JP2949304B2 - カラーブラウン管および正帯電膜形成方法 - Google Patents

カラーブラウン管および正帯電膜形成方法

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  • Formation Of Various Coating Films On Cathode Ray Tubes And Lamps (AREA)
  • Vessels, Lead-In Wires, Accessory Apparatuses For Cathode-Ray Tubes (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はカラーブラウン管および正帯電膜形成方法に
係り、特に、陽極と陰極を内蔵する真空容器内の真空帯
電圧を向上させるに好適なカラーブラウン管および正帯
電膜形成方法に関する。
〔従来の技術〕
従来、カラーブラウン管においては、陽極と陰極に電
圧を印加しただけでネックガラスが正帯電状態となり、
放電によってネックガラスが劣化することがあった。そ
こで、特開昭64−12449号公報に記載されているよう
に、ガラス表面に2次電子放射係数が1より小さい絶縁
被膜を形成し、ガラス表面を負電荷で帯電させることに
より、耐電圧を向上させるようにしたものが提案されて
いる。すなわち、ガラス表面を負帯電してガラス表面の
電位を全体に低く抑えて電子を出にくくして放電を抑制
する方法が採用されている。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかし、従来技術では、負帯電されたガラス表面と陽
極近傍との電位差について配慮されておらず、ガラス表
面全体を負帯電するとガラス表面全体の電位が下がり、
陽極と陽極近傍のガラス表面との電位差が高くなり、陽
極近傍の表面電界が極端に高くなって放電が生じること
がある。特に、大画面大型カラーブラウン管では、画質
向上策として従来より一段と高い陽極電圧の電子銃を使
用しているため、このようなカラーブランク管のネック
ガラスを負帯電させると、ネックガラス内壁面の両極側
電極間で放電が発生してガラス管が貫通破壊する恐れが
ある。
本発明の目的は、陽極端近傍表面の電界強度を低くす
ることができるカラーブラウン管と正帯電膜形成方法を
提供することにある。
〔課題を解決するための手段〕 上記目的を達成するために、本発明は、第1の装置と
して、陽極と陰極を内蔵する真空容器の内壁面に前記陽
極に接続される導電膜が固着され、前記陰極を基準電位
として静電界の電位が最も高い前記導電膜の端部から陰
極側に延びる一定の領域内の真空容器内壁面に正帯電す
る絶縁材を設けると共に、この正帯電する絶縁材から一
定の距離を隔てた陰極側の領域内に負帯電する絶縁材を
設けてなるカラーブラウン管を構成したものである。
第2の装置として、陽極と陰極を内蔵する真空容器の
内壁面に前記陽極に接続される導電膜が固着され、前記
陰極を基準電位として静電界の電位が最も高い前記導電
膜の端部から陰極側に延びる一定の領域内の真空容器内
壁面に正帯電する絶縁材を設けると共に、この正帯電す
る絶縁材と隣接する陰極側の領域内に負帯電する絶縁材
を設けてなるカラーブラウン管を構成したものである。
第3の装置として、陽極と陰極を内蔵する真空容器の
うち陰極を基準電位として静電界の電位が最も高いとこ
ろから一定の領域内の容器を正帯電する絶縁材で構成す
ると共に、この正帯電する絶縁材と隣接する陰極側領域
内の容器を負帯電する絶縁材で構成してなるカラーブラ
ウン管を構成したものである。
第4の装置として、陽極と陰極を内蔵する真空容器を
正帯電する絶縁材で構成し、この真空容器の内壁面のう
ち陰極を基準電位として静電界の電位が最も高いところ
から一定の距離を隔てた陰極側の領域内に負帯電する絶
縁材を設けてなるカラーブラウン管を構成したものであ
る。
前記各カラーブラウン管を構成するに際しては、以下
の要素を付加することができる。
(a)前記正帯電する絶縁材は、真空中で直流電界を受
けた一次電子の二次電子放出係数δの最大値をδmと
し、δ=1となる一次電子エネルギーをE1、E2(ただ
し、E1<E2)としたときに、δm≧1.5、E2≧2.0keVの
条件を満たす二次電子放出特性を有する固体絶縁物の薄
膜で構成されている。
(b)前記正帯電する絶縁材は、MgO,CuO等の金属酸化
物とNaBr、KI等の金属塩のうちのいずれかあるいはこれ
らの混合物で構成されてなる。
(c)Al2O3,MgO,CuO,NaBr、KI等の正帯電性の固体絶縁
物とCr2O3等の負帯電性の固体絶縁物との配合によりδ
m、E2の値が設定されてなる。
また、本発明は、第1の方法として、陽極と陰極を内
蔵する真空容器の内壁面に、有機金属塩水溶液と黒鉛水
溶液との混合液を塗布して導電性塗膜を形成し、この塗
膜の端部から液体状有機金属塩の一部としてしみ出た金
属酸化物を有機物がガス化する温度で加熱し、金属酸化
物の焼結による正帯電膜を前記真空容器の内壁面に形成
する正帯電膜形成方法を採用したものである。
〔作用〕
真空容器の内壁面のうち陰極を基準として静電界の電
位が最も高いところから一定の領域内に、正帯電する絶
縁膜が固着されているため、陽極端近傍表面の電界強度
が低くなり、陽極端近傍で放電が発生するのを抑制する
ことができる。
〔実施例〕
以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。
第1図〜第3図において、カラーブラウン管は真空容
器としてファンネルガラス1とネックガラス3を備えて
おり、これらガラス管の内部に電子銃2と陽極2a、接触
子5が配置されている。ネックガラス3の端部に陰極を
構成する端子7が配置され、ファンネルガラス1の壁面
にアノード用の電源に接続される端子6が配置されてい
る。ファンネルガラス1の壁面には導電膜4が固着され
ている。そして陽極2aに接触子5、導電膜4を介して陽
極電圧が印加されるようになっている。また電子銃2
は、陽極2a、端子7とは異なる電位を与えられた複数の
電極2b、2c,2d,2e,2fから構成されている。
ここで、ネックガラス3の真空側内壁面XYに沿った電
位を測定すると第2図で示されるような特性となる。同
図において陽極電圧は導電膜4の電位に等しい。また点
線は静電界の電位分布であるが、端子6および端子7に
電圧が印加されると、複数の電極2b〜2fから放出された
電子がネックガラス3の表面に入射し、この面が負電荷
で帯電されるため、静電界の電位分布が1点鎖線で示さ
れるような電位分布に変わる。
第2図の1点鎖線で示されるような特性のままである
と、ネックガラス3表面の負帯電は導電膜4の近くまで
形成されるため、導電膜4近傍の領域においてはガラス
縁面の電界強度が高くなり、この領域で絶縁破壊が起こ
る恐れがある。
そこで、本実施例においては、導電膜4端部の黒鉛膜
4Aから一定領域A内のネックがラス3の表面に亘って幅
W1の正帯電膜8が固着されている。
正帯電膜8は、真空中で、この膜に一次電子が入射す
ると正電荷で帯電する特性を有する絶縁物の薄膜で形成
されている。この正帯電膜8に用いられる絶縁材として
は、例えばAl2O3,MgO,CuOなどの金属酸化物あるいはNaB
r、KIなどの金属塩等、またはこれらの混合物が用いら
れている。そしてこれら絶縁物から正帯電膜8を生成す
るに際しては、後述するように、一次電子エネルギE2
2.0keV、二次電子放出係数δの最大値δm≧1.5となる
δ−E0特性を有する固体絶縁物が用いられ、10μ以下の
厚さの薄膜を形成することとしている。
ここで正帯電膜8の真空中における二次電子放出係数
δは、膜表面に入射する一次電子の個数と膜表面から放
出される二次電子の個数の比である。δは一次電子の入
射エネルギーE0に依存して変わり、第4図に示す特性を
示すようになっている。そして真空中で直流電界を受け
た一次電子の二次電子放出係数δの最大値をδmとし,
δ=1を与える一次電子エネルギーをE1、E2(ここで、
E1<E2)とすると、δ<1の領域すなわちE0<E1あるい
はE0>E2となるエネルギーE0を有する一次電子が入射し
た表面には負電荷が帯電する。一方、δ≧1の領域すな
わちE1≦E0≦E2となるエネルギーE0を有する一次電子が
入射した表面には正電荷が帯電する。この場合δmが大
きいほど帯電による正電荷量は大きくなる。またE2が大
きいほど正帯電を起こす一次電子エネルギー領域が広が
ることになる。このため、本実施例においては、正帯電
膜8として、E2≧2.0keV、δm≧1.5となるδ−E0特性
を有する固体絶縁物で構成し、10μm以下の厚さの薄膜
を領域Aのネックガラス3表面に固着することとしてい
る。
上記構成において、正帯電膜8が形成された領域Aに
電子が到来すると正電荷の帯電が起り、領域Aの電位は
第2図の点線で示した静電界の電位によりも高い電位、
すなわち実線で示されるような電位となる。これにより
導電膜4の黒鉛端4A近傍における電界強度を大幅に下げ
ることができ、電子の電界放出を抑制して放電に伴う絶
縁破壊を防止することができる。
次に本発明の他の実施例を第5図に示す。
本実施例は、ネックがラス3の内壁面のうち端子7か
ら一定の領域Bにおいて端子7端部から一定距離W2まで
の区間を幅としてネックガラス3の内周面に沿って負帯
電膜9を形成したものであり、他の構成は前記実施例と
同様であるので、同一のものには同一符号を付してそれ
らの説明は省略する。
負帯電膜9はδ<1となるδ−E0特性を有する固体絶
縁物、例えばCr2O3等を用いて構成されている。この負
帯電膜9は、一次電子エネルギーE0の如何にかかわらず
一次電子が入射すると負電荷で帯電する性質を有するも
のである。このため、負帯電膜9が形成された領域Bに
おいては、ネックガラス3自体のδ−E0特性に依存せず
負電荷で帯電される。このため低電位側のガラス表面の
電界強度の大きさが大幅に緩和されることになる。した
がって、本実施例によれば、導電膜4の黒鉛端4A端部側
近傍における表面電界と低電位側のガラス表面電界の電
界強度を大幅に低くすることができ、ネックガラス3表
面の耐電圧を向上させることができる。
また、第6図に示されるように、正帯電膜8に隣接し
てネックガラス3の低電位側の領域に負帯電膜10を形成
することも可能である。この場合ネックガラス3の表面
が正帯電膜および負帯電膜10で被われるため、ネックガ
ラス3内壁の帯電量を絶縁材の配合によって正確に調整
できるため、ネックガラス3表面の耐電圧をより向上さ
せることができる。
次に、ネックガラス3の内壁面に正帯電膜を生成する
に際して、第7図に示されるように、有機金属塩水溶液
と黒鉛等の導電性物質水溶液とを混合した水溶液をネッ
クガラス3の内壁面に塗布して導電膜11を形成し、この
導電膜11の端部よりしみ出た液体状有機金属塩を約500
℃〜100℃の温度で加熱し、これを焼結させて正帯電膜1
2を形成することも可能である。この場合導電膜11の端
部に領域Aよりも短い領域に正帯電膜12が形成されるた
め、正帯電膜12を形成する作業を簡素化することができ
る。
次に、第8図に本発明の他の実施例を示す。
本実施例は、ネックガラス3に正帯電膜および負帯電
膜を形成する代りに、ネックガラス3自体を正帯電性材
質ガラス13と負帯電性材質ガラス14で構成したものであ
る。正帯電性材質ガラス13は正帯電性物質を配合したガ
ラスであり、負帯電性材質ガラス14は負帯電性物質を配
合したガラスである。
本実施例によれば、正帯電性材質ガラス13が導電膜4
近傍の一定の領域A内に形成されていると共に他の領域
に負帯電性材質ガラス14が形成されているため、第6図
に示す実施例と同様な効果が得られると共に、ネックガ
ラス3表面に正帯電膜および負帯電膜を形成する必要が
ないので、作業を簡素化することができる。
また、第9図に示されるように、ネックガラス3自体
を正帯電性材質ガラス15で構成し、このガラス15の内壁
面のうち導電膜4から一定の領域Aを外れた他の領域に
負帯電膜16を形成しても、第5図に示されるようなもの
と同一な効果を得ることができる。
前記各実施例においては、本発明をカラーブラウン管
に適用したものについて述べたが、前記実施例のもの
は、X線管などの直流高電圧真空管に適用することがで
きると共に、直流高電圧の加わる直流電気機器あるいは
真空設備に適用することができる。この場合、直流高電
圧の電位差のある真空絶縁物表面で陽極側あるいは電位
の正方向で最も高い電位電極側の端部に接した局部表面
の領域に正帯電膜を形成する。このようにすれば、陽極
側あるいは正側電位電極に接した局部的表面で正帯電が
生じるので、この部分における絶縁破壊を防止すること
ができる また真空電気機器あるいは真空設備の直流高電圧電位
差のある絶縁物表面の領域に正帯電物質で構成された絶
縁材料フィルムを貼り付けることも可能である。
また正帯電膜を形成するに際しては、有機物塩基と金
属イオンとが結合した有機物金属塩の水溶液をネックガ
ラスの領域Aに塗布し、温度500℃〜1000℃の雰囲気中
でネックガラス3の表面を加熱する。この加熱により有
機物金属塩の有機物塩基が熱的分解によって離脱し、領
域Aに金属元素が残留する。残留した金属元素が酸化
し、金属酸化物が領域A内に形成される。そして金属酸
化物としてAl2O3,MgO,CuO、が形成される。
また正帯電膜8の形成法として、Al2O3,MgO,CuO、あ
るいはBa塩等の正帯電物質とCr2O3等の負帯電物質とを
配合することにより、E2が大きく、δm<1.5の正帯電
膜を形成することも可能である。この場合には、正帯電
膜8のE2、δmの値を任意に物質の配合によって調整す
ることが可能となる。
〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明によれば、真空容器のう
ち陰極を基準として静電界の電位が最も高いところから
一定の領域内を、正帯電する絶縁材で構成したため、陽
極端における電界強度を低くすることができ、陽極端近
傍の真空容器が絶縁破壊されるのを防止することができ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示すカラーブラウン管の要
部断面図、第2図はネックガラス表面の電位分布特性
図、第3図はカラーブラウン管の構成図、第4図は一次
電子のエネルギーと二次電子放出係数との関係を示す特
性図、第5図は本発明の第2実施例を示す断面図、第6
図は本発明の第3実施例を示す断面図、第7図は本発明
の第4実施例を示す断面図、第8図は本発明の第4実施
例を示す断面図、第9図は本発明の第5実施例を示す断
面図である。 1……ファンネルガラス、2……電子銃、 2a……陽極、2b〜2f……電極、 3……ネックガラス、4……導電膜、5……接触子、 6,7……端子、8……正帯電膜、 9,10……負帯電膜、11……導電膜、 21……正帯電膜、13……正帯電性材質ガラス、 14……負帯電性材質ガラス、 15……正帯電性材質ガラス、 16……負帯電膜。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭53−72448(JP,A) 特開 昭61−91838(JP,A) 実開 昭59−84756(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H01J 29/88 H01J 9/02

Claims (8)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】陽極と陰極を内蔵する真空容器の内壁面に
    前記陽極に接続される導電膜が固着され、前記陰極を基
    準電位として静電界の電位が最も高い前記導電膜の端部
    から陰極側に延びる一定の領域内の真空容器内壁面に正
    帯電する絶縁材を設けると共に、この正帯電する絶縁材
    から一定の距離を隔てた陰極側の領域内に負帯電する絶
    縁材を設けてなるカラーブラウン管。
  2. 【請求項2】陽極と陰極を内蔵する真空容器の内壁面に
    前記陽極に接続される導電膜が固着され、前記陰極を基
    準電位として静電界の電位が最も高い前記導電膜の端部
    から陰極側に延びる一定の領域内の真空容器内壁面に正
    帯電する絶縁材を設けると共に、この正帯電する絶縁材
    と隣接する陰極側の領域内に負帯電する絶縁材を設けて
    なるカラーブラウン管。
  3. 【請求項3】陽極と陰極を内蔵する真空容器のうち陰極
    を基準電位として静電界の電位が最も高いところから一
    定の領域内の容器を正帯電する絶縁材で構成すると共
    に、この正帯電する絶縁材と隣接する陰極側領域内の容
    器を負帯電する絶縁材で構成してなるカラーブラウン
    管。
  4. 【請求項4】陽極と陰極を内蔵する真空容器を正帯電す
    る絶縁材で構成し、この真空容器の内壁面のうち陰極を
    基準電位として静電界の電位が最も高いところから一定
    の距離を隔てた陰極側の領域内に負帯電する絶縁材を設
    けてなるカラーブラウン管。
  5. 【請求項5】前記正帯電する絶縁材は、真空中で直流電
    界を受けた一次電子の二次電子放出係数δの最大値をδ
    mとし、δ=1となる一次電子エネルギーをE1、E2(た
    だし、E1<E2)としたときに、δm≧1.5、E2≧2.0keV
    の条件を満たす二次電子放出特性を有する固体絶縁物の
    薄膜で構成されている請求項1又は2記載のカラーブラ
    ウン管。
  6. 【請求項6】前記正帯電する絶縁材は、MgO,CuO等の金
    属酸化物とNaBr、KI等の金属塩のうちのいずれかあるい
    はこれらの混合物で構成されてなる請求項1〜5のうち
    いずれか1つの項に記載のカラーブラウン管。
  7. 【請求項7】Al2O3,MgO,CuO,NaBr、KI等の正帯電正の固
    体絶縁物とCr2O3等の負帯電性の固体絶縁物との配合に
    よりδm、E2の値が設定されてなる請求項5記載のカラ
    ーブラウン管。
  8. 【請求項8】陽極と陰極を内蔵する真空容器の内壁面
    に、有機金属塩水溶液と黒鉛水溶液との混合液を塗布し
    て導電性塗膜を形成し、この塗膜の端部から液体状有機
    金属塩の一部としてしみ出た金属酸化物を有機物がガス
    化する温度で加熱し、金属酸化物の焼結による正帯電膜
    を前記真空容器の内壁面に形成する正帯電膜形成方法。
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