電極及其相關改進的制作方法

專利名稱：電極及其相關改進的制作方法
技術領域：
本發明涉及電極設備和組件、包括電極設備和組件的電子設備及制造它們的方法。
發明的背景存在被人熟知的具有一定范圍的結構和應用的電極。例如，冷陰極電極在照明應用上被發現是有效的，包括用作LCD顯示器的背景光的冷陰極日光燈(CCFL)。
熟知的電極可能包括一管狀體，該管狀體的一端是封閉的，在封閉的一端含有如鉬等的發射材料，并附著有一管莖(或片)。
該電極熟知的問題在于，濺射能腐蝕表面，并使得電極的壁變薄。因此，電極壁或者設置于其上的表面覆蓋物的壽命可能被限制。
因此，仍存在對于可選擇電極或者制造方法的需要。
因此，本發明旨在討論至少一個不足，該不足與在此討論的或沒有討論的現有技術相關。
發明概要根據本發明的第一方面，本發明提供了一種具有發射源器件的電極設備，該發射源器件包括具有活性材料和/或設置成用來接收活性材料的發射表面，其中，電極設備進一步的還包括一活性材料儲備腔，該活性材料儲備腔用來補充所述源器件發射表面的活性材料和/或用來向所述源器件發射表面提供活性材料。
優選地，電極設備包括具有發射表面的發射源器件，該發射表面包括活性材料，其中，電極設備進一步的包括一個用來補充所述源器件發射表面的活性材料的活性材料儲備腔。
優選地，電極設備包括一發射源器件，該發射源器件包括一管狀壁，該管狀壁提供一中空的管狀體并具有內部發射表面，該內部發射表面包括活性材料；其中，電極設備進一步的包括一用來補充管狀壁發射表面的活性材料的活性材料儲備腔。
合適地，發射表面的活性材料，優選地管狀壁的內表面，提供一電子源。
合適地，儲備腔的活性材料以及發射表面的活性材料，優選地管狀壁的內表面，實質上是相同的。
合適地，儲備腔位于管狀體的一端。
合適地，至少儲備腔的一部分位于管狀體之內。
儲備腔可以被設置成封閉管狀體的一端，這樣，管狀體的一端是封閉的。
可選擇地，儲備腔可被設置成部分地阻隔管狀體一端，但是不是完全封閉它，因此，管狀體相反的一端是開口的。
合適地，儲備腔被設置，這樣，在使用中，濺射使得活性材料從儲備腔釋放，使得活性材料能夠沉積在發射源表面，優選地在管狀壁的內表面上沉積。來自于儲備腔的活性材料因此可在管狀壁沉積，以補充發射源表面的活性材料，該活性材料本身通過濺射被耗盡。
在一個實施例中，發射源器件被制造有發射表面，該發射表面不包含活性材料。然后，在使用中，一旦電極在“正常”操作前被密封在燈中，在燈的“正常”操作和/或在預處理操作中，來自于儲備腔的活性材料可使得被設置于發射表面。
在這種設置中，而不是分別覆蓋源器件的發射表面，設備可被這樣設置，因此，儲備腔中的濺射允許儲備腔來提供發射表面的最初覆蓋層，同樣補充使用中的覆蓋物。
如果最初的覆蓋層在“正常”使用中提供，器件可被多維化，以確保濺射發生在儲備腔中。
如果最初的覆蓋層在預處理過程中提供，那么在操作中，差分交流頻率和/或較高電壓和/或較高的壓降可在燈中使用，以確保濺射和覆蓋發生。
與其他金屬相比，活性材料可包括具有高活性的金屬，并可能已經改進電子發射特性，這歸功于該金屬具有低工作功能和/或較高的電子傳導性。合適地，活性材料包括低工作功能材料。
活性材料可包括一種或多種鉬，鎢，鋇，鋁，鋇-鋁合金，或其他合適地元素或合金。活性材料優選地包括鋇和/或鋁。合適地，活性材料包括鋇-鋁合金。活性材料合適地包括鋇和/或鋁高含量的合金，所述合金可進一步地包括鉬和/或鎳。
活性材料可包括包含有水銀的合金。合適地，活性材料包括包含有鋇的合金，例如鋇-鋁合金以及水銀。活性材料可包括Ba-Al和Hg合金。在使用中，水銀的內含物，通過與鋇(Ba)的反應，可抵消與在燈內移除水銀(Hg)有關的困難。因此，這種合金的使用可改變燈的亮度和/或效能。
活性材料可包括金屬氧化物，優選地鋇和/或鋁氧化物。活性材料可包括鋇氧化物，該鋇氧化物通過氧化鋇碳酸鹽制造。活性材料可包括基礎材料(basematerial)上的覆蓋層，該覆蓋層通過向預處理操作中應用碳酸鹽和施加電極設備，以將碳酸鹽氧化成氧化物而形成。
合適地，發射源器件發射表面，優選地管狀壁的表面的活性材料，用作載體基礎金屬的覆蓋層，并包括具有比所覆蓋的金屬高活性的金屬。
合適地，活性材料的儲備腔被載體基礎金屬(carrier base material)承載，并包括比所述基礎金屬具有更高活性的金屬。
合適地，管狀體具有在0.5和5mm之間的外部直徑。
合適地，管狀體具有為其直徑的1-20倍的長度，優選地為其直徑的3-15倍，例如大約為直徑的10倍。
合適的，管狀體的長度至少為其直徑的5倍，例如至少是其直徑的6，7，8，9，10，11或12倍。
合適地，管狀體包括一由管狀壁設置的開口端的管。
設備合適地包括一封閉部件，該封閉部件被設置成封閉管的一端。因而，管狀壁可包括所述的管狀體的一側壁，封閉部件可包括管狀體的封閉(基礎)壁。
合適地，儲備腔包括一用來封閉管狀體的一端的封閉部件，因此，管狀體的一端是封閉的。
可選擇地，設備可包括組成儲備腔的載體部件。載體部件可被設置來阻隔但不是完全封閉管狀體的一端。
可選擇地，管狀體的一端可是封閉的，包括一深長(deep-drawn)的管狀體。管狀壁因此可包括壁的一部分，這同樣組成封閉(基礎)壁部分。電子發射源器件可進一步的包括一管莖(stem)。管莖可以連接到封閉部件上或可與封閉部件一體成形。可選擇地，管莖可連接到管狀壁。管莖可包括一玻璃環，通過該玻璃環此器件固定到一殼體。合適地，管莖被設置成來連接電源，因此，電極設備包括電極。
可選擇地，器件的管狀壁的一部分可包括一環繞它周側的玻璃環，通過此玻璃環器件可固定到一殼體。器件也可包括一由管狀壁設置的位于管狀體內部的玻璃壁。器件的玻璃壁可被設置成連接電源，因此，電極設備可包括一無管莖的電極(stemless electrode)。
合適地，設備包括一封閉部件，該封閉部件包括活性材料的儲備腔，并被設置，這樣儲備腔形成了管狀體的內表面。
封閉部件可包括一構成基礎材料的壁，該壁包括承載有大量活性儲備腔材料。可替代的，封閉部件可包括一壁，該壁包括有活性儲備腔材料。
封閉部件可包括一封閉壁，該封閉壁由基礎材料形成，并且承載有一塊活性材料來提供所述儲備腔。優選地，儲備腔包括活性材料的覆蓋層，該覆蓋層應用到封閉部件的封閉壁的基礎材料上。合適地，所述覆蓋層具有在0.001mm和1mm之間的厚度，優選地是在0.01mm和0.5mm之間。
封閉壁被設置成來封閉管的一端是合適的。
可選擇地，設備可包括一載體部件，該載體部件包括一活性材料的儲備腔并被設置，這樣儲備腔位于管狀體的內部。
載體部件可包括有基礎材料的壁，該壁承載有大量的活性儲備腔材料。可選擇地，載體部件可包括一壁，該壁包括有活性儲備腔材料。
載體部件可包括一由基礎材料形成的載體壁，該載體壁承載有一塊活性材料提供所述儲備腔。優選地，儲備腔包括一活性材料的覆蓋層，該覆蓋層應用到載體部件負載壁的基礎材料。合適地，所述覆蓋層的厚度在0.001mm和1mm之間，優選地是在0.01mm和0.5mm之間。
載體壁合適地被設置成來阻隔但不是完全封閉管狀體的一端。
電極設備的管狀壁可包括基礎材料，該基礎材料具有由活性材料覆蓋的表面而形成壁的內表面。表面的覆蓋層可具有在0.001mm和1mm之間的厚度。可選擇地，管狀壁可包括活性材料，該活性材料形成了管狀壁的內表面。
合適地，管狀壁包括一金屬片。該金屬片可包括所述管狀壁的基礎材料。金屬片可被卷曲成管的形狀。合適地，金屬片被彎曲成管的形狀。
合適地，管狀壁包括一純金屬。可選擇地，管狀壁可包括一合金。
合適地，管狀壁的熔點遠大于1100℃。合適地，管狀壁的熱傳導率在0.02瓦特/cm2·℃和5.0瓦特/cm2·℃之間。合適地，在環境溫度下，管狀壁的線性膨脹系數在1×10-6/℃和30×10-6/℃之間。
合適地，管狀壁包括過渡金屬元素。合適地，管狀壁包括基礎材料，該基礎材料選自于鐵(ferrous)合金族(group consisting of steel)，例如科瓦鐵鎳鈷合金(kovar)，鎳(Ni)，難熔金屬(Refractory metal)例如鉬(Mo)，鈮(Nb)，鉭(Ta)和鎢(W)或合金和/或其混合物，并且該基礎材料由所述的活性材料覆蓋。可選擇地，管狀壁可唯一的由所述活性材料形成。
管狀壁可包括金屬片，該金屬片在第一側上設置有用活性材料覆蓋的表面，然后成型于管中，使得所述的第一側形成了管的內表面。因此，就有可能形成具有大體長度(substantial length)的管的管狀體，該管狀體實際上在它的內表面范圍是均勻地被覆蓋。
管狀壁上的活性材料的表面覆蓋層，可被設置以改善電極設備的性能和/或壽命。
管狀壁上的活性材料的表面覆蓋層，可包括有微米和/或毫微米大小體積的粒子，以增加電極設備的表面區域。這對采用包含有電子發射源器件的電極的燈來說，具有更高的亮度和/或較低的工作溫度。
管狀壁上的活性材料的表面覆蓋層，可包括金屬，該金屬比它所覆蓋的形成器件的金屬具有更高的活性。具有較高活性的金屬可改善電極的發射屬性，這是因為該金屬具有較低的工作功能和/或較高的電子傳導性。
表面覆蓋層可包括鉬，鎢，鋇，鋁，鋇-鋁合金或其他合適的元素或合金。電極設備因此可通過管狀壁來構造，該管狀壁可包括例如鎳等金屬，覆蓋有更活性但是更貴的金屬，例如鉬，鎢，鋇，鋁或鋇-鋁合金。這就使得高效能的電極可更經濟的生產。表面覆蓋層可包括包含有鋇的合金，例如鋇-鋁和水銀。
活性材料的覆蓋層可通過很多熟知的方法應用到電極設備的一部分，例如濺射覆蓋法，電化學沉積法，金屬-組織汽態沉積法，情景析出法(in-situprecipitation)，溶膠-凝膠法(sol-gel process)，熱噴涂(spraying)，擦光或卷繞鍍膜法(coil coating)。該覆蓋層可以設置成作為碳酸鹽接著轉換為氧化物。
合適地，金屬片的厚度在0.01到0.1mm之間，優選的是在0.02到0.1mm之間，例如大約0.08mm。管因此可具有厚度在0.01到0.1mm之間的壁，優選的是在0.02到0.1mm之間，例如大約0.08mm。壁在金屬片邊緣重疊的部分可具有兩倍的上述厚度。
合適地，管在沿截面上具有大體上的圓環。
合適地，管包括一彎曲的金屬片，其在成型于管中之前大體上是平的。合適地，管包括一彎曲的金屬片，其在成型于管中之前大體上是矩形的。
合適地，當成型于管中時，金屬片的相對的第一和第二邊緣大體上彼此毗鄰放置。
合適地，當成型于管中時，金屬片的第一和第二邊緣大體上重疊。管因此可在接縫處具有兩倍的壁的厚度，該接縫在圓周方向上封閉管。
合適地，金屬片的第一和第二邊緣區域通過管周長的0.1％和10％重疊，例如通過0.5％和8％之間。
合適地，管通過一個或者多個焊縫來固定到封閉部件。合適地，管和封閉部件激光焊在一起。合適地，焊縫是點焊縫。
合適地，封閉部件包括一封閉部件，該封閉部件通過位于區域中的第一焊縫固定到管上，該區域中金屬片的第一和第二邊緣重疊，并且在該區域中封閉部件和管重疊。封閉部件和管可通過一個或多個焊縫固定，優選地，通過分別位于第一焊點兩邊的另外兩個焊接點固定，該另外兩個焊接點間隔90到150度，比如大約120度。
可選擇地，載體部件可被放置，使得在不連接管和/或直接附著到管的情況下，一部分阻塞了管的開口端。合適地，載體部件不直接附著到管。載體部件可通過位于管內部的一玻璃壁附著到管。
封閉部件或載體部件可包括純金屬。可選擇地，封閉/載體部件可包括合金。
合適地，封閉/載體部件具有高于1100℃的熔點。合適地，封閉/載體部件的熱傳導率在0.02瓦特/cm2·℃和5.0瓦特/cm2·℃之間。合適地，在環境溫度下，管狀壁的線性膨脹系數在1×10-6/℃和30×10-6/℃之間。
合適地，封閉/載體部件包括過渡金屬。合適地，封閉部件包括基礎材料，該基礎材料選自于鐵(ferrous)合金族(group consisting of steel)，例如科瓦鐵鎳鈷合金(kovar)，鎳(Ni)，難熔金屬(Refractory metal)例如鉬(Mo)，鈮(Nb)，鉭(Ta)和鎢(W)或合金和/或其混合物，并且該基礎材料由所述的活性材料覆蓋。可選擇地，封閉部件可唯一的由所述活性儲備腔材料形成。
在封閉/載體部件上形成的儲備腔的活性材料的表面覆蓋層，可包括金屬，該金屬與它覆蓋的形成器件的金屬相比，具有較高的活性。具有較高活性的金屬，可改善電子發射屬性，這是由于該金屬具有較低的工作功能和/或較高的電子傳導性。表面覆蓋層可包括鉬，鎢，鋇，鋁，鋇-鋁合金或其他合適的元素或合金。電極設備因此可通過封閉/載體部件來構造，可包括例如鎳等金屬的封閉/載體部件，覆蓋有更活性但是更貴的金屬的儲備腔，例如鉬，鎢，鋇，鋁或鋇-鋁合金。這就使得高效能的電極可更經濟的生產。表面覆蓋層可包括合金，該合金包含有鋇，例如鋇-鋁和水銀。
封閉/載體部件和管狀壁可包括同樣的金屬。可選擇地，封閉/載體部件和管狀壁可包括不同的金屬。可選擇地，管狀壁和封閉/載體部件可由不同的材料組成，這些材料根據它們在整體的電極設備組合中的特殊屬性和功能屬性來選擇。
封閉/載體部件可包括一封閉蓋。合適地，設備包括一包含有封閉蓋的封閉部件，該封閉蓋被設置成位于管狀壁之上。可選擇地，設備可包括一包含有塞子封閉/載體部件，該塞子被設置成位于管狀壁之內。合適地，設備包括包含有塞子的封閉部件。
封閉部件可包括一包含有活性儲備腔材料的封閉蓋。合適地，封閉部件包括一封閉蓋，該封閉蓋包含承載活性儲備腔材料的基礎材料。合適地，活性儲備腔材料包括一覆蓋層，該覆蓋層應用到封閉蓋的內部表面。合適地，覆蓋層應用到封閉部件的封閉壁，該封閉壁被設置成提供管狀體的封閉一端的內表面。
合適地，封閉蓋包括一管，該管的一端封閉，另一端開口。合適地，管封閉的一端包括封閉部件的封閉壁。合適地，封閉蓋通過深拉法(deep-drawing)形成。
該封閉蓋可包括連接到封閉壁的管莖。封閉壁和管莖可以是一體的。可選擇地，該封閉壁可被設置成連接管莖。
合適地，封閉蓋具有一厚度在0.01到0.1mm之間的壁，優選的是在0.02到0.1mm之間，例如大約0.055mm。
合適地，封閉蓋被設置成來支持彎曲金屬片，該金屬片以管狀構造形成管狀壁。合適地，封閉壁被設置成位于管一端之上，使得管可隱蔽的適應其中。
合適地，封閉蓋被設置在管之上，使得封閉蓋用管長的0.1到30％重疊管的端部區域，優選的是用管長的0.5到20％，例如用管長的2到15％之間。
合適地，封閉蓋用0.1mm和10mm之間來重疊管。合適地，封閉蓋用至少0.1mm來重疊，優選的至少是0.3mm，例如，例如至少是0.5mm。
封閉蓋和管的重疊可被設置成用來提供一電極設備，該電極設備在某區域內具有兩倍的壁厚，當電極中采用器件時，該區域可易于產生洞。
封閉部件可包括一塞子，該塞子包括活性儲備腔材料。合適地，封閉部件包括有基礎材料的塞子，該基礎材料承載有活性儲備腔材料。合適地，活性儲備腔材料包括一覆蓋層，該覆蓋層應用到塞子的表面，該塞子位于管狀體的內部。合適地，覆蓋層應用到封閉部件的封閉壁上，該封閉壁設置成提供管狀體的封閉端的內表面。
合適地，塞子包括一頭部。合適地，頭部包括封閉壁并合適地承載活性儲備腔材料。
該塞子包括可連接到頭部的管莖。可選擇地，塞子可包括設置成連接管莖的頭部。
合適地，塞子包括連接到管莖的頭部，使得二者在橫截面上大體成T-形。塞子和管莖可組成一統一體。
塞子可通過鑄造形成。可選擇地，如果合適的話，它可通過拉延工藝形成，或者頭部可被擠壓并且管莖可從螺桿處截斷。
頭部可被焊接到管莖上。可選擇地，頭部可設置有管莖可插入的口徑。頭部可包括有一具有口徑的轉盤，因此可包括有一清洗器。合適地，管莖的直徑比頭部口徑的直徑稍微大一點。管莖因此可被強制來適合頭部口徑。
管莖可被焊接到頭部，使得塞子器件的重結晶(recrystallistation)發生。這可以增加濺射的速率，并且因此改善儲備腔的性能。
合適地，頭部包括一轉盤，其大體上是圓形的。合適地，轉盤的直徑設置使得它隱蔽地適應管。
轉盤的直徑在0.45和4.98mm之間。合適地，轉盤的厚度在0.01和10mm之間，優選地在0.01和1mm之間，更加優選地是在0.02和1mm之間，例如0.5mm。
合適地，封閉蓋位于管上，因此封閉蓋用管長的0.5到20％重疊管的端部區域，優選的是用管長的0.5到20％，例如用管長的2％到15％。
合適地，管位于塞子上，使得管用管長的0.1％到30％來重疊頭部，優選地是用管長的0.5到20％之間，例如用管長的2到15％。
合適地，管用0.1到10mm來重疊塞子。合適地，封閉蓋用至少0.1mm重疊管，優選地是用至少0.3mm，例如用至少0.5mm。
包括封閉蓋或塞子的封閉部件的一個可替換的例子，設備可包括載體部件，該載體部件包括大體上和這里所述的塞子或封閉蓋同樣類型載體部件，但是是固定大小的，使得可放置在管狀體的內部以阻塞但不是完全封閉其中的一端。
無論設備包括封閉部件或載體部件，塞子或封閉蓋和/或管莖可具有優選的特性。
合適地，塞子頭部或封閉蓋和/或管莖具有高于1100℃的熔點。合適地，塞子頭部或封閉蓋和/或管莖的熱傳導率在0.02瓦特/cm2·℃和5.0瓦特/cm2·℃之間。合適地，在環境溫度下，管狀壁的線性膨脹系數在1×10-6/℃和30×10-6/℃之間。
合適地，塞子頭部或封閉蓋和/或管莖包括過渡金屬。合適地，塞子頭部或封閉蓋和/或管莖包括選自于鐵合金族(group consisting of steel)(ferrous)，例如科瓦鐵鎳鈷合金(kovar)，鎳(Nickel)，難熔金屬(Refractory metal)例如鉬(Mo)(Molybdenum)，鈮(Nb)(Niobium)，鉭(Ta)(tantalum)和鎢(W)(Tungsten)或合金和/或其混合物。
合適地，塞子頭部或封閉蓋和/或管莖包括同樣的金屬。可選擇地，塞子頭部或封閉蓋和/或管莖包括不同的金屬。管莖和塞子頭部或封閉蓋可因此由不同的材料組成，根據它們的特殊屬性和功能屬性，這些材料在全部的電極設備組合中來選擇。
合適地，塞子頭部或封閉蓋和/或管莖包括同樣的金屬。可選擇地，塞子頭部或封閉蓋和/或管莖包括不同的金屬。管莖和塞子頭部或封閉蓋可因此由不同的材料組成，這些材料在全部的電極設備組合中，根據它們的特殊屬性和功能屬性來選擇。
根據本發明的第二方面，本發明提供了一電極組件，包括電極設備及與源器件連接的管莖。該電極設備包括具有發射表面的發射源器件，該發射表面包括活性材料和/或設置成來接收活性材料，其中，電極設備進一步包括一活性材料儲備腔，該活性材料儲備腔用來補充所述源器件發射表面的活性材料和/或用來向所述源器件發射表面提供活性材料。
優選地，電極組件包括電極設備及與源器件連接的管莖。該電極設備包括具有發射表面的發射源器件，該發射表面包括活性材料，其中，電極設備進一步包括一活性材料儲備腔，該活性材料儲備腔用來補充所述源器件發射表面的活性材料。
優選地，電極組件包括電極設備及與管狀壁連接的管莖，該電極設備包括具有管狀壁的發射源器件，該發射源器件包括用來提供一中空的管狀體及具有包括有活性材料的內部發射表面，其中電極設備進一步包括一活性材料儲備腔，該活性材料儲備腔用來補充管狀壁發射表面的活性材料。
合適地，管狀體的一端是封閉的，管莖連接到此端。合適地，管狀體封閉的一端包括儲備腔。
合適地，管狀體包括一管莖所附著的封閉部件。
管莖可與封閉部件一體成形。可選擇地，管莖可連接到封閉部件上。管莖可焊接到封閉部件和/或通過一些強制配合的方式連接到封閉部件。
可選擇地，管莖可連接到管狀壁上。
合適地，管莖在大體上與管軸平行的方向延伸。合適地，管和管莖具有大體上共同的軸。
合適地，電極組件包括植于管莖上的玻璃環。玻璃環可提供一附著點，通過此附著點，電極可固定到一殼體。
合適地，電極組件包括根據本發明的第一方面的電極設備。
根據本發明的第三方面，提供了包括根據本發明的第一方面的電極設備的電子設備和/或根據本發明的第二方面的電極組件。
電子設備可包括發光設備。例如，電子設備可包括冷陰極熒光燈，例如用來作為LCD顯示的背景燈。
合適地，電子設備包括一殼體及根據本發明的第一方面的電極設備和/或根據本發明的第二方面的固定其上的電極組件。
合適地，電子設備包括一燈。合適地，殼體包括玻璃殼體。
合適地，電子設備包括根據本發明的第二方面的電極組件，并且電極組件的管莖經過殼體壁并固定在那，使得管狀體位于殼體的內部。設備因此可被設置，使得它可通過管莖連接到電源上。
可選擇地，電子設備可包括根據本發明的第一方面的電極設備，該電極設備具有一端開口的管狀體，在管狀體中部分管狀壁經過殼體壁并固定在那，使得部分管狀體位于殼體的內部，部分位于殼體的外部。設備因此可被設置，使得可通過位于殼體外部的管狀壁的部分連接到電源。電子設備可因此包括一無管莖電極。
根據本發明的第四方面，本發明提供了一種形成根據本發明的第一方面的電極設備的方法，其中，該方法包括生產包括有活性材料儲備腔的封閉或載體部件，形成一端開口的管，該管具有包括活性材料的內部表面的管狀壁。
合適地，該方法包括生產封閉部件。合適地，該方法包括相互固定管及封閉部件，使得封閉部件封閉管的一端以提供一端封閉的管狀體。
合適地，該方法包括由基礎材料形成封閉部件以及對此應用活性材料的覆蓋層以提供所述儲備腔的步驟，該封閉部件可以是封閉蓋或塞子。
合適地，該方法包括應用覆蓋層到金屬片及彎曲金屬片以形成所述管的步驟，該金屬片包括基礎材料。
合適地，該方法包括沿成型部件卷曲金屬片的步驟，使得金屬片可根據成型部件(forming member)的外部來大體上適應管狀構造，然后固定封閉部件到管上以形成一端封閉的管狀體。
部件可包括設備的成型片(forming pin)，該方法在管成型步驟后，可包括放置封閉部件到接近管的位置的步驟。可選擇地，封閉部件可包括一個塞子，成型部件可包括所述塞子的頭部。金屬片可因此沿著塞子的頭部卷曲，封閉部件在管成型步驟中，封閉部件放置到接近管的位置。
合適地，金屬片通過多個成型指針(form finger)沿著成型部件卷曲。成型指針可相對成型部件按壓金屬片形成管。
合適地，該方法包括在管狀結構中固定金屬片的步驟。所述的固定步驟可包括在管狀結構將金屬片邊沿一起焊接。
可選擇地或另外，固定步驟可包括固定管到封閉部件的步驟，這樣，它可在管狀結構中控制金屬片。管和封閉部件可焊接在一起。
合適地，管莖附著到管狀體上，使得電極可被生產。合適地，管莖附著到管狀體封閉的一端。該方法包括附著管莖到封閉部件的步驟。可選擇地，封閉部件可包括管莖。通過此方法生產的電極設備可因此包括一個電極。
該方法可進一步的包括生產根據本發明的第二方面的電極組件和/或根據本發明的第三方面的電子設備的步驟。
附圖簡要說明現在結合相應附圖通過例子說明本發明，其中，

圖1是顯示了隱藏細節的電極設備的橫截面圖；圖2是顯示了隱藏細節的電極設備的一個可選擇地實施例的透視圖；圖3A-3C顯示了圖2所示電極設備在操作的連續步驟中的橫截面圖；圖4是包括圖1中的電極設備的冷陰極熒光燈的橫截面圖；和圖5是包括可選擇地電極設備的冷陰極熒光燈的可選擇地實施例的橫截面圖。
具體實施例方式
如圖1至圖3所示，電極設備1包括管狀體3，其在第一端部5是封閉的，相對的第二端7是開口的。管狀體3包括管9，管9由具有內表面29的的管狀壁11形成，該內表面29包括有活性材料2。具有內表面29的管狀壁11因而包括發射源器件12，該內表面29包括有活性材料2。電極設備同樣包括一活性材料儲備腔4，該活性材料儲備腔4用來補充管狀壁11的活性材料2。所示的電極設備的長度大約為3mm，直徑大約是1mm。
在所示的實施例中，電極設備的管狀體3包括位于管9一端的封閉部件13，使得管狀體3的那端是封閉的。管狀壁11因此包括電極設備1的邊壁，并且在其中封閉部件13包括封閉(基礎)壁。
在圖1所示的實施例中，封閉部件包括封閉蓋13A，該封閉蓋13A被設置成位于管9的一端上。在圖2的實施例中，封閉部件包括具有頭部14的塞子13B，該頭部設置成位于管9的一端內。這些將在后面的更多實施例中討論。在可選擇地實施例中(未示出)，管狀體通過深拉法形成，電極設備1的側壁及封閉壁因此是整體的。
封閉部件13包括活性材料的儲備腔4，該儲備腔4因此位于管狀體3的封閉端5。
圖1和圖2中的實施例示出普通管9的結構。管9由金屬片(未顯示)形成，該金屬片被彎曲構成管狀壁11，該管狀壁11形成管9。
管9通過沿成型部件(未顯示)卷曲金屬片來形成管狀壁11。金屬片被依著成型部件擠壓，這樣它就根據成型部件的外部表面，大體上適應管狀的構造。
金屬片被彎曲，使得管狀壁的第一和第二邊緣區域19，21重疊。金屬片的第一側形成了電極設備1的內部表面29，并且第二側形成了外部表面31。
金屬片包括鎳(作為基礎材料)，鎳具有應用到金屬片活性材料的覆蓋層33。覆蓋層應用到金屬片的第一側，這樣，覆蓋層形成了管狀壁11的內部表面29。
活性材料的覆蓋層包括鋇-鋁合金，并只應用到金屬片的第一側，并在金屬片成型到管中之前應用。覆蓋層被沉積，使得覆蓋層具有大約0.05mm的厚度。覆蓋層通過沉積程序形成。
在可選擇的實施例(未示出)中，活性材料的覆蓋層包括鋇-鋁及水銀合金。
在可選擇的實施例中(未示出)，管狀壁由活性材料形成，例如鋇-鋁合金，這樣，壁可提供活性材料并且不需要覆蓋層。
圖1示出了本發明的第一實施例。根據此實施例，封閉部件13是封閉蓋13A。封閉蓋13A包括一端封閉的管狀體和從基礎壁43延伸的圓柱壁41。電極設備進一步包括植于封閉蓋13A的基礎壁43的管莖。
封閉蓋13A包括鎳(作為基礎材料)，鎳具有應用封閉蓋以形成儲備腔4的活性材料的覆蓋層35。活性材料的覆蓋層包括鋇-鋁合金，并只應用到封閉蓋13A的基礎壁43的內表面上。覆蓋層在封閉蓋安裝在管9之前應用到封閉蓋，并且被沉積，使得儲備腔具有大約0.2mm的厚度。覆蓋層通過沉積程序形成。
在可選擇的實施例中(未示)，活性材料的覆蓋層包含有合金，該合金包括鋇-鋁和水銀。
在另一可選擇的實施例中(未示)，儲備腔包括活性材料片，例如植于封閉蓋的基礎壁上的鋇-鋁合金。在進一步的可選擇的實施例中(未示)，封閉蓋包括基礎壁，該基礎壁形成于活性材料，例如鋇-鋁合金，這樣壁可作為儲備腔并且不需要覆蓋層。
由管9和封閉蓋13A形成的電極設備通過分別的制造各個器件，然后固定封閉蓋13A到管9而生產。
管9按照上述的方法，通過沿著成型部件卷曲金屬片形成，該成型部件包括產生管狀壁11的成型片(未示)，并且封閉蓋13通過深拉法形成。一旦封閉蓋形成，儲備腔4然后就在封閉蓋13A的基礎壁43上形成。
電極設備1然后通過放置封閉蓋13A到管9上，并通過激光焊接封閉蓋到管上形成。
封閉蓋13A和管9被激光焊在焊點23上，來將管固定到封閉蓋上，并將金屬片保持在管狀構造。第一焊點位于一個區域內，在這個區域中封閉蓋13A和管9的邊緣區域19，21重疊。兩個進一步的焊點位于一個區域內，該區域沿著封閉蓋13A與管9重疊，這樣，他們以大約120度角位于第一焊點的任何一側。另外的焊點位于管9的第二端7的區域內，在該區域內邊緣部分19，21重疊。
一旦電極設備的其它裝置形成，管莖15可焊接到封閉蓋13A。可選擇地，管莖在安裝封閉蓋之前，附著到封閉蓋13A上。在任何情況下，生產的電極設備可包括電極。
圖2示出了本發明的第二實施例。根據這個實施例，封閉部件包括塞子13B。塞子13B包括頭部14，頭部包括一圓形的轉盤和一整體管莖15。頭部作為用來封閉管9的一端的封閉壁。在另一實施例中(未示)，塞子只包括頭部，并且單獨的管莖隨后被附著在頭部以形成電極。
塞子13B包括鎳(作為基礎材料)，具有活性材料的覆蓋層，覆蓋層應用到鎳上形成儲備腔4。活性材料的覆蓋層35包括鋇-鋁合金，并只應用到塞子13B的頭部14的內表面上。覆蓋層在塞子安裝在管9之前應用到塞子，并且被沉積，使得儲備腔具有大約0.2mm的厚度。覆蓋層通過沉積程序形成。
在一可選擇的實施例中(未示)，儲備腔包括活性材料片，例如植于塞子的頭部的鋇-鋁合金。在另一可選擇的實施例中(未示)，塞子包括頭部，該頭部包括由活性材料組成的壁，例如鋇-鋁合金，這樣頭部可作為儲備腔并且不需要覆蓋層。
由管9和塞子13B形成的電極設備，通過分別制造各個器件，然后固定塞子13B到管9而生產。
塞子13B通過鑄造形成，并與管莖15一體成型。一旦塞子形成，儲備腔4然后形成于塞子13B的頭部14上。
管9根據與圖1所示的實施例相關的，用所述的同樣方法制造，不同之處在于塞子13B的頭部14作為成型部件，沿著塞子13B金屬片被卷曲成管狀壁11。
電極設備1然后通過激光焊接管9到塞子13B而形成。塞子13B和管9在焊點處被焊接，這些焊點大體上與第一實施例的管和封閉蓋所附著的點對應。
圖4顯示了包括有電極203的冷陰極熒光燈201，每個電極203包括一電極設備1，該電極設備1包括附著與此的管莖15。燈201包括玻璃體(殼體)207，管莖15經過玻璃體延伸。玻璃體207的內部設置有磷光質涂層209，玻璃體207是真空的，并涂有少量的水銀。
在電極設備1的使用過程中，儲備腔的操作通過圖3A到圖3C用簡單示意圖顯示。器件1與圖2中的相對應并相應地標注。
圖3A顯示了一個新的具有管狀壁的電極設備1，該管狀壁設置有活性材料覆蓋層33，活性材料覆蓋層形成了管狀壁11的內表面29。封閉部件13包括塞子13B，該塞子13B具有頭部14，該頭部設置有提供儲備腔4的活性材料覆蓋層35。
在使用中，如圖3B所示，濺射致使管狀壁上活性材料2的覆蓋層33在如所示的大體在區域37內被腐蝕。這種腐蝕包括從管狀壁的表面29釋放活性材料2(用示意粒子50表示)。材料向著管9的開口端3移動。同時，濺射使得活性材料2的儲備腔7，隨著從儲備腔釋放活性材料2(用示意粒子52表示)而腐蝕。材料向著管9的開口端3移動，但是大部分保持在管9內。
如圖3C所示，一些從儲備腔7釋放的活性材料2(用示意粒子52表示)，沉積在管狀壁11上的覆蓋層33的腐蝕區域37內，用于補充覆蓋層33。與如果儲備腔不存在相比，在較長時間內，管狀壁包括活性材料的有效層。
圖5顯示了冷陰極熒光燈301的可替代的實施例，冷陰極熒光燈301包括位于相對端的電極303，并且每個電極303包括電極設備305。
電極設備305包括電子發射源設備306，該電子發射源設備包括一端開口的設有管狀壁309的管狀體307。管狀體307包括一按照與圖1和圖2的實施例中大體相同的方法形成的管。管狀壁309包括科瓦鐵鎳鈷合金(鐵合金)作為基礎材料，并且設置有鋇-鋁合金的活性材料覆蓋層311。
電極設備305進一步還包括包含有載體部件315的儲備腔313，該載體部件315包括具有頭部317和管莖319的塞子。頭部317包括載體壁321，該載體壁321包括科瓦鐵鎳鈷合金(鐵合金)作為基礎材料，并且設置有鋇-鋁合金的活性材料覆蓋層323。
這樣的燈301使得電極303包括管狀體307，燈301因此包括無管莖電極。管狀壁309穿過燈的玻璃殼體325的壁324，使得管狀體307的一部分位于殼體325內，另一部分位于殼體325外。壁309的外部與電源(未示)連接。管狀體307的內部是玻璃壁327，該玻璃壁327連接到載體部件的管莖，并從外部密封殼體325的內部。
玻璃殼體325的內部設置有磷光質涂層327，殼體325是真空的，并且該殼體325涂有少量的水銀。
在使用中，燈的操作方式大體上與圖4所示的相同，并且儲備腔大體上按照圖3A-3C所示的相同方式工作，伴隨著濺射使得活性材料由儲備腔釋放，并且活性材料重新沉積在電子發射源器件306的內表面，因此，電子發射源設備的壽命可延長。
在可替代的實施例中(未示)，燈大體上按照圖5所示的，但是燈包括發射源器件，該發射源器件包括連接到此具有管莖的管狀壁。管莖穿過殼體的壁，這樣管狀壁的整體位于殼體的內部。
根據本發明的優選實施例可有很多優點的，這是很令人欣賞的。特別的，他們可被有效的生產，與熟知的器件相比可具有延長的壽命。
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本發明不限于具體實施例的細節。本發明可延伸到任何具有新穎性的，或者本發明的說明書(包括任何相應的權利要求，摘要和附圖)所揭示的新型性的組合，或者任何揭示的方法或流程的具有新穎性步驟的組合。
權利要求
1.包括發射源器件的電極設備，該發射源器件具有發射表面，該發射表面具有活性材料和/或被設置成用來接收活性材料，其中，電極設備進一步的包括一活性材料儲備腔，該活性材料儲備腔用來補充所述源器件發射表面的活性材料和/或用來向所述源器件發射表面提供活性材料。
2.根據權利要求1所述的電極設備，其中，設備包括具有發射表面的發射源器件，該發射表面包括活性材料，其中，電極設備進一步的包括一用來補充所述源器件發射表面的活性材料的活性材料儲備腔。
3.根據權利要求2所述的電極設備，其中，電極設備包括一發射源器件，該發射源器件包括一管狀壁，以提供一個中空的管狀體并具有內部發射表面，該內部發射表面包括活性材料；其中，電極設備進一步的包括一用來補充管狀壁的發射表面的活性材料的活性材料儲備腔。
4.根據權利要求3所述的電極設備，其中，儲備腔包括載體部件，載體部件被設置來阻隔但不是完全封閉管狀體的一端。
5.根據權利要求3所述的電極設備，其中，儲備腔包括一封閉部件，該部件被設置成封閉管的一端，使得管狀體的一端是封閉。
6.根據權利要求3到5任一權利要求所述的電極設備，其中，管狀體包括由基礎材料形成的管狀壁，并且管狀壁用所述的活性材料覆蓋。
7.根據權利要求6所述的電極設備，其中，管狀體包括管狀壁，該管狀壁包括基礎材料，所述基礎材料選自于鐵(ferrous)合金族，鎳(Ni)，鉬(Mo)，鈮(Nb)，鉭(Ta)和鎢(W)或合金和/或其混合物，并且該管狀壁用所述的活性材料覆蓋。
8.根據權利要求3到5任一權利要求所述的電極設備，其中，管狀體包括單獨由所述活性材料形成的管狀壁。
9.根據權利要求5或當可單獨使用時權利要求6到8任一權利要求所述的電極設備，其中，封閉部件可包括一封閉壁，該封閉壁由基礎材料形成，并且承載有大量活性材料來設置所述儲備腔。
10.根據權利要求9所述的電極設備，其中，儲備腔包括應用到封閉部件的封閉壁上的覆蓋層。
11.根據權利要求9到10所述的電極設備，其中，封閉部件包括封閉壁，該封閉壁包括基礎材料，所述基礎材料選自于鐵合金(ferrous)族，鎳(Ni)，鉬(Mo)，鈮(Nb)，鉭(Ta)和鎢(W)或合金和/或其混合物。
12.根據權利要求5或當可單獨使用時權利要求6到8任一權利要求所述的電極設備，其中，封閉部件包括單獨由所述活性材料形成的封閉壁。
13.根據權利要求5或當可單獨使用時權利要求6到12任一權利要求所述的電極設備，其中，封閉部件包括一封閉蓋，所述封閉蓋被設置成位于管狀壁的上面。
14.根據權利要求5或當可單獨使用時權利要求6到12任一權利要求所述的電極設備，其中，載體部件包括一塞子，該塞子設置成位于管狀壁內。
15.根據權利要求14所述的電極設備，其中，封閉部件包括一塞子，該塞子包括頭部和連接到此的管莖部分。
16.根據權利要求14所述的電極設備，其中，封閉部件包括一頭部，該頭部被設置成連接管莖。
17.根據前述所述的任一權利要求，其中，活性材料包括低功能材料。
18.根據前述所述的任一權利要求，其中，活性材料包括一種或多種鉬，鎢，鋇，鋁，鋇，鋁合金。
19.根據前述所述的任一權利要求，其中，活性材料包括合金，該合金包括有鋇和水銀。
20.根據權利要求3到19任一權利要求所述的電極設備，其中，管狀體的外部直徑在0.5mm和5mm之間。
21.根據權利要求3到20任一權利要求所述的電極設備，其中，管狀體的長度至少為其直徑的5倍。
22.參考任何相應的附圖所大體描述的電極設備。
23.一電極組件，包括電極設備及與源器件連接的管莖，該電極設備包括具有發射表面的發射源器件，該發射表面包括活性材料和/或設置成來接收活性材料，其中，電極設備進一步的包括活性材料儲備腔，該活性材料儲備腔用來補充所述源器件發射表面的活性材料和/或用來向所述源器件發射表面提供活性材料。
24.根據權利要求23所述的電極組件，其中，電極組件包括電極設備及與源器件連接的管莖，該電極設備包括具有發射表面的發射源器件，該發射表面包括活性材料，其中，電極設備進一步的包括一活性材料儲備腔，該活性材料儲備腔用來補充所述源器件發射表面的活性材料。
25.根據權利要求24所述的電極組件，其中，電極設備包括權利要求2到24任一項所述的設備。
26.參考任何相應的附圖所大體描述的電極組件。
27.包括根據權利要求1到22任一權利要求所述的電極設備的電子設備，和/或根據權利要求22到25所述的電極組件。
28.參考任何相應的附圖所大體描述的電子設備。
29.根據權利要求3到22任一權利要求所述的形成電極設備的方法，其中，所述方法包括生產一包括有活性材料儲備腔的封閉部件；形成一端開口的管壁，該管壁具有包括所述活性材料的內部表面；相互固定管及封閉部件，使得封閉部件封閉管的一端以提供一端封閉的管狀體。
30.根據權利要求29所述的方法，其中，所述方法包括由基礎材料形成封閉部件和對此應用活性材料的覆蓋層以提供所述儲備腔的步驟。
31.根據權利要求29到30所述的方法，其中，所述方法包括應用活性材料的覆蓋層到金屬片及彎曲金屬片以形成所述管的步驟，該金屬片包括基礎材料。
32.根據權利要求29到31任一項所述的方法，其中，管莖附著到管狀體的封閉端，使得電極可被生產。
33.參考任何相應的附圖所大體描述的形成電極設備的方法。
全文摘要
本發明提供了一種電極裝置(1)，包括發射源器件(12)和活性材料的儲備腔(reservior)(4)，儲備腔(4)用來補充源器件(12)發射表面的活性材料，和/或用來向源器件(12)提供活性材料。本發明同樣提供了電極組件、包括電極組件的電子設備和制造它們的方法。
文檔編號H01J9/00GK101084569SQ200580040244
公開日2007年12月5日 申請日期2005年11月18日 優先權日2004年11月24日
發明者史蒂文·巴萊特·大衛, 約翰·霍頓·德里克, 丹尼爾·丹·英格爾森 申請人:布萊克本微技術解決方案有限公司