JP2758244B2 - 電子管用陰極 - Google Patents
電子管用陰極Info
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- JP2758244B2 JP2758244B2 JP5685590A JP5685590A JP2758244B2 JP 2758244 B2 JP2758244 B2 JP 2758244B2 JP 5685590 A JP5685590 A JP 5685590A JP 5685590 A JP5685590 A JP 5685590A JP 2758244 B2 JP2758244 B2 JP 2758244B2
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J29/00—Details of cathode-ray tubes or of electron-beam tubes of the types covered by group H01J31/00
- H01J29/02—Electrodes; Screens; Mounting, supporting, spacing or insulating thereof
- H01J29/04—Cathodes
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J1/00—Details of electrodes, of magnetic control means, of screens, or of the mounting or spacing thereof, common to two or more basic types of discharge tubes or lamps
- H01J1/02—Main electrodes
- H01J1/13—Solid thermionic cathodes
- H01J1/14—Solid thermionic cathodes characterised by the material
- H01J1/142—Solid thermionic cathodes characterised by the material with alkaline-earth metal oxides, or such oxides used in conjunction with reducing agents, as an emissive material
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- Solid Thermionic Cathode (AREA)
- Electrodes For Cathode-Ray Tubes (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明はテレビ用ブラウン管などに用いられる電子
管用陰極の改良に関するものである。
管用陰極の改良に関するものである。
第３図は、例えば特公昭64−5417号公報に開示されて
いるような、テレビ用ブラウン管や撮像管に用いられて
いる電子管用陰極を示すものであり、図において（１）
はシリコン（Si）、マグネシウム（Mg）などの還元性元
素を微量含む、主成分がニッケルからなる基体、（２）
はニクロムなどで構成された陰極スリーブ、（５）はこ
の基体（１）の上面に被着され、少なくともバリウムを
含み、他にストロンチウムあるいは／及びカルシウムを
含むアルカリ土類金属酸化物（11）を主成分とし、0.1
〜20重量％の酸化スカンジウムなどの希土類金属酸化物
（12）を含んだ電子放射物質層、（３）は上記基体
（１）内に配設されたヒータで、加熱により上記電子放
射物質層（５）から熱電子を放出させるものである。
いるような、テレビ用ブラウン管や撮像管に用いられて
いる電子管用陰極を示すものであり、図において（１）
はシリコン（Si）、マグネシウム（Mg）などの還元性元
素を微量含む、主成分がニッケルからなる基体、（２）
はニクロムなどで構成された陰極スリーブ、（５）はこ
の基体（１）の上面に被着され、少なくともバリウムを
含み、他にストロンチウムあるいは／及びカルシウムを
含むアルカリ土類金属酸化物（11）を主成分とし、0.1
〜20重量％の酸化スカンジウムなどの希土類金属酸化物
（12）を含んだ電子放射物質層、（３）は上記基体
（１）内に配設されたヒータで、加熱により上記電子放
射物質層（５）から熱電子を放出させるものである。
次に、このように構成された電子管用陰極において、
基体（１）への電子放射物質層（５）の被着方法につい
て説明すると、まずバリウム、ストロンチウム、カルシ
ウムの三元炭素塩と所定量の酸化スカンジウムをバイン
ダー及び溶剤とともに混合して、懸濁液を作成する。こ
の懸濁液を基体（１）上にスプレイ法により約800μｍ
の厚みで塗布し、その後、ブラウン管の真空排気工程中
にヒータ（３）によって加熱する。この時、アルカリ土
類金属の炭酸塩はアルカリ土類金属酸化物に変わる。そ
の後、アルカリ土類金属酸化物の一部を還元して半導体
的性質を有するように活性化を行なうことにより、基体
（１）上にアルカリ土類金属酸化物（11）と希土類金属
酸化物（12）との混合物からなる電子放射物質層（５）
を被着せしめているものである。
基体（１）への電子放射物質層（５）の被着方法につい
て説明すると、まずバリウム、ストロンチウム、カルシ
ウムの三元炭素塩と所定量の酸化スカンジウムをバイン
ダー及び溶剤とともに混合して、懸濁液を作成する。こ
の懸濁液を基体（１）上にスプレイ法により約800μｍ
の厚みで塗布し、その後、ブラウン管の真空排気工程中
にヒータ（３）によって加熱する。この時、アルカリ土
類金属の炭酸塩はアルカリ土類金属酸化物に変わる。そ
の後、アルカリ土類金属酸化物の一部を還元して半導体
的性質を有するように活性化を行なうことにより、基体
（１）上にアルカリ土類金属酸化物（11）と希土類金属
酸化物（12）との混合物からなる電子放射物質層（５）
を被着せしめているものである。
この活性化工程において、アルカリ土類金属酸化物の
一部は次の様に反応しているものである。つまり基体
（１）中に含有されたシリコン、マグネシウム等の還元
性元素は拡散によりアルカリ土類金属酸化物（11）と基
体（１）の界面に移動して、アルカリ土類金属酸化物と
反応する。例えば、アルカリ土類金属化合物として酸化
バリウム（BaO）であれば次式（１）、（２）の様に反
応するものである。
一部は次の様に反応しているものである。つまり基体
（１）中に含有されたシリコン、マグネシウム等の還元
性元素は拡散によりアルカリ土類金属酸化物（11）と基
体（１）の界面に移動して、アルカリ土類金属酸化物と
反応する。例えば、アルカリ土類金属化合物として酸化
バリウム（BaO）であれば次式（１）、（２）の様に反
応するものである。
2BaO＋1/2Si＝Ba＋1/2Ba2SiO4 ……（１） BaO＋Mg＝Ba＋MgO ……（２） これらの反応の結果、基体（１）上に被着形成された
アルカリ土類金属酸化物（11）の一部が還元されて、酸
素欠乏型の半導体となり、電子放射が容易になる。電子
放射物質層に希土類金属酸化物が含まれない場合で、陰
極温度700〜800℃の動作温度で0.5〜0.8A/cm2の電流密
度動作が可能であり、電子放射物質層中に希土類酸化物
が含まれた場合で、1.32〜2.64A/cm2の電流密度動作が
可能になる。
アルカリ土類金属酸化物（11）の一部が還元されて、酸
素欠乏型の半導体となり、電子放射が容易になる。電子
放射物質層に希土類金属酸化物が含まれない場合で、陰
極温度700〜800℃の動作温度で0.5〜0.8A/cm2の電流密
度動作が可能であり、電子放射物質層中に希土類酸化物
が含まれた場合で、1.32〜2.64A/cm2の電流密度動作が
可能になる。
一般に酸化物陰極の電子放射能力は酸化物中の過剰Ba
の存在量に依存するので、希土類金属酸化物が含まれな
い場合には高電流動作に必要な十分の過剰Baの供給が得
られず、動作可能な電流密度が小さい。すなわち、上記
した反応時に生成される副生成物であって中間層と呼ば
れている酸化マグネシウム（MgO）やバリウムシリケイ
ト（Ba2SiO4）が基体（１）のニッケルの結晶粒界や基
体（１）と電子放射物質層15との界面に集中的に形成さ
れるため、上式（１）および（２）の反応がこれら中間
層中のマグネシウムおよびシリコンの拡散速度に律速さ
れ、過剰Baの供給が不足するためである。電子放射物質
層中に希土類金属酸化物が含まれる場合は、酸化スカン
ジウム（Sc2O3）を例にとり説明すると、陰極動作時の
基体（１）と電子放射物質層（５）との界面では基体
（１）中を拡散移動してきた還元剤の一部と酸化スカン
ジウム（Sc2O3）が次の（３）式の様に反応して少量の
金属状のスカンジウムが生成され、金属状のスカンジウ
ムの一部は基体（１）のニッケル中に固溶し、一部は上
記界面に存在する。
の存在量に依存するので、希土類金属酸化物が含まれな
い場合には高電流動作に必要な十分の過剰Baの供給が得
られず、動作可能な電流密度が小さい。すなわち、上記
した反応時に生成される副生成物であって中間層と呼ば
れている酸化マグネシウム（MgO）やバリウムシリケイ
ト（Ba2SiO4）が基体（１）のニッケルの結晶粒界や基
体（１）と電子放射物質層15との界面に集中的に形成さ
れるため、上式（１）および（２）の反応がこれら中間
層中のマグネシウムおよびシリコンの拡散速度に律速さ
れ、過剰Baの供給が不足するためである。電子放射物質
層中に希土類金属酸化物が含まれる場合は、酸化スカン
ジウム（Sc2O3）を例にとり説明すると、陰極動作時の
基体（１）と電子放射物質層（５）との界面では基体
（１）中を拡散移動してきた還元剤の一部と酸化スカン
ジウム（Sc2O3）が次の（３）式の様に反応して少量の
金属状のスカンジウムが生成され、金属状のスカンジウ
ムの一部は基体（１）のニッケル中に固溶し、一部は上
記界面に存在する。
1/2Sc2O3＋3/2Mg＝Sc＋3/2MgO ……（３） （３）式の様に反応して形成された金属状のスカンジ
ウムは基体（１）上あるいは基体（１）のニッケルの粒
界に形成された上記中間層を次の（４）式の様に分解す
る作用を有するので、過剰Baの供給が改善され、希土類
金属化合物が含まれない場合よりも高電流密度動作が可
能になると考えられている。
ウムは基体（１）上あるいは基体（１）のニッケルの粒
界に形成された上記中間層を次の（４）式の様に分解す
る作用を有するので、過剰Baの供給が改善され、希土類
金属化合物が含まれない場合よりも高電流密度動作が可
能になると考えられている。
1/2Ba2SiO4＋4/3Sc＝Ba＋1/2Si＋2/3Sc2O3……（４） また、特開昭52−91358号公報には機械的強度を増大
するＷ、Moなどの高融点金属とMg、Al、Si、Zrなどの還
元剤とを含有するNi合金からなる基体上で、電子放射物
質層が被着される面にNi−Ｗ、Ni−Moなどの合金層をコ
ーティングする直熱型の陰極技術が開示されている。
するＷ、Moなどの高融点金属とMg、Al、Si、Zrなどの還
元剤とを含有するNi合金からなる基体上で、電子放射物
質層が被着される面にNi−Ｗ、Ni−Moなどの合金層をコ
ーティングする直熱型の陰極技術が開示されている。
この様に構成された電子管用陰極においては、希土類
金属酸化物が過剰Baの供給を改善するものの、過剰Baの
供給速度は基体のニッケル中の還元剤の拡散速度に律速
され、2A/cm2以上の高電流密度動作での寿命特性は著し
く低くなるという課題を有していた。
金属酸化物が過剰Baの供給を改善するものの、過剰Baの
供給速度は基体のニッケル中の還元剤の拡散速度に律速
され、2A/cm2以上の高電流密度動作での寿命特性は著し
く低くなるという課題を有していた。
また、後者に示したものにおいては、基体自身に電流
を流しその発熱を利用して電子放射物質層から熱電子を
放射させる直熱型陰極固有の問題点である基体の熱変形
を、Ni−W,Ni−Moなどの合金層を基体上にコーティング
することにより、改善するものであり、高電流密度動作
を可能にすることができなかった。
を流しその発熱を利用して電子放射物質層から熱電子を
放射させる直熱型陰極固有の問題点である基体の熱変形
を、Ni−W,Ni−Moなどの合金層を基体上にコーティング
することにより、改善するものであり、高電流密度動作
を可能にすることができなかった。
この発明は、上記の問題を解決するためになされたも
ので、電子管用陰極において、主成分がニッケルから、
少なくとも一種の還元剤を含有してなる基体と、該基体
上に設けられ、且つ少なくともその一部が前記基体中に
拡散された金属層であって、前記還元剤の少なくとも一
種よりも還元性が同等かまたは小さく、かつニッケルよ
りも還元性が大きい、タングステン、モリブデン、タン
タルのうち少なくとも一種以上の金属を主成分とする金
属層と、該金属層上に被着形成され、少なくともバリウ
ムを含むアルカリ土類金属の酸化物と0.01〜25重量％の
希土類金属酸化物とを含有してなる電子放射物質層とを
備えたものである。
ので、電子管用陰極において、主成分がニッケルから、
少なくとも一種の還元剤を含有してなる基体と、該基体
上に設けられ、且つ少なくともその一部が前記基体中に
拡散された金属層であって、前記還元剤の少なくとも一
種よりも還元性が同等かまたは小さく、かつニッケルよ
りも還元性が大きい、タングステン、モリブデン、タン
タルのうち少なくとも一種以上の金属を主成分とする金
属層と、該金属層上に被着形成され、少なくともバリウ
ムを含むアルカリ土類金属の酸化物と0.01〜25重量％の
希土類金属酸化物とを含有してなる電子放射物質層とを
備えたものである。
また、主成分がニッケルからなり、少なくとも一種の
還元剤を含有してなる基体と、該基体上に設けられ、且
つ少なくともその一部が前記基体中に拡散された金属層
であって、前記還元剤の少なくとも一種よりも還元性が
同等かまたは小さく、かつニッケルよりも還元性が大き
い、タングステン、モリブデン、タンタル、クロム、シ
リコンおよびマグネシウムの群から選ばれた少なくとも
一種以上の金属とニッケルとの合金からなる金属層と、
該金属層上に被着形成され、少なくともバリウムを含む
アルカリ土類金属の酸化物と0.01〜25重量％の希土類金
属酸化物とを含有してなる電子放射物質層とを備えたも
のである。
還元剤を含有してなる基体と、該基体上に設けられ、且
つ少なくともその一部が前記基体中に拡散された金属層
であって、前記還元剤の少なくとも一種よりも還元性が
同等かまたは小さく、かつニッケルよりも還元性が大き
い、タングステン、モリブデン、タンタル、クロム、シ
リコンおよびマグネシウムの群から選ばれた少なくとも
一種以上の金属とニッケルとの合金からなる金属層と、
該金属層上に被着形成され、少なくともバリウムを含む
アルカリ土類金属の酸化物と0.01〜25重量％の希土類金
属酸化物とを含有してなる電子放射物質層とを備えたも
のである。
さらに、金属層が2.0μｍ以下であること、希土類酸
化物が酸化スカンジウムおよび酸化イットリウムの少な
くとも一方であることを規定するものである。
化物が酸化スカンジウムおよび酸化イットリウムの少な
くとも一方であることを規定するものである。
この発明においては、基体中の還元剤に加え、基体上
に形成された金属層が過剰Baの供給に寄与するととも
に、界面でこの金属層が安定して中間層の分解効果を有
する希土類金属の生成にも寄与するので、特に2A/cm2以
上の高電流密度動作での寿命特性が著しく向上するもの
である。
に形成された金属層が過剰Baの供給に寄与するととも
に、界面でこの金属層が安定して中間層の分解効果を有
する希土類金属の生成にも寄与するので、特に2A/cm2以
上の高電流密度動作での寿命特性が著しく向上するもの
である。
以下にこの発明の一実施例を第１図に基づいて説明す
る。図において、（13）は基体（１）の上面に構成され
た例えばＷ、Mo、Taなどの少なくとも一種の金属層、
（５）はこの金属層（13）上に被着され、少なくともバ
リウムを含み、他にストロンチウムあるいは／及びカル
シウムを含むアルカリ土類金属酸化物（11）を主成分と
し、0.01〜25重量％の酸化スカンジウム、酸化イットリ
ウムなどの希土類金属酸化物（12）を含む電子放射物質
層である。
る。図において、（13）は基体（１）の上面に構成され
た例えばＷ、Mo、Taなどの少なくとも一種の金属層、
（５）はこの金属層（13）上に被着され、少なくともバ
リウムを含み、他にストロンチウムあるいは／及びカル
シウムを含むアルカリ土類金属酸化物（11）を主成分と
し、0.01〜25重量％の酸化スカンジウム、酸化イットリ
ウムなどの希土類金属酸化物（12）を含む電子放射物質
層である。
次に、この様に構成された電子管用陰極において、基
体（１）への金属層（13）の形成方法について説明する
と、まず少量のSi、Mgを含有するNi基体（１）を陰極ス
リーブ（２）に溶接した後、この陰極基体部を例えば電
子ビーム蒸着装置内に配設し、10-5〜10-8Torr程度の真
空雰囲気でＷを電子ビームで加熱蒸着するものである。
その後、この陰極基体部を例えば水素雰囲気中で800〜1
100℃で加熱処理をするが、これは上記金属層（13）内
部あるいは表面に残存する酸素などの不純物を除去し、
またこの金属層（13）を焼結あるいは再結晶化あるいは
基体（１）中への拡散をさせるためである。この様な方
法で金属層（13）が形成された陰極基体部上に従来と同
様に電子放射物質層（５）を被着形成するものである。
体（１）への金属層（13）の形成方法について説明する
と、まず少量のSi、Mgを含有するNi基体（１）を陰極ス
リーブ（２）に溶接した後、この陰極基体部を例えば電
子ビーム蒸着装置内に配設し、10-5〜10-8Torr程度の真
空雰囲気でＷを電子ビームで加熱蒸着するものである。
その後、この陰極基体部を例えば水素雰囲気中で800〜1
100℃で加熱処理をするが、これは上記金属層（13）内
部あるいは表面に残存する酸素などの不純物を除去し、
またこの金属層（13）を焼結あるいは再結晶化あるいは
基体（１）中への拡散をさせるためである。この様な方
法で金属層（13）が形成された陰極基体部上に従来と同
様に電子放射物質層（５）を被着形成するものである。
第２図はこの様な方法で作成した本発明を実施してな
る電子管用陰極を通常のテレビジョン装置用ブラウン管
に装着し、通常の排気工程をへて完成したブラウン管を
電流密度2A/cm2の条件で動作させた時の寿命特性を、従
来例と比較して示したものである。ここで、金属層（1
3）としては膜厚0.2μｍのＷ膜を形成し、水素雰囲気中
で1000℃で加熱処理を施した。なお、電子放射物質層５
としては、比較のため実施例および従来例ともに、７重
量％の酸化スカンジウムを含むアルカリ土類金属酸化物
（11）を用いた。この第２図から明らかなように、本実
施の形態のものは従来例のものに比べ寿命中のエミッシ
ョン劣化が著しく少ないことがわかる。
る電子管用陰極を通常のテレビジョン装置用ブラウン管
に装着し、通常の排気工程をへて完成したブラウン管を
電流密度2A/cm2の条件で動作させた時の寿命特性を、従
来例と比較して示したものである。ここで、金属層（1
3）としては膜厚0.2μｍのＷ膜を形成し、水素雰囲気中
で1000℃で加熱処理を施した。なお、電子放射物質層５
としては、比較のため実施例および従来例ともに、７重
量％の酸化スカンジウムを含むアルカリ土類金属酸化物
（11）を用いた。この第２図から明らかなように、本実
施の形態のものは従来例のものに比べ寿命中のエミッシ
ョン劣化が著しく少ないことがわかる。
この様に、この発明を実施してなる電子管用陰極の優
れた特性の原因は以下の様に考えられる。即ち、この発
明の金属層（13）は膜厚の薄い層として形成されている
ので、動作時において金属層（13）は基体１のNiの結晶
粒上または結晶粒内に分布し、このNiの結晶粒界は基体
（１）上面で電子放射物質層（５）側に露出しているの
で、基体（１）中の還元剤は金属層（13）の影響を受け
ず前述の反応式（１）、（２）に基づき過剰Baを供給す
る。それに加えて、金属層（13）であるＷは次式（５）
の様に、電子放射物質層（５）の還元による過剰Baの供
給にも寄与する。
れた特性の原因は以下の様に考えられる。即ち、この発
明の金属層（13）は膜厚の薄い層として形成されている
ので、動作時において金属層（13）は基体１のNiの結晶
粒上または結晶粒内に分布し、このNiの結晶粒界は基体
（１）上面で電子放射物質層（５）側に露出しているの
で、基体（１）中の還元剤は金属層（13）の影響を受け
ず前述の反応式（１）、（２）に基づき過剰Baを供給す
る。それに加えて、金属層（13）であるＷは次式（５）
の様に、電子放射物質層（５）の還元による過剰Baの供
給にも寄与する。
2BaO＋1/3W＝Ba＋1/3Ba2WO3 ……（５） さらに、Ｗは基体（１）の還元剤であるSi、Mgよりも
還元性が小さいが、基体１のNi粒子上または粒子内に分
布しているので、電子放射物質層（５）内の酸化スカン
ジウムとの反応が比較的容易に起こり、中間層分解の効
果を有するScの生成にも寄与する。
還元性が小さいが、基体１のNi粒子上または粒子内に分
布しているので、電子放射物質層（５）内の酸化スカン
ジウムとの反応が比較的容易に起こり、中間層分解の効
果を有するScの生成にも寄与する。
上記実施例においては、金属層（13）がＷである場合
を例にとり説明したが、金属層（13）は基体１中の還元
剤の少なくとも一つの還元剤よりも還元性が同等または
小さく、Niより還元性が大きいことが望ましい。その理
由は、金属層（13）の還元性がNiよりも小さいと過剰Ba
の供給効果が少なく、基体（１）中の還元剤の還元性よ
り大きいと過剰Baの主たる供給反応は金属層（13）と電
子放射物質層（５）との界面で起こり、基体（１）中の
還元剤の過剰Ba供給効果が小さくなり、上述した酸化ス
カンジウムの中間層分解効果の特性への寄与が小さくな
るからである。
を例にとり説明したが、金属層（13）は基体１中の還元
剤の少なくとも一つの還元剤よりも還元性が同等または
小さく、Niより還元性が大きいことが望ましい。その理
由は、金属層（13）の還元性がNiよりも小さいと過剰Ba
の供給効果が少なく、基体（１）中の還元剤の還元性よ
り大きいと過剰Baの主たる供給反応は金属層（13）と電
子放射物質層（５）との界面で起こり、基体（１）中の
還元剤の過剰Ba供給効果が小さくなり、上述した酸化ス
カンジウムの中間層分解効果の特性への寄与が小さくな
るからである。
上記金属層（13）としては基体（１）中の還元剤の構
成に依存するが、Ｗ、Mo、Taなどの少なくとも一種の金
属を選択すれば良い。また、上記金属層（13）は基体
（１）中の還元剤の少なくとも一つの還元剤よりも還元
性が同等または小さくNiより還元性が大きい金属、例え
ばＷ、Mo、Taに、Niの還元性以下の金属、例えばNiを加
えた合金層で構成しても良い。
成に依存するが、Ｗ、Mo、Taなどの少なくとも一種の金
属を選択すれば良い。また、上記金属層（13）は基体
（１）中の還元剤の少なくとも一つの還元剤よりも還元
性が同等または小さくNiより還元性が大きい金属、例え
ばＷ、Mo、Taに、Niの還元性以下の金属、例えばNiを加
えた合金層で構成しても良い。
また、上記金属層（13）の厚みが2.0μｍ以下である
ことが望ましく、特に0.8μｍ以下であると高電流密度
動作での寿命特性向上が著しい。これは、金属層（13）
の厚みが2.0μｍ以上では基体１中の還元元素の電子放
射物質層５への拡散がこの金属層（13）によって律速さ
れ、還元元素によるBe供給が不足するためである。
ことが望ましく、特に0.8μｍ以下であると高電流密度
動作での寿命特性向上が著しい。これは、金属層（13）
の厚みが2.0μｍ以上では基体１中の還元元素の電子放
射物質層５への拡散がこの金属層（13）によって律速さ
れ、還元元素によるBe供給が不足するためである。
金属層（13）の形成された基体１は真空中または還元
雰囲気中で最高温度が800〜1100℃で加熱処理を施す
が、この加熱処理により、金属層（13）を主に基体
（１）のNi粒子上または粒子内に分布するように制御す
ることが可能になり、基体（１）中の還元元素の電子放
射物質層（５）への拡散が適正に維持できる。
雰囲気中で最高温度が800〜1100℃で加熱処理を施す
が、この加熱処理により、金属層（13）を主に基体
（１）のNi粒子上または粒子内に分布するように制御す
ることが可能になり、基体（１）中の還元元素の電子放
射物質層（５）への拡散が適正に維持できる。
この発明を実施してなる電子管用陰極はテレビ用ブラ
ウン管や撮像管に適用可能であるが、投射型テレビある
いは大型テレビなどのブラウン管に適用して高電流で動
作することにより、高輝度化が実現できる。特にハイビ
ジョンテレビ用ブラウン管の高輝度化に有効である。ま
た、ディスプレイモニタ用ブラウン管に高電流密度で適
用すること、即ち電流取出し面積を従来より小さくして
適用することにより、従来よりも高精細のブラウン管が
実現できる。
ウン管や撮像管に適用可能であるが、投射型テレビある
いは大型テレビなどのブラウン管に適用して高電流で動
作することにより、高輝度化が実現できる。特にハイビ
ジョンテレビ用ブラウン管の高輝度化に有効である。ま
た、ディスプレイモニタ用ブラウン管に高電流密度で適
用すること、即ち電流取出し面積を従来より小さくして
適用することにより、従来よりも高精細のブラウン管が
実現できる。
この発明は以上述べた様に、電子管用陰極において、
主成分がニッケルからなり、少なくとも一種の還元剤を
含有してなる基体と、該基体上に設けられ、且つ少なく
ともその一部が前記基体中に拡散された金属層であっ
て、前記還元剤の少なくとも一種よりも還元性が同等か
または小さく、かつニッケルよりも還元性が大きい、タ
ングステン、モリブデン、タンタルのうち少なくとも一
種以上の金属を主成分とする金属層と、該金属層上に被
着形成され、少なくともバリウムを含むアルカリ土類金
属の酸化物と0.01〜25重量％の希土類金属酸化物とを含
有してなる電子放射物質層とを備え、また、主成分がニ
ッケルからなり、少なくとも一種の還元剤を含有してな
る基体と、該基体上に設けられ、且つ少なくともその一
部が前記基体中に拡散された金属層であって、前記還元
剤の少なくとも一種よりも還元性が同等かまたは小さ
く、かつニッケルよりも還元性が大きい、タングステ
ン、モリブデン、タンタル、クロム、シリコンおよびマ
グネシウムの群から選ばれた少なくとも一種以上の金属
とニッケルとの合金からなる金属層と、該金属層上に被
着形成され、少なくともバリウムを含むアルカリ土類金
属の酸化物と0.01〜25重量％の希土類金属酸化物とを含
有してなる電子放射物質層とを備え、さらに、金属層が
2.0μｍ以下であること、希土類酸化物が酸化スカンジ
ウムおよび酸化イットリウムの少なくとも一方であるこ
とを規定したので、基体中の還元剤に加え、基体中に拡
散された金属層が過剰Baの供給に寄与するとともに、界
面でこの金属層が安定して中間層の分解効果を有する希
土類金属の生成にも寄与するように作用する。これによ
り、従来の酸化物陰極では適用困難であった2A/cm2以上
の高電流密度動作が可能な電子管用陰極を提供できるよ
うになり、従来では困難であった高輝度、高精細のブラ
ウン管を実現するという効果を有する。
主成分がニッケルからなり、少なくとも一種の還元剤を
含有してなる基体と、該基体上に設けられ、且つ少なく
ともその一部が前記基体中に拡散された金属層であっ
て、前記還元剤の少なくとも一種よりも還元性が同等か
または小さく、かつニッケルよりも還元性が大きい、タ
ングステン、モリブデン、タンタルのうち少なくとも一
種以上の金属を主成分とする金属層と、該金属層上に被
着形成され、少なくともバリウムを含むアルカリ土類金
属の酸化物と0.01〜25重量％の希土類金属酸化物とを含
有してなる電子放射物質層とを備え、また、主成分がニ
ッケルからなり、少なくとも一種の還元剤を含有してな
る基体と、該基体上に設けられ、且つ少なくともその一
部が前記基体中に拡散された金属層であって、前記還元
剤の少なくとも一種よりも還元性が同等かまたは小さ
く、かつニッケルよりも還元性が大きい、タングステ
ン、モリブデン、タンタル、クロム、シリコンおよびマ
グネシウムの群から選ばれた少なくとも一種以上の金属
とニッケルとの合金からなる金属層と、該金属層上に被
着形成され、少なくともバリウムを含むアルカリ土類金
属の酸化物と0.01〜25重量％の希土類金属酸化物とを含
有してなる電子放射物質層とを備え、さらに、金属層が
2.0μｍ以下であること、希土類酸化物が酸化スカンジ
ウムおよび酸化イットリウムの少なくとも一方であるこ
とを規定したので、基体中の還元剤に加え、基体中に拡
散された金属層が過剰Baの供給に寄与するとともに、界
面でこの金属層が安定して中間層の分解効果を有する希
土類金属の生成にも寄与するように作用する。これによ
り、従来の酸化物陰極では適用困難であった2A/cm2以上
の高電流密度動作が可能な電子管用陰極を提供できるよ
うになり、従来では困難であった高輝度、高精細のブラ
ウン管を実現するという効果を有する。
第１図はこの発明の一実施例を示す電子管用陰極の断面
図、第２図はこの発明を実施してなる電子管用陰極を装
着したブラウン管の寿命試験時間とエミッション電流比
を示す特性図、第３図は従来の電子管用陰極の構造を示
す断面図である。 図において、（１）は基体、（５）は電子放射物質層、
（13）は金属層である。 なお、各図中同一符号は同一または相当部分を示す。
図、第２図はこの発明を実施してなる電子管用陰極を装
着したブラウン管の寿命試験時間とエミッション電流比
を示す特性図、第３図は従来の電子管用陰極の構造を示
す断面図である。 図において、（１）は基体、（５）は電子放射物質層、
（13）は金属層である。 なお、各図中同一符号は同一または相当部分を示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 福山 敬二 神奈川県鎌倉市大船２丁目14番40号 三 菱電機株式会社生活システム研究所内 (72)発明者 大平 卓也 神奈川県鎌倉市大船２丁目14番40号 三 菱電機株式会社生活システム研究所内 (72)発明者 渡部 勁二 神奈川県鎌倉市大船２丁目14番40号 三 菱電機株式会社生活システム研究所内 (72)発明者 中西 寿夫 京都府長岡京市馬場図所１番地 三菱電 機株式会社京都製作所内 (72)発明者 佐野 金治郎 京都府長岡京市馬場図所１番地 三菱電 機株式会社京都製作所内 (72)発明者 鎌田 豊一 京都府長岡京市馬場図所１番地 三菱電 機株式会社京都製作所内 (72)発明者 新庄 孝 京都府長岡京市馬場図所１番地 三菱電 機株式会社京都製作所内 (56)参考文献 特開 昭62−22347（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−195826（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−217925（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−193031（ＪＰ，Ａ) 実開 昭52−144653（ＪＰ，Ｕ)
Claims (4)
- 【請求項１】主成分がニッケルからなり、少なくとも一
種の還元剤を含有してなる基体と、 該基体上に設けられ、且つ少なくともその一部が前記基
体中に拡散された金属層であって、前記還元剤の少なく
とも一種よりも還元性が同等かまたは小さく、かつニッ
ケルよりも還元性が大きい、タングステン、モリブデ
ン、タンタルのうち少なくとも一種以上の金属を主成分
とする金属層と、 該金属層上に被着形成され、少なくともバリウムを含む
アルカリ土類金属の酸化物と0.01〜25重量％の希土類金
属酸化物とを含有してなる電子放射物質層とを備えたこ
とを特徴とする電子管用陰極。 - 【請求項２】主成分がニッケルからなり、少なくとも一
種の還元剤を含有してなる基体と、 該基体上に設けられ、且つ少なくともその一部が前記基
体中に拡散された金属層であって、前記還元性剤の少な
くとも一種よりも還元性が同等かまたは小さく、かつニ
ッケルよりも還元性が大きい、タングステン、モリブデ
ン、タンタル、クロム、シリコンおよびマグネシウムの
群から選ばれた少なくとも一種以上の金属とニッケルと
の合金からなる金属層と、 該金属層上に被着形成され、少なくともバリウムを含む
アルカリ土類金属の酸化物と0.01〜25重量％の希土類金
属酸化物とを含有してなる電子放射物質層とを備えたこ
とを特徴とする電子管用陰極。 - 【請求項３】金属層が2.0μｍ以下であることを特徴と
する請求項１または２に記載の電子管用陰極。 - 【請求項４】希土類酸化物が酸化スカンジウムおよび酸
化イットリウムの少なくとも一方であることを特徴とす
る請求項１または２に記載の電子管用陰極。
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| JP5685590A JP2758244B2 (ja) | 1990-03-07 | 1990-03-07 | 電子管用陰極 |
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| JP28387696A Division JP2882386B2 (ja) | 1996-10-25 | 1996-10-25 | 電子管用陰極の製造方法 |
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| US5298830A (en) * | 1992-04-03 | 1994-03-29 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army | Method of preparing an impregnated cathode with an enhanced thermionic emission from a porous billet and cathode so prepared |
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| KR960025915A (ko) * | 1994-12-28 | 1996-07-20 | 윤종용 | 열전자 방출성 산화물 음극 및 그 제조방법 |
| US5545945A (en) * | 1995-03-29 | 1996-08-13 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army | Thermionic cathode |
| JPH0982233A (ja) * | 1995-09-18 | 1997-03-28 | Hitachi Ltd | 電子放射物質層を有する陰極を備えた電子管 |
| KR100195955B1 (ko) * | 1995-12-20 | 1999-06-15 | 구자홍 | 음극구조체의 구조 및 전자방사체 도포방법 |
| TW375753B (en) * | 1995-12-27 | 1999-12-01 | Mitsubishi Electric Corp | Electron tube cathode |
| DE69635024T2 (de) * | 1996-02-29 | 2006-06-08 | Matsushita Electric Industrial Co. Ltd., Kadoma | Kathode für eine elektronenröhre |
| KR19990036381A (ko) * | 1996-06-20 | 1999-05-25 | 다니구찌 이찌로오, 기타오카 다카시 | 전자관용 음극 |
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| US6051165A (en) * | 1997-09-08 | 2000-04-18 | Integrated Thermal Sciences Inc. | Electron emission materials and components |
| KR100249714B1 (ko) * | 1997-12-30 | 2000-03-15 | 손욱 | 전자총용 음극 |
| US6140753A (en) * | 1997-12-30 | 2000-10-31 | Samsung Display Devices Co., Ltd. | Cathode for an electron gun |
| TW419688B (en) * | 1998-05-14 | 2001-01-21 | Mitsubishi Electric Corp | Cathod ray tube provided with an oxide cathod and process for making the same |
| US6362563B1 (en) * | 1999-10-05 | 2002-03-26 | Chunghwa Picture Tubes, Ltd. | Two-layer cathode for electron gun |
| US6495949B1 (en) | 1999-11-03 | 2002-12-17 | Orion Electric Co., Ltd. | Electron tube cathode |
| JP2001345041A (ja) | 2000-06-01 | 2001-12-14 | Mitsubishi Electric Corp | 電子管用陰極 |
| ATE370515T1 (de) * | 2000-09-19 | 2007-09-15 | Koninkl Philips Electronics Nv | Oxidkathode |
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| KR20020068644A (ko) * | 2001-02-21 | 2002-08-28 | 삼성에스디아이 주식회사 | 금속 음극 및 이를 구비한 방열형 음극구조체 |
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| JPS52144653U (ja) * | 1976-04-23 | 1977-11-02 | ||
| JPS5566819A (en) * | 1978-11-15 | 1980-05-20 | Hitachi Ltd | Oxide cathode for electron tube |
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- 1990-03-07 JP JP5685590A patent/JP2758244B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1991
- 1991-02-27 KR KR1019910003145A patent/KR930011964B1/ko not_active IP Right Cessation
- 1991-02-27 DE DE69101797T patent/DE69101797T2/de not_active Expired - Fee Related
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- 1991-03-06 CA CA002037675A patent/CA2037675C/en not_active Expired - Fee Related
- 1991-03-07 US US07/666,002 patent/US5118984A/en not_active Expired - Lifetime
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