專利名稱：截止電壓的變動降低方法、電子管用陰極以及電子管用陰極的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于布勞恩管中的電子管用陰極的改進(jìn)。
背景技術(shù)：
圖8是一般的布勞恩管的構(gòu)成概略圖。如圖8所示，一般，電視機(jī)等的布勞恩管100在布勞恩管主體101內(nèi)主要具備G1電極g、設(shè)置在G1電極g的一定距離D后方的電子管用陰極103。
電子管用陰極103以及G1電極g構(gòu)成電子槍。通常，來自電子管用陰極的取出電流通過固定對G1電極g的施加電壓，在0～截止電壓的范圍中改變對電子管用陰極103的施加電壓而被控制。截止電壓是根據(jù)電子管用陰極103的前面113a和G1電極g之間的距離D確定的固定值。
作為在這樣的布勞恩管100中使用的以往的電子管用陰極103，已知被記載在專利2758244號以及特開平9-106750號公報中。
這些電子管用陰極103如圖9所示，其構(gòu)成具備被收容在套管105內(nèi)的旁熱用加熱器107；被設(shè)置在套管105的一端開口上，以鎳作為主要成分，含有鎂和硅等還原性元素的陰極基體109；例如把鎢等還原性元素作為主要成分的金屬層111；把包含氧化鋇的堿土類金屬氧化物作為主要成分，含有氧化鈧等的稀土金屬氧化物的電子發(fā)射物質(zhì)層113。
此電子管用陰極103的主要部分111、113用以下步驟制造。
①首先，在被配備在半成品的電子管用陰極103中的陰極基體109的前面109a上例如覆蓋膜狀鎢，把覆蓋的鎢在氫氣氛圍中加熱融化粘著在陰極基體109上，由此形成由鎢組成的金屬層111。②以下，在此金屬層111的前面111a上涂抹由鋇等堿土類金屬的碳酸鹽以及稀土類金屬氧化物組成的懸濁液，加熱涂抹的懸濁液使此懸濁液中的堿土類金屬的碳酸鹽變化為堿土類金屬氧化物。③而后，通過加熱此堿土類金屬氧化物并還原其一部分，使此堿土類金屬氧化物變化為熱電子發(fā)射容易的氧缺乏型的半導(dǎo)體。由此形成電子發(fā)射物質(zhì)層113。這樣制造電子管理用陰極103的主要部分111、113。
此時，在上述③中，堿土類金屬氧化物的一部分通過包含在陰極基體109中的還原性元素(鎂(Mg)，硅(Si))或者包含在金屬層111中的鎢(W)還原為游離堿土金屬。例如，氧化鋇(BaO)的一部分通過式(1)、(2)、(3)的反應(yīng)而還原為游離鋇(Ba)。此游離鋇等游離堿土類金屬成為熱電子發(fā)射源。
...(1)...(2)...(3)另外，在上述③中，用包含在金屬層111中的鎢把包含在電子發(fā)射物質(zhì)層113中的稀土類金屬氧化物還原為稀土類金屬。用此稀土類金屬分解作為由式(1)、 (2)、(3)的反應(yīng)生成的副產(chǎn)物的被稱為所謂中間層的硅酸鋇(Ba2SiO4)、氧化鎂(MgO)以及鎢酸鋇(Ba3WO6)。通過此分解順利生成游離堿土類金屬。
在此電子管用陰極103中，通過用旁熱用加熱器107加熱電子發(fā)射物質(zhì)層113而從電子發(fā)射物質(zhì)層113的前面113a發(fā)射(emission)熱電子，該熱電子提供給取出電流。特別是通過在陰極基體109和電子發(fā)射物質(zhì)層113之間形成由還原性元素組成的金屬層111，使成為熱電子發(fā)射源的游離堿土類金屬的生成量增大，由此使來自電子管用陰極103的取出電流增大。
另外，作為以往的電子管用陰極103的另一例子，已知有特開昭54-83360號公報記載的例子。
此電子管用陰極具備陰極基體；被形成在陰極基體前面，由包含氧化鋇的堿土類金屬氧化物組成，把氧化鋇的含有率設(shè)置成在與陰極基體的接觸面一側(cè)比其前面一側(cè)低那樣的電子發(fā)射物質(zhì)層；加熱電子發(fā)射物質(zhì)層的旁熱用加熱器。
在該電子管用陰極中，通過使包含在該電子發(fā)射物質(zhì)中的氧化鋇的含有率在與陰極基體相接觸面一方比其前面一側(cè)低，使來自電子管用陰極的取出電流增大。
但是，在使用這些以往電子管用陰極103的布勞恩管100中，在來自電子管用陰極109的取出電流例如超過4A/cm2的動作環(huán)境中，存在成為顏色純度變化的原因的截止電壓變動顯著的問題。
此問題的原因在于，由于取出電流增大，電子發(fā)射物質(zhì)層113的前面113a的表面消耗(蒸發(fā))顯著，電子發(fā)射物質(zhì)層113的前面113a和G1電極g之間的距離D增大(這在照明學(xué)會研究會資料(MD-95-12)中知道)。一般，作為電子發(fā)射物質(zhì)層113的消耗的原因認(rèn)為有以下2種。①1個是伴隨旁熱用加熱器107的加熱(例如，700～800℃)，由在電子發(fā)射物質(zhì)層113上發(fā)生的蒸氣壓引起電子發(fā)射物質(zhì)層113的蒸發(fā)(純粹的熱蒸發(fā))致使消耗，此消耗和旁熱用加熱器107的加熱溫度成比例，但在布勞恩管100的動作中的旁熱用加熱器107的加熱溫度中可以忽略。另一個是伴隨來自電子發(fā)射物質(zhì)層113的熱電子發(fā)射的電子發(fā)射物質(zhì)層113內(nèi)的游離鋇的蒸發(fā)引起消耗，此消耗當(dāng)取出電流小時可以忽略，但當(dāng)取出電流大時不能忽略。當(dāng)增大取出電流的情況下電子發(fā)射物質(zhì)層113的消耗顯著這一點(diǎn)認(rèn)為是后者②的機(jī)理引起。
這樣，在以往的電子管用陰極中，如果來自電子管用陰極的取出電流大，則存在布勞恩管的動作中的截止電壓變動顯著的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于解決上述那樣的問題，提供一種可以降低布勞恩管動作中的截止電壓變動的截止電壓變動降低方法、電子管用陰極以及電子管用陰極的制造方法。
本發(fā)明人查清截止電壓變動的原因，即是由于電子發(fā)射物質(zhì)層前面因消耗而后退，由此電子發(fā)射物質(zhì)層的前面和G1電極g之間的距離D增大，由此設(shè)計了本發(fā)明。
即，在本發(fā)明的截止電壓的變動降低方法的第1形式中，是一種電子管用陰極的截止電壓變動降低方法，具備加熱裝置，它通過在陰極基體的表面上加熱，形成使上述陰極基體向前方突出變形的金屬層，同時在上述陰極基體的前面直接或者經(jīng)由上述金屬層形成電子發(fā)射物質(zhì)層，通過加熱上述電子發(fā)射物質(zhì)層使熱電子從上述電子發(fā)射物質(zhì)層的前面發(fā)射，其中通過由上述加熱裝置的加熱引起的上述金屬層的上述陰極基體向前方突出變形，使上述電子發(fā)射物質(zhì)層的前面向前方突出變形因消耗上述電子發(fā)射物質(zhì)層的前面而后退的部分。
如果采用此形式，因為通過由上述加熱裝置的加熱引起的金屬層的陰極基體向前方突出變形，使上述電子發(fā)射物質(zhì)層的前面向前方突出變形因消耗上述電子發(fā)射物質(zhì)層的前面而后退的部分，所以即使電子發(fā)射物質(zhì)層的前面消耗，也可以把電子發(fā)射物質(zhì)層的前面的位置大致保持為一定，可以降低布勞恩管的動作中的截止電壓的變動。
在本發(fā)明的截止電壓的變動降低方法的第2形式中，上述金屬層被形成在上述陰極基體的前面，通過由于上述加熱裝置的加熱而與包含在上述陰極基體中的金屬合金化并膨脹，由此使上述陰極基體的前面突出變形。
如果采用此形式，因為通過利用伴隨金屬層和陰極基體的合金化的膨脹使陰極基體向前方突出變形，所以可以用簡單的方法使陰極基體向前方突出變形。
在本發(fā)明的截止電壓的變動降低方法的第3形式中，上述金屬層被形成在形成于上述陰極基體的表面上的凹凸上。
如果采用此形式，因為通過被形成在陰極基體的前面的凹凸使陰極基體和金屬層的接觸面積增大，所以用小的形成面積(平面看面積)就可以引起充分量的陰極基體的突出變形。
在本發(fā)明的截止電壓的變動降低方法的第4形式中，上述金屬層被分割為多個分散形成在上述陰極基體的表面。
如果采用此形式，因為金屬層被分割成多個分散形成在上述陰極基體的表面，所以容易進(jìn)行伴隨金屬層和陰極基體的合金化的膨脹引起的陰極基體突出變形的最佳化。
另外，在本發(fā)明的電子管用陰極的第1形式中具備陰極基體；形成在該陰極基體的表面上，通過加熱使上述陰極基體向前方突出變形的金屬層；直接或者經(jīng)由上述金屬層形成在上述陰極基體前面的電子發(fā)射物質(zhì)層；加熱上述電子發(fā)射物質(zhì)層而從上述電子發(fā)射物質(zhì)層的前面發(fā)射熱電子的加熱裝置，其中通過用上述加熱裝置的加熱引起的上述金屬層的上述陰極基體向前方突出變形，使上述電子發(fā)射物質(zhì)層的前面向前方突出變形因消耗上述電子發(fā)射物質(zhì)層的前面而后退的部分。
如果采用此形式，因為通過由上述加熱裝置的加熱引起的金屬層的陰極基體向前方突出變形，使上述電子發(fā)射物質(zhì)層的前面向前方突出變形因消耗上述電子發(fā)射物質(zhì)層的前面而后退的部分，所以即使電子發(fā)射物質(zhì)層的前面消耗，也可以把電子發(fā)射物質(zhì)層的前面的位置大致保持為一定，可以降低布勞恩管的動作中的截止電壓的變動。
在本發(fā)明的電子管用陰極的第2形式中，上述金屬層被形成在上述陰極基體的前面，通過由于上述加熱裝置的加熱而與包含在上述陰極基體中的金屬合金化并膨脹，由此使上述陰極基體的前面突出變形。
如果采用此形式，因為利用伴隨金屬層和陰極基體的合金化的膨脹使陰極基體向前方突出變形，所以可以用簡單的手法使陰極基體向前方突出變形。
在本發(fā)明的電子管用陰極的第3形式中，上述金屬層被形成在形成于上述陰極基體的表面上的凹凸上。
如果采用本形式，因為通過被形成在陰極基體的前面的凹凸使陰極基體和金屬層的接觸面積增大，所以用小的形成面積(平面看面積)就可以引起充分量的陰極基體的突出變形。
在本發(fā)明的電子管用陰極的第4形式中，上述金屬層被分割為多個分散形成在上述陰極基體的表面。
如果采用此形式，因為金屬層被分割成多個分散形成在上述陰極基體的表面，所以容易進(jìn)行伴隨金屬層和陰極基體的合金化的膨脹的陰極基體的突出變形的最佳化。
另外，在本發(fā)明的電子管用陰極的制造方法的第1形式中，包含(a)通過在陰極基體的表面上加熱而形成使上述陰極基體向前方突出變形的金屬層的步驟，(b)在上述陰極基體的前面直接或者經(jīng)由上述金屬層形成電子發(fā)射物質(zhì)層的步驟，(c)設(shè)置通過加熱上述電子發(fā)射物質(zhì)層從上述電子發(fā)射物質(zhì)層的前面發(fā)射熱電子的加熱裝置的步驟，在上述步驟(a)中，如此形成上述金屬層，使得通過由上述加熱裝置的加熱引起的上述金屬層的上述陰極基體向前方突出變形，使上述電子發(fā)射物質(zhì)層的前面因消耗上述電子發(fā)射物質(zhì)層的前面而向前方突出變形后退的部分。
如果采用此形式，則可以制造這樣的電子管用陰極，即，因為如此形成金屬層，使得通過由上述加熱裝置的加熱引起的上述金屬層的上述陰極基體向前方突出變形，使上述電子發(fā)射物質(zhì)層的前面因消耗上述電子發(fā)射物質(zhì)層的前面而向前方突出變形后退的部分，所以即使電子發(fā)射物質(zhì)層的前面消耗，也可以把電子發(fā)射物質(zhì)層的前面的位置大致保持為一定，可以降低布勞恩管的動作中的截止電壓的變動。
在本發(fā)明的電子管用陰極的制造方法的第2形式中，在上述步驟(a)中，在上述陰極基體的前面，通過由上述加熱裝置的加熱而與包含在上述陰極基體中的金屬合金化并膨脹，使上述陰極基體的前面突出變形的金屬，形成上述金屬層。
如果采用此形式，則可以制造電子管用陰極，即，因為通過使用在陰極基體的前面上由加熱裝置的加熱而與包含在上述陰極基體上的金屬合金化并膨脹，使陰極基體的前面突出變形的金屬形成金屬層，所以可以用簡單的手法使陰極基體向前方突出變形。
在本發(fā)明的電子管用陰極的制造方法的第3形式中，在上述步驟(a)中，在上述陰極基體的表面上形成凹凸，在此凹凸上形成上述金屬層。
如果采用此形式，因為在陰極基體的表面上形成凹凸，在此凹凸上形成金屬層，所以陰極基體和金屬層的接觸面積增大，可以制造在小的形成面積(平面看面積)上引起充分量的陰極基體的突出變形的電子管用陰極。
在本發(fā)明的電子管用陰極的制造方法的第4形式中，在上述步驟(a)中，上述金屬層被分割成多個分散形成在上述陰極基體的表面。
如果采用此形式，因為上述金屬層被分割成多個分散形成在上述陰極基體的表面上，所以可以制造容易進(jìn)行伴隨金屬層和陰極基體的合金化的膨脹引起的陰極基體的突出變形的最佳化的電子管用陰極。
本發(fā)明的目的、特征、情況以及優(yōu)點(diǎn)通過以下詳細(xì)說明和附圖將更明確。


圖1是展示本發(fā)明實施例的電子管用陰極的突出變形前的主要部分構(gòu)成和G1電極的圖。
圖2是展示本發(fā)明實施例的電子管用陰極的突出變形后的主要部分構(gòu)成和G1電極的圖。
圖3是展示電子發(fā)射物質(zhì)層的厚度P的減少量和陰極基體向前方的突出變形量Q的關(guān)系的圖。
圖4是展示本發(fā)明實施例的電子管用陰極的取出電流的時間性變動的試驗結(jié)果和作為比較例的電子管用陰極的取出電流的時間性變動的試驗結(jié)果的比較的圖。
圖5是展示使用了本發(fā)明實施例的電子管用陰極時的截止電壓的時間性變動的試驗結(jié)果和使用了作為比較例子的電子管用陰極時的截止電壓的時間性變動的試驗結(jié)果的比較的圖。
圖6是圖5的試驗后實施例的電子管用陰極的陰極基體的實物斷面圖。
圖7是圖5的試驗后比較例的電子管用陰極的陰極基體的實物斷面圖。
圖8是一般的布勞恩管的構(gòu)成概略圖。
圖9是展示以往的電子管用陰極的構(gòu)成概略一例的圖。
具體實施例方式
1.實施例電子管用陰極的截止電壓的變動例如在CRT中帶來亮度變化和顏色偏差。這是因截止電壓的變動而驅(qū)動曲線偏移取出電流變化，其結(jié)果，RGB的各電子槍間的電流比偏差，亮度以及白色平衡偏差引起的現(xiàn)象。本發(fā)明提供一種通過抑制作為引起此現(xiàn)象的最主要原因的電子管用陰極、G1電極間距離的變動，抑制截止電壓的變動的技術(shù)。具體地說，本發(fā)明提供一種通過使電子發(fā)射物質(zhì)層的前面向前方突出變形而把電子管用陰極、G1電極間距離保持一定，抑制截止電壓變動的技術(shù)，其中此電子管用陰極、G1電極間距離由于在壽命期中構(gòu)成電子管用陰極的電子發(fā)射物質(zhì)層的前面(電子發(fā)射面)因消耗(蒸發(fā))而后退致使間距增大。以下，說明本發(fā)明的實施例。
本實施例的電子管用陰極1如圖1所示，例如其構(gòu)成具備筒狀的套筒3；被收容在套筒3中的旁熱用加熱器5；被設(shè)置在套筒3的一端開口上的陰極基體7；被形成在陰極基體7的表面(在此是前面)7a上的金屬層9；被直接或者經(jīng)由金屬層9形成在陰極基體7的前面7a上的電子發(fā)射物質(zhì)層11。
陰極基體7例如被形成為平坦的板狀，在其前面7a上形成適宜大小的凹凸(圖示省略)。此陰極基體7例如把鎳作為主要成分，作為還原劑例如含有磷和鎂等1種或1種以上的還原性元素。
金屬層9由①由至少具有如果與包含在陰極基體7中的金屬(在此是鎳)合金化則膨脹的性質(zhì)的金屬組成，并且，②由具有還原性的金屬組成。作為滿足這些①、②條件的金屬，例如，使用鎢、鉬、鉻、鋯、鋇、鋁中的1種或1種以上的金屬。另外，此金屬層9在形成在陰極基體7的前面7a上的凹凸上，具有適宜大小的形成面積(平面看面積)，例如被分割為多個分散形成為適宜厚度的膜狀。
通過這樣形成，此金屬層9如圖2以及圖3所示，通過在布勞恩管的動作中的旁熱加熱器5的加熱而與陰極基體7合金化，在陰極基體7的表面方向上適宜地膨脹，靠此膨脹使陰極基體7向前方突出變形(凸?fàn)顝澢怀?，使電子發(fā)射物質(zhì)層11的前面11a向前方突出變形(凸?fàn)顝澢怀?因消耗(蒸發(fā))電子發(fā)射物質(zhì)層11的前面11a而后退的部分。即，用陰極基體7向前方的突出變形量Q(即，電子發(fā)射物質(zhì)層11的前面11a向前方的突出變形量Q)補(bǔ)償因電子發(fā)射物質(zhì)層11的前面11a的消耗而后退的量，即電子發(fā)射物質(zhì)層11的厚度P的減少量。
電子發(fā)射物質(zhì)層11把至少包含氧化鋇的堿土類金屬氧化物作為主要成分，理想的是含有例如0.01～25重量％的氧化鈧等稀土類金屬氧化物。
進(jìn)而，此電子管用陰極1和以往一樣如圖8所示，被收容設(shè)置在布勞恩管100內(nèi)從G1電極g的一定距離D后方的位置上。進(jìn)而，距離D是G1電極g的后面ga和電子發(fā)射物質(zhì)層11的前面11a之間的距離。
以下，參照圖1說明本電子管用陰極1的主要部分9、11的制造方法。
首先，準(zhǔn)備例如把鎳作為主要成分，配備有例如含有還原劑鎂的陰極基體7的半成品的電子管用陰極1。而后，在此陰極基體7的前面7a上例如用噴砂法形成凹凸。所謂噴砂法是在空氣或者水等中摻入研磨劑向零件吹出，在該零件的表面上形成微小的凹凸的方法。作為此時的研磨劑，可以使用各種材料，但考慮陰極基體7的主要成分是軟質(zhì)材料的鎳，使用硬度比較低的例如碳酸鈣。
在此，例如在空氣壓力0.05～0.1Mpa的空氣中作為研磨劑例如摻雜粒度600號的碳酸鈣并只在陰極基體7的前面7a上吹5～10分鐘，在陰極基體7的前面7a上形成例如凹凸±10～20μm(在JISB0601中規(guī)定的最大高度(Ry)是20μm)的凹凸。
以下，在形成于陰極基體7的前面7a上的凹凸上例如形成由鎢組成的金屬層9。即，①首先，在形成于陰極基體7的前面7a上的凹凸上例如用噴濺法把鎢蒸鍍成例如1μm厚度的膜狀。②此時，通過用掩膜局部覆蓋陰極基體7的前面7a，把鎢如具有適宜大小的蒸鍍面積那樣地分割為多個而分散進(jìn)行蒸鍍。③其后，例如在氫氣氛圍中實施800～1000℃的加熱處理，而使鎢融化粘在陰極基體7上。由此形成例如由鎢組成的金屬層9。
此時，在上述②中，通過調(diào)整鎢的蒸鍍面積(即金屬層9的形成面積)的大小、分割方式以及分散方法，如圖2以及圖3所示，使得在布勞恩管的動作中因旁熱用加熱器5的加熱引起的伴隨金屬層9和陰極基體7的合金化的膨脹產(chǎn)生的陰極基體7向前方的突出變形量Q(即電子發(fā)射物質(zhì)層11的前面11a向前方的突出變形量Q)、電子發(fā)射物質(zhì)層11的前面11a因消耗的后退量，即電子發(fā)射物質(zhì)層11的厚度P的減少量大致相同。
此調(diào)整因為根據(jù)用于金屬層9中的金屬種類(性質(zhì))以及金屬層9的厚度以及被形成在陰極基體7的前面7a上的凹凸的大小，而陰極基體7向前方的突出變形量變化，所以不能通過面積比等規(guī)定，而是通過實驗嘗試確定。
另外，在上述③的加熱處理中，通過此加熱處理金屬層9和陰極基體7并不完全合金化。在本發(fā)明中，這是因為需要在布勞恩管的動作中通過旁熱用加熱器5進(jìn)行加熱，使金屬層9和陰極基體7合金化的緣故。
以下，在陰極基體7的前面7a上經(jīng)由金屬層9形成電子發(fā)射物質(zhì)層11。即，首先，例如混合鋇、鍶、鈣的堿土類金屬的三元碳酸鹽和例如3重量％的氧化鈧和粘接劑以及溶劑制成懸濁液。而后，例如用噴射法把制成的懸濁液經(jīng)由金屬層9涂抹在陰極基體7的前面7a上形成約80μm厚度。
而后，把此制造階段的半成品的電子管用陰極1組裝到布勞恩管的電子槍中，在布勞恩管制造工序的真空排氣工序中，用配備在此半成品的電子管用陰極1中的旁熱用加熱器5加熱涂抹在陰極基體7的前面7a上的懸濁液。由此，被涂抹的懸濁液中的堿土類金屬的碳酸鹽變化為堿土類金屬氧化物，進(jìn)而通過其一部分還原變化為作為熱電子發(fā)射源的游離堿土類金屬，懸濁液中的堿土類金屬的碳酸鹽變化為熱電子釋放容易的氧缺乏型的半導(dǎo)體。由此形成電子發(fā)射物質(zhì)層11。進(jìn)而，伴隨此時的上述還原反應(yīng)生成的被稱為所謂中間層的副生成物由于從包含在懸濁液中的稀土類金屬氧化物還原生成的稀土類金屬而分解。由此，不會受上述副生成物妨礙，而可以順利生成游離堿土類金屬。如上所述那樣制造電子管用陰極1的主要部分7，11。
如果采用上述那樣構(gòu)成的電子管用陰極1，則因為(A)在電子發(fā)射物質(zhì)層11中含有稀土類金屬氧化物，(B)在陰極基體7和電子發(fā)射物質(zhì)層11之間裝入由還原性元素組成的金屬層9，(C)在陰極基體7的前面7a上形成凹凸，在此凹凸上經(jīng)由金屬層9形成電子發(fā)射物質(zhì)層11，所以可以平均得到4A/cm2這樣的大的取出電流。
這種情況下，根據(jù)上述(A)的技術(shù)，因為用還原所含有的稀土類金屬氧化物生成的稀土類金屬來分解在電子發(fā)射物質(zhì)層11的形成過程中生成的被稱為所謂中間層的副生成物，所以可以順利地生成成為熱電子發(fā)射源的游離堿土類金屬，由此可以降低取出電流的衰減。
另外，根據(jù)上述(B)的技術(shù)，因為促進(jìn)基于上述(A)技術(shù)的從稀土類金屬氧化物向稀土類金屬的還原反應(yīng)，所以可以進(jìn)一步降低取出電流的衰減，而且，因為促進(jìn)在電子發(fā)射物質(zhì)層11的生成過程中引起的還原反應(yīng)，所以能夠促進(jìn)成為電子發(fā)射源的游離堿土類金屬的生成，由此可以增大取出電流。
進(jìn)而，根據(jù)上述(C)的技術(shù)，謀求陰極基體7、金屬層9以及電子發(fā)射物質(zhì)層11之間的密合性的提高以及接觸面積的增大，由此，①因為進(jìn)一步促進(jìn)在電子發(fā)射物質(zhì)層11的形成過程中引起的還原反應(yīng)，所以能夠進(jìn)一步增大成為熱電子釋放源的游離堿土類金屬的生成量，由此可以進(jìn)一步增大取出電流，②因為進(jìn)一步促進(jìn)從采用上述(A)的技術(shù)的稀土類金屬氧化物向稀土類金屬的還原反應(yīng)，所以可以進(jìn)一步降低取出電流的衰減。
進(jìn)而，在未實施上述(A)～(C)技術(shù)這一點(diǎn)上不同以外，在同樣構(gòu)成的電子管用陰極中，取出電流是0.5A/cm2左右。如果在此電子管用陰極上進(jìn)一步實施了上述(A)的技術(shù)，則取出電流是2.0A/cm2，進(jìn)而實施了上述(B)的技術(shù)則取出電流是3.0A/cm2左右，進(jìn)一步實施上述(C)的技術(shù)(本實施例的電子管用陰極1)，是4.0A/cm2左右。根據(jù)此結(jié)果，通過上述(C)的技術(shù)如上所述可以判斷出進(jìn)一步增大取出電流。
進(jìn)而，圖4是展示本實施例的電子管用陰極1的最大取出電流的時間性變動的試驗結(jié)果和比較例子中的電子管用陰極的最大取出電流的時間性變動的試驗結(jié)果的比較的圖。圖中的縱軸表示把最大取出電流的初始值設(shè)為100的相對值(陰極最大取出電流初始比)。此比較例子的電子管用陰極與本實施例的電子管用陰極1相比，除了未實施上述(C)的技術(shù)這一點(diǎn)不同以外構(gòu)成相同。從圖4的結(jié)果可知，本實施例的電子管用陰極1與比較例的電子管用陰極相比，可以判斷出進(jìn)一步降低了取出電流的衰減。根據(jù)其結(jié)果，通過上述(C)的技術(shù)，如上所述可以判斷出進(jìn)一步降低了取出電流的衰減。
進(jìn)而，如果采用以上所述的電子管用陰極1，因為(D)如此形成金屬層9，使得金屬層9通過在布勞恩管的動作中由于旁熱用加熱器5的加熱而與陰極基體7合金化，并在陰極基體7的表面方向上適宜地膨脹，因此膨脹陰極基體7向前方突出變形，由此使電子發(fā)射物質(zhì)層11的前面11a向前方突出變形因消耗電子發(fā)射物質(zhì)層11的前面11a而后退的部分，所以即使電子發(fā)射物質(zhì)層11的前面11a消耗，也可以把電子發(fā)射物質(zhì)層11的前面11a的位置大致維持為一定，即，可以降低電子發(fā)射物質(zhì)層11的前面11a和G1電極g的距離D的變動，可以降低布勞恩管的動作中的截止電壓的變動。此效果可以從后述的圖5～圖7的試驗結(jié)果中得出結(jié)論。
這種情況下，因為利用伴隨金屬層9和陰極基體7的合金化的膨脹使陰極基體7向前方突出變形，所以可以用簡單的手法使陰極基體7向前方突出變形。
另外，因為金屬層9以適宜大小的形成面積被分割為多個分散形成，所以容易進(jìn)行因伴隨金屬層9和陰極基體7的合金化的膨脹而產(chǎn)生的陰極基體7的突出變形的最佳化。
進(jìn)而，因為通過被形成在陰極基體7的前面7a上的凹凸使陰極基體7和金屬層9的接觸面積增大，所以用小的形成面積(平面看面積)就可以引起充分量的陰極基體7的突出變形。
圖5是展示使用了本發(fā)明實施例的電子管用陰極1時的截止電壓的時間性變動的試驗結(jié)果和使用了比較例子的電子管用陰極時的截止電壓的時間性變化的試驗結(jié)果的比較的圖。圖中的縱軸表示把截止電壓的初始值設(shè)置為100的相對值(截止初始比)。取出電流兩者都是4A/cm2。本比較例子的電子管用陰極與本實施例的電子管用陰極1比較，除了未實施上述(D)技術(shù)這一點(diǎn)外構(gòu)成相同。從圖5的結(jié)果可知，本實施例的電子管用陰極1與比較例子的電子管用陰極相比，布勞恩管的動作中的截止電壓的變動降低。
另外，圖6是圖5的試驗后(即布勞恩管工作10000小時后)的本實施例的電子管用陰極1的陰極基體7的實物斷面圖。圖7是圖5的試驗后(即布勞恩管工作10000小時后)的比較例子的電子管用陰極的陰極基體7的實物斷面圖。這些圖都是把陰極基體的斷面埋入環(huán)氧樹脂中研磨拍攝的照片的圖。從圖6中可以看出，本實施例的電子管用陰極1的陰極基體7使電子發(fā)射物質(zhì)層11的前面11a向前方(在圖中是上方)突出變形因消耗(蒸發(fā))而后退的部分(約20μm)。另一方面，從圖7判斷出比較例子中的電子管用陰極的陰極基體幾乎不向前方突出變形(即平坦)。
因而，從圖5～圖7的結(jié)果可知，在比較例子的電子管用陰極中，即使在布勞恩管的動作中電子發(fā)射物質(zhì)層的前面因消耗(蒸發(fā))而后退，因為電子發(fā)射物質(zhì)層的前面幾乎不向前方突出變形，所以電子發(fā)射物質(zhì)層的前面和G1電極g的距離D增大，由此截止電壓增大，與此相反，在本實施例的電子管用陰極1中，通過上述(D)的技術(shù)，因為使電子發(fā)射物質(zhì)層11的前面11a向前方突出變形在布勞恩管的動作中電子發(fā)射物質(zhì)層11的前面11a因消耗(蒸發(fā))而后退的部分，所以可以把電子發(fā)射物質(zhì)層11的前面11a和G1電極g之間的距離D維持為大致一定，由此，可以得出結(jié)論截止電壓的變動降低。通過此結(jié)論，根據(jù)上述(D)的技術(shù)，如上所述，判斷出可以把電子發(fā)射物質(zhì)層11的前面11a的位置維持為大致一定，可以降低布勞恩管的動作中的截止電壓的變動。
進(jìn)而，在本實施例中，作為在陰極基體7的前面7a上形成凹凸的方法采用噴砂法，但并不限于噴砂法。作為其它的方法，還可以用例如機(jī)械的方法在陰極基體7的前面7a上形成凹凸，另外，通過在沖切陰極基體7時所使用的沖模上形成所需要的凹凸面，也可以在陰極基體7的前面7a上形成凹凸。
進(jìn)而，在本實施例中，作為在噴砂法中使用的研磨劑使用了碳酸鈣，但如果是以謀求陰極基體7和電子發(fā)射物質(zhì)層11的接觸面積增大并同時謀求金屬層9的形成面積的最佳化為目的則任意都行，例如還可以使用玻璃珠等各種材料。
進(jìn)而，截止電壓的變動降低方法、取出電流的衰減降低方法以及電子管用陰極的制造方法當(dāng)然也包含在本實施例的范疇中。
進(jìn)而，在特開平9-190761號公報中，揭示了通過把金屬層分割為多個而分散形成在陰極基體的前面，降低截止電壓的變動的技術(shù)，即，把陰極基體的前面和G1電極之間的距離D保持為一定的技術(shù)，在這一點(diǎn)上此公報和本發(fā)明是共同的。但是，在本申請發(fā)明中，這樣形成金屬層9，使得通過伴隨金屬層9和陰極基體7的合金化的膨脹，陰極基體7向前方突出變形，使電子發(fā)射物質(zhì)層11的前面11a向前方突出變形因消耗電子發(fā)射物質(zhì)層11的前面11a而后退的部分，而在此公報中，和本申請發(fā)明相反，在抑制因伴隨金屬層和陰極基體的合金化的膨脹產(chǎn)生的陰極基體的突出變形那樣地形成金屬層這一點(diǎn)上不同。
此不同是因兩者的截止電壓的變動機(jī)理不同引起的(即，兩者基于不同的技術(shù)思想)，本發(fā)明是陰極基體7的前面7a的消耗(蒸發(fā))顯著，而降低由于此消耗引起在處理陰極基體7的前面7a后退程度大小的取出電流(例如4A/cm2)時產(chǎn)生的截止電壓變動的技術(shù)，而上述公報是降低在陰極基體和電子發(fā)射物質(zhì)層之間形成還原性金屬層，并且不引起電子發(fā)射物質(zhì)層的前面消耗(蒸發(fā))，因而在處理未引起電子發(fā)射物質(zhì)層的前面后退的程度大小的取出電流(例如2A/cm2)時產(chǎn)生的截止電壓的變動的技術(shù)。
因而，即使把上述公報的技術(shù)適用于本申請發(fā)明，在上述公報的技術(shù)中也不能如本發(fā)明那樣降低在取出電流大時產(chǎn)生的截止電壓變動。這是因為當(dāng)把上述公報的技術(shù)適用在本申請發(fā)明中的情況下，不使電子發(fā)射物質(zhì)層11的前面11a向前方突出變形因消耗電子發(fā)射物質(zhì)層11的前面11a而后退的部分，所以如圖5的比較例子所示截止電壓的變動增大。根據(jù)以上事實，上述公報和本申請發(fā)明在技術(shù)上不同，判斷出從上述公報不能得到本申請的效果。
雖然已詳細(xì)說明本發(fā)明，但上述說明在全部的方面中只是示例，本發(fā)明并不被限定于此。未示例的無數(shù)變形例可以理解為不脫離本發(fā)明的范圍。
權(quán)利要求
1.一種電子管用陰極的截止電壓的變動降低方法，該電子管用陰極通過在陰極基體(7)的表面(7a)上加熱而形成使上述陰極基體(7)向前方突出變形的金屬層(9)，同時在上述陰極基體(7)的前面(7a)上直接或者經(jīng)由上述金屬層(9)形成電子發(fā)射物質(zhì)層(11)，并具備通過加熱上述電子發(fā)射物質(zhì)層(11)使熱電子從上述電子發(fā)射物質(zhì)層(11)的前面(11a)釋放的加熱裝置(5)，該截止電壓的變動降低方法的特征在于通過由于上述加熱裝置(5)的加熱引起的上述金屬層(9)產(chǎn)生的上述陰極基體(7)向前方的突出變形，使上述電子發(fā)射物質(zhì)層(11)的前面(11a)向前方突出變形因消耗上述電子發(fā)射物質(zhì)層(11)的前面(11a)而后退的部分。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的截止電壓的變動降低方法，其特征在于上述金屬層(9)被形成在上述陰極基體(7)的前面(7a)，通過由于上述加熱裝置(5)的加熱而與包含在上述陰極基體(7)中的金屬合金化并膨脹，從而使上述陰極基體(7)的前面(7a)突出變形。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的截止電壓的變動降低方法，其特征在于上述金屬層(9)被形成在形成于上述陰極基體(7)的表面(7a)上的凹凸上。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的截止電壓的變動降低方法，其特征在于上述金屬層(9)被形成在形成于上述陰極基體(7)的表面(7a)上的凹凸上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的截止電壓的變動降低方法，其特征在于上述金屬層(9)被分割為多個分散地形成在上述陰極基體(7)的表面(7a)上。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的截止電壓的變動降低方法，其特征在于上述金屬層(9)被分割為多個分散地形成在上述陰極基體(7)的表面(7a)上。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的截止電壓的變動降低方法，其特征在于上述金屬層(9)被分割為多個分散地形成在上述陰極基體(7)的表面(7a)上。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的截止電壓的變動降低方法，其特征在于上述金屬層(9)被分割為多個分散地形成在上述陰極基體(7)的表面(7a)上。
9.一種電子管用陰極，其特征在于包括陰極基體(7)；被形成在該陰極基體(7)的表面(7a)上，通過加熱使上述陰極基體(7)向前方突出變形的金屬層(9)；在上述陰極基體(7)的前面(7a)上直接或者經(jīng)由上述金屬層(9)形成的電子發(fā)射物質(zhì)層(11)；加熱上述電子發(fā)射物質(zhì)層(11)，使得從上述電子發(fā)射物質(zhì)層(11)的前面(11a)釋放熱電子的加熱裝置(5)，其中通過由于上述加熱裝置(5)的加熱引起的上述金屬層(9)產(chǎn)生的上述陰極基體(7)向前方的突出變形，使上述電子發(fā)射物質(zhì)層(11)的前面(11a)向前方突出變形因消耗上述電子發(fā)射物質(zhì)層(11)的前面(11a)而后退的部分。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的電子管用陰極，其特征在于上述金屬層(9)被形成在上述陰極基體(7)的前面(7a)上，通過由于上述加熱裝置(5)的加熱而與包含在上述陰極基體(7)中的金屬合金化并膨脹，從而使上述陰極基體(7)的前面(7a)突出變形。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的電子管用陰極，其特征在于上述金屬層(9)被形成在形成于上述陰極基體(7)的表面(7a)上的凹凸上。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的電子管用陰極，其特征在于上述金屬層(9)被形成在形成于上述陰極基體(7)的表面(7a)上的凹凸上。
13.根據(jù)權(quán)利要求9所述的電子管用陰極，其特征在于上述金屬層(9)被分割為多個分散形成在上述陰極基體(7)的表面(7a)上。
14.根據(jù)權(quán)利要求10所述的電子管用陰極，其特征在于上述金屬層(9)被分割為多個分散形成在上述陰極基體(7)的表面(7a)上。
15.根據(jù)權(quán)利要求11所述的電子管用陰極，其特征在于上述金屬層(9)被分割為多個分散形成在上述陰極基體(7)的表面(7a)上。
16.根據(jù)權(quán)利要求12所述的電子管用陰極，其特征在于上述金屬層(9)被分割為多個分散形成在上述陰極基體(7)的表面(7a)上。
17.一種電子管用陰極的制造方法，其特征在于包括(a)通過在陰極基體(7)的表面(7a)上加熱，形成使上述陰極基體(7)向前方突出變形的金屬層(9)的步驟；(b)在上述陰極基體(7)的前面(7a)上直接或者經(jīng)由上述金屬層(9)形成電子發(fā)射物質(zhì)層(11)的步驟；(c)設(shè)置通過加熱上述電子發(fā)射物質(zhì)層(11)而使熱電子從上述電子發(fā)射物質(zhì)層(11)的前面(11a)釋放的加熱裝置(5)的步驟，其中在上述步驟(a)中，如此形成上述金屬層(9)，使得通過由于上述加熱裝置(5)的加熱引起的上述金屬層(9)產(chǎn)生的上述陰極基體(7)向前方的突出變形，使上述電子發(fā)射物質(zhì)層(11)的前面(11a)向前方突出變形因消耗上述電子發(fā)射物質(zhì)層(11)的前面(11a)而后退的部分。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的電子管用陰極的制造方法，其特征在于在上述步驟(a)中，在上述陰極基體(7)的前面(7a)上，用通過由于上述加熱裝置(5)的加熱而與包含在上述陰極基體(7)中的金屬合金化并膨脹從而使上述陰極基體(7)的前面(7a)突出變形的金屬，形成上述金屬層(9)。
19.根據(jù)權(quán)利要求17所述的電子管用陰極的制造方法，其特征在于在上述步驟(a)中，在上述陰極基體(7)的表面(7a)上形成凹凸，在此凹凸上形成上述金屬層(9)。
20.根據(jù)權(quán)利要求18所述的電子管用陰極的制造方法，其特征在于在上述步驟(a)中，在上述陰極基體(7)的表面(7a)上形成凹凸，在此凹凸上形成上述金屬層(9)。
21.根據(jù)權(quán)利要求17所述的電子管用陰極的制造方法，其特征在于在上述步驟(a)中，上述金屬層(9)被分割為多個分散地形成在上述陰極基體(7)的表面(7a)上。
22.根據(jù)權(quán)利要求18所述的電子管用陰極的制造方法，其特征在于在上述步驟(a)中，上述金屬層(9)被分割為多個分散地形成在上述陰極基體(7)的表面(7a)上。
23.根據(jù)權(quán)利要求19所述的電子管用陰極的制造方法，其特征在于在上述步驟(a)中，上述金屬層(9)被分割為多個分散地形成在上述陰極基體(7)的表面(7a)上。
24.根據(jù)權(quán)利要求20所述的電子管用陰極的制造方法，其特征在于在上述步驟(a)中，上述金屬層(9)被分割為多個分散地形成在上述陰極基體(7)的表面(7a)上。
全文摘要
本發(fā)明的截止電壓的變動降低方法是通過在陰極基體(7)的表面(7a)上加熱而形成使上述陰極基體(7)向前方突出變形的金屬層(9)，同時在上述陰極基體(7)的前面(7a)上直接或者經(jīng)由上述金屬層(9)形成電子發(fā)射物質(zhì)層(11)，并具有通過加熱上述電子發(fā)射物質(zhì)層(11)使熱電子從上述電子發(fā)射物質(zhì)層(11)的前面(11a)釋放的加熱裝置(5)的電子管用陰極的截止電壓的變動降低方法，通過由于上述加熱裝置(5)的加熱引起的上述金屬層(9)產(chǎn)生的上述陰極基體(7)向前方的突出變形，使上述電子發(fā)射物質(zhì)層(11)的前面(11a)向前方突出變形因消耗上述電子發(fā)射物質(zhì)層(11)的前面(11a)而后退的部分。
文檔編號H01J9/04GK1628363SQ0282912
公開日2005年6月15日 申請日期2002年6月19日 優(yōu)先權(quán)日2002年6月19日
發(fā)明者澤田隆夫, 中田修平, 大野克巳, 山口博 申請人:三菱電機(jī)株式會社