JPH07101597B2 - 陰極線管のグリッド構体の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、陰極線管（以下“CRT"という）のグリッド構
体及びその製造方法、特に、陰極線管のグリッド構体内
で電子ビームの偏向及び歪みを減少させて、輝度及び解
像度を増加させる陰極線管のグリッド構体の製造方法に
関する。

［従来の技術］ 第５図は、周知の磁気偏向形CRTを示す。CRTは、通常、
一端に蛍光スクリーン（25）が形成されたが漏斗状部分
即ちファネル部（21）、及び電子銃装置（10）を収容す
る円筒状ネック部（11）を含む。電子銃装置（10）は、
電子ビームを発生及び集束し、蛍光スクリーン上に光像
を形成する。カソード（11）は、電子ビーム（15）を形
成する電子の流れ（ストリーム）を放出し、電子は、第
１グリッド（14）及び第２グリッド（16）の開口を順次
通過する。この後、電子ビームは、アノード円筒部（1
8）の一端の開口を通過し、１組のビーム集束及び／又
は補正部材（20）を横切る。例えば、米国特許第46,72
2,761号の明細書に記載されている様に、電磁偏向磁界
の非均一性により生じる収差を補正するために、１組の
ウエファー電極を設けてもよい。電子ビーム（15）は、
集束電極（22）及び電磁偏向ヨーク（24）を順次通過
し、最終的に蛍光スクリーンに衝突して、蛍光スクリー
ンを光らせる。多くのCRTの使用において重要な目的
は、全CRTスクリーン上で、高輝度で且つ鮮明に集束さ
れた発光点を形成する電子ビームを発生することであ
る。この目的を実現するためには、電子ビームが、所望
のビーム路から外れないように、CRTの電子銃及びファ
ネル部を通過しなければならない。

本発明は、CRT装置の電子銃部分に関係する。第１及び
第２グリッド（14）、（16）には、夫々電圧が供給され
る。カソード及び第１グリッドに供給される電圧の相対
的変化により、電子放出の量が変化し、蛍光スクリーン
上の発光輝度が変化する。第２グリッド（16）に供給さ
れる電圧は、電子が放出されるカソード電圧を決める。
ここで、重要な事は、カソード、第１グリッド及び第２
グリッド間を反復可能に正確に離間し、第１及び第２グ
リッドの開口を正確に位置合わせすることである。第１
及び第２グリッド間にわずかな位置ずれがあると、所望
の電子ビーム路軸から電子ビームが大きくずれることに
なる。例えば、第１及び第２グリッドの開口間に、0.00
05インチ（0.0127ミリ）の位置ずれあると、高解像電子
銃の制限開口及び集束構体で所望の電子ビーム路からの
電子ビームの位置ずれが30％になる。この種のビームの
位置ずれ及び歪みは、“バンディング”を生じさせ、CR
Tスクリーンのラスタ走査部分の間隔に、明るい線が形
成される。このバンディングにより、CRT表示の明瞭さ
及び解像度が劣化する。

第６図は、第１グリッド（G1）／第２グリッド（G2）構
体の従来技術を示す。カソード構体（30）は、一端にカ
ソード・キャップ（32）が取り付けられたカソード・ス
リーブ（31）、及びカソード・キャップ（32）の先端部
に設けられ電子ビームを放出するカソード（33）を有す
る。カソード構体は、絶縁性のカソード支持部材（34）
内に堅牢に取り付けられ、当業者には周知の様に、必要
な支持手段及び電気接続手段が設けられる。第１グリッ
ド（G1）構体（35）は、中心開口（37）を有する平板グ
リッド層（36）、及び平板グリッド層（36）の周縁部か
ら直角に延びたグリッド・キャップ（38）を含む。スペ
ーサ（39）は、軸及び放射方向で第１グリッド構体に対
するカソード構体（30）の位置決めをするために設けら
れる。

第２グリッド（G2）（40）は、通常は平板であり、開口
（37）と位置合わせされた中心開口（41）を有する。第
２グリッド（40）は、第１グリッド（35）に対し平行に
離間されて配置される。アノード構体は、第２グリッド
（G2）（40）に対し平行に離間された表面、及び開口
（37）及び（41）と位置合わせされた中心開口を有す
る。電子銃及びCRTの動作中、電子ビーム（15）がカソ
ード（33）から放出され、複数のグリッド及びアノード
開口を通過するので、グリッド及びアノード構体の開口
を適切に位置合わせし、電子ビームが確実に所定の計算
された通路から外れないようにすることが重要である。

従来の電子ビーム構体では、第１及び第２グリッド（G
1、G2）は、第６図に示す様に、ガラス棒（44）に取り
付けられた支持ピン（42）により所定位置関係で固定さ
れる。固着された支持ピンを有する複数のガラス棒は、
G1キャップの周縁の周囲に放射状に配置される。この配
置は、２個のグリッドを所望の軸方向の間隔で互いに離
間し、放射方向でグリッドを互いに位置決めする役割を
する。通常、ガラス棒（44）が加熱されて、柔らかい間
に、両方のグリッドに取り付けられた支持ピンは、ガラ
ス棒に埋め込まれる。G1/G2構体は冷却され、中心開口
（37）及び（41）は、正確に位置合わせされるように、
電子放電加工機（EDM）により、両方のグリッドG1及びG
2に順次設けられる。次に、カソード構体は、第１グリ
ッド（G1）内に取り付けられる。アノード構体は、放射
状に配置された複数のガラス棒支持体に同様に取り付け
られる。ガラス棒支持体は、電子銃構体の長さまで延
び、多くの電子銃構成要素のための構造支持体となる。

［発明が解決しようとする課題］ 第１（G1）及び第２（G2）グリッドの開口（37）及び
（41）の位置ずれは、第６図に示すグリッド（G1/G2）
構体の夫々機械的強度及び剛性の不足により生じる。ガ
ラス棒（44）に支持ピン（42）を取り付ける際、ガラス
棒を炎で加熱して軟化させ、支持ピンの埋め込みが行え
るようにする。金属支持ピン及びガラス棒の熱膨張率は
異なるので、構体が冷却されるときに、金属支持ピンは
周囲のガラス面以上に収縮する。これにより、支持ピン
は、ガラス棒に固着されているのではなく、捕捉される
ようになる。したがって、グリッド（G1/G2）構体は、
良好な機械的強度を持つことができず、開口を設ける
間、及び／又はその後に、第１及び第２グリッド間の相
対位置の移動が起きる。第１及び第２グリッドの相対位
置の移動は、カソード構体の取り付けの間に頻繁に生
じ、グリッド開口の位置ずれを生じさせる。

したがって、本発明の目的は、CRTの電子銃の組み立て
において、正確な位置関係にグリッドを配置するCRTの
グリッド構体の製造方法の提供にある。

本発明の他の目的は、十分な機械的強度及び剛性を有す
るCRTのグリッド構体の製造方法の提供にある。

本発明の他の目的は、CRTの構体内での、電子ビームの
ずれ及び歪を減少させるためのCRTのグリッド構体の製
造方法の提供にある。

［課題を解決するための手段及び作用］ 本発明は、第１開口を設けた第１グリッド層及びこの第
１グリッド層の周縁から略直角に延びるグリッド・キャ
ップを有する第１グリッドと、第２開口を設けた第２グ
リッド層を有する第２グリッドとを配置する陰極線管の
グリッド構体の製造方法である。平行な第１及び第２面
を有する絶縁部材の第１面に溝部を形成し、この第１面
を第２開口を設けた第２グリッドの第２グリッド層に固
定する。互いに直角な第１及び第２突縁部を有する環状
つば部材の中心が第２グリッドの第２開口に位置合わせ
されるように、第１突縁部を絶縁部材の第２面に固定す
る。第１及び第２グリッドの所定間隔に相当する厚さの
スペーサを絶縁部材の溝部に挿入し、第１グリッドをつ
ば部材の第２突縁部内に挿入する。第１グリッドをスペ
ーサ部材に接触させた状態で、グリッド・キャップを第
２突縁部に固定し、スペーサ部材を溝部から除去する。
これにより、第１及び第２グリッドを、平行且つ所定間
隔で離間し、各々の開口が位置合わせされた状態に正確
且つ容易に配置することができる。

［実施例］ 第１図は、CRTの電子銃部分内での使用に適した本発明
によるグリッド構体を示す。カソード構体（30）は、カ
ソード・スリーブ（31）及びその一端に取り付けられた
カソード・キャップ（32）を有する。カソード・キャッ
プ（32）は、その先端に、例えば、ストロンチウム、バ
リウム及び炭酸カルシウムの混合物から成る電子放出膜
を被着して形成され、電子ビームを放出するカソード
（33）を有する。カソード構体（30）は、絶縁性カソー
ド支持部材（34）に堅牢に取り付けられ、周知の必要な
機械的支持及び電気接続が行われる。

第１グリッド（G1）構体（35）は、平板グリッド層（3
6）、及びこの平板グリッド層（36）の周縁から略直角
に延びたグリッド・キャップ（38）を有する。好適に
は、平板グリッド層（36）は円形状であり、グリッド・
キャップ（38）は円筒状である。電子銃装置内でグリッ
ド構体を使用する前に、平板グリッド層（36）に中心開
口（37）が開けられる。平板グリッド層（36）は、“コ
イン状”、即ち中心領域が厚さが薄く、堅牢な平板状に
され、中心開口（37）が設けられる。１個の連続した環
状スペーサであるスペーサ（39）は、第１グリッド構体
（35）に対するカソード構体の軸方向位置を決めるため
に設けられる。第１グリッド構体（35）は、商品名「Ko
var」で知られるニッケル・コバルト・鉄合金の様な導
電性、高温、真空適合性金属、又は同様の熱膨張率を有
する他の高温、真空適合性金属から成る。（「Kovar」
合金の含有率は、ニッケルが約28〜29％、コバルトが約
17〜18％、残りが鉄である。この様な合金は、「Fernik
o」、「NiloK」、「DilverP」及び「Vacon」の商品名で
も市販されている。）適当な電圧源へ第１グリッドを接
続するための適当な配置は、当業者には周知である。

第２グリッド（G2）（40）は、通常は、平板であり、第
１グリッド（G1）の平板層に平行に離間されている。第
２グリッド（G2）の好適な構造及び寸法は、当業者には
周知である。中心開口（41）は、第２グリッド（G2）に
設けられ、電子銃装置内でグリッド構体を使用する前
に、開口（37）と位置合わせされる。第２グリッド（4
0）も、好適には、「Kovar」の様な導電性、高温、真空
適合性金属から成る。適当な電圧源へ第２グリッド（G
2）を接続するための適当な配置は、当業者には周知で
ある。

本発明では、第１及び第２グリッド（G1）、（G2）は、
絶縁部材（50）及びつば状部材（55）により所定位置関
係に固定される。絶縁部材（50）は、剛体であり、形状
が第１グリッド（G1）の平板グリッド層（36）の外形に
相当する。絶縁部材（50）は環状であり、アルミナ、フ
ォステライト等の絶縁性セラミック材料から成る。

第２図及び第３図は、絶縁部材（50）の好適な実施例を
示す。絶縁部材（50）は、その直径方向に延びて形成し
た溝部即ちスロット（51）を有する。スロット壁（52）
により決まるスロット（51）の深さは、第１グリッド
（G1）構体（35）のグリッド層（36）及び第２グリッド
（G2）の対向面間の距離よりわずかに深い。更に、ろう
付け混合物層（56）は、絶縁部材（50）の結合面の一方
又は両方に直接に塗布される。ろう付け混合物は銀を含
み、接着剤を使用して、セラミック絶縁部材に固着され
る。例えば、タングステンの薄い層を、セラミック面に
直接に塗布した後に、ニッケルの薄い層を塗布し、銀ろ
う付け混合物をセラミック上のこれらの接着剤に塗布す
る。絶縁部材の両方の結合面にろう付け混合物を予め塗
布することにより、グリッド（G1/G2）構体を完成する
ためのグリッド構成要素の取り付け及び結合が容易にな
る。

つば部材（55）は、互いに略直角に配置された２つの突
縁部（53）及び（54）を含む。好適な実施例では、絶縁
部材（50）及びつば部材（55）は、共に環状である。環
状突縁部（53）の内径は、G1グリッド・キャップ（38）
の外形に略対応する大きさである。つば部材（55）は、
好適には、絶縁部材の熱膨張率に近似した熱膨張率を有
する「Kovar」の様な材料で構成される。「Kovar」及び
85％のアルミナは、同様の熱膨張率を有し、したがっ
て、一緒に使用するのに適している。この他に、フォス
テライト及びチタニウムも、同様の熱膨張率を有し、一
緒に使用してもよい。第１、第２グリッド（G1、G2）及
びつば部材は、好適には金属であり、一方、絶縁部材は
好適にはセラミックである。

絶縁部材（50）及びつば部材（52）の突縁部（54）は、
銀の様な高温ろう付け混合物を使用して、ろう付けによ
り結合される。絶縁部材（50）は、同様に、ろう付けに
より、第２グリッド（G2）に結合される。好適なろう付
け技術は、当業者には周知である。比較的に機械的強度
及び剛性が良好であれば、他の方法を使用してもよい。
同様の熱膨張率を有する構成要素を高温ろう付けにより
結合すると、強い機械的結合が得られ、完成したグリッ
ド構体は、機械的強度及び構造の剛性が改善される。

本発明は、更に、上述した完全なグリッド構体の組み立
て方法に特徴がある。従来例に関し説明した様に、従来
の組み立ては次の手順で行われる。まず、第１及び第２
グリッド素子は、互いに所定位置関係で固定される。中
心開口が、第１及び第２グリッド素子に開けられ、カソ
ード構体が第１グリッド素子に順次取り付けられる。本
発明の方法は、幾つかの重要な点において、従来の方法
と異なる。

絶縁部材（50）の対向面は、第２グリッド（40）の一方
の面及びつば部材（55）の一方の突縁部（54）間に配置
され、好適にはろう付けにより取り付けられる。各結合
部は別個にろう付けされ、又は、第２グリッド及びつば
部材の両方への絶縁部材のろう付けは、同時に行われ
る。例えば、ろう付け混合物が絶縁部材の両方の結合面
に予め塗布されるとき、第２グリッド（G2）、絶縁部材
（50）及びつば部材（55）を所定位置に位置決めし、固
定され、ろう付け温度に加熱される。この様に、ろう付
けによる結合は、第２グリッド及び絶縁部材の結合面
と、つば部材及び絶縁部材の結合面で行われる。グリッ
ド（38）は、つば部材の突縁部（53）内で接近して配置
され、グリッド・キャップ（38）の外面は、溶接等の適
当な方法で、つば部材に固定的に取り付けられる。

グリッド表面間に所望の間隔を形成するためのグリッド
構成要素の適当な軸方向の位置合わせは、絶縁部材（5
0）が第２グリッド（G2）及びつば部材（55）に取り付
けられた後で、絶縁部材（50）のスロット（51）内にス
ペーサ部材を滑らせることにより行われる。スペーサ部
材は、スロット壁（52）の深さよりもわずかに薄い。こ
のスペーサの厚さは、第１及び第２グリッド間の所望の
間隔に相当する。次に、第１グリッド構体（35）が、つ
ば部材（55）の突縁部の内側に配置され、平板グリッド
層（36）がスペーサ部材に接触するまで、第１グリッド
構体（35）を第２グリッド（40）に向かって移動させ
る。突縁部（53）は、この位置で、グリッド・キャップ
（38）に堅牢に取り付けられ、スペーサ部材は除去され
る。この様にして、第１及び第２グリッド間の正確な離
間が行われる。

第６図は、本発明のCRTのグリッド構体の他の実施例を
示す。この実施例では、アノード構体（45）は、２つの
グリッドが互いに取り付けられると同様の方法で、G1/G
2構体に堅牢に取り付けられる。第６図に示す様に、ア
ノード構体（45）は、平板層（46）及びこの平板層の周
縁から略直角に延びるアノード・キャップ（48）を有す
る。平板アノード層（48）は好適には円形状であり、ア
ノード・キャップ（48）は好適には円筒状である。電子
銃装置内でグリッド／アノード構体を使用する前に、ア
ノード層（46）に中心開口（47）が開けられる。アノー
ド構体（45）は、「Kovar」の様な導電性、高温度、真
空適合性金属を含む。電圧源へアノード構体を接続する
ための適当な配置は、当業者には周知である。

アノード構体（45）は、第２絶縁部材（60）及び第２つ
ば部材（65）により、G1/G2グリッド構体に所定位置関
係で固定される。第２絶縁部材（60）は好適には環状で
あり、アルミナの様な絶縁性セラミック材料を含む。第
１グリッド構体の電圧よりも大幅に高い電圧に耐える必
要があるので、アノード構体は、第１及び第２グリッド
間の間隔よりも、大きな間隔で第２グリッド構体（G2）
対して離間される。そのために、第２絶縁部材（60）
は、第１絶縁部材（50）よりも長い。第２絶縁部材（6
0）には、組み立て及び混合物層のろう付け中に、第２
グリッド（G2）からアノード層（46）を正確に離間する
ために、絶縁部材（50）に関して説明したと同様に、ス
ロットが設けられる。

第２つば部材（65）は、互いに略直角に配置された２つ
の環状突縁部（63）及び（64）を有する。突縁部（53）
の内径は、アノード・キャップ（48）の外形に略等しく
対応するように、大きさが決められる。第２つば部材
（65）は、好適には、「Kovar」の様な、第２絶縁部材
の（50）の熱膨張率に略等しい熱膨張率の材料を含む。
第２絶縁部材（60）は、第２つば部材（65）及び第２グ
リッド（G2）にろう付けにより結合され、機械的強度及
び剛性が増加した完全な第１グリッド／第２グリッド／
アノード構体が形成される。

［発明の効果］ 本発明によれば、第２グリッドに固定される絶縁部材の
第１面に溝部を形成し、第２グリッドの中心開口と中心
を位置合わせして、環状つば部材の第１突縁部を第２面
に固定し、第１及び第２グリッドの所定間隔に相当する
厚さのスペーサ部材を絶縁部材の溝部に挿入し、第１グ
リッドをスペーサ部材に接触させた状態でグリッド・キ
ャップを第２突縁部を固定することにより、第１及び第
２グリッドを、平行且つ所定間隔で離間し、各々の開口
が位置合わせされた状態に正確且つ容易に配置すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のCRTのグリッド構体を示す断面図、本
発明で使用する絶縁部材の平面図、第３図は第２図の絶
縁部材の側面図、第４図は本発明のグリッド構体と共に
アノード構体を取り付けた電子銃構体の断面図、第５図
は従来の磁気偏向形CRTの断面図、第６図は第５図のCRT
に使用する従来のグリッド構体の断面図である。 図中において、（35）は第１グリッド、（37）は第１開
口、（38）はグリッド・キャップ、（40）を第２グリッ
ド、（41）は第２開口、（50）は絶縁部材、（51）は溝
部、（53）は第２突縁部、（54）は第１突縁部、（55）
環状つば部材である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 コンラッド・ジェイ・オデンサル アメリカ合衆国オレゴン州97215 ポート ランド サウスイースト セブンティー・ シックス アベニュー 1308 (56)参考文献 特開 昭63−116329（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】第１開口を設けた第１グリッド層及び該第
   １グリッド層の周縁から略直角に延びるグリッド・キャ
   ップを有する第１グリッドと、該第１グリッドの上記第
   １グリッド層に平行且つ所定間隔で離間され、上記第１
   開口に対し位置合わせされた第２開口を設けた第２グリ
   ッド層を有する第２グリッドとを含む陰極線管のグリッ
   ド構体の製造方法であって、 平行な第１及び第２面を有する絶縁部材の上記第１面に
   溝部を形成し、 上記第２グリッドの上記第２グリッド層に上記絶縁部材
   の上記第１面を固定し、 互いに直角な第１及び第２突縁部を有する環状つば部材
   の中心が上記第２グリッドの上記第２開口に位置合わせ
   されるように、上記第１突縁部を上記絶縁部材の上記第
   ２面に固定し、 上記絶縁部材の上記溝部に、上記第１及び第２グリッド
   の上記所定間隔に相当する厚さのスペーサ部材を挿入
   し、 上記第１グリッドを上記つば部材の第２突縁部内に挿入
   し、上記第１グリッドを上記スペーサ部材に接触させた
   状態で、上記グリッド・キャップを上記第２突縁部に固
   定し、 上記スペーサ部材を上記溝部から除去することを特徴と
   する陰極線管のグリッド構体の製造方法。