JP2001006521A - Cathode body structure and color picture tube - Google Patents

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an oxide cathode with a new structure having almost no reduction of electron emission within the used period of a color picture tube even if it has high current density exceeding 1 ampere/square cm, although it has an activation time and an operating temperature equivalent to those in a conventional oxide cathode, and a color picture tube loaded with it. SOLUTION: This cathode body structure is equipped with cathode pellets 11 formed by uniformly mixing nickel powder, scandium oxide powder and emission agent powder and integrally sintering the mixture in hot isotropic pressure process, and a member of an alloy blended with at least one kind of metal selected from chromium, tantalum, molybdenum, zirconium, tungsten and cobalt and having nickel as a main ingredient is disposed in a part of the supporting member 12 of the cathode pellets 11 being in direct contact with the cathode pellets 11.

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】本発明はカラーブラウン管に
関し、特に、高電流で長寿命のカソード構体とそれを搭
載したカラーブラウン管に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a color cathode ray tube, and more particularly, to a cathode assembly having a high current and a long life and a color cathode ray tube having the cathode assembly.

【０００２】[0002]

【従来の技術】現在カラーブラウン管の大半はいわゆる
酸化物カソードを搭載している。公知の通り酸化物カソ
ードは、ニッケルを主成分とし、微量のシリコン、マグ
ネシウムなどの還元剤を含むカソード基体の表面に、バ
リウムを含むアルカリ土類金属酸化物の多孔質膜を厚さ
５０〜１００μｍ程度被覆したものである。酸化物カソ
ードは活性化が容易で、動作温度が８００℃程度と低
く、その上安価なため広く賞用されてきた。2. Description of the Related Art At present, most color cathode ray tubes are equipped with a so-called oxide cathode. As is well known, an oxide cathode is composed of a porous film of an alkaline earth metal oxide containing barium on a surface of a cathode substrate containing nickel as a main component and containing a small amount of a reducing agent such as silicon or magnesium, having a thickness of 50 to 100 μm. It is coated to a certain degree. Oxide cathodes have been widely used because they are easy to activate, have a low operating temperature of about 800 ° C., and are inexpensive.

【０００３】酸化物カソードのほとんど唯一の欠点は、
電流密度が約１アンペア／平方ｃｍを越える高い状態で
使用すると通常数万時間の寿命が数千時間以下に短くな
ることであるが、かつてカラーブラウン管が小型で必要
な電流密度が低い時代には問題にならなかった。しかし
テレビ用、ディスプレイ用のカラーブラウン管が大型化
し、実際に１アンペア／平方ｃｍを越える高い電流密度
で使用されるようになってからは上記の欠点が顕著にな
ったため酸化物カソードの改良がされるようになった。[0003] Almost only disadvantage of oxide cathodes is that
When used at high current densities exceeding about 1 amp / cm 2, the service life of tens of thousands of hours is usually shortened to less than several thousand hours. Did not matter. However, since the color cathode ray tubes for televisions and displays have become larger and actually used at a high current density exceeding 1 amp / cm 2, the above-mentioned drawbacks have become remarkable, so that the oxide cathode has been improved. It became so.

【０００４】その一例は特公昭６４−５４１７号公報に
開示されている、バリウムを含むアルカリ土類金属酸化
物に酸化スカンジウムなどの希土類金属酸化物を混合し
た多孔質膜からなる酸化物カソードである。この改良に
より従来の酸化物カソードに比べれば高い電流密度でも
ある程度の寿命が得られるようになったが、未だ実用に
は不十分であった。そのため更に特開平９−１０６７５
０号公報に開示されたように、カソード基体と、バリウ
ムを含むアルカリ土類金属酸化物に酸化スカンジウムな
どの希土類金属酸化物を混合した多孔質膜との間に、タ
ングステンなどの金属層をはさんだ酸化物カソードが開
発された。この改良型酸化物カソードにおいてもまだ実
用には不十分と考えられる。しかしこれらの改良型酸化
物カソードは動作温度が従来の酸化物カソードと同等で
あるという長所を有する。One example is an oxide cathode comprising a porous film in which a rare earth metal oxide such as scandium oxide is mixed with a barium-containing alkaline earth metal oxide disclosed in Japanese Patent Publication No. Sho. . Although this improvement enables a certain life to be obtained even at a high current density as compared with the conventional oxide cathode, it has not been sufficient for practical use yet. Therefore, Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-10675
As disclosed in Japanese Patent Publication No. 0, a metal layer such as tungsten is formed between a cathode substrate and a porous film obtained by mixing a rare earth metal oxide such as scandium oxide with an alkaline earth metal oxide containing barium. Sanda oxide cathode was developed. It is considered that this improved oxide cathode is still insufficient for practical use. However, these improved oxide cathodes have the advantage that operating temperatures are comparable to conventional oxide cathodes.

【０００５】一方酸化物カソードの改良品ではなく、マ
イクロ波管などで大電流・長寿命が確立されている含浸
カソードをカラーブラウン管に搭載することもおこなわ
れている。含浸カソードは高い電流密度でも電子放射が
ほとんど低下しないので寿命に関しては全く問題ない
が、活性化に時間がかかり、動作温度が高く、高価であ
るという、酸化物カソードには無い大きなデメリットを
有する。活性化に時間がかかることからはカラーブラウ
ン管のエージングラインを従来より長くする必要が生じ
る。動作温度が高いことからはヒーターの改良、カソー
ド構体材料の変更、電子銃の耐熱性向上などの必要が生
じる。これらはいずれも実務上相当困難な問題である。On the other hand, an impregnated cathode having a large current and a long life established by a microwave tube or the like, instead of an improved oxide cathode, has also been mounted on a color cathode ray tube. The impregnated cathode has no problem in terms of lifetime because electron emission hardly decreases even at a high current density, but has significant disadvantages not found in oxide cathodes, such as long activation time, high operating temperature, and high cost. Since the activation takes time, it is necessary to make the aging line of the color CRT longer than before. Since the operating temperature is high, it is necessary to improve the heater, change the material of the cathode assembly, and improve the heat resistance of the electron gun. These are all practically difficult issues.

【０００６】[0006]

【発明が解決しようとする課題】上述したようにカラー
ブラウン管に高い電流密度が必要となったことに対し
て、第１に酸化物カソードを改良する方向で、第２に含
浸カソードを流用する方向で対応がおこなわれている。
しかし酸化物カソードの改良はいまだ性能が十分ではな
く、含浸カソードは活性化時間、動作温度、価格の問題
があり、どちらも従来の酸化物カソードに完全には代替
しかねている。As described above, the need for high current densities in color cathode-ray tubes has resulted in the following: first, to improve the oxide cathode, and second, to divert the impregnated cathode. The response is being made.
However, improvements in oxide cathodes have not yet performed well, and impregnated cathodes have activation time, operating temperature, and price issues, and neither can be a complete replacement for conventional oxide cathodes.

【０００７】発明者は酸化物カソードの電子放射が高い
電流密度での動作で低下するメカニズムを鋭意研究し、
酸化物カソードの大きな長所である、短時間の活性化と
低い動作温度を維持したまま１アンペア／平方ｃｍを越
える高い電流密度でも少なくともカラーブラウン管の使
用期間内は電子放射がほとんど低下しない新しい構造の
酸化物カソードを開発することに成功した。The inventor has studied diligently the mechanism by which the electron emission of the oxide cathode is reduced by operation at a high current density.
A major advantage of oxide cathodes is that a new structure with little reduction in electron emission, at least during the life of a color cathode ray tube, at high current densities exceeding 1 amp / cm 2 while maintaining short activation and low operating temperatures. The oxide cathode was successfully developed.

【０００８】すなわち本発明の目的は、従来の酸化物カ
ソードと同等の活性化時間、動作温度（約８００℃）で
ありながら、１アンペア／平方ｃｍを越える高い電流密
度でもカラーブラウン管の使用期間内は電子放射がほと
んど低下しない新しい構造の酸化物カソードとそれを搭
載したカラーブラウン管を提供することである。That is, an object of the present invention is to provide a color cathode ray tube which has an activation time and an operating temperature (about 800 ° C.) equivalent to that of a conventional oxide cathode, and has a high current density exceeding 1 amp / cm 2 within a service period of a color cathode ray tube. The object of the present invention is to provide an oxide cathode having a new structure in which electron emission is hardly reduced and a color cathode ray tube equipped with the same.

【０００９】[0009]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のカソード構体はニッケル粉末と酸化スカン
ジウム粉末と電子放射剤粉末とが一様に混合され熱間等
方加圧処理により焼結一体化されたカソードペレットを
具備し、前記カソードペレットの支持体の、カソードペ
レットに直接接する部分に、クロム、タンタル、モリブ
デン、ジルコニウム、タングステン、コバルトから選ば
れた少なくとも一種の金属を配合したニッケルを主とす
る合金からなる部材を配する。In order to achieve the above object, a cathode structure according to the present invention comprises a nickel powder, a scandium oxide powder and an electron emitting powder which are uniformly mixed and fired by hot isostatic pressing. A cathode pellet that is integrally bonded, and a portion of the support of the cathode pellet, which is in direct contact with the cathode pellet, containing at least one metal selected from chromium, tantalum, molybdenum, zirconium, tungsten, and cobalt. A member made of an alloy mainly composed of

【００１０】すなわち請求項１記載の第１の発明は、ニ
ッケル粉末と酸化スカンジウム粉末と電子放射剤粉末と
が一様に混合され熱間等方加圧処理により焼結一体化さ
れた焼結材から所望の寸法に加工されてなるカソードペ
レットを具備し、前記カソードペレットの支持体の、前
記カソードペレットに直接接する部分の少なくとも一部
に、ニッケルを主とし、クロム、タンタル、モリブデ
ン、ジルコニウム、タングステン、コバルトから選ばれ
た少なくとも一種の金属を配合した合金からなる部材を
配したことを特徴とするカソード構体である。That is, a first invention according to claim 1 is a sintered material in which nickel powder, scandium oxide powder, and electron emitting powder are uniformly mixed and sintered and integrated by hot isostatic pressing. From the cathode pellets processed to the desired dimensions, the support of the cathode pellets, at least part of the portion directly in contact with the cathode pellets, mainly nickel, chromium, tantalum, molybdenum, zirconium, tungsten And a member comprising an alloy containing at least one metal selected from cobalt.

【００１１】また請求項２記載の第２の発明は、前記電
子放射剤粉末の、前記ニッケル粉末に対する重量比が４
０％以上９６％以下であることを特徴とするカソード構
体である。According to a second aspect of the present invention, the electron emitting agent powder has a weight ratio of 4 to the nickel powder.
A cathode structure characterized by being at least 0% and at most 96%.

【００１２】また請求項３記載の第３の発明は、前記酸
化スカンジウム粉末の、前記電子放射剤粉末と前記ニッ
ケル粉末の和に対する重量比が１％以上７％以下である
ことを特徴とするカソード構体である。According to a third aspect of the present invention, there is provided a cathode wherein the weight ratio of the scandium oxide powder to the sum of the electron emitting agent powder and the nickel powder is 1% or more and 7% or less. It is a structure.

【００１３】また請求項４記載の第４の発明は、前記ニ
ッケル粉末の平均粒径が０．８μｍ以上９μｍ以下であ
ることを特徴とするカソード構体である。According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a cathode structure, wherein the nickel powder has an average particle diameter of 0.8 μm or more and 9 μm or less.

【００１４】また請求項５記載の第５の発明は、前記ニ
ッケル粉末が、ニッケルカルボニルをカルボニル法（別
名、熱分解法）により分解して作製されたことを特徴と
するカソード構体である。According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a cathode assembly, wherein the nickel powder is produced by decomposing nickel carbonyl by a carbonyl method (also called a pyrolysis method).

【００１５】また請求項６記載の第６の発明は、前記ク
ロム、タンタル、モリブデン、ジルコニウム、タングス
テン、コバルトから選ばれた少なくとも一種の金属の、
前記ニッケルに対する重量比が１％以上３３％以下であ
ることを特徴とするカソード構体である。According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a fuel cell system comprising at least one metal selected from the group consisting of chromium, tantalum, molybdenum, zirconium, tungsten, and cobalt.
A cathode structure wherein the weight ratio to nickel is 1% or more and 33% or less.

【００１６】また請求項７記載の第７の発明は、前記ク
ロム、タンタル、モリブデン、ジルコニウム、タングス
テン、コバルトから選ばれた少なくとも一種の金属がク
ロムであり、前記クロムの前記ニッケルに対する重量比
が１９％以上３０％以下であることを特徴とするカソー
ド構体である。According to a seventh aspect of the present invention, at least one metal selected from the group consisting of chromium, tantalum, molybdenum, zirconium, tungsten and cobalt is chromium, and the weight ratio of chromium to nickel is 19%. % Or less and 30% or less.

【００１７】また請求項８記載の第８の発明は、前記カ
ソードペレットの電子放射面に、厚さ２０μｍ以上１５
０μｍ以下の電子放射剤被膜が、カソード分解工程にお
いて形成されたことを特徴とするカソード構体である。According to an eighth aspect of the present invention, the cathode pellet has an electron emission surface with a thickness of 20 μm to 15 μm.
A cathode structure wherein an electron emitting agent coating having a thickness of 0 μm or less is formed in a cathode decomposition step.

【００１８】また請求項９記載の第９の発明は、前記電
子放射剤が、バリウム・ストロンチウム・カルシウムの
共沈炭酸塩粉末であることを特徴とするカソード構体で
ある。According to a ninth aspect of the present invention, there is provided the cathode assembly, wherein the electron emitting agent is a barium / strontium / calcium coprecipitated carbonate powder.

【００１９】また請求項１０記載の第１０の発明は、前
記バリウム・ストロンチウム・カルシウムの共沈炭酸塩
の成分モル比がバリウム：ストロンチウム：カルシウム
＝（４５以上６５以下）：（３０以上５０以下）：（２
以上１５以下）であることを特徴とするカソード構体で
ある。According to a tenth aspect of the present invention, the coprecipitated carbonate of barium / strontium / calcium has a component molar ratio of barium: strontium: calcium = (45 to 65) :( 30 to 50) : (2
15 or less).

【００２０】また請求項１１記載の第１１の発明は、前
記バリウム・ストロンチウム・カルシウムの共沈炭酸塩
粉末の平均粒径が０．９μｍ以上７μｍ以下であること
を特徴とするカソード構体である。An eleventh aspect of the present invention is the cathode structure, wherein the average particle diameter of the barium / strontium / calcium coprecipitated carbonate powder is 0.9 μm or more and 7 μm or less.

【００２１】また請求項１２記載の第１２の発明は、前
記電子放射剤被膜がバリウム・ストロンチウム・カルシ
ウムの酸化物からなることを特徴とするカソード構体で
ある。According to a twelfth aspect of the present invention, there is provided the cathode structure, wherein the electron emission material coating is made of an oxide of barium, strontium, and calcium.

【００２２】また請求項１３記載の第１３の発明は、前
記バリウム・ストロンチウム・カルシウムの酸化物の成
分モル比がバリウム：ストロンチウム：カルシウム＝
（４５以上６５以下）：（３０以上５０以下）：（２以
上１５以下）であることを特徴とするカソード構体であ
る。According to a thirteenth aspect of the present invention, the molar ratio of the barium-strontium-calcium oxide is barium: strontium: calcium =
(45 or more and 65 or less): (30 or more and 50 or less): (2 or more and 15 or less).

【００２３】また請求項１４記載の第１４の発明は、前
記焼結材の密度が理論密度の８２％以上であることを特
徴とするカソード構体である。According to a fourteenth aspect of the present invention, there is provided a cathode structure wherein the density of the sintered material is at least 82% of the theoretical density.

【００２４】また請求項１５記載の第１５の発明は、前
記焼結材の熱膨張係数（線膨張係数）が、３０℃以上８
００℃以下の範囲で、１２×（１０のマイナス６乗）／
Ｋ以上かつ２０×（１０のマイナス６乗）／Ｋ以下であ
ることを特徴とするカソード構体である。According to a fifteenth aspect of the present invention, the sintered material has a thermal expansion coefficient (linear expansion coefficient) of 30 ° C. or more and 8 ° C. or more.
12 × (10 minus the sixth power) within the range of 00 ° C. or less /
A cathode structure characterized by being not less than K and not more than 20 × (10 −6) / K.

【００２５】また請求項１６記載の第１６の発明は、前
記カソードペレットの電子放射面の表面粗さ（Ｒｍａ
ｘ）が３μｍ以下であることを特徴とするカソード構体
である。According to a sixteenth aspect of the present invention, the cathode pellet has an electron emission surface having a surface roughness (Rma).
x) is 3 μm or less.

【００２６】また請求項１７記載の第１７の発明は、前
記電子放射剤粉末の、前記ニッケル粉末に対する重量比
が４０％以上９６％以下であり、前記酸化スカンジウム
粉末の、前記電子放射剤粉末と前記ニッケル粉末の和に
対する重量比が１％以上７％以下であり、前記ニッケル
粉末の平均粒径が０．８μｍ以上９μｍ以下であり、前
記ニッケル粉末が、ニッケルカルボニルをカルボニル法
（別名、熱分解法）により分解して作製され、前記クロ
ム、タンタル、モリブデン、ジルコニウム、タングステ
ン、コバルトから選ばれた少なくとも一種の金属がクロ
ムであり、前記クロムの前記ニッケルに対する重量比が
１９％以上３０％以下であり、前記電子放射剤粉末が、
バリウム・ストロンチウム・カルシウムの共沈炭酸塩粉
末であり、前記バリウム・ストロンチウム・カルシウム
の共沈炭酸塩の成分モル比がバリウム：ストロンチウ
ム：カルシウム＝（４５以上６５以下）：（３０以上５
０以下）：（２以上１５以下）であり、前記カソードペ
レットの電子放射面の表面粗さ（Ｒｍａｘ）が３μｍ以
下であることを特徴とするカソード構体である。According to a seventeenth aspect of the present invention, the weight ratio of the electron-emitting agent powder to the nickel powder is 40% or more and 96% or less, and the scandium oxide powder and the electron-emitting agent powder are mixed. The weight ratio to the sum of the nickel powder is 1% or more and 7% or less, the average particle diameter of the nickel powder is 0.8 μm or more and 9 μm or less, and the nickel powder is obtained by subjecting nickel carbonyl to a carbonyl method (also called thermal decomposition). At least one metal selected from the group consisting of chromium, tantalum, molybdenum, zirconium, tungsten, and cobalt is chromium, and the weight ratio of the chromium to the nickel is 19% or more and 30% or less. Yes, the electron emitting agent powder,
It is a barium / strontium / calcium coprecipitated carbonate powder, wherein the barium / strontium / calcium coprecipitated carbonate has a component molar ratio of barium: strontium: calcium = (45 to 65) :( 30 to 5)
0 or less): (2 or more and 15 or less), and the surface roughness (Rmax) of the electron emission surface of the cathode pellet is 3 μm or less.

【００２７】また請求項１８記載の第１８の発明は、前
記電子放射剤粉末の、前記ニッケル粉末に対する重量比
が４０％以上９６％以下であり、前記酸化スカンジウム
粉末の、前記電子放射剤粉末と前記ニッケル粉末の和に
対する重量比が１％以上７％以下であり、前記ニッケル
粉末の平均粒径が０．８μｍ以上９μｍ以下であり、前
記ニッケル粉末が、ニッケルカルボニルをカルボニル法
（別名、熱分解法）により分解して作製され、前記クロ
ム、タンタル、モリブデン、ジルコニウム、タングステ
ン、コバルトから選ばれた少なくとも一種の金属がクロ
ムであり、前記クロムの前記ニッケルに対する重量比が
１９％以上３０％以下であり、前記電子放射剤粉末が、
バリウム・ストロンチウム・カルシウムの共沈炭酸塩粉
末であり、前記バリウム・ストロンチウム・カルシウム
の共沈炭酸塩の成分モル比がバリウム：ストロンチウ
ム：カルシウム＝（４５以上６５以下）：（３０以上５
０以下）：（２以上１５以下）であり、前記バリウム・
ストロンチウム・カルシウムの共沈炭酸塩粉末の平均粒
径が０．９μｍ以上７μｍ以下であり、前記焼結材の密
度が理論密度の８２％以上であり、前記焼結材の熱膨張
係数（線膨張係数）が、３０℃以上８００℃以下の範囲
で、１２×（１０のマイナス６乗）／Ｋ以上かつ２０×
（１０のマイナス６乗）／Ｋ以下であることを特徴とす
るカソード構体である。[0027] According to an eighteenth aspect of the present invention, the weight ratio of the electron emitting agent powder to the nickel powder is 40% or more and 96% or less, and the scandium oxide powder and the electron emitting agent powder are mixed with each other. The weight ratio to the sum of the nickel powder is 1% or more and 7% or less, the average particle diameter of the nickel powder is 0.8 μm or more and 9 μm or less, and the nickel powder is obtained by subjecting nickel carbonyl to a carbonyl method (also called thermal decomposition). At least one metal selected from the group consisting of chromium, tantalum, molybdenum, zirconium, tungsten, and cobalt is chromium, and the weight ratio of the chromium to the nickel is 19% or more and 30% or less. Yes, the electron emitting agent powder,
It is a barium / strontium / calcium coprecipitated carbonate powder, wherein the barium / strontium / calcium coprecipitated carbonate has a component molar ratio of barium: strontium: calcium = (45 to 65) :( 30 to 5)
0 or less): (2 to 15)
The average particle size of the coprecipitated carbonate powder of strontium / calcium is 0.9 μm or more and 7 μm or less, the density of the sintered material is 82% or more of the theoretical density, and the coefficient of thermal expansion (linear expansion) of the sintered material is Coefficient) is 12 × (minus-6) / K and 20 ×
(10 minus the sixth power) / K or less.

【００２８】そして請求項１９記載の第１９の発明は、
前記カソード構体を搭載したことを特徴とするカラーブ
ラウン管である。According to a nineteenth aspect of the present invention,
A color cathode ray tube having the cathode structure mounted thereon.

【００２９】[0029]

【作用効果】図７に従来の酸化物カソード構体７０の断
面図を示す。図において、７１はニッケルを主成分と
し、微量のシリコン、マグネシウムなどの還元剤を含む
キャップ形状のカソード基体、７２はカソード基体７１
の電子放射面に被覆された厚さ５０〜１００μｍ程度
の、バリウムを含むアルカリ土類金属酸化物の多孔質
膜、７３はカソードスリーブ、７４はヒーター、７５は
カソード基体７１とバリウムを含むアルカリ土類金属酸
化物の多孔質膜７２との界面である。FIG. 7 is a sectional view of a conventional oxide cathode structure 70. As shown in FIG. In the figure, reference numeral 71 denotes a cap-shaped cathode base mainly containing nickel and a trace amount of a reducing agent such as silicon or magnesium;
A porous film of an alkaline earth metal oxide containing barium having a thickness of about 50 to 100 μm, which is coated on the electron emission surface of the cathode, 73 is a cathode sleeve, 74 is a heater, 75 is a cathode substrate 71 and an alkaline earth containing barium. This is the interface with the porous film 72 of a metal oxide.

【００３０】従来の酸化物カソードの電子放射が高い電
流密度での動作で低下するメカニズムは次のように考え
られる。ヒーター７４により約８００℃にカソード基体
７１が熱せられると、カソード基体７１に含まれる還元
剤であるシリコン、マグネシウムは熱拡散し、カソード
基体７１とバリウムを含むアルカリ土類金属酸化物の多
孔質膜７２との界面７５にて次式、の反応をする。The mechanism by which the electron emission of the conventional oxide cathode is reduced by operation at a high current density is considered as follows. When the cathode substrate 71 is heated to about 800 ° C. by the heater 74, silicon and magnesium as reducing agents contained in the cathode substrate 71 are thermally diffused, and the cathode substrate 71 and a porous film of an alkaline earth metal oxide containing barium are contained. At the interface 75 with 72, the following reaction is performed.

【００３１】 ＢａＯ＋１／２Ｓｉ→Ｂａ＋１／２ＳｉＯ ・・・BaO + ／ Si → Ba + ／ SiO...

【００３２】 ＢａＯ＋Ｍｇ→Ｂａ＋ＭｇＯ ・・・BaO + Mg → Ba + MgO...

【００３３】この反応の結果仕事関数の低いＢａ原子が
得られ、そこから電子放射がされる。しかし一方反応の
副生成物であるＳｉＯ、ＭｇＯが界面７５に層状に堆積
し中間層を形成する。この中間層は電気抵抗が高いため
電流の流れを妨げること、またこの中間層がカソード基
体７１に含まれるシリコン、マグネシウムが熱拡散して
バリウムを含むアルカリ土類金属酸化物の多孔質膜７２
と接触するのを妨げ前記、式の反応の継続を妨げる
ことにより、動作時間の経過にしたがい電子放射が低下
する。As a result of this reaction, Ba atoms having a low work function are obtained, from which electron emission is performed. However, on the other hand, SiO and MgO, which are by-products of the one reaction, are deposited in layers at the interface 75 to form an intermediate layer. This intermediate layer has a high electric resistance and thus hinders the flow of current. The intermediate layer is made of a porous film 72 of an alkaline earth metal oxide containing barium due to thermal diffusion of silicon and magnesium contained in the cathode substrate 71.
Preventing contact with and preventing the continuation of the reaction of the above formula reduces electron emission over time of operation.

【００３４】以上述べた電子放射低下メカニズムは動作
電流密度とは直接は関係しないが、動作電流密度が高
い、すなわち約１アンペア／平方ｃｍを越える場合は、
まず前記中間層が動作開始時に速やかに形成され、その
後高抵抗の中間層があるにもかかわらず高電流密度で動
作させるためジュール熱が発生し、界面７５が部分的に
動作温度より数十℃も過熱された状態が継続し、そのた
め上記、式の反応が過度に進行してますます中間層
が厚くなり、そしてこれら一連の現象がポジティブフィ
ードバックで加速度的に進行することが続く。これが従
来の酸化物カソードの電子放射が高い電流密度での動作
で速やかに低下するメカニズムである。Although the electron emission reduction mechanism described above is not directly related to the operating current density, when the operating current density is high, that is, when it exceeds about 1 amp / cm 2,
First, the intermediate layer is formed promptly at the start of operation, and then Joule heat is generated in order to operate at a high current density despite the presence of a high-resistance intermediate layer, and the interface 75 is partially tens of degrees below the operating temperature. The reaction of the above equation continues to progress excessively, the intermediate layer becomes thicker, and these series of phenomena continue to accelerate with positive feedback. This is the mechanism by which the electron emission of the conventional oxide cathode is rapidly reduced by operation at a high current density.

【００３５】前記の特公昭６４−５４１７号公報、特開
平９−１０６７５０号公報に開示された改良型酸化物カ
ソードは、前記、式の反応に付加反応を追加して中
間層を分解し、それにより前記一連の現象の進行を遅ら
せて電子放射の低下を遅らせている。The improved oxide cathode disclosed in JP-B-64-5417 and JP-A-9-106750 is capable of decomposing an intermediate layer by adding an addition reaction to the above-described reaction. This delays the progress of the above-described series of phenomena, thereby delaying the decrease in electron emission.

【００３６】一方発明者は前記電子放射低下メカニズム
において、前記、式の反応に特に付加反応を追加し
なくても中間層の厚さを従来に比べ非常に薄くできれ
ば、動作電流密度が高い場合、すなわち約１アンペア／
平方ｃｍを越える場合においても前記一連の現象が前記
のポジティブフィードバックで加速度的に進行すること
はないことを発見した。その理由は中間層の厚さが非常
に薄ければ発生するジュール熱が僅かであるため界面７
５が過熱された状態にならず、そこで前記ポジティブフ
ィードバックが断たれるためと考えられる。On the other hand, the inventor believes that in the mechanism of lowering the electron emission, if the thickness of the intermediate layer can be made extremely thin as compared with the conventional one without adding any additional reaction to the above-mentioned reaction, if the operating current density is high, That is, about 1 amp /
It has been found that even when the square cm is exceeded, the above-described series of phenomena does not proceed at an accelerated rate by the positive feedback. The reason is that if the thickness of the intermediate layer is very small, the Joule heat generated is small,
It is considered that 5 does not become overheated, and the positive feedback is cut off there.

【００３７】従来の酸化物カソードの中間層の概略の厚
さは前記、式の反応で生成したＳｉＯ、ＭｇＯの総
量を界面７５の面積で割ったものである。従って界面７
５の面積を増せば中間層の厚さはその分減少するが、図
７に示した従来の酸化物カソード構体７０の構造では界
面７５の面積はカソード基体７１の電子放射面の表面積
とほぼ等しく、この構造のままではこれを飛躍的に増す
ことはできない。The approximate thickness of the intermediate layer of the conventional oxide cathode is obtained by dividing the total amount of SiO and MgO generated by the above-mentioned reaction by the area of the interface 75. Therefore interface 7
The area of the interface 75 is almost equal to the surface area of the electron emission surface of the cathode base 71 in the structure of the conventional oxide cathode structure 70 shown in FIG. However, this structure cannot be increased dramatically.

【００３８】本発明においては、カソード基体を従来の
板材から多孔質焼結体に変更し、前記多孔質焼結体の多
数の孔に電子放射剤を充填することにより、従来は平面
であったカソード基体と電子放射剤の界面を多数の孔の
内壁全てとした。周知の通り多孔質焼結体の孔の面積の
総和は同等の外形寸法の平面板の数千倍から数万倍ある
ため、カソード基体と電子放射剤の界面の面積が従来の
数千倍から数万倍となり、したがって界面に形成される
中間層の厚さは数千分の１から数万分の１になる。これ
により中間層で発生する単位面積当りのジュール熱が桁
違いに少なくなり、従って界面が過熱された状態になる
ことはなく、前記のポジティブフィードバックが断たれ
前記一連の反応が加速度的に進行することが避けられる
ようになった。In the present invention, the cathode substrate is changed from a conventional plate material to a porous sintered body, and a large number of holes of the porous sintered body are filled with an electron emitting agent, so that a conventional flat surface is obtained. The interface between the cathode substrate and the electron emitting agent was all the inner walls of the large number of holes. As is well known, the total area of the pores of a porous sintered body is several thousand to tens of thousands of times larger than that of a flat plate having the same external dimensions. Therefore, the thickness of the intermediate layer formed at the interface is reduced from several thousandths to several tens of thousands. As a result, the Joule heat per unit area generated in the intermediate layer is reduced by orders of magnitude, so that the interface does not become overheated, the positive feedback is cut off, and the series of reactions proceeds at an accelerated rate. Things can be avoided.

【００３９】一方本発明のカソード構体の電子放射メカ
ニズムは従来の酸化物カソードのメカニズムである前記
、の反応と同じであるため、活性化時間、動作温度
は従来の酸化物カソードと同等である。On the other hand, since the electron emission mechanism of the cathode structure of the present invention is the same as that of the above-mentioned reaction which is the mechanism of the conventional oxide cathode, the activation time and the operating temperature are the same as those of the conventional oxide cathode.

【００４０】しかし上記構造を実現するために、多孔質
焼結体からなるカソード基体の多数の孔に電子放射剤を
充填することは容易でない。一つの方法は公知の含浸カ
ソードでおこなわれているように、多孔質焼結体からな
るカソード基体に電子放射剤を接触させておいて両者を
電子放射剤が溶融する温度まで加熱し、溶融した電子放
射剤を毛細管現象によりカソード基体に浸入させて孔を
充填する方法である。このいわゆる溶融含浸法は公知の
含浸カソードのように、カソード基体をタングステン焼
結体、電子放射剤をバリウムカルシウムアルミネートと
すれば、カソード基体の融点が約３３００℃、電子放射
剤の融点が約２５００℃と、カソード基体の融点が電子
放射剤の融点より約８００℃高いため実現可能である。
しかしこれにより作製された含浸カソードは前述のよう
に活性化時間が長く、また動作温度が高い（約１０００
℃）というデメリットを有する。これは前記含浸カソー
ドを構成する材料系（タングステンとバリウムカルシウ
ムアルミネート）に起因するため、このデメリットを克
服するのは非常に難しい。However, in order to realize the above structure, it is not easy to fill an electron emitting agent into a large number of holes of a cathode substrate made of a porous sintered body. One method, as is performed with a known impregnated cathode, is to bring the electron emitting agent into contact with a cathode substrate made of a porous sintered body and heat both to a temperature at which the electron emitting agent is melted and melted. In this method, holes are filled by infiltrating an electron emitting agent into a cathode substrate by capillary action. In the so-called melt impregnation method, as in a known impregnated cathode, if the cathode base is made of a tungsten sintered body and the electron emitting agent is made of barium calcium aluminate, the cathode base has a melting point of about 3300 ° C. and the electron emitting agent has a melting point of about 3300 ° C. This is feasible because it is 2500 ° C., which is about 800 ° C. higher than the melting point of the electron emitting material.
However, the impregnated cathode produced thereby has a long activation time and a high operating temperature (about 1000
° C). Since this is caused by the material system (tungsten and barium calcium aluminate) constituting the impregnated cathode, it is very difficult to overcome this disadvantage.

【００４１】一方活性化時間が短く、動作温度が低いと
いう従来の酸化物カソードの特性を変えないように、従
来の材料系をそのまま利用しようとすると、カソード基
体はニッケルを主成分とする合金、電子放射剤はバリウ
ムを含むアルカリ土類金属酸化物であるから、両者の融
点は１４００℃程度でほとんど等しく、前述の溶融含浸
法が適用できない。On the other hand, if it is attempted to use the conventional material system as it is so as not to change the characteristics of the conventional oxide cathode such that the activation time is short and the operating temperature is low, the cathode base is made of an alloy mainly composed of nickel, Since the electron emitting agent is an alkaline earth metal oxide containing barium, the melting points of the two are almost equal at about 1400 ° C., and the above-mentioned melt impregnation method cannot be applied.

【００４２】そこで別の方法としてニッケルを主成分と
する合金の粉末とバリウムを含むアルカリ土類金属酸化
物の粉末を一様に混合したのち高温で焼結することが考
えられる。Therefore, as another method, it is conceivable to uniformly mix a powder of an alloy containing nickel as a main component and a powder of an alkaline earth metal oxide containing barium, followed by sintering at a high temperature.

【００４３】ところが実際にニッケルを主成分とする合
金の粉末とバリウムを含むアルカリ土類金属酸化物の粉
末を一様に混合したのち真空雰囲気または窒素雰囲気で
高温焼結し、得られた焼結材から所望の寸法のカソード
ペレットを作製しカラーブラウン管に搭載すると全く電
子放射が得られない。この理由はカソードペレットの作
製中ないしカラーブラウン管への搭載工程中に、バリウ
ムの酸化物が空気中の水分と次式の反応をしてバリウ
ムの水酸化物に変化するためである。However, the powder of the alloy containing nickel as a main component and the powder of the alkaline earth metal oxide containing barium are actually mixed, and then sintered at high temperature in a vacuum atmosphere or a nitrogen atmosphere. If cathode pellets of desired dimensions are produced from the material and mounted on a color cathode ray tube, no electron emission can be obtained. The reason for this is that during the production of the cathode pellet or during the mounting process on the color cathode ray tube, barium oxide changes into barium hydroxide by reacting with moisture in the air by the following formula.

【００４４】 ＢａＯ＋Ｈ２Ｏ→Ｂａ（ＯＨ）２ ・・・BaO + H 2 O → Ba (OH) 2...

【００４５】公知の通りバリウムの水酸化物が前記、
式に類似の還元反応でＢａ原子を生成することはな
い。したがって前述のようにして作製した焼結材からは
８００℃程度の温度では電子放射が得られないのは当然
である。但し焼結からカラーブラウン管搭載までの全工
程を水分の無い雰囲気（例えば窒素雰囲気）でおこなえ
ば電子放射が得られる可能性はある。しかしそれは極め
て大規模な設備投資を要するため非現実的である。した
がって上記の焼結方法も適用できない。As is well known, the hydroxide of barium is
No Ba atom is produced by a reduction reaction similar to the formula. Therefore, it is natural that electron emission cannot be obtained at a temperature of about 800 ° C. from the sintered material manufactured as described above. However, if the entire process from sintering to mounting of the color cathode ray tube is performed in an atmosphere without moisture (for example, nitrogen atmosphere), there is a possibility that electron emission can be obtained. However, it is unrealistic because it requires extremely large capital investment. Therefore, the above sintering method cannot be applied.

【００４６】従来の酸化物カソードは上記の、バリウム
の酸化物が空気中の水分と式の反応をしてバリウムの
水酸化物に変化する、という問題を下記のとおり巧妙に
解決している。The conventional oxide cathode has ingeniously solved the above-mentioned problem that barium oxide is converted into barium hydroxide by a reaction of the formula with water in the air.

【００４７】すなわち先ず、バリウムを含むアルカリ土
類金属酸化物ではなく、バリウムを含むアルカリ土類金
属の炭酸塩をカソード基体７１の表面に被覆する。前記
炭酸塩は酸化物と異なり空気中で安定である。次にカラ
ーブラウン管搭載の工程中のいわゆるカソード分解工程
にて、真空中で前記炭酸塩を８００〜１０００℃に加熱
すると次式の反応により炭酸塩は酸化物に変化する。
（バリウム以外のアルカリ土類金属も同様な反応をする
が、ここでは重要でないため反応式を省略する。）That is, first, the surface of the cathode base 71 is coated not with an alkaline earth metal oxide containing barium but with an alkaline earth metal carbonate containing barium. The carbonate is stable in the air unlike the oxide. Next, in a so-called cathode decomposition process in the process of mounting the color cathode ray tube, when the carbonate is heated to 800 to 1000 ° C. in a vacuum, the carbonate is changed to an oxide by the following reaction.
(Alkaline earth metals other than barium perform the same reaction, but the reaction formula is omitted here because it is not important.)

【００４８】 ＢａＣＯ３→ＢａＯ＋ＣＯ２↑ ・・・BaCO3 → BaO + CO2 ↑

【００４９】上記反応で生成したＢａＯは以後カラーブ
ラウン管バルブ内の真空雰囲気中にあるため、水酸化物
に変化する恐れはない。このようにしてバリウムを含む
アルカリ土類金属酸化物の多孔質膜７２が安定して得ら
れる。Since BaO generated by the above reaction is in a vacuum atmosphere in the color cathode ray tube bulb thereafter, there is no possibility that BaO is changed to hydroxide. Thus, the porous film 72 of the alkaline earth metal oxide containing barium can be stably obtained.

【００５０】発明者は上記従来の酸化物カソードの、バ
リウムを含むアルカリ土類金属の炭酸塩をカソード分解
工程で酸化物に変換する、という巧妙な方法と、上述の
カソード基体の多数の孔に電子放射剤を充填することと
を結びつけることを考えた。The inventor of the present invention has found that the above-mentioned conventional oxide cathode has a clever method of converting an alkaline earth metal carbonate containing barium into an oxide in a cathodic decomposition step. We considered linking to filling with an electron emitting agent.

【００５１】その方法として、まずニッケルを主成分と
する合金の粉末とバリウムを含むアルカリ土類金属炭酸
塩の粉末を一様に混合したのち高温で焼結することが考
えられる。この時必要な焼結温度は、ニッケルを主成分
とする合金の融点が１４００℃程度ということから考え
て少なくとも１０００℃以上である。ところが公知のと
おり、バリウムを含むアルカリ土類金属炭酸塩を１００
０℃に加熱すると式にしたがい完全に分解してＢａＯ
になってしまう。したがって得られた焼結材は前述の、
ニッケルを主成分とする合金の粉末とバリウムを含むア
ルカリ土類金属酸化物の粉末を一様に混合したのち高温
焼結して得られた焼結材、と同成分となり、バリウム酸
化物がバリウム水酸化物に変化して電子放射が得られな
い、という問題が同様に発生する。したがってこの方法
は実用にならない。As a method for this, it is conceivable to first uniformly mix a powder of an alloy containing nickel as a main component and a powder of an alkaline earth metal carbonate containing barium, followed by sintering at a high temperature. The sintering temperature required at this time is at least 1000 ° C. in view of the fact that the melting point of the alloy mainly composed of nickel is about 1400 ° C. However, as is well known, alkaline earth metal carbonates containing barium are added in 100 parts.
When heated to 0 ° C, it is completely decomposed according to the formula and BaO
Become. Therefore, the obtained sintered material is
It has the same composition as a sintered material obtained by uniformly mixing a powder of an alloy containing nickel as a main component and a powder of an alkaline earth metal oxide containing barium and then sintering the barium oxide. The problem that electron emission cannot be obtained due to change to hydroxide similarly occurs. Therefore, this method is not practical.

【００５２】ここで発明者は式においてＢａＣＯ３が
分解するときＣＯ２ガスが発生することに注目し、焼結
中に強い圧力をＢａＣＯ３に印加しておけば、ル・シャ
テリエの法則により式の反応は進まないことに気づい
た。つまりニッケルを主成分とする合金の粉末とバリウ
ムを含むアルカリ土類金属炭酸塩の粉末を一様に混合し
たのち、強い圧力の下で焼結することにより、バリウム
を含むアルカリ土類金属炭酸塩の分解を防止しつつ、ニ
ッケルを主成分とする合金の粉末を焼結することが可能
であることを気づいた。Here, the inventor has noticed that CO2 gas is generated when BaCO3 is decomposed in the formula, and if a strong pressure is applied to BaCO3 during sintering, the reaction of the formula is performed according to Le Chatelier's law. I noticed that it didn't work. In other words, after uniformly mixing the powder of the alloy containing nickel as the main component and the powder of the alkaline earth metal carbonate containing barium, the mixture is sintered under a strong pressure to obtain the alkaline earth metal carbonate containing barium. It has been found that it is possible to sinter a powder of an alloy containing nickel as a main component while preventing decomposition of the alloy.

【００５３】この手段として発明者は特開平８−５０８
４９号公報に熱間等方加圧処理を用いること開示した。
特開平８−５０８４９号公報に開示された熱間等方加圧
処理を用いた焼結体は、電子放射剤が炭酸塩のまま保持
されているため、湿式切断、湿式研磨、洗浄、３００℃
以下での乾燥で電子放射特性が劣化することはない。し
たがって前記焼結体から所望の寸法のカソードペレット
を作製するさいの加工条件に制約がほとんどなく、カソ
ードペレットの量産ラインの構築が容易であるという実
用上大きなメリットがある。As means for this, the inventor has disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 8-508
No. 49 discloses the use of hot isostatic pressing.
The sintered body using the hot isostatic pressing treatment disclosed in JP-A-8-50849 has wet cutting, wet polishing, washing, and 300 ° C. since the electron emitting agent is kept as carbonate.
Drying below does not degrade electron emission characteristics. Therefore, there is almost no restriction on the processing conditions for producing cathode pellets of desired dimensions from the sintered body, and there is a great practical advantage that a mass production line of cathode pellets can be easily constructed.

【００５４】ただし特開平８−５０８４９号公報におい
ては、カソード基体の多数の孔に充填する電子放射剤が
バリウムを含むアルカリ土類金属炭酸塩からなること、
および、カソード分解工程で前記炭酸塩を分解して酸化
物に変換することを必須としなかったが、その後の研究
によりこれが必須であること、そして、前記炭酸塩とし
てバリウム・ストロンチウム・カルシウムの共沈炭酸塩
が最適であること、さらに前記酸化物がカソードペレッ
ト電子放射面に被膜を形成することも必須であり、これ
にはバリウム・ストロンチウム・カルシウムの酸化物の
被膜が最適であることが判明した。However, Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-50849 discloses that the electron emitting agent filled in a large number of holes of the cathode substrate is made of an alkaline earth metal carbonate containing barium.
And, it was not essential to decompose the carbonate and convert it to oxide in the cathodic decomposition step, but it was indispensable according to the subsequent research, and co-precipitation of barium strontium calcium as the carbonate It is essential that the carbonate is optimal, and it is also essential that the oxide forms a film on the electron emitting surface of the cathode pellet, and it has been found that a film of an oxide of barium, strontium, and calcium is optimal for this. .

【００５５】すなわち第９の発明に記載のように、熱間
等方加圧処理に供せられる電子放射剤は、バリウム・ス
トロンチウム・カルシウムの共沈炭酸塩であること、お
よび前記バリウム・ストロンチウム・カルシウムの成分
モル比は第１０の発明に記載のように、バリウム：スト
ロンチウム：カルシウム＝（４５以上６５以下）：（３
０以上５０以下）：（２以上１５以下）であることが最
適であり、さらに第１２の発明に記載のように、カソー
ドペレット電子放射面にカソード分解工程でバリウム・
ストロンチウム・カルシウムの酸化物の被膜が形成され
たことが最適である。そして前記バリウム・ストロンチ
ウム・カルシウムの酸化物の成分モル比は第１３の発明
に記載の通り、バリウム：ストロンチウム：カルシウム
＝（４５以上６５以下）：（３０以上５０以下）：（２
以上１５以下）であるのが最適であることが判明した。That is, as described in the ninth invention, the electron emitting agent to be subjected to the hot isostatic pressing treatment is a coprecipitated carbonate of barium / strontium / calcium; As described in the tenth invention, the component molar ratio of calcium is barium: strontium: calcium = (45 or more and 65 or less) :( 3
(0 or more and 50 or less): (2 or more and 15 or less) is most preferable, and further, as described in the twelfth invention, barium or nickel is added to the electron emission surface of the cathode pellet in the cathode decomposition step.
Optimally, an oxide film of strontium calcium is formed. As described in the thirteenth invention, the component molar ratio of the barium / strontium / calcium oxide is barium: strontium: calcium = (45 to 65) :( 30 to 50) :( 2
(15 or less) was found to be optimal.

【００５６】先に反応式、を用いて説明した通り、
バリウム酸化物を還元する還元剤が必要であるが、前記
特開平８−５０８４９号公報においては、還元剤はニッ
ケル粉末、電子放射剤粉末とともに熱間等方加圧処理さ
れていた。その後の研究により、前記構成では熱間等方
加圧処理中に還元剤の一部がニッケル粉末と反応してカ
ラーブラウン管の動作時には還元作用を失っていること
が判明した。これによる還元剤不足を補うため発明者は
カソードペレットとその支持体（例えばカソードキャッ
プ）の間に還元剤補給層を配設する構成を特開平９−６
３４５９号公報にて開示した。As described above using the reaction formula,
A reducing agent for reducing barium oxide is required, but in Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-50849, the reducing agent is subjected to hot isostatic pressing together with nickel powder and electron emitting agent powder. Subsequent studies have shown that in the above configuration, a part of the reducing agent reacts with the nickel powder during the hot isostatic pressing treatment and loses the reducing action when the color cathode ray tube is operated. In order to make up for the shortage of the reducing agent due to this, the present inventor has proposed a configuration in which a reducing agent replenishing layer is provided between a cathode pellet and its support (for example, a cathode cap) as disclosed in JP-A-9-6.
No. 3,359,059.

【００５７】前記の、カソードペレットとその支持体の
間隙に還元剤補給層を配設する構成は、特性は良好なが
ら、製造工程が複雑になるデメリットがある。発明者は
製造工程を簡易化するため更に研究をすすめた結果、第
１の発明に記載のようにカソードペレットの支持体の、
カソードペレットに直接接する部分の少なくとも一部に
還元剤を含むニッケル合金を配する、たとえばカソード
キャップを還元剤を含むニッケル合金製とすることによ
り、前記ニッケル合金中に含まれる還元剤により前述の
反応式、が所望通り実現され、これにより製造工程
を簡易化しつつ良好な特性を得られることを見いだし
た。ここで前記ニッケル合金中に含まれる還元剤は第６
の発明に記載した通り、クロム、タンタル、モリブデ
ン、ジルコニウム、タングステン、コバルトから選ばれ
た少なくとも一種の金属がニッケルに対して１％以上３
３％以下配合されるのが適切であり、特に第７の発明に
記載したようにニッケルに対し１９％以上３０％以下の
クロムが配合されたのが、電子放射特性、機械的、熱的
特性において、さらに入手しやすさ、価格において最適
である。The configuration in which the reducing agent replenishing layer is provided in the gap between the cathode pellet and its support has the disadvantage that the manufacturing process is complicated, although the characteristics are good. The inventor further studied to simplify the manufacturing process, and as a result, as described in the first invention, the support of the cathode pellet support,
By disposing a nickel alloy containing a reducing agent on at least a part of a portion directly in contact with the cathode pellet, for example, by forming a cathode cap made of a nickel alloy containing a reducing agent, the above-described reaction is performed by the reducing agent contained in the nickel alloy. It has been found that the formula is realized as desired, whereby good characteristics can be obtained while simplifying the manufacturing process. Here, the reducing agent contained in the nickel alloy is
At least one metal selected from chromium, tantalum, molybdenum, zirconium, tungsten and cobalt is at least 1%
It is appropriate that the chromium is blended in an amount of 3% or less, and particularly, as described in the seventh invention, the chromium in an amount of 19% or more and 30% or less is mixed with nickel. In addition, it is optimal in terms of availability and price.

【００５８】第７の発明に記載したようにニッケルに対
し１９％以上３０％以下のクロムが配合された場合のＢ
ａＯの還元反応は次式で表される。As described in the seventh invention, B in the case where chromium of not less than 19% and not more than 30% is mixed with nickel.
The reduction reaction of aO is represented by the following formula.

【００５９】 αＢａＯ＋βＣｒ→Ｂａ３（ＣｒＯ４）２＋γＢａ ・・・ΑBaO + βCr → Ba3 (CrO4) 2 + γBa ...

【００６０】好都合にも上記式の反応による副生成物
Ｂａ３（ＣｒＯ４）２は前記、式の副生成物である
ＳｉＯ、ＭｇＯと異なり高抵抗の中間層をほとんど作ら
ない。このため前述したような、カソード基体と電子放
射剤の界面の面積が従来の数千倍から数万倍となるため
界面に形成される中間層の厚さが数千分の１から数万分
の１になる効果に、上記式の反応による副生成物Ｂａ
３（ＣｒＯ４）２が高抵抗の中間層をほとんど作らない
効果が足し合わされて、いっそう電子放射低下が防止で
きる。Conveniently, the by-product Ba3 (CrO4) 2 by the reaction of the above formula hardly forms a high-resistance intermediate layer, unlike the by-products of the above formula SiO and MgO. For this reason, as described above, the area of the interface between the cathode substrate and the electron emitting agent is several thousand times to several tens of thousands of that of the related art, so that the thickness of the intermediate layer formed at the interface is several thousandths to several tens of thousands of minutes. The effect of 1 is that the by-product Ba by the reaction of the above formula is obtained.
The effect that 3 (CrO4) 2 hardly forms a high-resistance intermediate layer is added, so that a further decrease in electron emission can be prevented.

【００６１】第１５の発明に記載した、焼結材の熱膨張
係数（線膨張係数）が、３０℃以上８００℃以下の範囲
で、１２×（１０のマイナス６乗）／Ｋ以上かつ２０×
（１０のマイナス６乗）／Ｋ以下であることは、第７の
発明に記載された、ニッケルに対し１９％以上３０％以
下のクロムが配合されたカソードペレットの支持体にお
いて特に効果を発揮する。その理由は前記支持体の熱膨
張係数（線膨張係数）が、３０℃以上８００℃以下の範
囲で、１３．３×（１０のマイナス６乗）／Ｋ〜１５×
（１０のマイナス６乗）／Ｋであって焼結材のそれとほ
とんど等しいため、カソードペレットとその支持体の間
で熱歪みが発生せず、したがってカソード構体の安定
性、信頼性が保たれるためである。The coefficient of thermal expansion (linear expansion coefficient) of the sintered material described in the fifteenth invention is in the range of 30 ° C. or more and 800 ° C. or less, 12 × (minus −6) / K and 20 ×
The fact that (10 minus the sixth power) / K or less is particularly effective in the support of the cathode pellet described in the seventh invention, in which chromium of 19% or more and 30% or less with respect to nickel is blended. . The reason is that when the thermal expansion coefficient (linear expansion coefficient) of the support is in the range of 30 ° C. or more and 800 ° C. or less, 13.3 × (minus-6) / KＫ15 ×
(10 minus the sixth power) / K, which is almost equal to that of the sintered material, so that no thermal distortion occurs between the cathode pellet and its support, and therefore the stability and reliability of the cathode structure are maintained. That's why.

【００６２】また発明者は前記特開平８−５０８４９号
公報にて、希土類金属酸化物（例えば酸化スカンジウ
ム）を含むカソードペレットを開示し、特開平１１−４
００４６号公報にて、ニッケル粉末と希土類金属酸化物
粉末を均一に混合し、それを水素雰囲気中で加熱処理し
たのち、電子放射剤と均一に混合し、そののち全体を熱
間等方加圧処理して焼結材を得る製法を開示した。本発
明においては酸化スカンジウムの添加量をより定量的に
開示するとともに、前記公報また従来の文献に記載され
ていない酸化スカンジウムの新規な作用効果を開示す
る。The inventor disclosed a cathode pellet containing a rare earth metal oxide (for example, scandium oxide) in the above-mentioned JP-A-8-50849, and disclosed in JP-A-11-4.
According to JP-A-0046, nickel powder and rare earth metal oxide powder are uniformly mixed, heat-treated in a hydrogen atmosphere, then uniformly mixed with an electron emitting agent, and then the whole is hot isostatically pressed. A method of processing to obtain a sintered material has been disclosed. In the present invention, the amount of scandium oxide added is disclosed more quantitatively, and novel effects of scandium oxide, which are not described in the above-mentioned publications or conventional documents, are disclosed.

【００６３】すなわち第３の発明において、希土類金属
酸化物を酸化スカンジウムと限定したうえで、酸化スカ
ンジウム粉末の、電子放射剤粉末とニッケル粉末の和に
対する重量比が１％以上７％以下であることを開示す
る。前記酸化スカンジウム粉末の添加量をこのように限
定する根拠は、第８の発明の、カソードペレットの電子
放射面に、厚さ２０μｍ以上１５０μｍ以下の電子放射
剤被膜が、カソード分解工程において形成されることと
深く関連している。That is, in the third aspect, the rare earth metal oxide is limited to scandium oxide, and the weight ratio of the scandium oxide powder to the sum of the electron emitting agent powder and the nickel powder is 1% or more and 7% or less. Is disclosed. The basis for limiting the amount of the scandium oxide powder to be added in this manner is that an electron emitting agent film having a thickness of 20 μm or more and 150 μm or less is formed on the electron emitting surface of the cathode pellet in the cathode decomposition step of the eighth invention. Deeply related to that.

【００６４】つまり第９の発明のように、ニッケル粉末
と酸化スカンジウム粉末とバリウム・ストロンチウム・
カルシウムの共沈炭酸塩粉末とが一様に混合され熱間等
方加圧処理により焼結一体化された焼結材から所望の寸
法に加工されてなるカソードペレットにおいて、バリウ
ム・ストロンチウム・カルシウムの共沈炭酸塩をカソー
ド分解工程にて分解するとき、分解前はカソードペレッ
ト電子放射面は第１６の発明に記載したような、表面粗
さが３μｍ以下の鏡面であって、電子放射面に電子放射
剤被膜がない。しかしカソード分解中にカソードペレッ
ト内部から空孔を通じて徐々に（バリウム・ストロンチ
ウム・カルシウム）酸化物が吹き出し、カソード分解完
了時には電子放射面全体を（バリウム・ストロンチウム
・カルシウム）酸化物からなる電子放射剤被膜がおおっ
て被膜層を形成する。That is, as in the ninth invention, nickel powder, scandium oxide powder, barium strontium
Barium, strontium, and calcium are mixed in a cathode pellet that is uniformly mixed with calcium coprecipitated carbonate powder and processed to a desired size from a sintered material that is sintered and integrated by hot isostatic pressing. When the coprecipitated carbonate is decomposed in the cathodic decomposition step, before the decomposition, the electron emission surface of the cathode pellet is a mirror surface having a surface roughness of 3 μm or less as described in the sixteenth aspect, and the electron emission surface has No radiation coating. However, during the decomposition of the cathode, the (barium / strontium / calcium) oxide gradually blows out from the inside of the cathode pellet through the vacancies, and when the decomposition of the cathode is completed, the entire electron emission surface is coated with an electron emission material coating of (barium / strontium / calcium) oxide To form a coating layer.

【００６５】ここで新規の知見、すなわちカソードペレ
ットの電子放射面に形成される電子放射剤被膜の厚さ
は、酸化スカンジウム粉末の添加量とほぼ反比例するこ
とが判明した。前記知見は前記特開平８−５０８４９号
公報、特開平１１−４００４６号公報および従来の文献
類に記載されていない酸化スカンジウムの新規な作用効
果である。Here, it has been found that a new finding, that is, the thickness of the electron emitting agent film formed on the electron emitting surface of the cathode pellet is substantially inversely proportional to the amount of scandium oxide powder added. The above findings are a novel effect of scandium oxide which is not described in the above-mentioned JP-A-8-50849, JP-A-11-40046 and conventional documents.

【００６６】すなわち酸化スカンジウムの添加量が１％
未満であると電子放射剤の被膜厚さが１５０μｍより厚
くなり、また、添加量が７％を越えると被膜厚さが２０
μｍより薄くなる。電子放射剤の被膜厚さが１５０μｍ
より厚いとカソードペレット内部で発生した電子が被膜
を通りにくくなるため電子放射が減少する。また被膜厚
さが２０μｍより薄いと、カソードペレット表面での電
子発生が不足して電子放射が減少する。したがって第８
の発明のように、カソードペレットの電子放射面に、厚
さ２０μｍ以上１５０μｍ以下の電子放射剤被膜が、カ
ソード分解工程において形成されることが必要である
が、これは、第３の発明である、酸化スカンジウム粉末
の、電子放射剤粉末とニッケル粉末の和に対する重量比
が１％以上７％以下であることにより実現される。That is, the amount of scandium oxide added is 1%
When the amount is less than 150%, the coating thickness of the electron emitting agent becomes thicker than 150 μm.
It becomes thinner than μm. The thickness of the electron emitting material is 150 μm
When the thickness is larger, electrons generated inside the cathode pellet are difficult to pass through the coating, so that electron emission is reduced. On the other hand, if the coating thickness is less than 20 μm, the generation of electrons on the surface of the cathode pellet is insufficient, and the electron emission is reduced. Therefore the eighth
It is necessary that an electron emitting agent film having a thickness of 20 μm or more and 150 μm or less be formed in the cathode disassembling step on the electron emission surface of the cathode pellet as in the invention of the third aspect, but this is the third invention. The weight ratio of the scandium oxide powder to the sum of the electron emitting agent powder and the nickel powder is 1% or more and 7% or less.

【００６７】第１６の発明に記載したように、カソード
ペレットの電子放射面の表面粗さ（Ｒｍａｘ）が３μｍ
以下であるとは実質鏡面を意味するが、これにより得ら
れる作用効果は次のとおりである。As described in the sixteenth aspect, the surface roughness (Rmax) of the electron emission surface of the cathode pellet is 3 μm.
The following means a substantially mirror surface, and the operation and effect obtained thereby are as follows.

【００６８】前述の通り焼結材は、ニッケル粉末を焼結
して得られたニッケルの微細な網目構造と、その空孔に
電子放射剤粉末および酸化スカンジウム粉末が充填され
た構造からなっている。カソードペレットは前記焼結材
を切断、打ち抜きなどして所望の寸法のものが得られる
が、公知のとおりニッケルは粘りのある金属であるた
め、切断した時に切断面にいわゆるダレが発生する。ダ
レとはニッケルが切断面を流れて本来ニッケルの無い部
分にまで広がり、充填されている電子放射剤、酸化スカ
ンジウムの切断面をニッケルの流れた膜が覆っている状
態である。As described above, the sintered material has a fine network structure of nickel obtained by sintering nickel powder, and a structure in which holes are filled with an electron emitting agent powder and a scandium oxide powder. . The cathode pellet can be obtained by cutting or punching the sintered material into a desired size. However, as is well known, nickel is a sticky metal, and when cut, so-called sagging occurs on the cut surface. The sagging is a state in which nickel flows through the cut surface and spreads to a portion that is originally free of nickel, and the cut surface of the filled electron emitting agent, scandium oxide, is covered with a film in which nickel has flowed.

【００６９】このようなニッケルのダレが電子放射剤、
酸化スカンジウムを覆っている状態のままでカソード分
解をおこなっても、出口がニッケルのダレによりふさが
れた状態であるから、前述したようにカソードペレット
内部から空孔を通じて徐々に分解した電子放射剤つまり
（バリウム・ストロンチウム・カルシウム）酸化物が吹
き出し、カソード分解完了時にはカソード電子放射面全
体を（バリウム・ストロンチウム・カルシウム）酸化物
からなる電子放射剤被膜がおおって被膜層を形成するこ
とができない。そのため電子放射がきわめて少なくな
り、実用にならない。したがってカソードペレットの電
子放射面のダレは完全に取り除く必要があるが、それは
第１６の発明に記載したように、カソードペレットの電
子放射面の表面粗さ（Ｒｍａｘ）が３μｍ以下であるよ
う研磨されることで実現される。Such a dripping of nickel is an electron emitting agent,
Even if the cathode is disassembled while covering the scandium oxide, since the exit is in a state where the outlet is blocked by the dripping of nickel, the electron emitting agent which is gradually decomposed through the pores from the inside of the cathode pellet as described above, The (barium / strontium / calcium) oxide is blown out, and when the decomposition of the cathode is completed, the entire electron emitting surface of the cathode is covered with the electron emitting agent coating made of the (barium / strontium / calcium) oxide, so that a coating layer cannot be formed. As a result, the electron emission becomes extremely small, and it is not practical. Therefore, it is necessary to completely remove the sagging of the electron emission surface of the cathode pellet, but it is polished so that the surface roughness (Rmax) of the electron emission surface of the cathode pellet is 3 μm or less, as described in the sixteenth invention. It is realized by doing.

【００７０】電子放射剤粉末の、ニッケル粉末に対する
重量比は、カソードペレットの電子放射特性と焼結材の
機械的強度とにより適切な範囲が与えられる。すなわち
電子放射剤粉末が少なすぎると容易に考えられるように
電子の発生が少ないため電子放射特性が低い。逆に電子
放射粉末が多すぎると、焼結材の機械的強度はニッケル
粒子どおしの網目状構造により保たれているが、ニッケ
ル粒子が不足して十分な網目構造が作られないため機械
的強度が不足する。機械的強度が不足すると焼結材を所
望の寸法に加工してカソードペレットを作製することが
できない。これらの観点から第２の発明に記載のとお
り、電子放射剤粉末の、ニッケル粉末に対する重量比は
４０％以上９６％以下であるのが適切である。An appropriate range of the weight ratio of the electron emitting agent powder to the nickel powder is given by the electron emission characteristics of the cathode pellet and the mechanical strength of the sintered material. That is, when the amount of the electron emitting agent powder is too small, the generation of electrons is small and the electron emission characteristics are low as easily considered. Conversely, if the electron emission powder is too large, the mechanical strength of the sintered material is maintained by the network structure of the nickel particles, but the lack of nickel particles prevents the formation of a sufficient network structure. Target strength is insufficient. If the mechanical strength is insufficient, the sintered pellets cannot be processed into desired dimensions to produce cathode pellets. From these viewpoints, as described in the second aspect, the weight ratio of the electron emitting agent powder to the nickel powder is suitably from 40% to 96%.

【００７１】ニッケル粉末およびバリウム・ストロンチ
ウム・カルシウムの共沈炭酸塩粉末の平均粒径は、焼結
材の機械的強度とニッケルの網目構造における空孔の大
きさとの関連のなかで好適な範囲が決定される。すなわ
ちニッケル粉末の平均粒径が過大であると、ニッケルの
網目構造が粗くなるため焼結材の機械的強度が低くな
り、機械加工により所望の寸法のカソードペレットが得
られ難い。逆にニッケル粉末の平均粒径が過小である
と、ニッケルの網目構造が密になりすぎて相当な割合の
空孔が外部とのつながりをなくし、当該空孔中の電子放
射剤はカソードの電子放射に寄与しなくなる。実験の結
果ニッケル粉末の平均粒径は第４の発明に記載した通
り、０．８μｍ以上９μｍ以下であることが好適である
ことが判明した。The average particle size of the nickel powder and the coprecipitated carbonate powder of barium / strontium / calcium is preferably in a range suitable for the relationship between the mechanical strength of the sintered material and the size of the pores in the nickel network structure. It is determined. That is, if the average particle size of the nickel powder is too large, the mesh structure of the nickel becomes coarse, so that the mechanical strength of the sintered material becomes low, and it is difficult to obtain cathode pellets having desired dimensions by machining. Conversely, if the average particle size of the nickel powder is too small, the network structure of the nickel becomes too dense and a considerable proportion of pores lose connection with the outside, and the electron emitting agent in the pores emits electrons from the cathode. No longer contributes to radiation. As a result of the experiment, it has been found that the average particle size of the nickel powder is preferably 0.8 μm or more and 9 μm or less as described in the fourth invention.

【００７２】また、バリウム・ストロンチウム・カルシ
ウムの共沈炭酸塩粉末の平均粒径は上述のニッケル粒子
の平均粒径とほぼ同寸法である場合が電子放射特性が良
好であることが、実験の結果判明した。これはニッケル
の網目構造により作られる空孔の大きさがおおよそニッ
ケル粉末の平均粒径とほぼ同寸法であり、空孔の大きさ
とほぼ同寸法のバリウム・ストロンチウム・カルシウム
の共沈炭酸塩粉末粒子が空孔に過不足なく収まった場合
に、共沈炭酸塩粉末粒子の結晶に異常な歪みなどが生じ
なくて好都合なためと思われる。したがって第１１の発
明に記載の通り、バリウム・ストロンチウム・カルシウ
ムの共沈炭酸塩の平均粒径は０．９μｍ以上７μｍ以下
であるのが適切である。The experimental results show that when the average particle size of the barium / strontium / calcium coprecipitated carbonate powder is approximately the same as the average particle size of the nickel particles, the electron emission characteristics are good. found. This is a coprecipitated carbonate powder of barium, strontium, and calcium, in which the size of the pores formed by the nickel network structure is approximately the same size as the average particle size of the nickel powder, and approximately the same size as the size of the pores. It is considered that when the particles fit into the pores without any excess or shortage, the crystals of the coprecipitated carbonate powder particles do not suffer from abnormal distortion or the like, which is advantageous. Therefore, as described in the eleventh invention, it is appropriate that the average particle size of the coprecipitated carbonate of barium / strontium / calcium is 0.9 μm or more and 7 μm or less.

【００７３】第１の発明に記載の、ニッケル粉末とし
て、第５の発明に記載の、ニッケルカルボニルからカル
ボニル法（別名、熱分解法）により作製されたニッケル
粉末が非常に適切である。ニッケルカルボニルとはニッ
ケルが一酸化炭素と４２０Ｋ以下で反応してできるＮｉ
（ＣＯ）４の名称である。ニッケルカルボニルは４５３
Ｋ以上でニッケルと一酸化炭素に分解し、ニッケルが析
出する。この反応を利用し粗ニッケルを高純度ニッケル
に変えることが広くおこなわれており、得られたニッケ
ルをカルボニルニッケルと称する。発明者の研究による
とカルボニルニッケル粉末を使用した場合が最もカソー
ドの電子放射特性が良い。その理由は完全には解明され
ていないが、上記一酸化炭素を起源とする微量の炭素が
ニッケル内に不純物として存在することが関係している
と考えられる。As the nickel powder described in the first invention, the nickel powder produced from nickel carbonyl by the carbonyl method (also known as pyrolysis method) described in the fifth invention is very suitable. Nickel carbonyl is Ni formed by reaction of nickel with carbon monoxide at 420K or less.
(CO) 4. Nickel carbonyl is 453
Above K, it is decomposed into nickel and carbon monoxide, and nickel is deposited. It is widely practiced to convert crude nickel into high-purity nickel using this reaction, and the obtained nickel is referred to as carbonyl nickel. According to the inventors' research, the cathode has the best electron emission characteristics when carbonyl nickel powder is used. Although the reason has not been completely elucidated, it is thought to be related to the existence of a trace amount of carbon originating from the carbon monoxide as an impurity in nickel.

【００７４】第１の発明に記載の焼結材の密度は第１４
の発明に記載の通り、理論密度（焼結材内部に空孔が無
いとした場合の計算密度）の８２％以上であることが推
奨される。その理由は実際の密度が理論密度の８２％未
満の場合、ニッケルの形成する網目が不十分で強度が不
足して所望の寸法のカソードペレットが得られないこと
がしばしばあることと、熱間等方加圧処理により焼結が
正常におこなわれたかどうかの簡易な検査として密度測
定が役立つためである。The density of the sintered material according to the first invention is 14th.
As described in the invention, it is recommended that the density is 82% or more of the theoretical density (calculated density in the case where there is no void inside the sintered material). The reason is that when the actual density is less than 82% of the theoretical density, the mesh formed by nickel is often insufficient and the strength is insufficient, so that a cathode pellet of a desired size is often not obtained. This is because density measurement is useful as a simple inspection of whether sintering was normally performed by the one-side pressure treatment.

【００７５】このようにして本発明のカソード構体は、
酸化物カソードの大きな長所である短時間の活性化と低
い動作温度を維持したまま、１アンペア／平方ｃｍを越
える高い電流密度でも少なくともカラーブラウン管の使
用期間内は電子放射がほとんど低下しない優れた特性を
示す。このため本発明のカソード構体を搭載したカラー
ブラウン管は長期間にわたり輝度、フォーカスの劣化無
く、１アンペア／平方ｃｍを越える高い電流密度で使用
でき、最近の大型テレビ、ディスプレイに最適である。As described above, the cathode structure of the present invention
Excellent characteristics that electron emission is hardly reduced at least during the service life of a color cathode ray tube even at a high current density exceeding 1 amp / cm 2, while maintaining the short-time activation and low operating temperature, which are the great advantages of an oxide cathode. Is shown. For this reason, the color cathode ray tube equipped with the cathode structure of the present invention can be used for a long time at a high current density exceeding 1 amp / sq cm without deterioration of brightness and focus, and is most suitable for recent large-sized televisions and displays.

【００７６】[0076]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につき
詳細に説明する。まずニッケル粉末と酸化スカンジウム
粉末と電子放射剤粉末とが一様に混合され熱間等方加圧
処理により焼結一体化された焼結材と、前記焼結材から
加工されてなるカソードペレット製造工程の一実施例を
説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail. First, a nickel powder, a scandium oxide powder, and an electron emitting agent powder are uniformly mixed and sintered and integrated by hot isostatic pressing, and a cathode pellet is manufactured from the sintered material. An example of the process will be described.

【００７７】１）ニッケルカルボニルをカルボニル法に
より分解して作製された、平均粒径が５μｍであるニッ
ケル粉末１００グラムと、酸化スカンジウム粉末６グラ
ムと、成分モル比がバリウム：ストロンチウム：カルシ
ウム＝５０：４０：１０で、平均粒径が1〜２μｍのバ
リウム・ストロンチウム・カルシウムの共沈炭酸塩粉末
６０グラムとを乾式混合機により一様に混合した。1) 100 g of nickel powder having an average particle size of 5 μm and 6 g of scandium oxide powder produced by decomposing nickel carbonyl by a carbonyl method, and a component molar ratio of barium: strontium: calcium = 50: At 40:10, 60 g of a barium / strontium / calcium coprecipitated carbonate powder having an average particle size of 1 to 2 μm was uniformly mixed by a dry mixer.

【００７８】２）上記混合粉末を常温でプレス成形して
成形体を作製した。この段階ではニッケル粉末はまだ焼
結されない。2) The above mixed powder was press-molded at room temperature to produce a molded body. At this stage, the nickel powder has not yet been sintered.

【００７９】３）上記成形体をガラス製カプセルに真空
封入した。この時の真空度は１０のマイナス４乗Ｐａ台
であり、真空引きと同時に約５００℃にて成形体とカプ
セルのガス出しを実施した。3) The above compact was vacuum-sealed in a glass capsule. The degree of vacuum at this time was on the order of 10 −4 Pa, and simultaneously with evacuation, degassing of the compact and the capsule was performed at about 500 ° C.

【００８０】４）上記のようにしてカプセル封入した成
形体を熱間等方加圧処理装置に投入し、最高圧力１５０
メガＰａ、最高温度１１００℃、最高温度での保持時間
３０分で焼結した。実際に焼結されるのはニッケル粉末
のみであり、酸化スカンジウム粉末、バリウム・ストロ
ンチウム・カルシウムの共沈炭酸塩粉末は焼結されず、
ニッケル粉末の形成する網目構造の空孔に保持された状
態となる。前記空孔は隣同士がつながったいわゆるオー
プンコアであって、空孔内の物質、ガスは隣接する空孔
間へ移動し、最終的に焼結体表面まで出てこられる。焼
結時には上記のような高圧がかかっているためバリウム
・ストロンチウム・カルシウムの共沈炭酸塩が分解して
酸化物になることはない。4) The molded body encapsulated as described above is put into a hot isostatic pressing apparatus, and a maximum pressure of 150
Sintering was performed at a maximum pressure of 1100 ° C. and a holding time of 30 minutes at the maximum temperature. Only nickel powder is actually sintered, and scandium oxide powder and coprecipitated carbonate powder of barium, strontium, and calcium are not sintered,
It is held in the pores of the network structure formed by the nickel powder. The holes are so-called open cores in which adjacent ones are connected, and the substance and gas in the holes move between the adjacent holes, and finally come out to the surface of the sintered body. During the sintering, the high pressure as described above is applied, so that the coprecipitated carbonate of barium, strontium, and calcium does not decompose into an oxide.

【００８１】５）冷却後、カプセルを熱間等方加圧処理
装置から取り出し、カプセルから焼結体を取り出した。
焼結体の密度は理論密度の８５％であった。また焼結体
の線膨張係数は常温で１３．０×（１０のマイナス６
乗）／Ｋ、１００℃で１３．５×（１０のマイナス６
乗）／Ｋ、２００℃で１３．６×（１０のマイナス６
乗）／Ｋ、５００℃で１５．５×（１０のマイナス６
乗）／Ｋ、８００℃で１８×（１０のマイナス６乗）／
Ｋであった。5) After cooling, the capsule was taken out of the hot isostatic pressing apparatus, and the sintered body was taken out of the capsule.
The density of the sintered body was 85% of the theoretical density. The linear expansion coefficient of the sintered body is 13.0 × (10 minus 6 at room temperature).
1) × K at 100 ° C. × (10 minus 6)
Power) / K, 13.6 × (10 minus 6 at 200 ° C.)
Power) / K, 15.5 × (10 minus 6 at 500 ° C.)
) / K, 18 × (10 -6) at 800 ° C /
It was K.

【００８２】６）発明者が特開平９−１４７７４２号公
報にて開示した方法により、焼結体をダイヤモンドブレ
ードでスライスして厚さ０．５ｍｍのウエハを作製し、
前記ウエハの表面をダイヤモンドスラリーで研磨して厚
さ０．２２ｍｍ、表面粗さ１μｍの研磨済みウエハを得
た。さらに超鋼製ダイ−パンチ金型にて前記研磨済みウ
エハを打ち抜き、直径１．１ｍｍ、厚さ０．２２ｍｍの
円板型カソードペレットを得た。6) The sintered body was sliced with a diamond blade to produce a wafer having a thickness of 0.5 mm by the method disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-147742.
The surface of the wafer was polished with diamond slurry to obtain a polished wafer having a thickness of 0.22 mm and a surface roughness of 1 μm. Further, the polished wafer was punched out with a die-punch die made of super steel to obtain a disk-shaped cathode pellet having a diameter of 1.1 mm and a thickness of 0.22 mm.

【００８３】次にカソード構体の一実施例を図面を参照
して説明する。図１は本発明のカソード構体１０の一実
施例のカソード分解前の断面図で、図において１１はカ
ソードペレット、１２はカソードペレット支持体、１３
は電子放射面、１４はカソードスリーブ、１５はヒータ
ーである。Next, an embodiment of the cathode structure will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a sectional view of a cathode structure 10 according to an embodiment of the present invention before the cathode is disassembled. In FIG. 1, reference numeral 11 denotes a cathode pellet;
Is an electron emission surface, 14 is a cathode sleeve, and 15 is a heater.

【００８４】カソードペレット１１は上記にしたがい作
製された直径１．１ｍｍ、厚さ０．２２ｍｍの円板型カ
ソードペレットであり、カソードペレット支持体１２は
ニッケル８０％クロム２０％（重量％）、厚さ５０μｍ
のニクロム合金板から絞り加工された内径１．１ｍｍ、
深さ０．２ｍｍのキャップ状金属部品であり、カソード
スリーブ１４はカソードペレット支持体１２と同じニク
ロム合金板から絞り加工された内径１．２〜２ｍｍ、長
さ８ｍｍの円筒型部品であり、ヒーター１５は通常の酸
化物カソード用ヒーターである。The cathode pellet 11 is a disc-shaped cathode pellet having a diameter of 1.1 mm and a thickness of 0.22 mm produced as described above. The cathode pellet support 12 is made of nickel 80% chromium 20% (weight%), 50 μm
1.1mm inside diameter drawn from Nichrome alloy plate of
The cathode sleeve 14 is a cylindrical component having an inner diameter of 1.2 to 2 mm and a length of 8 mm drawn from the same nichrome alloy plate as the cathode pellet support 12. Reference numeral 15 denotes a usual heater for an oxide cathode.

【００８５】このカソード構体１０の製法は次のとおり
である。まずカソードペレット１１をカソード支持体１
２に挿入する。次にカソードペレット１１の入ったカソ
ード支持体１２をカソードスリーブ１４先端に挿入し、
カソードスリーブ１４先端周囲を抵抗溶接してカソード
ペレット１１、カソード支持体１２、カソードスリーブ
１４先端を同時に溶接固定する。最後にヒーター１５を
挿入する。The method for manufacturing the cathode assembly 10 is as follows. First, the cathode pellet 11 is placed on the cathode support 1.
Insert into 2. Next, the cathode support 12 containing the cathode pellet 11 is inserted into the tip of the cathode sleeve 14,
The periphery of the tip of the cathode sleeve 14 is resistance-welded to simultaneously fix the cathode pellet 11, the cathode support 12, and the tip of the cathode sleeve 14 by welding. Finally, the heater 15 is inserted.

【００８６】このカソード構体１０を通常の方法でカラ
ーブラウン管に搭載し、図３のグラフの分解時間−分解
温度プロファイルにしたがい約５分間カソード分解を実
施すると次に図２を参照して説明する、本発明のカソー
ド構体の一実施例のカソード分解後の状態となる。The cathode assembly 10 is mounted on a color cathode ray tube in a usual manner, and cathode decomposition is performed for about 5 minutes according to the decomposition time-decomposition temperature profile shown in the graph of FIG. One embodiment of the cathode structure of the present invention is in a state after the cathode is disassembled.

【００８７】図２は本発明のカソード構体２０の一実施
例のカソード分解後の断面図で、図において２１はカソ
ードペレット、２２はカソードペレット支持体、２３は
（バリウム・ストロンチウム・カルシウム）酸化物被
膜、２４はカソードスリーブ、２５はヒーターである。FIG. 2 is a sectional view of an embodiment of the cathode structure 20 of the present invention after the cathode is disassembled. In the figure, reference numeral 21 denotes a cathode pellet, 22 denotes a cathode pellet support, and 23 denotes (barium / strontium / calcium) oxide. The coating, 24 is a cathode sleeve, and 25 is a heater.

【００８８】カソードペレット２１内部にあったバリウ
ム・ストロンチウム・カルシウムの共沈炭酸塩が加熱に
より分解してバリウム・ストロンチウム・カルシウムの
酸化物になり、その一部が空孔から徐々に吹き出してカ
ソードペレット２１の電子放射面に厚さ約５０μｍの
（バリウム・ストロンチウム・カルシウム）酸化物被膜
２３を形成した。The coprecipitated carbonate of barium / strontium / calcium inside the cathode pellet 21 is decomposed by heating to form an oxide of barium / strontium / calcium, and part of the oxide is gradually blown out of the pores to form the cathode pellet. A (barium / strontium / calcium) oxide film 23 having a thickness of about 50 μm was formed on the electron emission surface 21.

【００８９】この段階でカソード構体２０の形状は完成
したが、まだ前述の式の反応が十分進んでいないため
電子放射はほとんど得られなかった。そこで１０８０
℃、１５分の活性化処理を実施したところ、前述の式
の反応が十分進み、仕事関数の低いＢａ原子が必要量得
られて、所望の電子放射が得られた。得られた電子放射
の測定値を図４、５に示す。At this stage, the shape of the cathode assembly 20 was completed, but almost no electron emission was obtained because the reaction of the above-mentioned formula had not sufficiently proceeded. So 1080
When the activation treatment was carried out at 15 ° C. for 15 minutes, the reaction of the above-mentioned equation proceeded sufficiently, a required amount of Ba atoms having a low work function was obtained, and desired electron emission was obtained. The measured values of the obtained electron emission are shown in FIGS.

【００９０】図４は従来の酸化物カソード構体７０と本
発明のカソード構体２０について、横軸にカソードドラ
イブ電圧、縦軸に初期の電子放射電流をとってグラフに
したもので、図から明らかなように従来の酸化物カソー
ド構体７０と本発明のカソード構体２０に差はない。し
たがって初期特性は両者同一である。初期特性に関して
は従来の酸化物カソード構体７０で十分実用に耐えるか
ら、本発明のカソード構体２０の実用性も十分である。FIG. 4 is a graph showing the cathode drive voltage on the horizontal axis and the initial electron emission current on the vertical axis for the conventional oxide cathode structure 70 and the cathode structure 20 of the present invention. Thus, there is no difference between the conventional oxide cathode structure 70 and the cathode structure 20 of the present invention. Therefore, the initial characteristics are the same. With respect to the initial characteristics, the conventional oxide cathode structure 70 can sufficiently withstand practical use, so that the cathode structure 20 of the present invention has sufficient practicality.

【００９１】図５は本発明のカソード構体２０の初期の
温度特性を、横軸にカソード温度、縦軸に最大カソード
電流ＭＩｋをとってグラフにしたものである。この図か
ら分かるように最大カソード電流ＭＩｋは７８０℃で飽
和しており、したがって本発明のカソード構体２０の動
作温度は７８０℃である。この動作温度も従来の酸化物
カソード構体７０と同じである。したがってカソードス
リーブ２４の耐熱性も従来の酸化物カソード構体７０の
カソードスリーブ７３と同等で良いため、従来のカソー
ドスリーブ７３がそのまま流用できる。さらに動作温度
が従来と変わらないため電子銃構体に特別な熱対策を施
す必要が無い。以上の点は実用上大きなメリットであ
る。FIG. 5 is a graph showing the initial temperature characteristics of the cathode assembly 20 of the present invention, with the horizontal axis representing the cathode temperature and the vertical axis representing the maximum cathode current MIk. As can be seen from this figure, the maximum cathode current MIk is saturated at 780 ° C., and thus the operating temperature of the cathode assembly 20 of the present invention is 780 ° C. This operating temperature is the same as that of the conventional oxide cathode structure 70. Therefore, the heat resistance of the cathode sleeve 24 may be the same as the cathode sleeve 73 of the conventional oxide cathode structure 70, and the conventional cathode sleeve 73 can be used as it is. Further, since the operating temperature is not different from the conventional one, it is not necessary to take a special heat countermeasure for the electron gun assembly. The above points are great merits in practical use.

【００９２】図６に本発明のカソード構体２０を電流密
度３アンペア／平方ｃｍで連続動作させたときの、動作
時間２１０００時間までの最大カソード電流ＭＩｋの変
化を示す。図から分かるように最大カソード電流ＭＩｋ
は初期に対して５％未満の減少率である。この程度の電
子放射の減少ならばカラーブラウン管画面での輝度、フ
ォーカスは初期と差がない。しかも現在の大型カラーブ
ラウン管といえども、電流密度３アンペア／平方ｃｍで
連続動作させるほどの強い条件では使用されない。した
がって少なくともカラーブラウン管の使用期間内は知覚
されるほどの電子放射の低下はないといえる。FIG. 6 shows a change in the maximum cathode current MIk up to an operation time of 21,000 hours when the cathode assembly 20 of the present invention is continuously operated at a current density of 3 amps / cm 2. As can be seen from the figure, the maximum cathode current MIk
Is a reduction rate of less than 5% with respect to the initial stage. With such a reduction in electron emission, the brightness and focus on the color CRT screen are not different from the initial values. Moreover, even large color cathode ray tubes at present are not used under such a strong condition that they can be operated continuously at a current density of 3 amps / cm 2. Therefore, it can be said that there is no perceptible decrease in electron emission at least during the use period of the color CRT.

【００９３】[0093]

【発明の効果】以上説明したように本発明により、従来
の酸化物カソードと同等の活性化時間、動作温度（約８
００℃）でありながら、１アンペア／平方ｃｍを越える
高い電流密度でも少なくともカラーブラウン管の使用期
間内は電子放射がほとんど低下しない新しい構造の酸化
物カソードとそれを搭載したカラーブラウン管が実現さ
れた。As described above, according to the present invention, the activation time and the operating temperature (about 8
(00 ° C.), even at a high current density exceeding 1 amp / cm 2, an oxide cathode having a new structure and a color cathode ray tube equipped with the oxide cathode has been realized, in which electron emission hardly decreases at least during the service period of the color cathode ray tube.

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

【図１】 本発明のカソード構体の一実施例のカソード
分解前の断面図FIG. 1 is a sectional view of an embodiment of a cathode structure according to the present invention before the cathode is disassembled.

【図２】 本発明のカソード構体の一実施例のカソード
分解後の断面図FIG. 2 is a cross-sectional view of an embodiment of the cathode assembly of the present invention after the cathode is disassembled.

【図３】 本発明のカソード構体の分解時間−分解温度
プロファイルFIG. 3 is a decomposition time-decomposition temperature profile of the cathode structure of the present invention.

【図４】 従来の酸化物カソード構体と本発明のカソー
ド構体について、カソードドライブ電圧−初期の電子放
射電流を示すグラフFIG. 4 is a graph showing cathode drive voltage versus initial electron emission current for a conventional oxide cathode structure and a cathode structure of the present invention.

【図５】 本発明のカソード構体の初期の温度特性を示
すグラフFIG. 5 is a graph showing an initial temperature characteristic of the cathode structure of the present invention.

【図６】 本発明のカソード構体の最大カソード電流Ｍ
Ｉｋの変化を示すグラフFIG. 6 shows the maximum cathode current M of the cathode structure of the present invention.
Graph showing change in Ik

【図７】 従来の酸化物カソード構体の断面図FIG. 7 is a cross-sectional view of a conventional oxide cathode structure.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１０、２０、７０ カソード構体 １１、２１ カソードペレット １２、２２ カソードペレット支持体 １３ 電子放射面 １４、２４、７３ カソードスリーブ １５、２５、７４ ヒーター ２３ （バリウム・ストロンチウム・カルシウム）酸化
物被膜 ７１ カソード基体 ７２ 多孔質膜 ７５ 界面10, 20, 70 Cathode structure 11, 21, Cathode pellet 12, 22, Cathode pellet support 13, Electron emission surface 14, 24, 73 Cathode sleeve 15, 25, 74 Heater 23 (Barium, strontium, calcium) oxide coating 71 Cathode substrate 72 Porous membrane 75 Interface

Claims (19)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】ニッケル粉末と酸化スカンジウム粉末と電
子放射剤粉末とが一様に混合され熱間等方加圧処理によ
り焼結一体化された焼結材から所望の寸法に加工されて
なるカソードペレットを具備し、前記カソードペレット
の支持体の、前記カソードペレットに直接接する部分の
少なくとも一部に、ニッケルを主とし、クロム、タンタ
ル、モリブデン、ジルコニウム、タングステン、コバル
トから選ばれた少なくとも一種の金属を配合した合金か
らなる部材を配したことを特徴とするカソード構体。A cathode formed by uniformly mixing a nickel powder, a scandium oxide powder, and an electron emitting agent powder and processing them to a desired size from a sintered material integrated by sintering by hot isostatic pressing. At least a part of a portion of the support of the cathode pellet, which is in direct contact with the cathode pellet, is mainly composed of nickel, and includes at least one metal selected from chromium, tantalum, molybdenum, zirconium, tungsten, and cobalt. A cathode structure comprising a member made of an alloy containing: 【請求項２】請求項１において、前記電子放射剤粉末
の、前記ニッケル粉末に対する重量比が４０％以上９６
％以下であることを特徴とするカソード構体。2. The method according to claim 1, wherein the weight ratio of the electron emitting agent powder to the nickel powder is 40% or more and 96% or more.
% Or less. 【請求項３】請求項１において、前記酸化スカンジウム
粉末の、前記電子放射剤粉末と前記ニッケル粉末の和に
対する重量比が１％以上７％以下であることを特徴とす
るカソード構体。3. The cathode structure according to claim 1, wherein a weight ratio of the scandium oxide powder to the sum of the electron emitting agent powder and the nickel powder is 1% or more and 7% or less. 【請求項４】請求項１において、前記ニッケル粉末の平
均粒径が０．８μｍ以上９μｍ以下であることを特徴と
するカソード構体。4. The cathode structure according to claim 1, wherein the average particle size of the nickel powder is 0.8 μm or more and 9 μm or less. 【請求項５】請求項１において、前記ニッケル粉末が、
ニッケルカルボニルをカルボニル法（別名、熱分解法）
により分解して作製されたことを特徴とするカソード構
体。5. The method according to claim 1, wherein the nickel powder is
Nickel carbonyl is carbonyl method (also known as pyrolysis method)
A cathode structure produced by disassembling the cathode structure. 【請求項６】請求項１において、前記クロム、タンタ
ル、モリブデン、ジルコニウム、タングステン、コバル
トから選ばれた少なくとも一種の金属の、前記ニッケル
に対する重量比が１％以上３３％以下であることを特徴
とするカソード構体。6. The method according to claim 1, wherein a weight ratio of at least one metal selected from chromium, tantalum, molybdenum, zirconium, tungsten, and cobalt to nickel is 1% or more and 33% or less. Cathode structure. 【請求項７】請求項１において、前記クロム、タンタ
ル、モリブデン、ジルコニウム、タングステン、コバル
トから選ばれた少なくとも一種の金属がクロムであり、
前記クロムの前記ニッケルに対する重量比が１９％以上
３０％以下であることを特徴とするカソード構体。7. The method according to claim 1, wherein the at least one metal selected from chromium, tantalum, molybdenum, zirconium, tungsten and cobalt is chromium,
A cathode structure wherein a weight ratio of the chromium to the nickel is 19% or more and 30% or less. 【請求項８】請求項１において、前記カソードペレット
の電子放射面に、厚さ２０μｍ以上１５０μｍ以下の電
子放射剤被膜が、カソード分解工程において形成された
ことを特徴とするカソード構体。8. The cathode structure according to claim 1, wherein an electron emitting material coating having a thickness of not less than 20 μm and not more than 150 μm is formed on the electron emitting surface of the cathode pellet in a cathode disassembling step. 【請求項９】請求項１において、前記電子放射剤粉末
が、バリウム・ストロンチウム・カルシウムの共沈炭酸
塩粉末であることを特徴とするカソード構体。9. The cathode structure according to claim 1, wherein the electron emitting agent powder is a barium / strontium / calcium coprecipitated carbonate powder. 【請求項１０】請求項９において、前記バリウム・スト
ロンチウム・カルシウムの共沈炭酸塩の成分モル比がバ
リウム：ストロンチウム：カルシウム＝（４５以上６５
以下）：（３０以上５０以下）：（２以上１５以下）で
あることを特徴とするカソード構体。10. The composition according to claim 9, wherein the molar ratio of the barium / strontium / calcium coprecipitated carbonate is barium: strontium: calcium = (45 to 65).
(Below): (30 or more and 50 or less): (2 or more and 15 or less). 【請求項１１】請求項９において、前記バリウム・スト
ロンチウム・カルシウムの共沈炭酸塩粉末の平均粒径が
０．９μｍ以上７μｍ以下であることを特徴とするカソ
ード構体。11. The cathode structure according to claim 9, wherein the barium / strontium / calcium coprecipitated carbonate powder has an average particle size of 0.9 μm or more and 7 μm or less. 【請求項１２】請求項８において、前記電子放射剤被膜
がバリウム・ストロンチウム・カルシウムの酸化物から
なることを特徴とするカソード構体。12. The cathode structure according to claim 8, wherein said electron emitting agent coating comprises an oxide of barium / strontium / calcium. 【請求項１３】請求項１２において、前記バリウム・ス
トロンチウム・カルシウムの酸化物の成分モル比がバリ
ウム：ストロンチウム：カルシウム＝（４５以上６５以
下）：（３０以上５０以下）：（２以上１５以下）であ
ることを特徴とするカソード構体。13. The barium / strontium / calcium oxide according to claim 12, wherein the molar ratio of barium / strontium / calcium oxide is barium: strontium: calcium = (45 to 65) :( 30 to 50) :( 2 to 15) A cathode structure, characterized in that: 【請求項１４】請求項１において、前記焼結材の密度が
理論密度の８２％以上であることを特徴とするカソード
構体。14. The cathode structure according to claim 1, wherein the density of the sintered material is at least 82% of the theoretical density. 【請求項１５】請求項１において、前記焼結材の熱膨張
係数（線膨張係数）が、３０℃以上８００℃以下の範囲
で、１２×（１０のマイナス６乗）／Ｋ以上かつ２０×
（１０のマイナス６乗）／Ｋ以下であることを特徴とす
るカソード構体。15. The method according to claim 1, wherein the thermal expansion coefficient (linear expansion coefficient) of the sintered material is not less than 12 × (10 minus 6) / K and not less than 20 × in a range of 30 ° C. or more and 800 ° C. or less.
(10 minus 6) / K or less. 【請求項１６】請求項１において、前記カソードペレッ
トの電子放射面の表面粗さ（Ｒｍａｘ）が３μｍ以下で
あることを特徴とするカソード構体。16. The cathode structure according to claim 1, wherein a surface roughness (Rmax) of an electron emission surface of said cathode pellet is 3 μm or less. 【請求項１７】請求項１において、前記電子放射剤粉末
の、前記ニッケル粉末に対する重量比が４０％以上９６
％以下であり、前記酸化スカンジウム粉末の、前記電子
放射剤粉末と前記ニッケル粉末の和に対する重量比が１
％以上７％以下であり、前記ニッケル粉末の平均粒径が
０．８μｍ以上９μｍ以下であり、前記ニッケル粉末
が、ニッケルカルボニルをカルボニル法（別名、熱分解
法）により分解して作製され、前記クロム、タンタル、
モリブデン、ジルコニウム、タングステン、コバルトか
ら選ばれた少なくとも一種の金属がクロムであり、前記
クロムの前記ニッケルに対する重量比が１９％以上３０
％以下であり、前記電子放射剤粉末が、バリウム・スト
ロンチウム・カルシウムの共沈炭酸塩粉末であり、前記
バリウム・ストロンチウム・カルシウムの共沈炭酸塩の
成分モル比がバリウム：ストロンチウム：カルシウム＝
（４５以上６５以下）：（３０以上５０以下）：（２以
上１５以下）であり、前記カソードペレットの電子放射
面の表面粗さ（Ｒｍａｘ）が３μｍ以下であることを特
徴とするカソード構体。17. The method according to claim 1, wherein the weight ratio of the electron emitting agent powder to the nickel powder is 40% or more and 96% or less.
% Or less, and the weight ratio of the scandium oxide powder to the sum of the electron emitting agent powder and the nickel powder is 1%.
% To 7%, the average particle size of the nickel powder is 0.8 μm to 9 μm, and the nickel powder is produced by decomposing nickel carbonyl by a carbonyl method (also known as a pyrolysis method). Chrome, tantalum,
At least one metal selected from molybdenum, zirconium, tungsten, and cobalt is chromium, and the weight ratio of the chromium to the nickel is 19% or more and 30% or more.
% Or less, wherein the electron emitting agent powder is a barium / strontium / calcium coprecipitated carbonate powder, and the component molar ratio of the barium / strontium / calcium coprecipitated carbonate is barium: strontium: calcium =
(45 or more and 65 or less): (30 or more and 50 or less): (2 or more and 15 or less), and the surface roughness (Rmax) of the electron emission surface of the cathode pellet is 3 μm or less. 【請求項１８】請求項１において、前記電子放射剤粉末
の、前記ニッケル粉末に対する重量比が４０％以上９６
％以下であり、前記酸化スカンジウム粉末の、前記電子
放射剤粉末と前記ニッケル粉末の和に対する重量比が１
％以上７％以下であり、前記ニッケル粉末の平均粒径が
０．８μｍ以上９μｍ以下であり、前記ニッケル粉末
が、ニッケルカルボニルをカルボニル法（別名、熱分解
法）により分解して作製され、前記クロム、タンタル、
モリブデン、ジルコニウム、タングステン、コバルトか
ら選ばれた少なくとも一種の金属がクロムであり、前記
クロムの前記ニッケルに対する重量比が１９％以上３０
％以下であり、前記電子放射剤粉末が、バリウム・スト
ロンチウム・カルシウムの共沈炭酸塩粉末であり、前記
バリウム・ストロンチウム・カルシウムの共沈炭酸塩の
成分モル比がバリウム：ストロンチウム：カルシウム＝
（４５以上６５以下）：（３０以上５０以下）：（２以
上１５以下）であり、前記バリウム・ストロンチウム・
カルシウムの共沈炭酸塩粉末の平均粒径が０．９μｍ以
上７μｍ以下であり、前記焼結材の密度が理論密度の８
２％以上であり、前記焼結材の熱膨張係数（線膨張係
数）が、３０℃以上８００℃以下の範囲で、１２×（１
０のマイナス６乗）／Ｋ以上かつ２０×（１０のマイナ
ス６乗）／Ｋ以下であることを特徴とするカソード構
体。18. The method according to claim 1, wherein the weight ratio of the electron emitting agent powder to the nickel powder is 40% or more and 96% or less.
% Or less, and the weight ratio of the scandium oxide powder to the sum of the electron emitting agent powder and the nickel powder is 1%.
% To 7%, the average particle size of the nickel powder is 0.8 μm to 9 μm, and the nickel powder is produced by decomposing nickel carbonyl by a carbonyl method (also known as a pyrolysis method). Chrome, tantalum,
At least one metal selected from molybdenum, zirconium, tungsten, and cobalt is chromium, and the weight ratio of the chromium to the nickel is 19% or more and 30% or more.
% Or less, and the electron emitting agent powder is a barium / strontium / calcium coprecipitated carbonate powder, and the component molar ratio of the barium / strontium / calcium coprecipitated carbonate is barium: strontium: calcium =
(45 or more and 65 or less): (30 or more and 50 or less): (2 or more and 15 or less), and the barium / strontium /
The average particle size of the calcium coprecipitated carbonate powder is 0.9 μm or more and 7 μm or less, and the density of the sintered material is 8% of the theoretical density.
2% or more, and the coefficient of thermal expansion (linear expansion coefficient) of the sintered material is 12 × (1
A cathode structure characterized by being equal to or greater than 0 minus 6th power) / K and equal to or less than 20 × (10 minus 6th power) / K. 【請求項１９】請求項１ないし１８のカソード構体を搭
載したことを特徴とするカラーブラウン管。19. A color cathode ray tube comprising the cathode structure according to claim 1 mounted thereon.