[發(fā)明專利]一種冷陰極電子槍

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 02115227.6
• 申請日: 2002-05-16
• 公開（公告）號: CN1379433A
• 公開（公告）日: 2002-11-13
• 發(fā)明（設計）人: 許寧生;陳軍;陳少芝;佘峻聰
• 申請（專利權）人: 中山大學
• 主分類號: H01J29/48
• 分類號: H01J29/48
• 代理公司: 廣州市新諾專利事務所有限公司
• 代理人: 華輝

技術領域

本發(fā)明涉及一種冷陰極電子槍，尤其涉及冷陰極電子槍的結構。

背景技術

目前所用的熱陰極電子槍，由于陰極需要在較高溫度下工作，工作時陰極必須連續(xù)加熱，所以功耗大，不能瞬間啟動，結構復雜。冷陰極具有電流大，功耗小，效率高，瞬間啟動，響應速度快等優(yōu)點，在顯示器件、電光源和微波器件等方面有重要的應用。但是，冷陰極使用時對工作電壓的一致性、可控性和電絕緣等方面有特別的要求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種結構簡單，性能優(yōu)良的冷陰極電子槍。

本發(fā)明所述的冷陰極電子槍，在底座上固定有一冷陰極材料做成的冷陰極，在冷陰極的正上方有一網(wǎng)狀柵極，在網(wǎng)狀柵極的正上方有一圓孔狀的聚焦極，上述電極均通過支架相互絕緣地固定在底座上。

聚焦極的正上方還可以設置一網(wǎng)狀屏蔽極，屏蔽極通過屏蔽極支架固定在底座上。

屏蔽極的采用主要看應用的場合，在像素管這種比較小的器件之中需要，在冷光源的應用中可以不用。

本發(fā)明所述的冷陰極電子槍，主要應用于電子源、冷陰極電光源和像素管，也可以應用于其他具有同類要求的場合。該電子槍的工作電壓低，一致性好，發(fā)射電子束均勻性好，束斑的直徑可通過控制聚焦極的孔徑大小來進行控制。其工作原理是，在柵極上加一定的電壓，冷陰極在此電壓的作用下發(fā)射電子，大部分電子透過柵極的網(wǎng)孔，并被加有一定電壓的聚焦極聚焦后，透過起屏蔽作用的網(wǎng)狀屏蔽極出射出來。本發(fā)明所述的上述結構的冷陰極電子槍應用于冷陰極電光源、像素管等，測試了它的各項性能。測試所得的各項性能的指標如下：耐壓范圍最大為50KV/mm、電流密度范圍為0-1mA/mm²，工作真空范圍小于1*10^-4Pa，工作溫度范圍-100至300攝氏度。具體應用的指標以冷陰極像素管為例，采用一種碳納米管冷陰極材料的像素管的工作指標如下：柵電極工作電壓1000V，工作電流為0至250μA，工作真空為5*10Pa^-5，最大亮度17000cd/m²，壽命大于10萬小時。

附圖說明

圖1為本發(fā)明所述的電子槍的結構示意圖；

圖2為采用本發(fā)明所述的電子槍實現(xiàn)的冷陰極像素管工作狀況圖；

圖3為本發(fā)明所述的電子槍的I-V曲線圖；

圖4為采用了本發(fā)明所述的電子槍的像素管的亮度與電流、電壓的關系圖。

具體實施方式

如圖1所示，電子槍由底座a、陰極架b、網(wǎng)狀柵極d、網(wǎng)狀柵極支架c、圓形孔狀的聚焦極f、聚焦極支架e、網(wǎng)狀屏蔽極h以及網(wǎng)狀屏蔽極支架g組成。

底座采用平面電絕緣材料，在本實施例中采用平面陶瓷底座，在底座安裝固定陰極支架b、陰極支架b為一圓形的金屬片，冷陰極材料通過機械固定、焊接或粘接的方式固定在該金屬片b上形成冷陰極。冷陰極材料可是尖錐陣列、復合材料、碳納米管、金剛石或類金剛石薄膜等冷陰極材料。網(wǎng)狀柵極d通過網(wǎng)狀柵極支架c固定在冷陰極b的正上方；在網(wǎng)狀柵極d的正上方有一圓孔形的聚焦極f，聚焦極f的正上方有一網(wǎng)狀屏蔽極h，網(wǎng)狀屏蔽h極通過網(wǎng)狀屏蔽極支架g固定在底座a上。各電極引出線i從底座a的下部引出。

冷陰極像素管是超大屏幕顯示屏的組屏元件。冷陰極像素管具有微功耗、高亮度、色彩逼真、低成本等一系列優(yōu)點，主要應用于大型場所的廣告或視屏顯示。冷陰極像素管要求電子槍的輸出電流大，工作電壓低，一致性好和輸出電子束均勻。采用上述結構，以一種碳納米管冷陰極材料作為陰極的電子槍和熒光屏封接制成了冷陰極像素管。

圖2為該冷陰極像素管的工作狀況的圖片，可以看到像素管工作時發(fā)光均勻，說明電子槍得出射電子束均勻。圖3則給出不同電子槍的工作電壓電流特性曲線，顯示工作電壓有較好的一致性。圖4為像素管亮度與陰極工作電流和熒光屏電壓的關系。在熒光屏電壓為7千伏，陰極工作電流為250微安的條件下，像素管的亮度可以達到17000cd/m²。