(57)【要約】【課題】電子放射部と加熱部との固着力を高め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、電子を蛍光体スクリーンに向けて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。カソード部は、電子放射物質が含浸するペレット１６１ａと、このペレット１６１ａの電子放射面が露出するように内部に挿着する金属カップ１６１ｂとからなる。ヒータ部１６２は、内部にヒータが埋設されており、金属カップ１６１ｂの底面に固着してカソード部１６１を加熱する。このヒータ部１６２には、金属カップ１６１ｂ用の窪み部１６５が形成されており、ディスペンサーを利用して滴下された金属ペースト１７０の焼結を利用して、金属カップ１６１ｂとヒータ部１６２とが固着される。【選択図】  図６
2004227868.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱により電子を放射する電子放射部と、金属ペーストを用いて前記電子放射部と固着され前記電子放射部を加熱する加熱部とを備える陰極構体であって、
前記加熱部には、前記電子放射部との固着予定部分の外側に、前記金属ペーストの流出を規制する規制壁が設けられていることを特徴とする陰極構体。
【請求項２】
前記規制壁と前記電子放射部とが、前記金属ペーストを利用して互いに固着されていることを特徴とする請求項１に記載の陰極構体。
【請求項３】
前記加熱部には、前記電子放射部が固着される側の面に、前記電子放射部が挿着される凹部が設けられ、前記規制壁は、当該凹部の内周壁であることを特徴とする請求項１又は２に記載の陰極構体。
【請求項４】
前記規制壁は、前記電子放射部が固着される側の面から突出する凸部の内側壁であることを特徴とする請求項１又は２に記載の陰極構体。
【請求項５】
前記凸部は、前記電子放射部の外周に沿って形成されていることを特徴とする請求項４に記載の陰極構体。
【請求項６】
前記電子放射部は、含浸型エミッタである電子放射体と、当該電子放射体を内部に挿着する金属カップとを備え、当該金属カップの底側が前記加熱部に固着されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の陰極構体。
【請求項７】
前記金属カップが前記凹部に挿着されると共に、当該凹部は前記金属カップの高さの６０％以上が挿入する深さを有していることを特徴とする請求項６に記載の陰極構体。
【請求項８】
前記電子放射部は、含浸型エミッタである電子放射体からなり、当該電子放射体が前記加熱部の固着予定部分に固着されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の陰極構体。
【請求項９】
前記電子放射体が前記凹部に挿着されると共に、当該凹部は前記電子放射体の厚さの８０％以上が挿入する深さを有していることを特徴とする請求項８に記載の陰極構体。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか１項に記載の陰極構体を備える電子銃。
【請求項１１】
請求項１０に記載の電子銃を備える陰極線管。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
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、円筒状の陰極スリーブの上面に電子放射物質を塗布すると共に、内部にヒータを収納したタイプがある。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１５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１６は、陰極構体の内部の様子がわかるように一部切り欠いた側面図である。
この陰極構体９６０は、図１５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における固着側の面（以下、「上面」ともいう。）の固着予定部分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、陰極構体を電子銃に組み込むための支持線９６３用の金属線を互いに交差させて配置し、金属カップ９６１ｂの底面をヒータ部９６２の金属ペースト９７０が滴下された面に押圧させた状態で、金属ペーストを焼結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の上面の面積が非常に小さいために、金属ペースト９７０の滴下位置が若干ずれると、ヒータ部９６２の上面から金属ペースト９７０が流下してしまったり、金属ペースト９７０を溶融焼結させてカソード部９６１とヒータ部９６２とを固着する際に、その溶融した金属ペースト９７０が流出してしまったりする。
【０００７】
金属ペースト９７０が流出してしまうと、カソード部９６１とヒータ部９６２との間に介在する金属ペースト９７０が少なくなり、両者の固着力が弱いものも現れ、通常動作時には両者は外れないが、予定外の強い衝撃等により両者が外れてしまうという問題を抱えている。
本発明は、上記のような問題点に鑑みてなされたもので、カソード部とヒータ部との固着力の低下を抑制できる陰極構体、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、加熱により電子を放射する電子放射部と、金属ペーストを用いて前記電子放射部と固着され前記電子放射部を加熱する加熱部とを備える陰極構体であって、前記加熱部には、前記電子放射部との固着予定部分の外側に、前記金属ペーストの流出を規制する規制壁が設けられていることを特徴としている。この構成によれば、金属ペーストを溶融焼結させても、規制壁によりその流動が規制されるので、加熱部と電子放射部との間に介在する金属ペーストが少なくなることがなくなる。このため、両者を確実に固着でき、加熱部と電子放射部との固着力が低下する惧れが少なくなる。
【０００９】
さらに、前記規制壁と前記電子放射部とが、前記金属ペーストを利用して互いに固着されていることを特徴としている。このため、加熱部と電子放射部との固着面積を広くでき、固着力を向上させることができる。
特に、前記加熱部には、前記電子放射部が固着される側の面に、前記電子放射部が挿着される凹部が設けられ、前記規制壁は、当該凹部の内周壁であることを特徴としている。これにより、金属ペーストを凹部内に供給すれば良く、その供給が容易となる。しかも、供給された金属ペーストの流動及び焼成時における流動を規制できる。
【００１０】
又は、前記規制壁は、前記電子放射部が固着される側の面から突出する凸部の内側壁であることを特徴とし、特に、前記凸部は、前記電子放射部の外周に沿って形成されていることを特徴としている。これにより、加熱部における固着予定部分に供給された金属ペーストの流動及び焼成時における流動を規制できる。
また、前記電子放射部は、含浸型エミッタである電子放射体と、当該電子放射体を内部に挿着する金属カップとを備え、当該金属カップの底側が前記加熱部に固着されていることを特徴とし、特に、前記金属カップが前記凹部に挿着されると共に、当該凹部は前記金属カップの高さの６０％以上が挿入する深さを有していることを特徴としている。これにより、凹部の深さを金属カップの高さの６０以上の寸法にすると、金属カップ全体を凹部に挿着した場合と同等の固着力を得ることができる。
【００１１】
一方、前記電子放射部は、含浸型エミッタである電子放射体からなり、当該電子放射体が前記加熱部の固着予定部分に固着されていることを特徴とし、特に、前記電子放射体が前記凹部に挿着されると共に、当該凹部は前記電子放射体の厚さの８０％以上が挿入する深さを有していることを特徴としている。これにより、凹部の深さを電子放射体の厚さの８０以上にすると、電子放射部は金属カップを備えなくても、金属カップを有する電子放射部と同等の寿命が得られる。
【００１２】
また、本発明に係る電子銃は、上記構成の陰極構体を備え、また、本発明に係る陰極線管は前記電子銃を備えることを特徴としている。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る電子銃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、陰極線管内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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
（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。
【００１８】
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の制御電極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。
【００１９】
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、ヒータに電圧を供給するためのリード線１６６ａが延伸している。
【００２０】
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。
【００２１】
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１６６ａ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から延伸する支持線１６３が、ヒータ用のリード線１６６ａ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ためのカソード電圧供給用となっている。なお、この電圧供給用の金属板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。
【００２２】
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、支持線１６３と金属板１５６との固着及びヒータ電圧供給部材１５５とリード線１６６ａとの固着には、例えば、溶接が用いられている。
【００２３】
（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線１６３とを備える。カソード部１６１とヒータ部１６２とは、金属ペースト１７０、例えば、モリブデンーマンガン（Ｍｏ−Ｍｎ）のペーストを用いて固着されている。
【００２４】
図６は、陰極構体１６０の一部を切り欠いた図である。
電子放射部としてのカソード部１６１は、図５及び図６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（Ａｌ２Ｏ３）の電子放射性物質（エミッタ）を溶融含浸させて、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。なお、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。
【００２５】
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。
【００２６】
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、その大きさは、外径１．２５ｍｍ、内径１．１９ｍｍ、高さが０．４０ｍｍ（板厚：０．０３ｍｍ）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。
【００２７】
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及び図６に示すように、円柱状をしており、アルミナ粉体を焼結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１６６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℃で焼結したものである。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。
【００２８】
ヒータ１６６は、素線をコイル状に形成したものを利用しており、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１６６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１６６用のリード線１６６ａとなっている。
【００２９】
ヒータ１６６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。
ヒータ１６６のセラミック体１６２ａ内への埋設は、セラミック体１６２ａの内部の限られた体積内に、ヒータ１６６を可能な限り長く設置できるようにしつつ、ヒータ１６６同士が近づきすぎて電流がリークしないようにＳ字状にしている。
【００３０】
また、金属ペースト１７０とヒータ１６６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１６６との間隔を０．１ｍｍとしている。
ヒータ部１６２の蛍光体スクリーン側の面には、図５及び図６に示すように、金属カップ１６１ｂを取着するための窪み部１６５が形成されている。この窪み部１６５は、本発明における凹部であり、金属カップ１６１ｂが入る大きさ、具体的には、正面視したときに、直径が約１．３５ｍｍの円形状で、深さが約０．２ｍｍである。
【００３１】
この窪み部１６５の周面には、陰極ユニット１５０の絶縁基板１５１に取り付ける支持線１６３用の４本の溝が管軸方向に形成されている（図７の（ａ）参照）。この４本の溝は、その正面視において９０度の間隔をおいている。
支持線１６３は、窪み部１６５に「Ｘ」字状に配され、金属カップ１６１ｂが窪み部１６５に挿入されると共に、支持線１６３が溝内に配される。これにより、金属カップ１６１ｂの底が支持線１６３を介して窪み部１６５の底面に到達するまで、金属カップ１６１ｂを窪み部１６５に挿入できるようになる。なお、支持線１６３は、２本の金属線をＸ状に交差させることで、金属カップ１６１ａの周縁から４方向に延伸するような４本となる
カソード部１６１とヒータ部１６２との固着用の金属ペースト１７０は、例えば、ディスペンサーを用いて、ヒータ部１６２の窪み部１６５内に滴下される。
【００３２】
支持線１６３は、陰極構体１６０を正面視したときに、軸方向と直交する４方向に延伸し、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に取り付けられることにより、陰極構体が陰極ユニットに支持される
支持線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。このため、溝１６５の寸法は、支持線１６３が入るように、例えば、幅が０．１ｍｍ、深さ０．１ｍｍとしている。
【００３３】
支持線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７は、陰極構体１６０の組立方法を説明する図である。
【００３４】
まず、ヒータ部１６２と、２本の支持線用の金属線１６４と、金属カップ１６１ｂを準備する。なお、ヒータ部１６２は、そのカソード部１６１側の面（図７における上面であり、以下「上面」という。）に、窪み部１６５が形成されている。
次に、図７の（ａ）に示すように、ヒータ部１６２の窪み部１６５に金属ペースト１７０を注入する。具体的には、ディスペンサー１９０を利用して滴下する。金属ペースト１７０を滴下する量は、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５０μｍとなり、しかも、金属カップ１６１ｂの外周と窪み部１６５の周壁との間にまで金属ペースト１７０が充填される量である。
【００３５】
そして、２本の金属線１６４を、金属カップ１６１ｂを窪み部１６５に挿入するときに各支持線１６３が窪み部１６５の溝に嵌るように、ヒータ部１６２の上面に交差状に配する。その後、金属カップ１６１ｂの底面が支持線１６３を介して窪み部１６５の底面に到達するまで、金属カップ１６１ｂを窪み部１６５に挿入する。このようにして組み合わされたヒータ部１６２と金属カップ１６１ｂとを、例えば、電気炉等の加熱炉を利用して１５００℃まで加温して、窪み部１６５内の金属ペースト１７０を焼結させて、両者を固着する。
【００３６】
ヒータ部１６２の固着予定部分に金属ペースト１７０を供給する際には、ヒータ部１６２の上面に窪み部１６５が形成されているので、金属ペースト１７０をその窪み部１６５内に滴下すれば良く、一旦、滴下された金属ペースト１７０は窪み部１６５から漏出することはない。
さらに、ヒータ部１６２と金属カップ１６１ｂとを固着する際に１５００℃で金属ペースト１７０を焼結させても、その際に溶融した金属ペースト１７０は窪み部１６５から流出することはなく、ヒータ部１６２とカソード部１６１との間に確実に金属ペースト１７０が介在し両者を固着させる。
【００３７】
しかも、窪み部１６５の周壁には、支持線１６３用の溝が形成されているので、金属カップ１６１ｂを窪み部１６５に挿入際に、窪み部１６５の内部に残る空気は前記溝から抜け、ヒータ部１６２とカソード部１６１との間に空気が残存することも少なくなる。
次に、ペレット１６１ａを、図７の（ｂ）に示すように、その上端部が露出するように金属カップ１６１ｂに挿入して、金属カップ１６１ｂとペレット１６１ａとを電気溶接により固着する。以上の工程により、図７の（ｃ）に示すように、陰極構体が組み立てられる。
【００３８】
このようにして組み立てられた陰極構体１６０は、金属ペースト１７０を窪み部１６５内に注入しているため、金属カップ１６１ｂをヒータ部１６２に固着する際にも、金属ペースト１７０が窪み部１６５の外側に流出することはなくなる。
なお、窪み部１６５の外側に金属ペースト１７０が流出すると、例えば、さらにヒータ部１６２の周面に沿って流下してリード線１６６ａにつながった場合にヒータ１６６及び支持線１６３との間で絶縁不良をおこしたり、焼結した金属ペーストが電子銃の稼動中に剥がれて他の部品に付着したりするなどの不具合が生じる。
【００３９】
３．金属カップとヒータ部との固着力について
次に、金属カップ１６１ｂ用の窪み部１６５を有するヒータ部１６２に、金属ペースト１７０を滴下した後に、窪み部１６５に金属カップ１６１ｂを挿入して固着した場合の金属カップ１６１ｂとヒータ部１６２との固着力について試験を行った。
【００４０】
試験内容は、ヒータ部１６２と金属カップ１６１ｂとに対して引っ張りの負荷が作用するように、具体的には、ヒータ部１６２を固定して金属カップ１６１ｂを固着面に対して直交する方向に引っ張って、金属カップ１６１ｂがヒータ部１６２から剥がれたときの荷重を測定した。そして、この剥がれた荷重を全固着面積で除算して固着強度を求めている。
【００４１】
試験に用いたサンプルは、金属カップ１６１ｂと固着するヒータ部１６２の窪み部１６５の深さＤをそれぞれ異なるものを用いた。なお、試験では、固着力は支持線１６３の影響を受けないと思われるための、窪み部１６５の周面には支持線用の溝は形成されていない。
図８は、固着強度と、窪み部深さＤ／金属カップの高さｈとの関係を示している。なお、窪み部深さＤ／金属カップの高さｈが０の場合は、窪み部１６５を形成していない場合であって、従来品に対応する（窪み部深さＤ及び金属カップの高さｈは、図６を参照）。
【００４２】
固着強度は、金属カップ１６１ｂの高さｈは一定としているため、同図に示すように、窪み部深さＤが大きくなるに従って、固着強度が向上していることが分かる。この理由としては、窪み部１６５を形成することで、金属ペースト１７０の流動を防ぐことにより、金属カップ１６１ｂとヒータ部１６２との固着が確実になされたためと考えられる。
【００４３】
しかも、金属カップ１６１ｂを窪み部１６５に挿入して押圧しているので、押し出された余剰な金属ペースト１７０が金属カップ１６１ｂの外周側に流動し、このため、金属カップ１６１ｂとヒータ部１６２との固着面積が、従来の金属カップの下面だけが固着されていたのに対して、金属カップ１６１ｂの外周面も固着されることになり、固着面積が増加したものと考えられる。
【００４４】
以上のことから、上記の実施の形態では、金属カップ１６１ｂが窪み部１６５に０．２ｍｍ挿入されているが、例えば、図９に示すように、金属カップ１６１ｂ全体が埋まるように窪み部１６５Ａをヒータ部１６２Ａに形成しても良い。
このように、金属カップ１６１ｂ全体を窪み部１６５Ａに挿入しても、図８の試験結果で説明したように、固着強度は従来品に対して向上する。しかも、金属カップ１６１ｂがヒータ部１６２Ａに埋設、つまり金属カップ１６１ｂの外周がヒータ部１６２Ａに金属ペースト１７０を介して接触しているので、ヒータ部１６２Ａからの熱が金属カップ１６１ｂに広い範囲から伝わるので、ヒータ部１６２Ａの熱損失を抑えることができる。
【００４５】
＜第２の実施の形態＞
第１の実施の形態では、ヒータ部の窪み部に金属カップを挿入して、その金属カップにペレットを装着している。これに対し、第２の実施の形態では、ヒータ部の窪み部に直接ペレットを挿入して金属ペーストにより固着している。なお、本実施の形態では、電子放射部としてのカソード部はペレットからなる。
【００４６】
（１）構成について
図１０は、第２の実施の形態における陰極構体の斜視図であり、図１１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のヒータ部２６２には、第１の実施の形態と同様に、両図に示すように、その蛍光体スクリーン側の面に窪み部２６５が形成されている。この窪み部２６５の径は、１．２０ｍｍであり、深さは、０．３ｍｍで、ペレット２６１ａの厚さの約８割程度がこの窪み部２６５に挿入されるようになっている。
【００４７】
カソード部２６１は、第１の実施の形態と同じ構成のペレット２６１ａからなる。なお、第１の実施の形態では、ペレット１６１ａを内部に挿着する金属カップ１６１ｂがヒータ部１６２に固着されているが、本実施の形態では、金属カップ１６１ｂを使用せず、ペレット１６１ａが金属ペースト２７０を介してヒータ部２６２に直接固着されている。
【００４８】
第１の実施の形態では、金属カップ１６１ｂとヒータ部１６２との固着にはＭｏ−Ｍｎの金属ペースト１７０を使用したが、この金属ペースト１７０の焼成温度（１５００℃）までペレット１６１ａを加熱すると、ペレット１６１ａの電子放射物質（エミッタ）が蒸発してしまう。そこで、本実施の形態では、ヒータ部２６２とペレット１６１ａとの固着では、低温度で焼結可能な金属ペースト２７０、例えば、銀ろう材を利用している。なお、その焼成温度は、略１０００℃である。
【００４９】
この陰極構体２６０の組み立ては、第１の実施の形態と同様に、先ず、ヒータ部２６２の窪み部２６５にディスペンサーを用いて金属ペースト２７０を所定量滴下した後、支持線２６３用の金属線を交差状に配してペレット２６１ａを前記窪み部２６５内へと挿入する。そして、この組み合わされたペレット２６１ａとヒータ部２６２とを加熱して、金属ペースト２７０を焼結させて両者を固着する。
【００５０】
このようにヒータ部２６２とペレット２６１ａとを直接固着する構成にしても、第１の実施の形態で説明したように、金属ペースト２７０を確実且つ容易にヒータ部２６２の固着予定部分に供給でき、ヒータ部２６２とペレット２６１ａとを高い固着強度で固着できる。
（２）陰極構体の性能ついて
１．ヒータ部とカソード部（ペレット）との固着力について
ヒータ部２６２とペレット２６１ａとの固着力は、第１の実施の形態で説明したように、ヒータ部２６２に窪み部２６５を形成して、金属ペースト２７０の流出を防ぎ、さらに窪み部２６５の周面とペレット２６１ａの外周とが金属ペースト２７０により固着することで高い固着力が得られると考えられる。
【００５１】
特に、窪み部深さＤ／ペレットの厚みｔ（符号については図１１参照）と、ペレット２６１ａとヒータ部２６２との固着強度の関係は、第１の実施の形態における図８で説明したように、窪み部２６５が、深くなるに従って固着強度が高まる。この傾向は、ペレット２６１ａを窪み部２６５に金属ペースト２７０の焼成を利用して直接固着した場合も同様である。
【００５２】
２．ペレットの寿命について
第１の実施の形態では、加熱時にペレット１６１ａのエミッタがその周面から蒸発するのを防ぐために、ペレット１６１ａの電子放射面が金属カップ１６１ｂの端部から少し張り出すように、ペレット１６１ａを金属カップ１６１ｂ内に挿入固着している。第２の実施の形態のように、ペレット２６１ａの周面を覆う金属カップを使用しない場合は、ペレット２６１ａの周面からエミッタが蒸発してしまうので、ペレット１６１ａの寿命が短くなる惧れがある。ここで、ペレット１６１ａの寿命試験を行った結果について以下説明する。
【００５３】
寿命試験の内容は、窪み部２６５の深さＤが異なるヒータ部２６２にペレット２６１ａを固着してなる陰極構体２６０を用いて、３２インチのブラウン管で、カソードエミッション寿命を加速試験により評価した。この試験結果を、図１２に示す。なお、図１２では、その横軸を窪み部の深さＤを、ペレット２６１ａの厚みｔとの比で表している。なお、同図には、比較のために、ペレットを金属カップ内に挿着した陰極構体（第１の実施の形態及び従来の陰極構体）の寿命を「△」印でプロットし、また、金属カップを用いずにペレットが剥き出しの陰極構体の寿命を「□」印でプロットしている。
【００５４】
寿命は、同図に示すように、窪み部深さＤ／ペレットの厚みｔが大きくなるに従って長くなっており、窪み部の深さＤ／ペレットの厚みｔが０．８を越えると、ペレットを金属カップ内に挿着した陰極構体の寿命と略同等の特性が得られることが分かる。
従って、ペレット２６１ａをヒータ部２６２の窪み部２６５に直接固着する場合には、ペレット２６１ａの寿命を考えると、窪み部深さＤ／ペレットの厚みｔとの比を０．８以上とするのが好ましく、またこの窪み部２６５の深さＤでは、ペレット２６１ａとヒータ部２６２との固着強度においても問題ないと考えられる。
【００５５】
さらに、第１の実施の形態で使用した金属カップ１６１ｂを使用しないために、金属カップをヒータ部に固着する工程、金属カップの材料費等が不要となり、コスト的な効果も生じる。当然、本実施の形態においてもペレット２６１ａの底面だけでなく周面もヒータ部２６２の窪み部２６５の周面と接触することになり、ヒータ部２６２からペレット２６１ａへの熱伝導特性も向上するという効果が得られる。
【００５６】
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。
（１）規制壁について
第１の実施の形態では、ヒータ部に窪み部を形成してその周壁を規制壁としている。しかしながら、規制壁は、ヒータ部との固着予定部分に供給された金属ペーストの流出を規制するものであれば、他の構造であっても良い。
【００５７】
例えば、ヒータ部における金属カップの固着予定部分の外周側に凸部を形成して、その内側壁を規制壁としても良い。図１３は、ヒータ部の上面に金属カップの外周に沿って凸部を形成した変形例を示す陰極構体の斜視図であり、図１４は、変形例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３６０は、同図に示すように、ペレット３６１ａとこのペレット３６１ａを挿着する金属カップ３６１ｂとからなるカソード部３６１と、その金属カップ３６１ｂの底面と固着されてカソード部３６１を加熱するヒータ部３６２とを備える。
【００５８】
ヒータ部３６２は、金属カップ３６１ｂとの固着予定部分の外側に、金属カップ３６１ｂの外周に沿って形成された凸部３６５を連続して備えている。この凸部３６５は、支持線３６３が配される部分が切り欠かれている。ここで、ヒータ部３６２における金属カップ３６１ｂとの固着予定部分の外側とは、金属カップ３６１ｂの底面がヒータ部３６２に固着された場合に、固着された金属カップ３６１ｂの底面の外周側を指している。
【００５９】
この凸部３６５の高さＨ（図１４参照）は、金属カップ３６１ｂを固着する際に、上面の固着予定部分に滴下された金属ペースト３７０の流出を防ぐことができれば良い。但し、凸部３６５の高さＨは、第１の実施の形態における図８で説明したように、金属カップ３６１ｂの高さｈの半分以上あれば、金属カップ３６１ｂの高さｈまで凸部を形成した場合と略同等の固着力が得られると思われる。
【００６０】
なお、規制壁としての凸部は、正面視で金属カップの外周の全周に亘って連続的に形成されていても良く、逆に周方向に間隔を置いて断続的に形成されていても良い。さらには、正面視で、金属カップの外周の半周に亘って形成されていても良い。この場合は、ヒータ部の固着予定部分に滴下された金属ペーストが規制側に流動するように、ヒータ部を傾斜させてヒータ部と金属カップを固着すれば良い。
【００６１】
（２）窪み部の形状について
第１の実施の形態では、窪み部の正面視形状を金属カップの正面視形状に対応させて同じ形状とし、また、第２の実施の形態では、窪み部の形状をペレットの形状に対応させているが、窪み部の正面視形状は、金属カップあるいはペレットの正面視形状に合わせる必要はない。
【００６２】
例えば、金属カップあるいはペレットの正面視形状が円形状の場合、ペレットが金属カップ内に挿入可能な形状であれば良く、具体的な例としては、窪み部の正面視形状が三角形、四角形等の多角形でも良く、さらに楕円形状等であっても良い。但し、窪み部の内周面と、金属カップあるいはペレットの外周面とを固着させる場合には、金属カップあるいはペレットの正面視形状に合わせた方が好ましい。
【００６３】
（３）その他
上記の各実施の形態では、加熱部における固着予定部分がある面の大きさは、電子放射部の固着予定部分がある面より若干大きくなっているが、加熱部の前記面は、供給された金属ペーストが流下しない程度の大きさであっても良い。
さらに、各固着予定部分は、略平坦な面となっているが、凹凸があっても良いし、例えば、加熱部と電子放射部とを位置決めする位置決め凸部及び凹部が固着予定面の中心に形成されていても良い。
【００６４】
【発明の効果】
以上のように、本発明に係る陰極構体は、加熱により電子を放射する電子放射部と、金属ペーストを用いて前記電子放射部と固着され前記電子放射部を加熱する加熱部とを備える陰極構体であって、前記加熱部には、前記電子放射部との固着予定部分の外側に、前記金属ペーストの流出を規制する規制壁が設けられている。このため、金属ペーストを溶融焼結させても、規制壁によりその流動が規制されるので、加熱部と電子放射部との間に介在する金属ペーストが少なくなることがなくなり、両者を確実に固着できる。このため、加熱部と電子放射部との固着力が低下する惧れが少なくなる。
【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斜視図である。
【図６】図５における陰極構体の一部を変則的に切り欠いた側面図である。
【図７】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８】ヒータ部の窪み部の深さ／金属カップの高さと、ヒータ部と金属カップとの固着強度の関係を示す図である。
【図９】第１の実施の形態の変形例における陰極構体の斜視図である。
【図１０】本発明の第２の実施の形態における陰極構体の斜視図である。
【図１１】図１０における陰極構体の一部を変則的に切り欠いた側面図である。
【図１２】ヒータ部の窪み部の深さ／ペレット厚みと、ペレットの寿命との関係を示す図である。
【図１３】本発明の変形例における陰極構体の斜視図である。
【図１４】図１３における陰極構体の一部を変則的に切り欠いた側面図である。
【図１５】従来の陰極構体を示す斜視図である。
【図１６】従来の陰極構体の一部を変則的に切り欠いた側面図である。
【符号の説明】
１      電子銃
１６０、２６０、３６０    陰極構体
１６１、２６１、３６１    カソード部
１６１ａ、２６１ａ、３６１ａ  ペレット
１６１ｂ、３６１ｂ    金属カップ
１６２、２６２、３６２    ヒータ部
１６３、２６３、３６３    支持線
１６５、２６５        窪み部
１７０、２７０、３７０      金属ペースト
３６５      凸部
【図１】
2004227868.tif 000003
【図２】
2004227868.tif 000004
【図３】
2004227868.tif 000005
【図４】
2004227868.tif 000006
【図５】
2004227868.tif 000007
【図６】
2004227868.tif 000008
【図７】
2004227868.tif 000009
【図８】
2004227868.tif 000010
【図９】
2004227868.tif 000011
【図１０】
2004227868.tif 000012
【図１１】
2004227868.tif 000013
【図１２】
2004227868.tif 000014
【図１３】
2004227868.tif 000015
【図１４】
2004227868.tif 000016
【図１５】
2004227868.tif 000017
【図１６】
2004227868.tif 000018