測定条件は、全て前記した実施の形態２で行なった評価方法と全く同じなので、説明の重複する点はここでは省略し、説明の異なる点を重点的に以下に記述する。
【００５３】
陰極線管の製造工程には、主にパネル製作工程（蛍光面塗着、熱処理など）、マスク製作工程（溶接、熱処理など）、ファンネル製作工程（グラファイト塗布など）、フリット封止工程（パネル−ファンネル間）、電子銃封止工程、排気(加熱)工程、ベース付け、ゲッタフラッシュなどの工程、エージング工程(陰極活性化)、及びコンディショニング工程(耐電圧向上)などが含まれる。
【００５４】
本実施の形態３での測定試料として使用される陰極線管は、前記したようにゲッタフラッシュ工程前の排気(加熱)工程までが行われた陰極線管であり、管内に残留するガスの量が左右される、例えばパネル製作工程におけるパネル蛍光面に使用する有機材料を熱処理する熱処理時間、或いは排気(加熱)工程での排気時間が異なる２種類の陰極線管としている。
【００５５】
即ちこれらの工程を標準の製造工程時間をかけて製造した標準的陰極線管と、これらの時間を例えば標準の製造工程時間に対して４％程度短縮して製造した比較用陰極線管との２種類の陰極線管について、前記実施の形態２で説明した残留ガス検出装置２１を用いた測定方法によって各々残留ガスを検出し、信頼性を比較評価した。
【００５６】
その結果、標準の製造工程時間の標準的陰極線管に比べ、製造工程時間が短い比較用陰極線管は、昇温時に放出する水素が約３０倍、メタンが約９倍、一酸化炭素が約１０倍、二酸化炭素が約１５倍大きい結果を得た。この結果は、実施の形態２での評価結果に対して、水素が約７倍→約３０倍、メタンが約５倍→約９倍、一酸化炭素が約１．８倍→約１０倍、二酸化炭素が約５．５倍→約１５倍と、それぞれ分析感度が高くなっている。
【００５７】
このように、分析感度が高くなった理由について、以下に説明する。
ゲッタフラッシュ工程、エージング工程(陰極活性化)、コンディショニング工程(耐電圧向上)等の製造工程を経た通常の陰極線管では、ゲッタに吸収したガスは放出されないので、残留したガスの内、ゲッタ以外に吸着したガスを評価することになる。これらのガスは、温度が上昇する過程で脱離するが、管内壁で衝突を繰り返し、このときゲッタに吸収されれば管外に出ることがなく質量分析計で検出されない。
【００５８】
また、この時のゲッタによる吸収は、研究の結果、ガスの表面への吸着と内部への拡散で起こることが判明した。このため温度が上昇するほどゲッタ吸収速度が大きくなり、益々管外に出にくくなって質量分析計で検出することが困難となる。従って、温度が上昇するほど脱離したガスが管内に増える一方で、ゲッタに吸着するガスの量も増え、その分、管外に放出されるガスの量が減ってしまうことになる。
【００５９】
一方、実施の形態３では、ゲッタ膜が形成されていない陰極線管を用いたので、温度の上昇とともに脱離した管内の残留ガスが、ゲッタに吸収されることなく管外にそのまま放出されるのでその放出量が増え、質量分析計８による検出量を増やして分析感度を高めている。
【００６０】
陰極線管を昇温したときの放出ガスを分析することによって、長時間の寿命試験を行うことなく陰極線管の信頼性を評価できることは前記したが、以上のように、実施の形態３の陰極線管の評価方法によれば、温度上昇とともに脱離した管内の残留ガスが、ゲッタに吸収されることなく管外に出るため、前記した実施の形態２の場合より残留ガスの放出量を増やすことができる。その結果、分析感度がより高くなり、信頼性評価の精度をより高めることができる。
【００６１】
尚、前記した実施の形態では、陰極線管を試料とした装置及び評価方法を示したが、これに限定されるものではなく、電界電子放出装置など他の真空管装置を試料として装置を構成し、その信頼性を評価することも可能である。
【００６２】
また、前記した実施の形態では、質量分析計でガス分析を行ったが、真空チャンバ５に電離真空計を併設してもよく、管内残留・放出ガスの圧力データを測定できる。またこの場合、分析前、即ち陰極線管開封前の真空チャンバ排気、到達圧力のモニタとしても有用となる。
【００６３】
また、前記した実施の形態では、一つの真空チャンバ５に、陰極線管３と真空ポンプ７及び質量分析計８が接続されているため、陰極線管を交換する度に質量分析計を含む真空チャンバ全体を大気に晒すことになる。そこで、真空チャンバをゲートバルブで区切って陰極線管の交換時にはそのゲートを閉じ、質量分析計を常に高真空度に保つように構成してもよい。更に、陰極線管側は別の真空ポンプで予備排気した後、ゲートを開いて管内ガス分析を行うようにしてもよく、この場合、真空チャンバの加熱・排気時間は短くなり陰極線管の交換工程の短縮が図れ、かつ質量分析計の寿命も延びる。
【００６４】
また、前記した実施の形態では、温度制御用に温度センサ１１を使用し、温度測定用に温度センサ１２を使用し、データ処理を行って温度とガス放出量の関係を求めたが、温度センサを共用して温度制御用温度センサ１１で測定した温度をデータ処理装置１３に入力してデータ処理を行ってもよい。
【００６５】
また、前記した実施の形態では、真空管装置と質量分析計を真空に保持して接続するためО−リングを用いたが、エポキシ樹脂等の接着剤で固めてもよい。
【００６６】
更に、前記した実施の形態では、製造工程の異なる陰極線管について質量分析計で放出ガスの各ガス毎の総放出量を比較評価したが、既知の定流量ガスを用いてガス毎の総放出量に値付けを行うことで放出ガスの定量化を図り、標準製造工程のガス放出量の基準を定めれば陰極線管の管内ガスの絶対評価も行うことができるなど、種々の態様を取り得るものである。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明による実施の形態１の真空管装置の残留ガス検出装置１の要部構成を模式的に示す要部構成図である。
【図２】本発明による実施の形態２の真空管装置の残留ガス検出装置２１の要部構成を模式的に示す要部構成図である。
【図３】陰極線管３内の残留ガスの測定方法の処理手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００６８】
１  真空管装置の残留ガス検出装置、  ２  恒温槽、  ３  陰極線管、  ３ａ  ネック部、  ４  加熱／冷却ユニット、  ５  真空チャンバ、  ５ａ  ネック挿入部、  ６  Ｏ−リング、  ７  真空ポンプ、  ８  質量分析計、  ８ａ  分析管、  ９  直線導入端子、  １０  温度コントローラ、  １１  温度制御用温度センサ、  １２  温度測定用温度センサ、  １３  データ処理装置、  ２１  真空管装置の残留ガス検出装置、  ２２  恒温槽、  ２３  温度コントローラ、  ２４  加熱ユニット、  ２５  シリコーンオイル、  ２６  オイルバス。
【図１】
2005071692.tif 000003
【図２】
2005071692.tif 000004
【図３】
2005071692.tif 000005