專利名稱：微?；难趸镪帢O的制法的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是有關(guān)于微粒化的氧化物陰極的制法，特指一種利用奈米粉體研磨技術(shù)，將氧化物陰極材料的粉末或顆粒進行微?；心?，再以微?；年帢O材料制作出微?；难趸镪帢O的方法，有效改善氧化物陰極的電子發(fā)射特性。
背景技術(shù)：
自從Wehnelt氏于1904年提出堿土類氧化物可作為有效的熱電子發(fā)射陰極后，氧化物陰極的特性即被廣泛地加以研究，并被實際地應(yīng)用至許多產(chǎn)業(yè)，作為熱電子陰極使用。
以陰極射線管工業(yè)中所采用的熱電子陰極為例，主要包括氧化物陰極、含浸式陰極及鈧酸鹽陰極等三種，其中由于氧化物陰極的材料成本較低，加工容易，且特性穩(wěn)定，至今仍是業(yè)界最廣泛應(yīng)用的熱電子發(fā)射源。
參閱第1圖所示，傳統(tǒng)上，在制作氧化物陰極時，是在一鎳合金基材1(含10ppm以下的還原劑，如Mg、Si、Al)上噴涂碳酸鹽2(如BaCO3、SrCO3、CaCO3)材料；然后，利用一加熱元件3于真空中對該鎳合金基材進行加熱，其加熱溫度約800℃左右，以使碳酸鹽分解成氧化鋇(氧化鍶、氧化鈣)及二氧化碳，且令部份的氧化鋇與鎳合金基材中的還原劑發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)生游離鋇，如此，即可制作出氧化物陰極。在此傳統(tǒng)的氧化物陰極中，氧化鍶及氧化鈣等兩種成份，主要是在束縛該游離鋇，以免其過度蒸發(fā)損耗。
針對此種傳統(tǒng)的氧化物陰極，Beynar與Nikonor曾提出所謂的鋇單原子層模式，并利用下列的Richardson公式，估算出熱電子的發(fā)射效率
J＝AT2exp(-eψ/KT)，ψ＝ψ0+αT (1)其中，A＝120.4A/cm2K2；ψ為功函數(shù)；ψ0為00K時的功函數(shù)；α為溫度系數(shù)。
并通過摻雜堿土金屬，以降低功函數(shù)ψ，提升熱電子的發(fā)射效率。
另，針對傳統(tǒng)氧化物陰極的熱電子發(fā)射效率，Loosjer與Vink經(jīng)長期研究及實驗后。認(rèn)為該氧化物陰極中氧化物層的多孔性，對導(dǎo)電度所造成的影響應(yīng)，是影響熱電子發(fā)射效率的一重要因素。
此外，Rutter氏于1979年發(fā)現(xiàn)于氧化物陰極的基材上鍍鎳，Saito于1986及1996年分別發(fā)現(xiàn)于氧化物陰極中摻雜氧化鈧，及于鎳合金基材上濺鍍鎢膜，均可改善熱陰極的特性，此等發(fā)現(xiàn)對氧化物陰極特性的研究改良，具有極為重大的意義。
近年來，由于消費者對于投影電視系統(tǒng)畫質(zhì)及亮度的要求，有愈來愈高的趨勢，故如何制作出的價廉物美、畫面清晰且高亮度的投影電視系統(tǒng)，乃目前各大投影電視系統(tǒng)的制造業(yè)者，極欲達(dá)成的一重要目標(biāo)。影響投影電視系統(tǒng)畫質(zhì)及亮度的因素固然很多，但是，在陰極射線管的投影電視系統(tǒng)上，用以產(chǎn)生紅色調(diào)、綠色調(diào)及藍(lán)色調(diào)影像的三個單色陰極射線管上所呈現(xiàn)的影像畫質(zhì)及亮度，將直接或間接影響著投影電視系統(tǒng)的畫質(zhì)及亮度。
為解決傳統(tǒng)投影電視系統(tǒng)上的畫質(zhì)及亮度不足的問題，傳統(tǒng)陰極射線管投影電視系統(tǒng)的設(shè)計及制造業(yè)者，均是通過增大施加在各單色陰極射線管的電子流發(fā)射源(如陰極)上的電流，令其產(chǎn)生高能量的電子束，以有效增加各單色陰極射線管的屏幕上所呈現(xiàn)的影像亮度，進而改善投影電視上所呈現(xiàn)的影像亮度及彩度，其主要缺陷在于在各單色陰極射線管的單一電子流發(fā)射源上施加大電流，卻令所產(chǎn)生的單一電子束中電子數(shù)量遽增，導(dǎo)致因電荷相互排斥的作用，而發(fā)生電子束斷面積沿各單色陰極射線管的屏幕方向發(fā)生逐漸擴大，甚至發(fā)生光暈惡化的現(xiàn)象。此一現(xiàn)象，雖可通過調(diào)整各單色陰極射線管的電子槍中聚焦透鏡或共同透鏡的設(shè)計，或通過加大或加深各單色陰極射線管的管頸內(nèi)徑，獲致些許改善，但卻大幅增加了生產(chǎn)成本及制程的復(fù)雜度。
因此，如何通過設(shè)計出一創(chuàng)新的氧化物陰極，以在不需大幅增加生產(chǎn)成本及改變設(shè)備制程的情形下，生產(chǎn)出高畫質(zhì)及高亮度的陰極射線管，即為本發(fā)明在此欲探討的重要課題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的是提供一種微?；难趸镪帢O的制法，主要是利用奈米粉體的研磨技術(shù)，將用以制造氧化物陰極的粉末或顆粒進行微粒化研磨，令其顆粒的粒徑由傳統(tǒng)的微米級(2.0μm)降至本發(fā)明的次微米級(0.09-1.0μm)，再以微粒化的陰極材料制作出本發(fā)明的氧化物陰極，達(dá)到有效改善氧化物陰極的熱電子發(fā)射特性的目的。
本發(fā)明的第二目的是提供一種微粒化的氧化物陰極的制法，通過在一陰極基材上，將經(jīng)奈米研磨技術(shù)所研磨出的至少一種以上微粒化的陰極材料(含鋇的碳酸鹽類)涂布至基材上，并在真空中對其進行加熱，制作出所需的氧化物陰極，各微?；年帢O材料可有效增加氧化物陰極表面的熱電子發(fā)射面積，達(dá)到有效增加其氧化物層的多孔性對導(dǎo)電度的影響的目的。
本發(fā)明的第三目的是提供一種微粒化的氧化物陰極的制法，通過在各微粒化的陰極材料，依一預(yù)定的順序，依序涂布至基材上，以形成多層次的結(jié)構(gòu)設(shè)計，通過不同的陰極材料特性，達(dá)到有效改善氧化物陰極的熱電子發(fā)射效率的目的。
本發(fā)明的第四目的是提供一種微?；难趸镪帢O的制法，通過奈米研磨技術(shù)，將陰極材料研磨成所需的微?；w粒，令所制成的氧化物陰極具有媲美價格昂貴的氧化鈧陰極的高電流發(fā)射密度及電子發(fā)射效能，達(dá)到在制程及品質(zhì)控制上，具有優(yōu)于傳統(tǒng)氧化物陰極或氧化鈧陰極的目的。
本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的一種微?；难趸镪帢O的制法，其特征是它包括利用奈米研磨技術(shù)，將用以制造氧化物陰極的至少一種陰極材料進行微粒化研磨，將該微粒化的陰極材料顆粒的平均粒徑研磨至0.09-1μm；再將該微?；年帢O材料涂布至陰極基材的表面，并在真空中利用一發(fā)熱元件對該陰極基材進行加熱，制作成微粒化的氧化物陰極。
該微粒化的陰極材料為含有碳酸鹽的陰極材料。該微粒化的陰極材料顆粒的粒徑差為0.25～0.55μm。該微?；年帢O材料顆粒中呈實體顆粒者維持在25～55％。該制法尚包括將該微?；年帢O材料摻雜入平均粒徑大于1.7μm的陰極材料中，以形成一摻雜粒徑的陰極材料；再將該摻雜粒徑的陰極材料涂布至該微?；帢O材料的表面，并在真空中利用發(fā)熱元件對該陰極基材進行加熱，制作而成微?；难趸镪帢O。
本發(fā)明還提供第二種微?；难趸镪帢O的制法，其特征是它包括利用奈米研磨技術(shù)，將用以制造氧化物陰極的至少一陰極材料進行微?；心?，該微?；年帢O材料顆粒的平均粒徑研磨至0.09-1μm，再將其摻雜入平均粒徑大于1.7μm的陰極材料中，以形成一摻雜粒徑的陰極材料；再將該摻雜粒徑的陰極材料涂布至陰極基材的表面，并在真空中利用發(fā)熱元件對該陰極基材進行加熱，制作成微?；难趸镪帢O。
該制法尚包括將該微?；年帢O材料涂布至該摻雜粒徑的陰極材料的表面，并在真空中利用發(fā)熱元件對該陰極基材進行加熱，制作成該微?；难趸镪帢O。
本發(fā)明還提供第三種微?；难趸镪帢O的制法，其特征是該制法是先在該陰極基材的表面涂布一層平均粒徑大于1.7μm的陰極材料；再將利用奈米研磨技術(shù)進行微?；心ィ瑢⑵骄綖?.09-1.0μm的至少一種微?；年帢O材料涂布至該平均粒徑大于1.7μm的陰極材料的表面，并在真空中利用發(fā)熱元件對該陰極基材進行加熱，制作成該微粒化的氧化物陰極。
本發(fā)明還提供第四種微?；难趸镪帢O的制法，其特征是該制法是先在該陰極基材的表面涂布一層平均粒徑大于1.7μm的陰極材料；再將利用奈米研磨技術(shù)進行微?；心?，將平均粒徑為0.09-1.0μm的至少一種微粒化的陰極材料摻雜入平均粒徑大于1.7μm的陰極材料中，以形成一摻雜粒徑的陰極材料，再將該摻雜粒徑的陰極材料涂布至該粒徑大于1.7μm的陰極材料的表面，并在真空中利用發(fā)熱元件對該陰極基材進行加熱，制作成該微?；难趸镪帢O。
下面結(jié)合較佳實施例配合附圖詳細(xì)說明。


圖1是傳統(tǒng)陰極的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是傳統(tǒng)陰極材料顆粒的實測粒徑分布示意圖；圖3是大顆粒的粒徑的陰極材料的排氣效果的示意圖；圖4是小顆粒的粒徑的陰極材料的排氣效果的示意圖；圖5是本發(fā)明的經(jīng)奈米研磨技術(shù)的陰極材料的實測粒徑分布示意圖；圖6是研磨前的陰極材料噴涂至陰極基材表面后的陰極表面的平坦度外觀照片；圖7是研磨后的陰極材料噴涂至陰極基材表面后的陰極表面的平坦度外觀照片；圖8是本發(fā)明制作氧化物陰極的結(jié)構(gòu)示意圖；圖9-圖12是本發(fā)明的其它實施例中各氧化物陰極的結(jié)構(gòu)示意圖；圖13-圖17是本發(fā)明的其它實施例中各氧化物陰的結(jié)構(gòu)示意圖；圖18-圖20是本發(fā)明對封入第二組試驗用陰極(hn＝35μm)的15寸彩色陰極射線管進行CC檢測后所得的R、G、B等三槍的檢測圖；圖21-圖23是本發(fā)明對封入第三組試驗用陰極(hγ＝70μm)的15寸彩色陰極射線管進行CC檢測后所得的R、G、B等三槍的檢測圖；圖24是本發(fā)明對第二組試驗用陰極(hn＝35μm)進行熱應(yīng)變檢測所得的曲線圖。
具體實施例方式
本發(fā)明是一種微?；难趸镪帢O的制法，主要是利用奈米研磨技術(shù)，將用以制造氧化物陰極的陰極材料進行微?；心?，令其顆粒的平均粒徑由傳統(tǒng)的微米級(2.0μm)降至本發(fā)明的次微米級(0.09-1.0μm左右)，再將其涂布(coating)至一陰極基材上，并在真空中對其進行加熱，制作成本發(fā)明的微粒化的氧化物陰極，以大幅增加該氧化物陰極表面的熱電子發(fā)射面積及其氧化物層的多孔性對導(dǎo)電度的影響，有效改善氧化物陰極的熱電子發(fā)射特性。
參閱圖2所示，眾所周知，目前應(yīng)用在陰極射線管上的傳統(tǒng)氧化物陰極，主要是由含碳酸鹽(如BaCO3、SrCO3、CaCO3)的陰極材料制成，該陰極材料顆粒的平均粒徑，約在數(shù)微米左右，由圖2所示的傳統(tǒng)陰極材料顆粒的實測粒徑分布圖可知，其粒徑分布值約在1.18～6.03μm(D5～D95)間，其平均粒徑在2.6μm左右(D50)，分布差為4.85μm(D95-D5＝4.85μm)。
根據(jù)Loosjer及Vink的理論，電子云氣在氧化物層的細(xì)孔中，可因外加電場，令熱電子加速撞擊氧化物分子，產(chǎn)生二次電子發(fā)射，而提高其電流密度?；诖艘徽擖c，本發(fā)明人將陰極材料粉末或顆粒的粒徑縮小多數(shù)倍后，令氧化物陰極結(jié)構(gòu)中的氣孔細(xì)密度提高多數(shù)倍，進而有效提高二次電子的產(chǎn)生機制。
針對氧化物層的氣孔模型，至今尚未有與實物最接近的理論，本發(fā)明人認(rèn)為，在概念上通過采用顆粒排列的理論，一窺氣孔密度的提升狀況。根據(jù)顆粒排列理論，設(shè)多數(shù)個顆粒的粒徑為d的陰極材料顆粒，被堆疊在直徑為D，高度為h的體積中，則每8個顆?？尚纬梢唤M氣孔，并可用下列公式推估其氣孔數(shù)Nporosity為Nporosity=1/8×----4/3πd21/4πD2h=3/128×D2h/d2---(2)]]>由公式(2)可知，當(dāng)陰極材料的顆粒的粒徑d縮小時，氣孔數(shù)Nporosity會隨之增加，二次電子的發(fā)射效能會隨之提高。
此外，由于陰極材料中的碳酸鹽成份將在陰極活性化過程中，因受熱而分解，或與基材中的還原金屬發(fā)生反應(yīng)，釋放出二氧化碳，依下列公式所示
此時，抽氣臺車必需即時將二氧化碳抽出，否則，局部二氧化碳的分壓太高，將產(chǎn)生低共融點化合物(Eutectic Compound)2BaCO3BaO，結(jié)果將使陰極涂布層熔融(Fuse)，并令其結(jié)晶變大，而所形成的低共融點物質(zhì)，不僅會使陰極氧化物的涂布產(chǎn)生燒結(jié)及融熔，亦會令其氣孔性變差，內(nèi)阻增大，導(dǎo)致電流通過時會產(chǎn)生壓降，令有效外加電場變?nèi)?，造成電子發(fā)射效能偏低。因此，欲有效改善此一問題，應(yīng)通過提高氧化物陰極的氣孔性，以提高二氧碳(CO2)的排出幾率。
圖3所示為大顆粒的粒徑的排氣效果，圖4所示的小顆粒的粒徑的排氣效果為佳。通過增加陰極的氧化層氣孔數(shù)，對熱陰極的反應(yīng)機制有極為正面的助益。
本發(fā)明人將傳統(tǒng)粒徑的陰極材料粉末或顆粒，由原先的粒徑2.6μm，通過奈米粉體的研磨技術(shù)，研磨至0.09-1.0μm左右(D50)，粒徑差為0.25-0.55μm(D95-D5)，其中呈實體顆粒者(Solid Content)仍維持在25-55％，并通過實驗，觀察其光電特性，以選定所需的顆粒的粒徑。
在本發(fā)明的較佳實施例中，發(fā)明人所選定的一種顆粒的粒徑(平均粒徑約在0.455μm左右)為例，分析說明如后參閱圖5所示，為本發(fā)明研磨后的實測粒徑分布圖，研磨后的陰極顆粒是分布在0.278-0.740μm(D5-D95)間，平均粒徑約在0.455μm左右(D50)粒徑分布差為0.462μm(D95-D5＝0.462μm)，其中呈實體顆粒者(Solid Content)仍維持在40％左右。
發(fā)明人在比較了研磨前(傳統(tǒng)陰極材料)及研磨后的陰極材料顆粒的粒徑，如下表1所示表1

其主要的不同點1、由平均粒徑大小比較研磨前的傳統(tǒng)陰極材料顆粒，是研磨后的5.7倍左右，此由公式(2)可計算出，由研磨后的陰極材料所制成的氧化物陰極的氣孔數(shù)為傳統(tǒng)氧化物陰極的185倍(5.73＝185)；2、由分布的粒徑差比較研磨前的傳統(tǒng)陰極材料顆粒的粒徑差為4.85μm，為研磨后的粒徑差0.462μm的10.5倍左右，由于研磨后的顆粒的粒徑大幅變小，且粒徑分布又較為集中，因此，將該研磨后的陰極材料噴涂至陰極基材表面后，所形成的氧化物陰極將具有較平坦的表面，參閱圖7所示；更優(yōu)于傳統(tǒng)氧化物陰極，參閱圖6所示。
在較佳實施例中，該微?；难趸镪帢O的制程，至少包含下列步驟(1)利用奈米粉體的研磨技術(shù)，將用以制造氧化物陰極的陰極材料，進行微?；心?，令其顆粒的平均粒徑被微?；良s0.455μm左右(D50)；此僅為本發(fā)明的實施例，本發(fā)明所主張的并不局限于此，凡將傳統(tǒng)陰極材料顆粒的平均粒徑，以奈米粉體的研磨技術(shù)，研磨至次微米級(0.09-1.0μm左右)，均屬于本發(fā)明所稱的微?；帢O材料；(2)參閱圖8所示，再將該微粒化的陰極材料11均勻地涂布至一基材12上；(3)再利用一加熱元件13，在真空中，對該基材12進行加熱，即可制作出本發(fā)明的微?；难趸镪帢O10。
參閱圖9-圖12所示，在本發(fā)明的其它實施例中，亦可依實際需求，將上述已被微?；闹辽僖环N陰極材料21，及至少一種傳統(tǒng)粒徑(平均粒徑至少為1.7μm)的陰極材料22，依一預(yù)定的順序，逐一均勻地涂布至一基材23上，以形成多層次結(jié)構(gòu)設(shè)計的氧化物陰極，通過不同的陰極材料特性，有效改善氧化物陰極的熱電子發(fā)射效率。在該等實施例中所制成的氧化物陰極，至少包含下列四種結(jié)構(gòu)特征1、參閱圖9所示，是在該基材23上，先均勻地涂布一層傳統(tǒng)粒徑的陰極材料22，再于該傳統(tǒng)粒徑的陰極材料22上均勻地涂布一層微?；年帢O材料21，以形成至少兩層陰極材料的氧化物陰極20。
2、參閱圖10所示，是在該基材23上先均勻地涂布一層傳統(tǒng)粒徑的陰極材料22，再于該傳統(tǒng)粒徑的陰極材料22上均勻地涂布一層微?；年帢O材料21，再于該微?；年帢O材料21上均勻地涂布一層傳統(tǒng)粒徑的陰極材料22，以形成至少三層陰極材料的氧化物陰極30。
3、參閱圖11所示，是在該基材23上，先均勻地涂布一層微?；年帢O材料21，再于該微?；年帢O材料21上均勻地涂布一層傳統(tǒng)粒徑的陰極材料22，以形成至少兩層陰極材料的氧化物陰極40。
4、參閱圖12所示，是在該基材23上，先均勻地涂布一層微粒化的陰極材料21，再于該微?；年帢O材料21上均勻地涂布一層傳統(tǒng)粒徑的陰極材料22，再于該傳統(tǒng)粒徑的陰極材料22上均勻地涂布另一層微?；年帢O材料21，以形成至少三層陰極材料的氧化物陰極50。
當(dāng)然，本發(fā)明實際實施時，并不局限于單層、雙層或三層的結(jié)構(gòu)，凡將本發(fā)明的上述結(jié)構(gòu)作其它等效的排列組合，所形成的多層陰極材料結(jié)構(gòu)的氧化物陰極，均屬于本發(fā)明的微?；趸镪帢O。
參閱圖13-圖17所示，在本發(fā)明的其它實施例中，亦可依實際需求，將上述已被微?；闹辽僖环N陰極材料，摻雜入傳統(tǒng)粒徑的陰極材料，形成摻雜粒徑的陰極材料53，參閱圖13所示；再將該摻雜粒徑的陰極材料53均勻地涂布至一基材54上，以形成單層陰極材料的氧化物陰極60，或依一預(yù)定的順序，將該摻雜粒徑的陰極材料53及傳統(tǒng)粒徑的陰極材料52(或微粒化的陰極材料51)均勻地涂布至該基材54上，形成至少兩層(或至少三層)陰極材料的氧化物陰極70、80、90、100，參閱圖14、15、16和17所示，通過不同的陰極材料特性，有效改善該氧化物陰極的熱電子發(fā)射效率及密度。
在上述較佳實施例中，本發(fā)明將含有碳酸鹽(BaCO3、SrCO3、CaCO3)的陰極材料，以奈米研磨加工技術(shù)，進行微粒化研磨，使其顆粒的粒徑縮小至平均粒徑約在0.455μm左右，粒徑分布差為0.462μm，再通過實驗，觀察所制成的氧化物陰極的電子發(fā)射效能，結(jié)果發(fā)現(xiàn)經(jīng)微?；幚砗蟮难趸镪帢O，其電子發(fā)射效能可媲美氧化鈧陰極，甚至有些制程上的品質(zhì)控制，更優(yōu)于傳統(tǒng)氧化物陰極或氧化鈧陰極。
本發(fā)明通過上述研磨前后的陰極材料粉末或顆粒，分別制作出三組試驗用陰極，其中第一組試驗用陰極是在該基材上，先均勻地涂布一層厚度為hr的傳統(tǒng)粒徑(研磨前)的陰極材料，再于該傳統(tǒng)粒徑的陰極材料上均勻地涂布一層厚度為hn的微?；?研磨后)的陰極材料，形成至少兩層陰極材料的結(jié)構(gòu)；第二組試驗用陰極是在該基材上，均勻地涂布一層厚度為hn的微?；?研磨后)的陰極材料，形成單層陰極材料的結(jié)構(gòu)；第三組試驗用陰極是在該基材上，均勻地涂布一層厚度為hr的傳統(tǒng)粒徑(研磨前)的陰極材料，形成單層陰極材料的結(jié)構(gòu)(傳統(tǒng)陰極)。
各組試驗用陰極的規(guī)格如下表2所示表2

將上述各組試驗用陰極分別安裝至一電子槍，并將各該電子槍分別封人一彩色陰極射線管后，依序?qū)Ω髟撽帢O射線管進行下列的光電特性檢測(1)陰極電子發(fā)射狀態(tài)檢測(Cathode Condition)簡稱為CC檢測，是利用電子槍透鏡放大原理，通過調(diào)整陰極的電流，來觀察陰極表面的處理品質(zhì)，若陰極的除氣效果不佳，則會令影象呈黑斑點分布，或呈現(xiàn)局部陰黑等現(xiàn)象。將上述安裝有上述各組試驗用陰極的電子槍，分別封入一15寸彩色陰極射線管，并對其進行CC檢測
參閱圖18-圖20所示，為安裝有第二組試驗用陰極(hn＝35μm)的彩色陰極射線管的CC檢測結(jié)果；參閱圖21-圖23所示，為安裝有第三組試驗用陰極(hr＝70μm)的彩色陰極射線管的CC檢測結(jié)果；通過相比較，顯然以第二組彩色陰極射線管為最佳，其CC檢測結(jié)果是呈穩(wěn)定的電子場發(fā)射狀況，再將第一組與第三組彩色陰極射線管相比較，二者的CC檢測結(jié)果則相當(dāng)。由此可知，第二組試驗用陰極僅需以傳統(tǒng)的制程時效處理條件，即可制作出具有良好CC檢測結(jié)果的陰極射線管。
(2)最大陰極電流(Maximum Cathode Current)又稱MIK檢測，是用以判定陰極時效處理的良劣、氣毒狀況及陰極發(fā)射電流的能力，將安裝有上述各組試驗用陰極的FS型(Flat Square Type)電子槍，分別封入一17寸彩色陰極射線管，并對其進行MIK檢測，檢測結(jié)果如下表3所示表3

從上表3的檢測結(jié)果可知①第二組試驗用陰極(hn＝35μm)較第三組試驗用陰極(hr＝70μm)，在R、G、B三槍的最大陰極電流上，提升了約0.7-7.1％。
②由上表3所示可知，第二組試驗用陰極中的R、G、B三槍的最大差為20μA，顯然較傳統(tǒng)第三組試驗用陰極的三槍差值170μA，要小很多，此一檢測結(jié)果顯示在同一生產(chǎn)制程條件下，微?；蟮年帢O在時效處理的一致性上會較佳。
③使用第一組試驗用陰極的三槍與第三組試驗用陰極，無明顯差異。
下面將安裝有上述各組試驗用陰極的F型(Flat Type)電子槍，分別封入一17寸彩色陰極射線管，并對其進行MIK檢測，檢測結(jié)果如下表4所示表4

從上表4的檢測結(jié)果可知①第二組試驗用陰極(hn＝35μm)較第三組試驗用陰極(hr＝70μm)，在R、G、B三槍的最大陰極電流上，提升了約6.0-26.0％。
②由上表4所示可知，第二組試驗用陰極中的R、G、B三槍的最大差為63μA，顯然較傳統(tǒng)第三組試驗用陰極的三槍差值130μA，要小很多，此一檢測結(jié)果顯示在同一生產(chǎn)制程條件下，微粒化后的陰極在時效處理的一致性上會較佳。
(3)最大陰極電流比值ψMIK最大陰極電流比值ψ的定義，如下列公式所示ψMIK＝MIK實測/MIK理論×100％ (4)其數(shù)值一般均要求大于83％。
本發(fā)明人將上述各組試驗用的SRF型(Superior Real Flat Type)電子槍，分別封入一17寸彩色陰極射線管，并對其進行ψMIK比值檢測，結(jié)果如下表5所示。
表5

從表5可見①第一組試驗用陰極(hn＝10μm，hr＝60μm)與第三組試驗用陰極(hr＝70μm)的最大陰極電流發(fā)射率相當(dāng)接近，并無顯著的提升效果。
②第二組試驗用陰極(hn＝35μm)則在R，G，B三槍上分別有2.0％～4.2％的提升率。
同樣地，發(fā)明人將安裝有上述各組試驗用陰極的SRF型電子槍，分別封入一17寸彩色陰極射線管，并對其進行ψMIK比值檢測，檢測結(jié)果見下表6表6

從表5可見不僅第二組試驗用陰極(hn＝35μm)在R，G，B三槍上分別有4.3-13.7％的提升率，第一組試驗用陰極在R，G，B三槍上亦有一定程度的提升率。
(4)陰極熱應(yīng)變(Thermal Ik)參閱圖24所示，此項測試的目的是用評估陰極電流隨時間變化的穩(wěn)定性，以避免色純發(fā)生變化，由圖24所示的熱應(yīng)變檢測結(jié)果可知微?；牡诙M試驗用陰極，其變化率于10分鐘即趨向穩(wěn)定，且在規(guī)格范圍內(nèi)。
(5)其它陰極現(xiàn)試
利用其它陰極檢測，例如陰極截止電壓(COEK，cut-off potential Voltage)、截止電壓比(RCOEK)及陰極電流上升時間(EWT，emission warm up time)等檢測，其結(jié)果顯示第二組試驗用陰極均保持在規(guī)格內(nèi)的正常分布。
據(jù)上所述可知，氧化物陰極的顆粒，由傳統(tǒng)平均粒徑，以奈米研磨技術(shù)研磨至0.09-1.0μm的平均粒徑后，將其涂布至陰極基材上，或?qū)⑵鋼诫s入傳統(tǒng)粒徑的陰極材料，再涂布至陰極基材上，均可有效提升其電流發(fā)射能力，令所產(chǎn)生的電子束較不易發(fā)生光暈拖尾(halo)現(xiàn)象，且微?；蟮年帢O，不僅其真空除氣及耐氣毒能力相對提高外，由于其表面平坦度隨之提高，亦將令電子槍在電子束成形區(qū)(beam form region)的預(yù)聚焦(pre-focus)能力較好，此對于畫質(zhì)的Focus及Moire不僅具有明顯的改善效果，亦可有效提高電子槍或陰極射線管的產(chǎn)品優(yōu)良率。
此外，尤其值得一提的是本發(fā)明將微?；年帢O應(yīng)用至電子槍或陰極射線管時，并無需對其設(shè)備或制程作特別修正或改造，即能制作出媲美傳統(tǒng)價格昂貴的氧化鈧陰極的高電流發(fā)射密度及電子發(fā)射效能，并在制程及品質(zhì)控制上，具有優(yōu)于傳統(tǒng)氧化物陰極或氧化釩陰極的特色。
以上所述，僅為本發(fā)明的最佳的實施例，本發(fā)明的構(gòu)造特征并不局限于此，任何熟悉該項技藝者，在本發(fā)明領(lǐng)域內(nèi)，可輕易思及的變化或修飾，皆涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種微?；难趸镪帢O的制法，其特征是它包括利用奈米研磨技術(shù)，將用以制造氧化物陰極的至少一種陰極材料進行微?；心?，將該微粒化的陰極材料顆粒的平均粒徑研磨至0.09-1μm；再將該微?；年帢O材料涂布至陰極基材的表面，并在真空中利用一發(fā)熱元件對該陰極基材進行加熱，制作成微粒化的氧化物陰極。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微?；难趸镪帢O的制法，其特征是該微粒化的陰極材料為含有碳酸鹽的陰極材料。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微粒化的氧化物陰極的制法，其特征是該微粒化的陰極材料顆粒的粒徑差為0.25～0.55μm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微?；难趸镪帢O的制法，其特征是該微粒化的陰極材料顆粒中呈實體顆粒者維持在25～55％。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微粒化的氧化物陰極的制法，其特征是該制法尚包括將該微?；年帢O材料摻雜入平均粒徑大于1.7μm的陰極材料中，以形成一摻雜粒徑的陰極材料；再將該摻雜粒徑的陰極材料涂布至該微?；帢O材料的表面，并在真空中利用發(fā)熱元件對該陰極基材進行加熱，制作而成微?；难趸镪帢O。
6.一種微?；难趸镪帢O的制法，其特征是它包括利用奈米研磨技術(shù)，將用以制造氧化物陰極的至少一陰極材料進行微?；心ィ撐⒘；年帢O材料顆粒的平均粒徑研磨至0.09-1μm，再將其摻雜入平均粒徑大于1.7μm的陰極材料中，以形成一摻雜粒徑的陰極材料；再將該摻雜粒徑的陰極材料涂布至陰極基材的表面，并在真空中利用發(fā)熱元件對該陰極基材進行加熱，制作成微粒化的氧化物陰極。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的微粒化的氧化物陰極的制法，其特征是該陰極材料為含有碳酸鹽的陰極材料。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的微粒化的氧化物陰極的制法，其特征是該微?；年帢O材料顆粒的粒徑差為0.25～0.55μm。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的微粒化的氧化物陰極的制法，其特征是該微?；年帢O材料顆粒中呈實體顆粒者維持在25～55％。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的微?；难趸镪帢O的制法，其特征是該制法尚包括將該微粒化的陰極材料涂布至該摻雜粒徑的陰極材料的表面，并在真空中利用發(fā)熱元件對該陰極基材進行加熱，制作成該微?；难趸镪帢O。
11.一種微粒化的氧化物陰極的制法，其特征是該制法是先在該陰極基材的表面涂布一層平均粒徑大于1.7μm的陰極材料；再將利用奈米研磨技術(shù)進行微?；心ィ瑢⑵骄綖?.09-1.0μm的至少一種微?；年帢O材料涂布至該平均粒徑大于1.7μm的陰極材料的表面，并在真空中利用發(fā)熱元件對該陰極基材進行加熱，制作成該微?；难趸镪帢O。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的微粒化的氧化物陰極的制法，其特征是該各陰極材料為含碳酸鹽的陰極材料。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的微?；难趸镪帢O的制法，其特征是該微?；年帢O材料顆粒的粒徑差為0.25～0.55μm。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的微?；难趸镪帢O的制法，其特征是該微?；年帢O材料顆粒中呈實體顆粒者維持在25～55％。
15.一種微?；难趸镪帢O的制法，其特征是該制法是先在該陰極基材的表面涂布一層平均粒徑大于1.7μm的陰極材料；再將利用奈米研磨技術(shù)進行微?；心?，將平均粒徑為0.09-1.0μm的至少一種微粒化的陰極材料摻雜入平均粒徑大于1.7μm的陰極材料中，以形成一摻雜粒徑的陰極材料，再將該摻雜粒徑的陰極材料涂布至該粒徑大于1.7μm的陰極材料的表面，并在真空中利用發(fā)熱元件對該陰極基材進行加熱，制作成該微粒化的氧化物陰極。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的微?；难趸镪帢O的制法，其特征是該各該陰極材料為含碳酸鹽的陰極材料。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的微?；难趸镪帢O的制法，其特征是該微粒化的陰極材料顆粒的粒徑差為0.25～0.55μm。
18.根據(jù)權(quán)利要求15所述的微?；难趸镪帢O的制法，其特征是該微?；年帢O材料顆粒中呈實體顆粒者維持在25～55％。
全文摘要
一種微粒化的氧化物陰極的制法，主要是利用奈米粉體的研磨技術(shù)，將用以制造氧化物陰極的陰極材料進行微?；心?，令其平均顆粒的粒徑約在0.09－1.0μm左右，將其涂布至基材上，或?qū)⑵鋼诫s入傳統(tǒng)粒徑的陰極材料再涂布至基材上，并在真空中加熱，制作出微?；难趸镪帢O。不僅有效增加氧化物陰極表面上的熱電子發(fā)射面積及其氧化物層的多孔性對導(dǎo)電度的影響，且有效改善氧化物陰極的熱電子發(fā)射特性。
文檔編號H01J9/02GK1567508SQ0314826
公開日2005年1月19日 申請日期2003年6月30日 優(yōu)先權(quán)日2003年6月30日
發(fā)明者劉梅, 莫啟能, 林丕光, 張莉娜, 楊遠(yuǎn)威 申請人:中華映管股份有限公司