JPH07161282A - 含浸型陰極構体 - Google Patents
含浸型陰極構体Info
- Publication number
- JPH07161282A JPH07161282A JP31093693A JP31093693A JPH07161282A JP H07161282 A JPH07161282 A JP H07161282A JP 31093693 A JP31093693 A JP 31093693A JP 31093693 A JP31093693 A JP 31093693A JP H07161282 A JPH07161282 A JP H07161282A
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- JP
- Japan
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- cathode
- heater
- silicon carbide
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 高温動作が要求される含浸型陰極構体におい
て、ヒータ温度を下げることにより、ヒータと陰極スリ
ーブ間の絶縁劣化を防止する。 【構成】 この発明に係る含浸型陰極構体は、閉口した
端部頭頂部に熱電子放出用の陰極基体２１が設けられ、
内部に加熱用ヒータ２２が挿入される筒状の陰極スリー
ブ２３の内面全体に炭化珪素薄膜２３１を形成したもの
である。
て、ヒータ温度を下げることにより、ヒータと陰極スリ
ーブ間の絶縁劣化を防止する。 【構成】 この発明に係る含浸型陰極構体は、閉口した
端部頭頂部に熱電子放出用の陰極基体２１が設けられ、
内部に加熱用ヒータ２２が挿入される筒状の陰極スリー
ブ２３の内面全体に炭化珪素薄膜２３１を形成したもの
である。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、陰極線管用電子銃等
に用いられる含浸型陰極構体に関するものでる。
に用いられる含浸型陰極構体に関するものでる。
【０００２】
【従来の技術】図４は通常のカラー陰極線管用電子銃の
三極部構造を示す図である。カラー陰極線管用電子銃
は、３個の陰極２を有し、各々の陰極２には、加熱用ヒ
ータ２２が挿入されている。陰極２は支持円筒２８を介
して支持板２９に溶接等で接合されている。加熱用ヒー
タ２２は、予めヒータタブ２５に溶接されており、この
ヒータタブ２５がヒータコネクタ２６を介してヒータサ
ポート２７に接合されている。なお、各陰極から放射さ
れる熱電子を制御するために、陰極２の前方に制御電極
３及び加速電極４が配置され、支持板２９、ヒータサポ
ート２７と共に、絶縁用ビードガラス５により、所定の
間隔に一体的に固定されている。
三極部構造を示す図である。カラー陰極線管用電子銃
は、３個の陰極２を有し、各々の陰極２には、加熱用ヒ
ータ２２が挿入されている。陰極２は支持円筒２８を介
して支持板２９に溶接等で接合されている。加熱用ヒー
タ２２は、予めヒータタブ２５に溶接されており、この
ヒータタブ２５がヒータコネクタ２６を介してヒータサ
ポート２７に接合されている。なお、各陰極から放射さ
れる熱電子を制御するために、陰極２の前方に制御電極
３及び加速電極４が配置され、支持板２９、ヒータサポ
ート２７と共に、絶縁用ビードガラス５により、所定の
間隔に一体的に固定されている。
【０００３】陰極電流は電極３、４に印加される電位差
によって制御され、陰極から放出された電子を高電圧が
印加された蛍光体に照射して、赤、緑、青の各色を発光
させ、所定の表示を得るものである。
によって制御され、陰極から放出された電子を高電圧が
印加された蛍光体に照射して、赤、緑、青の各色を発光
させ、所定の表示を得るものである。
【０００４】次に、陰極近傍の構造について図５により
説明する。陰極２は、通常、タングステン多孔質体にバ
リウム等の酸化物を含浸させた陰極基体２１と、陰極基
体加熱用のヒータ２２と、加熱用ヒータ２２を収容する
ための陰極スリーブ２３と、陰極基体保持用のカップ２
４とから構成されている。これらの部材を使用し、陰極
基体２１とカップ２４とはかしめ等で、またカップ２４
と陰極スリーブ２３とは溶接等でそれぞれ接続されてい
る。
説明する。陰極２は、通常、タングステン多孔質体にバ
リウム等の酸化物を含浸させた陰極基体２１と、陰極基
体加熱用のヒータ２２と、加熱用ヒータ２２を収容する
ための陰極スリーブ２３と、陰極基体保持用のカップ２
４とから構成されている。これらの部材を使用し、陰極
基体２１とカップ２４とはかしめ等で、またカップ２４
と陰極スリーブ２３とは溶接等でそれぞれ接続されてい
る。
【０００５】次に、含浸型陰極の特徴について説明す
る。含浸型陰極は、酸化バリウムを主成分とするいわゆ
る酸化物陰極に比べて、長期間にわたって高電流密度動
作ができ、安定した電子放射が確保できる。しかしなが
ら、陰極基体２１の動作温度が約１０００℃ｂｒと高
く、図６に示すような、内面を黒色処理せずに金属表面
の露出した従来の陰極スリーブを使用した場合、ヒータ
２２の動作温度は、後述するダークヒータを使用した場
合でも１３００℃ｂｒ以上必要であり、このような高温
での動作は、陰極構体の信頼性にも影響を与えるもので
あった。
る。含浸型陰極は、酸化バリウムを主成分とするいわゆ
る酸化物陰極に比べて、長期間にわたって高電流密度動
作ができ、安定した電子放射が確保できる。しかしなが
ら、陰極基体２１の動作温度が約１０００℃ｂｒと高
く、図６に示すような、内面を黒色処理せずに金属表面
の露出した従来の陰極スリーブを使用した場合、ヒータ
２２の動作温度は、後述するダークヒータを使用した場
合でも１３００℃ｂｒ以上必要であり、このような高温
での動作は、陰極構体の信頼性にも影響を与えるもので
あった。
【０００６】このように構成された陰極構体において、
通常、陰極電流を制御するためには、加速電極４に５０
０〜８００Ｖの固定電圧を、制御電極３には接地電圧０
Ｖを印加し、陰極２は０〜２００Ｖの範囲で、陰極電流
の度合いに応じて電圧を変化させる。また、ヒータ２２
には、その端子間に、陰極動作温度約１０００℃ｂｒを
達成できるような数Ｖの電圧を印加するが、ヒータ端子
の一方は接地電圧となっている。それ故、一般的には、
陰極基体２１とヒータ２２との間の電位差は最大で２０
０Ｖとなり、その値はヒータ２２に対して陰極基体２１
の方が正となる方向である。
通常、陰極電流を制御するためには、加速電極４に５０
０〜８００Ｖの固定電圧を、制御電極３には接地電圧０
Ｖを印加し、陰極２は０〜２００Ｖの範囲で、陰極電流
の度合いに応じて電圧を変化させる。また、ヒータ２２
には、その端子間に、陰極動作温度約１０００℃ｂｒを
達成できるような数Ｖの電圧を印加するが、ヒータ端子
の一方は接地電圧となっている。それ故、一般的には、
陰極基体２１とヒータ２２との間の電位差は最大で２０
０Ｖとなり、その値はヒータ２２に対して陰極基体２１
の方が正となる方向である。
【０００７】ところで、上記のように、所定の電圧を各
端子に印加して動作させた場合、陰極とヒータとの間に
最大２００Ｖの電圧がかかるため、普通両者の間にはア
ルミナ（Ａｌ2Ｏ3）粒子の焼結体を挿入して絶縁を保つ
構造としている。具体的には図７に断面を示すように、
ヒータ芯線２２１の回りにアルミナを約１００μｍの厚
さに電着、焼結させたアルミナ層２２２を、さらに、ア
ルミナとタングステンの混合物を数μｍ厚で塗布したダ
ーク層２２３を設けたダークヒータを用いている。な
お、ダーク層を形成した理由は、ヒータの熱輻射効率を
向上させ、ヒータ自身の温度を下げるためである。
端子に印加して動作させた場合、陰極とヒータとの間に
最大２００Ｖの電圧がかかるため、普通両者の間にはア
ルミナ（Ａｌ2Ｏ3）粒子の焼結体を挿入して絶縁を保つ
構造としている。具体的には図７に断面を示すように、
ヒータ芯線２２１の回りにアルミナを約１００μｍの厚
さに電着、焼結させたアルミナ層２２２を、さらに、ア
ルミナとタングステンの混合物を数μｍ厚で塗布したダ
ーク層２２３を設けたダークヒータを用いている。な
お、ダーク層を形成した理由は、ヒータの熱輻射効率を
向上させ、ヒータ自身の温度を下げるためである。
【０００８】しかしながら、含浸型陰極では、陰極動作
温度が高いため、前述のダークヒータを用いた場合で
も、陰極スリーブ２３として、図６に示すような、内面
に黒色処理を施していない金属表面の露出した耐熱性金
属材料を使用したときは、ヒータ温度は１３００℃ｂｒ
以上となり、高温のため、ヒータと陰極間の漏洩電流
は、陰極線管製作後の初期段階では１μＡ以内であるも
のの、長期の動作中に絶縁特性の劣化が発生し、場合に
よっては１０μＡ以上の値となって陰極電圧の不必要な
降下を引き起こし、含浸型陰極の実用化の障害となって
いた。
温度が高いため、前述のダークヒータを用いた場合で
も、陰極スリーブ２３として、図６に示すような、内面
に黒色処理を施していない金属表面の露出した耐熱性金
属材料を使用したときは、ヒータ温度は１３００℃ｂｒ
以上となり、高温のため、ヒータと陰極間の漏洩電流
は、陰極線管製作後の初期段階では１μＡ以内であるも
のの、長期の動作中に絶縁特性の劣化が発生し、場合に
よっては１０μＡ以上の値となって陰極電圧の不必要な
降下を引き起こし、含浸型陰極の実用化の障害となって
いた。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】上記のように、含浸型
陰極を使用した陰極線管では、陰極動作温度が高いため
にヒータ温度が高くなり、解決手段の一つとして、ヒー
タ外面に黒色層を形成して熱輻射効率を高め、加熱特性
を向上させたダークヒータを用いてきた。しかしなが
ら、このダークヒータを使用した場合でも、ヒータ温度
が１３００℃ｂｒ以上となって依然として高温であり、
長期動作中におけるヒータと陰極間の漏洩電流が増大
し、陰極の電圧降下によって適正な電気信号が印加され
ないといった不具合が生ずることがしばしばあった。
陰極を使用した陰極線管では、陰極動作温度が高いため
にヒータ温度が高くなり、解決手段の一つとして、ヒー
タ外面に黒色層を形成して熱輻射効率を高め、加熱特性
を向上させたダークヒータを用いてきた。しかしなが
ら、このダークヒータを使用した場合でも、ヒータ温度
が１３００℃ｂｒ以上となって依然として高温であり、
長期動作中におけるヒータと陰極間の漏洩電流が増大
し、陰極の電圧降下によって適正な電気信号が印加され
ないといった不具合が生ずることがしばしばあった。
【００１０】この発明は上記の問題点を解決するために
なされたもので、動作中のヒータ温度をさらに下げるた
めに、表面が黒色化されたダークヒータを用いるだけで
なく、陰極スリーブ内面にも黒色処理を施し、陰極温度
は変えずにヒータ温度をさらに下げて、長期間にわたっ
てヒータと陰極間に漏洩電流の発生しない安定した動作
を可能にする含浸型陰極を提供しようとするものであ
る。
なされたもので、動作中のヒータ温度をさらに下げるた
めに、表面が黒色化されたダークヒータを用いるだけで
なく、陰極スリーブ内面にも黒色処理を施し、陰極温度
は変えずにヒータ温度をさらに下げて、長期間にわたっ
てヒータと陰極間に漏洩電流の発生しない安定した動作
を可能にする含浸型陰極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】この発明に係る含浸型陰
極構体は、閉口した端部頭頂部に熱電子放出用の陰極基
体が設けられ、内部に加熱用ヒータが挿入される筒状の
陰極スリーブの内面に炭化珪素薄膜を形成したものであ
る。また、炭化珪素薄膜を、ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ
Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法により形成し
たものである。また、炭化珪素薄膜を、炭化珪素微粉末
を塗布して焼結することにより形成したものである。
極構体は、閉口した端部頭頂部に熱電子放出用の陰極基
体が設けられ、内部に加熱用ヒータが挿入される筒状の
陰極スリーブの内面に炭化珪素薄膜を形成したものであ
る。また、炭化珪素薄膜を、ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ
Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法により形成し
たものである。また、炭化珪素薄膜を、炭化珪素微粉末
を塗布して焼結することにより形成したものである。
【００１２】
【作用】陰極スリーブ材料として通常使用しているモリ
ブデンまたはタンタル等の耐熱性金属は、金属表面の熱
輻射率が０．３〜０．４程度であり、この陰極スリーブ
の内面にタングステンとアルミナの微粉末を塗布した場
合は約０．６程度である。ところで、本発明のようにタ
ングステンとアルミナの微粉末の代わりに、炭化珪素を
使用した黒色処理を施すことによって、熱輻射率を０．
８程度まで向上させることが可能となる。
ブデンまたはタンタル等の耐熱性金属は、金属表面の熱
輻射率が０．３〜０．４程度であり、この陰極スリーブ
の内面にタングステンとアルミナの微粉末を塗布した場
合は約０．６程度である。ところで、本発明のようにタ
ングステンとアルミナの微粉末の代わりに、炭化珪素を
使用した黒色処理を施すことによって、熱輻射率を０．
８程度まで向上させることが可能となる。
【００１３】熱輻射率の向上により、陰極スリーブはヒ
ータからの伝熱を効率よく吸収し、ヒータへの入熱量が
一定の場合にはヒータ温度を下げることができる。炭化
珪素薄膜を用いた本発明でのヒータ温度下げ幅は、１０
０〜１５０℃ｂｒ程度であり、従来のダークヒータで１
３００℃ｂｒ以上であったヒータ温度を１２００℃ｂｒ
以下にすることが可能になる。なお、タングステンとア
ルミナの微粉末を塗布した場合のヒータ温度は１２００
〜１２５０℃ｂｒである。
ータからの伝熱を効率よく吸収し、ヒータへの入熱量が
一定の場合にはヒータ温度を下げることができる。炭化
珪素薄膜を用いた本発明でのヒータ温度下げ幅は、１０
０〜１５０℃ｂｒ程度であり、従来のダークヒータで１
３００℃ｂｒ以上であったヒータ温度を１２００℃ｂｒ
以下にすることが可能になる。なお、タングステンとア
ルミナの微粉末を塗布した場合のヒータ温度は１２００
〜１２５０℃ｂｒである。
【００１４】このように、ヒータ温度を１２００℃ｂｒ
以下にした場合は、陰極とヒータ間に所定の電圧を印加
した場合でも絶縁破壊は起こらず、長期間にわたって安
定した絶縁特性を示して、漏洩電流を１μＡ以下に保持
できる。
以下にした場合は、陰極とヒータ間に所定の電圧を印加
した場合でも絶縁破壊は起こらず、長期間にわたって安
定した絶縁特性を示して、漏洩電流を１μＡ以下に保持
できる。
【００１５】
実施例１．図１はこの発明に係る含浸型陰極の陰極構体
を示すもので、これはモリブデン材料からなる円筒形の
陰極スリーブ２３の内面に炭化珪素薄膜２３１がＣＶＤ
（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏ
ｎ）法により形成されている。
を示すもので、これはモリブデン材料からなる円筒形の
陰極スリーブ２３の内面に炭化珪素薄膜２３１がＣＶＤ
（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏ
ｎ）法により形成されている。
【００１６】図２は図１に示す陰極構体を図４に示すよ
うな電子銃に組み込み、陰極基体２１上の温度が１００
０℃ｂｒとなるようにヒータ印加電圧を設定し、その時
のダークヒータ温度を測定した結果を示すもので、炭化
珪素薄膜による黒色処理を施した陰極構体１０本と未処
理の陰極構体１０本とを比較している。なお、比較品は
効果を判定するため、黒色処理の有無以外はまったく同
じ構成のものを用いている。この結果から明らかなよう
に、黒色処理を施したものは、未処理のものに比べてヒ
ータ温度が１４０℃ｂｒ低下し、１１９０℃ｂｒとなっ
た。
うな電子銃に組み込み、陰極基体２１上の温度が１００
０℃ｂｒとなるようにヒータ印加電圧を設定し、その時
のダークヒータ温度を測定した結果を示すもので、炭化
珪素薄膜による黒色処理を施した陰極構体１０本と未処
理の陰極構体１０本とを比較している。なお、比較品は
効果を判定するため、黒色処理の有無以外はまったく同
じ構成のものを用いている。この結果から明らかなよう
に、黒色処理を施したものは、未処理のものに比べてヒ
ータ温度が１４０℃ｂｒ低下し、１１９０℃ｂｒとなっ
た。
【００１７】実施例２．図１に示す実施例１のＣＶＤ法
による炭化珪素薄膜の代わりに、炭化珪素の微粉末を塗
布、焼結することによって形成した炭化珪素薄膜による
黒色処理を施してもよい。図３は本実施例におけるヒー
タ温度を示すもので、黒色処理を施していないもの（図
２参照）に比べてヒータ温度を１３０℃ｂｒ低下させる
ことができ、１２００℃ｂｒにすることができた。
による炭化珪素薄膜の代わりに、炭化珪素の微粉末を塗
布、焼結することによって形成した炭化珪素薄膜による
黒色処理を施してもよい。図３は本実施例におけるヒー
タ温度を示すもので、黒色処理を施していないもの（図
２参照）に比べてヒータ温度を１３０℃ｂｒ低下させる
ことができ、１２００℃ｂｒにすることができた。
【００１８】炭化珪素の微粉末は、平均粒度３μｍのも
のを使用し、酢酸ブチルと硝化綿を混合した溶剤に分散
させたものを陰極スリーブ内に塗布し、真空中で１６０
０℃にて１０分間焼結させることにより炭化珪素薄膜を
形成した。
のを使用し、酢酸ブチルと硝化綿を混合した溶剤に分散
させたものを陰極スリーブ内に塗布し、真空中で１６０
０℃にて１０分間焼結させることにより炭化珪素薄膜を
形成した。
【００１９】
【発明の効果】以上のように、この発明は、含浸型陰極
構体の陰極スリーブの内面に、炭化珪素薄膜により黒色
処理を施すことによって、ヒータ温度を１００〜１５０
℃ｂｒ下げることができ、さらにダークヒータと組み合
わせることによりヒータ温度を１２００℃ｂｒ以下にす
ることを可能とした。これにより、ヒータと陰極間の漏
洩電流は長期間の動作期間にわたって１μＡに抑えら
れ、信頼性の高い含浸型陰極が得られた。
構体の陰極スリーブの内面に、炭化珪素薄膜により黒色
処理を施すことによって、ヒータ温度を１００〜１５０
℃ｂｒ下げることができ、さらにダークヒータと組み合
わせることによりヒータ温度を１２００℃ｂｒ以下にす
ることを可能とした。これにより、ヒータと陰極間の漏
洩電流は長期間の動作期間にわたって１μＡに抑えら
れ、信頼性の高い含浸型陰極が得られた。
【図１】この発明の実施例１及び実施例２の陰極構体を
示す断面図である。
示す断面図である。
【図２】実施例１のヒータ温度特性を示す図である。
【図３】実施例２のヒータ温度特性を示す図である。
【図４】一般的なカラー陰極線管用電子銃の三極部の構
造を示す断面図である。
造を示す断面図である。
【図５】図４の陰極近傍を拡大して示す断面図である。
【図６】従来の陰極構体を示す断面図である。
【図７】一般的なダークヒータの断面図である。
２ 陰極 ２１ 陰極基体 ２２ 加熱用ヒータ ２２１ ヒータ芯線 ２２２ アルミナ層 ２２３ ダーク層 ２３ 陰極スリーブ ２３１ 炭化珪素薄膜
Claims (3)
- 【請求項１】 閉口した端部頭頂部に熱電子放出用の陰
極基体が設けられ、内部に加熱用ヒータが挿入される筒
状の陰極スリーブ、この陰極スリーブの内面に形成され
た炭化珪素薄膜を備えたことを特徴とする含浸型陰極構
体。 - 【請求項２】 炭化珪素薄膜は、ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃ
ａｌ ＶａｐｏｒＤｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法により形成
したことを特徴とする請求項１記載の含浸型陰極構体。 - 【請求項３】 炭化珪素薄膜は、炭化珪素微粉末を塗布
して焼結することにより形成したことを特徴とする請求
項１記載の含浸型陰極構体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31093693A JPH07161282A (ja) | 1993-12-10 | 1993-12-10 | 含浸型陰極構体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31093693A JPH07161282A (ja) | 1993-12-10 | 1993-12-10 | 含浸型陰極構体 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07161282A true JPH07161282A (ja) | 1995-06-23 |
Family
ID=18011175
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31093693A Pending JPH07161282A (ja) | 1993-12-10 | 1993-12-10 | 含浸型陰極構体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07161282A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6614147B2 (en) | 2000-01-11 | 2003-09-02 | Hitachi, Ltd. | Cathode ray tube having an improved indirectly heated cathode structure |
-
1993
- 1993-12-10 JP JP31093693A patent/JPH07161282A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6614147B2 (en) | 2000-01-11 | 2003-09-02 | Hitachi, Ltd. | Cathode ray tube having an improved indirectly heated cathode structure |
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