JP2002304943A - カラー陰極線管の陰極を形成する方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 陰極スリーブの内壁面に熱輻射コーティング
を形成する際に、組成の偏差が少なくて熱輻射率が均一
であり、陰極スリーブの脆化発生を抑制すると共に複数
の陰極スリーブの内面を同時にコーティングすることが
できる製造方法を提供する。 【解決手段】 熱電子放出陰極の一部を構成する陰極ス
リーブ内壁面に熱輻射コーティングを付着形成すると
き、熱輻射コーティング物質から組成された材料を金属
線の表面にコーティングした後、そのコーティングされ
た金属線を円筒形の陰極スリーブの開口部に挿入貫通さ
せ、金属線をそれに通電することによって加熱して金属
線にコーティングされた熱輻射コーティング材料を陰極
スリーブの内壁面に蒸着させることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、陰極線管の陰極を
形成する方法に関するもので、特に、熱輻射コーティン
グ物質を別の金属線にコーティングし、その金属線を円
筒形の開口部を有する陰極スリーブの内面に挿入させ、
かつその金属線に通電加熱して、陰極スリーブの内壁面
に熱輻射物質を形成させ、もって陰極の電子放出の特性
を向上させたものに関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、カラー受像管などの陰極線管は
画像の高精細化、画面の大面積化に対応するために進行
波管、クライストロンなどの電子管に用いられてきた高
電流密度用含浸型陰極をカラー受像管などに採用してい
る。

【０００３】このような含浸型陰極は図１のように多孔
質の高融点金属多孔体にバリウム、カルシウム、アルミ
ネートなどのような電子放出物質が含浸された陰極本体
１が一端が閉じられた円筒形陰極コップ２内に挿入され
ている。その陰極コップ２は両端が開口された円筒形陰
極スリーブ３の一端の開口部に閉鎖部側から挿入されて
固定されている。この陰極スリーブ３内には陰極加熱用
ヒータ４が陰極本体１に接近して設けられている。陰極
のスリーブ３は両端が開口された円筒形ホルダー５の中
央部に同軸に３本のリボン６で支持固定されている。陰
極コップ２、陰極スリーブ３、リボン３はいずれもタン
タルＴａ、ニオビウムＮｂ、モリブデンＭｏのうち少な
くとも１個以上を主成分とする金属又は合金からなる。
また、陰極スリーブ３の内壁面にはヒータ４から発生す
る熱を効率的に陰極スリーブ３に吸収させるために熱輻
射特性を有するタングステンＷとアルミナからなる熱輻
射コーティング層７が形成されている。陰極スリーブ３
は例えば、厚さが１５〜２０μｍ、直径が、１．２３ｍ
ｍ、長さが４．３ｍｍで細長いパイプ形状になってお
り、かかる陰極スリーブ３の内壁面に熱輻射コーティン
グ層７を形成させる方法は例えば、日本特開平７−６５
７１４号の公報に掲載の通り、厚さ１５μｍの陰極スリ
ーブを垂直に配置して陰極スリーブの上方から注入器の
先端ノズルを陰極スリーブ内に少し挿入し、所定量のタ
ングステン粉末とアルミナ粉末との混合物の懸濁液を吸
収及び除去することによって陰極スリーブの内壁面にコ
ーティング材料を付着させる。その後にコーティング材
料が付着している陰極スリーブを真空雰囲気下で１５０
０℃の温度で１０分間加熱して厚さが約５μｍの熱輻射
コーティングを形成させる方法が知られている。しかし
ながら、前記日本の特開平７−６５７１４号は複数の陰
極スリーブの内壁面を熱輻射コーティング処理する場合
において注入器内の懸濁液から継続的に溶剤の蒸発が生
じ、またタングステン粒子とアルミナ粒子の比重が異な
るので懸濁液の組成を継続的に均一な混合状態に維持す
ることは困難である。従って、陰極スリーブの内壁面に
形成されたコーティングの黒化度及び熱輻射率に偏差が
起こりやすく、また、１５〜２０μｍの陰極スリーブは
真空雰囲気下で１５００℃の温度で１０分間熱処理を行
うと脆化され易いので次工程の陰極組立工程において破
れるという問題が発生する。

【０００４】また、熱輻射コーティング層を形成させる
目的が、ヒータから発生した熱を陰極スリーブの周りに
吸収させるためのものであるが、熱輻射コーティングが
厚過ぎると陰極動作のうちに熱輻射コーティングが剥離
されたり熱損失が大きくなることによって熱効率が低く
なるので熱輻射コーティングの厚さは薄いほど熱輻射コ
ーティング層が剥離されることなく熱損失が少なくて熱
効率が上昇する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】したがって、本発明は
従来技術の制限と欠点による一つ又は複数の問題を実質
的に解決した陰極線管の陰極を形成する方法に向けられ
ている。本発明の目的は均一な熱輻射を行い、陰極スリ
ーブの脆化を抑制し、同時に多数の陰極スリーブの内面
にコーティングできる陰極線管の陰極を形成する方法を
提供することである。さらなる、発明の特徴と利点は以
下の説明から明らかになるであろう、または発明の実施
によって学ぶことができるであろう。本発明の目的と他
の利点とは添付された図面及び明細書と特許請求の範囲
によって指摘された構造によって実現され、得られるで
あろう。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明は、内壁面に形成させた熱輻射コーティング層
を有する陰極スリーブを備えた陰極線管の陰極を形成す
る方法であって、前記熱輻射コーティング層を（ａ）熱
輻射コーティング物質で組成された材料を別に用意した
金属線の表面にコーティングし、（ｂ）前記コーティン
グされた金属線を円筒形状の陰極スリーブの開口部に挿
入貫通させ、（ｃ）前記金属線を通電によって加熱して
金属線にコーティングされた熱輻射コーティング材料を
前記陰極スリーブの内壁面に蒸着させることによって形
成させることを特徴とする陰極線管の陰極を形成する方
法。

【０００７】

【発明の実施の形態】上記した一般的に記述と以下の詳
細な説明の双方は例示であり説明的なものであり、かつ
請求された発明を詳細に説明するものである。添付図面
は本発明をより理解するためのものであり、本明細書の
一部を構成するもので、本発明を説明し、かつ明細書と
ともに発明の原理を説明するためのものである。添付し
た図面に示された例を参照して本発明の実施形態を詳細
に説明する。本発明の実施形態の説明では、従来のもの
と同じ要素は同じ名前、参照符号を与えられ、それらに
ついての説明は省略する。図２は、金属線を用いた陰極
スリーブの内壁面に熱輻射コーティング物質を形成させ
るための構成図である。

【０００８】図２を参照すると、一定直径のタングステ
ン線又はモリブデン線からなった金属線８の表面にコー
ティングされる熱輻射コーティング９材料は平均粒径が
０．５〜２．０μｍのタングステンと０．５〜１０μｍ
のアルミナを４０：６０〜９０：１０の重量比で組成し
て高分子系のバインダの溶液中に分散させ、これを陰極
スリーブ３の内壁面にコーティングさせる。熱輻射コー
ティング物質を形成させるとき、金属線を十分攪拌され
た熱輻射コーティング材料の溶液中に浸すことによっ
て、熱輻射コーティング材料を金属線に均一に被覆させ
ることができる。この場合は浸す時間と回数によって被
覆厚さを制御することができる。このようにすると、本
発明は金属線の表面に熱輻射コーティング９材料を均一
に被覆するのが容易であるので、複数の陰極スリーブの
内壁面に均一な組成及び均一な厚さの熱輻射のコーティ
ングを同時に行うことができる。また、本発明は金属線
の直径と金属線に被覆される熱輻射コーティング材料の
厚さを適切に選択し、熱輻射物質がコーティングされた
金属表面と陰極スリーブの内壁面との距離を調節できる
ので、金属線を通電加熱してコーティング材料を蒸着さ
せる時の陰極スリーブの温度上昇を制御することができ
る。したがって、陰極スリーブの脆化を防止することが
でき、さらに通電加熱時間を調整することによって蒸着
される熱輻射コーティングの厚さを最小限に調節するこ
とができる。本発明に用いられる金属線はモリブデンＭ
ｏまたはモリブデンを主成分とする合金、タングステン
Ｗまたはタングステンを主成分とする合金、クロムＣｒ
またはクロムを主成分とする合金のうち、１種以上から
なる。また、陰極スリーブはタンタルＴａ又はタンタル
を主成分とする合金、ニオビウムＮｂ又はニオビウムを
主成分とする合金、モリブデンＭｏ又はモリブデンを主
成分とする合金、ニッケルＮｉまたはニッケルを主成分
とする合金の１種以上からなる。

【０００９】次は実施形態に基づいて説明する。金属線
の線径を０．３ｍｍのモリブデン線にし、この金属線の
表面に被覆する材料は平均直径０．５μｍのタングステ
ンと平均直径０．５μｍのアルミナを６０：４０の重量
比としてこれを高分子系のバインダ溶液中に分散させて
形成した。前記のように十分に攪拌された熱輻射コーテ
ィング材料の溶液中に金属線を浸して熱輻射物質が均一
に被覆されるようにしており、この時の被覆厚さを０．
１ｍｍにした。又、本発明はコーティング工程を浸漬工
程のみならず、電着法など他の手段によっても可能であ
る。このように熱輻射コーティング材料が被覆された金
属線を乾燥させ、陰極スリーブの開口部を介して１００
個を貫通及び挿入させて図２のように設置する。本実施
形態に用いた陰極スリーブは厚さが１５μｍ、外径が
１．２３ｍｍ，長さが４．３ｍｍのタンタルＴａ材で細
長いパイプである。次に真空雰囲気下で金属線に通電し
て加熱することによって陰極スリーブの内面に熱輻射コ
ーティングを蒸着させた。熱輻射コーティング材料が被
覆された金属線を通電加熱する方法としては電源から直
接通電加熱する方式の他にも間接的に高周波ＲＦ誘導加
熱方式で通電加熱するとさらに効果的である。通電加熱
中の真空度は１×１０Ｅ(−６)Ｔｏｒｒであり、熱輻射
コーティング材料が被覆されていない金属線の表面温度
は１６００℃、陰極スリーブの外面温度は１２００〜１
２５０℃であった。前記温度は放射温度計によって測定
した値である。熱輻射コーティング材料は絶縁物として
陰極スリーブと金属線との間に位置しており、陰極スリ
ーブと金属線とは直接接触することがないので陰極スリ
ーブに電流が流れて発熱することはない。また陰極スリ
ーブの内径は１．２ｍｍであり、陰極スリーブの内面と
熱輻射コーティング材料の表面との間隔が片側として、
０．３５ｍｍ程度であるので陰極スリーブの温度は金属
線の温度より非常に低くすることができる。又、通電加
熱時間は１０分にした。

【００１０】本発明は前記実施形態のように陰極スリー
ブの内面に付着形成された熱輻射コーティングの厚さは
１μｍ以下で、黒化度も十分で均一であり、かつ付着力
も強いためその後の陰極動作試験中に剥離されることも
なく熱吸収の効果も十分であった。また、陰極スリーブ
は全く脆化されることないためその後の陰極組立工程時
に破れることなどの問題は発生しなかった。これに対し
て通電加熱中の陰極スリーブの外面温度が１４００℃以
上となると陰極スリーブは脆化され、その後の陰極組立
工程において特に、陰極スリーブの開口部に陰極コップ
を挿入時に破れることが多かった。

【００１１】なお、従来の場合には陰極スリーブの内部
に熱輻射コーティング材料を注入し、多孔質の吸収体又
は真空吸引によって余分なものを除去して陰極スリーブ
の内面を塗布し、その後１時間以内の短時間の加熱処理
によって実用可能な強い熱輻射コーティングを形成させ
る場合には１５００℃以上の処理温度が必要であった。
その場合、陰極スリーブは脆化され、また従来の場合に
は粒子を直接付着させるため熱輻射コーティングの厚さ
を必要最小限の１μｍ以下にするのが困難であったが、
実施形態のように本発明は１μｍ以下の厚さにも形成す
ることができる。本実施形態において含浸型として、陰
極コップ２，陰極スリーブ３，リボン６のいずれも、タ
ンタルＴａ、ニオビウムＮｂ、モリブデンＭｏのうち、
１種以上を主成分とする合金から形成することができ
る。また、本発明は含浸型陰極より約２００℃低い酸化
物陰極の場合には陰極スリーブをニッケルＮｉまたはニ
ッケルが少なくとも含まれた合金で構成しても本発明を
適用することができる。特に少なくともニッケルが含ま
れた合金は例えば、少なくともニッケル−クロムが含ま
れた合金であれば従来の酸化物陰極の陰極スリーブをそ
のまま活用できるなどより一層の利点がある。

【００１２】

【発明の効果】上述したように、本発明は陰極スリーブ
の内壁面で熱輻射コーティング物質を形成させるとき
に、予め金属線に熱輻射コーティング物質をコーティン
グし、これを円筒形の開口部を有する陰極スリーブの内
面に挿入貫通し、金属線を通電加熱して陰極スリーブの
内壁面に熱輻射物質を形成させるようにしているので、
多数の陰極スリーブの内面を一回の作業によって多量に
被覆処理することができるとともに、均一な組成及び均
一なコーティング厚さを形成させることができ、電子放
出特性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 陰極線管用陰極構造体の断面図。

【図２】 金属線を用いた陰極スリーブの内壁面の熱輻
射コーティング形成図。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ギョン・サン・イ 大韓民国・キョンサンブク−ド・クミ− シ・ヒョンゴック−ドン・143−９・ドゥ ーサンマンション・２チャ・201−503 (72)発明者 ビョン・ドゥー・コ 大韓民国・キョンサンブク−ド・チルゴッ ク−グン・ヤックモック−ミョン・ボクソ ン−リ・506−１・ウーヨン アパートメ ント・101−407 (72)発明者 ヨン・デオン・コウ 大韓民国・ソウル・カンブク−ク・ミア９ −ドン・139−33 (72)発明者 多和 靖展 東京都板橋区板橋１−10−14株式会社東京 カソード研究所内 (72)発明者 松尾 俊宏 東京都板橋区板橋１−10−14株式会社東京 カソード研究所内 (72)発明者 古谷 幸史 東京都板橋区板橋１−10−14株式会社東京 カソード研究所内 (72)発明者 矢島 輝夫 東京都板橋区板橋１−10−14株式会社東京 カソード研究所内

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内壁面に形成させた熱輻射コーティング
   層を有する陰極スリーブを備えた陰極線管の陰極を形成
   する方法において、前記熱輻射コーティング層を（ａ）
   熱輻射コーティング物質で組成された材料を別に用意し
   た金属線の表面にコーティングし、（ｂ）前記コーティ
   ングされた金属線を円筒形状の陰極スリーブの開口部に
   挿入貫通させ、（ｃ）前記金属線を通電によって加熱し
   て金属線にコーティングされた熱輻射コーティング材料
   を前記陰極スリーブの内壁面に蒸着させるステップによ
   って形成させることを特徴とする陰極線管の陰極を形成
   する方法。
2. 【請求項２】 金属線にコーティングされる熱輻射コー
   ティング原料が少なくともタングステンＷとアルミナの
   混合物からなることを特徴とする請求項１に記載の陰極
   線管の陰極を形成する方法。
3. 【請求項３】 タングステン粒子が０．５〜２．０μｍ
   であり、アルミナの粒子が０．５〜１０μｍであること
   を特徴とする請求項２に記載の陰極線管の陰極を形成す
   る方法。
4. 【請求項４】 タングステンとアルミナの混合比が重量
   比４０：６０〜９０：１０の範囲からなることを特徴と
   する請求項２又は請求項３に記載の陰極線管の陰極を形
   成する方法。
5. 【請求項５】 陰極スリーブがタンタルＴａまたはタン
   タルを主成分とする合金、ニオビウムＮｂまたはニオビ
   ウムを主成分とする合金、モリブデンＭｏ又はモリブデ
   ンを主成分とする合金、ニッケルＮｉまたはニッケルを
   主成分とする合金からなるもののうち、少なくとも１種
   からなることを特徴とする請求項１に記載の陰極線管の
   陰極を形成する方法。
6. 【請求項６】 ニッケルを主成分とする合金がニッケル
   とクロムＣｒからなることを特徴とする請求項５に記載
   の陰極線管の陰極を形成する方法。
7. 【請求項７】 熱輻射コーティングがコーティングされ
   る金属線がモリブデンＭｏ又はモリブデンを主成分とす
   る合金、タングステンＷ又はタングステンを主成分とす
   る合金、クロムＣｒ又はクロムを主成分とする合金から
   なったもののうち、少なくとも１種からなることを特徴
   とする請求項１に記載の陰極線管の陰極を形成する方
   法。
8. 【請求項８】 タングステンを主成分とする合金がタン
   グステンとレニウムＲｅからなることを特徴とする請求
   項７に記載の陰極線管の陰極を形成する方法。
9. 【請求項９】 前記金属線を高周波ＲＦ誘導加熱方式に
   より通電加熱することを特徴とする請求項１に記載の陰
   極線管の陰極を形成する方法。
10. 【請求項１０】 通電加熱を真空雰囲気下で行うことを
    特徴とする請求項１に記載の陰極線管の陰極を形成する
    方法。
11. 【請求項１１】 金属線の通電加熱時陰極スリーブの外
    面温度が１４００℃（輝度温度）を越えないようにする
    ことを特徴とする請求項１に記載の陰極線管の陰極を形
    成する方法。