JPS593822B2 - 画像表示用電子源 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は画像表示用の電子源に関し、特に本発明は線状
熱陰極を用いた電子源において、線状熱陰極に沿って一
様な電子放出を得るとともに、さらに本発明は電流密度
の高い線状電子放出を得ることを目的とするものである
。

従来、線状熱陰極と格子状加速電極を組合せて平面状電
子源を構成し、前記電子源から電子を選択的に取り出し
て螢光体に照射し、数字または文字を表示する表示装置
として商品名デジトロン、アイトロンなどが知られてい
る。

これらの表示装置においては表示部分が比較的小面積で
あったため、また、表示面の輝度において中間調を必要
としなかったため、前記電子源の電流密度の不均一性は
それほど問題にされなかった。

しかし、画像表示、特にテレビ画像表示のように大きな
面積でかつ、中間調表示を必要とする表示装置を構成し
ようとすると、画面の輝度の均一性を得るためには、均
一な電流密度を有する平面状電子源が要求される。

前記構成の電子源における電流密度の不均一性は軸方向
に沿った不均一と軸に垂直な方向の不均一とがある。

軸方向の不均一は主として陰極加熱のために印加する両
端の電位差に基因するものである。

また、通常画像表示用の電子ビームは、電子源から取り
出し電極にて取如出され、制御電極にて画像表示用信号
にて変調されて螢光体等の形成された表示面に照射され
る。

このとき、表示される画像の解像度を向上させかつ輝度
を向上させるためには、均一性に加え、さらに有効に電
子ビームを引き出し高密度な電子ビームを得ることが要
求される。

本発明はこのような課題に鑑み、線状熱陰極の一端から
他端にわたって均一な電子ビームを得ることを可能とし
、かつ電流密度の高い線状電子ビームを得たもので、線
状熱陰極を背面電極の側面開口部に設置し、この背面電
極の開口部側の線状熱陰極の外側に引き出し電極を設け
た構造とし、電子を引き出さない状態としておいて、熱
陰極の両端の電位差を一時的にほぼ零とすることを特徴
とするものである。

以下本発明の一実施例にかかる平面画像表示用の電子源
を図面とともに説明する。

第１図はこの電子源の概略構造を示す。

第１図において、１は線状熱陰極であって、通常数十ミ
クロン径のタングステン線の表面に酸化物電子放射材料
が塗布されている。

２はコの字型またはＵ字型の筒状電極であり、１に対し
て背面電極である。

３は電子ビームを取シ出すための引き出し電極であって
、筒状電極２とは電気的に絶縁されておシ、線状陰極１
に対応して一連の複数個の貫通孔またはスリット状の貫
通孔４が設けられている。

第３図に本発明の一実施結線図を示す。

第３図において１〜４は第１図と同様である。

５は貫通孔４を通過した電子ビームを加速するだめの電
極である。

線状熱陰極１の一端は抵抗Ｒを介して電源Ｖ１の正極に
接続されている。

前記熱陰極１の他端はダイオード６を介して電源■１の
負極に接続されている。

７は負のパルス電圧発生器である筒状電極２には電源Ｖ
２によって負の電圧が、電極３および５にはそれぞれ電
源■３およびＶ４によって正の電圧が印加されている。

線状熱陰極１に電源■１によって給電されると熱陰極１
は電子を放出し得る状態になるが、電極３に正の電圧が
印加されているにもかかわらず筒状電極２に負の電圧が
印加されているため電子は放出されない。

いわば電極２は電子放出を行わせないためのバイアス電
圧を印加したと考えることができる。

然−るに°この状態でバルー堺電圧発生器７によって負
のパルス電圧が熱陰極１の一端に印加されると線状熱陰
極１は負となり電子放出が起る。

この時熱陰極１の他端はダイオード７が逆方向となり熱
陰極の両端の電位差はほぼ０となり、軸方向の電位勾配
がなくなる。

したがって、一様でかつ電流密度の高い電子ビームを得
ることができる。

第４図は第３図の結線によって各電極に流れる電子ビー
ム電流の測定値を示している。

Ｉ２．Ｉ３およびＩ４は各々電極２，３および５に流れ
る電子ビーム電流を示している。

Ｖ３は＋２０Ｖ、Ｖ。は＋６０■、パルス電圧−２０Ｖ
の時、筒状電極２のバイアス電圧を変化させた時の測定
値である。

なお、筒状電極２の断面はたとえば５朋×５朋であって
、線状熱陰極１をその中心に架張固定して測定した。

第４図から明らかな如く、筒状重上２にはその印加電子
を約−１１Ｖ以下にすると電流が流れなくなり、全て電
極３に流れ込みその一部が電極３に設けた貫通孔（有効
面積は電極３０８係）を通過し、加速電極５ｖＣ流れ込
むことになる。

ｖ２の電位が一１０Ｖ、−１５Ｖおよび一２０ＶｖＣお
いて電極３０貫通孔を通過するビーム電流Ｉ４は電極３
に流入するビーム電流Ｉ３の１７係、３０係および５８
係とそれぞれ電流の割合が増加する。

その原因は第２図に示す如く１等電位面８がつシがね状
に形成され、電子ビームが貫通孔４部分に集束されるた
めである。

つぎに第３図の電子源における電子ビームの均一性と密
度の向上を第５，６図とともに説明する。

第５図は長さ１２ｃＩｒＬの熱陰極１に６■の陰極加熱
電圧を印加し、対向電極である電子引き出し電極３に＋
ＩＯＶを印加した場合の、本発明と従来の電子ビームの
取り出し方における均一性を比較したものである。

第５図ａ、ｂはそれぞれ線状熱陰極の長さ方向での位置
におけるその電位差ならびに電子ビーム電流の相対値を
示す。

曲線Ｉは本発明の場合、■は従来の場合である。

この図から明らかなように、従来のどとく熱陰極の一端
に所定の電圧を印加して電子ビームを放出させると、取
シ出された電子ビームの陰極の長さ方向に対する強さく
密度）に大きな差があるが、本発明のごとくパルス電圧
をダイオードを介して印加することによシ熱陰極の両端
の電位差をほぼ零とすることにより極めて均一な電子ビ
ームを取り出すことができる。

第６図に、第３図に示す電子源の密度についての実験結
果を示す。

筒状電極２に印加する電圧を変化させた時の電極３に流
入する電子ビームの分布を曲線１ｏ、ｉｉおよび１２に
示す。

曲線１０゜１１および１２は電極２に一１０Ｖ、−２０
および一３０Ｖ印加した時の分布を示している。

第６図から容易に理解されるように電極２に印加する電
圧が負になるに従って電子ビームの分布は中心部分に集
中するようになる。

このことは筒状電極２内の等電位面が第２図に示す如く
、中心部分に向って集束電界を形成することによるもの
である。

従って、対向電極３に設けた貫通孔４を通過する電子ビ
ーム電流は前述したように筒状電極２に負の電圧を印加
すると、筒状電極２を設けない場合に比較して著るしく
通過率が増加する。

すなわち、第６図の１３は電極２を設けないで、従来の
ように電子ビームを取り出した場合の電子ビームの分布
を示す。

本発明では電子ビーム電流のトータル値は従来と変わら
ないが、第６図から明らかなように、筒状電極２の電極
２の電界効果によシ貫通孔４部分を透過する電子ビーム
の割合を極めて大きくでき、解像度の向上に最適である
。

上記の説明の如く、本発明による電子源は特にパルス動
作させた場合、線状熱陰極に沿って一様、かつ高電流密
度の電子ビームを取り出すことができる優れた性能を有
するものである。

本発明の電子源の用途は勿論パルス動作に限定されるも
のではないとともに、また、第７図に示すように、筒状
電極の代りに２枚以上の平行平板電極によって構成する
こともでき、更に、第１図および第７図に示すごとく複
数組の電子源を構成することも容易であって、二次元の
画像表示するだめの平板状電子源とすることも容易であ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明一実施例にかかる電子源の主要部構成斜
視図、第２図は第１図の電子源の断面図および等電位面
の分布図、第３図は本発明の電子源をパルス駆動する場
合の結線図、第４図は第３図においてパルス駆動した場
合の各電極に流れる電子ビーム電流の変化を示す曲線図
、第５図ａ。 ｂは本発明の電子源における線状熱陰極の長さ方向に対
する電位差と電子ビーム電流の比較図、第６図は本発明
の電子源の電子ビーム電流の分布図、第７図は本発明の
他の実施例にかかる電子源の概略斜視図である。 １・・・・・・線状熱陰極、２・・・・・・筒状又は平
行平板型電極、３・・・・・・対向引き出し電極、４・
・・・・・貫通孔、６・・・・・・ダイオード、 ｖｌ
、 ｖ２． ｖ３． ｖ４・・・・・・電源、７・・・
・・・負のパルス電圧発生回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 側面部に開口部を有する背面電極内にこの背面電極
   の軸方向に設置された線状熱陰極と、前記開口部に前記
   背面電極と絶縁して配置され、前記熱陰極からの電子を
   引き出す引き出し電極とを備え、前記背面電極に前記陰
   極に対して負の電圧を印加し、かつ前記負の電圧を前記
   熱陰極の電子が引き出されない大きさとし、一時的に前
   記熱陰極の両端の電位差をほぼ零状態とするとともに前
   記引き出し電極の電位を前記陰極に対して相対的に正の
   電位として前記熱陰極からの電子を引き出し電極方向に
   引き出すことを特徴とする画像表示用電子源。 ２ 引き出し電極に、電子の通過する貫通孔を設けたこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の画像表示
   用電子源。 ３ 背面電極がコの字形又はＵ字形の筒状又は平行平板
   形状をなすことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記
   載の画像表示用電子源。 ４ 線状熱陰極の一端にパルス信号発生手段を、他端に
   ダイオードを接続し、前記パルス信号発生手段により前
   記ダイオードの逆方向電流となるように前記線状熱陰極
   にパルス電圧を印加し、両端の電位差を一時的にほぼ零
   とすることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の
   画像表示用電子源。 ５ 筒状背面電極の軸に沿って線状熱陰極を架張したこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第３項に記載の画像表示
   用電子源。