JPH1021819A - Manufacture of cathode for electron tube - Google Patents

Manufacture of cathode for electron tube

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JPH1021819A
JPH1021819A JP17327396A JP17327396A JPH1021819A JP H1021819 A JPH1021819 A JP H1021819A JP 17327396 A JP17327396 A JP 17327396A JP 17327396 A JP17327396 A JP 17327396A JP H1021819 A JPH1021819 A JP H1021819A
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JP
Japan
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cathode
electron tube
earth metal
terbium
average particle
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Application number
JP17327396A
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Japanese (ja)
Inventor
Yoshiki Hayashida
芳樹 林田
Tetsuo Ozawa
哲郎 小澤
Hiroshi Sakurai
浩 櫻井
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electronics Corp
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Publication date
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  • Solid Thermionic Cathode (AREA)
  • Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a manufacturing method for cathode for electron tube by which cathode with extremely small emission slump even after the use at electric current density as high as 2-4A/cm<2> can be manufactured. SOLUTION: A cathode 8 for electron tube is constituted of a heater coil 1, a cylindrical sleeve 2 in which the heater coil 1 is built, a substrate 3 installed in the open part in one end of the sleeve 2, and an emitter 7 consisting of a barium-containing alkali earth metal oxide 5 and a terbium oxide 6. The emitter 7 is produced by coating the substrate 3 with a mixture of alkali earth metal carbonate which satisfies a/b <=2.3 (wherein a stands for the average particle size in the longer axis direction of unit particle of the alkali earth metal carbonate and b for the average particle size in the shorter axis direction) and terbium oxide and thermally decomposing the mixture in vacuum.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、テレビ、ディスプ
レー等に用いる電子管(CRT)用陰極の製造方法に関
するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a cathode for an electron tube (CRT) used for a television, a display and the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の電子管用酸化物陰極は、図10に
示すように、ヒータコイル1と、このヒータコイル1を
内蔵した筒状のスリーブ2と、このスリーブ2の一端開
口部に設けた微量のマグネシウム等の還元性元素を含む
基体3と、この基体3上に被着されたバリウムを含むア
ルカリ土類金属酸化物を主成分としたエミッタ4とで構
成されている。このような従来の酸化物陰極には、電子
放射を開始してから電流が安定するまでに、数秒から数
分の時間がかかり、その間にわずかながら電流が徐々に
低下する現象(以下、この現象をエミッションスランプ
と呼ぶ)があり、(1)式に示すように、初期電流値I
(0)に対する、m分後の電流値I(m)とI(0)と
の差の比(%)をエミッションスランプ率ΔI(m)と
して表現している。
2. Description of the Related Art As shown in FIG. 10, a conventional oxide cathode for an electron tube has a heater coil 1, a cylindrical sleeve 2 containing the heater coil 1, and an opening at one end of the sleeve 2. The substrate 3 includes a base 3 containing a trace amount of a reducing element such as magnesium, and an emitter 4 mainly composed of an alkaline earth metal oxide containing barium and deposited on the base 3. In such a conventional oxide cathode, it takes several seconds to several minutes from the start of electron emission until the current stabilizes, during which the current gradually decreases slightly (hereinafter, this phenomenon). Is called an emission slump), and as shown in the equation (1), the initial current value I
The ratio (%) of the difference between the current values I (m) and I (0) after m minutes with respect to (0) is expressed as the emission slump rate ΔI (m).

【0003】 ΔI(m)=(I(m)−I(0))/I(0)×100 ・・・・・(1) 5分後のエミッションスランプ率の値は、陰極の品質上
±5%以内が許容範囲とされている。このエミッション
スランプは、陰極を動作させるときの電流密度を高くす
る程大きく現れ、近年のCRT技術の流れである高電流
密度化に対応する際の障害となっていた。
ΔI (m) = (I (m) −I (0)) / I (0) × 100 (1) The value of the emission slump rate after 5 minutes is ± The allowable range is within 5%. The emission slump becomes larger as the current density at the time of operating the cathode is increased, and has become an obstacle in responding to the recent trend of CRT technology to increase the current density.

【0004】この問題を解決するために、特開平4−2
59725号公報に開示されているように、エミッタ中
に、アルカリ土類金属酸化物の他にイットリウム、ユー
ロピウム等の酸化物を含有させて、エミッションスラン
プの抑制を図っている。一例として、アルカリ土類金属
酸化物と酸化イットリウムからなるエミッタを用いた酸
化物陰極において、動作時の電流密度に対するエミッシ
ョンスランプを調べた結果、図11に示すとおりの結果
となった。同図の線A1は、動作時の電流密度を1A/
cm2にした場合、線A2は2A/cm2にした場合、線
A3は3A/cm2にした場合、線A4は4A/cm2
した場合である。このように、エミッタに酸化イットリ
ウムを含有させた従来の酸化物陰極は、2A/cm2
下の範囲において、エミッションスランプ率が許容範囲
内となっている。
In order to solve this problem, Japanese Patent Laid-Open No.
As disclosed in JP-A-59725, oxides such as yttrium and europium are contained in an emitter in addition to an alkaline earth metal oxide to suppress emission slump. As an example, as a result of examining an emission slump with respect to a current density at the time of operation in an oxide cathode using an emitter composed of an alkaline earth metal oxide and yttrium oxide, the results are as shown in FIG. The line A1 in the figure indicates the current density during operation of 1 A /
In the case of cm 2 , the line A2 is 2 A / cm 2 , the line A3 is 3 A / cm 2 , and the line A4 is 4 A / cm 2 . As described above, in the conventional oxide cathode in which the emitter contains yttrium oxide, the emission slump rate is within an allowable range in a range of 2 A / cm 2 or less.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、近年の
CRTに要求される電流密度は2A/cm2を超えるも
のが増えてきており、3A/cm2程度で動作させても
エミッションスランプ率が許容範囲内となるような陰極
が要望されている。しかし、従来の酸化物陰極は、2A
/cm2を超えるとエミッションスランプ率の大きさが
急激に増大しはじめ、許容範囲を超えてしまう。
However, in recent years, the current density required for CRTs has been increasing to exceed 2 A / cm 2 , and the emission slump rate is within an allowable range even when operated at about 3 A / cm 2. There is a demand for an inner cathode. However, the conventional oxide cathode has a 2A
If it exceeds / cm 2 , the magnitude of the emission slump rate starts to increase rapidly, and exceeds the allowable range.

【0006】本発明は、電流密度が2A/cm2を超え
る範囲で使用しても安定した電子放射が得られ、エミッ
ションスランプ率の変化が極めて少ない電子管用陰極の
製造方法を提供することを目的とする。
An object of the present invention is to provide a method of manufacturing a cathode for an electron tube, which can obtain stable electron emission even when used in a current density exceeding 2 A / cm 2 and has a very small change in emission slump rate. And

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】請求項1に記載の電子管
用陰極の製造方法は、バリウムを含むアルカリ土類金属
炭酸塩にテルビウムまたはテルビウム酸化物を添加した
混合物を電子管用陰極の基体上に被着し、前記混合物を
真空中で熱分解させてエミッタを生成するにあたり、前
記アルカリ土類金属炭酸塩の単一粒子における長軸方向
の平均粒径をa(μm)とし、同短軸方向の平均粒径を
b(μm)としたとき、 a/b≦2.3 なる関係を有するものである。これにより、電子放射が
安定し、エミッションスランプの極めて少ない電子管用
陰極を実現できる。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a cathode for an electron tube, comprising: mixing a mixture of barium-containing alkaline earth metal carbonate and terbium or terbium oxide on a substrate of the cathode for an electron tube. When the mixture is applied and the mixture is thermally decomposed in a vacuum to form an emitter, the average particle size in the major axis direction of the single particle of the alkaline earth metal carbonate is defined as a (μm), Has a relationship of a / b ≦ 2.3, where b (μm) is the average particle size of Thereby, electron emission is stabilized, and a cathode for an electron tube with extremely small emission slump can be realized.

【0008】請求項2に記載の電子管用陰極の製造方法
は、請求項1記載の電子管用陰極の製造方法において、
前記アルカリ土類金属炭酸塩に添加する前記テルビウム
またはテルビウム酸化物の量が、前記エミッタの全重量
に対して、テルビウム原子の重量比で0.001wt%
以上5wt%以下である。これにより、電子放射が安定
し、エミッションスランプの極めて少ない電子管用陰極
を実現できる。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a cathode for an electron tube according to the first aspect.
The amount of the terbium or terbium oxide added to the alkaline earth metal carbonate is 0.001 wt% by weight of terbium atoms with respect to the total weight of the emitter.
Not less than 5 wt%. Thereby, electron emission is stabilized, and a cathode for an electron tube with extremely small emission slump can be realized.

【0009】請求項3に記載の電子管用陰極の製造方法
は、請求項1または2記載の電子管用陰極の製造方法に
おいて、前記平均粒径aが1μm以上3.5μm以下で
ある。これにより、エミッションスランプを改善し、か
つ陰極の長寿命化を実現することができる。
According to a third aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a cathode for an electron tube according to the first or second aspect, wherein the average particle diameter a is 1 μm or more and 3.5 μm or less. Thereby, the emission slump can be improved and the cathode can have a longer life.

【0010】請求項4に記載の電子管用陰極の製造方法
は、請求項3記載の電子管用陰極の製造方法において、
前記平均粒径aが3.5μmを超えるアルカリ土類金属
炭酸塩の粒子を粉砕することにより、前記平均粒径aを
1μm以上3.5μm以下にするというものである。こ
の方法により、個々のアルカリ土類金属炭酸塩粒子が均
一に粉砕されて、粒径のばらつきが小さい粒子を作製す
ることができ、これによってエミッションスランプの少
ない電子管用陰極を実現できる。
A method for manufacturing a cathode for an electron tube according to a fourth aspect is the method for manufacturing a cathode for an electron tube according to the third aspect,
The average particle diameter a is set to 1 μm or more and 3.5 μm or less by crushing particles of the alkaline earth metal carbonate having an average particle diameter a of more than 3.5 μm. According to this method, the individual alkaline earth metal carbonate particles are uniformly pulverized, and particles having a small variation in particle diameter can be produced. As a result, a cathode for an electron tube having a small emission slump can be realized.

【0011】請求項5に記載の電子管用陰極の製造方法
は、バリウムを含むアルカリ土類金属とテルビウムとの
共沈炭酸塩を電子管用陰極の基体上に被着し、前記共沈
炭酸塩を真空中で熱分解させてエミッタを生成するにあ
たり、前記共沈炭酸塩の単一粒子における長軸方向の平
均粒径をa(μm)とし、同短軸方向の平均粒径をb
(μm)としたとき、 a/b≦2.3 なる関係を有するものである。この方法により、エミッ
タと基体との付着強度が増し、エミッタの剥離を防止す
ることができる。
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a method for producing a cathode for an electron tube, comprising: depositing a coprecipitated carbonate of an alkaline earth metal containing barium and terbium on a substrate of the cathode for an electron tube; In generating the emitter by pyrolysis in a vacuum, the average particle size in the major axis direction of a single particle of the coprecipitated carbonate is defined as a (μm), and the average particle size in the minor axis direction is defined as b.
(Μm), a / b ≦ 2.3. According to this method, the adhesion strength between the emitter and the base is increased, and peeling of the emitter can be prevented.

【0012】請求項6に記載の電子管用陰極の製造方法
は、バリウムを含むアルカリ土類金属炭酸塩に、アルカ
リ土類金属とテルビウムとの複合酸化物を添加した混合
物を電子管用陰極の基体上に被着し、前記混合物を真空
中で熱分解させてエミッタを生成するにあたり、前記ア
ルカリ土類金属炭酸塩の単一粒子における長軸方向の平
均粒径をa(μm)とし、同短軸方向の平均粒径をb
(μm)としたとき、 a/b≦2.3 なる関係を有するものである。この方法により、エミッ
タ内部においてテルビウムが均一に分散するので、エミ
ッションスランプのばらつきの少ない陰極を実現するこ
とができる。
A method of manufacturing a cathode for an electron tube according to claim 6, wherein a mixture of an alkali earth metal carbonate containing barium and a composite oxide of an alkaline earth metal and terbium is added to the substrate of the cathode for an electron tube. When the mixture is thermally decomposed in vacuum to form an emitter, the average particle diameter in the major axis direction of a single particle of the alkaline earth metal carbonate is defined as a (μm); Average particle size in the direction
(Μm), a / b ≦ 2.3. According to this method, terbium is uniformly dispersed in the inside of the emitter, so that a cathode with less variation in emission slump can be realized.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態につい
て、図面を用いて説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0014】図1は、本発明の電子管用陰極の製造方法
により得られた電子管用陰極の一実施形態の概略構造を
示したものである。図1において、電子管用陰極8は、
ヒータコイル1と、このヒータコイル1を内蔵した筒状
のスリーブ2と、このスリーブ2の一端開口部に設けた
微量のマグネシウムを含むニッケルからなるキャップ状
の基体3と、この基体3上に被着されたバリウムを含む
アルカリ土類金属酸化物5とテルビウム酸化物6からな
るエミッタ7とで構成されている。
FIG. 1 shows a schematic structure of an embodiment of an electron tube cathode obtained by the method for producing an electron tube cathode according to the present invention. In FIG. 1, a cathode 8 for an electron tube is
A heater coil 1, a cylindrical sleeve 2 containing the heater coil 1, a cap-shaped base 3 made of nickel containing a small amount of magnesium provided at one end opening of the sleeve 2, and a cover 3 on the base 3. It is composed of a deposited alkaline earth metal oxide 5 containing barium and an emitter 7 made of terbium oxide 6.

【0015】(実施の形態1)本発明の第1の実施形態
について説明する。
(Embodiment 1) A first embodiment of the present invention will be described.

【0016】第1の実施形態に使用したアルカリ土類金
属炭酸塩は、バリウムとストロンチウムとカルシウムが
45:45:10のモル比の三元炭酸塩である。この三
元炭酸塩に対して酸化テルビウムを重量比で0.2wt
%(酸化物のエミッタ全重量に対して、テルビウム原子
が0.23wt%)となるように添加して混合物とし、
これらをシュウ酸ジエチルと酢酸ジエチルの混合媒体
(シュウ酸ジエチル:酢酸ジエチル体積割合=1:1)
に、少量のニトロセルロース(前記混合媒体1リットル
当たり5〜30g)を加えた溶液に分散させて、分散液
を作製した。この分散液を、スプレーガンで陰極基体上
に約50μmの厚さに被着させ、真空中930℃で熱分
解させて、酸化テルビウムとバリウム・ストロンチウム
・カルシウム酸化物からなるエミッタ7を有する図1に
示す構造の陰極を作製した。
The alkaline earth metal carbonate used in the first embodiment is a ternary carbonate containing barium, strontium, and calcium in a molar ratio of 45:45:10. Terbium oxide in a weight ratio of 0.2 wt.
% (0.23 wt% of terbium atoms with respect to the total weight of the oxide emitter) to form a mixture.
These are mixed with a mixed medium of diethyl oxalate and diethyl acetate (diethyl oxalate: diethyl acetate volume ratio = 1: 1)
Was dispersed in a solution containing a small amount of nitrocellulose (5 to 30 g per liter of the mixed medium) to prepare a dispersion. This dispersion is applied to a thickness of about 50 μm on a cathode substrate by a spray gun and pyrolyzed at 930 ° C. in vacuum to obtain an emitter 7 comprising terbium oxide and barium / strontium / calcium oxide. A cathode having the structure shown in FIG.

【0017】かくして得られた陰極をディスプレー用C
RTに用い、このCRTの動作時の電流密度が3.0A
/cm2になるように設定して、電子放射開始から5分
後までのエミッションスランプ率を測定したところ、図
2に示すとおりの結果が得られた。ここで、三元炭酸塩
の単一粒子の長軸方向の平均粒径aが1.5μm、同短
軸方向の平均粒径bが1.0μmである。図2の線B
は、エミッタ中にテルビウム原子を0.23wt%含む
場合を、線Aは、エミッタ中にイットリウム原子を0.
23wt%含む場合、線Cはエミッタ中にユーロピウム
原子を0.23wt%含む場合のエミッションスランプ
率を示す。図2から明らかなように、エミッタ中に酸化
テルビウムを含有すると、電流密度3.0A/cm2
のエミッションスランプ率は、従来の酸化物陰極(線A
および線C)の約1/4になり、許容範囲内に抑えるこ
とができることがわかる。また、酸化テルビウムの代わ
りに、テルビウムを金属原子の状態でエミッタに含有さ
せた場合でも、同様にエミッションスランプの改善効果
がみられる。テルビウムおよび酸化テルビウムの添加量
については、エミッタ全重量に対しテルビウム原子の重
量比で0.001〜5wt%の範囲において、電子放射
開始から5分後のエミッションスランプ率を±5%以内
に抑えることができた。とりわけ本実施形態で示したよ
うに、エミッタ全重量に対して、テルビウム原子を0.
23wt%付近にしたときにエミッションスランプの改
善効果が最も高かった。
The cathode thus obtained is used for display C
When used for RT, the current density during the operation of this CRT is 3.0 A
/ Cm 2 and the emission slump rate was measured up to 5 minutes after the start of electron emission, and the result shown in FIG. 2 was obtained. Here, the average particle diameter a in the major axis direction of the single particle of the ternary carbonate is 1.5 μm, and the average particle diameter b in the minor axis direction is 1.0 μm. Line B in FIG.
Shows the case where terbium atoms are contained in the emitter in an amount of 0.23 wt%, and line A shows that the emitter contains 0.23 wt% of yttrium atoms.
In the case where 23% by weight is contained, the line C shows the emission slump rate when the emitter contains 0.23% by weight of europium atoms. As is clear from FIG. 2, when terbium oxide is contained in the emitter, the emission slump rate at a current density of 3.0 A / cm 2 is reduced by the conventional oxide cathode (line A).
And about 1/4 of the line C), and it can be seen that it can be suppressed within the allowable range. In addition, even when terbium is contained in the emitter in the form of metal atoms instead of terbium oxide, the effect of improving the emission slump is also seen. Regarding the addition amount of terbium and terbium oxide, the emission slump rate after 5 minutes from the start of electron emission should be kept within ± 5% in the range of 0.001 to 5% by weight of terbium atoms with respect to the total weight of the emitter. Was completed. In particular, as shown in this embodiment, terbium atoms are added in an amount of 0.1 to the total weight of the emitter.
When the content was around 23 wt%, the effect of improving emission slump was the highest.

【0018】また、エミッションスランプ率は、基体上
に被着するアルカリ土類金属炭酸塩の単一粒子の長軸方
向の平均粒径aと同短軸方向の平均粒径bの比率によっ
ても大きく異なる。図3は、三元炭酸塩に対して酸化テ
ルビウムを0.2wt%(エミッタ全重量に対してテル
ビウム原子が0.23wt%)含有させ、三元炭酸塩の
単一粒子のaとbの比率が異なる場合の、電子放射開始
から5分後までのエミッションスランプ率を示したもの
である。図3における線Bは、a/b=1.5の場合
を、線Dはa/b=2の場合を、線Eはa/b=2.3
の場合を、線Fはa/b=3の場合を、線Gはa/b=
6の場合をそれぞれ示す。ここで、線Bは図2中の線B
と同じものであり、以降に示す図においても同じ条件の
結果は同じ符号で表わす。図3から明らかなように、a
/bが2.3以下のときにエミッションスランプ率が許
容範囲内となる。従って、エミッタ中にテルビウムまた
は酸化テルビウムを含み、かつ、アルカリ土類金属炭酸
塩の粒子が、a/b≦2.3の関係を満たすことによ
り、2A/cm2を超える高電流密度下でのエミッショ
ンスランプを改善できる。
The emission slump rate is also increased by the ratio of the average particle diameter a in the major axis direction to the average particle diameter b in the minor axis direction of a single particle of the alkaline earth metal carbonate deposited on the substrate. different. FIG. 3 shows that the ternary carbonate contains 0.2 wt% of terbium oxide (0.23 wt% of terbium atoms based on the total weight of the emitter), and the ratio of a to b of a single particle of the ternary carbonate. 3 shows the emission slump rate from the start of electron emission to 5 minutes after the start of electron emission. A line B in FIG. 3 represents a case where a / b = 1.5, a line D represents a case where a / b = 2, and a line E represents a / b = 2.3.
, Line F corresponds to a / b = 3, and line G corresponds to a / b =
6 is shown. Here, the line B is the line B in FIG.
And the results under the same conditions are denoted by the same reference numerals in the following figures. As is apparent from FIG.
When / b is 2.3 or less, the emission slump rate falls within the allowable range. Therefore, when terbium or terbium oxide is contained in the emitter and the particles of the alkaline earth metal carbonate satisfy the relationship of a / b ≦ 2.3, the high-current density exceeding 2 A / cm 2 can be obtained. Emission slump can be improved.

【0019】次に、a/bを約1.5とし、三元炭酸塩
の単一粒子のaを変えた場合の、電子放射開始から5分
後のエミッションスランプ率を図4に、2000時間の
加速寿命試験後のエミッション残存率を図5にそれぞれ
示す。ここで、エミッション残存率とは、加速寿命試験
開始前の取り出し可能な最大電流Imaxに対する、加速
寿命試験2000時間後におけるImaxの割合(%)を
いう。図4の結果より、エミッションスランプ率を許容
範囲内にするためには、aを3.5μm以下にしなけれ
ばならないが、図5に示すように、aが1μmを下回る
と、エミッション残存率の低下が急激に大きくなる。し
たがって、長時間動作によるImaxの低下を抑え、かつ
エミッションスランプを改善するためには、aを1μm
〜3.5μmの範囲にするのが好ましい。
Next, FIG. 4 shows the emission slump rate 5 minutes after the start of electron emission when a / b is set to about 1.5 and a of the single particle of the ternary carbonate is changed. FIG. 5 shows the emission residual ratios after the accelerated life test of FIG. Here, the emission residual ratio means a ratio (%) of Imax after 2000 hours of the accelerated life test to the maximum current Imax that can be taken out before the start of the accelerated life test. From the results of FIG. 4, a must be set to 3.5 μm or less in order to keep the emission slump rate within the allowable range. However, as shown in FIG. 5, when a falls below 1 μm, the emission residual rate decreases. Increases rapidly. Therefore, in order to suppress a decrease in Imax due to long-term operation and to improve emission slump, a is set to 1 μm
It is preferable to set the range to 3.5 μm.

【0020】次に、エミッタ中にテルビウム原子を0.
23wt%含み、三元炭酸塩の単一粒子がa=2μm、
a/b=1.5の場合に得られる陰極の、種々の電流密
度における、電子放射開始から5分後のエミッションス
ランプ率を図6に示す。図6の結果から、電流密度4A
/cm2以下の範囲では許容範囲内となる。従って、本
発明の製造方法により作成された陰極は、電流密度4A
/cm2以下の範囲において、安定した電子放射が得ら
れ、従来の酸化物陰極の2倍程度の電流密度での使用が
可能となる。
Next, a terbium atom is added to the emitter in an amount of 0.1.
23% by weight, and a single particle of ternary carbonate has a = 2 μm,
FIG. 6 shows the emission slump rate 5 minutes after the start of electron emission at various current densities of the cathode obtained when a / b = 1.5. From the result of FIG.
/ Cm 2 or less is within the allowable range. Therefore, the cathode prepared by the manufacturing method of the present invention has a current density of 4 A
/ Cm 2 or less, stable electron emission can be obtained, and it can be used at a current density about twice that of a conventional oxide cathode.

【0021】なお、本実施形態ではエミッタがバリウム
・ストロンチウム・カルシウムの三元酸化物からなる場
合について述べたが、バリウム・ストロンチウムの二元
酸化物の場合でも、同様にエミッションスランプを改善
できる。
In this embodiment, the case where the emitter is made of a ternary oxide of barium / strontium / calcium has been described. However, the emission slump can be similarly improved by using a binary oxide of barium / strontium.

【0022】(実施の形態2)次に、本発明の第2の実
施形態について説明する。
(Embodiment 2) Next, a second embodiment of the present invention will be described.

【0023】図1に示した構成の陰極において、テルビ
ウムを炭酸塩全体に対する重量比で0.005wt%
(酸化物のエミッタ全重量に対し0.0068wt%)
含有し、バリウム・ストロンチウム・カルシウムのモル
比が45:45:10からなる、バリウム・ストロンチ
ウム・カルシウム・テルビウムの四元共沈炭酸塩を基体
上に被着させ、前記炭酸塩を真空中930℃で熱分解さ
せて、バリウム・ストロンチウム・カルシウム・テルビ
ウム酸化物からなるエミッタを有する陰極を作製した。
ここで、四元共沈炭酸塩の単一粒子の長軸方向の平均粒
径aが1.5μm、短軸方向の平均粒径bが1μmであ
る。
In the cathode having the structure shown in FIG. 1, terbium is contained in a weight ratio of 0.005 wt% to the entire carbonate.
(0.0068 wt% based on the total weight of the oxide emitter)
A quaternary coprecipitated carbonate of barium, strontium, calcium, terbium, containing a barium, strontium, calcium, molar ratio of 45:45:10, is deposited on the substrate, and the carbonate is heated at 930 ° C. To produce a cathode having an emitter composed of barium / strontium / calcium / terbium oxide.
Here, the average particle diameter a in the major axis direction of the single particle of the quaternary coprecipitated carbonate is 1.5 μm, and the average particle diameter b in the minor axis direction is 1 μm.

【0024】この陰極を、ディスプレー用CRTに用
い、種々の電流密度で動作させて2000時間の加速寿
命試験を行った。その結果、図7に示すように、四元共
沈炭酸塩を用いたもの(線H)は、バリウム・ストロン
チウム・カルシウム炭酸塩と酸化テルビウム粒子を混合
したもの(線B)に比べて、4A/cm2以上の高電流
密度下でも、エミッタの剥離が見られなかった。
This cathode was used for a display CRT and operated at various current densities to perform an accelerated life test of 2,000 hours. As a result, as shown in FIG. 7, the one using the quaternary coprecipitated carbonate (line H) was 4 A higher than the one using barium / strontium / calcium carbonate mixed with terbium oxide particles (line B). Even under a high current density of / cm 2 or more, no peeling of the emitter was observed.

【0025】本実施形態では、共沈炭酸塩がバリウム・
ストロンチウム・カルシウム・テルビウムの四元共沈炭
酸塩の場合について説明しているが、バリウム・ストロ
ンチウム・テルビウムの三元共沈炭酸塩の場合でも上記
と同様の効果が得られた。したがって、エミッタにアル
カリ土類金属とテルビウムとの共沈炭酸塩を用いること
により、エミッタの剥離を防止することができる。ま
た、エミッタにアルカリ土類金属とテルビウムの共沈炭
酸塩を用いた陰極のエミッションスランプ率は、アルカ
リ土類金属炭酸塩と酸化テルビウムの粒子を混合させた
ものを用いた場合とほぼ同等である。本実施形態では、
テルビウムを炭酸塩全体に対して0.005wt%含有
させたが、0.001wt%〜0.1wt%の範囲で含
有させれば、エミッションスランプ率は許容範囲内とな
り、エミッタの剥離は見られなかった。
In this embodiment, the coprecipitated carbonate is barium
The case of quaternary coprecipitated carbonate of strontium calcium terbium is described, but the same effect as described above was obtained also in the case of ternary coprecipitated carbonate of barium strontium terbium. Therefore, by using a coprecipitated carbonate of an alkaline earth metal and terbium for the emitter, peeling of the emitter can be prevented. The emission slump rate of the cathode using the coprecipitated carbonate of alkaline earth metal and terbium as the emitter is almost equivalent to the case of using the mixture of alkaline earth metal carbonate and terbium oxide particles. . In this embodiment,
Terbium was contained in the entire carbonate in an amount of 0.005 wt%. However, if the terbium was contained in the range of 0.001 wt% to 0.1 wt%, the emission slump rate was within an allowable range, and no emitter peeling was observed. Was.

【0026】(実施の形態3)次に、本発明の第3の実
施形態について説明する。
(Embodiment 3) Next, a third embodiment of the present invention will be described.

【0027】第3の実施形態において使用したアルカリ
土類金属炭酸塩は、バリウムとストロンチウムとカルシ
ウムが45:45:10のモル比の三元炭酸塩であり、
三元炭酸塩の単一粒子の長軸方向の平均粒径aが1.5
μm、短軸方向の平均粒径bが1μmである。この三元
炭酸塩にバリウム・テルビウム複合酸化物Ba3Tb4
9を添加した混合物を基体上に被着させ、この混合物を
真空中930℃で熱分解させて、Ba3Tb49とバリ
ウム・ストロンチウム・カルシウム酸化物からなるエミ
ッタを有する陰極を作製した。このとき、Ba3Tb4
9の添加量は、三元炭酸塩の重量に対して0.3wt%
(エミッタ全重量に対して、テルビウム原子が0.22
wt%)とした。このようにして得られた陰極を上記実
施の形態1と同じ方法により、電子放射開始から5分後
のエミッションスランプ率を測定したところ、図8に示
すとおりの結果が得られた。図8中のIは、エミッタが
Ba3Tb49とバリウム・ストロンチウム・カルシウ
ム酸化物からなる場合、Bは、実施の形態1に示した、
エミッタが酸化テルビウムとバリウム・ストロンチウム
・カルシウム酸化物からなる場合である。図8から、エ
ミッタ中にBa3Tb49を含有させた場合には、酸化
テルビウムを含有させた場合に比べて、個々の陰極のエ
ミッションスランプ率のばらつきが小さくなる。従っ
て、エミッタ中にBa3Tb49を含有させることによ
り、カラーCRTにおいて、エミッションスランプ率の
ばらつきにより発生する色ずれ等を防止し、表示品質の
向上を図ることができる。また、Ba3Tb49の添加
量については、エミッタ全重量に対して0.1〜5wt
%(テルビウム原子換算で0.53〜2.7wt%)の
範囲において、エミッションスランプ率のばらつきに改
善効果が見られ、とりわけ本実施形態で示したように、
添加量を0.3wt%付近にしたときに最も改善効果が
高かった。
The alkaline earth metal carbonate used in the third embodiment is a ternary carbonate having a molar ratio of barium, strontium and calcium of 45:45:10,
The average particle diameter a in the major axis direction of the single particle of the ternary carbonate is 1.5
μm, and the average particle size b in the minor axis direction is 1 μm. The ternary carbonate is mixed with a barium / terbium composite oxide Ba 3 Tb 4 O
The mixture to which 9 was added was deposited on a substrate, and the mixture was thermally decomposed in vacuum at 930 ° C. to produce a cathode having an emitter composed of Ba 3 Tb 4 O 9 and barium strontium calcium oxide. At this time, Ba 3 Tb 4 O
The amount of 9 added is 0.3 wt% based on the weight of the ternary carbonate.
(Terbium atoms are 0.22% of the total weight of the emitter.
wt%). When the emission slump rate of the cathode thus obtained was measured 5 minutes after the start of electron emission by the same method as in the first embodiment, the result as shown in FIG. 8 was obtained. In FIG. 8, I represents the case where the emitter is made of Ba 3 Tb 4 O 9 and barium strontium calcium oxide, and B represents the embodiment 1
In this case, the emitter is made of terbium oxide and barium / strontium / calcium oxide. As shown in FIG. 8, when Ba 3 Tb 4 O 9 is contained in the emitter, the variation in the emission slump rate of each cathode is smaller than in the case where terbium oxide is contained. Therefore, by including Ba 3 Tb 4 O 9 in the emitter, it is possible to prevent a color shift or the like caused by a variation in emission slump rate in a color CRT, and to improve display quality. As for the added amount of Ba 3 Tb 4 O 9, 0.1~5wt respect to the emitter total weight
% (0.53 to 2.7 wt% in terms of terbium atoms), an improvement effect is seen in the variation of the emission slump rate. In particular, as shown in this embodiment,
The improvement effect was highest when the addition amount was around 0.3 wt%.

【0028】(実施の形態4)次に、本発明の第4の実
施形態について説明する。
(Embodiment 4) Next, a fourth embodiment of the present invention will be described.

【0029】第4の実施形態において使用したアルカリ
土類金属炭酸塩は、バリウムとストロンチウムとカルシ
ウムが45:45:10のモル比の三元炭酸塩であり、
三元炭酸塩の単一粒子の長軸方向の平均粒径aが6μ
m、短軸方向の平均粒径bが4μm(a/b=1.5)
である。この三元炭酸塩に、酸化テルビウムを重量比で
0.2wt%となるように添加して混合物とし、これら
をシュウ酸ジエチルと酢酸ジエチルの混合媒体(シュウ
酸ジエチル:酢酸ジエチル体積割合=1:1)に、少量
のニトロセルロース(前記混合媒体1リットル当たり5
〜30g)を加えた溶液に分散させて、分散液を作製し
た。この分散液を容量4リットル、直径2.5cmの磁
製ボールが30個入ったボールミルに入れ、毎分100
回転の速度で250時間粉砕した。その結果、a=2μ
m、a/b=1.5の粒子形状をした三元炭酸塩が得ら
れた。このようにして三元炭酸塩の粒子を粉砕した分散
液を、実施形態1と同様にスプレーガンで陰極基体上に
被着させて、図1に示す陰極を作成し、電流密度3.0
A/cm2において、エミッションスランプ率を測定し
た。その結果を図9に示す。図9の線Jは、三元炭酸塩
をボールミルで粉砕した場合を、線Bは、a=1.5μ
m、a/b=1.5の三元炭酸塩粒子を用いた場合を、
線Gは、ボールミルで粉砕せず、a=6μm、a/b=
1.5の三元炭酸塩粒子を用いた場合を示す。図9から
明らかなように、ボールミルで粉砕したもの(線J)
は、粉砕しないもの(線G)に比べて、大幅にエミッシ
ョンスランプが改善されており、元々a=1.5μmの
もの(線B)とほぼ同等である。従って、アルカリ土類
金属炭酸塩の粒子をボールミルで粉砕することにより、
aの大きな粒子を本発明の好ましい値にまで粉砕するこ
とができ、これによって、エミッションスランプの改善
を図ることができる。また、本実施形態では、分散液に
アルカリ土類金属炭酸塩を混合させた状態で粉砕を行っ
たが、アルカリ土類金属炭酸塩を粉末の状態で直接粉砕
しても同様の効果がある。また、乳鉢等で粉砕してもよ
い。
The alkaline earth metal carbonate used in the fourth embodiment is a ternary carbonate in which barium, strontium and calcium have a molar ratio of 45:45:10.
The average particle diameter a in the major axis direction of a single particle of ternary carbonate is 6 μm
m, average particle diameter b in the minor axis direction is 4 μm (a / b = 1.5)
It is. Terbium oxide is added to this ternary carbonate to a weight ratio of 0.2 wt% to form a mixture, and these are mixed with a mixed medium of diethyl oxalate and diethyl acetate (diethyl oxalate: diethyl acetate volume ratio = 1: 1). In 1), add a small amount of nitrocellulose (5 liters per liter of the mixed medium).
To 30 g) to prepare a dispersion. This dispersion was placed in a ball mill containing 30 porcelain balls having a capacity of 4 liters and a diameter of 2.5 cm.
Milling for 250 hours at the speed of rotation. As a result, a = 2μ
A ternary carbonate having a particle shape of m, a / b = 1.5 was obtained. The dispersion obtained by pulverizing the ternary carbonate particles in this manner is applied to the cathode substrate with a spray gun in the same manner as in Embodiment 1, to produce the cathode shown in FIG.
At A / cm 2 , the emission slump rate was measured. FIG. 9 shows the result. The line J in FIG. 9 represents the case where the ternary carbonate was pulverized with a ball mill, and the line B represents a = 1.5 μm.
When ternary carbonate particles having m, a / b = 1.5 are used,
Line G was not pulverized with a ball mill, a = 6 μm, a / b =
The case where 1.5 ternary carbonate particles are used is shown. As is clear from FIG. 9, the one crushed by a ball mill (line J)
Has significantly improved emission slump as compared with the non-crushed one (line G), and is substantially equivalent to the one originally with a = 1.5 μm (line B). Therefore, by crushing the particles of alkaline earth metal carbonate with a ball mill,
Particles having a large a can be pulverized to the preferable value of the present invention, whereby the emission slump can be improved. In the present embodiment, the pulverization is performed in a state where the alkaline earth metal carbonate is mixed with the dispersion liquid. However, the same effect can be obtained by directly pulverizing the alkaline earth metal carbonate in a powder state. Moreover, you may grind with a mortar etc.

【0030】[0030]

【発明の効果】以上説明したように、本発明の方法によ
れば、エミッタ中にテルビウムもしくはテルビウムの酸
化物を含み、かつ基体上に被着させるアルカリ土類金属
炭酸塩の単一粒子形状を、a/bが2.3以下となるよ
うな形状とすることにより、2〜4A/cm2の高電流
密度下で使用しても、エミッションスランプが極めて小
さい電子管用陰極を実現できる。
As described above, according to the method of the present invention, the emitter contains terbium or terbium oxide and has a single particle shape of alkaline earth metal carbonate deposited on the substrate. , And a / b of 2.3 or less, a cathode for an electron tube having an extremely small emission slump can be realized even when used under a high current density of 2 to 4 A / cm 2 .

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

【図1】本発明の方法により得た電子管用陰極の概略構
造を示した図
FIG. 1 is a diagram showing a schematic structure of a cathode for an electron tube obtained by a method of the present invention.

【図2】従来および本発明の方法により得た電子管用陰
極におけるエミッションスランプ率の経時変化を示す図
FIG. 2 is a diagram showing a change over time of an emission slump rate in a cathode for an electron tube obtained by a conventional method and the method of the present invention.

【図3】本発明の方法により得た電子管用陰極における
エミッションスランプ率の経時変化を示す図
FIG. 3 is a diagram showing a change with time of an emission slump rate in a cathode for an electron tube obtained by a method of the present invention.

【図4】本発明の方法により得た電子管用陰極における
アルカリ土類金属炭酸塩のaとエミッションスランプ率
の関係を示す図
FIG. 4 is a diagram showing the relationship between a of alkaline earth metal carbonate and emission slump rate in a cathode for an electron tube obtained by the method of the present invention.

【図5】本発明の方法により得た電子管用陰極における
アルカリ土類金属炭酸塩のaとエミッション残存率の関
係を示す図
FIG. 5 is a diagram showing the relationship between a of alkaline earth metal carbonate and the residual emission ratio in the cathode for an electron tube obtained by the method of the present invention.

【図6】本発明の方法により得た電子管用陰極における
電流密度とエミッションスランプ率の関係を示す図
FIG. 6 is a diagram showing the relationship between current density and emission slump rate in a cathode for an electron tube obtained by the method of the present invention.

【図7】本発明の方法により得た電子管用陰極における
電流密度と剥離頻度の関係を示す図
FIG. 7 is a diagram showing a relationship between current density and peeling frequency in a cathode for an electron tube obtained by the method of the present invention.

【図8】本発明の方法により得た電子管用陰極における
エミッションスランプ率のばらつきを示す図
FIG. 8 is a diagram showing a variation in emission slump rate in a cathode for an electron tube obtained by the method of the present invention.

【図9】本発明の方法により得た電子管用陰極における
エミッションスランプ率の経時変化を示す図
FIG. 9 is a diagram showing a change with time of the emission slump rate in the cathode for an electron tube obtained by the method of the present invention.

【図10】従来の電子管用陰極の概略構造を示す図FIG. 10 is a diagram showing a schematic structure of a conventional cathode for an electron tube.

【図11】従来の電子管用陰極におけるエミッションス
ランプ率の経時変化を示す図
FIG. 11 is a diagram showing a change with time of an emission slump rate in a conventional cathode for an electron tube.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ヒータコイル 2 スリーブ 3 基体 5 アルカリ土類金属酸化物 6 テルビウム酸化物 7 エミッタ 8 電子管用陰極 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Heater coil 2 Sleeve 3 Base 5 Alkaline earth metal oxide 6 Terbium oxide 7 Emitter 8 Cathode for electron tube

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01J 9/04 H01J 9/04 D ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Agency reference number FI Technical display location H01J 9/04 H01J 9/04 D

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 バリウムを含むアルカリ土類金属炭酸塩
にテルビウムまたはテルビウム酸化物を添加した混合物
を電子管用陰極の基体上に被着し、前記混合物を真空中
で熱分解させてエミッタを生成するにあたり、前記アル
カリ土類金属炭酸塩の単一粒子における長軸方向の平均
粒径をa(μm)とし、同短軸方向の平均粒径をb(μ
m)としたとき、 a/b≦2.3 なる関係を有することを特徴とする電子管用陰極の製造
方法。
1. A mixture obtained by adding terbium or terbium oxide to an alkaline earth metal carbonate containing barium is deposited on a substrate of a cathode for an electron tube, and the mixture is thermally decomposed in a vacuum to produce an emitter. In this case, the average particle size in the major axis direction of the single particle of the alkaline earth metal carbonate is defined as a (μm), and the average particle size in the minor axis direction is defined as b (μ
m), wherein a / b ≦ 2.3.
【請求項2】 前記アルカリ土類金属炭酸塩に添加する
前記テルビウムまたはテルビウム酸化物の量が、前記エ
ミッタの全重量に対して、テルビウム原子の重量比で
0.001wt%以上5wt%以下であることを特徴と
する請求項1記載の電子管用陰極の製造方法。
2. The amount of terbium or terbium oxide added to the alkaline earth metal carbonate is 0.001 wt% or more and 5 wt% or less in terms of terbium atom weight ratio with respect to the total weight of the emitter. The method for manufacturing a cathode for an electron tube according to claim 1, wherein
【請求項3】 前記平均粒径aが1μm以上3.5μm
以下であることを特徴とする請求項1または2記載の電
子管用陰極の製造方法。
3. The average particle diameter a is 1 μm or more and 3.5 μm.
The method for producing a cathode for an electron tube according to claim 1 or 2, wherein:
【請求項4】 請求項3記載の電子管用陰極の製造方法
において、前記平均粒径aが3.5μmを超えるアルカ
リ土類金属炭酸塩の粒子を粉砕することにより、前記平
均粒径aを1μm以上3.5μm以下にすることを特徴
とする電子管用陰極の製造方法。
4. The method for producing a cathode for an electron tube according to claim 3, wherein the particles of the alkaline earth metal carbonate having an average particle diameter a of more than 3.5 μm are pulverized to reduce the average particle diameter a to 1 μm. A method for producing a cathode for an electron tube, wherein the thickness is not more than 3.5 μm.
【請求項5】 バリウムを含むアルカリ土類金属とテル
ビウムとの共沈炭酸塩を電子管用陰極の基体上に被着
し、前記共沈炭酸塩を真空中で熱分解させてエミッタを
生成するにあたり、前記共沈炭酸塩の単一粒子における
長軸方向の平均粒径をa(μm)とし、同短軸方向の平
均粒径をb(μm)としたとき、 a/b≦2.3 なる関係を有することを特徴とする電子管用陰極の製造
方法。
5. A method for depositing a coprecipitated carbonate of an alkaline earth metal containing barium and terbium on a substrate of a cathode for an electron tube and thermally decomposing the coprecipitated carbonate in a vacuum to form an emitter. When the average particle size of the single particles of the coprecipitated carbonate in the major axis direction is a (μm) and the average particle size in the minor axis direction is b (μm), a / b ≦ 2.3. A method for manufacturing a cathode for an electron tube, characterized by having a relationship.
【請求項6】 バリウムを含むアルカリ土類金属炭酸塩
に、アルカリ土類金属とテルビウムとの複合酸化物を添
加した混合物を電子管用陰極の基体上に被着し、前記混
合物を真空中で熱分解させてエミッタを生成するにあた
り、前記アルカリ土類金属炭酸塩の単一粒子における長
軸方向の平均粒径をa(μm)とし、同短軸方向の平均
粒径をb(μm)としたとき、 a/b≦2.3 なる関係を有することを特徴とする電子管用陰極の製造
方法。
6. A mixture obtained by adding a composite oxide of an alkaline earth metal and terbium to an alkaline earth metal carbonate containing barium is deposited on a substrate of a cathode for an electron tube, and the mixture is heated in a vacuum. In generating the emitter by decomposition, the average particle diameter in the major axis direction of the single particle of the alkaline earth metal carbonate was defined as a (μm), and the average particle diameter in the same minor axis direction was defined as b (μm). A method for producing a cathode for an electron tube, wherein a / b ≦ 2.3.
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