[发明专利]阴极组件及其制造方法

说明书

本发明涉及彩色显像管等的电子管中采用的阴极组件及其制造方法，尤其涉及对阴极组件的阴极套管内所形成黑色膜的改良，以及在阴极套管内薄而均匀地附着形成这种黑色膜的方法。

近年以来开发出了增加扫描线从而提高析像度的彩色显像管和用于超高频信号的显示管。此外，对投射式显像管等也期望提高其辉度。适合这些用途的管子要大幅度提高阴极的发射电子密度。从这一要求出发，浸渍阴极受到注目。亦即，浸渍阴极与氧化物阴极相比，通常可得到较大的电流密度。因此迄今为止在行波管、速调管等电子管中一直采用浸渍阴极。最近正在开发装有上述浸渍阴极的彩色显像管等，作为对浸渍阴极高电流密度特性的有效利用。

众所周知，浸渍阴极与氧化物阴极相比，工作温度约高200℃左右，灯丝温度随之也高，在额定条件下工作时，达到1250℃以上。结果，容易发生灯丝热变形和灯丝与阴极之间耐压性能劣化的情况。为此人们作了若干尝试，以提高灯丝至阴极盘的传热效率，降低灯丝温度。例如，特开昭61-288339号公报中提出了在阴极套管内表面形成包含高熔点金属或其粉末及无机质结合剂的黑化层的浸渍阴极组件。根据该方案，例如在氧化铝溶胶液中投入钨粉和氧化铝(即氧化铝粉)的混合物，将这样做成的浆料涂覆在钽(Ta)套管的内表面，使其干燥，然后在大约1600℃的温度下焙烧5分钟，便在套管内表面上形成黑化层。在黑化层内，作为结合剂的羽毛状氧化铝渗入粒状的钨与氧化铝之间，提高这两者的结合力。

但是，为了抑制热量传导至电子发射部之外，从而提高热效率，支承电子发射部的阴极套管做得很薄，壁厚例如为15μm-20μm。若在这样薄的阴极套管内表面利用上述方法附着黑化层，则会发生强度显著降低，制造过程中出现裂纹等，或者在工作中容易因热疲劳而变形之类的问题。尤其在阴极套管使用钽或钽合金的情况下，由于氧化铝与钽套管发生反应，在整个管体上生成化合物，强度显著劣化，这一点已得到确认。在阴极工作时，若其套管变形，则会发生彩色显像管特性不佳的问题，尤其是截止特性会改变，因而辉度劣化，或者甚至于套色不准。若使用针状氧化铝溶胶，则由于电场集中在针状氧化铝的尖端，灯丝与套管之间易发生绝缘不良的问题。

在阴极套管上附着黑色膜的这类方法，已知的例子如特公昭52-28631号公报所示，将套管浸入钨粉与氧化铝粉末的混合物悬浊液中，再进行干燥之后，焙烧成黑色膜。另外，还有如上述特开昭61-288339号公报和特开平2-72533号公报所示，将钨与氧化铝混合粉末的悬浊液注入套管内，在规定时间之后通过抽真空，除去多余的悬浊液，干燥、焙烧之后形成黑色膜。

在阴极管上附着黑色膜的方法之中，特公昭52-28631号公报中所记载的将阴极套管浸渍在黑色膜材料的悬浊液中从而附着黑色膜的方法适合于在套管内外两面形成黑色膜，但不适用于只在套管内表面附着黑色膜的情况。而且还存在薄膜厚度难以均匀的倾向。另一方面，上述特开昭61-288339号公报和特开平2-72533号公报所示的悬浊液注入套管内之后抽真空除去多余悬浊液的方法适合于仅在内表面上附着黑色膜，但人们指出该法实际应用中难以形成厚度均匀的黑色膜。

本发明的目的在于提供一种能将阴极套管的机械强度提高至材料强度之上，富于重复性并且可靠性高的阴极组件及其制造方法。

本发明的目的还在于提供一种可在阴极套管之类筒状体的内表面上以较好的重复性附着形成厚度均匀的膜的方法。

依据本发明而提供的阴极组件中，阴极套管内表面的黑化层是平均粒径处于0.5μm至2μm范围内的钨与平均粒径在0.1μm至1μm之间的氧化铝，以(90∶10)至(65∶35)范围内的重量比(钨∶氧化铝)混合后的烧结层。

另外，依据本发明而提供的方法为，将平均粒径在0.5μm至2μm范围内的钨与平均粒径在0.1μm至1μm范围内的氧化铝，以(90∶10)至(65∶35)范围内的重量比(钨∶氧化铝)混合，在阴极套管内表面上涂覆由此而得的浆料，将其在非氧化环境中以1250℃至1580℃范围内的温度焙烧后，形成黑化层。

根据本发明，得到了阴极套管机械强度高过材料强度，富于重复性且可靠性高的阴极组件。