JPH0562413B2 - - Google Patents
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- JPH0562413B2 JPH0562413B2 JP15285184A JP15285184A JPH0562413B2 JP H0562413 B2 JPH0562413 B2 JP H0562413B2 JP 15285184 A JP15285184 A JP 15285184A JP 15285184 A JP15285184 A JP 15285184A JP H0562413 B2 JPH0562413 B2 JP H0562413B2
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- cathode
- impregnated
- ruthenium
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- 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
- H01J1/20—Cathodes heated indirectly by an electric current; Cathodes heated by electron or ion bombardment
- H01J1/28—Dispenser-type cathodes, e.g. L-cathode
Landscapes
- Solid Thermionic Cathode (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は、ブラウン管、撮像管等の電子管に用
いられる高電流密度陰極の含浸形陰極、特に、電
子放出特性を向上させるための金属薄膜を陰極表
面に被着させた含浸形陰極に関するものである。
いられる高電流密度陰極の含浸形陰極、特に、電
子放出特性を向上させるための金属薄膜を陰極表
面に被着させた含浸形陰極に関するものである。
高電流密度陰極として使用される含浸形陰極
は、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Mo）等
の耐熱多項質基体細孔部に、Ba−Caアルミネー
ト化合物等の電子放出物質を含浸せしめたもので
ある。さらに電子放出特性向上のために、陰極表
面に、主として仕事関数の高い金属薄膜を被着さ
せる場合がある。電子放出特性向上に有効な材料
として、Os，Ir、次いでRuが挙げられる。この
うちOsは、最も融点が高く、蒸気圧は低く、下
地金属基体材料との合金化の程度も小さく、最も
有用である。しかし、Osは非常に酸化され易く、
僅かの加熱によつてもOsO4という酸化物を形成
する。この酸化物OsO4は非常に蒸発し易く（融
点130℃）かつ有毒であるという難点がある。こ
のため、特公昭47−21343号公報のようにOs−
Ru合金を用いて、酸化に対する抵抗を増したり、
特開昭56−152135号公報のように、基体材料との
合金化処理を実施し、酸化量の低減を計つたりあ
るいは、管球封止に無酸化封止を行つてきた。一
方、Ir，Ruは酸化され難く、上記の難点はない
が、Osに比べて、融点が低く、上記圧が高く、
また基体材料との合金化が激しいため、付着膜の
消失があり、寿命に問題がある。以上のように、
従来の含浸形陰極で電子放出特性向上のために陰
極表面に形成していた薄膜については、Osの場
合は特別な耐酸化処理あるいは無酸化封止を要
し、またIr，Ru膜の場合は寿命の問題があり、
それぞれの問題を有していた。
は、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Mo）等
の耐熱多項質基体細孔部に、Ba−Caアルミネー
ト化合物等の電子放出物質を含浸せしめたもので
ある。さらに電子放出特性向上のために、陰極表
面に、主として仕事関数の高い金属薄膜を被着さ
せる場合がある。電子放出特性向上に有効な材料
として、Os，Ir、次いでRuが挙げられる。この
うちOsは、最も融点が高く、蒸気圧は低く、下
地金属基体材料との合金化の程度も小さく、最も
有用である。しかし、Osは非常に酸化され易く、
僅かの加熱によつてもOsO4という酸化物を形成
する。この酸化物OsO4は非常に蒸発し易く（融
点130℃）かつ有毒であるという難点がある。こ
のため、特公昭47−21343号公報のようにOs−
Ru合金を用いて、酸化に対する抵抗を増したり、
特開昭56−152135号公報のように、基体材料との
合金化処理を実施し、酸化量の低減を計つたりあ
るいは、管球封止に無酸化封止を行つてきた。一
方、Ir，Ruは酸化され難く、上記の難点はない
が、Osに比べて、融点が低く、上記圧が高く、
また基体材料との合金化が激しいため、付着膜の
消失があり、寿命に問題がある。以上のように、
従来の含浸形陰極で電子放出特性向上のために陰
極表面に形成していた薄膜については、Osの場
合は特別な耐酸化処理あるいは無酸化封止を要
し、またIr，Ru膜の場合は寿命の問題があり、
それぞれの問題を有していた。
本発明の目的は、上記した従来技術の問題をな
くし、特別な耐酸化処理あるいは無酸化封止を必
要とせず、しかも長寿命は、電子放出特性向上の
ための金属薄膜を施した含浸形陰極を提供するこ
とにある。
くし、特別な耐酸化処理あるいは無酸化封止を必
要とせず、しかも長寿命は、電子放出特性向上の
ための金属薄膜を施した含浸形陰極を提供するこ
とにある。
本発明は、含浸形陰極表面に最上層がRu膜も
しくはRu−Ir合金膜であるOsとRuもしくはRu−
Irにより形成された重ね膜を付着させ、その合計
膜厚が100〜1000nmとすることが、その要点であ
る。
しくはRu−Ir合金膜であるOsとRuもしくはRu−
Irにより形成された重ね膜を付着させ、その合計
膜厚が100〜1000nmとすることが、その要点であ
る。
本発明では、Os膜とRu膜をもしくはRu−Ir合
金膜を重ねることにより、Os膜の酸化を防止す
るとともに、Ru膜もしくはRu−Ir合金膜が下地
の基体金属材料との合金化を阻止する。
金膜を重ねることにより、Os膜の酸化を防止す
るとともに、Ru膜もしくはRu−Ir合金膜が下地
の基体金属材料との合金化を阻止する。
Os膜と最上層のRu層もしくはRu−Ir合金膜の
合計膜厚は、電子放出特性向上に十分なほど厚く
（100nm以上）、かつ不必要に厚くない（1μm以
下）ことが必要である。被覆層の構成は最低２層
でよい。場合によつて交互にOsとRu膜もしくは
Ru−Ir合金膜をくり返しても良いが、最上層は
Ru膜もしくはRu−Ir合金膜である必要がある。
合計膜厚は、電子放出特性向上に十分なほど厚く
（100nm以上）、かつ不必要に厚くない（1μm以
下）ことが必要である。被覆層の構成は最低２層
でよい。場合によつて交互にOsとRu膜もしくは
Ru−Ir合金膜をくり返しても良いが、最上層は
Ru膜もしくはRu−Ir合金膜である必要がある。
Os膜の厚さは、安定に電子放出するためには
80nm以上必要であり、最上層のRuもしくはRu
−Ir合金膜はOs膜の酸化を防ぐために十分な厚
さ20nm以上が必要である。また、Os膜とRu膜も
しくはRu−Ir合金膜の膜厚比（Os／Ruもしくは
Os／（Ru−Ir））はOsとRuもしくはRu−Irが陰
極動作中に完全に合金化してもOsの融点が１割
以上低くなつては、寿命に影響を及ぼすことか
ら、２以上の値となることが好ましい。
80nm以上必要であり、最上層のRuもしくはRu
−Ir合金膜はOs膜の酸化を防ぐために十分な厚
さ20nm以上が必要である。また、Os膜とRu膜も
しくはRu−Ir合金膜の膜厚比（Os／Ruもしくは
Os／（Ru−Ir））はOsとRuもしくはRu−Irが陰
極動作中に完全に合金化してもOsの融点が１割
以上低くなつては、寿命に影響を及ぼすことか
ら、２以上の値となることが好ましい。
以下、本発明の一実施例を第１図により説明す
る。第１図は本発明による含浸形陰極を模式的に
示した断面図である。１は陰極材料のペレツトで
あり、細孔率約21％の多孔質Ｗ基体２と細孔３と
から形成されており、細孔３の中にはBa−Caア
ルミネートが含浸されている。このペレツト１は
Taキヤツプ４に装着し、その後Taキヤツプ４は
Taスリーブ５にレーザー溶接される。また、陰
極の加熱は、Ｗ芯線６をアルミナ被覆７したヒー
タを用いて行う。陰極ペレツト１には、500nm厚
のOs膜８と、100nm厚のRu膜９を付着せしめた。
この陰極と、Ru膜のないOs被覆陰極を用意し、
大気中で500℃で10分間加熱し、酸化実験を行な
つた。本発明の陰極表面には何ら変化は見られな
かつたが、後者の陰極表面は青色に変化し、さら
にOs膜は見当らなかつた。上記、陰極を用い、
カソード・アノードの２極管方式で、アノードに
幅5μs、くり返し100Hzの高圧パルスを印加して飽
和電流密度を測定した。その結果を第２図に示
す。図中、１０が本発明によるOsとRuの重ね被
覆を行なつた陰極をさらに大気中で500℃、10分
間酸化実験後の特性である。１１は、Osのみを
500nm被覆した陰極の特性、１２は、Osのみを
被覆した陰極を大気中で500℃、10分間酸化実験
後の特性である。１２の特性はOs被覆をしてい
ない陰極特性と同等である。また、酸化実験後の
本発明の陰極特性１０は、Os被覆した陰極特性
１１と同等である。
る。第１図は本発明による含浸形陰極を模式的に
示した断面図である。１は陰極材料のペレツトで
あり、細孔率約21％の多孔質Ｗ基体２と細孔３と
から形成されており、細孔３の中にはBa−Caア
ルミネートが含浸されている。このペレツト１は
Taキヤツプ４に装着し、その後Taキヤツプ４は
Taスリーブ５にレーザー溶接される。また、陰
極の加熱は、Ｗ芯線６をアルミナ被覆７したヒー
タを用いて行う。陰極ペレツト１には、500nm厚
のOs膜８と、100nm厚のRu膜９を付着せしめた。
この陰極と、Ru膜のないOs被覆陰極を用意し、
大気中で500℃で10分間加熱し、酸化実験を行な
つた。本発明の陰極表面には何ら変化は見られな
かつたが、後者の陰極表面は青色に変化し、さら
にOs膜は見当らなかつた。上記、陰極を用い、
カソード・アノードの２極管方式で、アノードに
幅5μs、くり返し100Hzの高圧パルスを印加して飽
和電流密度を測定した。その結果を第２図に示
す。図中、１０が本発明によるOsとRuの重ね被
覆を行なつた陰極をさらに大気中で500℃、10分
間酸化実験後の特性である。１１は、Osのみを
500nm被覆した陰極の特性、１２は、Osのみを
被覆した陰極を大気中で500℃、10分間酸化実験
後の特性である。１２の特性はOs被覆をしてい
ない陰極特性と同等である。また、酸化実験後の
本発明の陰極特性１０は、Os被覆した陰極特性
１１と同等である。
本実施例の陰極は、第１図からわかるように、
陰極ペレツトにOsからなる薄膜層とRuからなる
最上層を設けたものであり、Osのみ被覆した場
合と異なり酸化され難いので、特別な耐酸化処理
あるいは管給封止に無酸化封止を行う必要がな
く、また、基体側の薄膜層はOs膜８であり、Ru
膜等を用いた場合のように基体材料との合金化に
よる付着膜の消失がないので、寿命を損うという
問題もなく、しかも、第２図に示したように、酸
化実験後でも、Os膜のみで被覆した場合とほぼ
同等な良好な特性を得ることができる。
陰極ペレツトにOsからなる薄膜層とRuからなる
最上層を設けたものであり、Osのみ被覆した場
合と異なり酸化され難いので、特別な耐酸化処理
あるいは管給封止に無酸化封止を行う必要がな
く、また、基体側の薄膜層はOs膜８であり、Ru
膜等を用いた場合のように基体材料との合金化に
よる付着膜の消失がないので、寿命を損うという
問題もなく、しかも、第２図に示したように、酸
化実験後でも、Os膜のみで被覆した場合とほぼ
同等な良好な特性を得ることができる。
本発明によれば、電子放出特性向上のための金
属薄膜を施した含浸形陰極において、Os被覆含
浸形陰極の場合のように管球封止の際に特別な耐
酸化処理あるいは無酸化封止をすることなく、通
常の操作で良好な電子放出を得ることが出来、
Ir，Ru単独被覆の場合に比べて、基体との合金
化や蒸発も少なく、長寿命化が計れる。
属薄膜を施した含浸形陰極において、Os被覆含
浸形陰極の場合のように管球封止の際に特別な耐
酸化処理あるいは無酸化封止をすることなく、通
常の操作で良好な電子放出を得ることが出来、
Ir，Ru単独被覆の場合に比べて、基体との合金
化や蒸発も少なく、長寿命化が計れる。
第１図は、本発明による含浸形陰極の一実施例
を模式的に示した断面図、第２図は本発明による
陰極と従来の含浸形陰極の電子放出特性を比較し
た図である。 １……陰極ペレツト、２……多孔質Ｗ基体、３
……細孔、４……Taキヤツプ、５……Taスリー
ブ、６……Ｗ芯線、７……アルミナ被覆、８……
Os膜、９……Ru膜。
を模式的に示した断面図、第２図は本発明による
陰極と従来の含浸形陰極の電子放出特性を比較し
た図である。 １……陰極ペレツト、２……多孔質Ｗ基体、３
……細孔、４……Taキヤツプ、５……Taスリー
ブ、６……Ｗ芯線、７……アルミナ被覆、８……
Os膜、９……Ru膜。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 耐熱多孔質基体の細孔部に電子放出物質を含
浸した構造を採る含浸形陰極において、陰極表面
に、オスミウム膜と最上層にルテニウム膜もしく
はルテニウム−イリジウム合金膜とならなる重ね
薄膜を設けたことを特徴とする含浸形陰極。 ２ 上記、オスミウム膜の厚さは80nm以上とし、
最上層のルテニウム膜もしくはルテニウム−イリ
ジウム合金膜の厚さは20nm以上とし、かつ、合
計膜厚を100nm〜1000nmとしたことを特徴とす
る特許請求の範囲第１項記載の含浸形陰極。 ３ 上記、オスミウム膜の膜厚をルテニウム膜又
はルテニウム−イリジウム膜の膜厚に対し２倍以
上としたことを特徴とする特許請求の範囲第１項
又は第２項記載の含浸形陰極。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15285184A JPS6132935A (ja) | 1984-07-25 | 1984-07-25 | 含浸形陰極 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15285184A JPS6132935A (ja) | 1984-07-25 | 1984-07-25 | 含浸形陰極 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6132935A JPS6132935A (ja) | 1986-02-15 |
| JPH0562413B2 true JPH0562413B2 (ja) | 1993-09-08 |
Family
ID=15549513
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15285184A Granted JPS6132935A (ja) | 1984-07-25 | 1984-07-25 | 含浸形陰極 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6132935A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04248223A (ja) * | 1991-01-25 | 1992-09-03 | Nec Corp | 含浸型陰極 |
| KR930008611B1 (ko) * | 1991-06-13 | 1993-09-10 | 삼성전관 주식회사 | 함침형 음극구조체와 그 제조방법 |
-
1984
- 1984-07-25 JP JP15285184A patent/JPS6132935A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6132935A (ja) | 1986-02-15 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |