TW385471B - Cathode and manufacture of cathode and image receiving tube - Google Patents

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經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 ---—. _ B7 五、發明説明（丨1 " -— 【發明之詳細說明】 【—明之技術領域】 本發明係有關受像管用的陰極及其製造方法以及使用 該陰極之受像管。 【習知技術】 習知，作爲受像管用的陰極(cathode)大多使用被覆在 金屬基体上作爲電子放出物質之.鋇、鋸、銘等鹼性土類金 屬氧化物的氧化物陰極。又，作爲將電子放出物質被覆在 金屬基体上的方法，常用將上述電子放出物質懸浮在硝化 纖維素、乙基纖維素等的膠合劑在金屬基体上噴塗的方法 〇 圖11表示習知之氧化物陰極的模式圖。如圖11所示 ，陰極構体係由圓筒狀之套管1、覆蓋在套管i —方的開 口部上之金屬基体2及在金屬基体2上形成之電子放出物 質層4所構成。通常電子放出物質層4係全体均一之多孔 質構造，在電子放出上有著適當的密度。爲使電子放出物 質層4成爲適當且均一之多孔質構造，電子放出物質層4 的結晶粒子的平均粒徑以5[/zm]以上較佳。此時，電子放 出物質層4之結晶粒子的平均粒徑係在膠合劑懸浮時電子 放出物質所凝集結晶的平均粒徑。另一方面’在結晶粒子. 的平均粒徑5〔 //m〕以上的情況時’如fc 11(b)所示電子 放出物質層4表面的平面度會下座。 圖12表示電子敢出面之平面度低的時候，電子放出面 近旁的等電位分布和被放出之電子的電流密度分布。圖 __-_3______ 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Λ4規格（210X297公釐} (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝· ' n I n I n -線- ：A7 B7 經濟部中夬標準局負工消资合作社印製 五、發明説明（> ) 12中，7係表示控制電極，8係表示加速電極。如圖12所 示電子$出物質層4的電子放出面之平面度低且有凹凸的 情況時，在取出形成於電子放出面前方的電子之等電位分 .布5會產生失真，在從電子放出面放出之電子的電流密度 分布6亦相同。 在從電子放出面放出之電子的電流密度分布6上產生 失真的情況時，在受像管的螢光体螢幕面形成之電子光點 的亮度分布上，亦可能產生失真，此種電子光點之亮度分布 的失真，可知其原因係藉由螢光体點的孔配列與電子束的 掃瞄線之間的干擾而產生的波紋所導致。 作爲電子放出面平面度改善後之受像管用的陰極，可 經由日本專利特開平5-74324號公報上所述得知。以下， 有關此陰極以圖13來說明。如圖13(a)、（b)所不，電子放 出物質層9係由與金屬基体2緊密接合的下層10和形成在 下層1〇上之上層11所構成的2層構造。構成上層11之電 子放出物質的平均粒徑比構成下層10之電子放出物質的平 均粒徑小。藉由將構成下層10之電子放出物質的平均粒徑 設爲5〜20〔 /zm〕（例如10〔 //m〕），使下層10成爲多孔 質構造，並且在下層10上將保持著適當密度的電子放出乂 又，藉由將構成上層11之電子放出物質的平掏粒徑設爲 5〔 以下(例如3〔 μ+m〕），以改善層11的表面之 平面度。 【發明所欲解決之課題】 但，在藉由上述習知技術而形成電子放出物質層的情 ________4 本紙張尺度it财酬家標準（〇叫八4規格（210乂297公瘦)' ' -- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝. -訂 ^!ΙΓ 線· 經濟部中央標準局員工消費合作社印裝 Α7 Β7 五、發明説明（i ) 況，需有2種類不同粒徑的電子放出物質。又’作爲構成 電子放中物質層上層之電子放出物質，在用其平均粒徑5 〔μιη〕以下之電子放出物質的情況時，有失去上層表面 的多孔質構造，難以獲得所定之電子放出的問題。 本發明係爲解決有關習知技術之前述課題而成者。其 目的可以不使電子放出特性劣化，改善電子放出物質層表 面的平面度，提供可以使由電子放出面放出電子的電流密 度均句之陰極及其製造方法，以及使用該陰極之受像管。 【解決課題之手段】 爲達成前述目的’有關本發明之陰極的構成，具有在 金屬基体上形成電子放出物質層，其特徵係：前述電子放 出物質層在前述金屬基体上將電子放出物質噴塗後，再將 其表面機械式的平坦化處理而成者。藉由此陰極的構成 作爲電子放出物質層的全域多孔質構造，不僅可獲得所定 的電子放出，可改善電子放出物質層表面的平面度，亦可 以使由電子放出面放出之電子的電流密度分布均勻。 又，有關前述本發明之陰極的構成，較佳係將捺著被 覆材介於金屬基体與電子放出物質層之間。依此例，而有 於電子放出面的機械式平坦化處理(例如加壓），可防止金 屬棊体與電子放出物質層之間界面固著力的降低。 又，有關前述本發明之陰極的構成，1較佳爲在電子放 出面的內部，僅平坦化處理含電子放出領域之領域。依此 例，而有電子放出面的機械式平坦化處理(例如加壓），可 防止金屬基体與電子放出物質層之間界面固著力的降低. ----________ 5 _______ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS > Λ4規格（2丨0X29*7公漦） U3 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

A7 B7 經濟部中央標準局員工消费合作社印製 五、發明説明（乎） 又，有關前述本發明之陰極的構成，較佳係以電子放 出面的宇面粗度(於JIS B 〇6〇1最大高度Ry}在15〔 yrn〕 以下。依此例，可以使由電子放出面放出之電子的電流密 度分布均勻。 又，有關本發明之陰極製造方法，具有在金屬基体 上形成電子放出物質層，其特徵係：在前述金屬基体上將 震无放..出物質噴塗，形成前述電子放出物質層後，再將前 述電子放出物質層表面之電子放出面作機械式的平坦化。 又，有關前述本發明之陰極製造方法，較佳係其更具 有將電子放出面平坦化後，在金屬基体與電子放出物質.層_ 之間往入黏結被覆材料之工程。 又，有關本發明之受像管的構成，具有：在內面形成 螢光体麗驀面之面板；揆續在前述面板後方之玻錐；及具 有內藏於前述玻錐之頸部且在金屬基体上形成電子放出物 質層之陰極.的電子槍，其特徵係：前述電子放出物質層在 前述金屬基体上將電子放出物質噴塗後，再將其表面機械 式的平坦化處理而成考。依此受像管的構成，可使螢光体 螢幕面上形成之電子光點的亮度分布均勻，其結果可降低 由於螢光体的孔配列和電子束的掃瞄線之間的干擾而產生 的波紋。 又，有關前述本發明之受像管的構成，較佳係使接著 被覆材介於金屬基体與電子放出物質層之間。 又，有關前述本發明之受像管的構成，較佳係在電子 放出面之內部，僅平坦化處理含電子放出領域之領域。 6 本紙張尺度適用中國國家標準·（ CNS ) Λ4規格（2丨〇χ 297公楚：） .(請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝. -訂 線 ν-.Ιί 經濟部中央標準局貝工消费合作衽印製 A7 . B7 ' ——. __ - . . 五、發明説明（<) 又，有關於前述本發明之受像管的構成’較佳係使電 子放出ψ之表面粗度(於B 0601最大高度Ry)在15〔 #m〕以下。 【發明之實施形態】 以下，以實施形態更具体地說明本發明。 <第1實施形態> 圖1 (a)係表示有關本發明之第1實施形態之陰極之 截面圖，圖1 (b)係有關圖1 (a)的電子放出物質層之擴大 圖。 依據圖1 (a)所示’本實施形態之陰極構体係藉由在兩 端有開口部之金屬圓筒狀的套管1 端有開口部，另一Γ 方被覆在套管1之開口部上之金屬基体2 ;及在金屬基体2 之外底面的平坦部上形成之電子放出物質層3所構成。尙 且，在套管1內插入著圖中未表市之加熱器。 金屬基体2係由主成份鎳、鎘及含有较、鎂等還原性 元素的材料所形成，底部大致平坦。電子放出物質係以鹼 性土類金屬的碳酸鹽爲成份之物質。 此陰極構体的電子放出物質3係依據以下所形成者。 即，首先將鋇、鋸、鈣等的碳酸鹽粉末懸浮在硝化織 維素、乙基纖維素等的膠合劑上，製作成噴霧膠，然後， 藉由噴槍將此噴霧膠以霧狀噴灑，噴射塗布在金屬基体2 的平坦部上。此時爲能獲得適切的電子放出特性，藉由择 制噴塗時的噴射噴塗壓力，噴塗時間，噴塗次數將電子放 出物質3的密度及膜厚適當化。舉例而言，電子放出物質 _ 7 本尺度適用中酬家操H CNS ) Λ4規格（210X297公釐) --- (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝.

-、-IT 線 .^ίί.ϋί.ί,ϋιίί-1-1-·1··: 經濟部中央標準局貝工消费合作社印裝 A7 ____________B7__ , 五、發明説明（t ) 之碳酸鹽粉末，較佳係使其平均粒徑爲10〔 #m〕，膜厚 爲70〔 #m〕，密度爲〇.8〔 g/m3〕而形成電子放出物質層 3。 噴射噴塗之後，爲使膠合劑揮發，將電子放出物質層 3用氣氛溫度約200[°C]約5分鐘乾燥。藉此電子放出物質 的粒子間產生適度的固著力的同時，電子放出物質層3與 金屬基体2之間亦產生適度的固著力。 其次，有關將電子放出物質層3的表面機械式平坦化 處理的方法，同時參照圖2說明之。圖2係表示有關本發 明之第1實施形態之陰極製造方法之工程之截面圖。 如圖2⑷〜（d)所示，藉由有平滑面之衝壓模具12， 將乾燥後之電子放出物質層3表面壓成粉狀。此時爲在電 子放出物質層3的表面上取得適當的平面度’衝壓模具12 之表面粗度（於nS B 0601之最大高度Ry)最好在2〔 # m〕以下。 又，如圖2 (b)、（c)所示，藉由衝壓模具12，將乾 燦煢之電子放出物質層3表面壓成粉狀之際，衝壓模具I2 之撞撃量S，需有使電子放出物質層3的內部密度不改變 加上使表面的凹凸部平坦化留住程度的量’例如撞擊量S 以約1〇〔 "m〕程度較佳。 用上述方法形成之電子放出物質層3如圖1 (b)所示， 電子放出物質之平均粒徑爲5〔 #m〕以上，可使電子放出 物質層3之全層成爲有適當空隙之多孔質構造。又，藉由 僅奄霉子放出物質層3的表面附近稍微衝壓，在電子放出 (請先閱货背面之注意事項再填寫本頁} 裝- iji.r 一、1Τ 線 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Λ4規格（210X297公楚） A7 經濟部中央標準局員工消費合作社印裝 五、發明説明（γ) —~ 物質層3表面有適當空隙的同時，亦將其表面平坦化。 爲亨由電子放出物質層3之電子放出面放出靈子之電 流密度分布均与，作爲電子放出物質層3平面度之程度， 其表面粗度(於JIS Η 0210之最大高度Rmax)最好在15〔 /zm〕以下’如更將其表面粗度（於B 0601之最大高 度Ry)成爲1〇〔 Am〕以下，則可獲得適當的電流密度分 布。 〈第2之實施形態〉 如上述第1之實施形態，在電子放出物質層3乾燥後 ’實施两摩的情況’電子放出物質層3與金屬基体2之間 的gj著力會下降，電子放出物質層3則容易自金屬基体2 脫離。 作爲其對策，如圖3所示，將電子放出物質層3的表 面衝壓後/在電子放出物質層3與金屬基体2之界面上， 如藉由注射器13將硝化纖維素 '乙基纖維素等膠合劑注入 後再乾燥，可確保電子放出物質層3與金屬基体2之間的 固著力。 <第3之實施形態> 有關本實施形態，爲防止與上述第2實施形態相同之 電子放出物質層3與金屬基体2之間的固著力下降，如圖 (a)〜（c)所示，電子放出面之內部，僅卒坦化處理含電子 放出領域之領域。. 在此，所謂『電子放出領域』係在電子槍控制電極7 之電子束通過孔的下部附近，如圖6所示之電子被放出之 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Λ4規格（210X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝. -訂 ♦ Λ7 Β7 經濟部中央榡率局男工消资合作社印製 五、發明説明（s:) 領域(電流密度分布20的凸部）。 本零施形態的情況，因電子放出物質層3表面的衝壓 面積變小，減低電子放出物質層3與金屬基体2之間的施 加力，可防止電子放出物質層3與金屬基体2之間的固著 力下降。 尙且，撞撃量S與衝壓後之電子放出物質層3的表面 粗度等，較佳能與上述第1實施形態所表示之物質同等。 〈第4之實施形態> 圖5爲表示關於本發明第4實施形態之受像管的側面 . .. . ..· ·· 剖面圖。 如圖5所示，有關本實施形態之受像管，備有玻璃製 的面板14a與在面板14a後方上接續之玻錐14b，及內藏 ... - 於玻錐14b頸部上發射電子光束之電子槍15。又，在玻錐 14b之外圍面上裝設使由電子槍15發射之電子束偏向之偏 向結合器16。在面板14a其內面上塗布著螢光体圓點，藉 此而形成螢光体螢幕面18。在面板的內面(螢光体螢 幕面18)近徬配置著與螢光体螢幕面18略平行之蔭罩17。 有關上述第1~3實施形態之陰極係被配置在電子槍15 之最上端。. . 圖6表示有關本實施形態之受像管的電子放出面近镑 之等電位分布與放出電子之電流密度分於圖6中，7 表示控制電極，8表示加速電極。 藉由金谭基体2,、控制電極7及加速電極8之所謂三 極部所形成考電界1‘9，由電子放物質層3表面之電子放 . I ' , ιό _ . (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝 ...訂 線. 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS > Λ4規格（210X297公釐） 經濟部中央榡率局貝工消费合作社印製 A7 '. __B7__' , 五、發明説明（/〉 出面取出電子。 使甲有關上述第1〜3實施形態之陰極構体時’將由電 子放出物質層3表面放出之電子成爲如圖6所表示之均勻 電流密度分布20。 ’ 如此之由電子放出物質層3表面放出之電子的電流密 度分布，可作爲陰極影像之亮度分布觀察。圖7表示使用、 有關上述第1~3實施形態之陰極構体的彩色受像管之陰極 影像。圖8表示使項習知之陰極構体的彩色受像管之陰極 影像。在此，『陰極影像』係在無電子槍15之主透鏡作用 功能狀態下，藉由陰極與控制電極7間形成之陰極透鏡’ 將陰極表面上電子放出之電流密度分布，在螢光体螢幕面 上結像之物質。如由圖7，圖8可明顯得知，有關習知之 彩色受像管的陰極影像在亮度分布內有班點狀之明亮部jg. ，使用有關上述第1〜3.實施形態之陰極構体的彩色受像管 之陰極影像亮度分布係平滑的。 又，由陰極放出之電子的電流密度分布，在螢光体螢 幕面上形成之電子光點上反映之情況。圖9表示使用有關 - . · . · ..、. 上述第1〜3實施形態之陰極構体的彩色受像管之電子光點 的亮度分布(用實線表示），圖表示使用習知之陰極構体 的彩色受像管之電子光點的亮度分布(用實線表示）。圖9， 圖10'中之虛線係表示在電子光點的寒瘦分布之相對亮度 5%上之高斯分布近似物。. 如由圖9，圖10可明顯得知，使用習知之陰極構体的 彩色受像管之電子光點的亮度分；布，在亮度分布之最上部 .I ·' ' ^______ 11 本紙張尺度適用中國跡轉（CNS ) Λ4規格（210X297公釐) ' -------------^1— (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 線 A7 B7 經濟部中央樣卒局貝工消費合作社印製 五、發明説明（L。） 上會產生失真，使用有關上述第1〜3實施形輝之陰極構体的 彩色受像管之電子光點的亮度分布係平滑的。 在電子光點上產生失真的情況，可知藉由電子束的掃 瞄線與螢光体點的孔配列之間的干擾而產生之波紋的哲比 會增加。圖9，圖10所示，由使用本發明及習知之陰極捧 体的彩色受像管之電子光點的亮度分布算出波疼:的對比 Md係使用本發明之陰極構体的情況Md=0.008，使用習知 之陰極構体的情況Md=0.054。由人的目視界限之對比Md 4 0.009，可見使用本發明之陰極構体的情況，實質上無法 .觀察到波紋。 習知，爲減低此種波紋，電子光點的大小，例如，採 用藉由加大在相對亮度5%之光點的寬度以減低波紋對比的 , · 方法，但此方法亦有解像度降低的問題。如使用本發明之 藉由改善電子光點之亮度分布以減低波紋對比的方法，不 僅不會降低解像度亦可防止波紋的發生。 又，有關上述之實施形態，電子放出物質層3之膜厚 及密度係成爲可獲得最適當之電子放出特性之適合物質將 電子放出物質在金屬基体2上噴灑塗布。此時，爲防止因 在電子放出物質層3表面衝壓之際所產生若干膜厚減少而 使電子放出物質層3的密度增加，將噴灑塗布時之膜厚稍 微加大，亦即係將密度縮小，衝壓後亦Θ使電子放出物質 層3成爲適合的膜厚及密度。 又，作爲將電子放出物質層表面機械式平坦化處理之 方法，衝壓加工之外亦可使用滾輪等物質。 L. (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁). -裝. 、1Τ 線. 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公漦） A7 B7 五、#明説明（（丨） 【發明效果】 如ρ上所述，依本發明，可不使電子放出特性劣化， 改善電子放出物質層表面的平面度，及可使電子光點之亮 度分布均勻。結果，不會使解像度降低，更可大幅減低波 紋。 【圖面之簡單說明】 實施形態之陰極截 面圖…，（1))¾有11(a)之電子放出物質Μ之擴大圖。 示有關本發明之第1實施形態之陰極的製 表示有關本發明之第1 之電子放出物質Μ之 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝.

經濟部中央標準局負工消費合作社印M 造方法之工程截面圖 【圖3】表示有關本發明之第2實施形態之陰極的製 造方法之一個工程之截面圖。 有關本發明之第3實施形態之陰極的製 造方法圖。 【圖5】表示有關本發明之第4實施形態之受像管的 部分側面剖面圖。 .【圖6】表示有關本實施形態之受像管的電子放出面 近徬之等電位分布與放出電子之電流密度分布槪念圖。 【圖7】表示本發明之陰極的陰極影像在顯示器上顯 示之中間調畫像照片的黑白反轉圖。 【圖8】表示習知之陰極的陰極影#在顯示器上顯示 之中間調畫像照片的黑白反轉圖。 【圖9】表示有關本發明受像管螢光面之電子光點的 亮度分布圖。 13 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Λ4規格（210X297公釐） 訂 :1;·-ιι'-- 五、發明説明（丨> ) A7 B7 【圖10】表巧，習知之受像管之電子光點的亮度分布（ 用實線_示）圖。 【ϋΡϊβΜ表示習知之陰極之截面圖’ （b)係有關 (a)之電字1：®物_之擴大圖。 【圖12】表示習知之受像管的電子放出面近徬之等電 位分布與放出電子之電流密度分布槪念圖。 係表示習始之陰極之其他例之截面圖 (b)係有關(a)之電子放出物質層之擴大圖。 【符號之說明】 2 金屬基体 3 電子放出物質層 12 衝壓模具 14外圍器 15電子槍 (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) .裝.

*1T 線- 經濟部中央樣隼局負工消费合作杜印裝 14 本紙張尺度適用中國國家標隼（CNS ) Λ4規格（210Χ297公釐.)

Claims (1)

1. 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 A8 B8 _ §88 六、申請專利範圍 'J. 一種陰極，具有在金屬基体上形成電子放出物質層 ，其特徵係：前述電子放出物質層在前述金屬基体上將電 子放出物質噴塗後，再將其表面機械式的平坦化處理而成 ψ 0 2·如申請專利範圍第1項所述之陰極，其係在金屬基 体與電子放出物質層之間介有黏結被覆材料。 3. 如申請專利範圍第1項所述之陰極、，係僅平坦化處 理電子放出面中含電子放出領域之領域。 4. 如申請專利範圍第1項所述之陰極，其電子放出面 的表面粗度(於JIS B 0601最大高度Ry)係在15〔 #m〕以 下。 5. —種陰極之製造方法，具有在金屬基体上形成電子 放出物質層，其特徵係：在前述金屬基体上將電子放出物 質噴塗，形成前述電子放出物質層後，再將前述電子放出 物質層表面之電子放出面作機械式的平坦化。 • 6.如申請專利範圍第5項所述之陰極的製造方法，其 更具有將電子放出面平坦化後，在金屬基体與電子放出物 質層之間注入黏結被覆材料之工程。 7.—種受像管，具有：在內面形成螢光体螢幕面之面 板；接續在前述面板後方之玻錐；及具有內藏於前述玻錐 之頸部且在金屬基体上形成電子放出物質層之陰極的電子 槍，其特徵係：前述電子放出物質層在前述金屬基体上將 電子放出物質噴塗後，再將其表面機械式的平坦化處理而 成者。 1 本紙張尺度逋用中國國家梯準（CNS ) A4規格（210X297公釐） ' ^---------•丨裝------丨訂丨丨---------線丨*· (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)‘ 經濟部中央梂半局員工消費合作社印装 六、申讀專利範圍 8. 如申請專利範圍第7項所述之受像管’其係在金屬 基体與電子放出物質層之間介有黏結被覆材料。 9、 如申請專利範圍第7項所述之受像管，其係僅平坦 化處理電子放出面中含電子放出領域之領域。 1、〇.如申請專利範圍第7項所述之受像管，其電子放 出面的表面粗度(於JIS B 0601最大高度Ry)係在15〔 //m 〕以下。 (請先閲讀背面之注^^項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家榇準（CNS ) A4規格.（210X297公釐） I裝—---itr:— — — — — —線—*--«-I^------------