专利名称：直热型储备式阴极结构的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种直热型储备式阴极结构，更具体地说，涉及一种彩色阴极射线管用的能快速发射热离子的电子枪的直接型储备式阴极结构。
阴极由于热能作用而发射热离子，主要分为两种类型。一种是间热型，其中热丝与热离子发射源分开，采取间接加热法，而另一种则是直热型，其中热丝与热离子发射源相连接，采取直接加热法。
通常，间热型阴极应用于需要大量热离子的电子枪。这样的例子，包括氧化物阴极和储备式阴极。间热型阴极包括内装热丝的套筒，以及固定在套筒上的基体金属或阴极材料储存器。基体金属主要用于氧化物阴极，而储存器则主要应用于储备式阴极结构。
同时，直热型阴极应用于小型阴极射线管中的电子枪，诸如摄象机的取景器，一般还包括用来附装阴极材料的基体金属或介体，而它又被直接固定到热丝上。通常，将阴极材料淀积在基体金属表面，而阴极材料附装介体则可用于要求大电流的大型或工业阴极射线管。用储备式阴极材料浸渍的多孔体是这种附装介体的一个例子。
以韩国专利申请NO.91-9461(也是本发明申请人的申请)为基础的U.S.专利申请(申请日为1993.9.14)披露了一种多孔体直接固定于热丝上的结构。如
图1所示。参见图1，热丝已直接被固定在含有阴极材料的多孔体1的两边。热丝2直接被固定在图2所示多孔体1的侧边。
常规直热型储备式阴极结构的多孔体由热丝直接加热，而热丝直接被固定于多孔体本体上，通过热丝的电流直接发热。所以，加电流后，短时即能开始热离子发射，具体说，能够获得得高密度的热离子发射。
然而，根据本发明的发明人的反复试验，已经达到了一种结构稳定且热离子发射特性有改进的阴极结构。
本发明的目的在于提供一种其内部设置了更稳定的支撑结构的直热型阴极结构，使之能更快进行热离了发射。
本发明的另一个目的在于提供一种能显著缩短彩色阴极射线管图象渐入时间的直热型阴极结构。
为了实现上述目的，所提供的一种直热型阴极结构，包括含有阴极材料的多孔体、至少三根固定于多孔体表面上的至少三个外接点热丝。
为了实现上述目的，本发明的直热型阴极结构包括一含阴极材料的多孔体，至少三根固定于多孔体外表面的至少三点的热丝、一支承上述热丝的支架及用来支承支架的一个绝缘块。
为进一步实现上述目的，更详细地说，用于电子管的直热型阴极结构包括一多孔体，它含有阴极材料，并且是从选自由钨与钼粉末组成的组中的任一种材料制造的，以及至少三根固定在多孔体外表面上的至少三个接点上的热丝，其中的阴极材料包括一种碱土金属钡氧化物。
本发明的阴极结构，可以这样形成多孔体，使其具有圆形截面或多角形截面。
上述各热丝直接安装固定于多孔体本体上，各热丝彼此按预定角度分开。这样，这些热丝与多孔体形成具有三个或更多接点的支承结构。
热丝还可以由穿过多孔体本体的材料构成。但是，也可由单一材料制成露出多孔体本体之外的许多热丝。
除上述结构外，因用单一的绝缘块制作多个(具体地说，三个)多孔体，所以也能应用于彩色阴极射线管。
本发明的阴极结构中，还需要在多孔体材料中包括粘结料，例如Al2O3，用来结合金属粉末。
该阴极材料包括至少选自由氧化铕(Eu)、氧化钪(SC)、氧化铟(In)和氧化铱(Ir)组成的组中的一种金属氧化物粉末，还包括总量为2-29wt%的SrCO3，对特性上是有益的。
经压模和烧结该阴极材料与其它材料的混合物而获得的多孔体，因此在制造过程方面有利。更需要至少用选自由铱(Ir)、铟(In)、锇(Os)、钌(Ru)和铼(Re)组成的组中的一种元素，在多孔体表面上形成涂层，以便抑制氧化钡的蒸发和由此产生的工作性能的降低。
当热丝穿过该多孔体时，各热丝都被安插在多孔体面，而互相交叉，这就是要求安插各热丝，在多孔体内要互相接触，而最需要的是，要整体形成各热丝。
图1是常规直热型储备式阴极结构的简要透视图解;
图2和3是图1所示常规阴极结构的不同类型剖面图;
图4是本发明直接型储备式阴极结构的简要透视说明图;
图5是表示图4所示本发明储备式阴极结构的平面图;
图6是图4所示本发明储备式阴极结构的侧剖图;
图7至9是图4所示本发明阴极结构各种不同类型的平面剖示图;
图10至13是本发明各个实施例的阴极结构简要平面图;
图14是根据本发明，用于单色阴极射线管的装配好的阴极结构侧视图;
图15是图14所示阴极结构的平面图;以及图16是用于彩色阴极射线管已装配好的本发明阴极结构的简略透视图。
参见图4和5，多孔体100，即电子发射源，是通过压模和烧结难熔金属，例如钼或钨的粉末所获得的一种多孔材料。多孔体100的孔部填充以阴极材料。通过压模和烧结钨和/或钼粉末碱土金属氧化物，包括钡、Al2O3粉末以及至少自铕氧化物、钪氧化物、铟氧化物和铱氧化物选出的一种金属氧化物粉末的混合物所得到的多孔体100是六角形的。如果要采用钼与钨混合，则钼粉末应低于50wt%，四根热丝200的各有一端部固定于多孔体100的各侧面，而其余各端向下延伸，从而形成支承抬高了多孔体100的结构。当将四根热丝看作一根热丝时，那末多孔体100可以认为是四脚形元件。然而，这四根热丝200是这样安装的，使其穿过多孔体本体100，互相交叉。因此，实际上是由穿过多孔体100的两根热丝，而得到四根露出多孔体外边的热丝。当这两根热丝200横穿多孔体100两边时，使其互相接触，但也可使这两根热丝只交叉，而彼此不接触。
一涂层100a形成在多孔体100的上表面上，以防止工作性能的降低以及防止阴极材料被蒸发，如图6所示。该涂层100a是由选自由Ir、In、Os、Ru和Re构成的组中的至少一种元素形成。
图7和8显示了热丝200与多孔体100连接结构的两个实施例。如图7所示，各热丝200分别与多孔体100的侧面相焊接。如图8所示，两热丝200面部互相耦合形成整体，从而互相交叉插入两根热丝，以便穿过多孔体100的本体。其结果是，由穿过多孔体100的两根热丝得到四根露出于多孔体100之外的热丝200。因而，由于两根热丝200穿过多孔体100，所以，两热丝在多孔体100内部互相接触或离开交叉而穿过。
图9显示另一个实施例，其中各热丝200都穿过多孔体100。四根伸出多孔体100侧边外的热丝200构成为一体，结果，热丝200形成一十字形单元。
上述的阴极结构有四根热丝，但对其稍加修改，单个多孔体结构也可以有三根热丝。但是，从各方面考虑最好还是为单个多孔体制造四根热丝。这些热丝起支架作用，以支承多孔体和加热器两者。即使热缘强度被给热丝加热的电流减弱，因至少有叁根热丝支承该多孔体维持平衡，所以，多孔体能保持稳定。因此，多孔体100不会因外来撞击而受很大影响，从而降低荧光屏的不稳定度，并且减轻CRT中发生彩色改变。
在每根热丝都被直接焊到多孔体侧面的构造中，因电流直接通过多孔体与热丝，所以该多孔体瞬时即被加热。这种热丝构造，比之热丝穿过多孔体的情况，具有较快加热的作用，也就是能很快发射热离子。
同时，多孔体100还可被变更成各种形状。例如，可使多孔体100形成有圆形截面，如图10所示，或多角形截面如图11和12所示。如图11所示，有八个侧面的多孔体100情况，把热丝200固定于每隔一侧表面上，于是为四根热丝。如必要，也可将热丝安到每个侧面上，结果总共为八根热丝。图12表明有六个侧面的多孔体100。而这里，该多孔体有三根热丝200，但在这里，也可将热丝接到每个表面上，从而制成有六根热丝的单个多孔体100，如图13所示。
图14和15表明可用于单色阴极射线管的本发明直接型阴极结构的一个实施例。
参见图14，热丝200装在六面多孔体100的四个侧面的每个面上。热丝200通过焊接固定到直接插入固定座300的两条支架400上。如图15所示，为每个支架而设两个焊接表面401和402，分别将单根热丝200固定在各焊接表面401和402。该结构如所示，两根热丝被连接在一起，所以，电流由两根热丝流入，以其余两热丝流出。此类通电结构可应用在本发明的上述热丝结构。该结构中，因为热量由四根热丝同时供向多孔体，所以，多孔体能很好地达到能发射热离子的温度。
当热丝是被焊于多孔体的情况时，因该多孔件位于电流通路上，多孔体能加热自身。此时，多根热丝分成两组，通过这两组热丝给多孔体施加电压，因为两根热丝已连在一起。这就是说，电流经过热丝组1流入整个多孔体，而电流经过热丝组已从整个多孔体流出。因此，热丝的组合电阻减小，结果是增大分配到多孔体的电压。这样，由于分配电压随多孔体温度升高而增大，因而热丝发热减少使多孔体更迅速地达到热离子发射点，于是，加电流后，立即就能发射热离子。
在迄今所述的本发明阴极结构中，将多根热丝分成两组，通过这两组热丝给阴极结构加电压。这就是，电流经过热丝组1流入整个多孔体，而电流又经过其余热丝组已流出。
结果，一多孔体有两个电流加入端，且因每端都由多根热丝构成，就降低了每端的线电阻。在本发明中，较低的线电阻更有利于迅速加热多孔体，而与常规的直热型阴极相反。电阻方面的这种减小造成对多孔体方面分压比的增大。所以，减少于多孔体以外的辐射热量。而增大多孔体内部发热。
根据发明人对本发明阴极结构的实验，温度950-980℃足以达到10A/cm2的电流密度。该温度特性相当于现有的间热浸渍型阴极的温度特性。
图14所示阴极结构类型中，可为单个电子枪配备三个阴极结构，从而组成彩色阴极射线管用的一个电子枪。图为上述的阴极结构有一个单独的支承块，当将上述的阴极结构应用于彩色阴极射线管使用的电子枪时，对该电子枪就需要用以固定每个阴极结构的支承块的装置。
图16显示了可用于彩色阴极射线管的本发明阴极结构的另一实施例。各有多孔体100和热丝200的三个阴极结构都同在一绝缘块300上。为了固定阴极结构件，在绝缘块300上装设用来固定每个多孔体各热丝的三对支架400。
根据本发明的用来支承有三根或以上热丝的多孔体的结构适合用来支承相当重的多孔体。也就是说，因多孔体由至少三根热丝支承着，使该多孔体能抗震，从而减弱其电位畸变。此外，由于这种防震作用，在电子枪中相对于第1栅极的位置改变很小。这种阴极结构和减小了的第1栅极位置的改变，来共同防止由于轻微撞击所带来的屏幕图象不稳定和不正常彩色产生，从而保持稳定的屏幕品质。特别是，有效地遏制了由于连续工作的不正常的永久性变形。这样一来，本发明的阴极结构就更适合用于彩色阴极射线管，尤其是宽屏幕电视机或工业CRT，而不是一般的小型化黑白阴极射线管。
权利要求
1.一种直热型储备式阴极结构，它包括一含有阴极材料的多孔体(100)；以及至少三根固定在所述多孔体外表面上的至少三个接触点的热丝(200)。
2.按照权利要求1的所述直热型储备式阴极结构，其特征在于，所述热丝(200)穿过所述多孔体(100)。
3.按照权利要求1的所述直热型储备式阴极结构，其特征在于，所述的多孔体(100)是一六角体，四根热丝(200)被固定于所述的多孔体(100)的四个侧面。
4.按照权利要求1的所述直热型储备式阴极结构，其特征在于，所述的多孔体(100)包括Al2O3。
5.按照权利要求1的所述直热型储备式阴极结构，其特征在于，在所述的多孔体(100)的上表面上形成至少选自由Ir、In、Os、Ru或Re构成的组中的一种元素的涂层。
6.按照权利要求1的所述直热型储备式阴极结构，其特征在于，所述阴极材料包括至少一种选自由铕、钪、铟和铱构成的组中的元素的金属氧化物。
7.按照权利要求6的所述直热型储备式阴极结构，其特征在于，所述阴极材料还包括2-29wt%的SrCO3。
8.按照权利要求2的所述直热型储备式阴极结构，其特征在于，所述阴极材料包括至少一种选自由铕、钪、铟和铱构成的组中的元素金属氧化物。
9.按照权利要求3的所述直热型储备式阴极结构，其特征在于，所述的阴极材料包括至少一种选自由铕、钪、铟和铱构成的组中的元素的金属氧化物。
10.按照权利要求9的所述直热型储备式阴极结构，其特征在于，在所述的多孔体(100)上表面上，形成选自由Ir、Os、Ru和Re构成的组中的至少一种元素的涂层。
11.一种直热型储备式阴极结构，它包括一含有阴极材料的多孔体(100);至少三根固定于所述多孔体外表面的至少三个接点的热丝(200);一支承所述各热丝的支架(400);以及至少一个用来支承所述支架的绝缘块(300)。
12.按照权利要求11的所述直热型储备式阴极结构，其特征在于，所述热丝(200)穿过所述多孔体(100)。
13.按照权利要求11的所述直热型储备式阴极结构，其特征在于，所述多孔体(100)是一种六角体，而四根热丝(200)固定于所述多孔体(100)的四个侧面。
14.按照权利要求11的所述直热型储备式阴极结构，其特征在于，所述多孔体(100)包含Al2O3。
15.按照权利要求11的所述直热型储备式阴极结构，其特征在于，在所述多孔体(100)的上表面上，形成选自由Ir、In、Os、Ru和Re构成的组中的至少一种元素的涂层。
16.按照权利要求1的所述直热型储备式阴极结构，其特征在于，所述阴极材料包括至少一种选自由铕、钪、铟和铱构成的组中的元素的金属氧化物。
17.按照权利要求16的所述直热型储备式阴极结构，其特征在于，所述阴极材料还包括2-29wt%的SrCO3。
18.按照权利要求12的所述直热型储备式阴极结构，其特征在于，所述阴极材料包括至少一种选自由铕、钪、铟和铱构成的组中的金属氧化物。
19.按照权利要求13的所述直热型储备式阴极结构，其特征在于，所述阴极材料包括至少一种选自由铕、钪、铟和铱构成的组中的元素的金属氧化物。
20.按照权利要求19的所述直热型储备式阴极结构，其特征在于，在所述多孔体(100)的上表面上，形成选自由Ir、In、Os、Ru和Re构成的组中的至少一种元素的涂层。
21.一种直热型储备式阴极结构，它包括一含有阴极材料的多孔体(100)且多孔体(100)是用由钨和钼构成的组中选出的任一种制造的;以及至少有三个固定于所述多孔体(200)外表面的至少三个接点上的热丝(200)，其特征在于，所述阴极材料含有包括钡的一种碱土金属氧化物。
22.按照权利要求21的所述直热型储备式阴极结构，其特征在于，所述热丝(200)穿过所述多孔体(100)。
23.按照权利要求21的所述直热型储备式阴极结构，其特征在于，所述多孔体(100)是一六角体，而四根热丝(200)固定于所述多孔体(100)的四个侧面。
24.按照权利要求21的所述直热型储备式阴极结构，其特征在于，所述多孔体(100)含有Al2O3。
25.按照权利要求21的所述直热型储备式阴极结构，其特征在于，在所述多孔体(100)的上表面上，形成选自由Ir、In、Os、Ru和Re构成的组中的一种元素的涂层。
26.按照权利要求21的所述直热或储备式阴极结构，其特征在于，所述阴极材料包括至少一种选自由铕、钪、铟和铱构成的组中的元素的金属氧化物。
27.按照权利要求26的所述直热型储备式阴极结构，其特征在于，所述阴极材料还包括2-29wt%的SrCO3。
28.按照权利要求22的所述直热型储备式阴极结构，其特征在于，所述阴极材料包括至少一种选自由铕、钪、锢和铱构成的组中的元素的金属氧化物。
29.按照权利要求23的所述直热型储备式阴极结构，其特征在于，所述阴极材料包括至少一种选自由铕、钪、铟和铱构成的组中的金属氧化物。
30.按照权利要求29的所述直热型储备式阴极结构，其特征在于，在所述多孔体(100)的上表面上，形成选自由Ir、In、Os、Ru和Re构成的组中的一种元素的涂层。
全文摘要
一种设有多根热丝(200)直热型储备式阴极结构，该热丝固定在多孔体(100)外表面的至少三个接点上，而多孔体(100)则由钨或钼，以及含钡的碱土金属氧化物的阴极材料形成。这种结构的直热型阴极结构只需要950℃至980℃的温度，就能达到10A/cm
文档编号H01J1/15GK1099903SQ9410151
公开日1995年3月8日 申请日期1994年2月5日 优先权日1993年8月31日
发明者金昌燮, 金奭基, 郑奉旭, 孙锡峰, 张东吉 申请人:三星电管株式会社