CN1762035A - 间热型阴极以及具有该阴极的阴极射线管 - Google Patents

Abstract

一种间热型阴极，包括：收纳加热器(1)的阴极套管(2)、设置在阴极套管(2)上的帽状基体(3)、形成在基体(3)表面上的电子放射物质层(4)，其中，阴极套管(2)由金属材料形成，该金属材料以镍和铬为主成分，并且，至少含有硅、铝、硒以及镧。由此，能得到可防止阴极套管(2)的热变形且可抑制截止电压变动的可信赖的间热型电极。

Description

间热型阴极以及具有该阴极的阴极射线管

技术领域

本发明涉及具有阴极套管的间热型阴极以及具有该阴极的阴极射线管。

背景技术

作为收纳在阴极射线管的颈部中的电子枪的阴极(负极)，以往使用如图7所示的间热型阴极100。

如该图所示，该间热型阴极100包括：收纳螺旋状的加热器101的圆筒状阴极套管102、设置在阴极套管102上的帽状基体103、通过溅射等将电子放射物质即碱土族金属等附着在基体103上表面上而形成的电子放射物质层104。

该阴极套管102配置在圆筒状的阴极保持体105内，经由阴极支承件106保持在该阴极保持体105上。

阴极套管102起到将由加热器101产生的热量传到电气放射物质层104的作用，其材质的主要成分为镍以及铬。

可是，在长时间使用具有该以往间热型阴极100的阴极射线管时，会产生由于加热器101的热量使阴极套管102较大地变形的问题。特别是，若由于图7的箭头A方向的伸缩变形使阴极套管102的全长产生变化，则电子枪中的控制电极等电极与基体103之间的距离也发生变化，截止电压产生变动。

阴极射线管中的截止电压是用以确定电子束的射出量的非常重要的参数，如果该截止电压变动就不能进行合适的图像显示。特别是，在彩色阴极射线管的情况下，因为使用R、G、B这3个阴极，所以如果在各个阴极中产生截止电压的变动，则显示图像的色平衡被打破，难以进行适当的图像显示。

于是，提出了一种间热型阴极，其使得构成阴极套管的金属材料为2层以上的结晶结构，由此难以受到热变形的影响，对截止电压的变动进行抑制(例如，参照特开平9-102266号公报)。

可是，在上述公报中公开的间热型阴极需要反复进行烧结和轧制以形成结晶结构，所以制造工序复杂，而且，在不同的炉子中制造的阴极彼此可能存在离散，耐热变形也不够充分。

本发明为了解决上述问题而提出，其目的在于提供一种间热型阴极以及具有该阴极的阴极射线管，其制造容易，能防止由长时间的阴极射线管工作引起的阴极套管的热变形，从而抑制截止电压的变动，而且，难以在各个产品之间产生离散，可靠性高。

发明内容

本发明的间热型阴极，包括：筒状的阴极套管、插入阴极套管内的加热器、安装在阴极套管的一个开口部上的基体、在基体的与前述加热器相反的一侧的表面上形成的电子放射物质层，其特征在于，前述阴极套管由金属材料形成，该金属材料以镍和铬为主成分，并且，至少含有硅、铝、硒以及镧。

由此，能尽可能地防止阴极套管的热变形且可抑制截止电压变动，在使用该阴极的阴极射线管中可进行合适的图像显示。此外，仅进行阴极套管的金属材料添加剂的处理，不需要反复烧结与轧制以形成结晶结构的工序，制造方便且不易产生各制品的离散。

在此，将前述硅、铝、硒以及镧的含有量分别设为X_Si(wt％)、X_Al(wt％)、X_Ce(wt％)以及X_La(wt％)时，希望X_Si、X_Al、X_Ce、X_La处于以下的数值范围内：0.110≤X_Si≤0.230、0.004≤X_Al≤0.012、0.005≤X_Ce≤0.012、0≤X_La≤0.020。

由此，可更有效可靠地抑制阴极套管的热变形量。

此外，具有这样构成的阴极的阴极射线管即使长时间工作，截止电压的变动也小，能够维持良好的图像显示。

附图说明

图1是本发明的实施方式的间热型阴极的立体图。

图2是表示图1的间热型阴极的结构的主要部分剖视图。

图3是表示本发明的实施方式的阴极射线管的构成的概略剖视图。

图4是表示装入了图1的间热型阴极的电子枪的构成的图。

图5是表示备有本发明的实施方式的间热型阴极的阴极射线管、和比较例的阴极射线管两者的截止电压的变动的图。

图6(a)是表示本实施方式的间热型阴极的阴极套管中所含有的Si含有量和阴极套管的伸缩率之间的关系的图，图6(b)是表示本实施方式的间热型阴极的阴极套管中所含有的Al含有量和阴极套管的伸缩率之间的关系的图，图6(c)是表示本实施方式的间热型阴极的阴极套管中所含有的Ce含有量和阴极套管的伸缩率之间的关系的图。

图7是以往的间热型阴极的主要部分剖视图。

具体实施方式

以下，参照图1～图4对本发明的实施方式的间热型阴极以及阴极射线管进行说明。

图3是用于表示本发明的实施方式的阴极射线管20的构成的概略剖视图。

如该图所示，阴极射线管20由玻璃制成的面板20和玻璃制成的锥管23构成管壳，在锥管23的颈部23a中收纳着用于射出电子束的电子枪25，所述面板20在其内表面上形成有荧光屏21，所述锥管23连接在面板22的后方。

此外，在锥管23的外周面上，安装有用于使从电子枪25射出的电子束24偏转的偏转线圈26。在面板22的内表面上涂敷有3色的荧光体点，由此形成荧光屏21，与该荧光屏21大致平行地配置有平板状的色彩选择电极27。

色彩选择电极27通过对平板进行蚀刻处理而形成，具有有规则地排列的多个开孔，起到对从电子枪25射出的3根电子束24进行色彩选择的作用，由框架28保持而构成色彩选择电极骨架体29。

色彩选择电极骨架体29利用安装于框架28上的弹性支承体30与植设在面板22上的面板销31的嵌合而卡止在管壳上。

图4是表示上述电子枪25的构成的一例的图。

如该图所示，电子枪25设置成其长度方向成为阴极射线管的管轴(Z轴)方向，朝着纸面从右侧起到存在荧光屏21(参照图3)的左侧依次有：有底筒状的控制电极41、加速电极42、集束电极51～57以及最终加速电极43。

在控制电极41内，在与管轴垂直的水平轴上排列设置有与R(红)、G(绿)、B(蓝)对应的3个电极间热型阴极10，在控制电极41的底部上，与各间热型阴极10对应地设有3个电子束通过孔。此外，与各色对应地设置的间热型阴极10的构成均相同。

从各间热型阴极10射出的电子被由控制电极41和加速电极42形成的阴极透镜所集束，形成交叠点，继续前进而被由加速电极42、集束电极51～57及最终电极43形成的预聚焦透镜和主集束透镜所聚焦，集束在荧光屏21上。

图1是本发明的实施方式的间热型阴极10的立体图，图2是该间热型阴极10的纵剖视图。

如以上两图所示，本发明的实施方式的间热型阴极10具有：在表面上形成了绝缘覆膜的加热器1、将该加热器1收纳在内部的圆筒状的阴极套管2、设置在阴极套管2上的帽状基体3、通过溅射等将电子放射物质即碱土族金属等附着在基体3上而形成的电子放射物质层4。

该阴极套管2在被圆筒状的阴极保持体5包围的状态下，经由3根阴极支承件6保持在阴极保持体5上。此外，阴极保持体5与加热器1经由未图示的框架进行定位，使得加热器1与阴极套管2处于图2所示的位置关系。

阴极支承部件6，在其连接部61、62处，分别通过电阻焊等接合在阴极保持体5的上缘以及阴极套管2的侧面上。

阴极套管2通过对以镍和铬为主成分的金属材料进行加工制作而成。在该金属材料中，至少含有硅(Si)、铝(Al)、铈(Ce)以及镧(La)的添加剂。此外，为了提高加热器1的热吸收效率，在阴极套管2的表面上形成有氧化铬的黑化覆膜。

间热型阴极10备于上述的图4所示的电子枪25中，通过对加热器1施加规定电位的电压而从加热器1产生的热量，经由阴极套管2传递给电子放射物质层4，由此射出电子束。

这样，用以下金属材料形成阴极套管2，可以大幅降低阴极套管的热变形量，该金属材料以镍和铬为主成分，至少分别含有规定量的硅(Si)、铝(Al)、硒(Ce)以及镧(La)的添加剂。

以下，基于实施例对该作用效果具体地加以说明。

(实施例1)

对32英寸的阴极射线管进行了加速寿命试验，该阴极射线管具有将上述实施方式的间热型阴极10一列配置3个而成的电子枪。

其中，作为阴极套管2，使用直径为1.57mm、高度为2.5mm、厚度为0.05mm的圆筒状套管，其材质使用在镍铬类合金中含有Si(0.18wt％)、Al(0.008wt％)、Ce(0.009wt％)以及La(0.02wt％)的材料。此外，在阴极套管2的表面上形成氧化铬的黑化覆膜。

此外，作为比较例，使用与本发明的阴极相比没有Ce和La的以往的间热型阴极，对其进行同样的试验。

图5表示在使阴极射线管工作一定时间的情况下，截止电压相对于经过时间的变动量(ΔV)，横轴表示阴极射线管的工作时间，纵轴用％(百分比)表示截止电压的变动量。

上述试验中各选择了5个使用本发明的间热型阴极的阴极射线管(本发明品)和5个使用比较例的间热型阴极的阴极射线管(比较品)，图5中的折线图是用直线分别将本发明品与比较品的、各经过时间内的截止电压的平均值连起来而得到的。

如图5所示，例如经过3000小时后，比较品的截止电压大约变化-10％，而本发明品仅变化大约-7％左右，由此可知，相对于比较品可以抑制大约3％的截止电压的变动量。

此外，就阴极射线管之间的截止电压的离散而言，本发明品也要优于比较品。例如，就经过4000小时后的截止电压的变动的离散而言，比较品的变动量的标准偏差σ为1.25，而本发明品的标准偏差σ为0.50。可知本发明的间热型阴极显著降低了截止电压的离散。

本申请发明人对该原因进行了研究，发现在如以往那样在阴极套管的材料中一点都不添加Ce、La时，黑化覆膜过度地形成，使得阴极套管由于寿命中的热量而较大地变形。

因此，如本实施方式这样，作为阴极套管的材料，在过去向镍铬类合金中添加Si、Al的基础上，进一步添加Ce、La，从而抑制黑化覆膜的过度形成，可以得到热变形及其离散小的间热型阴极。

另外，对用2层以上的结晶结构形成以往的阴极套管时的间热型阴极进行了同样的试验，其截止电压的变动量为大致-10.8％左右，此外，其变动量的标准偏差σ为大约1.88，与之相比，本发明品可大幅降低截止电压的变动量和离散。

(实施例2)

接着，为了得到本发明的实施方式的间热型阴极之阴极套管中所含有的添加剂(夹杂物)的含有量的最佳范围，对该各添加剂的含有量和热处理后的阴极套管的伸缩率之间的关系进行了试验，得到图6所示的结果。

图6(a)、(b)、(c)分别表示阴极套管与镍铬合金中的Si、Al、Ce的含有量相应的伸缩率，横轴表示所对应的金属的含有量(wt％)，纵轴以％(百分比)表示阴极套管在A方向上(参照图7)的伸缩率。

在本实施例中，对32英寸的阴极射线管进行了加速寿命试验，该阴极射线管具有将间热型阴极一列配置3个而成的电子枪，所述间热型阴极具有阴极套管，该阴极套管尺寸与上述实施例1中相同，且在表面上形成了氧化铬的黑化覆膜。在经过相当于通常使用工作时间即3000小时的时间后，以此时的伸缩率作为测定结果。此时的阴极套管的温度为大约800℃。

另外，在各实施例中，Si、Al、Ce的含有量分别在0.1～0.3wt％、0～0.016wt％、0～0.016wt％的范围内变化。此外，在各实施例中，含有量变化的添加物以外的添加物的含有量固定在Si(0.18wt％)、Al(0.008wt％)、Ce(0.009wt％)以及La(0.02wt％)，进行试验。

在此，在一般的阴极射线管中，图像显示的色平衡被打破时的截止电压的变动范围通常为±8％，与该变动范围对应的阴极套管的伸缩率的容许范围为±0.2％。

若考虑到上述阴极套管的伸缩率的容许范围，在图6(a)、(b)、(c)中分别将Si、Al、Ce的含有量设为X_Si(wt％)、X_Al(wt％)、X_Ce(wt％)，则优选地，0.110≤X_Si≤0.230、0.004≤X_Al≤0.012、0.005≤X_Ce≤0.012。

另一方面，若La的含有量X_La(wt％)超过0.020，则阴极套管的伸缩率超过±0.2％的范围，这一点在本申请发明人进行的试验中得到确认，由此优选地，0≤X_La≤0.020。另外，该试验的其他添加物的含有量设为Si(0.18wt％)、Al(0.008wt％)、Ce(0.009wt％)。

如上所述，通过使Si、Al、Ce、La的含有量分别在上述数值范围内，能够得到耐热变形性能更为优异的阴极套管，并提供截止电压变动小的间热型阴极。

具有这样的阴极的阴极射线管即使长时间工作，截止电压的变动也小，能够进行稳定的图像显示。此外，因为各个制品的截止电压的变化离散小，所以特别在用于彩色阴极射线管时能够良好地维持RGB的彩色平衡。

工业实用性

具有本发明的间热型阴极的阴极射线管即使长时间工作，截止电压的变动也可得到抑制，各个制品的离散小，能够进行稳定的图像显示，所以是比较理想的。

Claims (4)

1.一种间热型阴极，包括：筒状的阴极套管、插入阴极套管内的加热器、安装在阴极套管的一个开口部上的基体、在基体的与前述加热器相反的一侧的表面上形成的电子放射物质层，其特征在于，

前述阴极套管由金属材料形成，该金属材料以镍和铬为主成分，并且，至少含有硅、铝、硒以及镧。

2.如权利要求1所述的间热型阴极，其特征在于，将前述硅、铝、硒以及镧的含有量分别设为X_Si(wt％)、X_Al(wt％)、X_Ce(wt％)以及X_La(wt％)时，X_Si、X_Al、X_Ce、X_La处于以下的数值范围内：0.110≤X_Si≤0.230、0.004≤X_Al≤0.012、0.005≤X_Ce≤0.012、0≤X_La≤0.020。

3.如权利要求1所述的间热型阴极，其特征在于，在前述阴极套管的表面上形成有由氧化铬构成的覆膜。

4.一种阴极射线管，作为其阴极，备有权利要求1～3任一项所述的间热型阴极。

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