JPH04245157A - 線状電子源の駆動方法 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、線状陰極を用いた線状
電子源の駆動方法に関するものであり、特に文字、グラ
フィック表示等を行うための平板型陰極線管表示装置に
用いる線状電子源の駆動方法に関するものである。

【０００２】

【従来技術】従来、線状陰極と複数の電極等とを組み合
わせて線状電子源を構成し、この線状電子源の線状陰極
から電子を選択的に取り出し、その電子を螢光体等に射
突させて文字、グラフィック表示等を行う表示装置が数
多く提案されているが、その線状電子源の一般的な構成
として図７に示すものがある。即ち、図中７０１　は線
状陰極であって、通常外径数十〜数百マイクロメートル
のタングステン等の金属細線上に（Ｂｒ、Ｓｒ、Ｃａ）
Ｏ等の電子放射性酸化物が均一に塗布されたものである
。７０２　は背面電極で、線状陰極７０１　から放出さ
れる電子を分割制御するためのものである。７０３　は
対向電極で、線状陰極７０１　から電子を取り出すため
のものであり、線状陰極７０１　に対応して一連の複数
個の貫通孔７０４　が設けられている。７０５　は貫通
孔７０４　を通過した電子ビームを加速、偏向するため
の電極である。即ち、線状陰極７０１　とこれらの電極
等とで線状電子源７０６　が構成されている。

【０００３】次に、図８を用いてこの線状電子源７０６
　の駆動方法（線状陰極７０１　からの電子の放出、以
下同じ）を説明する。図８はこの線状電子源７０６　を
駆動させるための結線図であり、図７と共通する箇所は
同符号を用いている。（但し、背面電極７０２　と電極
７０５　は省略してある。）

【０００４】図中、８０１　は線状陰極７０１　を加熱
するための加熱電源、８０２　は陰極スイッチング、バ
イアス電圧発生等の手段を備える線状陰極駆動回路、８
０３　はダイオード、８０４　は対向電極７０３に接続
された電源である。ここで線状陰極７０１　の一端は線
状陰極駆動回路８０２　を介して加熱電源８０１　の正
極に接続され、他端はダイオード８０３　を介して加熱
電源８０１　の負極に接続されている。さらに対向電極
７０３　は線状陰極７０１　からの電子放出時以外に必
要な電源８０４　の負極に接続されている。上記構成に
おいて、この線状電子源７０６　を駆動させるには、ま
ず、線状陰極７０１　を加熱電源８０１　によって約６
００　〜１２００℃に通電加熱し、線状陰極７０１　か
ら電子が放出し得る状態、即ち、線状陰極７０１　を電
子放出温度に保持する。但し、この時、線状陰極７０１
　と対向するように平行に配置された対向電極７０３　
には線状陰極７０１　に対して負の電圧が電源８０４　
から印加されているので、線状陰極７０１　から電子は
放出しない。

【０００５】続いて、線状陰極駆動回路８０２　で発生
させた負のパルス電圧を線状陰極７０１　の一端から印
加し、対向電極７０３　の電圧を線状陰極７０１　の電
圧よりも相対的に正に維持する。すると線状陰極７０１
　から電子が放出され、この放出された電子は対向電極
７０３　に設けられた貫通孔７０４　を通過した後、図
示しない任意の蛍光体等に射突して画像表示を行う。

【０００６】また、この線状電子源７０６　を駆動させ
る他の方法として、図９に示すような構成のものも提案
されている。（但し、図８と共通する箇所は同符号を用
いている。）即ち、この方法は図８に示した駆動方法と
同様に線状陰極７０１　を通電加熱した後、前述した線
状陰極駆動回路８０２　で発生させたパルス電圧を線状
陰極７０１　に印加する代わりに、線状陰極７０１　の
両端に接続された電源９０１　から線状陰極７０１　の
両端に同電圧を印加して電子を放出させるものである。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら前述した
２通りの線状電子源７０６　の駆動方法においては以下
に示すような問題点があった。

【０００８】先ず、図８に示した駆動方法においては、
線状陰極駆動回路８０２　で発生させた負のパルス電圧
を線状陰極７０１　の一端から印加させた場合、即ち、
電子が線状陰極駆動回路８０２　からダイオード８０３
　に向かって印加された時に、線状陰極７０１　にはこ
れと反対方向、即ち、ダイオード８０３　側から線状陰
極駆動回路８０２　に向かって電流（電子放出電流）が
流れてしまい、これに伴って線状陰極７０１　長手方向
に電位勾配が生じてしう。従って、線状陰極７０１　か
ら均一な電子の放出を得ることができず、結果として画
像面内での輝度のバラツキ、焦点スポットの変動等の問
題が生じていた。

【０００９】また、上記の電流（電子放出電流）により
線状陰極７０１　に生じる電位勾配を消滅させるために
提案されたのが図９に示した駆動方法であり、線状陰極
７０１　の両端に同電圧を印加せしめることで線状陰極
７０１の両端の電位を等しくし、これにより前記電位勾
配を消滅させるものであるが、結局線状陰極７０１　か
らの電子放出時においては、線状陰極７０１　の両端か
ら中央に向かって印加される電子の流れに対して、これ
とは反対に中央から両端に向かって電流（電子放出電流
）が流れてしまうので、線状陰極７０１　の中央の電位
が両端の電位よりも高くなり、同じく線状陰極７０１　
に電位勾配を生じる結果となっていた。そのため、画像
的には片側、あるいは画面中央部の輝度に変化を生じ、
また、連続的ではあるがビーム集束径に変化をきたして
しまい、視覚上画面が凹んで見える等の問題が生じてい
た。

【００１０】

【発明の目的】本発明は前記問題点に鑑みなされたもの
でその目的とするところは、係る不具合を生じることな
く、線状陰極長手方向の電位勾配による画質低下をなく
すことができる線状電子源の駆動方法を提供することに
ある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
の本発明の構成は、電子を放出する線状陰極と、該線状
陰極と対向するように平行に配置された対向電極とで線
状電子源を構成し、前記線状陰極を通電加熱して該線状
陰極から電子を放出し得る状態とした後に前記該線状陰
極から電子を放出させる前記線状電子源の駆動方法にお
いて、電子放出時に前記線状陰極両端に電圧を印加して
電位差を設け、該電位差を設けた際前記線状陰極に生じ
る電位勾配を反転させることを特徴とする。

【００１２】

【実施例】本発明の実施例を図を参照して詳細に説明す
る。

【００１３】図１は本発明で用いられる線状電子源１０
１　の一構成図であり、図中、１０２　は線状陰極で、
例えば外径数十〜数百マイクロメートルのタングステン
等の金属細線上に（Ｂｒ、Ｓｒ、Ｃａ）Ｏ等の電子放射
性酸化物が均一に塗布されたものである。１０３　は線
状陰極１０２　と対向するように平行に配置された対向
電極で、線状陰極１０２　に対応した箇所に電子を通過
させるための貫通孔１０４　を備えている。１０５　は
線状陰極１０２　から放出される電子を分割制御するた
めの背面電極で、背面電極駆動回路１０６　と電気的に
接続されていると共に、対向電極１０３　とは線状陰極
１０２　を挟んで反対側で、且つ線状陰極１０２　に対
向して平行に配置されている。尚、本発明で用いられる
線状電子源の構成はこれに限らることはない。例えば、
対向電極１０３　に更に対向する位置取り出し加速電極
となる図示しない電極を配置したものでもよく、また背
面電極１０５　を設けないものでもよい。

【００１４】本発明の基本的な構成は、線状陰極１０２
　から電子を放出させない時（ビームＯＦＦ時、以下同
じ）には、線状陰極１０２　に加熱電流を流して線状陰
極１０２　を通電加熱し、線状陰極１０２　から電子を
放出させる時（ビームＯＮ時、以下同じ）には加熱電流
をカットすると共に、線状陰極１０２　の両端に電圧を
印加して電位差を設け、この際線状陰極１０２　長手方
向に生じる電位勾配を反転させ、それを時間的に平均化
することにより実質的に線状陰極１０２　の長手方向に
均一な電位を得るものである。

【００１５】以下、図２〜図４を用いて本発明による駆
動方法（線状陰極からの電子の放出をいう、以下同じ）
の原理を図１に示した線状電子源１０１　を用いて説明
する。先ず、図２は前述した線状電子源１０１　を駆動
させるための結線図で、２０１　は線状陰極１０２　を
加熱するための加熱電源、２０２，２０３　は共に線状
陰極１０２　に駆動電圧を印加させる手段を備える線状
陰極駆動回路、２０４　は対向電極１０３　に接続され
た電源である。

【００１６】図３（イ）、（ロ）はビームＯＦＦ時、お
よびビームＯＮ時に線状陰極駆動回路２０２，２０３　
から線状陰極１０２　にそれぞれ印加される駆動パルス
電圧の波形図（縦軸に電圧、横軸に時間をとる）で、（
イ）が線状陰極駆動回路２０２　から線状陰極１０２　
に印加されるものを示し、（ロ）が線状陰極駆動回路２
０３　から線状陰極１０２　に印加されるものを示して
いる。また同図（ハ）は対向電極１０３　に印加するパ
ルス電圧の波形図（縦軸に電圧、横軸に時間をとる）を
示している。

【００１７】先ず、ビームＯＦＦ時には、図３（イ）、
（ロ）に示す大きさ（Ｖ３ａ−Ｖ３ｂ）なる加熱電圧が
図２に示す加熱電源２０１　から線状陰極駆動回路２０
２，２３０　を介して線状陰極１０２　に印加されると
共に、図３（ハ）に示す大きさ（Ｖ１ｃ）なる電圧を対
向電極１０３　に印加して対向電極１０３　の電圧を線
状陰極１０２　に対して負にするか、あるいは背面電極
１０５　にカットオフ電圧を印加することにより、線状
陰極１０２　を電子放出温度に維持する。

【００１８】また、ビームＯＮ時には、線状陰極駆動回
路２０２，２０３　により加熱電圧はカットされ、線状
陰極１０２　の電子取り出し電位を変調するための所定
の大きさ（Ｖ２ｃ−Ｖｂ　）（但し、Ｖｂ　＝Ｖ２ａ＋
Ｖ１ａ／２＝Ｖ２ｂ＋Ｖ１ｂ／２）なる変調電圧が線状
陰極１０２　と対向電極１０３　との間に印加されたま
ま、図３（イ）、（ロ）に示す矩形状の駆動パルス電圧
が線状陰極１０２　に印加される。具体的には、図３（
イ）、（ロ）に示すように、ビームＯＮ時のある任意の
期間ｔ１　においては線状陰極駆動回路２０２　から大
きさ（Ｖ１ａ）、線状陰極駆動回路２０３　からは大き
さ（Ｖ２ｂ）（但し、Ｖ２ｂ＞Ｖ１ａ）の駆動パルス電
圧がそれぞれ線状陰極１０２　に印加され、続く期間ｔ
２　には線状陰極駆動回路２０２　から大きさ（Ｖ２ａ
）、線状陰極駆動回路２０３　からは大きさ（Ｖ１ｂ）
（但し、Ｖ２ａ＞Ｖ１ｂ）の駆動パルス電圧がそれぞれ
線状陰極１０２　に印加される。即ち、任意の期間ｔ１
　には（Ｖ２ｂ−Ｖ１ａ）なる電位差が線状陰極１０２
　に生じ、図２に示す線状陰極１０２　の紙面に向かっ
て右側の電位が高くなる。また、続く期間ｔ２　には（
Ｖ２ａ−Ｖ１ｂ）の電位差が線状陰極１０２　に生じ、
逆に図２に示す線状陰極１０２　の紙面に向かって左側
の電位が高くなる。この様に、ビームＯＮ時には線状陰
極１０２　両端の電位の高低、即ち、線状陰極１０２　
に生じる電位勾配を反転させる。尚、図３（イ）、（ロ
）は、３回反転させているものを示している。

【００１９】一方、この任意の期間ｔ１　とｔ２　とを
ほぼ等しく設定した時は、印加する電圧の大きさもそれ
ぞれ（Ｖ２ａ）＝（Ｖ２ｂ）、（Ｖ１ａ）＝（Ｖ１ｂ）
を満たすように設定し、また、期間ｔ１　とｔ２　とを
任意に等しく設定しない時は、反転前に線状陰極１０２
　に印加している電圧の値をその時間で積分した値が、
反転後に線状陰極１０２　に印加している電圧の値をそ
の時間で積分した値に等しくなるように、印加する電圧
、およびその期間をそれぞれ設定しておく。即ち、図３
（イ）、（ロ）を用いて説明すると、電圧（Ｖ２ｂ−Ｖ
１ａ）をその期間ｔ１　で積分した値が、電圧（Ｖ２ａ
−Ｖ１ｂ）をその期間ｔ２　で積分した値に等しくなる
ようにすることである。また、印加する電圧Ｖ２ａ、Ｖ
２ｂ、Ｖ１ａ、Ｖ１ｂのそれぞれの大きさは１Ｖ以内、
好ましくは０．３　〜　０．５Ｖになるようにする。

【００２０】次に、図４にこの任意の期間ｔ１　とｔ２
　に於ける線状陰極１０２　延設長手方向の電位勾配を
示す（縦軸に電位、横軸に線状陰極１０２　の長さ、但
しその長さを１．０　とする、を示す）と、任意の期間
ｔ１　においては同図（イ）に示すような左下がりの実
線になり、期間ｔ２　については同図（ロ）に示すよう
な右下がりの実線になる。従って、期間ｔ１　，ｔ２　
において線状陰極１０２　に生じる電位勾配を反転させ
、それを時間的に平均化することにより実質的に線状陰
極１０２　長手方向には同図（ハ）に示すように均一の
電位が得られる。

【００２１】また、同図（イ）、（ロ）の破線はビーム
ＯＮ時に電子放出電流が線状陰極１０２　に流れた時の
ものを示しており、実際のビームＯＮ時には電子放出電
流による電位勾配が生じるためその実線のものとは多少
のずれを生じる。しかしながら、これを時間的に平均化
している本発明の主旨からいえば実質的に線状陰極１０
２　の長手方向に同電位を得られることには相違ない。

【００２２】尚、本実施例においては線状陰極１０２　
の両端に印加する駆動パルス電圧に矩形状で同じ極性の
ものを用いたが、使用する駆動パルス電圧はこれらに限
定されるものではなく、線状陰極１０２　の両端に電位
勾配が生ずるものであれば三角波、正弦波等任意の波形
のものであってもよく、また極性を異にしてもよい。

【００２３】次に、本発明の駆動方法を達成するための
具体化手段を説明する。図５は具体化手段の一例を示す
もので、図中、５０１　は線状陰極１０２　を加熱する
ための直流加熱電源、５０２，５０３　は共にパルス電
圧発生器で、互いに反転したパルス電圧を線状陰極１０
２　に印加するためのものである。５０４　は線状陰極
変調回路で、線状陰極１０２　に所定のバイアスレベル
を与えるための、所謂輝度信号からのアナログデータを
デジタル化して変調出力するためのものである。また、
図２と共通する箇所は同符号を用いている。

【００２４】線状陰極１０２　の一端はスイッチングト
ランジスタＴｒ１を介して直流加熱電源５０１　の正極
に接続され、他端は負極に接続されている。また、その
両端はスイッチングトランジスタＴｒ２　、Ｔｒ３　を
介してそれぞれパルス電圧発生器５０２，５０３　に接
続されている。そしてこのスイッチングトランジスタＴ
ｒ１　はスイッチングパルス入力端子５０５　から入力
されるスイッチングパルスＳ５によりスイッチングされ
、またスイッチングトランジスタＴｒ２　、Ｔｒ３　も
それぞれスイッチングパルス入力端子５０６　から入力
されるスイッチングパルスＳ６によりスイッチングされ
る。尚、図６はそのスイッチングパルスＳ５、Ｓ６の波
形図を示している。

【００２５】上記構成において、ビームＯＦＦ時には、
図６に示すようにスイッチングパルスＳ５をＯＮ、スイ
ッチングパルスＳ６をＯＦＦにし、直流加熱電源５０１
　から線状陰極１０２　に加熱電圧を印加させる。さら
に、ビームＯＮ時には逆にスイッチングパルスＳ６をＯ
Ｎ、スイッングパルスＳ５をＯＦＦにして線状陰極変調
回路５０４　から変調電圧を印加すると共に、パルス電
圧発生器５０２，５０３　から駆動パルス電圧を線状陰
極１０２　の両端に印加させる。尚、本発明の具体化手
段はこの一例に限定されるものではなく、前述した駆動
原理を正確に行うことのできる手段であればどのような
ものでもよい。

【００２６】

【発明の効果】本発明の線状電子源の駆動方法によれば
、電子放出時に線状陰極に生じさせた電位勾配を反転さ
せこれを時間的に平均化することにより、線状陰極長手
方向に実質的に同電位を得ているので、線状陰極長手方
向に電位勾配を生じることがなくなり、輝度斑、および
線状陰極長手方向のビームスポット径の変動等による画
質低下をなくすことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に使用される線状電子源の一構成図。

【図２】図１の要部結線図。

【図３】本発明の一実施例における駆動パルス電圧の波
形図。

【図４】本発明の一実施例における線状陰極延設長手方
向の電位勾配を示す特性図。

【図５】本発明の一実施例の具体化手段を示す結線図。

【図６】本発明の一実施例におけるスイッチングパルス
Ｓ５、Ｓ６の波形図。

【図７】従来の線状電子源の構成を示す構成図。

【図８】図７の線状電子源を駆動させるための結線図。

【図９】図７の線状電子源を駆動させるための他の方法
を示す結線図。

【符号の説明】

１０１　　　　　　　線状電子源 １０２　　　　　　　線状陰極 １０３　　　　　　　対向電極 １０４　　　　　　　貫通孔 １０５　　　　　　　背面電極 １０６　　　　　　　背面電極駆動回路２０１　　　　
　　　加熱電源 ２０２，２０３　　　線状陰極駆動回路２０４　　　　
　　　電源 ５０１　　　　　　　直流加熱電源

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　電子を放出する線状陰極と、該線状陰
   極と対向するように平行に配置された対向電極とで線状
   電子源を構成し、前記線状陰極を通電加熱して該線状陰
   極から電子を放出し得る状態とした後に前記線状陰極か
   ら電子を放出させる前記線状電子源の駆動方法において
   、電子放出時に前記線状陰極両端に電圧を印加して電位
   差を設け、該電位差を設けた際前記線状陰極に生じる電
   位勾配を反転させることを特徴とする線状電子源の駆動
   方法。
2. 【請求項２】　　前記線状陰極に生じる電位勾配を反転
   させる際、前記反転前における期間と、前記反転後にお
   ける期間とをほぼ等しくしたことを特徴とする請求項１
   記載の線状電子源の駆動方法。 【請求項３　】　　前記電位勾配を反転させる前に前記
   線状陰極両端に印加している電圧を前記反転前の時間で
   積分した値が、前記電位勾配の反転後に前記線状陰極両
   端に印加している電圧を前記反転後の時間で積分した値
   に等しいことを特徴とする請求項１記載の線状電子源の
   駆動方法。