JP2668657B2 - 陰極線管用の含浸型陰極 - Google Patents
陰極線管用の含浸型陰極Info
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、陰極線管用の含浸型陰
極に係り、さらに詳しくは、低温で動作が可能であり、
高電流の密度下で長寿命及び信頼性を有する含浸型陰極
に関する。
極に係り、さらに詳しくは、低温で動作が可能であり、
高電流の密度下で長寿命及び信頼性を有する含浸型陰極
に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般にＣＤＴ，ＣＰＴ，大型管（ｌａｒ
ｇｅ ｓｉｚｅｄ ｔｕｂｅ）及びＨＤＴ等の陰極線管
に用いられる含浸型陰極は、多孔性耐熱金属基体の気孔
部にＢａを主成分にした電子放出物質を含浸することに
よって、陰極の動作時にＢａが多孔質基体の気孔部を経
て陰極の表面に拡散し、Ｂａと酸素からなる単原子分子
層を形成して電子放出をする。
ｇｅ ｓｉｚｅｄ ｔｕｂｅ）及びＨＤＴ等の陰極線管
に用いられる含浸型陰極は、多孔性耐熱金属基体の気孔
部にＢａを主成分にした電子放出物質を含浸することに
よって、陰極の動作時にＢａが多孔質基体の気孔部を経
て陰極の表面に拡散し、Ｂａと酸素からなる単原子分子
層を形成して電子放出をする。
【０００３】従来の含浸型陰極は、図１に示すようにＢ
ａ，Ｃａ，Ａｌを真空状態で溶融・含浸させた耐熱性の
多孔質陰極基体１とこれを囲んで支持する貯蔵カップ２
と、前記貯蔵カップを下部で支持し、内部にヒータ４が
挿入・設置されるスリーブ３とから構成されている。
ａ，Ｃａ，Ａｌを真空状態で溶融・含浸させた耐熱性の
多孔質陰極基体１とこれを囲んで支持する貯蔵カップ２
と、前記貯蔵カップを下部で支持し、内部にヒータ４が
挿入・設置されるスリーブ３とから構成されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】このような含浸型陰極
の中でも、陰極基体内に電子放出物質を含浸した後、陰
極基体の表面にＷ−Ｓｃ系金属を被覆した含浸陰極は、
低温で動作することに有利である。しかし、このような
技術では、陰極の動作時にＢａ酸化物とＳｃ系金属の反
応による逆作用が問題となってくる。即ち、Ｂａ酸化物
とＳｃ系金属が反応する場合、その副産物としてＢａ ３
Ｓｃ ４ Ｏ ９ 等が陰極の熱電子の放出表面に生成され、熱
電子の放出が部分的に阻害され、熱電子の放出状態が不
安定になる。さらに、このような従来技術ではＷ−Ｓｃ
からなる金属薄膜層が電子放出の表面に形成されるため
に、構造上の熱伝達の不利で陰極基体の表面におけるス
カンジュムタングステン酸塩の生成が遅れるので、電子
放出の表面にＢａ−Ｓｃ−Ｏからなる単原子層を形成す
るための時間（活性化、エージング工程の時間）が長く
なるという問題点がある。 本発明は、このような従来例
の問題点を解決しようとするものである。
の中でも、陰極基体内に電子放出物質を含浸した後、陰
極基体の表面にＷ−Ｓｃ系金属を被覆した含浸陰極は、
低温で動作することに有利である。しかし、このような
技術では、陰極の動作時にＢａ酸化物とＳｃ系金属の反
応による逆作用が問題となってくる。即ち、Ｂａ酸化物
とＳｃ系金属が反応する場合、その副産物としてＢａ ３
Ｓｃ ４ Ｏ ９ 等が陰極の熱電子の放出表面に生成され、熱
電子の放出が部分的に阻害され、熱電子の放出状態が不
安定になる。さらに、このような従来技術ではＷ−Ｓｃ
からなる金属薄膜層が電子放出の表面に形成されるため
に、構造上の熱伝達の不利で陰極基体の表面におけるス
カンジュムタングステン酸塩の生成が遅れるので、電子
放出の表面にＢａ−Ｓｃ−Ｏからなる単原子層を形成す
るための時間（活性化、エージング工程の時間）が長く
なるという問題点がある。 本発明は、このような従来例
の問題点を解決しようとするものである。
【０００５】
【０００６】
【０００７】
【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、電子放出物質が含浸された多孔性の陰極
基体を具備した含浸型陰極において、多孔性の陰極基体
の上面にＷ−Ｓｃ又はＷ−Ｓｃ ２ Ｏ ３ 被覆層が形成さ
れ、この被覆層の上面にＩｒ，Ｏｓ，Ｒｕ，Ｒｅの一種
類又は二種類以上の合金被覆層が形成されることを特徴
とする。
に、本発明は、電子放出物質が含浸された多孔性の陰極
基体を具備した含浸型陰極において、多孔性の陰極基体
の上面にＷ−Ｓｃ又はＷ−Ｓｃ ２ Ｏ ３ 被覆層が形成さ
れ、この被覆層の上面にＩｒ，Ｏｓ，Ｒｕ，Ｒｅの一種
類又は二種類以上の合金被覆層が形成されることを特徴
とする。
【０００８】
【実施例】以下、本発明の実施例１を図２乃至図４とと
もに説明する。ここで混乱を防ぐために本発明の実施例
を説明する際、同一構成で同一の役割を有する部品には
同一符号を使用する。
もに説明する。ここで混乱を防ぐために本発明の実施例
を説明する際、同一構成で同一の役割を有する部品には
同一符号を使用する。
【０００９】図２は、本発明の含浸型陰極を示してい
る。即ち、図示の陰極は、電子放出物質であるＢａＯ，
ＣａＯ，Ａｌ２Ｏ３が含浸された多孔性の陰極基体１が
最上部に形成され、前記陰極基体の上面にＷ−Ｓｃ又は
Ｗ−Ｓｃ ２ Ｏ ３ 被覆層５−１が形成され、前記被覆層５
−１の上面にＩｒ，Ｏｓ，Ｒｕ，Ｒｅの一種類又は二種
類以上の合金からなる被覆層５−２が形成される。
る。即ち、図示の陰極は、電子放出物質であるＢａＯ，
ＣａＯ，Ａｌ２Ｏ３が含浸された多孔性の陰極基体１が
最上部に形成され、前記陰極基体の上面にＷ−Ｓｃ又は
Ｗ−Ｓｃ ２ Ｏ ３ 被覆層５−１が形成され、前記被覆層５
−１の上面にＩｒ，Ｏｓ，Ｒｕ，Ｒｅの一種類又は二種
類以上の合金からなる被覆層５−２が形成される。
【００１０】このような本発明の含浸型陰極の製造過程
を説明する。先ず、最初炭酸塩の状態であるＢａＣ
Ｏ３，ＣａＣＯ３，Ａｌ２Ｏ３の粉を混合した後、約１
２００℃と加熱すると、炭酸塩が分解（ＢａＣＯ３→Ｂ
ａＯ＋ＣＯ２↑）された状態となる。前記分解された状
態、即ち、ＢａＯ，ＣａＯ，Ａｌ２Ｏ３をタングステン
等のように高温耐熱金属であって多孔性が約２０％であ
る陰極基体に１６００〜１７００℃の真空状態で溶融・
含浸する。この際のモル比は、４：１：１又は５：３：
２である。
を説明する。先ず、最初炭酸塩の状態であるＢａＣ
Ｏ３，ＣａＣＯ３，Ａｌ２Ｏ３の粉を混合した後、約１
２００℃と加熱すると、炭酸塩が分解（ＢａＣＯ３→Ｂ
ａＯ＋ＣＯ２↑）された状態となる。前記分解された状
態、即ち、ＢａＯ，ＣａＯ，Ａｌ２Ｏ３をタングステン
等のように高温耐熱金属であって多孔性が約２０％であ
る陰極基体に１６００〜１７００℃の真空状態で溶融・
含浸する。この際のモル比は、４：１：１又は５：３：
２である。
【００１１】そして、陰極基体の表面に残留する余分の
電子放出物質の滓を除去した後、陰極基体の上部にスパ
ッタリング（Ｓｐｕｔｔｅｒｉｎｇ）方法でＷ−Ｓｃ又
はＷ−Ｓｃ ２ Ｏ ３ を用いて１０〜２０μｍの厚さとなる
ように被覆層を形成する。この際、Ｗ：Ｓｃ又はＳｃ ２
Ｏ ３ の混合比は、５０〜８０：５０〜２０とすることが
好ましい。
電子放出物質の滓を除去した後、陰極基体の上部にスパ
ッタリング（Ｓｐｕｔｔｅｒｉｎｇ）方法でＷ−Ｓｃ又
はＷ−Ｓｃ ２ Ｏ ３ を用いて１０〜２０μｍの厚さとなる
ように被覆層を形成する。この際、Ｗ：Ｓｃ又はＳｃ ２
Ｏ ３ の混合比は、５０〜８０：５０〜２０とすることが
好ましい。
【００１２】次いで、前記Ｗ−Ｓｃ被覆層の上にＩｒ，
Ｏｓ，Ｒｕ，Ｒｅの一種類又は二種類以上の合金をスパ
ッタリング方法でさらに被覆層の厚さとなるように形成
する。
Ｏｓ，Ｒｕ，Ｒｅの一種類又は二種類以上の合金をスパ
ッタリング方法でさらに被覆層の厚さとなるように形成
する。
【００１３】陰極基体内に電子放出物質を含浸した後、
陰極基体の表面にＷ−ＳＣ系金属を被覆した含浸陰極
は、低温で動作することに有利である。しかし、このよ
うな技術は、陰極の動作時にＢａ酸化物とＳｃ系金属の
反応による逆作用が問題となってくる。即ち、Ｂａ酸化
物とＳｃ系金属が反応する場合、その副産物としてＢａ
３ Ｓｃ ４ Ｏ９等が陰極の熱電子の放出表面に生成され、
熱電子の放出が部分的に阻害され、熱電子の放出状態が
不安定になる。さらに、このような従来技術では、Ｗ−
Ｓｃからなる金属薄膜層が電子放出の表面に形成される
ために、構造上の熱伝達の不利で陰極基体の表面におけ
るスカンジュムタングステン酸塩の生成が遅れるので、
電子放出の表面にＢａ−Ｓｃ−Ｏからなる単原子層を形
成するための時間（活性化、エージング工程の時間）が
長くなる。
陰極基体の表面にＷ−ＳＣ系金属を被覆した含浸陰極
は、低温で動作することに有利である。しかし、このよ
うな技術は、陰極の動作時にＢａ酸化物とＳｃ系金属の
反応による逆作用が問題となってくる。即ち、Ｂａ酸化
物とＳｃ系金属が反応する場合、その副産物としてＢａ
３ Ｓｃ ４ Ｏ９等が陰極の熱電子の放出表面に生成され、
熱電子の放出が部分的に阻害され、熱電子の放出状態が
不安定になる。さらに、このような従来技術では、Ｗ−
Ｓｃからなる金属薄膜層が電子放出の表面に形成される
ために、構造上の熱伝達の不利で陰極基体の表面におけ
るスカンジュムタングステン酸塩の生成が遅れるので、
電子放出の表面にＢａ−Ｓｃ−Ｏからなる単原子層を形
成するための時間（活性化、エージング工程の時間）が
長くなる。
【００１４】そこで本発明では、Ｗ−Ｓｃ層の表面にＩ
ｒ，Ｏｓ，Ｒｕ，Ｒｅの一種類又は二種類以上の合金を
５〜２０μｍの厚さと形成する。前記金属は、陰極の動
作時にＢａ酸化物とＳｃ系金属が反応して副産物が生成
されるのを防止し、陰極の表面にＢａＯ（即ち、活性化
過程中に陰極の表面に拡散するＢａＯ）と反応して酸化
物となり、この酸化物は、図３に示すように陰極の表面
でＢａの蒸発を防ぎ、ＢａとＢａＯの濃度を増加させ
る。つまり、図４のように、仕事関数が減少し活性化の
時間が短縮され、高電流の密度と長寿命が可能になる。
ここで、ＴＮは本発明、ＰＴは従来の技術である。
ｒ，Ｏｓ，Ｒｕ，Ｒｅの一種類又は二種類以上の合金を
５〜２０μｍの厚さと形成する。前記金属は、陰極の動
作時にＢａ酸化物とＳｃ系金属が反応して副産物が生成
されるのを防止し、陰極の表面にＢａＯ（即ち、活性化
過程中に陰極の表面に拡散するＢａＯ）と反応して酸化
物となり、この酸化物は、図３に示すように陰極の表面
でＢａの蒸発を防ぎ、ＢａとＢａＯの濃度を増加させ
る。つまり、図４のように、仕事関数が減少し活性化の
時間が短縮され、高電流の密度と長寿命が可能になる。
ここで、ＴＮは本発明、ＰＴは従来の技術である。
【００１５】本発明でＷ−Ｓｃ又はＷ−Ｓｃ ２ Ｏ ３ の厚
さを１０〜２０μｍの範囲としたのは、被覆の厚さが１
０μｍ以下の場合には、電子放出物質の主成分であるＢ
ａが蒸発して寿命が急激に下落し、２０μｍ以上の場合
には、陰極基体の表面に形成される単原子層（Ｂａ−Ｓ
ｃ−Ｏ）が形成される時間がたいへん長くなり、これに
よりＴｅｗ（画像出画時間）が非常に長くなるという短
所があるからである。
さを１０〜２０μｍの範囲としたのは、被覆の厚さが１
０μｍ以下の場合には、電子放出物質の主成分であるＢ
ａが蒸発して寿命が急激に下落し、２０μｍ以上の場合
には、陰極基体の表面に形成される単原子層（Ｂａ−Ｓ
ｃ−Ｏ）が形成される時間がたいへん長くなり、これに
よりＴｅｗ（画像出画時間）が非常に長くなるという短
所があるからである。
【００１６】なお、前記金属の被覆層を５〜２０μｍと
したのは、その厚さが５μｍ以下である場合は、陰極動
作時に基体金属と被覆層との合金化が進んでガラスＢａ
の表面層への拡散を妨害し、２０μｍ以上である場合
は、ガラスＢａが表面層に拡散するのにかかる時間（Ｔ
ｅｗ）が長くなり、仕事関数を低くする効果が半減す
る。従って、５〜２０μｍの範囲とするのが好ましい。
したのは、その厚さが５μｍ以下である場合は、陰極動
作時に基体金属と被覆層との合金化が進んでガラスＢａ
の表面層への拡散を妨害し、２０μｍ以上である場合
は、ガラスＢａが表面層に拡散するのにかかる時間（Ｔ
ｅｗ）が長くなり、仕事関数を低くする効果が半減す
る。従って、５〜２０μｍの範囲とするのが好ましい。
【００１７】
【発明の効果】以上のように、本発明は、電子放出物質
が含浸された陰極基体の表面にＷ−Ｓｃ系合金を被覆
し、また、この表面に希土類金属を被覆することで、低
温動作が可能で（８５０〜９５０℃）あって高電流の密
度下で長寿命を有する含浸陰極が得られる。
が含浸された陰極基体の表面にＷ−Ｓｃ系合金を被覆
し、また、この表面に希土類金属を被覆することで、低
温動作が可能で（８５０〜９５０℃）あって高電流の密
度下で長寿命を有する含浸陰極が得られる。
【図１】従来の含浸型陰極の構造図である。
【図２】本発明の含浸型陰極の構造図である。
【図３】Ｂａの蒸発を示すグラフである。
【図４】飽和電流の密度を示すグラフである。
１…多孔性の陰極基体、２…貯蔵カップ、３…スリー
ブ、５−１…Ｗ−Ｓｃ被覆層、５−２…金属の被覆層。
ブ、５−１…Ｗ−Ｓｃ被覆層、５−２…金属の被覆層。
Claims (3)
- 【請求項１】 電子放出物質が含浸された多孔性の陰極
基体を具備した含浸型陰極において、多孔性の陰極基体
の上面にＷ−Ｓｃ又はＷ−Ｓｃ ２ Ｏ ３ 被覆層が形成さ
れ、この被覆層の上面にＩｒ，Ｏｓ，Ｒｕ，Ｒｅの一種
類又は二種類以上の合金被覆層が形成されることを特徴
とする陰極線管用の含浸型陰極。 - 【請求項２】 Ｗ−Ｓｃ又はＷ−Ｓｃ ２ Ｏ ３ の混合比
は、５０〜８０：５０〜２０であることを特徴とする請
求項１記載の陰極線管用の含浸型陰極。 - 【請求項３】 Ｗ−Ｓｃ又はＷ−Ｓｃ ２ Ｏ ３ の厚さが１
０〜２０μｍであり、金属の被覆層の厚さが５〜２０μ
ｍであることを特徴とする請求項１記載の陰極線管用の
含浸型陰極。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1019930020489A KR950012511A (ko) | 1993-10-05 | 1993-10-05 | 음극선관용 함침형 음극 |
| KR1993P20489 | 1993-10-05 | ||
| KR20489 | 1993-10-05 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07169384A JPH07169384A (ja) | 1995-07-04 |
| JP2668657B2 true JP2668657B2 (ja) | 1997-10-27 |
Family
ID=19365225
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6263240A Expired - Fee Related JP2668657B2 (ja) | 1993-10-05 | 1994-10-04 | 陰極線管用の含浸型陰極 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5747921A (ja) |
| JP (1) | JP2668657B2 (ja) |
| KR (1) | KR950012511A (ja) |
| CN (1) | CN1050438C (ja) |
| TW (1) | TW344838B (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101073134A (zh) * | 2004-12-09 | 2007-11-14 | 皇家飞利浦电子股份有限公司 | 电子发射阴极 |
| CN102628136B (zh) * | 2012-04-13 | 2014-02-26 | 北京工业大学 | 一种铼钨基阴极材料及其制备方法 |
| CN103165361B (zh) * | 2013-03-13 | 2015-11-25 | 清华大学深圳研究生院 | 一种含铯化合物阴极的制备方法及该阴极 |
| CN109065424B (zh) * | 2018-07-03 | 2021-04-23 | 九江学院 | 一种铼浸渍钪钨基合金阴极的制备方法 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1283403B (de) * | 1966-08-05 | 1968-11-21 | Siemens Ag | Mittelbar geheizte Vorratskathode fuer elektrische Entladungsgefaesse |
| CH629033A5 (de) * | 1978-05-05 | 1982-03-31 | Bbc Brown Boveri & Cie | Gluehkathode. |
| GB2050045A (en) * | 1979-05-29 | 1980-12-31 | Emi Varian Ltd | Thermionic cathode |
| JPH0719530B2 (ja) * | 1984-06-29 | 1995-03-06 | 株式会社日立製作所 | 陰極線管 |
| NL8403032A (nl) * | 1984-10-05 | 1986-05-01 | Philips Nv | Werkwijze voor het vervaardigen van een scandaatnaleveringskathode, naleveringskathode vervaardigd met deze werkwijze. |
| JPS61183838A (ja) * | 1985-02-08 | 1986-08-16 | Hitachi Ltd | 含浸形カソ−ド |
| KR900009071B1 (ko) * | 1986-05-28 | 1990-12-20 | 가부시기가이샤 히다찌세이사구쇼 | 함침형 음극 |
| JPS6378427A (ja) * | 1986-09-19 | 1988-04-08 | Hitachi Ltd | 含浸形カソ−ド |
| JPS63224127A (ja) * | 1987-03-11 | 1988-09-19 | Hitachi Ltd | 含浸形陰極 |
| KR910003698B1 (en) * | 1988-11-11 | 1991-06-08 | Samsung Electronic Devices | Cavity reservoir type dispenser cathode and method of the same |
| KR920001334B1 (ko) * | 1989-11-09 | 1992-02-10 | 삼성전관 주식회사 | 디스펜서 음극 |
| JPH03165419A (ja) * | 1989-11-22 | 1991-07-17 | Hitachi Ltd | 含浸形カソードの製造方法 |
| KR0170221B1 (ko) * | 1989-12-30 | 1999-02-01 | 김정배 | 디스펜서 음극 |
| JPH0426032A (ja) * | 1990-05-21 | 1992-01-29 | Hitachi Ltd | 含浸形陰極 |
-
1993
- 1993-10-05 KR KR1019930020489A patent/KR950012511A/ko not_active Application Discontinuation
-
1994
- 1994-10-04 TW TW083109173A patent/TW344838B/zh active
- 1994-10-04 JP JP6263240A patent/JP2668657B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 1994-10-05 CN CN94117865A patent/CN1050438C/zh not_active Expired - Fee Related
-
1997
- 1997-03-17 US US08/819,020 patent/US5747921A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN1050438C (zh) | 2000-03-15 |
| JPH07169384A (ja) | 1995-07-04 |
| KR950012511A (ko) | 1995-05-16 |
| US5747921A (en) | 1998-05-05 |
| TW344838B (en) | 1998-11-11 |
| CN1110002A (zh) | 1995-10-11 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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