JPH06260084A - Manufacture of cathode - Google Patents
Manufacture of cathodeInfo
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- JPH06260084A JPH06260084A JP4090193A JP4090193A JPH06260084A JP H06260084 A JPH06260084 A JP H06260084A JP 4090193 A JP4090193 A JP 4090193A JP 4090193 A JP4090193 A JP 4090193A JP H06260084 A JPH06260084 A JP H06260084A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、陰極の製造方法に係
り、特に陰極線管に用いられる陰極の製造方法に関す
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a cathode, and more particularly to a method for manufacturing a cathode used in a cathode ray tube.
【０００２】[0002]
【従来の技術】たとえば、表示管、ブラウン管、撮像
管、あるいは進行波管等の陰極線管に用いられている陰
極として、いわゆる含浸形陰極が知られている。2. Description of the Related Art For example, a so-called impregnated cathode is known as a cathode used in a cathode ray tube such as a display tube, a cathode ray tube, an image pickup tube, or a traveling wave tube.
【０００３】この含浸形陰極は、たとえばタングステン
（Ｗ）からなる耐熱多孔質基体にバリウム（Ｂａ）化合
物からなる電子放出物質を含浸した構成からなってい
る。This impregnated cathode has a structure in which a heat-resistant porous substrate made of, for example, tungsten (W) is impregnated with an electron emitting substance made of a barium (Ba) compound.
【０００４】そして、この含浸形陰極は、高温に加熱さ
れた状態で使用されるものであるが、その動作温度が高
いほど寿命が短くなるため、低い動作温度で高密度の電
子量を放出できることが要求される。This impregnated cathode is used in a state of being heated to a high temperature. The higher the operating temperature is, the shorter the life becomes. Therefore, it is possible to emit a high density of electrons at a low operating temperature. Is required.
【０００５】従来、このような含浸形陰極を得るには、
該陰極の表面にタングステン（Ｗ）、酸化スカンジウム
（Ｓｃ2Ｏ3）、および酸素（Ｏ）を含む薄膜を形成する
ものが知られている。Conventionally, in order to obtain such an impregnated cathode,
It is known that a thin film containing tungsten (W), scandium oxide (Sc 2 O 3 ) and oxygen (O) is formed on the surface of the cathode.
【０００６】そして、該薄膜は、たとえば、真空スパッ
タ法による付着、原料粉末にした状態での焼き付け、あ
るいは焼結体としての薄膜被着等によって形成してい
た。しかし、このようにしてタングステン（Ｗ）、酸化
スカンジウム（Ｓｃ2Ｏ3）、および酸素（Ｏ）を含む薄
膜を形成する前に、耐熱多孔質基体の表面を研磨する工
程が必須となっていた。その理由は、耐熱多孔質基体に
含浸された電子放出物質の余剰分を研磨によって除去す
る必要があるからである（特開昭５４−６７７５８号公
報参照）。The thin film has been formed by, for example, deposition by a vacuum sputtering method, baking in a raw material powder state, or thin film deposition as a sintered body. However, before forming a thin film containing tungsten (W), scandium oxide (Sc 2 O 3 ) and oxygen (O) in this way, a step of polishing the surface of the heat resistant porous substrate has been essential. . The reason is that it is necessary to remove the surplus of the electron-emitting substance impregnated in the heat-resistant porous substrate by polishing (see JP-A-54-67758).
【０００７】[0007]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記研
磨は、たとえばタングステンウール（タングステンコイ
ル屑をまるめたもの）、エメリー紙等の研磨材を用いた
ものであり、そのいずれも機械的な加工により電子放出
物質の余剰分を除去するようにしたものであった。However, the above-mentioned polishing uses, for example, an abrasive such as tungsten wool (wound of tungsten coil dust) and emery paper, both of which are electronically processed by mechanical processing. It was designed to remove the surplus of the released substance.
【０００８】このことから、このような方法では次のよ
うな問題点が発生していることが判明した。From this, it was found that the following problems occur in such a method.
【０００９】（１）耐熱多孔質基体の表面の微細な空孔
に削り屑がつめこまれてしまうことから、電子放出物質
からのバリウム（Ｂａ）の拡散が阻害され、熱電子放出
特性が悪化してしまう。(1) Since shavings are clogged in the fine pores on the surface of the heat-resistant porous substrate, diffusion of barium (Ba) from the electron-emitting substance is hindered and thermionic emission characteristics are deteriorated. Resulting in.
【００１０】（２）研磨材の消耗などによる研磨面の不
均一性が生じやすく、この研磨面の不均一性は陰極表面
の仕事関数の不均一性に直結するもので、熱電子放出特
性上好ましくない。(2) Non-uniformity of the polished surface is likely to occur due to abrasion of the polishing material, etc. This non-uniformity of the polished surface is directly related to the non-uniformity of the work function of the cathode surface, and in terms of thermoelectron emission characteristics Not preferable.
【００１１】それ故、本発明はこのような事情に基づい
てなされたものであり、その目的とするところのもの
は、熱電子放出特性のさらなる向上を図った陰極の製造
方法を提供するにある。Therefore, the present invention has been made under such circumstances, and an object of the present invention is to provide a method for manufacturing a cathode which further improves the thermionic emission characteristics. .
【００１２】[0012]
【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、本発明は、基本的には、多孔質基体内に電子
放出物質を含浸する工程と、電子放出物質が含浸された
多孔質基体の主表面に薄膜を形成する工程からなる陰極
の製造方法において、該各工程の間に、イオンミリング
によって多孔質基体の表面に付着されている電子放出物
質を取り除く工程が含まれていることを特徴とするもの
である。In order to achieve such an object, the present invention basically comprises a step of impregnating a porous substrate with an electron emitting substance, and a porous layer impregnated with the electron emitting substance. In the method for producing a cathode, which comprises the step of forming a thin film on the main surface of a porous substrate, a step of removing the electron emission substance attached to the surface of the porous substrate by ion milling is included between the steps. It is characterized by that.
【００１３】[0013]
【作用】このように構成した陰極の製造方法によれば、
従来の機械的研磨に代わり、イオンミリングよって多孔
質基体の表面に付着されている電子放出物質を取り除く
ようになっている。このために、多孔質基体表面の細孔
部を全く破壊することなく清浄化することができるよう
になる。According to the method of manufacturing the cathode thus constructed,
Instead of the conventional mechanical polishing, the electron emitting substance attached to the surface of the porous substrate is removed by ion milling. For this reason, it becomes possible to clean the porous substrate surface without destroying the pores.
【００１４】このことから、従来見られたように、電子
放出物質からのバリウム（Ｂａ）の拡散が阻害された
り、あるいは研磨面の不均一性からの陰極表面の仕事関
数の不均一性が生じるということがなくなり、熱電子放
出特性のさらなる向上を図ることができるようになる。From this, as has been conventionally seen, the diffusion of barium (Ba) from the electron emitting substance is hindered, or the work function of the cathode surface becomes nonuniform due to the nonuniformity of the polished surface. Therefore, the thermoelectron emission characteristics can be further improved.
【００１５】[0015]
【実施例】以下、本発明による陰極の製造方法の一実施
例について説明する。EXAMPLE An example of a method for manufacturing a cathode according to the present invention will be described below.
【００１６】まず、図2は、本発明が適用される含浸形
陰極の構成の一実施例を示す説明図である。同図におい
て、たとえば円筒形からなるスリーブ５があり、このス
リーブ５内にはその一端から挿入されるヒータ６が配置
されている。また該スリーブ５の他端にはその開口を塞
ぐようにして陰極ペレット３が配置されている。First, FIG. 2 is an explanatory view showing an embodiment of the structure of an impregnated cathode to which the present invention is applied. In the figure, for example, there is a sleeve 5 having a cylindrical shape, and a heater 6 inserted from one end thereof is arranged in the sleeve 5. A cathode pellet 3 is arranged at the other end of the sleeve 5 so as to close the opening.
【００１７】この陰極ペレット３は、そのヒータ６側に
位置づけられるカップ状の障壁層４に挿入され、この障
壁層４を介して前記スリーブ５に固着されている。The cathode pellet 3 is inserted into a cup-shaped barrier layer 4 located on the heater 6 side, and is fixed to the sleeve 5 via the barrier layer 4.
【００１８】陰極ペレット３は、タングステンからなる
多孔質基体１内に電子放出物質２が含浸され、ヒータ６
側の面と対向する表面には混合薄膜７が被着されてい
る。In the cathode pellet 3, the electron emitting substance 2 is impregnated in the porous substrate 1 made of tungsten, and the heater 6 is used.
A mixed thin film 7 is applied to the surface facing the side surface.
【００１９】次に、このような構成からなる含浸形陰極
の製造方法の一実施例について工程順に説明する。Next, one embodiment of a method of manufacturing an impregnated cathode having such a structure will be described in the order of steps.
【００２０】工程１．多孔質基体１は、たとえば粒径５
μｍのタングステン（Ｗ）粉末を用意し、これをプレス
成形、水素中の仮焼結、真空中での本焼結を順次行うこ
とにより形成される。その直径はほぼ１．２ｍｍ、厚さ
はほぼ０．４５ｍｍ、空孔率はほぼ２８％となってい
る。 Step 1. The porous substrate 1 has, for example, a particle size of 5
It is formed by preparing a tungsten (W) powder of μm, press-molding, pre-sintering in hydrogen, and main-sintering in vacuum in this order. The diameter is about 1.2 mm, the thickness is about 0.45 mm, and the porosity is about 28%.
【００２１】ここで、空孔率の調整は、プレス成形時に
おけるプレス圧力あるいは焼結温度を変えることによっ
てなされるようになっている。Here, the porosity is adjusted by changing the press pressure or the sintering temperature during press forming.
【００２２】工程２．そして、このように形成した多孔
質基体１を、水素雰囲気中で、４ＢａＯ・ＣａＯ・Ａｌ
2Ｏ3の組成からなる電子放出物質２を加熱溶融、含浸
し、下地含浸形陰極ペレット３を形成する。 Step 2. Then, the porous substrate 1 formed as described above is treated with 4BaO.CaO.Al in a hydrogen atmosphere.
An electron emitting substance 2 having a composition of 2 O 3 is heated and melted and impregnated to form a base impregnated cathode pellet 3.
【００２３】工程３．次いで、該ペレット３をモリブデ
ン（Ｍｏ）からなるカップ状の障壁層４に挿入し、さら
に、Ｍｏからなるスリーブ５に挿入した後、全体を固着
して陰極本体を形成する。 Step 3. Next, the pellet 3 is inserted into the cup-shaped barrier layer 4 made of molybdenum (Mo), and further inserted into the sleeve 5 made of Mo, and then the whole is fixed to form a cathode body.
【００２４】工程４．そして、このように構成された陰
極本体を、イオンミリング装置を用いて、以下に述べる
条件でイオンミリングを行う。 Step 4. Then, the cathode main body thus configured is subjected to ion milling under the conditions described below using an ion milling device.
【００２５】なお、このイオンミリング装置は、図１に
示すスパッタリング装置それ自体を用いて構成できるよ
うになっている。スパッタリング装置は、真空中でアル
ゴンガス（Ａｒ）などを導入し、二つの電極間にたとえ
ば直流高圧をかけてグロー放電を起こさせる。そして基
板１０を陽極またはグロー中に置くとアルゴンのイオン
が陰極１１に衝突して原子をたたき出し、これが基板１
０に付着するようになる。The ion milling apparatus can be constructed by using the sputtering apparatus itself shown in FIG. The sputtering apparatus introduces argon gas (Ar) or the like in a vacuum and applies a DC high voltage between the two electrodes to cause glow discharge. When the substrate 10 is placed in the anode or glow, argon ions collide with the cathode 11 to knock out atoms, which is the substrate 1
It becomes attached to 0.
【００２６】イオンミリング装置として用いる場合は、
基板１０側を陰極にすることにより、上述したのと逆の
作用がなされ、基板に付着された原子が飛散するように
なる。When used as an ion milling device,
By making the substrate 10 side a cathode, the action opposite to that described above is performed, and the atoms attached to the substrate are scattered.
【００２７】このイオンミリング装置を用いたイオンミ
リングは、陰極ペレット３の表面に残存している電子放
出物質を除去するためになされるものであり、陰極ペレ
ット（図１の基板１０に相当する）３の電位を負極と
し、真空状態となっているイオンミリング装置内に０．
８Ｐａのアルゴン（Ａｒ）を流入し、これによってイオ
ン化したアルゴンガスでイオンミリングを行う。この際
の高周波パワーを２００Ｗ、処理時間を３０分とするこ
とによって良好な結果が得られた。Ion milling using this ion milling device is carried out to remove the electron emission material remaining on the surface of the cathode pellet 3, and the cathode pellet (corresponding to the substrate 10 in FIG. 1). The potential of No. 3 is used as a negative electrode, and the ion milling apparatus in a vacuum state has an electric potential of
Argon (Ar) of 8 Pa is introduced, and ion milling is performed with the argon gas ionized by this. Good results were obtained by setting the high frequency power at this time to 200 W and the processing time to 30 minutes.
【００２８】工程５．イオンミリング装置内の陰極本体
をそのままにした状態で、該ペレット３の電位を正極に
変え（スパッタリング装置として用いる）、あらかじめ
セットしておいたターゲットを用いてＷ、Ｓｃ、Ｏを含
む混合薄膜層７を形成する。 Step 5. A mixed thin film layer containing W, Sc, and O using a target set in advance while changing the electric potential of the pellet 3 to a positive electrode (used as a sputtering device) while leaving the cathode body in the ion milling device as it is. Form 7.
【００２９】このように構成した実施例によれば、従来
の機械的研磨に代わり、イオンミリングよって多孔質基
体の表面に付着されている電子放出物質を取り除くよう
になっている。このために、多孔質基体表面の細孔部を
全く破壊することなく清浄化することができるようにな
る。According to the embodiment constructed as described above, the electron emitting substance adhering to the surface of the porous substrate is removed by ion milling instead of the conventional mechanical polishing. For this reason, it becomes possible to clean the porous substrate surface without destroying the pores.
【００３０】このことから、従来見られたように、電子
放出物質からのバリウム（Ｂａ）の拡散が阻害された
り、あるいは研磨面の不均一性からの陰極表面の仕事関
数の不均一性が生じるということがなくなり、熱電子放
出特性のさらなる向上を図ることができるようになる。From this fact, as has been conventionally seen, the diffusion of barium (Ba) from the electron emitting substance is hindered, or the work function of the cathode surface becomes nonuniform due to the nonuniformity of the polished surface. Therefore, the thermoelectron emission characteristics can be further improved.
【００３１】また、上記実施例では、イオンミリングを
行った後、その装置（イオンミリング装置）をそのまま
用いて混合薄膜７の形成（スパッタリング装置として用
いる）を行っていることから、製造工程の簡単化を達成
できるという効果を有する。特に、イオンミリングと薄
膜形成はともに真空中内で行わなければならず、上述の
ように連続加工できることは、装置内の真空状態をその
まま維持して行うことができることになり、作業の能率
化を図ることができるようになる。Further, in the above-described embodiment, after the ion milling is performed, the apparatus (ion milling apparatus) is used as it is to form the mixed thin film 7 (used as a sputtering apparatus). Therefore, the manufacturing process is simple. Has the effect that In particular, both ion milling and thin film formation have to be performed in a vacuum, and the continuous processing as described above means that the vacuum state in the apparatus can be maintained as it is, thus improving work efficiency. You will be able to plan.
【００３２】[0032]
【発明の効果】以上説明したことから明らかなように、
本発明による陰極の製造方法によれば、熱電子放出特性
のさらなる向上を図ることができるようになる。As is apparent from the above description,
According to the method for manufacturing a cathode according to the present invention, it is possible to further improve the thermoelectron emission characteristics.
【図１】 本発明による陰極の製造方法の一実施例に用
いられるスパッタリング装置（イオンミリング装置）の
概略構成図である。FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a sputtering apparatus (ion milling apparatus) used in an embodiment of a method for manufacturing a cathode according to the present invention.
【図２】 本発明による陰極の製造方法の対象となる該
陰極の一実施例を示す構成図である。FIG. 2 is a constitutional view showing an embodiment of the cathode which is a target of the method for producing a cathode according to the present invention.
１…多孔質基体、２…電子放出物質、３…陰極ペレッ
ト、４…障壁層、５…スリーブ、６…ヒータ、７…混合
薄膜、１０…基板。DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Porous substrate, 2 ... Electron emission material, 3 ... Cathode pellet, 4 ... Barrier layer, 5 ... Sleeve, 6 ... Heater, 7 ... Mixed thin film, 10 ... Substrate.
Claims (1)
工程と、電子放出物質が含浸された多孔質基体の主表面
に薄膜を形成する工程からなる陰極の製造方法におい
て、 該各工程の間に、イオンミリングによって多孔質基体の
表面に付着されている電子放出物質を取り除く工程が含
まれていることを特徴とする陰極の製造方法。1. A method for producing a cathode, which comprises a step of impregnating a porous substrate with an electron-emitting substance and a step of forming a thin film on the main surface of a porous substrate impregnated with an electron-emitting substance. A method of manufacturing a cathode, characterized by including a step of removing an electron-emitting substance attached to the surface of the porous substrate by ion milling.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4090193A JPH06260084A (en) | 1993-03-02 | 1993-03-02 | Manufacture of cathode |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4090193A JPH06260084A (en) | 1993-03-02 | 1993-03-02 | Manufacture of cathode |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06260084A true JPH06260084A (en) | 1994-09-16 |
Family
ID=12593418
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4090193A Pending JPH06260084A (en) | 1993-03-02 | 1993-03-02 | Manufacture of cathode |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06260084A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102522281A (en) * | 2011-12-26 | 2012-06-27 | 中国电子科技集团公司第十二研究所 | Thin film scandium-tungsten cathode and preparation method thereof |
-
1993
- 1993-03-02 JP JP4090193A patent/JPH06260084A/en active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102522281A (en) * | 2011-12-26 | 2012-06-27 | 中国电子科技集团公司第十二研究所 | Thin film scandium-tungsten cathode and preparation method thereof |
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