JPH07262906A - Impregnated type cathode structural body and cathode-ray tube using the same - Google Patents

Impregnated type cathode structural body and cathode-ray tube using the same

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JPH07262906A
JPH07262906A JP4721494A JP4721494A JPH07262906A JP H07262906 A JPH07262906 A JP H07262906A JP 4721494 A JP4721494 A JP 4721494A JP 4721494 A JP4721494 A JP 4721494A JP H07262906 A JPH07262906 A JP H07262906A
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JP
Japan
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cathode
impregnated
ray tube
pellet
electron emitting
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Application number
JP4721494A
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Japanese (ja)
Inventor
Hiroshi Takakura
博 高倉
Nobuyuki Koganezawa
信之 小金沢
Tadanori Taguchi
貞憲 田口
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Hitachi Ltd
Hitachi Electronic Devices Co Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Hitachi Electronic Devices Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH07262906A publication Critical patent/JPH07262906A/en
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Abstract

PURPOSE:To obtain a reliable impregnated-type cathode structural body having its excellent and stable electron emission characteristics for a long time under the high-density current using condition and a cathode-ray tube using this cathode structural body. CONSTITUTION:At least such components are provided, as a cathode pellet 1 having a coating film 103 made of metals of one or two sorts or more of ruthenium, osmium, and tungsten, or their alloys on the electron emitting surface of a high melting-point, porous base metal 101 in which an electron emitting substance 102 made of polygenic oxides including barium oxide is impregnated, and a high melting-point sleeve 4 in which a heater 8 for heating the cathode pellet is included. The thickness of the coating film 103 provided on the electron emission surface of the cathode pellet is determined within the range from 50nm or more to less than 300nm.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、投射形ブラウン管やテ
レビジョン用ブラウン管等の陰極線管に係り、特に、1
0A/cm2 前後の高電流密度の電子ビームを高い陽極
電圧のもとで使用しても輝度が極めて高い高画質の画像
を、初期は無論のこと、長期にわたって得ることができ
る高性能、かつ高信頼性の含浸形カソード構体を用いた
陰極線管に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a cathode ray tube such as a projection type cathode ray tube or a television cathode ray tube.
Even if an electron beam with a high current density of about 0 A / cm 2 is used under a high anode voltage, a high-quality image with extremely high brightness can be obtained in the early stages, of course, and with high performance. The present invention relates to a cathode ray tube using a highly reliable impregnated cathode structure.

【0002】[0002]

【従来の技術】この種の陰極線管は、蛍光体を塗布した
パネル管と、電子銃を収容するネック、および上記パネ
ルとネックを有してパネル部に連接するファンネルとか
らなる真空バルブから構成される。
2. Description of the Related Art A cathode ray tube of this type comprises a vacuum tube comprising a panel tube coated with a phosphor, a neck for accommodating an electron gun, and a funnel connecting the panel and the panel with the neck. To be done.

【0003】図6は陰極線管の構造の一例を説明するシ
ャドウマスク型カラー陰極線管の部分断面図であって、
61はパネル、62はネック、63はファンネル、64
は蛍光面、65は多数の電子ビーム通過孔を有するシャ
ドウマスク、66はマスクフレーム、67は磁気シール
ド、68はシャドウマスク懸架機構、9は3本の電子ビ
ームBc(センター電子ビーム),Bs(2本のサイド
電子ビーム)を発射する電子銃、70は電子ビームを水
平と垂直に偏向する偏向ヨーク、71はピュリティ補正
等の外部磁気装置である。
FIG. 6 is a partial sectional view of a shadow mask type color cathode ray tube for explaining an example of the structure of the cathode ray tube.
61 is a panel, 62 is a neck, 63 is a funnel, 64
Is a fluorescent screen, 65 is a shadow mask having a large number of electron beam passage holes, 66 is a mask frame, 67 is a magnetic shield, 68 is a shadow mask suspension mechanism, 9 is three electron beams Bc (center electron beam), Bs ( An electron gun for emitting two side electron beams), a deflection yoke 70 for deflecting the electron beams horizontally and vertically, and an external magnetic device 71 for purity correction and the like.

【0004】同図において、蛍光体64を内面に塗布し
たパネル61とファンネル63とは、パネル61とファ
ンネル63で形成されるバルブ内部にシャドウマスク6
5および磁気シールド67等を固定したマスクフレーム
66をシャドウマスク懸架機構68で装架し、ネック6
2に電子銃69を封入してフリットガラスで溶着固定さ
れ、ネック64において真空封止される。
In the figure, a panel 61 and a funnel 63 having an inner surface coated with a phosphor 64 are a shadow mask 6 inside a bulb formed by the panel 61 and the funnel 63.
5, the mask frame 66 to which the magnetic shield 67 and the like are fixed is mounted by the shadow mask suspension mechanism 68, and the neck 6
The electron gun 69 is enclosed in the column 2, welded and fixed with frit glass, and vacuum-sealed at the neck 64.

【0005】電子銃4から発射された電子ビームR,
G,Bはネック4とファンネル2の遷移部分に装着され
た偏向ヨーク7で水平と垂直の2方向に偏向を受け、色
選択電極であるシャドウマスク5の電子ビーム通過孔を
通して蛍光面を構成する所定色の蛍光体に射突すること
により画像を形成する。
An electron beam R emitted from the electron gun 4,
G and B are deflected in two directions, horizontal and vertical, by a deflection yoke 7 attached to the transition portion of the neck 4 and the funnel 2, and form a fluorescent screen through an electron beam passage hole of a shadow mask 5 which is a color selection electrode. An image is formed by striking a phosphor of a predetermined color.

【0006】図7はこの種の陰極線管に用いられる電子
銃の構造例を説明する側面図であって、18はカソード
構体、19は第1電極、20は第2電極、21は第3電
極、22は第4電極、23は第5電極、24は第6電
極、25はビーディングガラス、26はステムピンであ
る。
FIG. 7 is a side view for explaining an example of the structure of an electron gun used in this type of cathode ray tube. 18 is a cathode structure, 19 is a first electrode, 20 is a second electrode, and 21 is a third electrode. , 22 is a fourth electrode, 23 is a fifth electrode, 24 is a sixth electrode, 25 is a beading glass, and 26 is a stem pin.

【0007】同図において、カソード構体18、第1電
極19、第2電極20、第3電極21、第4電極22、
第5電極23、および第6電極24は一対のビーディン
グガラス25で同軸に固定される。
In the figure, the cathode structure 18, the first electrode 19, the second electrode 20, the third electrode 21, the fourth electrode 22,
The fifth electrode 23 and the sixth electrode 24 are coaxially fixed by a pair of beading glasses 25.

【0008】カソード構体18から発射された電子ビー
ムは第1電極19、第2電極20、第3電極21、第4
電極22、第5電極23、および第6電極24で所要の
加速,集束を受け、第6電極24から蛍光面方向に出射
する。なお、ステムピン26は、電子銃を構成する所定
の電極に必要とする電圧および画像信号を印加する端子
である。
The electron beam emitted from the cathode structure 18 has a first electrode 19, a second electrode 20, a third electrode 21, and a fourth electrode.
The electrodes 22, the fifth electrode 23, and the sixth electrode 24 receive the required acceleration and focusing, and the light is emitted from the sixth electrode 24 in the fluorescent screen direction. The stem pin 26 is a terminal for applying a voltage and an image signal required for a predetermined electrode forming the electron gun.

【0009】上記した陰極線管に用いられる電子銃を構
成するカソード構体の一種として、所謂含浸形カソード
構体が知られている。この含浸形カソード構体は高電流
密度のカソードに適しており、高融点金属の1つである
タングステンの多孔質基体金属に、バリウム(Ba),
カルシウム(Ca),アルミニウム(Al)の3元酸化
物で構成される電子放出物質を含浸させたカソード・ペ
レットを用いるものや、さらに電子放出特性を向上させ
るために、カソード・ペレットの電子放出面上にオスミ
ウム(Os),ルテニウム(Ru)の一種、あるいはこ
れらの合金薄膜を被覆させたものがある。
A so-called impregnated cathode structure is known as a kind of cathode structure constituting an electron gun used in the above-mentioned cathode ray tube. This impregnated cathode structure is suitable for a cathode having a high current density, and a porous base metal of tungsten, which is one of refractory metals, and barium (Ba),
One using a cathode pellet impregnated with an electron emitting substance composed of a ternary oxide of calcium (Ca) and aluminum (Al), and an electron emitting surface of the cathode pellet for further improving electron emitting characteristics. There is one coated with osmium (Os), ruthenium (Ru), or an alloy thin film thereof.

【0010】上記合金薄膜は、その膜厚が500〜80
0nmとするのが一般的である(例えば、特開平4−2
48223号公報、特開平4−259727号公報)。
The alloy thin film has a thickness of 500-80.
It is generally 0 nm (for example, Japanese Patent Laid-Open No. 4-2
48223 and JP-A-4-259727).

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】このような含浸形カソ
ード構体は、安定した高電流密度が得られ、さらに、長
時間の安定動作を得ることができるが、初期の電流特性
が不安定であったり、電子放出寿命が短いという問題が
ある。
Such an impregnated type cathode assembly can provide stable high current density and stable operation for a long time, but the initial current characteristics are unstable. There is also a problem that the electron emission life is short.

【0012】この原因の1つとしては、高密度の電流を
得るために必要なカソード構体温度が1000°C余に
なるという高温度での温度変動に起因する電子放出物質
の著しい蒸発変動と、これに伴う電子放出物質の枯渇到
達時間の変動、等を挙げることができる。
[0012] One of the causes is a remarkable evaporation fluctuation of the electron emitting material due to a temperature fluctuation at a high temperature such that the cathode assembly temperature required to obtain a high density current is 1000 ° C surplus. The change in the depletion arrival time of the electron-emitting substance, etc. accompanying this can be mentioned.

【0013】しかし、本発明者等の研究によれば、カソ
ード・ペレットの電子放出面上に設けられる前記被覆膜
の厚さが電子放出能力を著しく劣化させ、カソード構体
の初期電流特性を不安定にし、中には、このことが誘因
となって寿命末期が非常に早く来るものがあるというこ
とが分かった。
However, according to the research conducted by the present inventors, the thickness of the coating film provided on the electron emission surface of the cathode pellet significantly deteriorates the electron emission ability, and the initial current characteristics of the cathode structure are impaired. Stabilized, and found that some of them had a very early end of life triggered by this.

【0014】さらに、このカソード構体を用いた陰極線
管の特性をも不安定にすることが判明した。
Further, it has been found that the characteristics of the cathode ray tube using this cathode structure are also made unstable.

【0015】このように、従来の含浸形カソード構体に
おいては、そのカソード・ペレットの電子放出表面部に
設ける被覆膜の膜厚は500〜800nmとするのが一
般的であり、カソード構体の初期電流特性を不安定に
し、その信頼性を低下させ、これを用いた陰極線管の特
性も不安定となり、信頼性を低下させていた。
As described above, in the conventional impregnated cathode structure, the film thickness of the coating film provided on the electron emission surface of the cathode pellet is generally 500 to 800 nm, and the initial stage of the cathode structure. The current characteristics are made unstable and the reliability thereof is lowered, and the characteristics of the cathode ray tube using the same are also made unstable and the reliability is lowered.

【0016】本発明の目的は、上記従来技術の問題点を
解消し、初期電流特性は勿論のこと、10A/cm2
後の高密度電流での使用条件で長時間使用しても良好で
安定な電子放出特性を有する信頼性の高い含浸形カソー
ド構体とこのカソード構体を用いた陰極線管を提供する
ことにある。
The object of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art, and not only the initial current characteristics but also good and stable even when used for a long time under the use condition of a high density current of about 10 A / cm 2. An object of the present invention is to provide a highly reliable impregnated cathode structure having excellent electron emission characteristics and a cathode ray tube using this cathode structure.

【0017】[0017]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、酸化バリウムを含む多元酸化物からなる
電子放出物質を含浸した高融点多孔質基体金属と、前記
高融点多孔質基体金属の電子放出面上にルテニウム,オ
スミウム,タングステンの一種、または二種以上の金
属、もしくはこれらの合金からなる被覆膜を有するカソ
ード・ペレットと、前記カソード・ペレットを加熱する
ためのヒータを内包する高融点スリーブとを少なくとも
備える含浸形カソード構体において、前記カソード・ペ
レットの電子放出面上に有する前記被覆膜の厚さを、5
0nm以上300nm以内の範囲としたことを特徴とす
る。
In order to achieve the above object, the present invention provides a refractory porous base metal impregnated with an electron emitting substance composed of a multi-component oxide containing barium oxide, and the refractory porous base metal. Includes a cathode pellet having a coating film made of one or more of ruthenium, osmium and tungsten, or an alloy thereof on the electron emission surface of the metal, and a heater for heating the cathode pellet. In the impregnated cathode structure, the thickness of the coating film on the electron emission surface of the cathode pellet is 5
It is characterized in that the range is from 0 nm to 300 nm.

【0018】また、本発明は、前記高融点多孔質基体金
属を、タングステン,モリブデン,ニッケルから選ばれ
た1種、または2種以上を主成分としたことを特徴とす
る。そして、本発明は、酸化バリウムを含む多元酸化物
からなる電子放出物質を含浸した高融点多孔質基体金属
と、前記高融点多孔質基体金属の電子放出面上にルテニ
ウム,オスミウム,タングステンの一種、または二種以
上の金属、もしくはこれらの合金からなる被覆膜を有す
るカソード・ペレットと、前記カソード・ペレットを加
熱するためのヒータを内包する高融点スリーブとを少な
くとも備え、前記カソード・ペレットの電子放出面上に
有する前記被覆膜の厚さを、50nm以上300nm以
内の範囲とした含浸形カソード構体を備えたことを特徴
とする。
Further, the present invention is characterized in that the high melting point porous base metal is mainly composed of one kind or two or more kinds selected from tungsten, molybdenum and nickel. And, the present invention is a refractory porous base metal impregnated with an electron emitting substance comprising a multi-component oxide containing barium oxide, and ruthenium, osmium, or a kind of tungsten on the electron emitting surface of the refractory porous base metal, Alternatively, at least a cathode pellet having a coating film made of two or more kinds of metals or alloys thereof and a high melting point sleeve containing a heater for heating the cathode pellet are provided, and the electron of the cathode pellet is provided. It is characterized in that the coating film provided on the emission surface is provided with an impregnated cathode structure in which the thickness is in the range of 50 nm to 300 nm.

【0019】[0019]

【作用】上記の構成とした含浸形カソード構体は、その
初期電流特性が良好となり、10A/cm2 前後の高密
度電流での使用条件においても、長時間にわたって安定
な電子放出特性が得られる。
The impregnated cathode assembly having the above-described structure has a good initial current characteristic, and a stable electron emission characteristic can be obtained for a long time even under a condition of using a high density current of about 10 A / cm 2 .

【0020】そして、この構成の含浸形カソード構体を
用いた電子銃を具備した陰極線管は、安定した特性が長
時間維持される。
The cathode ray tube equipped with the electron gun using the impregnated cathode structure of this construction maintains stable characteristics for a long time.

【0021】[0021]

【実施例】以下、本発明の実施例につき、図面を参照し
て詳細に説明する。
Embodiments of the present invention will now be described in detail with reference to the drawings.

【0022】図1は本発明による含浸形カソード構体の
1実施例を説明するための断面図であって、1はカソー
ド・ペレット、2は有底カップ、3はレニウム−タング
ステン線、4はスリーブ、5はアイレット、6は結晶化
ガラス、7は支持体、8はヒータである。また、101
はタングステン多孔質焼結体、102は含浸電子放出物
質、103は合金被覆膜である。
FIG. 1 is a sectional view for explaining an embodiment of an impregnated cathode structure according to the present invention, in which 1 is a cathode pellet, 2 is a bottomed cup, 3 is a rhenium-tungsten wire, and 4 is a sleeve. 5 is an eyelet, 6 is crystallized glass, 7 is a support, and 8 is a heater. Also, 101
Is a tungsten porous sintered body, 102 is an impregnated electron emission material, and 103 is an alloy coating film.

【0023】カソード・ペレット1は、バリウム(B
a),カルシウム(Ca),アルミニウム(Al)の三
元酸化物で構成された電子放出物質102を含浸させた
タングステン多孔質焼結体101と、この表面(電子放
出面)にオスミウム(Os)−ルテニウム(Ru)合金
被覆膜103を設けたものである。
The cathode pellet 1 is made of barium (B
a), a porous tungsten sintered body 101 impregnated with an electron emitting substance 102 composed of a ternary oxide of a), calcium (Ca), and aluminum (Al), and osmium (Os) on the surface (electron emitting surface). A ruthenium (Ru) alloy coating film 103 is provided.

【0024】有底カップ2は上記のカソード・ペレット
1を収納し、モリブデン(Mo)製の有底円筒形のスリ
ーブ4はカソード・ペレット1を有底カップ2の下方か
ら加熱するためのヒータ8を内包する。
The bottomed cup 2 accommodates the cathode pellet 1 described above, and the bottomed cylindrical sleeve 4 made of molybdenum (Mo) has a heater 8 for heating the cathode pellet 1 from below the bottomed cup 2. To include.

【0025】相互に溶着固定された有底カップ2とスリ
ーブ4の中間には、両者を吊って熱損失を抑制しながら
支持するための直交した2本のレニウム−タングステン
線3が取付けされている。
Two orthogonal rhenium-tungsten wires 3 are mounted between the bottomed cup 2 and the sleeve 4 which are fixed by welding to each other so as to suspend them and support them while suppressing heat loss. .

【0026】2本のレニウム−タングステン線3はの各
端は鉄(Fe)−ニッケル(Ni)−コバルト(Co)
製のアイレット5に支持され、このアイレット5は断熱
兼絶縁部材としての結晶化ガラス6で保持されると共
に、鉄(Fe)−ニッケル(Ni)製の支持体7を介し
て電子銃構体に組立てられる。
Each end of the two rhenium-tungsten wires 3 is iron (Fe) -nickel (Ni) -cobalt (Co).
The eyelet 5 is supported by a crystallized glass 6 as a heat insulating and insulating member, and is assembled into an electron gun assembly through a support 7 made of iron (Fe) -nickel (Ni). To be

【0027】タングステン多孔質焼結体101は、平均
粒径5μmのタングステン金属粉末を顆粒化したものを
所定の圧力でプレスし、一旦水素ガス雰囲気中で仮焼成
し、さらに高真空中で1950°Cの高温で2時間焼結
して、外径が1.3mm、厚みが0.55mmの円筒形
に仕上げて基体金属としたものである。なお、この多孔
質の基体金属であるタングステン多孔質焼結体101の
空孔率は20%である。
The tungsten porous sintered body 101 is formed by granulating tungsten metal powder having an average particle diameter of 5 μm at a predetermined pressure, temporarily firing it in a hydrogen gas atmosphere, and further at 1950 ° in a high vacuum. It was sintered at a high temperature of C for 2 hours to finish it into a cylindrical shape having an outer diameter of 1.3 mm and a thickness of 0.55 mm to obtain a base metal. The porosity of the tungsten porous sintered body 101, which is the porous base metal, is 20%.

【0028】ついで、上記タングステン多孔質焼結体1
01の空孔部に酸化バリウム(BaO),酸化カルシウ
ム(CaO),酸化アルミニウム(Al2 3 )をモル
比で4:1:1の組成となるように用意した電子放出物
質を、水素ガス中で溶融し、含浸させて含浸電子放出物
質102とする。
Next, the above-mentioned tungsten porous sintered body 1
In the hole of No. 01, barium oxide (BaO), calcium oxide (CaO), and aluminum oxide (Al 2 O 3 ) were prepared so as to have a molar ratio of 4: 1: 1. It is melted and impregnated into the impregnated electron emission material 102.

【0029】そして、上記のタングステン多孔質焼結体
101の周りに付着した余分な電子放出物質は除去して
カソード・ペレット1とする。
Then, the excess electron emission material attached around the tungsten porous sintered body 101 is removed to obtain the cathode pellet 1.

【0030】次に、予め所定の寸法,形状に成形した直
径0.05mmの2本のレニウム−タングステン(Re
−W)線3を、厚さ0.05mmのモリブデン(Mo)
材から内径1.3mm,全高0.5mmの有底部を有し
た有底カップ2と、厚さ0.1mmのMo材からなり上
部頂面に底部を有するスリーブ4との間で十字に交差さ
せたうえで、これら3者を電気抵抗溶接、レーザ溶接、
電子ビーム溶接等で一体に溶着する。
Next, two rhenium-tungsten (Re
-W) Wire 3 with 0.05 mm thick molybdenum (Mo)
The bottomed cup 2 having an inner diameter of 1.3 mm and a total height of 0.5 mm and having a bottom, and a sleeve 4 made of Mo material having a thickness of 0.1 mm and having a bottom on the top surface are crossed in a cross shape. In addition, these three are electric resistance welding, laser welding,
Weld together by electron beam welding.

【0031】上記有底カップの内部に収容挿着するカソ
ード・ペレット1は、上記したようにタングステン多孔
質焼結体101に含浸電子放出物質102を有し、その
電子放出面に、80%オスミウム(Os)−20%ルテ
ニウム(Ru)合金被覆膜103を膜厚150nmにス
パッタリング法により形成してなる。
The cathode pellet 1 accommodated and inserted in the bottomed cup has the impregnated electron emitting material 102 in the tungsten porous sintered body 101 as described above, and the electron emitting surface thereof is 80% osmium. A (Os) -20% ruthenium (Ru) alloy coating film 103 is formed to a thickness of 150 nm by a sputtering method.

【0032】有底カップ2へのカソード・ペレット1の
装着は、図示しない対になった上下動可能な可動ロッド
と固定ロッドとを備えた既知の加圧装入機を用い、カソ
ード・ペレット1を有底カップ2に加圧挿入して当該カ
ップ2の側面をしごき固定することにより行う。
The cathode pellet 1 is mounted on the bottomed cup 2 by using a known pressure charging machine having a pair of vertically movable movable rods and a fixed rod (not shown). Is pressed into the bottomed cup 2 and the side surface of the cup 2 is squeezed and fixed.

【0033】上記のごとくして得られたオスミウム−ル
テニウム合金被覆膜103付きカソード・ペレット1を
有する一体化組立て品を、支持帯7を有する結晶化ガラ
ス6に保持された鉄(Fe)−ニッケル(Ni)−コバ
ルト(Co)製のアイレット5にレーザ溶接等により取
付け、スリーブ4内に加熱用のヒータ8を挿入固定して
含浸形カソード構体を構成する。
The integrated assembly having the cathode pellet 1 with the osmium-ruthenium alloy coating film 103 obtained as described above is held on the crystallized glass 6 having the supporting band 7 by iron (Fe)-. The impregnated cathode assembly is constructed by mounting the nickel (Ni) -cobalt (Co) eyelet 5 by laser welding or the like, and inserting and fixing the heater 8 for heating in the sleeve 4.

【0034】なお、上記のカソード構体の構成は既知で
あり、詳しい構造説明は省略する。また、合金被覆膜1
03は、上記したスパッタリング法に限るものではな
く、例えば、真空蒸着法や電子ビーム法を用いてもよい
が、成膜密度が大きいという利点からスパッタリング法
が望ましい。
The structure of the above cathode structure is already known, and detailed description of the structure is omitted. Also, the alloy coating film 1
No. 03 is not limited to the above-described sputtering method, and for example, a vacuum vapor deposition method or an electron beam method may be used, but the sputtering method is preferable because of the advantage of high film-forming density.

【0035】図2は本発明による含浸形カソード構体を
実装した陰極線管の一例としての投射型陰極線管のネッ
ク部分の拡大断面図であって、1はカソード・ペレッ
ト、8はヒータ、13はネック、18はカソード構体、
19は第1電極、20は第2電極、21は第3電極、2
5はビーディングガラス、26はステムピンである。
FIG. 2 is an enlarged sectional view of a neck portion of a projection type cathode ray tube as an example of a cathode ray tube having the impregnated cathode structure according to the present invention, in which 1 is a cathode pellet, 8 is a heater, and 13 is a neck. , 18 is a cathode structure,
19 is a first electrode, 20 is a second electrode, 21 is a third electrode, 2
5 is a beading glass and 26 is a stem pin.

【0036】同図において、ヒータ8によって約100
0°C余に加熱されたカソード構体18に対向して、電
子ビームを制御し集束させる第1電極19,第2電極2
0,第3電極21等がビーディングガラス25で所定の
間隔をもって同軸に設けられている。
In the figure, the heater 8 causes about 100
The first electrode 19 and the second electrode 2 which face the cathode assembly 18 heated to 0 ° C. and focus and control the electron beam
0, the third electrode 21 and the like are coaxially provided with a beading glass 25 at a predetermined interval.

【0037】なお、ステムピン26は陽極電圧を除く所
要の電圧および画像信号を電子銃に供給するための端子
である。
The stem pin 26 is a terminal for supplying a required voltage except the anode voltage and an image signal to the electron gun.

【0038】この構成の投射型陰極線管では、ヒータ8
には6.3Vを、カソード構体18には190Vを、第
1電極19にはアース電位を、第2電極20には700
〜800Vを、加速集束用の第3電極21および図示し
ない第5電極には30kVを、同様に図示しない第4電
極には8.4kVを印加する。
In the projection type cathode ray tube having this structure, the heater 8
Is 6.3V, the cathode structure 18 is 190V, the first electrode 19 is ground potential, and the second electrode 20 is 700V.
˜800 V is applied to the third electrode 21 for acceleration focusing and the fifth electrode (not shown), and 30 kV is applied to the fourth electrode (not shown).

【0039】図3は本発明による含浸形カソード構体の
電子放出安定効果の説明図であって、横軸はスリーブ内
に内包したヒータに印加される電圧Ef(V)、縦軸は
ヒータ電圧に応じた陰極線管の最大陽極電流I(μA)
である。
FIG. 3 is an explanatory diagram of the electron emission stabilizing effect of the impregnated cathode structure according to the present invention, in which the horizontal axis represents the voltage Ef (V) applied to the heater contained in the sleeve and the vertical axis represents the heater voltage. Maximum anode current I (μA) of the corresponding cathode ray tube
Is.

【0040】同図において、曲線M1 は本発明による被
覆膜を設けた含浸型カソード構体を実装した陰極線管、
曲線L1 は従来技術による被覆膜を設けた含浸型カソー
ド構体を実装した陰極線管の各最大陽極電流をヒータ電
圧の変化に対応させてプロットしたものである。
In the figure, a curve M 1 is a cathode ray tube mounted with an impregnated cathode structure provided with a coating film according to the present invention,
A curve L 1 is a plot of maximum anode currents of a cathode ray tube having an impregnated cathode structure provided with a coating film according to the prior art, corresponding to changes in heater voltage.

【0041】同図から明らかなように、ヒータ電圧Ef
の特に低電圧領域で、曲線M1 と曲線L1 とでは初期電
流特性の安定度が著しくことなる。
As is clear from the figure, the heater voltage Ef
In particular, in the low voltage region, the stability of the initial current characteristic is remarkably different between the curve M 1 and the curve L 1 .

【0042】つまり、曲線M1 の場合は、ヒータ電圧の
低出力変動に対して、陽極電流は曲線L1 に比較して倍
以上の変動耐久性があり、それだけ本発明によるカソー
ド・ペレットの電子放出特性は安定である。
That is, in the case of the curve M 1 , the anode current has a fluctuation durability more than twice as high as that of the curve L 1 with respect to the low output fluctuation of the heater voltage, which is the electron of the cathode pellet according to the present invention. The release profile is stable.

【0043】図4は本発明による含浸形カソード構体を
実装した投射型陰極線管の電子放出長期安定効果の説明
図であって、横軸は動作時間T(kh)を、縦軸は最大
陽極電流比(%)である。
FIG. 4 is an explanatory view of the long-term electron emission stabilizing effect of the projection type cathode ray tube in which the impregnated cathode structure according to the present invention is mounted. The horizontal axis represents the operating time T (kh) and the vertical axis represents the maximum anode current. It is a ratio (%).

【0044】そして、M2 ,L2は前記図3における曲
線M1 ,L1 に対応する陰極線管のカソード・ペレット
の動作温度が同一条件となるようにヒータで加熱し、そ
のときの陰極線管の陽極電流と強制寿命時間との関係を
実験的に求めたものである。なお、ここでは、電流密度
10A/cm2 の標準使用条件の8倍にあたる温度強制
を行ったものである。
M 2 and L 2 are heated by a heater so that the operating temperatures of the cathode pellets of the cathode ray tube corresponding to the curves M 1 and L 1 in FIG. 3 are the same, and the cathode ray tube at that time is heated. The relationship between the anode current and the forced life time of is determined experimentally. In this case, the temperature was forced to be 8 times the standard use condition of the current density of 10 A / cm 2 .

【0045】同図から、本発明によるカソード構体を実
装した陰極線管の特性である曲線M2 は従来技術による
特性である曲線L2 に比較して、高密度電流放出で、長
時間、かつ安定した特性を有することが明らかである。
From the figure, the characteristic curve M 2 of the cathode ray tube in which the cathode structure according to the present invention is mounted is higher than that of the conventional characteristic curve L 2 in terms of high density current emission, stable for a long time and stable. It is clear that it has the characteristics described above.

【0046】図5は本発明による含浸形カソード構体の
低温での電子放出特性効果の説明図であって、横軸にオ
スミウム(Os)/ルテニウム(Ru)の膜厚D(n
m)を、縦軸に陰極線管の陽極電流比(%)を示す。
FIG. 5 is an explanatory view of the electron emission characteristic effect at low temperature of the impregnated cathode structure according to the present invention, in which the horizontal axis represents the film thickness D (n) of osmium (Os) / ruthenium (Ru).
m), and the vertical axis represents the anode current ratio (%) of the cathode ray tube.

【0047】同図において、カソード・ペレットの電子
放出面に被覆するオスミウム(Os)/ルテニウム(R
u)被覆膜の膜厚D(nm)が300nmを越えると、
低電圧領域での陽極電流比が著しく低下することが分
る。
In the figure, the osmium (Os) / ruthenium (R) coating on the electron emission surface of the cathode pellet is shown.
u) When the film thickness D (nm) of the coating film exceeds 300 nm,
It can be seen that the anode current ratio in the low voltage region is significantly reduced.

【0048】また、当該被覆膜の膜厚D(nm)が50
nm未満では、膜厚が薄過ぎるための寿命の短縮があ
る。
The film thickness D (nm) of the coating film is 50.
When the thickness is less than nm, the film thickness is too thin, which shortens the life.

【0049】このことから、本発明によるカソード構体
においては、上記被覆膜の膜厚を50nm以上300n
m以内の範囲としたのである。
From the above, in the cathode structure according to the present invention, the thickness of the coating film is 50 nm or more and 300 n or less.
The range is within m.

【0050】このように、本発明の実施例において、カ
ソード構体を構成する含浸型カソード・ペレットの電子
放出面に形成する被覆膜の厚みを50nm以上300n
m以内の範囲としたことで、安定した初期電流特性を有
し、かつ長期間使用しても安定した電子放出性能を維持
することができる。
As described above, in the embodiment of the present invention, the thickness of the coating film formed on the electron emission surface of the impregnated cathode pellets constituting the cathode assembly is 50 nm or more and 300 n or less.
By setting the range within m, stable initial current characteristics can be obtained, and stable electron emission performance can be maintained even after long-term use.

【0051】そして、このカソード構体を実装した上記
投射型陰極線管では、使用途中で電子放出能力が著しく
低下して暗い画面になったり、最悪の場合は出画しなく
なるというような不良が発生せず、大電流密度の電子ビ
ームで直視型陰極線管に匹敵する高輝度画面を長期にわ
たって安定に得ることのできる高信頼性を有する陰極線
管を提供できる。
In the above-mentioned projection type cathode ray tube having this cathode structure mounted, the electron emission capability is remarkably lowered during use, resulting in a dark screen, or in the worst case, no output occurs. In addition, it is possible to provide a highly reliable cathode ray tube capable of stably obtaining a high-luminance screen comparable to a direct-viewing type cathode ray tube with an electron beam having a large current density for a long period of time.

【0052】勿論、投射型陰極線管に限らず、直視型陰
極線管に適用した場合も上記と同様の効果を得ることが
できる。
Of course, not only the projection type cathode ray tube but also the direct view type cathode ray tube can obtain the same effects as the above.

【0053】[0053]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
高電流密度を得るに十分な電子放出能力を確保しつつ、
安定した初期高電流特性はもちろんのこと、長時間にわ
たって安定した動作を可能とした信頼性の高い含浸形カ
ソード構体と、このカソード構体を実装したことで高信
頼性の陰極線管を提供することができる。
As described above, according to the present invention,
While ensuring sufficient electron emission capacity to obtain high current density,
In addition to stable initial high current characteristics, it is possible to provide a highly reliable impregnated cathode structure that enables stable operation for a long time and a highly reliable cathode ray tube by mounting this cathode structure. it can.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明による含浸形カソード構体の1実施例を
説明するための断面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating one example of an impregnated cathode structure according to the present invention.

【図2】本発明による含浸形カソード構体を実装した陰
極線管の一例としての投射型陰極線管のネック部分の拡
大断面図である。
FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of a neck portion of a projection type cathode ray tube as an example of a cathode ray tube on which an impregnated cathode structure according to the present invention is mounted.

【図3】本発明による含浸形カソード構体の電子放出安
定効果の説明図である。
FIG. 3 is an explanatory diagram of an electron emission stabilizing effect of the impregnated cathode structure according to the present invention.

【図4】本発明による含浸形カソード構体を実装した投
射型陰極線管の電子放出長期安定効果の説明図である。
FIG. 4 is an explanatory view of a long-term electron emission stabilizing effect of a projection type cathode ray tube in which an impregnated cathode structure according to the present invention is mounted.

【図5】本発明による含浸形カソード構体の低温での電
子放出特性効果の説明図である。
FIG. 5 is an explanatory diagram of an electron emission characteristic effect at a low temperature of the impregnated cathode structure according to the present invention.

【図6】陰極線管の構造の一例を説明するシャドウマス
ク型カラー陰極線管の部分断面図である。
FIG. 6 is a partial cross-sectional view of a shadow mask type color cathode ray tube for explaining an example of the structure of the cathode ray tube.

【図7】この種の陰極線管に用いられる電子銃の構造例
を説明する側面図である。
FIG. 7 is a side view illustrating a structural example of an electron gun used in this type of cathode ray tube.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 カソード・ペレット 2 有底カップ 3 レニウム−タングステン線 4 スリーブ 5 アイレット 6 結晶化ガラス 7 支持体 8 ヒータ 13 ネック 18 カソード構体 19 第1電極 20 第2電極 21 第3電極 25 ビーディングガラス 26 ステムピン 101 タングステン多孔質焼結体 102 含浸電子放出物質 103 合金被覆膜。 1 Cathode / Pellet 2 Bottomed Cup 3 Rhenium-Tungsten Wire 4 Sleeve 5 Eyelet 6 Crystallized Glass 7 Support 8 Heater 13 Neck 18 Cathode Structure 19 First Electrode 20 Second Electrode 21 Third Electrode 25 Beading Glass 26 Stem Pin 101 Porous tungsten sintered body 102 Impregnated electron emission material 103 Alloy coating film.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田口 貞憲 千葉県茂原市早野3300番地 株式会社日立 製作所電子デバイス事業部内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Sadanori Taguchi 3300 Hayano, Mobara-shi, Chiba Hitachi, Ltd. Electronic Device Division

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】酸化バリウムを含む多元酸化物からなる電
子放出物質を含浸した高融点多孔質基体金属と、前記高
融点多孔質基体金属の電子放出面上にルテニウム,オス
ミウム,タングステンの一種、または二種以上の金属、
もしくはこれらの合金からなる被覆膜を有するカソード
・ペレットと、前記カソード・ペレットを加熱するため
のヒータを内包する高融点スリーブとを少なくとも備え
る含浸形カソード構体において、 前記カソード・ペレットの電子放出面上に有する前記被
覆膜の厚さを、50nm以上300nm以内の範囲とし
たことを特徴とする含浸形カソード構体。
1. A refractory porous base metal impregnated with an electron emitting substance composed of a multi-element oxide containing barium oxide, and one of ruthenium, osmium and tungsten on the electron emitting surface of the refractory porous base metal, or Two or more metals,
Alternatively, in an impregnated cathode structure including at least a cathode pellet having a coating film made of these alloys, and a high melting point sleeve including a heater for heating the cathode pellet, the electron emitting surface of the cathode pellet An impregnated-type cathode assembly, wherein the thickness of the coating film provided above is in the range of 50 nm to 300 nm.
【請求項2】請求項1において、前記高融点多孔質基体
金属を、タングステン,モリブデン,ニッケルから選ば
れた1種、または2種以上を主成分としたことを特徴と
する含浸形カソード構体。
2. The impregnated cathode structure according to claim 1, wherein the high melting point porous base metal is mainly composed of one kind or two or more kinds selected from tungsten, molybdenum and nickel.
【請求項3】酸化バリウムを含む多元酸化物からなる電
子放出物質を含浸した高融点多孔質基体金属と、前記高
融点多孔質基体金属の電子放出面上にルテニウム,オス
ミウム,タングステンの一種、または二種以上の金属、
もしくはこれらの合金からなる被覆膜を有するカソード
・ペレットと、前記カソード・ペレットを加熱するため
のヒータを内包する高融点スリーブとを少なくとも備
え、前記カソード・ペレットの電子放出面上に有する前
記被覆膜の厚さを、50nm以上300nm以内の範囲
とした含浸形カソード構体を備えたことを特徴とする陰
極線管。
3. A refractory porous base metal impregnated with an electron emitting substance composed of a multi-component oxide containing barium oxide, and one of ruthenium, osmium and tungsten on the electron emitting surface of the refractory porous base metal, or Two or more metals,
Alternatively, at least a cathode pellet having a coating film made of these alloys and a high melting point sleeve containing a heater for heating the cathode pellet are provided, and the target to be coated on the electron emitting surface of the cathode pellet is provided. A cathode ray tube comprising an impregnated cathode assembly having a thickness of a covering film in a range of 50 nm to 300 nm.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100339747B1 (en) * 1999-06-14 2002-06-05 가나이 쓰도무 Cathode ray tube having an improved cathode

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