專利名稱:電子管的制作方法
本發(fā)明的電子管特別涉及含有改善管殼內(nèi)陰極發(fā)射壽命物質(zhì)的電子管。
例如彩色陰極射線管，作為代表的一種電子管，一般具備有在其內(nèi)面具有螢光體層的前面板部，與此前面板部相連，其內(nèi)面具有導(dǎo)電被覆膜的漏斗形部，與漏斗形部相連，內(nèi)藏電子槍結(jié)構(gòu)體的頸部，以及靠近螢光體層設(shè)置的蔭罩結(jié)構(gòu)體，以及與此蔭罩結(jié)構(gòu)體相連接組合而成，沿著漏斗部內(nèi)面延伸的內(nèi)屏蔽部。此外，在圖上未表示的，螢光體物質(zhì)層還至少由能發(fā)出紅、綠、蘭色光的螢光物質(zhì)點或者螢光物質(zhì)色條，以及在其上形成的金屬襯墊而構(gòu)成。此外一般都知道，為了使由前面板部，漏斗形部，頸部構(gòu)成的，即所謂真空管殼的內(nèi)部的真空度能繼續(xù)不斷維持下去，應(yīng)在漏斗部的內(nèi)面或頸部的內(nèi)面形成金屬吸氣膜。上述吸氣膜就是為吸收在上述彩色陰極射線管的動作中，從構(gòu)成上述彩色陰極射線管的上述構(gòu)件中產(chǎn)生的氣體，以維持其真空。一般來說，當(dāng)彩色陰極射線管動作時，會產(chǎn)生因構(gòu)成電子槍結(jié)構(gòu)體的熱源體的熱，而從上述熱源體附近放出的氣體，和因與從上述電子槍結(jié)構(gòu)體放出的電子束的碰撞，從構(gòu)成上述電子槍結(jié)構(gòu)體的電極材料和蔭罩結(jié)構(gòu)體放出的氣體，以及因前述電子束與蔭罩結(jié)構(gòu)體等碰撞而被反射散射，與內(nèi)屏蔽或內(nèi)部導(dǎo)電性被覆膜等再碰撞放出的氣體等各種氣體，這些氣體會因被高電壓加速的電子束而離子化，并與構(gòu)成上述電子槍結(jié)構(gòu)體的陰極面碰撞，將使此陰極面的發(fā)射電子的物質(zhì)層受污染，從而使其發(fā)射電子的能力，即發(fā)射特性惡化。還有，在前述動作中產(chǎn)生的氣體，當(dāng)前述陰極面等的溫度因動作停止而降低時，會被上述吸氣膜吸收的同時，也會被上述的陰極面等吸收，使陰極面被污染，從而使發(fā)射特性惡化。前述放出氣體的主要成份是H2O或CH4等，而為了使以石墨懸濁液為主要成份的內(nèi)部導(dǎo)電性被覆膜的附著力強，在上述的石墨懸濁液中，一般要混合水玻璃，而此水玻璃吸濕性極大，是一較大的氣體發(fā)生源，因而會給上述發(fā)射特性帶來惡化影響，因此，伴隨彩色陰極射線管偏轉(zhuǎn)角擴大而產(chǎn)生的頸徑的縮小，和為縮短工序，使抽氣工序的焙燒溫度低溫化，從而使前述各種放出氣體所引起的發(fā)射特性的惡化，即發(fā)射壽命的降低會變得更顯著。上述發(fā)射壽命的降低問題，不僅限于在彩色陰極射線管中存在，即使在其他電子管，例如單色陰極射線管，行波管，以及磁控，速調(diào)發(fā)射管等中也同樣會發(fā)生。最后，日本專利申請公開號59-177833揭示了作為石墨導(dǎo)電膜的粘結(jié)劑使用SiO2來代替一般所知的水玻璃的工藝，然而此SiO2具有作為粘合劑的機能，而并未表示發(fā)射的改善。
本發(fā)明以提供即使因上述各種放出氣體，也不會使上述發(fā)生電子的陰極面的電子發(fā)射能力惡化，發(fā)射壽命特性優(yōu)良的，因而能長時間保持所期望的高發(fā)光度特性的電子管為目的。
此目的用以下的本發(fā)明的結(jié)構(gòu)來達到，也就是本發(fā)明是在已排氣的管殼內(nèi)至少具有發(fā)生電子的陰極的電子管中，在管殼內(nèi)部形成活性化氧化硅層而成的電子管。若根據(jù)本發(fā)明的一種狀態(tài)，則上述電子管是至少具備由面板部，與面板部密封連接的漏斗部以及從漏斗部的相反一邊延長的頸部組成的管殼，在上述面板部內(nèi)面上形成的螢光體屏幕，在漏斗部內(nèi)壁上被覆的內(nèi)部導(dǎo)電性被覆膜，以及包含設(shè)置在頸部內(nèi)的陰極，并能發(fā)射電子束的電子槍的陰極射線管，是在上述管殼內(nèi)部的至少一部份上具有活性化的氧化硅層而成的電子管。
這里，所謂活性化氧化硅就是能吸收在已排氣的管殼內(nèi)的剩余氣體，特別是在陰極發(fā)射時起負作用的氣體的氧化硅。可以推測它能由硅的有機鹽制造，且作為具有多數(shù)個微細孔的多孔層，被覆在排氣管殼壁以及各種電極表面的一部分上。
活性化氧化硅的量，以管殼容積為1公升左右時，取1毫克至50毫克為善。如為1毫克以下，則有助于延長陰極發(fā)射壽命的效果較小，而如為50毫克以上的話，其效果的程度將達到飽和。
圖1為本發(fā)明的一實施例的剖面圖，圖2表示為說明本發(fā)明的作用效果，而涂覆在管殼內(nèi)部上的固態(tài)活性二氧化硅份量和剩余發(fā)射率相互關(guān)系的特性曲線圖，圖3為本發(fā)明另一個實施例的一部分剖面圖。
圖1為表示本發(fā)明的一實施例，彩色陰極射線管10的管殼11是由大至彎曲成球面，由透明玻璃制成的面板部12，一邊的端面和此面板部12的裙部13相封著的漏斗部14，以及和漏斗部的另一端頂頭細部連成一體的管狀頸部所構(gòu)成。
在面板部12的內(nèi)面形成螢光體屏幕16。屏幕16由成色條狀依次排列能分別發(fā)出紅、綠、藍色光的螢光體的螢光體層，以及在此層上被覆著鋁金屬襯底所構(gòu)成。面對此螢光體的屏幕16，配置了設(shè)有多數(shù)個狹長壁孔的鐵板蔭罩17。蔭罩17的周邊緣用罩框架18支持住，并用彈性支持體19可拆卸地安裝在埋入面板裙部13內(nèi)的支持腳20上。向電子槍一側(cè)延伸的磁內(nèi)屏蔽21固定在蔭罩框架18上。能發(fā)生電子束的電子槍22配置在頸部15內(nèi)。當(dāng)管動作時，電子束通過蔭罩17的孔23使屏幕16的螢光體層激勵。也就是電子槍22具有位于頸部15的管座側(cè)的三個陰極25，26和27，從這些陰極以束狀將電子引出，通過電極28進行加速和聚束，從而發(fā)射出三條電子束。陰極的發(fā)射電子面是由以BaO作為主要成份的氧化物陰極構(gòu)成。
在漏斗部14的內(nèi)壁上涂覆以內(nèi)部導(dǎo)電被覆膜31。此被覆膜31是用噴涂等方法將硅酸鈉作為粘結(jié)劑混入到石墨懸濁液中去的溶液涂覆到漏斗部14的內(nèi)壁上后乾燥而形成。
電子槍22，通過彈性金屬體29，將安裝有收容了鋇的鋇吸氣容器30，在將電子槍22固定到頸部內(nèi)的時候，要使此容器31能位于漏斗部上。吸氣劑在管殼的排氣工序的最終階段，將鋇金屬蒸鍍到管殼內(nèi)和蔭罩以及螢光屏幕等上，使管殼的真空度提高。
接下來對本發(fā)明的實施例中的活性化SiO2作說明。
此活性化SiO2能夠用有機銨硅酸鹽水溶液的懸濁液來形成。
作為有機銨硅酸鹽水溶液，有例如SiO2-choline(膽堿)水溶液。這就是將硅石粉末(SiO2)溶解在choline水溶液([HOCH2CH+2N(CH)3]OH-)中形成。由于使上述SiO2-choline水溶液干燥，即能形成薄的連續(xù)SiO2膜，因此，也正象在特開昭55-65286號公報所述的那樣，可用于無機物質(zhì)表面的改性。在本發(fā)明中，就是把上述SiO2-choline溶液的特性作為對陰性發(fā)射壽命的改善物質(zhì)來使用的。
經(jīng)上述SiO2-choline水溶液涂覆的，構(gòu)成彩色陰極射線管內(nèi)部的構(gòu)件，適用于受電子束照射的一切構(gòu)件。也就是構(gòu)成螢光體屏幕16，蔭罩17，內(nèi)部屏蔽部21，內(nèi)部導(dǎo)電性被覆膜31，頸部15的內(nèi)面以及電子槍22和吸氣劑支持體29的構(gòu)件等。
特別是為了加強在內(nèi)部導(dǎo)電性被覆膜31，或者是在構(gòu)成螢光體屏幕16的金屬襯底上形成的黑色吸熱層(圖上未表示)的附著性，也可將原來作為粘合劑使混合到石墨懸濁液中去的硅酸鈉的一部份用SiO2-choline水溶液來代替進行混合。因經(jīng)熱處理而生成的活性化SiO2的作用，能使上述石墨懸濁液的附著性維持與原來的同等的同時，還能提高發(fā)射壽命特性。
上述發(fā)射壽命特性和SiO2-choline水溶液的涂覆量有很密切的關(guān)系，本發(fā)明者們就各種彩色陰極射線管進行實驗結(jié)果發(fā)現(xiàn)了上述發(fā)射壽命特性和上述彩色陰極射線管的每單位內(nèi)容積的上述SiO2-choline水溶液的SiO2的固態(tài)份量有關(guān)。圖2是表示了經(jīng)3000小時的強制發(fā)射壽命試驗后剩余的發(fā)射率和上述內(nèi)容積每公升的SiO2固態(tài)份量之間的關(guān)系。正如圖2明確顯示的，為了要維持比作為原來的彩色陰極射線管的發(fā)射剩余率的70%好的剩余率，需使上述的SiO2固態(tài)含量為1mg/l以上，更理想的話，需在5mg/l以上。關(guān)于上述因SiO2-choline溶液的分解而生成的活性化SiO2層能使陰極射線管的發(fā)射壽命特性提高的原因，尚無確切的解釋，推測是不是因制造過程中約430℃那樣適當(dāng)?shù)娜蹮郎囟榷筍iO2-choline中的微量剩余成份分解，或由于通過在陰極射線管動作中，電子束的能量，能夠放出一種可使陰極活性化的優(yōu)質(zhì)氣體的緣固，或因形成了表面積極大SiO2被覆膜，而將有害氣體例如氧氣吸附的原因。
以上作為有機銨的例子使用了膽堿(choline)，然而，四甲基氫氧化銨等的第四級銨，第三銨與胍等的有機銨也好，或者是烴氧化物類也同樣能適用于本發(fā)明。
下面對本發(fā)明的具體實施例作說明。
實施例1，將10%的SiO2粉末溶解在10%的膽堿水溶液中，調(diào)節(jié)好10%的SiO2-choline水溶液。然后在漏斗部(14)的內(nèi)部導(dǎo)電性被覆膜(31)上，用噴涂法將上述10%的SiO2-choline水溶液涂覆上。用熔燒熱處理工序使此水溶液分解，從而形成薄的多孔性活化的SiO2層。對于20英寸型的彩色陰極射線管，上述SiO2-choline水溶液的涂覆量，按SiO2的固態(tài)份量換算則約為200mg。此量若對上述20英寸型的彩色陰極射線管，按每單位公升的內(nèi)容積換算，約相當(dāng)于10mg/l。對用通常的工序制造的3只20英寸型的彩色陰極射線管，進行3000小時強制發(fā)射壽命試驗后的結(jié)果，使用Ba-Ca-O氧化物的陰極于電子槍，表明使剩余發(fā)射率得到從原來的73%變?yōu)?8%的大幅度改善。
此外，通過上述20英寸型彩色陰極射線管加上所定的振動后，用施加30KV的強制加速電壓時，一分鐘內(nèi)的電火花次數(shù)來評價的耐電壓特性，使從原來的一次改善為0.2次(按10支平均)且能保持因上述SiO2-choline水溶液的分解而產(chǎn)生的活性膜的附著性。
實施例2，和實施例1一樣地進行10%的SiO2-choline水溶液的調(diào)節(jié)，用噴涂法將上述10%的SiO2-choline水溶液涂覆到預(yù)先加熱到80℃的蔭罩結(jié)構(gòu)件17，18的上面。其涂覆量，對20英寸型的彩色陰極射線管的蔭罩結(jié)構(gòu)件，換算成SiO2的固態(tài)份量約為100mg，相當(dāng)于按每公升上述20英寸型彩色陰極射線管的內(nèi)容積的SiO2固態(tài)份量為5mg/l。和實施例1同樣進行發(fā)射壽命試驗的結(jié)果，剩余發(fā)射率達86%，得到與實施例1同程度的改善。
以得到的活性化膜，對基底蔭罩來說，能使吸附面成為兩倍以上。在本實施例中，根據(jù)BET法的氪吸附試驗，可得到比表面積為1.1m2/g。這個數(shù)值約相當(dāng)于基底面積的三十倍。
(BFT法就是固體在一定溫度下吸附氣體時的吸附量的測定法。)實施例3，將實施例2中的蔭罩結(jié)構(gòu)件代之以磁內(nèi)屏蔽部21，用與實施例2的同樣方法進行10% SiO2-choline水溶液的涂覆。其涂覆量，對20英寸型彩色陰極射線管的磁內(nèi)屏蔽部，換算成SiO2的固態(tài)份量約為50mg，對上述20英寸型彩色陰極射線管的內(nèi)容積每公升左右約相當(dāng)于2.5mg/l，進行和實施例2同樣的發(fā)射壽命試驗的結(jié)果使剩余發(fā)射率改善達到82%。
實施例4，和實施例1一樣進行10%的SiO2-choline水溶液的調(diào)節(jié)，將除去構(gòu)成電子槍結(jié)構(gòu)體22的構(gòu)件材料中的陰極部分25，26，和27及發(fā)熱件33以外的前述的電子槍構(gòu)件體在此10%的SiO2-choline水溶液中浸漬數(shù)秒鐘后進行熱風(fēng)干燥。對一只20英寸型彩色陰極射線管的電子槍結(jié)構(gòu)體，其涂覆量換算成SiO2的固態(tài)份量約為50mg，相當(dāng)于上述20寸型彩色陰極射線管內(nèi)容積每1公升約為2.5mg/l。進行和實施例1一樣的發(fā)射壽命試驗的結(jié)果，使剩余發(fā)射率達82%地得到改善。
實施例5，把以形成內(nèi)部導(dǎo)電性被覆膜31的石墨作為主要成份的懸濁液中含有的水玻璃含有量的一部分用SiO2-choline水溶液來替換，進行石墨懸濁液的調(diào)節(jié)。也就是如把上述懸濁液中的SiO2固態(tài)份量相對全固態(tài)份量的重量比作為20%，把這個20%按SiO2-choline水溶液的量為4%，水玻璃的量為16%進行配合。用噴涂法將上述石墨懸濁液涂覆在漏斗(14)的內(nèi)面上。對20英寸型彩色陰極射線管，要控制形成的膜厚度使上述石墨懸濁液的涂覆量，按SiO2-choline水溶液的SiO2固態(tài)份量，對一只來說約為100mg(相當(dāng)于20英寸型陰極射線管的內(nèi)容積每公升約為5mg/l)。用通常的方法制作20英寸型彩色陰極射線管，并進行3000小時的強制發(fā)射壽命試驗的結(jié)果，其剩余發(fā)射率達89%地得到改善。
上述用石墨懸濁液形成的內(nèi)部導(dǎo)電被覆膜的比表面積，用BET法從約為10-5乇的低壓下，對氮的吸附量算出結(jié)果為30m2/g，此外，在懸濁液僅為水玻璃的場合為6m2/g。由于活性化SiO2的形成，在本實施例中，僅對于水玻璃的例子其表面積將成為約五倍。
實施例6，使10%的SiO2粉末容解于10%的四甲基氫氧化銨水溶液中。接著將不包含SiO2-choline水溶液的石墨懸濁液進行調(diào)節(jié)，并涂覆在漏斗的內(nèi)表面，作為內(nèi)部導(dǎo)電性被覆膜。和實施例1同樣地制作20英寸型彩色陰極射線線管，在其面上進行3000小時發(fā)射壽命試驗的結(jié)果其剩余發(fā)射率達到和實施例1同樣的88%地得到改善。
實施例7，將經(jīng)過以乙基硅酸鹽為主要成份的硅烴氧化物為10，乙基醇為90稀釋過的溶液進行調(diào)節(jié)，在內(nèi)部導(dǎo)電性被覆膜上進行噴涂、干燥后，經(jīng)430℃的密封封住過程和熔燒過程，獲得活性化多孔性SiO2面。SiO2的量約為150mg。3000小時后的剩余發(fā)射率為88%。
以上的說明是就適用于彩色陰極射線管的實施例來對本發(fā)明進行描述，但對于不用蔭罩的其他陰極射線管，例如單色陰極射線管以及投射用陰極射線管等，本發(fā)明也能適用。此外，涂覆上述SiO2-choline溶液的構(gòu)件不只限于一個，只要涂覆在構(gòu)成陰板射線管內(nèi)部的多個構(gòu)件上的SiO2固態(tài)份額的總量，形成按上述陰極射線管的內(nèi)容積每公升為1mg/l以上的話，就能得到本發(fā)明的效果，這一點是理所當(dāng)然的。
圖3是將本發(fā)明適用于行波管的實施例，在管狀的真空管殼40的管軸中心，用3根陶瓷支持棒42固定著螺旋狀的延遲線41。從電子槍43發(fā)射的電子在被收集器44捕獲的過程中，使從輸入端45輸入的微波進行放大，然后從輸出端46取出。在陶瓷支持棒42的中間部，被覆了為防止微波從輸出側(cè)向輸入側(cè)漏泄的衰減層47。本實施例就是在這個衰減層的涂覆過程中，將SiO2-choline溶液混入衰減層，而得到混入活性化SiO2的層47。一般說，在行波管中，離開狹窄的電子通道的電子向管內(nèi)各處碰撞，要產(chǎn)生許多氣體，但活性化的SiO2起到吸收能惡化陰極的有害氣體的作用，防止了陰極發(fā)射的惡化。
通過進一步將活化的SiO2涂覆到管殼內(nèi)壁、收集器以及陶瓷支持棒的衰減層以外的位置上，還可以進一步提高其效果。
此外，本發(fā)明對采用氧化物陰極或其他陰極的調(diào)速管、磁控管以及發(fā)射管等其他的電子管也能適用。
若采用如上所述的本發(fā)明，通過在電子管的管殼內(nèi)部設(shè)有活性化的SiO2，就可以得到發(fā)射特性優(yōu)良的電子管，例如彩色陰極射線管。
權(quán)利要求
1.在已排氣的管殼內(nèi)至少具有發(fā)生電子的陰極的電子管中，在管殼內(nèi)部形成活性化氧化硅層的電子管。
2.上述電子管是至少具備由面板部，與面板部密封連接的漏斗部以及從漏斗部的另一側(cè)延長的頸部構(gòu)成的管殼，在上述面板部內(nèi)面上形成的螢光體的屏幕，在漏斗部內(nèi)壁上被覆著的內(nèi)部導(dǎo)電性被覆膜，包含設(shè)置在頸部內(nèi)的陰極的能發(fā)生電子束的電子槍的陰極射線管，是至少在上述管殼內(nèi)部的一部分上具有活性化氧化硅層而形成的電子管。
3.上述電子管是面對被覆著金屬襯底的螢光體屏幕設(shè)置有蔭罩，在蔭罩的電子槍一側(cè)安裝有磁內(nèi)屏蔽的彩色用陰極射線管，氧化硅至少在內(nèi)部導(dǎo)電被覆膜，金屬襯底層，磁屏蔽、陰罩以及電子槍的一個面上形成的權(quán)利要求
2的電子管。
4.活性化氧化硅的量，在管殼容積每1公升左右約含1毫克至50毫克的權(quán)利要求
1，2或3的電子管。
5.內(nèi)部導(dǎo)電被覆膜是由以硅酸鈉作為結(jié)合劑的石墨被覆膜形成，把活性化氧化硅混入此被覆膜中而形成的權(quán)利要求
1，2或3的電子管。
6.活性化氧化硅是有機銨鹽的分介生成物的權(quán)利要求
2或3的電子管。
7.活性化氧化硅和金屬吸氣劑并用而成的權(quán)利要求
2或3的電子管。
8.陰極是氧化物陰極的權(quán)利要求
1，2或3的電子管。
專利摘要
在具有其內(nèi)具備發(fā)生電子的陰極的真空管殼的電子管中，在管殼內(nèi)形成活性化的硅層的電子管，以活性化的硅層可以使陰極的發(fā)射壽命得到改善。
文檔編號H01J9/14GK86101366SQ86101366
公開日1987年3月4日 申請日期1986年3月5日
發(fā)明者竹中滋男, 伊藤武夫, 小池教雄, 松田秀三 申請人:東芝有限公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan