JPH10112268A - カラー陰極線管 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】画面輝度が安定するまでの時間を短縮する。 【解決手段】横一列に配した複数の電子ビームを出射す
る複数の筒状陰極７からなる陰極構体と、この陰極構体
に対向して複数の電子ビーム通過孔をもつ制御電極と、
制御電極側から蛍光面側に順次配列された加速電極、集
束電極、および陽極を含む複数の電極とを絶縁支持体に
埋め込んで管軸方向に一定の間隔で固定してなる電子銃
を備えたカラー陰極線管において、陰極構体は、前記筒
状陰極７の一端を内部に固定した金属製の陰極支持体５
と、陰極支持体５を貫通させて筒状陰極７を固定した部
分とは反対側の一端で所定の間隔に保持する絶縁基板６
とから構成され、陰極支持体５の筒状陰極７を固定する
部分５ａと絶縁基板６に固定する部分５ｂとを熱膨張係
数の異なる金属で構成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、カラー受像管やカ
ラーディスプレイ管等のカラー陰極線管に係り、特に電
源投入の初期における電子放射の立上がり特性を向上さ
せた陰極構体を備えたカラー陰極線管に関する。

【０００２】

【従来の技術】カラー受像管やディスプレイ管等のカラ
ー陰極線管は、その精細な画像再現性から、テレビ放送
の受信あるいは情報処理機器のモニターとして広く用い
られている。

【０００３】この種のカラー陰極線管は、内面に蛍光体
スクリーンを形成したフェースプレートを有するファン
ネルと、上記ファンネルに連接して上記蛍光体スクリー
ンに向けて電子ビームを発射する電子銃構体を収容した
ネックとを少なくとも有する真空外囲器からなる。

【０００４】図６は本発明を適用するカラー陰極線管の
一例としてのシャドウマスク型カラー陰極線管の構成を
説明する断面模式図であって、２０はフェースプレー
ト、２１はネック、２２はフェースプレートとネックと
を連接するファンネル、２３はフェースプレートの内面
に形成して映像表示面を構成する蛍光体スクリーン、２
４は色選択電極であるシャドウマスク、２５はシャドウ
マスクを保持してシャドウマスク構体を構成するマスク
フレーム、２６は外部磁気を遮蔽するインナーシール
ド、２７はシャドウマスク構体をフェースプレートの側
内壁に植立したスタッドに懸架支持する懸架スプリング
機構、２８はネック内に収納して３本の電子ビームＢｓ
（×２），Ｂｃを横一列（インライン）に発射する電子
銃、２９は電子ビームを水平と垂直に偏向する偏向装
置、３０は色純度やセンタリング補正を行うための磁気
装置である。

【０００５】同図の構成において、フェースプレート２
０とネック２１およびファンネル２２とで真空外囲器を
構成し、電子銃２８から横一列（インライン）に発射さ
れた３本の電子ビームＢｃ，Ｂｓ（×２）を偏向装置２
９で形成される偏向磁界で水平と垂直の２方向に偏向し
て蛍光体スクリーン２３上を２次元に走査させる。な
お、Ｂｃはセンタービーム、Ｂｓはサイドビームを示
す。

【０００６】３本の電子ビームＢｓ，Ｂｃ（×２）はそ
れぞれ赤（サイドビームＢｓ）、緑（センタービームＢ
ｃ）、青（サイドビームＢｓ）の色信号で変調され、蛍
光体スクリーン２３の直前に配置されたシャドウマスク
２４のビーム通過孔で色選択を受けて蛍光体スクリーン
２３を構成する赤、緑、青の３色の蛍光体モザイクのそ
れぞれに射突することにより、所要のカラー映像を再生
する。

【０００７】図７はカラー陰極線管に使用される電子銃
構体の構成例を説明する要部側面図であって、３１はイ
ンライン配列された陰極構造体、３２は制御電極である
第１電極、３３は加速電極である第２電極、３４は第３
電極、３５は第４電極、３６は分割電極３６１と３６２
からなる第５電極（集束電極）、３７は陽極、３８は陽
極に固定されたシールドカップ、３９は絶縁支持体（ビ
ーディングガラス）、４０は電子銃を真空外囲器のネッ
ク部に封止するためのステム、４１は電子銃の各電極に
所要の信号および電圧を供給するためのステムピンであ
る。

【０００８】陰極構造体３１を内蔵した第１電極３２お
よび他の各電極３３乃至３７は所定の間隔で絶縁支持体
３９に埋設固定される。各電極にはステムピン４１を介
して外部回路から所要の信号と電圧が供給される。な
お、陽極３７にはファンネル部の壁面に設けたアノード
端子（図示せず）から内部導電膜（図示せず）を介して
最高電圧が印加される。

【０００９】この形式の電子銃では、第１電極３２はカ
ップ状電極であり、その内部に陰極構造体３１を収納固
定しているが、この他に第１電極を板状電極で形成し、
陰極構造体も独立に絶縁支持体３９に埋設固定した形式
の電子銃もある。本発明は、上記いずれの形式の電子銃
にも適用される。

【００１０】図８は上記した電子銃の従来の陰極構造体
の構成例を説明するインライン方向断面図であって、１
は電子放出面、２はキャップ状のべースメタル、３はス
リーブ、４はスリーブの下端を支持する金属製のスリー
ブ支持体、５はスリーブの下端を内部に固定した金属製
の陰極支持体、６は陰極支持体を貫通させて前記筒状陰
極を固定した部分とは反対側の一端で所定の間隔に保持
する絶縁基板、７は筒状陰極である。

【００１１】なお、各筒状陰極の内部にはヒータが収納
されるが同図では図示を省略してある。

【００１２】同図において、電子放出面１、べースメタ
ル２、スリーブ３、およびスリーブ支持体４で筒状陰極
７を構成し、この筒状陰極７を筒状の陰極支持体５の内
部に挿通してスリーブ支持体の下端近傍で陰極支持体に
溶接し、これをガラス系材料からなる絶縁基板６に各筒
状陰極７が所定の間隔で配置するように貫通させ、溶着
固定して陰極構体を構成する。

【００１３】この陰極構体は、電子銃を構成する他の電
極と共に絶縁支持杆３９（図７参照）に所定の相互関係
で固定してインライン型の電子銃を組み立てる。

【００１４】この種の陰極構体に関する従来技術を開示
したものとしては、例えば特開昭６３−２９４６４２号
公報を挙げることができる。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の電子銃を構
成する陰極構体７では、その陰極支持体５と絶縁基板６
の熱膨張率が異なると両者の固着強度が低下し、絶縁基
板６にクラックが生じたり、陰極構体７の抜け落ちなど
が発生する。

【００１６】そのため、従来は、陰極支持体５の材料と
して絶縁基板６と略々同等の熱膨張率をもつコバール材
を使用し、全体として単一の筒状支持体としている。

【００１７】この電極支持体５の下端（制御電極：第１
電極とは反対側）でスリーブ支持体４の下端を溶接し、
当該陰極支持体５と絶縁基板６とは当該陰極支持体５の
上端（制御電極：第１電極側）での固定している。な
お、図中の×印は溶接点または固着点を示す。

【００１８】この様な構成において、陰極線管の始動時
にヒータに通電すると、陰極構体に所謂カソード電流が
流れる。このカソード電流は陰極構体と第１電極（制御
電極）との間隔が狭くなれば大きくなり、画面上の輝度
は高くなる。

【００１９】始動時では、まず陰極構体７が加熱されて
熱膨張し、第１電極側に向かって移動する。次に、陰極
構体７から陰極支持体５に熱が移動することによって陰
極構体７は第１電極から離れる方向に移動する。その
後、熱膨張が終わり、陰極構体と第１電極、および他の
電極間の間隔が所定間隔となってカソード電流は安定し
て一定値になり、画面上の輝度も一定となる。

【００２０】しかし、従来の陰極構体は単一の陰極支持
体５で絶縁基板６に固定しているため、上記した陰極支
持体５の熱膨張による陰極構体７と第１電極である制御
電極との間の間隔が所定の間隔に安定するまでに長時間
を要し、したがって、カラー陰極線管の画面輝度が一定
になるまで長い時間待たなければならないという問題が
あった。

【００２１】本発明の目的は、上記従来技術の問題点を
解消して画面輝度が安定するまでの時間を短縮した陰極
構体を有する電子銃を備えたカラー陰極線管を提供する
ことにある。

【００２２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、絶縁基板に陰極構体を固着する陰極支持
体を絶縁基板に固着する第１部材とスリーブ支持体を溶
接する第２部材とから構成し、第１部材と第２部材のそ
れぞれを熱膨張係数が異なる異種金属材で構成したこと
を特徴とする。

【００２３】上記第１部材と第２部材の熱膨張係数は、
画面輝度の立ち上がりが遅い場合は第２部材の熱膨張係
数を第１部材のそれより大なる金属材料を用い、逆に画
面輝度の立ち上がりが早い場合は第２部材の熱膨張係数
を第１部材のそれより小なる金属材料を用いる。

【００２４】なお、画面輝度の立ち上がりが遅い場合が
一般的であり、陰極線管の始動時の陰極構体が制御電極
（第１電極）から離れる量を最小とするように選定さ
れ、前記図８に示した構造の場合には、第２部材の熱膨
張係数を第１部材の熱膨張係数より大きくすることによ
り、陰極構体と第１電極との間隔変動が少なくなって安
定輝度に達するまでの時間が短縮される。

【００２５】すなわち、請求項１に記載の第１の発明
は、横一列に配した複数の電子ビームを出射する複数の
筒状陰極からなる陰極構体と、この陰極に対向して少な
くとも横一列に前記陰極に対応する複数の電子ビーム通
過孔をもつ制御電極と、上記制御電極側から蛍光面側に
順次配列された加速電極、集束電極、および陽極を含む
複数の電極とを絶縁支持体に埋め込んで管軸方向に一定
の間隔で固定してなる電子銃を備えたカラー陰極線管に
おいて、前記陰極構体は、前記筒状陰極の一端を内部に
固定した金属製の陰極支持体と、前記陰極支持体を貫通
させて前記筒状陰極を固定した部分とは反対側の一端で
所定の間隔に保持する絶縁基板とから構成され、前記陰
極支持体の前記筒状陰極を固定する部分と前記絶縁基板
に固定する部分とを熱膨張係数の異なる金属で構成した
ことを特徴とする。

【００２６】この構成により、陰極構体と制御電極との
間隔変動が少なくなって安定輝度に達するまでの時間が
短縮される。

【００２７】また、請求項２に記載の第２の発明は、前
記陰極支持体の第１の部分の長さより第２の部分の長さ
を長くしたことを特徴とする。

【００２８】この構成により、第２の部分の熱膨張の遅
れを回避し、陰極構体と制御電極の間隔変動が少なくな
って安定輝度に達するまでの時間が短縮される。

【００２９】さらに、請求項３に記載の第３の発明は、
前記第１または第２の発明における制御電極が前記陰極
構体を内蔵するカップ状電極からなり、その内壁に前記
絶縁基板を固定すると共に前記絶縁支持体に固定してな
ることを特徴とする。

【００３０】この構成により、陰極構体とこの陰極構体
を内蔵する制御電極との間隔変動が少なくなって安定輝
度に達するまでの時間が短縮される。

【００３１】さらに、請求項４に記載の第４の発明は、
前記第１または第２の発明における前記制御電極が前記
陰極構体とは独立した板状電極からなり、前記陰極構体
を所定間隔に保持する陰極支持体を固定した前記絶縁基
板を前記絶縁支持体に固定してなることを特徴とする。

【００３２】この構成により、陰極構体とこの陰極構体
に近接して設置された制御電極との間隔変動が少なくな
って安定輝度に達するまでの時間が短縮される。

【００３３】なお、本発明は、インライン型電子銃を備
えたカラー陰極線管の電子銃のみならず、単一電子ビー
ムを発射する単電子銃を備えたモノクローム陰極線管や
投射型陰極線管、あるいはその他の陰極線管にも同様に
適用できる。

【００３４】

【発明の実施の形態】陰極構体と制御電極との間隔の経
時変化を小さくして画面上での輝度の立ち上がり時間を
短縮するために、陰極構体と制御電極の熱膨張による位
置変動の安定するまでの時間を短縮する必要がある。

【００３５】本発明は、絶縁基板に陰極構体を固着する
陰極支持体を絶縁基板に固着する第１部材とスリーブ支
持体を溶接する第２部材とから構成し、第１部材と第２
部材のそれぞれを熱膨張係数が異なる異種金属材で構成
したもので、以下、本発明の実施の形態につき、実施例
を参照して詳細に説明する。

【００３６】図１は本発明によるカラー陰極線管に備え
る電子銃の陰極構体の一実施例の構成を説明するインラ
イン方向断面図であって、図８と同一符号は同一部分に
対応し、５ａは第１部材、５ｂは第２部材である。

【００３７】この陰極構体の全体構成は前記図８で説明
したものと同様で、電子放出面１、べースメタル２、ス
リーブ３、およびスリーブ支持体４で筒状陰極７を構成
し、この筒状陰極７を筒状の陰極支持体５の内部に挿通
してスリーブ支持体の下端近傍で陰極支持体に溶接す
る。

【００３８】陰極支持体５は、筒状陰極７を固定する第
１の部分と陰極支持体５を絶縁基板６に固定する第２の
部分とを熱膨張係数の異なる金属で構成してなり、上記
筒状陰極７を固定する第１の部分を第１部材５ａとし、
陰極支持体５を絶縁基板６に固定する第２の部分を第２
部材５ｂとしたとき、第２部材５ｂの熱膨張係数を第１
部材のそれより大なる金属材料を用いて形成し、両者を
突き合わせ溶接等で接合して単一の筒状部材に一体化し
たものである。

【００３９】このように構成した陰極支持体５を、ガラ
ス系材料からなる絶縁基板６に当該各筒状陰極７が所定
の間隔でインラインに配置するよう貫通させ、溶着固定
して陰極構体を構成する。絶縁基板６と陰極支持体５の
溶着は、絶縁基板６に形成した貫通口内壁にメタライズ
処理を施すことで金属材である陰極支持体５との溶着が
なされるが、これに限るものではなく、他の適宜の固定
方法を用いて両者を固定してもよい。

【００４０】この実施例では、陰極支持体５を構成する
第１部材５ａは絶縁基板６と略々同じ熱膨張係数をもつ
コバール材（熱膨張係数：５０×１０^-7／°Ｃ）を使用
し、第２部材５ｂとしてステンレス材（熱膨張係数：１
８５×１０^-7／°Ｃ）を用いた。

【００４１】また、第２の部材５ｂの長さを第１の部材
５ａより長くすることで、熱の伝わりの遅れによりスリ
ーブ３が制御電極に異常接近するのを防止することがで
きる。なお、第１の部材と第２の部材の長さの設定は適
用する電子銃の特性に従う。このようにして３本の陰極
構体７を一体化した陰極構造体３１は、電子銃を構成す
る他の電極と共に絶縁支持杆３９（図７参照）に所定の
相互関係で固定してインライン型の電子銃を組み立て
る。

【００４２】図２は制御電極として陰極構造体を内蔵し
たカップ状電極を用いた場合の制御電極と陰極構造体の
詳細構造の説明図であって、（ａ）は断面図、（ｂ）は
（ａ）の矢印Ａ方向から見た状面図、（ｃ）は（ｂ）の
矢印Ｂ方向から見た側面図である。

【００４３】制御電極３２は底部に３つの電子ビーム通
過孔３２Ｂ，３２Ｇ，３２Ｒを有するカップ状電極であ
り、その内部にインライン配列された３つの筒状陰極７
が収納されて一体化構造とされている。

【００４４】３つの筒状陰極７は前記図１で説明したと
おり、絶縁基板６で支持され、その周囲に金属の固定部
材７ａを固着してあり、この固定部材７ａを制御電極３
２のカップ状内壁に溶接して一体化されている。

【００４５】この制御電極３２は、その外壁に取り付け
た一対の固定片３２ａを電子銃の絶縁支持杆（図示せ
ず）に埋設して固定される。

【００４６】図３は図２の（ｂ）の線Ｃ−Ｃに沿った断
面図であって、前記図２で説明したように、陰極構造体
は３つの筒状陰極７を絶縁基板６でインラインに配列し
て固定し、固定部材７ａを介してカップ状の制御電極３
２の内部に固定される。

【００４７】なお、この固定は図２に示したインライン
方向側壁でのみ溶接し、図３に示したインライン方向と
直角な方向の側壁（固定片３２ａの取り付け側）との間
に間隙を設けておいてもよい。

【００４８】図４は本発明による陰極構体の構造を備え
た電子銃を用いたカラー陰極線管の画面輝度の立ち上が
り特性の説明図であって、横軸に電源投入からの経過時
間（分）を、縦軸に輝度（相対値）を取って示す。

【００４９】同図中、ａは陰極支持体をコバール単体で
形成した場合（従来）の輝度立ち上がり特性を示し、ｂ
は陰極支持体をコバールからなる第１部材とステンレス
からなる第２部材で形成して突き合わせ溶接した本発明
の実施例の輝度立ち上がり特性を示す。

【００５０】コバール単体の陰極支持体を用いた場合
は、電源投入から輝度が安定するまで約２０分を要する
のに対し、コバールとステンレスで形成した陰極支持体
を用いた場合は３０秒〜１分で輝度が安定することが分
かる。

【００５１】図５は本発明によるカラー陰極線管に備え
る電子銃の陰極構体の他の実施例の構成の説明図であっ
て、（ａ）はは断面図、（ｂ）は（ａ）の矢印Ａ方向か
ら見た状面図（制御電極は図示を省略）、（ｃ）は
（ｂ）の矢印Ｂ方向から見た側面図である。

【００５２】同図において、図２と同一符号は同一部分
に対応し、７ｂは絶縁基板６の回りに固定した固定支持
部材、７ｃは固定片３２’は制御電極、３２’Ｂ，３
２’Ｇ，３２’Ｒは電子ビーム通過孔である。

【００５３】この実施例は、制御電極３２’が陰極構造
体とは独立した板状電極を用いたものであり、陰極構造
体も制御電極３２’とは独立して固定片７ｃを絶縁支持
杆に埋設して固定される。

【００５４】この実施例の陰極支持体５も前記実施例と
同様に第１部材５ａと第２部材５ｂの突き合わせ溶接部
材から構成されており、陰極構体および絶縁基板６との
固定構造も図２で説明したものと同様である。

【００５５】この実施例によっても、前記実施例と同様
に電源投入から画面輝度が安定するまでの時間が短縮さ
れる。

【００５６】上記各実施例における陰極支持体を構成す
る第１部材と第２部材の長さは、熱膨張の大きさに応じ
て選定される。また、特に、温度上昇の激しいセンター
に位置する陰極構体については、図１に示したように、
第１部材５ａの長さをサイドに位置する他の陰極構体の
それよりも長くすれば、３本の陰極構体について略々同
等の輝度安定時間を得ることができる。第１部材と第２
部材の材料も上記した実施例に示したものに限らない。

【００５７】なお、上記各実施例では、電源投入時に、
まず陰極構体７が加熱されて熱膨張し、第１電極側に向
かって移動した後、陰極構体７から陰極支持体５に熱が
移動することによって陰極構体７は第１電極から離れる
方向に移動する場合の構成を説明したが、これとは逆の
効果を得たい場合には、第１部材と第２部材の熱膨張率
の選定を上記とは逆にすればよい。また、構成はそのま
まで、陰極構体および絶縁基板の固定位置を変えた構造
としてもよい。

【００５８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
陰極支持体の熱膨張による陰極構体と第１電極である制
御電極との間の間隔が所定の間隔に安定するまでに長時
間を要することなく、画面輝度が一定になるまでの時間
を短縮したカラー陰極線管を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるカラー陰極線管に備える電子銃の
陰極構体の一実施例の構成を説明するインライン方向断
面図である。

【図２】制御電極として陰極構造体を内蔵したカップ状
電極を用いた場合の制御電極と陰極構造体の詳細構造の
説明図である。

【図３】図２の（ｂ）の線Ｃ−Ｃに沿った断面図であ
る。

【図４】本発明による陰極構体の構造を備えた電子銃を
用いたカラー陰極線管の画面輝度の立ち上がり特性の説
明図である。

【図５】本発明によるカラー陰極線管に備える電子銃の
陰極構体の他の実施例の構成の説明図である。

【図６】本発明を適用するカラー陰極線管の一例として
のシャドウマスク型カラー陰極線管の構成を説明する断
面模式図である。

【図７】カラー陰極線管に使用される電子銃構体の構成
例を説明する要部側面図である。

【図８】従来の電子銃の陰極構造体の構成例を説明する
インライン方向断面図である。

【符号の説明】

１ 電子放出面 ２ キャップ状のべースメタル ３ スリーブ ４ スリーブ支持体 ５ 陰極支持体 ５ａ 第１部材 ５ｂ 第２部材 ６ 絶縁基板 ７ 筒状陰極。

フロントページの続き (72)発明者 小泉 幸生 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 (72)発明者 宮本 覚 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 (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】横一列に配した複数の電子ビームを出射す
   る複数の筒状陰極からなる陰極構造体と、この筒状陰極
   に対向して少なくとも横一列に前記筒状陰極に対応する
   複数の電子ビーム通過孔をもつ制御電極と、上記制御電
   極側から蛍光面側に順次配列された加速電極、集束電
   極、および陽極を含む複数の電極とを絶縁支持杆に埋め
   込んで管軸方向に一定の間隔で固定してなる電子銃を備
   えたカラー陰極線管において、 前記陰極構造体は、前記筒状陰極の一端を内部に固定し
   た金属製の陰極支持体と、前記陰極支持体を貫通させて
   前記筒状陰極を固定した部分とは反対側の一端で所定の
   間隔に保持する絶縁基板とから構成され、 前記陰極支持体の長さ方向の前記筒状陰極を固定する第
   １の部分と前記絶縁基板に固定する第２の部分とを熱膨
   張係数の異なる金属で構成したことを特徴とするカラー
   陰極線管。
2. 【請求項２】前記陰極支持体の第１の部分の長さより第
   ２の部分の長さを長くしたことを特徴とする請求項１記
   載のカラー陰極線管。
3. 【請求項３】前記制御電極が前記陰極構造体を内蔵する
   カップ状電極からなり、その内壁に前記絶縁基板を固定
   すると共に前記絶縁支持体に固定してなることを特徴と
   する請求項１または２記載のカラー陰極線管。
4. 【請求項４】前記制御電極が前記陰極構体とは独立した
   板状電極からなり、前記陰極構体を所定間隔に保持する
   陰極支持体を固定した前記絶縁基板を前記絶縁支持体に
   固定してなることを特徴とする請求項１または２記載の
   カラー陰極線管。