JPS61121233A - 含浸形陰極の製造方法 - Google Patents
含浸形陰極の製造方法Info
- Publication number
- JPS61121233A JPS61121233A JP24064684A JP24064684A JPS61121233A JP S61121233 A JPS61121233 A JP S61121233A JP 24064684 A JP24064684 A JP 24064684A JP 24064684 A JP24064684 A JP 24064684A JP S61121233 A JPS61121233 A JP S61121233A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cathode
- impregnated
- vacuum
- surface layer
- impregnated cathode
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J9/00—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture, installation, removal, maintenance of electric discharge tubes, discharge lamps, or parts thereof; Recovery of material from discharge tubes or lamps
- H01J9/02—Manufacture of electrodes or electrode systems
- H01J9/04—Manufacture of electrodes or electrode systems of thermionic cathodes
- H01J9/042—Manufacture, activation of the emissive part
- H01J9/047—Cathodes having impregnated bodies
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は、ブラウン管、撮像管等の電子管に用いられる
高電流密度の含浸形陰極、特に電子放出特性を向上させ
るための金属薄膜を陰極表面に被着させた含浸形陰極の
製造方法に関するものである。
高電流密度の含浸形陰極、特に電子放出特性を向上させ
るための金属薄膜を陰極表面に被着させた含浸形陰極の
製造方法に関するものである。
高電流密度陰極として使用される含浸形陰極は。
タングステン（Ｗ）、モリブデン（ＭＯ）等の耐熱多孔
質基体細孔部に、Ｂａ−Ｃａアルミネート化合物等の電
子放出物質を含浸せしめたものである。さらに電子放出
物質向上のために９、陰極表面に、主として仕事関数の
高い金属薄膜を被着させるのが一般的である。電子放出
特性向上に、有効な材料として、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｒｕある
いはこれらの合金１重ね膜が挙げられる。この中で、Ｏ
ｓが最も融点が高く、蒸気圧が低く、かつ、下地金属材
料と合金化の程度も小さく、最も有用である。
質基体細孔部に、Ｂａ−Ｃａアルミネート化合物等の電
子放出物質を含浸せしめたものである。さらに電子放出
物質向上のために９、陰極表面に、主として仕事関数の
高い金属薄膜を被着させるのが一般的である。電子放出
特性向上に、有効な材料として、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｒｕある
いはこれらの合金１重ね膜が挙げられる。この中で、Ｏ
ｓが最も融点が高く、蒸気圧が低く、かつ、下地金属材
料と合金化の程度も小さく、最も有用である。
含浸形陰極は高電流密度が得られる代りに、動作温度が
酸化物カソードに比べて約３００’Ｃ高いために、動作
中に陰極からのＢａ蒸発量が初期に約２桁多い。この過
剰Ｂａ蒸発が、グリッド・エミッションの要因となり、
管球の特性を低下させるという不都合がある。このため
、特開昭５８−３４５３９や米国特許１１ｈ４４００６
４ｇのように、空孔率の小さい層との複合多孔質金属体
を用い、Ｂａ蒸発量を調節する方法が採られている。し
かし、空孔部がすべて連通孔にするためには、空孔率は
最低１７％が必要である。したがって、Ｂａ蒸発量調節
にも自ずと限界がある。それにも増して、製造直後の含
浸形陰極では電子放出に寄与しない余分なりａの蒸発が
非常に多い。これを低減するために、含浸形陰極を加熱
すれば良い６しかし、加熱雰囲気が１Ｏ−７Ｐａ以下の
高真空中で実施しないと電子放出特性に悪影響を及ぼす
。このような高真空はイオンポンプで排気した装置で実
現が可能である。イオンポンプ１よ排気速度が非常に小
さい。
酸化物カソードに比べて約３００’Ｃ高いために、動作
中に陰極からのＢａ蒸発量が初期に約２桁多い。この過
剰Ｂａ蒸発が、グリッド・エミッションの要因となり、
管球の特性を低下させるという不都合がある。このため
、特開昭５８−３４５３９や米国特許１１ｈ４４００６
４ｇのように、空孔率の小さい層との複合多孔質金属体
を用い、Ｂａ蒸発量を調節する方法が採られている。し
かし、空孔部がすべて連通孔にするためには、空孔率は
最低１７％が必要である。したがって、Ｂａ蒸発量調節
にも自ずと限界がある。それにも増して、製造直後の含
浸形陰極では電子放出に寄与しない余分なりａの蒸発が
非常に多い。これを低減するために、含浸形陰極を加熱
すれば良い６しかし、加熱雰囲気が１Ｏ−７Ｐａ以下の
高真空中で実施しないと電子放出特性に悪影響を及ぼす
。このような高真空はイオンポンプで排気した装置で実
現が可能である。イオンポンプ１よ排気速度が非常に小
さい。
この様な高真空中で加熱することは量産性に欠ける。
本発明の目的は、上記した従来技術による問題の解決で
はなく、Ｂａ蒸発量の低減を１０−Ｇ〜１０−３Ｐａ程
度の低真空中で処理できる量産的な含浸形陰極の製造方
法を提供することにある。
はなく、Ｂａ蒸発量の低減を１０−Ｇ〜１０−３Ｐａ程
度の低真空中で処理できる量産的な含浸形陰極の製造方
法を提供することにある。
本発明は、含浸形陰極の製造方法において、１０−’〜
１０−” Ｐ ａ （７１真空中で１０００℃以上１２
５０℃で３〜１５時間熱処理し、熱処理後に陰極表面層
を削除すること、さらにＯｓ、Ｉｒ。
１０−” Ｐ ａ （７１真空中で１０００℃以上１２
５０℃で３〜１５時間熱処理し、熱処理後に陰極表面層
を削除すること、さらにＯｓ、Ｉｒ。
Ｒｕなどの金属被覆することが要点である。
本発明では、含浸形陰極からの初期余剰Ｂａを真空中で
熱処理し減少させる。Ｂａの蒸発の減少量は高温度側長
時間の熱処理程大きい、熱処理温度は、陰極の動作温度
１０００℃以上が必要であり、しかも、電子放出物質と
多孔質基体の間に急激な反応生成物層を形成しない温度
（１２５０℃）が上限である６熱処理時間は初期のＢａ
蒸発速度を約１桁以上低減でき、しかも量産に許容出来
る範囲が望ましい。これには３時間以上１５時間程度が
適当である。含浸形陰極を低真勿中で熱処理すると表面
にＢａＷＯ，やＢａ、ＷＯ，が堆積し。
熱処理し減少させる。Ｂａの蒸発の減少量は高温度側長
時間の熱処理程大きい、熱処理温度は、陰極の動作温度
１０００℃以上が必要であり、しかも、電子放出物質と
多孔質基体の間に急激な反応生成物層を形成しない温度
（１２５０℃）が上限である６熱処理時間は初期のＢａ
蒸発速度を約１桁以上低減でき、しかも量産に許容出来
る範囲が望ましい。これには３時間以上１５時間程度が
適当である。含浸形陰極を低真勿中で熱処理すると表面
にＢａＷＯ，やＢａ、ＷＯ，が堆積し。
真空度の悪さに比例した厚さの層を形成する。
１０−３Ｐａの高真空中では数ｎｍであった。
１０−３Ｐａの高真空を得るには、ソープションポンプ
とイオンポンプからなる排気系が必要であり、しかも排
気速度が小さい。陰極を多量に処理できない上に処理サ
イクルが長い。量産には不向きである。真空度の悪さ、
すなわち、ＢａＷＯ４やＢａ、ＷＯ，層の厚さに比例し
、電子放出特性が劣化した。第１図は、熱処理時の真空
度と電子放出特性（ｌ ＯＯ０℃での電流密゛度）を示
す。第１図は熱処理温度・時間は１１５０’ＣＸ１０ｈ
である。
とイオンポンプからなる排気系が必要であり、しかも排
気速度が小さい。陰極を多量に処理できない上に処理サ
イクルが長い。量産には不向きである。真空度の悪さ、
すなわち、ＢａＷＯ４やＢａ、ＷＯ，層の厚さに比例し
、電子放出特性が劣化した。第１図は、熱処理時の真空
度と電子放出特性（ｌ ＯＯ０℃での電流密゛度）を示
す。第１図は熱処理温度・時間は１１５０’ＣＸ１０ｈ
である。
しかし１表面層を削除することによって、元の特性に回
復することに気がついた。しかも。
復することに気がついた。しかも。
Ｂａ蒸発速度は、上記条件で約１．５桁小さくなった。
表面層を削除する方法は１機械的研磨法。
あるいはガスイオンによるスパッタクリーニング法、放
電による方法などがある。さらに、陰極表面に電子放出
特性を向上させるために、Ｏｓ。
電による方法などがある。さらに、陰極表面に電子放出
特性を向上させるために、Ｏｓ。
Ｉｒ、Ｒｕなどの金属膜を設ける。金属膜を設けてから
、１０１〜１０−６〜１０−３Ｐａの真空中で熱処理す
ると、熱処理時に形成したＢ ａ Ｗ Ｏ４やＢａ□Ｗ
Ｏ６層を削除できない。削除しようとすれば、被覆膜に
ダメージを与え、元の被覆型陰極の電子放出特性を得る
ことは出来ない。被覆材として、Ｏｓが最も有用である
ことは前述した。しかし、Ｏｓは酸化に弱く、酸化する
と○ｓｏ４を形成し、蒸発する性質を持つ。管球作裏時
にＯｓが酸化する危険性がある。したがって、Ｏ３を酸
化から保護するためにＯ８膜上に酸化し雅いＩｒ、Ｒｕ
との重ね膜を用いる方法、ＯｓとＩｒ、Ｏ８とＲｕの合
金膜を設ける方法が挙げられる。Ｏｓを用いる場合、基
体との合金化によって、○Ｓ膜が耐酸化性を持つことが
分った。さらに、被覆膜と多孔質基体の密着性あるいは
膜の信頼性、Ｏｓと基体との合金化を考えると、１００
０〜１１５０℃テ０．５〜３時間の程度の熱処理を加え
た方が望ましい。
、１０１〜１０−６〜１０−３Ｐａの真空中で熱処理す
ると、熱処理時に形成したＢ ａ Ｗ Ｏ４やＢａ□Ｗ
Ｏ６層を削除できない。削除しようとすれば、被覆膜に
ダメージを与え、元の被覆型陰極の電子放出特性を得る
ことは出来ない。被覆材として、Ｏｓが最も有用である
ことは前述した。しかし、Ｏｓは酸化に弱く、酸化する
と○ｓｏ４を形成し、蒸発する性質を持つ。管球作裏時
にＯｓが酸化する危険性がある。したがって、Ｏ３を酸
化から保護するためにＯ８膜上に酸化し雅いＩｒ、Ｒｕ
との重ね膜を用いる方法、ＯｓとＩｒ、Ｏ８とＲｕの合
金膜を設ける方法が挙げられる。Ｏｓを用いる場合、基
体との合金化によって、○Ｓ膜が耐酸化性を持つことが
分った。さらに、被覆膜と多孔質基体の密着性あるいは
膜の信頼性、Ｏｓと基体との合金化を考えると、１００
０〜１１５０℃テ０．５〜３時間の程度の熱処理を加え
た方が望ましい。
熱処理は、１０−６〜１０−６〜１０−３Ｐａの真空中
で実施しても、前の工程でＢａ蒸発速度を減少したこと
によリ、ＢａＷＯ４やＢａ３ＷＯ，層は、＜１０ｎｍで
あり、電子放出特性に影響を及ぼさない。１ｏ−６〜１
Ｏ−３Ｐａの真空は、真空電気炉等の排気に用いられて
いる油回転ポンプ、油拡散ポンプで達成出来、しかも排
気速度が大きいため、多量に処理できる上に処理サイク
ルも速く、量産向きである。
で実施しても、前の工程でＢａ蒸発速度を減少したこと
によリ、ＢａＷＯ４やＢａ３ＷＯ，層は、＜１０ｎｍで
あり、電子放出特性に影響を及ぼさない。１ｏ−６〜１
Ｏ−３Ｐａの真空は、真空電気炉等の排気に用いられて
いる油回転ポンプ、油拡散ポンプで達成出来、しかも排
気速度が大きいため、多量に処理できる上に処理サイク
ルも速く、量産向きである。
以下、本発明の一実施例を第２図により説明する。第２
図は、本発明の含浸形陰極の製造方法の工程図である。
図は、本発明の含浸形陰極の製造方法の工程図である。
空孔率２１％の多孔質Ｗ基体にＢ ａ −Ｃａアルミネ
ートが含浸された含浸形陰極を用意し、Ｔａキャップ、
Ｔａスリーブと組み合せ、油回転ポンプと油拡散ポンプ
で排気した真空電気炉（〜４ Ｘ １０−’Ｐ ａ）中
で、１１５０℃Ｘ１０ｈ加熱した。力「熱後に大気中に
取り出し、一部は表面層を乾式で研磨し、蒸発速度と電
子放出特性を測定した。Ｂａ蒸発量は初期に比べて約１
．５桁小さく、電子放出特性は処理筒特性と同等であっ
た。なお、電子放出特性は＜１０−６〜１０−３Ｐａ中
で２極管型式で零電界における飽和電流密度を求めた。
ートが含浸された含浸形陰極を用意し、Ｔａキャップ、
Ｔａスリーブと組み合せ、油回転ポンプと油拡散ポンプ
で排気した真空電気炉（〜４ Ｘ １０−’Ｐ ａ）中
で、１１５０℃Ｘ１０ｈ加熱した。力「熱後に大気中に
取り出し、一部は表面層を乾式で研磨し、蒸発速度と電
子放出特性を測定した。Ｂａ蒸発量は初期に比べて約１
．５桁小さく、電子放出特性は処理筒特性と同等であっ
た。なお、電子放出特性は＜１０−６〜１０−３Ｐａ中
で２極管型式で零電界における飽和電流密度を求めた。
残りの一部はスパッター装置内で表面をスパッタークリ
ーニングを約２．０分間実施したのち、陰極表面にＯｓ
を５００ｎｍ被着させ、さらにＯｓ膜上に１ｒを５０ｎ
ｍ被着した。尚１表面層を乾式で研磨した陰極の特性と
、スパッタクリーニングした特性に差は見られなかった
。装置から取り出し、真空電気炉中で１１００℃１時間
の熱処理を実施し、電子放出特性を測定した。いずれも
、本来のＯｓ被被覆含浸形極の電子放出特性と同等で、
しかも、Ｂａ蒸発量が約１．５桁低い含浸形陰極を得る
ことができた。本発明によれば、陰極の一回の処理数は
装置の大きさによる比例するが、用いた装置では約１０
００個が可能で、イオンポンプで排気した１Ｏ−７Ｐａ
の真空中で実施するよりも１Ｏ数倍の効果があった。
ーニングを約２．０分間実施したのち、陰極表面にＯｓ
を５００ｎｍ被着させ、さらにＯｓ膜上に１ｒを５０ｎ
ｍ被着した。尚１表面層を乾式で研磨した陰極の特性と
、スパッタクリーニングした特性に差は見られなかった
。装置から取り出し、真空電気炉中で１１００℃１時間
の熱処理を実施し、電子放出特性を測定した。いずれも
、本来のＯｓ被被覆含浸形極の電子放出特性と同等で、
しかも、Ｂａ蒸発量が約１．５桁低い含浸形陰極を得る
ことができた。本発明によれば、陰極の一回の処理数は
装置の大きさによる比例するが、用いた装置では約１０
００個が可能で、イオンポンプで排気した１Ｏ−７Ｐａ
の真空中で実施するよりも１Ｏ数倍の効果があった。
本発明によれば、Ｂａ蒸発速度の低減処理を低真空装置
内で大量に処理することができ、高真空処理したと同等
の特性が得られ、Ｂａ蒸発量の少ない、信頼性の高い含
浸形陰極を得ることができる。
内で大量に処理することができ、高真空処理したと同等
の特性が得られ、Ｂａ蒸発量の少ない、信頼性の高い含
浸形陰極を得ることができる。
第１図は、熱処理時の真空度と１０００℃の零電界にお
ける飽和電流密度の関係を示す図、第２図は本発明によ
る工程例を示す図である。 第 ２ 目
ける飽和電流密度の関係を示す図、第２図は本発明によ
る工程例を示す図である。 第 ２ 目
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、耐熱多孔質基体の細孔部に電子放出物質を含浸した
構造を採る含浸形陰極を、１０＾−＾６〜１０＾−＾３
Ｐａの真空中で、１０００℃以上１２５０℃以下で３〜
１５時間熱処理し、つぎに含浸形陰極表面層を削除した
のち、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｒｕの中の一種以上含む金属を陰極
表面に被覆したことを特徴とする含浸形陰極の製造方法
。 ２、特許請求の範囲第１項記載の含浸形陰極の製造方法
において、陰極表面上にＯｓからなる被覆層を設け、最
上層にＩｒ、ＲｕもしくはＩｒ−Ｒｕ合金被覆層を設け
ることを特徴とする含浸形陰極の製造方法。 ３、特許請求の範囲第１項又は第２項記載の製造方法に
おいて、１０＾−＾６〜１０＾−＾３Ｐａの真空中で、
１０００℃〜１１５０℃で０．５〜３時間の熱処理を付
加したことを特徴とする含浸形陰極の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24064684A JPS61121233A (ja) | 1984-11-16 | 1984-11-16 | 含浸形陰極の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24064684A JPS61121233A (ja) | 1984-11-16 | 1984-11-16 | 含浸形陰極の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61121233A true JPS61121233A (ja) | 1986-06-09 |
Family
ID=17062588
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24064684A Pending JPS61121233A (ja) | 1984-11-16 | 1984-11-16 | 含浸形陰極の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61121233A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01311527A (ja) * | 1988-06-09 | 1989-12-15 | Matsushita Electric Works Ltd | リモートコントロール式回路しゃ断器 |
| JPH056731A (ja) * | 1991-01-08 | 1993-01-14 | Nec Corp | 含浸型陰極及びその製造方法 |
| JP2020537295A (ja) * | 2017-10-10 | 2020-12-17 | ケーエルエー コーポレイション | ルテニウムで被包された光電陰極電子放出器 |
-
1984
- 1984-11-16 JP JP24064684A patent/JPS61121233A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01311527A (ja) * | 1988-06-09 | 1989-12-15 | Matsushita Electric Works Ltd | リモートコントロール式回路しゃ断器 |
| JPH056731A (ja) * | 1991-01-08 | 1993-01-14 | Nec Corp | 含浸型陰極及びその製造方法 |
| JP2020537295A (ja) * | 2017-10-10 | 2020-12-17 | ケーエルエー コーポレイション | ルテニウムで被包された光電陰極電子放出器 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPS58154131A (ja) | 含浸形陰極 | |
| JPS61121233A (ja) | 含浸形陰極の製造方法 | |
| US2874077A (en) | Thermionic cathodes | |
| US5938495A (en) | Method of manufacturing a field emission cold cathode capable of stably producing a high emission current | |
| JPH04232252A (ja) | ディスペーサーカソード用のスパッタリングされたスカンジュウム酸化物被覆およびその製造方法 | |
| US5173633A (en) | Dispenser cathode | |
| Gotoh et al. | Fabrication of gated niobium nitride field emitter array | |
| JPS6068527A (ja) | 含浸型陰極 | |
| JPS60138822A (ja) | 含浸形陰極 | |
| JPH0218831A (ja) | 含浸形陰極の製造方法 | |
| JPH04286827A (ja) | 含浸形陰極 | |
| JPS58218725A (ja) | 電子銃構体及びその製造方法 | |
| JPH0345856B2 (ja) | ||
| JPH08287824A (ja) | 熱陰極構体用スリーブの製造方法 | |
| JP3322465B2 (ja) | 陰極構体及びその製造方法 | |
| JP2001236875A (ja) | 電界放出型電子源及びそのカーボンナノチューブの製造方法 | |
| JPS5816583B2 (ja) | 電子放射熱陰極の製造方法 | |
| JPH0612971A (ja) | 陰極構体 | |
| JPS6364234A (ja) | 含浸形陰極 | |
| JP2000067811A (ja) | 放電管用含浸型陰極及びその製造方法 | |
| JPS60105135A (ja) | デイスペンサ陰極 | |
| JPS62160628A (ja) | 電子銃の蒸着膜形成用線材の製造方法 | |
| WO1992009993A1 (en) | Method for manufacturing thermistor of positive characteristic | |
| JPH0660797A (ja) | 冷電子放出電極及びその製造方法 | |
| JPS61128441A (ja) | 含浸形陰極の製造方法 |