[發明專利]用于陰極射線管的具有高電流密度和長壽命的陰極

無效

• 申請號: 02106904.2
• 申請日: 2002-03-06
• 公開（公告）號: CN1374678A
• 公開（公告）日: 2002-10-16
• 發明（設計）人: 杉村俊和;田中義之
• 申請（專利權）人: 日本電氣株式會社
• 主分類號: H01J1/28
• 分類號: H01J1/28;H01J29/04
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司
• 代理人: 穆德駿,方挺

發明領域

本發明一般涉及用于陰極射線管的陰極、陰極射線管、及制造它們的方法。更具體地講，本發明涉及一種具有高電流密度和長壽命的、并且能夠大批量制造而沒有陰極塊溫度的擴散性的陰極射線管的，例如，彩色陰極射線管的陰極。

發明背景

在日本專利申請未決公開No.2001-006521中，本發明的發明人提出了一種解決了在高電流密度下電子發射迅速減少的問題的陰極的新結構。圖12顯示是這樣一種常規陰極120的局部剖開的透視圖。以下對這種常規陰極120及其制造方法進行說明。

首先，將鎳粉、氧化鈧粉和電子發射劑混合，并通過熱等靜壓處理燒結，制造一個燒結體。然后，從燒結體切削出一個陰極塊121。陰極塊121是一個1.1mm直徑和0.22mm厚度的柱體形狀構件。接下來，將陰極塊121鑲嵌在一個具有1.1mm內徑、0.2mm深度、和50μm板材厚度的杯122中，并且將陰極塊121和杯122焊接在一起。

以下詳細說明上述方法。首先，將陰極塊121嵌入到杯122中。然后，將嵌入了塊121的杯122嵌入一個套筒123的頂部，并且用電阻焊接套筒123頂部的周邊部分。而且，如果陰極塊121和杯122的底表面之間存在間隙，那么將降低熱傳導性。因此，當把陰極塊121嵌入杯122時，用大的壓力將陰極121壓入到杯122中，以使陰極塊121與杯122之間不存在間隙。而且從杯122的背面激光焊接杯122和陰極塊121，以避免陰極塊121從杯122的內底表面升高。

杯122是用含80％的鎳和20％的鉻的鎳鉻合金制造的。使用鎳-鉻合金制造杯122的原因如下。即，為了發射電子，需要用任何還原劑還原氧化鋇(BaO)，以產生鋇(Ba)金屬。在陰極120中，鉻從用加熱器124加熱的杯122擴散到陰極塊121中。從而將電子發射劑中的BaO還原，產生Ba金屬。從以這種方式產生的Ba金屬發射出電子。在這種情況下，產生出作為副產品的Ba₃(Cr₄)₂。但是，Ba₃(Cr₄)₂具有相當低的電阻，并且不干擾電子發射。

在上述的陰極120中，電子發射在20000小時或更長的時間中不會降低，即使它工作在超過3A/cm²的高電流密度和780攝氏度的操作溫度下。因此，常規陰極120已經具有滿足實際應用的性能。但是，最好能進一步提高常規陰極120的性能，并進一步提高常規陰極120的生產率和可用性。

在常規陰極120中，用杯122覆蓋陰極塊121的原因之一在于，如上所述，需要從杯122向陰極塊121供給還原劑，以還原發射電子的BaO。但是，還有一個更重要的原因。即，為了防止電子發射到加熱器124一側。如果電子發射到加熱器124一側，那么會破壞加熱器124的絕緣。杯122防止了電子發射到加熱器124，以避免加熱器124的絕緣性能的惡化。

如上所述，常規陰極120的杯122具有1.1mm的內徑，0.2mm的深度，和50μm的板材厚度。在這里，杯122的深度成為一個問題。當大批量產生這種杯時，具有像0.2mm這樣的小深度的杯122的深度經常改變或分散。為了即使在大批量生產時也能實現杯深度的高精確度，需要深度是0.3mm以上。由于陰極塊121的厚度應當等于或大于杯122的深度，如果杯122的深度是0.3mm，那么陰極塊121的厚度成為0.3mm或更大。當陰極塊121的厚度是0.3mm或更大時，陰極塊121的熱容量變大。而且，在這種情況下，陰極塊121的底表面與其電子發射表面之間的溫度差增大，因此，加熱器124的溫度必須高。但是，當加熱器124的溫度高時，存在著套筒123變形、加熱器124的絕緣性能惡化之類的可能性。因此，杯122的深度最好不是0.3mm或更大。