JPS62198029A - 電子管陰極 - 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】 〔産業上の利用分野〕 この発明はディスプレイ用陰極線管などの電子管に用い
られる傍熱形の陰極に関し、特にその電子放射特性の向
上を図ったものである。

〔従来の技術〕

従来、この種の陰極には、ニッケルを生成分とする基体
金属上にＢａ　ｆ含むアルカリ土類金属酸化物層を被着
形成した陰極が用いられているが最近ディスプレイ用陰
極線管や撮像管の高精細度化に伴って、高電流密度で使
用する要求が強くなってきている。

しｖ）Ｌながら、従来の陰極では、０．５〜０．８　Ａ
／ｍの電流密度での使用が限界であり、これ以上の電流
密度で使用すると陰極の寿命が短くなるという問題が生
じる。

１Ｎ２図はディスプレイ用陰極線管や撮像管に用いられ
ている陰極の構成を示す縦断面図で、（１）は５１９Ｍ
ｇ等の還元性元素を微量含むニッケルからなる基体金属
、（２）は基体金属（１）の面上に被着形成されている
電子放射物質層で、　Ｂａ　、　Ｓｒ　、　Ｃａ　　の
三元アルカリ土類金属酸化物で形成され遊離Ｂａが含ま
れている。（３）は基体金属〔１）を介して電子放射物
質層（２）を加熱するヒータである。アルカリ土類金属
酸化物層（２）は、　Ｂａ　、　Ｓｒ　、　Ｃａの複合
炭酸塩粉末をバインダ溶液中に懸濁させた塗布液を、ス
フレなどの方法によって基体金属（１）の面上に塗布し
、真空排気工程においてヒータ（３）によっテ加熱して
炭酸塩から酸化９勿に変える分解工程と、さらに９００
〜１１００”ｃに加熱してその酸化物の一部を還元して
酸素を取り除き、半導体的性質を有するようにする活性
化工程とを施して電子放射性を得ている。基体金属（１
）の中５こ微量のＳｉ　、　Ｍｇなどの還元性元素を含
有させているのは、活性化工程蚤こおし）で還元反応を
行なわせるためである。すなわち基体金属（１）中の還
元性元素は、拡散によりアルカリ土類金属酸化物と基体
金属［１）との界面に移動してアルカリ土類金属酸化物
と反応する。例えばＢａＯは以Ｆのように反応する。

２　ＢａＯ−ｈ　Ｓｔ　＝　２　Ｂａ　＋　５ｉ０２Ｂ
ａＯ”　Ｍｇ　＝　Ｂａ　”　ＭｇＯこの結果、アルカ
リ土類金属酸化物の一部が還元されて酸素欠乏型の半導
体となり、陰極温度・７００〜ｊｏｏ℃ノ動作温度動作
温度−０，５〜０ｃＩＩノ電流密度で使用できる電子放
射物質層（２１が得られる。従来の陰極が上記以上の電
流を取り出すことができないのは、 ■活性化工程番こおける還元反応の結果、基体金属（１
）と電子放射物質ノー（２）との界面に、Ｓ　ｉｏ　２
　、　ＭｇＯなどの酸化物層（中間層）が形成され、こ
の中間層が高抵抗層となって電流の流れを妨げる。

■中間層か存在するために、アルカリ土類金属酸化物と
還元性元素との反応が抑制されて、十分な量のＢａが生
成されないなどの理由によるものと考えられる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

以上のように従来の陰極では、活性化工程において、金
属基体（１）とアルカリ土類金属酸化物層（２１の界面
に中間層が生成されるため、高電流密度で使用できない
という問題点かあった。

この発明は上記問題点を解消するためになされたもので
、中間層の存在による高電流の電子放射の抑制及び遊離
Ｂａの生成の抑制番こよる影響が低減でき、高電流密度
で使用できる陰極を得る事を目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明に係る陰極は、ニッケル基体上に被着形成する
電子放射物質層を、酸化スカンジウム（Ｓｃ４０ｇ　）
粉末を分散して含むアルカリ土類金属酸化物からなるｊ
ｌｌの電子放射物質層と、このＩＪｌの層上に設けた酸
化スカンジウムを含まないアルカリ土類金ｇ酸化物から
なる第２の電子放射物質層との積層構造にしたものであ
る。

〔作用］ ニッケル基体上１こ被着形成した酸化スカンジウム粉末
を含む第１の電子放射物質層は、中間層の形成をこよる
導電性の低下を防止し、史に、アルカリ土類金属酸化物
の中に分散している酸化スカンジウム粉末は、’ｇ電子
放射物質層導電性を娼めるととも３こ、酸化スカンジウ
ムがアルカリ土類金属酸化物と反応して生成される複合
酸化物例えば（ＢａＨ８ｃ４０９）が、陰極の作動中に
熱分解を起して遊離Ｂａを生成し、熱電子の放射を増大
させる作用を行う。また、９Ｅ１の電子放射物質層の上
に積層して形成した第２の電子放射物質層は、酸化スカ
ンジウム粉末を含まない従来と同じ電子放射物質層を形
成するので、従来と同じメカニズムで遊離＆を生成して
動作するため、安定した初期特性が得られる。

〔実施例〕

以下、この発明の一実施例を第１図により説明する。バ
リウム、ストロンキウム、カルシウムの三元炭酸塩粉末
に酸化スカンジウム粉末を５．０重量係添加して混合し
、これにニトロセルローズラッカー、酢酸ブチルを加え
てローリング混合して懸濁液を調整した。この懸濁液を
基体金属（１）上にスプレィ法により約４０ミクロンの
厚さに塗布し、第１の電子放射物質層（２ａ）を形成す
る。次に、酸化スカンジウム粉末を添加しない従来の懸
濁液を上記と同じスプレィ法でｆｆ１ｌの電子放射物質
層（２ａ）の上蚤こ約４０ミクロンの厚さ曇こ積層塗布
して、第２の電子放射物質層（２ｂ）を形成し、電子放
射物質層（２）を作成する。次いで従来と同じ条件で排
気加熱工程および活性化工程を施して陰極を製作した。

図中、　ＱＤはアルカリ土類金属炭酸塩が熱分解して出
来たアルカリ土類金属酸化物、ｃ！２は酸化スカンジウ
ム粉禾で分散して含まれている状態を模式的に示したも
のである。

このようにして製作した陰極を使用して２極真空管を作
成して試験したところ、陰極の動作温度７００〜８００
℃で１〜２　Ａ／ｄの電子放射特性が得られ、従来に比
較して高電流密度で長期間使用できることが確認された
。

上記実施例において、良好な電子放射が得られたのは、
つきの理由によるものと考えられる。

■電子放射物層（２）のうち第１の電子放射物質層（２
ａ）　ｌこ添加混合した酸化スカンジウム粉末のかアル
カリ土類金属酸化物０例えば、ＢａＯと反応して生成さ
れた複合酸化物（ＢＪＬＢＳ（！４０Ｇ　）が第１の電
子放射物質層Ｃ２ｍ）内に分散しており−この複合酸化
物が陰極の動作中（こ熱分解を起こして遊離Ｂａを生成
しやすくなる。従来の陰極における遊離Ｂａの生成は、
基体金Ｊｉ　（１１中に微量含まれているＳｉや砲等の
還元素による還元反応に依存していたが、この実施例に
おいては複合酸化物の熱分解により生成された遊離Ｂａ
が附加されるので、たとえ中間層により還元反応が抑制
されていたとしても遊離Ｂａの量が不足することがない
。

■複合酸化物中のＳｃの一部が遊離して金属スカンジウ
ムとなり、第１の電子放射物質層（ム）内金体に分布す
る。この金属スカンジウムの存在１こより電子放射物質
層（２）の導電性が高まり、中間層による導電性の低下
を補って、電子放射物質層（２）の導電性が向上する。

なお、上記実施例では、第１の電子放射物質層（２ａ）
に添加する酸化スカンジウム粉末については０．５重量
風温合した例を説明したか、酸化スカンジウムの混合量
が０．１重量係以下では効果が小さくて実用的でなく、
他方、混合量が２０重重量風上になると、初期特性か悪
くなって実用的ではなかった。

〔発明の効果〕

以上のようにこの発明は、アルカリ土類金属炭酸塩粉末
に酸化スカンジウム粉末を混合して均一に分散させたも
のを基体金属の面上に被着させて第１の電子放射物質層
とし、酸化スカンジウムを含まないアルカリ土類金属炭
酸塩粉末からなる第２の電子放射物質層を９Ｊ１の電子
放射物質層上に積層して被着形成した電子放射物質層を
備えた陰極であるから、第１の電子放射物質ｌ−内に分
散された酸化スカンジウムにより生成されている複合酸
化物憂こよる遊離Ｂａの生成作用と、電子放射物質層の
導電性を高める作用とにより従来の陰極よりも高電流密
度で使用できる電子管陰極が得られる。

【図面の簡単な説明】

第】図は本発明の電子管陰極の一例を示す断面模式図、
第２図は従来の電子管陰極の一例を示す縦断面図である
。 図において、（１）・・・基体金属、（２）・・・電子
放射物質層、（２ａ）・・・第１の電子放射物質層、（
２ｂ）・・・第２の電子放射物質層、弼・・・アルカリ
土類金属酸化物、■・・・酸化スカンジウム粉末。 なお、図中同一符号は同一、または相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）ニッケル基体金属の面上に、バリウムを生成分と
   するアルカリ土類金属酸化物からなる電子放射物質層が
   被着形成されている陰極において、上記電子放射物質層
   は、酸化スカンジウム粉末が分散して含まれるアルカリ
   土類金属酸化物からなり上記基体金属の面上に被着され
   た第１の電子放射物質層と、酸化スカンジウムを含まな
   いアルカリ土類金属酸化物からなり上記第１の電子放射
   物質層上に被着された第２の電子放射物質層とから成る
   ことを特徴とする電子管陰極。