JPH0528905A - 含浸形カソード - Google Patents
含浸形カソードInfo
- Publication number
- JPH0528905A JPH0528905A JP18241691A JP18241691A JPH0528905A JP H0528905 A JPH0528905 A JP H0528905A JP 18241691 A JP18241691 A JP 18241691A JP 18241691 A JP18241691 A JP 18241691A JP H0528905 A JPH0528905 A JP H0528905A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cathode
- impregnated
- electron emission
- electron
- thin layer
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- Solid Thermionic Cathode (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】低電界時の電子放出特性が著しく改善され、カ
ソードの動作温度約８００°ＣB（輝度温度）で実用に
耐え得る含浸形カソードを提供する。 【構成】耐熱性多孔質金属基体４に電子放出物質５を含
浸させてなる含浸形カソードペレット表面上に、高融点
金属薄層２と、Ｓｃ2Ｏ3主体の薄層３とを順次設ける。
ソードの動作温度約８００°ＣB（輝度温度）で実用に
耐え得る含浸形カソードを提供する。 【構成】耐熱性多孔質金属基体４に電子放出物質５を含
浸させてなる含浸形カソードペレット表面上に、高融点
金属薄層２と、Ｓｃ2Ｏ3主体の薄層３とを順次設ける。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、含浸形カソード（陰
極）特にブラウン管、撮像管等の電子管に用いるＳｃ
（スカンジウム）系の含浸形カソードに関するものであ
る。
極）特にブラウン管、撮像管等の電子管に用いるＳｃ
（スカンジウム）系の含浸形カソードに関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】含浸形カソードは高電流密度カソードで
あり、電子管の高性能化を図ることが可能であり、例え
ばタングステン（Ｗ）等からなる多孔質基体の細孔部に
バリウム（Ｂａ）化合物からなる電子放出物質を含浸し
た基本型構造を有している。
あり、電子管の高性能化を図ることが可能であり、例え
ばタングステン（Ｗ）等からなる多孔質基体の細孔部に
バリウム（Ｂａ）化合物からなる電子放出物質を含浸し
た基本型構造を有している。
【０００３】従来のＳｃ系含浸形カソードの構造として
は、特開昭６０−１７０１３６号公報に開示されている
ように、上記基本型構造の基本型含浸形カソードペレッ
トの表面に（Ｂａ，Ｓｃ，Ｏ）複合化合物層を形成した
り、特開昭６１−１３５２６号公報に開示されているよ
うに、基本型含浸形カソードペレットの表面上に高融点
金属と、ＳｃまたはＳｃ2Ｏ3の混和物の薄膜を被着した
り、また特開昭６１−１８３８３８号公報に開示されて
いるように、同じく基本型含浸形カソードペレットの表
面上に高融点金属薄膜からなる下層とＳｃ2Ｏ3を含む高
融点金属薄膜からなる上層の２層薄膜を有する等の構造
が知られている。このような構造の含浸形カソードはカ
ソード表面にＢａ、ＳｃおよびＯからなる単分子層が存
在し、低仕事関数表面を形成しているのが特徴となって
いる。
は、特開昭６０−１７０１３６号公報に開示されている
ように、上記基本型構造の基本型含浸形カソードペレッ
トの表面に（Ｂａ，Ｓｃ，Ｏ）複合化合物層を形成した
り、特開昭６１−１３５２６号公報に開示されているよ
うに、基本型含浸形カソードペレットの表面上に高融点
金属と、ＳｃまたはＳｃ2Ｏ3の混和物の薄膜を被着した
り、また特開昭６１−１８３８３８号公報に開示されて
いるように、同じく基本型含浸形カソードペレットの表
面上に高融点金属薄膜からなる下層とＳｃ2Ｏ3を含む高
融点金属薄膜からなる上層の２層薄膜を有する等の構造
が知られている。このような構造の含浸形カソードはカ
ソード表面にＢａ、ＳｃおよびＯからなる単分子層が存
在し、低仕事関数表面を形成しているのが特徴となって
いる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記、従来のＳｃ系含
浸形カソードはいずれも高い電界の時、即ち温度制限電
流領域では良好な電子放出特性を示す。しかし、従来の
Ｓｃ系含浸形カソードは低い電界の時、即ち空間電荷制
限電流領域においては電子放出特性が劣化する。
浸形カソードはいずれも高い電界の時、即ち温度制限電
流領域では良好な電子放出特性を示す。しかし、従来の
Ｓｃ系含浸形カソードは低い電界の時、即ち空間電荷制
限電流領域においては電子放出特性が劣化する。
【０００５】従って、主に空間電荷制限電流領域でカソ
ードを動作させる電子管、例えばブラウン管、撮像管等
の電子管においては実用化に耐えることができなかっ
た。
ードを動作させる電子管、例えばブラウン管、撮像管等
の電子管においては実用化に耐えることができなかっ
た。
【０００６】本発明は、低電界時の電子放出特性が著し
く改善され、カソードの動作温度約８００°ＣB（輝度
温度）で実用に耐え得る含浸形カソードを提供すること
を目的とする。
く改善され、カソードの動作温度約８００°ＣB（輝度
温度）で実用に耐え得る含浸形カソードを提供すること
を目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記課題は本発明によれ
ば、耐熱性多孔質金属基体に電子放出物質を含浸させて
なる含浸形カソードペレット表面上に、高融点金属薄層
と、Ｓｃ2Ｏ3主体の薄層とを順次配設してなることを特
徴とする含浸形カソードによって解決される。
ば、耐熱性多孔質金属基体に電子放出物質を含浸させて
なる含浸形カソードペレット表面上に、高融点金属薄層
と、Ｓｃ2Ｏ3主体の薄層とを順次配設してなることを特
徴とする含浸形カソードによって解決される。
【０００８】
【作用】本発明によれば、従来の基本型の含浸形カソー
ドペレット（耐熱性多孔質金属基体に電子放出物質を含
浸させたもの）の表面上に、基体から出るＢａの拡散を
促進させ、しかも上層となっているＳｃ2Ｏ3主体の薄層
の電子放出特性を上げるため、Ｍｏ等の高融点金属薄層
が設けられている。
ドペレット（耐熱性多孔質金属基体に電子放出物質を含
浸させたもの）の表面上に、基体から出るＢａの拡散を
促進させ、しかも上層となっているＳｃ2Ｏ3主体の薄層
の電子放出特性を上げるため、Ｍｏ等の高融点金属薄層
が設けられている。
【０００９】また、上記高融点金属薄層上には、Ｓｃお
よびＯの補給源として、また電子放出の効果を上げるた
めＳｃ2Ｏ3を主体とする薄層が設けられている。
よびＯの補給源として、また電子放出の効果を上げるた
めＳｃ2Ｏ3を主体とする薄層が設けられている。
【００１０】本発明では、上記作用を有する高融点金属
薄層とＳｃ2Ｏ3を主体とする薄層が設けられているため
に、カソードの電子放出特性はカソードの低温動作から
空間電荷制限電流となる。
薄層とＳｃ2Ｏ3を主体とする薄層が設けられているため
に、カソードの電子放出特性はカソードの低温動作から
空間電荷制限電流となる。
【００１１】本発明に係るＳｃ2Ｏ3を主体とする薄層
は、実質的にＳｃ2Ｏ3のみからなる薄層でもよく、Ｓｃ
2Ｏ3以外にＢａ等を僅かに含有してもよい。
は、実質的にＳｃ2Ｏ3のみからなる薄層でもよく、Ｓｃ
2Ｏ3以外にＢａ等を僅かに含有してもよい。
【００１２】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。
に説明する。
【００１３】図１は本発明に係る含浸形カソードを模式
的に示した断面図である。図１において、基体材料であ
る直径１．５ｍｍの円柱状カソードペレット１は、１５
〜３０％の空孔率を有する空孔部に電子放出物質５を含
浸させた多孔質Ｗ基体４から構成されている。
的に示した断面図である。図１において、基体材料であ
る直径１．５ｍｍの円柱状カソードペレット１は、１５
〜３０％の空孔率を有する空孔部に電子放出物質５を含
浸させた多孔質Ｗ基体４から構成されている。
【００１４】空孔中に含浸せしめられた電子放出物質５
は、よく知られた材料ＢａＯ，ＣａＯ，Ａｌ2Ｏ3をそれ
ぞれモル比で４：１：１の割合に配合したものを使用し
た。なお、上記材料を上記モル比と異なったモル比で使
用してもよく、また他の材料、例えばＳｒＯ，ＭｇＯ，
ＺｒＯ2，Ｙ2Ｏ3等を電子放出材料として用いてもよ
い。また、多孔質基体としてＷの他、モリブデン（Ｍ
ｏ）、タンタル（Ｔａ）等を用いることができる。
は、よく知られた材料ＢａＯ，ＣａＯ，Ａｌ2Ｏ3をそれ
ぞれモル比で４：１：１の割合に配合したものを使用し
た。なお、上記材料を上記モル比と異なったモル比で使
用してもよく、また他の材料、例えばＳｒＯ，ＭｇＯ，
ＺｒＯ2，Ｙ2Ｏ3等を電子放出材料として用いてもよ
い。また、多孔質基体としてＷの他、モリブデン（Ｍ
ｏ）、タンタル（Ｔａ）等を用いることができる。
【００１５】上記カソードペレット１はＴａカップ６に
装着され、その後Ｔａカップ６はＴａスリーブ７内の上
部にレーザ溶接あるいはろう付けあるいは抵抗溶接され
る。カソードペレット１の加熱は、Ｔａスリーブ内の下
方端部に設けられ、Ｗ芯線８にアルミナ被覆ヒータ９を
使用して行なわれる。以上の構造を本実施例の基本型含
浸形カソードとした。この基体型含浸形カソードがＢａ
の補給源となる。
装着され、その後Ｔａカップ６はＴａスリーブ７内の上
部にレーザ溶接あるいはろう付けあるいは抵抗溶接され
る。カソードペレット１の加熱は、Ｔａスリーブ内の下
方端部に設けられ、Ｗ芯線８にアルミナ被覆ヒータ９を
使用して行なわれる。以上の構造を本実施例の基本型含
浸形カソードとした。この基体型含浸形カソードがＢａ
の補給源となる。
【００１６】本実施例は、上記基体型含浸形カソードの
カソードペレット１の表面に高融点金属薄層としてのモ
リブデン（Ｍｏ）薄膜２、更にその上にＳｃ2Ｏ3薄膜３
が配設されている。
カソードペレット１の表面に高融点金属薄層としてのモ
リブデン（Ｍｏ）薄膜２、更にその上にＳｃ2Ｏ3薄膜３
が配設されている。
【００１７】Ｍｏ薄膜２は、電子線加熱蒸着法あるいは
スパッタ法を用いて基本形カソードペレット１表面に形
成された。Ｍｏ薄膜２の厚さは１００ｎｍ〜５μｍが適
当であった。また、Ｍｏ薄膜２上のＳｃ2Ｏ3薄膜３はス
パッタ法を用いて形成した。その厚さは３ｎｍ〜１μｍ
が適当であった。
スパッタ法を用いて基本形カソードペレット１表面に形
成された。Ｍｏ薄膜２の厚さは１００ｎｍ〜５μｍが適
当であった。また、Ｍｏ薄膜２上のＳｃ2Ｏ3薄膜３はス
パッタ法を用いて形成した。その厚さは３ｎｍ〜１μｍ
が適当であった。
【００１８】このように、基本型含浸形カソード１、Ｍ
ｏ薄膜２およびＳｃ2Ｏ3薄膜３で構成された含浸形カソ
ードを用いて、カソード・アノード３極管方式でＧ2電
極に２００Ｖの直流電圧を印加し、カソードの動作温
度、すなわちヒータ電圧を０Ｖから７Ｖまで連続的に変
化させた。この時の放出電流を測定した。その結果を図
２に示した。
ｏ薄膜２およびＳｃ2Ｏ3薄膜３で構成された含浸形カソ
ードを用いて、カソード・アノード３極管方式でＧ2電
極に２００Ｖの直流電圧を印加し、カソードの動作温
度、すなわちヒータ電圧を０Ｖから７Ｖまで連続的に変
化させた。この時の放出電流を測定した。その結果を図
２に示した。
【００１９】図２によれば、本発明によるカソードの電
子放出特性曲線は、カソードの動作温度で約７５０℃B
（輝度温度）から空間電荷制限電流となり、受像管ある
いは撮像管において実用に耐え得る状態となる。一方、
従来のＳｃ含浸形カソードの電子放出特性曲線は、いわ
ゆる低電圧時に電子放出特性の劣化が現われており、カ
ソードの動作温度９００℃Bにおいても実用に耐えな
い。
子放出特性曲線は、カソードの動作温度で約７５０℃B
（輝度温度）から空間電荷制限電流となり、受像管ある
いは撮像管において実用に耐え得る状態となる。一方、
従来のＳｃ含浸形カソードの電子放出特性曲線は、いわ
ゆる低電圧時に電子放出特性の劣化が現われており、カ
ソードの動作温度９００℃Bにおいても実用に耐えな
い。
【００２０】なお、本実施例において、高融点金属のＭ
ｏ薄膜をタングステン（Ｗ）薄膜、あるいはＭｏ−Ｗ合
金薄膜に代えてもカソードの電子放出特性は同様の効果
が得られた。
ｏ薄膜をタングステン（Ｗ）薄膜、あるいはＭｏ−Ｗ合
金薄膜に代えてもカソードの電子放出特性は同様の効果
が得られた。
【００２１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
低電界時の電子放出特性が著しく改善され、カソードの
動作温度約８００°ＣB（輝度温度）で実用に耐え得る
状態となるので、通常の受像管等、各種電子管への実装
によって低温動作の効果を発揮することができる。
低電界時の電子放出特性が著しく改善され、カソードの
動作温度約８００°ＣB（輝度温度）で実用に耐え得る
状態となるので、通常の受像管等、各種電子管への実装
によって低温動作の効果を発揮することができる。
【００２２】その結果、従来含浸形カソードの実用化へ
の障害となっていたＢａＯの蒸発による電極への付着が
原因のグリッド・エミッションが低減され、カソードを
長時間加熱するためのヒータの設計が容易となる。
の障害となっていたＢａＯの蒸発による電極への付着が
原因のグリッド・エミッションが低減され、カソードを
長時間加熱するためのヒータの設計が容易となる。
【図１】本発明による含浸形カソードを模式的に示した
断面図である。
断面図である。
【図２】本発明による含浸形カソードと従来のＳｃ系含
浸形カソードの電子放出特性を比較した図である。
浸形カソードの電子放出特性を比較した図である。
１ カソードペレット ２ モリブデン（Ｍｏ）薄膜 ３ Ｓｃ2Ｏ3薄膜 ４ 多孔質Ｗ基体 ５ 電子放出物質（空孔部） ６ Ｔａカップ ７ Ｔａスリーブ ８ Ｗ芯線 ９ アルミナ被覆ヒータ
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項１】 耐熱性多孔質金属基体に電子放出物質を
含浸させてなる含浸形カソードペレット表面上に、高融
点金属薄層と、Ｓｃ2Ｏ3主体の薄層とを順次配設してな
ることを特徴とする含浸形カソード。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18241691A JPH0528905A (ja) | 1991-07-23 | 1991-07-23 | 含浸形カソード |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18241691A JPH0528905A (ja) | 1991-07-23 | 1991-07-23 | 含浸形カソード |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0528905A true JPH0528905A (ja) | 1993-02-05 |
Family
ID=16117909
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18241691A Pending JPH0528905A (ja) | 1991-07-23 | 1991-07-23 | 含浸形カソード |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0528905A (ja) |
-
1991
- 1991-07-23 JP JP18241691A patent/JPH0528905A/ja active Pending
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