JPH09115424A - 陰極線管用カソード構体 - Google Patents
陰極線管用カソード構体Info
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- JPH09115424A JPH09115424A JP26857395A JP26857395A JPH09115424A JP H09115424 A JPH09115424 A JP H09115424A JP 26857395 A JP26857395 A JP 26857395A JP 26857395 A JP26857395 A JP 26857395A JP H09115424 A JPH09115424 A JP H09115424A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 従来の焼結型カソードはヒータＯＮ時の立上
りが遅く、また、定常時のヒータ消費電力が大きい。 【解決手段】 カソードペレット１２のヒータ１４側の
面に電子放射防止膜１７を被覆し、従来のキャップを除
いた構成とする。前記電子放射防止膜１７はＮｉ、Ｎｉ
を主成分とする合金、Ｗ，Ｔａ，Ｍｏなどの高融点金
属、酸化アルミニウム、チッ化アルミニウムなどの無機
化合物から選択される。 【効果】 ヒータＯＮ時の立上りが速く、また定常時の
ヒータ消費電力の少ないカソード構体が実現される。
りが遅く、また、定常時のヒータ消費電力が大きい。 【解決手段】 カソードペレット１２のヒータ１４側の
面に電子放射防止膜１７を被覆し、従来のキャップを除
いた構成とする。前記電子放射防止膜１７はＮｉ、Ｎｉ
を主成分とする合金、Ｗ，Ｔａ，Ｍｏなどの高融点金
属、酸化アルミニウム、チッ化アルミニウムなどの無機
化合物から選択される。 【効果】 ヒータＯＮ時の立上りが速く、また定常時の
ヒータ消費電力の少ないカソード構体が実現される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は陰極線管用カソード
構体に関し、特に、熱効率を改良した陰極線管用カソー
ド構体に関する。
構体に関し、特に、熱効率を改良した陰極線管用カソー
ド構体に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の陰極線管（以後ＣＲＴと記す）用
焼結型カソード構体について図５を参照して説明する。
図５（ａ）は従来のＣＲＴ用カソードの部分縦断面図、
（ｂ）はカソードペレットの部分断面斜視図、（ｃ）は
キャップの部分断面斜視図である。図において５０はカ
ソード構体、５１はＮｉを主成分とする金属の粉末とＢ
ａを含むアルカリ土類金属の炭酸塩の粉末とを混合し、
熱間等方加圧により焼結したカソードペレット、５２は
該カソードペレット５１の電子放射面５５以外の表面を
覆う有底筒状のＮｉ−Ｃｒ合金からなるキャップ、５３
は該カソードペレット５１および該キャップ５２を一端
部に保持する筒状の、Ｎｉ−Ｃｒ合金からなるカソード
スリーブ、５４は該カソードスリーブ５３の内部に、前
記キャップ５２の底面に接するように配置されたアルミ
ナコーティッドＷヒータである。ヒータ５４の通電加熱
により、発生した熱はカソードスリーブ５３およびキャ
ップ５２を伝導してカソードペレット５１を加熱し、カ
ソードペレット５１の電子放射面５５の温度を約８００
℃〜１０００℃に保持する。
焼結型カソード構体について図５を参照して説明する。
図５（ａ）は従来のＣＲＴ用カソードの部分縦断面図、
（ｂ）はカソードペレットの部分断面斜視図、（ｃ）は
キャップの部分断面斜視図である。図において５０はカ
ソード構体、５１はＮｉを主成分とする金属の粉末とＢ
ａを含むアルカリ土類金属の炭酸塩の粉末とを混合し、
熱間等方加圧により焼結したカソードペレット、５２は
該カソードペレット５１の電子放射面５５以外の表面を
覆う有底筒状のＮｉ−Ｃｒ合金からなるキャップ、５３
は該カソードペレット５１および該キャップ５２を一端
部に保持する筒状の、Ｎｉ−Ｃｒ合金からなるカソード
スリーブ、５４は該カソードスリーブ５３の内部に、前
記キャップ５２の底面に接するように配置されたアルミ
ナコーティッドＷヒータである。ヒータ５４の通電加熱
により、発生した熱はカソードスリーブ５３およびキャ
ップ５２を伝導してカソードペレット５１を加熱し、カ
ソードペレット５１の電子放射面５５の温度を約８００
℃〜１０００℃に保持する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】現在ＣＲＴ用カソード
には、ヒータＯＮ時により短時間で電子放射が立ち上が
るクイックスタート機能と定常動作中により少ないヒー
タ電力で電子放射が維持できる省電力機能が求められて
いる。前述した従来の焼結型カソード構体を上記観点か
ら考えると、ヒータ５４からカソードペレット５１に至
る熱伝導経路に、板厚が１００μｍ程度のキャップ５２
が介在しているため、熱伝導が遅くまた熱抵抗が大きく
なり、上述のクイックスタート機能、省電力機能のいず
れにも不利である。これを解決しようとしてキャップ５
２を省いてしまうと熱伝導は良くなるが、カソードペレ
ット５１から後方のヒータ５４方向にも電子放射が発生
するようになるためヒータ５４の表面アルミナコーティ
ングが破壊されてヒータ５４が電気的にショートしてし
まい、ヒータが使用できなくなる。したがって熱伝導上
不利でもキャップ５２を省くことはできない。
には、ヒータＯＮ時により短時間で電子放射が立ち上が
るクイックスタート機能と定常動作中により少ないヒー
タ電力で電子放射が維持できる省電力機能が求められて
いる。前述した従来の焼結型カソード構体を上記観点か
ら考えると、ヒータ５４からカソードペレット５１に至
る熱伝導経路に、板厚が１００μｍ程度のキャップ５２
が介在しているため、熱伝導が遅くまた熱抵抗が大きく
なり、上述のクイックスタート機能、省電力機能のいず
れにも不利である。これを解決しようとしてキャップ５
２を省いてしまうと熱伝導は良くなるが、カソードペレ
ット５１から後方のヒータ５４方向にも電子放射が発生
するようになるためヒータ５４の表面アルミナコーティ
ングが破壊されてヒータ５４が電気的にショートしてし
まい、ヒータが使用できなくなる。したがって熱伝導上
不利でもキャップ５２を省くことはできない。
【０００４】本発明は上記問題点に鑑み提案されたもの
で、その目的はカソードペレットにヒータ側への電子放
射を防止する手段を備えることによりキャップを除去
し、熱伝導を改善してクイックスタート機能、省電力機
能の優れたＣＲＴ用焼結カソードを実現することであ
る。
で、その目的はカソードペレットにヒータ側への電子放
射を防止する手段を備えることによりキャップを除去
し、熱伝導を改善してクイックスタート機能、省電力機
能の優れたＣＲＴ用焼結カソードを実現することであ
る。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本願発明は前述の、キャ
ップがヒータとカソードペレットとの間に介在するた
め、ヒータからカソードペレットへの熱伝導が遅く、ま
た熱抵抗が大きいという問題点を解消するため提案され
たもので、Ｎｉを主成分とする金属の粉末とＢａを含む
アルカリ土類金属の炭酸塩の粉末とを混合し、熱間等方
加圧により焼結したカソードペレットを搭載したＣＲＴ
用カソード構体において、前記カソードペレットのヒー
タ側の面が電子放射防止膜によって被覆されたことを特
徴とする。また、前記電子放射防止膜がＮｉ，Ｎｉを主
成分とする合金，Ｗ，Ｔａ，Ｍｏ，酸化アルミニウム，
チッ化アルミニウムのうち１種以上からなることを特徴
とする。また、前記電子放射防止膜がＮｉで、その厚さ
が１μｍ以上１００μｍ以下であることを特徴とする。
また、前記電子放射防止膜がクラッド、スパッタリン
グ、蒸着、ＣＶＤのうち１種以上の方法により形成され
たことを特徴とする。また、カソードペレットのヒータ
側の面のアルカリ土類金属炭酸塩が除去されていること
を特徴とする。また、純水中での浸漬または超音波洗浄
によりカソードペレット表面のアルカリ土類金属炭酸塩
が除去されたことを特徴とする。また、減圧空気中での
ＡＣプラズマまたはＤＣプラズマでのエッチングにより
カソードペレット表面のアルカリ土類金属炭酸塩が除去
されたことを特徴とする。また、アルカリ土類金属炭酸
塩の除去深さが表面から０．２μｍ以上８０μｍ以下で
あることを特徴とする。
ップがヒータとカソードペレットとの間に介在するた
め、ヒータからカソードペレットへの熱伝導が遅く、ま
た熱抵抗が大きいという問題点を解消するため提案され
たもので、Ｎｉを主成分とする金属の粉末とＢａを含む
アルカリ土類金属の炭酸塩の粉末とを混合し、熱間等方
加圧により焼結したカソードペレットを搭載したＣＲＴ
用カソード構体において、前記カソードペレットのヒー
タ側の面が電子放射防止膜によって被覆されたことを特
徴とする。また、前記電子放射防止膜がＮｉ，Ｎｉを主
成分とする合金，Ｗ，Ｔａ，Ｍｏ，酸化アルミニウム，
チッ化アルミニウムのうち１種以上からなることを特徴
とする。また、前記電子放射防止膜がＮｉで、その厚さ
が１μｍ以上１００μｍ以下であることを特徴とする。
また、前記電子放射防止膜がクラッド、スパッタリン
グ、蒸着、ＣＶＤのうち１種以上の方法により形成され
たことを特徴とする。また、カソードペレットのヒータ
側の面のアルカリ土類金属炭酸塩が除去されていること
を特徴とする。また、純水中での浸漬または超音波洗浄
によりカソードペレット表面のアルカリ土類金属炭酸塩
が除去されたことを特徴とする。また、減圧空気中での
ＡＣプラズマまたはＤＣプラズマでのエッチングにより
カソードペレット表面のアルカリ土類金属炭酸塩が除去
されたことを特徴とする。また、アルカリ土類金属炭酸
塩の除去深さが表面から０．２μｍ以上８０μｍ以下で
あることを特徴とする。
【０００６】
【作用】前述のようにカソードペレットのヒータ側の面
を電子放射防止膜で被覆することにより、カソードペレ
ットからヒータ方向への電子放射が防止されるため、キ
ャップが不要になる。キャップを省くことにより、ヒー
タからカソードペレットへの熱伝導が速くなり、また定
常状態の熱抵抗も小さくなるため、クイックスタート機
能、省電力機能に優れたＣＲＴ用カソード構体が実現で
きる。また カソードペレットの表面に電子放射防止膜
を被覆するに先立ち、該表面のアルカリ土類金属炭酸塩
を除去し、該表面を焼結金属のみの状態とすることによ
り、該電子放射防止膜と該表面との密着強度が強固とな
り被覆強度が向上して剥離が防止され、カソードペレッ
トの歩留りが向上するとともに取り扱いが容易となる。
を電子放射防止膜で被覆することにより、カソードペレ
ットからヒータ方向への電子放射が防止されるため、キ
ャップが不要になる。キャップを省くことにより、ヒー
タからカソードペレットへの熱伝導が速くなり、また定
常状態の熱抵抗も小さくなるため、クイックスタート機
能、省電力機能に優れたＣＲＴ用カソード構体が実現で
きる。また カソードペレットの表面に電子放射防止膜
を被覆するに先立ち、該表面のアルカリ土類金属炭酸塩
を除去し、該表面を焼結金属のみの状態とすることによ
り、該電子放射防止膜と該表面との密着強度が強固とな
り被覆強度が向上して剥離が防止され、カソードペレッ
トの歩留りが向上するとともに取り扱いが容易となる。
【０００７】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について、以
下図面を参照して説明する。図１は、本発明の一実施例
である（以後実施例１と称する）。図１（ａ）は本発明
のカソード構体の部分縦断面図、（ｂ）は電子放射防止
膜付カソードペレットの部分断面斜視図、（ｃ）は電子
放射防止膜付カソードペレットの部分拡大断面図であ
る。図１において、１０はカソード構体、１１は電子放
射面、１２はカソードペレット、１３はカソードスリー
ブ、１４はヒータ、１５はＮｉ粒子、１６はＢａを含む
アルカリ土類金属の炭酸塩の粒子、１７はＮｉ膜などか
らなる電子放射防止膜、１８は電子放射防止膜付カソー
ドペレットである。
下図面を参照して説明する。図１は、本発明の一実施例
である（以後実施例１と称する）。図１（ａ）は本発明
のカソード構体の部分縦断面図、（ｂ）は電子放射防止
膜付カソードペレットの部分断面斜視図、（ｃ）は電子
放射防止膜付カソードペレットの部分拡大断面図であ
る。図１において、１０はカソード構体、１１は電子放
射面、１２はカソードペレット、１３はカソードスリー
ブ、１４はヒータ、１５はＮｉ粒子、１６はＢａを含む
アルカリ土類金属の炭酸塩の粒子、１７はＮｉ膜などか
らなる電子放射防止膜、１８は電子放射防止膜付カソー
ドペレットである。
【０００８】次に前記カソード構体１０の製造方法を説
明する。平均粒径５μｍのＮｉ粉末１５と平均粒径２μ
ｍの（Ｂａ・Ｓｒ・Ｃａ）ＣＯ3 粉末１６とを体積比４
５：５５で混合し、９００℃，１５００ｋｇ／ｃｍ2 で
熱間等方加熱処理による焼結を行い焼結体ブロックを作
製した。次に該焼結体ブロックから切断研磨加工により
直径１．１ｍｍ厚さ０．３ｍｍのカソードペレット１２
を作製した。次に前記カソードペレット１２のヒータ１
４側の面（図１（ｂ）にて下側の面）に、Ｎｉをスパッ
タ源とするＲＦスパッタリング法により厚さ１０μｍの
Ｎｉ膜を被着形成し、電子放射防止膜付カソードペレッ
ト１８を得た。次に電子放射防止膜付カソードペレット
１８をカソードスリーブ１３の先端に挿入し、側面を抵
抗溶接により固着させた。その後、ヒータ１４をカソー
ドスリーブの他端開口部から挿入固定してカソード構体
１０を得た。
明する。平均粒径５μｍのＮｉ粉末１５と平均粒径２μ
ｍの（Ｂａ・Ｓｒ・Ｃａ）ＣＯ3 粉末１６とを体積比４
５：５５で混合し、９００℃，１５００ｋｇ／ｃｍ2 で
熱間等方加熱処理による焼結を行い焼結体ブロックを作
製した。次に該焼結体ブロックから切断研磨加工により
直径１．１ｍｍ厚さ０．３ｍｍのカソードペレット１２
を作製した。次に前記カソードペレット１２のヒータ１
４側の面（図１（ｂ）にて下側の面）に、Ｎｉをスパッ
タ源とするＲＦスパッタリング法により厚さ１０μｍの
Ｎｉ膜を被着形成し、電子放射防止膜付カソードペレッ
ト１８を得た。次に電子放射防止膜付カソードペレット
１８をカソードスリーブ１３の先端に挿入し、側面を抵
抗溶接により固着させた。その後、ヒータ１４をカソー
ドスリーブの他端開口部から挿入固定してカソード構体
１０を得た。
【０００９】以後、前記カソード構体１０を電子銃（図
示せず）に組込み、該電子銃を取り付けた排気管付ガラ
スステム（図示せず）をＣＲＴ用ガラスバルブ（図示せ
ず）に封入し、該排気管を排気装置（図示せず）に装着
してガラスバルブ内を排気脱ガスした。排気工程の途中
でヒータ１４に通電して、カソードペレット１２を約１
０００℃に加熱し、カソードペレット１２内の（Ｂａ・
Ｓｒ・Ｃａ）ＣＯ3 を熱分解して（Ｂａ・Ｓｒ・Ｃａ）
Ｏに変換した後、さらに高真空に排気し、前記排気管を
溶融封止してＣＲＴ（図示せず）を得た。
示せず）に組込み、該電子銃を取り付けた排気管付ガラ
スステム（図示せず）をＣＲＴ用ガラスバルブ（図示せ
ず）に封入し、該排気管を排気装置（図示せず）に装着
してガラスバルブ内を排気脱ガスした。排気工程の途中
でヒータ１４に通電して、カソードペレット１２を約１
０００℃に加熱し、カソードペレット１２内の（Ｂａ・
Ｓｒ・Ｃａ）ＣＯ3 を熱分解して（Ｂａ・Ｓｒ・Ｃａ）
Ｏに変換した後、さらに高真空に排気し、前記排気管を
溶融封止してＣＲＴ（図示せず）を得た。
【００１０】次に図面を参照して本発明の実施例１のカ
ソード構体１０の特性の改善効果を従来品と対照して説
明する。図２は本発明および従来のカソード構体５０の
ヒータＯＮ時の電子放射強度の立上り特性を示す。図に
おいて横軸はヒータＯＮ後の経過時間、縦軸はヒータＯ
Ｎ後十分な時間を経過した後に得られる最大陰極電流Ｍ
Ｉｋと、ヒータＯＮ後の各々の経過時間における最大陰
極電流ＭＩｋ’との比である。図中２１は本発明の、２
２は従来のカソード構体の立上り特性を示す。図から明
らかなように従来品の立上り特性２２に比較して本発明
のカソード構体の立上り特性２１は大幅に改良されてお
り、ＭＩｋ’／ＭＩｋ＝５０％ないし８０％のポイント
でいずれも約２秒の立上り時間短縮が実現されている。
これは本発明のカソード構体の方が従来のものに比べて
熱伝導が速いことを意味している。この結果、従来品に
比べクイックスタート機能に優れたカソード構体が実現
される。
ソード構体１０の特性の改善効果を従来品と対照して説
明する。図２は本発明および従来のカソード構体５０の
ヒータＯＮ時の電子放射強度の立上り特性を示す。図に
おいて横軸はヒータＯＮ後の経過時間、縦軸はヒータＯ
Ｎ後十分な時間を経過した後に得られる最大陰極電流Ｍ
Ｉｋと、ヒータＯＮ後の各々の経過時間における最大陰
極電流ＭＩｋ’との比である。図中２１は本発明の、２
２は従来のカソード構体の立上り特性を示す。図から明
らかなように従来品の立上り特性２２に比較して本発明
のカソード構体の立上り特性２１は大幅に改良されてお
り、ＭＩｋ’／ＭＩｋ＝５０％ないし８０％のポイント
でいずれも約２秒の立上り時間短縮が実現されている。
これは本発明のカソード構体の方が従来のものに比べて
熱伝導が速いことを意味している。この結果、従来品に
比べクイックスタート機能に優れたカソード構体が実現
される。
【００１１】図３は本発明および従来のカソード構体の
ヒータ電圧と温度の関係を示す。図において横軸はヒー
タ電圧、縦軸はスリーブ温度および電子放射面温度であ
る。図中３１は本発明の、３２は従来のカソード構体の
電子放射面の温度、３３はスリーブ温度である（スリー
ブ温度３３は本発明・従来のカソード構体で差がな
い）。図から明らかなように、従来のカソード構体５０
においては、電子放射面温度３２はスリーブ温度３３よ
り約３０℃低いが、本発明のカソード構体１０において
は、電子放射面温度３１はスリーブ温度３３より５℃程
低いにすぎない。これは本発明のカソード構体は熱抵抗
が従来品に比べ低いため電子放射面温度３１とスリーブ
温度３３の差が少ないことを意味している。この結果電
子放射面温度を例えば８００℃に保持しようとした場
合、従来品３２ではヒータ電圧が６．７Ｖ、したがって
ヒータ電力が１．４Ｗ必要であるのに対し、本発明品３
１ではヒータ電圧が６．３Ｖ、したがってヒータ電力は
１．２Ｗで済み本発明品の方がヒータ電力が１７％少な
くて済む。
ヒータ電圧と温度の関係を示す。図において横軸はヒー
タ電圧、縦軸はスリーブ温度および電子放射面温度であ
る。図中３１は本発明の、３２は従来のカソード構体の
電子放射面の温度、３３はスリーブ温度である（スリー
ブ温度３３は本発明・従来のカソード構体で差がな
い）。図から明らかなように、従来のカソード構体５０
においては、電子放射面温度３２はスリーブ温度３３よ
り約３０℃低いが、本発明のカソード構体１０において
は、電子放射面温度３１はスリーブ温度３３より５℃程
低いにすぎない。これは本発明のカソード構体は熱抵抗
が従来品に比べ低いため電子放射面温度３１とスリーブ
温度３３の差が少ないことを意味している。この結果電
子放射面温度を例えば８００℃に保持しようとした場
合、従来品３２ではヒータ電圧が６．７Ｖ、したがって
ヒータ電力が１．４Ｗ必要であるのに対し、本発明品３
１ではヒータ電圧が６．３Ｖ、したがってヒータ電力は
１．２Ｗで済み本発明品の方がヒータ電力が１７％少な
くて済む。
【００１２】前記電子放射防止用Ｎｉスパッタ膜の厚さ
は、薄い程熱伝導が良好であるが、薄すぎると膜欠陥部
から電子放射がヒータ１４方向に漏れてヒータ１４の絶
縁不良の原因となるため、少なくとも１μｍは必要であ
る。また従来のカソード構体５０のキャップ５２の厚さ
１００μｍを超えては従来のカソード構体５０に対する
熱伝導優位性が得られないため１００μｍ以下が適切で
ある。更に望ましくは５〜３０μｍがより適切である。
は、薄い程熱伝導が良好であるが、薄すぎると膜欠陥部
から電子放射がヒータ１４方向に漏れてヒータ１４の絶
縁不良の原因となるため、少なくとも１μｍは必要であ
る。また従来のカソード構体５０のキャップ５２の厚さ
１００μｍを超えては従来のカソード構体５０に対する
熱伝導優位性が得られないため１００μｍ以下が適切で
ある。更に望ましくは５〜３０μｍがより適切である。
【００１３】上記実施例１においては電子放射防止膜１
７としてＮｉスパッタ膜を用いたが、膜形成手段はスパ
ッタリングに限定されず、膜材質に応じて蒸着、ＣＶＤ
などの薄膜形成手段も使用可能であるし、大量生産に適
した製法としては、薄い箔状の電子放射防止膜をカソー
ドペレットの片面にラミネートする、いわゆるクラッド
法がある。
７としてＮｉスパッタ膜を用いたが、膜形成手段はスパ
ッタリングに限定されず、膜材質に応じて蒸着、ＣＶＤ
などの薄膜形成手段も使用可能であるし、大量生産に適
した製法としては、薄い箔状の電子放射防止膜をカソー
ドペレットの片面にラミネートする、いわゆるクラッド
法がある。
【００１４】また電子放射防止膜１７の材質としてＮｉ
以外にもＮｉを主成分とする合金（例えばＮｉ−Ｃｒ合
金，Ｎｉ−Ｍｇ合金，Ｎｉ−Ｓｉ合金，Ｎｉ−Ａｌ合
金）、Ｗ，Ｍｏ，Ｔａなどの高融点金属、酸化アルミニ
ウム、チッ化アルミニウム等の無機化合物が使用でき
る。上記材料の特徴を簡単に説明する。Ｎｉはカソード
ペレット１２の焼結金属成分と同一の材料であるのでカ
ソードペレット１２とのなじみが良く、熱伝導率も高
く、安価である。また展延性が良いので容易に箔に加工
でき前述の大量生産に適したクラッド法に適している。
したがって本発明のカソード構体には最適である。Ｎｉ
−Ｃｒ合金はＮｉに比べ熱伝導が劣り、高価であるが高
温での信頼性に優れるため、高信頼性ＣＲＴ用カソード
構体に適する。Ｗ，ＭｏはＮｉ以上に熱伝導率が高く、
また高温での信頼性が極めて良いが高価である。したが
って高性能かつ超高信頼性ＣＲＴ用カソード構体に適す
る。Ｔａは熱伝導率はＮｉ並であるが、Ｗ，Ｍｏと異な
って展性に富み、高温信頼性も極めて良いが非常に高価
である。したがってＯＮ−ＯＦＦ等による機械的ストレ
スが厳しいＣＲＴのカソード構体に適する。Ｎｉ−Ｃ
ｒ，ＭｏおよびＴａも箔にできるためクラッド法が適用
できる。酸化アルミニウムは前述の金属類と異なり熱伝
導率は低いが絶縁性が非常に優れているため、カソード
ペレット１２とヒータ１４の間に通常よりも高い電圧が
印加されるような用途のＣＲＴのカソード構体に適す
る。チッ化アルミニウムは酸化アルミニウムと同様絶縁
性に優れ、しかも熱伝導率が前述の金属類よりもはるか
に良好なため、カソードペレット１２とヒータ１４の間
に高電圧が印加され、しかも省電力も必要なＣＲＴのカ
ソード構体に適する。Ｗ，酸化アルミニウム，チッ化ア
ルミニウムの膜形成手段はクラッド法が難しいため、ス
パッタリング蒸着またはＣＶＤが適する。
以外にもＮｉを主成分とする合金（例えばＮｉ−Ｃｒ合
金，Ｎｉ−Ｍｇ合金，Ｎｉ−Ｓｉ合金，Ｎｉ−Ａｌ合
金）、Ｗ，Ｍｏ，Ｔａなどの高融点金属、酸化アルミニ
ウム、チッ化アルミニウム等の無機化合物が使用でき
る。上記材料の特徴を簡単に説明する。Ｎｉはカソード
ペレット１２の焼結金属成分と同一の材料であるのでカ
ソードペレット１２とのなじみが良く、熱伝導率も高
く、安価である。また展延性が良いので容易に箔に加工
でき前述の大量生産に適したクラッド法に適している。
したがって本発明のカソード構体には最適である。Ｎｉ
−Ｃｒ合金はＮｉに比べ熱伝導が劣り、高価であるが高
温での信頼性に優れるため、高信頼性ＣＲＴ用カソード
構体に適する。Ｗ，ＭｏはＮｉ以上に熱伝導率が高く、
また高温での信頼性が極めて良いが高価である。したが
って高性能かつ超高信頼性ＣＲＴ用カソード構体に適す
る。Ｔａは熱伝導率はＮｉ並であるが、Ｗ，Ｍｏと異な
って展性に富み、高温信頼性も極めて良いが非常に高価
である。したがってＯＮ−ＯＦＦ等による機械的ストレ
スが厳しいＣＲＴのカソード構体に適する。Ｎｉ−Ｃ
ｒ，ＭｏおよびＴａも箔にできるためクラッド法が適用
できる。酸化アルミニウムは前述の金属類と異なり熱伝
導率は低いが絶縁性が非常に優れているため、カソード
ペレット１２とヒータ１４の間に通常よりも高い電圧が
印加されるような用途のＣＲＴのカソード構体に適す
る。チッ化アルミニウムは酸化アルミニウムと同様絶縁
性に優れ、しかも熱伝導率が前述の金属類よりもはるか
に良好なため、カソードペレット１２とヒータ１４の間
に高電圧が印加され、しかも省電力も必要なＣＲＴのカ
ソード構体に適する。Ｗ，酸化アルミニウム，チッ化ア
ルミニウムの膜形成手段はクラッド法が難しいため、ス
パッタリング蒸着またはＣＶＤが適する。
【００１５】次に本発明のカソード構体の別実施例（以
後実施例２と呼ぶ）を図４を参照して説明する。図４に
おいて４０はカソード構体、４１はカソードペレット１
２のアルカリ土類金属炭酸塩除去面であり、その他図１
（実施例１）と共通部分については同一の符号を付け、
説明を省略する。
後実施例２と呼ぶ）を図４を参照して説明する。図４に
おいて４０はカソード構体、４１はカソードペレット１
２のアルカリ土類金属炭酸塩除去面であり、その他図１
（実施例１）と共通部分については同一の符号を付け、
説明を省略する。
【００１６】実施例２（図４）のカソード構体４０の製
造方法を説明するが、実施例１（図１）のカソード構体
１０の製造方法と重複する部分は説明を省略する。Ｎｉ
粉末と（Ｂａ・Ｓｒ・Ｃａ）ＣＯ3 粉末とを混合し、焼
結し、機械加工によりカソードペレットを作製する工程
は実施例１と同じである。次に約６０℃の温純水中に１
５分間カソードペレットを浸漬し、超音波洗浄を実施し
てカソードペレット表面の深さ約５μｍまでの（Ｂａ・
Ｓｒ・Ｃａ）ＣＯ3 部分を分解除去し、その後１５０℃
のチッ素炉で１時間乾燥した。その結果カソードペレッ
ト表面から深さ約５μｍまではＮｉ焼結体のみの面、即
ちアルカリ土類金属炭酸塩除去面４１となった。次に該
カソードペレットの片面（ヒータ１４側の面）に、Ｎｉ
をスパッタ源とするＲＦスパッタリング法により厚さ１
０μｍのＮｉ膜を被着形成した結果、Ｎｉ膜はカソード
ペレット表面のアルカリ土類金属炭酸塩除去面４１の凹
凸部分に食い込み、実施例１に比べて大幅に密着強度の
高い電子放射防止膜が形成できた。以後、該電子放射防
止膜付カソードペレット１９をカソードスリーブ１３に
挿入固着し、電子銃に組み込んだ後、ＣＲＴに組込み封
止する工程については実施例１と同じである。
造方法を説明するが、実施例１（図１）のカソード構体
１０の製造方法と重複する部分は説明を省略する。Ｎｉ
粉末と（Ｂａ・Ｓｒ・Ｃａ）ＣＯ3 粉末とを混合し、焼
結し、機械加工によりカソードペレットを作製する工程
は実施例１と同じである。次に約６０℃の温純水中に１
５分間カソードペレットを浸漬し、超音波洗浄を実施し
てカソードペレット表面の深さ約５μｍまでの（Ｂａ・
Ｓｒ・Ｃａ）ＣＯ3 部分を分解除去し、その後１５０℃
のチッ素炉で１時間乾燥した。その結果カソードペレッ
ト表面から深さ約５μｍまではＮｉ焼結体のみの面、即
ちアルカリ土類金属炭酸塩除去面４１となった。次に該
カソードペレットの片面（ヒータ１４側の面）に、Ｎｉ
をスパッタ源とするＲＦスパッタリング法により厚さ１
０μｍのＮｉ膜を被着形成した結果、Ｎｉ膜はカソード
ペレット表面のアルカリ土類金属炭酸塩除去面４１の凹
凸部分に食い込み、実施例１に比べて大幅に密着強度の
高い電子放射防止膜が形成できた。以後、該電子放射防
止膜付カソードペレット１９をカソードスリーブ１３に
挿入固着し、電子銃に組み込んだ後、ＣＲＴに組込み封
止する工程については実施例１と同じである。
【００１７】実施例２のカソード構体の立上り特性は実
施例１のそれと同等であった。同一ヒータ電圧における
電子放射面１１とスリーブ１３の温度差も実施例１と同
じく５℃程度と小さく良好であった。したがって、実施
例２のカソード構体は実施例１のそれに比べ特性上の優
位性はないが、前述のようにＮｉ膜の密着強度が実施例
１に比べて非常に強いのでＮｉ膜の剥離による歩留低下
が生じる恐れがなく、カソード構体４０の組立工程での
電子放射防止膜付ペレット１９の取り扱いが容易であ
り、量産性に優れている。
施例１のそれと同等であった。同一ヒータ電圧における
電子放射面１１とスリーブ１３の温度差も実施例１と同
じく５℃程度と小さく良好であった。したがって、実施
例２のカソード構体は実施例１のそれに比べ特性上の優
位性はないが、前述のようにＮｉ膜の密着強度が実施例
１に比べて非常に強いのでＮｉ膜の剥離による歩留低下
が生じる恐れがなく、カソード構体４０の組立工程での
電子放射防止膜付ペレット１９の取り扱いが容易であ
り、量産性に優れている。
【００１８】前記実施例２においては、温純水中での超
音波洗浄によりカソードペレット表面の（Ｂａ・Ｓｒ・
Ｃａ）ＣＯ3 を分解除去したが、他の手段として減圧空
気中のＡＣプラズマまたはＤＣプラズマによるエッチン
グでも同等の効果が得られた。例えば真空度１０-2Ｔｏ
ｒｒの減圧空気中で、１０００ＶＡＣまたはＤＣでグロ
ー放電を発生させＡＣまたはＤＣプラズマ中でチッ素イ
オン、酸素イオンによりカソードペレット表面を約２０
分間エッチングすることにより温純水中での超音波洗浄
と同様、カソードペレット表面の（Ｂａ・Ｓｒ・Ｃａ）
ＣＯ3 を除去できた。前記ＡＣプラズマまたはＤＣプラ
ズマによるエッチングの利点は、温純水法に比べ不純物
の表面付着が少ないことと乾燥工程が不要なため処理時
間が短いことである。
音波洗浄によりカソードペレット表面の（Ｂａ・Ｓｒ・
Ｃａ）ＣＯ3 を分解除去したが、他の手段として減圧空
気中のＡＣプラズマまたはＤＣプラズマによるエッチン
グでも同等の効果が得られた。例えば真空度１０-2Ｔｏ
ｒｒの減圧空気中で、１０００ＶＡＣまたはＤＣでグロ
ー放電を発生させＡＣまたはＤＣプラズマ中でチッ素イ
オン、酸素イオンによりカソードペレット表面を約２０
分間エッチングすることにより温純水中での超音波洗浄
と同様、カソードペレット表面の（Ｂａ・Ｓｒ・Ｃａ）
ＣＯ3 を除去できた。前記ＡＣプラズマまたはＤＣプラ
ズマによるエッチングの利点は、温純水法に比べ不純物
の表面付着が少ないことと乾燥工程が不要なため処理時
間が短いことである。
【００１９】また、前記アルカリ土類金属炭酸塩の除去
深さは電子放射防止膜の厚さと密接に関連しており、電
子放射防止膜の厚さの２０％〜８０％の深さ、即ち、
０．２μｍ〜８０μｍが適切であり、０．２μｍ未満で
は電子放射防止膜の密着強度向上の効果が得られず、８
０μｍを越えると電子放射防止膜に欠陥が生じて電子放
射がヒータ側に漏れる恐れが出てくる。更に望ましく
は、電子放射防止膜厚さの４０％〜６０％、即ち０．４
μｍ〜６０μｍの範囲がより適切であり、十分な密着強
度が得られると共に膜の欠陥も発生しにくい。
深さは電子放射防止膜の厚さと密接に関連しており、電
子放射防止膜の厚さの２０％〜８０％の深さ、即ち、
０．２μｍ〜８０μｍが適切であり、０．２μｍ未満で
は電子放射防止膜の密着強度向上の効果が得られず、８
０μｍを越えると電子放射防止膜に欠陥が生じて電子放
射がヒータ側に漏れる恐れが出てくる。更に望ましく
は、電子放射防止膜厚さの４０％〜６０％、即ち０．４
μｍ〜６０μｍの範囲がより適切であり、十分な密着強
度が得られると共に膜の欠陥も発生しにくい。
【００２０】
【発明の効果】以上説明したように、カソードペレット
のヒータ側の面を電子放射防止膜で被覆することによ
り、カソードペレットからヒータ方向への電子放射が防
止されるため、キャップが不要となり、これによりヒー
タからカソードペレットへの熱伝導が速くなり、また定
常状態の熱抵抗も小さくなるので、クイックスタート機
能、省電力機能に優れたＣＲＴ用カソードが実現でき
る。また、カソードペレット表面のアルカリ土類金属炭
酸塩を電子放射防止膜の被覆前に除去することにより、
カソードペレットと電子放射防止膜との密着強度が増大
するのでカソードペレットの歩留りが向上するとともに
取り扱いが容易になる。
のヒータ側の面を電子放射防止膜で被覆することによ
り、カソードペレットからヒータ方向への電子放射が防
止されるため、キャップが不要となり、これによりヒー
タからカソードペレットへの熱伝導が速くなり、また定
常状態の熱抵抗も小さくなるので、クイックスタート機
能、省電力機能に優れたＣＲＴ用カソードが実現でき
る。また、カソードペレット表面のアルカリ土類金属炭
酸塩を電子放射防止膜の被覆前に除去することにより、
カソードペレットと電子放射防止膜との密着強度が増大
するのでカソードペレットの歩留りが向上するとともに
取り扱いが容易になる。
【図１】 本発明の一実施例のＣＲＴ用カソード構体の
部分縦断面図（ａ）と電子放射防止膜付カソードペレッ
トの部分断面斜視図（ｂ）と電子放射防止膜付カソード
ペレットの部分拡大断面図（ｃ）
部分縦断面図（ａ）と電子放射防止膜付カソードペレッ
トの部分断面斜視図（ｂ）と電子放射防止膜付カソード
ペレットの部分拡大断面図（ｃ）
【図２】 本発明の一実施例のＣＲＴ用カソードの立上
り特性を従来技術品と比較して示すグラフ
り特性を従来技術品と比較して示すグラフ
【図３】 本発明の一実施例のＣＲＴ用カソードのスリ
ーブおよび電子放射面の温度特性を従来技術品と比較し
て示すグラフ
ーブおよび電子放射面の温度特性を従来技術品と比較し
て示すグラフ
【図４】 本発明の別実施例のＣＲＴ用カソード構体の
部分縦断面図（ａ）と電子放射防止膜付カソードペレッ
トの部分断面斜視図（ｂ）と電子放射防止膜付カソード
ペレットの部分拡大断面図（ｃ）
部分縦断面図（ａ）と電子放射防止膜付カソードペレッ
トの部分断面斜視図（ｂ）と電子放射防止膜付カソード
ペレットの部分拡大断面図（ｃ）
【図５】 従来のＣＲＴ用焼結型カソード構体の部分縦
断面図（ａ）とカソードペレットの部分断面斜視図
（ｂ）とキャップの部分断面斜視図（ｃ）
断面図（ａ）とカソードペレットの部分断面斜視図
（ｂ）とキャップの部分断面斜視図（ｃ）
１０，４０ ＣＲＴ用カソード構体 １１ 電子放射面 １２ カソードペレット １３ スリーブ １４ ヒータ １５ Ｎｉ粒子 １６ （Ｂａ・Ｓｒ・Ｃａ）ＣＯ3 粒子 １７ 電子放射防止膜（例えばＮｉ膜） １８，１９ 電子放射防止膜付カソードペレット ４１ アルカリ土類金属炭酸塩の除去面
Claims (8)
- 【請求項１】Ｎｉを主成分とする金属の粉末と、Ｂａを
含むアルカリ土類金属の炭酸塩の粉末とを混合し、熱間
等方加圧により焼結したカソードペレットを搭載した陰
極線管用カソード構体において、前記カソードペレット
のヒータ側の面が電子放射防止膜によって被覆されたこ
とを特徴とする陰極線管用カソード構体。 - 【請求項２】電子放射防止膜がＮｉ，Ｎｉを主成分とす
る合金，Ｗ，Ｍｏ，Ｔａ，酸化アルミニウム，チッ化ア
ルミニウムのうち１種以上からなることを特徴とする請
求項１記載の陰極線管用カソード構体。 - 【請求項３】電子放射防止膜がＮｉからなり、その厚さ
が１μｍ以上１００μｍ以下であることを特徴とする請
求項１記載の陰極線管用カソード構体。 - 【請求項４】電子放射防止膜がクラッド、スパッタリン
グ、蒸着、ＣＶＤのうち一種以上の方法により形成され
たことを特徴とする請求項１記載の陰極線管用カソード
構体。 - 【請求項５】カソードペレットのヒータ側の面のアルカ
リ土類金属炭酸塩が除去されていることを特徴とする請
求項１記載の陰極線管用カソード構体。 - 【請求項６】純水中での浸漬または超音波洗浄によりカ
ソードペレット表面のアルカリ土類金属炭酸塩が除去さ
れたことを特徴とする請求項５記載の陰極線管用カソー
ド構体。 - 【請求項７】減圧空気中でのＡＣプラズマまたはＤＣプ
ラズマでのエッチングによりカソードペレット表面のア
ルカリ土類金属炭酸塩が除去されたことを特徴とする請
求項５記載の陰極線管用カソード構体。 - 【請求項８】アルカリ土類金属炭酸塩の除去深さが表面
から０．２μｍ以上８０μｍ以下であることを特徴とす
る請求項５記載の陰極線管用カソード構体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26857395A JPH09115424A (ja) | 1995-10-17 | 1995-10-17 | 陰極線管用カソード構体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26857395A JPH09115424A (ja) | 1995-10-17 | 1995-10-17 | 陰極線管用カソード構体 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09115424A true JPH09115424A (ja) | 1997-05-02 |
Family
ID=17460404
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26857395A Pending JPH09115424A (ja) | 1995-10-17 | 1995-10-17 | 陰極線管用カソード構体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09115424A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR19990027741A (ko) * | 1997-09-30 | 1999-04-15 | 김영남 | 전자총용 음극구조체 |
| KR20020071740A (ko) * | 2001-03-06 | 2002-09-13 | 닛뽄덴끼 가부시끼가이샤 | 고전류 밀도와 긴 수명을 갖는 음극선관용 캐소드 |
-
1995
- 1995-10-17 JP JP26857395A patent/JPH09115424A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR19990027741A (ko) * | 1997-09-30 | 1999-04-15 | 김영남 | 전자총용 음극구조체 |
| KR20020071740A (ko) * | 2001-03-06 | 2002-09-13 | 닛뽄덴끼 가부시끼가이샤 | 고전류 밀도와 긴 수명을 갖는 음극선관용 캐소드 |
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