JPH1027544A - 陰極線管用酸化物陰極の塗布方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 カソードのベースメタル上へのオキサイド材
料吹付時の吹付密度の上限値を下げることで電子銃焼き
工程もしくはエージング工程でのオキサイドのベースメ
タルよりの剥離を減少させる。 【解決手段】 カソード１のベースメタル４上への炭酸
塩混合体の吹付塗布時の吹付密度の上限値を０．７５０
ｍｇ／ｍｍ³ とし、吹付面積の直径を実測して体積を求
める様にする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は陰極線管電子銃内に
用いる酸化物陰極の改良に係わり、特に酸化物陰極の塗
布方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来からカラー陰極線管（以下ＣＲＴと
記す）の電子銃封止工程は蛍光膜が形成され、更に、色
選別部材（アパーチャグリル又はシャドウマスク）や磁
気遮蔽部材等を装着したフェースパネルに予め、内面カ
ーボン膜を形成したファンネルをフリットガラスでフェ
ースパネルに溶着して、電子銃を封止し、排気後に陰極
の活性化の為の陰極のエージングを行なっている。

【０００３】この様なＣＲＴ電子銃中には電子ビームを
放射する陰極と、電子ビームを制御、加速、集速する電
極で構成されるが、陰極（以下カソードと記す）１は通
常図４に示す様に構成されている。

【０００４】即ち、カソード１は基本的にはオキサイド
（酸化物）３、基体金属（以下ベースメタルと記す）４
並びにヒータ７より構成される。オキサイド３は炭酸バ
リウム（ＢａＣｏ₃ ）、炭酸ストロンチューム（ＳｒＣ
ｏ₃ ）並びに炭酸カルシウム（ＣａＣｏ₃ ）の混合物或
いは炭酸塩固溶体（Ｂａ_1-x-y ，Ｓｒ_x ，Ｃａ_y ）Ｃｏ
₃ を結合剤に混合し、スプレイ等でベースメタル４上に
吹付け塗布する方法がとられている。

【０００５】ベースメタル４はニッケル（Ｎｉ）等でキ
ャップ状に構成され、還元剤となるマグネシウム（Ｍ
ｇ）、シリコン（Ｓｉ）、アルミニウム（Ａｌ）、タン
グステン（Ｗ）等を微量に含んでいる。筒状構成のスリ
ーブ２はニッケル，クローム（Ｎｉ−Ｃｒ）より成り、
このスリーブ２内にはＷ等の高抵抗金属より成るヒータ
７が挿入され、上記オキサイド３とベースメタル４を加
熱してオキサイド３から電子放出を行なう様に成されて
いる。

【０００６】図５はＲ，Ｇ，Ｂ用の３個のカソード１
Ｒ，１Ｇ，１Ｂから放射される電子ビームを１個の主レ
ンズ中心で交差する様にセラミックベース５に傾けて配
設した単電子銃の構成の１例を示している。尚６はヒー
タ７を保持するヒータレストである。

【０００７】この様な、カソード１は他の加速電極や集
束電極等とビーデングガラスで一体化されゲッタが取り
付けられて、上記した電子銃封止工程でファンネルのネ
ック部に挿通し、ステム部をネックに図６の第１ステッ
プＳＴ₁ の様に封着する。

【０００８】次の第２ステップＳＴ₂ では排気工程に入
ってバルブ内を真空にする。次の第３工程ＳＴ₃ ではゲ
ッタを外部より高周波加熱して、ＣＲＴのバルブ内壁に
Ｂａ膜を蒸着させて高真空に保ってカソード１のガス汚
染を防止する。

【０００９】次の第４工程ＳＴ₄ ではバルブ外装の爆縮
防止用補強やバルブ外装にカーボン塗布が行なわれる。
次の第５工程ＳＴ₅ では炉外での電子銃焼き工程が行な
われる。次に高電圧を印加して、電子銃電極間等で放電
を生じない様な第６ステップＳＴ₆ のノッキング工程を
経過後に第７ステップＳＴ₇ のエージング工程が行なわ
れる。

【００１０】このエージング工程ではカソード１のヒー
タ７を点火して活性化が成される。即ち、カソード１に
電流を流して残留ガスをゲッタに吸着させ、超高真空に
する。ここで、ベースメタル４に内蔵した微量のＭｇ，
Ｗ等はオキサイド３に対し還元剤として働き過剰のＢａ
を生成する。例えばＷが含まれる場合には次の反応によ
りフリーＢａと酸化物を得る。 ６ＢａＯ＋Ｗ→３Ｂａ＋Ｂａ₃ Ｗｏ₆ この様な過剰のＢａがカソード１を安定化した電子放出
源としている。

【００１１】この様にエージング工程が施された後にＣ
ＲＴとしての検査が第８ステップＳＴ₈ の様に行なわれ
た後に完成品として出荷される。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】叙上の様にエージング
工程で活性化を行なう為にベースメタル４に炭酸塩混合
体をスプレー法で吹付け塗布して酸化物陰極（オキサイ
ド、カソード）を得ている。この際の吹付け時の密度
（以下吹付密度と記す）ρは次の式１で求めている。 ρ＝ｗｔ／Ｖ‥‥（１） ここでｗｔはベースメタル４上に塗布したオキサイド３
の重量、Ｖは体積であり、オキサイド３は円盤状に形成
されているので体積Ｖは式２で求められる。 Ｖ＝πｒ² ｈ‥‥（２） ここでｒは吹付けられたオキサイドの半径、ｈはオキサ
イドのコート厚である。

【００１３】この様に体積Ｖを求める場合のオキサイド
の半径ｒは従来、ベースメタル４の設計寸法直径を基準
に半径ｒを定めていたために吹付装置（マガジン）の状
態によってスプレーされるオキサイド３の直径が変化し
てしまうために実際の吹付密度ρａと式１で求めた吹付
密度ρｃとの間に誤差が発生してしまい、正確に吹付密
度を算定出来ない問題があった。即ち、計算で求めた吹
付密度ρｃが低くなる傾向を示し、吹付面積（直径）が
小さくなると吹付密度は高くなり、従来の上限値（０．
８００ｍｇ／ｍｍ³ ）の方向に偏る傾向を生じ、その結
果活性化時にオキサイドの剥離によるエミッショントラ
ブルが発生する頻度が増加する問題があった。

【００１４】本発明はこの様な問題点を解消しようとす
るもので、その課題とするところは吹付密度の上限値を
下げることでオキサイドがベースメタルから剥離する等
のエミッショントラブルを回避して、不良率を下げ、且
つオキサイド３を実際に塗布した直径を実測することで
上限値を下げた吹付密度の値を正確に管理可能なＣＲＴ
用オキサイドカソードの塗布方法を提供する様に成した
ものである。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明のＣＲＴ用オキサ
イドカソードの塗布方法はベースメタル４上に塗布され
る炭酸塩混合体の塗布時の密度の上限値を０．７５０ｍ
ｇ／ｍｍ³ と成して活性化処理を施し還元したものであ
る。

【００１６】本発明のＣＲＴ用オキサイドカソードの塗
布方法によればエミッション不良率を大幅に下げること
が出来、又、吹付密度をより正確に管理可能となる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明のＣＲＴ用オキサイ
ドカソードの塗布方法を図１乃至図３を用いて詳記す
る。図１は本例のカソードのベースメタル４上に吹付塗
布されるオキサイド（炭酸塩混合体）３の吹付密度とオ
キサイドの剥離の関係を説明するための平面図と一部側
面図を示すものである。

【００１８】図１でカソード１はＮｉ−Ｃｒ材で構成し
たスリーブ２上にキャップ状のベースメタル４が固定さ
れる。ベースメタル４は直径が１．６６ｍｍ程度であ
り、Ｎｉ材をベースとして構成され、Ｗ：４重量％、Ｍ
ｇ：０．２４重量％が混入され、上記した様にエージン
グ時、Ｗ，Ｍｇはオキサイド３に対して還元剤として機
能し、オキサイド３中に含まれるＢａを生成する。

【００１９】図１Ａ及び図１Ｂでベースメタル４上にオ
キサイド３が塗布される。このオキサイド３はＢａＣｏ
₃ ：６重量％、ＣａＣｏ₃ ：３重量％、ＳｒＣｏ₃ ：１
重量％からなる炭酸塩にバインダーとして、ニトロセル
ローズ、サク酸イソアミル等を混合した炭酸塩混合体を
スプレーで厚みが７５μｍ前後になる様にしてある。

【００２０】図１Ａは、この様な炭酸塩混合体（以下オ
キサイドと記す）をベースメタル４上に吹付装置（マガ
シン）を介して吹付けた場合に、オキサイド３の吹付直
径が大きくなって、吹付面積が大きくなった場合を示
し、図１Ｂは吹付面積が小さくなった場合を示してい
る。この時の密度ρａは前述の（１）式で求めるが体積
Ｖはπｒ² ｈであり、この場合直径（半径）が変化する
ために重量ｗ_t とπｈを一定にすると図１Ａに比べて図
１Ｂの方が実際の吹付密度ρａが高くなる。

【００２１】然し、吹付密度ρの計算時にはベースメタ
ル４の直径（１．６６ｍｍ）を体積Ｖの計算時のｒ² の
値として用いて吹付密度ρｃを計算しているため実際の
吹付面積が図１Ｂの様に小さい場合は正しい吹付密度ρ
ｃを算出することが出来なくなる。そこで、本例では吹
付けられたオキサイド３の直径を実測した値を基に吹付
密度ρｃを求める様にする。このことで吹付密度の規格
の上限値を正しく管理することが可能となる。

【００２２】又、この際の吹付密度ρは０．６５０ｍｇ
／ｍｍ³ を規格中心とし、上限値を０．８００ｍｇ／ｍ
ｍ³ で管理が行なわれていたがベースメタル４の設計時
の直径を基準に吹付密度ρｃを計算すると、図１Ｂに示
す様に吹付面積がベースメタル４の直径より小さくなる
場合は図１Ａに比べて吹付密度は高くなる。この様な管
理値内にある吹付密度を大型管用の炉外電子銃焼き工程
もしくはエージング工程に投入するとオキサイド３の剥
離によるエミッション不良が０．３〜０．５％にも達し
た。

【００２３】これを改善するために本例では吹付密度の
上限値を０．７５０ｍｇ／ｍｍ³ とすることでエミッシ
ョン不良率を０．０５％前後まで削減することが出来
た。

【００２４】図２は縦軸にＣＲＴのオキサイド剥がれに
よる不良率（％）を横軸に日付をとって２４インチ（プ
ロット点■）及び２５インチ（プロット点●）ＣＲＴに
ついてプロットしたグラフであり、吹付密度の上限値を
０．８００ｍｇ／ｍｍ³ とした従来（８月１日〜９月１
１日まで）の不良率と、吹付密度の上限値を０．７５０
ｍｇ／ｍｍ³ とした本例（９月１２日〜１０月１４日）
の不良率を示している。

【００２５】即ち、下表１に示す様に吹付密度変更前
（上限値０．８００ｍｇ／ｍｍ³ ）では２４インチＣＲ
Ｔでは２７．１７２本中６６本が、２５インチＣＲＴで
は５０６９７本中１６２本のエミッション不良が発生
し、不良率は０．２４％及び０．３２％に達していた。

【００２６】９月１２日以後１０月１４日までの実績で
は吹付密度変更後（上限値０．７５０ｇ／ｃｍ³ ）では
２４インチＣＲＴでは１４８３４本中８本、２５インチ
ＣＲＴでは５３２０７本中２８本であり、エミッション
不良によるオキサイド３の剥離による不良の発生は減少
し、不良率は２４及び２５インチ共に０．０５％に推移
し、変更前と変更後の不良率の発生率差は２５インチＣ
ＲＴで０．１９％、２５インチＣＲＴで０．２７％とな
っている。

【００２７】

【表１】

【００２８】図３は、６月〜１０月までを横軸に、縦軸
に吹付密度の変化をとったもので９／１２日を境に吹付
密度の上限値を０．８００ｍｇ／ｍｍ³ から０．７５０
ｍｇ／ｍｍ³ に変えたもので、密度変更後の月平均密度
は０．７０３ｍｇ／ｍｍ³ 、０．６９９ｍｇ／ｍｍ³ と
低目に推移し、上限値０．７５０ｍｇ／ｍｍ³ をオーバ
ーするロットがないことからも吹付密度とオキサイド３
の剥離の関係が深いことが考えられる。勿論、エミッシ
ョン不良のオキサイド剥離の有無は不良ＣＲＴを解体確
認している。これらの月平均密度と最大及び最小値を下
表２に示しておく。

【００２９】

【表２】

【００３０】本発明は上述の様にベースメタル上への炭
酸塩混合体の吹付密度の上限値を０．８００ｍｇ／ｍｍ
³ から０．７５０ｍｇ／ｍｍ³ に変えることでエミッシ
ョン不良によるオキサイド剥がれが大幅に減少し、０．
３０〜０．５０％の不良率を０．０５％前後に改善可能
となった。

【００３１】

【発明の効果】本発明のＣＲＴ用オキサイドカソードの
塗布方法によればオキサイドとなる炭酸塩混合体の塗布
時の吹付密度上限値を０．７５０ｍｇ／ｍｍ³ とするこ
と及び吹付径を実測することで吹付密度を正確に算出す
ることが出来、炉外電子銃焼工程もしくはエージング時
に生ずるオキサイド剥がれによるエミッション不良を大
幅に改善可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の陰極線管用酸化物陰極塗布方法の吹付
密度とオキサイド剥離の関係を示す説明図である。

【図２】本発明の陰極線管用酸化物陰極の塗布方法と従
来の塗布方法とでの管種別不良率推移を示すグラフであ
る。

【図３】本発明の陰極線管用酸化物陰極の塗布方法と従
来の塗布方法とでの吹付密度の推移を示すグラフであ
る。

【図４】従来のカソードの要部の一部を断面とした構成
図である。

【図５】従来のカソードの１例を示す組立構成図であ
る。

【図６】従来の炉外電子銃焼き工程を説明するためのフ
ローチャートである。

【符号の説明】

１ カソード、２ スリーブ、３ オキサイド、４ ベ
ースメタル、７ ヒータ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基体金属上に塗布される炭酸塩混合体の
   塗布時の密度の上限値を０．７５０ｍｇ／ｍｍ³ と成し
   て活性化処理を施して還元して成ることを特徴とする陰
   極線管用酸化物陰極の塗布方法。
2. 【請求項２】 前記塗布時の密度を求める際に前記基体
   金属に塗布した炭酸塩混合体の実測値を用いて成ること
   を特徴とする請求項１記載の陰極線管用酸化物陰極の塗
   布方法。