JPS63257155A - 電子管用陰極 - Google Patents
電子管用陰極Info
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- JPS63257155A JPS63257155A JP62092704A JP9270487A JPS63257155A JP S63257155 A JPS63257155 A JP S63257155A JP 62092704 A JP62092704 A JP 62092704A JP 9270487 A JP9270487 A JP 9270487A JP S63257155 A JPS63257155 A JP S63257155A
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Landscapes
- Solid Thermionic Cathode (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】
〔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。
用陰極に関するものである。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
.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…。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
て維持することができる。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
%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。
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。
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。
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。
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。
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
。
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)
- (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。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62092704A JPS63257155A (ja) | 1987-04-14 | 1987-04-14 | 電子管用陰極 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62092704A JPS63257155A (ja) | 1987-04-14 | 1987-04-14 | 電子管用陰極 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS63257155A true JPS63257155A (ja) | 1988-10-25 |
Family
ID=14061874
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP62092704A Pending JPS63257155A (ja) | 1987-04-14 | 1987-04-14 | 電子管用陰極 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS63257155A (ja) |
-
1987
- 1987-04-14 JP JP62092704A patent/JPS63257155A/ja active Pending
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