JPH0794074A

JPH0794074A - 含浸型陰極及び含浸型陰極組立体、並びに含浸型陰極組立体の作製方法

Info

Publication number: JPH0794074A
Application number: JP25644993A
Authority: JP
Inventors: Michio Hara; 通雄原; Tadakatsu Nakahira; 忠克中平; Takeshi Kodama; 健児玉
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1993-09-20
Filing date: 1993-09-20
Publication date: 1995-04-07

Abstract

(57)【要約】【目的】含浸型陰極をカップ内に収納する際、含浸型陰
極の表面と裏面を確認するという煩雑な作業が不要な含
浸型陰極及び含浸型陰極組立体を提供する。また、ロウ
材を用いることなく多孔質基体と支持用カップとの間に
十分なる接合強度を得ることができる含浸型陰極の作製
方法を提供する。【構成】含浸型陰極１０は、高融点金属から成る多孔質
基体１２、及びこの多孔質基体に含浸された電子放射物
質から成り、多孔質基体１２の表面及び裏面に白金系金
属層１４が形成されている。含浸型陰極組立体は、高融
点金属から成るカップ２０と、このカップの内部に収納
された含浸型陰極１０とから構成され、カップ２０の内
面と、多孔質基体１２の一方の面に形成された白金系金
属層１４とが溶着している。含浸型陰極組立体の作製方
法は、多孔質基体をカップの内部に固着させた後、この
多孔質基体に電子放射物質を含浸させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、含浸型陰極及び含浸型
陰極組立体、並びに含浸型陰極組立体の作製方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】陰極線管用の陰極の一種に含浸型陰極が
ある。この含浸型陰極は、例えばタングステン等の高融
点金属から成る多孔質基体と、この多孔質基体に含浸さ
れた電子放射物質から構成されており、ディスク状の形
状を有する。このような含浸型陰極は、高融点金属から
成るカップの内部に収納されて、含浸型陰極組立体とし
て、陰極線管に組み込まれる。

【０００３】含浸型陰極をカップ内部に収納する場合に
は、含浸型陰極とカップとをレーザ溶接法あるいは抵抗
溶接法によって、含浸型陰極をカップ内部に固着させ
る。また、含浸型陰極組立体を陰極線管に組み込む際に
は、カップをレーザ溶接法あるいは抵抗溶接法によって
スリーブに固定する必要がある。スリーブに固定された
状態の含浸型陰極組立体の概要を模式的に図３に示す。
図３中、５０は含浸型陰極、５２はカップ、５４はスリ
ーブである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このような溶接工程に
おいては、含浸型陰極に高熱が加わる。一般に、含浸型
陰極を構成する電子放出物質の融点は、多孔質基体ある
いはカップやスリーブを構成する材料の融点よりも約１
５００゜Ｃも低い。従って、これらの溶接工程におい
て、電子放射物質が多孔質基体の表面から滲み出した
り、多孔質基体から蒸発するという問題がある。また、
含浸型陰極をカップ内部に固着する際、電子放射物質が
カップを構成する材料と反応し、含浸型陰極に破損が生
じるという問題もある。更には、含浸型陰極とカップと
の間の接合強度が低いという問題もある。含浸型陰極と
カップとの間の接合強度が低いと、最悪の場合、陰極線
管の動作中にカップから含浸型陰極が剥離する。また、
含浸型陰極とカップとに間に空隙が発生すると、含浸型
陰極の加熱を十分に行えなくなる。

【０００５】これらの問題を解決するための一手段が、
例えば、特開昭６３−３４８３０号公報に開示されてい
る。この公報に開示された技術においては、ルテニウム
・モリブデンから成るロウ材層をタングステンから成る
多孔質基体の裏面に形成する。次いで、多孔質基体に電
子放出物質を含浸させて含浸型陰極を作製した後、かか
る含浸型陰極と支持用カップとを抵抗溶接する。これに
よって、ロウ材層の一部が共晶化し、溶融した部分が多
孔質基体に浸透して、多孔質基体と支持用のカップとの
間に安定な接合が得られるとされている。

【０００６】しかしながら、ロウ材層が多孔質基体の裏
面にのみ形成されているので、含浸型陰極をカップ内に
収納する際、含浸型陰極の表面と裏面を確認するという
煩雑な作業が必要である。

【０００７】また、多孔質基体表面へのロウ材の塗布量
（塗布厚さ）の制御、あるいは、ロウ材の溶融工程にお
けるロウ材の多孔質基体への浸透量の制御が容易ではな
い。ロウ材の多孔質基体への浸透量が多すぎた場合、多
孔質基体と含浸型陰極の接合強度の低下、あるいは含浸
型陰極の特性劣化を招く。

【０００８】更には、含浸型陰極と支持用カップとを抵
抗溶接する際に、電子放射物質が多孔質基体の表面から
滲み出したり蒸発するという問題は、特開昭６３−３４
８３０号公報に開示された技術では解決することができ
ない。

【０００９】従って、本発明の第１の目的は、含浸型陰
極をカップ内に収納する際、含浸型陰極の表面と裏面を
確認するという煩雑な作業を不要とし、しかも、電子放
射物質の多孔質基体表面からの滲み出しや蒸発を防止し
得る含浸型陰極及び含浸型陰極組立体を提供することに
ある。また、本発明の第２の目的は、ロウ材を用いるこ
となく多孔質基体と支持用カップとの間に十分なる接合
強度を得ることができ、しかも、電子放射物質の多孔質
基体表面からの滲み出しや蒸発を防止し得る含浸型陰極
の作製方法を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記の第１の目的を達成
するための本発明の含浸型陰極は、高融点金属から成る
多孔質基体、及びこの多孔質基体に含浸された電子放射
物質から成り、多孔質基体の表面及び裏面に白金系金属
層が形成されていることを特徴とする。白金系金属層を
イリジウム若しくはオスミウム／ルテニウム合金から構
成し、厚さを０．１乃至１μｍとすることが好ましい。
白金系金属層の厚さが０．１μｍ未満では、含浸型陰極
と支持用のカップとの間の接合強度が不十分になる虞れ
がある。また、厚い分には問題がないが、白金系金属層
の形成時間が長くなるので、実際の製造工程を考慮する
と、厚さの上限は１μｍ程度である。

【００１１】更に、上記の第１の目的を達成するための
本発明の含浸型陰極組立体は、高融点金属から成るカッ
プと、このカップの内部に収納された含浸型陰極とから
構成されている。そして、含浸型陰極は、高融点金属か
ら成る多孔質基体、及びこの多孔質基体に含浸された電
子放射物質から成り、多孔質基体の両面には白金系金属
層が形成されており、多孔質基体の一方の面に形成され
た白金系金属層とカップの内面とが溶着していることを
特徴とする。カップをタンタルから構成し、白金系金属
層をイリジウム若しくはオスミウム／ルテニウム合金か
ら構成し、厚さを０．１乃至１μｍとすることが好まし
い。

【００１２】上記の第２の目的を達成するための本発明
の含浸型陰極組立体の作製方法は、カップ、及びこのカ
ップの内部に収納され電子放射物質が含浸された高融点
金属から成る多孔質基体とから構成された含浸型陰極組
立体の作製方法である。そして、多孔質基体をカップの
内部に固着させた後、この多孔質基体に電子放射物質を
含浸させることを特徴とする。本発明の含浸型陰極組立
体の作製方法においては、多孔質基体に電子放射物質を
含浸させた後に、余剰の電子放射物質を除去する工程が
含まれることが望ましい。また、カップはモリブデンか
ら構成することができる。

【００１３】

【作用】本発明の含浸型陰極あるいは含浸型陰極組立体
においては、多孔質基体の表面及び裏面の両面に白金系
金属層が形成されているので、含浸型陰極をカップ内に
収納する際、含浸型陰極の表面と裏面を確認するという
煩雑な作業が不要である。しかも、多孔質基体の裏面に
白金系金属層が形成されているので、含浸型陰極をカッ
プに固着させたとき、この白金系金属層が溶融して、含
浸型陰極とカップとは強固に接合される。更には、多孔
質基体の表面にも白金系金属層が形成されているので、
含浸型陰極が高温に加熱されても、多孔質基体表面から
電子放射物質が滲み出したり蒸発することを防止し得
る。

【００１４】本発明の含浸型陰極組立体の作製方法にお
いては、多孔質基体をカップの内部に固着させた後、こ
の多孔質基体に電子放射物質を含浸させるので、ロウ材
を用いることなく多孔質基体と支持用カップとの間に十
分なる接合強度を得ることができる。しかも、電子放射
物質の多孔質基体表面からの滲み出しや蒸発を防止し得
る。

【００１５】

【実施例】以下、図面を参照して、実施例に基づき本発
明を説明する。

【００１６】（実施例１）実施例１は、本発明の含浸型
陰極及び含浸型陰極組立体に関する。この含浸型陰極１
０は、図１の（Ａ）に模式的な断面図を示すように、高
融点金属から成る多孔質基体１２、及びこの多孔質基体
１２に含浸された電子放射物質から成り、多孔質基体１
２の表面及び裏面に白金系金属層１が形成されている。
多孔質基体１２はタングステンから成る。また、白金系
金属層１４はイリジウムから成り、厚さは０．１乃至１
μｍである。

【００１７】本発明の含浸型陰極組立体の模式的な断面
図を図１の（Ｂ）に示す。含浸型陰極組立体は、高融点
金属から成る支持用のカップ２０と、このカップ２０の
内部に収納された含浸型陰極１０とから構成されてい
る。含浸型陰極は、高融点金属（実施例１においてはタ
ングステン）から成る多孔質基体１２、及び多孔質基体
１２に含浸された電子放射物質から構成されている。多
孔質基体１２の両面には白金系金属層１４が形成されて
いる。また、多孔質基体１４の一方の面に形成された白
金系金属層１４とカップ２０の内面（具体的にはカップ
２０の内部底面）とが溶着している。カップ２０はタン
タルから成る。白金系金属層１４はイリジウムから成
り、厚さは０．１乃至１μｍである。

【００１８】実施例１の含浸型陰極１０の作製方法の概
要を以下説明する。

【００１９】先ず、モル比で４：１：１のＢａＯ、Ｃａ
Ｏ、Ａｌ₂Ｏ₃から成る電子放射物質を約１８００゜Ｃに
加熱して、タングステンから成りディスク状の多孔質基
体１２に含浸させる。多孔質基体１２の空隙率を約２５
％とした。また、多孔質基体の大きさを、直径１．５ｍ
ｍ、厚さ０．６ｍｍとしたが、この大きさは適宜選択さ
れる。含浸には、真空加熱装置あるいは水素炉を用いる
ことができる。その後、超音波洗浄処理あるいは加熱処
理によって、余分な電子放射物質を多孔質基体１２から
除去する。

【００２０】その後、例えばＤＣスパッタ装置、ＲＦマ
グネトロンスパッタ装置あるいは電子ビーム蒸着装置を
用いて、イリジウムから成る白金系金属層１４を多孔質
基体１２の両面に形成する。白金系金属層の厚さは、
０．１乃至１μｍであればよい。こうして、図１の
（Ａ）に示した含浸型陰極１０を作製することができ
る。尚、多孔質基体１２の側壁に白金系金属層が形成さ
れても、何等問題はない。また、電子放射物質が含浸さ
れた大口径の多孔質基体材料の両面に白金系金属層を形
成した後、かかる多孔質基体材料をレーザ加工等によっ
て所望の形状に加工して、含浸型陰極１０を作製するこ
ともできる。

【００２１】次に、こうして得られた含浸型陰極１０
を、タンタルから成る支持用のカップ２０の内部に配置
する。カップ２０の内径を１．５２ｍｍ、深さを０．５
５ｍｍとしたが、この寸法は含浸型陰極１０の大きさに
合わせて適宜選択する。そして、例えば、モリブデン、
タングステンあるいは炭素等の高融点材料から成る溶接
棒を用いた抵抗溶接法にて、アルゴンガス雰囲気下で、
多孔質基体１２の一方の面に形成された白金系金属層１
４と、カップ２０の内面（具体的にはカップ２０の内部
底面）とを溶着させる。尚、抵抗溶接法の代わりにレー
ザ溶接法を採用してもよい。あるいは又、多孔質基体１
２の側壁にも白金系金属層を形成した場合には、多孔質
基体１２の側面をカップ２０の側壁に溶着させてもよ
い。

【００２２】こうして、含浸型陰極１０とカップ２０と
が強固に接合され、図１の（Ｂ）に示した含浸型陰極組
立体が完成する。尚、このとき、同時に、カップ２０と
スリーブ２２とを溶接してもよい。あるいは又、含浸型
陰極組立体の完成後、かかる含浸型陰極組立体のカップ
２０をスリーブ２２に抵抗溶接法やレーザ溶接法にて取
り付けてもよい。これらの場合、溶接箇所は、スリーブ
２２の径にも依るが、６〜８点程度が望ましい。スリー
ブ２２は、タンタル若しくはモリブデンから成る。

【００２３】（実施例２）実施例２は、本発明の含浸型
陰極組立体の作製方法に関する。含浸型陰極組立体は、
カップ４０、及びカップ４０の内部に収納され電子放射
物質が含浸された高融点金属から成る多孔質基体３２か
ら構成されている。この多孔質基体３２の表面には、実
施例１のような白金系金属層を形成する必要はない。以
下、図２を参照して、本発明の含浸型陰極組立体の作製
方法を説明する。

【００２４】先ず、図２の（Ａ）に模式的に示すよう
に、多孔質基体３２を支持用のカップ４０の内部に固着
させる。多孔質基体３２は、タングステンから成り、そ
の空隙率を約２５％とした。また、多孔質基体３２の大
きさを、直径１．５ｍｍ、厚さ０．６ｍｍとしたが、こ
の大きさは適宜選択される。カップ４０はモリブデン若
しくはタンタルから成り、その内径を１．５２ｍｍ、深
さを０．５５ｍｍとしたが、この寸法は多孔質基体３２
の大きさに合わせて適宜選択する。尚、電子放射物質と
の反応性を考慮するとモリブデンを用いる方が望まし
い。多孔質基体３２のカップ４０への固着は、抵抗溶接
法やレーザ溶接法にて行うことができる。多孔質基体３
２の底面をカップ４０の内部底面に固着させてもよい
し、多孔質基体３２の側面をカップ４０の側壁に固着さ
せてもよい。

【００２５】次に、図２の（Ｂ）に模式的に示すよう
に、モル比で４：１：１のＢａＯ、ＣａＯ、Ａｌ₂Ｏ₃か
ら成る電子放射物質４４を約１８００゜Ｃに加熱して、
多孔質基体３２に含浸させる。含浸には、真空加熱装置
あるいは水素炉を用いることができる。その後、多孔質
基体３２とカップ４０との間にあるいは多孔質基体３２
の表面に残存した余剰の電子放射物質を、純水中での超
音波洗浄処理、あるいは加熱処理によって多孔質基体３
２から除去することが望ましい。超音波洗浄処理を行っ
た場合には、その後、真空中で多孔質基体３２を乾燥さ
せることが望ましい。尚、図において、電子放射物質が
含浸された多孔質基体には黒点を付した。

【００２６】こうして完成された含浸型陰極組立体を、
スリーブ４２に取り付ける（図２の（Ｃ）参照）。具体
的には、カップ４０をスリーブ４２に抵抗溶接法やレー
ザ溶接法にて取り付ける。スリーブ４２は、タンタル若
しくはモリブデンから成る。溶接箇所は、スリーブ４２
の径にも依るが、６〜８点程度が望ましい。

【００２７】尚、カップ４０のスリーブ４２への取り付
けは、多孔質基体３２を支持用のカップ４０の内部に固
着させる前に行ってもよいし、多孔質基体３２を支持用
のカップ４０の内部に固着させるときに同時に行っても
よい。

【００２８】以上、本発明を好ましい実施例に基づき説
明したが、本発明はこれらの実施例に限定されるもので
はない。多孔質基体１２，３２は、モリブデンから構成
することができる。白金系金属層を、イリジウムの代わ
りに、オスミウム／ルテニウム合金から構成してもよ
い。本発明の含浸型陰極あるいは含浸型陰極組立体、若
しくは含浸型陰極組立体の作製方法によって作製された
含浸型陰極あるいは含浸型陰極組立体は、陰極線管以外
にも、例えば撮像管において使用することができる。

【００２９】

【発明の効果】本発明の含浸型陰極あるいは含浸型陰極
組立体においては、含浸型陰極をカップ内に収納する
際、含浸型陰極の表面と裏面を確認するという煩雑な作
業が不要である。しかも、多孔質基体の裏面に白金系金
属層を形成することによって、含浸型陰極とカップとは
強固に接合され、更には、電子放射物質とカップとの間
の反応を抑制することができる。また、多孔質基体の表
面に白金系金属層を形成することによって、作製過程に
おいて、含浸型陰極が高温に加熱されても、多孔質基体
表面から電子放射物質が滲み出したり蒸発することを防
止し得るだけでなく、仕事函数が低くなる結果、熱電子
を放出させるために必要とされる含浸型陰極の加熱温度
を約１００゜Ｃ低下させることができ、含浸型陰極組立
体の長寿命化を図ることが可能になる。

【００３０】本発明の含浸型陰極組立体の作製方法にお
いては、ロウ材を用いることなく多孔質基体と支持用の
カップとの間に十分なる接合強度を得ることができる
し、多孔質基体とカップとを高精度で組み立てることが
でき、しかも、量産性に富む。また、電子放射物質の多
孔質基体表面からの滲み出しや蒸発を防止でき、高品質
の含浸型陰極組立体を作製することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の含浸型陰極及び含浸型陰極組立体の模
式的な断面図である。

【図２】本発明の含浸型陰極組立体の作製方法の各工程
を説明するための模式的な断面図である。

【図３】スリーブに固定された状態の含浸型陰極組立体
の概要を模式的に示す図である。

【符号の説明】

１０含浸型陰極１２，３２多孔質基体１４白金系金属層２０，４０カップ２２，４２スリーブ４４電子放射物質

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】高融点金属から成る多孔質基体、及び該多
孔質基体に含浸された電子放射物質から成る含浸型陰極
であって、多孔質基体の表面及び裏面に白金系金属層が
形成されていることを特徴とする含浸型陰極。
【請求項２】白金系金属層はイリジウム若しくはオスミ
ウム／ルテニウム合金から成り、厚さは０．１乃至１μ
ｍであることを特徴とする請求項１に記載の含浸型陰
極。
【請求項３】高融点金属から成るカップ、及び該カップ
の内部に収納された含浸型陰極から構成された含浸型陰
極組立体であって、該含浸型陰極は、高融点金属から成る多孔質基体、及び
該多孔質基体に含浸された電子放射物質から成り、該多孔質基体の両面には白金系金属層が形成されてお
り、多孔質基体の一方の面に形成された白金系金属層とカッ
プの内面とが溶着していることを特徴とする含浸型陰極
組立体。
【請求項４】カップはタンタルから成り、白金系金属層
はイリジウム若しくはオスミウム／ルテニウム合金から
成り、厚さは０．１乃至１μｍであることを特徴とする
請求項３に記載の含浸型陰極組立体。
【請求項５】カップ、及び該カップの内部に収納され電
子放射物質が含浸された高融点金属から成る多孔質基体
から構成された含浸型陰極組立体の作製方法であって、多孔質基体をカップの内部に固着させた後、該多孔質基
体に電子放射物質を含浸させることを特徴とする含浸型
陰極組立体の作製方法。
【請求項６】多孔質基体に電子放射物質を含浸させた後
に、余剰の電子放射物質を除去する工程を含むことを特
徴とする請求項５に記載の含浸型陰極組立体の作製方
法。
【請求項７】前記カップはモリブデンから成ることを特
徴とする請求項５又は請求項６に記載の含浸型陰極組立
体の作製方法。