JPH04121929A - カラーブラウン管および正帯電膜形成方法 - 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〕 本発明はカラーブラウン管と直流高電圧真空管および正
帯電膜形式方法に係り、特に、陽極と陰極を内蔵する真
空容器内の真空耐電圧を向上させるに好適なカラーブラ
ウン管と直流高電圧真空管および正帯電電膜形成に関す
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次電子放出係数が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＜＜シて放電を抑
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ウン管のネックガ
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直流高電圧真空管と真
空電気機器と真空設備および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
定の領域内に、真空中で直流電界を受けて正帯電する絶
縁材を固着し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に、真空中で直流電界を受け
て正帯電する絶縁材を固着し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領域内に、真空中で直流電界を受け
て正帯電する絶縁材を固着し、この絶縁材から一定の距
離を隔てた陰極側の領域内に、真空中で直流電界を受け
て負帯電する絶縁材を固着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、真空中で直流電界を受けて
正帯電する絶縁材で構成し、この絶縁材と隣接する陰極
側領域内の容器を、真空中で直流電流を受けて負帯電す
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５の装置として、陽極と陰極を内蔵する真空容器を、
真空中で直流電界を受けて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
側の領域内に真空中で直流電界を受けて負帯電する絶縁
材を固着してなるカラーブラウン管を構成したものであ
る。

第１〜第５の装置のうちいずれか１つの装置を含む第６
の装置として、真空中で直流電界を受けて正帯電する絶
縁材は、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Ｅｌ、Ｅ２（ただし、Ｅ
ｌ＜Ｅ２）としたときに、δｍ≧１．５、Ｅ２≧２．０
ｋｅＶの条件を満たす二次電子放出係数を有する固体絶
縁物の薄膜で構成されているカラーブラウン管を構成し
たものである。

第１〜第６の装置のうちいずれが１つの装置を含む第７
の装置として、真空中で直流電界を受けて正帯電する絶
縁材は、ＡＱ２０ｉｔ　Ｍｇ０Ｉ　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カラーブラウン管を
構成したものである。

第６の装置を含む第８の装置として、ＡＱ２０３゜Ｍｇ
Ｏ、ＣｕＯ、ＮａＢ　ｒ、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δｍ、Ｅ、の値が設定されてなるカラーブラウン管を
構成したものである。

第９の装置として、陽極と陰極を内蔵する真空容器の構
成に、第１〜第８の装置のいずれか１つの装置のものを
適用してなる直流高電圧真空管を構成したものである。

第１０の装置として、陽極と陰極を内蔵する真空容器の
構成に、第１〜第８の装置のうちいずれか１つの装置の
ものを適用してなる真空電気機器を構成したものである
。

第１１の装置として、陽極と陰極を内蔵する真空容器の
構成に、第１〜第８の装置のうちいずれか１つの装置の
ものを適用してなる真空設備を構成したものである。

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、有機物金属円水溶液と黒船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
状誘起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式
方法を採用したものである。

第２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、有機物塩基と金属イオンとの結合による有機物
金属塩の水溶液を塗布して、これを５００℃〜１０００
℃の雰囲気中で加熱し、焼結によりＡｌ２Ｏ３、ＭｇＯ
，Ｆｅ２Ｏ，等の金属酸化物の正帯電薄膜を真空容器内
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、真空中で直流電
界を受けて正帯電する維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。ネックがラス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から構成さ九ている。

ここで、ネックがラス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４
Ａから一定の領域Ａ内のネックがラス３の表面に亘って
４１！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
と正帯電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Ａｇ３０３２Ｍ　ｇ　ＯｐＣｕ○などの金属酸
化物あるいはＮａＢｒ、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、
−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−Ｅｏ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Ｅ、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δの最大値δｍ、δ＝１を与える一次電子エネル
ギーをＥ□、Ｅ２（ここで、Ｅ１≧Ｅ２とすると、δ〉
１の領域すなわちＥｏ＞ＥｌあるいはＥｏ＜　Ｅｚとな
るエネルギーＥｏ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Ｅ工≧
Ｅ０≧Ｅ２となるエネルギーＥ、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１ｗ２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−Ｅ。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、−次電子エネルギーＥ、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−Ｅ、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１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＠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、有機物金属片水溶液
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片を約
５００℃〜１００℃の温度で加熱し、これを焼結させて
正帯電膜１２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１
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極部表面の領
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，ＣｕＯ１が形成され
る。

また正帯電膜８の形成法として、ＡＱ２０．。

ＭｇＯ，ＣｕＯ１あるいはＢａ塩等の正帯電物質とＣｒ
２Ｏ３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、真空中で直流電解を受けて正帯電する絶
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呂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、１２・・
・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。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、陽極と陰極を内蔵する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
   定の領域内に、真空中で直流電界を受けて正帯電する絶
   縁材を固着してなるカラーブラウン管。 ２、陽極と陰極を内蔵する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
   定の領域内に、真空中で直流電界を受けて正帯電する絶
   縁材を固着し、この絶縁材から一定の距離を隔てた陰極
   側の領域内に、真空中で直流電界を受けて負帯電する絶
   縁材を固着してなるカラーブラウン管。 ３、陽極と陰極を内蔵する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
   定の領域内に、真空中で直流電界を受けて正帯電する絶
   縁材を固着し、この絶縁材と隣接する陽極側の領域内に
   、真空中で直流電流を受けて負帯電する絶縁材を固着し
   てなるカラーブラウン管。 ４、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、真空中で直流電界を受けて正帯電する絶縁
   材で構成し、この絶縁材と隣接する陰極側領域内の容器
   を、真空中で直流電流を受けて負帯電する絶縁材で構成
   してなるカラーブラウン管。 ５、陽極と陰極を内蔵する真空容器を、真空中で直流電
   界を受けて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真
   空中で直流電界を受けて負帯電する絶縁材を固着してな
   るカラーブラウン管。 ６、真空中で直流電界を受けて正帯電する絶縁材は、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Ｅ＿１、Ｅ＿２（ただし、Ｅ＿１＜
   Ｅ＿２）としたときに、δｍ≧１．５、Ｅ＿２≧２．０
   ｋｅＶ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、２、３、４又は
   ５記載のカラーブラウン管。 ７、真空中で直流電界を受けて正帯電する絶縁材は、Ａ
   ｌ＿２Ｏ＿３、ＭｇＯ、ＣｕＯ等の金属酸化物とＮａＢ
   ｒ、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１〜６のうちいずれか１
   つの項に記載のカラーブラウン管。 ８、Ａｌ＿２Ｏ＿３、ＭｇＯ、ＣｕＯ、ＮａＢｒ、ＫＩ
   等の正帯電性の固体絶縁物とＣｒ＿２Ｏ＿３等の負帯電
   性の固体絶縁物との配合によりδｍ、Ｅ＿２の値が設定
   されてなる請求項６記載のカラーブラウン管。 ９、陽極と陰極を内蔵する真空容器の構成として、請求
   項１〜８のうちいずれか１つの項に記載のものを適用し
   てなる直流高電圧真空管。 １０、陽極と陰極を内蔵する真空容器の構成として、請
   求項１〜８のうちいずれか１つの項に記載のものを適用
   してなる真空電気機器。 １１、陽極と陰極を内蔵する真空容器の構成として、請
   求項１〜８のうちいずれか１つの項に記載のものを適用
   してなる真空設備。 １２、陽極と陰極を内蔵する真空容器の内壁面に、有機
   物金属円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誘起金属塩
   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式方法。 １３、陽極と陰極を内蔵する真空容器の内壁面に、有機
   物塩基と金属イオンとの結合による有機物金属塩の水溶
   液を塗布して、これを５００℃〜１０００℃の雰囲気中
   で加熱し、焼結によりＡｌ＿２Ｏ＿３、ＭｇＯ、Ｆｅ＿
   ２Ｏ＿３等の金属酸化物の正帯電薄膜を真空容器内壁面
   に形成する正帯電膜形成方法。