JPH04292829A - 傍熱形陰極 - 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】蛍光表示管、蛍光発光管、大型デ
ィスプレイ用の発光ユニット、光プリンタ用光源等にお
いては、線状陰極から放出された電子を陽極の蛍光体層
に射突させて発光表示を得ている。本発明は、この種の
表示素子または発光素子に用いられる電子源としての線
状陰極に係り、特にカソードに被着した電子放出物質を
加熱するヒータが前記カソードとは別体になっている傍
熱形陰極に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図４に示す従来の傍熱形陰極１００は、
ヒータ線１０１の周囲に絶縁層１０２を被着させた線状
ヒータ部１０３を有しており、熱電子放出物質１０４を
被着させた金属細線１０５を該線状ヒータ部１０３の周
囲に巻き付けた構成になっている。上記の構成において
、前記金属細線１０５に陰極電位を与えるとともに、前
記ヒータ線１０１によって前記熱電子放出物質１０４を
加熱すれば、電子の放出を得ることができる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】（１）前記傍熱形陰極
１００を実装する場合、前記ヒータ線１０１の両端部は
支持体に溶接される。このため、線状ヒータ部１０３の
両端には、熱が支持体に伝導して逃げてしまうために温
度の低下する部分が生じてしまう。線状ヒータ部１０３
によって加熱される熱電子放出物質１０４の表面温度が
５００℃以下になると、この部分からは電子が放出され
なくなる。傍熱形陰極１００のこのような部分を一般に
エンドクールと称しており、この下方には陽極セグメン
トを設けることはできない。蛍光表示管の表示密度を向
上させるためには、エンドクールをなるべく短くする必
要があるが、従来の傍熱形陰極はエンドクールが７ｍｍ
以上にもなり、このような要求に十分に応えるものでは
なかった。

【０００４】（２）蛍光表示管の原理を応用した大型デ
ィスプレイ装置では画素ピッチがかなり大きいのが普通
であるが、近年の屋内用大型ディスプレイ装置では、ひ
とつの管内に画素ピッチ２２ｍｍで８画素（２４セグメ
ント）を有する発光セルや、画素ピッチ１０ｍｍで３２
画素（９６セグメント）を有する発光セルが使用される
ようになっている。このように発光セル内の画素ピッチ
が小さくなると、隣り合う発光セル間の画素ピッチも同
様に小さくしなければならないので、発光セルの端部に
おけるフィラメントカソードの取付けスペースを小さく
するとともに、カソードのエンドクールも小さくする必
要がある。しかしながら、エンドクールが７ｍｍもある
従来の傍熱形陰極では、画素ピッチが３０ｍｍ以下の発
光セルには使用できないという問題があった。

【０００５】（３）従来の傍熱形陰極１００では、絶縁
層１０２を介してヒータ線１０１のみで金属細線１０５
の電子放出物質１０４を加熱していた。即ち、電子放出
物質１０４は線状ヒータ部１０３の側だけからしか加熱
されないため、ヒータ線１０１の熱が効率的に伝わらず
、熱効率が悪く無駄に消費される電流が多いという問題
があった。

【０００６】本発明は、エンドクールが短く、熱効率の
良好な傍熱形陰極を提供することを目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の傍熱形陰極は、
耐熱性を有する芯線と、前記芯線上に巻装された１本以
上のヒータ線および該ヒータ線の表面に被着された絶縁
層からなる巻線ヒータと、前記巻線ヒータに隣接して前
記芯線に巻装された金属細線および該金属細線の表面に
被着された電子放出物質層からなる巻線カソードとを具
備している。

【０００８】

【作用】巻線カソードの電子放出物質層は、芯線上で隣
接する巻線ヒータに両側から加熱される。

【０００９】

【実施例】図１に示す第１実施例の傍熱形陰極１は、セ
ラミックファイバ又はグラスファイバから成る芯線２を
基体としている。この芯線２は、絶縁性を有していると
ともに、１０００℃位の温度に耐えうる耐熱性も備えて
いる。

【００１０】前記芯線２の周囲にはタングステンから成
るヒータ線３が巻装されている。ヒータ線３は、その線
径が５〜５０μｍの範囲であり、芯線２に対する巻き付
けのピッチは２００μｍ以下であるが、特に本実施例で
は線径が１５μｍ・巻き付けピッチ８５μｍとした。前
記ヒータ線３の表面にはＡｌ２　Ｏ３　から成る絶縁層
４が被着され、巻線ヒータ５が形成されている。この絶
縁層４は、ヒータ線３の表面にＡｌ２　Ｏ３　の微粉を
電着法で被着させ、これを水素炉で焼結して固着させた
ものである。ここでは、絶縁層４の厚さは２０μｍとさ
れている。

【００１１】前記芯線２の周囲には、タングステン−レ
ニウムからなる金属細線６が前記巻線ヒータ５に隣接し
て巻装されている。この金属細線６は、その線径が５〜
５０μｍの範囲であり、特に本実施例では線径１５μｍ
のものが用いられている。

【００１２】前記金属細線６の表面には、低温度で電子
放出のよいアルカル土類金属の酸化物、例えば（Ｃａ，
Ｓｒ，Ｂａ）ＣＯ３　からなる電子放出物質層７が被着
され、巻線カソード８が形成されている。この電子放出
物質層７を形成するには、前記絶縁層４を形成するのに
用いた電着法がつかえる。ここで電着法について説明す
ると、まず少量のバインダを加えた有機溶剤に（Ｃａ，
Ｓｒ，Ｂａ）ＣＯ３　を加えて懸濁させ、この液に前記
金属細線６を巻いた芯線２を浸漬する。そして、金属細
線６を陰極に接続し、液中に配設した対向電極を陽極に
接続して電圧を印加すれば、電気泳動の原理によって陰
極側の金属細線６に前記炭酸塩が付着する。適当量が付
着したところで液中から取り出す。

【００１３】前記炭酸塩を金属細線６に付着させる手法
としては、前述した電着法のほか、静電スプレー法を用
いることもできる。この静電スプレー法は、電子放出物
質を有機溶剤に懸濁させた液を金属細線６に吹きつける
方法である。

【００１４】以上のように構成された傍熱形陰極１を蛍
光表示管に実装するには、カソード支持体に前記芯線２
をカシメによって固定し、前記ヒータ線３をヒータ端子
に接続し、前記金属細線６をカソード端子に接続する。 そして、表示管内を真空状態にして前記ヒータ線３を加
熱し、炭酸塩からなる前記電子放出物質層７を分解して
酸化物とする。

【００１５】このような傍熱形陰極１を有する蛍光表示
管を点灯するには、ヒータ端子にヒータ電圧を印加して
前記巻線ヒータ５のヒータ線３を加熱する。巻線カソー
ド８の電子放出物質層７は、芯線２上でこの巻線ヒータ
５に挾まれており、大きな面積で両側から巻線ヒータ５
に接触している。従って、このような巻線ヒータ５によ
る電子放出物質層７の加熱は効率が良く、小さいヒータ
電流で十分な電子放出を得ることができる。

【００１６】また巻線ヒータ５は芯線２に巻き付けられ
ているので、その全長は傍熱形陰極１の全長よりもかな
り長い。このために抵抗が大きくなり、発熱量が従来の
傍熱形陰極よりも大きくなる。このため、従来の傍熱形
陰極で問題とされていたエンドクールは本実施例の製品
では２ｍｍ程度と短くなった。

【００１７】図２に示す第２実施例の傍熱形陰極１０は
、タングステンよりも抵抗の大きい金属であるタンタル
からなる芯線１１を有している。芯線１１の線径は５〜
５０μｍの範囲内であり、本実施例では３０μｍとされ
ている。該芯線１１の周囲には、タングステンからなる
ヒータ線１２とＡｌ２　Ｏ３からなる絶縁層１３とによ
って構成された巻線ヒータ１４が巻装されている。ヒー
タ線１２の線径は、第１実施例よりやや大きく１８μｍ
となっている。巻き付けピッチは第１実施例と同じであ
る。また、芯線１１上の巻線ヒータ１４の間の位置には
、電子放出物質層１５で被覆された金属細線１６からな
る巻線ヒータ１７が巻装されている。この金属細線１６
の線径は、第１実施例と同じである。

【００１８】上記の構成において、芯線１１に巻装した
巻線ヒータ１４のヒータ線１２にヒータ電圧を印加する
と、芯線１１にも多少の電流は流れるが、主として抵抗
が比較的小さいヒータ線１２にヒータ電流が流れて発熱
する。そして、本実施例によっても第１実施例と同様の
作用・効果が得られる。

【００１９】図３に示す第３実施例の傍熱形陰極２０は
、金属線２１の表面に絶縁層２２を被覆した構成の芯線
２３を有している。この金属線２１は、レニウムを３％
含有したタングステンである。その外径は５〜５０μｍ
であるが、本実施例では外径が１５μｍとされている。 また、前記絶縁層２２は、耐熱性も有するＡｌ２　Ｏ３
　から成る。その厚さは１〜３０μｍであるが、本実施
例では２０μｍとされている。

【００２０】前記芯線２３の周囲には、巻線ヒータ５と
巻線カソード８が巻装されているが、その構成は前述し
た第１実施例と同じである。

【００２１】本実施例によれば、芯線２３もヒータとし
て作用し、巻線ヒータ５とともに巻線カソード８を加熱
する。即ち、巻線カソード８は、三方で加熱手段と接触
するので、その接触面積は前記各実施例よりもさらに大
きくなっている。従って熱効率に優れた傍熱形陰極とな
る。

【００２２】

【発明の効果】本発明の傍熱形陰極は、芯線のまわりに
巻線ヒータを巻き、この巻線ヒータに隣接するように巻
線カソードを設けてある。従って、ヒータ線を直線状に
伸ばした場合よりも、この巻線ヒータのようにヒータ線
を巻きつけた方が熱の集中度が高くなり、エンドクール
を支持体から２ｍｍ程度の短い部分にすることができる
。 また、巻線カソードの電子放出物質層は、加熱手段との
接触面積が従来よりも大きくなるので熱効率が向上し、
小さい入力パワーで電子放出を良好にすることができる
。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施例の断面図である。

【図２】第２実施例の断面図である。

【図３】第３実施例の断面図である。

【図４】従来の傍熱形陰極の一例を示す断面図である。

【符号の説明】 １，１０，２０…傍熱形陰極、２，１１，２３…芯線、
３，１２…ヒータ線、４，１３…巻線ヒータの絶縁層、
５，１４…巻線ヒータ、６，１６…金属細線、７，１５
…電子放出物質層、８，１７…巻線カソード、２１…金
属線、２２…芯線の絶縁層。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　耐熱性を有する芯線と、前記芯線上に
   巻装された１本以上のヒータ線および該ヒータ線の表面
   に被着された絶縁層からなる巻線ヒータと、前記巻線ヒ
   ータに隣接して前記芯線に巻装された金属細線および該
   金属細線の表面に被着された電子放出物質層からなる巻
   線カソードとを具備する傍熱形陰極。
2. 【請求項２】　　前記芯線が絶縁性を有している請求項
   １記載の傍熱形陰極。
3. 【請求項３】　　前記芯線が、金属線の表面に絶縁層を
   被着した構成になる請求項１記載の傍熱形陰極。
4. 【請求項４】　　前記芯線が、前記ヒータ線よりも抵抗
   が大きい金属線で形成された請求項１記載の傍熱形陰極
   。
5. 【請求項５】　　前記巻線カソードの電子放出物質層が
   、隣接する前記巻線ヒータの表面に接触している請求項
   １記載の傍熱形陰極。