JPH06349401A - Ｓｃ系含浸形カソード及びその製造方法並びに電子管 - Google Patents
Ｓｃ系含浸形カソード及びその製造方法並びに電子管Info
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- JPH06349401A JPH06349401A JP14174993A JP14174993A JPH06349401A JP H06349401 A JPH06349401 A JP H06349401A JP 14174993 A JP14174993 A JP 14174993A JP 14174993 A JP14174993 A JP 14174993A JP H06349401 A JPH06349401 A JP H06349401A
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】 イオン衝撃に強いＳｃ系含浸形カソード及び
その製造方法並びに電子管を提供する。 【構成】 バリウム（Ｂａ）酸化物、アルミニウム（Ａ
ｌ）酸化物、カルシウム（Ｃａ）酸化物およびスカンジ
ウム（Ｓｃ）酸化物を電子放出物質２として多孔質タン
グステン（Ｗ）１中に含浸させ、かつその表面にＳｃを
含む膜４を形成する。
その製造方法並びに電子管を提供する。 【構成】 バリウム（Ｂａ）酸化物、アルミニウム（Ａ
ｌ）酸化物、カルシウム（Ｃａ）酸化物およびスカンジ
ウム（Ｓｃ）酸化物を電子放出物質２として多孔質タン
グステン（Ｗ）１中に含浸させ、かつその表面にＳｃを
含む膜４を形成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は含浸形カソードおよびこ
れを用いた電子管、さらに詳しくいえば表示管、ブラウ
ン管、撮像管、等の電子管に用いられる、とくに高電流
密度で、イオン衝撃に強く、かつ電子放出分布の良いＳ
ｃ系含浸形カソードに係る。
れを用いた電子管、さらに詳しくいえば表示管、ブラウ
ン管、撮像管、等の電子管に用いられる、とくに高電流
密度で、イオン衝撃に強く、かつ電子放出分布の良いＳ
ｃ系含浸形カソードに係る。
【０００２】
【従来の技術】含浸形カソードは高電流密度が得られる
ため、大型ＣＰＴ，高精細ブラウン管に有望視されてい
る。従来の含浸形カソードは図２に示すように、Ｗから
なる耐熱多孔質体１にＢａを含む酸化物、通常はＢａ
Ｏ、ＣａＯとＡｌ2Ｏ3からなる混合物２を含浸させたも
のを基本としているが、カソード表面にＷ金属とＳｃ酸
化物（Ｓｃ2Ｏ3）の混合膜もしくはＷ金属とＳｃ2Ｗ3Ｏ
12からなる混合膜３を被覆することによって、電子放出
特性が向上することが知られている。例えば文献として
テレビジョン学会技術報告第１４巻（１９９０年）第１
３頁から第１８頁が上げられる。Ｓｃ系含浸形カソード
関連の特許としては特開昭６１−９１８２１号公報があ
る。
ため、大型ＣＰＴ，高精細ブラウン管に有望視されてい
る。従来の含浸形カソードは図２に示すように、Ｗから
なる耐熱多孔質体１にＢａを含む酸化物、通常はＢａ
Ｏ、ＣａＯとＡｌ2Ｏ3からなる混合物２を含浸させたも
のを基本としているが、カソード表面にＷ金属とＳｃ酸
化物（Ｓｃ2Ｏ3）の混合膜もしくはＷ金属とＳｃ2Ｗ3Ｏ
12からなる混合膜３を被覆することによって、電子放出
特性が向上することが知られている。例えば文献として
テレビジョン学会技術報告第１４巻（１９９０年）第１
３頁から第１８頁が上げられる。Ｓｃ系含浸形カソード
関連の特許としては特開昭６１−９１８２１号公報があ
る。
【０００３】Ｓｃ系含浸形カソードは低仕事関数の表面
をもつが、これは下地基体の内部で、Ｗ多孔質体とエミ
ッターの反応で生じたＢａと表面にあるＳｃ，Ｏからな
る単原子層の働きによるといわれている。１０Ａ／ｃｍ
2の電流密度が得られるカソード温度をカソードの動作
温度と定義すると、基本型含浸形カソードの仕事関数は
約２．０ｅＶ，動作温度は１１００〜１２００℃とな
る。これに対して、Ｓｃ系含浸形カソードの仕事関数は
１．２ｅＶで、動作温度は８５０〜９００℃の低温であ
る。
をもつが、これは下地基体の内部で、Ｗ多孔質体とエミ
ッターの反応で生じたＢａと表面にあるＳｃ，Ｏからな
る単原子層の働きによるといわれている。１０Ａ／ｃｍ
2の電流密度が得られるカソード温度をカソードの動作
温度と定義すると、基本型含浸形カソードの仕事関数は
約２．０ｅＶ，動作温度は１１００〜１２００℃とな
る。これに対して、Ｓｃ系含浸形カソードの仕事関数は
１．２ｅＶで、動作温度は８５０〜９００℃の低温であ
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記従来のＳｃ系含浸
形カソードには、イオン衝撃に弱いという問題がある。
すなわち、ブラウン管にカソードを実装し、ＴＶ動作さ
せると、管内の雰囲気ガスは電子線衝撃で、イオン化さ
れる。成分としてはＡｒの正イオンが多い。これらの正
イオンは電界強度勾配に沿って、カソード方向に向か
い、真空中でＳｃ系含浸形カソードを加熱すると表面に
形成する（Ｂａ，Ｓｃ，Ｗ，Ｏ）単原子層を破壊する。
この中で、ＢａとＯに比べて、Ｓｃの補給速度は遅いた
め、従来のＳｃ系含浸形カソードは一度イオン衝撃を受
けると、なかなかエミッションが回復しない問題があ
る。
形カソードには、イオン衝撃に弱いという問題がある。
すなわち、ブラウン管にカソードを実装し、ＴＶ動作さ
せると、管内の雰囲気ガスは電子線衝撃で、イオン化さ
れる。成分としてはＡｒの正イオンが多い。これらの正
イオンは電界強度勾配に沿って、カソード方向に向か
い、真空中でＳｃ系含浸形カソードを加熱すると表面に
形成する（Ｂａ，Ｓｃ，Ｗ，Ｏ）単原子層を破壊する。
この中で、ＢａとＯに比べて、Ｓｃの補給速度は遅いた
め、従来のＳｃ系含浸形カソードは一度イオン衝撃を受
けると、なかなかエミッションが回復しない問題があ
る。
【０００５】本発明の第１の目的はイオン衝撃にも強い
Ｓｃ系含浸形カソードを提供することにある。第２の目
的はその製造方法を提供することにある。第３の目的は
イオン衝撃にも強いＳｃ系含浸形カソードを用いた電子
管を提供することにある。
Ｓｃ系含浸形カソードを提供することにある。第２の目
的はその製造方法を提供することにある。第３の目的は
イオン衝撃にも強いＳｃ系含浸形カソードを用いた電子
管を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記第１の目的は、バリ
ウム（Ｂａ）酸化物、アルミニウム（Ａｌ）酸化物、カ
ルシウム（Ｃａ）酸化物およびスカンジウム（Ｓｃ）酸
化物を電子放出物質として用いて含浸形基体を形成し、
かつその表面にＳｃを含む膜を形成することにより達成
できる。
ウム（Ｂａ）酸化物、アルミニウム（Ａｌ）酸化物、カ
ルシウム（Ｃａ）酸化物およびスカンジウム（Ｓｃ）酸
化物を電子放出物質として用いて含浸形基体を形成し、
かつその表面にＳｃを含む膜を形成することにより達成
できる。
【０００７】Ｓｃを含む膜としては、ＳｃとＷを金属成
分とする酸化膜を用いることができる。この場合、酸化
膜は含浸形基体の電子放出表面に存在するＷ粒子を介し
て電子放出表面上に形成する。
分とする酸化膜を用いることができる。この場合、酸化
膜は含浸形基体の電子放出表面に存在するＷ粒子を介し
て電子放出表面上に形成する。
【０００８】また、酸化膜を構成するＷ粒子の大きさｐ
を０．５≦ｐ≦２μｍにすることにより電子放出の不均
一分布を減少できる。ここで、Ｗ粒子は通常球体として
取り扱われ、その大きさｐは、酸化膜を構成するＷ粒子
の平均直径を表す。
を０．５≦ｐ≦２μｍにすることにより電子放出の不均
一分布を減少できる。ここで、Ｗ粒子は通常球体として
取り扱われ、その大きさｐは、酸化膜を構成するＷ粒子
の平均直径を表す。
【０００９】また、酸化膜のＷとＳｃの原子組成比（Ｗ
／Ｗ＋Ｓｃ）＝ｘを０．２≦ｘ≦０．７とし、酸化膜の
厚さｔを５≦ｔ≦５０ｎｍとすることにより、高い放出
電流が得られる。
／Ｗ＋Ｓｃ）＝ｘを０．２≦ｘ≦０．７とし、酸化膜の
厚さｔを５≦ｔ≦５０ｎｍとすることにより、高い放出
電流が得られる。
【００１０】上記第２の目的は、タングステン（Ｗ）を
主成分とする多孔質基体の細孔部にバリウム（Ｂａ）酸
化物、アルミニウム（Ａｌ）酸化物、カルシウム（Ｃ
ａ）酸化物およびスカンジウム（Ｓｃ）酸化物を電子放
出物質として含浸させ、多孔質基体の表面近傍の上記電
子放出物質を除去した後、除去した後に残るＷ粒子の表
面にＳｃ2Ｏ3を付着してＳｃ2Ｏ3膜を形成する。その
後、Ｗ粒子の一部を酸化してＷの酸化物を形成し、この
Ｗの酸化物とＳｃ2Ｏ3膜とを真空熱処理により反応させ
て、ＳｃとＷを金属成分とする酸化膜に変換し、Ｗ粒子
の表面に酸化膜を形成することにより達成できる。
主成分とする多孔質基体の細孔部にバリウム（Ｂａ）酸
化物、アルミニウム（Ａｌ）酸化物、カルシウム（Ｃ
ａ）酸化物およびスカンジウム（Ｓｃ）酸化物を電子放
出物質として含浸させ、多孔質基体の表面近傍の上記電
子放出物質を除去した後、除去した後に残るＷ粒子の表
面にＳｃ2Ｏ3を付着してＳｃ2Ｏ3膜を形成する。その
後、Ｗ粒子の一部を酸化してＷの酸化物を形成し、この
Ｗの酸化物とＳｃ2Ｏ3膜とを真空熱処理により反応させ
て、ＳｃとＷを金属成分とする酸化膜に変換し、Ｗ粒子
の表面に酸化膜を形成することにより達成できる。
【００１１】上記第３の目的は、上記Ｓｃ系含浸形カソ
ードを用いることにより達成できる。
ードを用いることにより達成できる。
【００１２】
【作用】Ｓｃ系含浸形カソードにおいて、電子放出能力
を高めるには含浸形基体表面に均一な（Ｂａ，Ｓｃ，
Ｗ，Ｏ）単原子層、とくに均一なＢａとＳｃ単原子層が
必要である。本発明によれば、イオン衝撃により単原子
層が破損されても、ＢａとＳｃが絶えず補給されるので
単原子層の再生が可能である。
を高めるには含浸形基体表面に均一な（Ｂａ，Ｓｃ，
Ｗ，Ｏ）単原子層、とくに均一なＢａとＳｃ単原子層が
必要である。本発明によれば、イオン衝撃により単原子
層が破損されても、ＢａとＳｃが絶えず補給されるので
単原子層の再生が可能である。
【００１３】なぜならば、本発明では、従来から電子放
出物質として用いているＢａＯ等のＢａ酸化物等の他
に、Ｓｃ2Ｏ3等のＳｃ酸化物を電子放出物質として含浸
形基体に含浸させているからである。Ｂａは、ＢａＯと
基体材料であるＷの還元反応で生じ、含浸形基体表面に
間断なく補給される。また、Ｓｃは、Ｓｃ2Ｏ3とＷの還
元反応で生じ、含浸形基体表面に間断なく補給される。
出物質として用いているＢａＯ等のＢａ酸化物等の他
に、Ｓｃ2Ｏ3等のＳｃ酸化物を電子放出物質として含浸
形基体に含浸させているからである。Ｂａは、ＢａＯと
基体材料であるＷの還元反応で生じ、含浸形基体表面に
間断なく補給される。また、Ｓｃは、Ｓｃ2Ｏ3とＷの還
元反応で生じ、含浸形基体表面に間断なく補給される。
【００１４】また、酸化膜を構成するＷ粒子の大きさｐ
を２μｍと小さくすることにより、その含浸形基体表面
内分布を均一にすることができ、含浸形基体表面に補給
されるＢａとＳｃの面内分布均一性が良くなる。その結
果、電子放出の面内不均一分布を改善できる。ただし、
Ｗ粒子の大きさｐが０．５μｍより小さいと、酸化の影
響が大きく、一部のみを酸化することが難しくなるので
好ましくない。
を２μｍと小さくすることにより、その含浸形基体表面
内分布を均一にすることができ、含浸形基体表面に補給
されるＢａとＳｃの面内分布均一性が良くなる。その結
果、電子放出の面内不均一分布を改善できる。ただし、
Ｗ粒子の大きさｐが０．５μｍより小さいと、酸化の影
響が大きく、一部のみを酸化することが難しくなるので
好ましくない。
【００１５】また、上記第２の目的の達成手段を用いれ
ば、このような効果を有するＳｃ系含浸形カソードを確
実に提供できる。
ば、このような効果を有するＳｃ系含浸形カソードを確
実に提供できる。
【００１６】
実施例１ 下地含浸形カソードは、粒径５μｍのＷ粉を用いて、プ
レス成型、水素中仮焼結、真空中焼結によって作製し
た。多孔質Ｗ体の空孔率は２８％である。次いで、水素
雰囲気中で、４ＢａＯ・ＣａＯ・Ａｌ2Ｏ3の組成比から
なる電子放出物質を１８００℃で３分間加熱溶融して含
浸し、下地含浸形カソードを作製した。カソード表面の
余分な電子放出物質は純水中で約５分間超音波洗浄する
ことで化学的に溶融除去した。表面から約２０μｍの深
さで電子放出物質が除去された。その様子は図１に示し
た。
レス成型、水素中仮焼結、真空中焼結によって作製し
た。多孔質Ｗ体の空孔率は２８％である。次いで、水素
雰囲気中で、４ＢａＯ・ＣａＯ・Ａｌ2Ｏ3の組成比から
なる電子放出物質を１８００℃で３分間加熱溶融して含
浸し、下地含浸形カソードを作製した。カソード表面の
余分な電子放出物質は純水中で約５分間超音波洗浄する
ことで化学的に溶融除去した。表面から約２０μｍの深
さで電子放出物質が除去された。その様子は図１に示し
た。
【００１７】（Ｓｃ、Ｗ）酸化膜は、高周波マグネトロ
ンスパッタ装置を使用し、各種組成のＳｃ2Ｏ3とＷＯ3
からなるターゲットを作製して、４ＰａのＡｒ雰囲気下
で上記下地カソードの表面に厚さ２０ｎｍの薄膜を付着
させて作製した。
ンスパッタ装置を使用し、各種組成のＳｃ2Ｏ3とＷＯ3
からなるターゲットを作製して、４ＰａのＡｒ雰囲気下
で上記下地カソードの表面に厚さ２０ｎｍの薄膜を付着
させて作製した。
【００１８】以上のようにして作製した本発明の含浸形
カソードを、超高真空容器内に、設置し、１１５０℃で
２時間の活性化処理を行った後、８５０℃に加熱しなが
ら放出電流を測定した。放出電流はカソードの前面に７
ｍｍ離して、Ｍｏのアノード板を置き、アノードに７ｋ
Ｖのパルス電圧（パルス巾１０μｓ，周波数５０Ｈｚ）
を印加した時に、カソードを通りぬける電流を抵抗体に
発生する電圧で読み取って求めた。図３は被覆膜中のＷ
とＳｃの原子比率ｘと放出電流値の関係を示す。０．２
≦ｘ≦０．７の範囲で放出電流値が高くなる。なお、被
覆膜の厚さｔに関しては５≦ｔ≦５０ｎｍの範囲で放出
電流値が高くなり、それ以外では放出電流値の低下が見
られた。
カソードを、超高真空容器内に、設置し、１１５０℃で
２時間の活性化処理を行った後、８５０℃に加熱しなが
ら放出電流を測定した。放出電流はカソードの前面に７
ｍｍ離して、Ｍｏのアノード板を置き、アノードに７ｋ
Ｖのパルス電圧（パルス巾１０μｓ，周波数５０Ｈｚ）
を印加した時に、カソードを通りぬける電流を抵抗体に
発生する電圧で読み取って求めた。図３は被覆膜中のＷ
とＳｃの原子比率ｘと放出電流値の関係を示す。０．２
≦ｘ≦０．７の範囲で放出電流値が高くなる。なお、被
覆膜の厚さｔに関しては５≦ｔ≦５０ｎｍの範囲で放出
電流値が高くなり、それ以外では放出電流値の低下が見
られた。
【００１９】実施例２ 図４はスパッタターゲットにＳｃ2Ｏ3単体を用いて、実
施例１に記載のカソード表面にＳｃ2Ｏ3膜を２０ｎｍ被
覆した後、大気中で酸化処理をして、実施例１と同種の
方法で放出電流を測定し、酸化温度の影響を調べた結果
である。酸化時間は１０分である。酸化温度２００から
５００℃で放出電流値の向上が見られる。これはＷ表面
の一部を大気酸化し、そののち真空熱処理することで、
実施例１記載の（Ｓｃ、Ｗ）酸化膜を自然に形成するこ
とが出来るものと考えられる。
施例１に記載のカソード表面にＳｃ2Ｏ3膜を２０ｎｍ被
覆した後、大気中で酸化処理をして、実施例１と同種の
方法で放出電流を測定し、酸化温度の影響を調べた結果
である。酸化時間は１０分である。酸化温度２００から
５００℃で放出電流値の向上が見られる。これはＷ表面
の一部を大気酸化し、そののち真空熱処理することで、
実施例１記載の（Ｓｃ、Ｗ）酸化膜を自然に形成するこ
とが出来るものと考えられる。
【００２０】実施例３ 図５はカソード表面の最表面を、単原子層程度アルゴン
イオン銃で除去した後、カソードを９００℃に加熱し
て、放出電流の回復過程を調べたものである。従来のＷ
金属とＳｃ酸化物（Ｓｃ2Ｏ3）の混合膜を２００ｎｍと
厚く被覆したＳｃ系カソード５は放出電流の回復が遅
い。これに対して、実施例１と実施例２で作製した本発
明のカソード６は放出電流の回復が著しく改善されてい
る。ＡＥＳによる表面分析によると、Ｓｃ元素の早い回
復と同期している。また、電子放出物質の中にＳｃ成分
を６ＢａＯ・ＣａＯ・Ａｌ2Ｏ3・Ｓｃ2Ｏ3の比率で加
え、さらに実施例１で作製した膜にＢａＯ成分を１０原
子％加えたカソード７は放出電流の回復過程がさらに早
くなっている。このカソードはイオン衝撃を受けても、
（Ｂａ，Ｓｃ，Ｗ，Ｏ）単原子層の早期形成が可能なた
めである。
イオン銃で除去した後、カソードを９００℃に加熱し
て、放出電流の回復過程を調べたものである。従来のＷ
金属とＳｃ酸化物（Ｓｃ2Ｏ3）の混合膜を２００ｎｍと
厚く被覆したＳｃ系カソード５は放出電流の回復が遅
い。これに対して、実施例１と実施例２で作製した本発
明のカソード６は放出電流の回復が著しく改善されてい
る。ＡＥＳによる表面分析によると、Ｓｃ元素の早い回
復と同期している。また、電子放出物質の中にＳｃ成分
を６ＢａＯ・ＣａＯ・Ａｌ2Ｏ3・Ｓｃ2Ｏ3の比率で加
え、さらに実施例１で作製した膜にＢａＯ成分を１０原
子％加えたカソード７は放出電流の回復過程がさらに早
くなっている。このカソードはイオン衝撃を受けても、
（Ｂａ，Ｓｃ，Ｗ，Ｏ）単原子層の早期形成が可能なた
めである。
【００２１】実施例４ 実施例１、２、３ではカソード基体のＷ多孔質体に平均
粒径５μｍのＷ粉を用いた。ここでは、平均粒径１μ
ｍ、最大粒径２μｍ、最小粒径０．５μｍの微細Ｗ粉か
らなるＷ多孔質体も作製した。この２種類のＷ多孔質体
からなる含浸形カソードの表面に実施例１の被覆膜を形
成して、８５０℃に加熱しながら、電子放出分布を測定
した。測定原理はカソードの前面に、３００μｍ離し
て、２５μｍの小さな４角の孔を有するアノード板を置
き、カソードに対して、＋３００Ｖ印加し、小孔を通り
ぬけた電子流をファラデーカップで読み取った。カソー
ド表面の電子放出分布はアノード板をカソードに平行に
移動させることでもとめた。図６は平均粒径５μｍのＷ
粉と平均粒径１μｍのＷ粉とからなる含浸形カソードの
電子放出分布を示す。電流密度は測定した電流を小孔の
面積で割って求めた。平均粒径５μｍの特性８は不均一
の電子放出分布をしているのに対して、平均粒径１μｍ
の特性９は電流密度が高く、しかも均一な電子放出分布
をしている。平均粒径１μｍの含浸形カソードでは内部
で発生したＢａ蒸気が均一性良く表面に、供給出来され
るので、最表面における（Ｓｃ，Ｗ）酸化膜とＢａ蒸気
の還元反応がスムーズになされ、低仕事関数の（Ｂａ，
Ｓｃ，Ｗ，Ｏ）単原子層を均一性良く形成出来る利点が
有る。しかし、０．５μｍ以下のＷ粒子を用いると、Ｗ
多孔質体の中に異常焼結したものが存在し、電子放出分
布の均一化の点で逆効果であった。
粒径５μｍのＷ粉を用いた。ここでは、平均粒径１μ
ｍ、最大粒径２μｍ、最小粒径０．５μｍの微細Ｗ粉か
らなるＷ多孔質体も作製した。この２種類のＷ多孔質体
からなる含浸形カソードの表面に実施例１の被覆膜を形
成して、８５０℃に加熱しながら、電子放出分布を測定
した。測定原理はカソードの前面に、３００μｍ離し
て、２５μｍの小さな４角の孔を有するアノード板を置
き、カソードに対して、＋３００Ｖ印加し、小孔を通り
ぬけた電子流をファラデーカップで読み取った。カソー
ド表面の電子放出分布はアノード板をカソードに平行に
移動させることでもとめた。図６は平均粒径５μｍのＷ
粉と平均粒径１μｍのＷ粉とからなる含浸形カソードの
電子放出分布を示す。電流密度は測定した電流を小孔の
面積で割って求めた。平均粒径５μｍの特性８は不均一
の電子放出分布をしているのに対して、平均粒径１μｍ
の特性９は電流密度が高く、しかも均一な電子放出分布
をしている。平均粒径１μｍの含浸形カソードでは内部
で発生したＢａ蒸気が均一性良く表面に、供給出来され
るので、最表面における（Ｓｃ，Ｗ）酸化膜とＢａ蒸気
の還元反応がスムーズになされ、低仕事関数の（Ｂａ，
Ｓｃ，Ｗ，Ｏ）単原子層を均一性良く形成出来る利点が
有る。しかし、０．５μｍ以下のＷ粒子を用いると、Ｗ
多孔質体の中に異常焼結したものが存在し、電子放出分
布の均一化の点で逆効果であった。
【００２２】
【発明の効果】本発明の被覆膜と下地基体からなる含浸
形カソードを用いると、カソード基体内部で発生するＢ
ａ蒸気で膜が均一性良く活性化され、低仕事関数の表面
形成に必要な（Ｂａ，Ｓｃ，Ｗ，Ｏ）単原子層を短時間
にかつ均一性良く形成できる。そのため、イオン衝撃に
強く、かつ電子放出に対しても、均一性の良いＳｃ系含
浸形カソードが可能となる。したがって、本発明の含浸
形カソードをブラウン管や撮像管に組み込むと、従来の
Ｓｃ系含浸形で問題であった課題が克服される。
形カソードを用いると、カソード基体内部で発生するＢ
ａ蒸気で膜が均一性良く活性化され、低仕事関数の表面
形成に必要な（Ｂａ，Ｓｃ，Ｗ，Ｏ）単原子層を短時間
にかつ均一性良く形成できる。そのため、イオン衝撃に
強く、かつ電子放出に対しても、均一性の良いＳｃ系含
浸形カソードが可能となる。したがって、本発明の含浸
形カソードをブラウン管や撮像管に組み込むと、従来の
Ｓｃ系含浸形で問題であった課題が克服される。
【図１】本発明の骨子を説明するために用いたＳｃ系含
浸形カソードの断面構造図である。
浸形カソードの断面構造図である。
【図２】従来のＳｃ系含浸形カソードの断面構造図であ
る。
る。
【図３】放出電流に及ぼす被覆膜中のＳｃ／Ｗ比率を示
す図である。
す図である。
【図４】放出電流に及ぼす含浸形カソードに対する大気
酸化温度の影響の度合いを示す図である。
酸化温度の影響の度合いを示す図である。
【図５】イオン衝撃後の放出電流の回復過程を示す図で
ある。
ある。
【図６】平均粒径５μｍのＷ粉と平均粒径１μｍのＷ粉
とからなる含浸形カソードの電子放出分布を示す図であ
る。
とからなる含浸形カソードの電子放出分布を示す図であ
る。
１…Ｗ多孔質体、２…電子放出物質、３…Ｗ金属とＳｃ
酸化物の混合膜、４…（Ｓｃ，Ｗ）酸化膜、５…従来の
Ｓｃ系含浸形カソード、６…本発明のＳｃ系含浸形カソ
ード、７…本発明の被覆膜にＢａ成分を添加し、さらに
電子放出物質にＳｃ成分を添加したＳｃ系含浸形カソー
ド、８…平均粒径５μｍのＷ粉、９…平均粒径１μｍの
Ｗ粉。
酸化物の混合膜、４…（Ｓｃ，Ｗ）酸化膜、５…従来の
Ｓｃ系含浸形カソード、６…本発明のＳｃ系含浸形カソ
ード、７…本発明の被覆膜にＢａ成分を添加し、さらに
電子放出物質にＳｃ成分を添加したＳｃ系含浸形カソー
ド、８…平均粒径５μｍのＷ粉、９…平均粒径１μｍの
Ｗ粉。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山田 絵実子 東京都国分寺市東恋ケ窪１丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 矢口 富雄 東京都国分寺市東恋ケ窪１丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 鈴木 睦三 東京都国分寺市東恋ケ窪１丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 楠 敏明 東京都国分寺市東恋ケ窪１丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内
Claims (6)
- 【請求項１】バリウム（Ｂａ）酸化物、アルミニウム
（Ａｌ）酸化物、カルシウム（Ｃａ）酸化物およびスカ
ンジウム（Ｓｃ）酸化物を電子放出物質として多孔質タ
ングステン（Ｗ）中に含浸させた含浸形基体と、該含浸
形基体の電子放出表面に形成されたＳｃを含む膜を有す
ることを特徴とするＳｃ系含浸形カソード。 - 【請求項２】上記Ｓｃを含む膜はＳｃとＷを金属成分と
する酸化膜から成り、該酸化膜の少なくとも一部分は上
記含浸形基体の電子放出表面に存在するＷ粒子を介して
上記電子放出表面に形成されている請求項１記載のＳｃ
系含浸形カソード。 - 【請求項３】上記酸化膜を構成するＷ粒子の大きさｐは
０．５≦ｐ≦２μｍである請求項２記載のＳｃ系含浸形
カソード。 - 【請求項４】上記酸化膜のＷとＳｃの原子組成比（Ｗ／
Ｗ＋Ｓｃ）＝ｘは０．２≦ｘ≦０．７であり、上記酸化
膜の厚さｔは５≦ｔ≦５０ｎｍである請求項２または３
に記載のＳｃ系含浸形カソード。 - 【請求項５】タングステン（Ｗ）を主成分とする多孔質
基体の細孔部にバリウム（Ｂａ）酸化物、アルミニウム
（Ａｌ）酸化物、カルシウム（Ｃａ）酸化物およびスカ
ンジウム（Ｓｃ）酸化物を電子放出物質として含浸させ
る工程と、上記多孔質基体の表面近傍の上記電子放出物
質を除去する工程と、上記電子放出物質の除去部に存在
する上記多孔質基体を構成するＷの表面にＳｃ2Ｏ3を付
着してＳｃ2Ｏ3膜を形成する工程と、該Ｓｃ2Ｏ3膜が形
成されたＷの一部を酸化してＷの酸化物を形成する工程
と、上記Ｓｃ2Ｏ3膜と上記Ｗの酸化物とを真空熱処理に
より反応させ、ＳｃとＷを金属成分とする酸化膜に変換
する工程を有することを特徴とするＳｃ系含浸形カソー
ドの製造方法。 - 【請求項６】請求項１乃至４のいずれか一項に記載の含
浸形カソードを有することを特徴とする電子管。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14174993A JPH06349401A (ja) | 1993-06-14 | 1993-06-14 | Ｓｃ系含浸形カソード及びその製造方法並びに電子管 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14174993A JPH06349401A (ja) | 1993-06-14 | 1993-06-14 | Ｓｃ系含浸形カソード及びその製造方法並びに電子管 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06349401A true JPH06349401A (ja) | 1994-12-22 |
Family
ID=15299308
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14174993A Pending JPH06349401A (ja) | 1993-06-14 | 1993-06-14 | Ｓｃ系含浸形カソード及びその製造方法並びに電子管 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06349401A (ja) |
-
1993
- 1993-06-14 JP JP14174993A patent/JPH06349401A/ja active Pending
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