JPS61140026A - Fluorescent character display tube - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To remove a difference between brightnesses at the both ends of a display pattern and at the center of there in d-c or a-c lighting by equipping a cathode consisting of heat-proof metallic fine lines, and insulating layers, electroconductive layers and electron radiation layers which are formed in serial order in layered shape at surroundings. CONSTITUTION:Insulating layers 12, electroconductive layers 14 and electron radiation layers 15 are formed on the surroundings of the cathode 1 which is consisting of heat-proof metallic fine line 11. The heater of heat-proof metallic fine line 11 is a tungsten line with about 0.1mm in diameter. The insulating layers 12 are made of aluminum oxide layer and formed in about 50mum-thick layer by plasma flame display method. The electroconductive layers 14 electrically continued with the graphite layers 13 are formed of nickel in about 10mum thickness by plasma flame display method, and the electron radiation layers 15 are coated with three-element carbonate of barium-calcium-trontium in 20mum thickness by electrodeposition process. On account of the cathode 1 being electrically continued with the heater only on its earth side, voltages of the grid and anode to the cathode and Eb and Ec everywhere, and quantity of electrodes colliding with the phosphor becomes uniform, without brightness being slant.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、螢光表示管に関し、特にその陰極の構造に関
するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a fluorescent display tube, and particularly to the structure of its cathode.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来の螢光表示管では第４図に示すように、極細線から
なるフィラメント１が陽極基板８の表面にプリントされ
た表示パターン２の上方にグリッド３を介し、表示パタ
ーン２に対応させて１本又は複数本並列に配置し、アン
カ一部４及び５に溶接、圧着等の方法で固定されている
。In the conventional fluorescent display tube, as shown in FIG. One or more pieces are arranged in parallel and fixed to the anchor parts 4 and 5 by welding, crimping, or the like.

フィラメント１は５〜１０数ミクロンのタングステン線
上にバリウム、カルシウストロンチウムなどの電子放射
物質をコーティングした直熱を陰極であり、その両端に
電圧を印加することにより約６００℃前後に加熱されて
熱電子を放出する。The filament 1 is a tungsten wire with a diameter of 5 to 10 microns coated with an electron emitting substance such as barium or calcius strontium.The filament 1 is a directly heated cathode made of a tungsten wire with a diameter of 5 to 10 microns and coated with an electron emitting substance such as barium or calcius strontium.By applying a voltage to both ends of the cathode, the filament 1 is heated to about 600°C and emits thermionic electrons. emit.

この放出された熱電子は、その下に離間したグリッド３
に加速制御され、陽極面に形成されたセグメントの螢光
体層に選択的に衝突発光し所望の表示パターンを得るこ
とができる。フィラメント印加電圧は、基本的に直流、
交流、方形波など実効値として規定電圧が印加されれば
、いずれであっても点灯可能である。しかしフィラメン
トにおいては、印加電圧に対する電位勾配を持つため、
表示の位置により輝度に傾斜がでる傾向を示す。These emitted thermionic electrons are transferred to a grid 3 spaced apart below.
It is possible to selectively collide with the phosphor layer of the segments formed on the anode surface and emit light to obtain a desired display pattern. The filament applied voltage is basically DC,
If a specified voltage is applied as an effective value, such as alternating current or square wave, it is possible to light up the lamp. However, since the filament has a potential gradient with respect to the applied voltage,
There is a tendency for brightness to vary depending on the display position.

これをフィラメント直流駆動と交流駆動の２つに大別し
て説明する。This will be roughly divided into two types: filament DC drive and AC drive.

フィラメント直流の場合の点灯回路原理図を第５図に示
す。図より明らかなようにフィラメントの両端に印加さ
れた電圧は第６図に示すような電位勾配を示す。すなわ
ちフィラメント両端においては、印加電圧に等しい電位
差が生じ、これは実質的に螢光表示管の両端の桁におい
て、グリッド・アノード電圧の電位にフィラメント印加
電圧と等しい差が出ることになる。フィラメントからの
熱電子が螢光体に衝突宛先し得られる輝度は、グリッド
・アノード電圧の約５／２乗に比例するため、フィラメ
ントプラス側の輝度はフィラメントマイナス側の輝度に
比べかなシ低くなる。フィラメント電圧のグリッド・ア
ノード電圧に対する比が大きければ大きいほどこの輝度
のアンバランスは顕著になる。The principle diagram of the lighting circuit in the case of filament direct current is shown in FIG. As is clear from the figure, the voltage applied to both ends of the filament exhibits a potential gradient as shown in FIG. That is, a potential difference equal to the applied voltage is generated across the filament, which essentially results in a difference in potential of the grid anode voltage equal to the filament applied voltage at the ends of the fluorescent display tube. The brightness obtained when the thermoelectrons from the filament collide with the phosphor is proportional to the grid anode voltage to the 5/2 power, so the brightness on the positive side of the filament is much lower than the brightness on the negative side of the filament. . The greater the ratio of filament voltage to grid anode voltage, the more pronounced this brightness imbalance will be.

この対策としてフィラメント直流印加の螢光表示管は、
グリッドとフィラメントのギャップに傾斜をつけ、フィ
ラメントプラス側のフィラメントとグリッドのギャップ
を０．０５〜０．１狭くとシ、プラス側の電流が多く流
れこれによりミ圧のドロップ分が補正できるように設計
している。しかしこの方法″では、詔のずと限界があシ
一般的にいうて、Ｅ　ｆ　＜　２Ｖｄｃ、グリッド・ア
ノード電圧＞ＩＯＶの条件を満足させるものでなければ
適用できない。As a countermeasure for this, fluorescent display tubes that apply filament direct current,
The gap between the grid and the filament is sloped, and the gap between the filament and the grid on the positive side of the filament is narrowed by 0.05 to 0.1, so that more current flows on the positive side and this compensates for the drop in pressure. I am designing. However, this method has its own limitations, and generally speaking, it cannot be applied unless the conditions of E f < 2Vdc and grid anode voltage > IOV are satisfied.

従ってフィラメントの直流駆は単載用の小形の時計等限
られた用途のものについてのみ採用されている。Therefore, direct current driving of filaments is only used for limited applications such as small single-mounted watches.

フィラメント交流駆動の螢光表示管においても、同様に
輝度傾斜が生ずる。フィラメント交流の場合の点灯回路
原理図及び電位関係をそれぞれ第７図、第８図に示す。A similar luminance gradient occurs in a fluorescent display tube driven by filament AC. A lighting circuit principle diagram and potential relationships in the case of filament AC are shown in FIGS. 7 and 8, respectively.

交流の場合はフィラメントセンタータップをグリッド・
アノードのＯＦＦ電位とし実質的なＥｂ。For AC, connect the filament center tap to the grid.
Substantial Eb is assumed to be the OFF potential of the anode.

Ｅｃの変動幅はフィラメント印加電位の１／２にするこ
とにより輝度の傾斜を軽減する処置をとって０゛る・　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　ｊ
しかしこの場合でも第８図の電位関係から明らかなよう
に、フィラメントセンタータップを基準にプラス側、マ
イナス側に振られるため、フィラメントの両端において
は、グリッド・アノード電圧が実質的に５　Ｅ　ｔ　　
０幅で変動していることになる。The fluctuation width of Ec is reduced to 0 by reducing the brightness gradient to 1/2 of the potential applied to the filament.
j
However, even in this case, as is clear from the potential relationship in Fig. 8, since the filament center tap is swung to the plus side and minus side, the grid anode voltage is substantially 5 E t at both ends of the filament.
This means that it fluctuates in a zero range.

前述のように螢光表示管の輝度は、グリッド・アノード
電圧のほぼ５／２乗に比例するので、この場合プラスマ
イナスで相殺されるのではなく、マイナス側に振られた
時の電位差が大きく影響し、左右両端が明るくなるとい
う結果をもたらす。As mentioned above, the brightness of a fluorescent display tube is approximately proportional to the 5/2 power of the grid anode voltage, so in this case, the potential difference is large when it is shifted to the negative side, rather than being canceled out by the positive and negative values. The result is that both the left and right edges become brighter.

表示パターンの小さい製品すなわちＥｆの低い製品では
、この影響はほとんど無視できるが、近年増加傾向にあ
る大盤螢光表示管の場合は、直流より有利なフィラメン
ト交流点灯においてもこの影響が無視できなくなるとい
う欠点があった。This effect can be almost ignored in products with small display patterns, that is, products with low Ef, but in the case of large-scale fluorescent display tubes, which have been increasing in recent years, this effect cannot be ignored even with filament AC lighting, which is more advantageous than direct current. There were drawbacks.

本発明はこの欠点を除去し、フィラメントの直流点灯に
おいても交流点灯においても、表示パターンの長い製品
の両端の輝度が、中央部の輝度と保色ない螢光表示管を
提供するものである。The present invention eliminates this drawback and provides a fluorescent display tube in which the brightness at both ends of a product with a long display pattern does not maintain its color with the brightness at the center, regardless of whether the filament is lit with direct current or alternating current.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

本発明の螢光表示管は、耐熱性金属の細線と、その周囲
に順次層状に形成された絶縁層、導電層及び電子放射層
から成る陰極を有しており、耐熱性金属の細線に通電を
行ないそのジュール熱により、電子放射層を加熱して、
導電層とグリッド・アノード電極との間に印加された電
圧により熱電子を放出し、アノード電極上の螢光物質に
電子衝撃を与え、所望の発光表示させるものである。The fluorescent display tube of the present invention has a cathode consisting of a heat-resistant metal thin wire and an insulating layer, a conductive layer, and an electron emitting layer formed around the thin wire in order, and current is passed through the heat-resistant metal thin wire. The Joule heat heats the electron emitting layer,
Thermionic electrons are emitted by a voltage applied between the conductive layer and the grid/anode electrode, and electron bombardment is applied to the fluorescent material on the anode electrode, resulting in a desired luminescence display.

本発明によれば、電子放射層即ち陰極面が、耐熱性金属
の細線、即ちヒータと電気的に絶縁しているか、又はヒ
ータのアース側のみで撃がっているため、陰極面と、グ
リッド・アノード間の電圧は、陰極面の長手方向にわた
って等しくすることができ、従来の如く、ヒータ印加電
圧の電位勾配による表示の不均一性を解消することがで
きた。According to the present invention, the electron emitting layer, that is, the cathode surface, is electrically insulated from the heat-resistant metal thin wire, that is, the heater, or is emitted only from the ground side of the heater, so that the cathode surface and the grid - The voltage between the anodes can be made equal across the length of the cathode surface, and the non-uniformity of display caused by the potential gradient of the voltage applied to the heater, which was conventional, can be eliminated.

〔実施例〕 次に、本発明について図面を参照して説明する。〔Example〕 Next, the present invention will be explained with reference to the drawings.

第１図は本発明による螢光表示管実施例の陰極の断面拡
大図であシ、第２図は、その陰極を有した螢光表示管の
構造を示す概念図である。FIG. 1 is an enlarged cross-sectional view of a cathode of an embodiment of a fluorescent display tube according to the present invention, and FIG. 2 is a conceptual diagram showing the structure of a fluorescent display tube having the cathode.

第１図中、１１は耐熱性金属の細線のヒータであり、本
実施例では、直径０．１１１１のタングステン線である
。１２は絶縁層であシ、約５０μｍ層の酸化アルミニウ
ム層をプラズマ溶射法により形成したものである。１４
はグラファイト層３を介してヒータ１１と電気的に繋が
っている導電層で、ニッケルを約ｌＯＯμ風の厚さにプ
ラズマ溶射法で形成したものである。最外層１５は、電
子放射層であシ、バリウム−カルシウム−ストロンチウ
ムの三元炭酸塩を電着法により約２０μ扉の厚さに被覆
したものを螢光表示管の製造工程中で、バリウム−カル
シウム−ストロンチウムの三元酸化物に変換したもので
ある。In FIG. 1, reference numeral 11 denotes a thin wire heater made of heat-resistant metal, and in this embodiment, it is a tungsten wire with a diameter of 0.1111 mm. Reference numeral 12 is an insulating layer, which is an approximately 50 μm thick aluminum oxide layer formed by plasma spraying. 14
is a conductive layer that is electrically connected to the heater 11 via the graphite layer 3, and is formed of nickel to a thickness of about 100μ by plasma spraying. The outermost layer 15 is an electron emitting layer, which is coated with barium-calcium-strontium ternary carbonate to a thickness of approximately 20 μm by electrodeposition, and is coated with barium-calcium-strontium during the manufacturing process of the fluorescent display tube. It is converted into a ternary oxide of calcium-strontium.

第２図は、第１図で示した陰極を螢光表示管に組込んだ
ものの説明図で、１は第１図で説明した陰極であシ、ア
ンカー４，５にスポット溶接されている。表示パターン
２、グリッド３及び真空容器５等の他の構成は従来の螢
光表示管と変わらない。FIG. 2 is an explanatory diagram of the cathode shown in FIG. 1 incorporated into a fluorescent display tube. Reference numeral 1 denotes the cathode shown in FIG. 1, and the cathode is spot welded to anchors 4 and 5. Other structures such as the display pattern 2, grid 3 and vacuum container 5 are the same as those of conventional fluorescent display tubes.

本実施例の螢光表示管の直流点灯回路原理図を第３図に
示す。図より明らかなように、陰極は電気的にはヒータ
のアース側でのみ繋がっているため、陰極とグリッド・
アノード間の電圧は、どの部分でもＥ　ｂ　ｒ　ｈ　ｃ
となっている。これにより、各表示パタ゛−ンの螢光体
に衝突する電子の数は均一となり、輝度傾斜はなくなっ
た。また、もう一つの効果として、グリッド・アノード
電圧を特に考慮することなくヒータ電圧を設定できるよ
うになった。FIG. 3 shows a principle diagram of the direct current lighting circuit for the fluorescent display tube of this embodiment. As is clear from the figure, the cathode is electrically connected only to the ground side of the heater, so the cathode and grid
The voltage between the anodes is E b r h c at any part
It becomes. As a result, the number of electrons colliding with the phosphor of each display pattern becomes uniform, and there is no brightness gradient. Another effect is that the heater voltage can now be set without particularly considering the grid anode voltage.

尚、本発明の螢光表示管では、陰極が従来のものに較べ
若干太くなるので、裏面発光塁の螢光表示管で特に効果
がある。また絶縁層、導電層および電子放射層の形成法
について限定して説明したが絶縁層では電着と焼結によ
る方法、スパッタリング法、導電層では真空蒸着、スパ
ッタリング法さらに電子放射層では吹付法など周知の他
の方法を採用できることは云うまでもない。In the fluorescent display tube of the present invention, the cathode is slightly thicker than that of the conventional one, so it is particularly effective in fluorescent display tubes with a back-emitting base. In addition, the methods for forming the insulating layer, the conductive layer, and the electron emission layer were limited, but the insulating layer was formed by electrodeposition and sintering, and the sputtering method was used; the conductive layer was formed by vacuum evaporation and sputtering; and the electron emission layer was formed by the spraying method. It goes without saying that other well-known methods can be used.

〔見間の効果〕[Mimama effect]

以上説明したように本発明は、ヒータとなる耐熱性金属
の細線の周囲に絶縁層、導電層を設け、　　　　　　　
１□その導電層の外周部に電子放射層を設けることによ
りヒータの電位勾配が電子放射層に及ばなくなるため、
発光パターンの輝度傾斜が生じなくなる効果を発揮する
。As explained above, the present invention provides an insulating layer and a conductive layer around a heat-resistant metal thin wire serving as a heater,
1□ By providing an electron emission layer on the outer periphery of the conductive layer, the potential gradient of the heater does not reach the electron emission layer.
This has the effect of preventing luminance gradients from occurring in the light emitting pattern.

又、本発明の螢光表示管の陰極は、傍熱型陰極と同じ効
果をもつため、ヒータ電圧を、グリッド電圧、アノード
電圧とは独立して任意の値に設定できる利点も有する。Further, since the cathode of the fluorescent display tube of the present invention has the same effect as an indirectly heated cathode, it also has the advantage that the heater voltage can be set to any value independently of the grid voltage and anode voltage.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第１図は本発明の螢光表示管の陰極構造を説明するため
の断面模式図、第２図は、本発明の螢光表示管の要部概
念図、第３図は本発明の螢光表示管の直流点灯回路原理
図であり、第４〜第８図は従来の螢光表示管の説明図で
あり、第４図は要部概念図、第５図は直流点灯回路原理
図、”４６図は直流点灯電位関係図、第７図は、交流点
灯回路原理図、第８図は交流点灯電位電位関係図である
。 １１・・・・・・ヒータ、１２・・・・・・酸化アルミ
ニウム層、１３・・・・・−グラファイト層、１４・・
−・・・ニッケル導電層、１５・・・・・・電子放射層
、１・・・・・・陰極、２・・・・・・表示パターン、
３・・・・・・グリッド、４，５・・・・−・アンカー
、６・・・・・・真空外囲気、７・・・・・・陽極基板
、８・・・・・・従来の螢光表示管の陰極。 【０−＋ 弗３図 褒Ｓ図 第７図 り′す、２ト　Ｙノート′ ＯＦＦ電仇 第６図FIG. 1 is a schematic cross-sectional view for explaining the cathode structure of the fluorescent display tube of the present invention, FIG. 2 is a conceptual diagram of the main parts of the fluorescent display tube of the present invention, and FIG. This is a principle diagram of a DC lighting circuit for a display tube. Figures 4 to 8 are explanatory diagrams of a conventional fluorescent display tube. Figure 4 is a conceptual diagram of the main parts, and Figure 5 is a diagram of the principle of a DC lighting circuit. Figure 46 is a DC lighting potential relationship diagram, Figure 7 is an AC lighting circuit principle diagram, and Figure 8 is an AC lighting potential relationship diagram. 11...Heater, 12...Oxidation Aluminum layer, 13...-Graphite layer, 14...
-... Nickel conductive layer, 15... Electron emission layer, 1... Cathode, 2... Display pattern,
3...Grid, 4,5...--Anchor, 6...Vacuum surrounding air, 7...Anode substrate, 8...Conventional The cathode of a fluorescent display tube. 0-+ 弗3 figure reward S figure 7 figure'su, 2 to Y note' OFF electronic figure 6 figure

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 真空気密容器内に設けられた陰極から放射される熱電子
をグリッド電極により加速制御し、表示パターン上に形
成された螢光物質に選択的に衝突させて発光させる螢光
表示管において、前記熱電子を放出する陰極が耐熱性金
属の細線と、その外周に形成された絶縁層、導電層及び
電子放射層から成ることを特徴とする螢光表示管。In a fluorescent display tube, thermoelectrons emitted from a cathode provided in a vacuum-tight container are accelerated and controlled by a grid electrode, and selectively collide with a fluorescent material formed on a display pattern to emit light. A fluorescent display tube characterized in that a cathode that emits electrons is composed of a thin wire made of heat-resistant metal, and an insulating layer, a conductive layer, and an electron emitting layer formed on the outer periphery of the cathode.