专利名称：电子管的制作方法
技术领域：
本发明涉及的主题是关于一种电子管，它包括至少一个多孔板形绝缘元件和至少一个多孔板形金属电极结构组成的叠层组件，它们相互连接在一起。
这样的电子管尤其可使用于电视机、夜间观察和光电探测的设备。
在开始段落中描述的这类型电子管，由欧洲专利申请EP0006651号已经公开，在这篇专利中给出关于包含一个电子倍增器的电子管的描述，其电子倍增器包含有在所述的欧洲专利申请中被称之为倍增电极的板形多孔钢制电极结构和板形多孔绝缘元件。该绝缘元件是由铝制成的。它们的表面被阳极氧化处理和它们保证各电极安排相互间有固定的距离和处在绝缘状态。在本例中，绝缘元件中的孔与倍增电极的孔相互对准。
为了在电子管中获得适当的真空度，通常对部件要进行热处理，即对它们进行加热处理。
然而发现，由于这样的热处理，绝缘元件与电极结构之间可能发生相互位移。
本发明的一个目的是提供开始段落中所述的这类型的电子管，该电子管减轻了上述的问题。
为了这个目的，按照本发明的电子管，其特征是绝缘元件包括一个芯子，至少在面向电极结构的一面上涂复一层铝层，至少所述的铝层的外层被氧化，且芯子的和电极结构的热膨胀系数至少基本上相等。
本发明以这样的理解为基础上述的问题是由绝缘元件和电极结构之间的热应力引起的，而该热应力是由热膨胀的差别引起的。
在按照本发明的电子管中，绝缘元件包含一个其热膨胀系数基本上等于电极结构热膨胀系数的芯子。由此，绝缘元件的和电极结构的热膨胀之间的差别减少了。用相对简单的方法制备铝层，并使其氧化，该氧化了的外层作为绝缘涂层。
最好，用与电极结构相同的金属制造芯子，由此把热应力减少到尽可能低的限度。
按照本发明电子管的最佳实施例，其特征是该芯子有一个至少4倍于钼层的厚度。于是绝缘元件的热膨胀主要地取决于芯子的热膨胀。
最好，把铝层部分地氧化。在芯子和氧化外层之间，铝层包含一层铝金属，铝金属有一个相对低的弹性系数。借助于这层铝金属，在芯子和铝层之间产生的任何应力可能被吸收。
在本发明的实施例中，电极结构包含一个辅助电极系统。
如果电极结构包含一个辅助电极系统，热应力不仅可能引起上述的问题，而且又可能使辅助电极的相对位置发生变化。因此，本发明是特别重要的。
在按照本发明的电子管实施例中，该叠层组件至少包含另外一个金属电极结构，并且，绝缘元件安排在两个金属电极结构之间，并与它们相连接。这些热应力是相当大的，因而本发明是很重要的，特别是当绝缘元件安排在两个金属电极结构之间，并与它们相连接。
在一个实施例中，电子管包含一个电子产生系统、一个用于记录电子的电子轰击敏感元件、一个安排在电子产生系统与电子轰击敏感元件之间的电子倍增器，以及构成电子倍增器部件的叠层组件。
在按照本发明电子管的另一个实施例中，电子管包含一个多于一种颜色荧光图形的显示屏，一个电极结构，它有使电子偏转形成荧光图形的偏转电极。这样，利用本发明是特别重要的，因为偏转电极相对于彼此相互之间、相对于荧光图形、相对于电子管其它部件都有准确的定位。由于相对小的偏差，结果使偏离电子不适当地碰撞在荧光图形上，它有害地影响荧光图形的质量，特别是颜色的纯度。
在按照本发明电子管的又一个实施例中，电子管包含一个电子产生系统，一个用于记录电子的电子轰击敏感元件，一个安排在电子产生系统与电子轰击敏感元件之间的选择系统，该选择系统用于选择通过由电子产生系统到电子轰击敏感元件的电子，构成选择系统部件的叠层部件和包含条形选择电极系统的电极结构。在本发明的范围内，多孔板形电极结构也包括在条形电极系统中。
在按照本发明电子管的另一个实施例中，所述芯子是由导电材料制成的，并形成一个用于偏转电子的通用电极，且位于背离电极结构的一面。例如，通用电极可用于加速和聚焦电子。
通过几个典型的实施例和参考附图，将非常详细地说明本发明，其中
图1是一种电子管的剖面图。
图2a是现有技术公知的电子倍增器剖面图。
图2b是倍增电极与绝缘元件可能产生分离位移的剖面图。
图3是适用于本发明真空电子管的电子倍增器剖面详图。
图4是适用于本发明真空电子管的电子倍增器详图，且电子倍增器装配有偏转电极的叠层组件。
图5是具有偏转电极的叠层组件的部分透视图。
图6a和6b是具有偏转电极的叠层组件的两个实施例的剖面详图。
图7a和7b分别是叠层组件的顶视图和剖面图，该组件是适用于本发明电子管的选择系统的。
图8表示两个叠层组件，其中绝缘元件的芯子在背离相连的电极结构的一面上形成通用电极。
各图是概略的表示，没有画出它们的尺度，各种实施例相应部分通常具有相同的参考标号。
图1是电子管10的简略剖面图，该电子管包含真空容器12，在容器中含有一个电子倍增器或选择系统13，一个电子产生系统和一个电子轰击敏感元件15。把一个电子或电子束16入射在电子倍增器或选择系统13的入射面13a上，在电子倍增器13中，电子的数量倍增，而电子束17相对于入射的电子束16有一个增加的密度，且由电子倍增器13的外侧面射出。电子选择系统13有选择地通过电子或电子束。电子束17碰撞在电子轰击敏感元件15上。用图示出电子产生系统14和电子轰击敏感元件15，这些装置的实际形状决定于电子管的类型和用途。电子产生系统14可能包含，例如光阴极，入射在光阴极上的光引起电子的发射，这些电子是直接地或加速后和/或聚焦后入射在电子倍增器上，用这种方法可能记录光学图形。电子产生系统也可以包含一个或一系列热阴极而用于产生一个或多个电子束，还有一个电极系统用于在电子倍增器上形成两维电子束强度图，用这种方法可以显示一个图形。电子轰击敏感元件可以显示入射电子束的强度，例如，一个光学图象或电子图象。显示光学图象的电子轰击敏感元件的一个例子是阴极发光屏，显示电子图象的电子轰击敏感元件的一个例子是一个所谓的CCD(电荷耦合器件)矩阵。
电子管工作的一个重要方面是真空质量，通常，电子管中的压强必须是尽可能的低。在其接头方面的一个问题是在该表面吸附气体分子，在电子管工作寿命期间，从表面会释放出这些气体，导致电子管中的气体压强增加。通常，这对电子管的工作和使用寿命产生有害的影响。克服这个问题的措施是退火部件，即把部件加热到高温使得在表面存在的气体释放出来，这些气体接着用泵抽走，其后把该管密封。然而，退火可能导致电极结构和绝缘元件之间产生相互位移。
图2a是如EP0006651号描述的电子倍增器13的剖面图，该电子倍增器是所谓的通道板极电子倍增器，它包含层状结构，该层状结构是具有多孔钢制倍增电极21的和多孔板形绝缘元件22的叠层组件，所说的孔标有参考数字23。在EP0006651专利说明书中绝缘元件是表面被阳极氧化了的铝板。为了施加电压Bm，用连线连接倍增电极。上述电子倍增器的工作情况用图形表示在许多孔中的一个孔23中。一个电子24入射在电子倍增电极21上，其后产生n个电子25，这些电子25被存在于倍增电极之间的电场加速并入射在下一个倍增电极上，然后，电子数目进一步发生倍增，再加速这些电子，且碰撞在下一个倍增电极上。为了使电子倍增器适当地工作，连续的倍增电极中的和绝缘元件中的小孔相互适当安排是很重要的。图2b表示有位移的倍增电极的电子倍增器，由于这个缘故，这个倍增电极截获了电子25，这是有害地影响电子倍增器工作的。
图3是表示电子倍增器的剖面详图，该倍增器适用于按本发明的电子管中。叠层组件31包含一个钢制的倍增电极32和一个绝缘元件33，它们彼此不变地固定在一起，两个部件32和33都配有小孔36。绝缘元件33包含有钢制芯子34和具有氧化外层37的铝层35。由于绝缘元件有一个钢制的芯子的缘故，倍增电极的和绝缘元件的热膨胀系数之间的差别减小了，所以，倍增电极和绝缘元件分离的危险也减少了。如果绝缘元件与两个倍增电极相连接，则产生的应力是比较大的。本发明是有优点的，特别是在上述条件下。一个最佳实施例，其特征是芯子的厚度至少是4倍于外层涂覆的厚度。这种情况下，绝缘元件的热膨胀系数主要由钢芯决定。
特别是对于这样的电子管是有利的，即它包含一个具有多于一种颜色的荧光图形的显示屏，一个具有偏转电极的绝缘元件，该绝缘元件位于显示屏的前面。如果该绝缘元件所包含的芯子的膨胀系数至少基本上等于偏转电极的膨胀系数，该芯子和偏转电极最好由相同材料制成，并且铝的外层全部或最好部分地被氧化。由英国专利申请GB2124017公开了在本质上包含电子倍增器和有偏转电极的绝缘元件的电子管。在所述英国专利申请中，绝缘元件包含一个玻璃板，在其中形成细长的孔。在本发明电子管中适用的电子倍增器和绝缘元件的细部如图4所示。电子倍增器包含倍增电极42。在倍增电极和绝缘元件中均形成孔43。绝缘元件42优选的是，但不是必需的，如上所述的绝缘元件。电子倍增器包含一个最末的倍增电极44，绝缘元件45连到这个最末的倍增电极。该绝缘元件包含偏转电极48和49，以及其材料与偏转电极材料相同的芯子46及其氧化了的铝层47。电子倍增器配置在显示屏410的前面，该显示屏410配置荧光图形411，其图形的三分之一表示在图4中，从小孔43射出的电子，可能被以适当电压激励的偏转电极所偏转。图4表示把相等的电压加到位于电子束412两边的电极48a和49a的位置，然后电子束入射在绿色荧光物质G上。通过加正电压于电极48a上和加负电压于电极49a上电子束412被偏转到红色荧光物质R上。在最末倍增电极44的和偏转电极48、49的小孔43的相对位置必须满足很高的要求条件。绝缘元件45相对于最末倍增电极44的适当位置、偏转电极相对于绝缘元件中小孔的适当位置、偏转电极相互之间的适当位置、偏转电极相对于荧光图形的位置都是重要的。因此，偏转电极相对于最末倍增电极的或绝缘元件的小孔、或者偏转电极相互之间不发生位移是很重要的。按照本发明的电子管，在其上装配偏转电极的绝缘元件包括一个其膨胀系数与偏转电极膨胀系数相同的芯子，最好该芯子用与偏转电极相同的金属制成，还包含氧化了的铝层。氧化了的铝层保证在最末倍增电极和偏转电极之间有适当的电绝缘，芯子的成分保证在最末倍增电极的和绝缘元件的热膨胀系数之间的差别是小的。关于偏转电极的载体，如GB2124017所示，如果绝缘元件是由金属制成的，进一步视察得知，如在权GB2124017中所述的玻璃绝缘元件是比金属绝缘元件更易损坏。
图5是用在电子倍增器的绝缘元件的部分透视图，该电子倍增器可以适用于本发明的电子管中，绝缘元件51是由伸长的孔52和偏转电极53和54构成。
图6a是具有两个偏转电极的绝缘元件的截面图。在图6a中绝缘元件61包含芯子62、外层63和两个偏转电极64和65。在图6b中两个偏转电极中的一个被省略了，偏转电极65的功能由绝缘元件的芯子本身取代了，其优点是通常芯子和偏转电极相比难于损坏，因此，减少了故障的危险性。
图7a和7b分别是叠层组件的顶视图和剖视图，该组件适用于本发明电子管的选择系统。
配置有小孔72的叠层组件71包含一个在电极结构74和75之间的绝缘元件73。电极结构75和74各自包含一个辅助电极系统，通过有选择的激励这些辅助电极，在小孔72中可以形成电场，致使电子可能仅仅通过一个或n个小孔。
图8表示叠层组件81和82的组合装置。叠层组件81包含一个绝缘元件83，它具有芯子84和载有选择电极86的氧化了的铝层85，在背离选择电极86的一面87上露出芯子。叠层组件82包含一个绝缘元件88，它具有芯子89和载有偏转电极811和812的氧化了的铝层810，在背离偏转电极811和812的一面813上露出芯子。在工作期间电压Bm施加在芯子84和89之间，因此，在各芯子之间这些电子被聚焦和加速。
在本发明电子管中可适用的绝缘元件的制造方法如下通过腐蚀在金属板中形成小孔。接着，通过电镀工艺电镀一层铝层。金属板的厚度，例如，近似于150μm。而铝层的厚度是约15μm。接着，铝层的全部或部分被氧化，例如，在乙二酸中氧化。实验表明，如上所述制造的绝缘元件所提供的电极结构可以加高电压激励而不产生击穿。
接着，可以提供偏转电极，如果绝缘元件是要用做偏转电极的载体，例如，借助于真空蒸发的方法来制作。
显而易见，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不离开本发明的保护范围的情况下，很多变化是可能的。
权利要求
1.一种电子管，包括至少由一个多孔板形绝缘元件和至少一个多孔板形金属电极结构组成的叠层组件，其绝缘元件和金属电极结构相互连接在一起，其特征是绝缘元件包括一个芯子，至少在面向电极结构的一面上涂覆一层铝层，至少所述铝层的最外层被氧化，并且芯子的和电极结构的热膨胀系数至少是基本上相等。
2.如权利要求1所述的电子管，其特征是用与电极结构相同的金属制造所述的芯子。
3.如权利要求1和2所述的电子管，其特征是芯子的厚度至少是4倍于铝层的厚度。
4.如权利要求3所述的电子管，其特征是铝层有一个近似15μm的厚度。
5.如前述权利要求中任何一个所述的电子管，其特征是铝层被部分地氧化。
6.如权利要求1、2、3、4或5所述的电子管，其特征是电极结构包含有一个辅助电极系统。
7.如前述权利要求中任何一个所述的电子管，其特征是叠层组件至少包括另外一个电极结构，而且绝缘元件安排在两个金属电极结构之间，并与它们相连接。
8.如前述权利要求中任何一个所述的电子管，其特征是所述电子管，包括一个电子产生系统，一个用于记录电子的电子轰击敏感元件，安排在电子产生系统和电子轰击敏感元件之间的电子倍增器，构成电子倍增器部件的叠层组件。
9.如权利要求6所述的电子管，其特征是电子管包括具有多于一种颜色的荧光图形的显示屏，并且电极结构包括使电子向荧光图形偏转的偏转电极。
10.如权利要求9所述的电子管，其特征是所述芯子形成一个偏转电极。
11.如权利要求6或7所述的电子管，其特征是电子管包括一个电子产生系统，用于记录电子的电子轰击敏感元件，安排在电子产生系统与电子轰击敏感元件之间的选择系统，该选择系统选择通过从电子产生系统到电子轰击敏感元件的电子，构成选择系统部件的叠层结构和包括条形辅助电极系统的电极结构。
12.如权利要求6所述的电子管，其特征是芯子由导电材料制成，并形成一个用于偏转电子的通用电极，且位于背离电极结构的一面。
13.适用于如前述权利要求中任何一个所述电子管的叠层组件。
14.适用于如权利要求7、8或9所述电子管的电子倍增器。
15.适用于如权利要求11所述电子管的选择系统。
16.适用于如权利要求1所述电子管的叠层组件的制造方法，采用腐蚀方法在金属板中形成小孔，采用电镀工艺电镀一层铝层，该铝层全部或部分地被氧化。
全文摘要
一种电子管，包括至少一个多孔板形绝缘元件和至少一个多孔板形金属电极结构组成的叠层组件，绝缘元件包括一个芯子、且至少在其面向电极结构的一面上涂覆一层铝层，至少铝层的最外层被氧化，芯子的和电极结构的热膨胀系数至少基本上相等。这样，在加热时绝缘元件与电极结构之间产生的热应力被减小，因此，它们相互之间产生位移的危险性也减小了。
文档编号H01J29/80GK1039930SQ8910635
公开日1990年2月21日 申请日期1989年6月27日 优先权日1988年6月30日
发明者克拉斯·威廉·柯科夫, 科尼利斯·包特斯马, 沃纳·丹尼尔·皮特勒斯·考文堡 申请人:菲利浦光灯制造公司