JP2004241209A

JP2004241209A - Cathode assembly, electron gun and cathode ray tube

Info

Publication number: JP2004241209A
Application number: JP2003027681A
Authority: JP
Inventors: Mika Yamagishi; 未果山岸; Yoji Yamamoto; 洋二山本; Satoshi Nakagawa; 智中川
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2003-02-04
Filing date: 2003-02-04
Publication date: 2004-08-26

Abstract

【課題】加熱部から電子放射部への熱伝導特性を向上させることができる陰極構体を提供する。
【解決手段】陰極構体１６０は、電子を放射するペレット１６１ａとこのペレット１６１ａを挿着するカップ状の金属カップ１６１ａとからなるカソード部１６１と、このカソード部１６１を加熱するヒータ部１６２とを備える。金属カップ１６１ｂは、その底に貫通孔１６５を備えている。金属カップ１６１ｂの底にヒータ部１６２が金属ペースト１７０の焼成を利用して固着される。金属カップ１６１ｂ内にも金属ペースト１７０が供給されており、この焼成後の金属ペースト１７０と、ヒータ部１６２と金属カップ１６１ｂとを固着する焼成後の金属ペース１７０とが貫通孔１６５を介して繋がるとともに、ペレット１６１ａが金属カップ１６１ｂ内の焼成後の金属ペースト１７０に直接接触している。
【選択図】図５The present invention provides a cathode assembly capable of improving heat conduction characteristics from a heating section to an electron emission section.
A cathode assembly includes a cathode section comprising a pellet for emitting electrons, a cup-shaped metal cup for inserting the pellet, and a heater section for heating the cathode section. . The metal cup 161b has a through hole 165 at the bottom. The heater section 162 is fixed to the bottom of the metal cup 161b using the firing of the metal paste 170. The metal paste 170 is also supplied into the metal cup 161b, and the fired metal paste 170 and the fired metal pace 170 for fixing the heater portion 162 and the metal cup 161b are connected through the through hole 165. At the same time, the pellet 161a is in direct contact with the fired metal paste 170 in the metal cup 161b.
[Selection diagram] FIG.

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子を放射する陰極構体、当該陰極構体を用いた電子銃及び当該電子銃を備える陰極線管に関する。
【０００２】
【従来の技術】
陰極線管の電子銃に組み込まれる陰極構体は、電子放射物質を備えたカソード部を加熱することにより電子を放射する。このような陰極構体として、例えば、内部にヒータを収納した円筒状の陰極スリーブの上面に電子放射物質を塗布したタイプのものがある。このタイプは、ヒータとスリーブとの間に隙間があり、ヒータが陰極スリーブを間接的に加熱するため、ヒータの熱損失が大きい。そこで、ヒータの熱損失を改善した陰極構体が近年提案されている。
【０００３】
図９は、ヒータの熱損失を改善した従来の陰極構体を示す斜視図であり、図１０は、陰極構体の内部の様子がわかるようにその一部を切り欠いた側面図である。
この陰極構体９６０は、図９及び図１０に示すように、電子放射物質が含浸するペレット９６１ａとこのペレット９６１ａを収納する金属カップ９６１ｂとを有するカソード部９６１と、その金属カップ９６１ｂの底面に固着されるヒータ部９６２とを備える。ヒータ部９６２は、セラミック製のセラミック体９６２ａ内にヒータが埋設されている（特許文献１）。従って、ヒータは、セラミック体９６２ａを構成するセラミックを介して直接カソード部９６１を加熱するので、ヒータの熱損失が小になる。なお、セラミック体９６２ａの外周からは、ヒータのリード線９６６が導出している。
【０００４】
カソード部９６１とヒータ部９６２との固着は、例えば、ヒータ部９６２の固着予定面にディスペンサーを用いて金属ペースト９７０を所定量滴下させた後、その金属ペースト９７０が滴下された面（固着予定面）に金属カップ９６１ｂの底面を押圧させた状態で、金属ペーストを焼成させて両者を固着している。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００１−２０２８９８号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の陰極構体９６０では、ヒータ部９６２の熱は、ヒータ部９６２から焼成した金属ペースト９７０、金属カップ９６１ｂ、そして最後にペレット９６１ａへと伝わるため、ヒータ部９６２からペレット９６１ａへの熱の伝わりが遅くなる。ヒータ部９６２からペレット９６１ａへの熱の伝わりが遅くなると、ペレット９６１ａから電子が放射されるまでに時間を要し、出画時間が遅くなるという問題があった。
【０００７】
本発明は、上記のような問題点に鑑みてなされたもので、加熱部から電子放射体への熱伝導特性を向上させることができる陰極構体、この陰極構体を用いた電子銃及び陰極線管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】
上記目的を達成するために、本発明に係る陰極構体は、金属カップ内に、加熱により電子を放射する電子放射体が挿着されてなる電子放射部と、金属ペーストの焼成によって前記金属カップの底に固着され、前記電子放射体を加熱する加熱部とを備える陰極構体であって、前記金属カップ内にある焼成後の金属ペーストが、前記金属カップの底に設けられた孔を介して、前記金属カップと前記加熱部とを固着している焼成後の金属ペーストに繋がっていると共に、前記電子放射体に直接接触していることを特徴としている。これらの構成によれば、焼成した金属ペーストから電子放射体へと熱が直接伝わり、加熱部から電子放射部への熱伝導特性を向上させることができる。
【０００９】
しかも、前記孔は、前記金属カップの底の略中央に円形状に形成されていることを特徴としている。これにより、加熱部からの熱は、孔を通って電子放射体の接触面へと伝わり、そこから放射状に熱が伝わる。このため、電子放射体の温度ムラを小にできる。
また、金属カップ内に、加熱により電子を放射する電子放射体が挿着されてなる電子放射部と、金属ペーストの焼成によって前記金属カップの底に固着され、前記電子放射体を加熱する加熱部とを備える陰極構体であって、前記金属カップと前記加熱部との一方の固着予定部分に、凹部及び／又は凸部が形成され、当該凹部及び／又は凸部も前記焼成後の金属ペーストに直接接触していることを特徴としている。この構成によれば、加熱部と金属カップとの接触面積が増え、加熱部から電子放射部へ伝わる熱量を多くすることができる。これにより、加熱部から電子放射部への熱伝導特性を向上させることができる。
【００１０】
しかも、前記凹部及び／又は凸部に組み合わさる凸部及び／又は凹部が、前記金属カップと前記加熱部との他方の固着予定部分に形成されていることを特徴としている。このため、加熱部と金属カップとの固着面積をさらに大きくできる。
さらに、前記金属ペーストは、前記金属カップを構成する成分と略同じ熱伝導特性を有する成分を含んでいることを特徴としている。
【００１１】
また、加熱により電子を放射する電子放射体と、当該電子放射体を加熱する加熱部と、前記電子放射体の周面を覆う金属筒とを備え、前記金属筒の加熱部側の端部と、前記金属筒内に配された前記電子放射体とが、金属ペーストの焼成によって前記加熱部に固着されていることを特徴としている。この構成によれば、焼成後の金属ペーストから電子放射体へと加熱部の熱が直接伝わり、加熱部から電子放射部への熱伝導特性を向上させることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る陰極線管の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
＜第１の実施の形態＞
１．構造について
（１）電子銃
電子銃は、陰極線管に組み込まれている。陰極線管は、内面に蛍光体スクリーンが形成されているパネル部と、ファンネル部とを備え、このファンネル部のネック部内に電子銃が配置されている。
【００１３】
図１は、本実施の形態における電子銃の構成を示す図である。
電子銃１は、同図に示すように、ステム１３０、陰極構体１６０、制御電極１１１、加速電極１１２、集束電極１１３〜１１９、最終加速電極１２０、シールドカップ１２１、コンタクトスプリング１２２及び支持部材１４１とを備える。
陰極構体１６０は、電子ビームを蛍光体スクリーンに向けて放射するもので、制御電極１１１内に後述の陰極ユニットとして組み込まれている。この陰極構体１６０から放射される電子ビームの量は、制御電極１１１及び加速電極１１２により制御される。
【００１４】
制御電極１１１及び加速電極１１２は、カソードレンズを形成し、陰極構体１６０から放射された電子ビームは、そのカソードレンズによりクロスオーバーを形成する。電子ビームはさらに蛍光体スクリーン側に進むと、加速電極１１２、集束電極１１３〜１１９及び最終加速電極１２０等により形成されたプリフォーカスレンズ、主集束レンズにより蛍光体スクリーン面で集束する。
【００１５】
なお、制御電極１１１、加速電極１１２、集束電極１１３〜１１９、最終加速電極１２０、シールドカップ１２１への給電は、ステム１３０に設けられたピン１３１、ネック部内面に塗布された導電性塗料に電気的に接触するコンタクトスプリング１２２等を介して行われる。また、各種電極１１１〜１２０、ステム１３０、シールドカップ１２１は、ガラス製の支持部材１４１により支持されている。
【００１６】
（２）陰極ユニット
図２は、本実施の形態における陰極ユニットを蛍光体スクリーン側から見た図であり、内部の陰極ユニットの様子がわかるように制御電極の一部を切り欠いている。図３は、陰極ユニットを図２におけるＸ−Ｘ線での断面を矢視方向から矢視した図である。
【００１７】
上述の電子銃１の制御電極１１１は、幅広の有底円筒形状をしており、その内部に、図２及び図３に示すように、赤、緑、青用の電子ビームを放射する陰極ユニット１５０が３個装着されている。なお、３個の陰極ユニット１５０は、横一列、所謂インライン配列されている。
この陰極ユニット１５０は、図３に示すように、電子を放射するカソード部１６１とこのカソード部１６１を加熱するヒータ部１６２とを備える陰極構体１６０と、この陰極構体１６０を支持する絶縁基板１５１と、この絶縁基板１５１の蛍光体スクリーン側の面に固着されたＬ字状の支持部材１５３と、陰極構体１６０のカソード部１６１及びヒータ部１６２に電圧を供給する電圧供給部材１５４、１５６ａ（１５６ａについては図４の（ｂ）参照）とを備える。陰極ユニット１５０の陰極電極１１１への取り付けは、前記支持部材１５３のうち電子銃１の管軸方向（以下、単に、「管軸方向」という。）に延びる部分が円筒状の制御電極１１１の内周面に当接することにより行われる。
【００１８】
図４の（ａ）は、陰極ユニットを蛍光体スクリーン側から見た図であり、（ｂ）は、ステム１３０側（蛍光体スクリーンと反対側）から見た図である。
陰極構体１６０は、後述するが、カソード部１６１とヒータ部１６２との固着部分から延伸する４本の支持金属線１６３を備え、また、ヒータ部１６２の底面（ステム１３０側の面）からは、ヒータ用のリード線１６６が延伸している。
【００１９】
絶縁基板１５１は、図２及び図４に示すように、蛍光体スクリーン側からそれを見たときに（蛍光体スクリーン側から見ることを、以下、「正面視」という。）矩形状をしており、その略中央には管軸方向に貫通する貫通孔１５２が形成されている。なお、絶縁基板１５１には、セラミックが用いられている。
この貫通孔１５２は、正面視略方形状で、各辺の中央部分が貫通孔１５２の内側に張り出すと共に、図３に示すように、管軸方向の両端が中央部よりも大きくなっている。
【００２０】
絶縁基板１５１のステム１３０側の面には、図３に示すように、Ｌ字状のヒータ電圧供給部材１５５が互いに対向して取り付けられており、このヒータ電圧供給部材１５５に、陰極構体１６０から延伸するリード線１６６が絶縁基板１５１の貫通孔１５２を通って接続されている。
絶縁基板１５１におけるステム１３０側の面の４隅には、図４の（ｂ）に示すように、金属板１５６が固着されており、陰極構体１６０から延伸する支持金属線１６３が、ヒータ用のリード線１６６と同様に、絶縁基板１５１の貫通孔１５２を通って上記金属板１５６に接続されている。この４個の金属板１５６のうち１個の金属板１５６ａは、支持金属線１６３を介してカソード部１６１にカソード電圧及び映像信号電圧を印加するようになっている。なお、金属板１５６ａは、支持部材１５３側の端部から下方に伸びる「Ｌ」字状になっており、図３では、支持部材１５３の影となり、図示されていない。
【００２１】
なお、支持部材１５３の絶縁基板１５１への取り付け、ヒータ電圧供給部材１５５の絶縁基板１５１への取り付けには、例えば、Ｍｏ−Ｍｎろう材や銀ろう材のような金属ペーストが用いられ、また、支持金属線１６３と金属板１５６との固着、及びヒータ用のリード線１６６と金属板１５６、１５６ａには、例えば、溶接が用いられている。
【００２２】
３）陰極構体
図５は、本実施の形態における陰極構体であって、陰極ユニットに組み込む前の状態を示した斜視図である。
陰極構体１６０は、加熱により電子を放射するペレット１６１ａを備えるカソード部１６１と、このカソード部１６１を加熱するためのヒータ部１６２と、カソード部１６１とヒータ部１６２とを固着した状態で陰極ユニット１５０に取り付けるための支持金属線１６３とを備える。
【００２３】
電子放射部としてのカソード部１６１は、図５に示すように、カップ状の金属カップ１６１ｂと、この金属カップ１６１ｂ内に挿着されたペレット１６１ａとからなる。
電子放射体としてのペレット１６１ａは、所謂、含浸型であって、例えば、タングステン（Ｗ）の多孔質高融点基体に、酸化バリウム（ＢａＯ）、酸化カルシウム（ＣａＯ）、アルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）の電子放射性物質（エミッタ）を焼成含浸させて、その電子放射面にオスミウム−ルテニウム（Ｏｓ−Ｒｕ）薄膜を被着したものを用いている。
【００２４】
ペレット１６１ａは、正面視略円形状をしており、その大きさは、例えば、直径１．１８ｍｍで、厚さが０．４２ｍｍである。なお、ペレット１６１ａの形状は円柱形状でなくても良く、例えば、多角柱、楕円柱でも良い。
金属カップ１６１ｂは、ペレット１６１ａの電子放射面が金属カップ１６１ｂの端面よりも蛍光体スクリーン側に張り出す状態で、ペレット１６１ａを保持している。つまり、金属カップ１６１ｂの周壁が、ペレット１６１ａの周面を覆っている。これは、ペレット１６１ａが加熱された際に、その周面から電子が放射するのを防ぐためである。
【００２５】
この金属カップ１６１ｂは、例えば、モリブデン（Ｍｏ）製で、ペレット１６１ａの形状に対応して正面視円形状をし、その底の略中央に貫通孔１６５が形成されている。なお、この貫通孔１６５についての説明は後述する。
金属カップ１６１ｂの大きさは、外径１．２５ｍｍ、内径１．１９ｍｍ、高さが０．４０ｍｍ（板厚：０．０３ｍｍ）であり、貫通孔１６５の直径は０．３ｍｍである。従って、ペレット１６１ａは、金属カップ１６１ｂから略０．０５ｍｍ出ていることになる。なお、金属カップ１６１ｂとペレット１６１ａとの固着は、例えば、電気溶接により行われる。
【００２６】
次に、ヒータ部１６２について説明する。
加熱部としてのヒータ部１６２は、図５に示すように、円柱状をしており、アルミナ粉体を焼成させたセラミック体１６２ａと、このセラミック体１６２ａの内部に埋め込まれたヒータ（図示省略）とからなる。
セラミック体１６２ａは、例えば、粒径が略１μｍのアルミナ粉体を１６００℃で焼成したものである。アルミナ粉末は、純度が９５ｗｔ．％以上であるものを用いた。なお、アルミナ粉末の粒径は、直径０．１μｍ〜５０μｍの範囲内のものであれば良い。ヒータ部１６２の大きさは、例えば、直径１．５ｍｍ、厚さが０．５ｍｍである。
【００２７】
ヒータは、素線をコイル状にして構成され、セラミック体１６２ａの内部にカソード部１６１の電子放射面と略平行となるように正面視Ｓ字状に埋め込まれている（図示省略）。ヒータは、その中間部の４．４ｍｍがセラミック体１６２ａ内に埋まっており、セラミック体１６２ａの底面（蛍光体スクリーンと反対側の面）から管軸方向に延伸する部分が、ヒータのリード線１６６となっている。
【００２８】
ヒータは、例えば、タングステンーレニウム（Ｗ−Ｒｅ）が用いられ、コイル寸法は、コイル外径が０．１４６ｍｍ、素線径が０．０２３ｍｍ、ピッチが０．０３６ｍｍである。なお、素線におけるタングステンとレニウムの構成比率は、タングステンが９７％、レニウムが３％である。
セラミック体１６２ａ内へヒータの埋設は、セラミック体１６２ａの内部の限られた体積内に、ヒータを可能な限り長く設置できるように「Ｓ」字状に配すると共に、「Ｓ」字状のヒータ同士が近づきすぎて電流がリークしないようにしている。
【００２９】
カソード部１６１とヒータ部１６２との固着、つまり、金属カップ１６１ｂの底面（本発明における金属カップの固着予定部分である）とヒータ部１６２の加熱面（本発明における固着予定部分である）との固着には、金属ペースト１７０、例えば、モリブデンーマンガン（Ｍｏ−Ｍｎ）のペーストが用いられている。
ヒータ部１６２の固着予定部分に供給された金属ペースト１７０は、金属カップ１６１ｂの貫通孔１６５を利用して、金属カップ１６１ｂがヒータ部１６２の加熱面に設置押圧されたとき、あるいは、金属ペースト１７０が焼成時の加熱により溶融したときに、金属カップ１６１ｂ内へと流入する。この金属カップ１６１ｂ内に流入した金属ペースト１７０は焼成後降温により温度が下がると固化する。そして、焼成した金属カップ１６１ｂ内の金属ペースト１７０は、金属カップ１６１ｂに挿着されたペレット１６１ａの電子放射面と反対側の面（下面）と接触する。
【００３０】
なお、金属ペースト１７０とヒータとの間には、電子放射時に高電圧が作用するため、充分な絶縁耐圧が確保できるように、セラミック体１６２ａの固着面とヒータとの間隔を０．１ｍｍとしている。
カソード部１６１とヒータ部１６２とを互いに固着した状態で、陰極ユニット１５０で説明したように、支持金属線１６３を介して陰極ユニット１５０の絶縁基板１５１により支持される。この支持金属線１６３は、ヒータ部１６２と金属カップ１６１ｂとが固着される際に、両者の間に「Ｘ」字状に配され、金属ペースト１７０を利用して固着されている。
【００３１】
金属ペースト１７０は、例えば、ディスペンサーを用いて、ヒータ部１６２の加熱面上に滴下される。また、支持金属線１６３は、陰極構体１６０を正面視したときに、支持金属線１６３が軸方向と直交する方向の４方に延伸し、この各方向に延伸する端部側が陰極ユニット１５０の絶縁基板１５１に支持される。
支持金属線１６３は、例えば、タングステンーレニウム（Ｗ−Ｒｅ）が用いられており、その直径が例えば５０μｍである。
【００３２】
支持金属線１６３におけるタングステンとレニウムの構成比率は、タングステンが７４％、レニウムが２６％であるが、この構成比率に限定するものではない。さらに、支持金属線１６３として、モリブデン（Ｍｏ）、タンタル（Ｔａ）、レニウム（Ｒｅ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ニオブ（Ｎｂ）であっても良い。
２．陰極構体の組立方法
図６は、陰極構体の組立方法を説明する図である。
【００３３】
まず、ヒータ部１６２と、２本の金属線１６４と、金属カップ１６１ｂを準備する。なお、金属カップ１６１ｂは、その底のほぼ中央に貫通孔１６５が形成されている。
次に、ヒータ部１６２の上面に金属ペースト１７０を供給する。具体的には、図６の（ａ）に示すように、ディスペンサー１９０を利用して所定量滴下する。
【００３４】
そして、２本の金属線１６４をヒータ部１６２の上面に交差状に配した後、金属カップ１６１ｂを前記ヒータ部１６２の上面に載置して、この金属カップ１６１ｂをヒータ部１６２側に押圧する。すると、図６の（ｂ）に示すように、ヒータ部１６２の上面に供給されていた金属ペースト１７０が金属カップ１６１ｂの貫通孔１６５を通って金属カップ１６１ｂ内へと流入する。
【００３５】
金属カップ１６１ｂ内の底面が、金属ペースト１７０で略埋まると、電気炉等の加熱炉を用いて、これらを加熱して金属ペースト１７０を焼成させて金属カップ１６１ｂとヒータ部１６２とを固着する。
なお、金属ペースト１７０の滴下する量は、金属カップ１６１ｂとヒータ部１６２との間に介在する金属ペースト１７０の厚みが略４５μｍとなり、しかも、金属カップ１６１ｂ内の底面に流入するように実験等により決定されている。
【００３６】
最後に、ペレット１６１ａを、図６の（ｃ）に示すように、その上端部（電子放射面）が見えるように金属カップ１６１ｂ内に、ペレット１６１ａの底面が金属カップ１６１ｂ内にある金属ペースト１７０（焼成後に固化している）に接触するまで挿入する。そして、金属カップ１６１ｂの内周とペレット１６１ａの外周とを電気溶接により固着する。以上の工程により、図５に示すような陰極構体１６０が組み立てられる。
【００３７】
このようにして組み立てられた陰極構体１６０は、ペレット１６１ａの下面とヒータ部１６２の上面とが金属ペースト１７０を介して結合している。このため、ヒータ部１６２からの熱は、ヒータ部１６２から焼成後の金属ペースト１７０へ、そしてこの金属ペースト１７０からペレット１６１ａへと伝わることができる。
【００３８】
従って、従来の陰極構体９６０では、図１０の矢印で示したように、ヒータ部９６２からの熱が、ヒータ部９６２から焼成後の金属ペースト９７０へ、焼成後の金属ペースト９７０から金属カップ９６１ｂへ、そして金属カップ９６１ｂからペレット９６１ａへ伝わるのに対して、本陰極構体１６０では、金属カップ１６１ｂの貫通孔１６５周辺におけるペレット１６１ａへの熱伝導は、金属ペーストとから金属カップへの熱伝導がない分（界面がない分）、ヒータ部１６２の熱がペレット１６１ａへと早く伝わる。
【００３９】
ここで、金属カップ１６１ｂに貫通孔１６５を設け、ペレット１６１ａとヒータ部１６２とを金属ペースト１７０を介して結合した場合の効果について説明する。金属カップ１６１ｂに形成された貫通孔１６５の直径が０．３ｍｍの場合、この陰極構体１６０を用いた陰極線管の出画時間は６．５秒であるのに対して、従来の陰極構体９６０を用いた場合の出画時間は７秒であり、約０．５秒の時間短縮が図られた。
【００４０】
なお、本発明の構成によれば、上述のヒータ部１６２からペレット１６１ａへの熱伝導性が向上するだけでなく、金属カップ１６１ｂとヒータ部１６２との固着強度も高めることができる。
具体的には、従来の陰極構体９６０における貫通孔がない金属カップ９６１ｂとヒータ部９６２との固着強度が１３．１Ｎ／ｍｍ^２であるのに対し、上記の直径が０．３ｍｍの貫通孔１６５を設けた金属カップ１６１ｂとヒータ部１６２との固着強度は１８．５Ｎ／ｍｍ^２であり、従来のものに比べて１．４倍程度固着強度が向上していた。これは、焼成して固化した金属ペースト１７０が、金属カップ１６１ｂの貫通孔１６５を介して、金属カップ１６１ｂの内外で連続するためだと考えられる。
【００４１】
３．その他
（１）金属カップの形状ついて
上記の実施の形態では、金属カップ１６１ｂの底に貫通孔１６５を形成しているが、ペレット１６１ａと焼成後の金属ペースト１７０とが直接接触する構成であれば良い。図７は、第１の実施の形態における金属カップが異なる構造の陰極構体であってカソード部の一部を切り欠いた斜視図である。
【００４２】
この変形例における陰極構体１９０は、同図に示すように、上記の実施の形態で説明した金属カップ１６１ｂの底を取り除いた形状（円筒形状）の金属筒１９１ｂを用いている。この金属筒１９１ｂは、ヒータ部１６２側の端部に外側に張り出すつば１９５を有している。そして、このつば１９５とヒータ部１６２とが金属ペースト１７０の焼成を利用して固着されている。また、金属ペースト１７０は金属筒１９１ｂの内側にも供給されており、内側の焼成後の金属ペースト１７０とペレット１９１ａの底面とは互いに直接接触している。
【００４３】
このように金属筒１９１ｂを用いてその内部にペレット１９１ａを挿着しているので、ペレット１９１ａの周面からエミッタが蒸発するのを防止できる。また、上記の実施の形態における貫通孔１６５を有する金属カップ１６１ｂの代わりに底無しの金属筒１９１ｂを用いていたため、ペレット１９１ａと焼成後の金属ペースト１７０とを容易に接触させることができる。
【００４４】
一方、金属筒１９１ｂの端部につば１９５を形成しているので、つば１９５とヒータ部１６２とを固着することで、両者の固着力を確保することができる。なお、本変形例での陰極構体１９０の組立方法も、上記２の欄で説明したとおりである。
（２）金属カップの貫通孔について
第１の実施の形態では、金属カップ１６１ｂの底に形成された貫通孔１６５の形状を円形状（丸穴）としているが、他の形状、例えば、三角形、四角形等の多角形、楕円形状等としても良い。
【００４５】
さらに、貫通孔の数は、１個に限定するものではなく、複数あっても良い。特に、複数の貫通孔を、金属カップの底に分散させて形成すると、ペレットが焼成後の金属ペーストに接触する位置が分散されるため、ヒータ部からの熱がペレットへと略均一に伝わることになる。
また、金属カップの底における貫通孔の位置は、貫通孔が１個の場合は、その略中央に形成するのが好ましい。その理由は、貫通孔が金属カップの略中央に形成されていると、ヒータ部からの熱が金属カップの貫通孔を通ってペレットの下面の略中央に伝わる。そして、この部分の温度が最も高く、またその位置が底の略中央であるため、他の部位に均等に熱が伝わるからである。
【００４６】
（３）金属カップ内の金属ペーストについて
上記の実施の形態では、金属カップ内にある焼成後の金属ペーストは、金属カップの貫通孔から流入したものであるが、金属ペーストの粘度が高い、或いは貫通孔の径が小さいときなどは、金属ペーストが前記貫通孔を介して流入しないことがある。このような場合には、金属カップ内に、例えば、ディスペンサー等を用いて金属ペーストを供給しても良い。
【００４７】
この金属ペーストの供給は、金属カップとヒータ部との固着時でなくても良い。具体的には、金属カップとヒータ部とを固着した後に、金属カップ内に金属ペーストを供給し、金属カップ内の金属ペーストのみを焼成させても良い。
さらには、実施の形態では、焼成・固化した金属ペーストにペレットが接触するようにしているが、例えば、金属ペーストの焼成時にペレットの電子放射物質が蒸発するのを防止するために、焼成温度の低い金属ペーストを用いる場合には、ペレットと、金属カップ内の金属ペーストとを直接固着させて良い。また、ペレットと金属ペーストとを直接固着する場合であっても、固着後にペレットに電子放射物質を含浸させれば良い。
【００４８】
＜第２の実施の形態＞
第１の実施の形態では、金属カップ１６１ｂの底に貫通孔１６５を設け、この貫通孔を介して焼成後の金属ペースト１７０とペレット１６１ａとを直接接触させることで、ヒータ部１６２の熱を効率良くペレット１６１ａに伝わるようにしている。これに対し、本第２の実施の形態では、金属カップの底とヒータ部における両方の固着予定部分に、互いに組み合わされて嵌合する凹部又は凸部を形成することで、互いの接触面積を広くしてヒータ部から金属カップへの伝わる熱量を多くしている。
【００４９】
１．構成について
図８は、第２の実施の形態における陰極構体の一部を切り欠いた側面図である。陰極構体２６０は、カソード部２６１ａとヒータ部２６２とからなる。カソード部２６１は、同図に示すように、その金属カップ２６１ｂの底の略中央にペレット２６１ａ側に凹入する凹部２６５が形成されている。なお、ペレット２６１ａも、金属カップ２６１ｂの凹部２６５に対応して金属カップ２６１ｂ側の面が凹入している。
【００５０】
一方、ヒータ部２６２の固着予定部分には、その略中央に、金属カップ２６１ｂの凹部２６５に嵌合する凸部２６７が形成されている。ヒータ部２６２と金属カップ２６１ｂとの固着は、ヒータ部２６２の凸部２６７と金属カップ２６１ｂの凹部２６５とが互いに嵌合した状態で、両者の間に供給された金属ペースト２７０の焼成によりなされる。
【００５１】
このように、金属カップ２６１ｂには凹部２６５が、ヒータ部２６２には凸部２６７が形成され、しかも、互いに金属ペースト２７０を介して嵌合した状態で固着しているので、ヒータ部２６２と焼成後の金属ペースト２７０との接触面積を、従来の、凸部が形成されていないヒータ部９６２を用いた場合よりも広くすることができ、ヒータ部２６２から金属ペースト２７０に伝わる熱量を多くすることができる。
【００５２】
さらに、金属カップ２６１ｂと焼成後の金属ペースト２７０との接触面積を、従来の、凹部が形成されていない金属カップ９６１ｂを用いた場合よりも広くでき、焼成後の金属ペースト２７０から金属カップ２６１ｂに伝わる熱量を多くできる。
以上のことから、ヒータ部２６２から金属カップ２６１ｂに伝わる熱量を、従来の陰極構体９６０よりも多くすることができ、ペレット２６１ａを加熱する加熱特性が改善され、陰極線管の出画時間の短縮を図ることができる。
【００５３】
２．その他
（１）固着予定部分の凹部、凸部について
上記の第２の実施の形態では、ヒータ部２６２に凸部２６７形成し、また金属カップ２６１ｂに凹部２６５を形成しているが、凸部、凹部を形成する部材は上記の例に限定するものではない。例えば、凸部を金属カップに、凹部をヒータ部に形成しても良い。
【００５４】
さらに、第２の実施の形態では、互いに嵌合する凸部２６７と凹部２６５とのどちらかをヒータ部２６２及び金属カップ２６１ｂに形成しているが、ヒータ部２６２と金属カップ２６１ｂのどちらか一方に、凸部又は凹部だけを形成しても良い。
この場合でも、凸部又は凹部を形成した部材と焼成後の金属ペーストとの接触面積が、従来の凹部または凸部を有しないものに比べて広くなる。このため、凸部又は凹部を形成した部材と金属ペーストとの間の熱伝導特性が向上すると考えられる。
【００５５】
（２）凸部又は凹部の個数について
第２の実施の形態では、凸部２６７又は凹部２６５の個数は、それぞれ１個であるが、これらの個数は１個に限定するものではない。例えば、金属カップ又はヒータ部に複数の凸部を形成しても良い。とくに、これら各部材の固着予定部分に等間隔を置いて複数形成すると、凸部を形成した部材と金属ペーストとの熱伝導が、その固着面において均等に行われ、ペレットの温度上昇ムラを小にできる。
【００５６】
さらに、金属カップ及びヒータ部に、互いに嵌合する凹凸部を複数組み合せて形成しても良い。この場合は、金属カップ、ヒータ部の両者が金属ペーストに接触する面積がさらに広くなり、両者間の熱伝導特性をさらに向上させることができる。
以上、本発明を各実施の形態に基づいて説明したが、本発明の内容が、上記各実施の形態に示された具体例に限定されないことは勿論であり、例えば、以下のような変形例を実施することができる。
【００５７】
１．金属ペーストについて
上記各実施の形態では、金属ペーストは、金属カップを構成する成分、具体的には、モリブデンを含んでいるが、金属カップとの熱伝導特性がさほど変わらない範囲であれば、他の金属を含んでも良い。また、金属カップを構成する成分と同じような熱伝導特性を有する金属が含まれていても良い。
【００５８】
２．支持金属線について
陰極構体を陰極ユニットに取り付けるための支持金属線は、金属カップとヒータ部との間に配されているが、たとえば、金属カップ又は金属筒のヒータ部側の端部に外側に張り出す張り出し部を形成して、この張り出し部に支持金属線の端部を溶接して固着しても良い。
【００５９】
【発明の効果】
以上のように、本発明に係る陰極構体は、金属カップ内に、加熱により電子を放射する電子放射体が挿着されてなる電子放射部と、金属ペーストの焼成によって前記金属カップの底に固着され、前記電子放射体を加熱する加熱部とを備える陰極構体であって、前記金属カップ内にある焼成後の金属ペーストが、前記金属カップの底に設けられた孔を介して、前記金属カップと前記加熱部とを固着している焼成後の金属ペーストに繋がっていると共に、前記電子放射体に直接接触している。このため、加熱部からの熱を、金属カップを介さずに焼成後の金属ペーストからその内部の電子放射体へと直接伝えることができ、加熱部からの電子放射体への熱伝導特性を向上させることができる。
【００６０】
また、金属カップ内に、加熱により電子を放射する電子放射体が挿着されてなる電子放射部と、金属ペーストの焼成によって前記金属カップの底に固着され、前記電子放射体を加熱する加熱部とを備える陰極構体であって、前記金属カップと前記加熱部との一方の固着予定部分に、凹部及び／又は凸部が形成され、当該凹部及び／又は凸部も前記焼成後の金属ペーストに直接接触している。このため、加熱部からの熱を、金属カップを介さずに焼成後の金属ペーストからその内部の電子放射体へと直接伝えることができ、加熱部からの電子放射体への熱伝導特性を向上させることができる。
【００６１】
一方、加熱により電子を放射する電子放射体と、当該電子放射体を加熱する加熱部と、前記電子放射体の周面を覆う金属筒とを備え、前記金属筒の加熱部側の端部と、前記金属筒内に配された前記電子放射体とが、金属ペーストの焼成によって前記加熱部に固着されている。このため、焼成後の金属ペーストが、金属カップ又は加熱部に接触する面積が増え、両者の間での熱伝導特性を改善することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態における電子銃の側面図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態における制御電極を蛍光体スクリーン側から見た図であって、内部の様子がわかるように一部を切り欠いた図である。
【図３】図２におけるＸ−Ｘ線における断面を矢視方向から見た図である。
【図４】（ａ）は、本発明の第１の実施の形態における陰極ユニットを蛍光体スクリーン側から見た図であり、（ｂ）は、陰極ユニットをステム側から見た図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態における陰極構体の金属カップ側を切り欠いた斜視図である。
【図６】本発明の実施の形態における陰極構体の組立て方法を説明する概略図である。
【図７】第１の実施の形態における変形例である陰極構体の金属カップ側を切り欠いた斜視図である。
【図８】第２の実施の形態における陰極構体の一部を切り欠いた側面図である。
【図９】従来の陰極構体を示す斜視図である。
【図１０】従来の陰極構体の金属カップ側の切り欠いた側面図である。
【符号の説明】
１電子銃
１６０、２６０陰極構体
１６１、２６１カソード部
１６１ａ、２６１ａペレット
１６１ｂ、２６１ｂ金属カップ
１６２、２６２ヒータ部
１６３、２６３支持金属線
１６５貫通孔
１７０、２７０金属ペースト
２６５凹部
２６７凸部[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a cathode assembly that emits electrons, an electron gun using the cathode assembly, and a cathode ray tube including the electron gun.
[0002]
[Prior art]
A cathode structure incorporated in an electron gun of a cathode ray tube emits electrons by heating a cathode portion provided with an electron emitting material. As such a cathode structure, for example, there is a type in which an electron-emitting material is applied to the upper surface of a cylindrical cathode sleeve in which a heater is housed. In this type, there is a gap between the heater and the sleeve, and the heater indirectly heats the cathode sleeve, so that the heat loss of the heater is large. Therefore, a cathode structure with improved heat loss of the heater has been proposed in recent years.
[0003]
FIG. 9 is a perspective view showing a conventional cathode structure in which the heat loss of the heater is improved, and FIG. 10 is a side view in which a part of the structure is cut away so that the inside of the cathode structure can be seen.
As shown in FIGS. 9 and 10, the cathode assembly 960 has a cathode portion 961 having a pellet 961a impregnated with an electron emitting material and a metal cup 961b for accommodating the pellet 961a, and is fixed to the bottom surface of the metal cup 961b. And a heater unit 962 to be provided. In the heater section 962, a heater is embedded in a ceramic body 962a made of ceramic (Patent Document 1). Therefore, since the heater directly heats the cathode portion 961 via the ceramic constituting the ceramic body 962a, the heat loss of the heater is reduced. Note that a heater lead wire 966 extends from the outer periphery of the ceramic body 962a.
[0004]
The cathode portion 961 and the heater portion 962 are fixed to each other by, for example, dropping a predetermined amount of the metal paste 970 on a surface to be fixed of the heater portion 962 using a dispenser and then dropping the metal paste 970 (the surface to be fixed). ), The metal paste is baked in a state where the bottom surface of the metal cup 961b is pressed, and both are fixed.
[0005]
[Patent Document 1]
JP 2001-202898 A
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional cathode assembly 960, the heat of the heater 962 is transmitted from the heater 962 to the fired metal paste 970, the metal cup 961b, and finally to the pellet 961a. Transmission slows down. If the transfer of heat from the heater section 962 to the pellet 961a becomes slow, it takes time until the electrons are emitted from the pellet 961a, resulting in a problem that the image output time becomes long.
[0007]
The present invention has been made in view of the above-described problems, and has a cathode assembly capable of improving heat conduction characteristics from a heating unit to an electron emitter, an electron gun and a cathode ray tube using the cathode assembly. The purpose is to provide.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a cathode assembly according to the present invention has an electron emitting section in which an electron emitter that emits electrons by heating is inserted in a metal cup, and the metal cup is fired by a metal paste. A cathode structure fixed to the bottom and comprising a heating unit for heating the electron emitter, wherein a fired metal paste in the metal cup is provided through a hole provided in the bottom of the metal cup. It is characterized in that it is connected to the fired metal paste that fixes the metal cup and the heating section, and is in direct contact with the electron emitter. According to these configurations, heat is directly transmitted from the fired metal paste to the electron emitter, and the heat conduction characteristics from the heating unit to the electron emitter can be improved.
[0009]
Moreover, the hole is formed in a circular shape substantially at the center of the bottom of the metal cup. Thereby, the heat from the heating unit is transmitted to the contact surface of the electron emitter through the hole, and the heat is radially transmitted therefrom. Therefore, the temperature unevenness of the electron emitter can be reduced.
Further, an electron emitting portion in which an electron emitter that emits electrons by heating is inserted into a metal cup, and a heating portion that is fixed to the bottom of the metal cup by firing a metal paste and heats the electron emitter. And a concave portion and / or a convex portion are formed in a portion to be fixed between one of the metal cup and the heating portion, and the concave portion and / or the convex portion are also formed on the metal paste after firing. It is characterized by direct contact. According to this configuration, the contact area between the heating unit and the metal cup increases, and the amount of heat transmitted from the heating unit to the electron emitting unit can be increased. Thereby, the heat conduction characteristic from the heating unit to the electron emission unit can be improved.
[0010]
In addition, a convex portion and / or a concave portion combined with the concave portion and / or the convex portion are formed in a portion to be fixed to the other of the metal cup and the heating portion. For this reason, the fixed area between the heating unit and the metal cup can be further increased.
Further, the metal paste includes a component having substantially the same heat conduction characteristics as a component constituting the metal cup.
[0011]
Further, an electron emitter that emits electrons by heating, a heating unit that heats the electron emitter, and a metal cylinder that covers the peripheral surface of the electron emitter, an end of the metal cylinder on the heating unit side, The electron emitter disposed in the metal cylinder is fixed to the heating unit by firing a metal paste. According to this configuration, the heat of the heating unit is directly transmitted from the fired metal paste to the electron emitter, and the heat conduction characteristics from the heating unit to the electron emitter can be improved.
[0012]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of a cathode ray tube according to the present invention will be described with reference to the drawings.
<First embodiment>
1. About the structure
(1) Electron gun
The electron gun is incorporated in a cathode ray tube. The cathode ray tube includes a panel portion having a phosphor screen formed on an inner surface thereof, and a funnel portion, and an electron gun is arranged in a neck portion of the funnel portion.
[0013]
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an electron gun according to the present embodiment.
As shown in the figure, the electron gun 1 includes a stem 130, a cathode assembly 160, a control electrode 111, an acceleration electrode 112, focusing electrodes 113 to 119, a final acceleration electrode 120, a shield cup 121, a contact spring 122, and a support member 141. Is provided.
The cathode structure 160 emits an electron beam toward the phosphor screen, and is incorporated in the control electrode 111 as a cathode unit described later. The amount of the electron beam emitted from the cathode assembly 160 is controlled by the control electrode 111 and the acceleration electrode 112.
[0014]
The control electrode 111 and the acceleration electrode 112 form a cathode lens, and the electron beam emitted from the cathode structure 160 forms a crossover with the cathode lens. When the electron beam further proceeds to the phosphor screen side, it is focused on the phosphor screen surface by a prefocus lens and a main focusing lens formed by the acceleration electrode 112, the focusing electrodes 113 to 119, the final acceleration electrode 120, and the like.
[0015]
The control electrode 111, the accelerating electrode 112, the focusing electrodes 113 to 119, the final accelerating electrode 120, and the shield cup 121 are electrically supplied to the pins 131 provided on the stem 130 and the conductive paint applied to the inner surface of the neck portion. This is performed via a contact spring 122 or the like that comes into contact with the battery. The various electrodes 111 to 120, the stem 130, and the shield cup 121 are supported by a support member 141 made of glass.
[0016]
(2) Cathode unit
FIG. 2 is a diagram of the cathode unit in the present embodiment as viewed from the phosphor screen side, and a part of the control electrode is cut away so that the state of the cathode unit inside can be seen. FIG. 3 is a view of a cross section of the cathode unit taken along line XX in FIG.
[0017]
The control electrode 111 of the above-mentioned electron gun 1 has a wide cylindrical shape with a bottom and a cathode unit for radiating electron beams for red, green, and blue as shown in FIGS. 150 are mounted. Note that the three cathode units 150 are arranged in a horizontal row, so-called in-line arrangement.
As shown in FIG. 3, the cathode unit 150 includes a cathode assembly 160 including a cathode section 161 for emitting electrons, a heater section 162 for heating the cathode section 161, and an insulating substrate 151 supporting the cathode assembly 160. An L-shaped support member 153 fixed to the surface of the insulating substrate 151 on the phosphor screen side, and voltage supply members 154 and 156a (156a for supplying voltage to the cathode section 161 and the heater section 162 of the cathode assembly 160). (See FIG. 4B)). Attachment of the cathode unit 150 to the cathode electrode 111 is performed by setting a portion of the support member 153 extending in the tube axis direction of the electron gun 1 (hereinafter, simply referred to as “tube axis direction”) in the cylindrical control electrode 111. This is performed by contacting the peripheral surface.
[0018]
4A is a view of the cathode unit as viewed from the phosphor screen side, and FIG. 4B is a view of the cathode unit as viewed from the stem 130 side (the side opposite to the phosphor screen).
As will be described later, the cathode assembly 160 includes four supporting metal wires 163 extending from a fixed portion between the cathode portion 161 and the heater portion 162, and further, from the bottom surface (the surface on the side of the stem 130) of the heater portion 162, A lead wire 166 for the heater extends.
[0019]
As shown in FIGS. 2 and 4, the insulating substrate 151 has a rectangular shape when viewed from the phosphor screen side (viewing from the phosphor screen side is hereinafter referred to as “front view”). A through hole 152 is formed substantially at the center thereof so as to penetrate in the tube axis direction. Note that the insulating substrate 151 is made of ceramic.
The through-hole 152 has a substantially square shape when viewed from the front, and a central portion of each side projects inside the through-hole 152, and both ends in the tube axis direction are larger than the central portion as shown in FIG. .
[0020]
As shown in FIG. 3, an L-shaped heater voltage supply member 155 is attached to the surface of the insulating substrate 151 on the side of the stem 130 so as to face each other. Extending lead wires 166 are connected through the through holes 152 of the insulating substrate 151.
As shown in FIG. 4B, a metal plate 156 is fixed to four corners of the surface of the insulating substrate 151 on the stem 130 side, and a supporting metal wire 163 extending from the cathode structure 160 is used for a heater. Like the lead wire 166, it is connected to the metal plate 156 through the through hole 152 of the insulating substrate 151. One metal plate 156a of the four metal plates 156 applies a cathode voltage and a video signal voltage to the cathode unit 161 via the supporting metal wire 163. Note that the metal plate 156a has an "L" shape extending downward from the end on the support member 153 side, and in FIG. 3, it is a shadow of the support member 153 and is not shown.
[0021]
For attaching the support member 153 to the insulating substrate 151 and attaching the heater voltage supply member 155 to the insulating substrate 151, for example, a metal paste such as a Mo-Mn brazing material or a silver brazing material is used. For example, welding is used for fixing the supporting metal wire 163 to the metal plate 156 and for the lead wire 166 for the heater and the metal plates 156 and 156a.
[0022]
3) Cathode structure
FIG. 5 is a perspective view showing the cathode structure according to the present embodiment, which is in a state before being incorporated in the cathode unit.
The cathode assembly 160 includes a cathode unit 161 including a pellet 161a that emits electrons by heating, a heater unit 162 for heating the cathode unit 161, and a cathode unit 150 with the cathode unit 161 and the heater unit 162 fixed thereto. And a supporting metal wire 163 for attaching to the supporting metal wire.
[0023]
As shown in FIG. 5, the cathode section 161 as an electron emitting section includes a cup-shaped metal cup 161b and a pellet 161a inserted into the metal cup 161b.
The pellet 161a as an electron radiator is a so-called impregnated type. For example, barium oxide (BaO), calcium oxide (CaO), alumina (Al) ₂ O ₃ ) Which is obtained by baking and impregnating an electron-emitting substance (emitter) of the present invention and applying an osmium-ruthenium (Os-Ru) thin film on its electron emission surface.
[0024]
The pellet 161a has a substantially circular shape when viewed from the front, and has a size of, for example, a diameter of 1.18 mm and a thickness of 0.42 mm. The shape of the pellet 161a does not have to be a cylindrical shape, and may be, for example, a polygonal column or an elliptical column.
The metal cup 161b holds the pellet 161a in a state in which the electron emission surface of the pellet 161a extends beyond the end face of the metal cup 161b toward the phosphor screen. That is, the peripheral wall of the metal cup 161b covers the peripheral surface of the pellet 161a. This is to prevent electrons from being emitted from the peripheral surface when the pellet 161a is heated.
[0025]
The metal cup 161b is made of, for example, molybdenum (Mo) and has a circular shape in a front view corresponding to the shape of the pellet 161a, and a through hole 165 is formed substantially at the center of the bottom. The description of the through hole 165 will be described later.
The size of the metal cup 161b is 1.25 mm in outer diameter, 1.19 mm in inner diameter, 0.40 mm in height (plate thickness: 0.03 mm), and the diameter of the through hole 165 is 0.3 mm. Therefore, the pellet 161a protrudes approximately 0.05 mm from the metal cup 161b. The metal cup 161b is fixed to the pellet 161a by, for example, electric welding.
[0026]
Next, the heater section 162 will be described.
As shown in FIG. 5, the heater section 162 as a heating section has a columnar shape, and has a ceramic body 162a obtained by firing alumina powder, and a heater (not shown) embedded in the ceramic body 162a. Consists of
The ceramic body 162a is obtained, for example, by firing alumina powder having a particle size of about 1 μm at 1600 ° C. The alumina powder has a purity of 95 wt. % Or more was used. The particle size of the alumina powder may be in the range of 0.1 μm to 50 μm in diameter. The size of the heater section 162 is, for example, 1.5 mm in diameter and 0.5 mm in thickness.
[0027]
The heater is formed in a coil shape of a wire, and is embedded inside the ceramic body 162a in an S shape in a front view so as to be substantially parallel to the electron emission surface of the cathode portion 161 (not shown). The heater has a 4.4 mm middle portion buried in the ceramic body 162a, and a portion extending in the tube axis direction from the bottom surface (the surface opposite to the phosphor screen) of the ceramic body 162a is a lead wire 166 of the heater. It has become.
[0028]
As the heater, for example, tungsten-rhenium (W-Re) is used, and the coil dimensions are 0.146 mm for the coil outer diameter, 0.023 mm for the element wire diameter, and 0.036 mm for the pitch. The composition ratio of tungsten and rhenium in the strand is 97% for tungsten and 3% for rhenium.
The heater is embedded in the ceramic body 162a by disposing the heater in an "S" shape so that the heater can be installed as long as possible within a limited volume inside the ceramic body 162a. The currents are prevented from leaking too close together.
[0029]
The fixing between the cathode portion 161 and the heater portion 162, that is, the connection between the bottom surface of the metal cup 161b (the portion to be fixed to the metal cup in the present invention) and the heating surface of the heater portion 162 (the portion to be fixed in the present invention). The metal paste 170, for example, a paste of molybdenum-manganese (Mo-Mn) is used for the fixing.
The metal paste 170 supplied to the portion of the heater unit 162 to be fixed is supplied when the metal cup 161b is installed and pressed on the heating surface of the heater unit 162 using the through hole 165 of the metal cup 161b, or Flows into the metal cup 161b when melted by heating during firing. The metal paste 170 that has flowed into the metal cup 161b solidifies when the temperature is lowered by lowering the temperature after firing. Then, the metal paste 170 in the fired metal cup 161b comes into contact with the surface (lower surface) of the pellet 161a inserted into the metal cup 161b on the side opposite to the electron emission surface.
[0030]
Since a high voltage acts between the metal paste 170 and the heater at the time of electron emission, the distance between the fixing surface of the ceramic body 162a and the heater is set to 0.1 mm so that a sufficient withstand voltage can be secured. .
The cathode unit 161 and the heater unit 162 are fixed to each other, and are supported by the insulating substrate 151 of the cathode unit 150 via the supporting metal wires 163, as described for the cathode unit 150. When the heater section 162 and the metal cup 161b are fixed, the supporting metal wire 163 is arranged in an “X” shape between the two, and is fixed using the metal paste 170.
[0031]
The metal paste 170 is dropped on the heating surface of the heater unit 162 using, for example, a dispenser. When the cathode structure 160 is viewed from the front, the supporting metal wire 163 extends in four directions perpendicular to the axial direction, and the end portions extending in each direction are insulated from the cathode unit 150. It is supported by the substrate 151.
The supporting metal wire 163 is made of, for example, tungsten-rhenium (W-Re), and has a diameter of, for example, 50 μm.
[0032]
The composition ratio of tungsten and rhenium in the supporting metal wire 163 is 74% for tungsten and 26% for rhenium, but is not limited to this composition ratio. Further, the supporting metal wire 163 may be molybdenum (Mo), tantalum (Ta), rhenium (Re), zirconium (Zr), or niobium (Nb).
2. How to assemble the cathode assembly
FIG. 6 is a diagram illustrating a method of assembling the cathode assembly.
[0033]
First, a heater section 162, two metal wires 164, and a metal cup 161b are prepared. Note that the metal cup 161b has a through hole 165 formed substantially at the center of the bottom.
Next, the metal paste 170 is supplied to the upper surface of the heater unit 162. Specifically, as shown in FIG. 6A, a predetermined amount is dropped using a dispenser 190.
[0034]
Then, after arranging the two metal wires 164 in an intersecting manner on the upper surface of the heater 162, the metal cup 161b is placed on the upper surface of the heater 162, and the metal cup 161b is pressed toward the heater 162. . Then, as shown in FIG. 6B, the metal paste 170 supplied to the upper surface of the heater section 162 flows into the metal cup 161b through the through hole 165 of the metal cup 161b.
[0035]
When the bottom surface in the metal cup 161b is substantially filled with the metal paste 170, these are heated using a heating furnace such as an electric furnace so that the metal paste 170 is baked, thereby fixing the metal cup 161b and the heater section 162.
The amount of the metal paste 170 to be dropped is determined by an experiment or the like so that the thickness of the metal paste 170 interposed between the metal cup 161b and the heater unit 162 becomes approximately 45 μm and flows into the bottom surface in the metal cup 161b. Has been determined.
[0036]
Finally, as shown in FIG. 6C, the pellet 161a is placed in the metal cup 161b so that the upper end (electron emission surface) can be seen, and the metal paste 170 with the bottom surface of the pellet 161a inside the metal cup 161b. (Solidified after firing) until it contacts. Then, the inner periphery of the metal cup 161b and the outer periphery of the pellet 161a are fixed by electric welding. Through the above steps, the cathode structure 160 as shown in FIG. 5 is assembled.
[0037]
In the cathode structure 160 assembled in this manner, the lower surface of the pellet 161a and the upper surface of the heater 162 are connected via the metal paste 170. Therefore, heat from the heater section 162 can be transmitted from the heater section 162 to the fired metal paste 170 and from the metal paste 170 to the pellet 161a.
[0038]
Therefore, in the conventional cathode assembly 960, as indicated by the arrow in FIG. 10, heat from the heater unit 962 is transferred from the heater unit 962 to the fired metal paste 970 and from the fired metal paste 970 to the metal cup 961b. In the present cathode assembly 160, heat conduction to the pellet 161a around the through hole 165 of the metal cup 161b is not conducted from the metal paste to the metal cup. The heat of the heater unit 162 is quickly transmitted to the pellet 161a by the amount (there is no interface).
[0039]
Here, the effect when the through hole 165 is provided in the metal cup 161b and the pellet 161a and the heater part 162 are connected via the metal paste 170 will be described. When the diameter of the through hole 165 formed in the metal cup 161b is 0.3 mm, the output time of the cathode ray tube using the cathode assembly 160 is 6.5 seconds, whereas the conventional cathode assembly 960 is not used. When used, the image output time was 7 seconds, and a time reduction of about 0.5 seconds was achieved.
[0040]
According to the configuration of the present invention, not only the thermal conductivity from the heater section 162 to the pellet 161a described above can be improved, but also the bonding strength between the metal cup 161b and the heater section 162 can be increased.
Specifically, the fixing strength between the metal cup 961b having no through-hole and the heater 962 in the conventional cathode assembly 960 is 13.1 N / mm. ² On the other hand, the fixing strength between the metal cup 161b provided with the through hole 165 having a diameter of 0.3 mm and the heater 162 is 18.5 N / mm. ² Thus, the fixing strength was improved about 1.4 times as compared with the conventional one. It is considered that this is because the metal paste 170 solidified by firing is continuous inside and outside the metal cup 161b via the through hole 165 of the metal cup 161b.
[0041]
3. Other
(1) Shape of metal cup
In the above embodiment, the through hole 165 is formed at the bottom of the metal cup 161b, but any configuration may be used as long as the pellet 161a and the fired metal paste 170 are in direct contact. FIG. 7 is a perspective view of a cathode structure having a different metal cup structure according to the first embodiment, with a part of the cathode portion cut away.
[0042]
As shown in the figure, the cathode structure 190 in this modification uses a metal cylinder 191b having a shape (cylindrical shape) obtained by removing the bottom of the metal cup 161b described in the above embodiment. The metal cylinder 191b has a flange 195 that protrudes outward at the end on the heater section 162 side. The flange 195 and the heater 162 are fixed using the firing of the metal paste 170. The metal paste 170 is also supplied to the inside of the metal tube 191b, and the metal paste 170 after firing and the bottom surface of the pellet 191a are in direct contact with each other.
[0043]
Since the pellet 191a is inserted into the inside of the metal cylinder 191b as described above, the emitter can be prevented from evaporating from the peripheral surface of the pellet 191a. In addition, since the bottomless metal cylinder 191b is used instead of the metal cup 161b having the through hole 165 in the above embodiment, the pellet 191a and the fired metal paste 170 can be easily brought into contact.
[0044]
On the other hand, since the flange 195 is formed at the end of the metal tube 191b, the fixing force between the two can be ensured by fixing the flange 195 and the heater portion 162. Note that the method of assembling the cathode structure 190 in this modification is also the same as that described in the section 2 above.
(2) About the through hole of the metal cup
In the first embodiment, the shape of the through hole 165 formed in the bottom of the metal cup 161b is circular (round hole). However, other shapes, such as a polygon such as a triangle and a quadrangle, an ellipse, and the like. It is good.
[0045]
Furthermore, the number of through holes is not limited to one, but may be plural. In particular, when a plurality of through holes are formed by being dispersed at the bottom of the metal cup, the positions at which the pellets come into contact with the fired metal paste are dispersed, so that heat from the heater portion is transmitted substantially uniformly to the pellets. become.
In the case where the number of through holes is one, the position of the through hole at the bottom of the metal cup is preferably formed substantially at the center thereof. The reason is that if the through hole is formed substantially at the center of the metal cup, heat from the heater portion is transmitted to the substantially center of the lower surface of the pellet through the through hole of the metal cup. This is because the temperature of this portion is the highest and its position is substantially at the center of the bottom, so that heat is evenly transmitted to other portions.
[0046]
(3) About metal paste in metal cup
In the above embodiment, the fired metal paste in the metal cup is the one that has flowed through the through-hole of the metal cup, but when the viscosity of the metal paste is high, or when the diameter of the through-hole is small, In some cases, the metal paste does not flow through the through holes. In such a case, the metal paste may be supplied into the metal cup using, for example, a dispenser.
[0047]
The supply of the metal paste does not have to be performed when the metal cup and the heater unit are fixed. Specifically, after the metal cup and the heater section are fixed, the metal paste may be supplied into the metal cup, and only the metal paste in the metal cup may be fired.
Furthermore, in the embodiment, the pellets are brought into contact with the fired and solidified metal paste.For example, in order to prevent the electron emission material of the pellets from evaporating at the time of firing the metal paste, the firing temperature is reduced. When a low metal paste is used, the pellet and the metal paste in the metal cup may be directly fixed. Further, even when the pellet and the metal paste are directly fixed, the pellet may be impregnated with the electron emitting material after the fixing.
[0048]
<Second embodiment>
In the first embodiment, a through-hole 165 is provided at the bottom of the metal cup 161b, and the fired metal paste 170 and the pellet 161a are brought into direct contact with each other through the through-hole, so that the heat of the heater section 162 is efficiently reduced. The pellets 161a are transmitted well. On the other hand, in the second embodiment, the contact area between the bottom of the metal cup and the portion to be fixed in the heater portion is formed by forming a concave portion or a convex portion that is fitted and fitted to each other. It is widened to increase the amount of heat transmitted from the heater to the metal cup.
[0049]
1. About the configuration
FIG. 8 is a side view in which a part of the cathode structure according to the second embodiment is cut away. The cathode assembly 260 includes a cathode section 261a and a heater section 262. As shown in the drawing, the cathode portion 261 has a recess 265 recessed toward the pellet 261a at substantially the center of the bottom of the metal cup 261b. The surface of the pellet 261a on the side of the metal cup 261b is also recessed corresponding to the recess 265 of the metal cup 261b.
[0050]
On the other hand, a convex portion 267 that fits into the concave portion 265 of the metal cup 261b is formed substantially at the center of the portion where the heater portion 262 is to be fixed. The heater portion 262 and the metal cup 261b are fixed to each other by firing the metal paste 270 supplied between the convex portion 267 of the heater portion 262 and the concave portion 265 of the metal cup 261b in a state where they are fitted to each other. .
[0051]
As described above, the concave portion 265 is formed in the metal cup 261b, and the convex portion 267 is formed in the heater portion 262. Further, since the convex portion 267 is fixed to each other via the metal paste 270, it is fixed to the heater portion 262. The contact area with the metal paste 270 later can be made wider than in the case where the conventional heater portion 962 having no convex portion is used, and the amount of heat transmitted from the heater portion 262 to the metal paste 270 can be increased. Can be.
[0052]
Further, the contact area between the metal cup 261b and the fired metal paste 270 can be made wider than in the case of using the conventional metal cup 961b having no concave portion. The amount of heat transmitted can be increased.
From the above, the amount of heat transmitted from the heater section 262 to the metal cup 261b can be made larger than that of the conventional cathode assembly 960, the heating characteristic for heating the pellet 261a is improved, and the image display time of the cathode ray tube can be reduced. Can be planned.
[0053]
2. Other
(1) Regarding the concave and convex parts of the part to be fixed
In the above-described second embodiment, the convex portion 267 is formed in the heater portion 262 and the concave portion 265 is formed in the metal cup 261b. However, the members forming the convex portion and the concave portion are not limited to the above examples. is not. For example, the convex portion may be formed on the metal cup, and the concave portion may be formed on the heater portion.
[0054]
Further, in the second embodiment, either the convex portion 267 or the concave portion 265 that fits into each other is formed in the heater portion 262 and the metal cup 261b, but either the heater portion 262 or the metal cup 261b is formed. Alternatively, only the convex portions or the concave portions may be formed.
Also in this case, the contact area between the member having the convex portions or the concave portions formed thereon and the fired metal paste is larger than that of a conventional member having no concave portions or convex portions. For this reason, it is considered that the heat conduction characteristics between the metal paste and the member having the convex or concave portions are improved.
[0055]
(2) Regarding the number of projections or depressions
In the second embodiment, the number of the convex portions 267 or the number of the concave portions 265 is one, but the number is not limited to one. For example, a plurality of convex portions may be formed on the metal cup or the heater portion. In particular, when a plurality of these members are formed at regular intervals in the portion to be fixed, heat conduction between the member on which the protrusions are formed and the metal paste is evenly performed on the fixing surface, and the temperature rise unevenness of the pellet is reduced. Can be.
[0056]
Further, the metal cup and the heater portion may be formed by combining a plurality of concave and convex portions that fit together. In this case, the area in which both the metal cup and the heater section come into contact with the metal paste is further increased, and the heat conduction characteristics between the two can be further improved.
As described above, the present invention has been described based on the respective embodiments. However, it is needless to say that the contents of the present invention are not limited to the specific examples shown in the respective embodiments. Can be implemented.
[0057]
1. About metal paste
In each of the above embodiments, the metal paste contains a component constituting the metal cup, specifically, molybdenum, but other metals may be used as long as the thermal conductivity with the metal cup does not change so much. May be included. Further, a metal having the same heat conduction property as the component constituting the metal cup may be included.
[0058]
2. About supporting metal wire
The supporting metal wire for attaching the cathode assembly to the cathode unit is disposed between the metal cup and the heater portion. For example, a projecting portion that projects outward at an end of the metal cup or the metal cylinder on the heater portion side. May be formed, and the end of the supporting metal wire may be fixed to the overhang by welding.
[0059]
【The invention's effect】
As described above, the cathode assembly according to the present invention has an electron emission portion in which an electron emitter that emits electrons by heating is inserted into a metal cup, and is fixed to the bottom of the metal cup by firing a metal paste. And a heating unit for heating the electron radiator, wherein the metal paste after firing in the metal cup passes through a hole provided at the bottom of the metal cup. And the heating portion are connected to the fired metal paste that is fixed thereto, and are in direct contact with the electron emitter. For this reason, heat from the heating unit can be transmitted directly from the fired metal paste to the electron emitter inside the unit without passing through the metal cup, improving the heat transfer characteristics from the heating unit to the electron emitter. Can be done.
[0060]
Further, an electron emitting portion in which an electron emitter that emits electrons by heating is inserted into a metal cup, and a heating portion that is fixed to the bottom of the metal cup by firing a metal paste and heats the electron emitter. And a concave portion and / or a convex portion are formed in a portion to be fixed between one of the metal cup and the heating portion, and the concave portion and / or the convex portion are also formed on the metal paste after firing. In direct contact. For this reason, heat from the heating unit can be transmitted directly from the fired metal paste to the electron emitter inside the unit without passing through the metal cup, improving the heat transfer characteristics from the heating unit to the electron emitter. Can be done.
[0061]
On the other hand, an electron emitter that emits electrons by heating, a heating unit that heats the electron emitter, and a metal tube that covers the peripheral surface of the electron emitter, an end of the metal tube on the heating unit side, The electron emitter disposed in the metal cylinder is fixed to the heating unit by firing a metal paste. For this reason, the area where the fired metal paste comes into contact with the metal cup or the heating section increases, and the heat conduction characteristics between the two can be improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a side view of an electron gun according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram of a control electrode according to the first embodiment of the present invention as viewed from a phosphor screen side, with a part cut away to show the inside.
FIG. 3 is a view of a cross section taken along line XX in FIG.
FIG. 4A is a diagram of the cathode unit according to the first embodiment of the present invention as viewed from the phosphor screen side, and FIG. 4B is a diagram of the cathode unit as viewed from the stem side.
FIG. 5 is a perspective view of the cathode structure according to the first embodiment of the present invention, in which a metal cup side is cut away.
FIG. 6 is a schematic diagram illustrating a method of assembling a cathode structure according to an embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a perspective view of a modified example of the first embodiment in which a metal cup side of a cathode structure is cut away.
FIG. 8 is a side view in which a part of a cathode structure according to a second embodiment is cut away.
FIG. 9 is a perspective view showing a conventional cathode structure.
FIG. 10 is a cutaway side view of a conventional cathode structure on the metal cup side.
[Explanation of symbols]
1 electron gun
160, 260 cathode assembly
161, 261 cathode section
161a, 261a pellet
161b, 261b metal cup
162, 262 heater section
163, 263 Support metal wire
165 through hole
170, 270 metal paste
265 recess
267 convex

Claims

An electron emitting section in which an electron emitter that emits electrons by heating is inserted into a metal cup, and a heating section that is fixed to the bottom of the metal cup by firing a metal paste and heats the electron emitter. A cathode structure comprising:
The fired metal paste in the metal cup is connected to the fired metal paste fixing the metal cup and the heating unit through a hole provided at the bottom of the metal cup. A cathode structure which is in direct contact with the electron emitter.

The cathode structure according to claim 1, wherein the hole is formed in a circular shape substantially at the center of the bottom of the metal cup.

An electron emitting section in which an electron emitter that emits electrons by heating is inserted into a metal cup, and a heating section that is fixed to the bottom of the metal cup by firing a metal paste and heats the electron emitter. A cathode structure comprising:
A concave portion and / or a convex portion is formed at a portion where one of the metal cup and the heating portion is to be fixed, and the concave portion and / or the convex portion are also in direct contact with the fired metal paste. Cathode structure.

4. The cathode assembly according to claim 3, wherein a convex portion and / or a concave portion combined with the concave portion and / or the convex portion is formed in a portion to be fixed between the metal cup and the heating portion. 5. .

The cathode structure according to any one of claims 1 to 4, wherein the metal paste includes a component having substantially the same thermal conductivity as a component constituting the metal cup.

An electron emitter that emits electrons by heating, a heating unit that heats the electron emitter, and a metal cylinder that covers a peripheral surface of the electron emitter,
A cathode assembly, wherein an end of the metal tube on the heating unit side and the electron emitter disposed in the metal tube are fixed to the heating unit by firing a metal paste.

An electron gun comprising the cathode assembly according to claim 1.

A cathode ray tube comprising the electron gun according to claim 7.