JPH0782800B2 - 電子管陰極 - Google Patents
電子管陰極Info
- Publication number
- JPH0782800B2 JPH0782800B2 JP4105086A JP4105086A JPH0782800B2 JP H0782800 B2 JPH0782800 B2 JP H0782800B2 JP 4105086 A JP4105086 A JP 4105086A JP 4105086 A JP4105086 A JP 4105086A JP H0782800 B2 JPH0782800 B2 JP H0782800B2
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- JP
- Japan
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- electron
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- emitting material
- cathode
- alkaline earth
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明はデイスプレイ用陰極線管などの電子管に用い
られる傍熱形の陰極に関し、特にその電子放射特性の向
上を図ったものである。
られる傍熱形の陰極に関し、特にその電子放射特性の向
上を図ったものである。
従来、この種の陰極には、ニツケルを主成分とする基体
金属上にBaを含むアルカリ土類金属酸化物層を被着形成
した陰極が用いられているが最近デイスプレイ用陰極線
管や撮像管の高精細度化に伴つて、高電流密度で使用す
る要求が強くなつてきている。
金属上にBaを含むアルカリ土類金属酸化物層を被着形成
した陰極が用いられているが最近デイスプレイ用陰極線
管や撮像管の高精細度化に伴つて、高電流密度で使用す
る要求が強くなつてきている。
しかしながら、従来の陰極では、0.5〜0.8A/cm2の電流
密度での使用が限界であり、これ以上の電流密度で使用
すると陰極の寿命が短くなるという問題が生じる。
密度での使用が限界であり、これ以上の電流密度で使用
すると陰極の寿命が短くなるという問題が生じる。
第２図はデイスプレイ用陰極線管や撮像管に用いられて
いる陰極の構成を示す縦断面図で、（１）はSi,Mg等の
還元性元素を微量含むニツケルからなる基体金属、
（２）は基体金属（１）の面上に被着形成されている電
子放射物質層で、Ba,Sr,Caの三元アルカリ土類金属酸化
物で形成され遊離Baが含まれている。（３）は基体金属
（１）を介して電子放射物質層（２）を加熱するヒータ
ーである。アルカリ土類金属酸化物層（２）は、Ba,Sr,
Caの複合炭酸塩粉末をバインダ溶液中に懸濁させた塗布
液を、スブレなどの方法によつて基体金属（１）の面上
に塗布し、真空排気工程においてヒータ（３）によつて
加熱して炭酸塩から酸化物に変える分解工程と、さらに
900〜1100℃に加熱してその酸化物の一部を還元して酸
素を取り除き、半導体的性質を有するようにする活性化
工程とを施して電子放射性を得ている。基体金属（１）
の中に微量のSi,Mgなどの還元性元素を含有させている
のは、活性化工程において還元反応を行なわせるためで
ある。すなわち基体金属（１）中の還元性元素は、拡散
によりアルカリ土類金属酸化物と基体金属（１）との界
面に移動してアルカリ土類金属酸化物と反応する。例え
ばBaOは以下のように反応する。
いる陰極の構成を示す縦断面図で、（１）はSi,Mg等の
還元性元素を微量含むニツケルからなる基体金属、
（２）は基体金属（１）の面上に被着形成されている電
子放射物質層で、Ba,Sr,Caの三元アルカリ土類金属酸化
物で形成され遊離Baが含まれている。（３）は基体金属
（１）を介して電子放射物質層（２）を加熱するヒータ
ーである。アルカリ土類金属酸化物層（２）は、Ba,Sr,
Caの複合炭酸塩粉末をバインダ溶液中に懸濁させた塗布
液を、スブレなどの方法によつて基体金属（１）の面上
に塗布し、真空排気工程においてヒータ（３）によつて
加熱して炭酸塩から酸化物に変える分解工程と、さらに
900〜1100℃に加熱してその酸化物の一部を還元して酸
素を取り除き、半導体的性質を有するようにする活性化
工程とを施して電子放射性を得ている。基体金属（１）
の中に微量のSi,Mgなどの還元性元素を含有させている
のは、活性化工程において還元反応を行なわせるためで
ある。すなわち基体金属（１）中の還元性元素は、拡散
によりアルカリ土類金属酸化物と基体金属（１）との界
面に移動してアルカリ土類金属酸化物と反応する。例え
ばBaOは以下のように反応する。
2BaO＋Si＝2Ba＋SiO2 BaO＋Mg＝Ba＋MgO この結果、アルカリ土類金属酸化物の一部が還元されて
酸素欠乏型の半導体となり、陰極温度700〜800℃の動作
温度で0.5〜0.8A/cm2の電流密度で使用できる電子放射
物質層（２）が得られる。従来の陰極が上記以上の電流
を取り出すことができないのは、 活性化工程における還元反応の結果、基体金属（１）
と電子放射物質層（２）との界面に、SiO2.MgOなどの酸
化物層（中間層）が形成され、この中間層が高抵抗層と
なつて電流の流れを妨げる。
酸素欠乏型の半導体となり、陰極温度700〜800℃の動作
温度で0.5〜0.8A/cm2の電流密度で使用できる電子放射
物質層（２）が得られる。従来の陰極が上記以上の電流
を取り出すことができないのは、 活性化工程における還元反応の結果、基体金属（１）
と電子放射物質層（２）との界面に、SiO2.MgOなどの酸
化物層（中間層）が形成され、この中間層が高抵抗層と
なつて電流の流れを妨げる。
中間層が存在するために、アルカリ土類金属酸化物と
還元性元素との反応が抑制されて、十分な量のBaが生成
されないなどの理由によるものと考えられる。
還元性元素との反応が抑制されて、十分な量のBaが生成
されないなどの理由によるものと考えられる。
以上のように従来の陰極では、活性化工程において、基
体金属（１）とアルカリ土類金属酸化物からなる電子放
射物質層（２）の界面に中間層が生成されるため、高電
流密度で使用できないという問題点があつた。
体金属（１）とアルカリ土類金属酸化物からなる電子放
射物質層（２）の界面に中間層が生成されるため、高電
流密度で使用できないという問題点があつた。
この発明は、上記問題点を解消するためになされたもの
で、中間層の存在による高電流の電子放射の抑制及び遊
離Baの生成の抑制による影響が低減でき、高電流密度で
使用できる陰極を得る事を目的とする。
で、中間層の存在による高電流の電子放射の抑制及び遊
離Baの生成の抑制による影響が低減でき、高電流密度で
使用できる陰極を得る事を目的とする。
この発明に係る陰極は、ニツケル基体上に被着形成する
電子放射物質層を、酸化スカンジウム（Sc2O8）粉末を
分散して含むアルカリ土類金属酸化物からなる第１の電
子放射物質層と、この第１の層上に設けた酸化スカンジ
ウムを含まないアルカリ土類金属酸化物からなる第２の
電子放射物質層との積層構造にしたものである。
電子放射物質層を、酸化スカンジウム（Sc2O8）粉末を
分散して含むアルカリ土類金属酸化物からなる第１の電
子放射物質層と、この第１の層上に設けた酸化スカンジ
ウムを含まないアルカリ土類金属酸化物からなる第２の
電子放射物質層との積層構造にしたものである。
ニツケル基体上に被着形成した酸化スカンジウム粉末を
含む第１の電子放射物質層は、中間層の形成による導電
性の低下を防止し、更に、アルカリ土類金属酸化物の中
に分散している酸化スカンジウム粉末は、電子放射物質
層の導電性を高めるとともに、酸化スカンジウムがアル
カリ土類金属酸化物と反応して生成される複合酸化物例
えば（Ba3Sc4O9）が、陰極の作動中に熱分解を起して遊
離Baを生成し、熱電子の放射を増大させる作用を行う。
また、第１の電子放射物質層の上に積層して形成した第
２の電子放射物質層は、酸化スカンジウム粉末を含まな
い従来と同じ電子放射物質層を形成するので、従来と同
じメカニズムで遊離Baを生成して動作するため、安定し
た初期特性が得られる。
含む第１の電子放射物質層は、中間層の形成による導電
性の低下を防止し、更に、アルカリ土類金属酸化物の中
に分散している酸化スカンジウム粉末は、電子放射物質
層の導電性を高めるとともに、酸化スカンジウムがアル
カリ土類金属酸化物と反応して生成される複合酸化物例
えば（Ba3Sc4O9）が、陰極の作動中に熱分解を起して遊
離Baを生成し、熱電子の放射を増大させる作用を行う。
また、第１の電子放射物質層の上に積層して形成した第
２の電子放射物質層は、酸化スカンジウム粉末を含まな
い従来と同じ電子放射物質層を形成するので、従来と同
じメカニズムで遊離Baを生成して動作するため、安定し
た初期特性が得られる。
以下、この発明の一実施例を第１図により説明する。バ
リウム、ストロンチウム、カルシウムの三元炭酸塩粉末
に酸化スカンジウム粉末を5.0重量％添加して混合し、
これにニトロセルローズラツカー、酢酸ブチルを加えて
ローリング混合して懸濁液を調整した。この懸濁液を基
体金属（１）上にスプレイ法により約40ミクロンの厚さ
に塗布し、第１の電子放射物質層（2a）を形成する。次
に、酸化スカンジウム粉末を添加しない従来の懸濁液を
上記と同じスプレイ法で第１の電子放射物質層（2a）の
上に約40ミクロンの厚さに積層塗布して、第２の電子放
射物質層（2b）を形成し、電子放射物質層（２）を作成
する。次いで従来と同じ条件で排気加熱工程および活性
化工程を施して陰極を製作した。図中、（21）はアルカ
リ土類金属炭酸塩が熱分解して出来たアルカリ土類金属
酸化物、（22）は酸化スカンジウム粉末で分散して含ま
れている状態を模式的に示したものである。
リウム、ストロンチウム、カルシウムの三元炭酸塩粉末
に酸化スカンジウム粉末を5.0重量％添加して混合し、
これにニトロセルローズラツカー、酢酸ブチルを加えて
ローリング混合して懸濁液を調整した。この懸濁液を基
体金属（１）上にスプレイ法により約40ミクロンの厚さ
に塗布し、第１の電子放射物質層（2a）を形成する。次
に、酸化スカンジウム粉末を添加しない従来の懸濁液を
上記と同じスプレイ法で第１の電子放射物質層（2a）の
上に約40ミクロンの厚さに積層塗布して、第２の電子放
射物質層（2b）を形成し、電子放射物質層（２）を作成
する。次いで従来と同じ条件で排気加熱工程および活性
化工程を施して陰極を製作した。図中、（21）はアルカ
リ土類金属炭酸塩が熱分解して出来たアルカリ土類金属
酸化物、（22）は酸化スカンジウム粉末で分散して含ま
れている状態を模式的に示したものである。
このようにして製作した陰極を使用して２極真空管を作
成して試験したところ、陰極の動作温度700〜800℃で１
〜2A/cm2の電子放射特性が得られ、従来に比較して高電
流密度で長期間使用できることが確認された。
成して試験したところ、陰極の動作温度700〜800℃で１
〜2A/cm2の電子放射特性が得られ、従来に比較して高電
流密度で長期間使用できることが確認された。
上記実施例において、良好な電子放射が得られたのは、
つぎの理由によるものと考えられる。
つぎの理由によるものと考えられる。
電子放射物層（２）のうち第１の電子放射物質層（2
a）に添加混合した酸化スカンジウム粉末（22）がアル
カリ土類金属酸化物（21）例えば、BaOと反応して生成
された複合酸化物（Ba3Sc4O9）が第１の電子放射物質層
（2a）内に分散しており、この複合酸化物が陰極の動作
中に熱分解を起こして遊離Baを生成しやすくなる。従来
の陰極における遊離Baの生成は、基体金属（１）中に微
量含まれているSiやMg等の還元素による還元反応に依存
していたが、この実施例においては複合酸化物の熱分解
により生成された遊離Baが付加されるので、たとえ中間
層により還元反応が抑制されていたとしても遊離Baの量
が不足することがない。
a）に添加混合した酸化スカンジウム粉末（22）がアル
カリ土類金属酸化物（21）例えば、BaOと反応して生成
された複合酸化物（Ba3Sc4O9）が第１の電子放射物質層
（2a）内に分散しており、この複合酸化物が陰極の動作
中に熱分解を起こして遊離Baを生成しやすくなる。従来
の陰極における遊離Baの生成は、基体金属（１）中に微
量含まれているSiやMg等の還元素による還元反応に依存
していたが、この実施例においては複合酸化物の熱分解
により生成された遊離Baが付加されるので、たとえ中間
層により還元反応が抑制されていたとしても遊離Baの量
が不足することがない。
複合酸化物中のScの一部が遊離して金属スカンジウム
となり、第１の電子放射物質層（2a）内全体に分布す
る。この金属スカンジウムの存在により電子放射物質層
（２）の導電性が高まり、中間層による導電性の低下を
補つて、電子放射物質層（２）の導電性が向上する。
となり、第１の電子放射物質層（2a）内全体に分布す
る。この金属スカンジウムの存在により電子放射物質層
（２）の導電性が高まり、中間層による導電性の低下を
補つて、電子放射物質層（２）の導電性が向上する。
なお、上記実施例では、第１の電子放射物質層（2a）に
添加する酸化スカンジウム粉末については0.5重量％混
合した例を説明したが、酸化スカンジウムの混合量が0.
1重量％以下では効果が小さくて実用的でなく、他方、
混合量が20重量％以上になると、初期特性が悪くなつて
実用的ではなかつた。
添加する酸化スカンジウム粉末については0.5重量％混
合した例を説明したが、酸化スカンジウムの混合量が0.
1重量％以下では効果が小さくて実用的でなく、他方、
混合量が20重量％以上になると、初期特性が悪くなつて
実用的ではなかつた。
以上のようにこの発明は、アルカリ土類金属炭酸塩粉末
に酸化スカンジウム粉末を混合して均一に分散させたも
のを基体金属の面上に被着させて第１の電子放射物質層
とし、酸化スカンジウムを含まないアルカリ土類金属炭
酸塩粉末からなる第２の電子放射物質層を第１の電子放
射物質層上に積層して被着形成した電子放射物質層を備
えた陰極であるから、第１の電子放射物質層内に分散さ
れた酸化スカンジウムにより生成される複合酸化物も分
散して熱分解しやすくなり、その熱分解により生成され
た遊離Baが第２の電子放射物質層と基体金属中の還元性
元素との還元反応によって生成される遊離Baに付加され
るので、中間層によって還元反応が抑制されたとして
も、なお十分な遊離Baを供給することが出来、電子放射
物質層の導電性を高めることが出来ると共に、従来の陰
極よりも高電流密度で使用できる電子管陰極が得られ
る。
に酸化スカンジウム粉末を混合して均一に分散させたも
のを基体金属の面上に被着させて第１の電子放射物質層
とし、酸化スカンジウムを含まないアルカリ土類金属炭
酸塩粉末からなる第２の電子放射物質層を第１の電子放
射物質層上に積層して被着形成した電子放射物質層を備
えた陰極であるから、第１の電子放射物質層内に分散さ
れた酸化スカンジウムにより生成される複合酸化物も分
散して熱分解しやすくなり、その熱分解により生成され
た遊離Baが第２の電子放射物質層と基体金属中の還元性
元素との還元反応によって生成される遊離Baに付加され
るので、中間層によって還元反応が抑制されたとして
も、なお十分な遊離Baを供給することが出来、電子放射
物質層の導電性を高めることが出来ると共に、従来の陰
極よりも高電流密度で使用できる電子管陰極が得られ
る。
第１図は本発明の電子管陰極の一例を示す断面模式図、
第２図は従来の電子管陰極の一例を示す縦断面図であ
る。 図において、（１）……基体金属、（２）……電子放射
物質層、（2a）……第１の電子放射物質層、（2b）……
第２の電子放射物質層、（21）……アルカリ土類金属酸
化物、（22）……酸化スカンジウム粉末。 なお、図中同一符号は同一、または相当部分を示す。
第２図は従来の電子管陰極の一例を示す縦断面図であ
る。 図において、（１）……基体金属、（２）……電子放射
物質層、（2a）……第１の電子放射物質層、（2b）……
第２の電子放射物質層、（21）……アルカリ土類金属酸
化物、（22）……酸化スカンジウム粉末。 なお、図中同一符号は同一、または相当部分を示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 福山 敬二 神奈川県鎌倉市大船２丁目14番40号 三菱 電機株式会社商品研究所内 (72)発明者 石田 誠子 神奈川県鎌倉市大船２丁目14番40号 三菱 電機株式会社商品研究所内 (72)発明者 渡部 勁二 神奈川県鎌倉市大船２丁目14番40号 三菱 電機株式会社商品研究所内 (56)参考文献 特開 昭49−12758（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】ニツケル基体金属の面上に、バリウムを主
成分とするアルカリ土類金属酸化物からなる電子放射物
質層が被着形成されている陰極において、上記電子放射
物質層は、酸化スカンジウム粉末が分散して含まれるア
ルカリ土類金属酸化物からなり上記基体金属の面上に被
着された第１の電子放射物質層と、酸化スカンジウムを
含まないアルカリ土類金属酸化物からなり上記第１の電
子放射物質層上に被着された第２の電子放射物質層とか
ら成ることを特徴とする電子管陰極。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4105086A JPH0782800B2 (ja) | 1986-02-25 | 1986-02-25 | 電子管陰極 |
| CA000513900A CA1270890A (en) | 1985-07-19 | 1986-07-16 | Cathode for electron tube |
| US06/886,777 US4797593A (en) | 1985-07-19 | 1986-07-17 | Cathode for electron tube |
| DE86305560T DE3689134T2 (de) | 1985-07-19 | 1986-07-18 | Kathode für Elektronenröhre. |
| CN86104753.2A CN1004452B (zh) | 1985-07-19 | 1986-07-18 | 电子管用阴极 |
| EP86305560A EP0210805B1 (en) | 1985-07-19 | 1986-07-18 | Cathode for electron tube |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4105086A JPH0782800B2 (ja) | 1986-02-25 | 1986-02-25 | 電子管陰極 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62198029A JPS62198029A (ja) | 1987-09-01 |
| JPH0782800B2 true JPH0782800B2 (ja) | 1995-09-06 |
Family
ID=12597576
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4105086A Expired - Lifetime JPH0782800B2 (ja) | 1985-07-19 | 1986-02-25 | 電子管陰極 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0782800B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0690907B2 (ja) * | 1988-02-02 | 1994-11-14 | 三菱電機株式会社 | 電子管用陰極 |
| JPH06105585B2 (ja) * | 1988-03-01 | 1994-12-21 | 三菱電機株式会社 | 電子管用陰極 |
| JPH0787071B2 (ja) * | 1988-03-15 | 1995-09-20 | 三菱電機株式会社 | 電子管用陰極 |
| KR940011717B1 (ko) * | 1990-10-05 | 1994-12-23 | 가부시기가이샤 히다찌세이사구쇼 | 전자관음극 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS52312B2 (ja) * | 1971-09-03 | 1977-01-06 | ||
| JPS555661B2 (ja) * | 1972-05-12 | 1980-02-08 |
-
1986
- 1986-02-25 JP JP4105086A patent/JPH0782800B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62198029A (ja) | 1987-09-01 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |