JPH05182580A - Oxide cathode for electron tube - Google Patents

Oxide cathode for electron tube

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Publication number
JPH05182580A
JPH05182580A JP22992A JP22992A JPH05182580A JP H05182580 A JPH05182580 A JP H05182580A JP 22992 A JP22992 A JP 22992A JP 22992 A JP22992 A JP 22992A JP H05182580 A JPH05182580 A JP H05182580A
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JP
Japan
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material layer
electron
emitting material
base metal
cathode
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Application number
JP22992A
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Japanese (ja)
Inventor
Kinjiro Sano
金治郎 佐野
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To stabilize the radiation characteristic of an electron tube by constituting a cathode of a base metal composed mainly of nickel and containing silicon and a plurality of electron emitting material layers composed of alkaline earth metal oxides containing scandium, and making the density of application of the material layer in contact with the base metal smaller than that of the other layer. CONSTITUTION:A cathode comprises a cathode tube 2, a base metal 3, a heater 4 and an electron emitting material layer 5, the heater 4 being located within the cathode tube 2 to heat the cathode to raise its temperature. The material layer 5 consists of two layers; the first material layer 51 in contact with the base metal 3 contains scandium oxide 58 while the density of application of the scandium oxide 58 is made small. The same material as the first material layer 51 is applied as the second material layer 51 to be laid over the first layer while the density of application of the second layer is made larger than that of the first material layer 51 since the surface of the second layer is flattened. More specifically, nickel containing 0.05% silicon and 0.04% Mg is employed as the base metal and the amount of the scandium oxide contained in the first and second material layer is 3%.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、電子管用酸化物陰極に
関する。さらに詳しくは、信頼性を向上させた受像管な
どの電子管に具備される酸化物陰極に関するものであ
る。
FIELD OF THE INVENTION This invention relates to oxide cathodes for electron tubes. More specifically, it relates to an oxide cathode provided in an electron tube such as a picture tube having improved reliability.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、受像管などの電子管に具備される
陰極には、ニッケル(Ni)を主成分としマグネシウム
(Mg)、シリコン(Si)などの還元性金属を微量含有し
た基体金属上にバリウム(Ba)を含むアルカリ土類金属
の酸化物層を被着形成した、いわゆる酸化物陰極が多用
されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, a cathode provided in an electron tube such as a picture tube has a base metal containing nickel (Ni) as a main component and a trace amount of a reducing metal such as magnesium (Mg) and silicon (Si). A so-called oxide cathode, which is formed by depositing an oxide layer of an alkaline earth metal containing barium (Ba), is often used.

【0003】前記酸化物陰極はアルカリ土類金属の炭酸
塩を熱分解して酸化物に変換せしめ、のちに還元性金属
と酸化物を反応させながら酸化物から遊離原子を生成し
電子放射のドナー(源)として電子放射を行なわしめる
ようにしたものである。このように複雑な手順を経る理
由は、バリウム(Ba)は電子放射能力に優れているが非
常に活性であるため空気中の水分と反応して水酸化バリ
ウム(Ba(OH)2)となるが、この水酸化バリウムから遊
離バリウム(Ba)を電子管内に生成することは困難であ
るので、化学的に安定である炭酸塩を出発物質にせざる
をえないからである。
The oxide cathode thermally decomposes a carbonate of an alkaline earth metal to convert it into an oxide, and then reacts the reducing metal with the oxide to generate free atoms from the oxide to generate an electron emission donor. It is designed to emit electrons as a (source). The reason for going through such a complicated procedure is that barium (Ba) has an excellent electron emission ability but is very active, so that it reacts with moisture in the air to form barium hydroxide (Ba (OH) 2 ). However, since it is difficult to generate free barium (Ba) from the barium hydroxide in the electron tube, it is necessary to use a chemically stable carbonate as a starting material.

【0004】炭酸塩には、BaCO3の単元のものと(Ba、S
r、Ca)CO3などの複元のものがあるが、ドナーを形成す
る活性化の基本的な機構は同じであるので、理解を容易
ならしめるために、以下単元炭酸塩を例にとって、詳細
に説明する。
Carbonates include those of BaCO 3 unit (Ba, S
r, Ca) CO 3, etc., but the basic mechanism of activation that forms the donor is the same, so in order to facilitate understanding, let's take the unit carbonate as an example. Explained.

【0005】図4は従来の電子管用酸化物陰極の一例の
概略構造を示す説明図である。
FIG. 4 is an explanatory view showing a schematic structure of an example of a conventional oxide cathode for an electron tube.

【0006】電子管用酸化物陰極1は、陰極筒2と基体
金属3とヒーター4と電子放射物質層7とから構成され
る。陰極筒2の内部にヒーター4が配備され、加熱昇温
する構造になっており、基体金属3の表面には炭酸バリ
ウム(BaCO3)からなる電子放射物質層7が形成されて
いる。この電子放射物質層7は、有機溶剤に溶解したニ
トロセルロースなどの樹脂溶液に炭酸バリウム(BaC
O3)を混合し一般には吹き付け方法により約80μmの厚
さに被着形成されるが、特殊なばあいには電着方法でも
被着形成される。
The oxide cathode 1 for an electron tube comprises a cathode tube 2, a base metal 3, a heater 4 and an electron emitting material layer 7. A heater 4 is provided inside the cathode cylinder 2 to have a structure for heating and heating, and an electron emitting material layer 7 made of barium carbonate (BaCO 3 ) is formed on the surface of the base metal 3. The electron emitting material layer 7 is formed by adding barium carbonate (BaC) to a resin solution such as nitrocellulose dissolved in an organic solvent.
O 3 ) is mixed and generally deposited by a spraying method to a thickness of about 80 μm, but in a special case, it is also deposited by an electrodeposition method.

【0007】一般に、受像管に使用される陰極1は、対
向して配置される第1グリッド6との間隔が0.1mm前後
と非常に狭いため、電子放射物質層7の表面はできるだ
けフラットに形成されることが望ましい。このための手
段として、たとえば吹き付けの際、単位時間の吹き付け
量を極力少なくし、吹き付け時間を長くする方法があ
る。
In general, the cathode 1 used in a picture tube has a very small distance of about 0.1 mm from the first grid 6 arranged oppositely, so that the surface of the electron emitting material layer 7 is formed as flat as possible. It is desirable to be done. As means for achieving this, for example, there is a method of reducing the spraying amount per unit time and lengthening the spraying time as much as possible during spraying.

【0008】このように構成された酸化物陰極1は、電
子管内に組み込まれ、電子管内を真空にするための排気
工程でヒーター4によって約1000℃に昇温され、炭酸バ
リウム(BaCO3)が次式のように熱分解される。
The oxide cathode 1 thus constructed is incorporated in an electron tube and heated to about 1000 ° C. by a heater 4 in an evacuation process for evacuating the electron tube to remove barium carbonate (BaCO 3 ). It is thermally decomposed as shown in the following formula.

【0009】 BaCO3 → BaO + CO2 (1) 前記反応によって生成された炭酸ガス(CO2)は電子管
外に排出される。同時にニトロセルロースなどの樹脂も
熱分解されて気体となり、炭酸ガスとともに管外に排出
される。式(1)の反応によって、電子放射物質層7の炭
酸バリウム(BaCO3)は酸化バリウム(BaO)に変換され
る。
BaCO 3 → BaO + CO 2 (1) Carbon dioxide gas (CO 2 ) generated by the above reaction is discharged outside the electron tube. At the same time, the resin such as nitrocellulose is also thermally decomposed into a gas, which is discharged out of the tube together with carbon dioxide. By the reaction of the formula (1), barium carbonate (BaCO 3 ) in the electron emitting material layer 7 is converted into barium oxide (BaO).

【0010】前記BaOは、図5に示すように基体金属3
と接触する界面8において、前記還元性金属のシリコン
(Si)やマグネシウム(Mg)と反応し、遊離バリウム
(Ba)を生成する。これらの還元性金属は基体金属3の
ニッケル(Ni)の結晶粒10の間の結晶粒界11を拡散移動
し、界面8近傍で還元反応を行なう。
The BaO is a base metal 3 as shown in FIG.
At the interface 8 in contact with, it reacts with the reducing metal such as silicon (Si) or magnesium (Mg) to generate free barium (Ba). These reducing metals diffuse and move in the crystal grain boundaries 11 between the nickel (Ni) crystal grains 10 of the base metal 3 and carry out the reduction reaction in the vicinity of the interface 8.

【0011】反応例をつぎに示す。A reaction example is shown below.

【0012】 4BaO + Si → 2Ba + Ba2SiO4 (2) 2BaO + Si → 2Ba + SiO2 (3) BaO + Mg → Ba + MgO (4) 以上のように、ドナーは電子放射物質層7と金属基体
(陰極帽体)3の接合面で生成され、電子放射物質層7
の間隙12を移動し、その表面に出て電子放射の役割を担
うが、蒸発したり、電子管内の残留ガスのCO、CO2、H2O
などと反応して消滅するので、絶えず前記のような反応
を行なって補給する必要があり、陰極は使用中常にこの
還元反応を行なっている。この補給と消滅のバランスを
取るために、一般に、この種の陰極は約800℃の高温で
使用される。
4BaO + Si → 2Ba + Ba 2 SiO 4 (2) 2BaO + Si → 2Ba + SiO 2 (3) BaO + Mg → Ba + MgO (4) As described above, the donor is the electron emitting material layer 7. The electron emitting material layer 7 is generated at the bonding surface of the metal substrate (cathode cap body) 3.
The gap 12 to move the, but the role of the electron emission exit on a surface thereof, the evaporation or, in the residual gas of the electronic tube CO, CO 2, H 2 O
Since it disappears by reacting with the above, it is necessary to constantly carry out the above reaction to replenish it, and the cathode always carries out this reduction reaction during use. To balance this replenishment and extinction, this type of cathode is commonly used at elevated temperatures of about 800 ° C.

【0013】陰極の使用中、式(2)および(3)で示される
Ba2SiO4、SiO2などの反応生成物9が電子放射物質層7と
基体金属3の接合面である界面8において生成され、界
面8や結晶粒界11にどんどん蓄積される。前記反応生成
物9は、電子放射物質層7と基体金属3を接合する作用
を有する。一方、前記反応生成物9(以下、中間層とも
いう)は、Siなどの通る障壁となり、前記式(2)、(3)、
(4)などの反応は次第に遅れ、ドナーであるBaの生成が
困難となるという問題がある。また、前記反応生成物9
(中間層)は高抵抗値を有し放射電子電流の流れを妨げ
るという問題点も有する。
During use of the cathode, the formulas (2) and (3)
Reaction products 9 such as Ba 2 SiO 4 and SiO 2 are generated at the interface 8 which is the bonding surface between the electron emitting material layer 7 and the base metal 3, and are accumulated in the interface 8 and the crystal grain boundaries 11. The reaction product 9 has a function of joining the electron emitting material layer 7 and the base metal 3. On the other hand, the reaction product 9 (hereinafter, also referred to as an intermediate layer) becomes a barrier through which Si or the like passes, and the reaction formulas (2), (3),
The reaction such as (4) is gradually delayed, and there is a problem that it becomes difficult to generate Ba as a donor. In addition, the reaction product 9
The (intermediate layer) has a problem that it has a high resistance value and hinders the flow of radiated electron current.

【0014】このような問題に対して、酸化スカンジウ
ム(Sc2O3)を電子放射物質層7に分散させた酸化スカ
ンジウム分散型陰極の提案(特公昭64-5417号公報)が
なされている。
To solve such a problem, there has been proposed a scandium oxide-dispersed cathode in which scandium oxide (Sc 2 O 3 ) is dispersed in the electron emitting material layer 7 (Japanese Patent Publication No. 64-5417).

【0015】これはスカンジウム(Sc)によるBa2SiO4
などの反応生成物9の解離作用を用いることにより、前
記問題に対処しようとするものであるが、前記陰極を実
際に使用したばあい、電子放射物質層7が基体金属3の
中心部の界面8から局部的に水ぶくれ状に浮き上がった
り、ひどいばあいには剥離脱落し、受像管の動作中にカ
ットオフ電圧が大きく変動してしまうという問題があ
る。
This is Ba 2 SiO 4 from scandium (Sc).
Although the above problem is solved by using the dissociation action of the reaction product 9 such as the above, when the cathode is actually used, the electron emitting material layer 7 is an interface at the center of the base metal 3. There is a problem in that the cut-off voltage fluctuates greatly during the operation of the picture tube due to the fact that it locally floats up from No. 8 in a blister form or, in severe cases, peels off.

【0016】酸化スカンジウム分散型陰極において、カ
ットオフ電圧の異常が発生する理由をさらに詳しく考察
するとつぎのようになる。すなわち、陰極1は動作中に
も、前記式(2)で示される反応がおこっており、中間層
物質のケイ酸バリウム(Ba2SiO4)は式(5)および式(6)
の反応によって、酸化スカンジウム(Sc2O3)とニッケ
ル(Ni)を介して分解される。
The reason why the cutoff voltage is abnormal in the scandium oxide-dispersed cathode will be examined in more detail as follows. That is, during the operation of the cathode 1, the reaction represented by the above formula (2) occurs, and the intermediate layer material barium silicate (Ba 2 SiO 4 ) has the formula (5) and the formula (6).
Is decomposed via scandium oxide (Sc 2 O 3 ) and nickel (Ni).

【0017】 Sc2O3+10Ni → 2ScNi5 + 30 (5) 9Ba2SiO4+16ScNi5→4Ba3Sc4O9+6Ba+9Si+8ONi (6) またSiO2も同様に分解される。Sc 2 O 3 + 10Ni → 2ScNi 5 + 30 (5) 9Ba 2 SiO 4 + 16ScNi 5 → 4Ba 3 Sc 4 O 9 + 6Ba + 9Si + 8ONi (6) Further, SiO 2 is decomposed similarly.

【0018】しかし、その結果、電子放射物質層7と基
体金属(陰極帽体)3の界面8の反応生成物がなくな
り、電子放射物質層7と基体金属3の接合作用が弱くな
る。さらに、受像管の動作のオンオフ時に、電子放射物
質層7と基体金属3の熱膨張係数の差から受けるストレ
スが大きいので、次第に浮き上がると推定される。この
ストレスによると思われる浮き上がりおよびカットオフ
変動に関して詳細に実験を行なって調査した結果、これ
らの現象は電子放射物質層の塗布密度が高いほどおこり
やすいということが分かった。
However, as a result, the reaction product at the interface 8 between the electron emitting material layer 7 and the base metal (cathode cap body) 3 disappears, and the bonding action between the electron emitting material layer 7 and the base metal 3 becomes weak. Furthermore, when the operation of the picture tube is turned on and off, the stress received from the difference in the coefficient of thermal expansion between the electron-emitting substance layer 7 and the base metal 3 is large, and it is presumed that the surface gradually rises. As a result of detailed experiments and investigations regarding the floating and the cutoff fluctuation which are considered to be caused by this stress, it was found that these phenomena were more likely to occur as the coating density of the electron emitting material layer was higher.

【0019】[0019]

【発明が解決しようとする課題】以上のように、酸化ス
カンジウム分散型陰極は、中間層の生成を抑制し、長時
間の動作に耐えうるものであるが、前記のように、とく
に、電子放射物質層の表面が平滑に形成され、電子放射
物質層の塗布密度が高いばあい、電子放射物質層が基体
である基体金属の中心部の界面から局部的に水ぶくれ状
に浮き上がったり、ひどいばあいには剥離脱落したり
し、長時間の動作中にカットオフ電圧が大きく変動する
という問題がある。
As described above, the scandium oxide-dispersed cathode can suppress the formation of the intermediate layer and endure long-term operation. If the surface of the material layer is formed smoothly and the coating density of the electron emitting material layer is high, the electron emitting material layer locally rises like a blister from the interface at the center of the base metal, which is the base, or in severe cases. However, there is a problem in that the cut-off voltage fluctuates greatly during long-time operation, such as peeling off.

【0020】本発明は、かかる問題を解決するためにな
されたもので、電子放射物質層が平滑で、基体金属との
密着性に優れ、長時間にわたって安定な電子放射特性を
有する電子管用酸化物陰極をうることを目的とする。
The present invention has been made to solve the above problems, and is an oxide for an electron tube having a smooth electron emitting material layer, excellent adhesion to a base metal, and stable electron emitting characteristics for a long time. The purpose is to obtain a cathode.

【0021】[0021]

【課題を解決するための手段】本発明は、ニッケルを主
成分とし、少なくともシリコンを含有する基体金属と、
前記基体金属の表面に被着形成された、少なくともバリ
ウムを含むアルカリ土類金属酸化物からなる複数層の電
子放射物質層とを備えた陰極であって、少なくとも前記
基体金属に接する側の電子放射物質層の塗布密度をそれ
以外の電子放射物質層の塗布密度よりも小さくしたこと
を特徴とする電子管用酸化物陰極に関する。
The present invention comprises a base metal containing nickel as a main component and at least silicon.
A cathode comprising a plurality of electron-emissive material layers formed of an alkaline earth metal oxide containing at least barium deposited on the surface of the base metal, the electron emission being at least on the side in contact with the base metal. The present invention relates to an oxide cathode for an electron tube, wherein the coating density of the material layer is made smaller than the coating density of the other electron-emitting material layers.

【0022】[0022]

【作用】本発明では、基体金属に接する第1の電子放射
物質層の塗布密度を小さくしたため、基体金属との剥れ
がなくなる。また表面層として形成された電子放射物質
層の塗布密度は高くしてあるので表面の平滑度を保つこ
とが可能となる。
In the present invention, since the coating density of the first electron emitting material layer in contact with the base metal is reduced, the peeling from the base metal is eliminated. Further, since the electron-emitting substance layer formed as the surface layer has a high coating density, the surface smoothness can be maintained.

【0023】また、前記第1の電子放射物質層に酸化ス
カンジウムが含有されたばあい、中間層の生成を抑制し
長時間の動作を可能にする。
Further, when scandium oxide is contained in the first electron emitting material layer, generation of the intermediate layer is suppressed and long-time operation is enabled.

【0024】[0024]

【実施例】【Example】

[実施例1および比較例1]まず、本発明の一実施例を
図によって説明する。
Example 1 and Comparative Example 1 First, an example of the present invention will be described with reference to the drawings.

【0025】図1は、本発明の電子管用酸化物陰極の一
実施例の概略構造を示す説明図である。
FIG. 1 is an explanatory view showing the schematic structure of an embodiment of the oxide cathode for an electron tube of the present invention.

【0026】前記陰極1は陰極筒2と基体金属3とヒー
ター4と電子放射物質層5とから構成され、陰極筒2の
内部にヒーター4が配備され、加熱昇温する構成となっ
ている。
The cathode 1 is composed of a cathode tube 2, a base metal 3, a heater 4 and an electron emitting material layer 5, and a heater 4 is arranged inside the cathode tube 2 to heat and raise the temperature.

【0027】基体金属3は、シリコン(Si)を還元性金
属として含有したニッケル(Ni)である。陰極筒2はニ
クロム(Ni−Cr)で構成される。
The base metal 3 is nickel (Ni) containing silicon (Si) as a reducing metal. The cathode tube 2 is made of nichrome (Ni-Cr).

【0028】基体金属3の上表面には、電子放射物質層
5が被着形成される。前記電子放射物質5は2層とし、
陰極1の基体金属3に接する第1の電子放射物質層51
は、酸化スカンジウム58を含有し、その塗布密度は小さ
くしてある。この第1の電子放射物質層51の上には第2
の電子放射物質層52として第1の電子放射物質層51と
同じ電子放射物質を塗布してある。ただし、この塗布密
度はその表面を平坦化するため、前記したように第1の
電子放射物質層51の塗布密度よりも大きくしてある。
On the upper surface of the base metal 3, an electron emitting material layer 5 is deposited and formed. The electron emitting material 5 has two layers,
First electron emitting material layer 51 in contact with the base metal 3 of the cathode 1
Contains scandium oxide 58 and has a low coating density. A second layer is formed on the first electron emitting material layer 51.
As the electron emitting material layer 52, the same electron emitting material as that of the first electron emitting material layer 51 is applied. However, this coating density is made higher than the coating density of the first electron-emitting substance layer 51 as described above in order to flatten the surface.

【0029】このように構成した酸化物陰極1の電子放
射物質層5の形成方法は、従来と同様の方法でよく、そ
の一例として有機溶剤に溶解したニトロセルロースの溶
液1500ccにアルカリ土類金属炭酸塩((Ba、Sr、Cu)CO3)9
00gおよび前記アルカリ土類金属炭酸塩に対して酸化ス
カンジウム(Sc2O3)を3%(重量%、以下同様)混合
して懸濁液とし、ボウルミルなどの方法によって粉砕粒
度調節を行なって、吹き付け法によって被着形成する方
法を本実施例では使用した。
The electron emitting material layer 5 of the oxide cathode 1 thus constructed may be formed in the same manner as in the conventional method. As an example, 1500 cc of a solution of nitrocellulose dissolved in an organic solvent is added to an alkaline earth metal carbonate. Salt ((Ba, Sr, Cu) CO 3 ) 9
Scandium oxide (Sc 2 O 3 ) was mixed with 00 g and the alkaline earth metal carbonate in an amount of 3% (wt%, the same applies hereinafter) to form a suspension, and the particle size was adjusted by a method such as a bowl mill. The method of depositing by spraying was used in this example.

【0030】具体的な塗布方法としてはつぎの通りとし
た。
The specific coating method was as follows.

【0031】すなわち、第1の電子放射物質51は、1回
当りの吹き付け量が乾燥後で10μmとなるように4回吹
き付けを行ない、40μmの厚さに被着形成した。乾燥後
の塗布密度は0.8mg/mm3となった。第2の電子放射物質
層52は、1回当りの吹き付け量が乾燥後で1μmになる
ように、吹き付け機のノズル径を調整して40回の吹き付
けを行ない、40μmの厚さとした。乾燥後の塗布密度は
2.5mg/mm3となった。
That is, the first electron-emitting substance 51 was sprayed four times so that the spray amount per spray was 10 μm after drying, and was deposited and formed to a thickness of 40 μm. The coating density after drying was 0.8 mg / mm 3 . The second electron emitting material layer 52 was sprayed 40 times by adjusting the nozzle diameter of the spraying machine so that the spraying amount per time was 1 μm after drying, and the thickness was 40 μm. The coating density after drying is
It became 2.5 mg / mm 3 .

【0032】本実施例では、主成分がニッケルで、シリ
コンを0.05%、Mgを0.04%含有する基体金属を用い
た。
In this example, a base metal containing nickel as the main component, 0.05% silicon and 0.04% Mg was used.

【0033】また、えられた乾燥後の電子放射物質層に
おいては、基体金属に接する側の第1の電子放射物質層
に含まれる酸化カスンジウムの含量はアルカリ土類金属
炭酸塩に対して3%とし、表面層として形成された第2
の電子放射物質層の組成は、第1の電子放射物質と同じ
とした。
Further, in the obtained electron-emitting substance layer after drying, the content of cadmium oxide contained in the first electron-emitting substance layer on the side in contact with the base metal is 3% with respect to the alkaline earth metal carbonate. And a second layer formed as a surface layer
The composition of the electron-emitting material layer was the same as that of the first electron-emitting material.

【0034】このようにして形成された酸化物陰極1を
受像管に組み込み動作試験を行なった。6000時間を経過
したあと、酸化物陰極1と第1グリッド6の間隔で規定
されるカットオフ電圧を測定すると、カットオフ電圧の
異常は全く認められなかった。また試験ののちに受像管
を破壊し、陰極1を取り出し電子放射物質層5を観察し
た結果、剥がれなどの異常は認められなかった。一方、
1回の吹き付け量を1μmとし80回の吹き付けを行ない8
0μmの厚みとしたもので(従来の方法)電子放射物質層
3を被着形成し、乾燥後の全層の塗布密度を2.5mg/mm3
としたもの(比較例1)は6000時間経過ののちカットオ
フ電圧を測定すると、電子放射物質層が浮き上がった兆
候とみられるカットオフ電圧の異常値を示した。6000時
間の試験ののち、受像管を破壊し、酸化物陰極1を取り
出して電子放射物質層を観察すると放射電子電流を取り
出している部分、 すなわち、基体金属の中央部に電子
放射物質層の微小な浮き上がりが存在した。
An operation test was carried out by incorporating the oxide cathode 1 thus formed into a picture tube. After 6000 hours, when the cutoff voltage defined by the interval between the oxide cathode 1 and the first grid 6 was measured, no abnormal cutoff voltage was observed. After the test, the picture tube was destroyed, the cathode 1 was taken out, and the electron emitting material layer 5 was observed. As a result, no abnormality such as peeling was observed. on the other hand,
80 times spraying was performed with one spray amount of 1 μm 8
With a thickness of 0 μm (conventional method), the electron-emitting material layer 3 was deposited, and the coating density of all layers after drying was 2.5 mg / mm 3
(Comparative Example 1) showed an abnormal value of the cutoff voltage which was considered to be a sign that the electron emitting material layer was lifted up when the cutoff voltage was measured after 6000 hours had elapsed. After the test for 6000 hours, the picture tube was destroyed, the oxide cathode 1 was taken out, and the electron emission material layer was observed. That is, the portion where the emission electron current was taken out, that is, the minute portion of the electron emission material layer in the center of the base metal. There was such a rise.

【0035】[実施例2]図2は、本発明の電子管用酸
化物陰極1の一実施例の概略構造を示す説明図であっ
て、図1と基本的な構造は同じであり、同一符号は同一
部位を示す。
[Embodiment 2] FIG. 2 is an explanatory view showing a schematic structure of an embodiment of the oxide cathode 1 for an electron tube according to the present invention. The basic structure is the same as that of FIG. Indicates the same site.

【0036】異なる点は以下の通りである。電子放射物
質層5は2層とし、前記酸化物陰極1の基体金属3に接
する第1の電子放射物質層53は酸化スカンジウム58を含
有し、その塗布密度は小さくした。この第1の電子放射
物質層53上には第2の電子放射物質層54として酸化スカ
ンジウム58を含まないアルカリ土類金属炭酸塩のみから
なる電子放射物質を塗布してある。ただし、この塗布密
度は第1の電子放射物質層51の塗布密度よりも大きくし
た。塗布液は実施例1と同様の方法により製造した。
The different points are as follows. The electron emitting material layer 5 was composed of two layers, and the first electron emitting material layer 53 in contact with the base metal 3 of the oxide cathode 1 contained scandium oxide 58, and its coating density was made small. On the first electron emitting material layer 53, an electron emitting material composed of only an alkaline earth metal carbonate containing no scandium oxide 58 is applied as the second electron emitting material layer 54. However, this coating density was made higher than the coating density of the first electron emitting material layer 51. The coating liquid was manufactured by the same method as in Example 1.

【0037】具体的な塗布方法としてはつぎの通りとし
た。
The specific coating method was as follows.

【0038】すなわち、第1の電子放射物質層53は1回
当りの吹き付け量が乾燥後で10μmになるように4回吹
き付けを行ない40μmの厚さに被着形成した。乾燥後の
塗布密度は0.8mg/mm3であった。第2の電子放射物質層5
4は1回当りの吹き付け量が乾燥後で1μmになるように
吹付機のノズル径を調整して40回の吹き付けを行ない40
μmの厚さとした。乾燥後の塗布密度は2.5mg/mm3となっ
た。
That is, the first electron-emitting substance layer 53 was sprayed four times so that the spray amount per spray was 10 μm after drying, and was deposited to a thickness of 40 μm. The coating density after drying was 0.8 mg / mm 3 . Second electron-emitting material layer 5
For No. 4, spraying was performed 40 times by adjusting the nozzle diameter of the spraying machine so that the spraying amount per drying was 1 μm after drying.
The thickness was μm. The coating density after drying was 2.5 mg / mm 3 .

【0039】本実施例では、ニッケルを主成分とし、シ
リコンを0.05%、マグネシウムを0.04%含有する基体金
属を用いた。
In this embodiment, a base metal containing nickel as a main component and containing 0.05% of silicon and 0.04% of magnesium was used.

【0040】また、えられた乾燥後の電子放射物質層に
おいて、基体金属に接する側の第1の電子放射物質層の
酸化カスンジウム含量はアルカリ土類金属炭酸塩に対し
て3%であり、表面層として形成された第2の電子放射
物質層は酸化スカンジウムを含有しないものであった。
In the obtained electron emitting material layer after drying, the first electron emitting material layer on the side in contact with the base metal had a casdium oxide content of 3% with respect to the alkaline earth metal carbonate, The second electron emitting material layer formed as a layer did not contain scandium oxide.

【0041】本実施例のばあい、高価な酸化スカンジウ
ム58を第2の電子放射物質層54に含んでいないため原価
低減が可能となる。
In the case of the present embodiment, the cost can be reduced because the expensive scandium oxide 58 is not included in the second electron emitting material layer 54.

【0042】[実施例3]図3は本発明の電子管用酸化
物陰極の一実施例の概略構造を示す説明図であり、本実
施例のばあい、電子放射物質層を3層構造とした。そし
て、第1の電子放射物質層55には3%の酸化スカンジウ
ム58を分散させ、それぞれの層の電子放射物質層の塗布
密度を異ならせた。また、基体金属3に接する側の電子
放射物質層5の塗布密度を順次高くした。すなわち、第
1電子放射物質層55の乾燥後の塗布密度を0.8mg/mm3
第2の電子放射物質層56の乾燥後の塗布密度を1.5mg/mm
3、第3の電子放射物質層57の乾燥後の塗布密度を2.5mg
/mm3とした。
[Embodiment 3] FIG. 3 is an explanatory view showing a schematic structure of one embodiment of the oxide cathode for an electron tube of the present invention. In the case of this embodiment, the electron emitting material layer has a three-layer structure. .. Then, 3% of scandium oxide 58 was dispersed in the first electron emitting material layer 55, and the coating density of the electron emitting material layer of each layer was made different. Further, the coating density of the electron emitting material layer 5 on the side in contact with the base metal 3 was increased successively. That is, the coating density of the first electron emitting material layer 55 after drying is 0.8 mg / mm 3 ,
The coating density of the second electron emitting material layer 56 after drying is 1.5 mg / mm.
3 , the coating density after drying the third electron-emitting material layer 57 is 2.5 mg
/ mm 3

【0043】本実施例では、ニッケルを主成分とし、シ
リコンを0.05%、マグネシウムを0.04%含有する基体金
属を用いた。
In this example, a base metal containing nickel as a main component, containing 0.05% of silicon and 0.04% of magnesium was used.

【0044】また、えられた乾燥後の電子放射物質層に
おいて、基体金属に接する第1の電子放射物質層の酸化
カスンジウム含量はアルカリ土類金属炭酸塩に対して3
%であり、塗布、乾燥後の厚さは30μmであり、中間層
として形成された第2の電子放射物質層56は酸化スカン
ジウムを含まず、厚さは30μmであり、表面層として形
成された第3の電子放射物質層も同様に酸化スカンジウ
ムは含まず、塗布、乾燥後の厚さは20μmであった。
Further, in the obtained electron-emitting substance layer after drying, the content of cassium oxide in the first electron-emitting substance layer in contact with the base metal is 3 with respect to the alkaline earth metal carbonate.
%, The thickness after coating and drying was 30 μm, the second electron-emitting material layer 56 formed as an intermediate layer did not contain scandium oxide, the thickness was 30 μm, and it was formed as a surface layer. Similarly, the third electron emitting material layer did not contain scandium oxide, and the thickness after coating and drying was 20 μm.

【0045】このように基体金属3から表面に向かって
段階的に塗布密度を高くすることによって電子放射物質
層5の最表層部の平滑度をさらに高めることが可能とな
った。
Thus, by gradually increasing the coating density from the base metal 3 toward the surface, the smoothness of the outermost surface layer portion of the electron emitting material layer 5 can be further increased.

【0046】以上実施例をあげて本発明の電子管用酸化
物陰極を説明したが、本発明に用いるニッケルを主成分
とする基体金属としてはシリコン含量0.02〜0.06%のも
のが好ましい。前記基体金属はさらにマグネシウムなど
を0.01〜0.1%程度含有してもよい。
The oxide cathode for an electron tube of the present invention has been described above with reference to the examples. The base metal containing nickel as the main component used in the present invention preferably has a silicon content of 0.02 to 0.06%. The base metal may further contain magnesium or the like in an amount of 0.01 to 0.1%.

【0047】また、複数層の電子放射物質層のうち、基
体金属に接する側の電子放射物質層は、少なくともバリ
ウムを含むアルカリ土類金属酸化物からなる層である
が、酸化バリウム含量は50〜70%であるのが好ましい。
バリウム以外のアルカリ土類金属としては、ストロンチ
ウム、カルシウムなどがあげられる。また基体金属に接
する側の電子放射物質には中間層と呼ばれる反応生成物
の生成を抑制するために酸化スカンジウム、酸化イット
リウムなどの希土類金属酸化物が1〜5%含有されてい
るのが好ましく、とくに酸化スカンジウムが含有されて
いるのが好ましい。前記基体金属に接する側の電子放射
物質層は、他の電子放射物質層より密度を低くする必要
があるが、その密度は0.5〜1.1mg/mm3が好ましく、厚さ
は20〜50μmが好ましい。
Of the plurality of electron emitting material layers, the electron emitting material layer on the side in contact with the base metal is a layer made of an alkaline earth metal oxide containing at least barium, but the barium oxide content is 50 to 50%. It is preferably 70%.
Examples of alkaline earth metals other than barium include strontium and calcium. Further, the electron emitting material on the side in contact with the base metal preferably contains 1 to 5% of a rare earth metal oxide such as scandium oxide or yttrium oxide in order to suppress the formation of a reaction product called an intermediate layer. In particular, scandium oxide is preferably contained. The electron emitting material layer on the side in contact with the base metal needs to have a lower density than other electron emitting material layers, but the density is preferably 0.5 to 1.1 mg / mm 3 , and the thickness is preferably 20 to 50 μm. ..

【0048】前記表面層として形成される電子放射物質
層は、酸化スカンジウムなどの希土類金属酸化物を必ず
しも含有しなくてもよく、その密度は2〜3mg/mm3が好
ましく、厚さは20〜50μmが好ましい。
The electron emitting material layer formed as the surface layer does not necessarily need to contain a rare earth metal oxide such as scandium oxide, and its density is preferably 2 to 3 mg / mm 3 , and its thickness is 20 to. 50 μm is preferred.

【0049】[0049]

【発明の効果】本発明の電子管用酸化物陰極は、電子放
射物質層の表面層を平滑にできるとともに、電子放射物
質層の浮き上がりや剥離脱落が防止でき、長時間にわた
って安定した電子放射特性をうることができる。
INDUSTRIAL APPLICABILITY The oxide cathode for an electron tube of the present invention can smooth the surface layer of the electron emitting material layer, prevent the electron emitting material layer from rising and peeling off, and have stable electron emitting characteristics for a long time. You can get it.

【0050】本発明の電子管陰極を、繰り返し製作した
が、常に安定した電子放射性能をえられた。
The electron tube cathode of the present invention was repeatedly manufactured, but stable electron emission performance was always obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の電子管用酸化物陰極の一実施例を示す
説明図である。
FIG. 1 is an explanatory diagram showing an example of an oxide cathode for an electron tube of the present invention.

【図2】本発明の電子管用酸化物陰極の一実施例を示す
説明図である。
FIG. 2 is an explanatory view showing an example of an oxide cathode for an electron tube of the present invention.

【図3】本発明の電子管用酸化物陰極の一実施例を示す
説明図である。
FIG. 3 is an explanatory diagram showing an example of an oxide cathode for an electron tube of the present invention.

【図4】従来の電子管用酸化物陰極の一例を示す説明図
である。
FIG. 4 is an explanatory diagram showing an example of a conventional oxide cathode for an electron tube.

【図5】従来の電子管用酸化物陰極の基体金属と電子放
射物質層付近の拡大断面図である。
FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view in the vicinity of a base metal and an electron emitting material layer of a conventional oxide cathode for an electron tube.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 電子管用酸化物陰極 3 基体金属 5 電子放射物質層 58 酸化スカンジウム 1 Electron Tube Oxide Cathode 3 Base Metal 5 Electron Emissive Layer 58 Scandium Oxide

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ニッケルを主成分とし、少なくともシリ
コンを含有する基体金属と、前記基体金属の表面に被着
形成された、少なくともバリウムを含むアルカリ土類金
属酸化物からなる複数層の電子放射物質層とを備えた陰
極であって、少なくとも前記基体金属に接する側の電子
放射物質層の塗布密度をそれ以外の電子放射物質層の塗
布密度よりも小さくしたことを特徴とする電子管用酸化
物陰極。
1. A plurality of layers of an electron emitting material composed of a base metal containing nickel as a main component and containing at least silicon, and an alkaline earth metal oxide containing at least barium deposited on the surface of the base metal. An oxide cathode for an electron tube, characterized in that the coating density of at least the electron emitting material layer on the side in contact with the base metal is smaller than the coating density of the other electron emitting material layers. ..
【請求項2】 前記基体金属に接する側の電子放射物質
層中にアルカリ土類金属酸化物の他に少なくとも希土類
酸化物が含まれている請求項1記載の電子管用酸化物陰
極。
2. The oxide cathode for an electron tube according to claim 1, wherein the electron emitting material layer on the side in contact with the base metal contains at least a rare earth oxide in addition to the alkaline earth metal oxide.
【請求項3】 前記希土類金属酸化物が酸化スカンジウ
ムである請求項2記載の電子管用酸化物陰極。
3. The oxide cathode for an electron tube according to claim 2, wherein the rare earth metal oxide is scandium oxide.
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