專利名稱：顯像管高壓磁場再生法的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及陰極射線顯示器件的再生激活方法，特別涉及電子發(fā)射能力低下的老化顯像管的再生激活方法。
目前，對于經(jīng)長期工作后發(fā)生電子發(fā)射能力低下的老化顯像管，也有采用在顯像管的柵極與陰極之間施加正電壓進行再生使其激活的方法，這種方法實質(zhì)是利用離子濺射剝蝕除去陰極表面非活性物質(zhì)以露出新鮮表面使顯像管復(fù)活。這種方法的缺點是所產(chǎn)生離子濺射的區(qū)域往往是一個點，面積很小，在顯像管此后的工作中往往因電流密度過大而又很快老化。此外，現(xiàn)有技術(shù)所采用的250V以下電壓也過低，其加速的離子能量往往不足以使硅、鈣等較大原子量的原子發(fā)生濺射剝除，這使得相當多的再生管使用壽命極短或者就根本不能激活，中國專利94220123即存在這些缺點。
本發(fā)明的目的是解決再生管實際使用壽命低及大量的老化的顯像管不能被激活的問題。
本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的在顯像管的管頸處外加一個附加磁場，該磁場可以是恒定的也可以是交變的或者是旋轉(zhuǎn)的(附圖
一)。當顯像管的燈絲通以電流，陰極接零、柵極接較高的正電壓時，老化陰極所發(fā)射的少量熱電子在受柵極正電場加速的過程中，可能撞擊到管內(nèi)殘存氣體分子并使其電離。電離的離子帶正電，受電場加速的方向與電子相反，其運動方向指向陰極，離子最終將撞擊到陰極的表面并使被撞擊處的物質(zhì)受濺射而被剝除，被剝除處露出了內(nèi)部新鮮的具有熱電子發(fā)射能力的表面，該顯像管又具有了一定的電子發(fā)射能力即獲得了再生。在陰、柵極之間未施加磁場時，電子的加速度方向與電場等位面法線n一致；離子的加速度方向與電場E一致(附圖2)，即電子、離子的加速度方向相反但都在一條直線上，也即可認為是在陰、柵極的表面法線上，陰極受離子轟擊的點就是原來的電子發(fā)射處。陰柵、極之間一旦發(fā)生了電離，陰極受離子撞擊處除了獲得激活，熱子發(fā)射能力增加外，該處的溫度也急劇升高，熱電子發(fā)射能力將更高，外電路中的電流劇增。受電路限流作用的制約，陰、柵之間的外加電壓劇跌，電離過程消失，濺射剝除再生激活的作用也同時消失，即這種方法只能使陰極某一極小的區(qū)域內(nèi)獲得再生激活。由于陰極所得到的激活區(qū)域太小，此后該陰極在工作中就顯得電流密度過大，局部工作溫度過高，活性物質(zhì)蒸發(fā)太快，以至又很快返回到原來的老化狀態(tài)，這種方法所得到的再生管使用壽命很有限。但當陰、柵之間存在附加磁場，而磁力線的方向與電子運動方向的夾角又不為零時，運動著的電子將受洛侖茲力而改變方向，即偏離了陰柵極的表面法線；電子在到達柵極之前隨時都可能發(fā)生電離事件，即離子的產(chǎn)生位置不定。此外離子在磁場中也要受到偏轉(zhuǎn)，且不同種類不同質(zhì)量的離子的偏轉(zhuǎn)量是不同的，即離子在陰極表面的撞擊點更不固定。這樣，只要一旦陰極某處發(fā)生了濺射、只要外加的磁場足夠強，整個陰極表面都有可能被濺射剝除一遍。再生管的再生效果將得到明顯改善，使用壽命也將明顯得到延長，實踐也證明了這一點。
本發(fā)明的附加磁場可以是永久磁鐵也可以是電磁鐵，其中以常見的能產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場的單相異步電動機的定子組件為最好，但定子組件的內(nèi)徑應(yīng)與顯像管管頸的直徑大小相近并稍大一點。
關(guān)于再生電壓的問題當電場的電壓較低，離子所獲得的能量不大于某元素的臨界濺射激發(fā)能時，該元素就不可能被濺射剝除，濺射激活的過程就不可能發(fā)生或者濺射剝除得不充分，陰極表面的輕元素如氫、碳、氧、氮、碳等可能被剝除而象硅、鈣等在制造顯像管時有意及無意加入的原子量較大的元素就不能被清除，這使得再生管的激活不充分，有些管子根本就不可能被激活。
本發(fā)明將再生激發(fā)電壓由常規(guī)250V以下提高到3000V以下，根據(jù)管子不同的老化程度選擇不同的電壓。再生時先應(yīng)取較低的激發(fā)電壓，以盡可能減少陰極活性物質(zhì)的濺射損失，例如250或300V以下，如果該電壓下管子不能被激活或者激活效果很差，說明在這一電壓下所激發(fā)的離子能量不夠，濺射剝除得不充分，陰極表面還有較多的原子量較大的非活性物質(zhì)所覆蓋，此時應(yīng)逐步提高激發(fā)電壓，直到獲得滿意的發(fā)射能力為止。限制電壓進一步提高的主要因素是顯像管陰極和燈絲之間的耐壓。
下面結(jié)合附圖再作進一步說明附圖一是三槍彩色顯像管在陰極位置附近的徑向剖面示意圖，R、G、B分別代表紅、綠、藍三個圓形的陰極，C1是一個長條形金屬片，是三個陰極的公共柵極，與陰極平行，中間由真空隔開，即陰、柵空間。D為彩管的管頸玻殼，S、N為附加磁場的磁極，帶箭頭的直線為附加磁場的磁力線。當陰極發(fā)射的電子飛向柵極時，電子運動的方向與磁力線垂直，電子所受的洛侖茲力最大，當S、N極的中心線不與彩管電子槍軸線垂直時，只要不與其平行，電子都可能受到偏轉(zhuǎn)。
附圖二是其中某一個陰極(R)與柵極(C1)相對位置的軸向剖面示意圖，n及其箭頭表示電場等位面法線方向，E及其箭頭表示電場方向，F(xiàn)是紅槍陰極的燈絲。當燈絲通電，陰極接零，柵極接正，在不加附加磁場時，如果老化陰極所發(fā)射的少量熱電子產(chǎn)生了A、B兩處氣體分子的電離事件，這兩處所產(chǎn)生的正離子都沿著E的方向分別撞擊到A、B兩點，如果A點的激活作用大于B點，A點的濺射剝除過程將更激烈，A點發(fā)射出大量熱電子，外電路的電壓將急劇跌落，當柵極上的電壓跌落到一定值時，再生激活過程也就自動停止，如果外電路的電壓設(shè)計得不會跌落，則A點將被局部燒毀。因此，這種方法不能得到均勻的大面積的陰極激活。
附圖三是在附圖二的基礎(chǔ)上增加了附加磁場，B及其箭頭表示磁力線方向，A、B兩點所發(fā)射的電子受洛侖茲力在圖中是向右偏轉(zhuǎn)，這些電子所激發(fā)的正離子也都已不在原來A、B兩點的正前方，帶正電的離子也要受洛侖茲力，經(jīng)分析偏轉(zhuǎn)方向在圖中也是向右，因此離子在陰極上的轟點已遠離原來的電子發(fā)射點，新的原本無電子發(fā)射能力的點在受到濺射剝蝕除后被激活，該處發(fā)射的電子又去激活別處的陰極表面，如此反復(fù)進行，由于不存在陰極表面局部激烈溫升的問題，其再生過程進行得要比附圖二的慢一些，直到大部分陰極表面都被激活了，發(fā)射電流增大到使外電路電壓跌落到一定值時，電離過程結(jié)束。如果此時關(guān)斷燈絲電源，陰柵極之間的電離過程又會再發(fā)生一次，陰極被激活的面積又會擴大，當燈絲再加熱時又重復(fù)上述的過程，這可使陰極表面被全部濺射剝蝕除掉一層，特別是在交變的或旋轉(zhuǎn)的附加磁場作用下效果更為明顯。
權(quán)利要求
1.一種老化顯像管再生激活的方法，其特征是在顯像管的柵極與陰極之間加以較高的正電壓進行離子濺射激活，并同時在陰、柵極周圍施加一個附加磁場。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所要求的顯像管再生激活方法，其特征是柵極對陰極所施加正電壓由常規(guī)的250V以下提高到3000V以下。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所要求的顯像管再生激活方法所施加的附加磁場，其特征是該磁場可以是恒定的，也可以是交變的或者是旋轉(zhuǎn)的。
全文摘要
一種顯像管再生激活的方法,是在顯像管的柵極對陰極加以較高的正電壓進行離子濺射激活,并同時在陰、柵極周圍施加一恒定的或交變的或旋轉(zhuǎn)的附加磁場,使電子運動的軌跡偏離電場等位面法線,使濺射剝蝕區(qū)由無附加磁場時的一個點擴展成一個面,乃至整個陰極表面;柵極對陰極所施加正電壓由常規(guī)的300V以下提高到3000V以下。本發(fā)明提出的措施可以有效地延長再生管的使用壽命和提高老化顯像管再生激活的成功率。
文檔編號H01J9/50GK1177196SQ9611303
公開日1998年3月25日 申請日期1996年9月17日 優(yōu)先權(quán)日1996年9月17日
發(fā)明者周力 申請人:周力