JPH08321250A - Electron tube equipped with cathode having electron emitting substance layer - Google Patents

Electron tube equipped with cathode having electron emitting substance layer

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JPH08321250A
JPH08321250A JP12508595A JP12508595A JPH08321250A JP H08321250 A JPH08321250 A JP H08321250A JP 12508595 A JP12508595 A JP 12508595A JP 12508595 A JP12508595 A JP 12508595A JP H08321250 A JPH08321250 A JP H08321250A
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JP
Japan
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cathode
electron
layer
earth metal
material layer
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JP12508595A
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Japanese (ja)
Inventor
Hiroshi Takanobu
弘 高信
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Hitachi Ltd
Hitachi Electronic Devices Co Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Hitachi Electronic Devices Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE: To provide an electron tube equipped with a cathode having an electron emitting substance layer which has a heightned bonding strength between a cathode base metal and the electron emission substance layer and gives a stable electron emission characteristic for a long time even under a high current density condition. CONSTITUTION: The cathode of an electron tube has an electron emitting substance layer 15 on the surface of a cathode base metal 14, wherein the electron emitting substance layer 15 is made in a double layer structure consisting of an under-layer 16 and an over-layer 17; the under-layer 16 is made of oxides of alkali earth metal formed in contact with the surface of the cathode base metal 14, while the over-layer 17 is formed over the under-layer 16 and has such a composition that oxides of rare earth metal in the form of elliptical spheres of a mean particle size of 0.1μm to 5.0μm are dispersed in the oxides of alkali earth metal.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、電子放射物質層を有す
る陰極を備えた電子管に係わり、特に、電子放射物質層
がアルカリ土類金属酸化物を組成とする下側層と希土類
金属酸化物をアルカリ土類金属酸化物中に所定量だけ分
散させた組成を有する上側層との2層構造である電子放
射物質層を有する陰極を備えた電子管に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electron tube having a cathode having an electron emitting material layer, and more particularly to a lower layer in which the electron emitting material layer is composed of an alkaline earth metal oxide and a rare earth metal oxide. The present invention relates to an electron tube provided with a cathode having an electron emitting material layer having a two-layer structure of an upper layer having a composition in which a predetermined amount is dispersed in an alkaline earth metal oxide.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に、カラー受像管やデータ表示管等
の表示用電子管においては、情報の多様化や情報の高密
度化に伴って、その表示面に表示される画像の高精細化
が要望されている。このような要望を満たす表示用電子
管としては、電子管に用いられる陰極が、高電流密度状
態においても、長時間にわたって安定した電子放射特性
を維持できるものでなければならない。
2. Description of the Related Art Generally, in a display electron tube such as a color picture tube or a data display tube, there is a demand for higher definition of an image displayed on the display surface with diversification of information and higher density of information. Has been done. As a display electron tube satisfying such demands, the cathode used in the electron tube must be capable of maintaining stable electron emission characteristics for a long time even in a high current density state.

【0003】ところで、このような要望を満たす電子管
の陰極は、既に幾つかのものが提案されているが、その
提案の1つには特開平1−213935号等に開示のも
のがあり、他のものには特開昭63−310535号や
特開昭63−310536号等に開示のものがある。
By the way, several cathodes for electron tubes satisfying such demands have already been proposed. One of the proposals is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-213935, and others. Those disclosed in JP-A-63-310535 and JP-A-63-310536.

【0004】ここで、図5は、前記特開平1−2139
35号で開示された電子管の陰極の構成を示す断面図で
ある。
Here, FIG. 5 shows the above-mentioned Japanese Patent Laid-Open No. 1-2139.
It is sectional drawing which shows the structure of the cathode of the electron tube disclosed by No. 35.

【0005】図5において、30は無底円筒状の陰極ス
リーブ、31は陰極基体金属、32は電子放射物質層、
33はヒーター、34はアルカリ土類金属酸化物と希土
類金属酸化物とからなる複合酸化物層である。
In FIG. 5, 30 is a bottomless cylindrical cathode sleeve, 31 is a cathode base metal, 32 is an electron emitting material layer,
Reference numeral 33 is a heater, and 34 is a composite oxide layer composed of an alkaline earth metal oxide and a rare earth metal oxide.

【0006】そして、陰極基体金属31は、ニッケル
(Ni)を主成分とし、その中に少量のシリコン(S
i)やマグネシウム(Mg)の還元性金属を含んだ高融
点金属材料で構成されているもので、円筒状の陰極スリ
ーブ30の一端を覆うように設けられ、陰極スリーブ3
0の内部にヒーター33が配置されて傍熱型陰極が構成
されている。陰極スリーブ31上には、アルカリ土類金
属酸化物と希土類金属酸化物とからなる複合酸化物層3
4が被着形成され、この複合酸化物層34上には、少な
くともバリウム(Ba)を含み、その他にストロンチウ
ム(Sr)及び/またはカルシウム(Ca)を含んだア
ルカリ土類金属酸化物を主成分とする電子放射物質層3
2が被着形成されたものである。
The cathode base metal 31 contains nickel (Ni) as a main component, and a small amount of silicon (S) is contained therein.
i) or a refractory metal material containing a reducing metal such as magnesium (Mg), and is provided so as to cover one end of the cylindrical cathode sleeve 30.
A heater 33 is arranged inside the 0 to form an indirectly heated cathode. On the cathode sleeve 31, a composite oxide layer 3 composed of an alkaline earth metal oxide and a rare earth metal oxide.
4 is deposited on the composite oxide layer 34, and the main component is an alkaline earth metal oxide containing at least barium (Ba) and additionally containing strontium (Sr) and / or calcium (Ca). Electron emitting material layer 3
2 is the one formed by deposition.

【0007】前記構成を有する電子管の陰極において、
陰極スリーブ31の表面に被着形成されたアルカリ土類
金属酸化物と希土類金属酸化物とからなる複合酸化物層
34が、電子管の活性化工程中の加熱時に、あるいは、
電子管の通常の動作中のヒーター33の加熱時に一部解
離し、その中の希土類金属、例えば、スカンジウム(S
c)がスカンジウム(Sc)原子となって遊離する。こ
のとき、陰極スリーブ11内に含まれているシリコン
(Si)やマグネシウム(Mg)の還元性金属が陰極ス
リーブ31の表面まで拡散し、これら還元性金属が電子
放射物質層32内にある酸化バリウム(BaO)と反応
してバリウム(Ba)原子を生成させ、同時に、中間物
質である珪酸バリウム(BaSiO3 )を形成させる
が、この珪酸バリウム(BaSiO3 )は、希土類金属
原子、例えば、スカンジウム(Sc)原子によって分解
される。また、この電子管の陰極を高密度電流状態で動
作させた際に、この動作中に発生するジュール熱により
バリウム(Ba)の蒸発が増大するが、蒸発したバリウ
ム(Ba)はアルカリ土類金属酸化物と希土類金属酸化
物とからなる複合酸化物層34に付着し、バリウム(B
a)の蒸発が抑制されるものである。
In the cathode of the electron tube having the above structure,
The composite oxide layer 34 formed of the alkaline earth metal oxide and the rare earth metal oxide deposited on the surface of the cathode sleeve 31 is heated during the activation process of the electron tube, or
When the heater 33 is heated during the normal operation of the electron tube, it is partially dissociated, and the rare earth metal therein, for example, scandium (S
c) becomes a scandium (Sc) atom and is released. At this time, the reducing metal such as silicon (Si) or magnesium (Mg) contained in the cathode sleeve 11 diffuses to the surface of the cathode sleeve 31, and these reducing metals are contained in the electron emitting material layer 32. reacted with (BaO) to produce barium (Ba) atom, at the same time, but to form barium silicate is the intermediate substance (BaSiO 3), the barium silicate (BaSiO 3) is a rare earth metal atom, for example, scandium ( Sc) Decomposed by atoms. Also, when the cathode of this electron tube is operated in a high-density current state, the evaporation of barium (Ba) increases due to the Joule heat generated during this operation, but the evaporated barium (Ba) is oxidized by alkaline earth metal. Adhered to the complex oxide layer 34 composed of a rare earth metal oxide and a barium (B
The evaporation of a) is suppressed.

【0008】このように、前記構成に係わる電子管の陰
極は、中間物質である珪酸バリウム(BaSiO3 )の
形成量が少なく、かつ、バリウム(Ba)の蒸発量も少
ないので、高密度電流状態、例えば、4A/cm3 以上
の電流密度で動作させた場合においても、エミッション
電流の低下が少なく、確実に長寿命の電子管の陰極を得
ることができる。
As described above, in the cathode of the electron tube according to the above-mentioned structure, the amount of the intermediate substance barium silicate (BaSiO 3 ) formed is small and the amount of barium (Ba) evaporated is small, so that the high-current state For example, even when operated at a current density of 4 A / cm 3 or more, a reduction in emission current is small, and a long-life cathode of an electron tube can be reliably obtained.

【0009】続いて、図6は、特開昭63−31053
5号や特開昭63−310536号等に開示された電子
管の陰極の構成を示す断面図である。
Next, FIG. 6 shows a Japanese Patent Laid-Open No. 63-31053.
FIG. 5 is a cross-sectional view showing a configuration of a cathode of an electron tube disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 5 or JP-A-63-310536.

【0010】図6において、40は無底円筒状の陰極ス
リーブ、41は陰極基体金属、42は電子放射物質層、
43は電子放射物質層22内に分散されている酸化スカ
ンジウム(Sc23)結晶体、44はヒーターである。
In FIG. 6, 40 is a bottomless cylindrical cathode sleeve, 41 is a cathode base metal, 42 is an electron emitting material layer,
Reference numeral 43 is a scandium oxide (Sc 2 O 3 ) crystal dispersed in the electron emitting material layer 22, and 44 is a heater.

【0011】そして、陰極基体金属41は、ニッケル
(Ni)を主成分とし、その中に少量のシリコン(S
i)等の還元性金属を含んだ高融点金属材料で構成され
ているもので、円筒状の陰極スリーブ40の一端を覆う
ように設けられ、陰極スリーブ40の内部にヒーター4
4が配置されて傍熱型陰極が構成されている。陰極スリ
ーブ41上には、アルカリ土類金属酸化物中に酸化スカ
ンジウム(Sc23)結晶体43を分散させた電子放射
物質層22が被着形成されている。この場合に、アルカ
リ土類金属酸化物中に分散されている酸化スカンジウム
(Sc23)結晶体43は、12面体(特開昭63−3
10535号)または柱状多面体(特開昭63−310
536号)の結晶形のもので、その分散量は0.1重量
%乃至20重量%になるように選ばれている。
The cathode base metal 41 contains nickel (Ni) as a main component, and a small amount of silicon (S) is contained therein.
i) such as a refractory metal material containing a reducing metal, and is provided so as to cover one end of the cylindrical cathode sleeve 40, and the heater 4 is provided inside the cathode sleeve 40.
4 are arranged to form an indirectly heated cathode. On the cathode sleeve 41, an electron emitting material layer 22 in which scandium oxide (Sc 2 O 3 ) crystal body 43 is dispersed in an alkaline earth metal oxide is deposited. In this case, the scandium oxide (Sc 2 O 3 ) crystal body 43 dispersed in the alkaline earth metal oxide is a dodecahedron (JP-A-63-3
10535) or a columnar polyhedron (JP-A-63-310).
No. 536), and the amount of dispersion thereof is selected to be 0.1% by weight to 20% by weight.

【0012】前記構成を有する電子管の陰極において
は、電子放射物質層42のアルカリ土類金属酸化物中に
分散されている12面体または柱状多面体の酸化スカン
ジウム(Sc23)43が、電子放射物質層42から遊
離したバリウム(Ba)原子や電子放射物質層42内に
あるドナーを消滅させたりせず、しかも、陰極スリーブ
21と電子放射物質層42との境界面の近くに、中間物
質である珪酸バリウム(BaSiO3 )等の複合酸化物
が形成されるのを防ぐ働きを有しているので、長時間に
わたって安定した電子放射特性を発揮させることが可能
な電子管の陰極を得ることができる。
In the cathode of the electron tube having the above-mentioned structure, the dodecahedral or columnar polyhedral scandium oxide (Sc 2 O 3 ) 43 dispersed in the alkaline earth metal oxide of the electron emitting material layer 42 emits electrons. Barium (Ba) atoms released from the material layer 42 and donors in the electron emitting material layer 42 are not extinguished, and an intermediate material is formed near the interface between the cathode sleeve 21 and the electron emitting material layer 42. Since it has a function of preventing the formation of a certain complex oxide such as barium silicate (BaSiO 3 ), it is possible to obtain a cathode of an electron tube capable of exhibiting stable electron emission characteristics for a long time. .

【0013】[0013]

【発明が解決しようとする課題】前記開示による既知の
電子管の陰極は、ともに、長時間にわたって安定した電
子放射特性を得ることができるものであるけれども、陰
極基体金属31とアルカリ土類金属酸化物と希土類金属
酸化物とからなる複合酸化物層34との間の結合力、及
び、陰極基体金属41とその表面に被着形成される希土
類金属結晶体43を含んだアルカリ土類金属酸化物層
(電子放射物質層)42との間の結合力については、何
等考慮されていない。
Both of the known cathodes of electron tubes according to the above disclosure are capable of obtaining stable electron emission characteristics over a long period of time, but the cathode base metal 31 and the alkaline earth metal oxide. Force between the metal oxide and the complex oxide layer 34 made of rare earth metal oxide, and the alkaline earth metal oxide layer containing the cathode base metal 41 and the rare earth metal crystal 43 deposited on the surface thereof. No consideration is given to the bonding force with the (electron emitting material layer) 42.

【0014】一般に、陰極スリーブ上に電子放射物質層
が被着形成されている場合、陰極スリーブと電子放射物
質層との間の結合力は、通常、陰極スリーブ内に含まれ
ている微量のシリコン(Si)から生成されるシリコン
系の中間物質によって助長され、比較的高い結合力が得
られるものである。
Generally, when an electron emissive material layer is deposited on the cathode sleeve, the bonding force between the cathode sleeve and the electron emissive material layer is usually a small amount of silicon contained in the cathode sleeve. It is promoted by a silicon-based intermediate substance generated from (Si), and a relatively high bonding force is obtained.

【0015】ところが、前記特開平1−213935号
等に開示の既知の電子管の陰極のように、陰極基体金属
31に、アルカリ土類金属酸化物と希土類金属酸化物、
例えば、酸化スカンジウム(Sc23)とからなる複合
酸化物層34が接しているような場合、または、陰極基
体金属41に、酸化スカンジウム(Sc23)結晶体4
3を分散させたアルカリ土類金属酸化物層(電子放射物
質層)42とが接している場合には、スカンジウム(S
c)原子によってシリコン系の中間物質の形成が抑制さ
れ、その結果、陰極基体金属31と複合酸化物層34と
の間、または、陰極基体金属41とアルカリ土類金属酸
化物層(電子放射物質層)42との間で充分な結合力を
得ることができなくなり、陰極を動作させている際に、
陰極基体金属31と複合酸化物層34との間、または、
陰極基体金属41とアルカリ土類金属酸化物層(電子放
射物質層)42との間の熱膨張係数の差や静電気力等に
よって、複合酸化物層34やアルカリ土類金属酸化物層
(電子放射物質層)42が陰極基体金属31、41から
それぞれ剥離されてしまうという問題がある。
However, as in the known cathode of an electron tube disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 1-213935, the cathode base metal 31 has an alkaline earth metal oxide and a rare earth metal oxide,
For example, when the complex oxide layer 34 made of scandium oxide (Sc 2 O 3 ) is in contact, or the scandium oxide (Sc 2 O 3 ) crystal 4 is attached to the cathode base metal 41.
3 is in contact with the alkaline earth metal oxide layer (electron emitting material layer) 42 in which 3 is dispersed, scandium (S
c) Atoms suppress the formation of silicon-based intermediate materials, and as a result, between the cathode base metal 31 and the complex oxide layer 34, or between the cathode base metal 41 and the alkaline earth metal oxide layer (electron emitting material). (Layer) 42, it becomes impossible to obtain a sufficient binding force, and when the cathode is operated,
Between the cathode base metal 31 and the complex oxide layer 34, or
Due to the difference in thermal expansion coefficient between the cathode base metal 41 and the alkaline earth metal oxide layer (electron emission material layer) 42, electrostatic force, or the like, the composite oxide layer 34 or the alkaline earth metal oxide layer (electron emission layer) There is a problem that the material layer) 42 is separated from the cathode base metals 31 and 41, respectively.

【0016】ちなみに、本発明者等は、陰極基体金属上
に酸化スカンジウム(Sc23)粉末を分散させたアル
カリ土類金属酸化物層(電子放射物質層)を直接被着形
成した電子管の陰極を用いて、その耐久性に関する実験
を行ったところ、陰極を動作させている間に、陰極基体
金属とアルカリ土類金属酸化物層(電子放射物質層)と
の結合力が順次低下するようになった。そして、陰極基
体金属とアルカリ土類金属酸化物層(電子放射物質層)
との結合力の低下が極端になった場合には、陰極基体金
属からアルカリ土類金属酸化物層(電子放射物質層)が
剥離するようになり、かかる剥離が生じる割合は、アル
カリ土類金属酸化物層(電子放射物質層)中のスカンジ
ウム(Sc)化合物の含有量が多ければ多いほど顕著に
なることが確認された。
By the way, the inventors of the present invention have proposed an electron tube in which an alkaline earth metal oxide layer (electron emitting material layer) in which scandium oxide (Sc 2 O 3 ) powder is dispersed is directly formed on a cathode substrate metal. An experiment was conducted on the durability of the cathode, and it was found that the binding force between the cathode substrate metal and the alkaline earth metal oxide layer (electron emitting material layer) gradually decreased while the cathode was operating. Became. Then, the cathode base metal and the alkaline earth metal oxide layer (electron emitting material layer)
When the decrease in the binding force with is extremely large, the alkaline earth metal oxide layer (electron emitting material layer) begins to peel off from the cathode substrate metal, and the rate of such peeling is the alkaline earth metal. It was confirmed that the greater the content of the scandium (Sc) compound in the oxide layer (electron emitting material layer), the more remarkable it was.

【0017】そこで、かかる問題点の解決のため、本発
明は、陰極基体金属と電子放射物質層との間の結合力を
高め、かつ、高電流密度状態においても長時間にわたり
安定した電子放射特性が得られる電子放射物質層を有す
る陰極を備えた電子管を提供することを目的としてい
る。
Therefore, in order to solve such a problem, the present invention enhances the bonding force between the cathode base metal and the electron emitting material layer, and has stable electron emitting characteristics for a long time even in a high current density state. It is an object of the present invention to provide an electron tube provided with a cathode having an electron-emitting substance layer capable of obtaining the above.

【0018】[0018]

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明は、陰極基体金属の表面に電子放射物質層を
有する陰極を備えた電子管において、前記電子放射物質
層は、前記陰極基体金属の表面に接して形成されたアル
カリ土類金属酸化物を組成とする下側層と、前記下側層
の表面に形成され、平均粒径が0.1μm乃至5.0μ
mの楕円球形状の希土類金属酸化物をアルカリ土類金属
酸化物中に分散させた組成を有する上側層との2層構造
である手段を備える。
In order to achieve the above object, the present invention provides an electron tube provided with a cathode having an electron emitting substance layer on the surface of a cathode substrate metal, wherein the electron emitting substance layer is the cathode substrate. A lower layer having a composition of an alkaline earth metal oxide formed in contact with the surface of the metal, and an average particle size of 0.1 μm to 5.0 μ formed on the surface of the lower layer.
Means having a two-layer structure with an upper layer having a composition in which an elliptic spherical rare earth metal oxide of m is dispersed in an alkaline earth metal oxide.

【0019】この場合、本発明は、前記上側層における
希土類金属酸化物の分散量は、前記上側層の厚み方向に
対して放物線状に変化するように分散されており、しか
も、その平均分散量は、0.01重量%乃至10重量%
である副次的手段を備える。
In this case, according to the present invention, the dispersion amount of the rare earth metal oxide in the upper layer is distributed so as to change in a parabolic shape with respect to the thickness direction of the upper layer, and the average dispersion amount thereof. Is 0.01% to 10% by weight
Is provided as a secondary means.

【0020】[0020]

【作用】前記手段によれば、陰極基体金属の表面にアル
カリ土類金属酸化物を組成とする電子放射物質層の下側
層を被着形成し、この下側層の表面に、アルカリ土類金
属酸化物中に所定量の希土類金属酸化物、例えば、酸化
スカンジウム(Sc23)を分散させた組成を有する電
子放射物質層の上側層を被着形成して、希土類金属酸化
物、例えば、酸化スカンジウム(Sc23)が陰極基体
金属に直接接しないようにしている。
According to the above-mentioned means, the lower layer of the electron-emitting material layer having an alkaline earth metal oxide composition is deposited on the surface of the cathode substrate metal, and the alkaline earth metal is deposited on the surface of the lower layer. An upper layer of an electron emissive material layer having a composition in which a predetermined amount of a rare earth metal oxide, for example, scandium oxide (Sc 2 O 3 ) is dispersed in a metal oxide is deposited to form a rare earth metal oxide, for example, , Scandium oxide (Sc 2 O 3 ) is not in direct contact with the cathode base metal.

【0021】そして、酸化スカンジウム(Sc23)が
陰極基体金属に直接接しないことにより、陰極基体金属
中に含有されている微量のシリコン(Si)に基づくシ
リコン(Si)系の中間物質の生成が妨げられず、生成
されたシリコン(Si)系の中間物質の働きによって陰
極基体金属とその上に被着形成されたアルカリ土類金属
酸化物を組成とする電子放射物質層の下側層との結合が
助長されるので、陰極の動作中に、アルカリ土類金属酸
化物を組成とする電子放射物質層の下側層が陰極基体金
属から剥離されることがなくなる。
Since scandium oxide (Sc 2 O 3 ) does not come into direct contact with the cathode base metal, a small amount of silicon (Si) contained in the cathode base metal causes the formation of a silicon (Si) -based intermediate substance. The lower layer of the electron-emitting material layer whose composition is composed of the cathode base metal and the alkaline earth metal oxide deposited on it by the action of the generated silicon (Si) -based intermediate material without hindering the formation. During the operation of the cathode, the lower layer of the electron-emitting material layer composed of the alkaline earth metal oxide is not peeled off from the cathode base metal during the operation of the cathode.

【0022】また、前記副次的手段によれば、酸化スカ
ンジウム(Sc23)結晶体として、平均粒径が0.1
μm乃至5.0μmの楕円球面形状のものを選び、その
表面積が大きくなるようにしているとともに、アルカリ
土類金属酸化物中の酸化スカンジウム(Sc23)の分
散量が、電子放射物質層の上側層の厚さ方向に対して放
物線になるように分散させているので、電子放射物質層
の上側層の酸化スカンジウム(Sc23)の含有量を比
較的少なくしながら、電子放射特性を向上させることが
できる。
According to the above secondary means, the scandium oxide (Sc 2 O 3 ) crystal has an average particle size of 0.1.
The ellipsoidal spherical shape of μm to 5.0 μm is selected to increase the surface area, and the amount of scandium oxide (Sc 2 O 3 ) dispersed in the alkaline earth metal oxide is adjusted to the electron emitting material layer. Since it is dispersed so as to form a parabola in the thickness direction of the upper layer of, the electron emission characteristic is improved while the content of scandium oxide (Sc 2 O 3 ) in the upper layer of the electron emitting substance layer is relatively small. Can be improved.

【0023】[0023]

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を用いて詳細に
説明する。
Embodiments of the present invention will now be described in detail with reference to the drawings.

【0024】図1は、本発明に係わる電子放射物質層を
有する陰極を備えた電子管の一実施例を示す概要断面構
成図であって、電子管としてカラー受像管である場合の
例を示すものである。
FIG. 1 is a schematic sectional view showing an embodiment of an electron tube provided with a cathode having an electron emitting material layer according to the present invention, and showing an example of a color picture tube as the electron tube. is there.

【0025】図1において、1はパネル部、2はファン
ネル部、3はネック部、4は螢光面、5はシャドウマス
ク、6は磁気シールド、7は偏向ヨーク、8はピュリテ
イ調整用マグネット、9はセンタービームスタティック
コンバーゼンス調整用マグネット、10はサイドビーム
スタティックコンバーゼンス調整用マグネット、11は
電子銃、12は電子ビームである。
In FIG. 1, 1 is a panel portion, 2 is a funnel portion, 3 is a neck portion, 4 is a fluorescent surface, 5 is a shadow mask, 6 is a magnetic shield, 7 is a deflection yoke, 8 is a magnet for adjusting the purity, Reference numeral 9 is a center beam static convergence adjustment magnet, 10 is a side beam static convergence adjustment magnet, 11 is an electron gun, and 12 is an electron beam.

【0026】そして、カラー受像管を構成する管体は、
前側に配置されたパネル部1と、電子銃11を収納して
いるネック部3と、パネル部1及びネック部3の中間に
配置され、パネル部1とネック部3を連接するファンネ
ル部2とからなっている。パネル部1は、その内面に螢
光面4が被着形成され、この螢光面4に対向してシャド
ウマスク5が配置される。パネル部1とファンネル部2
の結合部分の内側に磁気シールド6が設けられ、ファン
ネル部2とネック部3の結合部分の外側に偏向ヨーク7
が配置される。ネック部3の外側に、ピュリテイ調整用
マグネット8、センタービームスタティックコンバーゼ
ンス調整用マグネット9、サイドビームスタティックコ
ンバーゼンス調整用マグネット10が並設配置され、電
子銃11から投射された3本の電子ビーム12(図には
1本だけが図示されている)は、偏向ヨーク7で所定方
向に偏向された後、シャドウマスク5を通して螢光面4
における対応する色の画素に射突するように構成されて
いる。
The tube body which constitutes the color picture tube is
A panel unit 1 arranged on the front side, a neck unit 3 accommodating the electron gun 11, and a funnel unit 2 arranged between the panel unit 1 and the neck unit 3 and connecting the panel unit 1 and the neck unit 3 with each other. It consists of A fluorescent surface 4 is adhered to the inner surface of the panel portion 1, and a shadow mask 5 is arranged so as to face the fluorescent surface 4. Panel section 1 and funnel section 2
The magnetic shield 6 is provided on the inner side of the coupling portion of the deflection yoke 7 and the deflection yoke 7 is disposed on the outer side of the coupling portion of the funnel portion 2 and the neck portion 3.
Is arranged. Outside the neck portion 3, a magnet 8 for adjusting the purity, a magnet 9 for adjusting the center beam static convergence, and a magnet 10 for adjusting the side beam static convergence are arranged side by side, and three electron beams 12 projected from the electron gun 11 ( (Only one is shown in the figure), after being deflected in a predetermined direction by the deflection yoke 7, the fluorescent surface 4 is passed through the shadow mask 5.
In the pixel of the corresponding color.

【0027】前記構成によるカラー受像管における動
作、即ち、画像表示動作は、既知のカラー受像管におけ
る画像表示動作と全く同じであるので、このカラー受像
管における画像表示動作は、その説明を省略する。
Since the operation of the color picture tube having the above-mentioned structure, that is, the image display operation is exactly the same as the image display operation of the known color picture tube, the description of the image display operation of this color picture tube is omitted. .

【0028】続いて、図2は、図1に図示のカラー受像
管の電子銃11に用いられる電子放射物質層を有する陰
極の構成の一例を示す拡大断面図である。
Next, FIG. 2 is an enlarged sectional view showing an example of the constitution of a cathode having an electron emitting material layer used in the electron gun 11 of the color picture tube shown in FIG.

【0029】図2において、13は無底円筒状の陰極ス
リーブ、14は帽状の陰極基体金属、15は2層構造の
電子放射物質層、16はアルカリ土類金属酸化物を組成
とする電子放射物質層の下側層、17は希土類金属酸化
物をアルカリ土類金属酸化物中に分散させた組成を有す
る電子放射物質層の上側層、18はヒーターである。
In FIG. 2, 13 is a bottomless cylindrical cathode sleeve, 14 is a cap-shaped cathode base metal, 15 is an electron emitting material layer having a two-layer structure, and 16 is an electron having an alkaline earth metal oxide composition. A lower layer of the emissive material layer, 17 is an upper layer of the electron emissive material layer having a composition in which a rare earth metal oxide is dispersed in an alkaline earth metal oxide, and 18 is a heater.

【0030】そして、円筒状の陰極スリーブ13は、高
融点金属材料で構成され、その内部にヒーター18が配
置され、傍熱型陰極が構成されている。帽状の陰極基体
金属14は、ニッケル(Ni)を主成分とし、その中に
少量のシリコン(Si)やマグネシウム(Mg)の還元
性金属を含んだ高融点金属材料で構成されているもの
で、陰極スリーブ13の一端を封止するように設けられ
る。2層構造の電子放射物質層15は、陰極金属基体1
4の表面に被着形成され、アルカリ土類金属酸化物を組
成とする下側層16と、アルカリ土類金属酸化物の中に
希土類金属酸化物を所定量分散させた組成を有する上側
層17とからなっている。この場合、電子放射物質層の
下側層16を構成するアルカリ土類金属酸化物として
は、バリウムの炭酸塩(BaCO3 )、ストロンチウム
の炭酸塩(SrCO3 )、カルシウムの炭酸塩(CaC
3 )等があり、電子放射物質層の上側層17を構成す
るアルカリ土類金属酸化物としては、バリウムの炭酸塩
(BaCO3 )、ストロンチウムの炭酸塩(SrC
3 )、カルシウムの炭酸塩(CaCO3 )等があり、
その中に分散される希土類金属酸化物としては、酸化ス
カンジウム(Sc23)等がある。
The cylindrical cathode sleeve 13 is made of a refractory metal material, and the heater 18 is arranged inside the cathode sleeve 13 to form an indirectly heated cathode. The cap-shaped cathode base metal 14 is composed of a refractory metal material containing nickel (Ni) as a main component and a small amount of a reducing metal such as silicon (Si) or magnesium (Mg) in it. , Is provided so as to seal one end of the cathode sleeve 13. The electron-emitting material layer 15 having a two-layer structure is the cathode metal substrate 1
No. 4, which is deposited on the surface of No. 4 and has an alkaline earth metal oxide composition, and an upper layer 17 having a composition in which a predetermined amount of a rare earth metal oxide is dispersed in the alkaline earth metal oxide. It consists of In this case, barium carbonate (BaCO 3 ), strontium carbonate (SrCO 3 ), calcium carbonate (CaC) are used as the alkaline earth metal oxides constituting the lower layer 16 of the electron emitting material layer.
O 3 ), and the like, and the alkaline earth metal oxides constituting the upper layer 17 of the electron emitting material layer include barium carbonate (BaCO 3 ), strontium carbonate (SrC).
O 3), there is such as calcium carbonate (CaCO 3),
Scandium oxide (Sc 2 O 3 ) or the like is used as the rare earth metal oxide dispersed therein.

【0031】本実施例においては、電子放射物質層の下
側層16を、バリウムの炭酸塩(BaCO3 )、ストロ
ンチウムの炭酸塩(SrCO3 )、カルシウムの炭酸塩
(CaCO3 )からなるアルカリ土類金属酸化物で構成
し、また、電子放射物質層の上側層17を、バリウムの
炭酸塩(BaCO3 )、ストロンチウムの炭酸塩(Sr
CO3 )、カルシウムの炭酸塩(CaCO3 )からなる
アルカリ土類金属酸化物の中に、1つの陰極当り0.0
5重量%の酸化スカンジウム(Sc23)を分散させて
構成している。この場合、かかる酸化スカンジウム(S
23)は、平均粒径が約0.5μmの楕円球形状の結
晶であって、その中に80重量%以上の純粋な酸化スカ
ンジウム(Sc23)を含んでおり、図3の酸化スカン
ジウム(Sc23)の分布状態に示されるように、電子
放射物質層の上側層17の厚さ方向に対し、放物線を描
くような分布で分散されているものである。そして、こ
の酸化スカンジウム(Sc23)の楕円球形状の結晶構
造は、バリウムの炭酸塩(BaCO3 )、ストロンチウ
ムの炭酸塩(SrCO3 )、カルシウムの炭酸塩(Ca
CO3 )の針形状の結晶構造とほぼ同一のもので、しか
も、酸化スカンジウム(Sc23)の結晶における約
0.5μmの平均粒径は、バリウムの炭酸塩(BaCO
3 )、ストロンチウムの炭酸塩(SrCO3 )、カルシ
ウムの炭酸塩(CaCO3 )の結晶における平均粒径の
1/10程度になるように選んでいる。さらに、電子放
射物質層15における酸化スカンジウム(Sc23)の
総含有量は、0.01重量%乃至10重量%の範囲内に
なるように選択する。
In the present embodiment, the lower layer 16 of the electron emitting material layer is formed of an alkaline earth containing barium carbonate (BaCO 3 ), strontium carbonate (SrCO 3 ), and calcium carbonate (CaCO 3 ). composed of metalloid oxides, also, the upper layer 17, barium carbonate (BaCO 3) of the electron emissive material layer, strontium carbonate (Sr
CO 3 ), calcium carbonate (CaCO 3 ) in alkaline earth metal oxides, 0.0 per cathode
5% by weight of scandium oxide (Sc 2 O 3 ) is dispersed and configured. In this case, such scandium oxide (S
c 2 O 3 ) is an ellipsoidal crystal having an average particle size of about 0.5 μm, and contains 80% by weight or more of pure scandium oxide (Sc 2 O 3 ). As shown in the distribution state of scandium oxide (Sc 2 O 3 ), the distribution is such that a parabola is drawn in the thickness direction of the upper layer 17 of the electron emitting material layer. The elliptic spherical crystal structure of scandium oxide (Sc 2 O 3 ) has barium carbonate (BaCO 3 ), strontium carbonate (SrCO 3 ), and calcium carbonate (Ca
CO 3 ), which is almost the same as the needle-shaped crystal structure, and the average particle size of about 0.5 μm in the scandium oxide (Sc 2 O 3 ) crystal is the barium carbonate (BaCO).
3 ), strontium carbonate (SrCO 3 ) and calcium carbonate (CaCO 3 ) crystals are selected to be about 1/10 of the average particle size. Further, the total content of scandium oxide (Sc 2 O 3 ) in the electron emitting material layer 15 is selected to be in the range of 0.01% by weight to 10% by weight.

【0032】前記構成に係わるカラー受像管の電子銃1
1に用いられる電子放射物質層を有する陰極は、以下の
手順によって製造される。
Electron gun 1 of color picture tube according to the above construction
The cathode having the electron emitting material layer used in 1 is manufactured by the following procedure.

【0033】まず、バリウムの炭酸塩(BaCO3 )、
ストロンチウムの炭酸塩(SrCO3 )、カルシウムの
炭酸塩(CaCO3 )の結晶粉末に、それぞれニトロセ
ルローラッカ、酢酸ブチルを加えてローリング混合し、
第1のスラリーを調製する。また、バリウムの炭酸塩
(BaCO3 )、ストロンチウムの炭酸塩(SrC
3)、カルシウムの炭酸塩(CaCO3 )の結晶粉末
に、1陰極当り0.1重量%の酸化スカンジウム(Sc
23)の結晶粉末を分散させたものに、同じくニトロセ
ルローラッカ、酢酸ブチルを加えてローリング混合し、
第2のスラリーを調製する。さらに、バリウムの炭酸塩
(BaCO3 )、ストロンチウムの炭酸塩(SrC
3 )、カルシウムの炭酸塩(CaCO3 )の結晶粉末
に、1陰極当り0.03重量%の酸化スカンジウム(S
23)の結晶粉末を分散させたものに、同じくニトロ
セルローラッカ、酢酸ブチルを加えてローリング混合
し、第3のスラリーを調製する。
First, barium carbonate (BaCO 3 ),
To crystalline powders of strontium carbonate (SrCO 3 ) and calcium carbonate (CaCO 3 ) are added nitrocellulose lacquer and butyl acetate, followed by rolling and mixing.
Prepare a first slurry. In addition, barium carbonate (BaCO 3 ) and strontium carbonate (SrC
O 3 ), calcium carbonate (CaCO 3 ) crystal powder, and 0.1% by weight of scandium oxide (Sc) per cathode.
2 O 3 ) crystal powder was dispersed, and nitrocellulose lacquer and butyl acetate were also added and rolling mixed,
Prepare a second slurry. In addition, barium carbonate (BaCO 3 ) and strontium carbonate (SrC
O 3 ), calcium carbonate (CaCO 3 ) crystal powder, and 0.03% by weight of scandium oxide (S
To a dispersion of the crystal powder of c 2 O 3 ) is also added nitrocellulose lacquer and butyl acetate, followed by rolling and mixing to prepare a third slurry.

【0034】次いで、陰極スリーブ13の一端を封止す
るように設けられた陰極基体金属14の上に、第1のス
ラリーをスプレー法によって約10μmの厚さに塗布
し、アルカリ土類金属酸化物を組成とする電子放射物質
層の下側層16を形成する。
Then, the first slurry is applied to the cathode base metal 14 provided so as to seal one end of the cathode sleeve 13 by a spray method to a thickness of about 10 μm, and an alkaline earth metal oxide is applied. The lower layer 16 of the electron emitting material layer having the composition is formed.

【0035】それに続いて、この電子放射物質層の下側
層16の上に、第2のスラリーをスプレー法によって約
40μmの厚さに塗布し、さらに、その上に、第3のス
ラリーをスプレー法によって約20μmの厚さに塗布
し、電子放射物質層の上側層17を形成し、2層構造の
電子放射物質層15を形成させる。
Subsequently, the second slurry is applied on the lower layer 16 of the electron emitting material layer by a spraying method to a thickness of about 40 μm, and the third slurry is further sprayed thereon. Then, the upper layer 17 of the electron emitting material layer is formed by the method to form the electron emitting material layer 15 having a two-layer structure.

【0036】次に、カラー受像管の真空排気工程におい
て、電子放射物質層15をヒーター18によって加熱
し、電子放射物質層15内にあるバリウムの炭酸塩(B
aCO3 )、ストロンチウムの炭酸塩(SrCO3 )、
カルシウムの炭酸塩(CaCO 3 )を熱分解して、酸化
バリウム(BaO)、酸化ストロンチウム(SrO)、
酸化カルシウム(CaO)を形成させ、その後、電子放
射物質層15を900℃乃至1100℃の雰囲気中で加
熱して活性化を行い、電子放射物質層を有する陰極を形
成させるものである。
Next, in the vacuum evacuation process of the color picture tube,
Then, the electron emitting material layer 15 is heated by the heater 18.
However, the barium carbonate (B
aCO3), Strontium carbonate (SrCO3),
Calcium carbonate (CaCO 3) Is thermally decomposed and oxidized
Barium (BaO), strontium oxide (SrO),
Calcium oxide (CaO) is formed, and then electron emission
Apply the spray layer 15 in an atmosphere of 900 ° C to 1100 ° C.
It is activated by heating to form a cathode with an electron emissive material layer.
It is what makes it happen.

【0037】ところで、本実施例の電子放射物質層を有
する陰極を製造する場合、第2及び第3のスラリー内に
分散されている酸化スカンジウム(Sc23)は、楕円
球形状の結晶のものであり、しかも、結晶の平均粒径が
0.5μm程度のものを選んでいるので、第2、第3の
スラリーにおける分散安定性は、例えば、20l(リッ
トル)の第1の容量タンク中に第2のスラリーを入れ、
同じく20l(リットル)の第2の容量タンク中に第3
のスラリーを入れ、これらスラリーのスプレー作業が開
始された時点と、その時点から約8時間が経過した作業
終了時点とにおいて、第2及び第3のスラリーの中の酸
化スカンジウム(Sc23)の分散量の差は、僅かに
0.01重量%程度に留まり、極めて高い分散安定性を
呈するものである。
By the way, in the case of manufacturing the cathode having the electron emitting material layer of the present embodiment, the scandium oxide (Sc 2 O 3 ) dispersed in the second and third slurries is an ellipsoidal crystal. In addition, since the average grain size of the crystal is selected to be about 0.5 μm, the dispersion stability in the second and third slurries is, for example, 20 l (liter) in the first volume tank. And put the second slurry in
Also in the second capacity tank of 20 l (liter) the third
Slurry was placed, and the time the spraying is started in these slurries, in a working end that has elapsed since that time about 8 hours, scandium oxide in the second and third slurry (Sc 2 O 3) The difference in the amount of dispersion is only about 0.01% by weight, exhibiting extremely high dispersion stability.

【0038】続く、図4は、本実施例の電子放射物質層
を有する陰極を実装したカラー受像管における稼働時間
と最大アノード電流の相対比を示す特性図であって、既
知の陰極を実装したカラー受像管における特性との比較
を示すものである。
Next, FIG. 4 is a characteristic diagram showing the relative ratio between the operating time and the maximum anode current in the color picture tube in which the cathode having the electron emitting material layer of this embodiment is mounted, and a known cathode is mounted. It shows a comparison with the characteristics of a color picture tube.

【0039】図4において、縦軸は最大アノード電流の
相対比、横軸は稼働時間であって、曲線aは、本実施例
の電子放射物質層を有する陰極の特性、曲線bは、電子
放射物質層の上側層だけを備えた既知の電子放射物質層
を有する陰極の特性、曲線cは、酸化スカンジウム(S
23)を含有しない既知の電子放射物質層を有する陰
極の特性をそれぞれ示すものである。
In FIG. 4, the vertical axis represents the relative ratio of the maximum anode current, the horizontal axis represents the operating time, the curve a is the characteristics of the cathode having the electron emitting material layer of this embodiment, and the curve b is the electron emission. The characteristics of the cathode with a known electron emissive material layer with only the upper layer of the material layer, curve c, are scandium oxide (S
3 shows characteristics of a cathode having a known electron emissive material layer containing no c 2 O 3 ).

【0040】図3に示されるように、本実施例の電子放
射物質層を有する陰極の特性(曲線a)と、酸化スカン
ジウム(Sc23)を含有しない既知の電子放射物質層
を有する陰極の特性(曲線c)とを比べると、全ての稼
働時間において、本実施例の陰極の方が最大アノード電
流の相対比が高いので、本実施例の陰極の方が格段に優
れた長寿命特性を有していることは明らかである。ま
た、本実施例の電子放射物質層を有する陰極の特性(曲
線a)と、電子放射物質層の上側層だけを備えた既知の
電子放射物質層を有する陰極の特性(曲線b)とを比べ
ると、初期の稼働時間においては、既知の陰極の方が最
大アノード電流の相対比が高く、優れた特性を示してい
るが、稼働時間が2000時間を超える頃になると、既
知の陰極は急激に最大アノード電流の相対比が低くな
り、特性の劣化を示すようになるのに対して、本実施例
の陰極は、稼働時間が2000時間を超えても、特性の
劣化はあまり生じないものである。
As shown in FIG. 3, the characteristics of the cathode having the electron emitting material layer of this example (curve a) and the cathode having the known electron emitting material layer containing no scandium oxide (Sc 2 O 3 ). Comparing with the characteristics (curve c) of Example 1, the cathode of this example has a higher relative ratio of the maximum anode current at all operating times. Therefore, the cathode of this example has much longer life characteristics. It is clear that Further, the characteristic of the cathode having the electron emitting material layer of this embodiment (curve a) is compared with the characteristic of the cathode having the known electron emitting material layer having only the upper layer of the electron emitting material layer (curve b). In the initial operating time, the known cathode has a higher relative ratio of the maximum anode current and exhibits excellent characteristics. However, when the operating time exceeds 2000 hours, the known cathode rapidly increases. While the relative ratio of the maximum anode current becomes low and the characteristics are deteriorated, the cathode of the present embodiment does not cause the characteristics to be deteriorated even when the operating time exceeds 2000 hours. .

【0041】ここで、本実施例においては、前述のよう
に、電子放射物質層15に含有されている酸化スカンジ
ウム(Sc23)の総量が0.01重量%乃至10重量
%の範囲内にあるように、酸化スカンジウム(Sc
23)の分散量を選んでいる。この理由は、酸化スカン
ジウム(Sc23)の総量が0.01重量%未満である
と、電子放射物質層15を2層構造にしたことによる機
能が充分に発揮されず、一方、酸化スカンジウム(Sc
23)の総量が10重量%を超えると、カラー受像管を
動作させているとき、図3の曲線bに示されているよう
に、その動作稼働時間が2000時間を超えると、急激
に特性の劣化が生じるためである。そして、酸化スカン
ジウム(Sc23)の総量が10重量%を超えていると
き、かかる急激な特性の劣化が生じる原因は、陰極基体
金属14から電子放射物質層15が剥離するためである
と考えられる。
Here, in the present embodiment, as described above, the total amount of scandium oxide (Sc 2 O 3 ) contained in the electron emitting material layer 15 is in the range of 0.01% by weight to 10% by weight. As shown in, the scandium oxide (Sc
2 O 3 ) dispersion amount is selected. The reason for this is that if the total amount of scandium oxide (Sc 2 O 3 ) is less than 0.01% by weight, the function due to the electron emitting material layer 15 having a two-layer structure cannot be sufficiently exhibited, while scandium oxide (Sc
When the total amount of 2 O 3 ) exceeds 10% by weight, when the color picture tube is operated, as shown by the curve b in FIG. This is because the characteristics are deteriorated. When the total amount of scandium oxide (Sc 2 O 3 ) exceeds 10% by weight, the cause of such rapid deterioration of characteristics is that the electron emitting material layer 15 is separated from the cathode base metal 14. Conceivable.

【0042】このように、本実施例によるカラー受像管
の電子銃11に用いられる電子放射物質層を有する陰極
は、陰極基体金属14に接する電子放射物質層の下側層
16に酸化スカンジウム(Sc23)が存在しないの
で、陰極基体金属14に含有されている微量のシリコン
(Si)から形成されるシリコン(Si)系の中間物
質、例えば、珪酸バリウム(BaSiO3 )の生成が妨
げられない。そして、ここで生成された珪酸バリウム
(BaSiO3 )は、陰極基体金属14とその上に被着
形成されたアルカリ土類金属酸化物を組成とする電子放
射物質層の下側層16との結合を助長するので、カラー
受像管の動作時に、陰極基体金属14から電子放射物質
層の下側層16が剥離されることがなく、高電流密度状
態においても安定に動作し、長寿命の電子放射物質層を
有する陰極を得ることができる。
As described above, in the cathode having the electron emitting material layer used in the electron gun 11 of the color picture tube according to the present embodiment, scandium oxide (Sc) is formed on the lower layer 16 of the electron emitting material layer in contact with the cathode base metal 14. 2 O 3 ) is not present, the production of silicon (Si) -based intermediate substances, such as barium silicate (BaSiO 3 ), which is formed from a small amount of silicon (Si) contained in the cathode base metal 14, is prevented. Absent. The barium silicate (BaSiO 3 ) generated here is bonded to the cathode base metal 14 and the lower layer 16 of the electron emitting material layer having a composition of the alkaline earth metal oxide deposited on the cathode base metal 14. Since the lower layer 16 of the electron emitting material layer is not separated from the cathode base metal 14 during the operation of the color picture tube, the electron emitting material operates stably even in a high current density state and has a long life. A cathode with a material layer can be obtained.

【0043】また、本実施例によるカラー受像管の電子
銃11に用いられる電子放射物質層を有する陰極は、電
子放射物質層の上側層17に分散させる酸化スカンジウ
ム(Sc23)の結晶として、表面積の大きな楕円球形
状で、平均粒径が0.5μm程度のものを用いており、
しかも、酸化スカンジウム(Sc23)の分散状態を、
電子放射物質層の上側層17の厚さ方向に対して放物線
になるように分散させているので、陰極毎の酸化スカン
ジウム(Sc23)の含有量を少なくし、かつ、電子放
射特性を向上させることができる。
The cathode having the electron emitting material layer used in the electron gun 11 of the color picture tube according to the present embodiment is a scandium oxide (Sc 2 O 3 ) crystal dispersed in the upper layer 17 of the electron emitting material layer. , An ellipsoidal shape with a large surface area and an average particle size of about 0.5 μm is used.
Moreover, the dispersion state of scandium oxide (Sc 2 O 3 )
Since they are dispersed so as to form a parabola in the thickness direction of the upper layer 17 of the electron emitting material layer, the content of scandium oxide (Sc 2 O 3 ) in each cathode is reduced and the electron emitting characteristics are improved. Can be improved.

【0044】なお、前述の実施例においては、電子管が
カラー受像管である場合を例に挙げて説明したが、本発
明の対称となる電子管はカラー受像管に限られるもので
はなく、データ表示管等の他の表示用電子管に適用して
もよく、表示用電子管以外の他の電子管に適用してもよ
いことは勿論である。
In the above-mentioned embodiments, the case where the electron tube is a color picture tube has been described as an example, but the symmetrical electron tube of the present invention is not limited to the color picture tube, but a data display tube. Needless to say, the present invention may be applied to other display electron tubes such as the above, and may be applied to other electron tubes other than the display electron tube.

【0045】また、前述の実施例においては、電子放射
物質層の上側層17に分散される希土類金属酸化物が酸
化スカンジウム(Sc23)である場合を例に挙げて説
明したが、本発明による希土類金属酸化物は酸化スカン
ジウム(Sc23)である場合に限られず、他の希土類
金属酸化物、例えば、酸化イットリウム(Y23)、酸
化セリウム(Ce25)、バリウムスカンデート(Ba
225 )であっても、または、バリウム(Ba)やス
カンジウム(Sc)等のアルカリ土類金属を含んだ複合
酸化物(BaY24)、(Sr2Sc48 )、(Ba3
49 )、(CaSc49)、(Ba3Ce49 )で
あっても、酸化スカンジウム(Sc23)を用いた場合
と同等の作用効果を得ることができる。
In the above-mentioned embodiments, the case where the rare earth metal oxide dispersed in the upper layer 17 of the electron emitting material layer is scandium oxide (Sc 2 O 3 ) has been described as an example. The rare earth metal oxide according to the present invention is not limited to scandium oxide (Sc 2 O 3 ), but other rare earth metal oxides such as yttrium oxide (Y 2 O 3 ), cerium oxide (Ce 2 O 5 ), and barium. Scandate (Ba
2 S 2 O 5 ) or a complex oxide (BaY 2 O 4 ) containing an alkaline earth metal such as barium (Ba) or scandium (Sc), (Sr 2 Sc 4 O 8 ), (Ba 3
Even with Y 4 O 9 ), (CaSc 4 O 9 ), and (Ba 3 Ce 4 O 9 ), it is possible to obtain the same action and effect as when scandium oxide (Sc 2 O 3 ) is used.

【0046】さらに、前述の実施例においては、電子放
射物質層の上側層17に分散される酸化スカンジウム
(Sc23)の平均粒径が0.5μm程度である場合を
例に挙げて説明したが、本発明による酸化スカンジウム
(Sc23)の平均粒径は0.5μm程度のものに限ら
れず、0.1μm乃至5.0μmの範囲内であれば、同
様の作用効果が得られることを実験的に確かめている。
Further, in the above-mentioned embodiments, the case where the average particle diameter of scandium oxide (Sc 2 O 3 ) dispersed in the upper layer 17 of the electron emitting material layer is about 0.5 μm is described as an example. However, the average particle size of scandium oxide (Sc 2 O 3 ) according to the present invention is not limited to about 0.5 μm, and similar effects can be obtained within the range of 0.1 μm to 5.0 μm. I have confirmed this experimentally.

【0047】[0047]

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、陰極基体金属の表面にアルカリ土類金属酸化物を
組成とする電子放射物質層の下側層を被着形成し、この
下側層の表面に、アルカリ土類金属酸化物中に所定量の
希土類金属酸化物、例えば、酸化スカンジウム(Sc2
3)を分散させた組成を有する電子放射物質層の上側
層を被着形成して、酸化スカンジウム(Sc23)が陰
極基体金属に直接接しないようにしているので、陰極基
体金属中に含有されている微量のシリコン(Si)に基
づくシリコン(Si)系の中間物質の生成が妨げられ
ず、生成されたシリコン(Si)系の中間物質の働きに
よって、陰極基体金属とその上に被着形成されたアルカ
リ土類金属酸化物を組成とする電子放射物質層の下側層
との結合が助長され、陰極の動作中に、アルカリ土類金
属酸化物層が陰極基体金属から剥離されることがないと
いう効果がある。
As described above in detail, according to the present invention, the lower layer of the electron emitting material layer having the composition of the alkaline earth metal oxide is deposited on the surface of the cathode substrate metal, On the surface of the lower layer, a predetermined amount of rare earth metal oxide, for example, scandium oxide (Sc 2
The upper layer of the electron emitting material layer having a composition in which O 3 ) is dispersed is formed by deposition so that scandium oxide (Sc 2 O 3 ) is not in direct contact with the cathode base metal. The generation of the silicon (Si) -based intermediate material based on the trace amount of silicon (Si) contained in is not hindered, and the action of the generated silicon (Si) -based intermediate material causes the cathode base metal and the metal The adhesion with the lower layer of the electron-emitting material layer having the composition of the deposited alkaline earth metal oxide is promoted, and the alkaline earth metal oxide layer is separated from the cathode base metal during the operation of the cathode. There is an effect that there is no

【0048】また、本発明によれば、酸化スカンジウム
(Sc)結晶体として、平均粒径が0.1μm乃至5.
0μmの楕円球面形状のものを選び、その表面積が大き
くなるようにするとともに、アルカリ土類金属酸化物中
のスカンジウム(Sc)の分散量が、電子放射物質層の
上側層の厚さ方向に対して放物線状に分散させているの
で、電子放射物質層の上側層の酸化スカンジウム(S
c)の含有量を比較的少なくしながら、電子放射特性を
向上させることができるという効果がある。
According to the present invention, the scandium oxide (Sc) crystal has an average particle size of 0.1 μm to 5.
Select an ellipsoidal spherical shape of 0 μm to increase its surface area and make the amount of scandium (Sc) dispersed in the alkaline earth metal oxide relative to the thickness direction of the upper layer of the electron-emitting substance layer. Since it is dispersed in a parabolic shape, scandium oxide (S
There is an effect that the electron emission characteristics can be improved while the content of c) is relatively small.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明に係わる電子放射物質層を有する陰極を
備えたカラー受像管の一実施例を示す概要断面構成図で
ある。
FIG. 1 is a schematic sectional configuration diagram showing an embodiment of a color picture tube including a cathode having an electron emitting material layer according to the present invention.

【図2】図1に図示のカラー受像管の電子銃に用いられ
る電子放射物質層を有する陰極の構成の一例を示す拡大
断面図である。
FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view showing an example of the configuration of a cathode having an electron emitting material layer used in the electron gun of the color picture tube shown in FIG.

【図3】図2に図示の実施例における電子放射物質層の
上側層内の酸化スカンジウムの分散状態の一例を示す説
明図である。
FIG. 3 is an explanatory diagram showing an example of a dispersed state of scandium oxide in an upper layer of an electron emitting material layer in the embodiment shown in FIG.

【図4】本実施例の電子放射物質層を有する陰極を実装
したカラー受像管における稼働時間と最大アノード電流
の相対比を示す特性図である。
FIG. 4 is a characteristic diagram showing a relative ratio between an operating time and a maximum anode current in a color picture tube in which a cathode having an electron emitting material layer of the present embodiment is mounted.

【図5】既知の電子放射物質層を有する陰極の構成の一
例を示す断面図である。
FIG. 5 is a cross-sectional view showing an example of the configuration of a cathode having a known electron emitting material layer.

【図6】既知の電子放射物質層を有する陰極の構成の他
の例を示す断面図である。
FIG. 6 is a cross-sectional view showing another example of the configuration of a cathode having a known electron emitting material layer.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 パネル部 2 ファンネル部 3 ネック部 4 螢光面 5 シャドウマスク 6 磁気シールド 7 偏向ヨーク 8 ピュリテイ調整用マグネット 9 センタービームスタティックコンバーゼンス調整用
マグネット 10 サイドビームスタティックコンバーゼンス調整用
マグネット 11 電子銃 12 電子ビーム 13 陰極スリーブ 14 陰極基体金属 15 電子放射物質層 16 電子放射物質層の下側層 17 電子放射物質層の上側層 18 ヒーター
1 Panel Part 2 Funnel Part 3 Neck Part 4 Fluorescent Surface 5 Shadow Mask 6 Magnetic Shield 7 Deflection Yoke 8 Magnet for Adjusting Purity 9 Center Beam Static Convergence Adjusting Magnet 10 Side Beam Static Convergence Adjusting Magnet 11 Electron Gun 12 Electron Beam 13 Cathode sleeve 14 Cathode substrate metal 15 Electron emitting material layer 16 Lower layer of electron emitting material layer 17 Upper layer of electron emitting material layer 18 Heater

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 陰極基体金属の表面に電子放射物質層を
有する陰極を備えた電子管において、前記電子放射物質
層は、前記陰極基体金属の表面に接して形成されたアル
カリ土類金属酸化物を組成とする下側層と、前記下側層
の表面に形成され、平均粒径が0.1μm乃至5.0μ
mの楕円球形状の希土類金属酸化物をアルカリ土類金属
酸化物中に分散させた組成を有する上側層との2層構造
であることを特徴とする電子放射物質層を有する陰極を
備えた電子管。
1. In an electron tube provided with a cathode having an electron emitting substance layer on the surface of a cathode substrate metal, the electron emitting substance layer comprises an alkaline earth metal oxide formed in contact with the surface of the cathode substrate metal. A lower layer having a composition, and an average particle size of 0.1 μm to 5.0 μ formed on the surface of the lower layer.
An electron tube provided with a cathode having an electron emitting material layer, which has a two-layer structure of an upper layer having a composition in which an elliptic spherical rare earth metal oxide of m is dispersed in an alkaline earth metal oxide. .
【請求項2】 前記上側層における希土類金属酸化物の
分散量は、前記上側層の厚み方向に対して放物線状に変
化するように分散されており、しかも、その平均分散量
は、0.01重量%乃至10重量%であることを特徴と
する請求項1に記載の電子放射物質層を有する陰極を備
えた電子管。
2. The dispersion amount of the rare earth metal oxide in the upper layer is dispersed so as to change in a parabolic shape in the thickness direction of the upper layer, and the average dispersion amount is 0.01. The electron tube having a cathode having an electron emitting material layer according to claim 1, wherein the electron tube has a content of 10 wt% to 10 wt%.
【請求項3】 前記上側層における希土類金属酸化物
は、酸化スカンジウム(Sc23)、酸化イットリウム
(Y23)、酸化セリウム(Ce25)、バリウムスカ
ンデート(Ba225 )の中の少なくとも1つである
ことを特徴とする請求項1乃至2のいずれかに記載の電
子放射物質層を有する陰極を備えた電子管。
3. The rare earth metal oxide in the upper layer is scandium oxide (Sc 2 O 3 ), yttrium oxide (Y 2 O 3 ), cerium oxide (Ce 2 O 5 ), barium scandate (Ba 2 S 2). An electron tube provided with a cathode having an electron emitting material layer according to any one of claims 1 to 2, which is at least one of O 5 ).
【請求項4】 前記上側層における希土類金属酸化物
は、バリウム(Ba)やスカンジウム(Sc)等の複合
酸化物(BaY24)、(Sr2Sc48 )、(Ba3
49 )、(CaSc49)、(Ba3Ce49 )の
中の少なくとも1つであることを特徴とする請求項1乃
至2のいずれかに記載の電子放射物質層を有する陰極を
備えた電子管。
4. The rare earth metal oxide in the upper layer is a complex oxide (BaY 2 O 4 ), (Sr 2 Sc 4 O 8 ), (Ba 3 ) such as barium (Ba) or scandium (Sc).
Y 4 O 9 ), (CaSc 4 O 9 ), and (Ba 3 Ce 4 O 9 ), which is at least one of the electron-emitting substance layers according to any one of claims 1 to 2. An electron tube with a cathode having.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004510292A (en) * 2000-09-19 2004-04-02 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 Cathode ray tube with composite cathode.

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