JPH09320449A - 電子管用陰極 - Google Patents
電子管用陰極Info
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- JPH09320449A JPH09320449A JP14159796A JP14159796A JPH09320449A JP H09320449 A JPH09320449 A JP H09320449A JP 14159796 A JP14159796 A JP 14159796A JP 14159796 A JP14159796 A JP 14159796A JP H09320449 A JPH09320449 A JP H09320449A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 長期間の高電流密度（３Ａ／ｃｍ2 程度）動
作においても、劣化の少ない安定した電子放射能力を保
持する電子管用陰極を提供する。 【解決手段】 主成分がタングステン１３からなり、上
記タングステン１３よりも還元性の高い還元性金属１４
および希土類金属１５を含有してなる基体１０と、上記
基体１０上に少なくともバリウムを含むアルカリ土類金
属の酸化物を被着して形成された電子放射物質層５０と
を備える。
作においても、劣化の少ない安定した電子放射能力を保
持する電子管用陰極を提供する。 【解決手段】 主成分がタングステン１３からなり、上
記タングステン１３よりも還元性の高い還元性金属１４
および希土類金属１５を含有してなる基体１０と、上記
基体１０上に少なくともバリウムを含むアルカリ土類金
属の酸化物を被着して形成された電子放射物質層５０と
を備える。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はブラウン管や撮像管
などに使用される電子管用陰極に関し、特に高電流密度
で長期間に渡って動作さしても安定な電子放射特性を保
持するための技術に関するものである。
などに使用される電子管用陰極に関し、特に高電流密度
で長期間に渡って動作さしても安定な電子放射特性を保
持するための技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図７は、例えば特公昭６４−５４１７号
公報に開示されているような、テレビ用ブラウン管や撮
像管に用いられている電子管用陰極の構造を示すもので
ある。図において、１はシリコン（Ｓｉ）やマグネシウ
ム（Ｍｇ）などの還元性元素を微量含み、主成分がニッ
ケル（Ｎｉ）からなる基体である。５は、少なくともバ
リウム（Ｂａ）を含み、他にストロンチウム（Ｓｒ）あ
るいは／及びカルシウム（Ｃａ）を含むアルカリ土類金
属の酸化物１１を主成分とし、０．１〜２０重量％の酸
化スカンジウム等の希土類金属の酸化物１２を含んだ電
子放射物質層である。また、２はニクロム等で構成され
た陰極スリ−ブ、３は上記陰極スリーブ２内に配設され
たヒ−タで、加熱により上記電子放射物質層５から熱電
子を放出させるものである。
公報に開示されているような、テレビ用ブラウン管や撮
像管に用いられている電子管用陰極の構造を示すもので
ある。図において、１はシリコン（Ｓｉ）やマグネシウ
ム（Ｍｇ）などの還元性元素を微量含み、主成分がニッ
ケル（Ｎｉ）からなる基体である。５は、少なくともバ
リウム（Ｂａ）を含み、他にストロンチウム（Ｓｒ）あ
るいは／及びカルシウム（Ｃａ）を含むアルカリ土類金
属の酸化物１１を主成分とし、０．１〜２０重量％の酸
化スカンジウム等の希土類金属の酸化物１２を含んだ電
子放射物質層である。また、２はニクロム等で構成され
た陰極スリ−ブ、３は上記陰極スリーブ２内に配設され
たヒ−タで、加熱により上記電子放射物質層５から熱電
子を放出させるものである。
【０００３】次に、このように構成された電子管用陰極
において、基体１への電子放射物質層５の被着方法につ
いて説明する。バリウム（Ｂａ）、ストロンチウム（Ｓ
ｒ）、カルシウム（Ｃａ）の三元炭酸塩と所定量の酸化
スカンジウムをバインダ−及び溶剤とともに混合して、
懸濁液を作成し、この懸濁液を基体１上にスプレ−法に
より約８０μｍの厚みで塗布する。その後、ブラウン管
の真空排気工程中にヒ−タ３によって加熱する。この
時、アルカリ土類金属の炭酸塩はアルカリ土類金属酸化
物１１に変わる。その後、アルカリ土類金属酸化物１１
の一部を還元して半導体的性質を有するように活性化を
行うことにより、基体１の上にアルカリ土類金属の酸化
物１１と希土類金属の酸化物１２との混合物からなる電
子放射物質層５を被着せしめる。
において、基体１への電子放射物質層５の被着方法につ
いて説明する。バリウム（Ｂａ）、ストロンチウム（Ｓ
ｒ）、カルシウム（Ｃａ）の三元炭酸塩と所定量の酸化
スカンジウムをバインダ−及び溶剤とともに混合して、
懸濁液を作成し、この懸濁液を基体１上にスプレ−法に
より約８０μｍの厚みで塗布する。その後、ブラウン管
の真空排気工程中にヒ−タ３によって加熱する。この
時、アルカリ土類金属の炭酸塩はアルカリ土類金属酸化
物１１に変わる。その後、アルカリ土類金属酸化物１１
の一部を還元して半導体的性質を有するように活性化を
行うことにより、基体１の上にアルカリ土類金属の酸化
物１１と希土類金属の酸化物１２との混合物からなる電
子放射物質層５を被着せしめる。
【０００４】この活性化工程において、アルカリ土類金
属の酸化物１１の一部は次のように反応している。つま
り、基体１の中に含有されたシリコン（Ｓｉ）やマグネ
シウム（Ｍｇ）等の還元性元素は拡散により電子放射物
質層５と基体１の界面に移動して、アルカリ土類金属の
酸化物１１と反応する。例えば、アルカリ土類金属の酸
化物１１として酸化バリウム（ＢａＯ）であれば次の式
（１）、式（２）の様に反応するものである。 ２ＢａＯ＋１／２Ｓｉ＝Ｂａ＋１／２Ｂａ2ＳｉＯ4 … （１） ＢａＯ＋Ｍｇ＝Ｂａ＋ＭｇＯ … （２） これらの反応の結果、アルカリ土類金属の酸化物１１の
一部が還元されて、酸素欠乏型の半導体となり、電子放
射が可能になる。
属の酸化物１１の一部は次のように反応している。つま
り、基体１の中に含有されたシリコン（Ｓｉ）やマグネ
シウム（Ｍｇ）等の還元性元素は拡散により電子放射物
質層５と基体１の界面に移動して、アルカリ土類金属の
酸化物１１と反応する。例えば、アルカリ土類金属の酸
化物１１として酸化バリウム（ＢａＯ）であれば次の式
（１）、式（２）の様に反応するものである。 ２ＢａＯ＋１／２Ｓｉ＝Ｂａ＋１／２Ｂａ2ＳｉＯ4 … （１） ＢａＯ＋Ｍｇ＝Ｂａ＋ＭｇＯ … （２） これらの反応の結果、アルカリ土類金属の酸化物１１の
一部が還元されて、酸素欠乏型の半導体となり、電子放
射が可能になる。
【０００５】一般に、酸化物陰極の電子放射能力は酸化
物中の過剰の遊離バリウム（Ｂａ）の存在量に依存する
ので、希土類金属の酸化物１２が含まれない場合には、
高電流密度動作に必要な十分な遊離バリウム（Ｂａ）の
供給が得られないため、動作可能な電流密度が小さい。
即ち、上述した反応時に生成される副生成物であって中
間層と呼ばれている酸化マグネシウム（ＭｇＯ）や珪酸
バリウム（Ｂａ2ＳｉＯ4）が基体１のニッケル結晶粒界
や基体１と電子放射物質層５の界面に集中的に形成され
るため、上記した式（１）および式（２）の反応がこれ
ら中間層中のマグネシウム（Ｍｇ）およびシリコン（Ｓ
ｉ）の拡散速度に律速され、遊離バリウム（Ｂａ）の供
給が不足するためである。
物中の過剰の遊離バリウム（Ｂａ）の存在量に依存する
ので、希土類金属の酸化物１２が含まれない場合には、
高電流密度動作に必要な十分な遊離バリウム（Ｂａ）の
供給が得られないため、動作可能な電流密度が小さい。
即ち、上述した反応時に生成される副生成物であって中
間層と呼ばれている酸化マグネシウム（ＭｇＯ）や珪酸
バリウム（Ｂａ2ＳｉＯ4）が基体１のニッケル結晶粒界
や基体１と電子放射物質層５の界面に集中的に形成され
るため、上記した式（１）および式（２）の反応がこれ
ら中間層中のマグネシウム（Ｍｇ）およびシリコン（Ｓ
ｉ）の拡散速度に律速され、遊離バリウム（Ｂａ）の供
給が不足するためである。
【０００６】また、電子放射物質層５の中に希土類金属
の酸化物１２が含まれる場合には、酸化スカンジウム
（Ｓｃ2Ｏ3）を例にとって説明すると、陰極が動作時の
基体１と電子放射物質層５との界面では基体１中から拡
散してきた還元剤の一部と酸化スカンジウム（Ｓｃ
2Ｏ3）が次の式（３）の様に反応して少量の金属スカン
ジウムを生成し、この金属スカンジウムの一部は基体１
のニッケル中に固溶し、一部は上記界面に存在する。 １／２Ｓｃ2Ｏ3＋３／２Ｍｇ＝Ｓｃ＋３／２ＭｇＯ … （３）
の酸化物１２が含まれる場合には、酸化スカンジウム
（Ｓｃ2Ｏ3）を例にとって説明すると、陰極が動作時の
基体１と電子放射物質層５との界面では基体１中から拡
散してきた還元剤の一部と酸化スカンジウム（Ｓｃ
2Ｏ3）が次の式（３）の様に反応して少量の金属スカン
ジウムを生成し、この金属スカンジウムの一部は基体１
のニッケル中に固溶し、一部は上記界面に存在する。 １／２Ｓｃ2Ｏ3＋３／２Ｍｇ＝Ｓｃ＋３／２ＭｇＯ … （３）
【０００７】式（３）のように反応して形成された金属
スカンジウムは、基体１のニッケル粒界およぴ前記界面
に形成された中間層を次の式（４）のように分解する作
用を有するので、遊離バリウム（Ｂａ）の供給が改善さ
れ、希土類金属の酸化物が含まれない場合よりも高電流
密度動作が可能になると考えられている。 １／２Ｂａ2ＳｉＯ4＋４／３Ｓｃ＝Ｂａ＋１／２Ｓｉ＋２／３Ｓｃ2Ｏ3 … （４） 尚、希土類金属の酸化物の結晶粒子は、生成した過剰の
遊離バリウムをその結晶粒子周囲に捕獲し、蒸発による
消耗を抑えるという効果も有していることが過去の分析
から確認されている。
スカンジウムは、基体１のニッケル粒界およぴ前記界面
に形成された中間層を次の式（４）のように分解する作
用を有するので、遊離バリウム（Ｂａ）の供給が改善さ
れ、希土類金属の酸化物が含まれない場合よりも高電流
密度動作が可能になると考えられている。 １／２Ｂａ2ＳｉＯ4＋４／３Ｓｃ＝Ｂａ＋１／２Ｓｉ＋２／３Ｓｃ2Ｏ3 … （４） 尚、希土類金属の酸化物の結晶粒子は、生成した過剰の
遊離バリウムをその結晶粒子周囲に捕獲し、蒸発による
消耗を抑えるという効果も有していることが過去の分析
から確認されている。
【０００８】次に、前述の特性について説明すると、陰
極の動作温度を７００〜８００℃とした場合では、希土
類金属の酸化物１２を含まない時で０．５Ａ／ｃｍ2 、
希土類金属の酸化物を混合した場合には、２．０Ａ／ｃ
ｍ2 程度の電流密度動作は可能となった。
極の動作温度を７００〜８００℃とした場合では、希土
類金属の酸化物１２を含まない時で０．５Ａ／ｃｍ2 、
希土類金属の酸化物を混合した場合には、２．０Ａ／ｃ
ｍ2 程度の電流密度動作は可能となった。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】このように構成された
電子管用陰極において、電子放射物質層中に希土類金属
の酸化物を有する場合には、無い場合に比べて高電流密
度での動作を行えるようにはなった。しかしながら、最
近の陰極線管に対する要求として、３．０Ａ／ｃｍ2 を
超えるような高電流密度での動作を長期間（例えば、１
０，０００時間以上）に渡って安定して行えるような電
子管用陰極が望まれるようになっきているが、上述した
従来の電子管用陰極では高電流密度動作の長期安定性は
充分なものではなかった。本発明は、このような課題を
解決するためになされたもので、長期間の高電流密度動
作においても安定した電子放射能力を保持する電子管用
陰極を提供することを目的とする。
電子管用陰極において、電子放射物質層中に希土類金属
の酸化物を有する場合には、無い場合に比べて高電流密
度での動作を行えるようにはなった。しかしながら、最
近の陰極線管に対する要求として、３．０Ａ／ｃｍ2 を
超えるような高電流密度での動作を長期間（例えば、１
０，０００時間以上）に渡って安定して行えるような電
子管用陰極が望まれるようになっきているが、上述した
従来の電子管用陰極では高電流密度動作の長期安定性は
充分なものではなかった。本発明は、このような課題を
解決するためになされたもので、長期間の高電流密度動
作においても安定した電子放射能力を保持する電子管用
陰極を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】この発明に係る電子管用
陰極は、主成分がタングステンからなり、上記タングス
テンよりも還元性の高い金属および希土類金属を含有し
てなる基体と、上記基体上に少なくともバリウムを含む
アルカリ土類金属の酸化物を被着して形成された電子放
射物質層とを備えたものである。
陰極は、主成分がタングステンからなり、上記タングス
テンよりも還元性の高い金属および希土類金属を含有し
てなる基体と、上記基体上に少なくともバリウムを含む
アルカリ土類金属の酸化物を被着して形成された電子放
射物質層とを備えたものである。
【００１１】さらに、基体中の希土類金属の含有率を
０．０１〜０．５重量％としたものである。
０．０１〜０．５重量％としたものである。
【００１２】また、この発明に係る電子管用陰極は、主
成分がタングステンからなり、上記タングステンよりも
還元性の高い金属を含有してなる基体と、上記基体上に
少なくともバリウムを含むアルカリ土類金属の酸化物と
希土類金属の酸化物を被着して形成された電子放射物質
層とを備えたものである。
成分がタングステンからなり、上記タングステンよりも
還元性の高い金属を含有してなる基体と、上記基体上に
少なくともバリウムを含むアルカリ土類金属の酸化物と
希土類金属の酸化物を被着して形成された電子放射物質
層とを備えたものである。
【００１３】さらに、電子放射物質層中の希土類金属の
酸化物の含有率を０．１〜２０重量％としたものであ
る。
酸化物の含有率を０．１〜２０重量％としたものであ
る。
【００１４】また、この発明に係る電子管用陰極に用い
られる希土類金属として、スカンジウムまたはイットリ
ウムを用いたものである。
られる希土類金属として、スカンジウムまたはイットリ
ウムを用いたものである。
【００１５】
実施の形態１．以下、本発明の一実施の形態を図面に基
づいて説明する。尚、図において同一符号は従来のもの
と同一あるいは相当のものを表す。図１は、本発明の実
施の形態１による電子管用陰極の構造を示す図である。
図において、１０は基体、２は陰極スリーブ、３はヒー
タ、５０は電子放射物質層である。基体１０はタングス
テン（Ｗ）１３を主成分とし、微量のシリコン（Ｓｉ）
やマグネシウム（Ｍｇ）等の還元性金属１４および希土
類金属１５であるスカンジウム（Ｓｃ）からなってい
る。また、基体１０の上面には、少なくともバリウム
（Ｂａ）を含み、他にストロンチウム（Ｓｒ）あるいは
／及びカルシウム（Ｃａ）を含むアルカリ土類金属酸化
物からなる電子放射物質層５０が被着形成されている。
づいて説明する。尚、図において同一符号は従来のもの
と同一あるいは相当のものを表す。図１は、本発明の実
施の形態１による電子管用陰極の構造を示す図である。
図において、１０は基体、２は陰極スリーブ、３はヒー
タ、５０は電子放射物質層である。基体１０はタングス
テン（Ｗ）１３を主成分とし、微量のシリコン（Ｓｉ）
やマグネシウム（Ｍｇ）等の還元性金属１４および希土
類金属１５であるスカンジウム（Ｓｃ）からなってい
る。また、基体１０の上面には、少なくともバリウム
（Ｂａ）を含み、他にストロンチウム（Ｓｒ）あるいは
／及びカルシウム（Ｃａ）を含むアルカリ土類金属酸化
物からなる電子放射物質層５０が被着形成されている。
【００１６】ここで基体１０の形成法について説明す
る。まず、タングステン（Ｗ）粉末、シリコン（Ｓｉ）
粉末、マグネシウム（Ｍｇ）粉末およびスカンジウム
（Ｓｃ）粉末を予め所定量混合し、ペレット状にプレス
成形し、真空中で加熱焼結させる。その際、タングステ
ン（Ｗ）金属に比べ蒸発し易いシリコン（Ｓｉ）、マグ
ネシウム（Ｍｇ）およびスカンジウム（Ｓｃ）の各金属
は、焼結時の蒸発による損失を考慮し、多めに混合して
おく。本実施の形態１では焼結後の組成比を、シリコン
（Ｓｉ）０．１重量％、マグネシウム（Ｍｇ）０．１重
量％、スカンジウム（Ｓｃ）０．１重量％とした。
る。まず、タングステン（Ｗ）粉末、シリコン（Ｓｉ）
粉末、マグネシウム（Ｍｇ）粉末およびスカンジウム
（Ｓｃ）粉末を予め所定量混合し、ペレット状にプレス
成形し、真空中で加熱焼結させる。その際、タングステ
ン（Ｗ）金属に比べ蒸発し易いシリコン（Ｓｉ）、マグ
ネシウム（Ｍｇ）およびスカンジウム（Ｓｃ）の各金属
は、焼結時の蒸発による損失を考慮し、多めに混合して
おく。本実施の形態１では焼結後の組成比を、シリコン
（Ｓｉ）０．１重量％、マグネシウム（Ｍｇ）０．１重
量％、スカンジウム（Ｓｃ）０．１重量％とした。
【００１７】次に、基体１０の上に被着される電子放射
物質層５０の形成方法について説明する。まず、バリウ
ム（Ｂａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）、カルシウム（Ｃ
ａ）からなるアルカリ土類金属の炭酸塩とバインダ−で
あるニトロセルロ−スおよび溶剤の酢酸ブチルからなる
懸濁液を作製し、これをスプレ−法により基体１０の上
面に塗布することにより、電子放射物質層５０を形成さ
せる。尚、電子放射物質層５０の塗布厚さは８０μｍと
した。
物質層５０の形成方法について説明する。まず、バリウ
ム（Ｂａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）、カルシウム（Ｃ
ａ）からなるアルカリ土類金属の炭酸塩とバインダ−で
あるニトロセルロ−スおよび溶剤の酢酸ブチルからなる
懸濁液を作製し、これをスプレ−法により基体１０の上
面に塗布することにより、電子放射物質層５０を形成さ
せる。尚、電子放射物質層５０の塗布厚さは８０μｍと
した。
【００１８】図２は、このような方法で製作した本発明
による電子管用陰極を通常のテレビジョン用ブラウン管
の電子銃に装着して、通常の排気工程を経て完成したブ
ラウン管を電流密度３．０Ａ／ｃｍ2 の条件で動作させ
た時の電子放射特性を従来例と比較して示したものであ
る。尚、比較のための従来例は、主成分がニッケル（Ｎ
ｉ）である基体中に微量のシリコン（Ｓｉ）とマグネシ
ウム（Ｍｇ）を含有させ、その上にバリウム（Ｂａ）、
ストロンチウム（Ｓｒ）、カルシウム（Ｃａ）からなる
アルカリ土類金属の酸化物および希土類金属の酸化物で
ある酸化スカンジウムを１重量％混合して電子放射物質
層を形成した電子管用陰極の電子放射特性である。図２
から明らかなように、本実施の形態１による電子管用陰
極は、電流密度が３．０Ａ／ｃｍ2 の条件で、１０００
０時間程度の長期間に渡って動作させても初期値に対し
て８５％以上を保持しており、従来例のものに比べて動
作中の電子放射特性の劣化は著しく少なく、充分実用に
供することができるものであることが確認できた。
による電子管用陰極を通常のテレビジョン用ブラウン管
の電子銃に装着して、通常の排気工程を経て完成したブ
ラウン管を電流密度３．０Ａ／ｃｍ2 の条件で動作させ
た時の電子放射特性を従来例と比較して示したものであ
る。尚、比較のための従来例は、主成分がニッケル（Ｎ
ｉ）である基体中に微量のシリコン（Ｓｉ）とマグネシ
ウム（Ｍｇ）を含有させ、その上にバリウム（Ｂａ）、
ストロンチウム（Ｓｒ）、カルシウム（Ｃａ）からなる
アルカリ土類金属の酸化物および希土類金属の酸化物で
ある酸化スカンジウムを１重量％混合して電子放射物質
層を形成した電子管用陰極の電子放射特性である。図２
から明らかなように、本実施の形態１による電子管用陰
極は、電流密度が３．０Ａ／ｃｍ2 の条件で、１０００
０時間程度の長期間に渡って動作させても初期値に対し
て８５％以上を保持しており、従来例のものに比べて動
作中の電子放射特性の劣化は著しく少なく、充分実用に
供することができるものであることが確認できた。
【００１９】このような本実施の形態１による電子管用
陰極の優れた特性の原因は、以下のように考えられる。
即ち、特公昭６４−５４１７号公報および特開昭６２−
８８２４１号公報に開示されているように、希土類金属
であるスカンジウム（Ｓｃ）またはその酸化物を基体１
０中に混合したことにより基体１０と電子放射物質層５
０との界面に発生する中間層の形成が抑制され、タング
ステン（Ｗ）を主成分とする基体１０中の微量還元剤で
あるマグネシウム（Ｍｇ）、シリコン（Ｓｉ）の拡散が
継続して起こり、電子放射源となる遊離バリウムの生成
が継続して行われること、また、加えて基体１０の主成
分をタングステン（Ｗ）としたことでマグネシウム（Ｍ
ｇ）、シリコン（Ｓｉ）の還元剤の消耗後もタングステ
ン基体自身の還元作用により、引き続き遊離バリウムの
生成が行われることによると考えられる。
陰極の優れた特性の原因は、以下のように考えられる。
即ち、特公昭６４−５４１７号公報および特開昭６２−
８８２４１号公報に開示されているように、希土類金属
であるスカンジウム（Ｓｃ）またはその酸化物を基体１
０中に混合したことにより基体１０と電子放射物質層５
０との界面に発生する中間層の形成が抑制され、タング
ステン（Ｗ）を主成分とする基体１０中の微量還元剤で
あるマグネシウム（Ｍｇ）、シリコン（Ｓｉ）の拡散が
継続して起こり、電子放射源となる遊離バリウムの生成
が継続して行われること、また、加えて基体１０の主成
分をタングステン（Ｗ）としたことでマグネシウム（Ｍ
ｇ）、シリコン（Ｓｉ）の還元剤の消耗後もタングステ
ン基体自身の還元作用により、引き続き遊離バリウムの
生成が行われることによると考えられる。
【００２０】つまり、基体金属であるタングステン
（Ｗ）の還元能力は従来の基体成分であるニッケル（Ｎ
ｉ）に比べ強く、また、動作中の比較的初期段階で強い
還元作用を示すマグネシウム（Ｍｇ）やシリコン（Ｓ
ｉ）の消耗後も、それらに代わって次の式（５）に示す
ような還元が行われ、遊離バリウムの生成が継続して行
われるので、高密度電流で長期間にわたって動作させて
も放射電流密度の劣化の少ない優れた電子放射特性を有
するものと考えられる。 ２ＢａＯ＋１／３Ｗ＝Ｂａ＋１／３Ｂａ3ＷＯ6 … （５）
（Ｗ）の還元能力は従来の基体成分であるニッケル（Ｎ
ｉ）に比べ強く、また、動作中の比較的初期段階で強い
還元作用を示すマグネシウム（Ｍｇ）やシリコン（Ｓ
ｉ）の消耗後も、それらに代わって次の式（５）に示す
ような還元が行われ、遊離バリウムの生成が継続して行
われるので、高密度電流で長期間にわたって動作させて
も放射電流密度の劣化の少ない優れた電子放射特性を有
するものと考えられる。 ２ＢａＯ＋１／３Ｗ＝Ｂａ＋１／３Ｂａ3ＷＯ6 … （５）
【００２１】更に、図３は、基体１０中の希土類金属１
５であるスカンジウム（Ｓｃ）の組成比を変えた場合の
電流密度３．０Ａ／ｃｍ2 の条件下で１００００時間動
作後の電子放射特性（エミッション電流比）の変化を示
したものである。図３より、スカンジウム（Ｓｃ）の含
有率が、０．０１〜０．５重量％の範囲で良好な特性を
示していることが判る。尚、ここでは希土類金属として
スカンジウム（Ｓｃ）を使用した場合の例を示したが、
イットリウム（Ｙ）に置き換えても同様の結果が得られ
ている。
５であるスカンジウム（Ｓｃ）の組成比を変えた場合の
電流密度３．０Ａ／ｃｍ2 の条件下で１００００時間動
作後の電子放射特性（エミッション電流比）の変化を示
したものである。図３より、スカンジウム（Ｓｃ）の含
有率が、０．０１〜０．５重量％の範囲で良好な特性を
示していることが判る。尚、ここでは希土類金属として
スカンジウム（Ｓｃ）を使用した場合の例を示したが、
イットリウム（Ｙ）に置き換えても同様の結果が得られ
ている。
【００２２】実施の形態２．次に、この発明の実施の形
態２を図４に基づいて説明する。図４は、本発明の実施
の形態２による電子管用陰極の構造を示す図である。図
において、２０は基体、２は陰極スリーブ、３はヒー
タ、５は電子放射物質層である。基体２０はタングステ
ン（Ｗ）１３を主成分とし、微量のシリコン（Ｓｉ）、
マグネシウム（Ｍｇ）等の還元性金属１４からなってい
る。また、基体２０の上面には、少なくともバリウム
（Ｂａ）を含み、他にストロンチウム（Ｓｒ）あるいは
／及びカルシウム（Ｃａ）を含むアルカリ土類金属の酸
化物１１と、例えば酸化スカンジウムのような希土類金
属の酸化物１２とを混合した従来例と同様の電子電子放
射物質層５が被着形成されている。
態２を図４に基づいて説明する。図４は、本発明の実施
の形態２による電子管用陰極の構造を示す図である。図
において、２０は基体、２は陰極スリーブ、３はヒー
タ、５は電子放射物質層である。基体２０はタングステ
ン（Ｗ）１３を主成分とし、微量のシリコン（Ｓｉ）、
マグネシウム（Ｍｇ）等の還元性金属１４からなってい
る。また、基体２０の上面には、少なくともバリウム
（Ｂａ）を含み、他にストロンチウム（Ｓｒ）あるいは
／及びカルシウム（Ｃａ）を含むアルカリ土類金属の酸
化物１１と、例えば酸化スカンジウムのような希土類金
属の酸化物１２とを混合した従来例と同様の電子電子放
射物質層５が被着形成されている。
【００２３】尚、本実施の形態２による電子管用陰極の
作製方法については実施の形態１と同様であるが、その
組成については、タングステン（Ｗ）１３を主成分とす
る基体２０中の微量の還元剤（即ち、還元性金属１４）
として、シリコン（Ｓｉ）を０．１重量％、マグネシウ
ム（Ｍｇ）を０．１重量％とし、電子放射物質層５中の
希土類金属の酸化物１２として、酸化スカンジウムの割
合を１．０重量％としている。
作製方法については実施の形態１と同様であるが、その
組成については、タングステン（Ｗ）１３を主成分とす
る基体２０中の微量の還元剤（即ち、還元性金属１４）
として、シリコン（Ｓｉ）を０．１重量％、マグネシウ
ム（Ｍｇ）を０．１重量％とし、電子放射物質層５中の
希土類金属の酸化物１２として、酸化スカンジウムの割
合を１．０重量％としている。
【００２４】図５は、このような方法で作製した本実施
例の電子管用陰極を通常のテレビジョン用ブラウン管の
電子銃に装着し、通常の排気工程を経て完成したブラウ
ン管を電流密度３．０Ａ／ｃｍ2 の条件で動作させた時
の電子放射特性を従来例と比較して示したものである。
尚、比較のための従来例は、主成分がニッケル（Ｎｉ）
である基体中に微量のシリコン（Ｓｉ）、マグネシウム
（Ｍｇ）を含有させ、その上にバリウム（Ｂａ）、スト
ロンチウム（Ｓｒ）、カルシウム（Ｃａ）からなるアル
カリ土類金属の酸化物および希土類金属の酸化物である
酸化スカンジウムを１．０重量％混合して電子放射物質
層を形成した電子管用陰極の電子放射特性である。この
図５からも明らかなように、本実施の形態２による電子
管用陰極は、実施の形態１のものと同様に従来例のもの
に比べ長期間に渡る動作中の電子放射特性の劣化は著し
く少ないものであった。
例の電子管用陰極を通常のテレビジョン用ブラウン管の
電子銃に装着し、通常の排気工程を経て完成したブラウ
ン管を電流密度３．０Ａ／ｃｍ2 の条件で動作させた時
の電子放射特性を従来例と比較して示したものである。
尚、比較のための従来例は、主成分がニッケル（Ｎｉ）
である基体中に微量のシリコン（Ｓｉ）、マグネシウム
（Ｍｇ）を含有させ、その上にバリウム（Ｂａ）、スト
ロンチウム（Ｓｒ）、カルシウム（Ｃａ）からなるアル
カリ土類金属の酸化物および希土類金属の酸化物である
酸化スカンジウムを１．０重量％混合して電子放射物質
層を形成した電子管用陰極の電子放射特性である。この
図５からも明らかなように、本実施の形態２による電子
管用陰極は、実施の形態１のものと同様に従来例のもの
に比べ長期間に渡る動作中の電子放射特性の劣化は著し
く少ないものであった。
【００２５】本実施の形態２の効果について説明する
と、電子放射物質層５中に希土類金属の酸化物１２を混
合していることで、ブラウン管の動作中に基体２０と電
子放射物質層５との界面に形成される中間層の生成を抑
制でき、基体２０中の微量の還元剤（還元性金属１４）
の拡散を継続させると共に、当該微量還元剤の消耗後も
基体主成分であるタングステン（Ｗ）により引き続き式
（４）に代表される還元反応によって遊離バリウムが生
成されるので、高密度電流で長期間にわたって動作させ
ても優れた電子放射特性を有するものと考えられる。
と、電子放射物質層５中に希土類金属の酸化物１２を混
合していることで、ブラウン管の動作中に基体２０と電
子放射物質層５との界面に形成される中間層の生成を抑
制でき、基体２０中の微量の還元剤（還元性金属１４）
の拡散を継続させると共に、当該微量還元剤の消耗後も
基体主成分であるタングステン（Ｗ）により引き続き式
（４）に代表される還元反応によって遊離バリウムが生
成されるので、高密度電流で長期間にわたって動作させ
ても優れた電子放射特性を有するものと考えられる。
【００２６】尚、図６は、電子放射物質層５中の希土類
金属の酸化物１２である酸化スカンジウム（Ｓｃ2Ｏ3）
の組成比を変えた場合の電流密度３．０Ａ／ｃｍ2 の条
件下で１００００時間動作後の電子放射特性の変化を示
したものである。図６より明らかなように、希土類金属
の酸化物である酸化スカンジウム（Ｓｃ2Ｏ3）の含有量
が０．１〜２０重量％の範囲で良好な特性を示している
ことが判る。また、ここでは希土類金属の酸化物１２と
して酸化スカンジウム（Ｓｃ2Ｏ3）を使用した実施例を
示したが、酸化イットリウム（Ｙ2Ｏ2）に置き換えても
同様の結果が得られている。
金属の酸化物１２である酸化スカンジウム（Ｓｃ2Ｏ3）
の組成比を変えた場合の電流密度３．０Ａ／ｃｍ2 の条
件下で１００００時間動作後の電子放射特性の変化を示
したものである。図６より明らかなように、希土類金属
の酸化物である酸化スカンジウム（Ｓｃ2Ｏ3）の含有量
が０．１〜２０重量％の範囲で良好な特性を示している
ことが判る。また、ここでは希土類金属の酸化物１２と
して酸化スカンジウム（Ｓｃ2Ｏ3）を使用した実施例を
示したが、酸化イットリウム（Ｙ2Ｏ2）に置き換えても
同様の結果が得られている。
【００２７】
【発明の効果】この発明に係る電子管用陰極によれば、
主成分がタングステンからなり、上記タングステンより
も還元性の高い金属および希土類金属を含有してなる基
体と、上記基体上に少なくともバリウムを含むアルカリ
土類金属の酸化物を被着して形成された電子放射物質層
とを備えたので、基体と電子放射物質層との界面に発生
する中間層の形成が抑制され、基体中の還元性の高い金
属の拡散が継続して起こり、電子放射源となる遊離バリ
ウムの生成が継続して行われると共に、さらに、基体の
主成分を還元性を有したタングステンとしたことにより
微量の還元性金属の消耗後もタングステン基体自身の還
元作用により、引き続き遊離バリウムの生成が行われる
ので、高密度電流で長期間に渡って動作させても放射電
流密度の劣化の少ない安定した電子放射特性を有した電
子管用陰極を提供できるという効果がある。
主成分がタングステンからなり、上記タングステンより
も還元性の高い金属および希土類金属を含有してなる基
体と、上記基体上に少なくともバリウムを含むアルカリ
土類金属の酸化物を被着して形成された電子放射物質層
とを備えたので、基体と電子放射物質層との界面に発生
する中間層の形成が抑制され、基体中の還元性の高い金
属の拡散が継続して起こり、電子放射源となる遊離バリ
ウムの生成が継続して行われると共に、さらに、基体の
主成分を還元性を有したタングステンとしたことにより
微量の還元性金属の消耗後もタングステン基体自身の還
元作用により、引き続き遊離バリウムの生成が行われる
ので、高密度電流で長期間に渡って動作させても放射電
流密度の劣化の少ない安定した電子放射特性を有した電
子管用陰極を提供できるという効果がある。
【００２８】また、この発明に係る電子管用陰極によれ
ば、基体中の希土類金属の含有率を０．０１〜０．５重
量％としたので、高密度電流で長期間に渡って動作させ
ても放射電流密度の劣化が非常に少ない優れた電子放射
特性を有した電子管用陰極を提供できるという効果があ
る。
ば、基体中の希土類金属の含有率を０．０１〜０．５重
量％としたので、高密度電流で長期間に渡って動作させ
ても放射電流密度の劣化が非常に少ない優れた電子放射
特性を有した電子管用陰極を提供できるという効果があ
る。
【００２９】また、この発明に係る電子管用陰極によれ
ば、主成分がタングステンからなり、上記タングステン
よりも還元性の高い金属を含有してなる基体と、上記基
体上に少なくともバリウムを含むアルカリ土類金属の酸
化物と希土類金属の酸化物を被着して形成された電子放
射物質層とを備えたので、基体と電子放射物質層の界面
に発生する中間層の形成が抑制され、基体中の還元性の
高い金属の拡散が継続して起こり、電子放射源となる遊
離バリウムの生成が継続して行われると共に、さらに、
基体の主成分を還元性を有したタングステンとしたこと
により微量の還元性金属の消耗後もタングステン基体自
身の還元作用により、引き続き遊離バリウムの生成が行
われるので、高密度電流で長期間に渡って動作させても
放射電流密度の劣化の少ない安定した電子放射特性を有
した電子管用陰極を提供できるという効果がある。
ば、主成分がタングステンからなり、上記タングステン
よりも還元性の高い金属を含有してなる基体と、上記基
体上に少なくともバリウムを含むアルカリ土類金属の酸
化物と希土類金属の酸化物を被着して形成された電子放
射物質層とを備えたので、基体と電子放射物質層の界面
に発生する中間層の形成が抑制され、基体中の還元性の
高い金属の拡散が継続して起こり、電子放射源となる遊
離バリウムの生成が継続して行われると共に、さらに、
基体の主成分を還元性を有したタングステンとしたこと
により微量の還元性金属の消耗後もタングステン基体自
身の還元作用により、引き続き遊離バリウムの生成が行
われるので、高密度電流で長期間に渡って動作させても
放射電流密度の劣化の少ない安定した電子放射特性を有
した電子管用陰極を提供できるという効果がある。
【００３０】また、この発明に係る電子管用陰極によれ
ば、電子放射物質層中の希土類金属の酸化物の含有率を
０．１〜２０重量％としたので、高密度電流で長期間に
渡って動作させても放射電流密度の劣化が非常に少ない
優れた電子放射特性を有した電子管用陰極を提供できる
という効果がある。
ば、電子放射物質層中の希土類金属の酸化物の含有率を
０．１〜２０重量％としたので、高密度電流で長期間に
渡って動作させても放射電流密度の劣化が非常に少ない
優れた電子放射特性を有した電子管用陰極を提供できる
という効果がある。
【００３１】また、この発明に係る電子管用陰極によれ
ば、希土類金属としてスカンジウムまたはイットリウム
を用いることにより、高密度電流で長期間に渡って動作
させても放射電流密度の劣化の特に少ない安定した電子
放射特性を有した電子管用陰極を提供できるという効果
がある。
ば、希土類金属としてスカンジウムまたはイットリウム
を用いることにより、高密度電流で長期間に渡って動作
させても放射電流密度の劣化の特に少ない安定した電子
放射特性を有した電子管用陰極を提供できるという効果
がある。
【図１】 本発明の実施の形態１による電子管用陰極の
構造を示す断面図である。
構造を示す断面図である。
【図２】 実施の形態１による電子管用陰極を用いて製
作したブラウン管の電子放射特性を示す図である。
作したブラウン管の電子放射特性を示す図である。
【図３】 実施の形態１において、電子管用陰極の基体
中の希土類金属の組成を変えた場合のブラウン管の電子
放射特性を示す図である。
中の希土類金属の組成を変えた場合のブラウン管の電子
放射特性を示す図である。
【図４】 本発明の実施の形態２による電子管用陰極の
構造を示す断面図である。
構造を示す断面図である。
【図５】 実施の形態２による電子管用陰極を用いて製
作したブラウン管の電子放射特性を示す図である。
作したブラウン管の電子放射特性を示す図である。
【図６】 実施の形態２において、電子管用陰極の電子
放射物質層中の希土類金属の組成を変えた場合のブラウ
ン管の電子放射特性を示す図である。
放射物質層中の希土類金属の組成を変えた場合のブラウ
ン管の電子放射特性を示す図である。
【図７】 従来の電子管用陰極の構造を示す断面図であ
る。
る。
１、１０、２０ 基体 ２ 陰極スリ−ブ
３ ヒ−タ ５、５０ 電子放射物質層 １１ アルカリ土類金属の酸化物 １２ 希土類金属
の酸化物 １３ タングステン １４ 還元性金属 １５ 希土類金属
３ ヒ−タ ５、５０ 電子放射物質層 １１ アルカリ土類金属の酸化物 １２ 希土類金属
の酸化物 １３ タングステン １４ 還元性金属 １５ 希土類金属
Claims (5)
- 【請求項１】 主成分がタングステンからなり、上記タ
ングステンよりも還元性の高い金属および希土類金属を
含有してなる基体と、 上記基体上に少なくともバリウムを含むアルカリ土類金
属の酸化物を被着して形成された電子放射物質層とを備
えたことを特徴とする電子管用陰極 - 【請求項２】 基体中の希土類金属の含有率を０．０１
〜０．５重量％としたことを特徴とする請求項１記載の
電子管用陰極 - 【請求項３】 主成分がタングステンからなり、上記タ
ングステンよりも還元性の高い金属を含有してなる基体
と、 上記基体上に少なくともバリウムを含むアルカリ土類金
属の酸化物と希土類金属の酸化物を被着して形成された
電子放射物質層とを備えたことを特徴とする電子管用陰
極 - 【請求項４】 電子放射物質層中の希土類金属の酸化物
の含有率を０．１〜２０重量％としたことを特徴とする
請求項３記載の電子管用陰極 - 【請求項５】 希土類金属は、スカンジウムまたはイッ
トリウムであることを特徴とする請求項１乃至４のいず
れかに記載の電子管用陰極
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14159796A JPH09320449A (ja) | 1996-06-04 | 1996-06-04 | 電子管用陰極 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14159796A JPH09320449A (ja) | 1996-06-04 | 1996-06-04 | 電子管用陰極 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09320449A true JPH09320449A (ja) | 1997-12-12 |
Family
ID=15295716
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14159796A Pending JPH09320449A (ja) | 1996-06-04 | 1996-06-04 | 電子管用陰極 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09320449A (ja) |
-
1996
- 1996-06-04 JP JP14159796A patent/JPH09320449A/ja active Pending
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| RD01 | Notification of change of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7421 Effective date: 20040625 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20040830 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20041005 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20050308 |