JP2002093345A - 電子銃及び陰極線管受像機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 陰極から蒸発した電子放射物質の付着に伴う
リーク電流の増加を抑制する。 【解決手段】 電子放射物質を有する陰極１３Ｒ，１３
Ｇ，１３Ｂと、そこから放射された電子ビームの流れを
制御する複数の制御電極とを備える電子銃において、陰
極に最も近い第１グリッド電極１６に対し、陰極と向き
合う側の全面に被膜１８を形成し、この被膜１８によっ
て電子放射物質を拡散吸収することにより、陰極の周辺
部で電流のリーク経路が生成されるのを抑制する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、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、陰極線管に組み込まれる電子銃に関する。

【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（カソード）を所定の動作温度に加熱し
てそこから電子（熱電子）を放射させ、その電子の量や
移動速度、及びビーム軌道を複数の制御電極（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】このような陰極線管用の電子銃において、
熱電子を取り出す陰極には、電子放射物質としてバリウ
ム（Ｂａ）成分が含まれている。このバリウムは、酸化
物型（オキサイド型）陰極や含浸型陰極において共通に
用いられている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、陰極に用い
られるバリウム成分は、熱電子を効率良く取り出すうえ
で必要不可欠なものであるが、電子銃の動作時には、ヒ
ータの加熱作用によって陰極からＢａ、ＢａＯ等の電子
放射物質が蒸発，飛散し、周辺パーツの表面に付着す
る。特に、陰極の近傍では、電子放射物質の付着が顕著
になる。

【０００５】例えば、図６に示すように、３つの陰極部
（陰極構体）３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂが近接して配置さ
れた電子銃では、各々の陰極３１Ｒ，３１Ｇ，３１Ｂか
ら蒸発した電子放射物質が、第１グリッド電極３２と絶
縁部材３３との間の空間で飛散する。そのため、第１グ
リッド電極３２や絶縁部材３３の表面に電子放射物質３
４が付着して堆積する。そうした場合、互いに隣り合う
陰極部間に堆積した電子放射物質３４によって電流のリ
ーク経路が形成されるため、陰極部間の絶縁抵抗が減少
してリーク電流が増加することがある。

【０００６】現状では、電子放射物質の付着によってリ
ーク電流が増加しても、リーク電流値そのものが極めて
低い値となっているため、表示画像の品質などの点で特
に問題にはなっていない。ただし、将来的な観点、例え
ば３つの陰極部３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｇに流す電流値を
個々にフィードバック制御するような制御方式を採用し
た場合に、陰極部間のリーク電流がネックになることが
予想される。

【０００７】本発明は、上記課題を解決するためになさ
れたもので、その目的とするところは、陰極から蒸発し
た電子放射物質の付着に伴うリーク電流の増加を抑制可
能な電子銃とこれを用いた陰極線管受像機を提供するこ
とにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するためになされたもので、電子放射物質を有する陰
極と、この陰極から放射された電子ビームの流れを制御
する複数の制御電極とを備える電子銃において、複数の
制御電極のうち、陰極に最も近い制御電極に対して、陰
極と向き合う側の全面に電子放射物質を拡散吸収する被
膜を形成した構成となっている。また、本発明に係る陰
極線管受像機においては、上記構成の電子銃を用いたも
のとなっている。

【０００９】上記構成からなる電子銃とこれを用いた陰
極線管受像機では、陰極から蒸発した電子放射物質が、
その陰極に最も近い制御電極の被膜に拡散吸収されるこ
とにより、陰極側への電子放射物質の舞い戻りが少なく
なる。そのため、陰極の周辺部、特に、陰極部間におけ
る電流のリーク経路の生成が有効に抑制される。

【００１０】

【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。

【００１１】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１の本体
部（ガラスバルブ）は、パネル部２、ファンネル部３及
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。

【００１２】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。

【００１３】上記構成の陰極線管１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及び水平走査され
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１
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。

【００１４】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
子の放出部分となる陰極部（陰極構体）８と、この陰極
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。

【００１５】陰極部８は、バリウム等の電子放射物質を
有する陰極と、この陰極を先端部で保持する金属筒（ス
リーブ）と、この金属筒内に設けられて陰極を所定の動
作温度に加熱するヒータとを備えている。グリッド電極
部９は、陰極部８の先端に設けられた陰極に最も近い側
から順に、第１グリッド電極、第２グリッド電極、第３
グリッド電極、…といった複数の制御電極を備えてい
る。

【００１６】図３は本発明の実施形態に係る電子銃の構
成を示す要部拡大図である。図３においては、それぞれ
赤，緑，青に対応する３つの陰極部８Ｒ，８Ｇ，８Ｃが
共通の絶縁部材１２に取り付けられている。各々の陰極
部８Ｒ，８Ｇ，８Ｂは、先にも述べたとおり、陰極１３
Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂと、金属筒１４Ｒ，１４Ｇ，１４Ｂ
と、ヒータ１５Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂとを備えている。絶
縁部材１２は、陰極部８Ｒ，８Ｇ，８Ｂを取り付けるた
めの取付用穴を有する板状構造をなすもので、例えばセ
ラミックスによって構成されている。

【００１７】陰極１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂの近傍には、
第１グリッド電極１６が配置されている。第１グリッド
電極１６は、前述したグリッド電極部９を構成する複数
の制御電極のうち、陰極１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂに最も
近い位置に配置される制御電極である。第１グリッド電
極１６には、各々の陰極１３Ｒ、１３Ｇ、１３Ｂから放
射された電子ビームを通過させるための３つのビーム通
過穴１７が設けられている。

【００１８】また、第１グリッド電極１６には、電子放
射物質となるバリウム（Ｂａ）やその酸化物（ＢａＯ）
を拡散吸収する被膜１８が形成されている。この被膜１
８は、第１グリッド電極１６において、陰極１３Ｒ、１
３Ｇ、１３Ｂと向き合う側（図の下側）の全面に形成さ
れている。また、被膜１８の材料としては、金（Ａ
ｕ）、銀（Ａｇ）、白金（Ｐｔ）、イリジウム（Ｉｒ）
などの白金族系金属が用いられている。ちなみに、第１
グリッド電極１６がカップ型で陰極１３Ｒ，１３Ｇ，１
３Ｂを囲むように絶縁部材１２に固定される場合は、陰
極１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂと向き合う側つまりカップ内
側の全面に被膜１８が形成される。

【００１９】被膜１８の成膜手法としては、真空蒸着
法、スパッタ法、化学気相成長法、メッキ法など、種々
の手法を用いることができる。ここで、イリジウムの被
膜を含浸型陰極の表面に形成（コーティング）する処理
は、含浸型陰極の仕事係数を低下させるために通常用い
られている工程の一つである。そのため、かかる工程の
中で、含浸型陰極へのイリジウム被膜の形成と一緒（同
時）に第１グリッド電極１６にイリジウムの被膜１８を
形成することにより、新たに被膜形成のための工程を設
けなくても、イリジウム被膜付きの第１グリッド電極１
６を得ることができる。つまり、電子銃の製造工数を殆
ど増加させることなく、第１グリッド電極１６に被膜１
８を形成することが可能となる。

【００２０】このように第１グリッド電極１６に被膜１
８を形成してなる電子銃を動作させた場合は、図４に示
すように、ヒータ１５Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂの加熱作用に
よって陰極１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂから蒸発した電子放
射物質（Ｂａ、ＢａＯ等）１９が被膜１８によって拡散
吸収される。このとき、第１グリッド電極１６の被膜１
８が、陰極と向き合う側の面全域（全面）にわたって形
成されていることから、陰極１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂか
ら蒸発した電子放射物質が被膜１８によって効率良く拡
散吸収される。

【００２１】このように、陰極１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂ
から蒸発した電子放射物質１９を被膜１８によって拡散
吸収することにより、陰極側への電子放射物質の舞い戻
りが少なくなるため、周辺パーツの表面、特に、陰極部
８Ｒ，８Ｇ，８Ｂを支持する絶縁部材１２表面への電子
放射物質１９の付着を抑えることができる。これによ
り、互いに隣り合う陰極部間（８Ｒと８Ｇの間、８Ｇと
８Ｂの間）への電子放射物質１９の堆積量を大幅に低減
することができる。

【００２２】その結果、陰極部間でのリーク経路の生成
とこれに伴うリーク電流の増加を有効に抑制することが
可能となる。また、前述したカップ型の第１グリッド電
極１６に被膜１８を形成した場合は、陰極１３Ｒ，１３
Ｇ，１３Ｂと第１グリッド電極１６間でのリーク経路の
生成とこれに伴うリーク電流の増加を有効に抑制するこ
とが可能となる。したがって、例えば、将来的に３つの
陰極部８Ｒ，８Ｇ，８Ｂに流す電流値を個々にフィード
バック制御するような制御方式を採用した場合でも、リ
ーク電流による制御上の誤差要因を排除して高精度な動
作制御を実現することが可能となる。

【００２３】また、含浸型陰極の場合は、酸化物型陰極
に比較して動作温度が高く、電子放射物質の蒸発も顕著
になるため、含浸型陰極を備える電子銃に適用すること
で、より大きな効果が期待できる。

【００２４】図５は加速試験におけるリーク電流の経時
的な変化を示すものである。この図５に示すグラフは、
加速試験において陰極部間のリーク電流（Ｌｉｋｋ）を
測定したときの最大値を「１」として正規化したもので
ある。グラフの縦軸は、陰極部間のリーク電流を対数目
盛で表し、横軸は加速評価時間を表している。また、グ
ラフ内では、第１グリッド電極１６に厚さ２６０μｍの
イリジウムの被膜１８をスパッタ法で形成した場合（被
膜有りの場合）のリーク電流の変化を実線で表し、被膜
１８を形成しない場合（被膜無しの場合）のリーク電流
の変化を破線で表している。

【００２５】図５から明らかなように、第１グリッド電
極１６に被膜１８を形成しない場合は、加速評価時間の
経過によってリーク電流が増加しているのに対し、被膜
１８を形成した場合は、加速評価時間が経過してもリー
ク電流がほぼ一定のレベル（初期値と同等のレベル）で
推移している。この試験結果からも、第１グリッド電極
１６に被膜１８を形成することが、リーク電流の増加を
抑制するうえで非常に有効であることが容易に理解でき
る。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、電
子銃の構成として、電子ビームの流れを制御する複数の
制御電極のうち、陰極に最も近い制御電極に対して、陰
極と向き合う側の全面に被膜を形成し、この被膜によっ
て電子放射物質を拡散吸収する構成としたので、陰極の
周辺パーツに電子放射物質が付着して電流のリーク経路
が生成されることを抑制できる。これにより、隣り合う
陰極部間や、陰極と周辺パーツ間において、陰極から蒸
発した電子放射物質の付着に伴うリーク電流の増加を有
効に抑制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概略側面図
である。

【図３】本発明の実施形態に係る電子銃の構成を示す要
部拡大図である。

【図４】本発明の実施形態に係る電子銃の動作時の状態
を説明する図である。

【図５】加速試験におけるリーク電流の経時的な変化を
示す図である。

【図６】従来の課題を説明する図である。

【符号の説明】

１…陰極線管、６…電子銃、８Ｒ，８Ｇ，８Ｂ…陰極
部、１２…絶縁部材、１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂ…陰極、
１６…第１グリッド電極（制御電極）、１８…被膜、１
９…電子放射物質

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電子放射物質を有する陰極と、この陰極
   から放射された電子ビームの流れを制御する複数の制御
   電極とを備える電子銃において、 前記複数の制御電極のうち、前記陰極に最も近い制御電
   極に対して、前記陰極と向き合う側の全面に電子放射物
   質を拡散吸収する被膜を形成してなることを特徴とする
   電子銃。
2. 【請求項２】 前記被膜は白金族系金属からなることを
   特徴とする請求項１記載の電子銃。
3. 【請求項３】 前記陰極は含浸型陰極であることを特徴
   とする請求項１記載の電子銃。
4. 【請求項４】 電子放射物質を有する陰極と、この陰極
   から放射された電子ビームの流れを制御する複数の制御
   電極とを備える電子銃を用いた陰極線管受像機におい
   て、 前記複数の制御電極のうち、前記陰極に最も近い制御電
   極に対して、前記陰極と向き合う側の全面に前記電子放
   射物質を拡散吸収する被膜を形成してなることを特徴と
   する陰極線管受像機。