JPH1116508A

JPH1116508A - ブラウン管ヒータ及びその製造方法とそれを用いたブラウン管

Info

Publication number: JPH1116508A
Application number: JP16557997A
Authority: JP
Inventors: Toshiaki Narisawa; 敏明成澤; Noboru Baba; 馬場　　昇; Ikumitsu Nonaka; 育光野中; Michihide Shibata; 倫秀柴田
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1997-06-23
Filing date: 1997-06-23
Publication date: 1999-01-22

Abstract

(57)【要約】【課題】低消費電力型長寿命ヒータを得る。【解決手段】発熱抵抗体となる金属細線のコイルピッチ
と金属細線径の比（ピッチ／線径）が１.０より大きく
かつ１.５以下であり、かつ消費電力が０.４Ｗ以下で
あることを特徴とするブラウン管ヒータ。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ブラウン管のカソ
ード加熱用ヒータに関する。

【０００２】

【従来の技術】金属細線をコイル状に巻いた構造のヒー
タ断面を図２に、コイル状の金属細線を更にコイル状に
巻いたダブルコイル構造のヒータ外観を図３に示す。図
２は直熱型カソードの例でタングステン−レニウム合金
からなる金属細線１をコイル状に巻き、表面にアルミナ
などの絶縁粒子を付着させ、絶縁層２を形成し、外側に
電子放射層４を設けている。絶縁層２に覆われたコイル
の断面は内部が空洞になっている。金属細線１に通電過
熱し電子放射層４から電子が放出される。図３は傍熱型
カソードの例でタングステン−レニウム合金からなる金
属細線１をダブルコイル状に巻いたヒータ外観である。

【０００３】図２と金属細線の表面に絶縁層２とダーク
層３を設けており、ヒータ周辺にスリーブ８，カソード
９が配置されている。カソード９は電子放射材の種類に
よってタングステンなどの多孔体に電子放射材を浸み込
ませた含浸形カソードと、耐熱性の板に電子放射材を塗
布した塗布型カソードがある。絶縁層２は、電気泳動法
（以下電着），浸漬塗布法，吹き付け法などの手法で形
成されている。ヒータの断面拡大図を図１に示す。金属
細線径５の金属細線がコイルピッチ６で巻かれ断面では
円形になっている。図２，図３のヒータ構造によらず、
金属細線１表面及び金属細線間７には絶縁層２が形成さ
れ、外側にダーク層３又は電子放射層４を設けている。
特開昭56−149741号公報によると、ヒータはタングステ
ン−３％レニウム線φ０.０３９mmをピッチ０.０７４mm
で巻き、ピッチと線径の比が1.9の金属細線コイルを用
いている。ヒータの構造はダブルコイル構造で、消費電
力は２.８Ｗ（６.３Ｖ，４５０ｍＡ）となっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】近年、電気使用機器の
消費電力削減が望まれている。ブラウン管においても、
ヒータの低消費電力化が進められている。また、熱効率
向上と省スペースのためヒータ全体の小型化が進められ
ている。具体的には、金属細線の小径化とコイルピッチ
の狭隘化が図られている。低消費電力化に連れ、従来技
術では、金属細線のピッチ／線径の比が１.９程度であ
った値が１.５以下になり、金属細線の狭隘化が進んで
いる。この値が２.０は金属線間と金属細線径が同幅の
状態であり、１.０は金属細線間のすき間がないことを
示す。図４に金属細線径５を一定にし、コイルピッチ６
を変えた時の金属細線間７を図示する。コイルピッチ６
ａ，６ｂ，６ｃの時の金属細線間はそれぞれ７ａ，７
ｂ，７ｃに相当し、この時の金属細線のピッチ／線径の
比は２.０，１.５，１.２５となる。金属細線のピッチ
／線径の比が小さくなると、絶縁層は金属細線間の狭い
すき間に形成しなければならない。従来の方法では低消
費電力ヒータを得るには金属細線間を狭くしなければな
らないが、金属細線間に十分な絶縁層を形成できずに金
属細線同士の接触による断線などの問題が起きている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】低消費電力のヒータを作
製するためには、金属細線間の狭いすき間に絶縁層を形
成する手段が必要になる。図４の様に金属細線のピッチ
／線径の比が１.５以下の形状に対しては成膜速度を抑
えることが絶縁層の形成に有効であることを見い出し
た。金属細線間に十分な絶縁層を形成する条件は金属細
線のピッチ／線径の比によって異なっており、ピッチ／
線径の比が小さくなるほど成膜速度を低くしなければな
らない。

【０００６】絶縁膜形成法は電着，浸漬塗布法，吹き付
け法などの手法がある。浸漬塗布法は絶縁層を構成する
物質を含む液にヒータを浸漬して成膜するため、成膜速
度を制御できない。吹き付け法は吹き付け圧力を低くし
成膜速度を低くするため、吹き付け距離が短くなり、実
用的でない。これらに対して電着は電圧や電流の調整に
よって、成膜速度を制御できるので狭部への成膜法に適
している。

【０００７】

【発明の実施の形態】図５にヒータのピッチ／線径比と
金属細線間に十分な絶縁層を形成できる成膜速度を示
す。ピッチ／線径比が１.０は金属細線間のすき間がゼ
ロの場合である。ピッチ／線径比が約１.５より小さく
なると金属細線間のすき間に十分な絶縁層を形成できる
成膜速度は低下する。これらより、低消費電力型ヒータ
では必須となる金属線間の狭隘化に対応可能になる。

【０００８】（実施例）以下、本発明を実施例により説
明する。

【０００９】（実施例１）ヒータコイルは、φ０.０２
５mmのタングステン−３％レニウム線をφ０.１２mmの
モリブデン金属芯線にピッチ０.０３７５mm ／ターンで
巻いた、金属細線のピッチ／線径比が１.５のシングル
コイルを用いた。

【００１０】これに電着で無機絶縁体を付着させた。絶
縁膜用分散液は電解質成分の硝酸アルミニウム，硝酸マ
グネシウムをエタノール水溶液に溶解し、無機物として
純度９９.９％以上の平均粒径４μｍのアルミナ粉末を
２０vol％配合した。図６は電着による成膜の装置構成
である。ヒータコイル３０本を負極１０とし、アルミニ
ウム板を正極１１として電源１２に接続した。電着容器
１３に絶縁膜用分散液１４を入れ、成膜速度が３.５μ
ｍ／秒になるように電源電圧・電流を調整し絶縁膜形
成した。酸化カルシウムなどからなる電子放射材を浸漬
塗布し、水素雰囲気中１６００℃で５分間焼成した。焼
成終了後、モリブデン金属芯線を硝酸と硫酸との混合液
により溶解除去し、水洗い，乾燥してヒータを作製し
た。ヒータの消費電力は定格６.３Ｖにおいて０.３Ｗで
ある。比較例は上記ヒータ工程中、絶縁膜形成工程にお
いて成膜速度が３０μｍ／秒になるように電源電圧・電
流を調整し絶縁膜形成した。他の工程は本発明品と同じ
である。

【００１１】ヒータの断面を観察し、金属細線間の絶縁
物の断面充填率を求めた。断面充填率は成膜速度を制御
しない場合が２０％，本発明が５４％であり、金属細線
間への絶縁層の形成が良好に行われていた。ヒータ電圧
を定格より高めた７.６Ｖとし５分通電し３分休止する
サイクルを加えたときの不良率は、４５０００サイクル
の時点で比較例は３３％に対し、本発明品は０％であっ
た。比較例の不良モードは分解調査から金属細線同士が
接触して溶断していた。

【００１２】（実施例２）ヒータコイルは、φ０.０２
０mmのタングステン−３％レニウム線をφ０.１２mmの
モリブデン金属芯線にピッチ０.０２７mm ／ターンで巻
き回した、金属細線のピッチ／線径比が１.３５のシン
グルコイルを、更にコイル状にしたダブルコイル構造で
ある。

【００１３】これに電着で無機絶縁体を付着させた。実
施例１と同じ組成の絶縁膜用分散液を使用し成膜速度が
４μｍ／秒になるように電源電圧・電流を調整し絶縁膜
を形成した。ダーク層用分散液はニトロセルロースをメ
チルイソブチルケトンに溶解した液に、ダーク材料とし
て純度９９％以上の平均粒径０.６μｍのタングステン
粉末を１５vol％配合した。絶縁膜を形成したヒータを
ダーク層用分散液に浸漬しダーク層を形成後、水素雰囲
気中１６００℃で５分間焼成した。焼成後、モリブデン
金属芯線を硝酸と硫酸との混合液により溶解除去し、水
洗い，乾燥してヒータを作製した。ヒータの消費電力は
定格６.３Ｖにおいて０.３５Ｗである。比較例は上記ヒ
ータの製造工程中、絶縁膜形成において成膜速度が２０
μｍ／秒になるように電源電圧・電流を調整し絶縁膜を
形成した。他の工程は本発明品と同じである。

【００１４】ヒータの断面を観察し、金属細線間の絶縁
物の断面充填率を求めた。断面充填率は成膜速度を制御
しない場合が１８％，本発明が５２％であり、金属細線
間への絶縁層の形成が良好であった。ヒータ電圧を定格
より高めた７.６Ｖとし５分通電し３分休止するサイク
ル試験における不良率は、４５０００サイクルの時点で
比較例は５０％に対し、本発明品は０％であった。比較
例の不良モードは分解調査から金属細線同士が接触し溶
断していた。

【００１５】（実施例３）図７はブラウン管の断面図で
ある。該ブラウン管は漏斗状のガラス管で、電子銃１５
と蛍光面１６を封入してある。ガラスバルブ１７は膨ら
んだコーン部と細い円筒状のネック部から構成され、コ
ーン部の底に蛍光体（電子銃照射により蛍光する物質）
が塗布されている。電子銃１５は、ヒータ１８によって
加熱され電子を放出するカソード９、その電子の流束を
まとめて電子ビームとして高速度に加速すると共に、蛍
光面上に収束するための円筒電極（グリッド）１９から
構成されている。偏向ヨーク２０，アノードボタン２１
を備え、ネック部やコーン部の内面には導電膜２２（蛍
光面１６を覆っているアルミニウム膜）が形成されてい
る。試作ブラウン管は赤，緑，青に対応した３個のカソ
ードを備えた３ガン構成で、カソード加熱ヒータの消費
電力は１ガン当り０.４Ｗである。本発明のカソード加
熱ヒータをブラウン管に用いるとヒータ断線による不良
率が低減され長寿命のブラウン管が得られた。

【００１６】

【発明の効果】本発明により、ヒータ線が断線しにくく
不良率が少ない低消費電力ヒータを得ることができる。
本発明のヒータを搭載したブラウン管は長期間安定した
性能を発揮できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のヒータ断面を拡大した略図。

【図２】直熱型ヒータの断面図。

【図３】傍熱型ヒータ周辺を含む略図。

【図４】コイルピッチと金属細線間の関係図。

【図５】金属細線のコイルピッチと絶縁膜成膜速度との
関係を示す特性図。

【図６】電着の装置構成図。

【図７】本発明ヒータを用いたブラウン管の全体構造を
示す断面模式図

【符号の説明】

１…金属細線、２…絶縁層、３…ダーク層、４…電子放
射層、５…金属細線径、６…コイルピッチ、７…金属細
線間、８…スリーブ、９…カソード、１０…負極、１１
…正極、１２…電源、１３…電着容器、１４…分散液、
１５…電子銃、１６…蛍光面、１７…ガラスバルブ、１
８…カソード加熱ヒータ、１９…円筒電極、２０…偏向
ヨーク、２１…アノードボタン、２２…導電膜、２３…
ソケットピン。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者柴田倫秀千葉県茂原市早野3300番地株式会社日立製作所電子デバイス事業部内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】発熱抵抗体となる金属細線をコイル状に巻
いた構造、またはコイル状の金属細線を更にコイル状に
巻いたダブルコイル構造であって金属細線表面及び金属
細線間に無機絶縁物を被覆したヒータにおいて、金属細
線のコイルピッチと金属細線径の比（ピッチ／線径）が
１.０より大きくかつ１.５以下であり、かつ消費電力が
０.４Ｗ以下であることを特徴とするブラウン管ヒー
タ。
【請求項２】請求項１のヒータにおいて無機絶縁膜の成
膜速度が４μｍ／秒以下であることを特徴とするブラウ
ン管ヒータの製造方法。
【請求項３】蛍光面と、該蛍光面に対向して設けられた
電子銃、該電子銃はスリーブ、該スリーブ先端に配設さ
れたカソードペレットと該スリーブ内に装着されたヒー
タを備えたブラウン管において、ヒータは請求項１〜２
に該当するヒータであることを特徴とするブラウン管。