JPH0612658B2

JPH0612658B2 - 陰極構体

Info

Publication number: JPH0612658B2
Application number: JP58195242A
Authority: JP
Inventors: 実勝山; 正則渡辺; 欽造野々村; 龍馬平野; 潔浜田
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1983-10-20
Filing date: 1983-10-20
Publication date: 1994-02-16
Anticipated expiration: 2009-02-16
Also published as: JPS6089039A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は画像表示分野で使用される線状熱陰極を用いた
陰極構体に関するものである。

（従来例の構成とその問題点）陰極構体としては種々のものが知られているが、陰極と
複数個の電極から構成されたものがある。これは陰極か
ら放出される電子の流れを制御するために、適当な電位
がそれらの陰極構体に与えられるが、線状熱陰極では、
さらに電子ビーム放出を行うに十分な温度まで線状熱陰
極を加熱する必要がある。近年、上記の陰極構体から放
出される電子を蛍光体に導いて画像を形成する平板型表
示装置を開発する試みが報告されている。

上記の陰極構体は３個の分離した陰極が用いられてい
る。即ち、電子を放出する線状熱陰極と、一定時間放出
すべき電子を制御する背面電極手段と、放出された電子
を取り出すように制御された取り出し電極手段とから形
成されている。

第１図は従来の陰極構体の一例について、その要部構成
を示す斜視図である。この陰極構体は、後方から前方に
向って順に、背面電極手段１，電子ビーム放出源として
の線状熱陰極２，取り出し電極手段３が配置されて構成
されている。電子ビーム源としての線状熱陰極２は、水
平方向に線状に分布する電子ビームを放出するように水
平方向に張られており、このような線状熱陰極２が適宜
間隔を介して垂直方向に複数本設けられている。この例
では線状熱陰極２は10mmピッチで２イ、２ロ、……２ヨ
と１５本（但し、２イ，２ロ，……２ニの４本のみ図
示。）設けられているものとし、いずれも例えば直径10
μｍ〜直径25μｍのタングステン線の表面に酸化物陰極
材料が塗布されて構成されている。そして、上方の線状
電極２イから順に一定時間ずつ電子ビームを放出するよ
うに制御されている。

背面電極手段１は、絶縁板４に付着された導電材料５の
塗膜によって形成されており、一定時間電子ビームを放
出すべく制御される線状熱陰極２以外の他の線状熱陰極
からの電子ビームの発生を抑止し、かつ、発生された電
子ビームを前方向だけに向けて押し出す作用をする。

電子ビームを取り出すための取り出し電極手段３は、線
状熱陰極２イ〜２ヨのそれぞれと対向する水平方向に複
数の電子ビーム通過孔｛この例では、１mmピッチで、0.
8mm（垂直方向）×0.7mm（水平方向）の通過孔｝６を有
する金属導電板７であり、線状熱陰極２から放出された
電子ビームを、それぞれの通過孔６を通して取り出すよ
うに制御されている。

しかし、この種の陰極構体にも幾つかの問題がある。そ
の１つは、各々の陰極に対して、それぞれ正確に位置合
わせをしなければならないことである。ここで、本発明
者らは、各々の陰極のずれに対し、放出される電子ビー
ムが蛍光体では、どのように移動するかを実験で求め
た。

第２図は陰極構体の線状熱陰極の位置が変化した時の電
子ビームの移動量を実験により得た結果を示すグラフで
ある。この実験では、背面電極手段１と取り出し電極手
段３とは移動させず、線状熱陰極２だけを背面電極手段
１の方向及び取り出し電極手段３の方向に移動させた
時、この陰極構体から放出された電子ビームが蛍光体で
は、どの程度移動したかを求めた。第２図のグラフよ
り、例えば線状熱陰極２を100μｍ移動した時、放出さ
れた電子ビームは線状熱陰極２の移動により40μｍずれ
ることがわかる。このように、この種の陰極構体におい
て、各々の陰極の位置合わせが重要であり、かつ各陰極
間のずれにより、制御され放出された電子ビームが所定
の位置に到達できないという問題がある。

ここで、線状熱陰極２は水平方向に弛みがないように適
当な張力が架張されているが、電子ビームを放出するた
めに充分な温度まで加熱しており、その加熱時の熱によ
り、線状熱陰極２には、極く僅かな伸びが発生し、また
線状熱陰極２から放出された電子ビームの流れを制御す
るため、背面電極手段１と、取り出し電極手段３に適当
な電位が与えられていて、その電位により発生したクー
ロン力により、極く僅かな伸びが発生している線状熱陰
極２が引張られて、その位置に変化が生じる。

また、先に述べたように、線状熱陰極２は適当な張力を
持っているため、元に戻ろうとする力が働く。このよう
に、線状熱陰極２は電位差によるクーロン力で各電極側
に引張られ、また反発して元の位置に戻ろうとするた
め、この動作が繰り返し行われることにより線状熱陰極
２に振動が発生し、電子ビームの流れにも振動となって
表われる。その結果、蛍光体に導かれた画像にも振動が
発生する。

そこで、本発明者らは、実際にどの程度、線状熱陰極が
振動するかを、次に示す条件で実験を行った。

背面電極手段の電位（電圧） −６０Ｖ取り出し電極手段の電位（電圧）３０Ｖ線状熱陰極の電位（電圧） −３０Ｖ線状熱陰極の線径 25μｍ径線状熱陰極に加えられた架張力３０ｇ線状熱陰極の全長 200mm その結果、次の実験結果を得た。

線状熱陰極の移動量（振幅） 300μｍ線状熱陰極の振動数 320μｍ第２図及び実験結果からわかるように、線状熱陰極の全
長が200mmの時、蛍光体上での電子ビームのずれは、40
×300／100＝120μｍであることがわかる。

このように、蛍光体上には、120μｍの幅を持ち、しか
も振動された電子ビームが到達される。その結果、画像
が振動して表示される結果になる。

今回の実験では、線状熱陰極の全長を200mmとしたが、
全長を長くすれば、線状熱陰極を加熱している熱により
発生する撓みが増大し、線状熱陰極の移動量が増大する
ことは明らかである。従来の陰極構体における陰極、特
に、線状熱陰極の長さが増大することにより、以上の問
題が重大なものになってくる。

また上記の問題を解決するため線状熱陰極の振動を防止
する手段を設けることが考えられるが、単に振動防止手
段を設けただけでは、電子ビームの発生に影響を与え、
画像表示に悪影響を与えてしまうおそれがあるという問
題がある。

（発明の目的）本発明は、上記の問題を解決するもので、線状熱陰極を
用いた陰極構体において、線状熱陰極の撓みを少なく
し、振動を減衰させ、各々の陰極に対し、それぞれ正確
な位置に保ち、一定で輝度ムラのない電子ビームの放出
ができるようにすることを目的とする。

（発明の構成）本発明は、背面電極手段と、線状熱陰極と、この線状熱
陰極から電子ビームを取り出すための取り出し電極手段
とから成る陰極構体において、線状熱陰極の撓みを少な
くし、線状熱陰極の熱を奪うことなく振動を減衰させる
ために、前記線状熱陰極に対し、線状熱陰極と対向し、
かつ離隔配置され、線状熱陰極と直交するように互いに
分離されて配列された複数の電気絶縁縁性材料からなる
凸部が、との電子ビームに対しても同一条件の影響を与
えるように、前記取り出し電極手段の電子ビーム通過孔
のピッチと同一のピッチで電子ビーム通過孔間の位置に
対応して、前記背面電極手段または取り出し電極手段の
少なくとも一方に形成されるように構成したものであ
る。

（実施例の説明）第３図は本発明の陰極構体の一実施例の要部の構成を示
す拡大図である、(a)は平面図、(b)は側面図である。な
お、ここでは判り易くするために特に線状熱陰極の長手
方向を非常に大きく引き伸ばしている。図中、８は背面
電極手段、９は取り出し電極手段、10は凸部、11は凹
部、12は絶縁性基台、13は凸部先端部、14は導電性材
料、15は絶縁性凸部、16は導電板である。

背面電極手段８は、水平方向に線状に分布する線状熱陰
極２に対向し、かつ、前記線状熱陰極２の長手方向に直
交し、しかも、取り出し電極手段９の有する電子ビーム
通過孔6a〜6nのそれぞれ中間の位置（この例では１mmピ
ッチ毎）に互いに分離された複数個の凸部10と凹部11を
有する絶縁性基台12で構成され、前記凸部10の凸部先端
部13を除く前記凹部11に付着された導電性材料14により
形成されている。

取り出し電極手段９は水平方向に線状に分布する線状熱
陰極２に対向し、かつ前記線状熱陰極２の長手方向に直
交し、前記取り出し電極手段９の有する電子ビーム通過
孔6a〜6nのそれぞれ中間の位置（この例では１mmピッチ
毎）に互いに分離された複数個の絶縁性凸部15を有する
導電板16により形成されている。背面電極手段８の有す
る凸部先端部13は線状熱陰極２と離隔配置されており、
同様に取り出し電極手段９の有する絶縁性凸部15も前記
線状熱陰極２と離隔配置されている。前記線状熱陰極２
と前記凸部先端部13、及び前記絶縁性凸部15との間隔
を、それぞれ(イ)及び(ロ)とすると間隔(イ)及び(ロ)は、前
記線状熱陰極２が振動する振動幅よりも小さく設定して
いる。本実施例では、間隔(イ)と(ロ)は、それぞれ前記線
状熱陰極２の有する線径の２〜20倍の距離に設定されて
いる。

線状熱陰極２と、背面電極手段８の有する凸部10と、取
り出し電極手段９の有する絶縁性凸部15とは、離隔配置
されているが、これは先に述べたように、前記線状熱陰
極２は電子ビーム放出を行うのに充分な温度まで加熱す
る必要があり、前記線状熱陰極２が、前記凸部10及び前
記絶縁性凸部15に常に接触していると、加熱された前記
線状熱陰極２の熱がそれぞれの凸部10，15に吸収されて
しまい、線状熱陰極２の温度が低下し、電子ビームが放
出できなくなるからである。また常に接触した状態で電
子ビームを放出しようとした場合、大きな電位を線状熱
陰極２に与えて加熱しなければならないのは明白なこと
である。

凸部先端部13と絶縁性凸部15は、それぞれ絶縁体で構成
されているが、これは線状熱陰極２が振動して凸部10，
15に一時的に接触した時、陰極構体の各陰極には適当な
電位が与えられているので、接触した時点での電極間の
ショートを防止するためである。

ここで、前記複数の凸部10，15のピッチを前記電子ビー
ム通過孔6a〜6nのピッチと同一にせずに凸部を単に多く
配置するだけでも線状熱陰極２全体としての振動は小さ
くなるが、凸部の無い箇所では線状熱陰極２は依然わず
かに振動する。この振動の振幅が大きい部分すなわち凸
部間の中央部と小さい部分である凸部近傍部では、前記
電子ビーム通過孔6a〜6nを通過する電子ビーム量が異な
ってくる。すなわちこのような構成の陰極構体を画像表
示用に用いると、輝度ムラとなって現われることにな
る。

上記の輝度ムラを防止するために、凸部10，15は、前記
取り出し電極手段９の電子ビーム通過孔6a〜6nのピッチ
と同一のピッチで電子ビーム通過孔6a〜6n間の位置に対
応して配置することが必要となる。前記複数の凸部10，
15を前記電子ビーム通過孔6a〜6nのピッチと同一のピッ
チにしているために、前記凸部10，15間の振動は各電子
ビーム通過孔6a〜6n毎にほぼ同一の振幅となり、これに
よって輝度ムラを防止することが可能となる。勿論、ピ
ッチが狭くなるため、振動の振幅自体が小さくなる利点
もある。

また前記凸部先端部13と絶縁性凸部15は、それぞれ絶縁
体で構成されている。そのために電子ビーム放出時に電
子ビームが絶縁体にも、わずかながら射突して絶縁体表
面に電荷が一部蓄積され、絶縁体表面の電位が変化す
る。この電位の変化によって電子ビーム放出量がわずか
に異なってくる。前記凸部10，15を配置することによっ
て、このような現象が発生するために、凸部10、15近傍
の電子ビーム通過孔6a〜6nと凸部10，15から離れた電子
ビーム通過孔6a〜6nとを通過する電子ビーム量が異な
り、輝度ムラ発生の原因となる。

上記の輝度ムラを防止するために、凸部10，15は、前記
取り出し電極手段９の電子ビーム通過孔6a〜6nのピッチ
と同一のピッチで電子ビーム通過孔6a〜6n間の位置に対
応して配置することが必要となる。前記複数の凸部10，
15を前記電子ビーム通過孔6a〜6nのピッチと同一のピッ
チにしているために、前記現象は各々の電子ビーム通過
孔6a〜6nで発生し、ほぼ同一条件の影響を受けるため各
々の電子ビーム通過量はほぼ均一になる。これによって
輝度ムラを防止することが可能となる。

上述したように本実施例は前記構成から成り立っている
ので、線状熱陰極２は、陰極構体の各陰極の電位差によ
るクーロン力の影響で線状熱陰極２と、背面電極手段８
と、取り出し電極手段９との位置関係に変化が生じると
振動を発生するが、前記凸部10，15に接触することによ
り線状熱陰極２の振動は減衰され、陰極構体の位置関係
が一定に保たれ、変動の少ない一定の電子ビーム放出が
可能となり、さらに前記凸部10，15は、取り出し電極手
段９の電子ビーム通過孔6a〜6nのピッチと同一のピッチ
で電子ビーム通過孔6a〜6n間の位置に対応して形成され
るので、凸部10，15を形成しても、どの電子ビームに対
しても同一の影響を与えることになり、輝度ムラのない
電子ビーム放出が行える。

ここで線状熱陰極２の長手方向と同一の長手方向に凸部
を設けようとしても、電子ビームを通過させる通過孔
は、それぞれ線状熱陰極と対向する長手方向に位置され
ているため、凸部は線状熱陰極と同一方向には設置でき
ないことは明白である。

（発明の効果）以上の説明で明らかなように、本発明の陰極構体は、電
子ビームを放出する陰極の振動を防止し各陰極の相互位
置関係を一定に保つことができ、変動の少ない一定の電
子ビーム放出が可能になり、振動のない高解像度の画像
表示を得ることができる。また、線状熱陰極の長さが増
大しても、各陰極の凸部により振動は減衰されるため、
長さの大小にかかわらず一定の電子ビームを放出するこ
とができ、さらに前記凸部を形成しても、隣合う凸部同
士の間隔がすべて電子ビーム通過孔と同一ピッチである
ため、どの電子ビームに対しても同一の影響が与えられ
ることになり、輝度ムラのない電子ビームを放出するこ
とができる利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の陰極構体の要部構成を示す図、第２図は
陰極構体の線状熱陰極位置が変化した時の電子ビームの
移動量の変化を示すグラフ、第３図は本発明の陰極構体
の一実施例の要部構成を示す拡大図である。１，８…背面電極手段、２…線状熱陰極、３，９…取り
出し電極手段、６…電子ビーム通過孔、10…凸部、11…
凹部、12…絶縁性基台、13…凸部先端部、14…導電性材
料、15…絶縁性凸部、16…導電板、(イ)…線状熱陰極と
凸部先端部との間隔、(ロ)…線状熱陰極と絶縁性凸部と
の間隔。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者野々村欽造大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内 (72)発明者平野龍馬大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内 (72)発明者浜田潔大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内 (56)参考文献特開昭56−147346（ＪＰ，Ａ) 実開昭54−71960（ＪＰ，Ｕ) 特公昭55−46625（ＪＰ，Ｂ２)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】背面電極手段と、線状熱陰極と、この線状
熱陰極から電子ビームを取り出すための取り出し電極手
段とから成る陰極構体において、前記線状熱陰極に対
し、線状熱陰極と対向し、かつ離隔配置され、線状熱陰
極と直交するように互いに分離されて配列された複数の
電気絶縁性材料からなる凸部が、前記取り出し電極手段
の電子ビーム通過孔のピッチと同一のピッチで電子ビー
ム通過孔間の位置に対応して、前記背面電極手段または
取り出し電極手段の少なくとも一方に形成されているこ
とを特徴とする陰極構体。
【請求項２】背面電極手段は、線状熱陰極と対向する側
に、凸部先端を除き導電材で形成した部分を有する絶縁
性基台から成ることを特徴とする特許請求の範囲第(1)
項記載の陰極構体。
【請求項３】取り出し電極手段は、凸部が絶縁体で構成
された導電性基板から成ることを特徴とする特許請求の
範囲第(1)項記載の陰極構体。
【請求項４】背面電極手段が有する凸部と、取り出し電
極手段が有する凸部は、線状熱陰極の所有する線径の２
倍〜20倍の位置にそれぞれ離隔配置されることを特徴と
する特許請求の範囲第(1)項，第(2)項又は第(3)項記載
の陰極構体。