JPS6154139A - 表示装置の電子源 - 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、電子ビームを用いた表示装置の電子源に関す
る。

従来例の構成とその問題点 第１図に従来の電子源の一例を示しその問題点を説明す
る。この電子源は線陰極１と、線陰極１の後方に間隔Ｘ
をおいて配置された背面電極２と、背面電極２の前方に
間隔Ｌ）Ｘをおいて配置された電子ビーム取り出し電極
３によって構成されている。背面電極２は、幅Ｐで線陰
極１と直交するように分割されだ２ａ〜２Ｃの電極群か
らなり、それに対応して電子ビーム取り出し電極３には
ピッチＰで電子ビームの通過孔３ａ〜３Ｃが設けられて
いる。つ１す、線陰極１は背面電極２と電子ビーム取り
出し電極３の平行平板で間隔りで挾まれていることにな
る。このような電子源を用いて何らかの表示をしようと
する場合、例えば電子ビーム取り出し電極３から前方数
順の所に電子ビームを加速する手段と電子ビームの衝突
によって発光する手段とを備えたアノード４が置−かれ
る。そして、線陰極１から、背面電極２ａ〜２Ｃによっ
て１１．′」分割変調された電子ビームが放出され、電
子ビーム取り出し電極３の通過孔３ａ〜３Ｃを通り加速
されてアノード４に肖り、絵素４ａ〜４Ｃが発光表示さ
れる。

このような従来の方式では、Ｘ、　　Ｌ、　　Ｐと線陰
極の径りとの関係を十分注意して決めないと次のような
問題点がある。例えばＬ＝０．６＋＋ｌＩ＋ｌ、　Ｘ＝
０．４４、Ｐ＝１訓、Ｄ＝５０μｍ　ではアノード電圧
を１０ｏＶ、電子ビーム取り電子電極ｖＧ１を○Ｖ。

陰極に印加するパルス電圧”ＫＰを−１６Ｖｐ−ｐにし
た場合に、背面電極による変調特性は第２図に示した曲
線５０通りで、変調電圧は−６０Ｖｐ−ｐも必要とする
。そのような高い変調電圧を必要とすることは従来例の
重要な問題点で回路上複雑になるばかりか消費電力も高
くなると言う問題点があった。さらに変調電圧が一数十
Ｖと高いと、パルス幅変調を用いて時分割変調する場合
、そのパルスの立上り、立下り特性等の周波数特性が悪
くなる。特に高品位ＴＶとして使う場合には、線陰極の
長手方向を１水平ラインとして使い、背面電極を数百個
以上に分割して水平方向に数百個以上の絵素を発光させ
、階長を８ピツト取るとすると、十数ＭＨｚ〜６０ＭＨ
ｚ程度のクロックを必要とするが、駆動電圧が一数十Ｖ
と高い高周波のクロックを作ることは困難であり特性も
悪いので、電子ビームフォーカス径やそのランディング
位置を悪くして画質を悪くすると言う問題点があった。

特にＬが２咽以下で純陰極の線径りが変調電圧に大きく
影響してくる場合、線陰極を電子ビーム取り出し電極近
くに置くことは変調電圧を著しく高くすると言う問題点
があった。又、ＰをＬより短くすると背面電極２ａ〜２
Ｃによる変調が各々独立ではなくなり、各々の変調が互
いに影響し合つようになり（タロストーク）解像度、ビ
ームランディング等を；！！’；　（する。しかし、電
子源の構成条件のパラメータＸ、　　Ｌ、　　Ｄ、　　
ＰヤＶＧ１．ｖＫ、等（７）関係を十分考慮し、変調電
圧を通常のＩＣの動作電圧（約５〜６Ｖ）と同等にする
ことについては検討されていなかった。

発明の目的 背面電極によυ線陰極から放出される電子ビームを変調
する電子源において、背面電極による変調電圧を低くし
て、消費電力が小さく変調特性の良い電子源を提供する
。

発明の構成 線状陰極と背面電極との間隔をＸ、背面電極と電子ビー
ム取り出し電極との間隔をＬとした時、０≦Ｘ≦Ｌ／２ の関係を６４すようにすることによって、背面電極によ
り電子ビームを変調するだめの変調電圧を低くすること
ができる。

実施例の説明 第３図は本発明の構成条件を導出するための説明図であ
る。横軸は背面電極からの距離で縦軸は電圧分布を示す
。電子ビーム取り出し電極の電圧ｖＧ１を簡単のために
電圧の基準として○Ｖとし、陰極のパルス電圧を■ＫＰ
、背面電極のバイアス電圧をＶＢ、変調電圧をＶｃで示
した。そして線陰極１のまわりの空間電圧分布を６．背
面重臣と電子ビーム取り出し電極によって決まる平板間
の空間電圧分布を７あるいは８で示した。線陰極からの
電子ビームの放出を変調するためにはその回わりの電圧
分布を線陰極に加わえられたパルス電圧よりも深くして
やる必要がある。つまり空間電圧分布を７から少くとも
８で示される状態にする必要がある。８の状態における
Ｖｃは比例式からである。つまり、ある変調電圧ｖｃ以
下の電圧で駆動するだめの背面電極と線陰極の間隔Ｘは
の関係を満せば良いことになる。Ｌ＝０．６ｍＶＫＰ　
＝　−１５Ｖ　ｐ　−ｐとして線径５０μｍと２０μｍ
の線陰極に対するｖｃ　とＸの関係を求めたのが第４図
のグラフである。このグラフから分る通り線陰険が電子
ビーム取り出し電極側に近ずきＸ　）　Ｌ／２になると
、急激に変調電圧は高くなり線陰極の径も大きく影響す
ることがわかる。実際は空間電荷効果や陰極から出て来
る電子ビームのエネルギーにより」二人にパラメータが
加えられてとなる。

そこで実際に第１図に示す構成でデマンタプル装置を使
って実験した。背面電極２はガラス板にＩｎ２Ｏ３を塗
布してレーザで表面を線陰極１の長手方向と垂直に１閾
ピツチで電気的に分割した。

線状１８極１は径２５μｍのＷ線に厚さ十数μｍだけ（
Ｂａ、Ｃａ、５ｒ）ＣＯ２を塗布したものを使った。

電子ビーム取り出し電極３は板厚０．２ｍｍの５ＵＳ３
０４にエツチングで０．６８φの通過孔を線陰極１と水
平に１Ｂピツチで開けたものを用いた。アノード板４は
ガラス板にＺｎＯの螢光体を塗布したものを使った。そ
して、Ｌ＝０．６ｒａｎでＸ＝０．１と０．４咽の場合
について実験した。そのときの電子ビーム取り出し電極
３とアノード板４の間隔は２ｍ＋ｎｆ、ｓ　リ、Ｖ、Ｔ
；１−ｏＶ、ＶＫＰ＝−１ｓＶＰ−ｐ、７／−ド電圧は
１ｏＯｖとした。そして背面電極電圧と１つの電子ビー
ム取り出し電極の穴を通り抜けて来る電子ビームのビー
ム電流との関係を示したのが第６図のグラフである。ｘ
＝ｏ　、　４ｍｍ　、　　０．１順の場合の背面電極の
バイアス電圧を各々ｖＢ４１”Ｂ１で、変調電圧を各々
ｖｃ４．ｖｃ１で示す。

Ｘ＝０．４ｍｍの場合は本発明の構成からはずれた従来
例のもので変調電圧Ｖｃは約−２０”Ｐ−Ｐも必要であ
る。Ｘ＝０．１ｍｍは本発明の条件を満すもので、変調
電圧Ｖｃは−３Ｖ　ｐ　−ｐ前後で良く、数十ＭＨｚの
変調周波数でもＴＴＬのＩＣ回路で特性よく変調され、
消費電力もＸ＝０．４の場合は１５Ｗであったのが数Ｗ
に減り、電子ビーム特性も良く表示品質も上った。又、
変調のパルス特性も良く変調電圧が高いときにあったパ
ルス波形の歪みも本実施例のｘ＝ｏ　、　ｉの場合では
なくなった。

以上のことにより、変調電圧を通常の低電圧のＩＣ回路
（ＴＴＬ）でも高周波で動作できる一６■、−１以下に
するためには 件が必要であることがわかる。さらに、上述の条件をＷ
：４　しても、線陰極が電子ビーム取り出し電極側に妊
いと、アノードからの電圧のしみ込みにより変調電圧が
高くなると言うことがある。その関係は特に電子ビーム
取り出し電極の厚さとその電子ビーム通過孔の孔径によ
るが、ＸがＬ／２より大きくならなければ通常その影響
はなかった。なお、バイアス電圧は背面電極電圧に対す
るビーム電流特性が比較的安定な平坦な所に決めるもの
とした。

さらに電子ビームの通過孔のピッチＰをＬよりもＪ〈り
することにより、各々の通過孔を通る電子ビームへの各
々の通過孔と対応しない変調電極の影響（クロストーク
）を防ぐことができた。又、電子ビーム取り出し電源電
圧ｖＧ１を少し正にすることによって電子ビーム電流は
変調電圧をあ唸り高くすることなく増大して表示輝度を
高めた。

以上の記述において、変調電圧とは、背面電極に印加電
圧を常時印加しているバイアス電圧ＶＢから上げていっ
た時に、線陰極から放出された電子ビームが電子ビーム
取り出し電極の通過孔を通過しなくなる１での背面電極
印加電圧の変化量である。その符号はバイアス電圧より
も深くするとき負とした。

上述の実施例では、背面電極を、線状陰極と直交する複
数の電極群に分割し、各電極を水平の検素区分に対応さ
せたが、電子源とアノードとの間に水平偏向用の電極を
配することにより、背面電極の分割数を絵素数の整数分
の１とすることもできる０ 発明の効果 本発明によれば、背面電極と線状陰極との間隔Ｘを、背
面’：ｌｕ　４？と電子ビーム取出し電極との間隔りに
対して、○≦Ｘ≦Ｌ／２　　とすることによって背面電
極に印加する変調電圧を低くすることができるので、変
調回路が簡素化され、変調回路の消費電力も小さくなる
。又、変調波形の歪みも小さくできるので電子ビームス
ポットの悪化やランディングずれをなくした表示品質の
良い表示装置の電子源を実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は電子源の一例の要部の概略を示す斜視図、第２
図は従来例の電子源の変調特性を示すグラフ、第３図は
本発明の一実施例における電子源の陰極付近の状態を説
明するための図、第４図は本発明の電子源における背面
電極と陰極の距離に対する変調電圧特性を示すグラフ、
第５図は本発明の背面電極電圧と電子ビーム電流の関係
を示すグラフである。 １・・・・・・線陰極、２・・・・・・背面電極、３・
・・・・電子ビーム取り出し電極、４・・・・・・アノ
ード。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第　
１　図 第　３　図 第４図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）線状陰極と、前記線状陰極の後方に距離Ｘの間隔
   をおいて配置され前記線状陰極の長手方向に分割された
   背面電極と、前記線状陰極の前方に前記背面電極と間隔
   Ｌ（Ｌ≧Ｘ）をおいて配置され前記線状陰極から電子ビ
   ームを取り出すための電極とを備え、前記背面電極に印
   加する電圧を変化させて前記線状陰極から放出される電
   子ビームを変調するよう構成され、前記線状陰極と背面
   電極との間隔Ｘが０≦Ｘ≦Ｌ／２の関係を満すようにし
   たことを特徴とする表示装置の電子源。
2. （２）電子ビーム取り出し電極に、線状陰極に添って平
   行に設けられた電子ビームの通過孔のピッチＰが、Ｌよ
   りも長い特許請求の範囲第１項記載の表示装置の電子源
   。
3. （３）電子ビーム取り出し電極電圧をＶ＿Ｇ＿１、陰極
   パルス電圧をＶ＿Ｋ＿Ｐ、変調電圧をＶ＿Ｃとしたとき
   に、線状陰極と背面電極との間隔Ｘが Ｖ＿Ｃ＝−１＋［（Ｖ＿Ｋ＿Ｐ−Ｖ＿Ｇ＿１）（Ｘ＋Ｄ
   ）Ｄ］／［（Ｌ−Ｘ）＾２−Ｄ＾２］≦−６Ｖ＿Ｐ＿−
   ＿Ｐを満すことを特徴とする特許請求の範囲第１項又は
   第２項記載の表示装置の電子源。