JPH06223733A - 陰極線管の陰極構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】陰極構体の最外部をなす筒状の金属体と、それ
に外接する絶縁基盤との保持固定部におけるガラスクラ
ックの発生を抑制し、クラックの進行に伴う各種障害発
生の恐れがない陰極線管の陰極構造を提供することにあ
る。 【構成】陰極構体の最外部をなす筒状の金属体に外接し
て保持固定している絶縁基盤と、この絶縁基盤の外周を
囲んで保持する金属支持部材とよりなる陰極線管の陰極
構造において、前記筒状の金属体の絶縁基盤に外接され
る部分の肉厚を他部分に比較して相対的に薄く形成させ
ておく。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、１個または１平面上に
配列した複数個の陰極構体を、陰極構体の最外部をなす
筒状の金属体に外接して保持固定している絶縁基盤と、
この絶縁基盤を其の外周に接して保持する金属支持部材
とよりなる陰極線管の陰極構造の、上記陰極構体の最外
部をなす筒状の金属体と絶縁基盤との接合保持部での、
絶縁基盤側ガラスクラックの発生を抑制し、ガラスクラ
ックから生じる粉塵によるシャドウマスクの孔詰まり
や、ガラスクラックの進行による電子放出面と第１グリ
ッド面の間の距離の狂いなどが生じないようにした陰極
線管の陰極構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】現在最も大量に生産されている陰極線管
は、それぞれ３原色専用の３本の電子銃が１平面上に配
列された所謂インライン方式カラー陰極線管である。図
５は、インライン方式カラー陰極線管の従来の電子銃部
の、上記平面上で管軸から離れた点から見た一部を断面
にした側面図である。第１グリッドＧ１乃至第６グリッ
ドＧ６が、それぞれ、中心が管軸上に在るように配置さ
れて、ビードサポート１を介してビーディングガラス２
に固着され、所定の相対位置に保持されている。電子銃
部全体は第１グリッドＧ１の下方（図の下方）に位置す
る図示しないガラス製ステムによって支持され、ステム
は陰極線管の真空外囲器であるガラス製バルブのネック
管端部に溶着封止されている。第１グリッドＧ１は有底
円筒状で、その底面にはそれぞれ特定原色専用の３本の
電子ビームを通過させる３個の電子ビーム通過孔が１直
線上に穿設されており、接地電位に設定されている。上
記３本の電子ビームは、それぞれ、第１グリッドＧ１の
内部に挿入した陰極構造３を構成する３個の陰極構体７
の電子放出物質層の表面から射出される。３個の陰極構
体７は絶縁基盤８によって相互に且つ第１グリッドＧ１
とも絶縁されており、各陰極構体７それぞれの第１グリ
ッドＧ１に対する電位差によって陰極構体７の電子放出
物質層から放出される電子ビームの電流量がそれぞれ個
別に制御され、表示画像の輝度や色度が制御される。

【０００３】陰極構造３は、図４に示す断面図から判る
ように、その螢光面側に形成されたカソード材（電子放
出物質層）６の表面から電子ビームを射出する（インラ
イン方式カラー陰極線管の場合には図４の紙面に直角な
１平面上に配列された３個、単色陰極線管の場合には１
個の）陰極構体７を、其の最外部をなす陰極支持筒（筒
状の金属体）１０に外接して保持固定する（インライン
方式カラー陰極線管の場合には外周面が長円形、単色陰
極線管の場合には外周面が円形の）絶縁基盤８と、絶縁
基盤８を其の外周に接して保持するサポート（金属支持
部材）９によって構成されている。このような陰極構造
３を、第１グリッドＧ１の内部に挿入し、陰極構造３の
最外部をなすサポート９の外面が第１グリッドＧ１の筒
状部の内面に丁度嵌合するように形成されているから、
陰極構体のカソード材６の表面と第１グリッドＧ１のグ
リッド孔面の間の距離が正確に所定の寸法になるよう
に、距離を測定しながら両者の相対位置をずらせ、上記
距離が所定値となった状態で両面を溶接して固着させ
る。なお、熱電子がカソード材６から放出される温度ま
で加熱するための図示しないヒータを支持するのに用い
るヒータ支持ピン１１が絶縁基盤８に植設されている。
陰極構体７は、表面にカソード材６が設置されたキャッ
プ（基体金属製帽状体）５を取付けて螢光面側端部が閉
塞されたスリーブ４と、スリーブ４を其のステム側端部
に外接して保持する陰極支持筒１０とによって形成され
ている。既述のように陰極線管は大量に生産される製品
であるから、それぞれ金属板で形成されているスリーブ
４と陰極支持筒１０とを接合固着させる作業にレーザ溶
接を用いると、抵抗溶接のように溶接個所にいちいち電
極をあてがう必要もなく溶接部位に非接触で殆ど瞬間的
に溶接作業が完了してしまい、製造工程の全自動化にも
好適で非常に具合が良い。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】通常、絶縁基盤８は、
埋め込み部材があったり、形状寸法を比較的正確に形成
する必要があったり、更に良好な絶縁性も必要であるか
ら、粉末ガラスを焼成した結晶化ガラスで作るか、又は
セラミックスに、金属部材との接合固着部に比較的低融
点の粉末ガラスを接着材的に用いて作る。上記のように
レーザ溶接を用いると、陰極構体の量産性向上に極めて
有効であるが、陰極支持筒１０の絶縁基盤８との接合部
では、陰極支持筒１０の材料として、熱膨張係数が低
く、熱膨張の仕方がかなりガラスに似ているコバールを
用いても、接合のために加熱した状態から冷却するとき
に、絶縁基盤８と陰極支持筒１０の接合面で絶縁基盤８
の側に微小なクラックが発生し易いことが判った。ガラ
スに発生したクラックは、たとえ最初に発生したクラッ
クが非常に微小なものであっても、僅かな冷熱サイクル
でも繰返し受けるうちに、経時的にクラック端部から更
に発達して延び、遂に破断するに至る。従って、一旦生
じたクラックは、陰極線管の寿命中に、粉塵を発生させ
て色選別電極であるシャドウマスクの孔詰まりの原因に
なったり、クラックの進行に伴って陰極の電子放出面と
第１グリッド間の距離の変動が生じたりして、寿命を縮
める恐れがある。

【０００５】本発明は陰極構造の上記陰極構体最外部を
なす陰極支持筒（筒状の金属体）とそれに外接して保持
固定している絶縁基盤との接合部で絶縁基盤側のガラス
にクラックが発生するのを抑制することを課題とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明においては、１個または１平面上に配列した複
数個の陰極構体を、陰極構体の最外部をなす筒状の金属
体に外接して保持固定している絶縁基盤と、この絶縁基
盤を其の外周に接して保持する金属支持部材とよりなる
陰極線管の陰極構造において、前記筒状の金属体の絶縁
基盤に外接される部分の肉厚を他部分に比較して相対的
に薄く形成させることにした。しかし、同一部材の肉厚
を部分的に異ならせることは必ずしも容易ではないか
ら、陰極構体の最外部をなす筒状の金属体の、其の内部
に位置する熱電子放出機能を有する部分をレーザ溶接で
溶接固着させる部分には、絶縁基盤に外接される肉厚が
薄い部分を同じ肉厚のまま延ばした筒状部材の外側に更
に他の環状金属部材を嵌合させて合計肉厚を厚くしても
よい。但し、上記各部材間にレーザ溶接を不能または困
難にするほどの隙間が生じていないことが必要である。
また、陰極構体の電子放出部材として高融点金属粉末の
焼結体に電子放出物質を含浸させた所謂含浸型陰極の場
合には、通常の酸化物陰極よりも高温に加熱する必要が
あるので、ヒータ発生熱量が伝導により損失するのを抑
制するため、ヒータを収納するスリーブの端底面と上記
焼結体を収納するカップの底面の結合部で十文字状に交
叉する針金を用いて電子放出部を保持するのが通例であ
る。かかる含浸型陰極の場合には、上記陰極構体の最外
部をなす筒状の金属体の、電子放出面から管軸方向に遠
い側の端部の周縁を外側に曲げてフランジ状に拡げ、こ
のフランジ状部分に、陰極構体の内部に位置する含浸型
熱電子放出部分を上記針金を溶接することにより保持固
定させる。但し、上記何れの場合にも、陰極構体の最外
部をなす筒状の金属体の、絶縁基盤に外接される部分の
材質はコバールとする。

【０００７】

【作用】本発明により、陰極構造の、１個または１平面
上に配列した複数個の陰極構体の最外部をなす筒状の金
属体と、この金属体に外接して保持固定している絶縁基
盤との接合部で、上記筒状の金属体の肉厚を他部分に比
較して相対的に薄くしてあるので、特に金属体の材料が
低膨張率でしかも膨張率の温度による変化の仕方がガラ
スにかなり似ているコバールの場合には、温度変化に際
し、薄くて弾性があって伸縮変形し易い金属体の方が絶
縁基盤側のガラスの変形に応じて同様に変形し、両者の
接合部で絶縁基盤側のガラスにクラックが発生するよう
な事態は避けられる。

【０００８】

【実施例】実際に陰極構造を製作する際には、先ず陰極
構造最外部のサポート９、陰極構体最外部の陰極支持筒
１０、ヒータ支持ピン１１を結晶化ガラスよりなる絶縁
基盤８と結合させるために、焼成用治具で各部材を所定
の位置に保持させながら、結晶化ガラスの軟化点以上、
融点以下の適切な温度で焼成作業を行って、上記各金属
製部材を結晶化ガラスで融着一体化させて、ハーメチッ
ク組立と通称される一体化した部材にする。

【０００９】図１は本発明第１実施例ハーメチック組立
の断面図である。陰極支持筒１０の寸法は、内径３．８
ｍｍ、最小外径３．９ｍｍ、最大外径４．２ｍｍであ
る。この陰極支持筒１０、サポート９、ヒータ支持ピン
１１を結晶化ガラス製の絶縁基盤８と焼成して溶融固着
させる。この焼成作業に際して、絶縁基盤８に接合され
る部分の陰極支持筒１０の壁面は肉厚が上記のように
０．０５ｍｍしかなく、薄いので、絶縁基盤側のガラス
クラックは防止される。このようにして製作した所謂ハ
ーメチック組立の陰極支持筒１０内に、陰極スリーブ４
を挿入して、陰極支持筒１０の肉厚の厚い部分の外側か
らレーザビームを照射して、スリーブ４と溶接させ、固
定させる。陰極スリーブ４には、既にカソード材６を塗
布設置してあるキャップ５が固着させてあって、陰極支
持筒１０にスリーブ４を溶接固定すれば、陰極構造３が
完成する。

【００１０】図２は本発明第２実施例ハーメチック組立
の断面図である。陰極支持筒１０の材料のコバールは真
鍮などのように加工し易い材料ではない。そのため、加
工用の型や加工工程が適切でないと、第１実施例のよう
な陰極支持筒１０は製造困難である。そのため本実施例
では、陰極支持筒を内側陰極支持筒１０ａと、外側陰極
支持筒１０ｂの２部材から製作する。内側陰極支持筒１
０ａは、内径３．７ｍｍ、外径３．８ｍｍ、肉厚０．０
５ｍｍ均一の円筒である。また、外側陰極支持筒１０ｂ
は、内径３．８ｍｍ、外径４．２ｍｍ、肉厚０．２ｍｍ
の円環である。この外側陰極支持筒１０ｂを内側陰極支
持筒１０ａの、陰極スリーブ４をレーザ溶接によって溶
接させる予定部位に嵌合させる。嵌合部での合計肉厚は
０．２５ｍｍとなり、スリーブ４の肉厚よりも十分厚い
から、この嵌合個所の外側からレーザビームを照射して
溶接するのは容易である。なお、内、外側陰極支持筒の
嵌合部位で両者間に隙間が生じていると、レーザ溶接が
困難になり、溶接できても仕上り状態が悪くなるから、
隙間が生じないように注意しなければならない。

【００１１】図３は本発明第３実施例ハーメチック組立
の断面図である。陰極支持筒１０の内径は３．８ｍｍ、
外径３．９ｍｍ、肉厚０．０５ｍｍであるが、そのステ
ム側となる端部の周縁を外側に曲げてフランジ状に拡げ
最大外径４．８ｍｍのフランジを形成させる。陰極構体
の電子放出部として含浸型陰極を用いる場合は、熱損失
を抑制するため十文字に交叉する針金を用いるが、上記
フランジ形状は針金を溶接するのに適している。即ち第
３実施例は含浸型陰極用である。

【００１２】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、陰
極構体の最外部をなす陰極支持筒の、陰極構造の絶縁基
盤に外接される部分の肉厚が薄いので、この陰極支持筒
外面と絶縁基盤との接合部でガラスクラックが生ぜず、
従ってガラスクラックの進行に伴う各種の障害が発生す
る恐れがなく、しかも陰極構体の内部の電子放出機能を
有する部分の支持部材を溶接固着させるべき陰極支持筒
のステム側端部は溶接作業に適した形状寸法になってい
るので高い歩留まりで量産できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明第１実施例ハーメチック組立の断面図で
ある。

【図２】本発明第２実施例ハーメチック組立の断面図で
ある。

【図３】本発明第３実施例ハーメチック組立の断面図で
ある。

【図４】陰極線管の従来の陰極構造を示す断面図であ
る。

【図５】３電子銃を１平面上に配列したインライン方式
カラー陰極線管の従来の電子銃部の、上記平面上で管軸
から離れた点から見た一部を断面にした側面図である。

【符号の説明】

１…ビードサポート、 ２…ビーディングガラス、 ３
…陰極構造、 ４…スリーブ、 ５…キャップ、 ６…
カソード材、 ７…陰極構体、 ８…絶縁基盤、 ９…
サポート、 １０…陰極支持筒、 １０ａ…内側陰極支
持筒、 １０ｂ…外側陰極支持筒、 １１…ヒータ支持
ピン、 Ｇ１〜Ｇ６…第１グリッド〜第６グリッド、
Ｋ…カソード。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】１個または１平面上に配列した複数個の陰
   極構体を、陰極構体の最外部をなす筒状の金属体に外接
   して保持固定している絶縁基盤と、この絶縁基盤を其の
   外周に接して保持する金属支持部材とよりなる陰極線管
   の陰極構造において、前記筒状の金属体の絶縁基盤に外
   接される部分の肉厚が他部分に比較して相対的に薄いこ
   とを特徴とする陰極線管の陰極構造。
2. 【請求項２】陰極構体の最外部をなす筒状の金属体の、
   其の内部に位置する熱電子放出機能を有する部分を溶接
   固着させる部分には、絶縁基盤に外接される肉厚が薄い
   部分を同じ肉厚のまま延ばした筒状部材の外側に更に他
   の環状金属部材を嵌合させて合計肉厚を厚くしたことを
   特徴とする請求項１記載の陰極線管の陰極構造。
3. 【請求項３】１個または１平面上に配列した複数個の陰
   極構体を、陰極構体の最外部をなす筒状の金属体に外接
   して保持固定している絶縁基盤と、この絶縁基盤を其の
   外周に接して保持する金属支持部材とよりなる陰極線管
   の陰極構造において、陰極構体の最外部をなす筒状の金
   属体の、電子放出面から管軸方向に遠い側の端部の周縁
   を外側に曲げてフランジ状に拡げたことを特徴とする陰
   極線管の陰極構造。