专利名称:电子管的制作方法
本发明的电子管特别涉及含有改善管壳内阴极发射寿命物质的电子管。
例如彩色阴极射线管，作为代表的一种电子管，一般具备有在其内面具有萤光体层的前面板部，与此前面板部相连，其内面具有导电被覆膜的漏斗形部，与漏斗形部相连，内藏电子枪结构体的颈部，以及靠近萤光体层设置的荫罩结构体，以及与此荫罩结构体相连接组合而成，沿着漏斗部内面延伸的内屏蔽部。此外，在图上未表示的，萤光体物质层还至少由能发出红、绿、兰色光的萤光物质点或者萤光物质色条，以及在其上形成的金属衬垫而构成。此外一般都知道，为了使由前面板部，漏斗形部，颈部构成的，即所谓真空管壳的内部的真空度能继续不断维持下去，应在漏斗部的内面或颈部的内面形成金属吸气膜。上述吸气膜就是为吸收在上述彩色阴极射线管的动作中，从构成上述彩色阴极射线管的上述构件中产生的气体，以维持其真空。一般来说，当彩色阴极射线管动作时，会产生因构成电子枪结构体的热源体的热，而从上述热源体附近放出的气体，和因与从上述电子枪结构体放出的电子束的碰撞，从构成上述电子枪结构体的电极材料和荫罩结构体放出的气体，以及因前述电子束与荫罩结构体等碰撞而被反射散射，与内屏蔽或内部导电性被覆膜等再碰撞放出的气体等各种气体，这些气体会因被高电压加速的电子束而离子化，并与构成上述电子枪结构体的阴极面碰撞，将使此阴极面的发射电子的物质层受污染，从而使其发射电子的能力，即发射特性恶化。还有，在前述动作中产生的气体，当前述阴极面等的温度因动作停止而降低时，会被上述吸气膜吸收的同时，也会被上述的阴极面等吸收，使阴极面被污染，从而使发射特性恶化。前述放出气体的主要成份是H2O或CH4等，而为了使以石墨悬浊液为主要成份的内部导电性被覆膜的附着力强，在上述的石墨悬浊液中，一般要混合水玻璃，而此水玻璃吸湿性极大，是一较大的气体发生源，因而会给上述发射特性带来恶化影响，因此，伴随彩色阴极射线管偏转角扩大而产生的颈径的缩小，和为缩短工序，使抽气工序的焙烧温度低温化，从而使前述各种放出气体所引起的发射特性的恶化，即发射寿命的降低会变得更显著。上述发射寿命的降低问题，不仅限于在彩色阴极射线管中存在，即使在其他电子管，例如单色阴极射线管，行波管，以及磁控，速调发射管等中也同样会发生。最后，日本专利申请公开号59-177833揭示了作为石墨导电膜的粘结剂使用SiO2来代替一般所知的水玻璃的工艺，然而此SiO2具有作为粘合剂的机能，而并未表示发射的改善。
本发明以提供即使因上述各种放出气体，也不会使上述发生电子的阴极面的电子发射能力恶化，发射寿命特性优良的，因而能长时间保持所期望的高发光度特性的电子管为目的。
此目的用以下的本发明的结构来达到，也就是本发明是在已排气的管壳内至少具有发生电子的阴极的电子管中，在管壳内部形成活性化氧化硅层而成的电子管。若根据本发明的一种状态，则上述电子管是至少具备由面板部，与面板部密封连接的漏斗部以及从漏斗部的相反一边延长的颈部组成的管壳，在上述面板部内面上形成的萤光体屏幕，在漏斗部内壁上被覆的内部导电性被覆膜，以及包含设置在颈部内的阴极，并能发射电子束的电子枪的阴极射线管，是在上述管壳内部的至少一部份上具有活性化的氧化硅层而成的电子管。
这里，所谓活性化氧化硅就是能吸收在已排气的管壳内的剩余气体，特别是在阴极发射时起负作用的气体的氧化硅。可以推测它能由硅的有机盐制造，且作为具有多数个微细孔的多孔层，被覆在排气管壳壁以及各种电极表面的一部分上。
活性化氧化硅的量，以管壳容积为1公升左右时，取1毫克至50毫克为善。如为1毫克以下，则有助于延长阴极发射寿命的效果较小，而如为50毫克以上的话，其效果的程度将达到饱和。
图1为本发明的一实施例的剖面图，图2表示为说明本发明的作用效果，而涂覆在管壳内部上的固态活性二氧化硅份量和剩余发射率相互关系的特性曲线图，图3为本发明另一个实施例的一部分剖面图。
图1为表示本发明的一实施例，彩色阴极射线管10的管壳11是由大至弯曲成球面，由透明玻璃制成的面板部12，一边的端面和此面板部12的裙部13相封着的漏斗部14，以及和漏斗部的另一端顶头细部连成一体的管状颈部所构成。
在面板部12的内面形成萤光体屏幕16。屏幕16由成色条状依次排列能分别发出红、绿、蓝色光的萤光体的萤光体层，以及在此层上被覆着铝金属衬底所构成。面对此萤光体的屏幕16，配置了设有多数个狭长壁孔的铁板荫罩17。荫罩17的周边缘用罩框架18支持住，并用弹性支持体19可拆卸地安装在埋入面板裙部13内的支持脚20上。向电子枪一侧延伸的磁内屏蔽21固定在荫罩框架18上。能发生电子束的电子枪22配置在颈部15内。当管动作时，电子束通过荫罩17的孔23使屏幕16的萤光体层激励。也就是电子枪22具有位于颈部15的管座侧的三个阴极25，26和27，从这些阴极以束状将电子引出，通过电极28进行加速和聚束，从而发射出三条电子束。阴极的发射电子面是由以BaO作为主要成份的氧化物阴极构成。
在漏斗部14的内壁上涂覆以内部导电被覆膜31。此被覆膜31是用喷涂等方法将硅酸钠作为粘结剂混入到石墨悬浊液中去的溶液涂覆到漏斗部14的内壁上后乾燥而形成。
电子枪22，通过弹性金属体29，将安装有收容了钡的钡吸气容器30，在将电子枪22固定到颈部内的时候，要使此容器31能位于漏斗部上。吸气剂在管壳的排气工序的最终阶段，将钡金属蒸镀到管壳内和荫罩以及萤光屏幕等上，使管壳的真空度提高。
接下来对本发明的实施例中的活性化SiO2作说明。
此活性化SiO2能够用有机铵硅酸盐水溶液的悬浊液来形成。
作为有机铵硅酸盐水溶液，有例如SiO2-choline(胆碱)水溶液。这就是将硅石粉末(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，即能形成薄的连续SiO2膜，因此，也正象在特开昭55-65286号公报所述的那样，可用于无机物质表面的改性。在本发明中，就是把上述SiO2-choline溶液的特性作为对阴性发射寿命的改善物质来使用的。
经上述SiO2-choline水溶液涂覆的，构成彩色阴极射线管内部的构件，适用于受电子束照射的一切构件。也就是构成萤光体屏幕16，荫罩17，内部屏蔽部21，内部导电性被覆膜31，颈部15的内面以及电子枪22和吸气剂支持体29的构件等。
特别是为了加强在内部导电性被覆膜31，或者是在构成萤光体屏幕16的金属衬底上形成的黑色吸热层(图上未表示)的附着性，也可将原来作为粘合剂使混合到石墨悬浊液中去的硅酸钠的一部份用SiO2-choline水溶液来代替进行混合。因经热处理而生成的活性化SiO2的作用，能使上述石墨悬浊液的附着性维持与原来的同等的同时，还能提高发射寿命特性。
上述发射寿命特性和SiO2-choline水溶液的涂覆量有很密切的关系，本发明者们就各种彩色阴极射线管进行实验结果发现了上述发射寿命特性和上述彩色阴极射线管的每单位内容积的上述SiO2-choline水溶液的SiO2的固态份量有关。图2是表示了经3000小时的强制发射寿命试验后剩余的发射率和上述内容积每公升的SiO2固态份量之间的关系。正如图2明确显示的，为了要维持比作为原来的彩色阴极射线管的发射剩余率的70%好的剩余率，需使上述的SiO2固态含量为1mg/l以上，更理想的话，需在5mg/l以上。关于上述因SiO2-choline溶液的分解而生成的活性化SiO2层能使阴极射线管的发射寿命特性提高的原因，尚无确切的解释，推测是不是因制造过程中约430℃那样适当的熔烧温度而使SiO2-choline中的微量剩余成份分解，或由于通过在阴极射线管动作中，电子束的能量，能够放出一种可使阴极活性化的优质气体的缘固，或因形成了表面积极大SiO2被覆膜，而将有害气体例如氧气吸附的原因。
以上作为有机铵的例子使用了胆碱(choline)，然而，四甲基氢氧化铵等的第四级铵，第三铵与胍等的有机铵也好，或者是烃氧化物类也同样能适用于本发明。
下面对本发明的具体实施例作说明。
实施例1，将10%的SiO2粉末溶解在10%的胆碱水溶液中，调节好10%的SiO2-choline水溶液。然后在漏斗部(14)的内部导电性被覆膜(31)上，用喷涂法将上述10%的SiO2-choline水溶液涂覆上。用熔烧热处理工序使此水溶液分解，从而形成薄的多孔性活化的SiO2层。对于20英寸型的彩色阴极射线管，上述SiO2-choline水溶液的涂覆量，按SiO2的固态份量换算则约为200mg。此量若对上述20英寸型的彩色阴极射线管，按每单位公升的内容积换算，约相当于10mg/l。对用通常的工序制造的3只20英寸型的彩色阴极射线管，进行3000小时强制发射寿命试验后的结果，使用Ba-Ca-O氧化物的阴极于电子枪，表明使剩余发射率得到从原来的73%变为88%的大幅度改善。
此外，通过上述20英寸型彩色阴极射线管加上所定的振动后，用施加30KV的强制加速电压时，一分钟内的电火花次数来评价的耐电压特性，使从原来的一次改善为0.2次(按10支平均)且能保持因上述SiO2-choline水溶液的分解而产生的活性膜的附着性。
实施例2，和实施例1一样地进行10%的SiO2-choline水溶液的调节，用喷涂法将上述10%的SiO2-choline水溶液涂覆到预先加热到80℃的荫罩结构件17，18的上面。其涂覆量，对20英寸型的彩色阴极射线管的荫罩结构件，换算成SiO2的固态份量约为100mg，相当于按每公升上述20英寸型彩色阴极射线管的内容积的SiO2固态份量为5mg/l。和实施例1同样进行发射寿命试验的结果，剩余发射率达86%，得到与实施例1同程度的改善。
以得到的活性化膜，对基底荫罩来说，能使吸附面成为两倍以上。在本实施例中，根据BET法的氪吸附试验，可得到比表面积为1.1m2/g。这个数值约相当于基底面积的三十倍。
(BFT法就是固体在一定温度下吸附气体时的吸附量的测定法。)实施例3，将实施例2中的荫罩结构件代之以磁内屏蔽部21，用与实施例2的同样方法进行10% SiO2-choline水溶液的涂覆。其涂覆量，对20英寸型彩色阴极射线管的磁内屏蔽部，换算成SiO2的固态份量约为50mg，对上述20英寸型彩色阴极射线管的内容积每公升左右约相当于2.5mg/l，进行和实施例2同样的发射寿命试验的结果使剩余发射率改善达到82%。
实施例4，和实施例1一样进行10%的SiO2-choline水溶液的调节，将除去构成电子枪结构体22的构件材料中的阴极部分25，26，和27及发热件33以外的前述的电子枪构件体在此10%的SiO2-choline水溶液中浸渍数秒钟后进行热风干燥。对一只20英寸型彩色阴极射线管的电子枪结构体，其涂覆量换算成SiO2的固态份量约为50mg，相当于上述20寸型彩色阴极射线管内容积每1公升约为2.5mg/l。进行和实施例1一样的发射寿命试验的结果，使剩余发射率达82%地得到改善。
实施例5，把以形成内部导电性被覆膜31的石墨作为主要成份的悬浊液中含有的水玻璃含有量的一部分用SiO2-choline水溶液来替换，进行石墨悬浊液的调节。也就是如把上述悬浊液中的SiO2固态份量相对全固态份量的重量比作为20%，把这个20%按SiO2-choline水溶液的量为4%，水玻璃的量为16%进行配合。用喷涂法将上述石墨悬浊液涂覆在漏斗(14)的内面上。对20英寸型彩色阴极射线管，要控制形成的膜厚度使上述石墨悬浊液的涂覆量，按SiO2-choline水溶液的SiO2固态份量，对一只来说约为100mg(相当于20英寸型阴极射线管的内容积每公升约为5mg/l)。用通常的方法制作20英寸型彩色阴极射线管，并进行3000小时的强制发射寿命试验的结果，其剩余发射率达89%地得到改善。
上述用石墨悬浊液形成的内部导电被覆膜的比表面积，用BET法从约为10-5乇的低压下，对氮的吸附量算出结果为30m2/g，此外，在悬浊液仅为水玻璃的场合为6m2/g。由于活性化SiO2的形成，在本实施例中，仅对于水玻璃的例子其表面积将成为约五倍。
实施例6，使10%的SiO2粉末容解于10%的四甲基氢氧化铵水溶液中。接着将不包含SiO2-choline水溶液的石墨悬浊液进行调节，并涂覆在漏斗的内表面，作为内部导电性被覆膜。和实施例1同样地制作20英寸型彩色阴极射线线管，在其面上进行3000小时发射寿命试验的结果其剩余发射率达到和实施例1同样的88%地得到改善。
实施例7，将经过以乙基硅酸盐为主要成份的硅烃氧化物为10，乙基醇为90稀释过的溶液进行调节，在内部导电性被覆膜上进行喷涂、干燥后，经430℃的密封封住过程和熔烧过程，获得活性化多孔性SiO2面。SiO2的量约为150mg。3000小时后的剩余发射率为88%。
以上的说明是就适用于彩色阴极射线管的实施例来对本发明进行描述，但对于不用荫罩的其他阴极射线管，例如单色阴极射线管以及投射用阴极射线管等，本发明也能适用。此外，涂覆上述SiO2-choline溶液的构件不只限于一个，只要涂覆在构成阴板射线管内部的多个构件上的SiO2固态份额的总量，形成按上述阴极射线管的内容积每公升为1mg/l以上的话，就能得到本发明的效果，这一点是理所当然的。
图3是将本发明适用于行波管的实施例，在管状的真空管壳40的管轴中心，用3根陶瓷支持棒42固定着螺旋状的延迟线41。从电子枪43发射的电子在被收集器44捕获的过程中，使从输入端45输入的微波进行放大，然后从输出端46取出。在陶瓷支持棒42的中间部，被覆了为防止微波从输出侧向输入侧漏泄的衰减层47。本实施例就是在这个衰减层的涂覆过程中，将SiO2-choline溶液混入衰减层，而得到混入活性化SiO2的层47。一般说，在行波管中，离开狭窄的电子通道的电子向管内各处碰撞，要产生许多气体，但活性化的SiO2起到吸收能恶化阴极的有害气体的作用，防止了阴极发射的恶化。
通过进一步将活化的SiO2涂覆到管壳内壁、收集器以及陶瓷支持棒的衰减层以外的位置上，还可以进一步提高其效果。
此外，本发明对采用氧化物阴极或其他阴极的调速管、磁控管以及发射管等其他的电子管也能适用。
若采用如上所述的本发明，通过在电子管的管壳内部设有活性化的SiO2，就可以得到发射特性优良的电子管，例如彩色阴极射线管。
权利要求
1.在已排气的管壳内至少具有发生电子的阴极的电子管中，在管壳内部形成活性化氧化硅层的电子管。
2.上述电子管是至少具备由面板部，与面板部密封连接的漏斗部以及从漏斗部的另一侧延长的颈部构成的管壳，在上述面板部内面上形成的萤光体的屏幕，在漏斗部内壁上被覆着的内部导电性被覆膜，包含设置在颈部内的阴极的能发生电子束的电子枪的阴极射线管，是至少在上述管壳内部的一部分上具有活性化氧化硅层而形成的电子管。
3.上述电子管是面对被覆着金属衬底的萤光体屏幕设置有荫罩，在荫罩的电子枪一侧安装有磁内屏蔽的彩色用阴极射线管，氧化硅至少在内部导电被覆膜，金属衬底层，磁屏蔽、阴罩以及电子枪的一个面上形成的权利要求
2的电子管。
4.活性化氧化硅的量，在管壳容积每1公升左右约含1毫克至50毫克的权利要求
1，2或3的电子管。
5.内部导电被覆膜是由以硅酸钠作为结合剂的石墨被覆膜形成，把活性化氧化硅混入此被覆膜中而形成的权利要求
1，2或3的电子管。
6.活性化氧化硅是有机铵盐的分介生成物的权利要求
2或3的电子管。
7.活性化氧化硅和金属吸气剂并用而成的权利要求
2或3的电子管。
8.阴极是氧化物阴极的权利要求
1，2或3的电子管。
专利摘要
在具有其内具备发生电子的阴极的真空管壳的电子管中，在管壳内形成活性化的硅层的电子管，以活性化的硅层可以使阴极的发射寿命得到改善。
文档编号H01J9/14GK86101366SQ86101366
公开日1987年3月4日 申请日期1986年3月5日
发明者竹中滋男, 伊藤武夫, 小池教雄, 松田秀三 申请人:东芝有限公司导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan