JPH10255685A

JPH10255685A - 熱陰極構体

Info

Publication number: JPH10255685A
Application number: JP5363197A
Authority: JP
Inventors: Koichiro Sumi; 紘一郎住
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1997-03-07
Filing date: 1997-03-07
Publication date: 1998-09-25

Abstract

(57)【要約】【課題】カソード相互の温度差を縮小し、画質および
長期信頼性の向上を図ることができる熱陰極構体を提供
する。【解決手段】熱遮蔽板１１７，１１８は熱反射率の大
きい例えばＮｉ，Ｗ等により厚さ２０〜１００μｍ程度
で、断面形状が略コの字状あるいは半円弧状となるよう
に形成する。熱遮蔽板１１７，１１８の高さＨ₁は任意
だが、スリーブ１０２ａ，１０４ａの終端を越えない程
度が望ましい。Ｖタブ１０８ａ，１０８ｂ，１１０ａ，
１１０ｂを取り付けた後、端部に配置されたカソード１
０２，１０４およびその周囲近傍の第１グリッドに面す
る領域を覆い、且つ第１グリッドに接触しない程度の位
置に熱遮蔽板１１７，１１８を配置して、その終端をそ
れぞれ金属ピン１０８ａ，１０８ｂ，１１０ａ，１１０
ｂに溶接して固定する。熱遮蔽板１１７，１１８により
端部のカソード１０２，１０４からの第１グリッドへの
熱の放散が防止され、カソード１０２，１０３，１０４
間の温度差が小さくなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えばテレビジョ
ン受像機や端末ディスプレイ装置等の陰極線管等に用い
られる電子銃の熱陰極（カソード）構体に係り、特に各
カソードの温度差を小さくする構成を備えた熱陰極構体
に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、熱陰極（カソード）構体は、映
像システム用ブラウン管、撮像管などの陰極線管に用い
られている。特に、トリニトロン方式のカラー陰極線管
に用いられる電子銃は、所謂インライン配列で構成され
た熱陰極（カソード）構体が組み込まれた構造となって
いる。

【０００３】電子銃には、通常、第１グリッド、第２グ
リッド、第３グリッド、第４グリッド、第５グリッド、
第６グリッド、第７グリッドが含まれている。これらグ
リッドがそれぞれ長手方向に所定間隔を保ち、上述の順
にビードガラスによって固定されており、そのうち第１
グリッドには熱陰極構体が組み込まれている。

【０００４】図６は第１グリッドに組み込まれた熱陰極
構体１０の平面構造、図７は図６の熱陰極構体１０の断
面構造をそれぞれ表している。熱陰極構体１０は熱電子
放射体（図示せず）を有するカソード１１，１２，１３
およびセラミック等で形成された略円形のディスク１４
を備えている。ディスク１４には３つの開口部１５，１
６，１７が形成されており、これら開口部１５，１６，
１７に対してカソード１１，１２，１３がそれぞれ挿通
するように配置されている。各カソード１１，１２，１
３の先端にはそれぞれキャップ１１ａ，１２ａ，１３ａ
が設けられている。キャップ１１ａ，１２ａ，１３ａを
介して各カソードの内部にはバリウム、ストロンチウ
ム、カルシウム等の３元炭酸塩からなる電子放射物質層
が形成されている。カソード１１の第１グリッドＧ１と
固定された側とは反対側の外周には、金属細線をＶ字形
状に曲折した一対のＶタブ１８ａ，１８ｂの一端がそれ
ぞれ溶接等により取り付けられている。Ｖタブ１８ａ，
１８ｂの他端は、ディスク１４の背面にガラス等により
融着固定されている金属ピン２１ａ，２１ｂにそれぞれ
溶接等により取り付けられている。これら金属ピン２１
ａ，２１ｂからはそれぞれ赤（Ｒ），緑（Ｇ），青
（Ｂ）の信号がＶタブ１８ａ，１８ｂを介してカソード
１１に入力される。カソード１２，１３についてもＶタ
ブ１９ａ，１９ｂ，２０ａ，２０ｂおよび金属ピン２１
ｃ，２１ｄ，２１ｅ，２１ｆがカソード１１と同様に取
り付けられている。

【０００５】また、第１グリッドＧ１と対向する側には
各カソード内に装着されたヒータの電源端子（図示せ
ず）をそれぞれ接続するためのヒータレスト２２ａ，２
２ｂが配置されている。これらヒータレスト２２ａ，２
２ｂはディスク１４上にガラス等により融着固定された
ヒータレスト固定ピン２３ａ，２３ｂ，２４ａ，２４ｂ
により固定されている。更に、ヒータレスト２２ａ，２
２ｂにはヒータリード２５ａ，２５ｂが接続されてお
り、インナーピン２６ａ，２６ｂを介して外部より所定
の電圧が印加されて、各カソードの内部に装着されたヒ
ータが加熱される。

【０００６】このような構成の熱陰極構体１０が組み込
まれた第１グリッドＧ１はＧ１リング２７を介して電子
銃全体を保持するビードガラス２に固定されている。な
お、第１グリッドＧ１、Ｇ１リング２７は通常、実質的
に同じ熱膨張率を有するステンレス等で形成されてい
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】この熱陰極構体１０で
は、陰極線管の動作が開始、すなわちヒータ（図示せ
ず）に通電されると、カソード１１，１２，１３が予め
設定された温度で加熱され、各カソード１１，１２，１
３から熱電子が放射されて各グリッドによって加速され
て蛍光面の全面を走査する。しかしながら、ヒーターレ
スト２２ａ，２２ｂにより印加されている電圧に対し
て、ヒータの熱量は電子放射物質を加熱するだけではな
く、熱伝導等により周辺の部材、例えばディスク１４等
にも放出される。特にディスク１４を保持している第１
グリッドＧ１への熱放散が激しいことはよく知られてい
る。

【０００８】ここで、カソードの加熱に必要な温度例え
ば８００℃でカソード１１，１２，１３を加熱してそれ
ぞれの表面温度を測定した場合、カソード１１，１２，
１３は直列に配置されているため、カソード１１，１３
の方がカソード１２と比較して１０〜１５℃低くなって
いる。これはカソード１１，１３の熱量がカソード１２
と隣り合わない第１グリッドＧ１方向へ放出されてしま
うことが主な原因であると考えられている。また、熱陰
極構体１０は様々な材質の複数の部材より組み立てられ
ており、カソードの材料ロットやヒータの材料ロットに
よる部材の熱放出および熱伝導の違いから、カソードを
加熱したときの温度の平均値が大きく変動してしまう。
カソードの温度の平均値の変動において、常に問題とな
るのは端部のカソード１１，１３である。

【０００９】カソードの特性の１つとしてその温度が挙
げられるが、カソードの温度が低いとカソードの活性が
不十分になり画像に不良部分が出現する。電子銃に備え
られた３本のカソードのうちの１本でも低温であると上
述のような現象が起こる。また、端部のカソードと中央
部のカソードとの温度差が大きい程、カソードの活性に
及ぼす影響も大きくなる。通常、陰極線管は電子銃を組
み込んだ後、排気真空処理を行い、完成品となる。この
ような不具合は完成後のテストにより出現するため、不
具合が存在した場合は陰極線管全体が不良品となってし
まうという問題があった。また、カソードの寿命は温度
に依存して、カソードの温度が高い程短くなる。そのた
め加熱温度の不均等なカソードを使用した陰極線管は、
時間経過と共に３本のカソードの温度による活性に差が
生じて、画面上のホワイトバランスが崩れて著しい画質
低下をもたらすという問題があった。

【００１０】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
ので、その目的は、カソード相互の温度差を縮小し、画
質および長期信頼性の向上を図ることができる熱陰極構
体を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明に係る熱陰極構体
は、制御電極として設けられたグリッドに保持されると
共に直列状に配列された複数の開口部を有する絶縁性の
基板と、加熱により熱電子を放射する熱電子放射体を有
すると共に絶縁性の基板の開口部にそれぞれ挿通された
複数のカソードと、熱電子放射体の加熱により直列状に
配列された複数のカソードのうちの両端に配置されたカ
ソードからの熱放散を防止する熱放散防止手段とを備え
ている。

【００１２】この熱陰極構体では、直列状に配列された
カソードを加熱しても、熱放散防止手段によって端部の
カソードからの第１グリッドへの熱放散が抑制される。
これにより各カソードの温度差が縮まり、バランスのと
れた画像が得られる。

【００１３】

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

【００１４】〔第１の実施の形態〕図１および図２は本
発明の第１の実施の形態に係る熱陰極構体の具体的な構
成を表すものである。図１は電子銃の第１グリッドから
熱陰極構体１００の要部を取り出して示した平面構造、
図２は図１の熱陰極構体１００の半断面構造をそれぞれ
表している。熱陰極構体１００は第１グリッドに保持さ
れているディスク１０１、カソード１０２，１０３，１
０４、２枚のヒータレスト１１４ａ，１１４ｂを備えて
いる。ディスク１０１は例えばセラミック等の絶縁物に
より形成されており、その中央部には円形の開口部１０
５，１０６，１０７が一列に設けられている。ディスク
１０１の開口部１０５，１０６，１０７にはカソード１
０２，１０３，１０４がディスク１０１に対して略垂直
方向に挿通されている。

【００１５】カソード１０２，１０３，１０４はカラー
陰極線の場合には、一本の電子銃について、Ｒ（赤），
Ｇ（緑），Ｂ（青）用に３本設けられている。各カソー
ド１０２，１０３，１０４は互いに同一の構成を有して
いる。以下、カソード１０２について説明する。

【００１６】カソード１０２は円筒形のスリーブ１０２
ａとキャップ１０２ｂにより構成されている。スリーブ
１０２ａは例えば直径１〜２ｍｍ、厚さ１０〜３０μ
ｍ、長さ６〜７ｍｍのＮｉ（ニッケル）あるいはＮｉ
（ニッケル）−Ｃｒ（クロム）等の高融点金属筒体等に
より形成されている。スリーブ１０２ａ内にはコイル状
のヒータ（図示せず）が取り付けられており、陰極線管
の動作時には例えば８００℃で加熱される。キャップ１
０２ｂ側のカソード１０２の先端部には熱電子放射体
（図示せず）が設けられている。熱電子放射体は例えば
Ｗ（タングステン）等の高融点金属および多孔質焼結体
で構成されている。多孔質焼結体には例えばＢａ（バリ
ウム），Ｃａ（カルシウム），Ｓｒ（ストロンチウム）
などの３元炭酸塩で形成された電子放射性物質が吹き付
けられ、あるいは溶融含浸されている。キャップ１０２
ｂは例えばＷ，Ｎｉ等の高融点金属によりスリーブ１０
２ａと同等の厚みに形成されている。このキャップ１０
２ｂはスリーブ１０２ａと溶接等により接合されてい
る。

【００１７】スリーブ１０２ａの外周には、ディスク１
０１を挟んでキャップ１０２ｂが設けられた側とは反対
側に金属細線をＶ字形状に曲折してなる一対のＶタブ１
１１ａ，１１１ｂがそれぞれ溶接されている。Ｖタブ１
１１ａ，１１１ｂの他端は、ディスク１０１の背面にガ
ラス等により融着され固定されている金属ピン１０８
ａ，１０８ｂにそれぞれ溶接等により固定されている。
２対の金属ピン１０８ａ，１０８ｂからはそれぞれ赤
（Ｒ），緑（Ｇ），青（Ｂ）の信号がＶタブ１１１ａ，
１１１ｂを介してカソード１０２に入力される。カソー
ド１０３，１０４についてもＶタブ１１２ａ，１１２
ｂ，１１３ａ，１１３ｂ、金属ピン１０９ａ，１０９
ｂ，１１０ａ，１１０ｂがそれぞれカソード１０２と同
様に設けられている。

【００１８】また、ディスク１０１を挟んでキャップ１
０２ｂが設けられた側とは反対側には各カソード１０
２，１０３，１０４内に装着されたヒータの電源端子
（図示せず）をそれぞれ接続するためのヒータレスト１
１４ａ，１１４ｂが配置されている。これらヒータレス
ト１１４ａ，１１４ｂはディスク１０１上にガラス等に
より融着固定されたヒータレスト固定ピン１１５ａ，１
１５ｂ，１１６ａ，１１６ｂにより固定されている。ヒ
ータレスト１１４ａ，１１４ｂにはスリーブ１０２ａ，
１０３ａ，１０４ａ内に装着されたヒータの電源端子
（図示せず）がそれぞれ接続されている。ヒータレスト
１１４ａ，１１４ｂにはヒータリード（図示せず）が接
続されており、インナーピン（図示せず）を介して外部
より所定の電圧が印加されて、スリーブ１０２ａ，１０
３ａ，１０４ａの内部に装着されたヒータが加熱され
る。以上の構成は従来の熱陰極構体と実質的に同じであ
る。

【００１９】本実施の形態においては、熱放散防止手段
として熱遮蔽板１１７，１１８を端部のカソード１０
２，１０４の第１グリッドに面した位置に形成してい
る。熱遮蔽板１１７，１１８は熱反射率の大きい例えば
Ｎｉ，Ｗ等により厚さ２０〜１００μｍ程度で、断面形
状が略コの字状あるいは半円弧状となるように形成され
ている。熱遮蔽板１１７，１１８の高さＨ₁は任意であ
る。スリーブ１０２ａ，１０４ａの終端を越えない程度
が望ましい。Ｖタブ１０８ａ，１０８ｂ，１１０ａ，１
１０ｂを取り付けた後、端部に配置されたカソード１０
２，１０４およびその周囲近傍の第１グリッドに面する
領域を覆い、且つ第１グリッドに接触しない程度の位置
に熱遮蔽板１１７，１１８を配置して、その終端をそれ
ぞれ金属ピン１０８ａ，１０８ｂ，１１０ａ，１１０ｂ
に溶接して固定する。図１では電子銃に対して、ディス
ク１０１の終端側に取り付けている。なお、熱遮蔽板１
１７，１１８はディスク１０１に対して直接融着されて
いないが、仮に熱遮蔽板１１７，１１８が折れ曲がり周
辺のスリーブ１０２ａ，１０４ａ、およびＶタブ１１１
ａ，１１１ｂ，１１３ａ，１１３ｂに接触しても、これ
らはすべて同電位のため特に問題は生じない。

【００２０】このように本実施の形態による熱陰極構体
１００では、端部に配置されたカソード１０２，１０４
およびその周囲近傍の第１グリッドに面した領域に熱遮
蔽板１１７，１１８をそれぞれ取り付けるようにしてい
るので、端部に配置されたカソード１０２，１０４から
温度の低い第１グリッドへの熱放散を防ぎ、温度の低下
を防止することができる。また、中心に配置されたカソ
ード１０３と端部に配置されたカソード１０２，１０４
との熱の移動は自由に行えるので、カソード１０２，１
０３，１０４の温度差（例えば５℃以下）を縮めること
ができる。

【００２１】〔第２の実施の形態〕図３および図４は本
発明の第２の実施の形態に係る熱陰極構体３００の具体
的な構成を表すものである。図３は電子銃の第１グリッ
ドから熱陰極構体３００の要部を取り出して示した平面
構造、図４は図３の熱陰極構体３００の半断面構造をそ
れぞれ表している。なお、第１の実施の形態と同一構成
要素については同一符号を付してその説明を省略する。
本実施の形態では、熱放散防止手段としての熱遮蔽板３
０１，３０２は、端部のカソード１０２，１０４の第１
グリッド（図示せず）に面した領域を覆うように配置さ
れる。熱遮蔽板３０１，３０２はディスク１０１と実質
的に同じ熱膨張率を有する例えばコバール（Ｆｅ_0.54Ｎ
ｉ_0.29Ｃｏ_0.17）等により形成され、Ｖタブ１０８ａ，
１０８ｂ，１１０ａ，１１０ｂを取り付けた後、ヒータ
レスト１１４ａ，１１４ｂが配置されている側のディス
ク１０１の表面に直接ガラス３０３等により融着され
る。熱遮蔽板３０２は、図５に示したように、筒部３０
２ａと袴部３０２ｂとにより構成されている。この熱遮
蔽板３０２は、筒部３０２ａと袴部３０２ｂとを型押し
等により一体的に形成する、あるいは筒部３０２ａと袴
部３０２ｂをそれぞれ個別に形成して両者をロウ付け等
によって接合させることにより形成することができる。
筒部３０２ａの高さＨ₂は第１の実施の形態と同様であ
り、厚さは例えば２０〜１００μｍ程度とする。熱遮蔽
板３０１についても同様である。

【００２２】このように本実施の形態による熱陰極構体
３００では、端部のカソード１０２，１０４の第１グリ
ッドに面した領域を覆うように熱遮蔽板３０１，３０２
をそれぞれディスク１０１に直接取り付けるようにした
ので、端部に配置されたカソード１０２，１０４から第
１グリッドへの熱の放出を低減し、カソード１０２，１
０４の温度の低下を防止することができる。また、中心
に配置されたカソード１０３と端部に配置されたカソー
ド１０２，１０４との熱の移動は自由に行えるので、カ
ソード１０２，１０３，１０４の温度の均等化を保つこ
とができる。

【００２３】以上実施の形態を挙げて本発明を説明した
が、本発明は上記実施の形態に限定されるものではな
く、その均等の範囲で種々変形可能である。例えば、上
記実施の形態においては、ディスク１０１の終端方向に
対して熱遮蔽板１１７，１１８，３０１，３０２を設け
るようにしたが、カソード１０２，１０４のキャップ１
０２ｂ，１０４ｂ側のディスク１０１上に設けてもよ
い。また、本実施の形態では、熱遮蔽板１１７，１１
８，３０１，３０２をスリーブ１０２ａ，１０４ａの外
部に設けたが、例えばスリーブ１０２ａ，１０４ａの内
部に設けてもよい。

【００２４】

【発明の効果】以上説明したように本発明の熱陰極構体
によれば、直列状に配列されたカソードのうちの両端に
配置されたカソードからの熱放散を防止するための熱放
散防止手段を設けるようにしたので、中心に配置される
カソードの温度と両端に配置されるカソードの温度との
温度差が縮まり、各カソードの温度を均等化することが
できる。従って、陰極線管へ組み込んだ後の熱電子放射
（エミッション）不良率を低下させることができ、製品
の歩留まりが向上するという効果を奏する。更に、製品
の完成後の使用中においても高品位な画像が得られると
共に長期信頼性も向上するという効果を奏する。また、
従来の組立工程において熱放散防止手段を従来の部材に
溶接あるいは融着して取り付けるようにすれば、製造ラ
インを大きく変更することなく、効果的に端部のカソー
ドからの熱放散を防止することができるという効果を奏
する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態に係る熱陰極構体の
正面図である。

【図２】図１の熱陰極構体の半断面図である。

【図３】本発明の第２の実施の形態に係る熱陰極構体の
正面図である。

【図４】図３の熱陰極構体の半断面図である。

【図５】図３に示した熱陰極構体における熱遮蔽板の構
成を説明するための要部断面図である。

【図６】従来の熱陰極構体の正面図である。

【図７】従来の熱陰極構体の半断面図である。

【符号の説明】

１００…熱陰極構体、１０１…ディスク、１０２，１０
３，１０４…カソード、１０２ａ，１０３ａ，１０４ａ
…スリーブ、１０２ｂ，１０３ｂ，１０４ｂ…キャッ
プ、１０５，１０６，１０７…開口部、１０８ａ，１０
８ｂ，１０９ａ，１０９ｂ，１１０ａ，１１０ｂ…金属
ピン、１１１ａ，１１１ｂ，１１２ａ，１１２ｂ，１１
３ａ，１１３ｂ…Ｖタブ、１１４ａ，１１４ｂ…ヒータ
レスト、１１５ａ，１１５ｂ，１１６ａ，１１６ｂ…ヒ
ータレスト固定ピン、１１７，１１８，３０１，３０２
…熱遮蔽板（熱放散防止手段）、３０１ａ，３０２ａ…
筒部，３０１ｂ，３０２ｂ…袴部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】制御電極として設けられたグリッドに保
持されると共に直列状に配列された複数の開口部を有す
る絶縁性の基板と、加熱により熱電子を放射する熱電子放射体を有すると共
に前記絶縁性の基板の開口部それぞれに挿通された複数
のカソードと、前記熱電子放射体の加熱により直列状に
配列された複数のカソードのうちの両端に配置されたカ
ソードからの熱放散を防止する熱放散防止手段とを備え
たことを特徴とする熱陰極構体。
【請求項２】前記熱放散防止手段は、直列状に配列さ
れた複数のカソードのうちの両端に配置されたカソード
およびその周囲近傍の前記グリッドに面する領域を覆う
ように設けられた熱遮蔽板であることを特徴とする請求
項１記載の熱陰極構体。
【請求項３】前記熱放散防止手段は、直列状に配列さ
れた複数のカソードのうちの両端に配置されたカソード
の前記グリッドに面する領域を覆うように前記絶縁性の
基板に直接固定された熱遮蔽板であることを特徴とする
請求項１記載の熱陰極構体。