JPS6231774B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は受像管の直接加熱方式用陰極に関する
ものである。

最近のカラーテレビセツト用受像管は、省エネ
ルギー化志向に伴い、消費電力の少ない傾向のも
のが望まれそれには、偏向電力を少なくするこ
と、及び陰極加熱電力を低くすることがあげられ
る。例えばカラー受像管は、特に小偏向電力のも
のになると、受像管容器のネツク管径部が細くな
り従つて、ネツク管径部に収容される電子銃の径
も小さくなる。径小なる電子銃としては、各電子
銃電極共に、３電子銃単体の共通構造で且つ同電
位であることが好ましい。そのため３電子銃の信
号入力は、カソード電位に印加されて変調される
ことになる。従つて陰極と格子電極は極めて正確
に設定されなければならない。第１図及び第２図
は、従来の受像管用直接加熱方式陰極構体を示す
斜視図で、セラミツクスで形成した絶縁基板１の
中央に陰極７の配置を合せるための３個の透孔２
１が等間隔で穿設されこの透孔２１を中心にして
対向配置される３個の導電性支持部材２，３を支
持するために複数の挿通孔２２及び切欠部２３の
内側の肩部に、前記支持部材２，３は貫通又は嵌
合せしめた後に絶縁基板１と前記支持部材２，３
を接着固定する接着ガラスを溜める段部２４を有
している。又絶縁基板１の上面と上記透孔２１の
間には、これを分離するような深さの浅い切溝５
０が設けられ下面には絶縁基板１を支持するため
ほぼ上記透孔２１間に配置される一枚の板からな
る支持体１１を嵌合固着するためスリツト２５が
形成されており、そのスリツト２５の中央部には
接着ガラスを入れる凹部が形成されている。この
ような絶縁基板１に、これを貫通するように互い
に所定間隔離間して配設された対をなす導電性支
持部材２，３の内一方の支持部材２は、陰極７を
その中央に載置した同一巾及び同一厚さを有する
帯状のフイラメント５の一端を固定し、他方の支
持部材３は前記フイラメント５の他端を該支持部
材３の外方にその一端が延在するようにこの支持
部材３に固定されたばね部材４に固定し弾発力を
有するように支持し、且つ第１格子電極（以下
G₁と称する）と陰極（以下Ｋと称する）との間
隔（以下G₁／Ｋと称する）を所定間隔にする為
に前記フイラメント５に当接して、その高さを調
整する可動スペーサー８の案内となる矩形状中空
体に形成されている。この導電性支持部材のフイ
ラメント５を固定する側の支持部材２（以下固定
側支持部材と称す）は、前記絶縁基板１の挿通孔
２２に貫通して接着固定され、又G₁／Ｋ間の関
係を調整するばね部材４及び可動スペーサ８を備
えた可動側の支持部材３（以下可動側支持部材と
称す）は、前記基板１の切欠部２３に嵌合され接
着固定される。この可動側支持部材３にフイラメ
ント５の一端を固定支持するため付設されたばね
部材４はフイラメント５を点火して電流を流し加
熱した際フイラメント５の熱膨張の伸びを吸収し
あるいはフイラメント５の位置を上下に移動でき
るように弾発力を持たせている。Mg，Si，Ｗ等
を含むNi主体の合金で形成された陰極７の基体
金属の上面にはBaSr，CaO₃等の電子放射物質が
塗布されている。可動スペーサ８はG₁１３と陰
極７の電子放射面との間隔を所定間隔に設定する
ための調整用であり、上記複数の格子電極と上記
絶縁基板１を例えば絶縁硝子杆（図示せず）に融
着して、これらを一体に組立てた後、上記陰極７
の電子放射面との間隔を調整するために、上記可
動側支持部材３に挿入され、かつこの可動側支持
部材３に沿つて上下に移動させるものである。第
３図に示す断面図のように固定側支持部材２及び
可動側支持部材３の絶縁基板１表面からの高さ
は、固定側支持部材２よりも可動側支持部材３を
0.05〜0.10mm程度低く設定されたものである。従
つて固定側支持部材２及びばね部材４によつて張
架されたフイラメント５は、絶縁基板１及びG₁
３に対し、不平行になるように設定し、電子銃電
極（図示せずG₁，G₂のみ）と陰極構体３０を一
諸に絶縁硝子杆（図示せず）の融着によつて一体
に固着する。このように直熱型陰極を具える電子
銃に於いて、、有底筒状又は板状のG₁１３と絶縁
基板１との所定間隔を仮設定して、G₁１３又は
G₂１４を基準面として、エアーマイクロ・ゲー
ジ装置や、光学式設定装置（図示せず）を用い
て、G₁／Ｋ間隔を測定しながら可動スペーサ８
を上下に移動させることにより、フイラメント５
の上面がG₁１３と平行になるようにG₁／Ｋ間隔
を測りながら移動調整して所定間隔に設定した
後、可動スペーサ８を可動側支持部材３に溶接固
定し、この可動スペーサ８の先端部でフイラメン
ト５の一方を支持する。理論的に最良のG₁／Ｋ
間隔としては、フイラメント５とG₁１３が平行
のものが望ましい。しかしながらフイラメント５
の張架状態あるいは、上記導電性支持部材２の寸
法のばらつきなどより、必らずしも正確に平行状
態になるとは限らないものであるが可動スペーサ
８の位置調整によつて補正することができる。即
ちフイラメント５の一方は、絶縁基板１に植設さ
れた固定側支持部材２に固定されるため組立てた
後のフイラメント５の一方の端は移動させること
ができずその為にG₁１３と陰極７が平行でない
場合もあるが第１格子電極の電子放射に寄与する
透孔の径は、φ0.5〜φ0.8mmと非常に小さく、こ
の第１格子電極透孔と、この真下の陰極電子放射
面との間隔を測定して、G₁／Ｋ間隔を出してい
た。ここで電子銃のG₁／Ｋ間隔の調整時、直熱
型陰極に組み込まれる上記可動スペーサ８は第３
図に示すようにフイラメント位置を調整する際に
フイラメント５の下面に当接し、これを第１格子
電極５の側に押し上げるようにして、G₁／Ｋ間
隔を調整するものである。上記中空状の可動側支
持部材３に挿入され、その先端は、フイラメント
５に傷をつけないように丸く成形され、その調整
に際しては、固定側支持部材２上のフイラメント
５上面を基準にして、G₁１３に近ずけ平行とな
るように移動させて、フイラメント５の固定され
た側の端部の上面がかかる直熱型陰極の所定の
G₁／Ｋ間隔をなすように離間した位置にある基
準面４１からずれている場合はG₁１３の真下
で、G₁／Ｋ間隔を測定しながら所定の位置に維
持するため、フイラメント５は若干斜めに張架さ
れることも考えられる。上記基準面４１から±
0.1mm程度までが可動範囲と考えられ、固定側支
持部材２と可動側支持部材３間のほゞ中央にカソ
ード７が位置しているために実際はこの半分が調
整範囲となる。従つて、これだけの調整範囲であ
れば絶縁基板に固定側支持部材を固定する際の誤
差、又G₁〜G₄，G₅と直熱型陰極を組み立てる時
のG₁／Ｋ誤差、或いは、フイラメントを張る時
の誤差を全て吸収し、G₁／Ｋ間隔を一定にして
いた。この可動スペーサ８は、短冊状に形成され
て断面は矩形状のものあるいは矩冊状で、その端
部側が丸く形成されたものが用いられている。こ
のような可動スペーサ８を用いた場合のフイラメ
ント５の電流特性については、第３図を参照し
て、電流の流れ方をみると、固定側支持部材２か
ら供給され、フイラメント５を通りばね部材４を
流れて可動側支持部材３に達することが望ましい
が、前記ばね部材４はスプリングであり比較的断
面積も小さいので抵抗値が大きい。従つて可動ス
ペーサ８とフイラメント５の当接部から可動スペ
ーサ８に流れ可動側支持部材３に達する回路の方
が抵抗値が低い。

このため、固定側支持部材２―フイラメント５
―バネ部材４―可動側支持部材３の回路が並列に
加わりフイラメント電流が増加するが、このフイ
ラメント５と可動スペーサ８の当接部の接触抵抗
が圧力及び接触面積によつて異るためにフイラメ
ント電流のばらつきを生ずる。このばらつきがあ
るとカソード７の温度が変わり電子放射特性に影
響する。これが３電子銃不揃いになると自調整
（カラー受像管の場合）がとりにくい。又接触が
悪くなるとカソード温度が上昇して電子放射物質
であるBaOの蒸発が促進され、電子放射能力を減
殺し寿命が短かくなる。又フイラメント５温度が
上がるためにフイラメント材料であるNi―Ｗ合
金の結晶粗大化が起こり、バネ部材４で張力がか
かつているために動作中に破断し易くなる。接触
の良し悪しで、フイラメント電流が変化すること
を述べたが、この最大の影響は受像管にシヨツク
を与えると接触の抵抗がかわり陰極温度が変わる
のでノイズが発生する。このように接触点の電気
抵抗及び熱伝導度を安定化させることはフイラメ
ントに張力をかけて張る場合に非常に問題になる
ことで、張力のばらつきに多少の変動があつても
接触抵抗の差のないことが望ましい。

従つてフイラメント５とスペーサー８とはある
程度の圧力例えばフイラメントを張つたばね部材
の張力として約2gの圧力がかかつている。即ち
フイラメントと可動スペーサの接触点はこの圧力
のかかつている状態で電気伝導が悪く、かつ熱伝
導も悪い方が好ましい。それには可動スペーサー
のフイラメントとの接触部をCrの酸化物又はAl
の酸化物で覆うことで解決している。このような
構成条件に於いて、低電圧形直熱式受像管ではフ
イラメント電圧電流が0.6^V―500mAで動作させる
が、フイラメント５の張架する僅かの溶接点の位
置のずれによつてもヒーター長さのコントロール
が困難で、電流値の変動（カラー受像管では赤、
緑、青色の電流比）を生じたり、カソード温度の
不安定ばらつきが生じたりして、電気的諸特性を
所定規格内におさめることができず悪影響を与る
要因となり、映像品位を低下させていた。又フイ
ラメント５の形状では全体に温度が上がつてばね
部材４も同様に加熱されるために、弾性力の劣化
により張架しているヒーターのフイラメントがた
わみを生じ、G₁／Ｋ値を狂わせて、諸特性（輝
点消去電圧等）の低下、G₁／Ｋタツチによる致
命的な断線に結びつく諸欠点があつた。

本発明はこれらの諸欠点を除去するためになさ
れたもので以下第４図および第５図の斜視図を用
いて詳細に説明する。第４図は本発明の実施例で
ある直接加熱用の陰極を示す斜視図で、陰極４０
は、フイラメント１５と陰極１７ａ、電子放射物
質１７より構成される。陰極１７ａはMg，Si，
Ｗ等を含むNi主体の合金で形成される。

又電子放射物質１７は、BaSr，CaO₃等の物質
からなり陰極１７ａの表面に塗布形成されるもの
で陰極１７ａとほぼ同一寸法（Ｂ×Ａ）で形成さ
れその両端部は更に巾広Ｃ寸法にＢ＜Ｃの関係と
する。即ちフイラメント１５の領域Ａ×Ｂはカソ
ード温度を一定にする為の陰極フイラメント１５
ｂである。Ｄ−Ａ×Ｃの領域は、フイラメント１
５の固定支持部材１５ａである。いずれも厚さｔ
を一定と考えると、有効陰極フイラメント１５ｂ
と固定支持部材１５ａとの面積比は1/2〜1/5の範
囲内が最も効果的である。

第６図はフイラメント１５の動作時に於けるカ
ソード温度と有効陰極フイラメント１５ｂとの比
率との関係を示したものである。例えば、第４図
に示す陰極構体に於て陰極印加電圧0.6^V／450mA
×３個の動作条件に於ける有効フイラメント１５
ｂのカソード温度特性を実験によつて確認したも
のである。この時の速動性条件は出画迄の最大時
間は１秒以内とし、中央の・印で結んだ線は設計
値を示し、同様に×印及び△印で結んだ線は実験
最大及び最小許容値を夫々示している。第６図よ
り、有効フイラメント面積比率1/5〜1/2の範囲の
カソード温度即ち1240゜〜1300゜Ｋ、1000゜〜
1100゜Ｋの範囲が最も好適の条件であつた。

第５図に斜視図で示すその組立法は陰極構体５
０で、あらかじめ絶縁基板１に、これを貫通する
ように互いに所定間隔を離間して配設された対を
なす導電性支持部材２，３の内一方の支持部材２
は、陰極１７をその中央に載置したフイラメント
１５の一端を固定支持し、他方の支持部材３は、
前記フイラメント１５の他端を該支持部材３の外
方に、その一端が延在するように、この支持部材
３に固定されたばね部材４に固定することによつ
て弾発力を有するように支持し、かつ、第１格子
電極G₁と陰極Ｋとの間隔G₁／Ｋを所定間隔にす
るために、前記フイラメント１５に当接して、そ
その高さを調整する可動スペーサ８の案内とする
矩形状中空体に形成する。この導電性支持部材の
フイラメント１５を固定する側の支持部材２は前
記絶縁基板１の挿通孔２２に貫通して、接触固定
されG₁／Ｋ間の関係を調整するばね部材４及び
可動スペーサー８を備えた可動側支持部材３は前
記基板１の切欠部２３に嵌合され接着固定する。

この可動側支持部材３にフイラメント１５の一
端を固定支持するための付設されたばね部材４
は、フイラメント１５を点火して電流を与え、加
熱した場合フイラメント１５の熱膨張の伸びを吸
収し、フイラメント１５の位置を常に張架する弾
発力をもたせるものである。本発明ではフイラメ
ント１５の両端部１５ａが巾広に取つてあるため
に溶接位置の僅かのズレに対しても、点火後フイ
ラメント１５を加熱しても中央部の陰極１７のフ
イラメント有効面積（Ａ×Ｂ×ｔ）１５ｂにのみ
所定温度が得られカソード温度としてばらつきの
ない温度コントロールができる。又両端部１５ａ
の面積が大きくとつてあるので、その為固定部分
は温度が約50％低く約500〜650゜Ｋ、ばね部材３
に加熱温度伝導しても、温度が低い為に弾性力効
果が発揮できフイラメント１５を常時張架した状
態で、G₁／Ｋ値を動作中に於いても保存できる
ので電気的諸特性を安定させることが可能となり
大巾に映像品位を向上することができた。

又、断線事故もなく尚一掃の受像管の寿命に対
する信頼性向上が得られた。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図および第３図は従来の直接加熱
方式の陰極を夫々示す図、第４図、第５図および
６図は本発明による直接加熱方式陰極および陰極
構体の実施例を示す斜視図である。 １…絶縁基板、２，３…導電性支持部材、４…
ばね部材、８…可動スペーサー、１５…フイラメ
ント、１５ａ…フイラメント端部、１５ｂ…有効
フイラメント、１７…陰極。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 絶縁基板に複数の対をなすよう固定された導
   電性支持部材に、中央部に陰極が固定された複数
   個の板状フイラメントを張架してなる受像管用直
   接加熱方式陰極構体において、前記フイラメント
   は、前記導電性支持部材に溶接固定される両端部
   が幅広で、この両端部以外の前記陰極が固定され
   ている中央部は、両端部より狭くなるように前記
   中央部の幅と長さから算出される面積が、前記両
   端部の幅と長さから算出される面積の1/2〜1/5と
   し、前記フイラメントの両端部は幅広く、その一
   端は、前記導電性支持部材の固定側に溶接固定さ
   れ、他端は、この他端と当接する可動スペーサと
   ばね部材を持つ導電性支持部材の可動側に固定さ
   れていることを特徴とする受像管用直接加熱方式
   陰極構体。