JPH0773820A - 電子ビーム発生システムの技術的領域 - Google Patents

電子ビーム発生システムの技術的領域

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JPH0773820A
JPH0773820A JP6088944A JP8894494A JPH0773820A JP H0773820 A JPH0773820 A JP H0773820A JP 6088944 A JP6088944 A JP 6088944A JP 8894494 A JP8894494 A JP 8894494A JP H0773820 A JPH0773820 A JP H0773820A
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JP
Japan
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electron beam
cathode
generating system
beam generating
high current
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Pending
Application number
JP6088944A
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English (en)
Inventor
Manfred Marggraf
マンフレート・マルクグラーフ
Kurt-Manfred Tischer
− マンフレート・ティッシャー クルト
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Nokia Technology GmbH
Original Assignee
Nokia Technology GmbH
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J3/00Details of electron-optical or ion-optical arrangements common to two or more basic types of discharge tubes or lamps
    • H01J3/02Electron guns
    • H01J3/027Construction of the gun or parts thereof
    • 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
    • H01J29/02Electrodes; Screens; Mounting, supporting, spacing or insulating thereof
    • H01J29/04Cathodes

Landscapes

  • Electrodes For Cathode-Ray Tubes (AREA)
  • Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
  • Lasers (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、高電流陰極を有する電子ビーム発
生システムの第1b4d電極の温度に対する安定性を高
めて高精細を得ることを目的とする。 【構成】 陰極装置11が高電流陰極13として構成され、
陰極装置11に対して近接した距離で位置される格子電極
が、陰極装置11の放射表面21に平行に延在し電子通路開
口22を含む領域23と、放射表面21に面する領域23の側面
に隣接するクラディング表面24と、クラディング表面24
の自由端部に接続され、電子通路開口22を含む領域23の
方向に延在し、90°±10°の角度を有する端部部分25と
を備え、クラディング表面24は電子通路開口を含む領域
23に対して95°以上で175 °以下の角度αを有すること
を特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は電子ビーム発生システム
の構造、特に電流密度が10A/cm2 までの陰極装置を
含むシステムに関する。
【0002】
【従来の技術】現在の技術では電流密度が10A/cm2
までの陰極装置は長年知られており、マイクロ波の生成
に広く使用されている。この応用で高電流または蓄積陰
極と呼ばれているこのような陰極装置の重要な部分は多
孔性で焼結された金属ディスクであり、そのディスク中
にバリウムとストロンチウムの混合物が埋設されてい
る。アルカリ土類金属の蒸気圧力により単分子層が焼結
部分の表面で形成され、これは温度効果下で出力仕事関
数を減少し、従って高い電子放射を生成する。しかしな
がら約1100℃の動作温度は10A/cm2 までの高電子ビ
ーム密度を達成することに必要とされる。実際に示され
るように100,000 時間までの動作時間がこのような高電
流陰極で容易に達成されることができるので、このよう
な高電流陰極のサービス寿命は上昇した動作温度と高放
射密度により影響を受けない。
【0003】前述のタイプの高電流陰極に加えて他の陰
極装置も知られており、これは約900 ℃の動作温度で約
0.5 A/cm2 までの電流密度を生成する。このような
陰極装置は陽極に面する側面上で例えば酸化バリウム被
覆のような特別な光電子放射酸化物被覆を施した小さい
ニッケル管から基本的に構成される。受信および再生側
との両者においてこのような陰極装置の応用領域は画像
管技術である。各動作温度で真空中の放射層から蒸発さ
れる電子が雲のように陰極を包囲することを防止するた
めに陽極は陰極表面からのある距離に位置され、これは
陽極方向に放射された電子を加速させる。陽極方向に加
速される電子量を制御するために、ピンホール開口が陽
極方向で陰極の放射表面からのある距離に位置され、そ
れは陰極に関して負電位にされる。陰極とピンホ−ル開
口またはウェーネルト円筒(モジュラー電極)との間の
制御電圧が負方向に大きくなる程、ピンホール開口を通
過することができる電子数が少なくなる。完全にするた
めに例えばテレビジョン画像管は電子ビームを形成する
ために陽極方向で他の電極を有し、陰極装置、ピンホー
ル開口および電極の組合わせは受像および再生技術で電
子ビーム発生システムと呼ばれることが指摘される。鮮
明な高精細度が前述の電子ビーム発生システムにより通
常のテレビジョン画像管で達成されることができるが、
テキストの再生とHDTV動作の目的で精細度を改良す
る必要がある。これは特に16×9のフォーマットを含む
大きなフォーマット管で必要である。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】これに関するサンプル
の計算により示されるように、精細度それ自体は通常の
陰極装置と高電流陰極装置とを置換することにより得ら
れる。しかしながら、このような方法は第2格子の電圧
が800 〜1000ボルトの合理的範囲内で維持されるならば
システム構造の変化を必要とする。これらの変化は、通
常の陰極装置と比較して陰極と第1格子電極(ピンホー
ル開口)との間の距離が40〜60μmに減少されなくては
ならない。30〜70μmの範囲に電子の通過領域で第1格
子電極の厚さを減少することがさらに必要である。第1
格子電極から陰極までの距離の調節が比較的容易である
が、30〜70μmの厚さの第1格子電極の通過領域の形式
は非常に困難であることが立証された。このような薄い
第1格子電極の構造それ自体は問題ではないが、むしろ
動作温度の影響下でこのような薄い格子の熱安定性を維
持することが問題である。後者は1100℃までの温度で動
作する高電流陰極で特に臨界的である。特に本発明者の
試験によると、受け部分に固定される箔により形成され
るとき熱位相期間中の温度効果は機械的応力を生成し、
薄い通過領域を歪ませる。薄い通過領域の取付けの適切
な熱伝導により均一な温度レベルが受け部分で達成され
ないので、溶接処理の寸前の薄い通過領域の加熱により
加えられた応力を有する既知の引伸ドラムの物理的原理
は失敗する。この例でも同様に薄い通過領域の非対称的
な隆起が結果として生じる。高電流陰極で必要とされる
通過領域の均一な深さの生成が不可能なのでスタンプま
たはプレスによる所望の厚さ30〜70μmの通過領域を形
成する試みは成功しない。
【0005】従って改良された精細度により特徴づけら
れる電子ビーム発生システムの必要性が依然として存在
する。
【0006】
【課題を解決するための手段】この目的は、本発明の電
子ビーム発生システムによって達成される。本発明の電
子ビーム発生システムは陰極装置と、開口を通って陰極
装置により放射された電子が通過する格子電極とを有
し、陰極装置が高電流陰極として構成され、陰極装置に
対して近接した距離で位置される格子電極が、陰極装置
の放射表面に平行に延在し電子通路開口を含む領域と、
放射表面に面する領域の側面に隣接するクラディング表
面と、クラディング表面の自由端部に接続され、前記電
子通路開口を含む領域の方向に延在し、90°±10°の角
度を有する端部部分とを備え、クラディング表面は前記
電子通路開口を含む領域に対して95°以上で175 °以下
の角度αを有することを特徴とする。
【0007】第1格子電極の帽子型構造によって高電流
陰極と第1格子電極の安定な構造を得ることが可能であ
る。本発明のその他の有効な改良が請求項2乃至5に記
載されている。請求項2に記載されているように、電子
通路開口を含む領域、クラディング表面、端部部分によ
り構成される格子電極の部分は挿入部品の形態で製造さ
れ、格子電極の開口に位置され、接続されるならば挿入
および格子受け部分を分離して製造することができるた
めに価格が非常に効率的な利点を有する。
【0008】特に電子通路開口を含む領域、クラディン
グ表面、端部を形成する格子電極の1部が深絞りプレス
で形成されるときに後者が適用される。通過領域が挿入
部品の形態で金属箔で製造されるならば、なおさらであ
る。
【0009】請求項4に記載されているように、電子通
路開口を含む領域、クラディング表面、端部部分を包囲
する格子電極の少なくとも1部が約400 ℃までの温度範
囲で非常に低い膨脹係数を有する材料で製造されるとき
第1格子電極の通過領域の熱安定性は非常に有効であ
る。このような材料は20〜55%のニッケルを有する高ニ
ッケル合金鋼である。
【0010】
【実施例】本発明は図面により詳細に説明される。図1
は陰極装置11と第1の電極12により形成される電子ビー
ム発生システム10を示している。実際の蓄積陰極13、陰
極管14、管型の保持装置15、および保持素子16を有する
陰極装置11は市販(例えばSemicon 社,Lexington 、米
国)されている高電流陰極である。例えば前述の構造で
は高電流陰極13は5A/cm2 のビーム電流密度を有
し、動作温度で1100℃を必要とする。陰極の放射表面21
の直径は0.5 乃至1.5 mmの範囲であることが望まし
い。この高電流陰極13は保持管17中に位置され固定され
る。陰極13により放射される電子の通過領域は陰極管14
から離れて面している実際の蓄積陰極13の(放射)表面
から40μmに位置されている。この通過領域は挿入部品
18の形態であり格子電極12の受け部分19に固定される。
示された構造の例では生産を安定させる理由で挿入部品
よりも厚い壁を有する受け部分19がセラミックディスク
20により保持管17に接続される。挿入部品18は36%のニ
ッケルを含む高ニッケル含有鋼の箔からプレス加工され
る。この挿入部品18は放射表面21と平行である領域23を
具備し、電子の通路用の開口22を備え、領域23に近接し
その内部25と135 °の角度αを形成するクラディング表
面24と、領域23方向に延在し、領域23と90°の角度を形
成するクラディング表面24の自由端部と接続される端部
部分とを含む。フランジ27は端部部分26の自由端部に形
成され、挿入部品18は受け部分19にレーザ溶接される。
このような電子ビーム発生システムは1100℃に達する必
要な動作温度が電子通路領域22の非常に薄い第1格子電
極に影響せずに高ビーム電流出力(10A/cm2 まで)
でテレビジョン画像管の陰極第1格子電極装置として使
用されることができる。ここで説明されている構造例で
は蓄積陰極13の放射表面21の直径は0.75mmであり、蒸
発する陰極材料が格子12またはそれに後続する格子(図
示せず)の開口に近接しないことを確実にする。これに
関連して図1で示されている例えば同一面に位置される
幾つかの陰極/第1格子電極装置がテレビジョン画像の
生成に使用されることが指摘される。
【0011】図2は図1で示されている第1格子電極12
をさらに改良したものである。この例では挿入部品18は
図1と比較して単一の部材ではなく、2つの部分で作ら
れ、領域23とクラディング表面24が1つの部分を形成
し、端部部分26とフランジ27が挿入部品18の他の部分を
形成している。クラディング表面24と端部部分26の境目
で2つの個々の部分が挿入部品18を形成するため相互に
溶接される。図2で示されている構造例ではクラディン
グ表面24と領域23との間の角度αは153 °である。
【0012】図3は図1と別の装置を示している。高電
流陰極11の異なったタイプの固定に加えて、この構造は
受け部分19が高電流陰極自体に接続していない点で図1
の装置と異なっている。これは陰極が非常に簡単な方法
で格子電極12または他の格子(図示せず)に関して調節
されることを可能にする。図3も2つの部分の挿入部品
18を示している。
【0013】図4は図2および3の2つの部分の挿入部
品で使用されるような領域23とクラディング表面24から
構成された挿入部品18の1部分を示している。領域23と
クラディング表面24との間の角度αは125 °である。図
5は図1の単一の部分の形態で使用されるような深くプ
レスされた箔の挿入部品18を示している。この挿入部品
18は20%のニッケルを含む高ニッケル含有鉄から絞りで
プレスされ、50μmの厚さの一定の壁を有する。最後に
角度は格子電極12の通過領域に使用される材料と主要な
動作温度に大きく依存することが指摘される。例えば11
00℃よりも低い温度では角度αは平面にされることもで
きる。
【0014】電子ビームにより生成される画像出力の理
由で電極装置12の熱安定性に大きく依存するので、前述
したように本発明による高電流陰極装置の好ましい応用
範囲は受像および再生技術である。同様に、本発明は受
像および再生に限定されるものではなく、細いピンホー
ル開口が高温領域の陰極装置の前面で熱安定でなければ
ならないところではどこでも使用されることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】電子ビーム発生システムの概略断面図。
【図2】電子ビーム発生システムの第1格子電極の概略
断面図。
【図3】別の電子ビーム発生システムの概略断面図。
【図4】挿入部品の概略断面図。
【図5】別の挿入部品の概略断面図。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 クルト − マンフレート・ティッシャー ドイツ連邦共和国、73240 ベントリンゲ ン、ゲルハルト − ハウプトマン − ベーク 4

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 少なくとも1つの陰極装置と、開口を通
    って陰極装置により放射された電子が通過する少なくと
    も1つの格子電極とを有する電子ビーム発生システムに
    おいて、 各陰極装置が高電流陰極として構成され、 陰極装置に対して近接した距離で位置される格子電極
    が、 陰極装置の放射表面に平行に延在し電子通路開口を含む
    領域と、 放射表面に面する領域の側面に隣接するクラディング表
    面と、 クラディング表面の自由端部に接続され、前記電子通路
    開口を含む領域の方向に延在し、90°±10°の角度を有
    する端部部分とを備え、クラディング表面は前記電子通
    路開口を含む領域に対して95°以上で175 °以下の角度
    αを有することを特徴とする電子ビーム発生システム。
  2. 【請求項2】 前記電子通路開口を含む領域、クラディ
    ング表面、端部部分により形成される格子電極の部分
    が、格子電極の開口に配置され接続される挿入部品とし
    て組立てられていることを特徴とする請求項1記載の電
    子ビーム発生システム。
  3. 【請求項3】 高電流陰極の放射表面の直径が0.5 乃至
    1.5 mmの範囲である請求項1または2記載の電子ビー
    ム発生システム。
  4. 【請求項4】 前記電子通路開口を含む領域、クラディ
    ング表面、端部部分により形成される電極の少なくとも
    1部が深絞りのプレスで形成されている請求項1乃至3
    のいずれか1項記載の電子ビーム発生システム。
  5. 【請求項5】 前記電子通路開口を含む領域、クラディ
    ング表面、端部部分を含む格子電極の少なくとも1部が
    約400 ℃まで低い熱膨脹係数を有する材料で構成されて
    いる請求項1乃至3のいずれか1項記載の電子ビーム発
    生システム。
  6. 【請求項6】 材料が20〜55%のニッケルを有する高合
    金ニッケル鋼であることを特徴とする請求項4記載の電
    子ビーム発生システム。
JP6088944A 1993-04-26 1994-04-26 電子ビーム発生システムの技術的領域 Pending JPH0773820A (ja)

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DE4313577.3 1993-04-26

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4151441A (en) * 1978-05-11 1979-04-24 Gte Sylvania Incorporated Cathode support means in electron gun structure of a cathode ray tube
JPS5991636A (ja) * 1982-11-18 1984-05-26 Mitsubishi Electric Corp 電子銃
US4954745A (en) * 1989-03-22 1990-09-04 Tektronix, Inc. Cathode structure

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NL194952B (nl) 2003-04-01
DE4313577C2 (de) 1998-09-10
ITTO940309A0 (it) 1994-04-19
IT1274266B (it) 1997-07-17
ITTO940309A1 (it) 1995-10-19
DE4313577A1 (de) 1994-10-27
NL9400657A (nl) 1994-11-16
NL194952C (nl) 2003-08-04

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