KR20010018991A - 전자관용 음극 - Google Patents

Abstract

본 발명은 금속 기재와, 그 상부에 형성되어 있으며 알칼리토류 금속 산화물을 함유하는 전자방출물질층으로 이루어진 전자관용 음극을 개시한다. 이 때 상기 전자방출물질층이 La 산화물, Mg 산화물 및 스칸듐 산화물을 포함하고 있고, 상기 전자방출물질층의 금속 기재와의 경계면에서 이 경계면의 반대쪽면인 표면쪽으로 갈수록 스칸듐 산화물의 농도가 점진적으로 증가하는 것을 특징으로 한다. 본 발명의 전자관용 음극은, 공침 삼원 탄산염에 스칸듐 산화물을 첨가하여 동작중 전자방출공급원인 유리 Ba의 농도를 증가시켜 전자방출이 안정적으로 이루어진다. 특히 전자방출물질층에서 금속 기재와의 경계면에서 이 경계면의 반대쪽면으로 갈수록 스칸듐 산화물의 농도를 점진적으로 증가되도록 제어하여, 수명에 악영향을 미치는 Mg, Ba₂SiO₄등의 중간층 형성물질을 적절히 분해시킴으로써 중간층의 저항 효과를 감소시켜서 장수명이 유리해짐과 동시에, 금속 기재와 전자방출물질층간의 접착력을 양호하게 유지할 수 있다.

Description

전자관용 음극{Cathode for electron tube}

본 발명은 전자관용 음극에 관한 것으로서, 보다 상세하기로는 장시간 고전류밀도상태에 있어서도 안정한 전자방출특성을 유지할 수 있는 전자관용 음극에 관한 것이다.

칼라 브라운관에 있어서 정보의 다양화 및 고밀도화로 인하여 브라운관에 표시되는 화상의 고정세화가 요망된다. 이를 만족시키기 위해서는 데이터 표시용 전자관용 음극이 고전류밀도에서 장시간 안정한 전자방출특성을 유지하는 것이 필수적이다.

그러나, 알칼리토류 금속 산화물로 된 전자방출물질층을 구비하고 있는 전자관용 음극에서는, 음극의 전류밀도가 금속 기재와 전자방출물질층간에 생성된 중간층과 전자방출물질층간의 전기저항에 의하여 한정되어지고 고전류밀도상태에서 계속 사용되는 경우 열발생으로 인하여 알칼리토류 금속 산화물중의 Ba이 급격하게 증발되어 전자관용 음극의 수명 특성이 불량해지는 문제점이 있다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여 미국 특허 제4,864,187호에서는 알칼리토류 금속 산화물로 된 전자방출물질층에 산화스칸듐(Sc₂O₃)이 첨가된 전자관용 음극을 개시하였다. 이 전자관용 음극에서는, 산화스칸듐이 알칼리토류 금속 산화물의 주성분인 BaO와 반응하여 복합산화물인 Ba(α)Sc(β)O(γ)(바륨 스칸데이트)를 형성하고, 이 복합 산화물이 전자방출물질층중에 분산됨으로써 음극 동작중에 열분해되어 자유 Ba이 용이하게 생성된다.

그러나, 이 전자관용 음극에서는, 전자방출특성을 안정화시키기 위한 에이징(aging) 시간이 장시간 소요되어 생산성이 저하되거나 전자방출특성이 불균일해지는 문제점이 있다.

한편, 금속 기재와 전자방출물질층간의 결합력은, 금속 기재중에 함유된 미량의 Si과 전자방출물질층의 형성물질간의 반응으로 형성된 바륨 실리케이트(Ba₂SiO₄)에 의하여 유지된다.

4BaO + Si → Ba₂SiO₄+ 2Ba

이러한 바륨 실리케이트는 "중간층"이라고 불리는 장벽이 되어 금속 기재와 이 상부에 형성된 피복층간의 결합력을 증가시키는 긍적적인 효과를 나타내기도 하지만, 저항으로 작용하여 도전성을 방해하는 부정적인 효과도 갖게 된다.

한편, 스칸듐은 하기 반응식 2로부터 알 수 있는 바와 같이 중간층 형성물질인 바륨 실리케이트를 분해시키는 작용을 가지고 있다. 이와 같이 바륨 실리케이트가 분해되면 유리 Ba의 생성이 용이해져 전자방출특성면에서는 바람직하나, 금속 기재와 그 금속 기재 상부에 형성된 피복층간의 결합력이 약화되는 문제점이 있다.

Sc₂O₃+ 10Ni → 2ScNi₅+ 3O

9Ba₂SiO₄+ 16ScNi₅→ 4Ba₃Sc₄O₉+6Ba + 5Si + 80Ni

상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 미국 특허 제5,216,320호는, 전자방출물질층의 금속 기재와 접촉된 면에 바륨 스칸데이트가 전혀 없는 알칼리토류 금속 산화물로 된 전자방출물질층 (A)를 형성하고, 이 전자방출물질층 (A) 상부에 소정량의 바륨 스칸데이트가 함유된 전자방출물질층 (B)가 형성된 전자관용 음극을 제공하고 있다. 이와 같이 금속 기재와 인접된 전자방출물질층 (A) 영역에서의 바륨 스칸데이트의 농도를 0으로 조절하면 금속 기재와 전자방출물질층간의 접착력이 향상되지만, 중간층의 존재로 인하여 마그네슘이나 규소의 확산이 방해되고 이에 따라 전자방출에 기여하는 바륨의 생성이 곤란하게 된다. 따라서 산화물 음극의 수명 단축이라는 바람직하지 못한 결과를 초래하게 될 뿐만 아니라 고저항을 갖고 전자방출 전류의 흐름을 방해하므로 전류밀도를 제한하는 문제점이 있다.

이에 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 상기 문제점을 해결하여 고전류밀도 상태에서 장기간 안정적인 전자방출특성을 나타내는 전자관용 음극을 제공하는 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 전자관용 음극의 구조를 나타낸 단면도이고,

도 2는 본 발명의 실시예 및 비교예 1-2에 따라 제조된 전자관용 음극에 있어서, 수명 특성 변화를 나타낸 도면이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명＞

11... 금속 기재 12... 전자방출물질층

13... 제1전자방출물질층 14... 제2전자방출물질층

15... 슬리브 16... 히터

상기 기술적 과제를 이루기 위하여 본 발명에서는, 금속 기재와, 그 상부에 형성되어 있으며 알칼리토류 금속 산화물을 함유하는 전자방출물질층으로 이루어진 전자관용 음극에 있어서,

상기 전자방출물질층이 La 산화물, Mg 산화물 및 스칸듐 산화물을 포함하고 있고,

상기 전자방출물질층의 금속 기재와의 경계면에서 이 경계면의 반대쪽면인 표면쪽으로 갈수록 스칸듐 산화물의 농도가 점진적으로 증가하는 것을 특징으로 하는 전자관용 음극을 제공한다.

본 발명의 기술적 과제는 또한, 금속 기재와, 그 상부에 형성되어 있으며 알칼리토류 금속 산화물을 함유하는 전자방출물질층으로 이루어진 전자관용 음극에 있어서,

상기 전자방출물질층이 La 산화물, Mg 산화물 및 스칸듐 산화물을 포함하며,스칸듐 산화물의 농도 구배에 따라 구분되는 복수개의 층을 포함하고 있고,

상기 전자방출물질층의 금속 기재와 접촉되어 있는 층에서 외부층으로 갈수록 스칸듐 산화물의 농도가 점진적으로 증가하는 것을 특징으로 하는 전자관용 음극에 의하여 이루어진다.

본 발명의 전자관용 음극에서는, 상기 전자방출물질층이 Mn 산화물을 더 포함하기도 한다.

본 발명은, 전자방출물질층에 있어서 금속 기재와의 경계면에서의 스칸듐 산화물의 함량을 소정 함량 범위로 제어함으로써 중간층 형성물질인 바륨 실리케이트를 적절하게 분해하여 금속 기재와 이 상부에 형성된 전자방출물질층간의 결합력을 양호하게 유지하면서 전자방출원인 유리 Ba의 생성으로 고전류밀도 상태에서 장기간 안정적인 전자방출특성을 나타냄으로써 장수명 음극을 실현하고자 한 데 그 특징이 있다.

상기 전자방출물질층은, 이미 언급한 바와 같이 1층의 구조를 가지거나 또는 스칸듐 산화물의 농도 구배에 따라 구분되는 복수개의 층의 구조를 가진다. 여기에서 전자방출물질층의 금속 기재와 접촉되어 있는 층에서의 스칸듐 산화물의 함량은 0보다 크고 0.9 중량% 이하이며, 최외곽층에서의 스칸듐 산화물의 함량은 1.0 내지 3중량%인 것이 바람직하다.

특히, 상기 전자방출물질층은 2층으로 이루어져 있는 것이 바람직하다. 이 때 금속 기재와 접촉되도록 형성된 제1전자방출물질층에서의 스칸듐 산화물의 함량은 0보다 크고 0.9 중량% 이하인 것이 바람직하다. 여기에서 스칸듐 산화물의 함량이 0이면, 수명 특성면에서 바람직하지 못하고, 스칸듐 산화물의 함량이 0.9 중량%를 초과하는 경우에는, 장시간 수명후에 방출 전류의 하강율의 기울기가 급해지는 경향을 나타내므로 바람직하지 못하다.

또한, 상기 제1전자방출물질층 상부에 형성된 제2전자방출물질층에서의 스칸듐 산화물의 함량은 1.0 내지 3 중량% 이하인 것이 바람직하다. 여기에서 스칸듐 산화물의 함량이 1.0 중량% 미만인 경우에는 수명 향상 효과가 미미하고, 3 중량%를 초과하는 경우에는 초기 에미션 특성이 불량하여 바람직하지 못하다.

본 발명의 전자방출물질층은 그 형성물질로서 (Ba, Sr, Ca)O로 표시되는 3원 금속 산화물이외에 La 및 Mg 산화물과, 희토류 금속인 스칸듐 함유 산화물을 함께 사용한다. 경우에 따라서는 La 및 Mg 산화물이외에 Mn 산화물을 더 부가하여 사용하기도 한다.

상기 스칸듐 산화물의 구체적인 예로는 Ba₂Sc₂O₅, Ba₃Sc₄O₉또는 Sc₂O₃가 있는데, 그 중에서도 Ba₂Sc₂O₅가 자유 Ba의 생성면에서 보다 바람직하다.

상기 La, Mg 및 Mn 산화물은 La, Mg 및 Mn 각각의 질산염의 혼합물, 또는 La-Mg 질산염과 Mn 질산염의 혼합물 또는 La-Mg-Mn 질산염으로부터 형성되며, 각각의 개별적인 산화물 형태, La-Mg 복합 산화물과 Mn 단독 산화물 형태 또는 La-Mg-Mn 복합 산화물 형태를 갖는다.

공침 삼원 탄산염은 통상 Ba(NO₃)₂, Sr(NO₃)₂, Ca(NO₃)₂등의 질산염을 순수에 용해시킨 뒤 침전제로서 Na₂CO₃또는 (NH₄)₂CO₃등을 이용하여 공침(co-precipitation)시켜 얻어지는데, 이 때 질산염의 농도나 pH, 침전시 온도, 침전속도에 따라 얻어지는 탄산염의 결정입자 형태가 달라지게 된다. 즉, 본 발명의 음극 제조시 상기 조건들을 제어하는 것에 의해 바람직한 구조로 알려진 침상 결정을 얻을 수 있다.

본 발명의 전자관용 음극에서는 알칼리토류 금속에 대한 La, Mg 및 Mn의 함량이 0.001 내지 20중량%, 특히 0.01 내지 5중량%인 것이 바람직하다. 여기에서 La, Mg 및 Mn의 함량이 0.001중량% 미만인 경우에는 음극의 수명 향상 효과와 컷 오프 드리프트 감소 효과가 미미하고 20중량%를 초과하는 경우에는 초기 전자방출특성이 불량하기 때문이다.

첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 전자관용 음극을 설명하기로 한다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 전자관용 음극은 원판상의 금속 기재 (11)와 이의 하방에서 이를 고정지지함과 동시에 음극의 가열원인 히터 (16)을 내장하는 실린더 형태의 슬리브 (15) 및 금속 기재 (11)의 상부에 피복형성된 전자방출물질층 (12)가 형성된 구조를 갖는다.

상기 전자방출물질층 (12)는, (Ba, Sr, Ca)O로 표시되는 3원 금속 산화물과 La 및 Mg 산화물과, 알칼리토류 금속을 기준으로 하여 0보다 크고 내지 0.5 중량% 이하의 스칸듐 산화물로 이루어져 있는 제1전자방출물질층 (13)과, (Ba, Sr, Ca)O로 표시되는 3원 금속 산화물과 La 및 Mg 산화물과 1.0 내지 3중량%의 스칸듐 산화물로 이루어진 제2전자방출물질층 (14)를 포함하고 있다.

상기 도 1에 도시된 전자관용 음극에서는, 전자방출물질층이 2개의 층으로 이루어져 있는데, 이 때 제1전자방출물질층의 두께는 30 내지 40㎛이고, 제2전자방출물질층의 두께는 30 내지 40㎛인 것이 바람직하다.

본 발명의 전자방출물질층은 상술한 바와 같이 스칸듐 산화물의 농도 구배에 따라 구분되는 2 이상의 층으로 이루어지기도 한다. 이 때 전자방출물질층의 전체 두께는 종래의 단일 전자방출물질층 두께와 동일하다.

이하, 본 발명의 원리를 설명하기로 한다,

(Ba, Sr, Ca)CO₃3원 금속 탄산염은 음극선관의 동작으로 전자방출이 계속적으로 이루어진다. 시간이 점차 경과함에 따라서 전자방출능력이 저하되고 컷 오프 드리프트가 증가되면 초기에 셋팅된 음극선관의 휘도는 점차적으로 저하되게 된다. 따라서 전자방출물질층의 전자방출능력을 향상시켜 컷 오프 드리프트 변화를 줄이기 위해서는 음극에서의 전자 방출에 기여하는 유리 Ba를 일정한 속도로 계속적으로 생성시켜야 한다.

종래의 3원 탄산염을 사용하는 경우에는 하기 반응식과 마찬가지로 전자방출물질층 형성용 물질인 탄산바륨이 전자관 제조공정중 배기공정에서 고온가열에 의하여 산화물 형태로 바뀌어서 산화바륨이 형성된다.

BaCO₃?? BaO + CO₂??

이 BaO와 금속 기재안에 함유되어 있는 Mg가 반응하여 Ba가 생성된다. 이 과정에서 생성된 부산물 MgO는 전자물질방출층과 금속기재와의 경계에서 축적된다. 이러한 물질들은 유리 Ba 생성을 억제하여 전자방출능력을 저하시키고 초기 커트 오프 드리프트 특성에 비하여 커트 오프 드리프트 증가를 초래하여 화면이 어두워지는 현상이 발생된다. 이에 본발명에서는 3원 공침 탄산염에 La, Mg 및 Mn을 부가하여 상술한 문제점을 해결하고자 한 것이다.

이와 같이 La, Mg 및 Mn을 전자방출물질층에 골고루 분산시키면 Mg 와 MgO가 사방에 분산되어 유리 Ba이 지속적으로 생성됨으로서 전자방출이 안정적으로 지속되게 되는 동시에, 에이징(aging) 과정을 거치면서 전자방출물질층이 수축된다. 그 결과, 전자방출물질층에서의 Ba의 증발 사이트(site)가 줄어들어 음극 동작중 전자방출물질층으로부터 Ba가 증발되는 것을 억제됨으로써 컷 오프 드리프트 특성 변화를 억제시키는 효과가 있다. 또한 이러한 공침 3원염 위에 스칸듐 산화물, 예를 들어 Ba₂Sc₂O₅를 부가하면 하기 반응식에 나타난 바와 같이 고휘도 및 고정세 음극선관에서 요구되는 고전류 취출에도 견딜 수 있는 음극 특성을 가지게 된다.

2Ba₂Sc₂O₅→ Ba₃Sc₄O₉+ BaO

상술한 바와 같은 원리에 따른 본 발명의 전자관용 음극은 종래의 전자관용 음극이 정상적으로 사용할 수 있는 전류밀도 영역인 1.5A/㎠이하인데 반하여 3A/㎠ 전류밀도 영역까지 사용가능하다.

이하, 본 발명을 하기 실시예를 들어 본 발명을 상세히 설명하기로 하되, 본 발명이 하기 실시예로만 한정되는 것은 아니다.

실시예 1

Ba(NO₃)₂, Sr(NO₃)₂및 Ca(NO₃)₂의 질산염을 순수에 용해시킨 뒤 Na₂CO₃를 이용하여 탄산염 형태로 공침시켜 공침 삼원 탄산염을 얻었다.

상기 공침 삼원 탄산염과 이 탄산염을 기준으로 하여 1.5 중량%의 Mg₃La₂(NO₃)₁₂·24H₂O와, 0.5중량%의 Ba₂Sc₂O₅을 포함하는 코팅용액을 스프레이 코팅하여 제1전자방출물질층을 형성하였다.

이어서, 상기 제1전자방출물질층 상부에 상기 공침 삼원 탄산염과, 이 탄산염을 기준으로 하여 0.09 중량%의 Mg₃La₂(NO₃)₁₂·24H₂O와, 1.5중량%의 Ba₂Sc₂O₅을 포함하는 코팅 용액을 스프레이 코팅하여 제2전자방출물질층을 형성하였다.

상기와 같이 형성된 전자관용 음극을 전자총에 삽입하여 고정하였다. 이 전자총을 전자관용 벌브에 봉지시킨 후 진공을 형성하기 위해 배기공정을 거치고, 이 때 음극 가열용 히터에 의하여 전자방출물질층의 탄산염이 산화물로 전환됨으로써 도 1에 도시된 산화물 음극이 제조되었다.

실시예 2

재1전자방출물질층 형성시 Ba₂Sc₂O₅의 함량이 1중량%인 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법에 따라 실시하여 도 1에 도시된 산화물 음극이 제조되었다.

비교예 1

Ba(NO₃)₂, Sr(NO₃)₂및 Ca(NO₃)₂의 질산염을 순수에 용해시킨 뒤 Na₂CO₃를 이용하여 탄산염 형태로 공침시켜 공침 삼원 탄산염을 얻었다.

상기 공침 삼원 탄산염과 이 탄산염을 기준으로 하여 0.5 중량%의 Ba₂Sc₂O₅의코팅 용액을 스프레이 코팅하여 제1전자방출물질층을 형성하였다.

이어서, 상기 제1전자방출물질층 상부에 상기 공침 삼원 탄산염과, 이 삼원 탄산염을 기준으로 하여 1.5중량%의 Ba₂Sc₂O₅코팅 용액을 스프레이 코팅하여 제2전자방출물질층을 형성하였다.

상기와 같이 형성된 전자관용 음극을 전자총에 삽입하여 고정하였다. 이 전자총을 전자관용 벌브에 봉지시킨 후 진공을 형성하기 위해 배기공정을 거치고, 이 때 음극 가열용 히터에 의하여 전자방출물질층의 탄산염이 산화물로 전환됨으로써 도 1에 도시된 산화물 음극이 제조되었다.

비교예 2

Ba(NO₃)₂, Sr(NO₃)₂및 Ca(NO₃)₂의 질산염을 순수에 용해시킨 뒤 Na₂CO₃를 이용하여 탄산염 형태로 공침시켜 공침 삼원 탄산염을 얻었다.

상기 공침 삼원 탄산염의 코팅 용액을 스프레이 코팅하여 제1전자방출물질층을 형성하였다.

이어서, 상기 제1전자방출물질층 상부에 상기 공침 삼원 탄산염과, 이 삼원 탄산염을 기준으로 하여 1.5중량%의 Ba₂Sc₂O₆을 포함하는 코팅 용액을 스프레이 코팅하여 제2전자방출물질층을 형성하였다.

상기와 같이 형성된 전자관용 음극을 전자총에 삽입하여 고정하였다. 이 전자총을 전자관용 벌브에 봉지시킨 후 진공을 형성하기 위해 배기공정을 거치고, 이 때 음극 가열용 히터에 의하여 전자방출물질층의 탄산염이 산화물로 전환됨으로써 도 1에 도시된 산화물 음극이 제조되었다.

비교예 3

Ba(NO₃)₂, Sr(NO₃)₂및 Ca(NO₃)₂의 질산염을 순수에 용해시킨 뒤 Na₂CO₃를 이용하여 탄산염 형태로 공침시켜 공침 삼원 탄산염을 얻었다.

상기 공침 삼원 탄산염과 이 탄산염을 기준으로 하여 0.09 중량%의 Mg₃La₂(NO₃)₁₂·24H₂O를 코팅 용액에 혼합하여 분산시킨 조성물을 스프레이 코팅하여 전자방출물질층을 형성하였다.

상기와 같이 형성된 전자관용 음극을 전자총에 삽입하여 고정하였다. 이 전자총을 전자관용 벌브에 봉지시킨 후 진공을 형성하기 위해 배기공정을 거치고, 이 때 음극 가열용 히터에 의하여 전자방출물질층의 탄산염이 산화물로 전환됨으로써 도 1에 도시된 산화물 음극이 제조되었다.

상기 실시예 1-2 및 비교예 1-3에 따라 제조된 전자관용 음극의 수명 특성을 측정하였고, 그 결과는 도 2에 나타난 바와 같다.

도 2을 참조하면, 실시예 1 및 2에 따른 전자관용 음극에서는, 전자방출물질층이 수축되어 그 표먼적을 감소시킴으로써 Ba 증발을 감소시키고 컷 오프 변화를 줄어주여 장기간 안정적인 전자방출특성을 유지할 수 있으면서 수명 특성이 향상됨을 알 수 있었다.

반면, 삼원 알칼리토류 산화물과 바륨 스칸데이트로 된 전자방출물질층을 구비하고 있는 경우(비교예 1)와, 바륨 스칸데이트가 전혀 함유되어 있지 않으면서 삼원 알칼리토류 산화물로만 된 제1전자방출물질층과 삼원 알칼리토류 산화물과 바륨 스칸데이트로 된 제2전자방출물질층을 구비하고 있는 경우(비교예 2)와, 삼원 알칼리토류 산화물과 La-Mg 화합물로 된 전자방출물질층을 구비하고 있는 경우(비교예 2)는, 모두 실시예 1-2의 경우처럼 만족할 만한 수명 특성을 얻을 수 없다는 것을 확인할 수 있었다.

본 발명의 전자관용 음극은, 공침 삼원 탄산염에 스칸듐 산화물을 첨가하여 동작중 전자방출공급원인 유리 Ba의 농도를 증가시켜 전자방출이 안정적으로 이루어진다. 특히 전자방출물질층에서 금속 기재와 접촉되어 있는 층에서 외부층으로 갈수록 스칸듐 산화물의 농도를 점진적으로 증가되도록 제어하여, 수명에 악영향을 미치는 Mg, Ba₂SiO₄등의 중간층 형성물질을 적절히 분해시킴으로써 중간층의 저항 효과를 감소시켜서 장수명이 유리해짐과 동시에, 금속 기재와 전자방출물질층간의 접착력을 양호하게 유지할 수 있다.

Claims (13)

1. 금속 기재와, 그 상부에 형성되어 있으며 알칼리토류 금속 산화물을 함유하는 전자방출물질층으로 이루어진 전자관용 음극에 있어서,

   상기 전자방출물질층이 La 산화물, Mg 산화물 및 스칸듐 산화물을 포함하고 있고,

   상기 전자방출물질층의 금속 기재와의 경계면에서 이 경계면의 반대쪽면인 표면으로 갈수록 스칸듐 산화물의 농도가 점진적으로 증가하는 것을 특징으로 하는 전자관용 음극.
2. 제1항에 있어서, 상기 전자방출물질층이 Mn 산화물을 더 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 전자관용 음극.
3. 제1항에 있어서, 상기 전자방출물질층의 금속 기재와의 경계면에서의 스칸듐 산화물의 농도가 0보다 크고 0.9 중량% 이하이고,

   상기 금속 기재와의 경계면의 반대쪽면에서의 스칸듐 산화물의 농도가 1.0 내지 3중량%인 것을 특징으로 하는 전자관용 음극.
4. 제1항에 있어서, 상기 스칸듐 산화물이 Ba₂Sc₂O₅, Ba₃Sc₄O₉또는 Sc₂O₃인 것을 특징으로 하는 전자관용 음극.
5. 제1항에 있어서, 상기 La, Mg, Mn의 함량이 각각 알칼리토류 금속을 기준으로 하여 0.001 내지 20 중량%인 것을 특징으로 하는 전자관용 음극.
6. 제1항에 있어서, 상기 La, Mg 및 Mn 산화물이 각각의 개별적인 산화물 형태, 상기 La-Mg 복합 산화물과 Mn 단독 산화물 형태 또는 상기 La-Mg-Mn 복합 산화물 형태인 것을 특징으로 하는 전자관용 음극.
7. 금속 기재와, 그 상부에 형성되어 있으며 알칼리토류 금속 산화물을 함유하는 전자방출물질층으로 이루어진 전자관용 음극에 있어서,

   상기 전자방출물질층이 La 산화물, Mg 산화물 및 스칸듐 산화물을 포함하며,스칸듐 산화물의 농도 구배에 따라 구분되는 복수개의 층을 포함하고 있고,

   상기 전자방출물질층의 금속 기재와 접촉되어 있는 층에서 외부층으로 갈수록 스칸듐 산화물의 농도가 점진적으로 증가하는 것을 특징으로 하는 전자관용 음극.
8. 제7항에 있어서, 상기 전자방출물질층이 Mn 산화물을 더 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 전자관용 음극.
9. 제7항에 있어서, 상기 전자방출물질층의 금속 기재와 접촉되어 있는 층에서의 스칸듐 산화물의 농도가 0보다 크고 0.9 중량% 이하이고,

   최외곽층에서의 스칸듐 산화물의 농도가 1.0 내지 3중량%인 것을 특징으로 하는 전자관용 음극.
10. 제7항에 있어서, 상기 전자방출물질층이 2층으로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 전자관용 음극.
11. 제7항에 있어서, 상기 스칸듐 산화물이 Ba₂Sc₂O₅, Ba₃Sc₄O₉또는 Sc₂O₃인 것을 특징으로 하는 전자관용 음극.
12. 제7항에 있어서, 상기 La, Mg 및 Mn의 함량이 각각 알칼리토류 금속을 기준으로 하여 0.001 내지 20 중량%인 것을 특징으로 하는 전자관용 음극.
13. 제7항에 있어서, 상기 La, Mg 및 Mn 산화물이 각각의 개별적인 산화물 형태, 상기 La-Mg 복합 산화물과 Mn 단독 산화물 형태 또는 상기 La-Mg-Mn 복합 산화물 형태인 것을 특징으로 하는 전자관용 음극.