电子枪构件及阴极射线管.pdf

具体实施形态

下面参照附图对本发明的一实施形态进行详细说明。

如图1所示，彩色阴极射线管装置1具备包含大致呈矩形的面板11和与该面板
11连接成一整体的玻斗12的管壳。荧光屏13配置在面板11的内表面。该荧光屏
13具有条状(或矩阵状)的光吸收层14，同时，还具有埋入这些光吸收层14的间
隔部的分别发蓝、绿、红3种颜色的光线的3色荧光体层15。以此构成黑条型(或
黑矩阵型)的荧光屏13。

具有彩色选别功能的阴罩17在管壳内与荧光屏对向配置。该阴罩17具有许多
小孔，能通过由中心电子束16G及一对侧束16B、16R组成的3电子束16。该荫罩
17固定在荫罩框18上，而该荫罩框18安装在面板11的内表面侧。

直列(in-line)式电子枪构件20安装在玻斗12的管颈19内部。该电子枪构
件20发射在水平方向X上排成一列的3束电子束。偏转线圈21安装于从玻斗12
的直径较大的部位起到管颈19的地方。该偏转线圈21产生使自电子枪构件20射
出的3束电子束16B、16G、16R向水平方向X及垂直方向Y偏转的不均匀的偏转磁
场。该不均匀的偏转磁场由水平偏转线圈形成的枕形水平偏转磁场和垂直偏转线圈
形成的桶形垂直偏转磁场构成。根据需要，在偏转线圈21后面一段管颈19的外围
安装纯度校正磁铁。

自电子枪构件20射出的3束电子束16B、16G、16R一边自会聚，一边受偏转线
21产生的不均匀磁场偏转，经荫罩17，在水平方向X及垂直方向Y上扫描荧光屏
13。以此在荧光屏13上显示彩色图像。因为不用动态会聚电路也能实现会聚，能
够减少电能的消耗。

这种直列式电子枪构件20是例如BPF型的电子枪构件20，其构成如图2所示。
即该电子枪构件20具备3个阴极KR、KG、KB、和4个栅极G1～G4。3个阴极KR、
KG、KB互相独立，在同一平面上排列成一列。各阴极K具备发射电子束的阴极圆
片23。4个栅极G1～G4沿着电子束的前进方向从阴极K起朝着荧光屏依次配置。

第1栅极G1配置在离3个阴极K规定间隔的地方。第2栅极G2配置在离第1
栅极G1规定间隔的地方。这第1栅极G1及第2栅极G2由控制电子束用的板状电
极构成。第1栅极G1在其极板面上有3束电子束16R、16G、16B通过用的电子束
通过孔24。第2栅极G2在其板面上有让3束电子束16R、16G、16B通过用的电子
束通过孔25。

第3栅极G3配置在离第2栅极G2规定间隔处。该第3栅极G3由多个使电子束
聚焦用的杯状电极构成。即配置在第3栅极G3的靠第2栅极G2一侧的筒状电极
G3A由两个杯状电极构成。该筒状电极G3A在向着第2栅极G2的端面上具备让3
束电子束16R、16G、16B通过用的电子束通过孔26。另外，该筒状电极G3A在靠
第4栅极G4一侧的端面上具备让3束电子束16R、16G、16B通过用的电子束通过
孔27。配置在第3栅极G3的靠第4栅极G4一侧的筒状电极G3B由两个杯状电极
构成。该筒状电极G3B在靠第2栅极G2一侧的端面上具备让3束电子束16R、16G、
16B通过用的电子束通过27B。还有，该筒状电极G3B在向着第4栅极G4的端面上
具备让3束电子束16R、16G、16B通过用的电子束通过孔28。

第4栅极G4配置在离第3机极G3规定间隔处。该第4栅极G4由加速电子束用
的杯状电极构成。在该第4栅极G4的对着第3栅极G3的端面上具备让3束电子束
16R、16G、16B通过用的电子束通过孔29。

各个栅极G1～G4由以玻璃材料构成的一对绝缘支持体固定支持在规定位置上。

在此实施形态中，第1栅极G1如图3A及图3B所示由在电子束前进方向Z上将
不同种类金属材料重叠在一起的重叠体形成。即第1栅极G1由电极基板30和配置
在电极基板30的靠第2栅极G2一侧的重叠电极板32构成。

这些电极基板30及重叠电极板32具备与配置成一列的3个阴板K相对应形成
的3个电子束通过孔24。另外，这些电极基板30及重叠电极板32具备形成在与
第2栅极G2相对的表面上的、形成电子透镜用的缝隙31。在此实施形态中，电子
束通过孔24大致上做成园形，同时，缝隙31做成垂直方向Y上具有长边的长方形。
换句话说，电极基板30具备重叠在包括缝隙31在内的电子束通过孔24周围的表
面上的、与电极基板30的材料不同的材料构成的重叠电极板32。

构成该第1栅极G1的电极基板30含有例如Ni(镍)42％，其余为Fe(铁)组成的
Fe-Ni系合金构成。重叠电极板32由Fe-Ni-Co合金中选出的至少1种金属材料构
成。在此实施形态中，重叠电极板32含有例如Ni29％、Co(钴)17％、其余为Fe组
成的Fe-Ni-Co系合金通、即通常称作科瓦合金的金属材料构成。

该重叠电极板32以电子束通过孔24为中心，设置在面积为电子束通过孔24的
孔面积的15至650大的区域上。假设此时面积约为0.97mm²，则在此实施形态中，
电子束通过孔24的孔径设定为0.62mm时，重叠电极板32配置在水平方向X为
4.00mm、垂直方向Y为13.50mm，大小约为电子束通过孔的孔面积的56倍的区域
上。

另外，该重叠电极板32具有占构成第1栅极G1的重叠体总板厚的40％以上的
板厚。在此实施形态中，在例如假设重叠体总板厚为0.25mm时，重叠电极板32的
板厚设定为相当于总板厚的50％的0.125mm。该重叠电极板32配置在各电子束通过
孔24的周围包含缝隙31的部分上。这时，在第1栅极G1，包括电子束通过孔24
周围部分的整个电极均维持规定的板厚。

构成第1栅极G1的电极基板30和重叠电极板32为了形成金属包层材料使用的
利用已知的机械轧制的压接方法的金属包层方式中，利用把异种金属部分地合在一
起的镶入包层方式等方法进行压接。

这样，作为构成电极基板的材料，即使是原来成型性能欠佳的金属材料，仍能
优先选择热膨胀特性等物理特性、机械特性、化学特性等规定的特性优良的金属材
料使用。另外，仅在实施复杂成型加工的部分，例如电子束通过孔24的周围部分
配置重叠电极板32，作为构成该重叠电极板32的材料，选定使用成型性能优良的
金属材料。电子束通过孔24由将配置重叠电极板32的部分冲压成型而成。以此能
优先保证规定的特性，同时形成必需以高加工精度进行复杂的成型的电极。

在这种结构的第1栅极G1中，对重叠电极板的配置条件可作各种变更，对热膨
胀系数、以及加工成复杂形状的压力加工性能(例如：小孔径的电子束通过孔的加
工精度)进行测定。其测定结果示于图7。并且，在图7，膨胀系数示出30℃～300
℃的测定值，而对于压力加工性能，加工困难的标以X记号、加工性良好的标以○
记号、而加工性最佳的标以◎记号表示。

在这里，测定项目No.1至21中，构成电极基板30的金属材料使用含有Ni42％，
其余部分为Fe(铁)的Fe-Ni系合金。另此，构成重叠电极板32的金属材料还使
用含有Ni29％、Co17％、其余部份为Fe的Fe-Ni-Co系合金(科瓦合金)。借助于
此，第1栅极G1通过将电极基板30及重叠电极板32加以叠合后压力加工成型形
成。在测定项目No.22，整个电极由含Ni42％、其余部分为Fe的Fe-Ni系合金构成，
靠压力加工成型形成第1栅极G1。在测定项目No.23，整个电极由科瓦合金构成，
靠压力加工成型形成第1栅极G1。

作为配设条件，改变第1条件、即重叠电极板32的配设区域的面积与电子束通
过孔的面积比以及第2条件、即重叠电极板32的厚度与栅极电极整体的厚度之比。
在测定项目No.1～9，设第1条件为15倍，第2条件设定在10％至90％。在测定项
目No.10～15，设第1条件为300倍，第2条件为40％至90％。在测定项目No.16～
21，设第1条件为650倍，第2条件设定为40％至90％。

如图7所示，栅极电极的热膨胀系数根据重叠电极板32的配设条件即第1条件
及第2条件改变。此时，符合测定项目No.4～21的条件时，判定能获得良好的压
力加工性能。总之，希望重叠电极板32的配设条件为第1条件即重叠电极板32的
配设区域是电子束通过孔面积的15倍以上、并且，第2条件即重叠电极板32的厚
度与电极整体的厚度的厚度比大于40％。

但是，一旦第1条件超过650倍，电极基板30和重叠电极板32的热膨胀系数
之差就会扩大。因此判定随着温度上升会同时产生双金属效应，电极自身会产生变
形。因此希望第1条件设定在650倍以下。在上述第1条件通过将重叠电极板32
配置在电极基板30上，能够在保持规定的热膨胀特性的同时，取得满意的压力加
工成型性能。

另外，对于第2条件，在重叠电极板32的厚度比例小即厚度薄时，压力加工性
能不佳。因此，为获得良好的压力加工性能，希望至少也要大于40％，理想的是大
于约50％。

此外含判定在完全不用重叠电极板32只使用电极基板30构成电极时热膨胀特
性与压力加工性能兼顾是困难。例如，如测定项目No.22所述，在电极基板30只
用Fe-Ni系合金构成时，热膨胀特性优良但压力加工性能不佳。又如测定项目No.23
所述，电极基板30只用科瓦合金构成时，压力加工性能优良但热膨胀特性不佳。

如上所述，在此实施形态中，第1栅极G1由不同种类的金属材料沿着电子束前
进方向重叠的重叠体构成。尤其是该栅极G1具备由配置在电子束通过孔24周围部
分的Fe-Ni-Co系合金构成的重叠电极板32。该重叠电极板32配置在以电了束通
过孔24为中心、孔面积的15至650倍的范围内。另外，重叠电极板32以大于电
极整体厚度的约40％、小于其100％的比例重叠。

这样，栅极由优先选定物理特性、机械特性、化学特性等必要的规定特性的第1
金属材料和优先选择加工精度的第2金属材料构成。即电极基板由热膨胀特性等规
定的特性优良的金属材料(例如：Fe-Ni系合金)形成。另外，在有必要实施包括
电子束通过孔在内的复杂成型的部份，将成型性能优良的金属材料(例如：Fe-Ni-Co
系合金)重叠后进行压力加工成型。借助于此，能够既满足必需的规定特性，又取
得良好的压力加工成型性能。其结果是，能够改善作为阴极射线管的热特性、扫描
特性等诸多特性。

再者，作为该电极基板30的材质已经就使用Fe-Ni系合金的情况作出了说明，
对于将其变更为Fe-Ni-Cr系合金的情况，进行测定的结果也表明有同样的倾向。
因此，栅极也可以用Fe-Ni-Cr系合金构成电极基板30，用Fe-Ni-Co系合金构成
重叠电极板32。

再者，本发明并不仅限于上述的实施形态，而是可作各种变更。例如在上述实
施形态中，对由重叠体构成第1栅极G1的情形作了说明，但是也可由重叠体结构
成第2栅极G2。即在对第2栅极要求既满足必需的规定特性，又要求有优良的压
力加工成型性能时，如图4所示，第2栅极G2也可在电子束前进方向上将不同种
类的金属材料重叠在一起构成。

也就是说第2栅极电极G2可由电极基板30、配置在电极基板30的靠第3栅极
G3一侧的重叠电极板32构成。这时，电极基板30由例如Fe-Ni系合金等优先选
择规定特性的金属材料构成。另外，重叠电极板32由例如Fe-Ni-Co系合金等优先
选加工精度的金属材料构成。该重叠电极板32主要为了在包括电子束通过孔在内
的其周围部位等加工精度要求高的区域能够满足上述配置条件(第1条件及第2条
件)进行配设。借助于此，能够取得和上述实施形态同样的效果。

还有，对于有必要以高加工精度加工成复杂形状的栅极(例如：第1栅极及第2
栅极)，重叠电极板32也可如图5A及图5B所示，横跨3个电子束通过孔24成一
整体构成。

又可以如图6所示，第1栅极G1及第2栅极G2都由重叠电极板32重叠在电极
基板30上的重叠体构成。

此外，栅极也可用在电极基板30两边配置重叠电极板32将其夹着形成3层结
构的重叠体构成。还有，已经对作为彩色阴极射线管的电子枪构件的双电位型结构
的情况作出了说明，但也可以适用于单电位型电子枪构件、高电位和平电位复合型
电子枪构件、高平电位电子枪构件等各种电子枪构件、或黑白阴极射线管的电子枪
构件，当然也可以有其他的各种应用及变形。

如上述述，若采用本实施形态的电子枪结构构体及阴极射线管，即使原来作为
电极材料其压力加工成型性能不佳的金属材料，也可以利用在至少是电子束通过孔
周围的实施复杂成型的部位重叠成型性能优良的金属材料后使用的方法，优先顾及
物理特性、机械特性等作为阴极射线管所必需的特性形成电极。因此，能够在满足
作为电极的各种特性要求的同时提高压力加工成型性能。

其他的优势和修改将容易联想到那些已有技术。因此，发明的更主要的方面不
应被局限于在此所描述的细节和有代表性的实施例中。从而不背离附加权利要求所
定义的普通发明概念的精神和范围，可以做出不同的修改。