JP2001076640A

JP2001076640A - 電子銃および陰極線管受像機

Info

Publication number: JP2001076640A
Application number: JP2000135419A
Authority: JP
Inventors: Joji Karasawa; 穣司柄澤; Shigenori Tagami; 滋規田上; Izuho Hatada; 出穂畑田; Shinobu Mihashi; 忍三橋
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1999-07-07
Filing date: 2000-05-09
Publication date: 2001-03-23
Also published as: TW452819B; KR20010015198A; KR100740288B1

Abstract

(57)【要約】【課題】陰極基体から蒸発した電子放射物質が外スリ
ーブに付着すると、そのスリーブ材料に添加された還元
性物質の作用で電子放射物質が還元，拡散されてリーク
電流を誘発する要因となる。【解決手段】電子放射物質を含浸させた陰極基体１４
と、この陰極線管１４を先端部で保持する内スリーブ１
６と、この内スリーブ１６をリボン２０で支持する外ス
リーブ１７と、これらのスリーブ１６，１７を支持する
スリーブホルダ１８とを備える電子銃において、外スリ
ーブ１７の表面に酸化膜１７Ａを形成することにより、
該スリーブ表面に付着する電子放射物質の還元および拡
散を抑制するようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、テレビジョン受像
機やコンピュータディスプレイ等の陰極線管受像機に係
り、特に、陰極線管に装備される電子銃の構造に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】陰極線管受像機においては、電子銃から
出射される電子ビームを偏向ヨークの偏向磁界で上下左
右に偏向することにより、パネル内面の蛍光面上で電子
ビームのスポットを走査させて画像を表示している。ま
た、電子ビームの出射源となる電子銃では、電子放射物
質を有する陰極基体を所定の温度（動作温度）に加熱し
てそこから電子（熱電子）を放出させ、この電子の量や
移動速度、およびビーム軌道を複数のグリッド電極で制
御することにより、蛍光面に向けて電子ビームを出射し
ている。

【０００３】図１５は従来における電子銃の基本構造例
を示す要部拡大図である。図１５において、陰極基体５
１は、多孔質金属基体にＢａ（バリウム）等の酸化物か
らなる電子放射物質を含浸させた構造となっている。陰
極基体５１の近傍には、グリッド電極Ｇ１，Ｇ２が配置
されている。陰極基体５１はカップ５２に収納されてい
る。またカップ５２は、スリーブ５３の先端部に嵌合す
るかたちで保持されている。

【０００４】一方、スリーブ５３の内側にはヒータ５４
が収納されている。このヒータ５４は陰極基体５１を加
熱するものである。また、スリーブ５３の外側にはスリ
ーブホルダ５５が設けられている。スリーブホルダ５５
の先端部にはつば部５６が一体に形成され、このつば部
５６がセラミックディスク５７に固定されている。

【０００５】上記構成の電子銃では、ヒータ５４によっ
て陰極基体５１を所定の動作温度に加熱することによ
り、陰極基体５１の表面にＢａの単原子層を形成させ、
これに伴う仕事関数の低下によって効率良く電子を放出
し得るようになっている。さらに、多孔質タングステン
などの金属基体を用いたことにより、大きな電流を取り
出せるようになっている。

【０００６】図１６は従来における電子銃の他の基本構
造例を示す要部拡大図である。図１６においては、先の
図１５に示すものと比較して、スリーブ構造が異なって
いる。すなわち、図１５に示すものでは、スリーブ５３
が一体型となっているのに対し、図１６に示すもので
は、スリーブ５３が内外一対をなす分割型となってい
る。このうち、内側のスリーブ（以下、「内スリーブ」
という）５３Ａは、ストラップ状のリボン（細長い金属
片）５８を介して外側のスリーブ（以下、「外スリー
ブ」という）５３Ｂに支持されている。

【０００７】この分割型のスリーブ構造をもつ電子銃で
は、内スリーブ５３Ａと外スリーブ５３Ｂがストラップ
状のリボン５８で繋がれているため、そのスリーブ間で
の熱抵抗が非常に大きなものとなっている。そのため、
先の一体型のスリーブ構造をもつ電子銃に比較すると、
部材間の熱伝導や熱放散による熱損失が小さく、より少
ない電力で動作させることが可能となっている。

【０００８】ところで一般に、酸化物型の陰極基体（オ
キサイドカソード）の動作温度は７４０℃程度であるの
に対し、前述のように電子放射物質を含浸させたタイプ
（含浸型）の陰極基体５１の動作温度は、それよりも高
い９００〜９５０℃程度とされている。そして、このよ
うに高温状態で動作する含浸型の陰極基体５１では、電
子放射物質であるＢａやその酸化物であるＢａＯが徐々
に蒸発することが知られている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】そうした場合、一体型
のスリーブ構造をもつ電子銃では、図１７に示すよう
に、陰極基体５１から蒸発した電子放射物質ＢａＯが図
中矢印の如く飛散してセラミックディスク５７の表面や
スリーブホルダ５５の表面に付着する。また、分割型の
スリーブ構造をもつ電子銃では、図１８に示すように、
陰極基体５１から蒸発した電子放射物質ＢａＯが図中矢
印の如く飛散して外スリーブ５３Ｂの表面に付着する。

【００１０】ここで、前述のように陰極基体５１の動作
温度は９００℃以上と非常に高いため、これをヒータ５
４で加熱する際に、図１７に示すスリーブ５３や図１８
に示す内スリーブ５３Ａは熱による影響を大きく受け
る。したがって、これらの材料には、陰極基体５１の動
作温度（９００〜９５０℃）に十分に耐え得るだけの耐
熱性を持つＴａ（タンタル）やＭｏ（モリブデン）など
の高価な高融点金属が用いられる。

【００１１】これに対して、図１７においては、陰極基
体５１が動作しているとき、スリーブホルダ５５の温度
は４００〜５００℃程度である。また、図１８において
は、陰極基体５１が動作しているとき、外スリーブ５３
Ｂの温度は６００〜７５０℃程度であり、スリーブホル
ダ５５の温度は３５０〜４５０℃程度である。そのた
め、これらの部材には、ステンレス系の合金や、耐熱性
に優れたニクロム（ニッケル、クロムの合金）、熱膨張
係数の低いコバール（鉄、ニッケル、コバルトの合金）
など、比較的安価な耐熱合金が用いられる。

【００１２】一般に、これらの耐熱合金（コバール、ニ
クロムなど）には、還元性物質（還元剤）であるＳｉ
（シリコン）などの添加剤が微量（１％未満）加えられ
ている。そのため、先の図１７に示すようにスリーブホ
ルダ５５の表面に電子放射物質ＢａＯが付着すると、こ
の電子放射物質ＢａＯが還元性物質の作用によって還元
され、かつ金属表面を拡散してホルダ全体に広がる。そ
うした場合、例えば、スリーブホルダ５５の後端部まで
拡散して還元された電子放射物質ＢａＯから、フォーカ
ス電圧を供給するフォーカスリード５９などの高電圧部
品との間の電界（電位差）により微量の電子が放射（吸
引）されてしまう。

【００１３】これと同様の原理で、先の図１８に示すよ
うに外スリーブ５３Ｂの表面に電子放射物質ＢａＯが付
着した場合でも、この電子放射物質ＢａＯが上記還元性
物質の作用により外スリーブ５３Ｂの表面で還元，拡散
されることにより、外スリーブ５３Ｂの後端部から微小
の電子が放射されることになる。特に、金属表面におけ
る電子放射物質ＢａＯの還元は、高温になるほど活発に
進行する。このことから、図１７におけるスリーブホル
ダ５５（動作中の温度：４００〜５００℃程度）と、図
１８における外スリーブ５３Ｂ（動作中の温度：６００
〜７５０℃程度）とを比較すると、外スリーブ５３Ｂ表
面での電子放射物質ＢａＯの還元がより活発に進行す
る。

【００１４】さらに、図１８に示す構造では、内スリー
ブ５３Ａと外スリーブ５３Ｂとの間で径方向に大きな空
間が形成される。このため、陰極基体５１から蒸発した
電子放射物質ＢａＯが上記空間内に深く侵入して外スリ
ーブ５３Ｂの表面に広範囲に付着する。したがって、外
スリーブ５３Ｂからの電子放射がより顕著になる傾向に
ある。

【００１５】このようにして電子放射物質ＢａＯから放
射された電子は、フォーカスリード５９などの高電圧部
品に流入してリーク電流を発生させる。したがって、こ
のリーク電流の量が著しく増加すると、フォーカス変化
などを引き起こすことも懸念される。

【００１６】図１９は、図１８に示す構造を有する従来
の電子銃を用いてリーク電流の加速試験を行ったときの
評価結果を示す。この加速試験では、通常の動作温度
（９００〜９５０℃）よりも高い１１００〜１２００℃
まで陰極基体５１の温度を高めてこれを長時間動作させ
ることにより、陰極基体５１からの電子放射物質の蒸発
を促進させた。そして、この試験条件のもとでリーク電
流を経時的に測定した。なお、図１９においては、試験
開始時（動作時間がゼロ時点）に測定したリーク電流の
値を「１」としてこれを初期値とし、その後のリーク電
流の測定値については、それぞれ初期値との比率（リー
ク電流比）で表示している。

【００１７】図１９から分かるように、リーク電流は試
験開始直後から増加する。そして、動作時間(Running T
ime)が３００時間ほど経過したところでピークに達して
いる。このピーク時のリーク電流は初期値の１００倍程
度である。因みに、この実験において、加速試験におけ
る７００時間という動作時間は、計算上は実使用時間で
約２００００時間に相当する。

【００１８】従来、リーク電流の変化によるフォーカス
変化は、実用上問題のないレベルにある。但し、近年、
陰極線管を用いた表示装置に要求される性能は一段と高
くなり、フォーカス特性を更に安定したものとするため
には、上記リーク電流の発生を抑えることが好ましい。

【００１９】

【課題を解決するための手段】本発明に係る電子銃で
は、電子放射物質を有する陰極基体と、この陰極基体を
加熱するヒータの外側に略同心円状に配置された複数の
金属筒とを備え、かつ、複数の金属筒の少なくとも一つ
が、その表面に電子放射物質の還元および拡散を抑制す
る酸化膜を有する構成となっている。また、本発明に係
る陰極線管受像機では、上記構成の電子銃を用いた構成
となっている。

【００２０】上記構成の電子銃およびこれを用いた陰極
線管受像機では、複数の金属筒の少なくとも一つ、例え
ばスリーブ、スリーブホルダ等の複数の金属筒のうち、
その金属材料中に還元性物質を含みかつ陰極基体から蒸
発する電子放射物質が付着しやすい金属筒の表面に酸化
膜を設けることにより、金属筒の材料中に含まれる還元
性物質と該金属筒に付着した電子放射物質との間に上記
酸化膜がバリアとして介在することになる。これによ
り、陰極基体から蒸発した電子放射物質が金属筒に付着
した場合でも、還元性物質による電子放射物質の還元，
拡散が酸化膜によって抑制されるようになる。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照しつつ詳細に説明する。

【００２２】図１は本発明に係る陰極線管の一部破断面
を含む斜視図である。図１において、陰極線管バルブ１
は、パネル部２、ファンネル部３およびネック部４によ
り構成されている。パネル部２の内面には、赤，緑，青
の各色蛍光体をパターン配列してなる蛍光面が形成され
ている。また、パネル部２とファンネル部３とはフリッ
トシール部５を介して接合されている。

【００２３】ファンネル部３は全体として略漏斗状をな
し、このファンネル部３から一体にネック部４が延出し
ている。ネック部４には、電子ビームの出射源となる電
子銃６が組み込まれている。また、パネル部２の内側に
は、電子銃６からの電子ビームを選択的に通過させて色
選別を行う色選別機構７が取り付けられている。

【００２４】上記構成の陰極線管においては、電子銃６
から出射された電子ビームが図示せぬ偏向ヨークの偏向
磁界によって上下左右に偏向される。これにより、パネ
ル部２内面の蛍光面に対して、電子ビームのスポットが
色選別機構７を介してスポット的に照射され、かつその
ビームスポットが蛍光面上で垂直および水平走査され
る。その結果、陰極線管の画面上に所望の画像（カラー
画像，白黒画像等）が表示される。かかる陰極線管は、
パネル部２内面の蛍光面に画像を再現（表示）するのに
必要な各種の付属部品とともに図示せぬ筐体に組み込ま
れ、これによってテレビジョン受像機やコンピュータ用
ディスプレイ等の陰極線管受像機が構成される。

【００２５】図２は本発明に係る電子銃の全体像を示す
概略側面図である。図示した電子銃６は、主として、電
子を放出する陰極構体部８と、この陰極構体部８から放
出された電子（ビーム）の量や移動速度、軌道等を制御
するグリッド電極部９と、これらを電気的に絶縁した状
態で一体に保持する一対のビードガラス１０と、外部か
らの電源電圧を陰極構体部８やグリッド電極部９に供給
するステム部１１とを有している。

【００２６】図３は上記陰極構体部８の全体構造を示す
半断面図である。図３において、陰極構体部８には、
赤，緑，青の各色に対応する３つの陰極構体１２が組み
込まれている。これらの陰極構体１２は、共通のセラミ
ックディスク１３に一体に固定されている。また、各々
の陰極構体１２は、電子の放出源となる陰極基体１４
と、この陰極基体１４を加熱するヒータ１５と、このヒ
ータ１５を内装する内スリーブ１６と、この内スリーブ
１６の外側に配置された外スリーブ１７と、これらのス
リーブ１６，１７を保持するスリーブホルダ１８とを備
えている。

【００２７】陰極基体１４は、例えば、Ｗ（タングステ
ン）などの還元性金属を焼結した多孔質金属基体に、Ｂ
ａ（バリウム）、Ｃａ（カリウム）、Ａｌ（アルミニウ
ム）などの複合酸化物を電子放射物質として含浸させた
含浸型陰極基体である。この陰極基体１４の近傍には、
上記グリッド電極部９の一構成部品である２つのグリッ
ド電極Ｇ１，Ｇ２が配置されている。また、陰極基体１
４はカップ１９に収納され、さらにカップ１９は、内ス
リーブ１６の先端部に嵌合するかたちで保持されてい
る。

【００２８】図４は本発明の第１実施形態に係る電子銃
の要部拡大図である。図４において、内スリーブ１６、
外スリーブ１７およびスリーブホルダ１８は、それぞれ
断面円形の筒状構造をなすもので、これらはヒータ１４
の外側に略同心円状に配置されている。このうち、内ス
リーブ１６は、それぞれストラップ状の複数本（例え
ば、３本）のリボン（細長い金属片）２０によって外ス
リーブ１７に支持されている。各々のリボン２０の一端
は内スリーブ１６の後端部に接合され、同他端は外スリ
ーブ１７の先端部に接合されている。

【００２９】ここで、本第１実施形態の特徴とするとこ
ろは、外スリーブ１７の表面に、電子放射物質の還元お
よび拡散を抑制するための酸化膜１７Ａを形成した点に
ある。さらに詳述すると、陰極基体１４の動作中におけ
る外スリーブ１７の温度は６００〜７５０℃程度である
ことから、外スリーブ１７の材料には、一般に、コバー
ル（鉄，ニッケル，コバルトの合金）やニクロム（ニッ
ケル，クロムの合金）などの耐熱合金が用いられる。そ
して、これらの耐熱合金には、シリコン等の還元性物質
が添加される。

【００３０】そこで、外スリーブ１７がコバールで構成
される場合においては、これを陰極構体１２に組み込む
前に大気中で加熱することにより、外スリーブ１７の表
面（全面）に酸化膜１７Ａを形成する。これに対して、
外スリーブ１７がニクロムで構成される場合において
は、これを湿潤水素気流中で加熱することにより、外ス
リーブ１７の表面（全面）に酸化膜１７Ａを形成する。
そして、この酸化膜１７Ａを表面に有する外スリーブ１
７を用いて陰極構体１２を構成する。

【００３１】このように表面に酸化膜１７Ａを有する外
スリーブ１７を用いて陰極構体１２を構成した電子銃に
おいては、その動作時に陰極基体１４から蒸発した電子
放射物質ＢａＯが外スリーブ１７の表面に付着しても、
外スリーブ１７材料に添加される還元性物質（シリコン
等）とスリーブ表面に付着した電子放射物質ＢａＯとの
間に、上記酸化膜１７Ａがバリアとして介在する状態と
なる。

【００３２】これにより、陰極基体１４から蒸発した電
子放射物質ＢａＯが外スリーブ１７の表面に付着した場
合でも、外スリーブ１７の表面で電子放射物質ＢａＯの
還元と拡散が酸化膜１７Ａによって抑制されるようにな
る。その結果、外スリーブ１７に付着した電子放射物質
ＢａＯがスリーブ表面全体に広がることを有効に阻止で
きるため、外スリーブ１７後端部からの不要な電子放射
とこれに伴うリーク電流の発生を抑制することが可能と
なる。

【００３３】図５は本発明の第１実施形態に係る電子銃
を用いてリーク電流の加速試験を行ったときの評価結果
を示す図である。なお、図５においては、従来例との比
較のために、図１８に示す構成の電子銃（酸化膜無しの
スリーブ）を用いて加速試験を行ったときの評価結果を
破線で示してある。図５から分かるように、従来の電子
銃（未対策仕様）を用いた場合には試験開始直後からリ
ーク電流が急激な割合で増加しているが、本第１実施形
態に係る電子銃を用いた場合には、試験開始後から徐々
にリーク電流が減少している。この結果からも、外スリ
ーブ１７の表面に酸化膜１７Ａを形成することが、リー
ク電流の抑制に顕著な効果をもたらすことが容易に理解
できる。

【００３４】因みに、外スリーブ１７の表面に酸化膜１
７Ａを形成するにあたっては、外スリーブ１７の材料に
クロムを含有する合金（ニクロム，鉄クロム合金等）を
用い、これを湿潤水素気流中で加熱することにより、ス
リーブ表面に酸化クロムによる強固な酸化膜１７Ａを形
成することができる。この酸化クロムによる酸化膜１７
Ａでは、膜厚が１〜２μｍ程度と厚く、しかも膜質が安
定していて剥離しにくい特性を有するため、長期にわた
って電子放射物質の還元，拡散を有効に抑制することが
可能となる。但し、酸化膜１７Ａの形成手法としては、
スパッタリングや蒸着等による成膜方法を用いてもよ
く、その場合は、外スリーブ１７の内側（内周面）だけ
に酸化膜１７Ａを形成しても十分な効果が得られる。

【００３５】図６は本発明の第２実施形態に係る電子銃
の要部拡大図である。この第２実施形態においては、外
スリーブ１７の内側にこれを遮蔽する状態でシールド２
１が配置されている。このシールド２１は全体として円
筒状に形成されている。また、シールド２１の先端側
は、外スリーブ１７の内周面に例えば２０〜３０μｍ程
度の僅かな隙間をもって近接する状態に配置されてい
る。さらにシールド２１と外スリーブ１７とは、互いの
近接部分を溶接（レーザー溶接等）することにより一体
に結合されている。

【００３６】このシールド２１は、例えば外スリーブ１
７と同様の金属材料、即ちコバールやニクロム等の耐熱
合金によって構成されている。また、シールド２１の表
面には、電子放射物質の還元および拡散を抑制するため
の酸化膜２１Ａが形成されている。この酸化膜２１Ａ
は、例えばシールド２１がコバールで構成される場合
は、大気中でシールド２１を加熱することにより形成さ
れ、シールド２１がクロム合金（ニクロム等）で構成さ
れる場合は、湿潤水素気流中でシールド２１を加熱する
ことにより形成される。

【００３７】このように表面に酸化膜２１Ａを有するシ
ールド２１を用いて陰極構体１２を構成した場合におい
ては、外シールド１７の内周面がほぼ全域にわたってシ
ールド２１により遮蔽された状態となるため、陰極基体
１４から蒸発した電子放射物質ＢａＯが外スリーブ１７
の表面に付着することを阻止できる。また、陰極基体１
４から蒸発した電子放射物質ＢａＯがシールド２１に付
着しても、シールド２１材料に添加される還元性物質
（シリコン等）とシールド表面に付着した電子放射物質
ＢａＯとの間に酸化膜２１Ａがバリアとして介在するこ
とから、シールド２１表面における電子放射物質ＢａＯ
の拡散，還元とこれに伴うリーク電流の発生を抑制する
ことができる。

【００３８】なお、外スリーブ１７内側におけるシール
ド２１の配置形態としては、例えば、図７に示すように
外スリーブ１７の先端側のみを遮蔽する状態、または図
８に示すように外スリーブ１７の中間部から後端部にわ
たって遮蔽する状態、或いは図９に示すように外スリー
ブ１７の後端側のみを遮蔽する状態など、種々の変形が
可能である。そして、そのいずれの配置形態において
も、シールド２１の表面に酸化膜２１Ａを形成すること
により、シールド２１表面における電子放射物質ＢａＯ
の拡散，還元とこれに伴うリーク電流の発生を有効に抑
制することができる。

【００３９】ところで、先の第１実施形態（図４）にお
ける陰極構体１２の構造では、例えば内スリーブ１７を
クロム合金（ニクロム等）で構成し、その表面に酸化ク
ロムによる酸化膜１７Ａを形成した場合に、酸化膜１７
Ａの色（外スリーブ１７の表面の色）が黒色となるた
め、外スリーブ１７での熱吸収が高くなる。そうする
と、内スリーブ１６から放射される熱が外スリーブ１７
により多く吸収され、さらにこの吸収された熱がスリー
ブホルダ１８を介して陰極構体１２の外部に放散される
ようになる。その結果、陰極構体１２内での熱伝導によ
る熱損失が増大し、その分だけヒータ１５の消費電力が
増加してしまう。

【００４０】また、外スリーブ１７の後端部が開放され
た構造になっているため、そこを通してヒータ１５の熱
がステム部１１（図２参照）側に逃げやすいうえ、陰極
基体１４から蒸発した電子放射物質ＢａＯが極微量では
あるがステム部１１側に飛散し、これが徐々に蓄積され
てリーク電流を誘発させる懸念もある。事実、先の図５
に示した加速試験の評価結果においても、動作時間が１
５０時間を経過した時点でリーク電流が徐々に増加する
傾向が現れている。

【００４１】そこで、本発明の第３実施形態において
は、図１０（ａ），（ｂ）に示す構成を採用することと
した。なお、図１０（ａ）は本発明の第３実施形態に係
る電子銃の要部拡大図、（ｂ）はそれを軸方向から見た
正面図である。この図１０において、外スリーブ１７の
内側にはこれを遮蔽する状態で、クロム合金からなる略
円筒状のシールド２１が配置されている。また、シール
ド２１の表面には、酸化クロムからなる酸化膜２１Ａが
形成されている。さらに、シールド２１の後端部には、
その径を小さく絞るかたちで縮径部２２が一体に形成さ
れている。この縮径部２２は、陰極構体１２の軸方向
（図の上下方向）に対して傾斜するテーパー筒部２２Ａ
と、このテーパー筒部２２Ａの一端から陰極構体１２の
軸方向に沿って一体に延出するストレート筒部２２Ｂと
によって形成されている。このストレート筒部２２Ｂの
内径（開口径）は、内スリーブ１６の内径とほぼ等しく
設定されている。

【００４２】このような構成のシールド２１を用いて陰
極構体１２を構成した場合においては、陰極構体１２か
らステム部１１側への開放面積がシールド２１の縮径部
２２によって縮小されているため、陰極基体１４から蒸
発した電子放射物質ＢａＯがステム部１１側に向かって
飛散しても、その飛散途中で縮径部２２に突き当たるよ
うになる。これにより、ステム部１１側への電子放射物
質ＢａＯの飛散を確実に防止することができる。

【００４３】また、シールド２１後端部の開口径が縮径
部２２で小さく絞られることにより、陰極構体１２から
ステム部１１側への熱放散も抑制される。これにより、
シールド２１の表面に、黒色の酸化クロムからなる酸化
膜２１Ａを形成した場合でも、そのシールド２１自体の
熱吸収による熱損失と、シールド２１に形成した縮径部
２２による熱保存の相殺により、実質的に陰極構体１２
内での熱損失の増大を回避することができる。さらに、
陰極基体１４から蒸発した電子放射物質ＢａＯがシール
ド２１に付着しても、シールド表面の酸化膜２１Ａがバ
リアとして機能することから、シールド２１表面におけ
る電子放射物質ＢａＯの拡散，還元とこれに伴うリーク
電流の発生を抑制することができる。

【００４４】図１１は本発明の第３実施形態に係る電子
銃を用いてリーク電流の加速試験を行ったときの評価結
果を示す図である。この図１１においても、従来例との
比較のために、図１８に示す構成の電子銃（酸化膜無し
のスリーブ）を用いて加速試験を行ったときの評価結果
を破線で示してある。図１１から分かるように、本第３
実施形態に係る電子銃（酸化処理シールド付）を用いた
場合には、試験開始後に若干リーク電流の増加が認めら
れるものの、動作時間が１５０時間を経過した時点では
リーク電流の変化が減少傾向に転じている。そして、動
作時間が２００時間を過ぎてからは一様にリーク電流が
初期値よりも低く抑えられている。

【００４５】なお、上記第３実施形態においては、シー
ルド２１の後端部に、テーパー筒部２２Ａとストレート
筒部２２Ｂから成る縮径部２２を形成するようにした
が、これ以外にも、例えば図１２に示すように上記テー
パー筒部２２Ａに相当する部分だけで縮径部２２を形成
したものであっても同様の効果が得られる。

【００４６】また、上記第１〜第３実施形態において
は、いずれも内スリーブ１６と外スリーブ１７から成る
分割型のスリーブ構造をもつ電子銃を例に挙げて説明し
たが、本発明はこれに限らず、一体型のスリーブ構造を
もつ電子銃にも適用可能である。以下に、その具体的な
事例を本発明の第４実施形態として述べる。

【００４７】図１３は本発明の第４実施形態に係る電子
銃の要部拡大図である。図１３においては、カップ１９
に収納された陰極構体１４がスリーブ２３の先端部に嵌
合するかたちで保持されている。スリーブ２３にはヒー
タ１５が内装されている。また、スリーブ２３の外側に
はスリーブホルダ１８が設けられ、このスリーブホルダ
１８でスリーブ２３が支持されている。そして、スリー
ブホルダ１８の表面には、上記第１〜第３実施形態と同
様の手法（熱処理）で酸化膜１８Ａが形成されている。

【００４８】この構成においては、陰極構体１４から蒸
発した電子放射物質ＢａＯがスリーブホルダ２３に付着
しても、そのホルダ材料に含まれる還元性物質とそこに
付着した電子放射物質ＢａＯとの間に酸化膜１８Ａがバ
リアとして介在することから、スリーブホルダ２３の表
面で電子放射物質ＢａＯの拡散と還元を抑制することが
できる。これにより、スリーブホルダ２３の後端部から
の不要な電子放射とこれに伴うリーク電流の発生を抑制
することが可能となる。

【００４９】因みに、一体型のスリーブ構造をもつ電子
銃においては、主に材料費の低減を目的として、図１４
に示すようにスリーブ２３を径の異なる２つのスリーブ
部品２４，２５で構成するとともに、径の小さいスリー
ブ部品（以下、小径スリーブ）２４と径の大きいスリー
ブ部品（以下、大径スリーブ）２５を互いに嵌合して溶
接することにより一体化したものがある。このスリーブ
構造をもつ電子銃では、ヒータ１５の熱影響を大きく受
ける小径スリーブ２４だけに高価な高融点金属（例え
ば、タンタル，モリブデン等）を用い、大径スリーブ２
５については安価な耐熱合金（例えば、クロム合金）を
用いることで材料費を低減している。

【００５０】ところが、大径スリーブ２５に一般の耐熱
合金を用いると、その材料中に還元性物質が添加剤とし
て含まれることから、陰極構体１４から蒸発した電子放
射物質ＢａＯが大径スリーブ２５に付着した場合にこれ
がリーク電流の発生要因となることが懸念される。そこ
で、そうしたスリーブ構造をもつ電子銃においては、ス
リーブホルダ１８の表面に酸化膜１８Ａを形成するのに
加えて、大径スリーブ２５の表面にも酸化膜２５Ｂを形
成する。これにより、大径スリーブ２５に電子放射物質
ＢａＯが付着した場合でも、そのスリーブ表面の酸化膜
２５Ａで電子放射物質ＢａＯの還元と拡散を抑制し、リ
ーク電流の発生を十分に抑制することが可能となる。

【００５１】なお、上記第１〜第４実施形態において
は、含浸型の陰極基体１４を用いて陰極構体１２を構成
した電子銃について説明したが、本発明は酸化物型の陰
極基体を用いて陰極構体を構成した電子銃にも同様に適
用可能である。

【００５２】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、陰
極基体を加熱するヒータの外側に略同心円状に配置され
た複数の金属筒のうち、少なくとも一つの金属筒の表面
に電子放射物質の還元および拡散を抑制する酸化膜を設
けたことにより、陰極基体から蒸発する電子放射物質が
該金属筒に付着した場合でも、その金属表面での電子放
射物質の還元，拡散を酸化膜で抑制することができる。
これにより、金属筒から高電圧部品への不要な電子放射
とこれに伴うリーク電流の発生を有効に抑制することが
可能となる。その結果、より信頼性の高い電子銃ならび
に動作特性（フォーカス特性等）の安定した陰極線管受
像機を提供することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る陰極線管の一部破断面を含む斜視
図である。

【図２】本発明に係る電子銃の全体像を示す側面概略図
である。

【図３】図２における陰極構体部の全体構造を示す半断
面図である。

【図４】本発明の第１実施形態に係る電子銃の要部拡大
図である。

【図５】第１実施形態におけるリーク電流の加速試験評
価結果を示す図である。

【図６】本発明の第２実施形態に係る電子銃の要部拡大
図である。

【図７】本発明の第２実施形態に係る電子銃の第１変形
例を示す要部拡大図である。

【図８】本発明の第２実施形態に係る電子銃の第２変形
例を示す要部拡大図である。

【図９】本発明の第２実施形態に係る電子銃の第３変形
例を示す要部拡大図である。

【図１０】本発明の第３実施形態に係る電子銃の構成を
説明する図である。

【図１１】第２実施形態におけるリーク電流の加速試験
評価結果を示す図である。

【図１２】本発明の第３実施形態に係る電子銃の変形例
を示す要部拡大図である。

【図１３】本発明の第４実施形態に係る電子銃の要部拡
大図である。

【図１４】本発明の第４実施形態に係る電子銃の応用例
を示す要部拡大図である。

【図１５】従来における電子銃の基本構造例を示す要部
拡大図である。

【図１６】従来における電子銃の他の基本構造例を示す
要部拡大図である。

【図１７】課題を説明する図（その１）である。

【図１８】課題を説明する図（その２）である。

【図１９】従来におけるリーク電流の加速試験評価結果
を示す図である。

【符号の説明】

１…陰極線管バルブ、２…パネル部、３…ファンネル
部、４…ネック部、６…電子銃、８…陰極構体部、１２
…陰極構体、１４…陰極基体、１５…ヒータ、１６…内
スリーブ、１７…外スリーブ、１７Ａ…酸化膜、１８…
スリーブホルダ、１８Ａ…酸化膜、２０…リボン、２１
…シールド、２１Ａ…酸化膜、２４…小径スリーブ、２
５…大径スリーブ、２５Ａ…酸化膜

フロントページの続き (72)発明者畑田出穂東京都品川区北品川６丁目７番35号ソニー株式会社内 (72)発明者三橋忍東京都品川区北品川６丁目７番35号ソニー株式会社内Ｆターム(参考） 5C031 DD07 DD08 DD10

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電子放射物質を有する陰極基体と、前記陰極基体を加熱するヒータの外側に略同心円状に配
置された複数の金属筒とを備え、かつ、前記複数の金属筒の少なくとも一つが、その表面
に電子放射物質の還元および拡散を抑制する酸化膜を有
することを特徴とする電子銃。
【請求項２】前記陰極基体は、前記電子放射物質を多
孔質金属基体に含浸させてなる含浸型陰極基体であるこ
とを特徴とする請求項１記載の電子銃。
【請求項３】前記表面に酸化膜を有する金属筒は、ク
ロムを含む金属合金からなるもので、その表面に酸化ク
ロムの膜を有することを特徴とする請求項１記載の電子
銃。
【請求項４】前記複数の金属筒のうちの一つは、前記
ヒータを内装する内スリーブであり、他の一つは、前記
内スリーブを複数のリボンで支持する外スリーブであっ
て、前記外スリーブの表面に酸化膜を形成してなること
を特徴とする請求項１記載の電子銃。
【請求項５】前記複数の金属筒のうちの一つは、前記
ヒータを内装する内スリーブであり、他の一つは、前記
内スリーブを複数のリボンで支持する外スリーブであ
り、さらに他の一つは、前記外スリーブの内側にこれを
遮蔽する状態で設けられたシールドであって、前記シー
ルドの表面に酸化膜を形成してなることを特徴とする請
求項１記載の電子銃。
【請求項６】前記複数の金属筒のうちの一つは、前記
ヒータを内装するスリーブであり、他の一つは、前記ス
リーブを支持するスリーブホルダであって、前記スリー
ブホルダの表面に酸化膜を形成してなることを特徴とす
る請求項１記載の電子銃。
【請求項７】前記シールドの一部に縮径部を設けたこ
とを特徴とする請求項５記載の電子銃。
【請求項８】前記スリーブは、高融点金属からなる小
径スリーブと、この小径スリーブに接合された大径スリ
ーブからなるもので、前記大径スリーブの表面に酸化膜
を形成してなることを特徴とする請求項６記載の電子
銃。
【請求項９】陰極線管バルブと、この陰極線管バルブ
のネック部に内装された電子銃とを有する陰極線管受像
機において、前記電子銃は、電子放射物質を有する陰極基体と、前記陰極基体を加熱するヒータの外側に略同心円状に配
置された複数の金属筒とを備え、かつ、前記複数の金属筒の少なくとも一つが、その表面
に電子放射物質の還元および拡散を抑制する酸化膜を有
することを特徴とする陰極線管受像機。