JPH11288658A

JPH11288658A - 酸化物陰極

Info

Publication number: JPH11288658A
Application number: JP8871498A
Authority: JP
Inventors: Yukio Koizumi; 幸生小泉; Hisafumi Komiya; 寿文小宮; Norio Iwamura; 則夫岩村
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1998-04-01
Filing date: 1998-04-01
Publication date: 1999-10-19

Abstract

(57)【要約】【課題】陰極線管を高い電流密度状態で動作させて
も、電子放射物質層３の剥離がなく、長時間にわたって
安定した電子放射特性が得られ、安価で量産性に富んだ
陰極構体を提供する。【解決手段】高融点金属からなる陰極スリーブ２の一
端に高融点金属からなる帽状の陰極基体１を装着固定
し、陰極基体１の頂面に電子放射物質層３を被着形成し
た陰極構体であって、電子放射物質層３を、アルカリ土
類金属酸化物中にレーザー回折法によって測定した平均
粒径が０．５乃至２．０μｍの希土類金属酸化物を０．
５乃至５．０重量％分散させた構成にしている。この場
合、電子放射物質層３を第１層５と第２層６の２層構造
のもので構成し、第１層５の希土類金属酸化物の含有率
をゼロにし、第１層５及び第２層６の希土類金属酸化物
の総合含有率を０．５乃至５．０重量％の範囲内に選ん
でいる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、陰極構体に係わ
り、特に、陰極構体を組み込んだ陰極線管を高い電流密
度状態で長時間動作させた場合に、安定した電子放射特
性を維持させることが可能な陰極構体に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、カラー受像管やカラーディスプ
レー管等の画像表示用陰極線管においては、表示情報の
多様化や表示画像の高密度化等に伴い、表示面に表示さ
れる画像の高精細化が強く要望されている。このような
要望を満たすには、画像表示用陰極線管に用いられる陰
極構体として、陰極線管を高い電流密度で長時間動作さ
せた場合においても、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。

【０００３】ところで、このような要望を満たす陰極構
体を有する陰極線管には、以下に述べるように、いくつ
かのものが既に提案されている。例えば、その第１とし
て、特公昭６４−５４１７号には、帽状の陰極基体の頂
面に被着形成された電子放射物質層を構成するアルカリ
金属酸化物層内に酸化スカンジウム等の希土類金属酸化
物の粉末を分散させた陰極構体が開示されており、その
第２として、特開平５−１２９８３号には、帽状の陰極
基体の頂面に被着形成された電子放射物質層を構成する
アルカリ土類金属酸化物層を、陰極基体側の第１層と電
子放射側の第２層との２層構造にし、第２層内にバリウ
ムスカンデート（Ｂａ₂Ｓｃ₂Ｏ₅）の粉末を分散させ
た陰極構体が開示されている。

【０００４】ここで、図３は、前記特開平５−１２９８
３号に開示された陰極構体の構成を示す断面図である。

【０００５】図３において、３１は帽状の陰極基体、３
２は円筒状の陰極スリーブ、３３は電子放射物質層、３
４はヒーター、３５は電子放射物質層３３の第１層、３
６は電子放射物質層３３の第２層である。この場合、帽
状の陰極基体３１及び円筒状の陰極スリーブ３２は、高
融点金属、例えば、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材料からなっている。また、第１
層３５は、アルカリ金属土類酸化物からなっており、第
２層３６は、アルカリ金属土類酸化物内に希土類金属酸
化物、例えば、バリウムスカンデート（Ｂａ₂Ｓｃ₂Ｏ
₅）等を含んだものからなっている。この場合、バリウ
ムスカンデート（Ｂａ₂Ｓｃ₂Ｏ₅）粒子の形状や粒径
はアルカリ土類金属酸化物粒子の形状や粒径とほぼ同じ
のものが用いられている。

【０００６】そして、円筒状の陰極スリーブ３２は、陰
極基体３１が一端に装着固定されて、その端部が封止さ
れ、内部にヒーター３４が保持されて、傍熱型の陰極を
構成している。陰極基体３１は、頂面に電子放射物質層
３３が被着形成される。電子放射物質層３３は、陰極基
体３１の頂部表面に接するように被着形成された第１層
３５と、第１層３５上の電子放射面側に被着形成された
バリウムスカンデート（Ｂａ₂Ｓｃ₂Ｏ₅）等の希土類
金属酸化物を含んだ第２層３６とからなっている。

【０００７】このような電子放射物質層３３を製造する
には、始めに、陰極基体３１の頂面にアルカリ土類金属
炭酸塩の第１層を被着形成させ、次に、その第１層の上
にバリウムスカンデート（Ｂａ₂Ｓｃ₂Ｏ₅）等の希土
類金属酸化物を含んだアルカリ土類金属炭酸塩の第２層
を被着形成させ、次いで、陰極線管の製造工程の熱処理
時に加わる熱によって、第１層及び第２層のアルカリ土
類金属炭酸塩を熱分解させ、それぞれアルカリ土類金属
酸化物に変化させることにより、電子放射物質層３３の
第１層３５及び第２層３６を形成している。

【０００８】前記構成を備えた陰極構体によれば、電子
放射物質層３３の電子放射面側に形成されたアルカリ土
類金属酸化物内にバリウムスカンデート（Ｂａ₂Ｓｃ₂
Ｏ₅）からなる希土類金属酸化物を含んだ電子放射物質
層３３の第２層３６は、陰極基体３１中の還元性金属元
素によって生成された遊離バリウム（Ｂａ）を第２層３
６内に付着拘束させ、電子放射物質層３３の中の遊離バ
リウム（Ｂａ）が高濃度状態に維持されるようにしてい
る。その結果、陰極構体を高い電流密度状態で動作させ
た場合においても、電子放射物質層３３内のジュール熱
の発生が少なく、しかも、バリウム（Ｂａ）の蒸発する
程度が少なくなる。

【０００９】この他にも、前記要望を満たす陰極構体を
有する陰極線管として、次のようなものが知られてい
る。その１つの特開平６−９６６６１号には、帽状の陰
極基体の頂面に被着形成された電子放射物質層を構成す
るアルカリ土類金属酸化物層を、陰極基体側の第１層と
電子放射側の第２層との２層構造にし、第２層内に平均
粒径が０．０１乃至２．０μｍで、球形状の形状をした
バリウムスカンデート（Ｂａ₂Ｓｃ₂Ｏ₅）の粉末を分
散させた陰極構体が開示されている。

【００１０】特開平６−９６６６１号に開示の陰極構体
によれば、バリウムスカンデート（Ｂａ₂Ｓｃ₂Ｏ₅）
の粒子形状を、アルカリ土類金属酸化物の粒子形状より
も小さくすることにより、電子放射物質層における高い
電流動作特性の向上を図っているものである。

【００１１】さらに、電子放射物質層に分散する希土類
金属酸化物の平均粒径を選択した陰極構体としては、特
開昭６２−２４６２２２号、特開平２−３０４８３５号
に開示のものがある。この内、特開昭６２−２４６２２
２号には、希土類金属酸化物の平均粒径が４．５μｍ以
下のものを電子放射物質層内に分散させる手段に係わる
ものであり、特開平２−３０４８３５号には、希土類金
属酸化物の平均粒径が１μｍ以下のものを電子放射物質
層内に分散させる手段に係わるものである。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】前記要望を満たす陰極
構体は、電子放射物質層内に希土類金属酸化物を分散し
ていないそれ以前の陰極構体と比較すれば、高い電流密
度の動作時に電子放射物質層内の抵抗が低減し、ジュー
ル熱の発生が低減される等、長期間にわたって比較的安
定な電子放射特性を維持させることができるものの、電
子放射物質層内に分散させる希土類金属酸化物を安定し
た状態で、安価に量産し、かつ、容易に電子放射物質層
内に分散させること、及び、陰極基体と電子放射物質層
の接着強度を一定以上に保持させることについては、何
等の考慮が払われていない。

【００１３】一般に、陰極構体においては、陰極基体に
電子放射物質層を被着形成する場合に、陰極基体と電子
放射物質層との接着強度（結合強度）は、陰極基体中に
含有されている微量のシリコン（Ｓｉ）と電子放射物質
層を構成するアルカリ土類金属酸化物（酸化バリウム）
とから生成されるシリコン系酸化物（中間層）に依存す
る。

【００１４】この場合、前記特開平５−１２９８３号、
前記特開昭６２−２４６２２２号、前記特開平２−３０
４８３５号にそれぞれ開示されている陰極構体のよう
に、陰極基体に接触している電子放射物質層の部分にバ
リウムスカンデート（Ｂａ₂Ｓｃ₂Ｏ₅）等の希土類金
属酸化物が分散含有されていた場合、スカンジウム（Ｓ
ｃ）原子によってシリコン系酸化物の生成が抑制され、
陰極基体と電子放射物質層との接着強度（結合強度）を
十分に大きくすることができず、その上に、陰極線管の
動作中に陰極基体と電子放射物質層との熱膨張係数の違
いに基づく膨張収縮の差、及び、それらの間に働く静電
気力により、陰極線管の使用中に、電子放射物質層が陰
極基体から剥離していまう場合があるという問題があ
る。

【００１５】また、陰極構体における高い電流密度の動
作特性の向上を図るには、電子放射物質層のアルカリ土
類金属酸化物内に分散される希土類金属酸化物粒子の表
面積を大きくすればよいことが知られている。このた
め、前記特開平６−９６６６１号、前記特開昭６２−２
４６２２２号、前記特開平２−３０４８３５号にそれぞ
れ開示されている陰極構体においては、希土類金属酸化
物の粒子形状を小さくする手段が開示されているが、い
ずれの手段も、アルカリ土類金属酸化物内に小さい粒子
形状の希土類金属酸化物を凝集させることなく、均一に
分散させることについては、何等の考慮が払われていな
い。このように、前記特開平６−９６６６１号、前記特
開昭６２−２４６２２２号、前記特開平２−３０４８３
５号にそれぞれ開示されている陰極構体は、以下に述べ
るような種々の問題を有しているものである。

【００１６】即ち、平均粒径が０．５μｍ以下の希土類
金属酸化物は、結晶間の凝集が著しく増大し、その結
果、アルカリ土類金属酸化物内にこのような希土類金属
酸化物を分散させると、希土類金属酸化物の大きな凝集
性により、粒子の表面積が却って小さくなってしまい、
高い電流密度の動作特性の向上に逆行するようになる。
その上に、平均粒径が０．５μｍ以下の希土類金属酸化
物は、化学合成・粉砕等によって製造した時点において
も、結晶間の凝集が著しいから、平均粒径が０．５μｍ
以下の希土類金属酸化物を量産することはかなり困難に
なる。

【００１７】また、陰極構体における高い電流密度の動
作特性の向上を図るには、前述のように、アルカリ土類
金属酸化物内に分散される希土類金属酸化物粒子の表面
積を大きくすることが必要であるが、前記特開平６−９
６６６１号等のように、希土類金属酸化物粒子を球形形
状または楕円形形状にした場合には、形状の大きさに比
べて実効的な表面積を大きくすることができず、高い電
流密度の動作特性の向上を図ることができないものであ
る。そして、希土類金属酸化物は、高価であることか
ら、表面積を増やすためにアルカリ土類金属酸化物内に
分散する分散量を増大させると、陰極構体の製造コスト
が上昇してしまう。

【００１８】本発明は、このような陰極構体における種
々の問題点を解決するようにしたもので、その目的は、
陰極線管を高い電流密度状態で動作させても、電子放射
物質層の剥離がなく、長時間にわたって安定した電子放
射特性が得られ、安価で量産性に富んだ陰極構体を提供
することにある。

【００１９】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明による陰極構体は、陰極スリーブの一端に帽
状の陰極基体を装着固定し、陰極基体の頂面に電子放射
物質層を被着形成したもので、電子放射物質層として、
アルカリ土類金属酸化物中にレーザー回折法によって測
定した平均粒径が０．５乃至２．０μｍの希土類金属酸
化物を０．５乃至５．０重量％分散させて構成した手段
を具備する。

【００２０】前記手段によれば、電子放射物質層のアル
カリ土類金属酸化物内に分散させる希土類金属酸化物粒
子の平均粒径を０．５乃至２．０μｍの範囲内にし、そ
の中で、希土類金属酸化物粒子の平均粒径の最小平均粒
径を０．５μｍにしているので、希土類金属酸化物粒子
の平均粒径を０．５μｍ以下にした場合に比べて、粒子
の凝集性がそれほど大きくならず、希土類金属酸化物粒
子をアルカリ土類金属酸化物内にほぼ均等に分散させる
ことができるだけでなく、希土類金属酸化物粒子の量産
性を高めることができ、一方、希土類金属酸化物粒子の
平均粒径の最大平均粒径を２．０μｍにしているので、
希土類金属酸化物粒子の表面積を大きくし、陰極構体に
おける高い電流密度の動作特性の向上が図れる。

【００２１】また、前記手段によれば、電子放射物質層
のアルカリ土類金属酸化物内に分散させる希土類金属酸
化物粒子の分散量を０．５乃至５．０重量％の範囲内に
しているので、高価な希土類金属酸化物粒子を多く分散
させる必要がなく、陰極構体の製造コストを安価にでき
る。

【００２２】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態において、陰
極構体は、高融点金属からなる陰極スリーブの一端に高
融点金属からなる帽状の陰極基体を装着固定し、陰極基
体の頂面に電子放射物質層を被着形成したものであっ
て、電子放射物質層を、アルカリ土類金属酸化物中にレ
ーザー回折法によって測定した平均粒径が０．５乃至
２．０μｍの希土類金属酸化物を０．５乃至５．０重量
％分散させて構成したものである。

【００２３】本発明の実施の形態の具体例において、陰
極構体は、電子放射物質層が陰極基体側に形成された第
１層と第１層上に形成された第２層の２層構造のものか
らなり、第１層の希土類金属酸化物の含有率がゼロであ
り、第１層及び第２層の希土類金属酸化物の総合含有率
が０．５乃至５．０重量％であるものである。

【００２４】本発明の実施の形態の好適例において、陰
極構体は、希土類金属酸化物がバリウムスカンデート
（Ｂａ₂Ｓｃ₂Ｏ₅）からなるものである。

【００２５】本発明の実施の形態の他の好適例におい
て、陰極構体は、バリウムスカンデート（Ｂａ₂Ｓｃ₂
Ｏ₅）が粉砕粒からなる多面体形状の粒子を少なくとも
１０重量％含んでいるものである。

【００２６】これらの本発明の実施の形態によれば、電
子放射物質層のアルカリ土類金属酸化物内に分散させる
希土類金属酸化物粒子の平均粒径を０．５乃至２．０μ
ｍの範囲内になるように選び、その選択の中で、希土類
金属酸化物粒子の平均粒径の最小平均粒径を０．５μｍ
にしているので、希土類金属酸化物粒子の平均粒径を
０．５μｍ以下にした既知のこの種の陰極構体に比べ
て、粒子の凝集性がそれほど大きくならないので、希土
類金属酸化物粒子をアルカリ土類金属酸化物内にほぼ均
等に分散させることが可能になり、しかも、希土類金属
酸化物粒子の製造時においても、希土類金属酸化物粒子
の量産性を高めることができる。これに対して、希土類
金属酸化物粒子の平均粒径の選択の中で、希土類金属酸
化物粒子の平均粒径の最大平均粒径を２．０μｍにして
いるので、希土類金属酸化物粒子の表面積が大きくな
り、それによって陰極構体における高い電流密度の動作
特性の向上が図れる。

【００２７】また、これらの本発明の実施の形態によれ
ば、電子放射物質層のアルカリ土類金属酸化物内に分散
させる希土類金属酸化物粒子の分散量を０．５乃至５．
０重量％の範囲内になるように選んでいるので、高価な
希土類金属酸化物粒子を多く分散させなくても、陰極構
体における高い電流密度の動作特性の向上を図ることが
可能になり、その結果、陰極構体の製造コストを安価に
することができる。

【００２８】さらに、本発明の実施の形態の具体例によ
れば、電子放射物質層を第１層と第２層の２層構造のも
ので構成し、その中で、陰極基体側に形成される第１層
における希土類金属酸化物の含有率をゼロにし、陰極基
体に接する電子放射物質層の第１層内に希土類金属酸化
物を存在させないようにしているので、陰極基体と電子
放射物質層の第１層との接着強度（結合強度）を十分に
大きくすることができ、この陰極構体を備えた陰極線管
の動作時に、陰極基体から電子放射物質層の第１層が剥
離することがない。

【００２９】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。

【００３０】図１は、本発明による陰極構体の一実施例
の要部構成を示す断面図である。

【００３１】図１において、１は高融点金属、例えば、
ニッケル（Ｎｉ）を主成分としてシリコン（Ｓｉ）やマ
グネシウム（Ｍｇ）、ジルコニウム（Ｚｒ）等の微量の
還元性金属元素を含有する陰極基体、２はモリブデン
（Ｍｏ）等の高融点金属からなる円筒状の金属スリー
ブ、３は後述する構成を備えた電子放射物質層、４は加
熱ヒーターである。また、５はバリウム・ストロンチウ
ム・カルシウムの炭酸塩｛（Ｂａ・Ｓｒ・Ｃａ）Ｃ
Ｏ₃｝を主成分とするアルカリ土類金属酸化物からなる
電子放射物質層３の第１層、６はバリウム・ストロンチ
ウム・カルシウムの炭酸塩｛（Ｂａ・Ｓｒ・Ｃａ）ＣＯ
₃｝を主成分とするアルカリ土類金属酸化物内にバリウ
ムスカンデート（Ｂａ₂Ｓｃ₂Ｏ₅）を分散含有させた
電子放射物質層３の第２層である。

【００３２】そして、陰極基体１は、円筒状の金属スリ
ーブ２の一端に嵌合固定され、金属スリーブ２の一端を
封止する。電子放射物質層３は、帽状の陰極基体１の頂
面上に直接着形成された第１層５と、第１層５上に被着
形成された第２層６とからなっている。加熱ヒーター４
は、円筒状の金属スリーブ２の内部に挿入配置され、全
体として傍熱型陰極を構成している。この場合、電子放
射物質層３の第２層６には、レーザー回折法によって測
定した平均粒径が１．３μｍのバリウムスカンデート
（Ｂａ₂Ｓｃ₂Ｏ₅）を、アルカリ土類金属酸化物内に
アルカリ土類金属酸化物に対して１．５重量％だけ分散
させたものを用いている。

【００３３】この場合、バリウムスカンデート（Ｂａ₂
Ｓｃ₂Ｏ₅）の平均粒径を測定するために用いるレーザ
ー回折法は、粒子によるレーザー光の前方回折光度の角
度分布が粒子の粒径の関数になることを利用する粒度測
定装置に用いられているもので、粒度測定装置は、既に
種々のものが市販されている。

【００３４】その中の１つの粒度測定装置としては、測
定粒子を分散させた懸濁液の流路にレーザー光を投射
し、レーザー光を横切って次々に通過する測定粒子の回
折光をレンズ系を用いて平面波にし、その平面波の半径
方向の光強度分布を回転スリットを通して光検出器に供
給し、光検出器の検出出力をプリントアウトして測定粒
子の粒径分布を求めるものである。この粒度測定装置に
よれば、測定粒子の粒径として、約０．５乃至２００μ
ｍ程度のものが測定できる。

【００３５】前記構成による本実施例の陰極構体は、例
えば、次のような工程を経て製造される。

【００３６】まず、電子放射物質層３の第１層５を形成
する懸濁液は、５４重量％の硝酸バリウム（ＢａＮ
Ｏ₃）、３９重量％の硝酸ストロンチウム（ＳｒＮ
Ｏ₃）、７重量％の硝酸カルシウム（ＣａＮＯ₃）の混
合溶液に、炭酸ナトリウム（Ｎａ₂ＣＯ₃）を添加して
バリウム（Ｂａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）、カルシウ
ム（Ｃａ）の炭酸塩｛（Ｂａ・、Ｓｒ・Ｃａ）ＣＯ₃｝
を沈殿させ、これらの沈殿物（粉末状）にニトルセルロ
ースラッカー、酢酸ブチルを加えてローリング混合し、
第１の懸濁液を調製する。

【００３７】次に、電子放射物質層３の第２層６を形成
する懸濁液は、５３重量％の硝酸バリウム（ＢａＮ
Ｏ₃）、３８重量％の硝酸ストロンチウム（ＳｒＮ
Ｏ₃）、６重量％の硝酸カルシウム（ＣａＮＯ₃）の混
合溶液に、炭酸ナトリウム（Ｎａ₂ＣＯ₃）を添加して
バリウム（Ｂａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）、カルシウ
ム（Ｃａ）の炭酸塩｛（Ｂａ・、Ｓｒ・Ｃａ）ＣＯ₃｝
を沈殿させ、これらの沈殿物（粉末状）に１．５重量％
のバリウムスカンデート（Ｂａ₂Ｓｃ₂Ｏ₅）を混合
し、この混合物にニトルセルロースラッカー、酢酸ブチ
ルを加えてローリング混合し、第２の懸濁液を調製す
る。

【００３８】この場合、バリウムスカンデート（Ｂａ₂
Ｓｃ₂Ｏ₅）は、例えば、特開昭６４−７７８１９号に
開示されているように、化学合成・粉砕・焼成等の工程
を経て製造されるもので、平均粒径は１．３μｍのもの
であり、粒径の分布は、全粒子の９０％以上が粒径０．
５乃至４．０μｍの範囲内にあるものである。粒子の形
状は、不規則な多面体のものが主であって、その一部に
粉砕によって得られた微粉末が含まれているものであ
る。

【００３９】ここで、ニッケル（Ｎｉ）を主成分として
シリコン（Ｓｉ）やマグネシウム（Ｍｇ）、ジルコニウ
ム（Ｚｒ）等の微量の還元性金属元素を含有する陰極基
体１の頂面に、スプレー法によって第１の懸濁液を塗布
し、厚さが約１５μｍの第１層５を形成する。

【００４０】その後、第１層５上に同様のスプレー法に
よって第２の懸濁液を塗布し、厚さが約５０μｍの第２
層６を形成し、第１層５及び第２層６の２層構造からな
る電子放射物質層３を形成する。

【００４１】続いて、陰極線管の真空排気工程を経た後
で、加熱ヒーター４の駆動によって電子放射物質層３を
加熱し、電子放射物質層３内にあるバリウム（Ｂａ）、
ストロンチウム（Ｓｒ）、カルシウム（Ｃａ）の炭酸塩
｛（Ｂａ・、Ｓｒ・Ｃａ）ＣＯ₃｝を分解し、バリウム
（Ｂａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）、カルシウム（Ｃ
ａ）の酸化物｛（Ｂａ・、Ｓｒ・Ｃａ）Ｏ｝にし、電子
放射物質層３の第１層５及び電子放射物質層３の第２層
６を形成する。

【００４２】次いで、９００乃至９５０℃の温度で加熱
して電子放射物質層３を活性化させ、陰極構体を形成す
る。

【００４３】前記構成による陰極構体によれば、電子放
射物質層３の第２層６においては、バリウムスカンデー
ト（Ｂａ₂Ｓｃ₂Ｏ₅）を分散含有させたことにより、
遊離バリウム（Ｂａ）がバリウムスカンデート（Ｂａ₂
Ｓｃ₂Ｏ₅）に付着し、電子放射物質層３の第２層６内
の遊離バリウム（Ｂａ）の濃度を高い状態に維持できる
ようになり、その結果、長期間にわたって高い電流密度
の動作が行われるときでも、安定化された電子放射特性
を維持させることができる。

【００４４】なお、本実施例においては、電子放射物質
層３の第２層６内に分散される希土類金属酸化物がバリ
ウムスカンデート（Ｂａ₂Ｓｃ₂Ｏ₅）を用いた例を挙
げて説明したが、本発明に使用可能な希土類金属酸化物
としてはバリウムスカンデート（Ｂａ₂Ｓｃ₂Ｏ₅）の
ようなバリウム（Ｂａ）とスカンジウム（Ｓｃ）の複合
酸化物に限られるものでなく、他の希土類金属酸化物、
例えば、バリウム（Ｂａ）とイットリウム（Ｙ）の複合
酸化物やバリウム（Ｂａ）とセリウム（Ｃｅ）の複合酸
化物であっても、同様の機能を達成することができる。

【００４５】また、本実施例においては、電子放射物質
層３の第２層６に分散含有されるバリウムスカンデート
（Ｂａ₂Ｓｃ₂Ｏ₅）の含有量が１．５重量％である例
を挙げて説明したが、本発明によるバリウムスカンデー
ト（Ｂａ₂Ｓｃ₂Ｏ₅）の含有量は１．５重量である例
に限られず、０．５乃至５．０重量％の範囲内であれ
ば、ほぼ同様の機能を達成することができる。この場
合、電子放射物質層３の第２層６に分散含有されるバリ
ウムスカンデート（Ｂａ₂Ｓｃ₂Ｏ₅）の含有量１．５
重量％は、炭酸塩における含有量であって、酸化物に換
算し₅た場合、含有量２．０重量％に相当するが、電子
放射物質層３の第１層５と第２層６との総合の含有量と
しては１．５重量％になる。

【００４６】この点について、さらに詳しく述べると、
バリウムスカンデート（Ｂａ₂Ｓｃ₂Ｏ₅）の含有量が
０．５重量％以下の微量の場合は、バリウムスカンデー
ト（Ｂａ₂Ｓｃ₂Ｏ₅）を含有させたことのメリットが
なく、一方、バリウムスカンデート（Ｂａ₂Ｓｃ
₂Ｏ₅）の含有量が５．０重量％を超えると、バリウム
スカンデート（Ｂａ₂Ｓｃ₂Ｏ₅）を含有させたことの
メリットが却って損なわれるようになるので、バリウム
スカンデート（Ｂａ₂Ｓｃ₂Ｏ₅）の含有量は０．５乃
至５．０重量％の範囲内に選択する。そして、バリウム
スカンデート（Ｂａ₂Ｓｃ₂Ｏ₅）の含有量が０．５乃
至５．０重量％の範囲内であっても、バリウムスカンデ
ート（Ｂａ₂Ｓｃ₂Ｏ₅）の含有量が０．７乃至２．１
重量％の範囲内に選べば好適である。

【００４７】さらに、本実施例においては、電子放射物
質層３の第２層６内に分散されるバリウムスカンデート
（Ｂａ₂Ｓｃ₂Ｏ₅）の平均粒径が１．３μｍである例
を挙げて説明したが、本発明に使用可能なバリウムスカ
ンデート（Ｂａ₂Ｓｃ₂Ｏ₅）の平均粒径は１．３μｍ
のものに限られず、平均粒径が０．５乃至２．０μｍの
範囲内であれば、任意の平均粒径のものを用いることが
できる。この場合、バリウムスカンデート（Ｂａ₂Ｓｃ
₂Ｏ₅）の平均粒径を０．５μｍ以下に選んだ場合は、
バリウムスカンデート（Ｂａ₂Ｓｃ₂Ｏ₅）の粒子の凝
集力が増大し、電子放射物質層３の第２層６のアルカリ
土類金属酸化物内に均等に分布させることができなくな
り、却ってバリウムスカンデート（Ｂａ₂Ｓｃ₂Ｏ₅）
の粒子の表面積が小さくなるので好ましくなく、一方、
バリウムスカンデート（Ｂａ₂Ｓｃ₂Ｏ₅）の平均粒径
を２．０μｍ以上に選んだ場合は、確実にバリウムスカ
ンデート（Ｂａ₂Ｓｃ₂Ｏ₅）の粒子の表面積が小さく
なるので好ましくなるので、バリウムスカンデート（Ｂ
ａ₂Ｓｃ₂Ｏ₅）の平均粒径が０．５乃至２．０μｍの
範囲内に選択する。そして、バリウムスカンデート（Ｂ
ａ₂Ｓｃ₂Ｏ₅）の平均粒径が０．５乃至２．０μｍの
範囲内であっても、バリウムスカンデート（Ｂａ₂Ｓｃ
₂Ｏ₅）の平均粒径が０．９乃至１．５μｍの範囲内に
選べば好適である。

【００４８】次に、図２は、本実施例の陰極構体を陰極
線管内に組み込み、第１グリッド（図示なし）孔径φ
０．３５ｍｍ、カソード電流値を３７０μＡとして動作
させた場合の動作時間の経緯に対する最大陰極電流の初
期値の変化状態を示す特性図である。

【００４９】図２において、縦軸は％で表した最大陰極
電流の初期値の変化状態、横軸はｋｈで表した時間であ
る。また、図２の特性曲線において、ａはバリウムスカ
ンデート（Ｂａ₂Ｓｃ₂Ｏ₅）の分散量が１．４重量％
であるときのもの、ｂはバリウムスカンデート（Ｂａ₂
Ｓｃ₂Ｏ₅）の分散量が５．０重量％であるときのも
の、ｃはバリウムスカンデート（Ｂａ₂Ｓｃ₂Ｏ₅）の
分散量が０．５重量％であるときのもので、いずれの特
性曲線もバリウムスカンデート（Ｂａ₂Ｓｃ₂Ｏ₅）粒
子として平均粒径が１．３μｍのものを用いたときのも
のである。

【００５０】図２の特性曲線ａに示されるように、バリ
ウムスカンデート（Ｂａ₂Ｓｃ₂Ｏ₅）の分散量が１．
４重量％であるときは、非常に良好な電子放射特性を示
し、動作時間が１００００時間を経過しても、最大陰極
電流の変化率はその初期値の７２％程度であるが、バリ
ウムスカンデート（Ｂａ₂Ｓｃ₂Ｏ₅）の分散量を１．
４重量％から順次増大させた場合、バリウムスカンデー
ト（Ｂａ₂Ｓｃ₂Ｏ₅）の分散量が５．０重量％になる
と、図２の特性曲線ｂに示されるように、また、順次減
少させた場合は、バリウムスカンデート（Ｂａ₂Ｓｃ₂
Ｏ₅）の分散量が０．５重量％になると、図２の特性曲
線ｃに示されるように、特性曲線ａに比べて電子放射特
性が若干劣化するようになり、動作時間が１００００時
間を経過したとき、最大陰極電流の変化率はその初期値
の６１％及び５８％程度になって、この程度の最大陰極
電流の変化率であれば、一応、実用的には何等問題はな
い。

【００５１】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、希土類
金属酸化物粒子の最小平均粒径を０．５μｍに選んでい
るので、希土類金属酸化物粒子の平均粒径を０．５μｍ
以下にした既知のこの種の陰極構体に比べて、粒子の凝
集性が大きくなるのを避けて、希土類金属酸化物粒子を
アルカリ土類金属酸化物内にほぼ均等に分散させること
が可能になり、しかも、希土類金属酸化物粒子の製造時
に、粒子の凝集性が大きくないことから、希土類金属酸
化物粒子の量産性を高めることができるという効果があ
る。

【００５２】また、本発明によれば、希土類金属酸化物
粒子の最大平均粒径を２．０μｍに選んでいるので、希
土類金属酸化物粒子の表面積を大きくして、陰極構体に
おける高い電流密度の動作特性の向上が図れるという効
果がある。

【００５３】さらに、本発明によれば、電子放射物質層
のアルカリ土類金属酸化物内に分散させる希土類金属酸
化物粒子の分散量を０．５乃至５．０重量％の範囲内に
なるように選んでいるので、高価な希土類金属酸化物粒
子を多く分散させなくても、陰極構体における高い電流
密度の動作特性の向上を図ることが可能になり、その結
果、陰極構体の製造コストを安価にすることができると
いう効果がある。

【００５４】この他に、本発明によれば、電子放射物質
層を第１層と第２層の２層構造のもので構成し、その中
で、陰極基体側に形成される第１層における希土類金属
酸化物の含有率をゼロにし、陰極基体に接する電子放射
物質層の第１層内に希土類金属酸化物を存在させないよ
うにしているので、陰極基体と電子放射物質層の第１層
との接着強度（結合強度）を十分に大きくすることがで
き、この陰極構体を備えた陰極線管の動作時に、陰極基
体から電子放射物質層の第１層が剥離することがないと
いう効果もある。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明による陰極構体の一実施例の要
部構成を示す断面図である。

【図２】図１に図示の実施例の陰極構体を陰極線管内に
組み込み、通常の態様で動作させた場合の動作時間の経
緯に対する最大陰極電流の初期値の変化状態を示す特性
図である。

【図３】既知の陰極構体の要部構成の一例を示す断面図
である。

【符号の説明】

１陰極基体２金属スリーブ３電子放射物質層４加熱ヒーター５電子放射物質層３の第１層６電子放射物質層３の第２層

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】高融点金属からなる陰極スリーブの一端
に高融点金属からなる陰極基体を装着固定し、前記陰極
基体の頂面に電子放射物質層を被着形成した陰極構体に
おいて、前記電子放射物質層を、アルカリ土類金属酸化
物中にレーザー回折法によって測定した平均粒径が０．
５乃至２．０μｍの希土類金属酸化物を０．５乃至５．
０重量％分散させて構成していることを特徴とする陰極
構体。
【請求項２】前記電子放射物質層は、前記陰極基体側
に形成された第１層と前記第１層上に形成された第２層
の２層構造のもので、前記第１層の前記希土類金属酸化
物の含有率がゼロであり、前記第１層及び前記第２層の
前記希土類金属酸化物の総合含有率が０．５乃至５．０
重量％であることを特徴とする請求項１に記載の陰極構
体。
【請求項３】前記希土類金属酸化物は、バリウムスカ
ンデート（Ｂａ₂Ｓｃ₂Ｏ₅）であることを特徴とする
請求項１または２に記載の陰極構体。
【請求項４】前記バリウムスカンデート（Ｂａ₂Ｓｃ
₂Ｏ₅）は、粉砕粒からなる多面体形状の粒子を少なく
とも１０重量％含んでいることを特徴とする請求項３に
記載の陰極構体。