专利名称：阴极射线管的制作方法
技术领域：
本发明涉及阴极射线管，尤其涉及一种阴极射线管的阴极，通过设计一种阴极射线管的最佳阴极结构，能够缩短阴极射线管通电后图像形成的预热时间。
背景技术：
一般来说，阴极射线管是一种通过将电信号转换成电子束并将电子束发射到荧光表面来形成光学图像的装置。以其优越的性价比，阴极射线管受到普遍的欢迎和广泛的使用。
下面参照附图对阴极射线管加以说明。
图1显示的是普通阴极射线管的结构。
如图1所示，普通的阴极射线管包括面板15，即前玻璃；玻壳19，即后玻璃，它与面板15连接形成真空；涂在面板内侧的荧光表面14，作为发光材料；发射电子束13的电子枪100；分别装在玻壳19外表面两侧的偏转线圈18，用于将电子束13偏转到荧光表面14上；以及荫罩17，与荧光表面14之间相隔一定的距离。
如图2所示，电子枪100含有一个阴极3，当插入其中的加热器2产生热量后阴极3产生电子束13；第一电极4，即控制阴极，与阴极3相隔一定的距离，用于控制着电子束13；第二电极5，即加速阴极，与第一电极4相隔一定的距离，用于加速电子束13；第三电极6，第四电极7，第五电极8，第六电极9和第七电极10，用于聚集或加速一部分电子束；以及屏蔽罩11，其具有一个球形空间连接器，将电子枪100固定在阴极射线管的颈部，同时实现电子枪100和阴极射线管的电连接。
因此，当加热器由插头1通电产生热量，阴极3受热后，电子束13就从阴极3的表面产生，它受第一电极4控制，由第二电极5加速，由第三电极6、第四电极7、第五电极8、第六电极9和第七电极10聚集或加速，然后向着面板的荧光表面14发射。
下在结合图3对产生电子束的阴极进行详细描述。
图3是根据现有技术的阴极射线管的阴极的剖面图。
在传统的阴极射线管中，阴极3包括一个套筒136，套筒中插入有加热器2；碱金属135，固定在套筒136的上端，它含有很少量的还原剂，如硅(Si)或镁(Mg)，镍(Ni)是其主要成分；以及电子发射层131，贴在碱金属135的上端，它含有碱土金属氧化物，如锶(Sr)或钙(Ca)，钡(Ba)是其主要成分。
套筒136的内表面包括一个具有高热辐射率的黑化层(未显示)，通过辐射提高热传导。
碱金属135含有0.02-0.04wt％(重量百分比)的还原剂硅(Si)和0.035-0.065wt％的还原剂镁(Mg)(很少量)。
下面解释在根据现有技术的如上构造的阴极射线管的阴极中怎样产生电子。
首先，当插入套筒136中的加热器2被加热时，电子发射层131的主要成分氧化钡(BaO)和碱金属135中的还原剂，如硅(Si)和镁(Mg)发生热化学反应，结果产生游离的钡。
这时，电子就从游离的钡中产生，产生电子的热化学反应公式如下------------------(1)------------------(2)-----------------------(3)-------------------------(4)--------------------(5)最近阴极射线管有尺寸增大的趋势，阴极电流负载密度增加以加速碱金属135中的还原剂，如硅(Si)和镁(Mg)的还原，其扩散并供给到电子发射层131，这缩短了阴极3的使用寿命。所以，为了给阴极射线管提供有较长使用寿命的阴极，碱金属135的厚度(tB)比较厚。
也就是说，传统阴极射线管的阴极3使用的是厚度为0.5mm的比较薄的碱金属135，但有着高电流负载密度的最新阴极射线管的阴极使用的是厚度为0.25mm的碱金属135以延长阴极射线管的使用寿命。
然而，碱金属135的增厚延长了阴极3中产生电子束13的时间。结果，阴极射线管通电后形成图像的预热时间被延长了。
发明内容
所以，本发明的目标是提供一种阴极射线管的阴极，它通过提供碱金属的厚度与阴极筒套厚度的最佳组合，通过将加热器所产生的热量快速地传导到电子发射层，能够缩短阴极射线管通电后形成图像的预热时间。
根据本发明之目标，为了实现这些和其它优点，正如这里所实施和详细描述的，提供了一种阴极射线管，它的阴极由套筒和碱金属组成，套筒中内置加热器，碱金属的侧部由套筒的外围覆盖，上表面部分覆盖套筒的上端，满足下面的表达式tS≤tB1≤2tS其中tB1是碱金属侧部的厚度，tS是筒套的厚度。
由以下的详细说明，结合附图，可以更清楚地理解本发明的上述及其它目标、特征、方面和优点。
附图帮助更好地理解本发明，并在此结合构成本申请的一部分，
本发明的实施例并和说明书一起解释本发明的原理，附图中图1显示的是普通阴极射线管的示意图；图2显示的是普通阴极射线管的一字型电子枪的示意图；图3显示的是根据现有技术的阴极射线管的阴极的剖面图；图4A显示的是根据本发明的阴极射线管的阴极以及阴极中热传导方向的剖面图；图4B显示的是根据本发明的阴极射线管的阴极以及阴极中热传导方向的剖面图；图5显示的是图4B中沿V-V线的剖面图。
具体实施例方式
以下结合附图对本发明的优选实施例做详细说明。
下面结合图4A、4B和图5来说明根据本发明的阴极射线管的阴极。
图4A和4B显示的是根据本发明的阴极射线管的阴极以及阴极中热传导方向的剖面图；图5显示的是图4B中V-V截面的剖面图。
本发明的阴极射线管的阴极3包括一个筒套16，里面插入有加热器37；碱金属35，固定在套筒36的上端，它含有很少量的还原剂，如硅(Si)或镁(Mg)，镍(Ni)是其主要成分；电子发射层31，贴在碱金属35的上端，它含有碱土金属氧化物，如锶(Sr)或钙(Ca)，钡(Ba)是其主要成分。
套筒36的内表面含有一个具有高热辐射率的黑化层(未显示)，从而将加热器37产生的热量向套筒36传导。
碱金属35是盖在套筒36顶端的一个帽，包括圆形的上表面部分32和从上表面部分32的周围垂直伸展的圆柱形侧部34，它的内表面紧紧贴在套筒36顶端的外表面上。
电子发射层31位于碱金属35的上表面部分32的上侧，具有一定的厚度(tE)。
下面解释由上述方法构造的阴极射线管的阴极是怎样产生电子的。
首先，当加热器37被插入到套筒36中时，电子发射层31中的氧化钡和碱金属35中的硅(Si)和镁(Mg)就发生化学反应。结果产生游离的钡，电子从游离的钡中产生。
下面对加热器37所产生的热量向电子发射层31传导的过程加以说明。
如图4A所示，插入到套筒36中的加热器37所产生的热量被直接传导到碱金属35的上表面部分32，或如图4B所示，通过套筒36和碱金属35的侧部34传导到碱金属35的上表面部分32，从而传导到电子发射层31。
在此，加热器37产生的热量向电子发射层31传导的时间决定了阴极射线管打开后图像形成的预热时间。
也就是说，电子发射层31中的氧化钡获得足够的热量来进行化学反应的时间决定了电子束从电子发射层31发射的时间。所以，套筒36和碱金属35的导热性越大，预热时间就越快。
预热时间可由电子发射层31通电后达到一个所需温度需要的时间，阴极电流达到一个所需电流值需要的时间，或屏幕亮度达到一个所需亮度需要的时间而推算出来。所需的温度、电流值或亮度在使用中可根据制造商有所不同。
为了缩短预热时间，本发明为碱金属35的侧部34的厚度(TB1)以及套筒36的厚度(TS)提供了一种最佳设计范围值，以此来提高通过碱金属35和套筒36传导的热量的导热性，这样加热器37所产生的热量就能够快速地传导到电子发射层31。
为了使加热器37所产生的热量快速地传导到电子发射层31，碱金属35的上表面部分32的厚度(tB2)较薄，或者碱金属35的侧部34的厚度(tB1)和套筒36的厚度(tS)较薄。
也就是说，热传导可由下面的热传导关系表达式来解释Q/A＝k×ΔT/L------------------------------(6)方程式(6)表示的是一个长度为“L”，横断面积为“A”的物体的导热性，其中Q/A是每单位面积的热传导量，“k”是表明热能传导程度的导热率，而ΔT是输入/输出温度差。
如方程式(6)所示，热传导距离(L)越短，热传导量增加的越多。这样，为了快速进行热传导，碱金属35的上表面部分32的厚度(tB2)较薄，或套筒36的厚度(tS)和碱金属35的侧部34的厚度(tB1)较薄。
此时，碱金属35上表面部分32的厚度(tB2)的减小会减少碱金属35中含有的还原剂，如硅(Si)和镁(Mg)的量，从而缩短阴极的使用寿命。
所以，为了提高导热率，优选的是减小碱金属35的侧部34的厚度(tB1)，而不是减小碱金属35的上表面部分32的厚度(tB2)。
可是这样的话，如果碱金属35的上表面部分32的厚度(tB1)被减小到薄于套筒36的厚度(tS)，则从加热器37所产生的热量就会向下释放到套筒35，而不是传导到碱金属35的侧部34，结果导致热量的损失。
因此，如果为了容易地将加热器37所产生的热量通过套筒36传导到碱金属35的侧部34而减小碱金属35的侧部34的厚度(tB1)，那么侧部34的厚度(tB1)最好厚于套筒35的厚度(tS)。
此外，使碱金属35的侧部34的厚度(tB1)与套筒36的厚度(tS)的比率为变量而进行实验，从实验结果来看，如果碱金属35的侧部34的厚度(tB1)小于套筒36的厚度(tS)的两倍，这样就会实现更有效的热传导。
这是因为如果碱金属35的侧部34的厚度(tB1)超过套筒36的厚度(tS)的两倍，则碱金属的侧部34就太厚了，这样导热性反而降低。
所以，为了提高导热性，碱金属35的侧部34的厚度(tB1)厚于套筒36的厚度(tS)，但不超过套筒36的厚度(tS)的两倍，如下面的表达式(7)所示tS≤tB1≤2tS------------------------------(7)其中，如下表1所示，在实验中，碱金属35的侧部34的厚度(tB1)，上表面部分32的厚度(tB2)和套筒36的厚度(tS)为变量，相对于套筒36的厚度(tS)为0.021mm，碱金属35的侧部34的厚度(tB1)为0.05mm(例1)，当碱金属35的上表面部分32的厚度(tB1)从0.14mm变化到0.162mm(例2)时，预热时间就延迟10％-20％。但在例2中，当碱金属35的侧部34的厚度(tB1)从0.05mm减少到0.03mm(例3)时，预热时间同例1相同。
也就是说，碱金属35的侧部34的厚度(tB1)减小导致导热性的改善。
同时，如下面的表达式(8)所示，套筒36的厚度(tS)最好是在0.018mm到0.025mm之间。也就是说，如果套筒36的厚度(tS)薄于0.018mm，那么很难将碱金属35固定在套筒36上。但如果套筒36的厚度(tS)厚于0.025mm，则热传导距离(L)加长，从而导热性降低。
0.018mm≤tS≤0.025mm-------------------(8)下面对碱金属35的侧部34的厚度(tB1)和上表面部分32的厚度(tB2)的最佳设计进行说明。
为了使传导到碱金属35的侧部34的热量能够通过上表面部分32容易地传导到电子发射层31，碱金属35的上表面部分32的厚度(tB2)最好厚于碱金属35的侧部34的厚度(tB1)。
这样，在套筒36的厚度(tS)在0.018mm到0.025mm之间的条件下，将碱金属35的侧部34的厚度(tB1)和上表面部分32的厚度(tB2)作为变量进行实验，在这个实验中，当碱金属35的上表面部分32的厚度(tB2)与侧部34的厚度(tB1)的比值(tB2/tB1)在2.8-7.0的范围之间时，从碱金属35的侧部34到上表面部分32的热传导是有效的。
这是因为如果碱金属35的上表面部分32的厚度(tB2)与侧部34的厚度(tB1)的比小于2.8，从侧部34向上表面部分32的热传导量就很小。但如果上表面部分32的厚度(tB2)与侧部34的厚度(tB1)的比大于7.0，那么上表面部分32的厚度(tB2)太厚，从而经过上表面部分32的热传导距离被加长。
所以，如下面的表达式(9)所示，碱金属35的上表面部分32的厚度(tB2)与侧部34的厚度(tB1)的比(tB2/tB1)最好在2.8-7.0的范围之间2.8≤tB2/tB1≤7.0----------------------------------------(9)据上述说明，根据本发明的阴极射线管的阴极有如下优点。
也就是说，通过设计碱金属侧部和上表面部分以及套筒的厚度的最佳组合，阴极的加热器产生的热量被很快传导到电子发射层。所以，阴极射线管通电后图像形成的预热时间得以缩短。
在不脱离本发明的精神或本质特征的情况下，本发明可以实施为多种形式，还应该理解，除非另外特别说明，以上实施例不限于上述的任何细节，而应在权利要求所限定的精神和范围内广义地解释，因此，所附的权利要求涵盖所有落在权利要求的界限或其等同物内的变化和改进。
权利要求
1.一种阴极射线管，具有阴极，该阴极包括套筒和碱金属，套筒中安装有加热器，碱金属的侧部包在套筒的外围，上表面部分覆盖套筒的顶端，满足下面的表达式tS≤tB1≤2tS其中tB1是碱金属侧部的厚度，tS是套筒的厚度。
2.根据权利要求1所述的阴极射线管，其中套筒的厚度tS满足下面的表达式0.018mm≤tS≤0.025mm
3.根据权利要求2所述的阴极射线管，其中当碱金属的上表面部分的厚度是tB2时，满足下面的表达式2.8≤tB2/tB1≤7.0
4.根据权利要求1所述的阴极射线管，其中当碱金属的上表面部分的厚度是tB2时，满足下面的表达式tB2＞tB1
5.根据权利要求4所述的阴极射线管，其中套筒的厚度tS满足下面的表达式0.018mm≤tS≤0.025mm
6.根据权利要求5所述的阴极射线管，其中碱金属的侧部的厚度tB1和上表面部分的厚度tB2满足下面的表达式2.8≤tB2/tB1≤7.0
7.一种阴极射线管，具有阴极，该阴极包括套筒和碱金属，套筒中安装有加热器，碱金属的侧部包在套筒的外围，上表面部分覆盖套筒的顶端，满足下面的表达式tS≤tB1≤2tS，和0.018mm≤tS≤0.025mm其中tB1是碱金属侧部的厚度，tB2是上表面部分的厚度，tS是套筒的厚度。
8.根据权利要求7所述的阴极射线管，其中碱金属侧部的厚度tB1和上表面部分的厚度tB2满足下面的表达式2.8≤tB2/tB1≤7.0
全文摘要
公开了一种阴极射线管，它的阴极包括套筒和碱金属，套筒中安装有加热器，碱金属的侧部包在套筒的外围，上表面部分覆盖在套筒的顶端，满足下面的表达式t
文档编号H01J29/04GK1480976SQ0310384
公开日2004年3月10日 申请日期2003年2月12日 优先权日2002年9月4日
发明者李庆相 申请人:Lg.飞利浦显示器(韩国)株式会社