JP2002025464A - 陰極線管用の電子銃構体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】陰極相互間の絶縁不良を防止し、画像品位の向
上を図ることが可能な電子銃構体を提供することにあ
る。 【解決手段】支持フレーム１に取り付けられた絶縁支持
体４には、３つの陰極保持シリンダ２がインライン状に
固定されている。各陰極保持シリンダ内には、陰極構体
を有した陰極構体５が装着されている。支持フレームに
はカップ状の第１グリッド６が嵌合され、陰極保持シリ
ンダの上端部と対向している。第１グリッドには、それ
ぞれ陰極基体と対向した電子ビーム通過孔６ａが形成さ
れている。第１グリッドには２つのシールド板１５が固
定され、それぞれ第１グリッドと同電位を有していると
ともに、隣合う陰極構体間を電気的に遮蔽している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、陰極線管等に用い
られる電子銃構体に関し、特に、並んで配設された複数
の陰極を備えた陰極線管用の電子銃構体に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、陰極線管に設けられる電子銃構
体は、カップ状の第１グリッドと、この第１グリッド内
に嵌合された陰極支持構体と、を備えている。陰極支持
構体は、上端部にフレアを設けた複数個の陰極保持シリ
ンダと、ヒータコネクタ支持部材と、を有し、これら
は、所定間隔を存して相互に並べて配置されているとと
もに、結晶化ガラス等からなる絶縁支持体により支持フ
レームに一体に固定されている。そして、各陰極保持シ
リンダ内に陰極構体が装着されている。

【０００３】含浸型の陰極基体を用いた陰極構体は、陰
極スリーブ、陰極基体、およびヒ一タ等で構成されてい
る。含浸型の陰極基体は、例えば、空孔率約２０％の多
孔質タングステンからなるもので、モル比で４：１：１
のＢａＯ、ＣａＯ、Ａｌ_２Ｏ _３からなるエミッタ（電子
放射物質）を高温の水素雰囲気中、または真空中で溶融
含浸し、表面にＩｒ、Ｏｓ−Ｒｕなどの金属膜を被覆し
たものである。

【０００４】この陰極構体は、陰極保持シリンダの内部
に挿入して配置され、かつ、エアーマイクロ方式、静電
容量方式、あるいはレーザ方式などの方式により陰極基
体と第１グリッドとの間隔が正確に設定された状態で陰
極保持シリンダに固定されている。

【０００５】このように構成された電子銑構体は、更に
他のグリッドと組み立てられて陰極線管のネック内部に
装着される。その後、所要の排気工程、エージング工程
を施して陰極線管が製造される。そして、このような電
子銃構体は、比較的小型のインライン型電子銃を構成す
る場合に適しており、従来の３個の電子銃構体を分離し
たタイプと比較して、より構成部品が少ないなどの利点
があるため多く使用されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ように構成された電子銃構体および陰極支持構体には次
に述べる問題がある。一般に、陰極構体は、陰極線管に
組み込まれた後、排気、エージング工程をへて電子放射
能力の安定が図られる。これらの工程では、陰極構体の
ヒータに定格以上のヒータ電圧が印加される。その結
果、陰極基体が高温となり陰極基体からのエミッタ蒸発
が促進される。

【０００７】蒸発したエミッタ、主にバリウム、は、陰
極保持シリンダの上端部に設けられたフレアによって完
全に遮断されるため、絶縁支持体上へ蒸発して第１グリ
ッドと陰極との間、および陰極相互間の絶縁特性を阻害
することはないが、陰極保持シリンダの上端部に設けら
れたフレアの上部にも蒸着する。そして、電子銃構体の
動作中にフレアの温度は約３００℃に上昇するため、こ
の部分から不要な熱電子放射が起こり、陰極相互間で絶
縁不良を起こす。

【０００８】この現象はライフ中の進行が顕著で、ある
動作時間で最大となった後、減少することはなく時間と
共に微増を続ける。従って、陰極に入力される映像信号
に乱れが発生し、特に、陰極間のドライブ電圧差が大き
い時に致命的な問題となる。また、含浸型陰極の場合、
酸化物陰極に比べて動作温度が約２００℃高いため、エ
ミッタ蒸発量が多く、この現象が顕著に表れることから
改善が望まれている。

【０００９】陰極間の不要電子放射はフレア間の距離を
大きくすることにより低減可能であるが、フレア間を広
げると絶縁支持体上へのエミッタの蒸発を完全に押さえ
ることができず、第１グリッドと陰極との間の絶縁特性
が劣化する。従って、低電力型の小型陰極構体の場合、
絶縁支持体上へのエミッタ蒸発を完全に押さえ、かつ、
フレア間を広げて不要な電子放射を問題とならない程度
までに低減することは寸法的および製造技術的に困難と
なる。更に、不要電子放射量は、陰極温度のバラツキ、
蒸着エミッタの仕事関数、フレア部の温度のバラツキ、
フレア間の寸法精度等に左右されて決まるため予測が難
しい。

【００１０】この発明は、以上の点に鑑みなされたもの
で、その目的は、陰極相互間の絶縁不良を防止し、画像
品位の向上を図ることが可能な電子銃構体を提供するこ
とにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明に係る電子銃構体は、金属の支持フレーム
と、上記支持フレームに取り付けられた絶縁支持体と、
上記絶縁支持体に並んで固定されているとともに、それ
ぞれ上記絶縁支持体から突出した上端部を有した複数個
の陰極保持シリンダと、上記陰極保持シリンダに装着さ
れているとともに、それぞれ陰極保持シリンダの上端部
近傍に位置した陰極基体を有する複数の陰極構体と、そ
れぞれ上記陰極基体と対向した複数の電子ビーム通過孔
を有し、上記複数の陰極保持シリンダの上端部と対向し
て配置された第１グリッドと、それぞれ上記第１グリッ
ドと同電位を有し、上記陰極構体間を電気的に遮蔽した
複数のシールド板と、を備えたことを特徴としている。

【００１２】この発明に係る電子銃構体によれば、上記
シールド板は、それぞれ平板状をなし上記第１グリッド
に固定されているとともに、上記陰極基体間に延出して
いることを特徴としている。

【００１３】更に、この発明に係る電子銃構体によれ
ば、上記シールド板は、それぞれ第１グリッドに固定さ
れているとともに環状に形成され、対応する陰極保持シ
リンダの上端部を囲むように配置されていることを特徴
としている。

【００１４】上記のように構成された電子銃構体によれ
ば、第１グリッドと同電位で陰極構体間を電気的に遮蔽
するシールド板を設けることにより、製造プロセスおよ
びライフ中に陰極保持シリンダの上端部にエミッタが蒸
発し、陰極相互間のドライブ電圧差により不要電子放射
が生じた場合でも、陰極相互間の絶縁不良を防止するこ
とができる。これにより、画像の劣化を防止し、画像品
位の向上を図ることができる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら、この
発明の実施の形態に係る陰極線管用の電子銃構体につい
て詳細に説明する。図１に示すように、電子銃構体２０
は、第１グリッド６と、この第１グリッド内に嵌合され
た陰極支持構体１８とを備え、インライン型の電子銃構
体として構成されている。

【００１６】陰極支持構体１８は支持フレーム１を有
し、この支持フレームは、Ｆｅ−Ｎｉ合金等の金属によ
り、平面形状がほぼ長円形の環状に形成されている。こ
の支持フレーム１の内部には、それぞれ上端部にフレア
３を有した３つの陰極保持シリンダ２、および４つ（２
つのみ図示する）のヒータコネクタ支持部材３が所定間
隔を存して配置され、支持フレーム内に充填された結晶
化ガラス等の絶縁支持体４により支持フレーム１に一体
的に固定されている。３つの陰極保持シリンダ２は、互
いに平行にかつ直線状に並んで、すなわち、インライン
状に並んで設けられているとともに、上端部および下端
部が絶縁支持体４から突出している。そして、各陰極保
持シリンダ２内には陰極構体５が装着され、これにより
陰極支持構体１８が構成されている。

【００１７】図２に示すように、各陰極構体５は陰極ス
リーブ７を有し、この陰極スリーブ７は上端および下端
が開口した円筒体からなり、例えばタンタルにより、外
径１．３ｍｍ、厚さ２０μｍ、長さ５．０ｍｍに形成さ
れている。また、陰極スリーブ７の内周面にはアルミナ
と耐熱性金属粉末とからなる黒化層が被覆形成されてい
る。

【００１８】陰極スリーブ７の上端開口部には、タンタ
ルからなるカップ１０が嵌合され、このカップ１０には
円板形状をなす含浸型の陰極基体８が嵌合固定されてい
る。陰極基体８は空孔率約２０％の多孔質タングステン
からなるもので、モル比で４：１：１のＢａＯ、Ｃａ
Ｏ、Ａｌ_２Ｏ_３からなるエミッタ（電子放射物質）を高
温の水素雰囲気中、または真空中で溶融含浸し、表面に
Ｉｒ、Ｏｓ−Ｒｕなどの金属膜を被覆したものである。

【００１９】陰極スリーブ７の内部には、コイルドダブ
ルヘリカルタイプのヒータ９が挿入配置されている。こ
のヒータ９の下端部には、電極接続用のタブ１１がレー
ザ溶接により固定されている。また、陰極スリーブ７
は、Ｆｅ−Ｃｏ−Ｎｉ合金などにより形成された筒状を
なす陰極ホルダ１２の内部に同軸的に配置されている。
そして、陰極スリーブ７の周囲には、タンタルにより形
成された短冊状の３本のストラップ１３が配置され、各
ストラップは、その上端が陰極ホルダ１２に、下端が陰
極スリーブ７にそれぞれレーザ溶接で固定されている。
これにより、陰極スリーブ７は陰極ホルダ１２内に支持
されている。なお、陰極スリーブ７と陰極ホルダ１２と
の間には、Ｎｉ−Ｗ合金から形成された円筒状のリフレ
クタ１４が同軸的に配置され、陰極ホルダ１２の上端部
に固定されている。

【００２０】このように構成された陰極構体５は、陰極
保持シリンダ２の内部にその下端開口部から挿入して配
置され、陰極ホルダ１２を陰極保持シリンダ２の下端部
にレーザ溶接することにより固定されている。

【００２１】一方、図１、図３、および図４に示すよう
に、第１グリッド６は金属により形成され、下面部を開
放したカップ形状をなしている。第１グリッド６の底壁
には、３つの電子ビーム通過孔６ａが所定の間隔を置い
て一列に並んで形成されている。そして、上述した陰極
支持構体１８は、この第１グリッド６内に下端開口側か
ら挿入され、支持フレーム１が第１グリッドに嵌合した
状態で固定されている。これにより、第１グリッド６
は、３つの電子ビーム通過孔６ａが陰極基体８と対向し
た状態で、陰極支持構体１８の上部を覆っている。

【００２２】なお、陰極構体５は、第１グリッド６に形
成された電子ビーム通過孔６ａより、エアーマイクロ方
式で陰極基体８と第１グリッド６との間隔が正確に設定
された状態で、陰極保持シリンダ２に固定されている。

【００２３】また、第１グリッド６の底壁内面には、そ
れぞれ金属からなる２枚にシールド板がレーザー溶接に
より固定され、絶縁支持体４側に突出している。各シー
ルド板１５は、例えば、幅５．３ｍｍ、厚さ５０μｍ、
高さ０．７ｍｍの細長い矩形平板状に形成されていると
ともに、第１グリッド６と同電位となっている。そし
て、これらのシールド板１５は、隣合う２つの陰極基体
８間、特に、隣合う２つの陰極支持シリンダ２間と対向
する位置にそれぞれ配置されている。

【００２４】このように構成された電子銃構体２０は、
図示しない他のグリッドと組み合わされて電子銃を構成
し、陰極線管のネックの内部に装着される。その後、所
要の排気工程、エージング工程が施され陰極線管を製造
する。

【００２５】上記のように構成された電子銃構体２０を
ダミーの陰極線管に組み込み、通常の排気、エージング
工程を行った後、強制ライフ試験を実施した。その結果
を図５に示す。この図において、陰極相互間の電流を縦
軸、電子銃構体のライフ時間を横軸とし、本実施の形態
に係る電子銃構体による特性をＺ、従来の電子銃構体に
よる特性をＷで示した。ライフ試験は、ヒータ電圧を定
格の１１０％にアップさせ１万時間まで行った。また、
評価は各ステップ毎にヒータに定格電圧を印加後、数分
間保持し陰極相互間に直流電圧を印加した。

【００２６】図５から分かるように、従来の電子銃構体
における陰極相互間の電流は３千時間で２．５μＡとな
り、以後微増を続けている。これに対して、本実施の形
態に係る電子銃構体によれば、陰極相互間の電流は１万
時間でも１μＡ未満と小さく、良好な陰極相互間の絶縁
特性を示した。すなわち、上述したシールド板１５を設
けることにより、隣合う陰極相互間での絶縁不良を防止
できることが分かる。

【００２７】これらのシールド板１５の作用について以
下に説明する。陰極ドライブ動作の場合、第１グリッド
６はアース電位に設定されている。そして、シールド板
１５は、図４に示すように、第１グリッド６に固着され
ているため第１グリッドと同電位となり、アース電位と
なる。そして、陰極相互問にドライブ電圧差が生じた場
合でも、陰極相互問に配置されているシールド板１５周
囲の電位は低減しているため、低電位の陰極構体５を保
持している陰極保持シリンダ２のＹ点から発する電気力
線は、シールド板１５を回避しながら、高電位の陰極構
体５を保持している陰極保持シリンダ２のＸ点へと達す
る。シールド板１５下部と絶縁支持体４との距離を小さ
くしていくと、ついには陰極相互間の電気力線は遮断さ
れるようになる。

【００２８】従って、製造プロセスおよびライフ中に陰
極保持シリンダ２の上端部に設けられたフレア３の上部
にエミッタが蒸着し、動作中にフレアの温度が上昇した
場合でも、シールド板１５を設けることにより陰極相互
間のドライブ電圧差による影響は受けない。つまり、動
作中において、シールド板１５により陰極相互間を電気
的に遮断することにより、絶縁不良を防止することがで
きる。

【００２９】上述し実施の形態において、シールド板１
５は高さ０．７ｍｍとしたが、これに限定されるもので
はない。すなわち、シールド板１５は、陰極保持シリン
ダ２のフレア３上部に蒸着したエミッタの２次蒸発の影
響を避けるために、シールド板の下部が、隣合う陰極保
持シリンダのフレア間を直線的に結んだ線ＸＹ位置より
も絶縁支持体４側に延出するような高さに設定されてい
ることが望ましい。従って、各シールド板１５の高さ
は、電子銃および第１グリッド６の大きさによって適宜
設定すれば良い。

【００３０】なお、この発明は上述した実施の形態に限
定されることなく、この発明の範囲内で種々変形可能で
ある。例えば、シールド板１５は平板状に限定されるこ
となく、図６および図７に示すように、シールド板１５
を環状に形成し、対応する陰極保持シリンダ２の上端部
を同軸的に囲む構成としても良い。この場合において
も、上記実施の形態と同様の作用効果を得ることができ
る。

【００３１】また、前述した実施の形態ではカップ形状
をなす第１グリッド６について説明したが、板状の第１
グリッドを用いた場合でも同様の作用効果を得ることが
できる。更に、陰極基体は含浸型に限らず、酸化物型を
適用することも可能である。

【００３２】

【発明の効果】以上詳述したように、この発明の電子銃
構体によれば、第１グリッドにこれと同電位で陰極構体
間を電気的に遮蔽するシールド板を設けたことから、陰
極相互間にドライブ電圧差が生じた場合でも、陰極保持
シリンダの上端部に蒸着したエミッタからの不要な熱電
子放射の影響が陰極相互間に寄与せず、陰極相互間の絶
縁不良を防止することができる。これにより、不要な熱
電子放射による画像の劣化のない電子銃構体を提供する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の形態に係る電子銃構体を示す
断面図。

【図２】上記電子銃構体に組み込まれた陰極構体を一部
破断して示す側面図。

【図３】上記電子銃構体を構成する第１グリッドを示す
斜視図。

【図４】上記電子銃構体の要部を拡大して示す断面図。

【図５】上記電子銃構体と従来の電子銃構体との強制ラ
イフ試験結果を比較して示すグラフ。

【図６】この発明の他の実施の形態に係る電子銃構体の
第１グリッドを示す斜視図。

【図７】上記他の実施の形態に係る電子銃構体の断面
図。

【符号の説明】

１…支持フレーム ２…陰極保持シリンダ ３…ヒータコネクタ支持体 ４…絶縁支持体 ５…陰極構体 ６…第１グリッド ７…陰極スリーブ ８…陰極基体 ９…ヒータ １０…カップ １１…タブ １２…陰極ホルダ １３…ストラップ １４…リフレクタ １５…シールド板 １８…陰極支持構体 ２０…電子銃構体

フロントページの続き (72)発明者 宇田 英一郎 神奈川県横浜市磯子区新杉田町８番地 株 式会社東芝横浜事業所内 Ｆターム(参考） 5C031 DD04 DD08 DD15 5C041 AA03 AB03 AB04

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】金属の支持フレームと、 上記支持フレームに取り付けられた絶縁支持体と、 上記絶縁支持体に並んで固定されているとともに、それ
   ぞれ上記絶縁支持体から突出した上端部を有した複数個
   の陰極保持シリンダと、 上記陰極保持シリンダに装着されているとともに、それ
   ぞれ陰極保持シリンダの上端部近傍に位置した陰極基体
   を有する複数の陰極構体と、 それぞれ上記陰極基体と対向した複数の電子ビーム通過
   孔を有し、上記複数の陰極保持シリンダの上端部と対向
   して配置された第１グリッドと、 それぞれ上記第１グリッドと同電位を有し、上記陰極構
   体間を電気的に遮蔽した複数のシールド板と、 を備えたことを特徴とする電子銃構体。
2. 【請求項２】上記シールド板は、それぞれ平板状をなし
   上記第１グリッドに固定されているとともに、上記陰極
   基体間に延出していることを特徴とする請求項１に記載
   の電子銃構体。
3. 【請求項３】上記シールド板は、それぞれ環状に形成さ
   れ上記第１グリッドに固定されているとともに、対応す
   る陰極保持シリンダの上端部を囲むように配置されてい
   ることを特徴とする請求項１に記載の電子銃構体。
4. 【請求項４】上記各シールド板は、上記第１グリッドか
   ら、隣合う陰極保持シリンダの上端部間を越えて上記絶
   縁支持体側へ突出していることを特徴とする請求項１な
   いし３のいずれか１項に記載の電子銃構体。
5. 【請求項５】上記第１グリッドは、上記電子ビーム通過
   孔が形成された底壁を有するカップ状に形成され、開口
   側の端部が上記支持フレームに嵌合されていることを特
   徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の電子
   銃構体。
6. 【請求項６】上記複数の陰極保持シリンダは、互いにほ
   ぼ平行に、かつ、一列に並んで配置されていることを特
   徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の電子
   銃構体。