(57)【要約】【課題】  陰極構体の熱損失を低減し、品質信頼性を向上させる。【解決手段】  陰極構体は、ヒーター１を収納するスリーブ２と、スリーブ２の外側面を取り囲むように配置された筒状の陰極支持体３と、スリーブ２の中心軸２ａが陰極支持体３の中心軸に略一致するように、スリーブ２と陰極支持体３とを連結する複数の支持部材４とを備える。複数の支持部材４のそれぞれの長手方向は、中心軸２ａを含むいずれの平面とも平行でない。【選択図】  図１
2007012523.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヒーターを収納するスリーブと、前記スリーブの外側面を取り囲むように配置された筒状の陰極支持体と、前記スリーブの中心軸が前記陰極支持体の中心軸に略一致するように、前記スリーブと前記陰極支持体とを連結する複数の支持部材とを備えた陰極構体を有する陰極線管であって、
前記複数の支持部材のそれぞれの長手方向は、前記スリーブの前記中心軸を含むいずれの平面とも平行でないことを特徴とする陰極線管。
【請求項２】
前記支持部材の前記長手方向と直交する面における断面形状が矩形である請求項１に記載の陰極線管。
【請求項３】
前記支持部材の前記長手方向と直交する面における断面形状が円形又は楕円形である請求項１に記載の陰極線管。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の陰極線管を備えた表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、陰極線管、及び、その陰極線管を用いた表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
陰極線管について、その構造、及び、その動作原理について簡単に説明する。図９は代表的な陰極線管の断面図である。陰極線管は、フェースパネル１６とファンネル１５とが接合されてなり、内部が１×１０-5Ｐａ以下の高真空状態に保持されたガラス製のバルブを備える。バルブの内部には、電子銃１１、内部磁気シールド１７、シャドウマスク１８等が封入されている。電子銃１１は、ファンネル１５のネック部１２内に収納され、フェースパネル１６の内面に形成されたスクリーン面１９に向かって電子ビームを発射する。内部磁気シールド１７は、電子ビームを外部磁界から遮蔽する。シャドウマスク１８は、電子ビームを選択的に通過させる多数の電子ビーム通過孔が形成された板状の金属板からなり、スクリーン面１９に対向して配置される。ファンネル１５の外側には、コンバーゼンスヨーク１３、及び、電子ビームを水平方向及び垂直方向に偏向させる偏向ヨーク１４が取り付けられている。電子銃１１の末端（スクリーン面１９とは反対側端）に搭載された熱陰極から取り出された電子は、電子銃１１内に形成される電子レンズによってスクリーン面１９に形成された蛍光面上に収束され、且つ、偏向ヨーク１４によってスクリーン面１９を順次走査することで、スクリーンに映像が形成される。
【０００３】
熱陰極を含む陰極構体について、簡単に説明する（例えば、特許文献１参照）。図１０は代表的な陰極構体の一部切り欠き斜視図、図１１は第１グリッド側から見たその上面図である。陰極構体は、ヒーター１を収納した円筒状の金属製のスリーブ２と、スリーブ２の外側面を取り囲むように配置された円筒状の陰極支持体３と、スリーブ２と陰極支持体３とを連結する複数の棒状の支持部材４とを備える。各支持部材４の一端はスリーブ２の外側面に溶接されており、他端は陰極支持体３の上端に溶接されている。複数の支持部材４は、スリーブ２の中心軸２ａが陰極支持体３の中心軸と略一致するように、スリーブ２を陰極支持体３に対して保持している。スリーブ２の上面には、電子放射領域となるエミッタ５が配置されている。このような陰極構体は、陰極支持体３を介して、電子銃を構成する複数の電極を一体に保持する複数のサポートロッド（ビードガラス）に保持される。
【特許文献１】特開平１１−２８３４８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
陰極構体を動作させるためには、電子放出領域となるエミッタ５の温度を高温に保持する必要がある。エミッタ５の一般的な動作温度は、エミッタ５の種類によって変化するが、例えば、アルカリ土類金属材料などを塗布した酸化物型陰極構体であれば約８００℃、タングステン製のペレットなどにバリウムなどの材料を含浸させた含浸型陰極構体であれば約１０００℃である。
【０００５】
エミッタ５の温度を高くするほどエミッション性能は上昇するが、ヒーター１の出力をむやみに上昇すると品質信頼性などの観点で不具合が生じる。
【０００６】
ヒーター１の出力の上昇に伴う具体的な不具合としては、ヒーター１の点灯後のエミッション電流量の経時変化、エミッタ５から蒸発したバリウムなどがグリッド電極に付着して、グリッド電極が不要電子の放出源となるグリッドエミッション、などがある。
【０００７】
これらの不具合を回避するためには、ヒーター１の出力を下げることが有効な手段である。ところが、エミッション性能を確保するためには、上記のようにエミッタ５の温度を確保する必要がある。
【０００８】
エミッタ５の定格温度と、品質不具合の回避とを同時に実現するためには、陰極構体での熱損失をできるだけなくした効率の良い熱設計が要求される。陰極構体における熱損失の中でも支持部材４を介したスリーブ２から陰極支持体３への熱伝導による熱損失の占める割合は大きく、この熱損失を改善することでヒーター１の出力を低減することが可能である。
【０００９】
支持部材４を介した熱損失を低減するためには、支持部材４の断面積を小さくすることが有効であると考えられる。ところが、支持部材４の断面積をむやみに小さくすると、支持部材４の機械強度が弱くなるため、陰極構体の生産歩留まりが大幅に劣化してしまう。実際の陰極構体の設計においては、支持部材４での熱損失と、陰極構体の歩留まりとを考慮して、支持部材４の断面が矩形の場合であれば、幅が０．３ｍｍ程度、厚さが０．１ｍｍ程度の略長方形にされることが多い。
【００１０】
本発明は、熱損失が少なく、品質信頼性に優れた陰極構体を備えた陰極線管及び表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の陰極線管は、ヒーターを収納するスリーブと、前記スリーブの外側面を取り囲むように配置された筒状の陰極支持体と、前記スリーブの中心軸が前記陰極支持体の中心軸に略一致するように、前記スリーブと前記陰極支持体とを連結する複数の支持部材とを備えた陰極構体を有する。そして、前記複数の支持部材のそれぞれの長手方向は、前記スリーブの前記中心軸を含むいずれの平面とも平行でないことを特徴とする。
【００１２】
本発明の表示装置は、上記の本発明の陰極線管を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、陰極構体の熱効率を改善できるため、陰極線管及び表示装置の低消費電力化と品質信頼性向上とを同時に実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明の陰極線管は、陰極構体を除いて特に限定はなく、例えば図９に示した従来の陰極線管と同様であっても良い。従来と同様の部分についての説明を省略し、本発明に特有の部分について説明する。
【００１５】
図１は本発明の陰極線管に使用される陰極構体の一実施形態の一部切り欠き斜視図、図２は、第１グリッド側から見たその上面図である。従来の陰極構体を示した図１０及び図１１と同一の部材については同一の符号を付している。以下、従来の陰極構体との相違点を中心にして、本発明を説明する。
【００１６】
図１及び図２に示す本発明の陰極構体は、図１０及び図１１に示す従来の陰極構体と、支持部材４において相違する。
【００１７】
即ち、従来の陰極構体では、図１０に示すように、各支持部材４ごとに、その長手方向と平行で、且つ、スリーブ２の中心軸２ａを含む仮想面２０が必ず存在している。換言すれば、図１１に示すように、中心軸２ａと平行な方向から見たとき、複数の支持部材４は中心軸２ａを中心として放射状に設けられている。
【００１８】
これに対して、本発明の陰極構体では、図１に示すように、いずれの支持部材４についても、その長手方向と平行で、且つ、スリーブ２の中心軸２ａを含む仮想面は存在しない。図１において、仮想面２１は、支持部材４とスリーブ２の外側面との接合部と、スリーブ２の中心軸２ａとを含む面であり、仮想面２２は、支持部材４と陰極支持体３の上端との接合部と、スリーブ２の中心軸２ａとを含む面である。本発明の陰極構体では、仮想面２１と仮想面２２とは異なる面であり、支持部材４の長手方向は、これらのいずれとも平行ではない。
【００１９】
このような相違により、以下のような相違が生じる。
【００２０】
第１に、図１及び図２に示す本発明の陰極構体では、図１０及び図１１に示す従来の陰極構体に比べて、スリーブ２及び陰極支持体３の各寸法が同じ場合、支持部材４の長さが長い。
【００２１】
第２に、ヒーター１の点灯により支持部材４が加熱されてその長手方向に熱膨張する際、陰極支持体３に対するスリーブ２の相対的移動に関して相違する。即ち、支持部材４の熱膨張により、図１０及び図１１に示す従来の陰極構体では、スリーブ２は、陰極支持体３に対して中心軸２ａの方向に第１グリッド側に移動するのに対して、図１及び図２に示す本発明の陰極構体では、スリーブ２は、陰極支持体３に対して、中心軸２ａの方向に第１グリッド側に移動するとともに、中心軸２ａ回りに回転する。従って、支持部材４の熱膨張量が同じ場合、本発明の陰極構体では、支持部材４の熱膨張の一部が、スリーブ２の回転挙動に費やされるので、スリーブ２の中心軸２ａの方向に沿った移動量は、従来の陰極構体に比べて少ない。この結果、本発明では、エミッタ５と第１グリッドとの間の間隔の変動は、従来に比べて小さい。
【００２２】
以上のような相違に基づく本発明の効果を示す実験結果を示す。
【００２３】
図３に、ヒーター１点灯後の定常状態時のエミッタ５の温度を、図１及び図２に示す本発明の陰極構体（以下、「本発明品」という）、及び、図１０及び図１１に示す従来の陰極構体（以下、「従来品」という）について測定した結果を示す。本発明品及び従来品について、それぞれ１０個ずつ測定した。本発明品と従来品とは、ヒーター１、スリーブ２、陰極支持体３に関して同一設計とし、支持部材４に関してのみ上記のように相違する。本発明品と従来品とで供給電力条件は同一としたので、エミッタ５の温度の相違は陰極構体の熱効率の相違に基づく。
【００２４】
図３より、本発明品は、従来品に比べて、エミッタ５の温度が約１０℃高い。これより、本発明品は、従来品に比べて、熱効率が良いことが分かる。この理由は、本発明品では、従来品に比べて、支持部材４が長いので、スリーブ２から支持部材４を介して陰極支持体３に伝導される熱量が少なくなるためであると考えられる。このように、本発明によれば、支持部材４を介しての熱損失量を低減できるので、陰極構体全体の熱損失量を低減できる（即ち、熱効率を向上できる）。従って、ヒーター１の出力を低減することができるので、ヒーター１の消費電力を低減できる。また、ヒーター１の動作温度を下げることができるので、ヒーター１の寿命が改善され、高品質の陰極構体を実現できる。更に、ヒーター１の動作温度を下げることで、前述のグリッドエミッションを回避できるという効果もある。
【００２５】
図４に、ヒーター１の点灯後のエミッション電流の経時変化を、本発明品及び従来品について測定した結果を示す。エミッション電流の測定は以下のようにして行った。
【００２６】
図５は、エミッション電流の測定に使用した陰極線管に内蔵された電子銃の電極配置を示した断面図である。エミッタ５側から順に、第１グリッド３１、第２グリッド３２、フォーカス電極３３、アノード電極３４を配置した。第１グリッド３１からアノード電極３４の各電極には、エミッタ５から放出された電子ビームが通過する貫通孔が形成されている。陰極構体に９０Ｖを印加し、第１グリッド３１は接地し、第２グリッド３２に６００Ｖ、フォーカス電極３３に７ｋＶ、アノード電極３４に２８ｋＶをそれぞれ印加した。この電子銃において、ヒーター１の点灯後のエミッション電流、即ちエミッタ５からの電子ビーム電流の経時変化を測定した。本発明品と従来品とは、支持部材４に関してのみ上記のように相違する。ヒーター１への供給電力条件も本発明品と従来品とで同一とした。
【００２７】
エミッション電流量は、陰極構体のエミッション性能が十分に確保されている場合は、エミッタ５、第１グリッド３１、第２グリッド３２の各電位と、エミッタ５と第１グリッド３１との間の間隔、第１グリッド３１と第２グリッド３２との間の間隔によって決定される。ヒーター１を点灯すると、ヒーター１からの熱エネルギーによって各部材が熱膨張するので、熱的安定状態に達するまで各電極間の間隔は経時変化し続ける。従って、ヒーター１の点灯後、各部材の熱膨張が平衡状態に至るまでの期間は、エミッション電流量は経時変化する。当然のことながら、ヒーター１から供給される熱エネルギーが大きくなるほど、各部材の熱膨張量が大きくなるため、エミッション電流の経時変化量も大きくなる。
【００２８】
図４より、本発明品を用いた陰極線管では、従来品を用いた陰極線管に比べて、エミッション電流の経時変化量が少ない。この理由は、支持部材４の構造上の相違に基づく。詳細は以下の通りである。ヒーター１を点灯すると、支持部材４が加熱されて、その長手方向に熱膨張する。支持部材４の熱膨張は、従来品においては、スリーブ２を第１グリッド３１に接近させるように移動させるのに対して、本発明品では、これに加えて、更に、スリーブ２を中心軸２ａ回りに回転させる。本発明品では、支持部材４の熱膨張の一部がスリーブ２の回転に費やされるので、スリーブ２の中心軸２ａの方向に沿った移動量は、従来品に比べて少ない。従って、本発明品では、従来品に比べて、スリーブ２（即ち、エミッタ５）と第１グリッド３１との間の間隔の経時変化量は小さい。よって、エミッション電流の経時変化量は、本発明品を用いた陰極線管では、従来品を用いた陰極線管に比べて小さくなる。このように、本発明によれば、陰極構体の品質信頼性を向上させることができる。
【００２９】
上記の実施形態では、支持部材４の長手方向と直交する面における断面形状は矩形であったが、本発明はこれに限定されない。例えば、図６に示すように、断面形状が円形又は楕円形の支持部材４を用いても良い。
【００３０】
また、支持部材４とスリーブ２の外側面との固定方法に関して、支持部材４の端部を、図１に示したようにスリーブ２の外側面に沿うように９０度以下の角度で折り曲げても良いし、図７に示すように９０度より大きな角度で折り返しても良い。この場合も、支持部材４の長手方向と直交する面における断面形状は、矩形に限定されず、例えば、図８に示すように、円形又は楕円形であっても良い。
【００３１】
更に、上記の実施形態では、支持部材４の数は３本であったが、本発明はこれに限定されず、２本あるいは４本あるいはそれ以上の本数であってもかまわない。
【００３２】
上記の説明では、陰極線管を例に説明したが、本発明は、陰極線管を備えた表示装置にも適用することができる。ここで、表示装置とは、具体的には、陰極線管を用いたＴＶ受像管装置、コンピューター用ディスプレイ装置などを例示できる。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
本発明の利用分野は特に制限はなく、熱陰極を備える陰極線管及びこれを搭載した表示装置に広く利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の陰極線管に使用される陰極構体の一実施形態の一部切り欠き斜視図
【図２】本発明の陰極線管に使用される陰極構体の一実施形態の上面図
【図３】陰極構体のエミッタ温度の測定結果を示した図
【図４】ヒーター点灯後のエミッション電流の経時変化の測定結果を示した図
【図５】エミッション電流の測定に使用した電子銃の電極配置を示した断面図である。
【図６】本発明の陰極線管に使用される陰極構体の別の実施形態の一部切り欠き斜視図
【図７】本発明の陰極線管に使用される陰極構体の更に別の実施形態の一部切り欠き斜視図
【図８】本発明の陰極線管に使用される陰極構体の更に別の実施形態の一部切り欠き斜視図
【図９】陰極線管の一例の断面図
【図１０】従来の陰極構体の一部切り欠き斜視図
【図１１】従来の陰極構体の上面図
【符号の説明】
【００３５】
１  ヒーター
２  スリーブ
３  陰極支持体
４  支持部材
５  エミッタ
１１  電子銃
１２  ネック部
１３  コンバーゼンスヨーク
１４  偏向ヨーク
１５  ファンネル
１６  フェースパネル
１７  内部磁気シールド
１８  シャドウマスク
１９  スクリーン面
３１  第１グリッド
３２  第２グリッド
３３  フォーカス電極
３４  アノード電極
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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