專利名稱：電子管陰極的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于電視機(jī)的顯像管等電子管的陰極的性能、特別是涉及在工作中截止電壓漂移的抑制。
背景技術(shù)：
例如，圖6示出特開(kāi)平3-257735號(hào)公報(bào)所披露的在電視機(jī)的顯像管和攝像管等中使用的現(xiàn)有電子管的陰極。
圖中，1是以鎳(Ni)為主要成分、包含微量的硅(Si)、鎂(Mg)等還原性元素的基體；2是用鎳鉻合金等構(gòu)成的陰極套筒；13是在基體1上面形成的以例如鎢、鉬、鉭、鉻、硅、鎂中的至少一種以上為其主要成分的金屬層；5是在該金屬層13上面涂敷的電子發(fā)射物層，它以至少含有鋇、此外還包含鍶和/或鈣的堿土金屬氧化物11為主要成分，并包含0.1～20wt％的氧化鈧等稀土類金屬氧化物12；3是在基體內(nèi)配置的燈絲，通過(guò)加熱，從電子發(fā)射物5發(fā)射熱電子。
由于現(xiàn)有的電子管陰極按上述那樣構(gòu)成，所以在基體上形成鎢金屬層的情況下，因CRT制造工序中的熱老化、發(fā)射老化或工作中的加熱，金屬層的鎢就會(huì)在以鎳為主要成分的基體中擴(kuò)散。這種擴(kuò)散層一般在工作10000小時(shí)后形成數(shù)十μm的Ni-W層，而在陰極的壽命初期階段，由于在基體的電子發(fā)射物層和燈絲側(cè)的層中分離形成熱膨脹率不同的層或晶格常數(shù)不同的層，所以基體根據(jù)鎢金屬層的厚度有凸型或凹型的熱變形。由于這種變形，使第1柵極(電極)與陰極表面的間距變動(dòng)，產(chǎn)生所謂的截止電壓漂移變大的問(wèn)題。由于這種截止電壓的漂移，有畫(huà)面亮度的變化較大的問(wèn)題，或在彩色顯像管的情況下，還有長(zhǎng)時(shí)間工作下色調(diào)變化變大的問(wèn)題。
本發(fā)明的目的在于獲得能夠解決上述問(wèn)題的、減少基體的熱變形使截止電壓漂移較小的電子管陰極。
發(fā)明的公開(kāi)按照本發(fā)明第1方案的電子管陰極，在以鎳為主要成分并至少含有一種還原劑的基體上，形成以與所述還原劑不同的鎢、鉬、鉭、鉻、硅、鎂的其中至少一種以上為主要成分的金屬層，在該金屬層上形成以至少含鋇的堿土金屬氧化物為主要成分的電子發(fā)射物層，所述基體含有與構(gòu)成所述金屬層的主要成分的金屬相同的金屬。
由此，由于基體含有與構(gòu)成金屬層的金屬相同的金屬，所以使因基體與金屬的熱膨脹不同而產(chǎn)生的熱變形顯著地變小，由于可抑制截止電壓波動(dòng)，所以能夠獲得可用于高亮度、高清晰度的顯像管的效果。
按照本發(fā)明第2方案的電子管陰極，在以鎳為主要成分并至少含有一種還原劑的基體上，形成以與所述還原劑不同的鎢、鉬、鉭、鉻、硅、鎂的其中至少一種以上為主要成分的金屬層，在該金屬層上形成以至少含鋇的堿土金屬氧化物為主要成分的電子發(fā)射物層，其特征在于，所述基體含有與構(gòu)成所述金屬層的主要成分的金屬相同的金屬，金屬層的厚度為0.01～1.5μm，同時(shí)，在基體中包含的與所述金屬層相同的金屬為0.001～0.5wt％。
由此，由于金屬層的厚度為0.01～1.5μm，同時(shí)，在基體中包含的與所述金屬層相同的金屬為0.001～0.5wt％，所以基體的熱變形顯著地變小，由于可抑制截止電壓波動(dòng)，所以能夠獲得可用于高亮度、高清晰度的顯像管的效果。
按照本發(fā)明第3方案的電子管陰極，在以鎳為主要成分并至少含有一種還原劑的基體上，形成以與所述還原劑不同的鎢、鉬、鉭、鉻、硅、鎂的其中至少一種以上為主要成分的金屬層，在該金屬層上形成以至少含鋇的堿土金屬氧化物為主要成分的電子發(fā)射物層，其特征在于，所述基體含有與構(gòu)成所述金屬層的金屬相同的金屬，在基體中包含的與金屬層相同的金屬的重量和所述金屬層重量的重量比為0.04～100。
由此，由于在基體中包含的與金屬層相同的金屬的重量和所述金屬層重量的重量比為0.04～100，所以基體的熱變形顯著地變小，由于可抑制截止電壓變動(dòng)，并且得到穩(wěn)定的發(fā)射電流，所以能夠獲得可用于高亮度、高清晰度的顯像管的效果。
圖面的簡(jiǎn)單說(shuō)明圖1是表示本發(fā)明實(shí)施例1的電子管陰極的放大剖視圖；圖2是表示本發(fā)明實(shí)施例1的電子管陰極的特性圖；圖3是表示本發(fā)明實(shí)施例1的電子管陰極的特性圖；圖4是表示本發(fā)明實(shí)施例2的電子管陰極的特性圖；圖5是表示本發(fā)明實(shí)施例2的電子管陰極的特性圖；圖6是表示現(xiàn)有電子管陰極的放大剖視圖。
實(shí)施發(fā)明的最佳實(shí)施例實(shí)施例1
下面，依據(jù)


本發(fā)明的實(shí)施例。圖1是表示本發(fā)明實(shí)施例1的電子管陰極的剖視圖。圖中，13是在基體1的上面形成的鎢金屬層；5是被涂敷在該金屬層13上的電子發(fā)射物層，它至少以包含鋇、此外還包含鍶和/或鈣的堿土金屬氧化物11為主要成分，并包含0.01～25wt％的氧化鈧、氧化銥等稀土金屬氧化物。14是在基體中包含的鎢。
圖2是表示把本發(fā)明的電子管陰極裝在常規(guī)的電視機(jī)中、經(jīng)過(guò)通常的排氣工序制成的CRT的截止電壓漂移，與裝有現(xiàn)有電子管陰極的CRT的截止電壓漂移進(jìn)行比較的圖。
其中，形成膜厚為1.5μm的鎢膜作為金屬層13，并在氫氣氣氛中進(jìn)行1000℃的熱處理。采用包含7wt％的氧化鈧的堿土金屬氧化物作為電子發(fā)射物5。使用鎢作為金屬14，在基體中的含量為0.5wt％。如圖2所示，本實(shí)施例的電子管陰極與現(xiàn)有技術(shù)的電子管陰極相比，顯然截止電壓的漂移顯著地變小。
圖3是表示把本發(fā)明的電子管陰極裝在通常的電視機(jī)中、經(jīng)過(guò)通常的排氣工藝制成的CRT在工作4000小時(shí)后截止電壓變化率與基體中金屬的重量百分比(wt％)的關(guān)系。
其中，形成膜厚1.5μm的鎢作為金屬層13，并在氫氣氣氛中進(jìn)行1000℃的熱處理。采用包含7％的氧化鈧的堿土金屬氧化物作為電子發(fā)射物5。使用鎢作為金屬14，在基體中的含量為0至0.5wt％。如圖3所示，金屬14為0.001～0.5wt％的電子管陰極與金屬14不足0.001wt％的電子管陰極相比，顯然截止電壓變化率顯著地變小。
下面，把本實(shí)施例的電子管陰極與現(xiàn)有技術(shù)例比較，說(shuō)明截止電壓漂移顯著減小的原因?，F(xiàn)有技術(shù)例如上所述，由于金屬層的鎢擴(kuò)散進(jìn)以鎳為主要成分的基體中，分離形成熱膨脹率不同的層或晶格常數(shù)不同的層，所以基體根據(jù)鎢金屬層的厚度出現(xiàn)凸型或凹型的熱變形。另一方面，在本發(fā)明中，由于在基體中含有與金屬層同一成分的金屬，所以能夠防止鎢金屬層向鎳的急劇擴(kuò)散，同時(shí)，還使基體與金屬層的熱膨脹率十分接近，可防止在基體表面上產(chǎn)生急劇的應(yīng)力，因此可獲得在陰極壽命期間截止電壓漂移很小的特性。
但是，當(dāng)基體中含有的鎢不足0.001wt％時(shí)，基體與金屬層的熱膨脹率的差就會(huì)變大，因此在陰極壽命中的截止電壓漂移就會(huì)變大。此外，鎢含量大于0.5wt％時(shí)，由于基體金屬的制造合格率降低而不予采用。
實(shí)施例2
圖4表示把本發(fā)明的電子管陰極裝在通常的電視機(jī)中，經(jīng)過(guò)通常的排氣工序制成的CRT在工作4000小時(shí)后截止電壓變化率與基體中的金屬和基體上的金屬層的重量比的關(guān)系。
其中，形成膜厚為0.01μm的鎢膜作為金屬層13，并在氫氣氣氛中進(jìn)行1000℃的熱處理。采用包含7％的氧化鈧的堿土金屬氧化物作為電子發(fā)射物5。最好依據(jù)與金屬層13的重量比決定基體1中的金屬14的含量，使用鎢作為金屬14，在基體中的金屬14與金屬層13的重量之比為0～150。如圖4所示，可以看出，重量比為0.04～100的電子管陰極與重量比不足0.04的電子管陰極相比，截止電壓變化率顯著地變小。其中，重量比不足0.04的電子管陰極，基體與金屬層的熱膨脹率的差就會(huì)變大，因此在陰極壽命期間截止電壓的漂移就會(huì)變大。
圖5表示把本發(fā)明的電子管陰極裝在通常的電視機(jī)中，經(jīng)過(guò)通常的排氣工序制成的CRT在工作4000小時(shí)后發(fā)射電流下降率與相對(duì)金屬層的基體中金屬的重量比的關(guān)系。
其中，形成膜厚為0.01μm的鎢膜作為金屬層13，并在氫氣氣氛中進(jìn)行1000℃的熱處理。采用包含7％的氧化鈧的堿土金屬氧化物作為電子發(fā)射物5。最好依據(jù)與金屬層13的重量比決定基體1中的金屬14含量，使用鎢作為金屬14，在基體中金屬14與金屬層13的重量比為0～150。如圖5所示，可以看出，重量比為0.04～100的電子管陰極與重量比大于100的電子管陰極相比，發(fā)射電流下降率很小。
再有，在上述實(shí)施例1和實(shí)施例2中，金屬層13的厚度都在0.01～1.5μm的范圍內(nèi)，同時(shí)，在基體中含有的金屬14如果在0.001～0.5wt％的范圍內(nèi)，那么就會(huì)具有與所述實(shí)施例1相同的效果。但是，由于金屬含量大于0.5wt％會(huì)使基體金屬的生產(chǎn)合格率降低，所以在實(shí)際中不予采用，而金屬含量不足0.001wt％就不能抑制基體的熱變形。但是，在上述實(shí)施例2的情況下，基體中含有的金屬14遠(yuǎn)比0.001wt％小。此外，在上述實(shí)施例2中，金屬14與金屬層13的重量比如果在0.04～100的范圍，那么也具有相同的效果。但是，重量比大于100發(fā)射下降率較大，而重量比不足0.04就不能抑制基體的熱變形。
再有，在上述實(shí)施例1和實(shí)施例2中的制造方法是，在以鎳為主要成分的基體中添加還原劑和鎢并進(jìn)行一體化，然后在其上形成鎢層的方法，例如也可在以鎳為主要成分的基體原料中添加還原劑和鎢的狀態(tài)下用壓延等機(jī)械加工法制造基體，再在其上用濺射、真空蒸鍍等方法制作鎢膜。
此外，也可采用在添加了還原劑、以鎳為主要成分的基體上形成鎢層后，進(jìn)行熱處理，使該鎢層擴(kuò)散進(jìn)基體中后，再次形成鎢層的方法。
再有，在上述實(shí)施例1和實(shí)施例2中，以鎢作為金屬層為例進(jìn)行了說(shuō)明，但在基體中如果添加與還原劑不同的物質(zhì)，那么最好從鎢、鉬、鉭、鉻、硅、鎂中至少選擇一種作為金屬層的主要成分。
工業(yè)應(yīng)用性本發(fā)明的電子管陰極適用于電視機(jī)等顯示用的顯像管和各種攝像管、發(fā)射管、放電管等。
權(quán)利要求
1.一種電子管陰極，在以鎳為主要成分、至少含有一種還原劑的基體上，形成以與所述還原劑不同的鎢、鉬、鉭、鉻、硅、鎂中的至少一種為主要成分的金屬層，在該金屬層上形成以至少包含鋇的堿土金屬氧化物為主要成分的電子發(fā)射物層，其特征在于，所述基體包含與構(gòu)成所述金屬層的主要成分的金屬相同的金屬。
2.如權(quán)利要求1所述的電子管陰極，其特征在于，金屬層的厚度為0.01～1.5μm，同時(shí)，在基體中包含的與所述金屬層相同的金屬之含量為0.001～0.5wt％。
3.如權(quán)利要求1所述的電子管陰極，其特征在于，基體中包含的與金屬層相同的金屬的重量與所述金屬層的重量的重量比為0.04～100。
4.如權(quán)利要求2所述的電子管陰極，其特征在于，基體中包含的與金屬層相同的金屬的重量與所述金屬層的重量的重量比為0.04～100。
全文摘要
常規(guī)的電子管陰極,如果長(zhǎng)時(shí)間工作,存在因構(gòu)成基體的金屬的熱變形,使截止電壓波動(dòng)較大的問(wèn)題。本發(fā)明的目的是為了解決這個(gè)問(wèn)題,提供一種可減小基體熱變形并使截止電壓波動(dòng)較小的電子管陰極。通過(guò)使在構(gòu)成基體的金屬中含有與基體上的金屬層相同的金屬,使熱膨脹率均勻,并通過(guò)防止金屬層中的金屬向基體擴(kuò)散,可抑制基體的變形。
文檔編號(hào)H01J1/26GK1198836SQ9719105
公開(kāi)日1998年11月11日 申請(qǐng)日期1997年6月10日 優(yōu)先權(quán)日1996年6月20日
發(fā)明者大平卓也, 齋藤正人, 寺本浩行 申請(qǐng)人:三菱電機(jī)株式會(huì)社