JP2000340097A - 含浸形カソード及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】動作初期から所望の安定した特性を有し、安定
した熱電子放出効率特性を有する長寿命の含浸形カソー
ドを得る。 【解決手段】高純度タングステン粉粒体１０１、１０
２、１０３、・・・１１１などの高融点金属を圧縮整形
し焼結して得られた高融点金属多孔質基体１に、熱電子
放出物質３（３０１、３０２、・・・・３０５）を含浸
してなり、高融点金属多孔質基体１と電子放出物質３と
の間に酸化膜２（２０１、２０２、２０３、・・・・２
０６）を介在させた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＯＡ機器端末用
や、投射形を含めたＴＶセット用等のブラウン管や、放
送用の撮像管等の陰極線管に係り、特にこれら陰極線管
に使用される長寿命で終始安定した高電流密度特性が得
られる含浸形カソ−ド及びその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の陰極線管、例えばＯＡ機器端末
用カラ−陰極線管は一般に蛍光体を塗布したパネルと、
電子銃を収容するネック、および上記パネルとネックを
連接するファンネルとからなる真空外囲器を有する。

【０００３】上記した陰極線管に用いられる電子銃で
は、その構成部品で有る陰極構造体として、含浸形カソ
−ドを用いたものが知られている。この含浸形カソ−ド
は、電子放出物質を基体金属に塗布するタイプの酸化物
カソードに比較して、高密度電流で長時間の使用が可能
であり、高電流密度の陰極に適している。

【０００４】この様な含浸形カソ−ドは、高融点金属の
タングステン（Ｗ）やモリブデン（Ｍｏ）からなる高融
点金属粉末集積体を圧縮整形し焼結して高融点金属多孔
質基体を形成し、この高融点金属多孔質基体に、酸化バ
リウム（ＢａＯ）と酸化カルシウム（ＣａＯ）およびア
ルミナ（Ａｌ₂ Ｏ₃ ）で構成される電子放出物質つま
り、バリウム・カルシウム・アルミネートを含浸させた
ものや、さらに電子放出特性を向上させるために、前記
高融点金属多孔質基体の電子放出面となる部分の表面上
にオスミウム（Ｏｓ）、ルテニウム（Ｒｕ）の一種、あ
るいはこれらの合金物質からなる被覆膜を備えたもの等
があり、この種の含浸形カソ−ドは、高輝度で、且つ高
解像度特性を必要とする前記ＯＡ機器端末用をはじめ大
型ＴＶ用等に使用するブラウン管や、撮像管等の陰極線
管に使用されて、これらの陰極線管の必要特性に応えら
れる高い熱電子放出電流密度を有し、しかも、その高電
流密度特性が数万時間と言った長時間にわたって持続で
きる特性を有している。

【０００５】この含浸形カソ−ドは、常用動作温度が１
０００〜１１００゜Ｃｂ（輝度温度表示）と言った高温
を必要としている為に、構造体としては、信頼性を考え
て各構成部材は互いに溶着固定する構成が知られている
（例えば特許公報第２７３５９５５号公報参照）。

【０００６】図８は含浸形カソ−ドを用いた陰極構造体
の一例を示す概略的断面図で、このような含浸形カソ−
ドを持つ陰極構造体は、一般には次のような方法で製造
される。

【０００７】まず、タングステン、モリブデンなどの高
融点金属粉末をバインダーと共に造粒後圧縮整形し、焼
結して高融点金属多孔質基体８１を得る。一方、カップ
状ホルダ−８２、スリーブ８３、ヒータ８４はそれぞれ
公知の工程を通じて製造される。

【０００８】このカップ状ホルダ−８２に、高融点金属
多孔質基体８１をその電子放出面８１ａの反対側の面８
１ｂが前記カップ状ホルダ−８２の内側底面８２ａに対
面するように挿入し、この高融点金属多孔質基体８１を
カップ状ホルダ−８２の内側底面８２ａに強く圧着し、
その状態でレーザ溶接の手段でカップ状ホルダ−８２の
外側底面８２ｂにレーザビームを当て、両者をスポット
溶接により溶着する。この時、数点、例えば４〜６個程
度の溶接部位ＳＷ１を形成するのが望ましい。この結
果、前記高融点金属多孔質基体８１は、電子放出面８１
ａとなる面を除くほぼ全表面を前記カップ状ホルダ−８
２で覆われた構造となる。

【０００９】次いで、前記高融点金属多孔質基体８１
に、バリウム・カルシウム・アルミネートの電子放出物
質８５を接触させ、水素又は真空雰囲気中で前記電子放
出物質８５を溶融し、これを前記高融点金属多孔質基体
８１に含浸させる。含浸完了後にショットピーニング
（shot peening）法で高融点金属多孔質基体８１の表面
等に付着した余剰の含浸残留物を除去し、前記カップ状
ホルダ−８２で保持された前記高融点金属多孔質基体８
１と前記電子放出物質８５とからなる含浸形カソ−ド８
６を形成する。

【００１０】次にこのカップ状ホルダ−８２と含浸形カ
ソ−ド８６の結合体をスリーブ８３の一端側８３ａに挿
入した後、レーザビーム溶接または抵抗溶接によりスリ
ーブ８３の側面を介して溶接固定する。ＳＷ２はその際
の溶接部位を示す。８７は陰極構造体である。

【００１１】さらに電子放出特性を向上させるために、
前記高融点金属多孔質基体８１に前記電子放出物質８５
を含有した状態で電子放出面８１ａの表面上にオスミウ
ム（Ｏｓ）、ルテニウム（Ｒｕ）の一種、あるいはこれ
らの合金物質からなる被覆膜（図示せず）を備えたもの
もある。

【００１２】この様な陰極構造体８７のスリーブ８３内
に、ヒ−タ８４を配置し、含浸形カソ−ド８６を動作さ
せるに必要な１０００゜Ｃｂ（輝度温度表示）程度の高
温に保持して使用している。

【００１３】ところで、含浸形カソードからの熱電子放
出の動作機構は次のように考えられる。

【００１４】まず、含浸形カソードを１０００〜１１５
０゜Ｃｂの高温に加熱する。そこで、含浸されたバリウ
ム・カルシウム・アルミネートの熱電子放出物質と高融
点金属多孔質基体とが、その接触面で化学反応を起こ
し、Ｂａ原子が生成される。生成されたＢａ原子は、常
に含浸形カソードの電子放出面上に供給され，これによ
って出来る双極子モーメントの作用により、金属の仕事
関数を減少させ、上記加熱条件の１０００〜１１５０゜
Ｃｂでも熱電子流が得られる。これは、高融点、高仕事
関数を有するＯｓとかＲｕ、更には、それらの合金とい
った金属の被覆膜を有する構成では前記仕事関数の減少
がより顕著となる。

【００１５】図９は含浸形カソ−ドを有する陰極構造体
の強制評価寿命条件における動作時間と飽和電流密度の
関係を示すグラフ図で、図８に示す陰極構造体を用い、
これとアノード（図示せず）とを組み合わせて二極真空
管とし、アノードに１７０Ｖの電圧を印加し、一方ヒ−
タに通電して前記含浸形カソードを１１５０゜Ｃｂの高
温で連続動作させ、この条件での経過時間とその経過時
間での１０００゜Ｃbの高温における熱電子放出能力
（零電界での飽和電流密度：Ａ／ｃｍ² ）の推移を線Ｌ
₀ で示したものである。

【００１６】この図９の線Ｌ₀ から明らかなように、こ
のような含浸形カソードを使用した陰極構造体では、初
期から２千時間迄に飽和電流密度が徐々に増大し、初期
値の１．３０倍も変動してやっと安定するという特性を
有している。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】上記の様に、従来の含
浸形カソードを使用した陰極構造体では、飽和電流密度
が安定するのに長時間を要し、しかも初期値の１．３０
倍も変動するもので、このような陰極構造体を持つ陰極
線管では、調整電圧特性が変動し、陰極線管としては動
作不能と言った致命的欠陥の生ずる恐れも有り、またＯ
Ａ機器端末用やＴＶセット用等に用いられるカラ−陰極
線管の場合、色バランスを大きく崩し、画質を著しく損
ねると云う問題も有った。

【００１８】本発明の目的は、この様な従来技術の問題
点を解消し、初期から所望の安定した特性を有し、しか
も、長寿命の含浸形カソード及びその製造方法を提供す
ることにある。

【００１９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、高融点金属粉末集積体を圧縮整形し焼結
して得られた高融点金属多孔質基体に、バリウムを含む
アルカリ土類金属酸化物とアルミナとの化合物を主成分
とする電子放出物質を含浸して成る含浸形カソードであ
って、前記高融点金属多孔質基体と前記電子放出物質と
の間に酸化膜を介在させた点に特徴を有する。

【００２０】本発明の典型的な構成を列挙すれば下記の
通りである。すなわち、 （１）高融点金属粉末集積体を圧縮整形し焼結して得ら
れた高融点金属多孔質基体に、電子放出物質を含浸して
なる含浸形カソードであって、前記高融点金属多孔質基
体と前記電子放出物質との間に酸化膜を有する事とし
た。

【００２１】（２）高融点金属粉末集積体を圧縮整形し
焼結して得られた高融点金属多孔質基体に、電子放出物
質を含浸してなる含浸形カソードの製造方法であって、
前記高融点金属多孔質基体にバリウムを含むアルカリ土
類金属酸化物とアルミナとの混合化合物を主成分とする
電子放出物質を含浸する工程と、前記電子放出物質を含
浸した前記高融点金属多孔質基体から余剰の前記電子放
出物質を除去する工程と、前記電子放出物質を含浸した
前記高融点金属多孔質基体を真空中で熱処理する工程と
を有し、前記高融点金属多孔質基体を形成した後、前記
電子放出物質を含浸する迄に前記高融点金属多孔質基体
を酸化する工程を含む事とした。

【００２２】上記（１）、（２）の構成によれば、高融
点金属多孔質基体の表面の酸化に伴い、そこに取り込ま
れた酸素原子が、反応開始時、触媒として働き、バリウ
ム・カルシウム・アルミネートから成る電子放出物質と
の化学反応をスムーズに行い、動作（使用）開始から経
過時間に関係なく反応速度を一定に保持し、且つ、含浸
形カソードからの電子放出に必要、且つ、十分なＢａ原
子をカソード面に供給し続けることが出来、初期から安
定した特性を得る事が出来る。

【００２３】（３）高融点金属粉末集積体を圧縮整形し
焼結して得られた高融点金属多孔質基体に、電子放出物
質を含浸してなる含浸形カソードの製造方法であって、
前記高融点金属多孔質基体にバリウムを含むアルカリ土
類金属酸化物とアルミナとの化合物を主成分とする電子
放出物質を含浸する工程と、前記電子放出物質を含浸し
た前記高融点金属多孔質基体から余剰の前記電子放出物
質を除去する工程と、前記電子放出物質を含浸した前記
高融点金属多孔質基体を真空中で熱処理する工程とを有
し、前記高融点金属多孔質基体を形成した後、前記電子
放出物質を含浸する迄に前記高融点金属多孔質基体を酸
化する工程と、この酸化した前記高融点金属多孔質基体
に前記電子放出物質を含浸した後余剰の前記電子放出物
質を除去し前記電子放出物質を含浸した前記高融点金属
多孔質基体のその電子放出面に高融点、高仕事関数を有
する物質の被覆膜を形成する工程を含む事とした。

【００２４】この構成によれば、高融点金属多孔質基体
の表面の酸化に伴い、そこに取り込まれた酸素原子が、
反応開始時、触媒として働き、バリウム・カルシウム・
アルミネートから成る電子放出物質との化学反応をスム
ーズに行い、動作（使用）開始から経過時間に関係なく
反応速度を一定に保持し、且つ、含浸形カソードからの
電子放出に必要、且つ、十分なＢａ原子をカソード面に
供給し続けることが出来、初期から安定した特性を得る
事が出来ると共に、含浸形カソード表面の電子放出面に
オスミウム（Ｏｓ）、ルテニウム（Ｒｕ）等の高融点、
高仕事関数を有する物質の被覆膜を形成したことによ
り、前記被覆膜の物質と高融点金属多孔質基体のタング
ステンの様な高融点金属、更に微量の酸素の相互作用に
より、Ｂａ原子と成す双極子モーメントがより一層大き
くなり、更に高い飽和電流密度値を得ることが可能とな
る。

【００２５】（４）前記高融点金属多孔質基体を酸化す
る工程は、大気中、４００゜Ｃ以下の条件で実施するこ
ととした。

【００２６】（５）前記高融点金属多孔質基体を酸化す
る工程は、大気中、２００゜Ｃ〜４００゜Ｃの条件で実
施する事とした。

【００２７】上記（４）、（５）の構成によれば、前記
高融点金属多孔質基体の金属表面への酸素原子の取り込
みを適正に制御でき、このことが、バリウム・カルシウ
ム・アルミネートから成る電子放出物質の早期枯渇現象
を防止し、長寿命特性を保証できる。

【００２８】（６）前記電子放出面に形成する被覆膜
は、オスミウム（Ｏｓ）とルテニウム（Ｒｕ）の合金物
質からなる事とした。

【００２９】この構成によれば、含浸形カソード表面の
電子放出面が、オスミウム（Ｏｓ）、ルテニウム（Ｒ
ｕ）、前記高融点金属多孔質基体のタングステン等の金
属、更に微量の酸素の４元固溶体物質となり、Ｂａ原子
と成す双極子モーメントがより一層大きくなって、更に
大きな飽和電流密度値を得ることが出来る。

【００３０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につ
き、実施例を参照して詳細に説明する。

【００３１】図１は本発明の含浸形カソードの一実施例
を説明するための陰極構造体の一例の概略断面図であ
る。又、図２（ａ）は図１に示す本発明に成る含浸形カ
ソードの一実施例の断面図、図２（ｂ）は図２（ａ）の
“Ａ”部拡大断面図を示したものである。

【００３２】これらの図において、１は高融点金属多孔
質基体、２は酸化膜で、この酸化膜２は前記高融点金属
多孔質基体１内に含浸された電子放出物質３との間に介
在している。４は被覆膜で、この被覆膜４は高融点、高
仕事関数を有する物質からなり前記高融点金属多孔質基
体１の電子放出面１ａに形成されている。５は含浸形カ
ソードで、この含浸形カソード５は前記高融点金属多孔
質基体１、酸化膜２、電子放出物質３及び被覆膜４から
構成されている。６はカップ状ホルダ−で、前記含浸形
カソード５を収容固着している。７はスリーブで、一端
側７ａで前記含浸形カソード５を収容固着しているカッ
プ状ホルダ−６を収容固着し、他端側７ｂでディスク８
と固着している。９はヒータ、１０はこれらの組合せ体
からなる陰極構造体である。

【００３３】次に、これらの図１及び図２（ａ）、
（ｂ）を用いて本発明の含浸形カソードの製造方法の一
実施例の詳細を説明する。

【００３４】まず、高融点金属粉末として粒径３〜10μ
ｍの高純度タングステン粉粒体１０１、１０２、１０
３、・・・１１１を用い、その所要量を、アクリル系の
バインダーと共に長時間かけロ−リングを行い、扱いや
すい大きさに造粒作業を行う。こうして造粒したもの
を、所定量秤取り、専用プレス整形機を用いて所定の圧
力で、外径寸法１．３０ｍｍ、厚み０．５５ｍｍのタブ
レット状に整形する。この時の圧力は、焼結後のタング
ステンからなる高融点金属多孔質基体１の空孔率が２０
％となるように選ぶ。前記タブレット状とした後、水素
雰囲気中で６００℃、１時間加熱して前記バインダーを
取り除き、その後、本焼結として水素雰囲気で１２００
℃、１時間の加熱処理を行い、タングステンからなる高
融点金属多孔質基体１を得る。

【００３５】次に、この焼結体のタングステンからなる
高融点金属多孔質基体１を大気中、４００℃以下の温度
で熱処理し、前記タングステンからなる高融点金属多孔
質基体１を酸化させ、酸化膜２（２０１、２０２、２０
３、・・・・２０６）を得る。この酸化のための処理条
件、即ち後述する目的に対し最も優れた特性を示す処理
条件は、大気中、２００〜４００℃の範囲内である。
又、酸化膜２の厚さは１５０Å〜１２００Å程度が望ま
しい。

【００３６】次に、炭酸バリウム、炭酸カルシウム、酸
化アルミニウムをモル比で４：１：１の割合で秤取り、
更に、瑪瑙乳鉢で十分に混合したものを、酸化膜２０１
〜２０６を有するタングステンからなる高融点金属多孔
質基体１と混ぜ合わせ、モリブデン（Ｍｏ）容器に入れ
て水素雰囲気中で加熱する。この時、１９００゜Ｃの高
温で加熱すると上記炭酸塩の分解とバリウム・カルシウ
ム・アルミネートからなる熱電子放出物質３（３０１、
３０２、・・・・３０５）の生成、溶融が起こり、酸化
膜２０１〜２０６を有するタングステンからなる高融点
金属多孔質基体１の空孔部に含浸させる。含浸作業後、
前記タングステンからなる高融点金属多孔質基体１の周
辺に付着した余剰の含浸残留物は、温水中で超音波洗浄
により除去する。

【００３７】次に、洗浄後乾燥させた後、電子放出面１
ａとなる部分に、高融点、高仕事関数を有する物質であ
るオスミウム（Ｏｓ）とルテニウム（Ｒｕ）を、８５ｗ
ｔ％のオスミウム（Ｏｓ）と１５ｗｔ％のルテニウム
（Ｒｕ）の合金からなる被覆膜４を電子ビーム蒸着方法
で設ける。

【００３８】次に、以上の様にして得られたものを７×
１０^-7Ｔｏｒｒの高真空中で、１２００゜Ｃ、２時間の
熱処理を行い含浸形カソード５を製造する。前記高真
空、高温処理工程を行なう事で、含浸形カソード表面の
電子放出面が、Ｏｓ、Ｒｕ、高融点金属多孔質基体金
属、更に微量の酸素の４元固溶体物質となり、Ｂａ原子
と成す双極子モーメントが一層大きくなり、更に高い飽
和電流密度値が可能となる。

【００３９】なお、高融点金属粉としては、タングステ
ンに限定されるものではなく、モリブデン（Ｍｏ）にタ
ンタル（Ｔａ）やニッケル（Ｎｉ）、その他これに類す
るもの、更にはそれらの合金でも同様の効果が得られ、
又、被覆膜もＯｓ−Ｒｕ合金に限ったものではなく、そ
れぞれ単独でも、またＩｒ（イリジウム）、Ｓｃ（スカ
ンジウム）等の単独、合金、ないしは酸化物を含めた物
質でも同様の効果が得られる。

【００４０】また他の実施例としては、前記実施例では
電子放出面１ａとなる部分に、８５ｗｔ％のオスミウム
（Ｏｓ）と１５ｗｔ％のルテニウム（Ｒｕ）の合金から
なる被覆膜４を形成したが、この被覆膜を形成しない構
造でも良いことは勿論である。

【００４１】この様に形成された含浸形カソードを、カ
ップ状ホルダ−、スリーブ等と組み合わせて前述のよう
な陰極構造体を構成している。

【００４２】図３は含浸形カソ−ドを有する陰極構造体
の強制評価寿命条件における動作時間と飽和電流密度の
関係を示すグラフで、本発明の含浸形カソードの製造工
程において高融点金属多孔質基体の酸化処理を、それぞ
れ大気中、２００゜Ｃで行ったもの、同じく４００゜Ｃ
のもの、５００゜Ｃのもの、更には６００゜Ｃのものと
４種類に分けて熱処理し、前記図１及び図２（ａ）、
（ｂ）に示す構成とした４種類のものをそれぞれアノー
ド（図示せず）と組み合わせて二極真空管とし、アノー
ドに１７０Ｖの電圧を印加し、一方ヒ−タに通電して前
記４種類共各含浸形カソードを１１５０゜Ｃｂの高温で
連続動作させ、この条件での経過時間とその経過時間で
の１０００゜Ｃｂの高温における熱電子放出能力（零電
界での飽和電流密度：Ａ／ｃｍ² ）の推移を実験的に得
たものである。

【００４３】図３においてＬ₂ は２００゜Ｃ、Ｌ₄ は４
００゜Ｃ、Ｌ₅ は５００゜Ｃ、Ｌ₆は６００゜Ｃで処理
したものをそれぞれ示す。又、Ｌ0は前記図９に示した
従来の特性を比較用に示した。

【００４４】図３に示す実験結果から明らかなように、
電子放出物質含浸前の高融点金属多孔質基体の酸化処理
を行うことにより、初期から電子放出能力を示す数値の
飽和電流密度値がほぼ一定となり、又線Ｌ₂ 、Ｌ₄ で示
す処理温度２００゜Ｃ及び４００゜Ｃのものでは、線Ｌ
₅ 、Ｌ₆ で示す処理温度５００゜Ｃ及び６００゜Ｃのも
のに比較して一定時間経過後においても特性が安定して
いることが明らかである。又、酸化膜介在の有無もこれ
らのデ−タから判断出来る。

【００４５】図４は、図３で説明した酸化処理を行った
陰極構造体の含浸形カソードを、１１５０゜Ｃｂの温度
で連続動作させ６千時間経過時に、前記二極真空管から
各種実験カソードを測定する真空容器中に取り出し、質
量分析計を用いて前記含浸形カソードからの生成Ｂａ原
子の蒸発量（ここでは１１５０゜Ｃｂ加熱時）をＢａイ
オン電流量にて測定したものである。 図４によれば、
処理温度５００゜Ｃ及び６００゜Ｃのものは、Ｂａ原子
の蒸発量が、それより低温の処理のものに比べて小さく
なっている事が分かる。それも、熱処理温度が高いほ
ど、より小さくなる事を示している。これは、発明者等
の長年に亘る同様な分析経験からすると、先のバリウム
・カルシウム・アルミネートからなる電子放出物質の枯
渇が始まったことを指し示していると言える。この電子
放出物質の枯渇は、取りも直さず当該含浸形カソードの
寿命終止が近い事を示している。

【００４６】以上の実験結果からすると、熱処理温度を
４００゜Ｃ以下にすれば、より望ましい含浸形カソード
を提供できる。

【００４７】図５は本発明による含浸形カソードを、カ
ラ−陰極線管に実装する際の陰極組立体の具体的な全体
構成例を説明するインライン方向断面図である。傍熱形
の陰極構造体１０はヒ−タの図示を省略してあるが、前
述した図１の実施例の構成を有する。図５において、５
１は陰極支持体、５２は絶縁基板で、この絶縁基板５２
は前記陰極支持体５１を貫通させて３個のデイスク８を
固定した部分とは反対側の一端部５１ａで傍熱形の陰極
構造体１０を所定の間隔に保持している。５３は陰極組
立体で、この陰極組立体５３を電子銃を構成する他の電
極と共に絶縁支持杆に所定の相互関係で固定してインラ
イン型の電子銃を組み立てる。図中×印は固定点を示
す。

【００４８】図６は図５に示す陰極組立体を実装したカ
ラ−陰極線管に用いる電子銃構体の一例を示す側面図で
ある。図６において６０は陰極組立体、６１は第１電
極、６２は第２電極、６３は第３電極、６４は第４電
極、６５は第５電極、６６は第６電極、６７は第７電
極、６８はビーディングガラス（絶縁支持杆）、６９は
ステム、６９ａはステムピンである。

【００４９】同図において、陰極組立体６０、第１電極
６１、第２電極６２、第３電極６３、第４電極６４、第
５電極６５、第６電極６６及び第７電極６７は一対のビ
ーディングガラス６８で同軸に固定される。

【００５０】陰極組立体６０から発射された電子ビーム
は第１電極６１、第２電極６２、第３電極６３、第４電
極６４、第５電極６５、第６電極６６及び第７電極６７
で所要の加速、集束を受け、第７電極６７から蛍光面方
向に出射する。なお、ステムピン６９ａは、電子銃を構
成する所定の電極に必要とする電圧および画像信号を印
加する端子である。

【００５１】図７は本発明による含浸形カソードを具備
した陰極線管の一例を説明するシャドウマスク型カラー
陰極線管の部分断面図で、同図において７１はパネル、
７２はネック、７３はファンネル、７４は蛍光面、７５
は多数の電子ビーム通過孔を有するシャドウマスク、７
６はマスクフレーム、７７は磁気シールド、７８はシャ
ドウマスク懸架機構、７９は３本の電子ビームＢｃ（セ
ンター電子ビーム）、Ｂｓ（２本のサイド電子ビーム）
を発射する電子銃、ＤＹは電子ビームを水平と垂直に偏
向する偏向ヨーク、ＭＡはピュリティ補正等の外部磁気
装置である。

【００５２】同図において、蛍光面７４を内面に有する
パネル７１と，ファンネル７３とは、パネル７１とファ
ンネル７３で形成されるバルブ内部にシャドウマスク７
５および磁気シールド７７等を固定したマスクフレーム
７６をシャドウマスク懸架機構７８で装架し、フリット
ガラスでパネル７１とファンネル７３を溶着固定した
後、ネック７２に電子銃７９を封入して、ネック７２に
おいて真空封止される。

【００５３】電子銃７９から発射された電子ビームＢ
ｃ、Ｂｓはネック７２とファンネル７３の遷移部分に装
着された偏向ヨークＤＹで水平と垂直の２方向に偏向を
受け、色選択電極であるシャドウマスク７５の電子ビー
ム通過孔を通して蛍光面を構成する所定色の蛍光面７４
に射突することにより画像を形成する。

【００５４】本発明は上記の実施例に限定されるもので
はなく、特許請求の範囲に記載した本発明の思想を逸脱
しない範囲で種々の変更が可能である。

【００５５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明による含浸
形カソード及びその製造方法は、高融点金属多孔質基体
と、これに含浸される電子放出物質との間に酸化膜を介
在させたことにより、この酸化膜中の酸素原子が、前記
含浸形カソードの動作開始と同時に、前記高融点金属多
孔質基体とバリウム・カルシウム・アルミネートから成
る前記電子放出物質との化学反応の触媒として働き、こ
れにより前記化学反応をスムーズに行なわせ、その結果
前記含浸形カソードの動作開始と同時に含浸形カソード
からの電子放出に必要、且つ、十分なＢａ原子をカソー
ド面に供給し続けることができ、動作初期から特性の変
動が無く、飽和電流密度値の高い含浸形カソードを提供
出来るものである。

【００５６】又、前記高融点金属多孔質基体の酸化処理
も金属表面への酸素原子の取り込みを適正に制御でき、
このことが、バリウム・カルシウム・アルミネートから
成る電子放出物質の早期枯渇現象を防止し、長寿命特性
の含浸形カソードを提供出来るものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の含浸形カソードを用いた陰
極構造体の一例を示す縦断面図である。

【図２】本発明の含浸形カソードの一実施例をを示す縦
断面図及び一部拡大断面図である。

【図３】本発明の含浸形カソードの強制評価寿命条件に
おける動作時間と飽和電流密度の関係を示すグラフ図で
ある。

【図４】動作時間６千時間経過時点における図３の含浸
形カソードの１１５０゜Ｃｂでの酸化処理温度とＢａ原
子蒸発量との関係を示すグラフ図である。

【図５】本発明による含浸形カソードを具備する陰極組
立体の具体的な全体構成例を説明するインライン方向断
面図である。

【図６】図５に示す陰極組立体を実装したカラ−陰極線
管に用いる電子銃構体の一例を示す側面図である。

【図７】本発明による含浸形カソードを具備する陰極線
管の一例を示すシャドウマスク形カラー陰極線管の部分
断面図である。

【図８】従来の含浸形カソードを搭載した陰極構体を示
す側面断面図である。

【図９】従来の含浸形カソードの強制評価寿命条件にお
ける動作時間と飽和電流密度の関係を示すグラフ図であ
る。

【符号の説明】

１ 高融点金属多孔質基体 ２（２０１〜２０６） 酸化膜 ３（３０１〜３０５） 電子放出物質 ４ 被覆膜 ５ 含浸形カソード １０１〜１１１ 高融点金属粉体 １０ 陰極構造体。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】高融点金属粉末集積体を圧縮整形し焼結し
   て得られた高融点金属多孔質基体に、電子放出物質を含
   浸してなる含浸形カソードであって、前記高融点金属多
   孔質基体と前記電子放出物質との間に酸化膜を有するこ
   とを特徴とする含浸形カソード。
2. 【請求項２】高融点金属粉末集積体を圧縮整形し焼結し
   て得られた高融点金属多孔質基体に、電子放出物質を含
   浸してなる含浸形カソードの製造方法であって、 前記高融点金属多孔質基体にバリウムを含むアルカリ土
   類金属酸化物とアルミナとの化合物を主成分とする電子
   放出物質を含浸する工程と、 前記電子放出物質を含浸した前記高融点金属多孔質基体
   から余剰の前記電子放出物質を除去する工程と、 前記電子放出物質を含浸した前記高融点金属多孔質基体
   を真空中で熱処理する工程とを有し、 前記高融点金属多孔質基体を形成した後、前記電子放出
   物質を含浸する迄に前記高融点金属多孔質基体を酸化す
   る工程を含む事を特徴とする含浸形カソードの製造方
   法。
3. 【請求項３】高融点金属粉末集積体を圧縮整形し焼結し
   て得られた高融点金属多孔質基体に、電子放出物質を含
   浸してなる含浸形カソードの製造方法であって、 前記高融点金属多孔質基体にバリウムを含むアルカリ土
   類金属酸化物とアルミナとの化合物を主成分とする電子
   放出物質を含浸する工程と、 前記電子放出物質を含浸した前記高融点金属多孔質基体
   から余剰の前記電子放出物質を除去する工程と、 前記電子放出物質を含浸した前記高融点金属多孔質基体
   を真空中で熱処理する工程とを有し、 前記高融点金属多孔質基体を形成した後、前記電子放出
   物質を含浸する迄に前記高融点金属多孔質基体を酸化す
   る工程と、 この酸化した前記高融点金属多孔質基体に前記電子放出
   物質を含浸した後余剰の前記電子放出物質を除去し前記
   電子放出物質を含浸した前記高融点金属多孔質基体のそ
   の電子放出面に高融点・高仕事関数を有する物質の被覆
   膜を形成する工程を含む事を特徴とする含浸形カソード
   の製造方法。
4. 【請求項４】前記高融点金属多孔質基体を酸化する工程
   は、大気中、４００゜Ｃ以下の条件で実施する事を特徴
   とする請求項２及び３に記載の含浸形カソードの製造方
   法。
5. 【請求項５】前記高融点金属多孔質基体を酸化する工程
   は、大気中、２００゜Ｃ〜４００゜Ｃの条件で実施する
   事を特徴とする請求項２及び３に記載の含浸形カソード
   の製造方法。
6. 【請求項６】前記電子放出面に形成する被覆膜は、オス
   ミウム（Ｏｓ）とルテニウム（Ｒｕ）の合金物質からな
   る事を特徴とする請求項３に記載の含浸形カソードの製
   造方法。