JPH0146991B2 - - Google Patents

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JPH0146991B2
JPH0146991B2 JP55137359A JP13735980A JPH0146991B2 JP H0146991 B2 JPH0146991 B2 JP H0146991B2 JP 55137359 A JP55137359 A JP 55137359A JP 13735980 A JP13735980 A JP 13735980A JP H0146991 B2 JPH0146991 B2 JP H0146991B2
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JP
Japan
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grid
electron beam
cathode
current control
control electrode
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JP55137359A
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JPS5760658A (en
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Masaya Takenobu
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Mitsubishi Electric Corp
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Mitsubishi Electric Corp
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J29/00Details of cathode-ray tubes or of electron-beam tubes of the types covered by group H01J31/00
    • H01J29/46Arrangements of electrodes and associated parts for generating or controlling the ray or beam, e.g. electron-optical arrangement
    • H01J29/56Arrangements for controlling cross-section of ray or beam; Arrangements for correcting aberration of beam, e.g. due to lenses
    • H01J29/563Arrangements for controlling cross-section of ray or beam; Arrangements for correcting aberration of beam, e.g. due to lenses for controlling cross-section
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J31/00Cathode ray tubes; Electron beam tubes
    • H01J31/08Cathode ray tubes; Electron beam tubes having a screen on or from which an image or pattern is formed, picked up, converted, or stored
    • H01J31/10Image or pattern display tubes, i.e. having electrical input and optical output; Flying-spot tubes for scanning purposes
    • H01J31/12Image or pattern display tubes, i.e. having electrical input and optical output; Flying-spot tubes for scanning purposes with luminescent screen
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2229/00Details of cathode ray tubes or electron beam tubes
    • H01J2229/48Electron guns
    • H01J2229/4824Constructional arrangements of electrodes
    • H01J2229/4827Electrodes formed on surface of common cylindrical support

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  • Discharge Lamps And Accessories Thereof (AREA)
  • Transforming Electric Information Into Light Information (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は光源用陰極線管に関するものである。
従来、表示用光源管として、各種の光源用ラン
プ、小型モノクロ陰極線管等が用いられていた。
光源用ランプは、発光輝度が不十分であり、また
寿命が短かく保守が困難であつた。一方、小型モ
ノクロ陰極線管は、陰極線管中に封入された電子
銃から出る電子ビームを偏向させて陰極線管の螢
光面を発光させるもので、偏向回路系を必要とす
るために駆動回路が複雑となり、多数の小型陰極
線管を配列させて同時に駆動させることが非常に
困難になる欠点があつた。
このような光源用ランプや小型モノクロ陰極線
管を表示用光源管として用いた場合の欠点を解消
するために、3電極電子銃を用いた陰極線管で表
示用光源管を構成することが考えられる。
即ち陰極線管の螢光面電圧を高電位に保持し、
陰極線管内の3電極電子銃から放出された電子ビ
ームが螢光面の広い領域に当たるようにすること
により、電子ビームの偏向系を除去して駆動回路
を簡略化するとともに高輝度の光源管とするもの
である。
第1図は、従来からよく知られているカソー
ド、第1グリツド、第2グリツド、第3グリツド
より成る3電極電子銃の略断面図と陰極線管の螢
光面位置関係を図示したものである。
電子放出物質を有するカソード4から放出され
た電子ビーム6は、第1グリツド1に印加されて
いる電圧Ec1で制御され、第2グリツド2に印加
されている電圧Ec2で加速された後に、さらに第
3グリツド3に印加されている電圧Ec3で加速さ
れて螢光面5を発光させる。この時の螢光面5の
電圧は、陽極電極である第3グリツド3の電位
Ec3と同電位になるように接続されている(図示
していない)。第1図に示した第1グリツド1は、
カソード4に対向する部分に直径0.5〜1mmφの
孔が設けられている。第2グリツド2についても
同様である。
第2グリツド2と第3グリツド3との対向した
開放端は円筒電極となつていて、電子レンズを形
成している。
このような陰極線管は、第1グリツド1の電圧
EC1を変えることにより、電子ビーム6の電流1k
を変えることができる。すなわち第1グリツド1
は、電子ビーム6の電流量を制御する電流制御電
極を構成する。この電子ビーム6は、第2グリツ
ド2と第3グリツド3の円筒電子レンズで発散が
おさえられ、そのまま螢光面へ直進して螢光面5
上に円形のスポツトを発光させる。この発光スポ
ツトの直径をDと定義しておく。
第2図は、第1図で示した電子銃から放出され
た電子ビームの電流1kと陰極線管の螢光面上の
発光スポツトの直径Dとの関係を示したものであ
る。
この場合、螢光面5と第2グリツド2の距離に
より発光径Dが変化するため上記距離を一定の値
に固定し、又Ec2の値も任意の値に固定する。こ
の場合例えば、電子ビームの電流1K=1K0の時の
螢光面上の発光スポツト径Dを考えてみると、螢
光面電圧Ec3がEc3=EaのときD=Da,Ec3=Eb
ときD=Db,Ec3=EcのときD=Dcとなる。この
時の各Ec3電圧の関係はEc<Eb<Eaである。
即ち、螢光面5の電圧Ec3を下げると発光スポ
ツト径Dは大きくなり、螢光面電圧Ec3を上げる
と発光スポツト径Dは小さくなる。
従つて発光スポツトの輝度を上げるため螢光面
電圧Ec3を上げることと、発光スポツト径を大き
くすることは相反することになる。又1Kの値が小
なる場合(例えば0〜50μA)、螢光面電圧を下げ
ても必要とされる発光スポツト径Dが得られなく
なる。発光スポツト径Dと電子ビームの電流1K
の比D/1Kは螢光面の物質及び螢光面電圧により
決まり、螢光面の許容電流密度以下で使用する必
要がある。
以上、第2図から明らかなごとく、第1図に示
した陰極線管は、螢光面電圧を下げて必要とされ
る発光スポツト径Dが得られても、螢光面電圧が
下りすぎると発光スポツトの発光輝度が低くな
り、光源用陰極線管として使用できなくなる。
又、螢光面電圧を上げた状態で必要とされる発
光スポツト径Dを得るためには、螢光面と電子銃
との距離を長くする方法が考えられるが、光源用
陰極線管が非常に長くなる欠点があり実用化でき
ない。
従つて本発明は、管長を長くしたり発光輝度を
低下させることなしに、螢光面上に必要とされる
大きさのスポツト径が最小の電極数で得られる光
源用陰極線管を提供しようとするものである。
第3図は、本発明を見い出すまでの検討過程を
示す説明図である。まず第3図aは、カソード4
から放出された電子ビーム6が第1グリツド1、
電極長さlがl1の第2グリツド2、第3グリツド
3を通り、その際、第2グリツド2と第3グリツ
ド3で構成される電子レンズにより螢光面5に到
達するまでに交叉してから螢光面5上に発光スポ
ツトD1をつくることを示している。この時の発
光スポツト径D1を大きくするには、二つの方法
が考えられる。一つは、第3図bの様に第2グリ
ツド2の軸方向の電極長さlをl2と長くし(l2
l1)、電子レンズ内の電子ビーム径を大きくして
発光スポツト径D1より大きな発光スポツト径D2
をつくる方法である。他の一つは、第3図cの様
に第2グリツド2の長さlをl3と短くし(l3
l1)、拡散角2θを大きくして電子軌道が軸と交叉
しないようにする方法である。ただしこの第3図
cの場合は、屈折力の小さくなる程度がまだ不十
分なため、D3が大きくなつていない。前者は、
第2グリツド2の長さを適切に選定する事により
螢光面5上で任意の大きさのスポツト径を得る事
が可能であるが、電極数の減少を図ることは不可
能な方法である。また後者は、第2グリツド2の
長さl=l3を最短にしても、それだけでは一般に
必要とする大きさの発光スポツト径Dを得るのは
困難であるという問題があつた。これは電子レン
ズの集束力が強いためで、この欠点を解消するた
めには集束力の減少を図ることが必要である。
この集束力の減少化を図るために行なつた検討
結果を第4図を用いて説明する。まず、第4図a
は、主として第1グリツド1、第2グリツド2及
び第3グリツド3間で構成される電子レンズの集
束力を弱せるために、第2グリツド2の長さlを
零、つまり第2グリツド2の円筒部分を除去し、
第3グリツドを真空外囲器の筒状部内周面に塗布
された導電性被膜である内塗黒鉛膜7で代用した
場合であるが、この場合も若干拡散角2θが2θ1
第3図cの場合より大きくなる程度で、スポツト
径D4はそれほど大きくすることはできなかつた。
第4図bは、円筒部分を除去した第2グリツド2
をも除去した場合であり、拡散角2θは2θ1から2θ2
にわずかに大きくなり(θ2>θ1)、そしてスポツ
ト径DもD4からD5にわずかに大きくなつたが
(D5>D4)、これだけでは一般に必要とするスポ
ツト径Dの大きさに達することが出来なかつた。
しかも、第2グリツド2の遮蔽効果が無くなるた
め、第1グリツド1の孔を浸透する電界が大きく
なり、カツトオフ電圧EKCOが相当高くなる。第5
図は本発明の一実施例の要部を示す図で、図中、
第1グリツドの孔径d1の孔9を浸透する電界を破
線で示している。この第5図の状態のものにおい
て、第1グリツド1の孔径d1及び第1グリツド1
とカソード4間距離lGIKをパラメーターとして可
変させて検討したところ、この第1グリツド1の
孔径d1及び第1グリツド1とカソード4間距離
lGIKを適切に選定する事により、拡散角2θを一般
に必要とする大きさの拡散角迄大きくする事が可
能な事を見い出した。その結果を示したのが第6
図である。
図から明らかなように発光スポツト径Dは、
ほゞ第1グリツドとカソード間距離lGIKに比例し
て大きくなることがわかつた。一方、カソードカ
ツトオフ電圧EKCOは、距離lGIKに反比例して小さ
くなることもわかつた。そこで、発光スポツト径
DとlGIKとの関係からは、発光スポツト径Dを大
きくするにはlGIKを大きくする程良い。しかし、
カツトオフ電圧EKCOとlGIKの関係から、lGIKを大き
くするとカツトオフ電圧EKCOが小さくなつてしま
い、そのため、従来と同じカソードEK≧第1グ
リツド電圧Ec1の条件下で動作させる場合の最大
カソード電流1KMAXK(EKCO)3/2,(K3)ま
で小さくなつてしまうことになるので、ある程度
以上EKCOを小さくできない、つまりlGIKを限りな
く大きくすることはできないという制約がある。
そこでDとlGIKとEKCOの関係において、所要のス
ポツト径D及び所要の最大カソード電流が得られ
るlGIKの上限は3mmであることがわかつた(lGIK
3)。またlGIKの下限は、第6図に示したものにお
いては、許容範囲内であることもわかつた(1.5
≦lGIK)。
また、第6図から、第1グリツド1の孔径d1
0.7mmと小さいと、所要の最大カソード電流IKMAX
(即ちEKCO)を得るために第1グリツド1とカソ
ード4間距離lGIKを小さくしなければならず、そ
うすると今度は所要の発光スポツト径Dが得られ
なくなつてしまうというように、所要のEKCOとD
の両者を満たすlGIKは存在しなかつた。孔径d1
1.2mmにすると所要のEKCOとDの両者を満たすlGIK
が得られ、孔径d1は1.0mm以上は必要であること
がわかつた(1.0<d1)。孔径d1を大きくしていく
と所要のEKCOは得られるが発光スポツト径Dが小
さくなつていき、孔径d1が3mmまで大きくなると
所要の発光スポツト径Dが得られなくなるので、
第1グリツド1の孔径d1は3mm以下にする必要が
あることがわかつた。
これにより、第1グリツド1とカソード4間の
距離lGIKは1.5≦lGIK<3の範囲が適切であり、第
1グリツド1の孔径d1は1<d1<3の範囲が適切
であることがわかつた。
以上の第1グリツド1の孔径d1及び第1グリツ
ド1とカソード4間の距離lGIKと共に第1グリツ
ド1と螢光面迄の距離を適切に選ぶ事により、容
易に螢光面上に所要のカソード電流で所要の大き
さを持つ発光スポツトを得ることができることに
なる。
第7図aは本発明の光源用陰極線管の他の実施
例の断面略図であり、第7図bは第5図に示した
一実施例の具体的構成図である。第5図すなわち
第7図bの場合は陽極電極である第3グリツドを
内塗黒鉛膜7からなる導電性被膜で代用している
が、第7図aの場合は第3グリツド3を独立して
設けている。電子ビーム6の当る部分に螢光体が
塗られ、螢光面5を形成している。螢光面5と内
塗黒鉛膜7には、第3グリツド又はコンタクター
8を通じて高圧Ebが印加されている。第1グリ
ツド(電流制御電極)1には、アース電位かもし
くはそれに近い直流電位Ec1が印加され、カソー
ド4には常にEK≧Ec1の関係のある変調電位EK
印加される。
以上のように本発明は、カソードと電流制御電
極と陽極電極とのみで構成された電子銃から放射
された単一の拡散電子ビームが螢光面を発光させ
るようにし、電流制御電極の孔径及びカソードと
電流制御電極間の距離を選定することにより、所
要のカソード電流で所要の大きさの発光スポツト
を得るようにしたので、高輝度で小型の光源用陰
極線管を最小の電極数で得る事が出来、その効果
は非常に大きい。
【図面の簡単な説明】
第1図はカソード、第1グリツド、第2グリツ
ド、第3グリツドの3電極から成る従来の電子銃
内部を示す拡大図、第2図は、電子銃から放出さ
れた電子ビームが螢光面を発光させる時の発光ス
ポツト径Dと電子ビーム電流IKとの関係を示す特
性図、第3図は3電極構成電子銃の第2グリツド
電極長を可変した時の螢光面上の発光スポツト径
との関係を示す構成図、第4図は発光スポツト径
を大きくさせるための検討結果を示す構成図、第
5図は本発明の一実施例を示す要部構成図、第6
図は本発明の電極構成における実測結果を示す特
性図、第7図aは本発明の他の実施例を示す構成
図、第7図bは第5図に示した一実施例の具体的
構成図である。 図中、1は電流制御電極、3は陽極電極、4は
カソード、5は螢光面、6は電子ビーム、7は導
電性被膜、9は電流制御電極の孔である。なお、
図中、同一符号は同一又は相当部分を示す。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 筒状の真空外囲器、この真空外囲器の一側端
    内面に形成され、高電圧が印加される螢光面、電
    子ビームを放出するカソードと、このカソードと
    対向配置されて上記電子ビームが通過する孔を有
    し、上記電子ビームの電流量を制御する電流制御
    電極と、この電流制御電極に隣接配置されて上記
    電流制御電極を通過した電子ビームを取り囲み、
    上記螢光面と同一電位が印加される陽極電極との
    みで構成されて上記真空外囲器の他側端部内に配
    置され、単一の拡散電子ビームを上記螢光面に射
    突させる電子銃を備え、上記電流制御電極の孔径
    及び上記カソードと電流制御電極間の距離を所要
    の大きさに選定することにより、上記電子ビーム
    の所要の電流量で所要の大きさの発光スポツトを
    上記螢光面上に得るようにしたことを特徴とする
    光源用陰極線管。 2 陽極電極は、真空外囲器の筒状部内周面に塗
    布された導電性被膜からなることを特徴とする特
    許請求の範囲第1項記載の光源用陰極線管。
JP55137359A 1980-09-29 1980-09-29 Cathode ray tube for light source Granted JPS5760658A (en)

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JPS5760658A JPS5760658A (en) 1982-04-12
JPH0146991B2 true JPH0146991B2 (ja) 1989-10-12

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ID=15196812

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US4506191A (en) 1985-03-19
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