JPH11250819A - 陰極線管 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 熱電子放射物質を加熱するヒーターの熱損失
が大きかった。 【解決手段】 スリーブ端部にカソード２１を有し且つ
そのカソード２１を加熱するヒーターが挿入される円筒
状の陰極スリーブ１８に対し、それぞれストラップ状を
なす３本のスリーブ支持片２３の一端を固着した。ま
た、各々のスリーブ支持片２３の他端をリング状の支持
部材２４を介して低熱伝導性の筒形ホルダー２５に固着
した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、陰極構体から放射
された熱電子を制御電極で制御する電子銃を備えた陰極
線管に関する。

【０００２】

【従来の技術】図４はトリニトロン方式を採用したカラ
ー陰極線管の構成例を示す側面概略図である。図示した
カラー陰極線管１は、パネル部２、ファンネル部３およ
びネック部４から成る管本体５と、この管本体５のネッ
ク部４内に組み込まれた電子銃６と、上記パネル部２の
内面に近接して組み込まれた色選別機構（不図示）とを
備えている。そして実際の動作では、電子銃６から放射
された熱電子（電子ビーム）が、上記色選別機構の色選
別マスク（アパーチャグリル）を通してパネル部２内面
の蛍光面２ａにスポット照射されるようになっている。

【０００３】また電子銃には、青，緑，赤の各色に対応
した陰極構体が組み込まれており、その陰極構体の構造
を図５に示す。図５において、（ａ）は陰極構体の側断
面図であり、（ｂ）はその正面図である。陰極構体に
は、陰極スリーブとなる円筒状の内スリーブ７と、この
内スリーブ７をストラップ状のスリーブ支持片８を介し
て保持する円筒状の外スリーブ９が設けられている。内
スリーブ７には、後述する熱電子放射物質を加熱するヒ
ーター（不図示）が挿入される。スリーブ支持片８は円
周上の３箇所に配設されており、その一端は内スリーブ
７の外周面に固着され、その他端は外スリーブ９の端部
に固着されている。

【０００４】また、内スリーブ７の端部は金属キャップ
１０で塞がれ、その金属キャップ１０上に、熱電子放射
物質となるカソード１１が設けられている。このカソー
ド１１には、例えば多孔質のタングステンに熱電子放射
物質を含浸させた、いわゆる含浸タイプが採用されてい
る。一方、外スリーブ９の外周面にはホルダー１２が溶
接されており、このホルダー１２をセラミックディスク
１３にロウ付けすることにより、外スリーブ９がセラミ
ックディスク１３に取り付けられている。

【０００５】図６は上記構成からなる陰極構体の取付状
態を示す側面図である。図６において、陰極構体の先端
部には、上記カソード１１に近接して円筒状の第１グリ
ッド電極Ｇ₁ が装着されている。また、セラミックディ
スク１３の片面にはスペーサ１４，１４が装着され、こ
のスペーサ１４，１４を介して陰極構体が円筒状の第２
グリッド電極Ｇ₂ にロウ付けされている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、スリーブ先
端のカソード１１を図示せぬヒーターで所定の温度に加
熱すると、そのカソード１１から熱電子が放射される。
カソード１１から放射された電子は、上記第１，第２グ
リッド電極Ｇ₁ ，Ｇ₂ 、さらには後段のグリッド電極
（不図示）により、その移動速度や移動経路が制御され
る。このとき、カソード１１に近接する第１，第２グリ
ッド電極Ｇ₁ ，Ｇ₂ の孔周辺には、カソード１１から飛
散したエミッションソースが付着する。この状態で第
１，第２グリッド電極Ｇ₁ ，Ｇ₂ が所定の温度以上に昇
温すると、これに付着したエミッションソースからも熱
電子が放射される、いわゆるストレーエミッションが発
生する。

【０００７】これに対して上記従来の陰極構体の場合
は、陰極スリーブとなる内スリーブ７を金属製（コバー
ル、ニクロムなど）の外スリーブ９で保持した構造とな
っているため、図示せぬヒーターの熱がスリーブ支持片
８を経由して外スリーブ９に伝導され、さらに外スリー
ブ９から外方に放射されることで、熱伝導や熱輻射によ
る損失が大きかった。したがって、その分の熱損失を補
うべくヒーターの消費電力を上げてカソード１１を所望
の温度に維持する必要があり、このことが第１，第２グ
リッド電極Ｇ₁ ，Ｇ₂ のエミッションソースからのスト
レーエミッションを誘発させる大きな要因となってい
た。特に、上記含浸型の陰極構体の場合は高電流密度動
作が可能である反面、熱電子放射のための動作温度が通
常のオキサイドカソード（酸化物陰極）よりも約２００
℃ほど高いため、ストレーエミッションが発生しやすい
状況となっていた。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、熱電子を放射
する陰極構体と、この陰極構体から放射された熱電子を
制御する制御電極とから成る電子銃を備えた陰極線管に
おいて、陰極構体が、スリーブ端部に熱電子放射物質が
設けられるとともに、前記熱電子放射物質を加熱するヒ
ーターが挿入される円筒状の陰極スリーブと、この陰極
スリーブに一端を固着してなるスリーブ支持片と、この
スリーブ支持片の他端が固着されるとともに、そのスリ
ーブ支持片を介して陰極スリーブをホルダー内に保持す
る低熱伝導性の筒形ホルダーとを有した構成となってい
る。

【０００９】上記構成からなる陰極線管においては、ス
リーブ端部に熱電子放射物質が設けられた陰極スリーブ
を、低熱伝導性の筒形ホルダー内で保持する構成を採用
しているため、熱電子放射物質を加熱するヒーターの熱
がスリーブ支持片から筒形ホルダーへと伝わり難くなる
とともに、陰極スリーブからの熱放散が筒形ホルダーで
抑制されるようになる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照しつつ詳細に説明する。

【００１１】図１は本発明が適用される陰極線管におい
て、電子銃の基本的な構造とその動作を説明する図であ
る。図１においては、青（Ｂ），緑（Ｇ），赤（Ｒ）の
各色に対応した陰極構体ＫＢ，ＫＧ，ＫＲが、それぞれ
第１グリッド電極Ｇ₁ を介して第２グリッド電極Ｇ ₂ に
取り付けられ、この第２グリッド電極Ｇ₂ から図の右側
に第３〜第５グリッド電極Ｇ₃ 〜Ｇ₅ が順に配置されて
いる。上記第１〜第５グリッド電極Ｇ₁ 〜Ｇ ₅ は、各々
の陰極構体ＫＢ，ＫＧ，ＫＲから放射された熱電子（電
子ビーム）を制御する制御電極となるものである。これ
らの制御電極（Ｇ₁ 〜Ｇ₅ ）の制御作用により、各々の
陰極構体ＫＢ，ＫＧ，ＫＲからの熱電子は加速され、第
４グリッド電極Ｇ₄ の部分（メインフォーカスレンズ
系）で一旦交差したのち、偏向板１５により偏向されて
蛍光面２ａに到達（結像）する。

【００１２】偏向板１５は、互いに平行に配置された一
対のシールド１５ａと一対のプレート１５ｂにより構成
されている。偏向板１５の後段側には、蛍光面２ａ内で
電子ビームを左右，上下に振らせる、いわゆるビーム走
査のための偏向ヨーク１６が配設されている。また、蛍
光面２ａの手前には、多数のスリット孔を有するアパー
チャグリル１７が配置され、このアパーチャグリル１７
のスリット孔を３本の電子ビームが通過するようになっ
ている。

【００１３】図２は上記各色の陰極構体ＫＢ，ＫＧ，Ｋ
Ｒのうち、一個の陰極構体の一部を拡大した図である。
図２において、円筒状をなす陰極スリーブ１８の中には
カソード加熱用のヒーター１９が挿入されている。ま
た、陰極スリーブ１８の先端には金属キャップ２０が嵌
め込まれ、その金属キャップ２０上に、熱電子放射物質
を含浸させたカソード２１が設けられている。さらに、
カソード２１の近傍には、第１，第２グリッド電極
Ｇ₁ ，Ｇ₂ が順に配置されている。なお、ここでは含浸
型の陰極構体を一例として挙げているが、本発明は通常
のオキサイドカソードを採用した陰極構体にも同様に適
用できる。

【００１４】上記構成の陰極構体は、上記第１，第２グ
リッド電極Ｇ₁ ，Ｇ₂ を含むプレフォーカスレンズ系に
位置し、ヒーター１９により加熱されたカソード２１か
らの熱電子が、第１，第２グリッド電極Ｇ₁ ，Ｇ₂ で形
成される電界によりクロスオーバー（電子ビームのくび
れ）を結んだ後、第４グリッド電極Ｇ₄ を中心としたメ
インレンズ系へと進んでさらに加速および収束される。

【００１５】ここで、カソード２１から第１，第２グリ
ッド電極Ｇ₁ ，Ｇ₂ の孔周辺に付着したエミッションソ
ース２２は、第１，第２グリッド電極Ｇ₁ ，Ｇ₂ の昇温
に伴って所定の温度以上に加熱されると、カソード２１
と同様に熱電子を放射する。このエミッションソース２
２から放射する熱電子（ストレーエミッション）は、カ
ソード２１からの熱電子のように制御できないため、本
来のビーム軌道を外れて蛍光面２ａに衝突する。さら
に、電圧制御によってカソード２１からの熱電子の放射
を止めた、いわゆるカットオフ状態にしても、エミッシ
ョンソース２２からは熱電子が放射されてしまう。

【００１６】こうしたエミッションソース２２からのス
トレーエミッションの影響により、例えば電子ビームの
偏向動作を止めた場合には、蛍光面２ａにビームスポッ
トが残る、いわゆる面スポット残り（面ストレー）の症
状が現れる。また、ストレーエミッションの程度によっ
ては、画面表示における輝度・色度のホワイトバランス
が崩れるなど、画質にも影響を与える。さらに、ストレ
ーエミッションは第１，第２グリッドＧ₁ ，Ｇ₂ の電界
では所望のクロスオーバーを結ばないため、電子銃のフ
ォーカス特性にも悪影響を与える。

【００１７】そこで本実施形態においては、電子銃に組
み込まれる各色の陰極構体として、図３に示す構造のも
のを採用することとした。図３において、（ａ）は陰極
構体の側断面図、（ｂ）はその正面図である。

【００１８】図３において、スリーブ端部の金属キャッ
プ２０上にカソード２１を備えた陰極スリーブ１８の外
周面には、ストラップ状のスリーブ支持片２３の一端が
溶接により固着されている。このスリーブ支持片２３
は、陰極スリーブ１８の円周上の３箇所にそれぞれ１本
ずつ溶接固定されている。

【００１９】一方、各々のスリーブ支持片２３の他端は
リング状の支持部材２４にそれぞれ溶接され、この支持
部材２４を介して筒形ホルダー２５の端部に固着されて
いる。このうち、支持部材２４は、陰極スリーブ１８お
よびカソード２１での熱伝導損失を極力抑えるために低
熱伝導性の金属材料（例えば、タンタル、ニクロムな
ど）から構成され、筒形ホルダー２５は、金属よりも格
段に熱伝導率の低いハーメチックガラスにより構成され
ている。また、筒形ホルダー２５は断面ドーナツ形に成
形され、その軸方向の長さはホルダー内周面で陰極スリ
ーブ１８の外周面を全体的に囲む状態となるよう、十分
に長く設定されている。

【００２０】上記構成からなる陰極構体の組み立てに際
しては、先ず、金属キャップ２０とカソード２１を装着
済の陰極スリーブ１８に３本のスリーブ支持片２３の一
端をそれぞれ溶接した後、各々のスリーブ支持片２３の
他端をリング状の支持部材２４に溶接する。次に、筒形
ホルダー２５に陰極スリーブ１８を挿入してセットし、
この状態で支持部材２４を筒形ホルダー２５の端部にロ
ウ付けする。その後は、筒形ホルダー２５の端部に、第
１グリッド電極Ｇ₁ と共にスペーサ（不図示）をロウ付
けし、このスペーサを介して陰極構体を第２グリッド電
極Ｇ₂ に装着する。

【００２１】上述した本実施形態の陰極構体において
は、スリーブ端部にカソード２１を有する陰極スリーブ
１８を、低熱伝導性の筒形ホルダー２５内で保持する構
成を採用しているため、カソード２１を加熱するヒータ
ー１９の熱がスリーブ支持片２３から筒形ホルダー２５
へと伝導され難くなるとともに、陰極スリーブ１８から
の熱放散が筒形ホルダー２５で抑制されるようになる。

【００２２】これにより、ヒーター１９の熱損失を効果
的に抑えることができるため、ヒーター１９の消費電力
を大幅に低減することが可能となる。また、これに伴っ
て、カソード２１近傍に位置する第１，第２グリッド電
極Ｇ₁ ，Ｇ₂ の昇温を抑えることができるため、グリッ
ド孔周辺に付着したエミッションソース２２（図２参
照）からのストレーエミッションを減少させることがで
きる。特に、含浸型陰極構体の場合は、通常のオキサイ
ドカソードよりも動作温度が高いため、より顕著な効果
が期待できる。

【００２３】さらに本実施形態においては、陰極スリー
ブ１８の軸方向において、その外周面を全体的に覆うよ
うに筒形ホルダー２５の長さを長く設定しているため、
陰極スリーブ１８からの熱放散に対して、より熱遮蔽効
果の高い陰極構体を得ることができる。

【００２４】なお、上記実施形態においては、各々のス
リーブ支持片２３の他端をリング状の支持部材２４を介
して筒形ホルダー２５に固着するようにしたが、これ以
外にも、各々のスリーブ支持片２３を直接筒形ホルダー
２５に固着するようにしてもよい。

【００２５】また、筒形ホルダー２５の構成材料として
は、上述したハーメチックガラス以外でも、これと同等
の低熱伝導性を有する非金属材料で且つロウ付け、溶接
等により支持部材２４またはスリーブ支持片２３を固着
し得るものであれば、いずれの低熱伝導性材料を採用し
てもかまわない。

【００２６】さらに、筒形ホルダー２５内で陰極スリー
ブ１８を弾性的に支持するスリーブ支持片としても、上
述したストラップ状のもの以外に、ワイヤ状のものを採
用してもよい。

【００２７】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、ス
リーブ端部に熱電子放射物質が設けられた陰極スリーブ
を、低熱伝導性の筒形ホルダー内で保持する構成を採用
しているため、熱電子放射物質を加熱するヒーターの熱
がスリーブ支持片から筒形ホルダーへと伝わり難くなる
とともに、陰極スリーブからの熱放散が筒形ホルダーで
効果的に抑制されるようになる。これにより、ヒーター
の消費電力を大幅に低減できるとともに、熱電子放射物
質に近接する制御電極の昇温を抑えることができる。そ
の結果、制御電極に付着したエミッションソースからの
ストレーエミッションが減少するため、ホワイトバラン
ス崩れや画面周縁部でのバックラスターの浮き症状な
ど、画質への悪影響を回避できるとともに、面ストレー
の症状や、制御電極からのリーク電流による回路の誤動
作を防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明が適用される陰極線管の電子銃の基本構
成を説明する図である。

【図２】図１に示す陰極構体の部分拡大図である。

【図３】本発明の実施形態で採用した陰極構体の構造を
示す図である。

【図４】カラー陰極線管の構成例を示す側面概略図であ
る。

【図５】従来技術における陰極構体の構造を示す図であ
る。

【図６】従来技術における陰極構体の取付構造を示す図
である。

【符号の説明】

１８…陰極スリーブ、１９…ヒーター、２１…カソー
ド、２３…スリーブ支持片、２５…筒形ホルダー、
Ｇ₁ ，Ｇ₂ ，Ｇ₃ ，Ｇ₄ ，Ｇ₅ …グリッド電極（制御電
極）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 熱電子を放射する陰極構体と、この陰極
   構体から放射された熱電子を制御する制御電極とから成
   る電子銃を備えた陰極線管において、 前記陰極構体は、 スリーブ端部に熱電子放射物質が設けられるとともに、
   前記熱電子放射物質を加熱するヒーターが挿入される円
   筒状の陰極スリーブと、 前記陰極スリーブに一端を固着してなるスリーブ支持片
   と、 前記スリーブ支持片の他端が固着されるとともに、その
   スリーブ支持片を介して前記陰極スリーブをホルダー内
   に保持する低熱伝導性の筒形ホルダーとを有することを
   特徴とする陰極線管。
2. 【請求項２】 前記陰極構体が含浸型陰極構体であるこ
   とを特徴とする請求項１記載の陰極線管。