JPH09134662A - Ｃｒｔ用熱陰極 - Google Patents
Ｃｒｔ用熱陰極Info
- Publication number
- JPH09134662A JPH09134662A JP29140795A JP29140795A JPH09134662A JP H09134662 A JPH09134662 A JP H09134662A JP 29140795 A JP29140795 A JP 29140795A JP 29140795 A JP29140795 A JP 29140795A JP H09134662 A JPH09134662 A JP H09134662A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】電流密度が高く、しかも電子放射物質の蒸発が
少なくて長寿命なＣＲＴ用熱陰極を提供することで、高
精細、高輝度で長寿命なＣＲＴを実現する。 【解決手段】希土類元素の硼化物からなる物質を熱電子
放射源とし、前記硼化物中の硼素の希土類元素に対する
原子化合比が６．０２以上６．３以下であることを特徴
とするＣＲＴ熱陰極であり、より好ましくは、前記希土
類元素がランタン及び／又はセリウムであることを特徴
とするＣＲＴ用熱陰極である。
少なくて長寿命なＣＲＴ用熱陰極を提供することで、高
精細、高輝度で長寿命なＣＲＴを実現する。 【解決手段】希土類元素の硼化物からなる物質を熱電子
放射源とし、前記硼化物中の硼素の希土類元素に対する
原子化合比が６．０２以上６．３以下であることを特徴
とするＣＲＴ熱陰極であり、より好ましくは、前記希土
類元素がランタン及び／又はセリウムであることを特徴
とするＣＲＴ用熱陰極である。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はＣＲＴ用熱陰極の改
良に関し、特に高精細、高輝度ＣＲＴに適した熱陰極の
改良に関する。
良に関し、特に高精細、高輝度ＣＲＴに適した熱陰極の
改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、ベースメタルと呼ばれるニッ
ケル（Ｎｉ）基金属上に、バリウム（Ｂａ）を主成分と
する電子放射物質を載せた構造を有する酸化物陰極が、
仕事関数が低いので比較的低温で電子放出が可能で消費
電力が少ないこと、又作成が容易で低コストであること
等の理由の故に、ＣＲＴ用の熱陰極として用いられてき
た。しかし、活性化処理が必要であること、電流密度が
小さい等の欠点を有しており、高電流密度を必要とする
高精細、高輝度のＣＲＴには用いることが出来ないとい
う問題がある。
ケル（Ｎｉ）基金属上に、バリウム（Ｂａ）を主成分と
する電子放射物質を載せた構造を有する酸化物陰極が、
仕事関数が低いので比較的低温で電子放出が可能で消費
電力が少ないこと、又作成が容易で低コストであること
等の理由の故に、ＣＲＴ用の熱陰極として用いられてき
た。しかし、活性化処理が必要であること、電流密度が
小さい等の欠点を有しており、高電流密度を必要とする
高精細、高輝度のＣＲＴには用いることが出来ないとい
う問題がある。
【０００３】前記電流密度が低いという欠点を解消すべ
く、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）等の高融
点金属の多孔質焼結体にバリウム・カルシウム・アルミ
ネート等の電子放出物質を含浸させた、いわゆる含浸型
陰極が提案されてきた。しかし、含浸型陰極は、酸化物
陰極に比べて約２倍の電流密度が得られるので、高精
細、高輝度のＣＲＴ用陰極として期待されてはいるもの
の、仕事関数が高いので酸化物陰極の場合よりも動作温
度が高くなるという欠点をもっている。ＣＲＴに実装し
て動作させた場合に、含浸型陰極の陰極表面から多量に
蒸発したバリウムが、電子銃のアパーチャ孔周辺に凝
縮、付着してアパーチャの孔径やその周辺の板厚を変化
させてカットオフ電圧の変化を引き起こしたり、グリッ
ド等の電極に付着していわゆるグリッドエミッションを
引き起こす等の問題がある。
く、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）等の高融
点金属の多孔質焼結体にバリウム・カルシウム・アルミ
ネート等の電子放出物質を含浸させた、いわゆる含浸型
陰極が提案されてきた。しかし、含浸型陰極は、酸化物
陰極に比べて約２倍の電流密度が得られるので、高精
細、高輝度のＣＲＴ用陰極として期待されてはいるもの
の、仕事関数が高いので酸化物陰極の場合よりも動作温
度が高くなるという欠点をもっている。ＣＲＴに実装し
て動作させた場合に、含浸型陰極の陰極表面から多量に
蒸発したバリウムが、電子銃のアパーチャ孔周辺に凝
縮、付着してアパーチャの孔径やその周辺の板厚を変化
させてカットオフ電圧の変化を引き起こしたり、グリッ
ド等の電極に付着していわゆるグリッドエミッションを
引き起こす等の問題がある。
【０００４】一方、ランタン（Ｌａ）に代表される希土
類元素の硼化物陰極が電子顕微鏡等の陰極として知られ
ている。希土類元素（以下Ｒで示す）は硼素（Ｂ）と反
応して、ＲＢ2（二硼化物）、ＲＢ4（四硼化物）、ＲＢ
6（六硼化物）、ＲＢ12（十二硼化物）等のいろいろな
原子化合比の硼化物を形成するが、中でも六硼化物はＣ
ａＢ6結晶構造を有し、高融点であって仕事関数が小さ
いことから、電子顕微鏡等の陰極に用いられてきたので
ある。しかし、電子放射条件において構成元素の希土類
元素と硼素がわずかずつ蒸発することから本発明の目的
であるＣＲＴ用熱陰極には用いられていなかった。即
ち、前記希土類元素の硼化物からなる陰極をそのままに
用いた場合には、酸化物陰極の約１０倍の電流密度が得
られ高精細、高輝度のＣＲＴ用陰極として誠に魅力的で
はあるものの、動作温度が高く、希土類元素の硼化物の
蒸発、そしてアパーチャ等への付着が避けられず、含浸
型陰極の場合と同様な問題がある。
類元素の硼化物陰極が電子顕微鏡等の陰極として知られ
ている。希土類元素（以下Ｒで示す）は硼素（Ｂ）と反
応して、ＲＢ2（二硼化物）、ＲＢ4（四硼化物）、ＲＢ
6（六硼化物）、ＲＢ12（十二硼化物）等のいろいろな
原子化合比の硼化物を形成するが、中でも六硼化物はＣ
ａＢ6結晶構造を有し、高融点であって仕事関数が小さ
いことから、電子顕微鏡等の陰極に用いられてきたので
ある。しかし、電子放射条件において構成元素の希土類
元素と硼素がわずかずつ蒸発することから本発明の目的
であるＣＲＴ用熱陰極には用いられていなかった。即
ち、前記希土類元素の硼化物からなる陰極をそのままに
用いた場合には、酸化物陰極の約１０倍の電流密度が得
られ高精細、高輝度のＣＲＴ用陰極として誠に魅力的で
はあるものの、動作温度が高く、希土類元素の硼化物の
蒸発、そしてアパーチャ等への付着が避けられず、含浸
型陰極の場合と同様な問題がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、電子
放射物質の蒸発を抑制し、しかも電流密度が高く高精
細、高輝度、長寿命のＣＲＴ用熱陰極を提供することで
ある。
放射物質の蒸発を抑制し、しかも電流密度が高く高精
細、高輝度、長寿命のＣＲＴ用熱陰極を提供することで
ある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、希土類元素の
硼化物からなる物質を熱電子放射源とし、前記硼化物中
の硼素の希土類元素に対する原子化合比が６．０２以上
６．３以下であることを特徴とするＣＲＴ用熱陰極であ
り、より具体的には、前記希土類元素がランタン（Ｌ
ａ）及び／又はセリウム（Ｃｅ）であることを特徴とす
る前記ＣＲＴ用熱陰極である。
硼化物からなる物質を熱電子放射源とし、前記硼化物中
の硼素の希土類元素に対する原子化合比が６．０２以上
６．３以下であることを特徴とするＣＲＴ用熱陰極であ
り、より具体的には、前記希土類元素がランタン（Ｌ
ａ）及び／又はセリウム（Ｃｅ）であることを特徴とす
る前記ＣＲＴ用熱陰極である。
【０００７】
【発明の実施の形態】本発明者らは、希土類元素の硼化
物であって、前記硼化物中の硼素の希土類元素に対する
原子化合比が６．０２以上６．３以下であるもの、特
に、これに加えて希土類元素をランタン及び／又はセリ
ウムとしたものをＣＲＴ用陰極として用いる時に、前記
ＣＲＴ用陰極の電子放射物質の蒸発が抑制され、高精
細、高輝度のＣＲＴを再現よく得ることができるという
実験的事実に基づき、本発明に至ったものである。
物であって、前記硼化物中の硼素の希土類元素に対する
原子化合比が６．０２以上６．３以下であるもの、特
に、これに加えて希土類元素をランタン及び／又はセリ
ウムとしたものをＣＲＴ用陰極として用いる時に、前記
ＣＲＴ用陰極の電子放射物質の蒸発が抑制され、高精
細、高輝度のＣＲＴを再現よく得ることができるという
実験的事実に基づき、本発明に至ったものである。
【０００８】本発明において、希土類元素の硼化物とは
原子番号５７から７１の硼化物であり、好ましくは、高
融点で仕事関数が小さく、熱電子放射特性に優れるＣａ
Ｂ6結晶構造を有する六硼化物であって、前記硼化物中
の硼素の希土類元素に対する原子化合比が６．０２以上
６．３以下、好ましくは６．１０以上６．３以下、の不
定比を有する六硼化物である。
原子番号５７から７１の硼化物であり、好ましくは、高
融点で仕事関数が小さく、熱電子放射特性に優れるＣａ
Ｂ6結晶構造を有する六硼化物であって、前記硼化物中
の硼素の希土類元素に対する原子化合比が６．０２以上
６．３以下、好ましくは６．１０以上６．３以下、の不
定比を有する六硼化物である。
【０００９】希土類元素の硼化物中の硼素の希土類元素
に対する原子化合比が６．０２未満のときは、前記原子
比が６．０２以上６．３以下の場合に比べて、蒸発速度
が大きく、ＣＲＴ用熱陰極として用いたときに電子放射
物質の蒸発に原因する異常が発生し易くなる。特に、前
記原子化合比が６．１０以上の場合には、蒸発速度が低
くなるので実用上好ましい。
に対する原子化合比が６．０２未満のときは、前記原子
比が６．０２以上６．３以下の場合に比べて、蒸発速度
が大きく、ＣＲＴ用熱陰極として用いたときに電子放射
物質の蒸発に原因する異常が発生し易くなる。特に、前
記原子化合比が６．１０以上の場合には、蒸発速度が低
くなるので実用上好ましい。
【００１０】しかし、前記原子化合比が６．３を越える
ときには、硼素が必ずしも六硼化物として希土類元素と
化合せずに遊離して存在することがある。この場合に
は、硼素の遊離している部分で局部的に仕事関数が大き
な部分を含むことになり、その結果、硼化物全体での仕
事関数を実質的に大きくするので、所望の電流密度が得
られなかったり、或いは動作温度が高いという欠点を持
つＣＲＴ用の熱陰極しか得られなくなったりすることが
ある。蒸発速度と電流密度の低下の両者のバランスから
原子化合比として６．１０以上６．３以下の範囲が実用
上好ましく選択される。
ときには、硼素が必ずしも六硼化物として希土類元素と
化合せずに遊離して存在することがある。この場合に
は、硼素の遊離している部分で局部的に仕事関数が大き
な部分を含むことになり、その結果、硼化物全体での仕
事関数を実質的に大きくするので、所望の電流密度が得
られなかったり、或いは動作温度が高いという欠点を持
つＣＲＴ用の熱陰極しか得られなくなったりすることが
ある。蒸発速度と電流密度の低下の両者のバランスから
原子化合比として６．１０以上６．３以下の範囲が実用
上好ましく選択される。
【００１１】更に、本発明において、前記希土類元素の
硼化物がランタン（Ｌａ）及び／又はセリウム（Ｃｅ）
の硼化物であって、前記硼化物中の硼素のランタン及び
セリウムの合量に対する原子化合比が６．０２以上６．
３以下、好ましくは６．１０以上６．３以下、のとき
に、他の希土類元素の硼化物に比べても、仕事関数が一
層小さくしかも使用条件下での蒸発量が一層すくないの
で、本発明の目的であるＣＲＴ用の陰極として最適であ
る。尚、前記のランタン及びセリウムの硼化物は、ラン
タンとセリウムとを共に含む硼化物であっても、ランタ
ンの硼化物とセリウムの硼化物との混合物であっても良
い。
硼化物がランタン（Ｌａ）及び／又はセリウム（Ｃｅ）
の硼化物であって、前記硼化物中の硼素のランタン及び
セリウムの合量に対する原子化合比が６．０２以上６．
３以下、好ましくは６．１０以上６．３以下、のとき
に、他の希土類元素の硼化物に比べても、仕事関数が一
層小さくしかも使用条件下での蒸発量が一層すくないの
で、本発明の目的であるＣＲＴ用の陰極として最適であ
る。尚、前記のランタン及びセリウムの硼化物は、ラン
タンとセリウムとを共に含む硼化物であっても、ランタ
ンの硼化物とセリウムの硼化物との混合物であっても良
い。
【００１２】前記希土類元素の硼化物の形態について
は、低い仕事関数の結晶面を選択的に用いることで動作
温度を低くするように、単結晶を用いることが一般的で
ある。しかし、前記組成範囲を取る限り前記効果を得る
ことができるので、単結晶にのみ限定されるものでな
く、例えば、スパッター、ＣＶＤ、蒸着等で得られる被
膜や焼結体等であっても構わない。
は、低い仕事関数の結晶面を選択的に用いることで動作
温度を低くするように、単結晶を用いることが一般的で
ある。しかし、前記組成範囲を取る限り前記効果を得る
ことができるので、単結晶にのみ限定されるものでな
く、例えば、スパッター、ＣＶＤ、蒸着等で得られる被
膜や焼結体等であっても構わない。
【００１３】以下、実施例に基づき、本発明をさらに詳
細に説明する。
細に説明する。
〔実施例、比較例〕浮融帯域法（ＦＺ法）により作製し
たＬａＢx、ＣｅＢx、（ＬａyＣｅ1-y）Ｂ xの棒状単結
晶より、放電加工法により、＜１００＞方位を長手方向
として０．５ｍｍ×０．５ｍｍ×１ｍｍの直方体を切り
出し、図１に示す構造の陰極に搭載した。
たＬａＢx、ＣｅＢx、（ＬａyＣｅ1-y）Ｂ xの棒状単結
晶より、放電加工法により、＜１００＞方位を長手方向
として０．５ｍｍ×０．５ｍｍ×１ｍｍの直方体を切り
出し、図１に示す構造の陰極に搭載した。
【００１４】次に、図２に示すように、ビーディング済
み電子銃（各電極をマルチフォームガラスで所定電極間
距離に設定して融着固定された電子銃中間製品）の制御
電極（Ｇ１）（図２中のａ）に前記陰極（ｂ）を例えば
スペーサー（ｃ）でｄ０１（Ｇ１内面と陰極面との距
離）に設定しリテイナー（ｄ）で溶接固定し、完成電子
銃とする。該完成電子銃をＣＲＴバルブに封止し排気プ
ロセスにてバルブ内を１０-4Ｐａ以下にする。同時にバ
ルブ全体を３００〜４００℃に加熱しガラス、内装カー
ボン、蛍光体等内蔵物からのガス出しも行う。ゲッター
フラッシュ後ノッキング工程を経てエージング工程にて
ビーム電流の安定化をはかりＣＲＴは完成される。エー
ジング工程はカソード温度１５００℃で１５分程度の熱
活性で十分ビーム電流をとることができ、従来の酸化物
陰極の１／３〜１／５の時間で済む。
み電子銃（各電極をマルチフォームガラスで所定電極間
距離に設定して融着固定された電子銃中間製品）の制御
電極（Ｇ１）（図２中のａ）に前記陰極（ｂ）を例えば
スペーサー（ｃ）でｄ０１（Ｇ１内面と陰極面との距
離）に設定しリテイナー（ｄ）で溶接固定し、完成電子
銃とする。該完成電子銃をＣＲＴバルブに封止し排気プ
ロセスにてバルブ内を１０-4Ｐａ以下にする。同時にバ
ルブ全体を３００〜４００℃に加熱しガラス、内装カー
ボン、蛍光体等内蔵物からのガス出しも行う。ゲッター
フラッシュ後ノッキング工程を経てエージング工程にて
ビーム電流の安定化をはかりＣＲＴは完成される。エー
ジング工程はカソード温度１５００℃で１５分程度の熱
活性で十分ビーム電流をとることができ、従来の酸化物
陰極の１／３〜１／５の時間で済む。
【００１５】又、前記化合物を１０-6Ｐａ以下の真空下
で蒸発速度を測定した。この結果を図３に示した。原子
化合物比が整数値である硼化物の蒸発速度に比べて、本
発明になる原子化合物比が不定比の硼化物の蒸発速度
は、約１０分の１と小さいことが明かである。
で蒸発速度を測定した。この結果を図３に示した。原子
化合物比が整数値である硼化物の蒸発速度に比べて、本
発明になる原子化合物比が不定比の硼化物の蒸発速度
は、約１０分の１と小さいことが明かである。
【００１６】更に、前記陰極を、図４に示す電気回路を
有するＣＲＴ特性評価用装置に搭載し、一定温度条件下
でのカットオフ電圧の変動を評価した。この結果を表１
に示す。尚、比較の例として酸化物陰極についても同様
の評価を行った。
有するＣＲＴ特性評価用装置に搭載し、一定温度条件下
でのカットオフ電圧の変動を評価した。この結果を表１
に示す。尚、比較の例として酸化物陰極についても同様
の評価を行った。
【００１７】
【表１】
【００１８】原子化合比の値が６．０２以上６．３以下
の組成の化合物を用いた陰極は、従来から公知の酸化物
陰極と比べて電流密度が高くとれ、加えて、原子化合比
が６．０の整数値のものを用いた陰極に比較して同一電
流密度の動作温度ではカットオフ電圧の変動が少なく、
長寿命である。
の組成の化合物を用いた陰極は、従来から公知の酸化物
陰極と比べて電流密度が高くとれ、加えて、原子化合比
が６．０の整数値のものを用いた陰極に比較して同一電
流密度の動作温度ではカットオフ電圧の変動が少なく、
長寿命である。
【００１９】
【発明の効果】本発明によれば、低い動作温度で高い電
流密度を得ることができるので、電子放射物質の蒸発が
抑制することができ、高輝度で高精細な、しかも長寿命
なＣＲＴ用陰極を容易に得ることができる。
流密度を得ることができるので、電子放射物質の蒸発が
抑制することができ、高輝度で高精細な、しかも長寿命
なＣＲＴ用陰極を容易に得ることができる。
【図１】本発明の実施例に用いた陰極を示す図
【図２】本発明の陰極を搭載した完成電子銃の模式図
【図３】真空下での蒸発速度を示す図
【図４】本発明の熱陰極のＣＲＴ特性評価を行うときの
電気回路図
電気回路図
１ 熱電子放射源 ２ ヒーター ３ 金属支柱 ４ 絶縁碍子 ａ 制御電極（Ｇ１） ｂ 陰極 ｃ スペーサー ｄ リテイナー
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 斎藤 恒成 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ ー株式会社内 (72)発明者 住 紘一郎 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ ー株式会社内
Claims (2)
- 【請求項１】 希土類元素の硼化物からなる物質を熱電
子放射源とし、前記硼化物中の硼素の希土類元素に対す
る原子化合比が６．０２以上６．３以下であることを特
徴とするＣＲＴ用熱陰極。 - 【請求項２】 前記希土類元素がランタン（Ｌａ）及び
／又はセリウム（Ｃｅ）であることを特徴とする請求項
１記載のＣＲＴ用熱陰極。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29140795A JPH09134662A (ja) | 1995-11-09 | 1995-11-09 | Ｃｒｔ用熱陰極 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29140795A JPH09134662A (ja) | 1995-11-09 | 1995-11-09 | Ｃｒｔ用熱陰極 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09134662A true JPH09134662A (ja) | 1997-05-20 |
Family
ID=17768499
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29140795A Pending JPH09134662A (ja) | 1995-11-09 | 1995-11-09 | Ｃｒｔ用熱陰極 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09134662A (ja) |
-
1995
- 1995-11-09 JP JP29140795A patent/JPH09134662A/ja active Pending
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