JPH0364823A - 陰極構体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野コ 本発明は陰極構体に関する。さらに詳しくは、インライ
ン型カラーブラウン管に用いられる積層状の陰極構体に
関する。

［従来の技術］ 従来よりインライン型カラーブラウン管には、第４〜６
図に示すような積層状陰極構体が用いられている。第４
図は電子放射側の拡大平面図、第５図は加熱側の拡大平
面図、第６図は陰極構体の拡大断面図である。第４〜６
図において、（１）は耐熱性絶縁基板で、たとえばＯ、
Ｌ　＝　０　、３　＋ａｍ程度の厚さのサファイアある
いはアルミナなどからできている。（２ａ）、（２ｂ）
、（２ｃ）は直線状に配設された基体金属で、前記耐熱
性絶縁基板（１）の表面にたとえば還元性不純物を微量
含有するニッケルなどがたとえば、スパッタリングなど
の方法で被着形成されている。（４）はたとえば（Ｂａ
、　Ｓｒ、　Ｃａ）　０なとのアルカリ土類金属酸化物
からなる電子放射物質で、前記金属基体（２ａ）、（２
ｂ）、（２ｃ〉上にスプレーなどの方法で被着形成され
ている。（３）はリード線であり基体金属（２）と同様
の方法で一体的に前記耐熱性絶縁基板（１）上に被着形
成されている。（３ａ）はリード線（３）の先端にある
陰極端子で、図示はしていないが外部と導線により接続
される。（５ａ）、（５ｂ）、〈５ｃ）は発熱体で、耐
熱性絶縁基板（１）の裏面の前記基体金属（２ａ〉、（
２ｂ〉、（２Ｃ〉に対応する部位にスパッタリングなど
によりタングステンなどが蛇行状に被着形成されている
。（５ｄ）は３個の発熱体（５ａ）、（５ｂ）、（５Ｃ
）を直列接続する導線であり発熱体（５ａ）、（５ｂ）
、（５Ｃ）と一体向に被着形成されている。（６）はヒ
ータ端子で外部導線（図示せず）と接続され、発熱体（
５）を加熱するための電圧が印加される。

（５ｅ）はヒータ端子（６）と両側の発熱体（５ａ）、
（５Ｃ）とを接続する導線である。

このように構成された陰極構体において、ヒータ端子（
６）に電圧を印加すると発熱体（５ａ）、（５ｂ）、（
５Ｃ〉に電流が流れ式（Ｉ）： Ｑ、１２ｘＲｘｔ　　　　　　　（１）（式中、Ｑは発
生熱量、ｉは電流、Ｒは抵抗、ｔは時間を表わす）で表
わされるジュール熱が発生する。

発生したジュール熱は熱伝導および熱輻射によって耐熱
性絶縁基板（１）を通して３個の基体金属（２ａ〉、（
２ｂ）、（２Ｃ〉を加熱する。そして、基体金属（２ａ
）、（２ｂ）、（２Ｃ）が約８００℃の動作温度まで加
熱されると電子放射物質（４）から電子ビームが発射さ
れ、カラーブラウン管の３色の蛍光面を光らせる。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、このように構成した陰極構体において、
発熱体（５ａ）、（５ｂ）、（５Ｃ）に電圧を印加（通
電）して基体金属（２ａ〉、（２ｂ）、〈２Ｃ〉を約８
００℃の動作温度にして電子放射を行なわせるが、陰極
構体の構成上、耐熱性絶縁基板（１）に比較的熱容量（
質量×比熱）の大きいものであるため、電圧を印加して
から電子放射が開始するまでの時間、すなわち画像が出
現するまでの時間に約ｌＯ秒程度要し、電子放射が開始
するまでやや時間がかかりすぎるという問題があった。

また、前述のように各発熱体（５ａ）、（５ｂ）、（５
Ｃ〉に電圧を印加して基体金属〈２ａ）、（２ｂ〉、（
２Ｃ〉を約８００℃の動作温度にする際、中央の基体金
属（２ｂ）の温度がその両側に配置されている基体金属
（２ａ）、（２ｃ）の温度よりも高温になる。この理由
は、両側の発熱体（５ａ）、（５Ｃ）はヒータ端子（６
）を通しての熱伝導損失が大きいため温度が上がりにく
いことによる。そのため、この中央の発熱体（５ｂ）に
対応して配設されている中央の基体金属（２ｂ）の温度
がその両側に配置されている基体金属（２ａ）、（２ｃ
）の温度よりも高くなる。一般に基体金属（２）の温度
が所定の動作温度よりも高くなればなるほど、基体金属
（２）に微量含まれていて、電子放射物質（４）を活性
化する作用を有する還元性元素である８１やＭｇの拡散
蒸発速度を加速することになる。その結果、長時間動作
を行なうと温度の高い中央の基体金属（２ｂ）からの電
子放射特性が両側の基体金属（２ａ）、（２Ｃ）のそれ
に比べ早期に劣化し始め、３個の基体金属（３からの電
子放射特性のバランスが崩れ、いわゆるホワイトバラン
ス崩れと称される蛍光面上での色調の変化が生じる欠点
もあった。さらに、同じ基体金属（２）の中でも第４図
に示すＶ方向での温度差があり、たとえば基体金属（２
）の最中央部と置局縁部とでは約１５℃の温度差が生じ
ている。これは、耐熱性絶縁基板（１）の長辺側に陰極
端子（３）があり、これに接続された外部リード線を通
して熱伝導損失が発生するためである。このような温度
差があると同一基体金属（ｚ内で電子放射特性のムラを
生ずることにもなる。

本発明は前記問題点に鑑みなされたものであって、通電
開始から電子放射開始まで時間を短縮し画像の早期出現
が達成され、３個の基体金属（２の動作中の温度を均一
化して長時間の動作でも色調の変化を抑制することが可
能であるとともに、同−基体金属内での温度の均一化が
され電子放射特性が安定化された陰極構体を提供するこ
とを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 本発明の陰極構体は、 （Ａ）第１耐熱性絶縁基板、前記第１耐熱性絶縁基板上
の一方の面に配設された３個の基体金属、前記各基体金
属上に被覆形成された電子放射物質および前記第１耐熱
性絶縁基板の他方の面に配設された薄膜リボン状の発熱
体を有する陰極部と、（Ｂ）前記第１耐熱性絶縁基板の
発熱体が配設された面に対向して所定間隔をおいて配設
された第２耐熱性絶縁基板、前記第２耐熱性絶縁基板の
前記発熱体と対向する面に形成された反射膜および前記
第２耐熱性絶縁基板の前記反射膜が形成された面と反対
の面に配設された副発熱体を有する副発熱部 とからなることを特徴としている。

［作　用］ 本発明の陰極構体は、従来の陰極構体に相当する陰極部
に対向して副発熱部が設けられているので、陰極構体の
熱効率の改善が図れるとともに陰極部の温度分布を均一
にすることができる。

［実施例〕 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明するが、本
発明はかかる実施例のみに限定されるものではない。

第１図は本発明の側面断面図である。第１図において従
来例と同一または類似の構成要素については同一符号を
付してその説明を省略する。第１図において陰極部■は
従来の陰極構体と同様の構成がなされている。すなわち
、０．２＋ｍａ＋厚さを有するサファイアからなる第１
耐熱性絶縁基板（ｌａ）の裏面上に３個のタングステン
の薄膜からなる蛇行状の発熱体（５ａ）、（５ｂ〉、（
５Ｃ）が配設されており、これらの発熱体（５ａ〉、（
５ｂ）、（５ｃ〉は導線（５ｄ）により直列接続されて
いる。発熱体（５ａ〉、（５ｂ）、（５Ｃ〉、導線（５
ｄ）およびヒータ端子（６）はすべてスパッタリング法
により一体的に形成される。発熱体（５ａ）、（５ｂ）
、（５ｃ）および導線（５ｄ）の膜厚および幅はそれぞ
れ３ミクロンおよび０．２ｍｍである。第１耐熱性絶縁
基板（ｌａ）の表面（電子放射側）には３個の基体金属
（２ａ）、（２ｂ〉、（２Ｃ）が被着形成されこの上に
電子放射物質（４）が塗布されている。

前記第１耐熱性絶縁基板（ｌａ）の裏面に対向して副発
熱部（３０）が配設されている。副発熱部（３０）の第
２耐熱性絶縁基板（１ｂ）と第１耐熱性絶基板（ｌａ）
の間隔は０．１〜０．３ｍ＋１の範囲にあれば実用上問
題はないが、熱効率および組立の容易性の点より０．２
ｍｍ＋程度のが好ましい。間隔が０．１ｍｍ未満であれ
ば組立が困難となり、また０、ｌｓｍを超えると熱効率
の効果がなくなり問題がある。

前記第２耐熱性絶縁基板（ｌｂ）は、第１耐熱性絶縁基
板（ｌａ）と同様の基質が使用でき、たとえばサファイ
ヤなどが利用できる。サイズは板厚を０．３同とし第１
耐熱性絶縁基板の１．５倍の厚さとして熱容量を大きく
している。第２耐熱性絶縁基板（ｌｂ）の陰極部■に対
向している面（表面）には反射膜（刀が形成されている
。反射膜（７）は第２耐熱性絶縁基板（ｌｂ）の第１耐
熱性絶縁基板（１ａ）のヒータに対向する部分の範囲に
形成されていれば実用上問題はないが、反射効率の点よ
り全面に形成されているのが好ましい。反射膜（７）の
材質は耐熱性の点よりタングステン、モリブデン、ニッ
ケルなどを用いることができる。形成方法は、均一な鏡
面膜をえる点よりスパッタリング、真空蒸着によるのが
好ましい。反射Ｊｌｉ（７）の膜厚は１〜１０ミクロン
の範囲にあれば実用上問題はないが、量産性の点より１
〜３ミクロンの範囲にあるのが好ましい。

第２耐熱性絶縁基板（１ｂ）の反射膜（７）が形成され
た面と反対の面（裏面）には副発熱体（８）が形成され
ている。副発熱体（８）は第２耐熱性絶縁基板（１ｂ）
の裏面の全面にわたって形成し、形状は蛇行状とすれば
実用上問題はないが、とくに限定されるものではない。

膜厚の一例をあげれば３ミクロンであり、また幅の一例
をあげれば０．３ａ＋ａ＋である。第１耐熱性絶縁基板
（１ａ）と第２耐熱性絶縁基板（ｌｂ）とを前記間隔に
維持するため、両端部にスペーサ□□□が配設されてい
る。スペーサ（財）の材質は耐熱性物質ならいかなるも
のをも使用しうるが、耐熱性の点よりアルミナなどを用
いるのが好ましい。スペーサＭの耐熱性絶縁基板（ｌａ
）、（ｌｂ）への固着のための接着剤は、耐熱性無機接
着剤などを用いるのが好ましい。

陰極部囚の発熱体（５）と副発熱部（至）の副発熱体（
８）とは、接続線（９）によって直列接続されている。

ヒータ端子（６）、（６）には、リード線（図示せず）
が接続されている。

このように構成された陰極構体において、ヒ−夕端子（
６）、（６）から電圧が印加されると、発熱体（５ａ）
、（５ｂ）、（５ｃ）および副発熱体（８）にジュール
熱が発生する。基体金属（２ａ）、（２ｂ）、（２ｃ）
が約８００℃の温度になると、電子放射が安定して行な
われるようになる。本実施例においては、副発熱体（８
）が前記のように構成されているので、基体金属（２ａ
）、（２ｂ）、（２Ｃ）が８００℃程度になると、副発
熱部■は５５０℃程度になる。

また前述したように副発熱部のには、反射膜（７）が設
けられているので、陰極部■は副発熱部■の昇温に伴う
加熱に加え、反射膜（７）からの熱輻射によっても加熱
される。すなわち、発熱体（５ａ）、（５ｂ）、（５ｃ
）からの輻射熱が反射膜（刀により反射されて、陰極部
囚に再入射して陰極部を加熱する。

このため、陰極部■が均一に加熱されるとともに、加熱
効率も向上する。

第２図は、本実施例の基体金属（２ａ）、（２ｂ）、（
２Ｃ）の温度分布を示すグラフである。第２図には比較
のために従来例の基体金属（２ａ）、（２ｂ）、（２Ｃ
）の温度分布も併せて示しである。第２図より従来３０
℃程度あった中央の基体金属（２ｂ）と両側の基体金属
（２ａ）、（２ｃ）の温度差もほとんどなくなり、また
従来１５℃程度あった基体金属（２）の中心部と最周辺
部との温度差も５℃程度にすることができ、実用上問題
はなくなった。

また、副発熱部のを前述のような構成、すなわち副発熱
部■の熱容量を陰極部囚のそれよりも大としている。し
たがって通電を開始すると、まず陰極部が昇温し、それ
に遅れて副発熱部のが昇温する。発熱体（５ａ）、（５
ｂ）、（５Ｃ）および副発熱体（８）を構成する抵抗体
は、正の温度係数を有しているので、副発熱部■の温度
が低い通電初期の段階においては、定常状態より大きな
電流が流れる。そのため、陰極部■を早く昇温すること
ができる。

なお、副発熱部のが昇温しでくると副発熱体（８）の抵
抗値も上昇し電流値も下がるので、発熱体（５ａ）、（
５ｂ）、（５ｃ）の寿命などへの影響はほとんど無視で
きる。

第３図は本実施例の陰極構体の通電開始後からの電子放
出特性を示すグラフである。第３図には比較のために従
来例の電子放出特性も併せて示しである。第３図かられ
かるように、電子放射の開始が従来１０秒であったもの
が、本実施例では６秒となり、電子放射までの時間が大
幅に短縮されている。さらに定常状態への時間も短縮で
き画面の明るさなどが早く安定する。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明の陰極構体によれば、反射
膜および熱容量の大きい副発熱部を設けているので、基
体金属温度の均一化および基体金属の迅速な昇温ができ
電子放射開始までの時間を短縮できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の陰極構体の断面図、第２図
は基体金属の温度分布を示すグラフ、第３図は陰極構体
の電子放射特性を示すグラフ、第４図および第５図はそ
れぞれ従来の陰極構体の電子放射面および発熱面の拡大
図、第６図は第４〜５図に示す陰極構体の長手方向断面
図である。 （図面の主要符号） （１）：耐熱性絶縁基板 （２）、（２ａ）、 （２ｂ）、（２ｃ）　：基体金属 （４）　：　＠子放射物質 （５ａ）、（５ｂ）、 （５ｃ）　：発熱体 （７）：反射膜 （８）：副発熱体 ■：陰極部 ｃ！！Ｊ：副発熱部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）（Ａ）第１耐熱性絶縁基板、前記第１耐熱性絶縁
   基板上の一方の面に配設された３個の基体金属、前記各
   基体金属上に被覆形成された電子放射物質および前記第
   １耐熱性絶縁基板の他方の面に配設された薄膜リボン状
   の発熱体を有する陰極部と、（Ｂ）前記第１耐熱性絶縁
   基板の発熱体が配設された面に対向して所定間隔をおい
   て配設された第２耐熱性絶縁基板、前記第２耐熱性絶縁
   基板の前記発熱体と対向する面に形成された反射膜およ
   び前記第２耐熱性絶縁基板の前記反射膜が形成された面
   と反対の面に配設された副発熱体を有する副発熱部 とからなることを特徴とする陰極構体。