JP2002245924A

JP2002245924A - 電子管

Info

Publication number: JP2002245924A
Application number: JP2001043364A
Authority: JP
Inventors: Sadahisa Yonezawa; 米沢禎久; Yukio Ogawa; 小川行雄
Original assignee: Futaba Corp
Current assignee: Futaba Corp
Priority date: 2001-02-20
Filing date: 2001-02-20
Publication date: 2002-08-30

Abstract

(57)【要約】【課題】端部にコイル部を有するフィラメントを用いた
蛍光表示管等の電子管において、加熱によりそのコイル
部が赤色に発光することなく、かつフィラメントに付与
するテンションを損なうことなく、フィラメントのエン
ドクールの範囲を小さくすること。【解決手段】端部のコイル部と直線状の中央部とから
成るフィラメント１５において、コイル部のコイルピッ
チは、フィラメントの支持部材１２１，１２２に近い区
間Ｆ１−Ｆ２は狭く、区間Ｆ２−Ｆ３は広くしてある。
区間Ｆ１−Ｆ２のコイル部の加熱温度は、急上昇する
が、エンドクールが大きい部分であるから、赤色に発光
することはない。区間Ｆ２−Ｆ３のコイル部の加熱温度
は、区間Ｆ１−Ｆ２のコイル部よりも緩やかに上昇し、
その端部で直線状の中央部の加熱温度に達する。区間Ｆ
１−Ｆ２のコイル部は、従来よりも短くできる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本願発明は、陰極用フィラメ
ントを備えた、蛍光表示管、陰極線管等の表示管、熱陰
極放電管等の放電管、真空管等の電子管に関する。

【０００２】

【従来の技術】図を参照して従来の電子管の１つである
蛍光表示管を例に説明する。図４（ａ）は、従来の蛍光
表示管のアノード側基板の平面図であり、図４（ｂ）
は、図４（ａ）のＸ１−Ｘ１部分の断面図である。４１
は、ガラスの基板、４３は、グリッド、４４は、蛍光体
を塗布したアノード電極等から成る表示エリア、４５
は、陰極用のフィラメントである。ｆ１は、フィラメン
ト４５の固定端、ｆ２は、表示エリア４４の端の部分に
相当する。フィラメント４５は、表示エリア４４上に張
架し、支持部材４２１，４２２に取付けてある。フィラ
メント４５の加熱により放出された電子は、グリッド４
３により制御され、表示エリア４４の蛍光体を照射す
る。フィラメント４５は、６００℃以上に加熱されると
ほぼ安定して電子を放出するが、加熱温度が高過ぎると
フィラメント自体が赤色に発光し、外部から明瞭に視認
されて表示の支障になるため、一般には６００〜６５０
℃の範囲で駆動している。フィラメント４５の加熱温度
は、フィラメントの全長にわたって一様ではなく、特に
両端部付近は、支持部材４２１，４２２との接触部から
の放熱による、いわゆるエンドクールにより、６００℃
よりも低くなる。

【０００３】図５により図４のフィラメント４５の温度
分布を説明する。図５は、長さ（図４の区間ｆ１−ｆ１
の長さ）が１００ｍｍの３つのタイプのフィラメントに
ついて、測定したフィラメントの加熱温度の分布を示
す。図において、横軸は、図４の区間ｆ１−ｆ１の長さ
を、縦軸は、温度を示す。フィラメントは、タングステ
ン線に電子放出材をコートしたもので、電子放出材を含
む直径は２７．０μｍ、タングステン線の直径は１４．
８μｍである。

【０００４】図５（ａ）は、直線状のフィラメント４５
ａを用いた例である。フィラメントの加熱温度は、最高
６５０℃になるように電源電圧を設定してある。フィラ
メント４５ａの加熱温度は、位置ｆ１から上昇し、位置
ｆ２で６００℃になる。即ちフィラメント４５ａの位置
ｆ１から位置ｆ２の間は、電子放出がない範囲である。
図５（ａ）の場合、区間ｆ１−ｆ２の長さは、約１０ｍ
ｍである。なおフィラメント４５ａのテンションは、フ
ィラメント４５ａの支持部材４２１又は４２２により、
例えば、支持部材４２１又は４２２の一方をばね性を有
するアンカーとし、他方をサポートとするか、又はその
双方をアンカーとすることにより付与する。

【０００５】図５（ｂ）は、支持部材４２１，４２２へ
の取付け部を除き、全体がコイル状のフィラメント４５
ｂを用いた例である。フィラメント４５ｂは、コイルに
より常にフィラメントに所定のテンションを付与して、
フィラメント４５ｂが熱膨張等により、弛まないように
考慮してある。これにより、支持部材４２１，４２２双
方をばね性を有しないサポートとすることも可能であ
る。フィラメント４５ｂは、コイルが隣接して並ぶた
め、各コイルの輻射熱により直線状フィラメントよりも
加熱温度が高くなる、そのため加熱温度は、最高６５０
℃になるようにコイルのピッチや電源電圧を設定してあ
る。図５（ｂ）の場合、区間ｆ１−ｆ２の長さは、図５
（ａ）の場合よりも少し短く（中心部を６５０℃に保つ
必要があることから大幅に短くすることができないため
に）、約９〜１０ｍｍになる。

【０００６】図５（ｃ）は、直線状部の両端にコイル部
を備えたフィラメント４５ｃを用いた例である。両端の
コイル部は、フィラメント４５ｃに常に所定のテンショ
ンを付与しなければならないため、両端のコイル部は、
コイルのピッチを狭くしてある。これにより、図５
（ｂ）の場合と同様に、支持部材４２１，４２２の双方
をサポートとすることも可能である。その結果コイル部
の加熱温度は、直線状フィラメントの場合よりも急上昇
するから、区間ｆ１−ｆ２の長さは、図５（ｂ）の場合
よりも短縮し、７〜８ｍｍになる。一方図５（ｃ）の場
合には、フィラメント４５ｃの直線状部の加熱温度が６
５０℃になるように、フィラメントの電源電圧を設定し
なければならないが、その電圧は、コイル部には高過ぎ
るためコイル部の中央部付近は、７００℃近くまで又は
７００℃以上に温度が上昇する。その結果コイル部の中
央部付近は、赤色に発光する。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】蛍光表示管の小型化に
は、図４の区間ｆ１−ｆ２の長さを小さくして、表示エ
リアに関係のないデッドスペースを小さくすることが有
効である。区間ｆ１−ｆ２の長さを小さくするには、図
５（ａ）のように全体が直線状フィラメントの場合より
も、図５（ｂ）、図５（ｃ）のようにコイル状フィラメ
ントの方が有効であるが、図５（ｂ）の場合には、フィ
ラメントの長さ（コイル状フィラメントを直線状に引き
伸ばした長さ）は、図５（ａ）の直線状フィラメントに
比して長くなるため、消費電力が大きくなる。また図５
（ｃ）の場合には、コイル部の主として中央部分が赤色
に発光するため、表示の支障になる。本願発明は、これ
らの問題点を解決し、かつ図４の区間ｆ１−ｆ２の長さ
をさらに短縮できるフィラメントを提供することを目的
とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本願発明の電子管は、中
央部と端部のコイル部とから成る陰極用フィラメントを
備え、前記コイル部を取付け部材に取付けた電子管にお
いて、前記コイル部のコイルピッチは、前記取付け材側
は狭く、中央部側は広くしてある。本願発明の電子管
は、中央部と端部のコイル部とから成る陰極用フィラメ
ントを備え、前記コイル部を取付け部材に取付けた電子
管において、前記コイル部のコイルの直径は、前記コイ
ル部の前記取付け部材側は大きく、中央部側は小さくし
てある。本願発明の蛍光表示管は、前記電子管におい
て、前記コイルピッチは、段階的又は連続的に変化して
いる。本願発明の電子管は、前記電子管において、前記
コイルの直径は、段階的又は連続的に変化している。本
願発明の電子管は、前記各電子管において、陰極用フィ
ラメントの中央部は、直線状又はコイル状である。

【０００９】

【発明の実施の形態】図１は、本願発明の実施の形態に
係る蛍光表示管のアノード側基板の断面図とフィラメン
トの加熱温度の分布図である。図１（ａ）において、１
１は、ガラスやセラミックス等から成る絶縁性の基板、
１３は、グリッド、１４は、蛍光体を塗布したアノード
電極等から成る表示エリア、１５は、陰極用のフィラメ
ントである。グリッド１３は、立体グリッド、平面グリ
ッド等のいずれであってもよい。なおグリッド１３は、
２極管構造の蛍光表示管の場合には、必要ない。Ｆ１
は、フィラメント１５の固定端、Ｆ２は、表示エリア１
４の端部に相当する。フィラメント１５は、表示エリア
１４上に張架し、取付け部材である支持部材１２１，１
２２に取付けてある。フィラメント１５は、タングステ
ン線又はレニュウムタングステン合金線に炭酸塩等の電
子放出材をコートした構造のもので、電子放出材を含む
直径が２７．０μｍ、タングステン線の直径が１４．８
μｍのものを用いた。

【００１０】フィラメント１５は、直線状の中央部と端
部のコイル部（即ちコイル状の端部）とから成り、コイ
ル部の区間Ｆ１−Ｆ２のコイルは、コイルピッチが狭い
が、区間Ｆ２−Ｆ３のコイルは、コイルピッチが広い。
区間Ｆ１−Ｆ２のコイルは、長さ５ｍｍ、コイルピッチ
１００μｍである。区間Ｆ２−Ｆ３のコイルは、長さ１
０ｍｍ、コイルピッチ３００μｍである。

【００１１】図１（ｂ）は、フィラメント１５の長さ
（図１（ａ）の区間Ｆ１−Ｆ１の長さ）が１００ｍｍの
場合の加熱温度分布を示し、横軸は、長さを、縦軸は、
温度を示す。フィラメント１５の区間Ｆ１―Ｆ２のコイ
ルは、コイルピッチを狭くして、加熱温度が急上昇する
ようにしてある。しかしこの区間は、同時にエンドクー
ルが大きい区間であるから、６５０℃を超えることはな
い。即ち区間Ｆ１−Ｆ２のコイルは、赤色に発光して表
示の支障になることはない。そして区間Ｆ２―Ｆ３のコ
イルは、コイルピッチを広くして加熱温度を区間Ｆ１−
Ｆ２よりも緩やかに上昇させ、Ｆ３の位置で、フィラメ
ント１５の直線状の中央部の加熱温度（６５０℃）に達
するようにしてある。区間Ｆ１−Ｆ２、Ｆ２−Ｆ３のコ
イルは、フィラメント１５に所定のテンションを付与し
なければならない。そのため、区間Ｆ１−Ｆ２のコイル
は、前記のように、コイルピッチを狭くして所定のテン
ションを発生するようにしてある。コイルピッチを狭く
しても前記のように赤色に発光することはない。なおフ
ィラメントのエンドクール部は、加熱温度が低すぎて電
子が放出されない部分、加熱温度が低くて電子が充分に
放出されない部分又は所定の蛍光体の発光輝度が得られ
ない部分である。

【００１２】区間Ｆ１−Ｆ２のコイルの長さは、５ｍｍ
でよいから、従来の図５（ａ），（ｂ）場合の半分にな
り、図５（ｃ）の場合よりも２〜３ｍｍ短くなる。した
がって、フィラメント全体では、図５（ｃ）の場合より
も４〜６ｍｍ短くなる。本実施の形態の位置Ｆ２は、フ
ィラメントの加熱温度が６００℃に達する位置として説
明したが、必要とされる輝度を満足させる温度であれば
６００℃に達しない位置であってもよいし、６００℃を
超える位置であっても、６５０℃以下（フィラメントが
赤色に発光して表示の支障にならない温度）ならばよ
い。要は、区間Ｆ１−Ｆ２、Ｆ２−Ｆ３のコイルに要求
されるテンションを考慮し、それらの区間のコイルが赤
色に発光しないように、コイルピッチやコイルの長さを
選定すればよい。

【００１３】図２、図３は、図１のフィラメント１５の
構造例を示す。図２（ａ）のフィラメント１５ａは、図
１のフィラメントと同じ構造のもので、直線状の中央部
１５ａ３と端部のコイル部１５ａ１，１５ａ２とから成
り、コイル部１５ａ１のコイルピッチは狭く、コイル部
１５ａ２のコイルピッチは広い。即ち、コイル部１５ａ
１とコイル部１５ａ２は、コイルピッチが段階的に変化
している。コイル部１５ａ１とコイル部１５ａ２のコイ
ルの直径は、同じである。

【００１４】図２（ｂ）のフィラメント１５ｂは、直線
状の中央部と端部のコイル部１５ｂ１，１５ｂ２とから
成り、コイル部１５ｂ１のコイルの直径は大きく、コイ
ル部１５ｂ２のコイルの直径は小さい。即ち、コイル部
１５ｂ１とコイル部１５ｂ２は、コイルの直径が段階的
に変化している。コイル部１５ｂ１とコイル部１５ｂ２
のコイルピッチは、同じである。

【００１５】図２（ｃ）のフィラメント１５ｃは、コイ
ル状の中央部１５ｃ３と端部のコイル部１５ｃ１，１５
ｃ２とから成り、コイル部１５ｃ１のコイルピッチは狭
く、コイル部１５ｃ２のコイルピッチは広い。コイル部
１５ｃ１、コイル部１５ｃ２、及びコイル状の中央部１
５ｃ３のコイルは、同じ直径である。この場合、コイル
状の中央部１５ｃ３は、コイルピッチを最も広くすると
直線状になり、図２（ａ）と同じになる。

【００１６】図３（ａ）のフィラメント１５ｄは、コイ
ル状の中央部１５ｄ３と端部のコイル部１５ｄ１，１５
ｄ２とから成り、コイル部１５ｄ１のコイルの直径は大
きく、コイル部１５ｄ２のコイルの直径は小さい。コイ
ル部１５ｄ２とコイル状の中央部１５ｄ３のコイルは、
同じ直径である。この場合、コイル状の中央部１５ｄ３
は、コイルピッチを最も広くすると直線状になり、図２
（ｂ）と同じになる。

【００１７】図３（ｂ）のフィラメント１５ｅは、直線
状の中央部１５ｅ２と端部のコイル部１５ｅ１とから成
り、コイル部１５ｅ１のコイルは、狭いピッチから広い
ピッチへ連続的に変化している。コイル部１５ｅ１は、
図２（ａ）の端部のコイル部１５ａ１，１５ａ２に相当
する。

【００１８】図３（ｃ）のフィラメント１５ｆは、直線
状の中央部１５ｆ２と端部のコイル部１５ｆ１とから成
り、コイル部１５ｆ１のコイルは、大きい直径から小さ
い直径へ連続的に変化している。コイル部１５ｆ１は、
図２（ｂ）の端部のコイル部１５ｂ１，１５ｂ２に相当
する。また図３（ｂ）と図３（ｃ）の場合には、直線状
の中央部１５ｅ２，１５ｆ２に代えて、コイル状の中央
部にすることも可能である。以上図２、図３の各例を単
独で用いる場合について説明したが、各例を組合せて用
いることもできる。前記実施の形態は、蛍光表示管を例
に説明したが、陰極用フィラメントを備えた、陰極線管
等の表示管、熱陰極放電管等の放電管、真空管等の電子
管であってもよい。

【００１９】

【発明の効果】本願発明は、フィラメントの端部にコイ
ル状部を設け、その端部のコイル部のコイルピッチやコ
イルの直径を段階的に或いは連続的に変化させることに
より、コイル部が赤色に発光することなく、フィラメン
ト端部の電子放出に寄与しない部分を、短くすることが
でき、かつフィラメントの電子放出をフィラメント全長
にわたって均一にすることができる。したがって蛍光表
示管等の表示に寄与しないデッドスペースを小さくする
ことができ、かつ発光輝度の均一な高品質の表示が可能
になる。

【００２０】本願発明は、フィラメントのエンドクール
が最も大きい端部のコイル部のコイルピッチを狭くす
る、或いはコイルの半径を大きくする、さらにはそれら
を組合せることにより、フィラメントが赤色に発光する
ことなく、フィラメントにテンションを付与することが
できる。本願発明は、直線状の中央部を有するフィラメ
ントを用いた場合には、フィラメント全体がコイルの場
合に比して消費電力が小さくなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本願発明の実施の形態に係る蛍光表示管のアノ
ード側基板の断面図とフィラメントの加熱温度の分布図
である。

【図２】本願発明の実施の形態に係るフィラメントの構
造図である。

【図３】本願発明の実施の形態に係るフィラメントの別
の構造図である。

【図４】従来の蛍光表示管のアノード側基板の平面図と
断面図である。

【図５】従来の蛍光表示管のフィラメントの構造図とフ
ィラメントの加熱温度の分布図である。

【符号の説明】

１１ガラスの基板１２１，１２２フィラメント支持部１３グリッド１４表示エリア１５，１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄ，１５ｅ，１５
ｆフィラメント

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】中央部と端部のコイル部とから成る陰極
用フィラメントを備え、前記コイル部を取付け部材に取
付けた電子管において、前記コイル部のコイルピッチ
は、前記取付け部材側は狭く、中央部側は広いことを特
徴とする電子管。
【請求項２】中央部と端部のコイル部とから成る陰極
用フィラメントを備え、前記コイル部を取付け部材に取
付けた電子管において、前記コイル部のコイルの直径
は、前記取付け部材側は大きく、中央部側は小さいこと
を特徴とする電子管。
【請求項３】請求項１に記載の電子管において、前記
コイルピッチは、段階的又は連続的に変化していること
を特徴とする電子管。
【請求項４】請求項２に記載の電子管において、前記
コイルの直径は、段階的又は連続的に変化していること
を特徴とする電子管。
【請求項５】請求項１乃至請求項４のいずれか1項に
記載の電子管において、陰極用フィラメントの中央部
は、直線状又はコイル状であることを特徴とする電子
管。