JPH0364824A - 陰極構体 - 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］ 本発明は陰極構体に関する。さらに詳しくは、インライ
ン型カラーブラウン管に用いられる積層状の陰極構体に
関する。

［従来の技術］ 従来よりインライン型カラーブラウン管には、第９〜１
１図に示すような積層状陰極構体が用いられている。第
９図は電子放射側の拡大平面図、第１Ｏ図は加熱側の拡
大平面図、第１１図は陰極構体の拡大断面図である。第
９〜１１図において、（１）は耐熱性絶縁基板で、たと
えば０．１〜０３ｕ＋程度の厚さのサファイアあるいは
アルミナなどからできている。（２ａ〉、（２ｂ）、（
２Ｃ）は直線状に配設された基体金属で、前記耐熱性絶
縁基板（１）の表面にたとえば還元性不純物を微量含有
するニッケルなどがたとえば、スパッタリングなどの方
法で被着形成されている。（４）はたとえば（Ｂａ、　
５ｒＳＣａ）　０などのアルカリ土類金属酸化物からな
る電子放射物質で、前記基体金属（２ａ）、（２ｂ〉、
（２ｃ）上にスプレーなどの方法で被着形成されている
。（３）はリード線であり基体金属（２）と同様の方法
で一体的に前記耐熱性絶縁基板（１）上に被着形成され
ている。（３ａ）はリード線（３）の先端にある陰極端
子で、図示はしていないが外部と導線により接続される
。（５ａ〉、〈５ｂ〉、（５ｃ）は発熱体で、耐熱性絶
縁基板（１）の裏面の前記基体金属（２ａ〉、（２ｂ〉
、（２ｃ）に対応する部位にスパッタリングなどにより
タングステンなどが蛇行状に被着形成されている。（５
ｄ〉は３個の発熱体（５ａ〉、（５ｂ）、（５ｃ〉を直
列接続する導線であり発熱体〈５ａ）、（５ｂ）、（５
ｃ）と一体向に被着形成されている。（６）はヒータ端
子で外部導線（図示せず）と接続され、発熱体（５）を
加熱するための電圧が印加される。

（５ｅ）はヒータ端子（６）と両側の発熱体（５ａ）、
（５ｃ）とを接続する導線である。

このように構成された陰極構体において、ヒータ端子（
６）に電圧を印加すると発熱体（５ａ）、（５ｂ）、（
５ｃ）に電流が流れ式（■）： Ｑ＝ｉ２ＸＲＸｔ　　　　　　　（１）（式中、Ｑは発
生熱量、ｉは電流、Ｒは抵抗、ｔは時間を表わす）で表
わされるジュール熱が発生する。

発生したジュール熱は熱伝導および熱輻射によって耐熱
性絶縁基板（１）を通して３個の基体金属（２ａ〉、（
２ｂ）、（２ｃ）を加熱する。そして、基体金属（２ａ
〉、（２ｂ〉、（２ｃ）が約８００℃の動作温度まで加
熱されると電子放射物質（４）から電子ビームが発射さ
れ、カラーブラウン管の３色の蛍光面を光らせる。

［発明が解決しようとする課８］ しかしながら、このように構成した陰極構体において、
発熱体（５ａ〉、（５ｂ）、（５ｃ）１．：電圧を印加
（通電）して基体金属（２ａ）、（２ｂ）、（２ｃ〉を
約ｇｏ。

℃の動作温度にして電子放射を行なわせるが、陰極構体
の構成上、耐熱性絶縁基板（１）に比較的熱容量（質量
×比熱）の大きいものが必要であるため、電圧を印加し
てから電子放射が開始するまでの時間、すなわち画像が
出現するまでの時間に約１０秒程度要し、電子放射が開
始するまでやや時間がかかりすぎるという問題があった
。

また、前述のように各発熱体（５ａ〉、（５ｂ）、（５
ｃ）に電圧を印加して基体金属（２ａ）、（２ｂ〉、（
２ｃ）を約８００℃の動作温度にする際、中央の基体金
属（２ｂ）の温度がその両側に配置されている基体金属
（２ａ〉、（２ｃ）の温度よりも高温になる。この理由
は、両側の発熱体（５ａ〉、（５ｃ）はヒータ端子（６
）を通しての熱伝導損失が大きいため温度が上がりにく
いことによる。そのため、この中央の発熱体（５ｂ）に
対応して配設されている中央の基体金属（２ｂ）の温度
がその両側に配置されている基体金属（２ａ）、（２ｃ
〉の温度よりも高くなる。一般に基体金属（２）の温度
が所定の動作温度よりも高くなればなるほど、基体金属
（２）に微量含まれていて、電子放射物質（４）を活性
化する作用を有する還元性元素である９１やＭｇの拡散
蒸発速度を加速することになる。その結果、長時間動作
を行なうと温度の高い中央の基体金属（２ｂ、）からの
電子放射特性が両側の基体金属（２ａ）、（２ｃ）のそ
れに比べ早期に劣化し始め、３個の基体金属（２）から
の電子放射特性のバランスが崩れ、いわゆるホワイトバ
ランス崩れと称される蛍光面上での色調の変化が生じる
欠点もあった。さらに、同じ基体金属（２）の中でも第
４図に示すＶ方向での温度差があり、たとえば基体金属
（２）の最中央部と置局縁部とでは約１５℃の温度差が
生じている。これは、耐熱性絶縁基板（１）の長辺側に
陰極端子（３）があり、これに接続された外部リード線
を通しで熱伝導損失が発生するためである。このような
温度差があると同一基体金属（２）内で電子放射特性の
ムラを生ずることにもなる。

本発明は前記問題点に鑑みなされたものであって、通電
開始から電子放射開始まで時間を短縮し画像の早期出現
が達成され、３個の基体金属（２）の動作中の温度を均
一化して長時間の動作でも色調の変化を抑制することが
可能であるとともに、同−基体金属内での温度の均一化
がされ電子放射特性が安定化された陰極構体を提供する
ことを目的とする。

１３２を解決するための手段］ 本発明の陰極構体は、耐熱性絶縁基板と、前記耐熱性絶
縁基板の一方の面に配設された３個の基体金属と、前記
耐熱性絶縁基板の他方の面において前記３個の基体金属
と対応する部位に配設された３個の発熱体と、前記３個
の発熱体を直列接続する導線とからなる陰極構体であっ
て、前記耐熱性絶縁基板上に耐熱性黒色皮膜が形成され
ていることを特徴としている。

［作　用］ 本発明においては、耐熱性絶縁基板上に耐熱性黒色皮膜
を形成して該耐熱性絶縁基板上の熱輻射を適宜調節でき
るように構成しであるので、陰極構体の熱特性を改善す
ることができる。

［実施例］ 以下、本発明を実施例に基づき説明するが、本発明はか
かる実施例のみに限定されるものではない。

実施例１ 第１図は実施例１に係る陰極構体の発熱体の概略図、第
２図は第１図に示す陰極構体の電子放射面の概略図であ
る。以下の説明においては従来例と同一または類似の構
成要素については同一符号を付してその説明は省略する
。

耐熱性絶縁基板（１）の一方の面には３個のタングステ
ンの薄膜からなる蛇行状の発熱体（５ａ）、（５ｂ）、
（５ｃ〉があり、各発熱体（５ａ）、（５ｂ）、（５ｃ
）は導線（５ｄ）、（５ｅ）により直列接続されている
。これら発熱体（５ａ〉、（５ｂ）、（５ｃ）、導線（
５ｄ〉、〈５ｏ〉、ヒータ端子（６）は全てタングステ
ンをスパッタリング法で一体的に形成したものである。

これらの膜厚は３ミクロンで発熱体〈５ａ）、（５ｂ）
、（５ｃ）および導線（５ｄＬ　（５ｏ）の幅は０．２
Ｍである。膜厚および幅はこれらに限定されるものでは
なく、膜厚は１〜５ミクロンの範囲で適宜選定でき、ま
た幅は０．１〜０．３關の範囲で適宜選定できる。ヒー
タ端子（６）には０．１＋ｕ直径のニッケル線（図示せ
ず）が溶接により固定接続されており外部より発熱体（
５ａ）、（５ｂ〉、（５Ｃ）を加熱するための電圧が印
加される。

（７）は耐熱性黒色皮膜であり、０　、２　ａｍ厚さの
サファイアから構成される耐熱性絶縁基板（１）上の発
熱体（５）が形成されている面を除く部分に被着形成さ
れている。この耐熱性黒色度１Ｉ（７）はたとえばカー
ボン（Ｃ）などをスパッタリング、真空蒸着などの方法
により２ミクロンの厚さで被着形成されている。

第２図は、電子放射側を示すものであり基体金属（２）
が被着形成されている部分を除いた部分の一部に耐熱性
黒色皮膜（７）を２ミクロンの厚さで被着形成されてい
る。

このように構成された陰極構体にヒータ端子（６）から
電圧が印加されると各発熱体（５ａ）、（５ｂ）、（５
Ｃ）は従来例でも触れたようにジュール熱により発熱す
る。基体金属（２が約８００℃の高温になると電子放射
が安定して行われるようになる。この時、同時に耐熱性
絶縁基板（１）の温度もほぼ基体金属（２）の温度と同
じ約８００℃の高温になっており、当然のことながら耐
熱性絶縁基板（１）上に被着形成されている耐熱性黒色
皮膜（７）の温度も約８００℃の高温になる。この際、
耐熱性黒色皮膜（７）は高い熱輻射率を持っており、し
たがって高温になればなるほど耐熱性絶縁基板（１）か
らの熱輻射損失は増加する。

その結果、約８００℃の動作温度に維持するためには従
来よりも大きい入力パワーを要する。この発熱体（５）
を加熱するための入力パワーが増える結果、スイッチオ
ン後の耐熱性絶縁基板（１）の昇温速度が早くなりその
結果、電子放射が早くなり画像が早期に出現可能となる
。

第３図はスイッチオンからの電子放出特性を示すもので
、従来電子放射の開始が１０秒であったものを本発明に
よれば５秒へと大幅に短縮できた。

さらに定常状態への安定時間が短縮でき画面の明るさな
どが早く安定するよう改善されている。これらの原因は
輻射損失による入力パワーの増加によるもので、ちなみ
に入力パワーは従来２．３ｗであったが本発明では３．
８Ｗとなっている。

なお、耐熱性黒色皮膜の材料としてカーボンを例に説明
したが、これに限定されることなくたとえばタングステ
ンやモリブテンなどの耐熱性微細粉末を用いても同様の
効果かえられる。

実施例２ 第４図および第５図はそれぞれ実施例２に係る陰極構体
の耐熱性絶縁基板（１）の発熱体面および電子放射面の
概略図である。実施例２の構成は中央部の発熱体（５ｂ
）および基体金属（２ｂ）の近傍にのみ耐熱性黒色皮膜
を形成したほかは、実施例１と同様である。

このように構成された陰極構体にヒータ端子（６）から
電圧が印加されると各発熱体（５ａ）、（５ｂ）、（５
Ｃ〉は従来例でも触れたようにジュール熱により発熱す
る。基体金属（２）が約８００℃の高温になると電子放
射が安定して行われるようになる。この時、同時に耐熱
性絶縁基板（１）の温度もほぼ基体金属（２）の温度と
同じ約８００℃の高温になっており、当然のことながら
耐熱性絶縁基板（１）上の中央部に被管形成されている
耐熱性黒色皮膜（′７）の温度も約８００℃の高温にな
る。この鴎、耐熱性黒色皮膜（７）は高い熱輻射率を持
っており、したがって高温になればなるほど、この近傍
、すなわち耐熱性絶縁基板（１）の中央部からの熱輻射
損失は増加する。その結果、耐熱性絶縁基板（１）の中
央部の温度が低下し耐熱性絶縁基板（１）全域にわたっ
て均一な温度分布特性をうろことが可能となる。

第６図は基体金属（２ａ〉、（２ｂ）、（２ｃ）の温度
特性を示すが、図のＯ印で示すように中央と両側の基体
金属（２）の温度差はほとんどなくなった。ちなみに、
従来例の陰極構体の基体金属（２）の温度特性は×印で
示すように中央の基体金属（２ｂ〉の温度が両側の基体
金属（２ａ〉、（２Ｃ）の温度に比べて約３０℃程度高
温であった。

実施例３ 第７図は実施例３に係る陰極構体の長手方向断面図であ
る。実施例３の構成は、耐熱性黒色皮膜を耐熱性絶縁基
板（１）と基体金ｒｉ４（２ａ）、（２ｂ）、（２ｃ）
との間に形成したほかは実施例１と同様である。

このように構成された陰極構体にヒータ端子（６）から
電圧が印加されると、直列接続されている各発熱体（５
ａ）〜（５Ｃ）はジュール熱により発熱する。

発生した熱の一部は耐熱性絶縁基板（１）を通して熱伝
導および熱輻射により耐熱性黒色薄膜（刀に吸収され、
この耐熱性黒色薄膜Ｉ（７）、基体金属（２ａ）〜（２
ｃ）および電子放射物質層（４）が加熱、昇温する。

従来の陰極構体では耐熱性絶縁基板（１）を通過した輻
射熱の一部は基体金属（２ａ）〜（２ｃ）−耐熱性絶縁
基板（１）界面で反射され、基体金属（２ａ）〜（２ｃ
〉および電子放射物質層（４）の昇温か緩慢であった。

本発明においては耐熱性黒色薄膜（７）を形成したこと
で輻射熱の吸収率が向上し、基体金属（２ａ）〜（２ｃ
）および電子放射物質層（４）の加熱、昇温をすばやく
することができる。このように電子放射物質の昇温速度
を高めることにより、電子ビーム放射開始までの時間を
短縮することが可能となる。第８図は電子放射物質層（
４）の温度変化を示したグラフである。本図は電子放射
物質層（４）の温度が８００℃で安定となるときの昇温
特性を示しているがＱ印で示しているように昇温特性は
向上した。ちなみに従来例の昇温特性を×印で示したが
、６００℃になるまでの時間は従来例では１９秒である
のに対し実施例３では１２秒であり昇温特性は向上して
いる。

【発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば陰極構体の温度分
布を均一にできるとともに通電開始から電子放射までの
時間を短縮することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図はそれぞれ実施例１の発熱面および
電子放射面の概略構成図、第３図は実施例１の電子放射
の立ち上がり特性を示すグラフ、第４図および第５図は
それぞれ実施例２の発熱面および電子放射面の概略構成
図、第６図は実施例２の電子放射の立ち上がり特性を示
すグラフ、第７図は実施例３の陰極構体の長手方向断面
図、第８図は実施例３の電子放射物質層の温度特性を示
すグラフ、第９図および第１Ｏ図はそれぞれ従来例の電
子放射面および発熱面の概略構成図、第１１図は第９〜
１０図に示す陰極構体の長手方向断面図である。 （図面の主要符号） （１）：耐熱性絶縁基板 （２）、（２ａ）、 （２ｂ）、（２ｃ）　：基体金属 （４）：電子放射物質層 （■、（５ａ）、 （５ｂ）、（５ｃ）　：発熱体 （７１： 耐熱性黒色皮膜 代 理 人 大 岩 増 雄 第 ３口 時 間 （ｓｅｃ） 図面の浄書 図面の浄書 嘲とΦｇ虜堅Ｐ オ ８茜 時 間 （ｓｅｃ　） ０） 書（方式） ２０発明の名称 陰極構体 ３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 住　所　　　　東京都千代田区丸の内二丁目２番３号名
　称　　（６０１）三菱電機株式会社代表者志岐守哉 ４、代理人 住所 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 ５、　補正命令の日付 平成１年１１月２８日（発送臼） ６、　補正の対象 （１）明細書の「図面の簡単な説明」の欄（２）図面 ７、　補正の内容 （１）明細書の１４頁１５行の「ある。」のあとに改行
してつぎの文章を挿入する。 「なお、第１図、第２図、第４図および第５図における
ハツチングは、耐熱性黒色皮膜を示す。」（′２Ｊ図面
の第１図、第２図、第４図および第５図を補正された図
面（第１図、第２図、第４図および第５図）のとおり補
正する。 ８、　添付書類の目録

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）耐熱性絶縁基板と、前記耐熱性絶縁基板の一方の
   面に配設された３個の基体金属と、前記耐熱性絶縁基板
   の他方の面において前記３個の基体金属と対応する部位
   に配設された３個の発熱体と、前記３個の発熱体を直列
   接続する導線とからなる陰極構体であって、前記耐熱性
   絶縁基板上に耐熱性黒色皮膜が形成されていることを特
   徴とする陰極構体。
2. （２）前記耐熱性黒色皮膜が前記基体金属が配設された
   面の該基体金属およびリード線が配設されていない部分
   、ならびに前記発熱体が配設された面の該発熱体および
   導線が配設されていない部分に形成されてなる請求項１
   記載の陰極構体。
3. （３）前記耐熱性黒色皮膜が中央位置にある基体金属の
   近傍および中央部にある発熱体の近傍に形成されてなる
   請求項１記載の陰極構体。
4. （４）前記耐熱性黒色皮膜が前記基体金属と前記耐熱性
   絶縁基板との間に形成されてなる請求項１記載の陰極構
   体。