JP3026539B2 - 放熱型陰極構造体及び製造方法 - Google Patents

放熱型陰極構造体及び製造方法

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JP3026539B2
JP3026539B2 JP22457394A JP22457394A JP3026539B2 JP 3026539 B2 JP3026539 B2 JP 3026539B2 JP 22457394 A JP22457394 A JP 22457394A JP 22457394 A JP22457394 A JP 22457394A JP 3026539 B2 JP3026539 B2 JP 3026539B2
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キョン サン リー
ゴン セク パーク
ビョン ドー コー
フン グン パーク
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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、陰極線管用電子銃内部
に設置され、電子ビームを発生する陰極構造体及びその
製造方法に係るもので、詳しくは、陰極スリーブ内面を
熱輻射率の高い黒化状態に形成し、該陰極スリーブ外面
は熱輻射率の低い白化状態に形成して、該陰極スリーブ
内部に挿合された陰極加熱用ヒーターの消費電力を低減
し、出画時間を短縮し得る放熱型陰極構造体及びその製
造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来の陰極線管用放熱型陰極構造体にお
いては、図5に示すように、陰極構造体本体の下方側に
複数個の管状陰極支持体5が各々下方向きに突成され、
陰極支持体5は基体金属材質を有し、下部は拡大開口さ
れ上部は閉鎖された管状の陰極スリーブ2が各々挿合溶
着され、陰極スリーブ2内部に複数のヒーター3が挿合
され、ヒーター3が電源部に連結されていた。且つ、陰
極スリーブ2の上方側には陰極スリーブ2に対応する制
御電極G1が所定間隙を有して形成され、陰極スリーブ
2から発生する電子ビームのオン/オフを制御するよう
になっていた。
【0003】制御電極G1の中央部位には電子ビームの
通過する所定径の通過孔7が各々穿孔形成され、制御電
極G1に対応する上方側には前記陰極スリーブ2から発
生した電子ビームを加速する加速電極G2が形成され、
加速電極G2の中央部位にも所定径を有した電子ビーム
の構造孔6が各々穿孔形成されていた。又、加速電極G
2の上方側には、中央部位に電子ビームの通過孔8が各
々穿孔形成された集束電極G3が形成され、前記陰極ス
リーブ2のヒーター3により発生した電子ビームは制御
電極G1で制御され、加速電極G2で加速された後、集
束電極G3で集束されるようになっていた。
【0004】且つ、このように構成された従来の陰極線
管用放熱型陰極構造体の作用において、電源部からヒー
ター3に電源が供給されると、該ヒーター3が加熱して
前記陰極スリーブ2の基体金属層1と該基体金属層1上
部の電子放射物質層との化学作用により電子ビームが発
生され、該電子ビームは前記制御電極G1により制御さ
れ、加熱電極G2により加速された後、前記集束電極G
3により集束されるようになっていた。
【0005】そして、このように構成された従来の放熱
型陰極構造体のバイメタル構造及びその製造方法を以下
に説明する。即ち、図6(A)は従来の放熱型陰極構造
体のバイメタル構造を示した図面であって、図示された
ように、、ニッケルを主成分としマグネシウム又はシ
リコン若しくはタングステンの還元剤を微量含有したニ
ッケル合金板12が陰極スリーブ22の外方側に上部が
閉鎖して成形され、該陰極スリーブ22内方側にニッケ
ルクローム合金板13が上部閉鎖して成形されていた。
【0006】次いで、図6(B)は従来の放熱型陰極構
造体のバイメタル構造のエッチング工程表示図であっ
て、図面に示したように、米国特許第4,376,00
9号及び第4,446,957に記載された方法を利用
して、陰極スリーブ22の上部は耐酸性の強いシリコン
ゴムによりマスキングを施し、該陰極スリーブ22の内
部には心棒を挿入して密封させ、窒酸溶液HNO3 のよ
うにエッチング溶液により該陰極スリーブの外周面をエ
ッチングして、陰極スリーブ22の上部にニッケルNi
を主成分とする基体金属層12aを形成していた。次い
で、陰極スリーブ22の基体金属層12a上部に、図6
(C)に示したように、電子放射物質層4を形成し、そ
れら基体金属層12a及び電子放射物質層4が陰極スリ
ーブ22内のヒーターから放熱する高熱により化学反応
を起こし電子ビームを発生するようになっていた。
【0007】しかし、このような従来の放熱型陰極構造
体はヒーターの消費電力がかなり高いため、陰極スリー
ブ22の側面の黒化状態を良好に施し、該陰極スリーブ
22内部の輻射熱を高めて基体金属層12a及び電子放
射物質層4の熱伝導を速くさせ、ヒーターの消費電力を
減らす方法が最近開発されるようになった。即ち、図7
(A)に示したように、、陰極スリーブ23の内方側
が上部開放された管状にニッケルクローム合金により成
形され、陰極スリーブ23の外方側はニッケル合金によ
り管状に成形された後、該陰極スリーブ23の上部が基
体金属層13aにより覆われて密封されていた。次い
で、図7(B),(C)に示したように、陰極スリーブ
23側面上のクローム成分を酸化させ、内側面を熱処理
して黒化状態にし、前記基体金属層13aの上部に電子
放射物質層4を形成していた。
【0008】即ち、この場合、前記陰極スリーブ23を
黒化させるとき、乾燥水素に水蒸気を含有させ熱処理す
る水素の露点(D.P)は通常、0℃〜20℃であっ
て、このときの熱輻射率は最大80%にまで上昇する
が、もし、熱処理水素の露点(D.P)が−40℃にな
ると熱輻射率は20%程度にまで低下する。従って、前
記項記載の従来の放熱型陰極構造体バイメタル構造の
場合は、熱処理水素の露点が−35℃〜−25℃である
ので、陰極スリーブ22の内外側面22i,22oが全
て黒化状態になるが、熱の輻射率は40%程度に低下し
て出画時間が遅くなっていた。又、前記項記載の従来
の放熱型陰極構造体のバイメタル構造においては、熱輻
射率が80%程度になり、出画時間も速くなって、ヒー
ターの消費電力が減少されるが、バイメタル構造が2重
になって薄板化を図ることができなかった。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】然るに、このような従
来の放熱型陰極構造体及びその製造方法においては、前
記項記載の従来の放熱型陰極構造体の場合、熱の輻射
率が低下し出画時間が遅くなって、消費電力が上昇する
という不都合な点があった。又、前記項記載の従来の
放熱型陰極構造体の場合は、バイメタルが2重に構成さ
れるので、製造工程が煩雑になり原価が上昇されるとい
う不都合な点があった。更に熱処理時の変形により薄板
化を図ることができないので、バイメタルを2重に構成
しなければならないという不都合な点があった。
【0010】本発明の目的は、熱の輻射率を高め、陰極
の温度を上昇させる陰極スリーブを形成し、ヒーターの
消費電力を減少し出画時間を速くし得る電子銃の放熱型
陰極構造体及びその製造方法を提供しようとするもので
ある。
【0011】
【課題を解決するための手段】そして、このような本発
明の目的は、内面が黒化処理され外面は白化処理された
単一金属板により形成され、内部にヒーターが内蔵され
る陰極スリーブと、該陰極スリーブの外方側上面に覆わ
れた基体金属層と、該基体金属層上面に形成された電子
放射物質層と、により構成される放熱型陰極構造体及び
その製造方法を提供することにより達成される。
【0012】
【作用】陰極スリーブ内のヒーターが電源の入力により
加熱されると、該陰極スリーブ上の基体金属層と電子放
射物質層との化学作用により電子ビームが発生され、該
電子ビームは各電極により加速及び集束される。
【0013】
【実施例】本発明の実施例を図面を用いて詳細に説明す
る。本発明に係る放熱型陰極構造体及びその製造方法の
第1実施例においては、図1(A)に示したように、ニ
ッケルを主成分とし、マグネシウム又はシリコン若しく
はタングステン等の還元剤を微量含有したニッケル合金
10により上部が閉鎖した管状の陰極スリーブ20の外
部側壁が成形され、該陰極スリーブ20の内部側壁はニ
ッケルクローム合金板11により上部が閉鎖して成形さ
れている。次いで、図1(B)に示したように、熱処理
を行い、高温加湿水素雰囲気で陰極スリーブのクローム
成分を酸化させ、陰極スリーブ20の内方側周壁20i
のニッケルクローム合金板を黒化させる。
【0014】次いで、図1(C)に示したように、内部
の黒化されたニッケルクローム合金板はそのまま維持
し、外方側壁のニッケル合金板10の上部所定領域をシ
リコンゴム等の耐酸性剤によりマスキングした後、窒酸
溶液のようなエッチング溶液によりエッチングさせ、前
記ニッケル合金板10の上部所定領域を除いた領域を除
去し、前記ニッケルクローム合金板11上にNiを主成
分とする基体金属層10aを形成させ、図1(D)に示
すように、該基体金属層10a上に電子放射物質層4を
形成して陰極構造体が構成される。且つ、この場合、熱
処理により黒化を行う場合の熱処理温度は最高1100
℃が好ましく、高温加湿水素の露点(D.P)は0℃〜
20℃が好ましい。
【0015】又、前記エッチング工程を施した後、高温
乾燥水素雰囲気で還元処理して陰極スリーブ20の外周
面を白化させ、単層陰極スリーブ20の内部面は熱輻射
率の高い黒化状態のニッケルクローム合金20に形成
し、該単層陰極スリーブ20の外部面は熱輻射の低い白
化状態のニッケルクローム合金に形成して構成すること
もできる。前記、白化処理時の熱処理温度は前記黒化処
理時の熱処理温度よりも低温になるべきであって、高温
加湿水素の露点(D.P)は0℃以下であることが好ま
しい。
【0016】そして、本発明に係る放熱型陰極構造体及
びその製造方法の第2実施例として次のように行うこと
もできる。先ず、図2(A)に示したように、ニッケル
及びクロームを主成分とするニッケルクローム合金板1
1を陰極スリーブ20の内方側壁に成形し、ニッケルを
主成分とするニッケル合金板を陰極スリーブ20の外方
側壁に成形して上部が密封された管状の放熱型陰極構造
体を構成する。次いで、図2(B)に示したように、陰
極スリーブ20の上部所定領域をシリコンゴム又は他の
耐酸性剤によりマスキングを施し、窒酸溶液のようなエ
ッチング溶液によりエッチングをして前記上部所定領域
を除いた全域を除去し、前記ニッケルクローム合金板1
1の内方側壁上部にNiを主成分とする基体金属層10
aを形成する。
【0017】次いで、図2(C)に示すように、熱処理
を行い高温加湿水素雰囲気で陰極スリーブのクローム成
分を酸化して黒化状態にさせ、陰極スリーブ20の内外
両面20o,20iを各々黒化させる。ついで、図2
(D)に示したように、前記黒化処理時の温度よりも所
定温度低い高温乾燥水素雰囲気で熱処理して、既黒化さ
れた陰極スリーブ20の外周面20oを白化状態に還元
させ、前記基体金属層10a上に電子放射物質層4を形
成する。この場合、高温加湿水素の露点は−40℃以下
が好ましい。
【0018】又、本発明に係る放熱型陰極構造体及びそ
の製造方法の第3実施例として次のように行うことがで
きる。先ず、図3(A)に示したように、ニッケルクロ
ームを主成分とするニッケルクローム合金の管状陰極ス
リーブ21を成形し、該管状陰極スリーブ21の上部開
放面にニッケルを主成分とする基体金属層11aを覆っ
て溶接する。次いで、図3(B)に示したように、高温
加湿水素雰囲気で熱処理をし、該陰極スリーブ21のク
ローム成分を酸化させて黒化状態にする。その後、図3
(C)に示したように、前記黒化状態の熱処理時の温度
よりも低い高温乾燥水素雰囲気で熱処理を施し、該陰極
スリーブ21の外方側面21oの黒化状態を白化状態に
還元させ、図3(D)に示したように、前記基体金属層
11aの上面に電子放射物質層4を形成して放熱型陰極
構造体を構成する。この場合、黒化処理を行うときの熱
処理温度は最高1100℃が望ましく、高温加湿水素の
露点(D.P)は0℃〜20℃が望ましい。且つ、白化
処理を行う時の熱処理温度は黒化処理を行う場合の温度
よりも低温であることが望ましく、白化処理を行うとき
の高温加湿水素露点(D.P)は−40℃以下であるこ
とが望ましい。
【0019】更に、図4に示したように、本発明に係る
内面が黒化状態に形成され外面が白化状態に形成された
陰極構造体は、従来の内外面が全て黒化状態に形成され
た陰極構造体よりも熱の輻射率が向上され、ヒーターの
消費電力が減少されるということが分かる。
【0020】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る放熱
型陰極構造体及びその製造方法においては、陰極スリー
ブの内面は熱の輻射率が高い黒化状態に形成され、陰極
スリーブの外面は相対的に熱の輻射率の低い白化状態に
形成されて陰極構造体が構成されているため、陰極の温
度が上昇してヒーターの消費電力が減少し、出画時間が
速くなるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る陰極構造体及びその製造方法の第
1実施例表示図で、(A)は陰極スリーブ成形工程表示
図、(B)は陰極スリーブの黒化工程表示図、(C)は
エッチング後の基体金属形成状態表示図、(D)は電子
放射物質層形成状態表示図である。
【図2】本発明に係る第2実施例表示図で、(A)は陰
極スリーブ成形工程表示図、(B)はエッチング状態表
示図、(C)は黒化工程表示図、(D)は白化工程及び
電子放射物質形成状態表示図である。
【図3】本発明に係る第3実施例表示図で、(A)は陰
極スリーブ上部に基体金属層溶接施工表示図、(B)は
黒化処理工程表示図、(C)は白化処理工程表示図、
(D)は電子放射物質形成状態表示図である。
【図4】本発明の陰極構造体及び従来の装置のヒーター
消費電力と陰極温度との比較表示グラフである。
【図5】従来の陰極構造体の設置状態及び作用表示図で
ある。
【図6】従来の陰極構造体及びその製造方法表示例示図
である。
【図7】従来の陰極構造体及びその製造方法を示した他
の例示図である。
【符号の説明】
1,10a,11a,12a,13a…基体金属 3…ヒーター 4…電子放射物質層 5…陰極支持体 6,7,8…通過孔 10,12…ニッケル合金板 11,13…ニッケルクローム合金板 2,20,21,22,23…陰極スリーブ 20i,21i,22i,23i…内面 20o,21o,22o,23o…外面 G1…制御電極 G2…加速電極 G3…集束電極
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 パーク ゴン セク 大韓民国,キュンサンボーク−ドー,ク ミ,ヒュンコク−ドン,プーンリン ア パート 201−905 (72)発明者 コー ビョン ドー 大韓民国,キュンサンボーク−ドー,チ ルコク−コーン,ヤクモク−ミュン,ボ クスンーリ,51−3 (72)発明者 パーク フン グン 大韓民国,キュンサンボーク−ドー,ク ミ,シンピュン 1−ドン,150−27 (56)参考文献 特開 昭56−73834(JP,A) 特開 昭61−296634(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01J 1/20 H01J 9/04 H01J 29/04

Claims (8)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 放熱型陰極構造体であって、 単一金属板により形成されたヒーターを内蔵する陰極ス
    リーブと、該陰極スリーブの外方側上部に覆われた基体
    金属層と、該基体金属層上面に形成された電子放射物質
    層とを備え、 前記陰極スリーブは、ニッケル及びクロームを主成分と
    するニッケルクローム合金板により形成され、該ニッケ
    ルクローム合金板の内面は黒化処理され、外面は白化処
    理されることを特徴とする 放熱型陰極構造体。
  2. 【請求項2】 放熱型陰極構造体の製造方法であって、 ニッケルクロームを主成分とするニッケルクローム合金
    板と、ニッケルを主成分とするニッケル合金板とをバイ
    メタル金属にし、前記ニッケルクローム合金板は内部側
    に成形し、前記ニッケル合金板は外部側に成形する成形
    過程と、 高温加湿水素雰囲気で内部のニッケルクローム合金板を
    黒化させる黒化処理工程と、 外部のニッケル合金板の所定部位をエッチングして陰極
    スリーブ上部の所定領域に基体金属層を形成するエッチ
    ング工程と、 該基体金属層上部に電子放射物質層を形成する形成過程
    を備え、 さらに、前記エッチング工程を施した後、高温乾燥水素
    雰囲気下で黒化状態を還元させる白化処理工程を行う、 ことを特徴とする 放熱型陰極構造体の製造方法。
  3. 【請求項3】 前記白化処理工程は、高温加湿水素の露
    点が0°C以下である請求項に記載の放熱型陰極構造
    体の製造方法。
  4. 【請求項4】 前記白化処理工程は、熱処理温度が黒化
    処理工程の熱処理温度の1100°Cよりも低温である
    請求項に記載の放熱型陰極構造体の製造方法。
  5. 【請求項5】 前記白化処理工程の高温加湿水素露点
    は、−40°C以下である請求項に記載の放熱型陰極
    構造体の製造方法。
  6. 【請求項6】 ニッケル及びクロームを主成分とするニ
    ッケルクローム合金板と、ニッケルを主成分とするニッ
    ケル合金板とをバイメタル金属にし、前記ニッケルクロ
    ーム合金板は内部側に成形し、前記ニッケル合金板は外
    部側に成形する成形工程と、 前記外部側のニッケル合金板の所定部位をエッチングし
    て陰極スリーブ上部の所定領域に基体金属層を形成する
    エッチング工程と、 該陰極スリーブの内外両方面を全て黒化させる黒化処理
    工程と、 該陰極スリーブの外面を白化に還元させる白化処理工程
    と、 前記基体金属層上部に電子放射物質を形成する形成工程
    と、 を具備する放熱型陰極構造体の製造方法。
  7. 【請求項7】 ニッケルクロームを主成分とするニッケ
    ルクローム合金の管状スリーブを成形し、該管状スリー
    ブ上部開放面にニッケルを主成分とする基体金属層を覆
    って溶接する溶接工程と、 高温加湿水素雰囲気で熱処理をし、前記陰極スリーブの
    クローム成分を酸化させて黒化状態にする黒化処理工程
    と、 高温乾燥水素雰囲気で熱処理をし、前記陰極スリーブの
    外方面の黒化状態を還元して白化させる白化処理工程
    と、 前記基体金属層上面に電子放射物質層を形成する工程
    と、 を具備する放熱型陰極構造体の製造方法。
  8. 【請求項8】 前記白化処理工程の熱処理温度は、前記
    黒化処理工程の熱処理温度よりも低温である請求項7に
    記載の放熱型陰極構造体の製造方法。
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