專利名稱：陰極射線管的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種具備具有旁熱式陰極構體的電子槍的陰極射線管，特別涉及一種旁熱式陰極構體的電極構造。
背景技術：
可在電視顯像管或顯示管等中使用的陰極射線管，由于其具有精細的圖像再現(xiàn)性，因此，作為各種信息處理設備的顯示裝置而廣為使用。
該種陰極射線管具有真空管殼而構成，該真空管殼由下述構成面板部分，形成在內(nèi)面涂敷熒光體而構成的熒光面；管頸部分，收納了對由旁熱式陰極構體、控制電極、加速電極構成的電子束發(fā)生部分所發(fā)生的電子束進行聚焦加速并使其向熒光面射出的具有多個電極的電子槍；以及錐體部分，連接面板部分和管頸部分，外裝了使由電子槍發(fā)射的電子束在熒光面上掃描的偏轉(zhuǎn)線圈。
圖5是說明旁熱式陰極構體的剖面圖。在該圖中，旁熱式陰極構體21，由珠狀(bead)支承體22、細孔23、加熱器支承體24、加熱器25、保持電子發(fā)射物質(zhì)層26的基底金屬27、陰極支承套筒28和陰極盤29構成。
旁熱式陰極構體21，借助于細孔23和珠狀支承體22，被固定在多形玻璃(multiform glass)20上。此外，被收納于陰極支承體套筒28的內(nèi)部的加熱器25，借助于焊接把其端部(腿部)固定在加熱器支承體24上。
圖6是表示圖5所示的加熱器25的結構的說明圖，圖6A表示側(cè)視圖，圖6B表示圖6A的A部分的放大剖面圖。在該圖中，該加熱器25，在螺旋狀地纏繞成線圈的鎢芯線上涂敷氧化鋁絕緣膜32，在該氧化鋁絕緣膜32的表面涂敷鎢的微細粉末33并進行黑化處理而形成。該黑化處理在目的在于，使來自加熱器25的輻射熱的發(fā)射效率化，并降低加熱器25的溫度，提高可靠性。
另外，在圖6A中，34是3重疊繞了圖6B所示的鎢芯線31的加熱器腿部，35是2重螺旋成型部分(加熱器主要部分)，36是由圖6B所示的鎢的微細粉末33形成的表面黑化處理部分，37是氧化鋁涂敷部分，38是非氧化鋁涂敷部分，39是鉬線溶解痕跡(中空部分)。另外，關于該種旁熱式陰極構體，例如，已公開于下述專利文獻2和專利文獻3等中。
專利文獻1公開了間接陰極套筒(indirect cathode sleeve)的制造方法。該陰極套筒由雙金屬(bimetal)構成，該雙金屬由在該陰極套筒的內(nèi)表面的鎳鉻合金和在該陰極套筒的外表面的鎳合金構成。
日本專利申請公開特開平7-182965號公報(USP5,569,391)[專利文獻2]日本專利申請公開特開平11-354041號公報(USP6,492,768)[專利文獻3]日本專利申請公開特開2002-93335號公報(USP6,552,479)在上述構成的陰極射線管的旁熱式陰極構體中，加熱器由于進行了3重疊繞的部分的加熱器腿部的電阻變低，因此發(fā)熱量減少，燈絲功率(heater power)集中于2重螺旋成型部分，所以能夠?qū)崿F(xiàn)低耗電化，但是，在僅對加熱器腿部進行了多重疊繞的情況下，電阻的降低效果較小，加熱器耗電的降低存在著一個限度。
進而，有人提出了通過對旁熱式陰極構體的陰極套筒的內(nèi)壁表面進行黑化處理，從而實現(xiàn)電能節(jié)省的結構的技術方案，但是，對于通過改善旁熱式陰極構體的電極構造和加熱器的構造，從而一邊提高各種電學特性一邊降低電耗，積極地謀求低耗電化的結構，并未進行任何公開，此外，未發(fā)現(xiàn)考慮到這些結構的技術例。
此外，近些年來，出現(xiàn)這樣一種傾向，即，基于節(jié)能的觀點，要求進一步降低耗電，這種需求是時代的潮流，今后也會日益強烈。關于陰極射線管，其現(xiàn)狀是，監(jiān)視器裝置(monitor set)的耗電約為100W左右，其中，旁熱式陰極構體的耗電約占2％到4％的比率。
此外，一般而言，陰極射線管等所使用的3電子槍式的加熱器，大多使用加熱器額定值為6.3V-300mA(每1個電子槍1個加熱器0.63W)的規(guī)格的加熱器，并不能說已達到了充分的節(jié)能化。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明是為解決上述課題而進行的。目的在于提供一種陰極射線管，在電子槍中具備使構成旁熱式陰極構體的各電極的溫度上升降低并使加熱器的耗電降低的旁熱式陰極構體。
為實現(xiàn)這樣的目的，本發(fā)明的陰極射線管中的旁熱式陰極構體，上述旁熱式陰極構體，具備具有熱電子發(fā)射物質(zhì)層的基底金屬；在一個端部上保持基底金屬，在內(nèi)部收納加熱器的筒狀的套筒；在加熱器的加熱器主要部分一側(cè)具有大直徑部分，在加熱器的腿部一側(cè)具有小直徑部分，而且支承套筒的異形支承體；以及在加熱器的腿部一側(cè)具有大直徑部分，在加熱器的主要部分一側(cè)具有小直徑部分的陰極盤，并使套筒的另一端部外面和支承體的小直徑部分內(nèi)面固定，使支承體的大直徑部分外面和上述陰極盤的小直徑部分內(nèi)面固定地構成，由此，使從套筒的外壁面經(jīng)由支承體到陰極盤的大直徑部分端部為止的熱傳導距離變長。
本發(fā)明的另一陰極射線管中的旁熱式陰極構體，優(yōu)選的是，套筒的板厚大于或等于15微米且小于或等于20微米。進而，優(yōu)選的是，加熱器使用線徑在22微米～29微米的范圍內(nèi)的鎢線，加熱器的腿部比加熱器的主要部分還要多重疊繞。
另外，當然，本發(fā)明并不限于上述結構，在不背離在權利要求中所述的本發(fā)明的技術思想的范圍內(nèi)，可以進行各種變更。


圖1是表示說明本發(fā)明的陰極射線管的一個實施例的蔭罩式(shadow mask)彩色陰極射線管的概略結構的示意剖面圖。
圖2是表示圖1所示的彩色陰極射線管所使用的電子槍的結構的側(cè)視圖。
圖3是表示圖2所示的電子槍所使用的旁熱式陰極構體的結構的放大剖面圖。
圖4是表示圖3所示的旁熱式陰極構體所使用的加熱器的結構的一部分剖面的側(cè)視圖。
圖5是說明旁熱式陰極構體的結構的主要部分剖面圖。
圖6是說明加熱器的構造的圖。
具體實施例方式
以下，參照實施例的附圖詳細地說明本發(fā)明的實施方式。
圖1是表示說明本發(fā)明的陰極射線管的一個實施例的蔭罩式彩色陰極射線管的概略結構的示意剖面圖。在該圖中，1是面板部分，2是錐體部分，3是管頸部分，4是在面板部分1的內(nèi)面上涂敷熒光體所形成的熒光面，5是作為色選擇電極的蔭罩，6是屏蔽外部磁場(地磁)的磁屏蔽，7是偏轉(zhuǎn)線圈，8是外磁修正裝置，9是具備了射出3個電子束的旁熱式陰極的電子槍，10是代表3個電子束中的1個并進行表示的電子束。
在這樣的結構中，從電子槍9射出的3個電子束10，根據(jù)從未圖示的外部信號處理電路輸出的圖像信號進行調(diào)制，并向熒光面4射出。使該電子束10通過由被封裝在管頸部分3與錐體部分2的過渡區(qū)域的偏轉(zhuǎn)線圈7所發(fā)生的水平和垂直的磁場，從而使其在熒光面4上2維地進行掃描。蔭罩板5，按每一種顏色選擇在形成于其面內(nèi)的多個開孔通過的3個電子束的每一者，并再現(xiàn)所需要的圖像。
圖2是說明圖1所示的彩色陰極射線管所使用的電子槍的結構的側(cè)視圖。在該圖中，該電子槍9的構成如下在管軸方向上具有預定間隔和位置關系地排列配置控制電極(第1柵極電極G1)11、加速電極(第2柵極電極G2)12、第3柵極電極(G3)13、第4柵極電極(G4)14、聚焦電極(第5柵極電極G5)15、陽極(第6柵極電極G6)16、屏蔽罩(shield cap)17，分別用多形玻璃20進行固定支承，而且，將設置在各電極上的薄片或引線焊接在被直立設置于心柱18上的心柱引線(stem pin)18a上。
此外，在該電子槍9中，靠近控制電極11的心柱18一側(cè)地配置旁熱式陰極構體21，在該旁熱式陰極構體21內(nèi)，內(nèi)置有加熱電子發(fā)射部分的加熱器。另外，19是玻璃管襯墊接觸片(bulb spacer contact)，該玻璃管襯墊接觸片19，具有與管頸部分的內(nèi)壁面彈性接觸并使電子槍的中心軸與管軸一致的功能，而且，還具有從被涂敷在錐體部分和管頸部分的內(nèi)壁面的內(nèi)部導電膜向電子槍導入陽極電壓的功能。
此外，用控制電極11、加速電極12和旁熱式陰極構體21構成電子束發(fā)生部分。此外，電極13～15加速聚焦從電子束發(fā)生部分射出的電子束，借助于形成在聚焦電極15和陽極16之間的主透鏡進行聚焦，并指向熒光面方向。
此外，心柱18，被焊接在真空管殼的管頸部分開放端上，通過心柱引線18a向各電極施加從外部驅(qū)動電路被供給的信號或電壓。此外，圖1的外磁修正裝置(磁鐵組裝體)8，具有對由電子槍9和面板部分1、錐體部分2、蔭罩板5之間的微妙的軸偏差或旋轉(zhuǎn)偏差產(chǎn)生的電子束10與熒光面4的不一致進行修正的功能。
圖3是說明圖2所示的電子槍所使用的旁熱式陰極構體的結構的放大剖面圖。在圖3中，41是在頂部表面上形成了熱電子發(fā)射物質(zhì)層的基底金屬，42是在一端保持基底金屬41的圓筒狀的套筒，43是支承套筒42的異形支承體，44是固定支承體43的陰極盤，45是被收納在套筒42的內(nèi)部的加熱器。
在這樣的結構中，被保持在基底金屬41的頂部表面的熱電子發(fā)射物質(zhì)層，以從含有鋇(Ba)的堿土類三元碳酸鹽出發(fā)、分解而得到的用化學式(Ba，Ca，Sr)O表示的含鋇的多種堿土類金屬氧化物為主要成分。保持該熱電子發(fā)射物質(zhì)層的基底金屬41，用沖壓加工成型法等，把含有微量的錳(Mg)和硅(Si)等的還原劑的厚度約0.14mm的鎳板材形成為帽子狀。
此外，將該基底金屬41安裝在熒光面一側(cè)的端部(圖的上側(cè))的套筒42，借助于沖壓加工成型法等把鎳-鉻(Ni-Cr)合金板材形成為具有全長約7.5mm，直徑約1mm，板厚約20微米以下的尺寸的大致圓筒狀，位于其心柱一側(cè)的另一端部(圖的下側(cè))，則被形成為具有比外徑約1mm的上述熒光面一側(cè)的端部(一個端部)更大的凸緣狀的端部擴展部分46。
此外，支承該套筒42的支承體43，借助于沖壓加工成型法等，具有板厚約0.015mm的尺寸地使熱傳導性良好的鎳(Ni)板材一體成型，并以一體地具有外徑尺寸在其一個端部(熒光面一側(cè))、中央部分和另一端部(心柱一側(cè))沿著長度方向分別依次減小的大直徑部分、中直徑部分、小直徑部分的異形形狀構成。
并且，套筒42，與其另一端部鄰接的筒狀部分的端部外面和支承體43的小直徑部分內(nèi)面結合，借助于例如激光焊接法，在焊接點S1、S2處對該接合部分進行焊接固定，可以把套筒42支承固定到支承體43上。另外，該焊接點S1、S2僅僅圖示2個地方。別的地方雖然圖示，但是，為了把各電極穩(wěn)定地支承固定在中心軸上，該焊接點在圓周方向上至少需要3處。
此外，支承固定這些套筒42和支承體43的陰極盤44，可借助于沖壓加工成型法等，使熱傳導性良好的鎳(Ni)板材一體成型，并以一體地具有外徑尺寸在其一個端部(熒光面一側(cè))和另一端部(心柱一側(cè))沿著長度方向各自不同的小直徑部分、大直徑部分的異形形狀地構成。另外，該陰極盤44，被形成為具有比支承體43的壁厚更大的壁厚。
并且，支承體43，其一個端部外面和盤44的小直徑部分內(nèi)面結合，借助于例如激光焊接法，在焊接點S3、S4處對該接合部分進行焊接固定，套筒42被支承固定了的支承體43，被支承固定在陰極盤44上。另外，該焊接點S3、S4僅圖示了2處。別的地方雖然未圖示，但是，為了把各電極穩(wěn)定地支承固定在中心軸上，該焊接點在圓周方向上至少需要3處。
焊接以小于或等于20微米的板厚形成的套筒42的另一端部外面和支承體43的小直徑部分內(nèi)面的接合部分，并將套筒42固定支承在支承體43上。焊接支承體43的一個端部外面和陰極盤44的小直徑部分內(nèi)面的接合部分，把支承固定了套筒42的支承體43支承固定在陰極盤44上。通過支承體43使套筒42和陰極盤44結合，借此，可以把從套筒42的外壁部分經(jīng)由支承體43到陰極盤44的下端部為止的熱傳導距離形成得較長。借助于此，可以減少來自套筒42的熱的逃逸。其結果是，通過提高熱效率，可以實現(xiàn)陰極構體21，特別是陰極系的低耗電化。
以上說明了套筒42的板厚小于或等于20微米的情況。當該套筒42的板厚超過了20微米時，使從加熱器45的發(fā)熱部分發(fā)生的熱的傳導率提高，其結果是，使熱效率降低，不能實現(xiàn)低耗電化。此外，如果其板厚極端地薄，為幾微米左右時，則可以進一步提高低耗電化，但是，另一方面，基于機械強度及其制作性等的觀點，該板厚的界限是到約15微米左右的厚度為止。
圖4是說明圖3所示的旁熱式陰極構體所使用的加熱器45的結構的外觀側(cè)視圖。該加熱器45的基本構造，是在螺旋狀地繞線的鎢芯線上涂敷氧化鋁絕緣膜，在該氧化鋁絕緣膜的表面上涂敷鎢的微細粉末并施行黑化處理而形成的。
在圖4中，34是3重疊繞了鎢線的加熱器腿部，35是用比加熱器腿部34的纏繞節(jié)距更疏的節(jié)距纏繞了單一線圈的發(fā)熱部分(也叫做加熱器主要部分)，36是氧化鋁和鎢的微細粉末的表面黑化處理部分，37是氧化鋁涂敷部分，38是作為焊接在加熱器支承體上的圖3所示的加熱器45的開放端的腿部，表示非氧化鋁涂敷部分。該非氧化鋁涂敷部分38，被焊接固定在圖5所示的加熱器支承體24上。另外，把表面黑化處理部分36和氧化鋁涂敷部分37總稱為絕緣被膜的覆蓋部分。
用具體的數(shù)值進行說明。加熱器45使用直徑約25.7微米(每200mm的鎢線重量為2mg(MG))的鎢線。發(fā)熱部分35，形成在從頂端(圖4的最上部)到約3mm為止的區(qū)域，其線圈纏繞的節(jié)距為0.8匝/mm的線圈纏繞層數(shù)為1(就是說，用單層)。進而，在該發(fā)熱部分35的線圈纏繞層上，用17匝/mm的節(jié)距，對直徑約0.07微米的鉬線進行約300匝線圈纏繞。此外，腿部34，與發(fā)熱部分35的鎢線連續(xù)地，在余下的7mm為止的區(qū)域上，以線圈纏繞節(jié)距為15匝/mm的3層線圈纏繞構造形成。即，是這樣的構造腿部34的線圈纏繞節(jié)距比發(fā)熱部分35的纏繞節(jié)距更疏，線圈纏繞層數(shù)為3。
說明該加熱器45的形成方法。首先，加熱器45的發(fā)熱部分35，用直徑約0.38mm心軸進行2次成型，作成為2重螺旋構造。其次，向除加熱器腿部38之外的部分上電解淀積氧化鋁，在該氧化鋁層的上層涂敷含有鎢的微細粉末的氧化鋁，使加熱器主體的表面黑色化。在大約1600℃下在氫氣氛中使之燒結，然后，借助于酸使先纏繞在發(fā)熱部分35上的鉬線溶解，借此，制作進行了表面黑化處理的加熱器45。
其次，把這樣構成的加熱器45和旁熱式陰極構體21組裝到電子槍內(nèi)，對陰極射線管進行了密封和排氣處理后，對陰極溫度、耗電和電學諸特性進行了評價。該陰極射線管，在加熱器額定值為6.3V-75mA(耗電0.47W)的條件下，得到了正規(guī)的陰極溫度(在電子發(fā)射面上約1000K)。
另外，以鎢線的線徑25.7微米(2MG)為中心，對其線徑29.3微米(2.6MG)和其線徑21.4微米(1.4MG)進行選擇，用與上述同樣的方法進行制作，對電學上的諸特性進行了評價。結果是，鎢線徑29.3微米，加熱器額定值6.3V-93mA，耗電0.59W，較大。此外，在鎢線徑21.4微米(1.4MG)的情況下，得知適合于額定值6.3V的陰極射線管的制作，加工性不好，進而，加熱器的斷線發(fā)生率也高。因此，借助于發(fā)明人等的反復實驗證明了這樣的事實通過使用線徑22微米(每200mm的重量為1.5mg)～29微米(每200mm的重量為2.5mg)的范圍的鎢線，在加熱器額定值6.0V～6.6V的范圍內(nèi)，加熱器45的每一個的加熱器耗電小于或等于0.5W。
此外，采用上述結構的旁熱式陰極構體21和鎢線徑小于或等于29微米的加熱器45的結果，通過提高發(fā)熱效率，可以實現(xiàn)旁熱式陰極構體21，特別是加熱器系、陰極系的低耗電化。此外，可以確認因附著在圖5所示的控制電極11的開孔的熱電子發(fā)射物質(zhì)層中的鋇而發(fā)生雜散電子，但是，由于控制電極11的溫度較低，雜散電子難以產(chǎn)生。此外，還可以確認關于漂移特性，因旁熱式陰極構體21和控制電極11的形狀變形，而產(chǎn)生截止電壓變動，畫面的亮度，特別是背景的黑色電平會變動，但是，該現(xiàn)象的發(fā)生也變少。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明的陰極射線管，構成電子槍的電子束發(fā)生部分的旁熱式陰極構體，具備具有熱電子發(fā)射物質(zhì)層的基底金屬；在一個端部上保持基底金屬，在內(nèi)部收納加熱器的筒狀的套筒；在上述加熱器的加熱器主要部分一側(cè)具有大直徑部分，在上述加熱器的腿部一側(cè)具有小直徑部分，而且支承上述套筒的異形支承體；以及在上述加熱器的腿部一側(cè)具有大直徑部分，在上述加熱器的主要部分一側(cè)具有小直徑部分的陰極盤，并把上述套筒的另一端部外面和上述支承體的小直徑部分內(nèi)面固定起來，把上述支承體的大直徑部分外面和上述陰極盤的小直徑部分內(nèi)面固定起來而構成，從而可以使從套筒的外壁面經(jīng)由支承體到陰極盤的大直徑部分端部為止的熱傳導距離，可以減少來自套筒的熱逃逸，故可以得到提高熱效率，實現(xiàn)旁熱式陰極構體的低耗電化等的極其優(yōu)良的效果。
此外，根據(jù)本發(fā)明的陰極射線管，旁熱式陰極構體，通過使在內(nèi)部收納加熱器的套筒的板厚小于或等于20微米，可以進一步減少來自套筒的熱逃逸，故可以得到進一步提高熱效率，實現(xiàn)旁熱式陰極構體的進一步低耗電化等的極其優(yōu)良的效果。
此外，根據(jù)本發(fā)明的陰極射線管，旁熱式陰極構體，作為加熱器采用線徑小于或等于22～29微米的鎢線，該加熱器的腿部比該加熱器的發(fā)熱部分更多重疊繞地形成，從而提高加熱器發(fā)熱部分的熱效率，因此可以得到實現(xiàn)旁熱式陰極的低耗電化，而且，伴隨著該低耗電化，因構成電子槍的電極的熱變形而產(chǎn)生的漂移也不再發(fā)生，進而可以降低構成電子槍的電極的溫度，防止雜散電子的發(fā)生等的、提高各種電學特性等的極其優(yōu)良的效果。
權利要求
1.一種陰極射線管，其特征在于，具有真空管殼，該真空管殼由下述構成面板部分，具有在內(nèi)面上涂敷了熒光體的熒光面；管頸部分，收納了具有具備旁熱式陰極構體和控制電極和加速電極的電子束產(chǎn)生部分、和由聚焦電極和陽極電極構成并使電子束聚焦和加速的主透鏡部分的電子槍；以及錐體部分，連接上述面板部分和上述管頸部分，其中，上述旁熱式陰極構體，具備具有熱電子發(fā)射物質(zhì)層的基底金屬；在一個端部上保持基底金屬，在內(nèi)部收納加熱器的筒狀的套筒；在加熱器的加熱器主要部分一側(cè)具有大直徑部分，在加熱器的腿部一側(cè)具有小直徑部分，而且支承套筒的異形支承體；以及在加熱器的腿部一側(cè)具有大直徑部分，在加熱器的主要部分一側(cè)具有小直徑部分的陰極盤，并使套筒的另一端部外面和支承體的小直徑部分內(nèi)面固定，使支承體的大直徑部分外面和上述陰極盤的小直徑部分內(nèi)面固定。
2.根據(jù)權利要求1所述的陰極射線管，其特征在于上述套筒的板厚設定為大于或等于15微米且小于或等于20微米。
3.根據(jù)權利要求1所述的陰極射線管，其特征在于上述加熱器，使用線徑在22微米～29微米的范圍內(nèi)的鎢線，該加熱器的腿部比加熱器的主要部分還要多重疊繞。
全文摘要
本發(fā)明提供一種能減少陰極加熱器的耗電的陰極射線管。其中，旁熱式陰極構體具備具有熱電子發(fā)射物質(zhì)層的基底金屬(41)；在一個端部上保持基底金屬(41)，在內(nèi)部收納加熱器(45)的筒狀的套筒(42)；在加熱器(45)的加熱器主要部分一側(cè)具有大直徑部分，在加熱器(45)的腿部一側(cè)具有小直徑部分，而且支承套筒(42)的異形支承體(43)；以及在加熱器(45)的腿部一側(cè)具有大直徑部分，在加熱器(45)的主要部分一側(cè)具有小直徑部分的陰極盤(44)，并使套筒(42)的另一端部外面和支承體(43)的小直徑部分內(nèi)面固定，使支承體(43)的大直徑部分外面和上述陰極盤(44)的小直徑部分內(nèi)面固定。
文檔編號H01J1/20GK1532877SQ20041002952
公開日2004年9月29日 申請日期2004年3月18日 優(yōu)先權日2003年3月19日
發(fā)明者鈴木行男, 小泉幸生, 小宮壽文, 文, 生 申請人:株式會社日立顯示器