JP2000331594A - Cathode for electron tube - Google Patents
Cathode for electron tubeInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 基体の変形による電子放射面と電極との間の
距離の変動を抑制した熱応力歪み緩和構造を容易に形成
することができる電子管用陰極を提供する。
【解決手段】 ヒータ3を内部に備える支持管2と、周
面が支持管2の内壁に当接し、支持管2の一端を閉塞す
るように配置されている板状の基体1と、基体1の上面
に設けられている金属層4と、金属層4の上面に被着さ
れている電子放射物質(不図示)とを備える電子管用陰
極であって、支持管2の内壁と接触する基体1の周面が
支持管2の内壁に接触している部分と接触していない部
分とを含む。このとき、支持管2の内壁に接触していな
い部分を、基体1の周縁部の上面または下面に形成され
た少なくとも1個の凹部21または基体1の周縁部に形
成された少なくとも1個の切り欠き(不図示)によって
構成することができる。この切り欠きの幅は、基体の中
心部に向かって次第に狭くすることができる。
(57) Abstract: Provided is a cathode for an electron tube, which can easily form a thermal stress strain relaxation structure in which a change in a distance between an electron emission surface and an electrode due to deformation of a base is suppressed. A support tube (2) having a heater (3) inside, a plate-shaped substrate (1) whose peripheral surface is in contact with the inner wall of the support tube (2) and closes one end of the support tube (2), and a substrate (1) A cathode for an electron tube, comprising a metal layer 4 provided on the upper surface of the substrate and an electron-emitting substance (not shown) adhered to the upper surface of the metal layer 4, wherein the substrate 1 is in contact with the inner wall of the support tube 2. Of the support tube 2 includes a portion in contact with the inner wall and a portion not in contact with the inner wall. At this time, the portion not in contact with the inner wall of the support tube 2 is cut into at least one concave portion 21 formed on the upper or lower surface of the peripheral portion of the base 1 or at least one cut formed on the peripheral portion of the base 1. It can be constituted by a notch (not shown). The width of the notch can be gradually reduced toward the center of the base.
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明はディスプレイモニタ
用ブラウン管や撮像管などに用いられる電子管用陰極に
関するものであり、特に電子管のカットオフ電圧の変動
を抑制するための技術に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a cathode for an electron tube used for a cathode ray tube for a display monitor or an image pickup tube, and more particularly to a technique for suppressing a change in a cutoff voltage of the electron tube.
【0002】[0002]
【従来の技術】図10は、従来例における電子管用陰極
の構成を示す断面図であり、特公昭64−5417号公
報(以下、公報1と記述する)に開示されている電子管
用陰極を示している。図10に示した電子管用陰極は、
基体51と、基体51を支持する支持管52と、支持管
52内に収められているヒータ53と、基体51上面に
設けられている電子放射物質層54とを有する構成とな
っている。また、電子放射物質層54は、アルカリ土類
金属酸化物55を主成分として希土類金属酸化物56を
含んでいる。そして、基体51がヒータ53によって加
熱されて、電子放射物質層54から熱電子が放出され
る。図10に示した電子管用陰極においては、電流密度
動作レベルを上げるために希土類金属酸化物56を電子
放射物質層54に添加することによって、陰極温度60
0[℃]以上の動作温度において、1.32〜2.64[A
/cm2]の電流密度動作が可能になる。2. Description of the Related Art FIG. 10 is a cross-sectional view showing a structure of a conventional cathode for an electron tube, and shows a cathode for an electron tube disclosed in Japanese Patent Publication No. Sho. ing. The cathode for an electron tube shown in FIG.
The structure includes a base 51, a support tube 52 supporting the base 51, a heater 53 housed in the support tube 52, and an electron emitting material layer 54 provided on the upper surface of the base 51. The electron-emitting material layer 54 contains a rare-earth metal oxide 56 with an alkaline-earth metal oxide 55 as a main component. Then, the substrate 51 is heated by the heater 53, and thermoelectrons are emitted from the electron emitting material layer 54. In the cathode for an electron tube shown in FIG. 10, the cathode temperature 60 is increased by adding a rare earth metal oxide 56 to the electron emitting material layer 54 in order to increase the current density operation level.
At an operating temperature of 0 ° C. or higher, 1.32 to 2.64 [A]
/ Cm 2 ].
【0003】しかし、公報1に開示された発明では、
2.0[A/cm2]以上の高電流密度動作での寿命特性が著
しく低下する。これを解決するために、特開平3−25
7735号公報(以下、公報2と記述する)に開示され
た電子管用陰極の発明では、基体と電子放射物質層との
間に一様に形成した金属層を設け、これを基体中へ拡散
させることによって、2.0[A/cm2]以上の高電流密度
動作での寿命特性を向上することができる。[0003] However, in the invention disclosed in Publication 1,
The life characteristics in a high current density operation of 2.0 [A / cm 2 ] or more are significantly reduced. In order to solve this, Japanese Patent Laid-Open No. Hei 3-25
In the invention of the cathode for an electron tube disclosed in JP 7735 (hereinafter referred to as JP 2), a uniformly formed metal layer is provided between a substrate and an electron emitting material layer, and this is diffused into the substrate. As a result, the life characteristics in a high current density operation of 2.0 [A / cm 2 ] or more can be improved.
【0004】ところが、公報2に開示された発明におい
ては、ヒータによって基体を加熱して電子放射物質層か
ら熱電子を放出させるときに、この金属層の線膨張係数
と基体材料の線膨張係数との差による歪みが生じて熱変
形する。これを回避するために、特開平9−19076
1号公報(以下、公報3と記述する)に開示された電子
管用陰極の発明では、タングステンなどの金属層を基体
表面に一様には形成せず、マスク等を用いてパターニン
グして不連続に形成している。[0004] However, in the invention disclosed in Japanese Unexamined Patent Publication (Kokai) No. 2 (1994), when the base is heated by a heater to emit thermoelectrons from the electron emitting material layer, the linear expansion coefficient of the metal layer and the linear expansion coefficient of the base material are determined. , Resulting in thermal deformation. In order to avoid this, Japanese Patent Laid-Open No. 9-19076
In the invention of the cathode for an electron tube disclosed in Japanese Patent Publication No. 1 (hereinafter referred to as Patent Publication 3), a metal layer such as tungsten is not formed uniformly on the surface of the base, but is patterned using a mask or the like to form a discontinuous layer. Is formed.
【0005】図11は、公報3に開示された電子管用陰
極の基体上面に設けられている金属層を示す図であり、
図11(a)〜(c)は基体51の上面に設けられた金属層
であるタングステン層57の形状を示す上面図であり、
図11(d)は基体51と支持管52との接触状態を示す
断面図である。図11に示すように、タングステン層5
7を基体51上に一様には被着形成させないことによっ
て、タングステン層57による基体51の膨張の拘束を
緩和させて、タングステン層57近傍の基体51の歪み
応力の低減を図っている。このようにすることによっ
て、公報2に開示された発明と比較して歪みを低減した
電子管用陰極を形成することができる。FIG. 11 is a diagram showing a metal layer provided on the upper surface of the base of the cathode for an electron tube disclosed in Japanese Patent Publication No.
FIGS. 11A to 11C are top views showing the shape of a tungsten layer 57 which is a metal layer provided on the upper surface of the base body 51.
FIG. 11D is a cross-sectional view showing a contact state between the base 51 and the support tube 52. As shown in FIG.
By not uniformly forming the substrate 7 on the substrate 51, the restraint of the expansion of the substrate 51 by the tungsten layer 57 is relaxed, and the strain stress of the substrate 51 near the tungsten layer 57 is reduced. By doing so, it is possible to form a cathode for an electron tube in which distortion is reduced as compared with the invention disclosed in Japanese Unexamined Patent Publication (Kokai) Publication.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記公報3に
示したように金属層を不連続に形成しても、基体に最も
強く歪み応力が集中しているのは支持管との当接部であ
るので、基体の周縁部の方向への応力緩和の効果はほと
んど得られず、基体に歪みが残り熱塑性変形が蓄積され
る。このため、電子放射面と電子放射面に対して所定の
距離に配置されている電極との間の距離が変動してしま
うという問題点がある。電子放射面と電極との間の距離
が変化すると、ブラウン管の動作中に電子放射面からの
電子放射電流の制御特性を表すカットオフ電圧がブラウ
ン管の寿命中に徐々に変動し、色ずれやコントラストの
低下などといった問題を引き起こす。However, even if the metal layer is discontinuously formed as described in the above-mentioned publication 3, the strain stress is most strongly concentrated on the substrate at the contact portion with the support tube. Therefore, the effect of relaxing the stress in the direction of the peripheral edge of the base is hardly obtained, and the base remains strained and the thermoplastic deformation is accumulated. For this reason, there is a problem that the distance between the electron emission surface and the electrode disposed at a predetermined distance from the electron emission surface varies. When the distance between the electron emission surface and the electrode changes, the cutoff voltage representing the control characteristics of the electron emission current from the electron emission surface gradually changes during the operation of the cathode ray tube, during the life of the cathode ray tube, causing color shift and contrast. Cause problems such as a decrease in
【0007】本発明は上記のような問題点を解消するた
めになされたもので、基体の変形による電子放射面と電
極との間の距離の変動を抑制した熱応力歪み緩和構造を
容易に形成することができる電子管用陰極を提供するこ
とを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and a thermal stress distortion relieving structure in which a change in a distance between an electron emitting surface and an electrode due to deformation of a base is suppressed is easily formed. It is an object of the present invention to provide a cathode for an electron tube that can be used.
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】本発明に係る電子管用陰
極は、ヒータを内部に備える支持管と、周面が該支持管
の内壁に当接し、該支持管の一端を閉塞するように配置
されている板状の基体と、該基体の上面に被着されてい
る電子放射物質とを備える電子管用陰極であって、該支
持管の内壁と接触する該基体の周面が該支持管の内壁に
接触している部分と接触していない部分とを含むもので
ある。A cathode for an electron tube according to the present invention is arranged such that a support tube provided with a heater therein and a peripheral surface thereof abut on an inner wall of the support tube to close one end of the support tube. A cathode for an electron tube, comprising: a plate-shaped base that has been formed; and an electron-emitting substance that is adhered to an upper surface of the base, wherein a peripheral surface of the base that comes into contact with an inner wall of the support tube has a peripheral surface of the support tube. It includes a portion that is in contact with the inner wall and a portion that is not in contact.
【0009】上記本発明に係る電子管用陰極は、前記接
触していない部分を、前記基体の周縁部の上面または下
面に形成された少なくとも1個の凹部によって構成する
ことができる。In the electron tube cathode according to the present invention, the non-contact portion may be constituted by at least one concave portion formed on an upper surface or a lower surface of a peripheral portion of the base.
【0010】また、上記本発明に係る電子管用陰極は、
前記接触していない部分を、前記基体の周縁部に形成さ
れた少なくとも1個の切り欠きによって構成することが
できる。Further, the cathode for an electron tube according to the present invention,
The non-contact portion may be constituted by at least one notch formed in a peripheral portion of the base.
【0011】このとき、前記切り欠きの幅を、前記基体
の中心部に向かって次第に狭くすることができる。In this case, the width of the notch can be gradually reduced toward the center of the base.
【0012】[0012]
【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態につ
いて図面を用いて説明する。なお、各図において同一の
符号を付したものは、それぞれ同一または相当するもの
を表す。また、実施の形態1および実施の形態2におい
ては、基体の上面に合金層を有する電子管用陰極につい
て説明するが、合金層を設けない構成としても良い。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the drawings, the same reference numerals denote the same or corresponding components. In Embodiments 1 and 2, a cathode for an electron tube having an alloy layer on the upper surface of a substrate will be described. However, a structure without an alloy layer may be employed.
【0013】実施の形態1.図1は、本発明の実施の形
態1における電子管用陰極の構成を示す斜視図である。
図2は、電子管用陰極を備える受像機を示す斜視図であ
る。Embodiment 1 FIG. FIG. 1 is a perspective view showing a configuration of an electron tube cathode according to Embodiment 1 of the present invention.
FIG. 2 is a perspective view showing a receiver provided with a cathode for an electron tube.
【0014】図1に示した電子管用陰極は、略円板状の
基体1と、略円管状の支持管2と、ヒータ3と、基体1
の上面(ヒータ3とは反対側の面すなわち図1で示す上
側の面)に形成された合金層4と、基体1の周縁部の上
面に形成された少なくとも1個の凹部21とを有する構
成となっており、図1においては、基体1の周縁部の4
個所にほぼ等間隔に図面上方から見た形状が略矩形の凹
部21を備えている。また、中心軸15が合金層4と交
差する点が電子放射面中心16となる。支持管2は、基
体1の周面が内壁の一端(図1においては上端)に接触
するように基体1を支持するとともに内部にヒータ3を
収めている。合金層4は基体1の上面に設けられ、タン
グステン、モリブデン、タンタル等から選ばれた少なく
とも1種類以上の金属とニッケルとを含む。なお、図1
では省略しているが、合金層4の上面には、バリウムと
ストロンチウムまたはカルシウムとを含むアルカリ土類
金属酸化物を主成分として酸化スカンジウムなどの希土
類金属酸化物を含む電子放射物質が被着されている。The cathode for an electron tube shown in FIG. 1 has a substantially disk-shaped base 1, a substantially cylindrical support tube 2, a heater 3, and a base 1
Having an alloy layer 4 formed on the upper surface (the surface opposite to the heater 3, that is, the upper surface shown in FIG. 1) and at least one concave portion 21 formed on the upper surface of the peripheral portion of the base 1. 1, in FIG.
At positions, there are provided recesses 21 having a substantially rectangular shape as viewed from above in the drawing at substantially equal intervals. The point at which the central axis 15 intersects with the alloy layer 4 is the center 16 of the electron emission surface. The support tube 2 supports the base 1 so that the peripheral surface of the base 1 contacts one end (the upper end in FIG. 1) of the inner wall, and houses the heater 3 therein. The alloy layer 4 is provided on the upper surface of the base 1 and includes at least one or more metals selected from tungsten, molybdenum, tantalum, and the like, and nickel. FIG.
Although not shown, the upper surface of the alloy layer 4 is coated with an electron-emitting substance containing an alkaline earth metal oxide containing barium and strontium or calcium as a main component and a rare earth metal oxide such as scandium oxide. ing.
【0015】図2に示した受像機は、図1または図10
に示したような電子管用陰極20と、偏向ヨーク41
と、テンションバンド42と、パネルガラス43と、蛍
光面44と、シャドウマスク45と、内部導電膜46と
を備える構成となっている。電子管用陰極20は受像機
のネック部に配置され、電子ビーム47の放出源として
用いられる。The receiver shown in FIG. 2 corresponds to FIG.
And a deflection yoke 41 as shown in FIG.
, A tension band 42, a panel glass 43, a phosphor screen 44, a shadow mask 45, and an internal conductive film 46. The electron tube cathode 20 is disposed at the neck of the receiver and is used as an emission source of the electron beam 47.
【0016】図3は、図1に示した電子管用陰極の断面
図であり、図3(a)は図1の中心軸15に沿った側断面
図であり、図3(b)は図1の基体1部分を横切るA−
A’断面図である。FIG. 3 is a sectional view of the cathode for an electron tube shown in FIG. 1, FIG. 3 (a) is a side sectional view taken along the central axis 15 of FIG. 1, and FIG. A-
It is A 'sectional drawing.
【0017】図4は、本発明の実施の形態1における電
子管用陰極の応力分布の弾塑性シミュレーションを行う
基体と支持管との当接部の一部を拡大して示す図であ
る。シミュレーションは、ヒータ動作温度1000[℃]
の条件において、図4に示すような熱応力歪み緩和構造
を備えた基体1に応力分布の弾塑性シミュレーションを
行い、凹部21のある部分とない部分とで、基体1の節
点a〜節点gおよび支持管2の節点a’〜節点g’に発
生するミーゼス相当応力を比較した。ここで、基体1は
ニッケルを主成分とし、支持管2の材料はニクロムであ
り、合金層4はタングステンとニッケルとの合金であ
り、その厚さは1.0[μm]である。それぞれの線膨張
係数、縦弾性係数、ポアソン比、降伏点の縦弾性係数お
よび降伏点以降の縦弾性係数を表1に示す。FIG. 4 is an enlarged view showing a part of the contact portion between the base and the support tube for performing an elasto-plastic simulation of the stress distribution of the cathode for an electron tube according to the first embodiment of the present invention. In the simulation, the heater operating temperature was 1000 [° C]
Under the conditions described above, an elasto-plastic simulation of the stress distribution was performed on the base 1 having the thermal stress / strain relaxation structure as shown in FIG. 4, and the nodes a to g and The Mises equivalent stresses generated at the nodes a ′ to g ′ of the support tube 2 were compared. Here, the base 1 is mainly composed of nickel, the material of the support tube 2 is nichrome, the alloy layer 4 is an alloy of tungsten and nickel, and the thickness thereof is 1.0 [μm]. Table 1 shows the coefficient of linear expansion, the coefficient of longitudinal elasticity, the Poisson's ratio, the coefficient of longitudinal elasticity at the yield point, and the coefficient of longitudinal elasticity after the yield point.
【0018】[0018]
【表1】 [Table 1]
【0019】図5は、図4のシミュレーションで得られ
た応力分布状態を示す図である。図4に示したように、
基体1の節点a〜節点gおよび支持管2の節点a’〜節
点g’がヒータ動作温度1000[℃]の条件において受
けるミーゼス相当応力を、基体1と支持管2とが完全に
接触している節点gおよび節点g’において発生する応
力値を1として規格化した値を示している。図5から明
らかなように、基体1の凹部21のある節点a〜節点c
においては基体1の外周と支持管2とが接触していない
ので、基体1に発生する応力が節点gにおいて発生する
応力の約1/2程度の値となり、基体1が支持管2と接
触していない部分で膨張することができ、応力歪みが緩
和されていることがわかる。FIG. 5 is a diagram showing a state of stress distribution obtained by the simulation of FIG. As shown in FIG.
The nodes 1 to g of the base 1 and the nodes a 'to g' of the support tube 2 receive Mises equivalent stress under the condition of a heater operating temperature of 1000 ° C. when the base 1 and the support tube 2 come into complete contact. The stress values generated at the nodes g and g ′ are normalized to one. As is clear from FIG. 5, nodes a to c where the concave portion 21 of the base 1 exists.
Since the outer circumference of the base 1 is not in contact with the support tube 2, the stress generated in the base 1 is about 1/2 of the stress generated at the node g, and the base 1 comes into contact with the support tube 2. It can be seen that expansion is possible at the portion where the stress is not present, and that stress strain is reduced.
【0020】図6は、本発明の実施の形態1および従来
例における電子管用陰極を用いたブラウン管のカットオ
フ電圧を示す図である。図6においては、本発明の電子
管用陰極と図11(b)に示した従来例の電子管用陰極と
を、それぞれ図2に示したような実際のディスプレイモ
ニタ用ブラウン管に装着して、通常の排気工程を経て完
成したブラウン管を電流密度2.0[A/cm2]で動作させ
たときのカットオフ電圧を比較している。図6から明ら
かなように、実施の形態1における電子管用陰極を装着
したブラウン管のカットオフ電圧は、動作時間が300
0時間を経過するまでは初期値を維持し、4000時間
の時点で約1%上昇している。これに対して、従来例に
おける電子管用陰極を装着したブラウン管のカットオフ
電圧は、動作時間が2000時間を経過した時点で初期
値から約2%上昇しており、4000時間の時点で4%
以上上昇している。このように、実施の形態1における
電子管用陰極を用いたブラウン管は、従来例のものと比
較して動作中のカットオフ電圧の変動が抑制されてお
り、長期的に安定な動作をすることがわかる。FIG. 6 is a diagram showing a cut-off voltage of a cathode ray tube using a cathode for an electron tube according to the first embodiment of the present invention and a conventional example. In FIG. 6, the cathode for an electron tube of the present invention and the cathode for a conventional electron tube shown in FIG. 11B are mounted on an actual display monitor cathode ray tube as shown in FIG. The cut-off voltage when the cathode ray tube completed through the exhaust process is operated at a current density of 2.0 [A / cm 2 ] is compared. As is apparent from FIG. 6, the cut-off voltage of the cathode-ray tube equipped with the cathode for an electron tube in the first embodiment has an operation time of 300
The initial value is maintained until 0 hour elapses, and it increases by about 1% at 4000 hours. On the other hand, the cut-off voltage of the conventional cathode ray tube equipped with an electron tube cathode is increased by about 2% from the initial value when the operation time has passed 2000 hours, and 4% at the time of 4000 hours.
It is rising above. As described above, in the cathode ray tube using the cathode for an electron tube in the first embodiment, the fluctuation of the cutoff voltage during operation is suppressed as compared with the conventional example, and stable operation can be performed for a long time. Understand.
【0021】以下に、熱応力緩和の原理について図7を
用いて説明する。図7は、図1に示した電子管用陰極の
基体の熱膨張と応力との関係を示す図である。図7(a)
は基体の断面図であり、図7(b)は基体の上面に合金層
が被着形成された状態を示す断面図であり、図7(c)は
合金層が被着された基体が支持管に取り付けられている
状態を示す断面図である。Hereinafter, the principle of thermal stress relaxation will be described with reference to FIG. FIG. 7 is a diagram showing the relationship between the thermal expansion and the stress of the base of the electron tube cathode shown in FIG. FIG. 7 (a)
7B is a cross-sectional view of the base, FIG. 7B is a cross-sectional view showing a state in which an alloy layer is formed on the upper surface of the base, and FIG. 7C is a view in which the base on which the alloy layer is formed is supported. It is sectional drawing which shows the state attached to the pipe.
【0022】図7(a)は、支持管等の当接による制約が
ない場合に、基体1が一様に加熱されたときの膨張の状
態を示しており、このとき基体1はすべての方向に応力
を受けることなく膨張することができ、基体1の応力歪
みは0であり弾性変形となる。したがって、このように
何ら応力を受けない状態の基体1を用いることが可能で
あれば、加温、降温というブラウン管の電源オンオフに
相当する繰り返し試験を実施しても、基体1が変形する
ことがない。このため、電子が放出される基体1の表面
と電子ビームの下流側に位置する電極とが一定の距離を
保つことができ、基体1の電子放射物質の蒸発がなけれ
ばカットオフ電圧の変動が生じることはない。FIG. 7A shows a state of expansion when the substrate 1 is uniformly heated when there is no restriction due to contact of the support tube or the like. At this time, the substrate 1 is moved in all directions. The substrate 1 can be expanded without receiving any stress, and the stress distortion of the substrate 1 is 0, resulting in elastic deformation. Therefore, if it is possible to use the substrate 1 in a state in which no stress is applied in this way, the substrate 1 may be deformed even if a repeated test corresponding to turning on and off the power of the CRT such as heating and cooling is performed. Absent. For this reason, the surface of the substrate 1 from which electrons are emitted and the electrode located on the downstream side of the electron beam can be kept at a constant distance, and if the electron-emitting substance of the substrate 1 does not evaporate, the cutoff voltage varies. Will not occur.
【0023】図7(b)に示すように、基体1上に合金層
4が被着形成されている場合には、表1に示したように
基体1が合金層4よりも線膨張係数が大きいことから、
特に基体1の合金層4近傍部分が充分に膨張することが
できず、歪み応力を受ける。したがって、繰り返し試験
が実施された場合には、基体1に塑性変形が蓄積され、
基体1表面の周縁部が電極側に向かって変形するので、
基体1の表面と電極とが一定の距離を保つことができ
ず、電子が均等に放出されない。As shown in FIG. 7B, when the alloy layer 4 is formed on the substrate 1, the substrate 1 has a lower linear expansion coefficient than the alloy layer 4 as shown in Table 1. Because it ’s big
In particular, the portion near the alloy layer 4 of the base 1 cannot be expanded sufficiently, and receives a strain stress. Therefore, when a repeated test is performed, plastic deformation is accumulated in the base 1,
Since the periphery of the surface of the base 1 is deformed toward the electrode,
The surface of the base 1 and the electrode cannot be kept at a fixed distance, and electrons are not uniformly emitted.
【0024】また、図7(c)に示すように、合金層4が
被着された基体1が支持管2に取り付けられ場合には、
表1に示したように基体1が支持管2よりも線膨張係数
が大きいことから、基体1は合金層4のみならず支持管
2からも膨張が拘束されることになり、より強い歪みを
受け、基体1表面の形状が複雑に変形する。As shown in FIG. 7C, when the base 1 on which the alloy layer 4 is attached is attached to the support tube 2,
As shown in Table 1, since the base 1 has a larger linear expansion coefficient than the support tube 2, the expansion of the base 1 is restrained not only by the alloy layer 4 but also by the support tube 2, resulting in a stronger strain. As a result, the shape of the surface of the base 1 is complicatedly deformed.
【0025】このような場合に、図11に示した公報3
に開示されている電子管用陰極においては、基体の周縁
部の方向への応力緩和の効果はほとんど得られない。一
方、本発明においては、基体1が支持管2と当接してい
る周縁部の、合金層4が形成されている上面側に凹部2
1を設けることによって、基体1の径方向の外側への膨
張の完全拘束状態から解放されているので、図7(c)に
示したような応力がかかる場合であっても、図5に示し
たように応力が低減されて周縁部の方向への歪みが大き
く緩和される。In such a case, the publication 3 shown in FIG.
In the cathode for an electron tube disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. H11-207, almost no effect of relaxing the stress in the direction of the peripheral edge of the base is obtained. On the other hand, in the present invention, the concave portion 2 is provided on the upper surface side where the alloy layer 4 is formed on the peripheral portion where the base 1 is in contact with the support tube 2.
Since the base 1 is released from a completely restrained state of radial expansion of the base 1, even if a stress as shown in FIG. As described above, the stress is reduced, and the distortion in the direction of the peripheral portion is greatly reduced.
【0026】すなわち、基体1の一部に凹部21を設け
ることによって、基体1の外周面にかかるミーゼス相当
応力を低減することができ、塑性歪み量を減少させるこ
とができる。これによって、2.0[A/cm2]以上の高電
流密度動作を可能としつつ、ブラウン管のオンオフに相
当する繰り返し試験においても変形量が少なく長期的に
安定な電子管用陰極を実現することができる。That is, by providing the concave portion 21 in a part of the base 1, it is possible to reduce the Mises equivalent stress applied to the outer peripheral surface of the base 1, and to reduce the amount of plastic strain. As a result, it is possible to realize a cathode for an electron tube, which is capable of operating at a high current density of 2.0 [A / cm 2 ] or more and has a small amount of deformation even in a repetitive test corresponding to ON / OFF of a cathode ray tube and has a long term stability. it can.
【0027】次に、凹部21の配置および形状について
説明する。凹部21を基体1の周縁部に複数配置するこ
とで、1個のみ配置する場合と比較して、基体1の膨張
時に発生する周縁部の方向への歪み応力をより多く解放
させることができ、電子放出に必要な高い熱活性化エネ
ルギーを受けた状態においても、塑性歪み量を低減する
ことができる。凹部21を複数配置するときには、基体
1の周縁部に等間隔に配置することによって、歪み応力
を均等に開放させて基体1と支持管2との中心軸のずれ
を防止することができるので、電子ビーム強度を安定に
保つことができる。Next, the arrangement and shape of the recess 21 will be described. By arranging a plurality of the recesses 21 on the peripheral edge of the base 1, it is possible to release more strain stress in the direction of the peripheral edge generated when the base 1 expands, as compared with the case where only one is provided. Even in a state where a high thermal activation energy required for electron emission is received, the amount of plastic strain can be reduced. When a plurality of the recesses 21 are arranged, by disposing them at equal intervals on the peripheral edge of the base 1, it is possible to release strain stress evenly and to prevent the center axis of the base 1 and the support tube 2 from shifting. The electron beam intensity can be kept stable.
【0028】図8は、本発明の実施の形態1における電
子管用陰極の基体に設けられる凹部の他の形状を示す図
である。図5におけるシミュレーションでは凹部21を
矩形としたので、支持管2と基体1とが接触する節点d
においては、節点gと比較して応力が10%以上増加し
ている。このため、図8に示すように、図4に示した節
点cおよび節点d付近の凹部21の側壁と基体1の上面
とで形成される角が丸められ、その角付近の表面を支持
管2の内壁に次第に接近するような形状とすることによ
って、節点d付近の応力を低減することができる。FIG. 8 is a diagram showing another shape of the concave portion provided on the base of the cathode for an electron tube according to the first embodiment of the present invention. In the simulation in FIG. 5, since the concave portion 21 is rectangular, the node d where the support tube 2 and the base 1 come into contact with each other is set.
In, the stress is increased by 10% or more as compared with the node g. For this reason, as shown in FIG. 8, the corner formed by the side wall of the concave portion 21 near the nodes c and d and the upper surface of the base 1 shown in FIG. The stress in the vicinity of the node d can be reduced by making the shape gradually approach the inner wall.
【0029】実施の形態1においては凹部21の形状を
図3に示した矩形または図8に示した角の滑らかな矩形
であるとして説明したが、凹部21の形状はこれに限ら
れず、長方形、くさび型、スリット状の線型等といった
他の形状であっても良く、複数の形状を組み合わせて用
いても良い。また、凹部21の個数や大きさも自由に選
択することができ、基体1の周縁部の大部分を凹部21
とすることもできる。さらに、凹部21を基体1の下面
(ヒータ3側の面)に設けても良い。また、基体1の全
周にわたって一様に周縁部の厚さを減少させた構成とし
ても良い。In the first embodiment, the shape of the recess 21 is described as the rectangle shown in FIG. 3 or the rectangle having a smooth corner as shown in FIG. 8, but the shape of the recess 21 is not limited to this. Other shapes such as a wedge shape and a slit-shaped linear shape may be used, or a plurality of shapes may be used in combination. Further, the number and size of the recesses 21 can be freely selected.
It can also be. Further, the concave portion 21 may be provided on the lower surface of the base 1 (the surface on the heater 3 side). Further, the thickness of the peripheral portion may be uniformly reduced over the entire circumference of the base 1.
【0030】実施の形態2.図9は、本発明の実施の形
態2における電子管用陰極の構成を示す斜視図である。
図9に示した電子管用陰極は、略円板状の基体1と、略
円管状の支持管2と、支持管2に収められたヒータ3
と、基体1上面に設けられた合金層4と、基体1の周縁
部に上面から下面まで貫通するように形成された少なく
とも1個の切り欠き22とを有する構成となっており、
図9においては、基体1の周縁部のほぼ対向する2個所
に図面上方から見た形状が略くさび形の切り欠き22を
備えている。図9に示した電子管用陰極は、図1に示し
た実施の形態1における電子管用陰極とほぼ同様の構成
であり、図1に示した凹部21の代わりに切り欠き22
が形成されている。Embodiment 2 FIG. FIG. 9 is a perspective view showing a configuration of an electron tube cathode according to Embodiment 2 of the present invention.
The cathode for an electron tube shown in FIG. 9 includes a substantially disk-shaped base 1, a substantially cylindrical support tube 2, and a heater 3 housed in the support tube 2.
And an alloy layer 4 provided on the upper surface of the base 1, and at least one notch 22 formed in a peripheral portion of the base 1 so as to penetrate from the upper surface to the lower surface.
In FIG. 9, substantially wedge-shaped cutouts 22 as viewed from above are provided at two substantially opposing peripheral edges of the base 1. The cathode for an electron tube shown in FIG. 9 has substantially the same configuration as that of the cathode for an electron tube in the first embodiment shown in FIG. 1, and has a notch 22 instead of the recess 21 shown in FIG.
Are formed.
【0031】図9に示すように、支持管2と接触する基
体1の端部に切り欠き22を設けることで、実施の形態
1と同様に基体1の熱膨張歪みを解放させることができ
る。また、切り欠き22を基体1の上面から下面まで貫
通させているので、実施の形態1と比較して、より一層
熱応力歪みを低減することができる。As shown in FIG. 9, by providing the notch 22 at the end of the base 1 which comes into contact with the support tube 2, the thermal expansion distortion of the base 1 can be released as in the first embodiment. Further, since the notch 22 is penetrated from the upper surface to the lower surface of the base 1, thermal stress distortion can be further reduced as compared with the first embodiment.
【0032】このとき、切り欠き22を基体1の中心軸
15へ向かって次第に狭まるような形状に形成すること
によって、支持管2内部の中心部に設けられたヒータ3
の熱の切り欠き22から外部への放出を抑制することが
でき、かつ加工も容易である。At this time, the notch 22 is formed so as to be gradually narrowed toward the central axis 15 of the base 1, so that the heater 3 provided in the center of the support tube 2 is provided.
Of the heat from the notch 22 to the outside can be suppressed, and the processing is easy.
【0033】また、切り欠き22を複数個所に配置する
ときに、基体1の周縁部に等間隔に配置することによっ
て、歪み応力を均等に開放させることができる。したが
って、基体1の歪み変形に偏りが発生せず、基体1と支
持管2との中心軸15のずれを防止することができるの
で、電子放射面中心16において最大となるように印加
されている電圧分布に対して、位置関係が変化すること
がなく、電子ビーム強度を安定に保つことができる。Further, when the notches 22 are arranged at a plurality of locations, by disposing them at equal intervals on the periphery of the base 1, strain stress can be released evenly. Accordingly, since no bias occurs in the strain deformation of the base 1 and the displacement of the central axis 15 between the base 1 and the support tube 2 can be prevented, the voltage is applied so as to be maximum at the center 16 of the electron emission surface. The electron beam intensity can be kept stable without changing the positional relationship with respect to the voltage distribution.
【0034】実施の形態2においては切り欠き22の形
状を図9に示したくさび型について説明したが、切り欠
き22の形状は基体1の周縁部への膨張に対する拘束を
緩和する形状であれば、これに限られず矩形、長方形、
スリット状の線型等といった他の形状であっても良く、
複数の形状を組み合わせて用いても良い。切り欠き22
の個数、位置、大きさ等も自由に選択することができ
る。In the second embodiment, the shape of the notch 22 has been described with reference to the wedge type shown in FIG. 9. , But not limited to rectangles, rectangles,
Other shapes such as a slit-shaped linear shape may be used,
A plurality of shapes may be used in combination. Notch 22
The number, position, size, etc. of the can be freely selected.
【0035】[0035]
【発明の効果】以上説明したように請求項1に係る発明
は、支持管の内壁と接触する基体の周面が支持管の内壁
に接触している部分と接触していない部分とを含むこと
によって、線膨張係数の高い基体が線膨張係数の低い支
持管とともにヒータで加熱されたときに、基体外周の変
形が支持管に完全には抑制されることなく、接触してい
ない部分で応力が解放されるので、基体が支持管から受
ける応力歪みが緩和され、基体の塑性歪みによる塑性変
形の蓄積を低減することができる。したがって、2.0
[A/cm2]以上の高電流密度動作が可能で、かつ基体の
変形による電子放射面と電極との距離の変動を抑制した
熱応力歪み緩和構造とすることができる。As described above, according to the first aspect of the present invention, the peripheral surface of the base that comes into contact with the inner wall of the support tube includes a portion that is in contact with the inner wall of the support tube and a portion that is not in contact with the inner wall of the support tube. Therefore, when a substrate having a high coefficient of linear expansion is heated by a heater together with a support tube having a low coefficient of linear expansion, deformation of the outer periphery of the substrate is not completely suppressed by the support tube, and stress is generated in a portion not in contact with the support tube. Since the release is released, the stress strain applied to the base from the support tube is reduced, and the accumulation of plastic deformation due to the plastic strain of the base can be reduced. Therefore, 2.0
A high-current-density operation of [A / cm 2 ] or more is possible, and a thermal stress-strain relieving structure in which a change in the distance between the electron emission surface and the electrode due to deformation of the base is suppressed can be obtained.
【0036】請求項2に係る発明は、基体の周縁部の上
面または下面に形成された少なくとも1個の凹部によっ
て支持管の内壁と接触していない部分を構成することに
よって、ヒータの熱を外部へ放出させることなく、接触
していない部分の形成を容易に行うことができるという
効果を有する。According to a second aspect of the present invention, at least one concave portion formed on the upper surface or the lower surface of the peripheral portion of the base forms a portion which is not in contact with the inner wall of the support tube, so that the heat of the heater is transferred to the outside. Therefore, it is possible to easily form a portion that is not in contact with the substrate without releasing the same to the outside.
【0037】請求項3に係る発明は、基体の周縁部に形
成された少なくとも1個の切り欠きによって支持管の内
壁と接触していない部分を構成することによって、請求
項2に係る発明と比較してより一層熱応力歪みを低減す
ることができるという効果を有する。According to a third aspect of the present invention, a portion not in contact with the inner wall of the support tube is formed by at least one notch formed in the peripheral portion of the base, thereby making a comparison with the second aspect of the invention. Therefore, the thermal stress distortion can be further reduced.
【0038】請求項4に係る発明は、切り欠きの幅を基
体の中心部に向かって次第に狭くすることによって、請
求項3に係る発明と比較して支持管内部に設けられたヒ
ータの熱の切り欠きから外部への放出を抑制し、かつ切
り欠きの加工を容易にすることができるという効果を有
する。According to a fourth aspect of the present invention, the width of the notch is gradually narrowed toward the center of the base, so that the heat of the heater provided inside the support tube is different from that of the third aspect. There is an effect that release to the outside from the notch can be suppressed and processing of the notch can be facilitated.
【0039】このようにして、基体の変形による電子放
射面と電極との間の距離の変動を抑制した熱応力歪み緩
和構造を容易に形成することによって、ブラウン管の動
作中におけるカットオフ電圧の変動を抑制して、長期的
に安定した信頼性の高い電子管用陰極を形成することが
できる。また、電子放射面と電極との間の距離の変動
は、基体上面に金属層が設けられていない場合でもわず
かにではあるが生じているので、本発明は、金属層を設
けていない電子管用陰極の基体に発生する歪みの低減に
対しても有効である。In this way, by easily forming the thermal stress strain relief structure in which the change in the distance between the electron emission surface and the electrode due to the deformation of the base is suppressed, the change in the cut-off voltage during the operation of the cathode ray tube is achieved. And a long-term stable and highly reliable cathode for an electron tube can be formed. Further, since the variation in the distance between the electron emitting surface and the electrode slightly occurs even when the metal layer is not provided on the upper surface of the base, the present invention relates to an electron tube for which the metal layer is not provided. This is also effective in reducing the distortion generated in the cathode base.
【図1】 本発明の実施の形態1における電子管用陰極
の構成を示す斜視図である。FIG. 1 is a perspective view showing a configuration of an electron tube cathode according to Embodiment 1 of the present invention.
【図2】 電子管用陰極を備える受像機を示す斜視図で
ある。FIG. 2 is a perspective view showing a receiver provided with a cathode for an electron tube.
【図3】 図1に示した電子管用陰極の断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view of the electron tube cathode shown in FIG.
【図4】 本発明の実施の形態1における電子管用陰極
の応力分布の弾塑性シミュレーションを行う基体と支持
管との一部を拡大して示す図である。FIG. 4 is an enlarged view showing a part of a base and a support tube for performing an elasto-plastic simulation of a stress distribution of a cathode for an electron tube according to the first embodiment of the present invention.
【図5】 図4のシミュレーションで得られた応力分布
状態を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing a stress distribution state obtained by the simulation of FIG. 4;
【図6】 本発明の実施の形態1および従来例における
電子管用陰極を用いたブラウン管のカットオフ電圧を示
す図である。FIG. 6 is a diagram showing a cut-off voltage of a cathode ray tube using an electron tube cathode according to the first embodiment of the present invention and a conventional example.
【図7】 図1に示した電子管用陰極の基体の熱膨張と
応力との関係を示す図である。FIG. 7 is a view showing a relationship between thermal expansion and stress of a base of the cathode for an electron tube shown in FIG.
【図8】 本発明の実施形態1における電子管用陰極の
基体に設けられる凹部の他の形状を示す図である。FIG. 8 is a view showing another shape of the concave portion provided in the base of the cathode for an electron tube according to the first embodiment of the present invention.
【図9】 本発明の実施の形態2における電子管用陰極
の構成を示す斜視図である。FIG. 9 is a perspective view illustrating a configuration of an electron tube cathode according to Embodiment 2 of the present invention.
【図10】 従来例における電子管用陰極の構成を示す
断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view showing a configuration of a conventional electron tube cathode.
【図11】 従来例における電子管用陰極の基体上面に
設けられている金属層を示す図である。FIG. 11 is a view showing a metal layer provided on an upper surface of a base of an electron tube cathode in a conventional example.
1,51 基体、 2,52 支持管、 3,53 ヒ
ータ、 4 合金層、15 中心軸、 16 電子放射
面中心、 20 電子管用陰極、 21 凹部、 22
切り欠き、 41 偏向ヨーク、 42 テンション
バンド、 43 パネルガラス、 44 蛍光面、 4
5 シャドウマスク、 46 内部導電膜、47 電子
ビーム、 54 電子放射物質、 55 アルカリ土類
金属酸化物、 56 希土類金属酸化物、 57 タン
グステン層。1,51 base, 2,52 support tube, 3,53 heater, 4 alloy layer, 15 center axis, 16 center of electron emission surface, 20 cathode for electron tube, 21 concave portion, 22
Notch, 41 deflection yoke, 42 tension band, 43 panel glass, 44 phosphor screen, 4
5 shadow mask, 46 internal conductive film, 47 electron beam, 54 electron emitting material, 55 alkaline earth metal oxide, 56 rare earth metal oxide, 57 tungsten layer.
Claims (4)
該支持管の内壁に当接し、該支持管の一端を閉塞するよ
うに配置されている板状の基体と、該基体の上面に被着
されている電子放射物質とを備える電子管用陰極におい
て、 該支持管の内壁と接触する該基体の周面が該支持管の内
壁に接触している部分と接触していない部分とを含むこ
とを特徴とする電子管用陰極。1. A support tube provided with a heater inside, a plate-shaped base member whose peripheral surface is in contact with an inner wall of the support tube and closes one end of the support tube, and an upper surface of the base plate A cathode that is in contact with the inner wall of the support tube, and a portion where the peripheral surface of the base is in contact with the inner wall of the support tube and a portion that is not in contact with the inner wall of the support tube. A cathode for an electron tube, comprising:
周縁部の上面または下面に形成された少なくとも1個の
凹部によって構成されている、請求項1に記載の電子管
用陰極。2. The cathode for an electron tube according to claim 1, wherein the non-contact portion is constituted by at least one concave portion formed on an upper surface or a lower surface of a peripheral portion of the base.
周縁部に形成された少なくとも1個の切り欠きによって
構成されている、請求項1に記載の電子管用陰極。3. The cathode for an electron tube according to claim 1, wherein the non-contact portion is constituted by at least one notch formed in a peripheral portion of the base.
に向かって次第に狭くなっている、請求項3に記載の電
子管用陰極。4. The cathode for an electron tube according to claim 3, wherein the width of the notch gradually decreases toward the center of the base.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11141389A JP2000331594A (en) | 1999-05-21 | 1999-05-21 | Cathode for electron tube |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11141389A JP2000331594A (en) | 1999-05-21 | 1999-05-21 | Cathode for electron tube |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000331594A true JP2000331594A (en) | 2000-11-30 |
Family
ID=15290865
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11141389A Withdrawn JP2000331594A (en) | 1999-05-21 | 1999-05-21 | Cathode for electron tube |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000331594A (en) |
-
1999
- 1999-05-21 JP JP11141389A patent/JP2000331594A/en not_active Withdrawn
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20060801 |