[发明专利]阴极构件及其制造方法

说明书

本发明涉及阴极构件及其制造方法，特别涉及通过改变涂覆在圆筒形阴极附属件上端的金属层上表面之上的电子发射体的结构，来提高阴极电流密度、延长电子发射寿命的阴极构件。

常规的阴极射线管用的阴极结构，如图1所示，包括在其内部设有阴极加热用的灯丝4的圆筒形阴极附属件3，在其上部形成含有微量活性化金属(例如Mg，Si)的镍(Ni)合金的金属层2，以及在上述金属层2的上表面上，由以氧化钡(BaO)为主要成份，并含有氧化锶(SrO)、氧化钙(CaO)的电子发射物质构成电子发射体1。

图中未说明的标号5表示高阻中间层。

在阴极射线管中的阴极，由于插设在阴极附属件3内部的阴极加热用的灯丝4的发热作用，使金属层2上表面上的电子发射体生成电子。

而且，阴极电流密度就单位电子发射体表面面积的阴极电流而言，一般位于电子发射中心的电流密度则意味着电子束电流密度。

另外，电子发射寿命是指在正常工作条件下的阴极电流与初始阴极电流相比，劣化到其初始值的40～50％的时间。作为与电子发射寿命相关的主要因素，由于活性化金属的不足而使自由钡不足，随着电子发射物质的蒸发而使自由钡不足，在电子发射体1与金属层2之间就有高阻的中间层5生成。

常规的阴极射线管用的阴极构件的电子生成机理如下：

在常规的阴极射线管用的阴极构件中，电子生成反应是在电子发射体1的电子发射物质与金属层2中的活性化金属之间发生的，因此，在电子发射体1与金属层2之间就会形成高阻的氧化物层的中间层5。当电子从阴极生成放出时，由于高阻中间层的存在会产生大量的热，从而损伤了电子发射体1。另一方面，其阻断了电子发射体1中的电子发射物质与金属层2中的活性化金属间发生接触反应，导致电子发射性能的急剧劣化，从而急剧地缩短了电子发射寿命。

在金属层2上表面上形成这种电子发射体1的方法是采取利用了洁净空气压的空气喷射涂覆方法，涂覆密度约0.8～1.1g/cm³。

这意味着，通过蒸发电子发射物质来提高阴极电流密度和电子发射寿命是有限度的。

再有，常规的阴极射线管用的阴极构件可工作的峰值阴极电流密度约2.5A/cm²，电子发射寿命约20,000小时。

这种常规的阴极射线管虽然主要使用氧化物阴极，但由于最近的阴极射线管的大型化、高辉度化的趋势，需要更高的阴极电流密度，为了提高阴极电流密度，正在开发使用一种配合(dispenser)阴极。但配合阴极的制作工艺过程极为复杂，其价格与氧化物阴极相比高约20倍左右，难以应用于阴极射线管。

本发明之目的在于，提高电子发射物质的涂覆密度，使常规的氧化物阴极的约2.5A/cm²的阴极电流密度和约20,000小时的电子发射寿命限度提高约2倍以上。

为实现上述目的，本发明提供了一种阴极构件，包括一个阴极附属件103和设置在所述阴极附属件内用于加热的灯丝104，一金属层102涂覆在所述阴极附属件103的外表面，以及一电子发射体107形成在金属层上表面之上，其特征在于所述电子发射体107由多层构成，该多层由电子发射物质层106和活性化金属层105交替层叠而成。

本发明还提供了用于制造上述阴极构件的制造方法，所述阴极构件包括一个阴极附属件103和设置在所述阴极附属件内用于加热的灯丝104，一金属层102涂覆在所述阴极附属件103的外表面，一电子发射体107形成在金属层107上表面之上，其特征在于在金属层102上表面之上交替地涂覆电子发射物质层106和活性化金属层105以形成所述的电子发射体。

图1是常规的阴极射线管用的阴极构件的结构图。

图2是本发明的阴极射线管用的阴极构件的结构图。