JPH0821309B2 - 含浸形カソ−ド - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、撮像管，ブラウン管などの電子管に用いて
好適な含浸形カソードに関するものである。

〔従来の技術〕

電子管の高性能化に伴つて、高電流密度カソードが必
要になり、多孔質金属体と電子放出物質からなる含浸形
カソードの開発が盛んである。多孔質金属体としては、
所望の空孔率を有し、空孔の大きさ、その分布が均一で
しかも、空孔のすべてが連結孔となつていることが必要
である。このような、多孔質金属体を作るには、粉末を
焼結することによつて作る。カソード形状にするために
は、大きな焼結体から切削加工による方法と最初からカ
ソード形状のプレス治具を用いて、粉末をプレス成型，
焼結することによつて作ることができる。このようにカ
ソード形状にした多孔質金属体中に電子放出物質を還元
性あるいは非酸化性雰囲気中で加熱溶融するなどの方法
により含浸して、含浸形カソード基体が作製される。こ
のように作製したカソード基体は、第２図に示すように
一般に、カソード基体１の裏面（ヒータ側）に障壁層２
を設けて、スリーブ３に固定され、さらにタングステン
線に絶縁層を設けたヒータ４と組立てられ、電極と組み
合されて電子管を作る。

カソード基体１と障壁層２、及びスリーブ３の固着
は、ロウ付，溶接等の方法で行うが、ロウ付の場合、カ
ソード基体の微細孔にロウが浸み込みカソード基体と障
壁層の間に空隙が生じ、また、多量のロウを使用すると
カソード基体の奥深くまでロウ材が浸入したり、あるい
はカソードの表面、即ち電子放出面にまでロウ材が流れ
たりする不都合があつた。

また、溶接で固着する場合、障壁層，スリーブなど小
型のカソードの部品は肉厚も薄く、溶接時に亀裂が生
じ、カソードが動作時の高温では電子放出物質が容易に
隙間から蒸発してヒータ側にまわり込むという不都合が
あつた。

これらの問題を解決するため特開昭60−74229号公報
に示されているように障壁層とスリーブとをロウ付し、
カソード基体を溶接により固着する方法が提案されてい
る。しかし、電子放出物質が含浸したカソード基体を溶
接すると、溶接時の高温で電子放出物質が溶融して吹き
出し電子放出特性に悪影響する問題がある。

他方、電子管の高性能化に伴い、カソードには高電流
密度カソードが要求される一方、カソードに対向する電
極すなわち第１グリツドの穴径が、どんどん小さくなる
方向に進んでいる。したがつてカソードは小さくても済
むことになる。しかし、含浸形カソードは酸化物カソー
ドに比べて動作温度が300℃以上も高い。このように高
い動作温度を必要とする含浸形カソード用ヒータの設計
が難しくなつている。特に、信頼性を保証するために
は、ヒータのタングステン線を太くする必要があり、ま
た、その時作られたヒータの最小コイル外径は現在の技
術では1.5mm程度である。したがつて、第１グリツドの
穴径に合せて、含浸形カソードを小さくしても、適用で
きるヒータが存在しないという問題がある。したがつて
現在のヒータを使用する必要があり、第３図に示すよう
な改良含浸形カソード構造が考えられている。この改良
構造の含浸形カソードでは、カソード基体１の電子放出
側端面に凸状部1Aを設け、該凸状部1Aの天頂面を実際の
電子放出面とするようにしているが、電子放出面以外の
電子放出側端面面積が大きいので、不必要なBa蒸発が多
く、グリツド・エミツシヨンの原因になり易いという不
都合があつた。したがつて、現在のヒータを使用し、し
かも含浸形カソードは、電子放出面以外は必要最小限面
積を小さくしBa蒸発量を減らす必要がある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

以上述べたように、ブラウン管用などの小型の含浸形
カソードにおいて、カソード基体の障壁層やスリーブへ
の固着が電子放出特性に悪影響を及ぼし、又、電子放出
面、及びその周辺からの余分なBa蒸発により、グリツド
エミツシヨンが生じるなどという欠点があつた。

したがつて本発明の目的は、電子放出特性に悪影響を
及ぼさず、カソード基体，障壁層，スリーブを強固に固
着でき、しかも、電子放出面以外からのBa蒸発が少ない
構造の含浸形カソードを提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明によれば、上記の目的は、カソード基体の電子
放出面側に凸部を設け、凸部の天頂面を電子放出面と
し、この電子放出面以外をカバーする高融点金属からな
る金属蓋体と金属支持板とによりカソード基体を挾みこ
み、金属蓋体と金属支持板とを溶接又はロウ付した構造
とすることにより達成される。

〔作用〕

本発明による含浸形カソードは、金属支持板と金属蓋
体を固着することにより、カソード基体を固定している
ため、カソード基体の電子放出面側への溶接，ロウ付等
の影響が全くなく、また、電子放出面以外の周辺部は金
属蓋体でカバーされているためBa蒸発が少ない高い信頼
性を持つた小型の含浸形カソードが得られる。

〔実施例〕

第１図は、本発明の一実施例になる含浸形カソードの
断面構造を示す。直径1.45mm,高さ0.45mmのカソード基
体１の電子放出側端面に直径0.5mm,高さ0.1mmの凸部を
形成し、同時に厚さ0.1mm,直径1.65mm,高さ0.55mmで、
中心に直径0.5mmの円孔を有したモリブデン製の金属蓋
体６及び直径1.65mm,厚さ0.1mmのモリブデン製の金属支
持板５を用意した。この金属蓋体６と金属支持板５の接
合面にMo−41.6Ru共晶微粉末にバインダーとしてブチル
カルビトールアセテートを加えペースト状としたロウ材
を塗つた後、カソード基体１を金属蓋体６中に押し込ん
でから金属支持板５を組合せ、さらに内径1.65mm,外径
1.71mm,長さ5.3mmのスリーブ３の上部内周面にペースト
状のロウ材を塗り、真空中で約1950℃×１〜２秒間タン
グステンコイルヒータによつて加熱し、カソード基体1,
金属蓋体6,金属支持板５並びにスリーブ３を一体化し、
さらにタングステン線表面にアルミナを絶縁被覆してな
る外径1.48mmのヒータ４をスリーブ３内に挿入して、本
発明の含浸形カソードを作製した。

金属蓋体６を用いて、カソード基体１の凸部1aの天頂
面以外を覆うことによつて、Ba蒸発量は直径1.45mmの従
来の含浸形カソードに比べて１桁近く減少し、グリツド
エミツシヨンの心配は解消できた。また、ロウ材・溶接
によるカソード基体への悪影響もなくなり、長時間安定
に動作し、含浸形カソードの信頼性も大幅に向上するこ
とができた。

〔発明の効果〕

本発明によれば、従来のヒータやスリーブの仕様を変
更することなく、電子放出面以外からのBa蒸発量を減少
できる特徴を有し、グリツドエミツシヨン対策上非常に
有利である。また、カソード基体は、金属蓋体および金
属支持板の固着により両者間に挟みこまれて固定される
ので，カソード基体を金属蓋体や金属支持板に溶接，ロ
ウづけなどにより固着する必要がないので、カソード基
体へのロウ材あるいは溶接による悪影響を解消すること
ができ、含浸形カソードの信頼性向上にきわめて有利で
ある。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の一実施例になる含浸形カソードの断面
模型図、第２図および第３図は従来の含浸形カソードの
それぞれ一構成例を示す断面模型図である。 １……カソード基体、1B……カソード基体の凸部、３…
…スリーブ、４……ヒータ、５……高融点金属からなる
金属支持板、６……高融点金属からなる金属蓋体。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】電子放出物質が含浸された高融点金属から
   なるカソード基体と、このカソード基体が上部内周面に
   挿入，固着された高融点金属からなるカソード・スリー
   ブとを少なくとも具備する含浸形カソードにおいて、上
   記カソード基体の電子放出面側に凸部を設け、該凸部の
   天頂面を電子放出面とし、該電子放出面以外をカバーす
   る高融点金属からなる金属蓋体と障壁層である金属支持
   板とにより上記カソード基体を挾みこみ、上記金属蓋体
   と金属支持板との接合面を溶接又はロウ付により固着し
   てなることを特徴とする含浸形カソード。