JPS61288338A - 陰極構体 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、いわゆる酸化物陰極用基体として、長期間に
わたって良好な電子放出特性を維持できるようにした陰
極構体に関する。

〔発明の背景〕

陰極線管等の電子管に使用されている、Ｎｉを主成分と
する陰極基体金属に、（Ｂａ、Ｓｒ、Ｃａ）　０又は（
Ｂａ、Ｓｒ　）　０の微粒子層を電子放出物質（エミッ
タ）ｒｒＩとして積層したいわゆる酸化物陰極は、エミ
ッタ粒子中のＢａの存在によって実用上十分な電子を放
出し、Ｂａ量が多いほど良好な電子放出特性が得られる
。第２図は此の従来の酸化物陰極の拡大断面図で、ｌは
エミッタ、２は種々の還元性元素を含んだ基体金属であ
る。

このため、基体金属中に微量の還元性元素を添加し、こ
の還元性元素とエミツタ層中のＢａＯとの反応によりＢ
ａを生成させるように配慮されている。一般には、添加
還元性元素の還元力、添加量、Ｎｉ基体中の拡散速度で
Ｂａ生成量が決まり、いずれも大きいものほどＢａ生成
量が多（、電子放出の面では有利である。しかし、Ｂａ
生成量が多いということは、エミツタ層中のＢａＯの消
耗量が多く、また、還元反応で基体とエミツタ層の界面
に生成する中間層が多くなることもあり、長時間にわた
って安定な電子放出を維持するには好ましくない。この
ため現実には、実用上十分な電子放出量が得られる範囲
内で、還元性元素の種類や量を選定している。

通常の選定基準は、電子管の製造直後で、管内残留ガス
や、部品からのガス放出量が多く、還元反応によって生
じたＢａの消耗が多い使用開始の初期には、還元力が太
き（、Ｎｉ基体中の拡散速度の大きい強還元性元素で対
応し、残留ガス及び部品からの放出ガス量も減少した長
時間動作後は、還元性の小さな弱還元性元素で対応する
という方法がとられ、２〜３種類の還元性元素を添加し
ている。（特閑招り３−乙Ｚ４５４芳公葦長）たとえば
、強還元性元素としてはＭｇ、Ｚｒ。

Ｓｉ、Ａβなどが、弱還元性元素としては、Ｍｎ、Ｗ、
Ｃｒなどが、還元力、Ｎｉ中の拡散速度などから適当な
元素と考えられており、これらの元素を添加したＮｉ−
Ｍｇ−３ｉ、Ｎｉ　−Ｗ−Ｍｇ−３ｉ、Ｎｉ−Ｚｒ、Ｎ
１−Ｗ−Ｚｒ、Ｎｉ　−Ｍｇ−Ａβ、Ｎ　ｉ　−Ｗ−Ｍ
　ｇ　−Ａ　Ｉなどが実用化された。

しかし、これらの組合せの中には、還元反応から判断す
ると理想的と思われるものでも、他の障害のために信頼
性の高い電子放出、即ち必要にして十分な電子放出を長
時間にわたって維持できないなどの問題があった。

この問題の本質は、陰極製作、電子管製造工程中に起こ
る添加還元性元素の酸化等の化学反応による変質に起因
し、電子管の粉作初期において、電気抵抗の高い中間層
や、エミッタの剥離を誘起する中間層などを形成し、電
子放出に悪影響を及ぼす。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、上記従来の、エミッタとして所謂酸化
物を用いた場合に生ずる問題を解決し、長期間にわたっ
て安定した良好な電子放出特性を維持できる酸化物陰極
用陰極構体を提供することにある。

〔発明の概要〕

上記目的を達成するために本発明においては、Ｎｔを主
成分とし、Ｍｇ、　Ｚｒ、　Ａ　１、Ｓｉ等の強還元性
元素を含む酸化物陰極用基体金属の、電子放出用酸化物
層を形成する側とは反対の側に、Ｗ、σｒ、　Ｍｎ等の
弱還元性元素からなる層を形成した２層積層構造の陰極
構体を用いることとした。

長時間動作後に、Ｂａ生成を期待する遅効性の弱還元性
元素は、動作初期に豊富なりａ生成を行う即効性の強還
元性元素の還元反応が持続している間は、Ｂａ生成に寄
与しないものが多く、したがって、動作初期においては
、基体金属に添加した意味がない。むしろ前述の如く、
陰極製作、電子管製造の過程で、電子放出に悪影響を及
ぼすような素地を形成するなどの問題がある。このよう
な意味から遅効性の弱還元性元素は、動作初期において
は、エミツタ層との界面に近い基体金属中に存在する必
要はな（、適当な時間動作したのち、基体金属中の即効
性の強還元性元素がＢａＯとの反応によって徐々にＮｉ
中をエミツタ層との界面に向かって拡散消耗した頃に、
エミツタ層との界面の近くに存在していれば良い。

このような特性を実現するには、エミツタ層が当初から
接している即効性の強還元性元素を含む第１層のＮｉ基
体に、遅効性の弱還元性元素からなる第２層を、エミツ
タ層とは反対の側に積層すれば良い。この場合、遅効性
の弱還元性元素は、動作時間の経過につれて、第１層の
基体中を拡散してエミツタ層に接する側に到達し、Ｂａ
Ｏと反応してＢａ生成に寄与することになる。このよう
な構造の場合は、陰極製作、電子管製造時点に、エミッ
タ層側に前述の問題を生ずるような遅効性元素は存在し
ないので、電子放出に対する悪影響はなく、長時間にわ
たって理想的な電子放出特性が維持できる。

上記本発明に係る陰極構体の第２層は純金属に限定され
るものではなく、合金でも良い。また、第２層の形成法
は、ラミネート、蒸着、スパッタ、めっき、ＣＶＤなど
の物理的、化学的、湿式、乾式いずれの手段でも良く、
第２層材として用いる材料によって好適な方法を選択す
ることが出来る。陰極基体を２層構造とする以外は、従
来の陰極、電子管製法を変更する必要はない。

〔発明の実施例〕

第１図は本発明の一実施例の拡大断面図で、１はエミッ
タ、２ａはＮｉに０．１〜０．０１％Ｍｇ、　０．０４
〜０．０１％Ｓｉを添加した第１層で、３はＷ、Ｃｒ。

Ｎ１−Ｗ、Ｎｉ−Ｃｒのいずれかを用いた第２層で、積
層構造の陰極構体を形成している。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば電子管製造直後の
管内ガスの多い状況下でも、電子管を長時間動作させた
後の管内ガスが少なくなった状況下でも、常に適度な酸
化物層還元作用が行われて、長期間にわたって良好な電
子放出特性を維持する陰極構体が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明一実施例の拡大断面図、第２図は従来の
酸化物陰極の拡大断面図である。 ｌ−・エミツタ層、　　２−強弱種々の還元性元素を添
加した従来の陰極基体、　２ａ−強還元性元素を添加し
た本発明に係る第１層陰極基体、　３−・弱還元性元素
よりなる本発明に係る第２層陰極基体。 代理人　弁理士　小川　勝馬　　− ゛・、 第　　１　　　図 第　　２　　図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. Ｎｉを主成分とし、Ｍｇ、Ｚｒ、Ａｌ等の強還元性元素
   を含む酸化物陰極用基体金属の、電子放出用酸化物層を
   形成する側とは反対の側に、Ｗ、Ｃｒ、Ｍｎ等の弱還元
   性元素からなる層を形成したことを特徴とする２層構造
   陰極構体。