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JP3394794B2 - Cathode assembly - Google Patents

Cathode assembly

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Publication number
JP3394794B2
JP3394794B2 JP18264993A JP18264993A JP3394794B2 JP 3394794 B2 JP3394794 B2 JP 3394794B2 JP 18264993 A JP18264993 A JP 18264993A JP 18264993 A JP18264993 A JP 18264993A JP 3394794 B2 JP3394794 B2 JP 3394794B2
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cathode
sleeve
strap
alloy
impregnated
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隆 石上
敬祐 林
正美 伊藤
敏春 樋口
徹 矢壁
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Toshiba Corp
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  • Solid Thermionic Cathode (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、カラー受像管等に使用
される陰極構体に係り、特にそのストラップやスリーブ
の材質を改良した陰極構体に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a cathode assembly used for a color picture tube or the like, and more particularly to a cathode assembly having improved straps and sleeves.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、テレビジョン用や端末用のカラー
受像管に対する大型化、高品位高解像度化等の要望が強
まってきている。また、投写管等においても、輝度の向
上が望まれている。このようなカラー受像管や投写管等
への要望に対応するために、陰極線管の高性能化、特に
高電流密度化が望まれている。
2. Description of the Related Art In recent years, there has been an increasing demand for large-sized color picture tubes for televisions and terminals, high quality and high resolution. Further, also in a projection tube or the like, improvement in brightness is desired. In order to meet such demands for color picture tubes, projection tubes and the like, there has been a demand for higher performance of cathode ray tubes, especially higher current density.

【0003】このような陰極線管の高性能化に対して、
従来から使用されてきた酸化物陰極に比べて、高電流密
度が得られる含浸型陰極が注目を集め、一部高品位テレ
ビ等において実用化が検討されている。このような含浸
型陰極構体は、ヒータが内設された陰極スリーブを有
し、この陰極スリーブの一端に、エミッタが含浸された
陰極円板を収容したカップが嵌着されている。上記陰極
スリーブは、その外側に同軸的に配置されたホルダに、
例えば 3本のストラップにより固定されている。このス
トラップの材質としては、TaやNbが一般的に用いられて
きた。
To improve the performance of such a cathode ray tube,
As compared with the oxide cathodes that have been conventionally used, the impregnated type cathodes that can obtain a high current density have attracted attention, and their practical use is being studied in some high-definition televisions and the like. Such an impregnated cathode structure has a cathode sleeve in which a heater is provided, and a cup containing a cathode disk impregnated with an emitter is fitted to one end of the cathode sleeve. The cathode sleeve is a holder arranged coaxially on the outside thereof,
For example, it is fixed by three straps. As a material for this strap, Ta or Nb has been generally used.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】上述したような含浸型
陰極構体は、高電流密度が期待できる反面、酸化物陰極
に比べて動作密度が 200℃程度高く、それだけ多くのヒ
ータ電力を要し、このことが実用化にあたって障害とな
っている。そこで、含浸型陰極構体の省電力化を図るた
めに、陰極構体を小形化することが検討されている。
The impregnated type cathode assembly as described above can be expected to have a high current density, but has an operating density of about 200 ° C. higher than that of an oxide cathode and requires a large amount of heater power. This is an obstacle to practical use. Therefore, in order to save power of the impregnated-type cathode assembly, miniaturization of the cathode assembly has been studied.

【0005】この小形化のうち、例えばストラップの断
面積を小形化し、熱伝導損失を低減化して省電力化を図
ることは有効な手段である。しかしながら、ストラップ
は陰極を支持するものであるため、従来、一般的にスト
ラップ材質として用いられてきたTaやNbでは、あまりに
小形化すると、陰極動作時にストラップ材が熱疲労で変
形し、受像管の特性、例えば輝度劣化不良や色ずれ不良
等を起こしやすくなるという問題があった。これに対し
て、ストラップをTa-W合金、 Ta-W-Hf合金、Nb-W合金、
Nb-W-Hf合金等で構成することが提案されている(特開
平 3-55737号公報参照)が、これらの合金を用いた場合
においても、ストラップの変形を十分に防止し得るまで
には至っていない。
Among the miniaturization, it is effective means to reduce the heat conduction loss by reducing the cross-sectional area of the strap to reduce the heat conduction loss. However, since the strap supports the cathode, if Ta or Nb, which has been generally used as a strap material in the past, is made too small, the strap material is deformed due to thermal fatigue during cathode operation, and There is a problem that characteristics such as a deterioration in brightness and a defect in color shift are likely to occur. On the other hand, the strap is Ta-W alloy, Ta-W-Hf alloy, Nb-W alloy,
It has been proposed to use an Nb-W-Hf alloy or the like (see Japanese Patent Laid-Open No. 3-55737), but even when these alloys are used, it is necessary to sufficiently prevent the deformation of the strap. I haven't arrived.

【0006】また、ストラップの小形化を図る上で、ス
トラップ材質が加工性や溶接性に優れることも重要な条
件となるが、これらの点についても従来の材質は十分と
はいえず、改善が求められていた。
Further, in order to miniaturize the strap, it is also an important condition that the material of the strap is excellent in workability and weldability. However, in these respects, the conventional material is not sufficient and improvement is required. It was wanted.

【0007】一方、陰極スリーブ自体を小形化、薄肉化
することによって、上記したストラップの場合と同様
に、陰極動作時の熱疲労により、受像管特性が低下する
等という問題があった。
On the other hand, by making the cathode sleeve itself smaller and thinner, there is a problem that the cathode ray tube characteristics are deteriorated due to thermal fatigue during cathode operation, as in the case of the above-mentioned strap.

【0008】このようなことから、ストラップや陰極ス
リーブの高温強度、加工性、溶接性等を向上させること
によって、輝度劣化不良や色ずれ不良等を招くことな
く、含浸型陰極構体の小形化、さらには省電力化を達成
することが強く望まれている。また、このような要請は
含浸型陰極に限られるものではなく、酸化物陰極におい
ても同様に、ストラップや陰極スリーブの高温強度、加
工性、溶接性等を向上させることが求められている。
From the above, by improving the high temperature strength, workability, weldability, etc. of the strap and the cathode sleeve, the impregnated cathode assembly can be made compact without causing deterioration in brightness or color misregistration. Furthermore, it is strongly desired to achieve power saving. Further, such a request is not limited to the impregnation type cathode, and similarly in the oxide cathode, it is required to improve the high temperature strength, workability, weldability and the like of the strap and the cathode sleeve.

【0009】本発明は、このような課題に対処するため
になされたもので、ストラップや陰極スリーブの高温強
度、加工性、溶接性等を向上させ、陰極構体の小形化を
容易にすると共に、小形化するような場合においても、
性能の低下を防止した陰極構体を提供することを目的と
している。
The present invention has been made in order to solve such a problem, and improves the high temperature strength, workability, weldability, etc. of the strap and the cathode sleeve to facilitate the miniaturization of the cathode assembly. Even in the case of miniaturization,
It is an object of the present invention to provide a cathode assembly that prevents deterioration of performance.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明の陰極構体は、ヒ
ータが内設された陰極スリーブと、前記陰極スリーブの
一端に固着された陰極円板と、前記陰極スリーブの外周
側に所定の間隔を設けて同軸的に配置された筒状ホルダ
と、前記陰極スリーブの下端部に一端が取付けられかつ
他端が前記筒状ホルダの上端部に取付けられた複数のス
トラップとを具備する陰極構体において、前記ストラッ
プおよびスリーブの少なくとも一方は、(A)Nbを10〜
40重量%、V、Re、Ti、Hf、Mo、WおよびCrから選ばれた
少なくとも1種の元素を0.5〜40重量%含み、残部が実質
的にTaからなる合金、(B)V、Re、Ti、MoおよびCrか
ら選ばれた少なくとも1種の元素を3〜40重量%含み、残
部が実質的にTaからなる合金から選ばれた1種、あるい
(C)W単体、(D)V、Re、Ti、Hf、MoおよびCrから
選ばれた1種以上の元素を5〜50重量%含み、残部が実質
的にWからなる合金から選ばれた1種からなることを特徴
としている。
SUMMARY OF THE INVENTION A cathode assembly according to the present invention comprises a cathode sleeve having a heater therein, a cathode disk fixed to one end of the cathode sleeve, and a predetermined space on the outer peripheral side of the cathode sleeve. And a coaxial holder arranged coaxially and a plurality of straps, one end of which is attached to the lower end of the cathode sleeve and the other end of which is attached to the upper end of the tubular holder. , At least one of the strap and the sleeve is (A) Nb 10 ~
40% by weight, 0.5 to 40% by weight of at least one element selected from V, Re, Ti, Hf, Mo, W and Cr , the balance being substantially
Alloy containing Ta , (B) containing 3 to 40% by weight of at least one element selected from ( V ) V , Re, Ti, Mo and Cr, and leaving the balance.
One part selected from alloys whose parts consist essentially of Ta, or
The (C) W alone, (D) V, Re, Ti, Hf, one or more elements selected from Mo Contact and Cr containing 5 to 50 wt%, the balance being substantially
Characteristically, it consists of one kind selected from the alloys of W.

【0011】本発明の陰極構体においては、上記したよ
うにストラップやスリーブを、Aグループの合金、Bグ
ループの合金、Cグループの単体金属、あるいはDグル
ープの合金のいずれかによって構成している。
In the cathode assembly of the present invention, as described above, the strap and the sleeve are made of any one of the A group alloy, the B group alloy, the C group simple metal, and the D group alloy.

【0012】ここで、上記Aグループの合金は、TaNb
V、Re、Ti、Hf、Mo、WおよびCrから選ばれた少なくと
も1種の元素を添加した合金(Ta合金)である。TaとNb
は固溶関係にあり、これにより高温強度や加工性が向上
すると共に、溶接性が高まる。また、上記添加元素は、
Ta-Nb合金に固溶し、高温強度、加工性および溶接性を
より一層向上させる機能を有している。Ta合金における
Nbの添加量およびTa合金への上記元素の添加量は、い
ずれも固溶し得る範囲とし、さらに高温強度を保つ範囲
とすることが好ましい。具体的にはNbの添加10〜40
重量%の範囲とする。また、Ta合金への上記元素の添加
量は、元素の種類や添加元素数によっても異なるが、0.
5〜40重量%の範囲とする。これらのAグループの合金
の中でも、特にTa-Nb-W、Ta-Nb-Cr等が高温強度、加工
性、溶接性等の点から好ましい。
Here, the above-mentioned Group A alloy is Ta with Nb.
And an alloy (Ta alloy) to which at least one element selected from V, Re, Ti, Hf, Mo, W and Cr is added. Ta and Nb
Have a solid solution relationship, which improves high-temperature strength and workability, and enhances weldability. In addition, the additional element is
It forms a solid solution in Ta-Nb alloy and has the function of further improving high-temperature strength, workability, and weldability. In Ta alloy
The addition amount of Nb, and the addition amount of the above Kimoto element to Ta alloy are both in the range that can be dissolved, have preferably be in the range of further maintain the high temperature strength. Specifically, the amount of Nb added is 10 to 40.
It shall be the weight percent of the range. The amount of the above elements added to the Ta alloy varies depending on the type of element and the number of added elements, but is 0.
That be in the range of 5 to 40% by weight. Among these group A alloys, Ta-Nb-W, Ta-Nb-Cr and the like are particularly preferable in terms of high temperature strength, workability, weldability and the like.

【0013】また、Bグループの合金も同様に、Taを
とし、これに固溶するV、Re、Ti、MoおよびCrから選ば
れた少なくとも1種の元素を添加することによって、高
温強度、加工性、溶接性等の向上を図ったものである。
なお、これらの合金にWやHfを添加して使用することも
可能である。上記添加元素の量は、Taに固溶し得る量と
することが好ましく、元素の種類や添加元素数によって
も異なるが、具体的には3〜40重量%の範囲とする。
記添加元素の中でも、特にTa-V、Ta-Re、Ta-Cr等が好ま
しい。
Further, an alloy of Group B likewise comprises mainly Ta, V a solid solution in Re this, Re, Ti, by adding at least one element selected from Mo and Cr, high-temperature strength , Workability and weldability are improved.
It is also possible to add W or Hf to these alloys for use. The amount of the additional element is preferably limited to an amount that can be dissolved in Ta, varies depending on the kind and the addition element number of elements, in particular shall be the range of 3 to 40 wt%. Among the above additive elements, Ta-V, Ta-Re, Ta-Cr and the like are particularly preferable.

【0014】Cグループの単体金属(具体的にはW単
体)は、それ単独で良好な高温強度、加工性、溶接性等
を有するものであり、陰極構体のストラップやスリーブ
として使用することができる。ただし、高温強度や加工
性をより一層高める上で、V、Re、Ti、Hf、MoおよびCr
から選ばれた1種以上の元素を添加した合金(Dグルー
プのW合金)として使用することが好ましい。このDグ
ループの合金も同様に、固溶する組成として上記元素を
組合せるものとし、特にW-Re、W-Cr、W-Cr-Re等の組合
せが好ましい。W合金の組成比は、上記元素を5〜50重量
%の範囲で添加するものとする。代表的な組成比として
はW-5重量%Re等が挙げられる。
C group single metal (specifically W single metal)
Body) is its Re good high temperature strength alone, workability, which has a welding and the like, can be used as a strap or sleeve of the cathode assembly. However, in terms of further enhancing the high-temperature strength and workability, V, Re, Ti, Hf , Mo you and Cr
It is preferable to use it as an alloy ( W alloy of D group) to which one or more elements selected from the above are added . Similarly alloy of the D Group, we shall combine the elements as composition which forms a solid solution, especially in W -Re, W-Cr, a combination of such W-Cr-Re are preferable. The composition ratio of W alloy is 5 to 50 weight% of the above elements.
It should be added in the range of%. A typical composition ratio is W-5 wt % Re.

【0015】本発明の陰極構体は、含浸型陰極または酸
化物陰極のいずれにも適用可能であるが、特に含浸型陰
極に好適である。
The cathode structure of the present invention can be applied to either an impregnated cathode or an oxide cathode, but is particularly suitable for an impregnated cathode.

【0016】[0016]

【作用】本発明の陰極構体においては、前述したような
高温強度および加工性に優れる合金や単体金属により、
ストラップやスリーブを構成しているため、陰極構体を
小形化した場合においても、ストラップやスリーブの熱
履歴による変形を防止することができる。よって、カラ
ー受像管等の輝度劣化不良や色ずれ不良等を著しく改善
した上で、陰極構体を小形化して省電力化を図ることが
可能となる。また、上記ストラップやスリーブの構成材
料は、良好な加工性と共に、良好な溶接性を有している
ことから、小形化した陰極構体を容易にかつ確実に作製
することが可能となる。
In the cathode structure of the present invention, the alloy or simple metal having excellent high temperature strength and workability as described above,
Since the strap and the sleeve are configured, it is possible to prevent the strap and the sleeve from being deformed due to thermal history even when the cathode structure is miniaturized. Therefore, it is possible to remarkably improve the luminance deterioration defect and the color misregistration defect of the color picture tube and the like, and further reduce the size of the cathode structure to save the power. Further, since the constituent materials of the strap and the sleeve have good workability as well as good weldability, it is possible to easily and reliably manufacture a miniaturized cathode assembly.

【0017】[0017]

【実施例】次に、本発明の実施例について説明する。EXAMPLES Next, examples of the present invention will be described.

【0018】図1は、本発明を適用した一実施例の含浸
型陰極構体を示す断面図である。同図において、1は陰
極スリーブであり、この陰極スリーブ1にはヒータ2が
内設されている。このヒータ2はコイルドコイル型で、
1次コイル2aはそれ以外の部分より密ピッチで巻かれ
ている。この実施例では、 1次コイル2aを他の部分の
約 1/3のピッチで巻いたヒータ2を用いている。
FIG. 1 is a sectional view showing an impregnated-type cathode assembly according to an embodiment of the present invention. In the figure, reference numeral 1 is a cathode sleeve, and a heater 2 is provided inside the cathode sleeve 1. This heater 2 is a coiled coil type,
The primary coil 2a is wound more densely than the other parts. In this embodiment, the heater 2 in which the primary coil 2a is wound at a pitch of about 1/3 of the other portion is used.

【0019】陰極スリーブ1の上端部には、カップ3が
嵌入されており、このカップ3内にはエミッタ含浸型の
陰極円板4が収容されている。陰極円板4は、例えば空
孔率が約 20%程度の多孔質タングステン基体に、エミッ
タ材(電子放射物質)を含浸したものであり、その表面
には例えばイリジウム膜が形成されている。なお、カッ
プ3は、陰極円板4からエミッタ材例えばBaの蒸発物が
ヒータ2方向に飛散し、ヒータ2が絶縁劣化を起こすこ
とを防止するものであり、例えばタンタルからなるもの
である。
A cup 3 is fitted in the upper end portion of the cathode sleeve 1, and an emitter-impregnated cathode disk 4 is housed in the cup 3. The cathode disk 4 is, for example, a porous tungsten substrate having a porosity of about 20% impregnated with an emitter material (electron emitting material), and an iridium film is formed on the surface thereof. It should be noted that the cup 3 prevents the heater 2 from being deteriorated in insulation due to scattering of an emitter material, for example, an evaporated material of Ba, from the cathode disk 4 toward the heater 2, and is made of, for example, tantalum.

【0020】また、陰極スリーブ1の外周側には、所定
の間隔を開けて、遮蔽筒5および筒状ホルダ6が順に同
軸的に配設されている。そして、陰極スリーブ1は、複
数例えば 3個の短冊状ストラップ7を介して、筒状ホル
ダ6に支持されている。ストラップ7は、その一端が筒
状ホルダ6の上端部に溶接等により取り付けられている
と共に、他端が陰極スリーブ1の下端部に同様に取り付
けられている。また、遮蔽筒5は、支持部材例えばL字
状の支持部材8によって、筒状ホルダ6の上端部に支持
されている。上記ストラップ7は、遮蔽筒5に接触しな
いように配設されている。
Further, on the outer peripheral side of the cathode sleeve 1, a shielding cylinder 5 and a cylindrical holder 6 are coaxially arranged in order at a predetermined interval. The cathode sleeve 1 is supported by the cylindrical holder 6 via a plurality of, for example, three strip-shaped straps 7. One end of the strap 7 is attached to the upper end of the tubular holder 6 by welding or the like, and the other end is similarly attached to the lower end of the cathode sleeve 1. The shield tube 5 is supported on the upper end of the tubular holder 6 by a support member, for example, an L-shaped support member 8. The strap 7 is arranged so as not to contact the shielding cylinder 5.

【0021】上記した陰極スリーブ1やストラップ7
は、高温強度、加工性、溶接性等に優れる、(A)Ta
NbV、Re、Ti、Hf、Mo、W、およびCrから選ばれた少な
くとも1種の元素を添加したTa合金、(B)Ta、V、R
e、Ti、MoおよびCrから選ばれた少なくとも1種の元素を
添加したTa合金、(C)W単体、あるいは(D)Wに、
V、Re、Ti、Hf、MoおよびCrから選ばれた1種以上の元素
添加したW合金、からなるものである。なお、陰極ス
リーブ1およびストラップ7の一方のみを上述したよう
な合金または単体金属で構成することも可能であり、特
にストラップ7に上述した耐熱高強度材料を用いること
が効果的である。このような場合、陰極スリーブ1とし
ては、従来と同様にTa製のものを用いることができる。
The above-mentioned cathode sleeve 1 and strap 7
Is excellent in high-temperature strength, workability, weldability, etc. (A) TaTo
NbWhenA few selected from V, Re, Ti, Hf, Mo, W, and Cr
At least one element addedTaAlloy, (B) TaTo, V, R
At least one element selected from e, Ti, Mo and Cr
AddedTaAlloy, (C)W alone, Or (D)On W,
V, Re, Ti, Hf,MoAnd selected from Cr1More than a seed
ToW addedIt is made of an alloy. In addition, the cathode
Only one of the leave 1 and the strap 7 is as described above.
It is also possible to compose of special alloys or simple metals.
Use the above-mentioned heat-resistant and high-strength material for the strap 7.
Is effective. In such a case, the cathode sleeve 1 is used.
For that, a Ta product can be used as in the conventional case.

【0022】上記したような含浸型陰極構体9は、電子
銃に組み込まれて使用される。具体的には、図1に示し
たように、含浸型陰極構体9の前方に所定の間隔を開け
て第1のグリッド10が配設され、この第1のグリッド
10はその周辺部が直接ガラス等からなる絶縁支持体1
1に埋設されている。また、含浸型陰極構体9の筒状ホ
ルダ6の外周部には、固定部材12が取り付けられてお
り、この固定部材12の他端は絶縁支持体11に埋設さ
れている。
The impregnated cathode structure 9 as described above is used by being incorporated in an electron gun. Specifically, as shown in FIG. 1, a first grid 10 is arranged in front of the impregnated-type cathode assembly 9 with a predetermined gap, and the first grid 10 has a peripheral portion directly made of glass. Insulating support 1
It is buried in 1. A fixing member 12 is attached to the outer peripheral portion of the cylindrical holder 6 of the impregnated cathode assembly 9, and the other end of the fixing member 12 is embedded in the insulating support 11.

【0023】上述したような構成を有する含浸型陰極構
体9は、陰極スリーブ1やストラップ7の構成材料とし
て、高温強度、加工性、溶接性等に優れる合金または単
体金属を用いているため、陰極動作時の熱疲労等による
変形を防止することができ、これによって受像管の輝度
劣化不良や色ずれ不良等を改善することが可能となる。
また、上述した耐熱高強度材料は、加工性や溶接性にも
優れることから、陰極構体の小形化が容易になると共
に、陰極スリーブ1やストラップ7を小形化した際にお
いても、それらの変形が防止できるため、受像管の輝度
劣化不良や色ずれ不良等を招くことなく、含浸型陰極構
体の省電力化を図ることが可能となる。
The impregnated cathode structure 9 having the above-mentioned structure uses an alloy or a single metal having excellent high-temperature strength, workability, weldability, etc. as a constituent material of the cathode sleeve 1 and the strap 7. It is possible to prevent deformation due to thermal fatigue during operation, which makes it possible to improve defects such as deterioration in brightness and color misregistration of the picture tube.
Further, since the above-mentioned heat-resistant and high-strength material is excellent in workability and weldability, it is easy to downsize the cathode assembly, and even when the cathode sleeve 1 and the strap 7 are downsized, their deformation does not occur. Since this can be prevented, it is possible to achieve power saving of the impregnated-type cathode structure without causing a luminance deterioration defect, a color misregistration defect, or the like of the picture tube.

【0024】また、上記実施例の含浸型陰極構体9にお
いては、陰極スリーブ1と筒状ホルダ6との間に遮蔽筒
5を配置していると共に、ヒータ2としてバリアブルピ
ッチヒータを用いていることから、より一層省電力化す
ることができる。これにより、消費電力は従来に比べて
約 1/3となる(従来は2Wであるが、この実施例では0.7
W)従って、酸化物陰極使用のテレビジョン受像機に、
回路等を変更することなく、搭載することが可能とな
る。そして、省電力の結果、ヒータ温度が低下し、これ
によりヒータ2と陰極スリーブ1間の耐電圧特性が向上
する(従来は強制試験において600Vであるが、この実施
例では1200V )。
In the impregnated cathode structure 9 of the above embodiment, the shielding cylinder 5 is arranged between the cathode sleeve 1 and the cylindrical holder 6, and the variable pitch heater is used as the heater 2. Therefore, it is possible to further save power. As a result, the power consumption is about 1/3 of that of the conventional one (2W in the past, but 0.7% in this embodiment).
W) Therefore, in a television receiver using an oxide cathode,
It can be mounted without changing the circuit or the like. As a result of the power saving, the heater temperature is lowered, and thereby the withstand voltage characteristic between the heater 2 and the cathode sleeve 1 is improved (it was 600 V in the forced test in the past, but 1200 V in this embodiment).

【0025】なお、上記実施例では、遮蔽筒5を用いた
含浸型陰極構体9について説明したが、本発明はこれに
限定されるものではなく、例えば図2に示すように、遮
蔽筒を省いた含浸型陰極構体13に適用した場合におい
ても、同様な効果を得ることができる。
In the above embodiment, the impregnated type cathode assembly 9 using the shield cylinder 5 has been described, but the present invention is not limited to this. For example, as shown in FIG. 2, the shield cylinder is omitted. Even when it is applied to the impregnated cathode structure 13, the same effect can be obtained.

【0026】次に、図1に示した含浸型陰極構体の具体
的な構成例およびその評価結果について説明する。
Next, a concrete example of the constitution of the impregnated cathode structure shown in FIG. 1 and its evaluation result will be described.

【0027】実施例1 まず、陰極スリーブ1およびストラップ7の構成材料と
して、表1および表2にそれぞれ組成を示す合金および
単体金属を用意した。そして、表1および表2に示す合
金や単体金属を用いた陰極スリーブ1およびストラップ
7を使用して、それぞれ含浸型陰極構体9を作製した。
陰極スリーブ1およびストラップ7の材料の組合せを表
3および表4に示す。
Example 1 First, as constituent materials of the cathode sleeve 1 and the strap 7, alloys and simple metals whose compositions are shown in Tables 1 and 2 were prepared. Then, using the cathode sleeve 1 and the strap 7 using the alloys or simple metals shown in Tables 1 and 2, the impregnated cathode assembly 9 was produced.
The material combinations of the cathode sleeve 1 and the strap 7 are shown in Tables 3 and 4.

【0028】[0028]

【表1】 [Table 1]

【表2】 表3および表4に材料の組合せを示す各含浸型陰極構体
の耐熱性(変形度合い)をカットオフ電圧の変動値を測
定することによって評価した。
[Table 2] The heat resistance (deformation degree) of each impregnated-type cathode assembly whose combination of materials is shown in Tables 3 and 4 was evaluated by measuring the variation value of the cutoff voltage.

【0029】ここで、輝度劣化不良および色ずれ不良の
原因について考察すると、電子銃の設計における第1グ
リッド−カソード(陰極表面)間ギャップ(Gg1 -k)、
第1グリッド−第2グリッド間ギャップ(Gg1 -g2 )、
第1クリッドの板厚(Tg1 )、第1クリッドの穴径(Dg
1 )、補正係数(K)を用い、第1グリッド電位をE
c1 、第2グリッド電位をEc2 とした場合、Ec1 は下記
の式の関係に規正される。
Considering the causes of the luminance deterioration defect and the color misregistration defect, the gap (Gg 1 -k) between the first grid and the cathode (cathode surface) in the design of the electron gun,
Gap between the first grid and the second grid (Gg 1 -g 2 ),
Plate thickness of the first clit (Tg 1 ), hole diameter of the first clyde (Dg
1 ), using the correction coefficient (K), set the first grid potential to E
When c 1 and the second grid potential are Ec 2 , Ec 1 is regulated by the following equation.

【数1】 また、陰極電流は、陰極が空間電荷領域内で動作してい
るときの、 式: maxIk=K′×cos Ec1 3/2 における maxIkに設定される。この maxIkは、Ec1 を定
格電圧に保ってEc2 (陽極電圧)を変化させたときのビ
ームカットオフ電圧とし、次にEc1 を零バイアスにした
ときの陽極電流に等しい。上記した式から分かるよう
に、Gg1 -kの寸法が何等かの原因で変化するとカットオ
フ電圧が変化し、陽極電流が変化する。カラー受像管に
使用した場合、赤、緑、青それぞれの電子銃のカットオ
フ電圧は、所定の色を発色するように調整されている。
しかし、カラー受像管を長時間使用すると、陰極構体の
構成材料の熱疲労により構成材料が変形し、Gg1 -kの寸
法変化が起こる。この変形は、赤、緑、青それぞれの電
子銃で一定ではないため、蛍光面に入射する陽極電流が
変化し、色ずれや輝度劣化を起こす。
[Equation 1] Also, the cathode current is set to maxIk in the equation: maxIk = K ′ × cos Ec 1 3/2 when the cathode is operating in the space charge region. This maxIk is the beam cutoff voltage when Ec 1 is maintained at the rated voltage and Ec 2 (anode voltage) is changed, and is then equal to the anode current when Ec 1 is set to zero bias. As can be seen from the above equation, if the size of Gg 1 -k changes for some reason, the cutoff voltage changes and the anode current changes. When used for a color picture tube, the cutoff voltages of the red, green, and blue electron guns are adjusted so as to develop a predetermined color.
However, when the color picture tube is used for a long time, the constituent material of the cathode assembly is deformed due to thermal fatigue, and the dimensional change of Gg 1 -k occurs. Since this deformation is not constant in each electron gun of red, green, and blue, the anode current incident on the phosphor screen changes, causing color shift and luminance deterioration.

【0030】このように、カソードと第1グリッド間の
寸法変形は、カットオフ電圧の変化量と比例するため、
カットオフ電圧の変化量を測定することで、比較的精度
よくストラップの変形度合を評価することができる。
As described above, since the dimensional deformation between the cathode and the first grid is proportional to the change amount of the cutoff voltage,
By measuring the amount of change in the cutoff voltage, the degree of deformation of the strap can be evaluated relatively accurately.

【0031】そこで、上記実施例による各含浸型陰極構
体を用いて加熱放冷試験を行い、カットオフ電圧の変動
を測定した。その際の条件は、5分オン+10分オフで、
カソード温度1150℃にて繰り返し行った。このようなオ
ン・オフを4000回繰り返した後のカットオフ電圧の変動
値を表3および表4に併せて示す。また、オン・オフの
繰り返し回数とカットオフ電圧の変動値との関係の代表
例を図3およびに示す。なお、通常の動作温度では
変化が遅いので、陰極構体を1150℃に強制加熱し、安定
になった後に放冷を繰り返して、カットオフ電圧の変動
値を調べた。
Then, a heating and cooling test was conducted using each impregnated cathode assembly according to the above-mentioned example, and the variation of the cutoff voltage was measured. The condition at that time is 5 minutes on + 10 minutes off,
This was repeated at a cathode temperature of 1150 ° C. The variation values of the cutoff voltage after repeating such on / off 4000 times are also shown in Tables 3 and 4. 3 and 4 show typical examples of the relationship between the number of times ON / OFF is repeated and the variation value of the cutoff voltage. Since the change was slow at normal operating temperature, the cathode assembly was forcibly heated to 1150 ° C., and after it became stable, cooling was repeated to examine the variation value of the cutoff voltage.

【0032】さらに、表1および表2に示す合金および
単体金属の加工性を、50×50×20mmのサンプルを作製
し、1000℃× 5時間の条件で加熱した後に取りだし、10
0ton油圧プレスにて10mm厚までプレスして、サイドの割
れの状態を評価した。また、0.5mm厚の薄板を作製し、
2枚を重ね(一方はTa)てレーザーのスポット溶接を行
い、真空中で1000℃×30分加熱後に急冷するサイクルを
20回繰り返し、ハガレの有無を確認することによって、
溶接性を評価した。これらの結果についても、表3およ
び表4に併せて示す。
Further, regarding the workability of the alloys and simple metals shown in Tables 1 and 2, a sample of 50 × 50 × 20 mm was prepared and heated at 1000 ° C. for 5 hours, and then taken out.
It was pressed to a thickness of 10 mm with a 0 ton hydraulic press and the state of side cracks was evaluated. Also, make a thin plate with a thickness of 0.5 mm,
Laser welding is performed by stacking two sheets (one is Ta), heating in vacuum at 1000 ° C for 30 minutes, and then rapidly cooling.
By repeating 20 times and checking for peeling,
Weldability was evaluated. These results are also shown in Tables 3 and 4.

【0033】[0033]

【表3】 [Table 3]

【表4】 表3および表4から明らかなように、本発明によるスト
ラップや陰極スリーブを用いた含浸型陰極構体は、カッ
トオフ電圧の変動が小さく、よって輝度劣化不良や色ず
れ不良等を著しく改善できることが分かる。また、本発
明でストラップや陰極スリーブの構成材料として用いた
合金や単体金属は、加工性や溶接性にも優れることか
ら、陰極構体の小形化に有利であることが分かる。
[Table 4] As can be seen from Tables 3 and 4, the impregnated cathode structure using the strap or the cathode sleeve according to the present invention has a small change in cutoff voltage, and thus can significantly improve the luminance deterioration defect, the color misregistration defect, and the like. . Further, it can be seen that the alloys and simple metals used as the constituent materials of the strap and the cathode sleeve in the present invention are excellent in workability and weldability, which is advantageous for downsizing the cathode structure.

【0034】また、図3およびからは、従来材を用
いた含浸型陰極構体は、オン・オフの繰り返し回数が少
ない時点から変化が現れ始めているのに対し、本発明に
よる含浸型陰極構体では、長時間にわたってオン・オフ
を繰り返してもほとんど変化を示さず、安定性に優れる
ことが分かる。
From FIGS. 3 and 4 , the impregnated cathode structure using the conventional material begins to show a change when the number of on / off repetitions is small, whereas the impregnated cathode structure according to the present invention. In, it can be seen that even if it is repeatedly turned on and off for a long time, there is almost no change, and stability is excellent.

【0035】次に、本発明を酸化物陰極構体に適用した
実施例について説明する。
Next, the present invention is explain about the embodiment applied to the oxide cathode structure.

【0036】の実施例による酸化物陰極構体は、陰極
円板(カソードベースメタル)が圧入溶接された陰極ス
リーブを有する。この陰極スリーブは、例えば一般に市
販されているニクロム管(20wt%Cr-Ni)や強化ニッケ
ル−クロム材(4wt%W-20wt%Cr-Ni)等で構成され、そ
の表面には酸化膜が形成されている。陰極スリーブは
トラップによって、その外周側に同軸的に配置された筒
状ホルダに支持されている。
The oxide cathode structure according to embodiments of this includes a cathode sleeve cathode disc (cathode base metal) is press-fitted welded. The cathode sleeves, for example generally nichrome tube which is commercially available (20wt% Cr-Ni) and strengthened nickel - consists of chromium material (4wt% W-20wt% Cr -Ni) or the like, the oxide film on the surface Has been formed. Cathode sleeves is therefore to scan <br/> trap, and is supported by the coaxially arranged cylindrical Hol da on the outer peripheral side thereof.

【0037】上記ストラップは、前述した実施例と同様
に、本発明による合金または単体金属(Aグループの合
金、Bグループの合金、Cグループの単体金属、あるい
はDグループの合金)によって構成されたものである。
陰極スリーブの内側には、ヒータが設置されている。
[0037] The strap, as in the embodiment described above, constituted by an alloy or a single metal according to the invention (A group of alloys, an alloy of Group B, a single metal of group C or D group alloy) It is a thing.
Inside the cathode sleeves, heater data is provided.

【0038】このように、酸化物陰極構体においても、
ストラップ材の高温強度を向上させることによって、輝
度劣化不良や色ずれ不良等を著しく改善できる。
Thus, even in the oxide cathode assembly,
By improving the high temperature strength of the strap material, it is possible to remarkably improve the luminance deterioration defect and the color misregistration defect.

【0039】[0039]

【発明の効果】以上説明したように、本発明の陰極構体
によれば、ストラップや陰極スリーブの高温強度、加工
性、溶接性等を改善しているため、受像管等に使用した
場合に、その輝度劣化不良や色ずれ不良等を著しく改善
することができる。また、陰極構体の小形化が容易にな
ると共に、小形化した場合においても、受像管特性の低
下を抑制することができるため、高性能を維持しつつ省
電力化を図ることが可能となる。
As described above, according to the cathode assembly of the present invention, the high temperature strength, workability, weldability and the like of the strap and the cathode sleeve are improved. It is possible to remarkably improve the luminance deterioration defect and the color misregistration defect. Further, it is easy to reduce the size of the cathode structure, and even when the size is reduced, it is possible to suppress the deterioration of the characteristics of the picture tube, so that it is possible to save power while maintaining high performance.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 本発明の一実施例の含浸型陰極構体の構成を
示す断面図である。
FIG. 1 is a sectional view showing a structure of an impregnated-type cathode assembly according to an embodiment of the present invention.

【図2】 本発明の他の含浸型陰極構体の構成を示す断
面図である。
FIG. 2 is a sectional view showing the structure of another impregnated-type cathode assembly according to the present invention.

【図3】 本発明の実施例による含浸型陰極構体のオン
・オフの繰返し回数とカットオフ電圧の変化との一関係
例を示すグラフである
FIG. 3 is a graph showing an example of a relationship between the number of times the on / off cycle of the impregnated cathode structure according to the embodiment of the present invention is repeated and the change in cutoff voltage .

【図4】 本発明の実施例による含浸型陰極構体のオン
・オフの繰返し回数とカットオフ電圧の変化との他の関
係例を示すグラフである
FIG. 4 is a graph showing another example of the relationship between the number of times ON / OFF is repeated and the change in cutoff voltage of the impregnated-type cathode assembly according to the embodiment of the present invention .

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1……陰極スリーブ 2……ヒータ 3……カップ 4……陰極円板 5……筒状ホルダ 6……ストラップ 1 ... Cathode sleeve 2 ... heater 3 ... cup 4 ... Cathode disk 5: Cylindrical holder 6 ... Strap

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 樋口 敏春 神奈川県川崎市幸区堀川町72 株式会社 東芝 堀川町工場内 (72)発明者 矢壁 徹 神奈川県川崎市幸区堀川町72 株式会社 東芝 堀川町工場内 (56)参考文献 特開 昭64−10539(JP,A) 特開 昭63−146322(JP,A) 特開 昭62−108422(JP,A) 特開 平2−121235(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01J 1/20 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Toshiharu Higuchi 72 Horikawa-cho, Saiwai-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa Toshiba Corporation Horikawa-machi factory (72) Toru Yabei 72 Horikawa-cho, Sai-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa Toshiba Corporation (56) Reference JP-A-64-10539 (JP, A) JP-A-63-146322 (JP, A) JP-A-62-108422 (JP, A) JP-A-2-121235 (JP , A) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) H01J 1/20

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 ヒータが内設された陰極スリーブと、前
記陰極スリーブの一端に固着された陰極円板と、前記陰
極スリーブの外周側に所定の間隔を設けて同軸的に配置
された筒状ホルダと、前記陰極スリーブの下端部に一端
が取付けられ、かつ他端が前記筒状ホルダの上端部に取
付けられた複数のストラップとを具備する陰極構体にお
いて、 前記ストラップおよびスリーブの少なくとも一方は、 (A)Nbを10〜40重量%、V、Re、Ti、Hf、Mo、Wおよび
Crから選ばれた少なくとも1種の元素を0.5〜40重量%含
み、残部が実質的にTaからなる合金、および (B)V、Re、Ti、MoおよびCrから選ばれた少なくとも1
種の元素を3〜40重量%含み、残部が実質的にTaからな
金から選ばれた1種からなることを特徴とする陰極
構体。
1. A cathode sleeve in which a heater is provided, a cathode disk fixed to one end of the cathode sleeve, and a tubular shape coaxially arranged on the outer peripheral side of the cathode sleeve with a predetermined gap. In a cathode structure comprising a holder and a plurality of straps, one end of which is attached to a lower end portion of the cathode sleeve, and the other end of which is attached to an upper end portion of the tubular holder, at least one of the strap and the sleeve is (A) 10-40% by weight of Nb, V, Re, Ti, Hf, Mo, W and
0.5-40% by weight of at least one element selected from Cr
However, the balance is an alloy consisting essentially of Ta , and (B) at least 1 selected from V , Re, Ti, Mo and Cr.
Contains 3 to 40% by weight of the seed element , the balance being essentially Ta.
Alloy or we selected cathode assembly characterized by comprising the one member that.
【請求項2】 ヒータが内設された陰極スリーブと、前
記陰極スリーブの一端に固着された陰極円板と、前記陰
極スリーブの外周側に所定の間隔を設けて同軸的に配置
された筒状ホルダと、前記陰極スリーブの下端部に一端
が取付けられ、かつ他端が前記筒状ホルダの上端部に取
付けられた複数のストラップとを具備する陰極構体にお
いて、 前記ストラップおよびスリーブの少なくとも一方は、 (C)W単体、および (D)V、Re、Ti、Hf、MoおよびCrから選ばれた1種以上
の元素を5〜50重量%含み、残部が実質的にWからなる合
金から選ばれた1種からなることを特徴とする陰極構
体。
2. A cathode sleeve in which a heater is installed, a cathode disk fixed to one end of the cathode sleeve, and a tubular shape coaxially arranged on the outer peripheral side of the cathode sleeve with a predetermined gap. In a cathode structure comprising a holder and a plurality of straps, one end of which is attached to a lower end portion of the cathode sleeve, and the other end of which is attached to an upper end portion of the tubular holder, at least one of the strap and the sleeve is (C) a simple substance of W, and (D) an alloy containing 5 to 50% by weight of one or more elements selected from V, Re, Ti, Hf, Mo and Cr, and the balance being substantially W. Cathode structure characterized by consisting of only one type.
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