JPH0218831A - 含浸形陰極の製造方法 - 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〕 本発明は、テレビジョン受像機の陰極線管や、撮像管、
高周波発振管等の陰極（カソード）として用いられる含
浸形陰極の製造方法に関する。

〔発明の概要〕

本発明は、耐熱性多孔質金属基体に電子放出物質を含浸
しＳｃを添加して成る含浸形陰極の製造方法において、
Ｓｃを添加後の基体単体を真空中若しくは不活性ガス中
で１３００℃以上に加熱してＳｃ分布を均一にすること
により、陰極特性の改善を図るものである。

〔従来の技術〕

テレビジョン受像機の受像管や撮像管、高周波発振管等
の電子管に用いられる陰極（カソード）として、近年、
耐高電流密度と長寿命の特性を併せ持つものが要望され
ている。この要求に応えるものとして含浸形カソードが
有望視されている。

この含浸形カソードは、例えば特開昭５８−８７７３５
号公報等に開示されているように、耐熱性多孔質金属基
体中に、Ｂａ、　Ｃａ、　Ａ　ｌを含んだ酸化物等から
成る電子放出物質を含浸させた構造を有している。

ところでこの含浸形カソードは、−ａに動作温度が従来
の酸化物カソードより高いため、■Ｂａの蒸発が多くグ
リッド・エミッションの原因となる。

■ヒータの消費電力が増大する。

■陰極構体の熱変形が激しい。

等の欠点がある。この欠点を克服するため、陰極表面の
仕事関数を下げ、動作温度を低下させる技術が種々開発
されており、その一つに、Ｓｃ　（スカンジウム）を添
加して特性を改善する方法が知られている。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところが、上述のようなＳｃ添加型の含浸形カソードに
おいては、カソード組立後に内部ヒータを用いて加熱処
理、いわゆるエージング処理を行っているが、Ｓｃの分
布の均一性が悪く、表面の仕事関数が不均一となり、そ
の結果エミッションの不安定性を招き、これが実用化の
障害となっているのが現状である。また、加熱が長時間
に及ぶと、陰極構体にＢａ（バリウム）等の陰極からの
蒸発物が付着し、いわゆるストレイ・エミッションや電
橋リーク等が生じる虞れがある。

本発明は、上述のような欠点を除去し、カソード（陰極
）表面のＳｃ分布及び仕事関数の均一性を向上させるこ
とができ、エミッションの安定化を図ることが可能な含
浸形陰極の製造方法の提供を目的とする。

〔課題を解決するための手段〕 本発明に係る含浸形陰極の製造方法は、上述したような
課題を解決するために、耐熱性多孔質金属基体に電子放
出物質を含浸させかつＳｃ（スカンジウム）を添加（例
えばＳｃを含む薄膜を被着形成）した後に、単体で真空
中又は不活性ガス雰囲気中で１３００℃以上に加熱処理
し、上記Ｓｃの分布を均一化することを特徴としている
。

〔作　用〕

電子放出物質が含浸され、Ｓｃが添加された耐熱性多孔
質金属基体単体を１３００″Ｃ以上で加熱処理している
ため、Ｓｃが均一に分布されるとともに、Ｂａが表面に
均一に分布され、表面の仕事関数が均一となって電子の
放出（エミッション）を安定化できる。

〔実施例〕

第１図乃至第３図は、本発明に係る含浸形陰極（カソー
ド）の製造方法の一実施例を説明するための製造工程に
沿った概略断面図である。

先ず第１図に示す耐熱性多孔質金属基体としてのポーラ
ス・タングステン・ディスクｌは、タングステンの粉体
を焼結して形成される略々円板伏（ディスク状）の多孔
質基体であり、空孔率は例えば２０％程度となっている
。このポーラス・タングステン・ディスク１の空孔内に
は、Ｂａ、Ｃａ。

Ａｌを含んだ酸化物等の電子放出物質３を例えば熔融状
態で浸透させて充填している。

この電子放出物質３が含浸されたタングステン・ディス
ク１に、Ｓｃ（スカンジウム）を添加する。このＳｃ添
加は、例えば特開昭６１−１８３８３８号公報において
開示されている２層薄膜を付着する構造を用いればよい
、すなわち第２図に示すように、ポーラス・タングステ
ン・ディスクｌの表面上に、Ｗ（タングステン）等の高
融点金属薄膜から成る平坦化処理層４を被着形成し、こ
の平坦化処理層４上に、Ｗと５ｃｔｎ３　（ＳｃｚＯ＝
の含有量例えば１０ｆｆｌｆｆｉ％）から成るＩｊｌｉ
＄５を被着形成すればよい。ここで、上記平坦化処理層
４の材料としては、Ｗの他にＲｕ、　Ｒｈ、　Ｐｄ、　
Ｏｓ、　ｌ　ｒｒ’ｔ、ＲｅやＭｏ、Ｔａ等及びＷを含
むこれらの合金を用いてもよい、また、上記薄層５とし
ては、ＷとＳｃ２Ｏ３のＷの代わりにＭｏ＋　Ｒｅ、　
Ｒｕ、　Ｒｔ＋、　Ｐｄ＋Ｃ１ｓ、　Ｉ　ｒ、　Ｐ　Ｌ
等又はＷを含むこれらの合金を用いてもよい、なお、上
記平坦化処理層４の厚さは約５０００人程度、上記薄Ｎ
５の厚さは１００〜１００００人とすればよく、Ｗ中の
５ｃｚＯｘ含有量は１〜５０重量％とすればよい。

次に、このようなＳｃ添加処理がなされたディスク１を
車体で、１３００℃以上の温度で例えば高周波加熱する
。この加熱温度としては、１３００℃〜２０００℃が適
当であり、好ましくは１３００℃〜１５００℃の範囲内
である。この加熱処理は、真空中、あるいは水素、Ａｒ
（アルゴン）等の不活性ガス中で行う。加熱処理時間は
３０秒〜３０分であり、好ましくは３分〜５分である。

ここで、単体のままで加熱したのは、カソードに付属す
る加熱用のヒータでは１３００℃以上の高温を得ること
が困難である点を考慮したためであり、また、加熱の結
果カソード構体にＢａ（バリウム）等の１着物が付着し
、電極リーク、ストレイエミッション等が起こることを
防止するためである。

このようにしてＳｃが添加され加熱処理されたディスク
１は、例えば第３図に示すようにカソードの高融点金属
（例えばＴｉ）カップ６内に装着した後、このカップ６
をスリーブ７に例えばレーザ溶接等により結合して、陰
極（カソード）を構成するようにしている。スリーブ７
内には、陰極加熱のためのヒータ８が設けられており、
このヒータ８は、例えばタングステン芯線をアルミナで
被覆した線材により構成されている。

ところで、上記Ｓｃ添加のための薄層構造については、
上記第２図に示すような平坦化処理Ｊｉ４と薄Ｎ５とか
ら成る二層ｇｉ膜構造を用いる処理に限定されず、例え
ば特開昭６１−１３５２６号公報に開示されたような構
造、すなわち第４図に示すように、ディスクＩの表面に
直接Ｓｃ、Ｏ，を含む高融点金属薄層７を被着形成した
構造を用いてもよい、他の構成及び製造工程は上述した
第１図乃至第３図に示す実施例と同様であるため、説明
を省略する。

以上説明したような含浸形陰極の製造方法によれば、電
子放出物質３が含浸され、Ｓｃを含む薄層５（あるいは
第４図の１０）によりＳｃ添加がなされたポーラスＷデ
ィスク１を、真空中、あるいは水素、Ａｒ（アルゴン）
等の不活性ガス中で、例えば高周波加熱により１３００
℃以上に加熱処理しているため、Ｓｃが均一に分布され
るとともにＢａが表面に均一に分布され、表面の仕事関
数が均一となって電子の放出（エミッション）を安定化
できる。しかもディスク単体で加熱しているため、カソ
ード構体へのＢａ（バリウム）等の付着を防止でき、電
極リーク、ストレイエミッション等の発生を未然に防止
できる。

なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、
例えば上記耐熱性多孔質金属基体の材料としては、上記
Ｗ（タングステン）の他に、Ｍ。

Ｉｒ、Ｐｔ、Ｒｅ等又はこれらの合金を使用できる。

また上記Ｓｃを含む薄膜を用いてＳｃを添加する構成の
ものに限定されず、例えば特開昭５８−１５４１３１号
公報記載のようなＷと５ｃ２０ｚがら成る焼結体の基体
に電子放出物質を含浸する構成のものに本発明を適用し
てもよい。この他本発明の要旨を逸脱しない範囲内にお
いて種々の変更が可能であることは勿論である。

〔発明の勘果〕

本発明に係る含浸形陰極の製造方法によれば、Ｓｃが添
加された基体を１３００℃以上で加熱処理しているため
、Ｓｃが均一に分布されるとともに、Ｂａが表面に均一
に分布され、表面の仕事関数が均一となって電子の放出
（エミッション）を安定化でき、その結果カソードイメ
ージが向上してスポット特性を改善できる。また、基体
単体で加熱処理しているため、カソード構体へのＢａ等
の付着が無くなり、電極リーク、ストレイエミッション
等の発生を防止でき、初期及びランニング中のエミッシ
ョンの安定化を実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第３図は本発明に係る含浸形陰極の製造方法
の一実施例に沿った各工程を説明するための概略断面図
、第４図は本発明の他の実施例の製造方法におけるＳｃ
添加用薄層の構造を示す概略断面図である。 ｌ・・・・・・・・ポーラス・タングステン・ディスク
３・・・・・・・・電子放出物質 ４・・・・・・・・平坦化処理層

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 電子放出物質が含浸されＳｃ（スカンジウム）が添加さ
   れた後の耐熱性多孔質金属基体を、真空中又は不活性ガ
   ス中で１３００℃以上に加熱して、上記Ｓｃの分布を均
   一化させることを特徴とする含浸形陰極の製造方法。