JPH04206325A - 線状熱陰極 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 【卒業上の利用分野】

この発明は、真空管、ＣＲＴ　、蛍光表示管等に使用す
る線状熱陰極に関するものである。

【従来の技術】

線状熱陰極を利用する機器は従来種々提案されており、
例えば平板型表示装置としては第４図に示す如きものが
ある（特開昭６０−８４７４４号）。 第４図は従来の平板型表示装置を示す模式的断面図であ
り、この表示装置は絶縁性基板１上に一定の間隔で設け
た複数の金属製係止部２に渡して、所定の間隔で電子放
射物質を保持させて陰極４ｂを形成した陰極ワイヤー３
を張架し、各陰極４ｂと対応させて絶縁性基板１上に制
御電極５を配設すると共に、陰極ワイヤー３の上方には
各陰極４ｂと対応した位置に貫通孔６ａを備えたグリッ
ド電極６を、更にこのグリッド電極６の上方には上記各
陰極４ｂに対応した位置に蛍光体７を塗布したアノード
８を夫々上、下方向に所要の間隔を隔てて配設して構成
しである。 前記陰極ワイヤー３はタングステン製であり、また陰極
４ｂは陰極ワイヤー３の表面に電着法、或いは塗布法な
どによりバリウム、ストロンチウム、カルシウムの三元
炭酸塩（（３ａ、　Ｓｒ、　Ｃａ）ＣＯ３：１を付着さ
せ、表示装置容器内を真空に排気する過程でこれを加熱
分解し、上記炭酸塩を酸化物（（Ｂａ。 Ｓ　ｒ　１Ｃａ　）　Ｏ］に変換して形成じである。な
お、この際に陰極ワイヤー３のタングステンとの反応で
電子放射物質中のＢａＯが還元されて金属Ｂａを生成す
るが、このＢａは拡散等によって陰極表面へ移動し、Ｂ
ａｄ、　ＳｒＯ，ＣａＯの表面に吸着して、所謂ｎ型半
導体構造を構成し、陰極４ｂ表面の仕事関数を低下させ
、エミッションに寄与することとなる。 なおりａがＣａＯ上に吸着した場合においてエミッショ
ンに対する寄与が最も大きく表れる。 次に動作について説明する。陰極ワイヤー３をその両端
に給電して約７００°Ｃに加熱すると陰極４ｂ表面から
電子が放射される。このときグリッド電極６及びアノー
ド８に正の電極を印加すれば電子ビームは貫通孔６ａを
通して蛍光体７に導かれ、蛍光体７を励起せしめる。−
力制御電極５に負の電圧を印加すると陰極４ｂ周辺の電
界が陰極４ｂに対して負となり、陰極４ｂからの電子放
射を停止せしめ得るから、例えば制御電極５に正のパル
ス電圧を印加することにより電子ビームの放射を制御で
きることとなる。

【発明が解決しようとする課厘１ ところで従来の線状熱陰極は前述した如く炭酸塩を酸化
物に替える過程、或いは表示装置の初期動作時に蛍光体
７．係止部２等から放出される不純ガスの影響により、
初期エミッション電流が低（なり、また長時間動作させ
ると、Ｂａの消耗が大きいためにエミッション電流が低
下し、輝度の低下が著しいなどの問題点があった。 この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、初期エミッション電流が高く、しかも長時間
動作後もエミッション電流の低下が少なく長期にわたり
高い輝度を維持し得る線状熱陰極を提供することを目的
とする。 【課題、を解決するための手段］ −この発明に係る線状熱陰極は０．２〜２０重量％の希
土類金属酸化物と、酸化バリウムを含んだアルカリ土類
金属酸化物とを含む混合物であって、希土類金属酸化物
に対する酸化バリウムの重量比を０．４〜６０とした電
子放射物質をニッケルもしくはレニウムを被覆したタン
グステン線に保持したものである。 【作用】 この発明における線状熱陰極は電子放射物質中の希土類
金属酸化物により電子放射物質が活性化され、且つ陰極
表面での不純物の作用を抑制し、初期エミッション電流
が高く、しかも長時間動作後におけるエミッション電流
の低下も少ない。

【実施例】

第１図はこの発明の一実施例による線状熱陰極を用いた
表示装置の要部を示す模式的断面図であり、図中１はガ
ラス板、セラミック板等で構成した絶縁性基板、２は主
として金属製の突起又はリブ等として形成される係止部
、３はタングステン等の耐熱性金属製の陰極ワイヤー、
４ａは陰極ワイヤー３にその長手方向に所要の間隔で形
成された陰極、５は制御電極、６はグリッド電極、８は
アノードを夫々示しいる。 絶縁性基板１上に一定間隔で複数の係止部２を設け、こ
の各係止部２に渡すＢ様で陰極ワイヤー３を、これに形
成した陰極４ａが相隣する係止部２．２間に位置するよ
う張架し、絶縁性基Ｆｉｌ上には前記各陰極４ａと対向
する位置に制御電極５を配設し、また、陰極ワイヤー３
の上方には前記陰極４ａと対向する位置に貫通孔６ａを
開口したグリッド電極６を、更にその上には前記陰極４
ａと対向する位置に蛍光体７を付したアノード８を夫々
上下方向に所要の間隔を隔てて配設しである。 このような構成は陰極４ａを除き前記第２図に示した従
来品と実質的に同じである。 そして本発明に係る実施例の陰極４ａには０．２〜２０
重量％の希土類金属酸化物と、残部が少なくとも酸化バ
リウムを含むアルカリ土類金属酸化物との混合物とから
なり、希土類金属酸化物に対する酸化バリウムの重量比
を０．４〜６０、望ましくは０．７〜３０とした電子放
射物質を用いる。 なお前記希土類金属酸化物としては５ｃｚＯ，、ＹＺＯ
：ｌ＋Ｇｄ２Ｏ，等が用いられ、例えばＹ２Ｏ３にあっ
ては重量比ＢａＯ／ＹｚＯ＊を０．９〜３３に、またＧ
ｄＺＯ，にあっては重量比ＢａＯ／ＧｄｚＯｉを１．２
〜３５に設定するのが望ましい。 希土類金属酸化物に対する酸化バリウムの重量比を０．
４〜６０とするのは次の理由による。 即ち、ＣａｏとＳｒＯとの和が３６重量％、またＢａＯ
と５ｃｚＯ＝との和が６４重量％（ＳＣ２０：１に対す
るＢａＯの重量比は１０とした）になるよう重量比を変
化させて、Ｓｃｚ　（ｃｏｉ）　３の含有率を異にする
複数の電着液を作成し、従来と同様の電着法に基づき、
従来とほぼ同一の膜厚（８μｍ）で電子放射物質を陰極
ワイヤー３に保持せしめて各陰極を作成した。 これを表示装置の排気過程において加熱し、（Ｂａ、Ｓ
ｒ、Ｃａ）ＣＯ３−ＳＣＺ（ＣＯ３）１を（Ｂａ、Ｓｒ
、Ｃａ）Ｏ−３ｃ、Ｏ，に変えて夫々組成比の異なる陰
極を有する表示装置を作成した。 この各表示装置について２時間動作後、フィラメント電
流を一定にした時のパルスエミッション　−電流値を測
定した。なお従来品にあってはＢａＯ：６４重量％、Ｓ
ｒＯ：　３２重量％、ＣａＯ：４重量％とじた電子放射
物質を用いて陰極を形成した。その結果を第２図に示す
。第２図に示すグラフは横軸にＢａｄ、　ＳｒＯ，Ｃａ
ｂ、　５ｃｚ０３を含む混合物中の５ＣＺＯ：１に対す
るＢａＯの重量比をとり、また縦軸には従来品のパルス
エミッション電流値を１００とした時の相対電流値をと
って示しである。このグラフから明らかなように、Ｓｃ
、０．に対するＢａＯの重量比が０．４〜６０の範囲内
ではパルスエミッション電流の増加傾向が顕著であり、
特に重量比が０．７〜３０の範囲で高いパルスエミッシ
ョン電流が得られることが解る。 この発明では、さらにタングステン線３の表面にニッケ
ルもしくはレニウムを被覆することに特徴がある。タン
グステン線の表面には蒸着法でニッケルを約２μ国厚み
で塗布し、これに上記と同様に（Ｂａ、Ｓｒ＋Ｃａ）Ｃ
Ｏ，−５Ｃ２（ＣＯ３）３を従来と同様の電着法で従来
と同一の膜厚（８μｍ）で塗布した。 また同様にしてレニウムを被覆し、同様に電子放射物質
を塗布した。これらの作成した陰極ワイヤを第１図の表
示装置に使用し、寿命試験を実施した結果を第３図に示
している。図中、ａは従来例であるタングステン線に（
Ｂａ、Ｓｒ、Ｃａ）Ｏを塗布したもの、ｂはタングステ
ン線に（Ｂａ、Ｓｒ、Ｃａ）Ｏ−３ｃ２０３をＢａＯ／
５ｃｚＯ＋　（重量比）が５５の割合のものを塗布、Ｃ
はニッケルを被覆したタングステン線に上記すと同じ電
子放射物質を塗布したもの１．ｄはレニウムを被覆した
タングステン線に上記すと同じ電子放射物質を塗布した
ものである。図より、ニッケルもしくはレニウムを被覆
することにより、従来に比較し寿命特性が著しく改善さ
れたことがわかる。 ニッケル、レニウムを被覆したことにより、寿命特性が
改善される理由としては以下のように考えられる。タン
グステンは還元性の強い元素であり、ＢａＯとの反応に
より電子放射に必要なりａを生成するが、強い還元性の
ためにＢａＯの消耗が大きく、寿命に影響を与えていた
。タングステンの上にニッケルもしくはレニウムを被覆
することで、タングステン原子はニッケルもしくはレニ
ウム薄膜を拡散してＢａＯと反応することになり、反応
速度が抑制され、従ってＢａＯの消耗も抑制され、寿命
が長くなる。 この結果、実施例では初期輝度が高いことば勿論、長時
間動作後の残存輝度も高いので表示装置が明るい場所で
も使用可能になる。 なお陰極の形状は実施例では直線状とした場合を示した
が何らこれに限るものではなく、板状、コイル状、スパ
イラル状など任意の線状陰極形状でも上記した効果はえ
られる。更に実施例は平板型表示装置に適用した場合に
つき説明したが、蛍光表示管、線状熱陰極を用いたＣＲ
Ｔ、電子顕微鏡、蛍光ランプにも適用し得ることは勿論
である。

【発明の効果】

以上説明したようにこの発明の陰極は初期エミッション
電流が大きく、また動作中におけるエミッション電流の
維持機能にも優れているので表示装置の高輝度化、電子
管装置などの高性能化に優れた効果を奏するものである
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明品を用いた表示装置の模式的断面図、第
２図は５Ｃ２０，に対するＢａＯの重量比とパルスエミ
ッション電流値との関係を示す特性図、第３図は本発明
品の寿命を示す特性図、第４図は従来の表示装置を示す
模式的断面図である。 １・・・絶縁性基Ｆｉ　２・・・係止部　３・・・陰極
ワイヤー４ａ・・・陰極　５・・・制’ｔＢ電極　６・
・・グリッド電極　７・・・蛍光体　８・・・アノード
なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、０．２〜２０重量％の希土類金属酸化物と、酸化バ
   リウムを含んだアルカリ土類金属酸化物とを含む混合物
   であって、希土類金属酸化物に対する酸化バリウムの重
   量比を０．４〜６０とした電子放射物質をニッケルを被
   覆したタングステン線に保持してあることを特徴とする
   線状熱陰極。 ２、上記タングステン線の表面に、レニウムを被覆した
   ことを特徴とする請求項１記載の線状熱陰極。