JPH04359829A - 電子管用陰極およびそのヒータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は陰極線管や小型電子管な
どの電子源として用いられる電子管用陰極に関する。さ
らに詳しくはヒータで加熱される熱陰極の構造および熱
陰極用のヒータ構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】陰極線管や小型電子管などに従来から用
いられている陰極の構造は、図５または図６のような構
造になっている。すなわち、これらの図において１３は
陰極ペレット、１４は陰極スリーブ、１５はヒータ、１
６はセラミックカバー、１７はアルミナ粉末のポッティ
ング層である。このセラミックカバー１６は、陰極ペレ
ット１３や陰極スリーブ１４とヒータ１５との接触を避
けて、できるだけヒータ１５を陰極ペレット１３に近づ
けるためのもので、アルミナ粉末のポッティング層１７
を設ける例は、振動などにもヒータ１５がこすれること
なく固着されるとともに、ヒータ１５の熱が熱伝導によ
り陰極ペレット１３に早く伝わるようにするためである
。

【０００３】このヒータ１５は１本のヒータ線を図のよ
うにコイリングしたり、細いヒータ線をまずコイル状に
巻き、そのコイル状に巻いた線をさらにヒータ形状に巻
いてダブルコイリングするものがある。またらせん状に
巻いて頂点で折り返し逆廻りのらせん状に巻き無誘導と
するヒータも用いられている。

【０００４】またカラーブラウン管に使用する陰極では
、三原色である赤、緑、青の三色用の陰極３個が必要と
なり、そのような陰極として図７に示すような陰極が用
いられている。すなわち同図において、１８は図５また
は図６のような陰極ペレット１３を固着した陰極スリー
ブ１４内にヒータ１５を配置して形成された陰極部であ
る。１９はセラミックなどで形成された基板で、２０は
ニッケルなどで形成されたパイプで、基板１９の陰極部
１８を配置する位置で予め設けた孔の中に挿入してカシ
メなどで固着したものである。このパイプ２０の中に陰
極部１８を挿入し溶接などで固着することによりカラー
ブラウン管用陰極を構成している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし最近の電子機器
の小型化に伴ない、電子管ひいては陰極も小型化され、
たとえば陰極スリーブ１４の外径は１０ｍｍφ位が普通
で、図７に示すような陰極では陰極スリーブ１４の外径
は１．２　ｍｍφでヒータ１５の外径も１ｍｍφと非常
に小さくなる。そのためこれら小型陰極用のヒータ１５
を作製するばあい、ヒータ線の巻き作業が非常に困難で
作業性が悪いとともに、できたヒータのコイリング状態
に均一性がなく陰極の温度分布に不均一を生じたり、ヒ
ータ断線の原因になったりする。さらに各陰極によって
ヒータ抵抗にバラツキが生じて、陰極温度もバラツキが
生じたりするという問題がある。

【０００６】また前記のような問題があることから、量
産性が非常に悪く、陰極のコスト高の原因となっている
。

【０００７】本発明はこれらの問題を解消し、生産効率
が向上し、陰極特性の均一化された信頼性のある陰極を
提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の電子管用陰極は
、高融点の絶縁基板の一面に高融点金属が付着されて形
成されたヒータ被膜と、前記高融点絶縁基板の他面また
は前記ヒータ被膜の上に形成された絶縁物層に固着され
た陰極ペレットとからなることを特徴とし、また本発明
の電子管陰極用ヒータは、高融点の絶縁基板の一面に高
融点金属薄膜で一連に形成されたヒータ被膜と、該ヒー
タ被膜の両端部に接続され前記絶縁基板に形成された電
極端子と、前記ヒータ被膜の上に積層された絶縁物層と
からなることを特徴とするもので、いずれも薄膜の形成
技術で作製しうる積層構造としたものである。

【０００９】

【作用】本発明による電子管陰極用ヒータは、絶縁基板
上に薄膜で所望の形状のヒータ被膜を形成し、さらに絶
縁層を形成して構成しているため、スパッタ法やＣＶＤ
　法などとエッチングの組み合わせによる薄膜形成技術
で容易に製造でき、量産性にもすぐれているとともに、
膜厚や形状は自由に調整できるので、所望の特性値でか
つ品質の一定したヒータをうることができる。

【００１０】さらに、このヒータを使用して絶縁層上に
陰極ペレットを固着することによりえられる本発明の陰
極によれば、ヒータ被膜上の薄い絶縁物層を介して陰極
ペレットが接しているため、陰極ペレットは直ちに昇温
され速動するとともに、熱効率がよく温度分布もよい。 またヒータは絶縁基板に固着されているため、衝撃にも
強く断線のおそれもないため信頼性が大幅に向上する。

【００１１】

【実施例】つぎに、図面により本発明について詳細に説
明する。図１は本発明の一実施例であるカラー陰極線管
用陰極の断面説明図で、図２はその平面説明図である。 同図において、１はアルミナなどでつくられた高融点の
絶縁基板、２はタングステンやモリブデンなどの高融点
金属で形成されたヒータ被膜、３はアルミナなどの絶縁
物層、４は陰極ペレット埋設用の孔、５はタングステン
またはモリブデンなどの高融点金属膜、６は高融点金属
膜４と同時に形成した陰極ペレット引出線、７は陰極ペ
レット、８はヒータの電極端子である。

【００１２】このヒータ被膜２の製法は、まず、絶縁基
板１上に高周波スパッタまたはＣＶＤ法などによりタン
グステンなどの高融点金属を全面に付着し、２０〜３０
μｍの厚さの被膜とする。この被膜の形成法として高周
波スパッタ法を使用するばあいは、図３にスパッタ装置
の概略図を示すように、正電極９側に治具を介して絶縁
基板１を配置し、負電極１０側にタングステンまたはモ
リブデンなどの材料をターゲット１１として配置し、ア
ルゴンなどの不活性ガス雰囲気１２で、両電極間に高周
波電界を印加すると、アルゴンガスは非常に高エネルギ
ーをもった陽イオンＡｒ＋　に電離し、これが電極の負
側すなわちターゲット１１のタングステンに飛び込み、
タングステンがその高エネルギーをえて陽極側に飛び出
し、絶縁基板１上にタングステン微粒子が付着し積層さ
れる。その積層の厚さは高電圧の印加時間にほぼ比例し
、自由に調整できる。このばあい、絶縁基板１は個々の
陰極用の小さな基板でなくて、大きなウエハ状の基板で
ヒータ被膜や絶縁物層を形成し、そののち各基板に切断
することもできる。

【００１３】またＣＶＤ　法で被膜を形成するばあいは
、反応管内に絶縁基板１を配置し、タングステンを付着
するばあいは四フッ化タングステンのガスを、モリブテ
ンを付着するばあいは、六フッ化モリブデンなどのガス
を反応管内に導入して熱分解することにより絶縁基板１
上にタングステンなどを析出させ、被膜を形成すること
ができる。

【００１４】こうして絶縁基板１上の全面に高融点金属
材料の被膜が形成されたら、所定の抵抗値がえられるよ
うにエッチングなどでパターン化する。このエッチング
の方法は半導体の製造技術でよく使用されている方法を
用いればよく、高融点金属材料の被膜上に保護膜をつけ
、レジストなどで所定のパターンに露光しエッチングす
ることにより、たとえば図４に示すようなヒータ被膜を
形成することができる。図４は絶縁基板１上にパターン
化して形成されたヒータ被膜２を示す平面図である。 図４に示すヒータ被膜２の両端部に、またはその両端部
を絶縁基板１の側面に延ばし、ヒータの電極端子８を形
成することができる。またこのヒータ被膜２の抵抗値は
、被膜の厚さと幅および付着する高融点金属の材料によ
り定まり、予め厚さ、幅などを算出しておくことにより
正確な抵抗値で形成できる。

【００１５】そののち、パターン化したヒータ被膜２上
に０．５　〜１ｍｍの厚さでアルミナなどの絶縁物を付
着させ、絶縁物層３を形成する。この絶縁物層３もＣＶ
Ｄ　などの方法で形成できるが、溶射またはアルミナ基
板を貼り付けて形成することもできる。こうして絶縁物
で完全に覆われた薄く小型の電子管用ヒータがえられる
。

【００１６】このヒータを使用して陰極にするばあい、
この絶縁物層３を形成する際に陰極ペレット埋没用の孔
４を同時に形成する。この孔４は、絶縁物層３をＣＶＤ
　法やスパッタ法で形成するばあいには、遮蔽用治具を
用いることによって容易に形成できる。この孔４の内面
に、タングステンまたはモリブデンなどからなる高融点
金属膜５を、スパッタ法などにより０．５　〜１μｍ付
着する。 この際、絶縁物層３上に陰極ペレット引出線６を同時に
形成することが望ましい。そののち、陰極基体を孔４に
挿入し、ロウ付けなどにより固着し、電子放射性物質を
陰極基体に含浸または塗布などにより充填することによ
り陰極ペレット７を形成する。すなわち、含浸型陰極で
あれば高融点金属粉末焼結体である陰極基体に電子放射
性物質を含浸させ、オキサイド陰極であれば、ニッケル
などのベースメタルである陰極基体に電子放射性物質で
あるオキサイドを吹付などにより付着させる。その他サ
ーメット型の陰極ペレットなども同様に形成できる。

【００１７】この陰極の絶縁基板１を電子管の陰極支持
体に固着し、ヒータの電極端子８および陰極ペレット引
出線６を各電極と接続することにより電子管内で陰極と
して動作する。

【００１８】前述の例では陰極ペレット７埋設用の孔４
を絶縁物層３に設ける例で説明したが、陰極ペレット７
を埋設することなく、絶縁物層３０上に設けてもよいば
あいは、とくに孔４を設けないで、絶縁物層３上に陰極
ペレット７を固着することもできる。またヒータ被膜２
をとくに完全に覆う必要がなければ絶縁物層３を形成し
ないで、絶縁基板１の表面にヒータ被膜２を形成したの
ち、絶縁基板１の裏面に陰極ペレット７を固着すること
により陰極を構成することもできる。

【００１９】ヒータ被膜２の形状は、前述の例では図４
のような折り返しの渦状に形成したが、図２の点線のよ
うに波状に形成してもよいし、また無誘導にする必要が
なければ普通の渦状でも、どんな形にでも形成できる。

【００２０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によるヒー
タおよび陰極は、薄膜形成技術を利用することによって
陰極用ヒータおよび陰極を積層構造で形成しているため
、超小型化を達成でき、しかも高性能で高信頼性の陰極
を大量生産により安価に提供できる。とくにカラーディ
スプレイのように独立の陰極を３個必要とするばあいで
も、容易に小型のものを作製でき、しかも３個の特性が
均一となり、電子機器のコストダウンに及ぼす影響は大
きい。

【００２１】またヒータが完全に固着されており、振動
、衝撃など使用条件の厳しい陰極などに使用しても故障
の危険はなく電子機器の発達ならびに小型化に大いに寄
与する効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例であるカラーディスプレイ用
陰極の断面説明図である。

【図２】本発明の一実施例であるカラーディスプレイ用
陰極の平面説明図である。

【図３】スパッタ装置の概略説明図である。

【図４】本発明によりパターン化したヒータ被膜の例の
平面図である。

【図５】従来の電子管用陰極の断面説明図である。

【図６】従来の電子管用陰極の他の例の断面説明図であ
る。

【図７】従来のカラーディスプレイ用陰極の断面説明図
である。

【符号の説明】

１　　絶縁基板 ２　　ヒータ被膜 ３　　絶縁物層 ４　　孔 ５　　高融点金属膜 ７　　陰極ペレット ８　　電極端子

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　高融点の絶縁基板の一面に高融点金属
   が付着されて形成されたヒータ被膜と、前記高融点絶縁
   基板の他面または前記ヒータ被膜の上に形成された絶縁
   物層に固着された陰極ペレットとからなる電子管用陰極
   。
2. 【請求項２】　　前記高融点の絶縁基板の他面または前
   記絶縁物層に孔が形成され、該孔の内面に被覆された高
   融点金属膜との接着で前記陰極ペレットが前記孔内に固
   着されてなる請求項１記載の電子管用陰極。
3. 【請求項３】　　高融点の絶縁基板の一面に高融点金属
   薄膜で一連に形成されたヒータ被膜と、該ヒータ被膜の
   両端部に接続され前記絶縁基板に形成された電極端子と
   、前記ヒータ被膜の上に積層された絶縁物層とからなる
   電子管陰極用ヒータ。