JPH09204880A - 電子銃及びそれを用いたブラウン管 - Google Patents
電子銃及びそれを用いたブラウン管Info
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- JPH09204880A JPH09204880A JP1066996A JP1066996A JPH09204880A JP H09204880 A JPH09204880 A JP H09204880A JP 1066996 A JP1066996 A JP 1066996A JP 1066996 A JP1066996 A JP 1066996A JP H09204880 A JPH09204880 A JP H09204880A
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- Japan
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- cathode
- electron
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- electron gun
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Abstract
(57)【要約】
【課題】バリウム蒸着等による陰極以外からの不要電子
放射のないブラウン管を提供する。 【解決手段】陰極をフィールド・エミッタ・アレイ１０
にし、またその電子放出面側の電極形状を凹形とし、同
面の一部を第一電極１に接するようにした。
放射のないブラウン管を提供する。 【解決手段】陰極をフィールド・エミッタ・アレイ１０
にし、またその電子放出面側の電極形状を凹形とし、同
面の一部を第一電極１に接するようにした。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電子ビームを蛍光
面上に収束して発光させ、その電子ビームを偏向走査し
画像表示を行うブラウン管に関する。
面上に収束して発光させ、その電子ビームを偏向走査し
画像表示を行うブラウン管に関する。
【０００２】
【従来の技術】ブラウン管は、陰極から電子ビームを放
射させ、その電子ビームを電界や磁界を用いた主レンズ
で蛍光面に収束させることにより発光点を得るものであ
り、さらに磁界等により蛍光面の全面に偏向走査するこ
とにより、文字や画像を表示するデバイスである。電子
銃は、電子ビームを発生し、蛍光面に収束させる機能を
担うが、これに関しては、例えば、アドバンセス イン
エレクトロニクス アンド フィジックス，サプリメ
ント３，ナローアングル エレクトロンガンズアンド
カソードレイ チューブ（Advances in Electronics an
d ElectronPhysics，suppl.3，Narrow Angle Electron
Guns and Cathode Ray Tubes，ACADEMIC PRESS 1968）
に詳しく記載されている。
射させ、その電子ビームを電界や磁界を用いた主レンズ
で蛍光面に収束させることにより発光点を得るものであ
り、さらに磁界等により蛍光面の全面に偏向走査するこ
とにより、文字や画像を表示するデバイスである。電子
銃は、電子ビームを発生し、蛍光面に収束させる機能を
担うが、これに関しては、例えば、アドバンセス イン
エレクトロニクス アンド フィジックス，サプリメ
ント３，ナローアングル エレクトロンガンズアンド
カソードレイ チューブ（Advances in Electronics an
d ElectronPhysics，suppl.3，Narrow Angle Electron
Guns and Cathode Ray Tubes，ACADEMIC PRESS 1968）
に詳しく記載されている。
【０００３】電子の発生源である陰極には、酸化物陰極
が、現在最も広く用いられている。これはバリウムを主
体とする酸化物を還元剤を含んだニッケル基体に塗布し
たものである。これに関しては、ジ オキサイド コー
テド カソード，ボリューム１−２(The Oxide−coated
Cathode，Vol.1−2，CHAPMAN & HALL，Ltd.，1951）に
記載されている。
が、現在最も広く用いられている。これはバリウムを主
体とする酸化物を還元剤を含んだニッケル基体に塗布し
たものである。これに関しては、ジ オキサイド コー
テド カソード，ボリューム１−２(The Oxide−coated
Cathode，Vol.1−2，CHAPMAN & HALL，Ltd.，1951）に
記載されている。
【０００４】また、近年、酸化物陰極に代わり含浸形陰
極も用いられている。これはバリウムを主体とする酸化
物をタングステンの多孔質体に含ませたものであり、こ
れに関しては、アイ・イー・イー プロシーディング
１２８巻 パート１ ナンバー１ １９〜３２頁(IEE P
roc.，Vol.128，Pt1，No.1(1981)19−32）に記載されて
いる。これらの陰極は共にバリウムを用いた熱陰極であ
り、酸化物陰極はおよそ７５０℃に、含浸形陰極はおよ
そ１０００℃に加熱して用いられる。
極も用いられている。これはバリウムを主体とする酸化
物をタングステンの多孔質体に含ませたものであり、こ
れに関しては、アイ・イー・イー プロシーディング
１２８巻 パート１ ナンバー１ １９〜３２頁(IEE P
roc.，Vol.128，Pt1，No.1(1981)19−32）に記載されて
いる。これらの陰極は共にバリウムを用いた熱陰極であ
り、酸化物陰極はおよそ７５０℃に、含浸形陰極はおよ
そ１０００℃に加熱して用いられる。
【０００５】ところで、バリウムは陰極を加熱すること
により徐々に蒸発し、電子銃の電極に付着し、その付着
部分から電子放出を起こすことがある。これより発生し
た電子は画像表示を行うための本来の電子ビームの軌道
とは異なるため、蛍光面の本来の輝点とは異なる位置を
発光させる。これにより、ブラウン管の表示品質を劣化
させることがある。
により徐々に蒸発し、電子銃の電極に付着し、その付着
部分から電子放出を起こすことがある。これより発生し
た電子は画像表示を行うための本来の電子ビームの軌道
とは異なるため、蛍光面の本来の輝点とは異なる位置を
発光させる。これにより、ブラウン管の表示品質を劣化
させることがある。
【０００６】この不要な電子放出はバリウムの電子銃電
極への付着が直接の原因であるが、バリウムは、ブラウ
ン管に必要な単位平方センチあたり数アンペアの電子放
出を１０００℃以下の温度で可能とする熱陰極には必要
不可欠な物質である。バリウムを用いる熱陰極以外の可
能性は、微細な複数の電界放出ティップをミクロン間隔
で集積したフィールド・エミッタ・アレイ（Field Emit
ter Arrays）がある。これを用いることができれは、電
子銃の電極へのバリウム被着はなくなり、上述の問題は
起こらない。フィールド・エミッタ・アレイに関して
は、例えばアプリケーションズ オブ サーフェイス
サイエンス １６巻 ２７７〜２９１頁１９８３年（Ap
plications of Surface Science 16(1983)277−291）に
記載があり、室温にて単位平方センチあたり数アンペア
の電子放出を可能とするものである。
極への付着が直接の原因であるが、バリウムは、ブラウ
ン管に必要な単位平方センチあたり数アンペアの電子放
出を１０００℃以下の温度で可能とする熱陰極には必要
不可欠な物質である。バリウムを用いる熱陰極以外の可
能性は、微細な複数の電界放出ティップをミクロン間隔
で集積したフィールド・エミッタ・アレイ（Field Emit
ter Arrays）がある。これを用いることができれは、電
子銃の電極へのバリウム被着はなくなり、上述の問題は
起こらない。フィールド・エミッタ・アレイに関して
は、例えばアプリケーションズ オブ サーフェイス
サイエンス １６巻 ２７７〜２９１頁１９８３年（Ap
plications of Surface Science 16(1983)277−291）に
記載があり、室温にて単位平方センチあたり数アンペア
の電子放出を可能とするものである。
【０００７】ブラウン管は広くテレビ放送から、計算機
端末，各種表示装置に用いられるため、その動作方式や
内部構成はほとんど均一化され、互換性を重視し、安価
に製造できるように設計されている。従って、フィール
ド・エミッタ・アレイを酸化物陰極や含浸形陰極に代え
て用いる場合も、他の電子銃の設計等の変更が不要であ
ることが望ましい。
端末，各種表示装置に用いられるため、その動作方式や
内部構成はほとんど均一化され、互換性を重視し、安価
に製造できるように設計されている。従って、フィール
ド・エミッタ・アレイを酸化物陰極や含浸形陰極に代え
て用いる場合も、他の電子銃の設計等の変更が不要であ
ることが望ましい。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的はブラウ
ン管用の電子銃において、陰極部分以外の電子銃部分や
他部品の設計を変更することなく、従来の熱陰極に代え
てフィールド・エミッタ・アレイを用いることを課題と
する。その結果として表示品質の良好なブラウン管を、
大幅な価格上昇を招くことなく提供することにある。
ン管用の電子銃において、陰極部分以外の電子銃部分や
他部品の設計を変更することなく、従来の熱陰極に代え
てフィールド・エミッタ・アレイを用いることを課題と
する。その結果として表示品質の良好なブラウン管を、
大幅な価格上昇を招くことなく提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記課題は、フィールド
・エミッタ・アレイの引き出し電極である上部電極を、
陰極側から数えて第一の電極に接するように組立て、こ
のときフィールド・エミッタ・アレイの上部電極の面は
凹形状とし、その凹形上部と凹形底部の段差を５０μか
ら２００μとし、凹型底部の範囲が第一電極の開口の範
囲より大となるようにすればよい。
・エミッタ・アレイの引き出し電極である上部電極を、
陰極側から数えて第一の電極に接するように組立て、こ
のときフィールド・エミッタ・アレイの上部電極の面は
凹形状とし、その凹形上部と凹形底部の段差を５０μか
ら２００μとし、凹型底部の範囲が第一電極の開口の範
囲より大となるようにすればよい。
【００１０】
【発明の実施の形態】図１に本発明のブラウン管用電子
銃の一実施例の構成を示し、図４の従来例と比較する。
銃の一実施例の構成を示し、図４の従来例と比較する。
【００１１】図４に示す従来電子銃は、陰極に酸化物陰
極２０を用いるものであり、陰極には加熱のためのヒー
タ２１を具備している。電子銃の電極は陰極側から蛍光
面に向かって順に第一電極１，第二電極２があり、陰極
２０と第一電極１及び第二電極２までを三極部と呼ぶ。
三極部は、陰極から電子ビーム１０６を引き出し、それ
を主レンズに導く。主レンズは、電子ビームを蛍光面に
収束させるが、静電レンズ方式を用いる場合、第三電極
３から数枚の電極で構成される。一般に、第一電極１は
０Ｖ、第二電極２は５００〜１０００Ｖ程度に設定さ
れ、陰極を０Ｖ〜数十Ｖにドライブすることにより、電
子ビームの電流を調整する。
極２０を用いるものであり、陰極には加熱のためのヒー
タ２１を具備している。電子銃の電極は陰極側から蛍光
面に向かって順に第一電極１，第二電極２があり、陰極
２０と第一電極１及び第二電極２までを三極部と呼ぶ。
三極部は、陰極から電子ビーム１０６を引き出し、それ
を主レンズに導く。主レンズは、電子ビームを蛍光面に
収束させるが、静電レンズ方式を用いる場合、第三電極
３から数枚の電極で構成される。一般に、第一電極１は
０Ｖ、第二電極２は５００〜１０００Ｖ程度に設定さ
れ、陰極を０Ｖ〜数十Ｖにドライブすることにより、電
子ビームの電流を調整する。
【００１２】従来電子銃の陰極の電子放出面２４Ａは第
一電極１の陰極側の面１Ａより、５０μ〜２００μにな
るように離して固定されている。電子ビームは上述の三
極部の電位関係および位置関係により、第一電極１と第
二電極２の間で交点を結ぶが、これをクロスオーバ５と
呼ぶ。主レンズはこのクロスオーバ５を仮想的な光源と
して、これを蛍光面上に結像するように設計されてい
る。電子軌道がクロスオーバ５を作るには、陰極の電子
放出面２４Ａと第一電極１が前述のように一定間隔を保
持する必要がある。
一電極１の陰極側の面１Ａより、５０μ〜２００μにな
るように離して固定されている。電子ビームは上述の三
極部の電位関係および位置関係により、第一電極１と第
二電極２の間で交点を結ぶが、これをクロスオーバ５と
呼ぶ。主レンズはこのクロスオーバ５を仮想的な光源と
して、これを蛍光面上に結像するように設計されてい
る。電子軌道がクロスオーバ５を作るには、陰極の電子
放出面２４Ａと第一電極１が前述のように一定間隔を保
持する必要がある。
【００１３】図１に示す本発明の電子銃では、陰極にフ
ィールド・エミッタ・アレイ１０を用いている。フィー
ルド・エミッタ・アレイ１０の構成は図２に示すが、こ
れは複数の電界放出ティップ１４を電気的につなぐ下部
電極１１と、絶縁層１２と、電界放出ティップ１４との
間に電界放出を生じさせるための上部電極１３から構成
される。一般には、上部電極１３は電界ティップ部分に
微細な穴があいた平坦面であるが、本発明の電子銃で
は、上部電極１３は凹形状をしており、電界放出ティッ
プがある中央部分１３Ｂ（凹形底部）が第一電極に対し
遠位置になっている。そして、外周部１３Ａ（凹形上
部）で、上部電極は第一電極１に接しており、上部電極
１３は第一電極１と同電位となる。
ィールド・エミッタ・アレイ１０を用いている。フィー
ルド・エミッタ・アレイ１０の構成は図２に示すが、こ
れは複数の電界放出ティップ１４を電気的につなぐ下部
電極１１と、絶縁層１２と、電界放出ティップ１４との
間に電界放出を生じさせるための上部電極１３から構成
される。一般には、上部電極１３は電界ティップ部分に
微細な穴があいた平坦面であるが、本発明の電子銃で
は、上部電極１３は凹形状をしており、電界放出ティッ
プがある中央部分１３Ｂ（凹形底部）が第一電極に対し
遠位置になっている。そして、外周部１３Ａ（凹形上
部）で、上部電極は第一電極１に接しており、上部電極
１３は第一電極１と同電位となる。
【００１４】陰極部分１０以外のブラウン管電子銃の構
成は従来と全く同じであり、電極電位も同じである。但
し、本発明では陰極のドライブは下部電極１１の電圧に
より行う。この場合、下部電極には０Ｖからマイナス数
十Ｖの電圧を印加する。下部電極の電圧をマイナスとす
ることにより、電界放出ティップ１４から電子が放出
し、その仮想的な陰極面となる上部電極の中央部１３Ｂ
は、第一電極１の陰極側の面１Ａから離れており、電子
軌道は従来電子銃と同じくクロスオーバを作ることがで
きる。
成は従来と全く同じであり、電極電位も同じである。但
し、本発明では陰極のドライブは下部電極１１の電圧に
より行う。この場合、下部電極には０Ｖからマイナス数
十Ｖの電圧を印加する。下部電極の電圧をマイナスとす
ることにより、電界放出ティップ１４から電子が放出
し、その仮想的な陰極面となる上部電極の中央部１３Ｂ
は、第一電極１の陰極側の面１Ａから離れており、電子
軌道は従来電子銃と同じくクロスオーバを作ることがで
きる。
【００１５】このように、フィールド・エミッタ・アレ
イ１０の上部電極１３を凹形状とすることにより、陰極
部分以外のブラウン管電子銃の構成および電圧をそのま
まに用いることができる。ここで、上部電極の中央部１
３Ｂ（凹形底部）と第一電極の陰極側の面１Ａとの距離
は、クロスオーバ５が第一電極１と第二電極２の間に結
ばれるように、従来電子銃における酸化物陰極２０と第
一電極１の距離と同程度にする必要がある。その距離
は、５０μ〜２００μである。また、中央部分１３Ｂ
（凹形底部）の範囲は、従来の電子銃の電界分布と同一
にするにはできるだけ広いほうがよいが、実質的には第
一電極１の開口１Ｂと同一か又はそれより広ければよ
い。
イ１０の上部電極１３を凹形状とすることにより、陰極
部分以外のブラウン管電子銃の構成および電圧をそのま
まに用いることができる。ここで、上部電極の中央部１
３Ｂ（凹形底部）と第一電極の陰極側の面１Ａとの距離
は、クロスオーバ５が第一電極１と第二電極２の間に結
ばれるように、従来電子銃における酸化物陰極２０と第
一電極１の距離と同程度にする必要がある。その距離
は、５０μ〜２００μである。また、中央部分１３Ｂ
（凹形底部）の範囲は、従来の電子銃の電界分布と同一
にするにはできるだけ広いほうがよいが、実質的には第
一電極１の開口１Ｂと同一か又はそれより広ければよ
い。
【００１６】図３は、上述の実施例の電子銃を用いたブ
ラウン管１００である。フィールド・エミッタ・アレイ
１０から放出した電子１０６は、電子銃の電極１０２に
より蛍光面１０４上に収束される。このとき、電子ビー
ム１０６は偏向コイル１０３により蛍光面全面に走査さ
れる。フィールド・エミッタ・アレイ１０，電子銃電極
１０２，蛍光面１０４はガラス容器１０５の中に真空に
保持されている。フィールド・エミッタ・アレイ１０を
用いたブラウン管１００は、本来の陰極以外からの不要
な電子放出はなく、それによる表示品質の劣化は生じな
い。また、上述の実施例の電子銃の場合、陰極部分以外
の設計変更はなく、従来同様の生産効率が期待でき、価
格の大幅上昇を招くことはない。
ラウン管１００である。フィールド・エミッタ・アレイ
１０から放出した電子１０６は、電子銃の電極１０２に
より蛍光面１０４上に収束される。このとき、電子ビー
ム１０６は偏向コイル１０３により蛍光面全面に走査さ
れる。フィールド・エミッタ・アレイ１０，電子銃電極
１０２，蛍光面１０４はガラス容器１０５の中に真空に
保持されている。フィールド・エミッタ・アレイ１０を
用いたブラウン管１００は、本来の陰極以外からの不要
な電子放出はなく、それによる表示品質の劣化は生じな
い。また、上述の実施例の電子銃の場合、陰極部分以外
の設計変更はなく、従来同様の生産効率が期待でき、価
格の大幅上昇を招くことはない。
【００１７】
【発明の効果】本発明によれば、陰極としてフィールド
・エミッタ・アレイを設計の大幅な変更なく用いること
ができ、電子銃電極からの不要電子放出がなく、表示品
質の良好なブラウン管を価格の大幅上昇を招くことなく
生産できる。
・エミッタ・アレイを設計の大幅な変更なく用いること
ができ、電子銃電極からの不要電子放出がなく、表示品
質の良好なブラウン管を価格の大幅上昇を招くことなく
生産できる。
【図１】本発明の一実施例の電子銃の実施例の断面図。
【図２】本発明の電子銃に用いるフィールド・エミッタ
・アレイ部の部分断面斜視図。
・アレイ部の部分断面斜視図。
【図３】本発明の一実施例のブラウン管の断面図。
【図４】電子銃の従来例の断面図。
１，２，３…第１，第２，第３電極、５…クロスオー
バ、１０…フィールド・エミッタ・アレイ、１１…下部
電極、１２…絶縁層、１３…凹形状の上部電極、１４…
電界放出ティップ、１０６…電子ビーム。
バ、１０…フィールド・エミッタ・アレイ、１１…下部
電極、１２…絶縁層、１３…凹形状の上部電極、１４…
電界放出ティップ、１０６…電子ビーム。
フロントページの続き (72)発明者 松▲崎▼ 尚子 千葉県茂原市早野3300番地 株式会社日立 製作所電子デバイス事業部内 (72)発明者 山田 絵実子 千葉県茂原市早野3300番地 株式会社日立 製作所電子デバイス事業部内
Claims (3)
- 【請求項１】電子ビームを発生する三極部と、前記電子
ビームを収束させる主レンズ部で構成され、前記三極部
は陰極と二枚の電極で構成され、前記二枚の電極は前記
陰極からの電子ビームが通過する開口を有し、前記陰極
側より数えて第一の電極は、第二の電極に比較して低い
電位であるブラウン管用の電子銃において、前記陰極は
微細な複数の電界放出ティップを平面上に配置したもの
であり、複数の前記電界放出ティップを電気的に接続す
る下部電極と、複数の前記電界放出ティップから同時に
電界電子放出を行わせるために電界を生じるための上部
電極と、前記下部電極と前記上部電極を電気的に隔絶す
る絶縁体層とから構成されるフィールド・エミッタ・ア
レイであり、前記フィールド・エミッタ・アレイの上部
電極の電極面は、前記電界放出ティップが存在する電子
放出領域を含む電極面が、前記電子放出領域の外周部に
位置する非電子放出領域の電極面に比較して、前記第一
電極から遠位置となるように凹形状であり、前記上部電
極の前記非電子放出領域の少なくとも一部が前記第一電
極に接するよう構成されていることを特徴とする電子
銃。 - 【請求項２】請求項１において、前記凹形状の前記フィ
ールド・エミッタ・アレイの前記上部電極の、前記電子
放出領域を含む電極面である凹形底部と前記非電子放出
領域の電極面である凹形上部の面の高さ位置の差は、５
０μから２００μの範囲であり、前記凹形底部の範囲の
大きさが、前記第一電極の前記開口部分の範囲より大で
ある電子銃。 - 【請求項３】請求項１または２の電子銃を用いたブラウ
ン管。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1066996A JPH09204880A (ja) | 1996-01-25 | 1996-01-25 | 電子銃及びそれを用いたブラウン管 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1066996A JPH09204880A (ja) | 1996-01-25 | 1996-01-25 | 電子銃及びそれを用いたブラウン管 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09204880A true JPH09204880A (ja) | 1997-08-05 |
Family
ID=11756662
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1066996A Pending JPH09204880A (ja) | 1996-01-25 | 1996-01-25 | 電子銃及びそれを用いたブラウン管 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09204880A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6380700B1 (en) | 1999-04-06 | 2002-04-30 | Nec Corporation | Electric discharge processing method for an electron tube using a field emission cold cathode device |
| US6794822B2 (en) | 2001-11-13 | 2004-09-21 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Field emission electron source, electron gun and cathode ray tube device using the same |
| US6943489B2 (en) | 2002-04-25 | 2005-09-13 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | High resolution CRT device comprising a cold cathode electron gun |
| CN1331180C (zh) * | 2002-09-20 | 2007-08-08 | 住友电气工业株式会社 | 电子发射元件 |
| US7365481B2 (en) | 2001-12-10 | 2008-04-29 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Field emission device with change in emission property |
-
1996
- 1996-01-25 JP JP1066996A patent/JPH09204880A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6380700B1 (en) | 1999-04-06 | 2002-04-30 | Nec Corporation | Electric discharge processing method for an electron tube using a field emission cold cathode device |
| US6794822B2 (en) | 2001-11-13 | 2004-09-21 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Field emission electron source, electron gun and cathode ray tube device using the same |
| US7365481B2 (en) | 2001-12-10 | 2008-04-29 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Field emission device with change in emission property |
| US6943489B2 (en) | 2002-04-25 | 2005-09-13 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | High resolution CRT device comprising a cold cathode electron gun |
| CN1331180C (zh) * | 2002-09-20 | 2007-08-08 | 住友电气工业株式会社 | 电子发射元件 |
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