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JPH10289645A - Cathode heater and cathode ray tube using the same - Google Patents

Cathode heater and cathode ray tube using the same

Info

Publication number
JPH10289645A
JPH10289645A JP9093929A JP9392997A JPH10289645A JP H10289645 A JPH10289645 A JP H10289645A JP 9093929 A JP9093929 A JP 9093929A JP 9392997 A JP9392997 A JP 9392997A JP H10289645 A JPH10289645 A JP H10289645A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
heater
cathode
dark layer
temperature
insulating film
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP9093929A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Toshiaki Narisawa
敏明 成澤
Noboru Baba
馬場  昇
Tomohide Shibata
倫秀 柴田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP9093929A priority Critical patent/JPH10289645A/en
Publication of JPH10289645A publication Critical patent/JPH10289645A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Electrodes For Cathode-Ray Tubes (AREA)
  • Solid Thermionic Cathode (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高い熱放散特性と優れた絶縁特性のダーク層
を備え、低消費電力で長寿命、且つ信頼性の高い陰極加
熱用ヒータを提供すること。 【解決手段】 ヒータコイルとなる金属線1に、絶縁膜
2とダーク層3が施こされヒータHを、先端部に含浸形
カソード部材5を有するスリーブ4内に有するカソード
において、ダーク層3を酸化ハフニウム又は炭化ケイ素
で構成したもの。 【効果】 ダーク層3に高い熱放射率が得られるので、
ヒータ温度を低下させることができ、この結果、低消費
電力化が図られ、ヒータ負荷が減少し、高信頼性で、長
寿命の陰極加熱用ヒータが得られる。
(57) [Problem] To provide a cathode heater having high heat dissipation characteristics and a dark layer having excellent insulation characteristics, low power consumption, long life, and high reliability. SOLUTION: An insulating film 2 and a dark layer 3 are applied to a metal wire 1 serving as a heater coil, and a heater H is provided in a sleeve 4 having an impregnated cathode member 5 at a tip portion. Those composed of hafnium oxide or silicon carbide. [Effect] Since a high thermal emissivity can be obtained in the dark layer 3,
The heater temperature can be reduced, and as a result, power consumption is reduced, the heater load is reduced, and a highly reliable and long-life cathode heater can be obtained.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、電子管の傍熱型陰
極に使用するヒータに係り、特にブラウン管の電子銃陰
極加熱用に好適なヒータに関する。
The present invention relates to a heater used for an indirectly heated cathode of an electron tube, and more particularly to a heater suitable for heating a cathode of an electron gun of a cathode ray tube.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般の電子管は熱陰極型が主流であり、
特に、ブラウン管などでは、傍熱型の陰極が用いられる
のが通例であり、このため、陰極加熱用のヒータが用い
られている。図1は、ブラウン管の電子銃に使用する陰
極の中で、含浸形カソードと呼ばれている陰極を示した
もので、まず、ヒータHとして、コイル状に巻いた金属
線1を用い、これに絶縁膜2を被覆し、この絶縁膜2の
外側にダーク層(輻射膜)3を設けたものが用意され、こ
れを、筒状の金属部材からなるスリーブ4の中に挿入す
るようになっている。
2. Description of the Related Art A general cathode ray tube is a hot cathode type.
In particular, in a cathode ray tube or the like, an indirectly heated cathode is usually used, and therefore, a heater for heating the cathode is used. FIG. 1 shows a cathode called an impregnated cathode among cathodes used for an electron gun of a cathode ray tube. First, a metal wire 1 wound in a coil shape is used as a heater H. An insulating film 2 is provided, and a dark layer (radiation film) 3 is provided on the outside of the insulating film 2. This is inserted into a sleeve 4 made of a cylindrical metal member. I have.

【0003】そして、この含浸形カソードでは、スリー
ブ4の頂部に含浸形カソード部材5が設けられていて、
ヒータHによりスリーブ4が加熱されることにより、こ
の含浸形カソード部材5を、例えば1000℃近い所定
の温度に保持し、必要な電子放射機能が得られるように
するのである。
In this impregnated cathode, an impregnated cathode member 5 is provided on the top of the sleeve 4.
By heating the sleeve 4 by the heater H, the impregnated cathode member 5 is maintained at a predetermined temperature, for example, close to 1000 ° C., so that a necessary electron emission function can be obtained.

【0004】ここで、このヒータHを構成する金属線1
は、例えばタングステン(W)やレニウム−タングステン
合金(Re−W)などの耐熱性を有する導電性材料の線材
が用いられ、これを図示のようにコイル状に成型した
後、水素雰囲気中で加熱し、表面を清浄化してから、そ
の表面にアルミナなどの絶縁膜2を形成し、更にこの絶
縁膜2の表面にダーク層3を形成することにより、ヒー
タHが作成される。
Here, the metal wire 1 constituting the heater H
For example, a wire made of a heat-resistant conductive material such as tungsten (W) or rhenium-tungsten alloy (Re-W) is used. After forming the wire into a coil as shown in the drawing, the wire is heated in a hydrogen atmosphere. Then, after cleaning the surface, an insulating film 2 such as alumina is formed on the surface, and a dark layer 3 is further formed on the surface of the insulating film 2 to complete the heater H.

【0005】ここで、ダーク層3は、絶縁膜2の表面の
色調を黒くして熱放射率を高め、ヒータから放散される
熱がスリーブ4やカソード部材5に効率良く伝達される
ようにする働きをするもので、例えばタングステンとア
ルミナが従来から用いられている。
Here, the dark layer 3 increases the thermal emissivity by blackening the color of the surface of the insulating film 2 so that the heat radiated from the heater is efficiently transmitted to the sleeve 4 and the cathode member 5. For example, tungsten and alumina are conventionally used.

【0006】そして、これらの絶縁膜2やダーク層3
は、形成すべき膜の使用環境や生産性に応じて、溶射、
蒸着、CVD(Chemical Vapor Deposition)、吹き付
け、浸漬塗布、電着(電気泳動法)など、各種の方法によ
り形成されているのが通例であった。
The insulating film 2 and the dark layer 3
Depends on the usage environment and productivity of the film to be formed,
It is usually formed by various methods such as vapor deposition, CVD (Chemical Vapor Deposition), spraying, dip coating, and electrodeposition (electrophoresis).

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術は、ダー
ク層による陰極加熱用ヒータの熱放散特性の向上につい
て充分な配慮がされているとはいえず、以下に説明する
ように、省エネルギー化と信頼性について問題があっ
た。ブラウン管など熱陰極を用いた電子管では、陰極加
熱用電力の低減が要望されており、このため、ヒータ自
体の小型化の促進と共に、効率良くカソードを加熱する
ことができる高熱効率のヒータが求められている。
In the above prior art, it cannot be said that sufficient consideration has been given to the improvement of the heat dissipation characteristics of the cathode heating heater by the dark layer. There was a problem with reliability. In electron tubes using a hot cathode such as a cathode ray tube, reduction of the power for heating the cathode is demanded. For this reason, a heater with high thermal efficiency capable of efficiently heating the cathode is required along with promotion of miniaturization of the heater itself. ing.

【0008】陰極でのヒータからの主な熱の流れは、絶
縁膜とダーク層には熱伝導で流れ、その後は、スリーブ
に真空中を熱輻射により伝達し、スリーブからは熱伝導
でカソード部材に伝達される。そこで、ヒータの加熱効
率を高めるためには、ダーク層からスリーブへの熱の伝
達が効率的に得られるようにする必要があり、この結
果、ダーク層の放射率を高めることが重要である。
[0008] The main heat flow from the heater at the cathode flows through the insulating film and the dark layer by heat conduction, and then is transmitted to the sleeve by heat radiation in a vacuum, and from the sleeve by heat conduction, the cathode member. Is transmitted to Therefore, in order to increase the heating efficiency of the heater, it is necessary to efficiently transfer heat from the dark layer to the sleeve. As a result, it is important to increase the emissivity of the dark layer.

【0009】従来技術でヒータに用いられているダーク
層の材料は、上記したように、タングステンとアルミナ
が一般的であるが、これは、ブラウン管用ヒータの使用
環境が高真空、高温度であるのに加え、ブラウン管内部
の汚染を避けるため、低蒸気圧を要求されるからで、こ
こで、ヒータ材料としてのタングステンと、絶縁膜材料
としてのアルミナを採用することにより、信頼性の点で
問題が無く、材料入手の容易なことなどの理由から選択
されているものである。
As described above, the material of the dark layer used for the heater in the prior art is generally tungsten and alumina. However, the use environment of the CRT heater is high vacuum and high temperature. In addition, low vapor pressure is required in order to avoid contamination inside the cathode ray tube. Here, the use of tungsten as the heater material and alumina as the insulating film material causes a problem in terms of reliability. Is selected because of lack of material and easy availability of materials.

【0010】なお、従来技術では、タングステンの粒子
をアルミナに混合して使用しているが、これは、タング
ステン粒子単独では絶縁膜のアルミナとの付着性が劣
り、ヒータ動作中に絶縁膜内部に拡散し、絶縁性の低下
要因となる虞れがあるためで、絶縁膜の構成材と同じア
ルミナとの混合物を使用することにより、付着性を高め
るためである。
In the prior art, tungsten particles are mixed with alumina for use. However, this is because tungsten particles alone have poor adhesion to the alumina of the insulating film, and the tungsten particles remain inside the insulating film during operation of the heater. This is because there is a possibility that they may be diffused and cause a decrease in insulating property. Therefore, by using the same mixture of alumina as the constituent material of the insulating film, the adhesion is improved.

【0011】このように、ダーク層に要求される材料物
性は、高融点、高放射率、そして低蒸気圧、更には高真
空、高温での安定性も具備しなければならない。また、
ダーク層は絶縁性であることが望ましい。そこで、上記
の従来技術以外にも、例えば特開平2−51821号公
報では、ジルコニウム(Zr)、ハフニウム(Hf)、チタン
(Ti)、ニオブ(Nb)の1種類以上を添加したダーク層に
ついて開示しており、特開昭58−176845号公報
では、タングステン、モリブデン(Mo)とアルミナを用
いたダーク層について開示しているが、いずれも高融点
の金属粒子を添加してダーク層の機能を高めているもの
である。
As described above, the material properties required for the dark layer must have a high melting point, a high emissivity, a low vapor pressure, and a stability at a high vacuum and a high temperature. Also,
The dark layer is desirably insulating. Therefore, in addition to the above-mentioned conventional techniques, for example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-51821, zirconium (Zr), hafnium (Hf), titanium
JP-A-58-176845 discloses a dark layer using tungsten, molybdenum (Mo) and alumina, and discloses a dark layer to which one or more kinds of (Ti) and niobium (Nb) are added. However, in each case, the function of the dark layer is enhanced by adding high melting point metal particles.

【0012】従って、省エネルギー化と信頼性の見地か
らすれば、ヒータのダーク層としては、絶縁性に優れ、
より一層高放射率の材料が望ましいが、しかし、タング
ステンなどの金属は導電性で、且つ、アルミナの放射率
は0.47程度に過ぎないので、結局、従来技術では、
省エネルギー化と信頼性の点に問題が残ってしまうので
ある。
Therefore, from the viewpoint of energy saving and reliability, the dark layer of the heater has excellent insulation properties,
Materials with even higher emissivity are desirable, but metals such as tungsten are electrically conductive and the emissivity of alumina is only about 0.47, so in the prior art,
Problems remain in terms of energy saving and reliability.

【0013】本発明の目的は、高い熱放散特性と優れた
絶縁特性のダーク層を備え、低消費電力で長寿命、且つ
信頼性の高い陰極加熱用ヒータを提供することにあり、
さらに、これにより、同じく低消費電力で長寿命、且つ
信頼性の高いブラウン管を提供することにある。
An object of the present invention is to provide a cathode heater having a high heat dissipation property and a dark layer having excellent insulation properties, low power consumption, a long life and a high reliability.
Another object of the present invention is to provide a cathode ray tube having low power consumption, long life and high reliability.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】上記目的は、陰極加熱用
ヒータのダーク層の材料として、酸化ハフニウムと炭化
ケイ素を用いることにより達成される。これは、ダーク
層に要求される物性を満足する高熱放射材料として、酸
化ハフニウムと炭化ケイ素が存在することを見い出した
結果によるものである。
The above objects can be attained by using hafnium oxide and silicon carbide as the material of the dark layer of the cathode heater. This is due to the finding that hafnium oxide and silicon carbide exist as high heat radiation materials satisfying the physical properties required for the dark layer.

【0015】このため、ヒータを模擬した試料を用い、
各試料の熱放射率を測定した。このときの試料は、厚さ
1mmのタングステン板に膜厚100〜150μmの絶
縁膜を設け、その表面にダーク層を膜厚10μmになる
ように形成したものである。このときの試料の膜構成
は、表1の通りである。
For this reason, using a sample simulating a heater,
The thermal emissivity of each sample was measured. In this case, the sample was such that a 1-mm-thick tungsten plate was provided with an insulating film having a thickness of 100 to 150 μm, and a dark layer was formed to a thickness of 10 μm on the surface thereof. Table 1 shows the film configuration of the sample at this time.

【0016】[0016]

【表1】 [Table 1]

【0017】次に、この試料を水素中1600℃で焼成
した。試料の中央部に熱電対を10mm間隔で2組取付
け、真空中で試料のタングステン板に通電して加熱し、
熱電対で温度を測定し、測定した結果により、放射率ε
を次の(1)式により求めた。 ε=VI/σA(T4−T0 4) …… ……(1) ただし、V : 熱電対間の電圧(V) I : 通電電流(A) A : 熱電対間の表面積(m2) T : 熱電対温度(K) σ : ステファン・ボルツマン定数 5.67-8(W/m24) T0: 真空容器内の温度(K)
Next, this sample was fired at 1600 ° C. in hydrogen. Two pairs of thermocouples were attached to the center of the sample at 10 mm intervals, and the sample was heated by energizing the tungsten plate in vacuum.
The temperature is measured with a thermocouple, and the emissivity ε
Was determined by the following equation (1). ε = VI / σA (T 4 -T 0 4) ...... ...... (1) However, V: voltage between the thermocouple (V) I: electric current (A) A: surface area between the thermocouple (m 2) T: thermocouple temperature (K) σ: Stefan-Boltzmann constant 5.67 -8 (W / m 2 K 4 ) T 0 : temperature in vacuum vessel (K)

【0018】測定結果は図2の通りで、ヒータ動作温度
1250℃のとき、ダーク層が酸化ハフニウムのときの
試料2と、炭化ケイ素のときの試料3の放射率εは、そ
れぞれ0.80、0.85となり、従来技術でのタングス
テンとアルミナの混合物のときの試料1の放射率0.4
6を大きく上回っていた。
The measurement results are as shown in FIG. 2. At the heater operating temperature of 1250 ° C., the emissivity ε of Sample 2 when the dark layer is hafnium oxide and Sample 3 when the dark layer is silicon carbide are 0.80, respectively. 0.85, and the emissivity of Sample 1 in the case of a mixture of tungsten and alumina in the prior art is 0.4.
6 was much higher.

【0019】従って、これらの材料、すなわち、酸化ハ
フニウムと、炭化ケイ素をダーク層に用いると、ヒータ
の熱が効率良くカソードやスリーブに伝わり、カソード
の温度を同等にした場合でのヒータの温度を下げること
ができ、この結果、消費電力の低減による省エネルギー
化と、動作温度の低減によるヒータ線や絶縁膜の信頼性
向上と長寿命化が達成できることが判る。
Therefore, when these materials, that is, hafnium oxide and silicon carbide are used for the dark layer, the heat of the heater is efficiently transmitted to the cathode and the sleeve, and the temperature of the heater when the temperature of the cathode is equalized is reduced. As a result, it is understood that energy saving can be achieved by reducing power consumption, and improvement in reliability and long life of heater wires and insulating films can be achieved by reducing operating temperature.

【0020】ここで、これら酸化ハフニウムと炭化ケイ
素の各々の材料を単独で使用してダーク層を形成しても
良く、絶縁膜との付着性を高めるため、この絶縁膜の構
成材料、例えばアルミナとの混合物として膜を形成して
も良い。しかし、混合物にした場合には、熱放射率が低
い材料と混合することになるので、酸化ハフニウム単独
の場合、又は炭化ケイ素単独の場合よりもヒータの熱効
率を高める効果は減少する。
The hafnium oxide and the silicon carbide may be used alone to form a dark layer. In order to enhance the adhesion to the insulating film, the constituent material of the insulating film, for example, alumina May be formed as a mixture with the above. However, when a mixture is used, the material is mixed with a material having a low thermal emissivity, so that the effect of increasing the thermal efficiency of the heater is reduced as compared with the case of using hafnium oxide alone or the case of using silicon carbide alone.

【0021】一方、このとき、ダーク層を構成する粉末
の粒径を細かくすることにより、有効表面積の増大が得
られ、更にヒータの熱放射効率を高めることができる。
次に、図示してないが、温度が1250℃のときの電気
抵抗は、酸化ハフニウムが7×103Ω・cmで、炭化
ケイ素は4×103Ω・cmであり、従って、これらの
材料は絶縁性も兼ね備えており、絶縁膜上に形成する高
放射材料として好適なことが判る。
On the other hand, at this time, by reducing the particle diameter of the powder constituting the dark layer, the effective surface area can be increased, and the heat radiation efficiency of the heater can be further increased.
Next, although not shown, the electrical resistance at a temperature of 1250 ° C. is 7 × 10 3 Ω · cm for hafnium oxide and 4 × 10 3 Ω · cm for silicon carbide. Also has an insulating property, which indicates that it is suitable as a high radiation material formed on an insulating film.

【0022】また、特に酸化ハフニウムは、絶縁膜をア
ルミナ、ヒータ線をタングステンとした場合、両者とほ
とんど反応せず、安定である点でも優れている。更に、
これら酸化ハフニウム又は炭化ケイ素によるダーク層
は、溶射、蒸着、CVD、吹き付け、浸漬塗布、電着な
どいずれの方法でも成膜が可能であり、成膜方法に限定
されない点でも有利である。
In particular, when the insulating film is made of alumina and the heater wire is made of tungsten, hafnium oxide is excellent in that it hardly reacts with both and is stable. Furthermore,
The dark layer of hafnium oxide or silicon carbide can be formed by any method such as thermal spraying, vapor deposition, CVD, spraying, dip coating, and electrodeposition, and is advantageous in that it is not limited to a film forming method.

【0023】[0023]

【発明の実施の形態】BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION

<実施例1>以下、本発明による陰極加熱用ヒータと、
それを用いたブラウン管について、詳細に説明する。本
実施例では、何れも図1に示した含浸形カソードに本発
明を適用した場合を例にして説明する。
<Example 1> Hereinafter, a cathode heating heater according to the present invention,
The cathode ray tube using the same will be described in detail. In this embodiment, the case where the present invention is applied to the impregnated cathode shown in FIG. 1 will be described as an example.

【0024】まず、直径30μmの3%Re−W線を直
径110μmのモリブデン金属芯線に巻き、ヒータコイ
ル(図1の金属線1に相当)とした。次に、電解質成分の
硝酸アルミニウム、硝酸マグネシウムをエタノール水溶
液に溶解し、これに無機物として純度99.9%以上の
平均粒径4μmのアルミナ粉末を20 vol %配合して
絶縁膜用分散液とした。また、同じく電解質成分の硝酸
アルミニウム、硝酸マグネシウムをエタノール水溶液に
溶解し、これにダーク材料として純度99%以上の平均
粒径0.6μmの酸化ハフニウム粉末を15 vol %配
合してダーク層用分散液とした。
First, a 3% Re-W wire having a diameter of 30 μm was wound around a molybdenum metal core wire having a diameter of 110 μm to form a heater coil (corresponding to metal wire 1 in FIG. 1). Next, aluminum nitrate and magnesium nitrate as electrolyte components were dissolved in an aqueous ethanol solution, and 20 vol% of alumina powder having an average particle diameter of 4 μm having a purity of 99.9% or more was blended as an inorganic substance to obtain a dispersion for an insulating film. . Similarly, aluminum nitrate and magnesium nitrate as electrolyte components are dissolved in an aqueous ethanol solution, and hafnium oxide powder having a purity of at least 99% and an average particle diameter of 0.6 μm is blended as a dark material in a volume of 15 vol% to form a dark layer dispersion. And

【0025】次に、図3に示す電着による成膜装置を用
い、30個のヒータコイルを吊り下げ保持して負極6と
し、アルミニウム板を正極7として電源8に接続した。
そして、まず、電着容器9には絶縁膜用分散液10を入
れ、これを電解液として電圧80Vで3秒間、電源8か
ら負極6と正極7に通電し、絶縁膜2を形成した。その
後、電着容器9内の電解液をダーク層用分散液に交換
し、今度は電源電圧30Vで4秒間通電し、ダーク層3
を形成した。
Next, using a film forming apparatus by electrodeposition shown in FIG. 3, 30 heater coils were suspended and held to form a negative electrode 6, and an aluminum plate was connected to a power source 8 as a positive electrode 7.
First, the insulating film dispersion 10 was placed in the electrodeposition container 9, and this was used as an electrolytic solution at a voltage of 80 V for 3 seconds from the power source 8 to the negative electrode 6 and the positive electrode 7 to form the insulating film 2. Thereafter, the electrolytic solution in the electrodeposition container 9 was replaced with a dispersion liquid for the dark layer.
Was formed.

【0026】次いで、これを1600℃の水素雰囲気中
で5分間焼成した。このとき、焼成後のダーク層3を含
む絶縁膜2全体の膜厚は110μmであった。焼成終了
後、モリブデン金属芯線を硝酸と硫酸との混合液により
溶解除去し、水洗い、乾燥して実施例1のヒータを作製
した。
Next, it was fired in a hydrogen atmosphere at 1600 ° C. for 5 minutes. At this time, the film thickness of the entire insulating film 2 including the dark layer 3 after firing was 110 μm. After completion of the firing, the molybdenum metal core wire was dissolved and removed with a mixed solution of nitric acid and sulfuric acid, washed with water, and dried to produce a heater of Example 1.

【0027】一方、実施例1と同様な工程で絶縁膜2を
形成した後、電解質成分の硝酸アルミニウム、硝酸マグ
ネシウムをエタノール水溶液に溶解し、ダーク材料とし
ては、純度99%以上の平均粒径1μmのタングステン
粉末を4 vol %と純度99.9%以上の平均粒径4μ
mのアルミナ粉末を20 vol %配合してダーク層用分
散液とし、これを用い、電源電圧30Vで3秒間通電し
ダーク層を形成した。その他の条件は同じにして比較例
1を作成した。
On the other hand, after the insulating film 2 was formed in the same process as in Example 1, the electrolyte components aluminum nitrate and magnesium nitrate were dissolved in an aqueous ethanol solution, and as a dark material, the average particle diameter was 1 μm having a purity of 99% or more. Tungsten powder of 4 vol% and an average particle size of 4μ with a purity of 99.9% or more
A dark layer was formed by blending 20 vol% of alumina powder of m with a dispersion liquid for a dark layer, and applying a current at a power supply voltage of 30 V for 3 seconds. Comparative Example 1 was made under the same other conditions.

【0028】そして、これら実施例1と比較例1のヒー
タを通電試験に供試し、両者のカソード温度を970℃
b(輝度温度)に調整した。このとき、ヒータの温度の制
御は、電圧を調整して行なった。このときの電圧とヒー
タ温度は、予め図4の関係にあることが確認されている
ので、実施例1ではヒータ温度が1200℃bで、比較
例1では1240℃bと推定できた。従って、この実施
例1によれば、970℃bの同一カソード温度を得るの
に、ヒータ温度は40℃、低くて済み、この結果、消費
電力が低減され、省エネルギー化を得ることができた。
Then, the heaters of Example 1 and Comparative Example 1 were subjected to an energization test, and the cathode temperatures of both heaters were set to 970 ° C.
Adjusted to b (brightness temperature). At this time, the temperature of the heater was controlled by adjusting the voltage. Since the voltage and the heater temperature at this time were confirmed to have the relationship shown in FIG. 4 in advance, it was estimated that the heater temperature was 1200 ° C. b in Example 1 and 1240 ° C. b in Comparative Example 1. Therefore, according to the first embodiment, in order to obtain the same cathode temperature of 970 ° C., the heater temperature had to be as low as 40 ° C., and as a result, power consumption was reduced and energy saving was achieved.

【0029】次に、ヒータに5分通電し3分休止する断
続通電試験によれば、ヒータ断続回数6万回時点でのヒ
ータ温度とヒータ断線不良率との関係は、予め図5のよ
うになることが確認されている。従って、この実施例1
によれば、ヒータ温度の低下が得られた結果、ヒータ断
線不良率を大きく減らすことができ、長寿命で高信頼性
のヒータを容易に得ることができることが判る。
Next, according to the intermittent energization test in which the heater is energized for 5 minutes and then stopped for 3 minutes, the relationship between the heater temperature and the heater disconnection failure rate at the time of 60,000 times of heater intermittent operation is as shown in FIG. Has been confirmed to be. Therefore, this embodiment 1
As a result, it can be seen that as a result of a decrease in the heater temperature, the rate of defective heater breakage can be greatly reduced, and a long-life, highly reliable heater can be easily obtained.

【0030】<実施例2>実施例1のダーク層形成を浸
漬塗布で行って実施例2とする。このとき、ダーク層用
分散液として、ニトロセルロースをメチルイソブチルケ
トンに溶解した液に、ダーク材料となる平均粒径0.6
μmで純度99%以上の酸化ハフニウム粉末を15 vol
%配合したものを用いた。
<Embodiment 2> The dark layer of the embodiment 1 is formed by dip coating to form an embodiment 2. At this time, as a dark layer dispersion, a solution in which nitrocellulose was dissolved in methyl isobutyl ketone was added to a dark material having an average particle diameter of 0.6.
15 vol. of hafnium oxide powder with a purity of 99% or more in μm
% Was used.

【0031】また、比較例2としては、比較例1のダー
ク層形成を浸漬塗布で行ったものとした。このとき、ダ
ーク層用分散液としては、ニトロセルロースをメチルイ
ソブチルケトンに溶解した液に、ダーク材料となる平均
粒径1μmで純度99%以上のタングステン粉末を2 v
ol %gと、平均粒径4μmで純度99%以上のアルミ
ナ粉末を14 vol %配合したものを用いた。
In Comparative Example 2, the dark layer of Comparative Example 1 was formed by dip coating. At this time, as a dark layer dispersion liquid, nitrocellulose was dissolved in methyl isobutyl ketone, and a tungsten powder having an average particle diameter of 1 μm and a purity of 99% or more, which is a dark material, was added in an amount of 2 v.
% alumina and 14 vol% of alumina powder having an average particle diameter of 4 μm and a purity of 99% or more were used.

【0032】そして、これら実施例2と比較例2を、通
電試験に供試したときのヒータ温度は、両者のカソード
温度を970℃b(輝度温度)に調整したとき、実施例2
では1190℃b、比較例2では1240℃bとなり、
従って、この実施例2によっても、40℃以上もヒータ
温度を低下させることができた。
The heater temperature when these Example 2 and Comparative Example 2 were subjected to an energization test was as follows. When the cathode temperature of both was adjusted to 970 ° C. b (luminance temperature).
Is 1190 ° Cb, and Comparative Example 2 is 1240 ° Cb,
Therefore, according to Example 2, the heater temperature could be lowered by 40 ° C. or more.

【0033】また、この結果を実施例1での結果と比較
してみれば明らかなように、実施例1はダーク層が電着
で形成し、実施例2では浸漬塗布法で形成しにもかかわ
らず、通電試験の結果、両者は同等のヒータ温度低減が
得られており、従って、本発明の効果は成膜方法に依存
しないことが判る。
As is clear from comparison of the result with the result in Example 1, in Example 1, the dark layer was formed by electrodeposition, and in Example 2, the dark layer was formed by the dip coating method. Regardless, as a result of the energization test, the two heater temperature reductions are equivalent to each other, and thus it is understood that the effect of the present invention does not depend on the film forming method.

【0034】<実施例3>実施例2のダーク層用分散液
におけるダーク材料を、炭化ケイ素(粒径2μm、純度
99%)にし、実施例1と同様な工程でヒータを作成
し、実施例3とした。そして、比較例1と共に通電試験
を行ない、両者のカソード温度を970℃b(輝度温度)
に調整した場合、ヒータの温度は、この実施例3では1
195℃b、比較例1では1240℃bとなり、従っ
て、この実施例3によれば、ヒータ温度を45℃も低下
させることができることが判った。
Example 3 The dark material in the dark layer dispersion of Example 2 was silicon carbide (particle diameter 2 μm, purity 99%), and a heater was prepared in the same process as in Example 1. It was set to 3. Then, an energization test was performed together with Comparative Example 1, and both cathode temperatures were set to 970 ° C. b (luminance temperature).
, The temperature of the heater is set to 1 in the third embodiment.
The temperature was 195 ° C.b, and the temperature in Comparative Example 1 was 1240 ° C. Therefore, according to Example 3, it was found that the heater temperature could be reduced by as much as 45 ° C.

【0035】<実施例4>実施例2のダーク層用分散液
の材料を、炭化ケイ素(粒径2μm、純度99%)7 vol
%とアルミナ(粒径純度4μm、純度99%以上)8 vo
l %に変えただけで、実施例1と同様な工程によりヒー
タを作成して実施例4とした。比較例1と共に通電試験
を行ない、両者のカソード温度を970℃b(輝度温度)
に調整した場合、ヒータの温度は、実施例4では122
0℃b、比較例1では1240℃bとなり、従って、こ
の実施例4によれば、ヒータ温度を20℃低下できるこ
とが判った。
Example 4 The material for the dispersion for the dark layer of Example 2 was changed to silicon carbide (particle size 2 μm, purity 99%) 7 vol.
% And alumina (particle size 4 μm, purity 99% or more) 8 vo
A heater was prepared in the same manner as in Example 1 except that the temperature was changed to l%. An energization test was performed together with Comparative Example 1, and both cathode temperatures were set to 970 ° C. b (luminance temperature).
, The temperature of the heater is 122 in the fourth embodiment.
The temperature was 0 ° C.b and the temperature in Comparative Example 1 was 1240 ° C. Therefore, according to Example 4, it was found that the heater temperature could be lowered by 20 ° C.

【0036】<実施例5>図6は、本発明の実施例5
で、本発明をブラウン管に適用した場合一例をしめした
断面図である。この図6において、ガラスバルブ13は
細い円筒状のネック部と膨らんだコーン部とで構成さ
れ、ネック部の内部には電子銃11が設けられ、コーン
部の底には蛍光体(電子銃照射により蛍光する物質)を塗
布した蛍光面12が設けられていて、高真空状態に封止
されている。
<Embodiment 5> FIG. 6 shows Embodiment 5 of the present invention.
FIG. 4 is a cross-sectional view showing an example in which the present invention is applied to a cathode ray tube. In FIG. 6, the glass bulb 13 has a thin cylindrical neck portion and a bulging cone portion. An electron gun 11 is provided inside the neck portion, and a phosphor (electron gun irradiation) is provided at the bottom of the cone portion. A fluorescent screen 12 coated with a substance that emits fluorescent light is provided and sealed in a high vacuum state.

【0037】電子銃11は、上記実施例1〜4の何れか
によるヒータHを備えた陰極14と、ウエーネルト電極
15、それに電子の加速と収束のための円筒電極16で
構成されていて、その後方には電線接続用のソケットピ
ン20が設けられている。
The electron gun 11 comprises a cathode 14 having a heater H according to any of the above-described embodiments 1 to 4, a Wehnelt electrode 15, and a cylindrical electrode 16 for accelerating and converging electrons. A socket pin 20 for electric wire connection is provided on one side.

【0038】また、ガラスバルブ13のネック部とコー
ン部の内面には導電膜19(蛍光面12を覆っているア
ルミニウム膜)が設けられ、外側には端子となるアノー
ドボタン18が設けられている。さらに、ガラスバルブ
13のネック部には、偏向ヨーク17が取付けられる。
Further, a conductive film 19 (an aluminum film covering the fluorescent screen 12) is provided on the inner surfaces of the neck portion and the cone portion of the glass bulb 13, and an anode button 18 serving as a terminal is provided on the outer side. . Further, a deflection yoke 17 is attached to the neck of the glass bulb 13.

【0039】従って、この実施例5のブラウン管によれ
ば、実施例1〜実施例4の何れかによるヒータHが用い
られているので、ヒータ温度が低くてすみ、この結果、
省エネルギー化と、信頼性の向上を充分に得ることがで
きる。
Therefore, according to the cathode ray tube of the fifth embodiment, since the heater H according to any one of the first to fourth embodiments is used, the heater temperature can be lowered, and as a result,
Energy saving and improvement in reliability can be sufficiently obtained.

【0040】[0040]

【発明の効果】本発明によれば、酸化ハフニウム又は炭
化ケイ素をダーク層に用いたことにより、ヒータの熱を
効率良くカソードやスリーブに伝えることができるの
で、カソードの温度を同等にした場合でのヒータの温度
を下げることができ、この結果、消費電力の低減による
省エネルギー化と、動作温度の低減によるヒータ線や絶
縁膜の信頼性向上と長寿命化を確実に得ることができ
る。
According to the present invention, by using hafnium oxide or silicon carbide for the dark layer, the heat of the heater can be efficiently transmitted to the cathode or the sleeve. As a result, the temperature of the heater can be lowered, and as a result, energy saving by reducing the power consumption, and the improvement of the reliability and the long life of the heater wire or the insulating film by the reduction of the operating temperature can be reliably obtained.

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

【図1】本発明が適用対象としているヒータの一例を示
す説明図である。
FIG. 1 is an explanatory diagram showing an example of a heater to which the present invention is applied.

【図2】放射率の温度依存性を説明するための特性図で
ある。
FIG. 2 is a characteristic diagram for explaining temperature dependency of emissivity.

【図3】電着による膜形成装置の一例を示す説明図であ
る。
FIG. 3 is an explanatory view showing an example of a film forming apparatus by electrodeposition.

【図4】ヒータ電圧とヒータ温度の関係を示す特性図で
ある。
FIG. 4 is a characteristic diagram showing a relationship between a heater voltage and a heater temperature.

【図5】ヒータ温度とヒータ断線不良率の関係を示す特
性図である。
FIG. 5 is a characteristic diagram showing a relationship between a heater temperature and a heater disconnection defect rate.

【図6】本発明が適用対象としているブラウン管の一例
を示す断面図である。
FIG. 6 is a sectional view showing an example of a cathode ray tube to which the present invention is applied.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

H ヒータ 1 金属線 2 絶縁膜 3 ダーク層 4 スリーブ 5 含浸形カソード部材 6 負極 7 正極 8 電源 9 電着容器 10 分散液 11 電子銃 12 蛍光面 13 ガラスバルブ 14 陰極 15 ウエーネルト電極 16 円筒電極 17 偏向ヨーク 18 アノードボタン 19 導電膜 20 ソケットピン H Heater 1 Metal wire 2 Insulating film 3 Dark layer 4 Sleeve 5 Impregnated cathode member 6 Negative electrode 7 Positive electrode 8 Power supply 9 Electrodeposition container 10 Dispersion liquid 11 Electron gun 12 Phosphor screen 13 Glass bulb 14 Cathode 15 Wehnelt electrode 16 Cylindrical electrode 17 Deflection Yoke 18 Anode button 19 Conductive film 20 Socket pin

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 通電発熱用の金属線の表面に絶縁膜とダ
ーク層を有する陰極加熱用ヒータにおいて、 前記ダーク層が、酸化ハフニウム又は炭化ケイ素の少な
くとも一方を含む層で構成されていることを特徴とする
陰極加熱用ヒータ。
1. A cathode heater having an insulating film and a dark layer on a surface of a metal wire for current generation and heating, wherein the dark layer is formed of a layer containing at least one of hafnium oxide and silicon carbide. Characteristic heater for cathode heating.
【請求項2】 通電発熱用の金属線の表面に絶縁膜とダ
ーク層を備え、該ダーク層が、酸化ハフニウム又は炭化
ケイ素の少なくとも一方を含む層で構成された陰極加熱
用ヒータを電子銃のカソードに備えたことを特徴とする
ブラウン管。
2. A cathode heater comprising an insulating film and a dark layer on the surface of a metal wire for current generation and heating, wherein the dark layer is formed of a layer containing at least one of hafnium oxide and silicon carbide. A cathode ray tube provided on a cathode.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP1117116A2 (en) * 2000-01-11 2001-07-18 Hitachi, Ltd. Cathode ray tube having an improved indirectly heated cathode structure
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