История металлокерамической технологии. Работа трубки. Конструкция катода

Содержание

1. Введение ……………………………………………………………………... 2

2. История металлокерамической технологии ………………………………. 3

3. Работа трубки ………………………………………………………………... 4

3.1 Работа широкоформатных экранов ………………………………… 4

3.2 Сравнение показателей размеров пятна ЭЛТ ……………………… 6

3.3 Сравнение оксидного и металлокерамического катодов при высокой токовой нагрузке ………………………………………………... 7

4. Конструкция катода ………………………………………..……………..… 9

5. Заключение ……………………………………………………..……..…… 11

1.  Введение

В работе представлены результаты исследований металлокерамических катодов (оксид плюс) для ЭЛТ, включая широкоэкранные 32” и 34”, а так же 19” трубки компьютерных мониторов.

Результаты показали, что металлокерамические катоды показывают высокую производительность во всех типах трубок, в которых оксидные катоды не могут быть использованы, а могут лишь Ba-дозирующие. Также в работе проиллюстрированы новые суспензионные катодные структуры, совместимые с катодами RCA-типа, которые позволяют расширить применение этой технологии.

В последние годы, тенденции в развитии ЭЛТ были направлены к увеличению разрешения и яркости, а также на изготовление катодов с более высокими плотностями тока и меньшими мощностями нагрева. Все эти требования обеспечили наблюдаемый активный интерес в развитии и повышении эффективности катодов.

Несмотря на достижения в альтернативных технологиях, таких как пропитанные катоды (Ba-дозирующие катоды) и металлические матричные системы, полученные методом горячего изостатического прессования (HIP), оксидные катоды остаются наиболее используемыми в промышленности ЭЛТ. Они являются центральными в научно-исследовательской деятельности, как внутри L.G. Philips Displays, так и других компаний (Mitsubishi, MEC, Samsung, Thomson и других).

Проиллюстрируем работу новой, улучшенной трубки с оксидным катодом, со сложным оксидно-металлическим составом, более известным как металлокерамика. Этот новый катод в настоящее время используется в нескольких видах труб, включая Hi-End класс, где раньше использовались пропитанные катоды.

2.  История металлокерамической технологии

Последние годы, L.G. Philips Displays активно занимается исследованием оксидных катодов и вариантами потенциального улучшения устойчивости к газовым отравлениям (важным для обработки трубок и устойчивости катода) и для всей жизни в целом. Например, в 1980 году компания Philips запатентовала использование редкоземельных примесей в оксидном слое для улучшения производительности. Рис. 1 демонстрирует, как редкоземельные примеси изменяют электрические свойства эмиссионного слоя оксидного катода.

Рис. 1. Зависимость электрической проводимости оксидного катода BaSr с легированными редкоземельными примесями и нелегированного катода от времени.

Последние годы особенный интерес представляют металлокерамические катоды легированные частицами Ni. Рис. 2 иллюстрирует изменение проводимости эмиссионного материала для металлокерамического катода с 5% Ni. Он показывает изменение проводимости в пределах около 10^-2 при температуре от 1000К до комнатной температуры для легированного 5% Ni, тогда как при уменьшении температуры не легированного катода проводимость сильно уменьшается.

Рис. 2. Зависимость электрической проводимости от взаимной абсолютной температуры для легированных 5% Ni и для стандартных оксидных катодов.

3.  Работа трубки

В дополнение к изменению электрических свойств катодов, технология металлокерамики (основанная на нитях никеля), позволила сократить дрейф в  электронно-лучевой трубке. Рис. 3 показывает сравнение составов катода, основанных на технологии металлокерамики, с образцами, основанными на традиционной технологии окисного катода.

Рис. 3. Влияние технологии металлокерамики на уменьшение рабочих характеристик в течение  жизни катода.

Центральные кривые представляют среднее число всех катодов каждого типа. Также на рисунке показаны максимальные и минимальные линии, которые представляют среднее число нескольких образцов худших и лучших составов катода каждого класса. Эти результаты ясно демонстрируют, что все составы, основанные на технологии металлокерамики, превосходят оксидные катоды по рабочим показателя в течение времени жизни катодов.

3.1 Работа широкоформатных экранов

Специфический состав, основанный на вышерассмотренных предварительных данных, был выбран для испытаний. Рис. 4 иллюстрирует результаты  5000-часовых испытаний в 32” широкоформатных экранах.

Рис. 4. Зависимость поток катода от времени жизни для I-катода, оксидного катода и оксид плюс катода (металлокерамического).

Рис. 5 иллюстрирует изменения  уменьшения напряжения отсечки (в процентах) для трех различных напряжений нагревателя, 5.7В, 6.3В и 7В. Для нормальной работы нагревателя требуется напряжение в пределах 6.1-6.3В. В таблице 1 приведены суммарные данные для 4000 и 5000 часов работы.