JPH05198250A - 陰極線管用陰極構体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 カソードと第１グリッド間に形成されるレン
ズの球面収差による影響を小さくして、蛍光面上での電
子ビームの集束特性を向上させる。 【構成】 スリーブ１１とスリーブキャップ１２からな
るカソード構体１３内にヒータ１４が組み込まれ、更に
スリーブキャップ１２の表面に紛状の電子放射物質２Ａ
が塗布又は吹き付けによって形成されて構成されたカソ
ード１Ａにおいて、開口１５を有するキャップ１６を、
カソード構体１３に、電子放射物質２Ａが形成されてい
る面からかぶせて溶着固定する。この場合、キャップ１
６の開口１５を、第１グリッドの電子ビーム透過孔の径
よりも小さい径ｄ₀ に設定する。その後、キャップ１６
の表面全面に電子放射物質２Ａを塗布又は吹き付けによ
り形成して開口１５内に電子放射物質２Ａを埋め込む。
その後、開口１５以外のキャップ１６表面に形成された
電子放射物質２Ａを取り除く。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、陰極線管のネック部内
に封入された電子銃の陰極構体（カソード）に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、陰極線管において、カソードか
ら放射された電子ビームは、カソードから第３グリッド
（第１陽極電極）までのプリフォーカスレンズ部で予備
集束を受け、その後、第３グリッド（第１陽極電極）と
第４グリッド（フォーカス電極）及び第５グリッド（第
２陽極電極）で形成される主電子レンズ部で最終的な集
束を受けてパネル内面の蛍光面に入射する。

【０００３】この電子ビームの集束特性は、主にレンズ
の球面収差に依存する（球面収差を小さくするほど集束
特性が向上する）が、主電子レンズ部の場合、そのレン
ズの有効口径を大きくすることにより、球面収差を小さ
くすることができる。

【０００４】一方、プリフォーカスレンズ部の場合は、
カソードと第１グリッド間の電界で形成されるレンズが
集束作用のみならずカソードの電子放射領域を決定して
いるため、単にレンズ部の有効口径を大きくするだけで
球面収差が小さくなる主電子レンズ部のようにはいかな
い。

【０００５】ここで、従来のプリフォーカスレンズ部付
近の構成を図６に示す。この図において、２１はカソー
ド、２２は電子放射物質、２３は第１グリッド、２４は
第２グリッドを示す。第１グリッド２３は、カソード２
１の電子放射物質２２上における電子放射面に対向する
箇所に第１の電子ビーム透過孔２５を有し、第２グリッ
ド２４は、第１グリッド２３における第１の電子ビーム
透過孔２５に対向する箇所に第２の電子ビーム透過孔２
６を有する。また、電子放射物質２２は、カソード２１
の表面全面にわたって塗布されて形成されている。

【０００６】そして、カソード２１に例えば＋１００
Ｖ、第１グリッド２３に例えば０Ｖ、第２グリッド２４
に例えば５００〜６００Ｖを印加することにより、カソ
ード２１と第１グリッド２３間に、カソード２１側に向
かって凸状の湾曲した電界が発生する。この状態で、カ
ソード２１内に組み込まれたヒータ（図示せず）に通電
することにより、電子放射物質２２から電子がビーム状
になって放射される。放射された電子ビームＢは、カソ
ード２１と第１グリッド２３間に形成された電界によっ
て集束され、第２グリッド２４における第２の電子ビー
ム透過孔２６の入口付近で一旦集中（クロスオーバ）し
た後、拡散して後段の主電子レンズ部（図示せず）に入
射する。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来のカソ
ード２１においては、カソード２１の表面全面に形成さ
れた電子放射物質２２が全面にわたって露出しているた
め、電子放射物質２２上の電子放射領域が、カソード２
１と第１グリッド２３間で形成される電界（プリフォー
カスレンズの球面収差）によって決定されることにな
る。

【０００８】しかし、形成される上記電界の周辺部分ａ
は、一般に、しみ込みと呼ばれ、このしみ込みによって
誘発された電子ビームＢａは、第２グリッド２４におけ
る第２の電子ビーム透過孔２６の入口付近での電子ビー
ム集中部分、即ちクロスオーバ点ｃにおける仮想物点径
を大きくし、結果的に蛍光面上での電子ビームスポット
を劣化させるという問題がある（ブルーミング現象）。

【０００９】このブルーミング現象は、例えば陰極線管
の輝度を上げる目的で、ビーム電流を増大させた場合に
懸著となる。即ち、ビーム電流を増大させると、カソー
ド２１と第１グリッド２３間に形成される電界の上記し
み込み成分が多くなって、電子放射物質２２上の電子放
射領域が不必要に広がり、クロスオーバ点ｃにおける仮
想物点径が径大化するからである。図７に蛍光面上での
スポットサイズのビーム電流依存性を示す。

【００１０】本発明は、このような課題に鑑み成された
もので、その目的とするところは、カソードと第１グリ
ッド間に形成されるプリフォーカスレンズの球面収差に
よる影響を小さくすることができ、蛍光面上での電子ビ
ームの集束特性を向上させることができる陰極線管用陰
極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】本発明は、カソード本体
の表面に電子放射物質２を有する陰極線管用陰極構体１
において、電子放射物質２上における電子放射領域を制
限して構成する。

【００１２】この場合、例えば上記陰極構体１の電子放
射面側に、所定径の開口１５を有するキャップ１６を取
り付けて、上記電子放射物質２上における電子放射領域
を開口１５によって制限する。

【００１３】尚、上記電子放射物質２としては、例えば
紛状のもの２Ａや金属製ディスクに電子放射物質が含浸
されているもの２Ｂを用いる。

【００１４】

【作用】上述の本発明の構成によれば、陰極構体１の電
子放射面側に、所定径の開口１５を有するキャップ１６
を取り付けて、電子放射物質２上における電子放射領域
を開口１５によって制限するようにしたので、電子放射
領域は、陰極構体１と第１グリッド３間に形成される電
界によるレンズの球面収差によっては決定されなくな
り、一定の範囲に固定され、上記電界のしみ込みａによ
る不要な電子の放出Ｂａが制限されることになる。

【００１５】従って、高輝度を目的としてビーム電流を
増大させた場合でも、クロスオーバ点ｃでの仮想物点径
の径大化を阻止でき、蛍光面上での電子ビームスポット
の劣化（ブルーミング現象）を抑制することができる。

【００１６】

【実施例】以下、図１〜図５を参照しながら本発明の実
施例を説明する。図１は、本実施例に係るプリフォーカ
スレンズ部付近の構成を示す原理図である。この図にお
いて、１はカソード、２は電子放射物質、３は第１グリ
ッド、４は第２グリッドを示す。第１グリッド３は、カ
ソード１の電子放射物質２上における電子放射面に対向
する箇所に第１の電子ビーム透過孔５を有し、第２グリ
ッド４は、第１グリッド３における第１の電子ビーム透
過孔５に対向する箇所に第２の電子ビーム透過孔６を有
する。

【００１７】そして、カソード１に例えば＋１００Ｖ、
第１グリッド３に例えば０Ｖ、第２グリッド４に例えば
５００〜６００Ｖを印加することにより、カソード１と
第１グリッド３間に、カソード１側に向かって凸状の湾
曲した電界が発生する。この状態で、カソード１内に組
み込まれたヒータ（図示せず）に通電することにより、
電子放射物質２から電子がビーム状になって放射され
る。

【００１８】放射された電子ビームＢは、カソード１と
第１グリッド３間に形成された電界によって集束され、
第２グリッド４における第２の電子ビーム透過孔６の入
口付近で一旦集中（クロスオーバ）した後、拡散して後
段の主電子レンズ部（図示せず）に入射し、該主電子レ
ンズ部において最終的な集束を受けて蛍光面（図示せ
ず）に入射する。

【００１９】しかして、本例においては、カソード１の
表面に形成される電子放射物質２の形成領域（即ち、電
子放射領域）を制限する。本例では、その電子放射領域
の径ｄ₀ を第１グリッド３及び第２グリッド４の各電子
ビーム透過孔５及び６の径ｄ ₁ 及びｄ₂ よりも小さくす
る。この電子放射領域の制限により、電界周辺部分のし
み込みａによる不要な電子ビームＢａ（クロスオーバ点
ｃにおける仮想物点径の径大化につながる電子ビーム；
二点鎖線で示す）は発生しなくなる。

【００２０】次に、上記電子放射物質２の形成領域を制
限する具体的な構成並びにその作り方について図２〜図
４を参照しながら説明する。

【００２１】図２は、第１実施例に係るカソード１Ａを
その作り方と共に示す構成図である。このカソード１Ａ
は、従来と同様に、スリーブ１１とスリーブキャップ
（ベースメタル）１２からなるカソード構体１３内にヒ
ータ１４が組み込まれ、更に上記スリーブキャップ１２
の表面に紛状の電子放射物質２Ａが塗布又は吹き付けに
よって形成されて構成されている。

【００２２】そして、本例では、図２Ａに示すように、
開口１５を有するキャップ１６を、カソード構体１３
に、電子放射物質２Ａが形成されている面からかぶせて
溶着固定する。キャップ１６の開口１５は、第１グリッ
ド３の第１の電子ビーム透過孔５の径ｄ₁ （図１参照）
よりも小さい径ｄ₀ （例えば直径０．４ｍｍ以下）を有
する。

【００２３】その後、キャップ１６の表面全面に電子放
射物質２Ａを塗布又は吹き付けにより形成する。このと
き、キャップ１６の開口１５内に電子放射物質２Ａが埋
め込まれる。その後、開口１５以外のキャップ１６表面
に形成された電子放射物質２Ａを取り除いて図２Ｂで示
すカソード１Ａが完成する。このカソード１Ａは、キャ
ップ１６の開口１５によってその電子放射物質２Ａ上の
電子放射領域が制限される。

【００２４】次に、第２実施例に係るカソード１Ｂを図
３に基いて説明する。このカソード１Ｂは、上記第１実
施例に係るカソード１Ａとほぼ同じ構成を有するが、電
子放射物質２として、金属製ディスク、例えばタングス
テンディスク２Ｂに電子放射物質２を含浸させたものを
用いる点で異なる。このタングステンディスク２Ｂは、
図３Ａに示すように、スリーブキャップ１２の外径より
も小さい径を有する円形平板で構成され、その中央部分
（キャップ１６の開口１５に対向する位置）にキャップ
１６の開口１５の径と同じ外径を有する突起１７が一体
に形成されている。

【００２５】従って、スリーブキャップ１２上に電子放
射物質２が含浸されたタングステンディスク２Ｂを載置
した後、キャップ１６をかぶせて溶着固定することによ
り、図３Ｂで示す第２実施例のカソード１Ｂが完成す
る。このとき、キャップ１６の開口１５内にタングステ
ンディスク２Ｂの突起１７が嵌合してその表面が外部に
露出した形となる。尚、ディスク２Ｂの製造ばらつきに
よって突起１７がキャップ１６よりも突出する場合は、
突起１７とディスク２Ｂの上面とが面一となるように突
起１７を切削加工する。

【００２６】この第２実施例に係るカソード１Ｂにおい
ても、上記第１実施例と同様に、キャップ１６の開口１
５によってその電子放射物質（タングステンディスク２
Ｂ）上の電子放射領域が制限される。特に、この第２実
施例の場合、上記第１実施例には必要であったキャップ
１６をかぶせた後の電子放射物質２Ａを塗布又は吹き付
ける工程と、キャップ１６表面の電子放射物質２Ａを取
り除く工程が不要となるため、カソード１の製造工程を
簡略化することができる。

【００２７】次に、第３実施例に係るカソード１Ｃを図
４に基いて説明する。このカソード１Ｃは、図示するよ
うに、キャップ１６の上面形状に特徴がある。即ち、こ
のキャップ１６は、開口１５の周辺部分１６ａを肉薄に
形成して構成されている。この肉薄部分１６ａの厚みｔ
は、０．１ｍｍ以下である。

【００２８】キャップ１６の上面中、開口１５の周辺部
分１６ａを肉薄に形成することにより、開口１５内に電
子放射物質２を埋め込む必要がなくなり、電子放射物質
２として第１実施例のような紛状のものを用いた場合、
キャップ１６をかぶせた後の電子放射物質２Ａを塗布又
は吹き付ける工程と、キャップ１６表面の電子放射物質
２Ａを取り除く工程が不要となる。

【００２９】また、電子放射物質２として第２実施例の
ような電子放射物質２が含浸されたタングステンディス
ク２Ｂを用いた場合、ディスク２Ｂ上にキャップ１６の
開口形状と同じ形を有する突起１７を形成する必要がな
くなると共に、ディスク２Ｂに対する切削加工を省略す
ることができる。

【００３０】上述のように、本例によれば、カソード１
に、所定径の開口１５を有するキャップ１６を、電子放
射物質２が形成されている面から取り付けて、電子放射
物質２上における電子放射領域を開口１５によって制限
するようにしたので、電子放射領域は、カソード１と第
１グリッド３間に形成される電界によるレンズの球面収
差によっては決定されなくなり、一定の範囲に固定さ
れ、上記電界のしみ込みａによる不要な電子の放出が制
限されることになる。

【００３１】その結果、図５の曲線に示すように、蛍
光面上での電子ビームスポットサイズのビーム電流依存
性が、従来の場合（曲線で示す）よりも小さくなる。
従って、高輝度を目的としてビーム電流を増大させた場
合でも、クロスオーバ点ｃでの仮想物点径の径大化を阻
止でき、蛍光面上での電子ビームスポットの劣化（ブル
ーミング現象）を抑制することができる。

【００３２】

【発明の効果】本発明に係る陰極線管用陰極構体によれ
ば、カソードと第１グリッド間に形成されるプリフォー
カスレンズの球面収差による影響を小さくすることがで
き、蛍光面上での電子ビームの集束特性を向上させるこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施例に係るプリフォーカスレンズ部付近の
構成を示す原理図。

【図２】第１実施例に係るカソードをその作り方と共に
示す構成図。

【図３】第２実施例に係るカソードをその作り方と共に
示す構成図。

【図４】第３実施例に係るカソードの構成を示す断面
図。

【図５】本実施例における電子ビームスポットサイズの
ビーム電流依存性を示す特性図。

【図６】従来例に係るプリフォーカスレンズ部付近の構
成を示す原理図。

【図７】従来例における電子ビームスポットサイズのビ
ーム電流依存性を示す特性図。

【符号の説明】

１ カソード ２ 電子放射物質 ２Ａ 紛状の電子放射物質 ２Ｂ 電子放射物質が含浸されたタングステンディスク ３ 第１グリッド ４ 第２グリッド ５ 第１の電子ビーム透過孔 ６ 第２の電子ビーム透過孔 １１ スリーブ １２ スリーブキャップ（ベースメタル） １３ カソード構体 １４ ヒータ １５ 開口 １６ キャップ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 カソード本体の表面に電子放射物質を有
   する陰極線管用陰極構体において、 上記電子放射物質上における電子放射領域が制限されて
   いることを特徴とする陰極線管用陰極構体。
2. 【請求項２】 上記陰極線管用陰極構体の電子放射面側
   に、所定径の開口を有するキャップが取り付けられて、
   上記電子放射物質上における電子放射領域が上記開口に
   よって制限されていることを特徴とする請求項１記載の
   陰極線管用陰極構体。
3. 【請求項３】 上記電子放射物質として、紛状のものを
   用いることを特徴とする請求項１又は２記載の陰極線管
   用陰極構体。
4. 【請求項４】 上記電子放射物質として、金属製ディス
   クに上記電子放射物質が含浸されているものを用いるこ
   とを特徴とする請求項１又は２記載の陰極線管用陰極構
   体。