JPH07169384A - 陰極線管用の含浸型陰極 - Google Patents
陰極線管用の含浸型陰極Info
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- JPH07169384A JPH07169384A JP6263240A JP26324094A JPH07169384A JP H07169384 A JPH07169384 A JP H07169384A JP 6263240 A JP6263240 A JP 6263240A JP 26324094 A JP26324094 A JP 26324094A JP H07169384 A JPH07169384 A JP H07169384A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 陰極が８５０〜９５０℃の低温にも動作し、
高電流の密度下でも長寿命及び信頼性が保障される含浸
型陰極を提供する。 【構成】 本発明の含浸型陰極は、電子放出物質が含浸
された多孔性の陰極基体を具備し、さらに、陰極基体の
上面にＷ−ＳＣ又はＷ−ＳＣ2 Ｏ3 が被覆され、被覆層
の上面に希土類金属であるＩｒ，Ｏｓ，Ｒｕ，Ｒｅ等の
一種類又は二種類以上の合金層が被覆される。
高電流の密度下でも長寿命及び信頼性が保障される含浸
型陰極を提供する。 【構成】 本発明の含浸型陰極は、電子放出物質が含浸
された多孔性の陰極基体を具備し、さらに、陰極基体の
上面にＷ−ＳＣ又はＷ−ＳＣ2 Ｏ3 が被覆され、被覆層
の上面に希土類金属であるＩｒ，Ｏｓ，Ｒｕ，Ｒｅ等の
一種類又は二種類以上の合金層が被覆される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、陰極線管用の含浸型陰
極に係り、さらに詳しくは、低温で動作が可能であり、
高電流の密度下で長寿命及び信頼性を有する含浸型陰極
に関する。
極に係り、さらに詳しくは、低温で動作が可能であり、
高電流の密度下で長寿命及び信頼性を有する含浸型陰極
に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般にＣＤＴ，ＣＰＴ，大型管（ｌａｒ
ｇｅ ｓｉｚｅｄ ｔｕｂｅ）及びＨＤＴ等の陰極線管
に用いられる含浸型陰極は、多孔性耐熱金属基体の気孔
部にＢａを主成分にした電子放出物質を含浸することに
よって、陰極の動作時にＢａが多孔質基体の気孔部を経
て陰極の表面に拡散し、Ｂａと酸素からなる単原子分子
層を形成して電子放出をする。
ｇｅ ｓｉｚｅｄ ｔｕｂｅ）及びＨＤＴ等の陰極線管
に用いられる含浸型陰極は、多孔性耐熱金属基体の気孔
部にＢａを主成分にした電子放出物質を含浸することに
よって、陰極の動作時にＢａが多孔質基体の気孔部を経
て陰極の表面に拡散し、Ｂａと酸素からなる単原子分子
層を形成して電子放出をする。
【０００３】従来の含浸型陰極は、図１に示すようにＢ
ａ，Ｃａ，Ａｌを真空状態で溶融・含浸させた耐熱性の
多孔質陰極基体１とこれを囲んで支持する貯蔵カップ２
と、前記貯蔵カップを下部で支持し、内部にヒータ４が
挿入・設置されるスリーブ３とから構成されている。
ａ，Ｃａ，Ａｌを真空状態で溶融・含浸させた耐熱性の
多孔質陰極基体１とこれを囲んで支持する貯蔵カップ２
と、前記貯蔵カップを下部で支持し、内部にヒータ４が
挿入・設置されるスリーブ３とから構成されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】このような含浸型陰極
は、高い電子放出能力をもっている反面、動作温度が１
０５０〜１２００℃と高く、初期動作時に電子放出物質
のＢａが過度に蒸発するという問題点がある。
は、高い電子放出能力をもっている反面、動作温度が１
０５０〜１２００℃と高く、初期動作時に電子放出物質
のＢａが過度に蒸発するという問題点がある。
【０００５】この問題点を解決するため、陰極基体の表
面に希土類金属であるＯｓ，Ｉｒ，Ｒｕ，Ｒｅ等を被覆
処理することもできる。即ち、仕事関数を低くすること
で動作温度を約１００〜２００℃位低くしている。しか
し、まだ動作の温度は９５０〜１１００℃と高く、これ
により陰極近くの電子銃の部品である電極と陰極支持ア
イレット（ｅｙｅｌｅｔ）等の熱変形が生じる。なお、
高温動作を可能にするためには、ヒータの熱容量を大き
くしなければならないが、これによりヒータの寿命が短
縮される。つまり、陰極の特性に悪い影響を与えて陰極
線管の信頼性を保障することができなくなる。
面に希土類金属であるＯｓ，Ｉｒ，Ｒｕ，Ｒｅ等を被覆
処理することもできる。即ち、仕事関数を低くすること
で動作温度を約１００〜２００℃位低くしている。しか
し、まだ動作の温度は９５０〜１１００℃と高く、これ
により陰極近くの電子銃の部品である電極と陰極支持ア
イレット（ｅｙｅｌｅｔ）等の熱変形が生じる。なお、
高温動作を可能にするためには、ヒータの熱容量を大き
くしなければならないが、これによりヒータの寿命が短
縮される。つまり、陰極の特性に悪い影響を与えて陰極
線管の信頼性を保障することができなくなる。
【０００６】本発明の陰極線管用の含浸型陰極は上記問
題点を解決するためのもので、その目的は、陰極が８５
０〜９５０℃の低温にも動作し、高電流の密度下でも長
寿命及び信頼性が保障される含浸型陰極を提供しようと
することにある。
題点を解決するためのもので、その目的は、陰極が８５
０〜９５０℃の低温にも動作し、高電流の密度下でも長
寿命及び信頼性が保障される含浸型陰極を提供しようと
することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、電子放出物質が含浸された多孔性の陰極
基体を具備した含浸型陰極において、多孔性の陰極基体
の上面にＷ−ＳＣ又はＷ−ＳＣ2 Ｏ3 被覆層が形成さ
れ、この被覆性の上面に希土類金属であるＩｒ，Ｏｓ，
Ｒｕ，Ｒｅの一種類又は二種類以上の合金被覆層が形成
されることを特徴とする。
に、本発明は、電子放出物質が含浸された多孔性の陰極
基体を具備した含浸型陰極において、多孔性の陰極基体
の上面にＷ−ＳＣ又はＷ−ＳＣ2 Ｏ3 被覆層が形成さ
れ、この被覆性の上面に希土類金属であるＩｒ，Ｏｓ，
Ｒｕ，Ｒｅの一種類又は二種類以上の合金被覆層が形成
されることを特徴とする。
【０００８】
【実 施 例】以下、本発明の実施例１を図２乃至図４
とともに説明する。ここで混乱を防ぐために本発明の実
施例を説明する際、同一構成で同一の役割を有する部品
には同一符号を使用する。
とともに説明する。ここで混乱を防ぐために本発明の実
施例を説明する際、同一構成で同一の役割を有する部品
には同一符号を使用する。
【０００９】図２は、本発明の含浸型陰極を示してい
る。即ち、図示の陰極は、電子放出物質であるＢａＯ，
ＣａＯ，Ａｌ2 Ｏ3 が含浸された多孔性の陰極基体１が
最上部に形成され、前記陰極基体の上面にＷ−ＳＣ又は
Ｗ−ＳＣ2 Ｏ3 被服層５−１が形成され、前記被覆層５
−１の上面に希土類金属であるＩｒ，Ｏｓ，Ｒｕ，Ｒｅ
の一種類又は二種類以上の合金からなる被覆層５−２が
形成される。
る。即ち、図示の陰極は、電子放出物質であるＢａＯ，
ＣａＯ，Ａｌ2 Ｏ3 が含浸された多孔性の陰極基体１が
最上部に形成され、前記陰極基体の上面にＷ−ＳＣ又は
Ｗ−ＳＣ2 Ｏ3 被服層５−１が形成され、前記被覆層５
−１の上面に希土類金属であるＩｒ，Ｏｓ，Ｒｕ，Ｒｅ
の一種類又は二種類以上の合金からなる被覆層５−２が
形成される。
【００１０】このような本発明の含浸型陰極の製造過程
を説明する。先ず、最初炭酸塩の状態であるＢａＣ
Ｏ3 ，ＣａＣＯ3 ，Ａｌ2 Ｏ3 の粉を混合した後、約１
２００℃と加熱すると、炭酸塩が分解（ＢａＣＯ3 →Ｂ
ａＯ＋ＣＯ2 ↑）された状態となる。前記分解された状
態、即ち、ＢａＯ，ＣａＯ，Ａｌ2 Ｏ3 をタングステン
等のように高温耐熱金属であって多孔性が約２０％であ
る陰極基体に１６００〜１７００℃の真空状態で溶融・
含浸する。この際のモル比は、４：１：１又は５：３：
２である。
を説明する。先ず、最初炭酸塩の状態であるＢａＣ
Ｏ3 ，ＣａＣＯ3 ，Ａｌ2 Ｏ3 の粉を混合した後、約１
２００℃と加熱すると、炭酸塩が分解（ＢａＣＯ3 →Ｂ
ａＯ＋ＣＯ2 ↑）された状態となる。前記分解された状
態、即ち、ＢａＯ，ＣａＯ，Ａｌ2 Ｏ3 をタングステン
等のように高温耐熱金属であって多孔性が約２０％であ
る陰極基体に１６００〜１７００℃の真空状態で溶融・
含浸する。この際のモル比は、４：１：１又は５：３：
２である。
【００１１】そして、陰極基体の表面に残留する余分の
電子放出物質の滓を除去した後、陰極基体の上部にスパ
ッタリング（Ｓｐｕｔｔｅｒｉｎｇ）方法でＷ−ＳＣ又
はＷ−ＳＣ2 Ｏ3 を用いて１０〜２０μｍの厚さとなる
ように被覆層を形成する。この際、Ｗ：ＳＣ又はＳＣ2
Ｏ3 の混合比は、５０〜８０：５０〜２０とすることが
好ましい。
電子放出物質の滓を除去した後、陰極基体の上部にスパ
ッタリング（Ｓｐｕｔｔｅｒｉｎｇ）方法でＷ−ＳＣ又
はＷ−ＳＣ2 Ｏ3 を用いて１０〜２０μｍの厚さとなる
ように被覆層を形成する。この際、Ｗ：ＳＣ又はＳＣ2
Ｏ3 の混合比は、５０〜８０：５０〜２０とすることが
好ましい。
【００１２】次いで、前記Ｗ−ＳＣ被覆層の上に希土類
金属であるＩｒ，Ｏｓ，Ｒｕ，Ｒｅなどの一種類又は二
種類以上の合金をスパッタリング方法でさらに被覆層の
厚さとなるように形成する。
金属であるＩｒ，Ｏｓ，Ｒｕ，Ｒｅなどの一種類又は二
種類以上の合金をスパッタリング方法でさらに被覆層の
厚さとなるように形成する。
【００１３】陰極基体内に電子放出物質を含浸した後、
陰極基体の表面にＷ−ＳＣ系金属を被覆した含浸陰極
は、低温で動作することに有利である。しかし、このよ
うな技術は、陰極の動作時にＢａ酸化物とＳＣ系金属の
反応による逆作用が問題となってくる。即ち、Ｂａ酸化
物とＳＣ系金属が反応する場合、その副産物としてＢａ
3 ＳＣ4 Ｏ9 等が陰極の熱電子の放出表面に生成され、
熱電子の放出が部分的に阻害され、熱電子の放出状態が
不安定になる。さらに、本発明は、Ｗ−ＳＣからなる金
属薄膜層が電子放出の表面に形成されるために、構造上
の熱伝達の不利で陰極基体の表面におけるスカンジュム
タングステン酸塩の生成が遅れるので、電子放出の表面
にＢａ−ＳＣ−Ｏからなる単原子層を形成するための時
間（活性化、エージング工程の時間）が長くなる。
陰極基体の表面にＷ−ＳＣ系金属を被覆した含浸陰極
は、低温で動作することに有利である。しかし、このよ
うな技術は、陰極の動作時にＢａ酸化物とＳＣ系金属の
反応による逆作用が問題となってくる。即ち、Ｂａ酸化
物とＳＣ系金属が反応する場合、その副産物としてＢａ
3 ＳＣ4 Ｏ9 等が陰極の熱電子の放出表面に生成され、
熱電子の放出が部分的に阻害され、熱電子の放出状態が
不安定になる。さらに、本発明は、Ｗ−ＳＣからなる金
属薄膜層が電子放出の表面に形成されるために、構造上
の熱伝達の不利で陰極基体の表面におけるスカンジュム
タングステン酸塩の生成が遅れるので、電子放出の表面
にＢａ−ＳＣ−Ｏからなる単原子層を形成するための時
間（活性化、エージング工程の時間）が長くなる。
【００１４】従って、Ｗ−ＳＣ層の表面に希土類金属層
を５〜２０μｍの厚さと形成する。前記希土類金属は、
陰極の動作時にＢａ酸化物とＳＣ系金属が反応して副産
物が生成されるのを防止し、陰極の表面にＢａＯ（即
ち、活性化過程中に陰極の表面に拡散するＢａＯ）と反
応して酸化物となり、この酸化物は、図３に示すように
陰極の表面でＢａの蒸発を防ぎ、ＢａとＢａＯの濃度を
増加させる。つまり、図４のように、仕事関数が減少し
活性化の時間が短縮され、高電流の密度と長寿命が可能
になる。ここで、ＴＮは本発明、ＰＴは従来の技術であ
る。
を５〜２０μｍの厚さと形成する。前記希土類金属は、
陰極の動作時にＢａ酸化物とＳＣ系金属が反応して副産
物が生成されるのを防止し、陰極の表面にＢａＯ（即
ち、活性化過程中に陰極の表面に拡散するＢａＯ）と反
応して酸化物となり、この酸化物は、図３に示すように
陰極の表面でＢａの蒸発を防ぎ、ＢａとＢａＯの濃度を
増加させる。つまり、図４のように、仕事関数が減少し
活性化の時間が短縮され、高電流の密度と長寿命が可能
になる。ここで、ＴＮは本発明、ＰＴは従来の技術であ
る。
【００１５】本発明でＷ−ＳＣ又はＷ−ＳＣ2 Ｏ3 の厚
さを１０〜２０μｍの範囲としたのは、被覆の厚さが１
０μｍ以下の場合には、電子放出物質の主成分であるＢ
ａが蒸発して寿命が急激に下落し、２０μｍ以上の場合
には、陰極基体の表面に形成される単原子層（Ｂａ−Ｓ
Ｃ−Ｏ）が形成される時間がたいへん長くなり、これに
よりＴｅｗ（画像出画時間）が非常に長くなるという短
所があるからである。
さを１０〜２０μｍの範囲としたのは、被覆の厚さが１
０μｍ以下の場合には、電子放出物質の主成分であるＢ
ａが蒸発して寿命が急激に下落し、２０μｍ以上の場合
には、陰極基体の表面に形成される単原子層（Ｂａ−Ｓ
Ｃ−Ｏ）が形成される時間がたいへん長くなり、これに
よりＴｅｗ（画像出画時間）が非常に長くなるという短
所があるからである。
【００１６】なお、希土類金属の被覆層を５〜２０μｍ
としたのは、その厚さが５μｍ以下である場合は、陰極
動作時に基体金属と被覆層との合金化が進んでガラスＢ
ａの表面層への拡散を妨害し、２０μｍ以上である場合
は、ガラスＢａが表面層に拡散するのにかかる時間（Ｔ
ｅｗ）が長くなり、仕事関数を低くする効果が半減す
る。従って、５〜２０μｍの範囲とするのが好ましい。
としたのは、その厚さが５μｍ以下である場合は、陰極
動作時に基体金属と被覆層との合金化が進んでガラスＢ
ａの表面層への拡散を妨害し、２０μｍ以上である場合
は、ガラスＢａが表面層に拡散するのにかかる時間（Ｔ
ｅｗ）が長くなり、仕事関数を低くする効果が半減す
る。従って、５〜２０μｍの範囲とするのが好ましい。
【００１７】
【発明の効果】以上のように、本発明は、電子放出物質
が含浸された陰極基体の表面にＷ−ＳＣ系合金を被覆
し、また、この表面に希土類金属を被覆することで、低
温動作が可能で（８５０〜９５０℃）あって高電流の密
度下で長寿命を有する含浸陰極が得られる。
が含浸された陰極基体の表面にＷ−ＳＣ系合金を被覆
し、また、この表面に希土類金属を被覆することで、低
温動作が可能で（８５０〜９５０℃）あって高電流の密
度下で長寿命を有する含浸陰極が得られる。
【図１】従来の含浸型陰極の構造図である。
【図２】本発明の含浸型陰極の構造図である。
【図３】Ｂａの蒸発を示すグラフである。
【図４】飽和電流の密度を示すグラフである。
１…多孔性の陰極基体、２…貯蔵カップ、３…スリー
ブ、５−１…Ｗ−ＳＣ被覆層、５−２希土類金属の被覆
層。
ブ、５−１…Ｗ−ＳＣ被覆層、５−２希土類金属の被覆
層。
Claims (3)
- 【請求項１】 電子放出物質が含浸された多孔性の陰極
基体を具備した含浸型陰極において、多孔性の陰極基体
の上面にＷ−ＳＣ又はＷ−ＳＣ2 Ｏ3 被覆層が形成さ
れ、この被覆層の上面に希土類金属であるＩｒ，Ｏｓ，
Ｒｕ，Ｒｅ等の一種類又は二種類以上の合金被覆層が形
成されることを特徴とする陰極線管用の含浸型陰極。 - 【請求項２】 Ｗ−ＳＣ又はＷ−ＳＣ2 Ｏ3 の混合比
は、５０〜８０：５０〜２０であることを特徴とする請
求項１記載の陰極線管用の含浸型陰極。 - 【請求項３】 Ｗ−ＳＣ又はＷ−ＳＣ2 Ｏ3 の厚さが１
０〜２０μｍであり、希土類金属の被覆層の厚さが５〜
２０μｍであることを特徴とする請求項１記載の陰極線
管用の含浸型陰極。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1019930020489A KR950012511A (ko) | 1993-10-05 | 1993-10-05 | 음극선관용 함침형 음극 |
| KR1993P20489 | 1993-10-05 | ||
| KR20489 | 1993-10-05 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07169384A true JPH07169384A (ja) | 1995-07-04 |
| JP2668657B2 JP2668657B2 (ja) | 1997-10-27 |
Family
ID=19365225
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6263240A Expired - Fee Related JP2668657B2 (ja) | 1993-10-05 | 1994-10-04 | 陰極線管用の含浸型陰極 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5747921A (ja) |
| JP (1) | JP2668657B2 (ja) |
| KR (1) | KR950012511A (ja) |
| CN (1) | CN1050438C (ja) |
| TW (1) | TW344838B (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008523556A (ja) * | 2004-12-09 | 2008-07-03 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | 電子放出用陰極 |
| CN102628136B (zh) * | 2012-04-13 | 2014-02-26 | 北京工业大学 | 一种铼钨基阴极材料及其制备方法 |
| CN103165361B (zh) * | 2013-03-13 | 2015-11-25 | 清华大学深圳研究生院 | 一种含铯化合物阴极的制备方法及该阴极 |
| CN109065424B (zh) * | 2018-07-03 | 2021-04-23 | 九江学院 | 一种铼浸渍钪钨基合金阴极的制备方法 |
Family Cites Families (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1283403B (de) * | 1966-08-05 | 1968-11-21 | Siemens Ag | Mittelbar geheizte Vorratskathode fuer elektrische Entladungsgefaesse |
| CH629033A5 (de) * | 1978-05-05 | 1982-03-31 | Bbc Brown Boveri & Cie | Gluehkathode. |
| GB2050045A (en) * | 1979-05-29 | 1980-12-31 | Emi Varian Ltd | Thermionic cathode |
| JPH0719530B2 (ja) * | 1984-06-29 | 1995-03-06 | 株式会社日立製作所 | 陰極線管 |
| NL8403032A (nl) * | 1984-10-05 | 1986-05-01 | Philips Nv | Werkwijze voor het vervaardigen van een scandaatnaleveringskathode, naleveringskathode vervaardigd met deze werkwijze. |
| JPS61183838A (ja) * | 1985-02-08 | 1986-08-16 | Hitachi Ltd | 含浸形カソ−ド |
| KR900009071B1 (ko) * | 1986-05-28 | 1990-12-20 | 가부시기가이샤 히다찌세이사구쇼 | 함침형 음극 |
| JPS6378427A (ja) * | 1986-09-19 | 1988-04-08 | Hitachi Ltd | 含浸形カソ−ド |
| JPS63224127A (ja) * | 1987-03-11 | 1988-09-19 | Hitachi Ltd | 含浸形陰極 |
| KR910003698B1 (en) * | 1988-11-11 | 1991-06-08 | Samsung Electronic Devices | Cavity reservoir type dispenser cathode and method of the same |
| KR920001334B1 (ko) * | 1989-11-09 | 1992-02-10 | 삼성전관 주식회사 | 디스펜서 음극 |
| JPH03165419A (ja) * | 1989-11-22 | 1991-07-17 | Hitachi Ltd | 含浸形カソードの製造方法 |
| KR0170221B1 (ko) * | 1989-12-30 | 1999-02-01 | 김정배 | 디스펜서 음극 |
| JPH0426032A (ja) * | 1990-05-21 | 1992-01-29 | Hitachi Ltd | 含浸形陰極 |
-
1993
- 1993-10-05 KR KR1019930020489A patent/KR950012511A/ko not_active Application Discontinuation
-
1994
- 1994-10-04 TW TW083109173A patent/TW344838B/zh active
- 1994-10-04 JP JP6263240A patent/JP2668657B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 1994-10-05 CN CN94117865A patent/CN1050438C/zh not_active Expired - Fee Related
-
1997
- 1997-03-17 US US08/819,020 patent/US5747921A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN1050438C (zh) | 2000-03-15 |
| KR950012511A (ko) | 1995-05-16 |
| CN1110002A (zh) | 1995-10-11 |
| US5747921A (en) | 1998-05-05 |
| JP2668657B2 (ja) | 1997-10-27 |
| TW344838B (en) | 1998-11-11 |
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