JPH07105829A - Impregnated type cathode - Google Patents
Impregnated type cathodeInfo
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- JPH07105829A JPH07105829A JP24795793A JP24795793A JPH07105829A JP H07105829 A JPH07105829 A JP H07105829A JP 24795793 A JP24795793 A JP 24795793A JP 24795793 A JP24795793 A JP 24795793A JP H07105829 A JPH07105829 A JP H07105829A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、含浸形陰極に係り、た
とえば表示管、ブラウン管、撮像管、進行波管等に組み
込まれる含浸形陰極に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an impregnated cathode, and more particularly to an impregnated cathode incorporated in a display tube, a cathode ray tube, an image pickup tube, a traveling wave tube or the like.
【０００２】[0002]
【従来の技術】この種の含浸形陰極は、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（Ｂ
ａ）化合物からなる電子放出物質を含浸させた構成から
なる。2. Description of the Related Art Impregnated cathodes of this type are manufactured by using barium (B) on a heat-resistant porous substrate made of, for example, tungsten (W).
a) It has a constitution in which an electron emitting substance made of a compound is impregnated.
【０００３】そして、近年では、該陰極の動作温度を下
げるため、耐熱多孔質基体の主表面に、たとえばスパッ
タ蒸着、原料粉末の焼き付け、あるいは焼結体として、
ＷとＳｃ2Ｏ3からなる複合膜膜を形成する構成が知られ
るようになった（特開昭６１−１３５２６号公報参
照）。In recent years, in order to lower the operating temperature of the cathode, for example, sputter deposition, baking of raw material powder, or as a sintered body is performed on the main surface of the heat resistant porous substrate.
A structure for forming a composite film made of W and Sc 2 O 3 has become known (see Japanese Patent Laid-Open No. 61-13526).
【０００４】すなわち、このような構成において、陰極
内部で耐熱多孔質体と電子放出物質が反応してまずＢａ
を生成する。生成されたＢａは耐熱多孔質体の細孔部内
を拡散して、その一部は陰極表面に拡散するとともに、
他の一部は表面の複合薄膜と反応してＳｃを生成するよ
うになる。That is, in such a structure, the heat-resistant porous material reacts with the electron-emitting material inside the cathode, and first, Ba is used.
To generate. The generated Ba diffuses in the pores of the heat resistant porous body, and a part of the Ba diffuses to the cathode surface.
The other part reacts with the composite thin film on the surface to generate Sc.
【０００５】このようにして陰極表面に拡散したＢａお
よびＳｃはＢａＯの熱分解等により形成される酸素と結
合し、単分子程度の極めて薄い低仕事関数の複合層を形
成することになる。Ba and Sc thus diffused on the cathode surface combine with oxygen formed by thermal decomposition of BaO or the like to form an extremely thin composite layer having a low work function of about a single molecule.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな構成からなる含浸形陰極は、（Ｂａ、Ｓｃ、Ｏ）か
らなる低仕事関数複合層の形成に長時間を要し、さらに
該複合層の形成率に安定した再現性が得られないという
問題点が指摘されるようになってきた。However, in the impregnated cathode having such a structure, it takes a long time to form a low work function composite layer composed of (Ba, Sc, O), and the composite layer of the composite layer is further formed. It has been pointed out that a stable reproducibility of the formation rate cannot be obtained.
【０００７】このため電子放出量がいまだ充分でなく、
電流密度の向上が望まれていた。Therefore, the electron emission amount is still insufficient,
It has been desired to improve the current density.
【０００８】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、その目的は、さらなる高電流密度を再
現性よく、安定して得ることのできる含浸形陰極を提供
することにある。The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide an impregnated cathode capable of stably obtaining a higher current density with good reproducibility.
【０００９】[0009]
【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、多孔質体と、この多
孔質体の細孔部に含浸されたバリウムを含む電子放出物
質とを備える含浸形陰極において、前記多孔質体の主表
面に順次被着された第１薄膜と第２薄膜とを備え、該第
１薄膜はジルコニウム、ハフニウム、チタニウム、ジリ
コン、タンタリウム、マグネシウム、トリウムおよびレ
ニウムからなる群から選ばれた少なくとも１種の金属元
素を含んだ薄膜、第２薄膜は少なくともタングステン、
スカンジウム、および酸素を含む薄膜からなることを特
徴とするものである。In order to achieve such an object, the present invention basically provides an electron emission containing a porous body and barium impregnated in the pores of the porous body. An impregnated cathode comprising a substance, comprising a first thin film and a second thin film sequentially deposited on the main surface of the porous body, the first thin film being zirconium, hafnium, titanium, zircon, tantalum, magnesium. , A thin film containing at least one metal element selected from the group consisting of thorium and rhenium, the second thin film is at least tungsten,
It is characterized by comprising a thin film containing scandium and oxygen.
【００１０】[0010]
【作用】このように構成された含浸形陰極によれば、そ
の陰極ペレット上に還元性金属元素を含む第１薄膜が存
在することによって、第２薄膜の表面に低仕事関数（Ｂ
ａ、Ｓｃ、Ｏ）複合層の形成が極めて短時間で形成され
ることになることが確認された。According to the impregnated cathode having such a structure, the presence of the first thin film containing the reducing metal element on the cathode pellet allows the low work function (B
It was confirmed that the formation of the (a, Sc, O) composite layer was formed in an extremely short time.
【００１１】すなわち、加熱初期の段階で、陰極内部か
らの多量のＢａＯが第１薄膜で還元され、多量のＢａが
生成され、これによりＳｃも容易に生成される結果、陰
極表面において極めて短時間で低仕事関数（Ｂａ、Ｓ
ｃ、Ｏ）複合層によって被われることになる。That is, in the initial stage of heating, a large amount of BaO from the inside of the cathode is reduced by the first thin film, and a large amount of Ba is produced, whereby Sc is also easily produced, resulting in an extremely short time on the cathode surface. And low work function (Ba, S
c, O) will be covered by the composite layer.
【００１２】この低仕事関数（Ｂａ、Ｓｃ、Ｏ）複合層
は再現性よくしかしも安定して得ることができ、したが
って、電子放出特性を向上させることができるようにな
る。This low work function (Ba, Sc, O) composite layer can be obtained reproducibly but stably, and therefore, the electron emission characteristics can be improved.
【００１３】このため、陰極表面に電子放出に適した低
仕事関数の複合層を短時間でしかも再現性よく形成で
き、電子放出特性の優れたものになる。Therefore, a low work function composite layer suitable for electron emission can be formed on the surface of the cathode in a short time and with good reproducibility, and the electron emission characteristics are excellent.
【００１４】したがって、さらなる高電流密度を得るこ
とができるようになる。Therefore, a higher current density can be obtained.
【００１５】[0015]
【実施例】図１は、本発明による含浸形陰極の一実施例
を示す断面図である。1 is a sectional view showing an embodiment of an impregnated cathode according to the present invention.
【００１６】同図において、まず、陰極ペレット３があ
る。この陰極ペレット３は、耐熱多孔質基体１内に電子
放出物質２が含浸されて構成されている。In the figure, first, there is a cathode pellet 3. The cathode pellet 3 is formed by impregnating the heat-resistant porous substrate 1 with the electron emitting substance 2.
【００１７】この陰極ペレット３は、たとえば次のよう
にして形成される。まず、平均粒径５μｍのＷ粉末を、
１．２５％のポリメチルメタアクリルをバインダとして
添加したアセトン液中で撹拌しながら徐々にアレトンを
揮発させることによって顕粒化を行う。そして、この顕
粒を２００メッシュのふるいで分粒し、プレス成形、水
素中仮焼結、真空中焼結を行うことによって空孔率２８
％の耐熱多孔質基体１を得る。The cathode pellet 3 is formed, for example, as follows. First, W powder with an average particle size of 5 μm
Granulation is carried out by gradually evaporating the aletone while stirring in an acetone solution added with 1.25% polymethylmethacrylic as a binder. Then, the granules are sized with a 200-mesh sieve and press-molded, pre-sintered in hydrogen, and sintered in vacuum to give a porosity of 28
% Heat-resistant porous substrate 1 is obtained.
【００１８】そして、該耐熱多孔質基体１を水素雰囲気
中に配置し、この水素雰囲気中で、４ＢａＯ・ＣａＯ・
Ａｌ2Ｏ3の組成からなる電子放出物質２を加熱させるこ
とによって、該電子放出物質２を耐熱多孔質基体１の細
孔部内に含浸させる。その後、該耐熱多孔質基体１の表
面に付着されている余剰の電子放出物質を物理的あるい
は化学的に除去する。Then, the heat-resistant porous substrate 1 is placed in a hydrogen atmosphere, and 4 BaO.CaO.
By heating the electron emitting substance 2 having a composition of Al 2 O 3 , the electron emitting substance 2 is impregnated into the pores of the heat resistant porous substrate 1. Then, the surplus electron emitting substance attached to the surface of the heat resistant porous substrate 1 is physically or chemically removed.
【００１９】そして、このように構成された陰極ペレッ
ト３は、それが挿入されるカップ状のＭｏなど高融点金
属薄板からなる障壁層４を介して筒状のスリーブ５の一
端における開口部に接合されている。The cathode pellet 3 thus constructed is joined to the opening at one end of the cylindrical sleeve 5 through the barrier layer 4 made of a cup-like Mo thin metal plate having a high melting point such as Mo. Has been done.
【００２０】さらに、該スリーブ５の内部には、その他
端における開口部からヒータ６が挿入されて配置されて
いる。Further, inside the sleeve 5, a heater 6 is arranged by being inserted from an opening portion at the other end.
【００２１】そして、この実施例では、特に、前記陰極
ペレット３のヒータ６側の面と対向する主表面におい
て、還元性金属元素（Ｚｒ、Ｈｆ、Ｔｉ、Ｓｉ、Ｔａ、
Ｍｇ、Ｔｈ、Ｒｅ）を含む第１の薄膜層７、さらには
（Ｗ、Ｓｃ、Ｏ）を含む第２の混合薄膜層８が、スパッ
タ蒸着、イオンプレーテング、真空蒸着、ＣＶＤ（化学
気相成長法）等を用いて形成されている。Further, in this embodiment, particularly on the main surface of the cathode pellet 3 facing the surface on the heater 6 side, reducing metal elements (Zr, Hf, Ti, Si, Ta,
The first thin film layer 7 containing Mg, Th, Re) and the second mixed thin film layer 8 containing (W, Sc, O) are formed by sputtering deposition, ion plating, vacuum deposition, CVD (chemical vapor deposition). Growth method) or the like.
【００２２】ここで、前記第１の薄膜層７および第２の
薄膜層８は、たとえば次のようにして形成される。第１
の薄膜層７としてＺｒを例にして述べるが、他の還元性
金属の場合も同手法で形成できる。Here, the first thin film layer 7 and the second thin film layer 8 are formed, for example, as follows. First
Although Zr will be described as an example of the thin film layer 7 of FIG. 3, other reducing metals can be formed by the same method.
【００２３】用いる装置としては、異種膜を連続して多
層に、かつ同時に形成が可能なスパッタリング装置を使
用し、スパッタターゲットとしてＺｒ、Ｗ、ＷＯ2、Ｓ
ｃ2Ｏ3の四種を用いる。As an apparatus used, a sputtering apparatus capable of continuously forming different kinds of films in multiple layers and simultaneously is used, and Zr, W, WO 2 and S are used as sputtering targets.
Four types of c 2 O 3 are used.
【００２４】そして、前記陰極ペレット３の表面にまず
Ｚｒターゲットを用いて第１薄膜層７を形成する。次い
で、この第１薄膜層７上に、Ｗ、ＷＯ2、Ｓｃ2Ｏ3のそ
れぞれのターゲットを用いた３次元同時スパッタリング
を行い、（Ｗ、ＷＯ2、Ｓｃ2Ｏ3）からなる第２の混合
薄膜層８を形成する。Then, a first thin film layer 7 is first formed on the surface of the cathode pellet 3 using a Zr target. Then, on the first thin-film layer 7, W, for 3-dimensional co-sputtering using a respective targets WO 2, Sc 2 O 3, (W, WO 2, Sc 2 O 3) from the composed second The mixed thin film layer 8 is formed.
【００２５】ここで、それぞれの膜形成は、いずれもア
ルゴン（Ａｒ）を放電ガスとして高周波（ＲＦ）スパッ
タリングにより、第１の薄膜層７を１５０ｎｍの厚さで
被着した後、連続して第２の混合薄膜層８を２２０ｎｍ
の厚さで被着する。この場合、各薄膜の厚さの制御はス
パッタリングパワーおよび時間の調整によって行い、ま
た、第２の混合薄膜８の組成はそれぞれのターゲットパ
ワー比を調整することによって可能となる。なお、この
場合の薄膜組成は、たとえば溶液発光分光分析（ＩＣ
Ｐ）法により調べた結果、Ｓｃ／Ｗ（重量比）が０．０
２９〜０．０３６の範囲の場合に優れた電子放出特性が
得られることが判明した。Here, each film is formed by depositing the first thin film layer 7 to a thickness of 150 nm by radio frequency (RF) sputtering using argon (Ar) as a discharge gas, and then continuously forming the first thin film layer 7. 220 nm of mixed thin film layer 8 of 2
It is applied with the thickness of. In this case, the thickness of each thin film can be controlled by adjusting the sputtering power and the time, and the composition of the second mixed thin film 8 can be adjusted by adjusting the respective target power ratios. The thin film composition in this case is, for example, solution emission spectroscopy (IC
As a result of examination by the P) method, Sc / W (weight ratio) was 0.0
It has been found that excellent electron emission characteristics can be obtained in the range of 29 to 0.036.
【００２６】このように構成した含浸形陰極は、次のよ
うにして動作する。The impregnated cathode thus constructed operates as follows.
【００２７】まず、ヒータ６への通電によってこれを加
熱することによって、第２の混合薄膜８の内部で、ＷＯ
3とＳｃ2Ｏ3とが次式で示す反応で反応し、Ｓｃ2Ｗ3Ｏ
12が生成される。First, by heating the heater 6 by energizing it, the WO 6 inside the second mixed thin film 8 is heated.
3 and Sc 2 O 3 react according to the reaction shown by the following formula to give Sc 2 W 3 O
12 is generated.
【００２８】[0028]
【数１】 ＷＯ3＋Ｓｃ2Ｏ3⇒Ｓｃ2Ｗ3Ｏ12 …………（１） 一方、陰極ペレット３の内部では耐熱多孔質基体１のＷ
と電子放出物質２のＢａ3Ａｌ2Ｏ6が反応して、反応式
（２）によってＢａが生成され、陰極表面に拡散する。
また、同時に電子放出物質２のＢａ3Ａｌ2Ｏ6が、反応
式（３）の熱分解によってＢａＯが生成され、陰極表面
に拡散する過程において、第１薄膜層のＺｒと反応し
て、反応式（４）によってＢａが生成される。[Equation 1] WO 3 + Sc 2 O 3 ⇒Sc 2 W 3 O 12 (1) On the other hand, inside the cathode pellet 3, W of the heat resistant porous substrate 1
Ba 3 Al 2 O 6 of the electron emitting substance 2 reacts with each other to generate Ba according to the reaction formula (2) and diffuses to the cathode surface.
At the same time, Ba 3 Al 2 O 6 of the electron emission material 2 reacts with Zr of the first thin film layer in the process of generating BaO by the thermal decomposition of the reaction formula (3) and diffusing to the cathode surface, and reacts. Ba is generated by the equation (4).
【００２９】[0029]
【数２】 （２／３）Ｂａ3Ａｌ2Ｏ6＋（１／３）Ｗ ⇒（１／３）ＢａＷＯ4＋（２／３）ＢａＡｌ2Ｏ4＋Ｂａ ……（２）(2) (2/3) Ba 3 Al 2 O 6 + (1/3) W ⇒ (1/3) BaWO 4 + (2/3) BaAl 2 O 4 + Ba ...... (2)
【００３０】[0030]
【数３】 （１／２）Ｂａ3Ａｌ2Ｏ6⇒（１／２）ＢａＡｌ2Ｏ4＋ＢａＯ ……（３）(3) (1/2) Ba 3 Al 2 O 6 ⇒ (1/2) BaAl 2 O 4 + BaO ...... (3)
【００３１】[0031]
【数４】 ３ＢａＯ＋Ｚｒ⇒ＢａＺｒＯ3＋２Ｂａ ……（４） このことから、陰極加熱において、（２）（３）式で大
量のＢａを生成することになる。From Equation 4] 3BaO + Zr⇒BaZrO 3 + 2Ba ...... ( 4) Thus, at the cathode heating will produce a large amount of Ba in (2) (3).
【００３２】生成したＢａの一部は陰極表面に拡散する
と同時に、他のＢａはＳｃ2Ｗ3Ｏ12反応し、反応式
（５）によってＳｃが生成される。At the same time, a part of the produced Ba diffuses to the surface of the cathode, and at the same time, the other Ba reacts with Sc 2 W 3 O 12 to produce Sc according to the reaction formula (5).
【００３３】[0033]
【数５】 Ｓｃ2Ｗ3Ｏ12＋３Ｂａ⇒３ＢａＷＯ4＋２Ｓｃ ……（５） 陰極表面に拡散したＢａおよびＳｃは、第１の薄膜層７
のＺｒ、電子放出物質２の熱分解によって生じる酸素や
雰囲気中の酸素と結合して、陰極表面に単分子層から数
分子層程度の極めて厚さの薄い（Ｂａ、Ｓｃ、Ｏ）複合
層９が短時間で形成される。## EQU5 ## Sc 2 W 3 O 12 + 3Ba⇒3BaWO 4 + 2Sc (5) Ba and Sc diffused on the cathode surface are the first thin film layer 7
Zr, combined with oxygen generated by thermal decomposition of the electron-emitting substance 2 and oxygen in the atmosphere to form a very thin (Ba, Sc, O) composite layer 9 of about one to several molecular layers on the cathode surface. Are formed in a short time.
【００３４】そして、このように形成された複合層９は
その電子放出仕事関数が１．２ｅＶと小さく、高い電子
放出能が得られることになる。The electron emission work function of the composite layer 9 thus formed is as small as 1.2 eV, and high electron emission ability can be obtained.
【００３５】このように構成した含浸形陰極の電子放出
特性を以下の方法で測定した結果について説明する。The electron emission characteristics of the impregnated cathode thus constructed will be described with reference to the results measured by the following method.
【００３６】まず、電子放出特性は、真空度１０~7Ｐａ
クラスの高真空容器内に陽極と陰極からな平行平板の２
電極を配置し、陰極温度を１１５０℃まで加熱して陰極
を活性化した後、陰極温度を８５０℃に下げて陰極に正
のパルス電圧を印加し、陰極からの放出電流を測定し
た。First, the electron emission characteristics are as follows: vacuum degree 10 to 7 Pa
A parallel plate consisting of an anode and a cathode in a class high vacuum container.
After arranging the electrodes and heating the cathode temperature to 1150 ° C. to activate the cathode, the cathode temperature was lowered to 850 ° C. and a positive pulse voltage was applied to the cathode, and the emission current from the cathode was measured.
【００３７】図２は、陰極の活性化時間と動作温度８５
０℃における放出電流密度との関係を示したものであ
る。同図にとおいて、特性２１は、実施例による含浸形
陰極である。特性２２は、陰極表面に（Ｗ−Ｓｃ2Ｏ3）
薄膜を有している従来のものある。さらに、特性２３
は、表面に（Ｏｓ−Ｒｕ）合金を被覆した従来のもの
で、動作温度１０００℃における放出電流特性である。FIG. 2 shows the activation time of the cathode and the operating temperature of 85.
It shows the relationship with the emission current density at 0 ° C. In the figure, the characteristic 21 is the impregnated cathode according to the embodiment. Characteristic 22 is (W-Sc 2 O 3 ) on the cathode surface.
There are conventional ones that have a thin film. Furthermore, characteristic 23
Is a conventional one whose surface is coated with an (Os-Ru) alloy and shows emission current characteristics at an operating temperature of 1000 ° C.
【００３８】この図から明らかなように、特性２２の従
来陰極は活性化を繰り返しても、放出電流密度の飽和に
多くの時間を要することが判る。実施例の特性２１によ
る陰極の場合、最大の放出電流密度を示す活性化時間は
極めて短くなっていることが判る。As is clear from this figure, the conventional cathode having the characteristic 22 requires a long time for saturation of the emission current density even after repeated activation. It can be seen that in the case of the cathode according to the characteristic 21 of the embodiment, the activation time showing the maximum emission current density is extremely short.
【００３９】図３は、陰極表面からのＢａおよびＢａＯ
の蒸発特性を調べた結果である。図は蒸発速度の陰極温
度依存性を示す。該蒸発速度は蒸発量に比例し、しかも
陰極内部での生成量に比例した値である。蒸発速度はマ
スフィルタによるイオン電流量で表した。特性３１、３
２は実施例による含浸形陰極である。特性３３、３４
は、陰極表面に（Ｗ−Ｓｃ2Ｏ3）薄膜を有している従来
のものである。特性３１、３３はＢａ、特性３２、３４
はＢａＯ特性を示す。特性３１、３２の実施例による含
浸形陰極では、特性３３、３４は従来陰極に比べてＢａ
Ｏが減り、Ｂａの蒸発速度が大きいことが判る。これは
電子放出物質が熱分解によって生成したＢａＯを還元性
金属元素によって還元したことによって、大量のＢａを
生成したことを表している。FIG. 3 shows Ba and BaO from the cathode surface.
It is the result of examining the evaporation characteristics of. The figure shows the cathode temperature dependence of the evaporation rate. The evaporation rate is a value proportional to the amount of evaporation and also to the amount of formation inside the cathode. The evaporation rate was expressed by the amount of ion current through the mass filter. Characteristic 31, 3
2 is an impregnated cathode according to the embodiment. Characteristics 33, 34
Is a conventional one having a (W—Sc 2 O 3 ) thin film on the cathode surface. Characteristics 31, 33 are Ba, characteristics 32, 34
Indicates BaO characteristics. In the impregnated cathodes according to the examples of the characteristics 31 and 32, the characteristics 33 and 34 are Ba as compared with the conventional cathode.
It can be seen that O decreases and the evaporation rate of Ba is high. This indicates that a large amount of Ba was generated by reducing BaO generated by the electron emission substance by thermal decomposition with a reducing metal element.
【００４０】また、放出電流特性においても優れ、しか
も安定かつ再現性よく得られた。The emission current characteristics were also excellent, and they were stable and reproducible.
【００４１】さらに、図４は、実施例による陰極の、活
性化した陰極表面のオージェスペクトルを示すグラフで
ある。ここでのオージェスペクトルは動作状態（陰極温
度８５０℃）で分析したものである。Further, FIG. 4 is a graph showing the Auger spectrum of the activated cathode surface of the cathode according to the example. The Auger spectrum here is analyzed in the operating state (cathode temperature 850 ° C.).
【００４２】この図は、陰極表面上に電子放出に適した
単分子層から数分子層程度の極めて薄い低仕事関数（Ｂ
ａ、Ｓｃ、Ｏ）複合層が形成されていることを示してい
る。This figure shows an extremely thin low work function (B) from a monolayer to a few monolayers suitable for electron emission on the cathode surface.
a, Sc, O) composite layer is formed.
【００４３】以上説明したことから明らかなように、実
施例による含浸形陰極によれば、その陰極ペレット３上
にＢａＯを含む第１薄膜層７が存在することによって、
第２薄膜層８の表面に低仕事関数（Ｂａ、Ｓｃ、Ｏ）複
合層９の形成を短時間で形成させることになることが確
認された。As is clear from the above description, according to the impregnated cathode according to the embodiment, since the first thin film layer 7 containing BaO is present on the cathode pellet 3,
It was confirmed that the low work function (Ba, Sc, O) composite layer 9 was formed on the surface of the second thin film layer 8 in a short time.
【００４４】すなわち、加熱初期の段階で、陰極ペレッ
ト３内部で多量のＢａが生成され、これによりＳｃも容
易に生成される結果、陰極ペレット３の表面において極
めて短時間で低仕事関数（Ｂａ、Ｓｃ、Ｏ）複合層９が
被われることになる。That is, in the initial stage of heating, a large amount of Ba is generated inside the cathode pellet 3, and Sc is easily generated as a result. As a result, the surface of the cathode pellet 3 has a low work function (Ba, The Sc, O) composite layer 9 will be covered.
【００４５】この低仕事関数（Ｂａ、Ｓｃ、Ｏ）複合層
９は再現性よくしかも安定して得ることができ、したが
って、電子放出特性を向上させることができるようにな
る。This low work function (Ba, Sc, O) composite layer 9 can be obtained with good reproducibility and stability, and therefore, electron emission characteristics can be improved.
【００４６】なお、上述した実施例において、第２薄膜
層８としては、Ｂａと反応してＳｃを生成することの容
易な（Ｗ、ＷＯ3、Ｓｃ2Ｏ3）、（Ｗ、Ｓｃ2Ｏ3）、
（Ｗ、Ｓｃ2Ｗ3Ｏ12）、（Ｗ、ＷＯ3、Ｓｃ2Ｗ
3Ｏ12）、（Ｗ、ＷＯ3、Ｂａ2Ｓｃ2Ｏ5）、（Ｗ、Ｗ
Ｏ3、Ｂａ2Ｓｃ4Ｏ9）、（Ｗ、Ｓｃ6ＷＯ12）、（Ｗ、
ＷＯ3、Ｓｃ6ＷＯ12）、（Ｗ、Ｂａ2Ｓｃ2Ｏ5）、
（Ｗ、Ｂａ2Ｓｃ4Ｏ9）のいずれかから選択することが
効果的であることが判明した。In the above-mentioned embodiments, the second thin film layer 8 is made of (W, WO 3 , Sc 2 O 3 ), (W, Sc 2 O 3 ) which easily reacts with Ba to generate Sc. 3 ),
(W, Sc 2 W 3 O 12 ), (W, WO 3 , Sc 2 W
3 O 12 ), (W, WO 3 , Ba 2 Sc 2 O 5 ), (W, W
O 3 , Ba 2 Sc 4 O 9 ), (W, Sc 6 WO 12 ), (W,
WO 3 , Sc 6 WO 12 ), (W, Ba 2 Sc 2 O 5 ),
It has been found that it is effective to select any one of (W and Ba 2 Sc 4 O 9 ).
【００４７】また、第１薄膜層７としては、ジルコニウ
ム、ハフニウム、チタニウム、シリコン、タンタリウ
ム、マグネシウム、トリウムおよびレニウムからなる群
から選ばれた少なくとも一種の金属元素を含み、還元性
の大きい金属の中から選ばれて用いることが効果的であ
ることが判明した。The first thin film layer 7 contains at least one metal element selected from the group consisting of zirconium, hafnium, titanium, silicon, tantalum, magnesium, thorium, and rhenium and has a high reducing property. It was found that it is effective to use it selected from the inside.
【００４８】さらに、第１薄膜層７の厚さは３０〜１０
００ｎｍの範囲で、第２薄膜の厚さは６０〜７００ｎｍ
の範囲が効果的であることが判明した。Further, the thickness of the first thin film layer 7 is 30 to 10
In the range of 00 nm, the thickness of the second thin film is 60 to 700 nm
Has been found to be effective.
【００４９】なお、このような含浸形陰極を電子管に実
装した場合に、動作温度を従来の（Ｏｓ−Ｒｕ）合金が
被覆された陰極よりもさらに１５０〜２００℃まで下げ
ることができるので、動作中における陰極表面からのＢ
ａおよびＢａＯの蒸発速度を約一桁低減でき、グリッド
・エミッション等に起因する管球特性の劣化を防止する
ことができるようになる。さらに、低温動作で駆動でき
ることから、陰極を加熱するヒータの信頼度も大幅に向
上するようになる。When such an impregnated cathode is mounted on an electron tube, the operating temperature can be further lowered to 150 to 200 ° C. as compared with the conventional (Os-Ru) alloy-coated cathode. B from the cathode surface inside
The evaporation rates of a and BaO can be reduced by about an order of magnitude, and the deterioration of the bulb characteristics due to grid emission and the like can be prevented. Further, since it can be driven at a low temperature, the reliability of the heater for heating the cathode can be greatly improved.
【００５０】[0050]
【発明の効果】以上説明したことから明らかなように、
本発明による含浸形陰極によれば、さらなる高電流密度
を得ることができるようになる。As is apparent from the above description,
The impregnated cathode according to the present invention makes it possible to obtain a higher current density.
【図１】本発明による含浸形陰極の一実施例を示す断面
構成図である。FIG. 1 is a cross-sectional configuration diagram showing an embodiment of an impregnated cathode according to the present invention.
【図２】本発明による含浸形陰極の一実施例の効果を示
すグラフである。FIG. 2 is a graph showing the effect of one embodiment of the impregnated cathode according to the present invention.
【図３】本発明による含浸形陰極の一実施例の効果を示
すグラフである。FIG. 3 is a graph showing the effect of one embodiment of the impregnated cathode according to the present invention.
【図４】本発明による含浸形陰極の一実施例の効果を示
すグラフである。FIG. 4 is a graph showing the effect of one embodiment of the impregnated cathode according to the present invention.
１ 耐熱多孔質基体 ２ 電子放出物質 ３ 陰極ペレット ７ 第１の薄膜層 ８ 第２の混合薄膜層 ９ 複合層 1 Heat Resistant Porous Substrate 2 Electron Emitting Material 3 Cathode Pellets 7 First Thin Film Layer 8 Second Mixed Thin Film Layer 9 Composite Layer
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 斎藤 駿次 千葉県茂原市早野3300番地 株式会社日立 製作所電子デバイス事業部内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Shunji Saito 3300 Hayano, Mobara-shi, Chiba Hitachi, Ltd. Electronic Device Division
Claims (1)
浸されたバリウムを含む電子放出物質とを備える含浸形
陰極において、 前記多孔質体の主表面に順次被着された第１薄膜と第２
薄膜とを備え、該第１薄膜はジルコニウム、ハフニウ
ム、チタニウム、ジリコン、タンタリウム、マグネシウ
ム、トリウムおよびレニウムからなる群から選ばれた少
なくとも１種の金属元素を含んだ薄膜、第２薄膜は少な
くともタングステン、スカンジウム、および酸素を含む
薄膜からなることを特徴とする含浸形陰極。1. An impregnated cathode comprising a porous body and an electron-emitting substance containing barium impregnated in the pores of the porous body, wherein the first surface of the porous body is sequentially deposited. 1 thin film and 2
A thin film, the first thin film containing at least one metal element selected from the group consisting of zirconium, hafnium, titanium, zircon, tantalum, magnesium, thorium and rhenium, and the second thin film at least tungsten. An impregnated-type cathode comprising a thin film containing, scandium, and oxygen.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24795793A JPH07105829A (en) | 1993-10-04 | 1993-10-04 | Impregnated type cathode |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24795793A JPH07105829A (en) | 1993-10-04 | 1993-10-04 | Impregnated type cathode |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07105829A true JPH07105829A (en) | 1995-04-21 |
Family
ID=17171074
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24795793A Pending JPH07105829A (en) | 1993-10-04 | 1993-10-04 | Impregnated type cathode |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07105829A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20000010147A (en) * | 1998-07-30 | 2000-02-15 | 구자홍 | Cathode for cathode ray tube |
| KR100313107B1 (en) * | 1998-10-05 | 2001-11-03 | 김순택 | Cathode material of electron beam device and preparation method thereof |
-
1993
- 1993-10-04 JP JP24795793A patent/JPH07105829A/en active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20000010147A (en) * | 1998-07-30 | 2000-02-15 | 구자홍 | Cathode for cathode ray tube |
| KR100313107B1 (en) * | 1998-10-05 | 2001-11-03 | 김순택 | Cathode material of electron beam device and preparation method thereof |
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