CN1628363A - 截止电压的变动降低方法、电子管用阴极以及电子管用阴极的制造方法 - Google Patents

截止电压的变动降低方法、电子管用阴极以及电子管用阴极的制造方法 Download PDF

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CN1628363A
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泽田隆夫
中田修平
大野克巳
山口博
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Abstract

本发明的截止电压的变动降低方法是通过在阴极基体(7)的表面(7a)上加热而形成使上述阴极基体(7)向前方突出变形的金属层(9)，同时在上述阴极基体(7)的前面(7a)上直接或者经由上述金属层(9)形成电子发射物质层(11)，并具有通过加热上述电子发射物质层(11)使热电子从上述电子发射物质层(11)的前面(11a)释放的加热装置(5)的电子管用阴极的截止电压的变动降低方法，通过由于上述加热装置(5)的加热引起的上述金属层(9)产生的上述阴极基体(7)向前方的突出变形，使上述电子发射物质层(11)的前面(11a)向前方突出变形因消耗上述电子发射物质层(11)的前面(11a)而后退的部分。

Description

截止电压的变动降低方法、电子管 用阴极以及电子管用阴极的制造方法
技术领域
本发明涉及用于布劳恩管中的电子管用阴极的改进。
背景技术
图8是一般的布劳恩管的构成概略图。如图8所示，一般，电视机等的布劳恩管100在布劳恩管主体101内主要具备G1电极g、设置在G1电极g的一定距离D后方的电子管用阴极103。
电子管用阴极103以及G1电极g构成电子枪。通常，来自电子管用阴极的取出电流通过固定对G1电极g的施加电压，在0～截止电压的范围中改变对电子管用阴极103的施加电压而被控制。截止电压是根据电子管用阴极103的前面113a和G1电极g之间的距离D确定的固定值。
作为在这样的布劳恩管100中使用的以往的电子管用阴极103，已知被记载在专利2758244号以及特开平9-106750号公报中。
这些电子管用阴极103如图9所示，其构成具备：被收容在套管105内的旁热用加热器107；被设置在套管105的一端开口上，以镍作为主要成分，含有镁和硅等还原性元素的阴极基体109；例如把钨等还原性元素作为主要成分的金属层111；把包含氧化钡的碱土类金属氧化物作为主要成分，含有氧化钪等的稀土金属氧化物的电子发射物质层113。
此电子管用阴极103的主要部分111、113用以下步骤制造。
①首先，在被配备在半成品的电子管用阴极103中的阴极基体109的前面109a上例如覆盖膜状钨，把覆盖的钨在氢气氛围中加热融化粘着在阴极基体109上，由此形成由钨组成的金属层111。②以下，在此金属层111的前面111a上涂抹由钡等碱土类金属的碳酸盐以及稀土类金属氧化物组成的悬浊液，加热涂抹的悬浊液使此悬浊液中的碱土类金属的碳酸盐变化为碱土类金属氧化物。③而后，通过加热此碱土类金属氧化物并还原其一部分，使此碱土类金属氧化物变化为热电子发射容易的氧缺乏型的半导体。由此形成电子发射物质层113。这样制造电子管理用阴极103的主要部分111、113。
此时，在上述③中，碱土类金属氧化物的一部分通过包含在阴极基体109中的还原性元素(镁(Mg)，硅(Si))或者包含在金属层111中的钨(W)还原为游离碱土金属。例如，氧化钡(BaO)的一部分通过式(1)、(2)、(3)的反应而还原为游离钡(Ba)。此游离钡等游离碱土类金属成为热电子发射源。
  ...(1)
               ...(2)
    ...(3)
另外，在上述③中，用包含在金属层111中的钨把包含在电子发射物质层113中的稀土类金属氧化物还原为稀土类金属。用此稀土类金属分解作为由式(1)、  (2)、(3)的反应生成的副产物的被称为所谓中间层的硅酸钡(Ba2SiO4)、氧化镁(MgO)以及钨酸钡(Ba3WO6)。通过此分解顺利生成游离碱土类金属。
在此电子管用阴极103中，通过用旁热用加热器107加热电子发射物质层113而从电子发射物质层113的前面113a发射(emission)热电子，该热电子提供给取出电流。特别是通过在阴极基体109和电子发射物质层113之间形成由还原性元素组成的金属层111，使成为热电子发射源的游离碱土类金属的生成量增大，由此使来自电子管用阴极103的取出电流增大。
另外，作为以往的电子管用阴极103的另一例子，已知有特开昭54-83360号公报记载的例子。
此电子管用阴极具备：阴极基体；被形成在阴极基体前面，由包含氧化钡的碱土类金属氧化物组成，把氧化钡的含有率设置成在与阴极基体的接触面一侧比其前面一侧低那样的电子发射物质层；加热电子发射物质层的旁热用加热器。
在该电子管用阴极中，通过使包含在该电子发射物质中的氧化钡的含有率在与阴极基体相接触面一方比其前面一侧低，使来自电子管用阴极的取出电流增大。
但是，在使用这些以往电子管用阴极103的布劳恩管100中，在来自电子管用阴极109的取出电流例如超过4A/cm2的动作环境中，存在成为颜色纯度变化的原因的截止电压变动显著的问题。
此问题的原因在于，由于取出电流增大，电子发射物质层113的前面113a的表面消耗(蒸发)显著，电子发射物质层113的前面113a和G1电极g之间的距离D增大(这在照明学会研究会资料(MD-95-12)中知道)。一般，作为电子发射物质层113的消耗的原因认为有以下2种。①1个是伴随旁热用加热器107的加热(例如，700～800℃)，由在电子发射物质层113上发生的蒸气压引起电子发射物质层113的蒸发(纯粹的热蒸发)致使消耗，此消耗和旁热用加热器107的加热温度成比例，但在布劳恩管100的动作中的旁热用加热器107的加热温度中可以忽略。另一个是伴随来自电子发射物质层113的热电子发射的电子发射物质层113内的游离钡的蒸发引起消耗，此消耗当取出电流小时可以忽略，但当取出电流大时不能忽略。当增大取出电流的情况下电子发射物质层113的消耗显著这一点认为是后者②的机理引起。
这样，在以往的电子管用阴极中，如果来自电子管用阴极的取出电流大，则存在布劳恩管的动作中的截止电压变动显著的问题。
发明内容
本发明的目的在于解决上述那样的问题，提供一种可以降低布劳恩管动作中的截止电压变动的截止电压变动降低方法、电子管用阴极以及电子管用阴极的制造方法。
本发明人查清截止电压变动的原因，即是由于电子发射物质层前面因消耗而后退，由此电子发射物质层的前面和G1电极g之间的距离D增大，由此设计了本发明。
即，在本发明的截止电压的变动降低方法的第1形式中，是一种电子管用阴极的截止电压变动降低方法，具备加热装置，它通过在阴极基体的表面上加热，形成使上述阴极基体向前方突出变形的金属层，同时在上述阴极基体的前面直接或者经由上述金属层形成电子发射物质层，通过加热上述电子发射物质层使热电子从上述电子发射物质层的前面发射，其中通过由上述加热装置的加热引起的上述金属层的上述阴极基体向前方突出变形，使上述电子发射物质层的前面向前方突出变形因消耗上述电子发射物质层的前面而后退的部分。
如果采用此形式，因为通过由上述加热装置的加热引起的金属层的阴极基体向前方突出变形，使上述电子发射物质层的前面向前方突出变形因消耗上述电子发射物质层的前面而后退的部分，所以即使电子发射物质层的前面消耗，也可以把电子发射物质层的前面的位置大致保持为一定，可以降低布劳恩管的动作中的截止电压的变动。
在本发明的截止电压的变动降低方法的第2形式中，上述金属层被形成在上述阴极基体的前面，通过由于上述加热装置的加热而与包含在上述阴极基体中的金属合金化并膨胀，由此使上述阴极基体的前面突出变形。
如果采用此形式，因为通过利用伴随金属层和阴极基体的合金化的膨胀使阴极基体向前方突出变形，所以可以用简单的方法使阴极基体向前方突出变形。
在本发明的截止电压的变动降低方法的第3形式中，上述金属层被形成在形成于上述阴极基体的表面上的凹凸上。
如果采用此形式，因为通过被形成在阴极基体的前面的凹凸使阴极基体和金属层的接触面积增大，所以用小的形成面积(平面看面积)就可以引起充分量的阴极基体的突出变形。
在本发明的截止电压的变动降低方法的第4形式中，上述金属层被分割为多个分散形成在上述阴极基体的表面。
如果采用此形式，因为金属层被分割成多个分散形成在上述阴极基体的表面，所以容易进行伴随金属层和阴极基体的合金化的膨胀引起的阴极基体突出变形的最佳化。
另外，在本发明的电子管用阴极的第1形式中具备：阴极基体；形成在该阴极基体的表面上，通过加热使上述阴极基体向前方突出变形的金属层；直接或者经由上述金属层形成在上述阴极基体前面的电子发射物质层；加热上述电子发射物质层而从上述电子发射物质层的前面发射热电子的加热装置，其中通过用上述加热装置的加热引起的上述金属层的上述阴极基体向前方突出变形，使上述电子发射物质层的前面向前方突出变形因消耗上述电子发射物质层的前面而后退的部分。
如果采用此形式，因为通过由上述加热装置的加热引起的金属层的阴极基体向前方突出变形，使上述电子发射物质层的前面向前方突出变形因消耗上述电子发射物质层的前面而后退的部分，所以即使电子发射物质层的前面消耗，也可以把电子发射物质层的前面的位置大致保持为一定，可以降低布劳恩管的动作中的截止电压的变动。
在本发明的电子管用阴极的第2形式中，上述金属层被形成在上述阴极基体的前面，通过由于上述加热装置的加热而与包含在上述阴极基体中的金属合金化并膨胀，由此使上述阴极基体的前面突出变形。
如果采用此形式，因为利用伴随金属层和阴极基体的合金化的膨胀使阴极基体向前方突出变形，所以可以用简单的手法使阴极基体向前方突出变形。
在本发明的电子管用阴极的第3形式中，上述金属层被形成在形成于上述阴极基体的表面上的凹凸上。
如果采用本形式，因为通过被形成在阴极基体的前面的凹凸使阴极基体和金属层的接触面积增大，所以用小的形成面积(平面看面积)就可以引起充分量的阴极基体的突出变形。
在本发明的电子管用阴极的第4形式中，上述金属层被分割为多个分散形成在上述阴极基体的表面。
如果采用此形式，因为金属层被分割成多个分散形成在上述阴极基体的表面，所以容易进行伴随金属层和阴极基体的合金化的膨胀的阴极基体的突出变形的最佳化。
另外，在本发明的电子管用阴极的制造方法的第1形式中，包含：(a)通过在阴极基体的表面上加热而形成使上述阴极基体向前方突出变形的金属层的步骤，(b)在上述阴极基体的前面直接或者经由上述金属层形成电子发射物质层的步骤，(c)设置通过加热上述电子发射物质层从上述电子发射物质层的前面发射热电子的加热装置的步骤，在上述步骤(a)中，如此形成上述金属层，使得通过由上述加热装置的加热引起的上述金属层的上述阴极基体向前方突出变形，使上述电子发射物质层的前面因消耗上述电子发射物质层的前面而向前方突出变形后退的部分。
如果采用此形式，则可以制造这样的电子管用阴极，即，因为如此形成金属层，使得通过由上述加热装置的加热引起的上述金属层的上述阴极基体向前方突出变形，使上述电子发射物质层的前面因消耗上述电子发射物质层的前面而向前方突出变形后退的部分，所以即使电子发射物质层的前面消耗，也可以把电子发射物质层的前面的位置大致保持为一定，可以降低布劳恩管的动作中的截止电压的变动。
在本发明的电子管用阴极的制造方法的第2形式中，在上述步骤(a)中，在上述阴极基体的前面，通过由上述加热装置的加热而与包含在上述阴极基体中的金属合金化并膨胀，使上述阴极基体的前面突出变形的金属，形成上述金属层。
如果采用此形式，则可以制造电子管用阴极，即，因为通过使用在阴极基体的前面上由加热装置的加热而与包含在上述阴极基体上的金属合金化并膨胀，使阴极基体的前面突出变形的金属形成金属层，所以可以用简单的手法使阴极基体向前方突出变形。
在本发明的电子管用阴极的制造方法的第3形式中，在上述步骤(a)中，在上述阴极基体的表面上形成凹凸，在此凹凸上形成上述金属层。
如果采用此形式，因为在阴极基体的表面上形成凹凸，在此凹凸上形成金属层，所以阴极基体和金属层的接触面积增大，可以制造在小的形成面积(平面看面积)上引起充分量的阴极基体的突出变形的电子管用阴极。
在本发明的电子管用阴极的制造方法的第4形式中，在上述步骤(a)中，上述金属层被分割成多个分散形成在上述阴极基体的表面。
如果采用此形式，因为上述金属层被分割成多个分散形成在上述阴极基体的表面上，所以可以制造容易进行伴随金属层和阴极基体的合金化的膨胀引起的阴极基体的突出变形的最佳化的电子管用阴极。
本发明的目的、特征、情况以及优点通过以下详细说明和附图将更明确。
附图说明
图1是展示本发明实施例的电子管用阴极的突出变形前的主要部分构成和G1电极的图。
图2是展示本发明实施例的电子管用阴极的突出变形后的主要部分构成和G1电极的图。
图3是展示电子发射物质层的厚度P的减少量和阴极基体向前方的突出变形量Q的关系的图。
图4是展示本发明实施例的电子管用阴极的取出电流的时间性变动的试验结果和作为比较例的电子管用阴极的取出电流的时间性变动的试验结果的比较的图。
图5是展示使用了本发明实施例的电子管用阴极时的截止电压的时间性变动的试验结果和使用了作为比较例子的电子管用阴极时的截止电压的时间性变动的试验结果的比较的图。
图6是图5的试验后实施例的电子管用阴极的阴极基体的实物断面图。
图7是图5的试验后比较例的电子管用阴极的阴极基体的实物断面图。
图8是一般的布劳恩管的构成概略图。
图9是展示以往的电子管用阴极的构成概略一例的图。
具体实施方式
1.实施例
电子管用阴极的截止电压的变动例如在CRT中带来亮度变化和颜色偏差。这是因截止电压的变动而驱动曲线偏移取出电流变化，其结果，RGB的各电子枪间的电流比偏差，亮度以及白色平衡偏差引起的现象。本发明提供一种通过抑制作为引起此现象的最主要原因的电子管用阴极、G1电极间距离的变动，抑制截止电压的变动的技术。具体地说，本发明提供一种通过使电子发射物质层的前面向前方突出变形而把电子管用阴极、G1电极间距离保持一定，抑制截止电压变动的技术，其中此电子管用阴极、G1电极间距离由于在寿命期中构成电子管用阴极的电子发射物质层的前面(电子发射面)因消耗(蒸发)而后退致使间距增大。以下，说明本发明的实施例。
本实施例的电子管用阴极1如图1所示，例如其构成具备：筒状的套筒3；被收容在套筒3中的旁热用加热器5；被设置在套筒3的一端开口上的阴极基体7；被形成在阴极基体7的表面(在此是前面)7a上的金属层9；被直接或者经由金属层9形成在阴极基体7的前面7a上的电子发射物质层11。
阴极基体7例如被形成为平坦的板状，在其前面7a上形成适宜大小的凹凸(图示省略)。此阴极基体7例如把镍作为主要成分，作为还原剂例如含有磷和镁等1种或1种以上的还原性元素。
金属层9由①由至少具有如果与包含在阴极基体7中的金属(在此是镍)合金化则膨胀的性质的金属组成，并且，②由具有还原性的金属组成。作为满足这些①、②条件的金属，例如，使用钨、钼、铬、锆、钡、铝中的1种或1种以上的金属。另外，此金属层9在形成在阴极基体7的前面7a上的凹凸上，具有适宜大小的形成面积(平面看面积)，例如被分割为多个分散形成为适宜厚度的膜状。
通过这样形成，此金属层9如图2以及图3所示，通过在布劳恩管的动作中的旁热加热器5的加热而与阴极基体7合金化，在阴极基体7的表面方向上适宜地膨胀，靠此膨胀使阴极基体7向前方突出变形(凸状弯曲突出)，使电子发射物质层11的前面11a向前方突出变形(凸状弯曲突出)因消耗(蒸发)电子发射物质层11的前面11a而后退的部分。即，用阴极基体7向前方的突出变形量Q(即，电子发射物质层11的前面11a向前方的突出变形量Q)补偿因电子发射物质层11的前面11a的消耗而后退的量，即电子发射物质层11的厚度P的减少量。
电子发射物质层11把至少包含氧化钡的碱土类金属氧化物作为主要成分，理想的是含有例如0.01～25重量％的氧化钪等稀土类金属氧化物。
进而，此电子管用阴极1和以往一样如图8所示，被收容设置在布劳恩管100内从G1电极g的一定距离D后方的位置上。进而，距离D是G1电极g的后面ga和电子发射物质层11的前面11a之间的距离。
以下，参照图1说明本电子管用阴极1的主要部分9、11的制造方法。
首先，准备例如把镍作为主要成分，配备有例如含有还原剂镁的阴极基体7的半成品的电子管用阴极1。而后，在此阴极基体7的前面7a上例如用喷砂法形成凹凸。所谓喷砂法是在空气或者水等中掺入研磨剂向零件吹出，在该零件的表面上形成微小的凹凸的方法。作为此时的研磨剂，可以使用各种材料，但考虑阴极基体7的主要成分是软质材料的镍，使用硬度比较低的例如碳酸钙。
在此，例如在空气压力0.05～0.1Mpa的空气中作为研磨剂例如掺杂粒度600号的碳酸钙并只在阴极基体7的前面7a上吹5～10分钟，在阴极基体7的前面7a上形成例如凹凸±10～20μm(在JISB0601中规定的最大高度(Ry)是20μm)的凹凸。
以下，在形成于阴极基体7的前面7a上的凹凸上例如形成由钨组成的金属层9。即，①首先，在形成于阴极基体7的前面7a上的凹凸上例如用喷溅法把钨蒸镀成例如1μm厚度的膜状。②此时，通过用掩膜局部覆盖阴极基体7的前面7a，把钨如具有适宜大小的蒸镀面积那样地分割为多个而分散进行蒸镀。③其后，例如在氢气氛围中实施800～1000℃的加热处理，而使钨融化粘在阴极基体7上。由此形成例如由钨组成的金属层9。
此时，在上述②中，通过调整钨的蒸镀面积(即金属层9的形成面积)的大小、分割方式以及分散方法，如图2以及图3所示，使得在布劳恩管的动作中因旁热用加热器5的加热引起的伴随金属层9和阴极基体7的合金化的膨胀产生的阴极基体7向前方的突出变形量Q(即电子发射物质层11的前面11a向前方的突出变形量Q)、电子发射物质层11的前面11a因消耗的后退量，即电子发射物质层11的厚度P的减少量大致相同。
此调整因为根据用于金属层9中的金属种类(性质)以及金属层9的厚度以及被形成在阴极基体7的前面7a上的凹凸的大小，而阴极基体7向前方的突出变形量变化，所以不能通过面积比等规定，而是通过实验尝试确定。
另外，在上述③的加热处理中，通过此加热处理金属层9和阴极基体7并不完全合金化。在本发明中，这是因为需要在布劳恩管的动作中通过旁热用加热器5进行加热，使金属层9和阴极基体7合金化的缘故。
以下，在阴极基体7的前面7a上经由金属层9形成电子发射物质层11。即，首先，例如混合钡、锶、钙的碱土类金属的三元碳酸盐和例如3重量％的氧化钪和粘接剂以及溶剂制成悬浊液。而后，例如用喷射法把制成的悬浊液经由金属层9涂抹在阴极基体7的前面7a上形成约80μm厚度。
而后，把此制造阶段的半成品的电子管用阴极1组装到布劳恩管的电子枪中，在布劳恩管制造工序的真空排气工序中，用配备在此半成品的电子管用阴极1中的旁热用加热器5加热涂抹在阴极基体7的前面7a上的悬浊液。由此，被涂抹的悬浊液中的碱土类金属的碳酸盐变化为碱土类金属氧化物，进而通过其一部分还原变化为作为热电子发射源的游离碱土类金属，悬浊液中的碱土类金属的碳酸盐变化为热电子释放容易的氧缺乏型的半导体。由此形成电子发射物质层11。进而，伴随此时的上述还原反应生成的被称为所谓中间层的副生成物由于从包含在悬浊液中的稀土类金属氧化物还原生成的稀土类金属而分解。由此，不会受上述副生成物妨碍，而可以顺利生成游离碱土类金属。如上所述那样制造电子管用阴极1的主要部分7，11。
如果采用上述那样构成的电子管用阴极1，则因为(A)在电子发射物质层11中含有稀土类金属氧化物，(B)在阴极基体7和电子发射物质层11之间装入由还原性元素组成的金属层9，(C)在阴极基体7的前面7a上形成凹凸，在此凹凸上经由金属层9形成电子发射物质层11，所以可以平均得到4A/cm2这样的大的取出电流。
这种情况下，根据上述(A)的技术，因为用还原所含有的稀土类金属氧化物生成的稀土类金属来分解在电子发射物质层11的形成过程中生成的被称为所谓中间层的副生成物，所以可以顺利地生成成为热电子发射源的游离碱土类金属，由此可以降低取出电流的衰减。
另外，根据上述(B)的技术，因为促进基于上述(A)技术的从稀土类金属氧化物向稀土类金属的还原反应，所以可以进一步降低取出电流的衰减，而且，因为促进在电子发射物质层11的生成过程中引起的还原反应，所以能够促进成为电子发射源的游离碱土类金属的生成，由此可以增大取出电流。
进而，根据上述(C)的技术，谋求阴极基体7、金属层9以及电子发射物质层11之间的密合性的提高以及接触面积的增大，由此，①因为进一步促进在电子发射物质层11的形成过程中引起的还原反应，所以能够进一步增大成为热电子释放源的游离碱土类金属的生成量，由此可以进一步增大取出电流，②因为进一步促进从采用上述(A)的技术的稀土类金属氧化物向稀土类金属的还原反应，所以可以进一步降低取出电流的衰减。
进而，在未实施上述(A)～(C)技术这一点上不同以外，在同样构成的电子管用阴极中，取出电流是0.5A/cm2左右。如果在此电子管用阴极上进一步实施了上述(A)的技术，则取出电流是2.0A/cm2，进而实施了上述(B)的技术则取出电流是3.0A/cm2左右，进一步实施上述(C)的技术(本实施例的电子管用阴极1)，是4.0A/cm2左右。根据此结果，通过上述(C)的技术如上所述可以判断出进一步增大取出电流。
进而，图4是展示本实施例的电子管用阴极1的最大取出电流的时间性变动的试验结果和比较例子中的电子管用阴极的最大取出电流的时间性变动的试验结果的比较的图。图中的纵轴表示把最大取出电流的初始值设为100的相对值(阴极最大取出电流初始比)。此比较例子的电子管用阴极与本实施例的电子管用阴极1相比，除了未实施上述(C)的技术这一点不同以外构成相同。从图4的结果可知，本实施例的电子管用阴极1与比较例的电子管用阴极相比，可以判断出进一步降低了取出电流的衰减。根据其结果，通过上述(C)的技术，如上所述可以判断出进一步降低了取出电流的衰减。
进而，如果采用以上所述的电子管用阴极1，因为(D)如此形成金属层9，使得金属层9通过在布劳恩管的动作中由于旁热用加热器5的加热而与阴极基体7合金化，并在阴极基体7的表面方向上适宜地膨胀，因此膨胀阴极基体7向前方突出变形，由此使电子发射物质层11的前面11a向前方突出变形因消耗电子发射物质层11的前面11a而后退的部分，所以即使电子发射物质层11的前面11a消耗，也可以把电子发射物质层11的前面11a的位置大致维持为一定，即，可以降低电子发射物质层11的前面11a和G1电极g的距离D的变动，可以降低布劳恩管的动作中的截止电压的变动。此效果可以从后述的图5～图7的试验结果中得出结论。
这种情况下，因为利用伴随金属层9和阴极基体7的合金化的膨胀使阴极基体7向前方突出变形，所以可以用简单的手法使阴极基体7向前方突出变形。
另外，因为金属层9以适宜大小的形成面积被分割为多个分散形成，所以容易进行因伴随金属层9和阴极基体7的合金化的膨胀而产生的阴极基体7的突出变形的最佳化。
进而，因为通过被形成在阴极基体7的前面7a上的凹凸使阴极基体7和金属层9的接触面积增大，所以用小的形成面积(平面看面积)就可以引起充分量的阴极基体7的突出变形。
图5是展示使用了本发明实施例的电子管用阴极1时的截止电压的时间性变动的试验结果和使用了比较例子的电子管用阴极时的截止电压的时间性变化的试验结果的比较的图。图中的纵轴表示把截止电压的初始值设置为100的相对值(截止初始比)。取出电流两者都是4A/cm2。本比较例子的电子管用阴极与本实施例的电子管用阴极1比较，除了未实施上述(D)技术这一点外构成相同。从图5的结果可知，本实施例的电子管用阴极1与比较例子的电子管用阴极相比，布劳恩管的动作中的截止电压的变动降低。
另外，图6是图5的试验后(即布劳恩管工作10000小时后)的本实施例的电子管用阴极1的阴极基体7的实物断面图。图7是图5的试验后(即布劳恩管工作10000小时后)的比较例子的电子管用阴极的阴极基体7的实物断面图。这些图都是把阴极基体的断面埋入环氧树脂中研磨拍摄的照片的图。从图6中可以看出，本实施例的电子管用阴极1的阴极基体7使电子发射物质层11的前面11a向前方(在图中是上方)突出变形因消耗(蒸发)而后退的部分(约20μm)。另一方面，从图7判断出比较例子中的电子管用阴极的阴极基体几乎不向前方突出变形(即平坦)。
因而，从图5～图7的结果可知，在比较例子的电子管用阴极中，即使在布劳恩管的动作中电子发射物质层的前面因消耗(蒸发)而后退，因为电子发射物质层的前面几乎不向前方突出变形，所以电子发射物质层的前面和G1电极g的距离D增大，由此截止电压增大，与此相反，在本实施例的电子管用阴极1中，通过上述(D)的技术，因为使电子发射物质层11的前面11a向前方突出变形在布劳恩管的动作中电子发射物质层11的前面11a因消耗(蒸发)而后退的部分，所以可以把电子发射物质层11的前面11a和G1电极g之间的距离D维持为大致一定，由此，可以得出结论：截止电压的变动降低。通过此结论，根据上述(D)的技术，如上所述，判断出可以把电子发射物质层11的前面11a的位置维持为大致一定，可以降低布劳恩管的动作中的截止电压的变动。
进而，在本实施例中，作为在阴极基体7的前面7a上形成凹凸的方法采用喷砂法，但并不限于喷砂法。作为其它的方法，还可以用例如机械的方法在阴极基体7的前面7a上形成凹凸，另外，通过在冲切阴极基体7时所使用的冲模上形成所需要的凹凸面，也可以在阴极基体7的前面7a上形成凹凸。
进而，在本实施例中，作为在喷砂法中使用的研磨剂使用了碳酸钙，但如果是以谋求阴极基体7和电子发射物质层11的接触面积增大并同时谋求金属层9的形成面积的最佳化为目的则任意都行，例如还可以使用玻璃珠等各种材料。
进而，截止电压的变动降低方法、取出电流的衰减降低方法以及电子管用阴极的制造方法当然也包含在本实施例的范畴中。
进而，在特开平9-190761号公报中，揭示了通过把金属层分割为多个而分散形成在阴极基体的前面，降低截止电压的变动的技术，即，把阴极基体的前面和G1电极之间的距离D保持为一定的技术，在这一点上此公报和本发明是共同的。但是，在本申请发明中，这样形成金属层9，使得通过伴随金属层9和阴极基体7的合金化的膨胀，阴极基体7向前方突出变形，使电子发射物质层11的前面11a向前方突出变形因消耗电子发射物质层11的前面11a而后退的部分，而在此公报中，和本申请发明相反，在抑制因伴随金属层和阴极基体的合金化的膨胀产生的阴极基体的突出变形那样地形成金属层这一点上不同。
此不同是因两者的截止电压的变动机理不同引起的(即，两者基于不同的技术思想)，本发明是阴极基体7的前面7a的消耗(蒸发)显著，而降低由于此消耗引起在处理阴极基体7的前面7a后退程度大小的取出电流(例如4A/cm2)时产生的截止电压变动的技术，而上述公报是降低在阴极基体和电子发射物质层之间形成还原性金属层，并且不引起电子发射物质层的前面消耗(蒸发)，因而在处理未引起电子发射物质层的前面后退的程度大小的取出电流(例如2A/cm2)时产生的截止电压的变动的技术。
因而，即使把上述公报的技术适用于本申请发明，在上述公报的技术中也不能如本发明那样降低在取出电流大时产生的截止电压变动。这是因为当把上述公报的技术适用在本申请发明中的情况下，不使电子发射物质层11的前面11a向前方突出变形因消耗电子发射物质层11的前面11a而后退的部分，所以如图5的比较例子所示截止电压的变动增大。根据以上事实，上述公报和本申请发明在技术上不同，判断出从上述公报不能得到本申请的效果。
虽然已详细说明本发明，但上述说明在全部的方面中只是示例，本发明并不被限定于此。未示例的无数变形例可以理解为不脱离本发明的范围。

Claims (24)

1、一种电子管用阴极的截止电压的变动降低方法，该电子管用阴极通过在阴极基体(7)的表面(7a)上加热而形成使上述阴极基体(7)向前方突出变形的金属层(9)，同时在上述阴极基体(7)的前面(7a)上直接或者经由上述金属层(9)形成电子发射物质层(11)，并具备通过加热上述电子发射物质层(11)使热电子从上述电子发射物质层(11)的前面(11a)释放的加热装置(5)，该截止电压的变动降低方法的特征在于：
通过由于上述加热装置(5)的加热引起的上述金属层(9)产生的上述阴极基体(7)向前方的突出变形，使上述电子发射物质层(11)的前面(11a)向前方突出变形因消耗上述电子发射物质层(11)的前面(11a)而后退的部分。
2、根据权利要求1所述的截止电压的变动降低方法，其特征在于：
上述金属层(9)被形成在上述阴极基体(7)的前面(7a)，通过由于上述加热装置(5)的加热而与包含在上述阴极基体(7)中的金属合金化并膨胀，从而使上述阴极基体(7)的前面(7a)突出变形。
3、根据权利要求1所述的截止电压的变动降低方法，其特征在于：
上述金属层(9)被形成在形成于上述阴极基体(7)的表面(7a)上的凹凸上。
4、根据权利要求2所述的截止电压的变动降低方法，其特征在于：
上述金属层(9)被形成在形成于上述阴极基体(7)的表面(7a)上的凹凸上。
5、根据权利要求1所述的截止电压的变动降低方法，其特征在于：
上述金属层(9)被分割为多个分散地形成在上述阴极基体(7)的表面(7a)上。
6、根据权利要求2所述的截止电压的变动降低方法，其特征在于：
上述金属层(9)被分割为多个分散地形成在上述阴极基体(7)的表面(7a)上。
7、根据权利要求3所述的截止电压的变动降低方法，其特征在于：
上述金属层(9)被分割为多个分散地形成在上述阴极基体(7)的表面(7a)上。
8、根据权利要求4所述的截止电压的变动降低方法，其特征在于：
上述金属层(9)被分割为多个分散地形成在上述阴极基体(7)的表面(7a)上。
9、一种电子管用阴极，其特征在于包括：
阴极基体(7)；
被形成在该阴极基体(7)的表面(7a)上，通过加热使上述阴极基体(7)向前方突出变形的金属层(9)；
在上述阴极基体(7)的前面(7a)上直接或者经由上述金属层(9)形成的电子发射物质层(11)；
加热上述电子发射物质层(11)，使得从上述电子发射物质层(11)的前面(11a)释放热电子的加热装置(5)，其中
通过由于上述加热装置(5)的加热引起的上述金属层(9)产生的上述阴极基体(7)向前方的突出变形，使上述电子发射物质层(11)的前面(11a)向前方突出变形因消耗上述电子发射物质层(11)的前面(11a)而后退的部分。
10、根据权利要求9所述的电子管用阴极，其特征在于：
上述金属层(9)被形成在上述阴极基体(7)的前面(7a)上，通过由于上述加热装置(5)的加热而与包含在上述阴极基体(7)中的金属合金化并膨胀，从而使上述阴极基体(7)的前面(7a)突出变形。
11、根据权利要求9所述的电子管用阴极，其特征在于：
上述金属层(9)被形成在形成于上述阴极基体(7)的表面(7a)上的凹凸上。
12、根据权利要求10所述的电子管用阴极，其特征在于：
上述金属层(9)被形成在形成于上述阴极基体(7)的表面(7a)上的凹凸上。
13、根据权利要求9所述的电子管用阴极，其特征在于：
上述金属层(9)被分割为多个分散形成在上述阴极基体(7)的表面(7a)上。
14、根据权利要求10所述的电子管用阴极，其特征在于：
上述金属层(9)被分割为多个分散形成在上述阴极基体(7)的表面(7a)上。
15、根据权利要求11所述的电子管用阴极，其特征在于：
上述金属层(9)被分割为多个分散形成在上述阴极基体(7)的表面(7a)上。
16、根据权利要求12所述的电子管用阴极，其特征在于：
上述金属层(9)被分割为多个分散形成在上述阴极基体(7)的表面(7a)上。
17、一种电子管用阴极的制造方法，其特征在于包括：
(a)通过在阴极基体(7)的表面(7a)上加热，形成使上述阴极基体(7)向前方突出变形的金属层(9)的步骤；
(b)在上述阴极基体(7)的前面(7a)上直接或者经由上述金属层(9)形成电子发射物质层(11)的步骤；
(c)设置通过加热上述电子发射物质层(11)而使热电子从上述电子发射物质层(11)的前面(11a)释放的加热装置(5)的步骤，其中
在上述步骤(a)中，如此形成上述金属层(9)，使得通过由于上述加热装置(5)的加热引起的上述金属层(9)产生的上述阴极基体(7)向前方的突出变形，使上述电子发射物质层(11)的前面(11a)向前方突出变形因消耗上述电子发射物质层(11)的前面(11a)而后退的部分。
18、根据权利要求17所述的电子管用阴极的制造方法，其特征在于：
在上述步骤(a)中，在上述阴极基体(7)的前面(7a)上，用通过由于上述加热装置(5)的加热而与包含在上述阴极基体(7)中的金属合金化并膨胀从而使上述阴极基体(7)的前面(7a)突出变形的金属，形成上述金属层(9)。
19、根据权利要求17所述的电子管用阴极的制造方法，其特征在于：
在上述步骤(a)中，在上述阴极基体(7)的表面(7a)上形成凹凸，在此凹凸上形成上述金属层(9)。
20、根据权利要求18所述的电子管用阴极的制造方法，其特征在于：
在上述步骤(a)中，在上述阴极基体(7)的表面(7a)上形成凹凸，在此凹凸上形成上述金属层(9)。
21、根据权利要求17所述的电子管用阴极的制造方法，其特征在于：
在上述步骤(a)中，上述金属层(9)被分割为多个分散地形成在上述阴极基体(7)的表面(7a)上。
22、根据权利要求18所述的电子管用阴极的制造方法，其特征在于：
在上述步骤(a)中，上述金属层(9)被分割为多个分散地形成在上述阴极基体(7)的表面(7a)上。
23、根据权利要求19所述的电子管用阴极的制造方法，其特征在于：
在上述步骤(a)中，上述金属层(9)被分割为多个分散地形成在上述阴极基体(7)的表面(7a)上。
24、根据权利要求20所述的电子管用阴极的制造方法，其特征在于：
在上述步骤(a)中，上述金属层(9)被分割为多个分散地形成在上述阴极基体(7)的表面(7a)上。
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