JPH03122954A - 表示管用電子源 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、コンピュータ等の文字、図形を表示するため
の端末機、テレビジョン映像機、メツセージボード等の
目的に用いられる表示管用電子源の改良に関するもので
ある。

（従来の技術） 平面ＣＲＴ、蛍光表示管の如き陰極線表示管は、電子源
として複数本の細線状陰極が用いられている。この細線
状陰極は、多くの場合、直径が１０〜数−Ｐｇｍの極細
のタングステン線から成り、その外表面に数十ｐｍの厚
さに（Ｂａ、Ｓｒ、Ｃａ）Ｏの如き電子放射性物質が被
覆されている。この陰極は１表示画面を横切って張架し
てその両端に直流電源、交流電源またはパルス電源が接
続されている。この陰極に電源から通電すると、陰極が
６００〜８００℃の電子放射温度まで加熱され、電子放
射性物質から電子が放射される。

この陰極３０は、第１図に示すように、絶縁基板１２に
固定された４２６合金、ステンレス等の薄板金属材料か
ら成る固定部材１４に一端がスポット溶接等によって固
定され、他端がステンレス薄板等の板ばねの如き伸長部
材１６に固定して張架されている。尚、ｖ＃極と他のＭ
御電極との位置関係を精密に制御する必要がある場合に
は、固定部材と伸長部材との間に固定部材と同じ金属ま
たはアルミナ等の絶縁体から成る位置決め部材１８を設
け、この位置決め部材の陰極接触位置にＶ字形切り欠き
を形成びてこの切り欠きに陰極３０を係止させることが
行なわれている。

〔発明が解決しようとする課題〕

一般に、陰極３０から放射される電子は、第２図に示す
ように、この電子の拡散、集束、偏向、変調等を行なう
電子ビーム制御手段１２を用いて蛍光体１４と一体化し
た陽極１６を有するスクリーン１８に衝突して任意の画
像を得ている。電子ビーム制御手段１２は１例えば、引
き出し電極２０及び制御電極群２２から成っており、電
子ビームは、これらの電極に陰極電位に対して適正に電
位を印加して制御されている。尚、第２図において符号
２４は各陰極３０に直列に接続されたダイオード、符号
２６は陰極３０に接続されたパルス発生回路である。

例えば、陰極３０からの電子放射量を制御するには陰極
３０の近傍に配置されたビーム量制御電極（引き出し電
極２０）に与える電位を陰極電位に対して０から正の値
にすることによって行なわれ、また電子のカットオフは
この制御電極を充分負の電位にすることによって行なわ
れる。ところで、陰極３０か細線から成っていると、こ
の陰極３０の電位は、その長手方向に亙って変化し、従
って他の電極に対する相対電位が一定にならない問題が
ある。即ち、陰極３０に直流電圧を印加した場合、ｒ！
Ｒ極の抵抗によって陽極に対する陰極の一端の電位と反
対端の電位とは陰極の抵抗値と陰極を通る電流値との桔
に相当する分だけ異なり、また陰極３０に交流電圧また
はパルスを印加した場合には、陰極の電位は正負に変化
し、そのため表示画面に輝度むら、画面のちらつき等の
表示不良か生ずる欠点かあった。

このような不都合をなくすため、複数の制御電極を有す
る蛍光表示管の場合には、陰極と制御電極との間隔を変
化させたり（特開昭５５−６７９９号公報参照）、第２
図に示すように。

１０枚以上の制御電極を用いて電子ビームを垂直方向、
水平方向に集束、偏向したり、ビーム厘を制御する平面
ＣＲＴの場合には、電子ビームを放射しない期間は、陰
極３０を加熱するためのヒータ電圧をその両端に印加し
ヒータ電流を流して陰極を加熱しておき、電子ビームを
放射する際には、このヒータ電流をオフにして実質上陰
極の電位を長子方向に亙って一定にしながら、余熱によ
って電子ビームを放射することが行なわれていた（特開
昭５４−１４３０６２号公報参照）。

しかし、陰極と制御電極との間隔を変化させる方法は、
電極の数が非常に少ない場合にのみ有効であり、多数の
電極を有する陰極線表示管には適用することかできない
し、また陰極の長手方向に陰極との間隔をそれぞれ変化
させて制御電極を配置すると、陰極の長子方向に細分化
された電極が必要となり、これらの組み立てに多くの工
数が必要となり、その結果極めて高価となる欠点があっ
た。

また、電子ビームの放射及び非放射を陰極電流の通電、
遮断によって制御する方法は、余熱によって電子を放射
するので、通電時の陰極温度は放射時の温度よりも数十
〜１００℃程度高くしなければならないため、電子放射
性物質の寿命か短くなる欠点があり、更に陰極に周期的
に電圧を印加すると、陰極が細く剛性かないことと相持
って陰極が振動し易く、従って陰極と制御電極との間隔
が長手方向に変化し、表示画面の特性を劣化する欠点が
あった。

更に、陰極は極細線であるので、その取扱いに非常に注
意が必要であり、また陰極の表面には剥落し易い酸化物
か塗布されているため、工程を自動化することか難しく
、実際上ピンセット等によって固定部材及び伸長部材に
固定しているが、表示管が大面積化すると、陰極の張架
間隔が大きくなるため、Ｅ４極の張架工程は更に困難に
なり、そのため工程の歩留りか一層悪くなる欠点かあっ
た。

また、直径が数十ｇｍの細線状の陰極は、この陰極が切
断されない程度に最大の張力を伸長部材に饗えて張架さ
れるが、この陰極の張架長さが１５０ｍｍを越えると、
外部振動及び衝撃等によって極めて容易に振動するよう
になり、陰極か振動すると、陰極と他の制御電極との間
の位置関係、即ちこれらの間の等電位面分４ｊ状１ｇか
不安定となり、このため陰極電位か不安定な場合と同様
に表示品質が劣化する欠点がある。このような振動を防
止するためには、陰極に直交するような細線等の振動防
止手段を設ければよいが、陰極の熱容量か小さいので、
陰極にこのような振動防止手段か接触すると、この接触
点近傍の陰極温度が低下し、熱電子の放射ができなくな
る欠点かあった。

尚、他の従来例でヒータの機能と陰極としての機能を分
離した複合型陰極を用いた電子源が提案されている（特
開昭６２−１８４，７５９号公報参照）。この従来例の
電子源では、ヒータはセラミック溶着等の方法で形成さ
れたタングステンワイヤ等から成り、陰極はその上に蒸
着または電着等の積層手段によって形成された導電層か
ら成っている。

しかし、この電子源は、金属とセラミックζ導電層との
８Ｉｌ１１張が異なる少なくとも３つの材料か一体化さ
れて構成されているので、セラミック溶着上程で高温雰
囲気下から常温に戻る間または６００〜８００°Ｃの熱
電子放射時から常温に戻る間に亀裂か生じ、またこの間
の熱歪みによって陰極に永久的な変形歪みが生じ、更に
高温過程でセラミック材料と金属材料との間で固相反応
が生じ、熱電子放射能または絶縁性能か低下する欠点か
あった。

本発明の目的は、上記の欠点を回避し、陰極の長手方向
に亙って均一な電位を維持して良好な表示特性を有し、
且つ亀裂、変形歪みか生ずることかなく、長期に亙って
性能を維持することができる表示管用電子源を提供する
ことにある。

（課題を解決するための手段） 本発明は、上記の課題を解決するために、熱電子を放射
する細線状陰極から成る表示管用電子源において、細線
状陰極は、絶縁被覆されたヒータ細線と、このヒータ細
線を包み込む金属パイプと、この金属パイプの外表面に
設けられた電子放射性物質とから成っていることを特徴
とする表示管用電子源を提供するものである。

（作用） このように、陰極が絶縁被覆されたヒータ細線と電子放
射性物質との間に設けられてヒータ細線を包み込むよう
な金属バイブを有すると、ヒータ細線は、その通電によ
ってこの金属バイブを加熱して所定の電子放射温度に保
つ機能を有し、また金属パイプは、制御電極の如き他の
電極に対する電位を与える機能を有し、これらの機能が
分離される。そして、金属パイプは、ヒータ線に印加さ
れている電位を外部に漏らすことがなく、ヒータ線を常
時加熱しても陰極電位を常に一定に保つことができ、ま
た金属バイブは陰極自体の振動を抑えるので大画面表示
パネル用に陰極を長く張架することができる。更に、こ
の金属バイブによって陰極の熱容量が大きくなるので、
陰極振動防止手段を設けても陰極の温度が低下すること
かない。

（実施例） 本発明の実施例を図面を参照して詳細に説明すると、第
３図は、本発明に係る表示管用電子源ｌＯを示し、この
表示管用電子［１０は、熱゛ｉ［子を放射する細線状陰
極３０から成っており、この細線状陰極３０は、絶縁体
３２が被覆され直径が数十ＪＬｍのタングステン線のヒ
ータ細線３４と、このヒータ細線３４を包み込む直径か
数十〜数百ｐｍのニッケル、クロムの如き材料から作ら
れた金属パイプ３６と、この金属バイブ３６の外表面に
設けられた（Ｂａ、Ｓｒ、Ｃａ）Ｏの電子放射性物質３
８とから成っている。絶縁体３２は、ヒータ細線３４が
６００℃〜８００°Ｃの高温領域に加熱されてもヒータ
細線３４と固相反応を生しることなく、従ワてヒータ細
線３４の劣化を起こすことがない高い絶縁性材料である
アルミナ等の材料を数十ｇｍの厚みで電看法またはデイ
ツプコーティング法等の塗布手段によって被覆される。

この陰極３０は、第４図に示すように、ガラスの如き絶
縁基板１２に固定された４２６合金、ステンレス等の薄
板金属材料から成る固定部材１４に一端がスポット溶接
等によって固定され、他端がステンレス薄板等の板ばね
の如き伸長部材１６に固定して張架され、その途中は位
と決め部材１８によって位置決めされていることは従来
と同じであるが、陰極３０の金属パイプ３６が位置決め
部材１８によって位置決めされ、この金属パイプ３６の
両端から導出するヒータ細線３４が固定部材１４及び伸
長部材１６に固着され、これらの部材１４及び１６上に
ヒータ細線３４に接続された導出端子３４ａが設けられ
ている。

この電子源ｌＯは、第５図に示すように、パルス発生回
路２６に接続され、従来と同様にして陰極３０から放射
される電子は、その拡散、集束、偏向、変調等を行なう
電子ビーム制御手段１２を用いて蛍光体１４と一体化し
た陽極１６を有するスクリーン１８に衝突して任意の画
像を得ることができる。尚、第５図において符号４０は
ヒータ細線３４に接続されてヒータ細！ａ３４を通電加
熱する加熱電源、また符号４２はパルス発生回路２６を
駆動する駆動電源である、この図から解るように、ヒー
タ細線３４は、加！’ｉｔｔ源４０から常時数Ｖの直流
電圧が印加されてそのまわりにある金属パイプ３６を間
接的に加熱し、また金属パイプ３６にパルス発生回路２
６から適切な電圧を印加する０例えば、電子をカットオ
フするには引き出し電極２０に対して深い負の電圧を印
加し、電子ビームを取り出す際には陰極３０と等電位ま
たは正の電位を印加する。

このように、Ｐ３極３０が絶縁被覆されたヒータ細線３
４と電子放射性物質３８との間に設けられてヒータ細線
３４を包み込むような金属パイプ３６を有すると、ヒー
タ細線３４は、その通電によって金属パイプ３６を加熱
して所定の電子放射温度に保つ機能を有し、また金属パ
イプ３６は、制御電極の如き他の電極に対する電位を与
える機能を有し、これらの機能が分離される。

また、金属パイプ３６は、ヒータ細線３４を田っていて
このヒータ線３４に印加されている電位を外部に漏らす
ことがなく、ヒータ細線３４を常時加熱しても陰極電位
を常に一定に保つことができる。一方、金属パイプ３６
は、直線状であって長手方向にもそれと直角な方向にも
剛性が高いので陰極自体の振動を実質的に抑え、例えば
３００ｍｍ以上のように大画面表示パネル用に陰極を長
く張架することができる。更に、この金属パイプ３６に
よって陰極３０の熱容量が大きくなるので、この金属パ
イプ３６に接触する陰極振動防止手段を設けても陰極３
０の温度が低下することがない。

本発明の電子源ｌＯは、第６図に示す表示管ｗ７Ａ動回
路に適用されて陰極３０のアドレスを町ｔｅとする。即
ち、陰極３０の金属パイプ３６に引き出し電極２０の電
位に対してカットオフを与えるための深い負の電位を与
えると、陰極３０からの電子の放射がなくなり、また引
き出し電極２０と同等の電位を印加すると、電子か引き
出されることを利用して複数の陰極３０の金属パイプ３
６に深い負の電位を与えておき、引き出し電極２０と同
程度の電圧パルスを順次印加することによって陰極３０
を順次走査することができる。

本発明の具体例で、ヒータ細線は直径が２５ｇｍのタン
グステン線であり、絶縁体はこのヒータ細線の上に厚さ
２０ｇｍで電着法て形成されたアルミナであり、また金
属パイプは肉厚か２０μｍであり外径が２００ｇｍのニ
ラケルバイブであって３００ｍｍの長さで張架した。

尚、上記実施例ては、陰極を張架する絶縁基板はガラス
であったが、絶縁処理された金属基板または表示面に対
応して電極を配置したものであってもよい、また、陰極
のヒータ細線を駆動する加熱電源は直流電源であったが
、それ以外に交流？ｔｔ源またはパルス電源であっても
よい。更に、金属パイプ３６は、第３図の実施例では１
本来の筒状体てあったが、この金属パイブ３６′は、第
６図に示すように、金属細線を密着してコイル状にして
形成されたものであってもよい。

（発明の効果） 本発明によれば、上記のように、陰極は、絶縁被覆され
たヒータ細線と電子放射性物質との間に設けられてヒー
タ細線を包み込むような金属パイプを有するので、この
金属パイプによってヒータ線に印加されている電位を外
部に漏らすことがなく、ヒータ線を常時加熱しても陰極
電位を常に一定に保つことができるから良好な表示特性
を得ることができ、またこの金属パイプは陰極自体の振
動を抑えるので大画面表示パネル用に陰極を長く張架す
ることができ、更にこの金属パイプによって陰極の熱容
量が大きくなるので、陰極振動防止手段を設けても陰極
の温度か低下することがない上に陰極のアドレスが容易
に行なわれる実益がある。更に、本発明の電子源によれ
ば、ヒータ機能を有する部分は絶縁被覆された金属のヒ
ータ細線から成り、陰極機能を有する部分は金属パイプ
から成っていて両者は一体化していないので熱変化の過
程で亀裂が生じたり、変形歪みか生ずることかなくそれ
ぞれの機能を長期に亙って維持することかてきるから品
質を低下することかない。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は従来技術の表示管用電子源の斜視図
及びこの電子源をを用いた表示管の駆動系統図、第３図
は本発明の表示管用電子源に用いられる１つの陰極の斜
視図、第４図は第３図の陰極を用いた電子源の斜視図、
第５図は第４図の電子源を用いた表示管の駆動系統図、
第６図は本発明の他の実施例による陰極の斜視図である
。 １０−−−−一表示管用電子源、３０−−−−陰極、３
２−−−−一絶縁体、３４−−一−ヒータ細線、３６．
３６’　−−−−一金属パイブ、３Ｂ−−−−一電子放
射性物質。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 熱電子を放射する細線状陰極から成る表示管用電子源に
   おいて、前記細線状陰極は、絶縁被覆されたヒータ細線
   と、前記ヒータ細線を包み込む金属パイプと、前記金属
   パイプの外表面に設けられた電子放射性物質とから成っ
   ていることを特徴とする表示管用電子源。