專利名稱：使用鐵電發射體的陰極、電子槍及陰極射線管的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種使用鐵電發射體的陰極以及一種使用該鐵電陰極的電子槍和陰極射線管，特別是本發明還涉及使用鐵電發射體作為電子發射源的陰極及利用鐵電陰極的電子槍和陰極射線管。
一般說來，陰極射線管中所用的陰極都從比如由受熱激發氧化鋇材料構成的陰極而發射電子。這樣一種陰極都有一個用于對陰極進行加熱的熱源，例如燈絲，而且這種陰極可以根據用于加熱陰極所用燈絲的類型而分成直熱式陰極或間熱式陰極。
此外，陰極射線管內部保持高真空狀態，使得從電子槍發射的電子能在沒有任何障礙的情況下直接射向熒屏，而且能夠阻止由于離子濺射造成的陰極材料的損傷。
陰極射線管的制造過程通常包括一系列最適宜的步驟，例如排氣步驟和老化步驟，使得電子能從陰極材料成功地發射。可是，這種過程要費很多時間，并且由于伴隨著電離的雜質材料碰撞而造成陰極材料的損傷。
本發明的一個目的就是提供一種使用鐵電發射體的陰極，這種鐵電發射體可以減少由于甚至在低真空狀態下離子沖擊而造成的陰極材料損傷。
本發明的另一個目的是提供一種電子槍和一種陰極射線管，它們都使用了鐵電發射體的陰極。
為達到第一個目的，所推薦的陰極包括基體；在基體上所形成的下部電極層；陰極層，它是在低電極層上所形成的，使用了鐵電發射體；上部電極層，它是在鐵電陰極層上形成的，它有可從其表面發射電子的發射區；驅動電極層，它是在上部電極層上形成的，用來控制上部電極層電子發射區的電子發射。
為了達到第二個目的，所提供的電子槍包括上述陰極；含有多個電極的電極組，用來控制和加速從陰極所發射的電子；以及支承陰極和電極組的支承件。
為了達到第三個目的，所提供的陰極射線管包括上述電子槍；帶有可安放電子槍的頸部的錐體；以及帶有熒光層的屏盤，利用由電子槍發射的電子束可在其上顯示圖象。
本發明的上述目的及優點將通過參照附圖對具體優選方案的詳細描述而更加明顯地顯示出來，圖中
圖1是表示本發明的陰極的實施例的部面圖；圖2是表示本發明實施例陰極的直觀透視圖；圖3是圖2所示陰極的剖面圖；圖4為表示圖2所示陰極上部電極局部放大的示意圖；圖5至8表示的是圖2所示陰極的制備過程；圖9是表示一個電子槍的剖面示意圖，該電子槍使用了依照本發明實施例的陰極；圖10是表示一個陰極射線管的剖面示意圖，該陰極射線管使用了根據本發明實施例的電子槍。
參照圖1，標號120指示電子發射體的鐵電陰極層，而標號110和130分別指示下部和上部電極層，它們用于激發鐵電陰極層。
當高壓脈沖加到上部和下部電極110及130不足微秒時，在鐵電陰極層120的表面和內部出現自極化而發射出電子。
參照圖2，此圖示出根據本發明實施例的陰極190，下部電極110是在基體100上形成的，使用鐵電發射體的陰極層120、上部電極層130、絕緣層140和驅動電極層150都依序在其上面形成。圖2中所示的陰極190有三個電子發射孔151，用于彩色陰極射線管中。
更詳細地說，它包括用于激發鐵電陰極層120的一個上部電極層130和一個下部電極層110。在絕緣層140上制成由三個驅動電極構成的驅動電極層150。這三個驅動電極是按照有規律的間隔分布的。每個驅動電極150都有一個用于電子發射和控制的電子發射孔151。此外，在對應電子發射孔151的上部電極層130部位上，如圖4所示制成了大量的小孔131使得電子能夠移向驅動電極層150的電子發射孔151。驅動電極層150接收控制信號例如圖象信號，并且控制電子發射和發射量。
在根據本發明實施例的陰極中，作為鐵電材料為大家所公知的PZT和PLZT是可以采用的。此外，高導電金屬比如Al(鋁)、金(Au)或At(砹)都能用于上部和下部電極130及110。
根據試驗，從鐵電陰極層120發射電子的激發電壓可低于100伏是為了減少電流泄漏并保證穩定的電子發射。激勵電壓與鐵電材料的物態有關，即與其晶相及厚度有關。還有，根據試驗，都希望鐵電陰極層120的厚度(例如PLZT的厚度)要低于10微米使得激勵脈沖電壓保持在100伏以下。陰極層厚度減少激勵電壓也減少，而厚度低于1微米時電極間發生短路，因而陰極層的厚度必須在1微米以上。此外，激勵電壓的大小基本上隨電子發射區的大小即隨驅動(激勵)電極150上的電子發射孔大小而定。根據試驗，電子發射孔的大小對于100伏以下的穩定電子發射來說將為300微米以下。
下面將描述這種根據本發明實施例的陰極的制備方法。
如圖5所示，首先，在基體100上利用印刷方法制成金電極糊，該基體是由晶化玻璃構成的，然后按預定的時間增塑，形成下部電極層110。
當下部電極層110完成后，如圖5所示，利用印刷方法在其上形成厚20微米的PZT或PLZT漿料層，然后增塑以便形成如圖6所示的鐵電陰極層120。
如圖7所示，利用印刷方法在鐵電陰極層120上涂覆金電極糊，然后增塑以形成上部電極層130。同時，按如圖4所示相同的圖形成形上部電極130，即產生很多細小發射孔131。
如圖8所示，絕緣層140和激勵(驅動)電極層150也相繼采用印刷方法在其上進行加工成形。從而得到了所要求的陰極。還有，絕緣層140和激勵電極層150要具有對應于上部電極130細小發射孔131的孔。
根據本發明另一種實施例的陰極，可使用除印刷方法以外的方法。例如，用濺射法或Blade博士法形成電極層，并且可用下列方法制備鐵電陰極層制作一層塊狀體鐵電層，在其一側涂電極層，用丙烯酸樹脂對其進行模壓，將另一側拋光到預定的厚度并把它貼到基體100上。
圖9示出使用本發明實施例陰極的電子槍900。
電子槍900有主透鏡，它是由上述陰極190，控制電極G1、屏極G2、聚焦電極G3和加速電極G4組成。這些元件都用玻璃絕緣體800支承。數字標注820指示的是把陰極體190固定到玻璃絕緣體800所用的可變固定栓。
圖10示出使用本發明實施例電子槍的陰極射線管。
參照圖10，在其外表面上有偏轉線圈320的錐體包括電子槍900，該錐體300與其內壁上有熒光層410的屏盤400彼此組合在一起形成一個真空容器。由固定在屏盤400上的框架430所支承的蔭罩420和內屏蔽板440都安裝在陰極射線管內。
當這樣一種陰極射線管的裝配完成時，要進行排氣和老化的工藝步驟，就傳統的陰極射線管來說需要用4個小時，但是，單就使用根據本發明實施例的陰極的陰極射線管來說只需2個小時。還有，與傳統的陰極射線管相比較，使用根據本發明實施例的陰極的陰極射線管不會由于減少一個數量級的真空度而受到損傷。
正如前面所描述的那樣，由于使用鐵電陰極體，在傳統陰極射線管制造過程中早已作為問題而指出的排氣及老化工藝可從技術上加以簡化，因而可降低其生產成本。而且因為它不必使用像燈絲這樣的熱源，還能降低部分成本并且能防止陰極和熱源附近的元件的熱變形。再有，本發明靠加瞬時脈沖就可實現電子發射，因而能實現快速電子發射。
權利要求
1.一種陰極，它包括基體；在所述基體上形成的下部電極層；陰極層，它是在所述下部電極層上形成的，使用了鐵電發射體；上部電極層，它是在上述鐵電陰極層上形成的，它有可從其表面上發射電子的區域；以及激勵電極層，它是在上述上部電極層上形成的，用于控制從所述上部電極層電子發射區的電子發射。
2.按照權利要求1所述的陰極，其中特征在于所述激勵電極層包括三個驅動電極，每個都有供電子通過用的電子發射孔，而且所述上部電極層包括在對應于上述驅動電極層的所述電子發射孔的部位上的許多細小發射孔。
3.按照權利要求2所述的陰極，其特征在于所述驅動電極層的所述電子發射孔的直徑低于300微米。
4.按照權利要求1所述的陰極，其特征在于所述鐵電陰極層的材料是從由PZT和PLZT組成的材料組中選擇的一種。
5.按照權利要求2所述的陰極，特征在于所述鐵電陰極層的材料是從PZT和PLZT組成的材料組中選擇的一種。
6.按照權利要求3所述的陰極體，特征在于電陰極層的材料是從PZT和PLZT組成的材料組中選擇的一種。
7.按照權利要求1所述的陰極，其特征在于所述鐵電陰極層的厚度為1——100微米之間。
8.按照權利要求2所述的陰極，其特征在于所述鐵電陰極層的厚度在1——100微米之間。
9.按照權利要求3所述的陰極，其特征在于所述鐵電陰極層的厚度在1——100微米之間。
10.按照權利要求4所述的陰極，其特征在于所述鐵電陰極層的厚度在1——100微米之間。
11.按照權利要求5所述的陰極，其特征在于所述鐵電陰極層的厚度在1——100微米之間。
12.按照權利要求6所述的陰極，其特征在于所述鐵電陰極層的厚度在1——100微米之間。
13.一種電子槍，它包括按照權利要求1所述的所述陰極；一個電極組，它包括用于控制和加速從上述陰極所發射的電子的多個電極以及用于支承上述陰極和上述電極組的支承件。
14.按照權利要求13所述的電子槍，其特征在于所述激勵電極層包括三個驅動電極，而且每個驅動電極都有一個可通過電子的電子發射孔，并且所述上部電極層在對應于所述激勵電極層上所述電子發射孔的部位上包含多個細小發射孔。
15.按照權利要求14所述的電子槍，其特征在于所述激勵電極層的上述電子發射孔的直徑小于300微米。
16.按照權利要求13所述的電子槍，其特征在于所述鐵電陰極層材料是從由PZT和PLZT組成的材料組中選擇的一種。
17.按照權利要求14所述的電子槍，其特征在于所述鐵電陰極層材料是從由PZT和PLZT組成的材料組中選擇的一種。
18.按照權利要求15所述的電子槍，其特征在于所述的鐵電陰極層材料是從由PZT和PLZT組成的材料組中選擇的一種。
19.按照權利要求13所述的電子槍，其特征在于上述鐵電陰極層的厚度在1——100微米之間。
20.按照權利要求14所述的電子槍，其特征在于所述鐵電陰極層的厚度在1——100微米之間。
21.按照權利要求15所述的電子槍，其特征在于上述鐵電陰極層的厚度在1——100微米之間。
22.按照權利要求16所述的電子槍，其特征在于上述鐵電陰極層的厚度在1——100微米之間。
23.按照權利要求17所述的電子槍，其特征在于上述鐵電陰極層的厚度在1——100微米之間。
24.按照權利要求18所述的電子槍，其特征在于上述鐵電陰極層的厚度在1——100微米之間。
25.一種陰極射線管，它包括如權利要求13所述的所述電子槍；帶有內裝所述電子槍的頸部的錐體；帶有熒光層的屏盤，圖象就是利用從所述電子槍發射的電子束而在該屏盤上顯示出來的。
26.按照權利要求25所述的陰極射線管，其特征在于所述的激勵電極層包括三個驅動電極，每個驅動電極都有可通過電子的電子發射孔，并且所述上部電極層包括多個細小發射孔，它們都處在對應于上述激勵電極層的所述電子發射孔的部位上。
27.按照權利要求26所述的陰極射線管，其特征在于所述激勵電極層的所述電子發射孔的直徑小于300微米。
28.按照權利要求25所述的陰極射線管，其特征在于所述鐵電陰極層材料是從PZT和PLZT的材料組中選擇的一種。
29.按照權利要求26所述的陰極射線管，其特征在于所述鐵電陰極層材料是從PZT和PLZT的材料組中選擇的一種。
30.按照權利要求27所述的陰極射線管，其特征在于所述鐵電陰極層材料是從PZT和PLZT的材料組中選擇的一種。
31.按照權利要求25所述的陰極射線管，其特征在于所述鐵電陰極層的厚度為1——100微米之間。
32.按照權利要求26所述的陰極射線管，其特征在于所述鐵電陰極層的厚度在1——100微米之間。
33.按照權利要求27所述的陰極射線管，其特征在于所述鐵電陰極層的厚度在1——100微米之間。
34.按照權利要求28所述的陰極射線管，其特征在于所述鐵電陰極層的厚度在1——100微米之間。
35.按照權利要求29所述的陰極射線管，其特征在于所述鐵電陰極層的厚度在1——100微米之間。
36.按照權利要求30所述的陰極射線管，其特征在于所述鐵電陰極層的厚度在1——100微米之間。
全文摘要
本發明提供了一種陰極，它包括基體；在基體上所形成的下部電極層；陰極層，它是在下部電極層上形成的，使用了一種鐵電發射體；上部電極層，它是在鐵電陰極層上形成的，它有可以從其表面發射電子的區域；以及一個激勵電極層，它是在上部電極層上形成的，用于控制從上部電極層電子發射區發射電子。
文檔編號H01J3/02GK1164120SQ96123989
公開日1997年11月5日 申請日期1996年12月28日 優先權日1995年12月29日
發明者崔鐘書, 崔龜錫, 朱圭楠 申請人:三星電管株式會社