JPS63257155A - 電子管用陰極 - 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、ＴＶ用ダブラクン管どに用いられる電子管
用陰極に関するものである。

〔従来のＰｉ術〕

第３図は従来のＴＶ用ダブラクン管撮像管に用いられて
いる陰極ｒ示すものであり１図において、１１１はシリ
コン（ｓｉ）、マグネジ、ラム（Ｍｇ）などの還元性元
素を微蝋含む主成分がニッケルからなる有底筒状の基体
、（２１はこの基体＋１１の底部上向に被着され少なく
ともバリウム（Ｂａ　）ｋ含み、他にストロンチウム（
Ｓｒ）または／およびカルシウム（Ｃａ）を含むアルカ
リ土類金属酸化物からなる電子放射物質層、１３１は上
記基体＋１ｊ内に配設されたヒータｆ３１で、加熱によ
り上記電子放射物質層ｆ２１から熱電子を放出させるた
めのものである。

この様に構成された電子管用陰極において。

基体…への電子放射物質層（２１の被着は次の様にして
行なわれる。まず、アルカリ土類金属（Ｂａ。

Ｅｌｒ、Ｃａ）の三元炭酸塩からなる懸濁液を基体ｔｌ
ｌの底部上面に塗布し、真空排気工程中にヒータ（３；
によって加熱する。この時、アルカリ土類金属の炭酸塩
はアルカリ土類金属の酸化物に変わる。

その後、アルカリ土類金属の酸化物の一部を還元して半
導体的性質ヲ傅するように活性化を行なうことにより、
基体…上にアルカリ土類金属の酸化物からなる電子放射
物質層１１！ｌ　ｆｔ被着形成している。

この活性化工程において、アルカリ土類金属の酸化物の
一部は次の様に反応する。つ捷り、基体…内に含有され
たシリコン、マグネシウム等の還元性元素は拡散により
アルカリ土類金属の酸化物と基体１１１の界面に移幼し
、アルカリ土類金属酸化物と反応する。たとえば、アル
カリ±′Ｍ酸化物として酸化バリウム（Ｂａｄ）であれ
ば次式Ｉｌ＋　、　＋２１の様に反応する。

ＢａＯ＋　１／２Ｓｉ　”　Ｂａ　＋ｌ／１ｉｌｓｉｏ
ｔ　　−−−ＩＩ＋ＢａＯ＋　Ｍｇ　　　−Ｂａ　＋　
ＭｇＯ−＋２１この反応の結果、基体１１１上に被着形
成されたアルカリ土類金属酸化物の一部が還元され、酸
素欠乏型の半導体となり、陰極温度７００〜８００℃の
動作温度で０．５〜０．８　Ａ　／　ａｌｌの電子放射
が得られることになる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところが、上記従来の電子管用陰極では、電子放射が０
．５〜０．８Ａ／（ｍ以上の電流密度は取り出せない。

その理由として、アルカリ土類金属酸化物の一部を還元
反応させた場合、上記…。

＋２１式からも明らかなように、躯体ｊｌ＋とアルカリ
土類金属酸化物層との界面に５１０ｔ＋ＭｇＯまたはＢ
ａＯ−８１０１などの複合酸化物層（中間層）が形成さ
れ、この中間層が高抵抗層となってＩＩ流の流れを妨げ
ること、および上記中間層が基体（１１中の還元性元素
（ｓｔ、Ｍｇ）が電子放射物質層（２）の表面側へ拡散
するのを妨げるため十分な量のバリウム（Ｂａ　）が生
成されないためであると考えられている。つまり、電子
管動作中に基体＋ｉ＋と電子放射物質層１２１の界面近
傍、特に基体…表面近傍のニッケル結晶粒界と上記界面
よりｌＯμｍ程度電子放射物質層り２１内側の位置に上
記中間層が偏析するため、［流の流れおよび電子放射物
質層（２）表面側への還元性元素の拡散が妨げられ、高
電流密度下の十分な電子放出特性が得られないという問
題があった。

この発明は上記従来の問題点を解消するため　′になさ
れたもので、高電流密度下において長時間にわたって安
定したエミッション（電子放出）特性を有し、かつ、生
産性・信頓性の高い電子管用陰極ｔＷ供することを目的
とする。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明者等は、・悦意研究の末、電子放射物質層にス
カンジウムとマグネシウム、シリコンとの合金１６加す
ることにより、基体中の還元性元素を含む複合酸化物層
（中間層）が基体界面近傍に偏析するのを抑制できるこ
とに成功した。

すなわち、この発明に係る電子管用陰極は、バリウムを
含むアルカリ土類金属酸化物を主成分とする電子放射物
質層に、０．１−９０重量％のスカンジウムとマグネシ
ウム、シリコンとの合金を含有させるものである。

〔作用〕

この発明によれば、電子放射物質層にスカンジウムとマ
グネシウム、シリコンとの合金を含有するようにしたの
で、基体の界面近傍にＳａ拡拡散が形成され、このＢｅ
拡教鵬により陰極動作時に上記界面近傍に生成した基体
中の還元性元素を含む複合酸化物層が解離される。これ
により、高絶縁性の上記複合酸化物層が上記界面に偏析
するのが防止できる。

これにより、電子放射物質ｌ−の活性度を長時間に叶っ
て維持することができる。

〔開明の実施例〕

以下、この発明実施例を図面にしたがって説明する。

・■１図において、（ｊｌｌａ）は基体Ｉｌ＋の底部上
面に被着された電子放射物質層であり、少なくともバリ
ウム（Ｂａ）ｔ−含み、他にストロンチウム（Ｓｒ）ま
たは／およびカルシタム（Ｃａ）を含むアルカリ土類金
属酸化物を主成分とし、０．１〜２０重量％重量％８ｃ
含 つぎに、この実施例の電子放射物質層（２ａ）の被着形
成方法につ込て説明すると、１ず、Ｂａ。

Ｓｒ，Ｃａの三元炭酸塩に、たとえば、Ｓｃ−Ｍｇ合金
粉末を５重世％（上記三元炭酸塩が全て酸化物になると
しての束量％）添加混合し、懸濁液を作成する。この＠
濁液をニッケルを主成分とする基体＋１１の底部上面に
スプレィにより約８０ミクロン厚みで塗布し、その後、
従来と同様に、炭酸塩から酸化物への分解過程および酸
化物の一部を還元する活性化過程を経て、電子放射物質
層（２ａ）ｆ基体：ｌ＋に被着形成する。

上記電子管用陰極を用いて２極看真空管を作成し、４命
試験を行なって、エミッション１に流の変化を調べた結
果、第２図のライン１１で示す結果ケ得た。ライン１１
は、従来のテレビ用陰極としての電流密度０−６６　Ａ
　／　ｃｒｌｆの８．１倍（ｚ、　ｏ　ｓ　ｈｌｃｔｄ
　）で動作させた時の特性を示し、ライン１２　はイ２
亡米のアルカリ土類酸化物のみからなる電子管用陰極の
寿命特性金示したものである。この第２図から明らかな
ように、この実施例の陰極は従来例の陰極に対して高ｘ
ｉ密度動作でのエミッション劣化が少ないものである。

上記において％　５直置％のＳｃ−Ｍｇ合金を予め添加
することによって、添加した８ｃｍＭｇ＆金の一部は解
離して第１図に示す基体Ｉｌｌ内ｌこ拡散し、基体１１
）の界面近傍に８ｃ拡散層を形成する。一方、陰極を動
作させると、基体Ｉｌｌ内の還元性元素Ｓｉ、Ｍｇが基
体１１）の表面に移幼し、電子放射物質層（２ａ）のア
ルカリ土類金属酸化物（Ｂａ、Ｓｒ、Ｃａ）０）と反応
してこの酸化物全還元する。その結果、Ｂａ、Ｓｒ、Ｃ
ａの活性原子を生成し、電子放射全容易にする。このと
き、アルカリ土類金属酸化物と基体Ｉｌｌ内の還元性元
素との反応の副産物として複合酸化物、たとえばＢａ、
　５ｉ０４層を生成し、これが陰極の動作時間の経過と
ともに基体（りの界面上に中間層として形成される。と
ころが、基体ＩＩ＋の界面近傍ｖｃは上記Ｓｃ拡欣層が
形成されており、上記Ｂａ、５ｉｆ４が解離して再び８
１原子を生成する。したがって、基体Ｉｌｌ内の還元性
元素Ｓｉ、Ｍｇの電子放射物質層（２ａ）内への継続的
な拡散が妨げられず、しかも、高絶縁軸として作用する
上記Ｂａ、Ｓｉｎ＜全解離させることにより、エミッシ
ョン電流の流れも阻害されない。これにより、再びアル
カリ土類金属酸化物の値元反応が生じ、エミッション＊
流の低下を防止できる。

上記実施例では、Ｓｃ−Ｍｇ合金５重量％を添加した例
を示したが、Ｍｇ以外に８１との合金を用いても同様な
結果が得られることが確認され念。

なお、これら合金におけるＭｇ、Ｓｉの混合割合は１０
％以下が型筒しい。

これら合金を用いる利点は、化学的に活性なりＣを不活
性にし、しかしながらニッケル基体ｉｌ＋の界面で基体
山内に拡散するものである。さらに基体＋１１界面で合
金より遊離したＭｇ、Ｂｉは電子放射物質層（２ａ）の
還元削として役立つ。

スカンジウムとマグネシウム、シリコンとの合金を０．
１−　＄１０重量％の範囲で添加するのは以下の理由に
よる。すなわち、０．１重量％未満の添加では、基体＋
１１の界面での中間層形成を抑制する効果が不十分であ
り、また、ｇｏ重重量％超超る添加では、相対的にアル
カリ土類金属酸化物の酸が少なくなり、電子放射蟻が低
下するためである。

〔発明の効果〕

以上説明したように、この発明によれば、スカンジウム
とマグネシウム、シリコンとの合金の添加により基体界
面近傍に偏析した高抵抗層である複合酸化物が解離でき
るので、高電流密度下の十分なエミッション特性？得る
ことができ、従来よりも長寿命、かつ、安価で人造の制
約の少ない信頓件の高い電子管用陰極が得られるという
効果を何する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例？示す断面図、第２図は寿
命試験Ｉ時間とエミッション電流との関係倉示すグラフ
％第８図は従来の電子管用陰極を示す断面図である。 ■−基体、Ｃ２ａ）　−電子放射物質層。 なお各図中、同一符号は同一１ｆ？：は相当部分を示す
。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）ニッケルを主成分とする基体上に、バリウムを含
   むアルカリ土類金属酸化物を主成分とする電子放射物質
   層を被着形成してなる電子管用陰極において、上記電子
   放射物質層は、０．１〜２０重量％のスカンジウムとマ
   グネシウム、シリコンとの合金を含有することを特徴と
   する電子管用陰極。