JPH0311520A - 含浸形陰極 - Google Patents
含浸形陰極Info
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- JPH0311520A JPH0311520A JP1145324A JP14532489A JPH0311520A JP H0311520 A JPH0311520 A JP H0311520A JP 1145324 A JP1145324 A JP 1145324A JP 14532489 A JP14532489 A JP 14532489A JP H0311520 A JPH0311520 A JP H0311520A
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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〕
本発明は表示管、ブラウン管、撮像管、進行波管などの
電子管に用いられる含浸形陰極に係り、特に、低温動作
型であり、かつ、高電流密度を得ることのできる含浸形
陰極に関する。
電子管に用いられる含浸形陰極に係り、特に、低温動作
型であり、かつ、高電流密度を得ることのできる含浸形
陰極に関する。
含浸形陰極は高電流密度を得ることの可能な陰極であり
、電子管の高性能化、特に高精細度、高輝度化を図るた
めの陰極として有望視されている陰極である。
、電子管の高性能化、特に高精細度、高輝度化を図るた
めの陰極として有望視されている陰極である。
含浸形陰極はタングステン（Ｗ）などからなる耐熱多孔
質体にバリウム（Ｂａ）化合物からなる電子放出物質を
含浸した構造からなることを基本とするものであるが、
従来の含浸形陰極は高い電子放出を得ることができる反
面動作温度が高いという欠点を有していた。すなわち、
動作温度が１１００°〜１２００℃であり、一般に用い
られているいわゆる塗布形酸化物陰極に比べて約４００
℃も高い。
質体にバリウム（Ｂａ）化合物からなる電子放出物質を
含浸した構造からなることを基本とするものであるが、
従来の含浸形陰極は高い電子放出を得ることができる反
面動作温度が高いという欠点を有していた。すなわち、
動作温度が１１００°〜１２００℃であり、一般に用い
られているいわゆる塗布形酸化物陰極に比べて約４００
℃も高い。
このため、管球に実装した場合に、周辺電極を高融点材
料に変更しなければならない上に、陰極から多量のＢａ
や酸化バリウム（Ｂａｄ）が蒸発し、他電極に付着して
グリッドエミッションなどの原因となり、管球特性に悪
影響を及ぼすという問題があり、また、長時間加熱に耐
え得る信頼性の高いヒータの設計・製造が極めて難しい
という問題もあった。従って、含浸層陰極の研究・開発
に当っては、動作温度を低くすることが最重要課題とな
っていた。
料に変更しなければならない上に、陰極から多量のＢａ
や酸化バリウム（Ｂａｄ）が蒸発し、他電極に付着して
グリッドエミッションなどの原因となり、管球特性に悪
影響を及ぼすという問題があり、また、長時間加熱に耐
え得る信頼性の高いヒータの設計・製造が極めて難しい
という問題もあった。従って、含浸層陰極の研究・開発
に当っては、動作温度を低くすることが最重要課題とな
っていた。
動作温度を低くするためには陰極の電子放出能を高め、
結果として動作温度を下げることが考えられるが、電子
放出能を高める方法としては、特公昭筒４７−２１３４
３号公報記載のように、陰極表面にオスミウム−ルテニ
ウム（Ｏｓ −Ｒｕ）合金などを被覆することによって
陰極表面の電子放出の仕事関数を下げて電子放出能を高
めることが知られている。この方法によれば含浸層陰極
の動作温度を従来よりも１′００〜１５０℃程度下げる
ことが可能である。しかしながら、塗布形酸化物陰極に
比べるとなお２００℃以上も高く、これが実用化への障
害となっていた。
結果として動作温度を下げることが考えられるが、電子
放出能を高める方法としては、特公昭筒４７−２１３４
３号公報記載のように、陰極表面にオスミウム−ルテニ
ウム（Ｏｓ −Ｒｕ）合金などを被覆することによって
陰極表面の電子放出の仕事関数を下げて電子放出能を高
めることが知られている。この方法によれば含浸層陰極
の動作温度を従来よりも１′００〜１５０℃程度下げる
ことが可能である。しかしながら、塗布形酸化物陰極に
比べるとなお２００℃以上も高く、これが実用化への障
害となっていた。
〔発明が解決しようとする課題〕
上記したように、従来の含浸層陰極においては、動作温
度がまだ高いことが実用化促進への大きな障害となって
いた。
度がまだ高いことが実用化促進への大きな障害となって
いた。
本発明の目的は、上記従来の含浸層陰極の有していた課
題を解決し、動作温度がさらに低い、実用化に耐え得る
信頼性の高い含浸層陰極を提供することにある。
題を解決し、動作温度がさらに低い、実用化に耐え得る
信頼性の高い含浸層陰極を提供することにある。
上記目的は、耐熱多孔質体の細孔部に電子放出物質を含
浸させた含浸層陰極の表面にタングステン薄膜と、タン
グステンとスカンジウムを含む酸化物薄膜およびバリウ
ムを含む酸化物薄膜とを多層に設けることにより含浸形
陰極表面の電子放出仕事函数を下げ、延いて、動作温度
の低い含浸層陰極とすることによって達成することがで
きる。
浸させた含浸層陰極の表面にタングステン薄膜と、タン
グステンとスカンジウムを含む酸化物薄膜およびバリウ
ムを含む酸化物薄膜とを多層に設けることにより含浸形
陰極表面の電子放出仕事函数を下げ、延いて、動作温度
の低い含浸層陰極とすることによって達成することがで
きる。
特に、上記多層に設けた膜の最上層をタングステン薄膜
あるいはタングステンとスカンジウムとを含む酸化物薄
膜とした場合にその効果が顕著である。さらに、上記タ
ングステンとスカンジウムを含む酸化物薄膜をタングス
テン酸スカンジウムＳ ｃ２Ｗ３０ ＋、ｚおよびＳｃ
、Ｗ０１□の中から選ばれる少なくとも１種の酸化物か
らなる薄膜とし、バリウムを含む酸化物薄膜をＢａＯ、
バリウムアルミ＝３− ネート（Ｂａ３ＡＱ２０６） 、酸化バリウムカルシウ
ムアルミニウム（Ｂ ａ ｇ Ｃａ Ａ Ｑ ４０ □
２ ）−バリウム、ストロンチウムおよびカルシウム酸
化物の固溶体（Ｂａ、Ｓｒ、Ｃａ）Ｏの中から選ばれる
少なくともいずれか一つを含む酸化物とした場合に、そ
の効果はなお顕著である。
あるいはタングステンとスカンジウムとを含む酸化物薄
膜とした場合にその効果が顕著である。さらに、上記タ
ングステンとスカンジウムを含む酸化物薄膜をタングス
テン酸スカンジウムＳ ｃ２Ｗ３０ ＋、ｚおよびＳｃ
、Ｗ０１□の中から選ばれる少なくとも１種の酸化物か
らなる薄膜とし、バリウムを含む酸化物薄膜をＢａＯ、
バリウムアルミ＝３− ネート（Ｂａ３ＡＱ２０６） 、酸化バリウムカルシウ
ムアルミニウム（Ｂ ａ ｇ Ｃａ Ａ Ｑ ４０ □
２ ）−バリウム、ストロンチウムおよびカルシウム酸
化物の固溶体（Ｂａ、Ｓｒ、Ｃａ）Ｏの中から選ばれる
少なくともいずれか一つを含む酸化物とした場合に、そ
の効果はなお顕著である。
上記本発明構成の含浸層陰極の作用について説明する。
第１図は本発明含浸形陰極の概略構造を示す断面図で、
耐熱性多孔質基体１と電子放出物質２とからなる下地含
浸形陰極ペレット３、障壁層４、スリーブ５、ヒータ６
、Ｂａを含む酸化物薄膜７とＷおよびＳｃを含む酸化物
薄膜８とＷ薄膜９とからなる多層膜１０からなることを
示す。
耐熱性多孔質基体１と電子放出物質２とからなる下地含
浸形陰極ペレット３、障壁層４、スリーブ５、ヒータ６
、Ｂａを含む酸化物薄膜７とＷおよびＳｃを含む酸化物
薄膜８とＷ薄膜９とからなる多層膜１０からなることを
示す。
ここで、まずヒータ６への通電により陰極を加熱するこ
とによって、多層膜１０中でＢａを含む酸化物７とＷ９
とが反応してＢａを生成するとともに下地含浸形陰極ペ
レット３内においても耐熱多孔質体１と電子放出物質２
とが反応してＢａを生成する。生成したＢａの一部は陰
極表面に拡散すると同時に他の一部は多層膜１０中のＷ
とＳｃとを含む酸化物８と反応してＳｃを生成する。例
えば５ｃ２Ｗ、○□２とＢａとが反応した場合、下式に
よってＳｃが生成される。
とによって、多層膜１０中でＢａを含む酸化物７とＷ９
とが反応してＢａを生成するとともに下地含浸形陰極ペ
レット３内においても耐熱多孔質体１と電子放出物質２
とが反応してＢａを生成する。生成したＢａの一部は陰
極表面に拡散すると同時に他の一部は多層膜１０中のＷ
とＳｃとを含む酸化物８と反応してＳｃを生成する。例
えば５ｃ２Ｗ、○□２とＢａとが反応した場合、下式に
よってＳｃが生成される。
５ｃ２Ｗ３０□２＋３Ｂａ→３ＢａＷＯ４＋２Ｓｃ（１
） このようにして陰極表面に拡散したＢａおよびＳｃはＢ
ａＯの熱分解等により形成される酸素と結合して、多層
膜１０上に単分子層乃至数分子層程度の極めて厚さの薄
い（Ｂａ、 Ｓｃ、０）複合化合物層を形成する。この
ようにして多層膜１０上に（Ｂａ、Ｓｃ、○）複合化合
物層が形成されることによって陰極の電子放出仕事関数
が１，２ｅＶ（該複合化合物層が存在しない場合の仕事
関数は約２．０ｅＶ）と低下して電子放出能が大幅に向
上する。これによって陰極の動作温度を大幅に下げるこ
とが可能になる。
） このようにして陰極表面に拡散したＢａおよびＳｃはＢ
ａＯの熱分解等により形成される酸素と結合して、多層
膜１０上に単分子層乃至数分子層程度の極めて厚さの薄
い（Ｂａ、 Ｓｃ、０）複合化合物層を形成する。この
ようにして多層膜１０上に（Ｂａ、Ｓｃ、○）複合化合
物層が形成されることによって陰極の電子放出仕事関数
が１，２ｅＶ（該複合化合物層が存在しない場合の仕事
関数は約２．０ｅＶ）と低下して電子放出能が大幅に向
上する。これによって陰極の動作温度を大幅に下げるこ
とが可能になる。
多層膜１０中にＢａを含む酸化物薄膜７が存在すること
によって上記（Ｂａ、Ｓｃ、○）複合化合物層の形成を
短時間で終了させることができ、電子管製造時の陰極活
性化時間を短縮することができる。すなわち、Ｓｃの生
成は、上記したように、（１）式の反応によって行われ
るが、初期の段階で多層膜１０中でＢａが生成されれば
Ｓｃも容易に生成され、陰極表面が短時間で低仕事関数
の（Ｂａ、Ｓｃ、○）複合化合物層で覆われることにな
る。
によって上記（Ｂａ、Ｓｃ、○）複合化合物層の形成を
短時間で終了させることができ、電子管製造時の陰極活
性化時間を短縮することができる。すなわち、Ｓｃの生
成は、上記したように、（１）式の反応によって行われ
るが、初期の段階で多層膜１０中でＢａが生成されれば
Ｓｃも容易に生成され、陰極表面が短時間で低仕事関数
の（Ｂａ、Ｓｃ、○）複合化合物層で覆われることにな
る。
また、多層膜１０の最上層をＷ薄膜９あるいはＷとＳｃ
とを含む酸化物薄膜８とすることは、（Ｂａ、Ｓｃ、Ｏ
）複合化合物層をＷ元素上に形成した場合により安定な
低仕事関数層を得ることができることによる。
とを含む酸化物薄膜８とすることは、（Ｂａ、Ｓｃ、Ｏ
）複合化合物層をＷ元素上に形成した場合により安定な
低仕事関数層を得ることができることによる。
ここで、Ｗ・とＳｃとを含む酸化物としてはＢａと反応
してＳｃを生成することの容易な５ｃ２Ｗ３ｏ１□ある
いは５ｃＧＷＯ１２の少なくともいずれか一つを用いる
ことが効果的であり、またＢａを含む酸化物としては、
Ｗと反応して安定にＢａを生成するＢａｄ、Ｂａ３ＡＱ
２０Ｇ、Ｂａ、ＣａＡＱ４０，２、（Ｂａ、Ｓｒ、Ｃａ
）Ｏの中から選ばれる少なくともいずれか一つを用いる
ことが効果的である。
してＳｃを生成することの容易な５ｃ２Ｗ３ｏ１□ある
いは５ｃＧＷＯ１２の少なくともいずれか一つを用いる
ことが効果的であり、またＢａを含む酸化物としては、
Ｗと反応して安定にＢａを生成するＢａｄ、Ｂａ３ＡＱ
２０Ｇ、Ｂａ、ＣａＡＱ４０，２、（Ｂａ、Ｓｒ、Ｃａ
）Ｏの中から選ばれる少なくともいずれか一つを用いる
ことが効果的である。
なお、多層膜１０中の各薄膜の厚さは、それぞれ。
５０〜１１０００ｎの範囲が効果的であり、これより薄
い場合も、厚い場合も効果は小さい。また、多層膜１０
総体の厚さは５０〜３０００ｎｍの範囲で顕著な効果が
認められ、特に１１０００ｎ近傍で最も優れた結果が得
られる。
い場合も、厚い場合も効果は小さい。また、多層膜１０
総体の厚さは５０〜３０００ｎｍの範囲で顕著な効果が
認められ、特に１１０００ｎ近傍で最も優れた結果が得
られる。
また、多層膜１０中のＢａおよびＳｃの量は、それぞれ
ＢａＯおよび５ｃ２０．に換算した値で、多層膜総体重
量の１〜４０％および１〜２０％の範囲の場合が効果的
である。
ＢａＯおよび５ｃ２０．に換算した値で、多層膜総体重
量の１〜４０％および１〜２０％の範囲の場合が効果的
である。
以下１本発明の含浸形陰極について実施例によって具体
的に説明する。
的に説明する。
まず、第１図に基いて、本発明含浸形陰極の作製につい
て説明する。すなわち、まず、粒径５／／ＩｆｌのＷ粉
末をプレス成形し、水素中板焼結、真空中焼結を行うこ
とによって空孔率２６．３％の多孔質基体１を作製し、
次いで、該基体１に、水素雰囲気中で、４Ｂａ○・Ｃａ
Ｏ・ＡＱ２０３の組成からなる電子放出物質２を加熱溶
融・含浸させて、下地金７ 渦形陰極ペレット３を作製した。次いで、該ペレット３
をモリブデン（Ｍｏ）からなるカップ状の障壁層４に挿
入し、さらにこれをＭｏからなるスリーブ５に挿入した
後、レーザ溶接により固定することによって陰極本体を
作製した。
て説明する。すなわち、まず、粒径５／／ＩｆｌのＷ粉
末をプレス成形し、水素中板焼結、真空中焼結を行うこ
とによって空孔率２６．３％の多孔質基体１を作製し、
次いで、該基体１に、水素雰囲気中で、４Ｂａ○・Ｃａ
Ｏ・ＡＱ２０３の組成からなる電子放出物質２を加熱溶
融・含浸させて、下地金７ 渦形陰極ペレット３を作製した。次いで、該ペレット３
をモリブデン（Ｍｏ）からなるカップ状の障壁層４に挿
入し、さらにこれをＭｏからなるスリーブ５に挿入した
後、レーザ溶接により固定することによって陰極本体を
作製した。
次に、多層膜の連続形成が可能なスパッタリング装置を
使用し、Ｗ、Ｂａ３ＡＱ□ＯＧ、５ｃ２Ｗ３０１□の３
種をスパッタターゲットとして、上記陰極本体のペレッ
ト３表面に多層膜１０の形成を行った。すなわち、上記
３種のターゲットをスパッタリング装置内に装着し、装
置内を約３Ｘ１０−″Ｐａまで排気し、アルゴン（Ａｒ
）ガスをフロー（３０ｓｅｃＭ、この時の雰囲気４ｘ１
０″１Ｐａ）した後、装置排気系の主バルブを閉じ、１
０Ｐａの圧力に調節した状態で、上記陰極本体を水冷し
ながら、ＷはＤＣスパッタにより、Ｂａ、ＡＬＯ，、お
よび５ｃ２Ｗ３０工２はＲＦスパッタによって、スパッ
タリングを行った。スパッタリングは、まずＢａ３Ａｆ
１２ｏＧ７を１１００ｎの厚さで被着した後、Ｓ Ｃ２
Ｗ ３０ ｘ ２８を２００ｎｍの厚さで被着し、最後
にＷ９を５０ ｎ ｍの厚さで被着し、多層膜ｌＯ総体
厚さを３５０ｎｍとして終了とした。この場合、スパッ
タ各薄膜の厚さの調節はスパッタリングパワーおよび時
間の調節によって行うことが可能であるが、本実施例の
場合には水晶振動子法により厚さを測定して、所定厚さ
に到達したところでスパッタリングを中止するという方
法を採った。また、上記スパッタリングの際、同時に、
ガラス板上に多層膜の形成を行い、該試料について溶液
発光分光分析（ＩＣＰＳ）法により組成の定量分析を行
った結果、ＢａおよびＳｃの量は、それぞれＢａＯおよ
び５Ｃ６０３に換算して、多層膜全量に対して１７．３
重量％および６．３重量％の値が得られた。なお、上記
スパッタターゲットとして用いたＢａ３ＡＱ、０６は３
モルのＢａＣ○３粉末と１モルのＡｆ１２０３粉末とを
混合・焼成して合成したものをプレス成形したもの、ま
た、５ｃ２Ｗ３０．、は１モルの５ｃ２０３粉末と３モ
ルのＷ０３粉末とを混合・焼成して合成したものをプレ
ス成形したものである。ここで、焼成雰囲気はいずれも
空気中、焼成温度は１０００〜１１００℃としだもので
ある。
使用し、Ｗ、Ｂａ３ＡＱ□ＯＧ、５ｃ２Ｗ３０１□の３
種をスパッタターゲットとして、上記陰極本体のペレッ
ト３表面に多層膜１０の形成を行った。すなわち、上記
３種のターゲットをスパッタリング装置内に装着し、装
置内を約３Ｘ１０−″Ｐａまで排気し、アルゴン（Ａｒ
）ガスをフロー（３０ｓｅｃＭ、この時の雰囲気４ｘ１
０″１Ｐａ）した後、装置排気系の主バルブを閉じ、１
０Ｐａの圧力に調節した状態で、上記陰極本体を水冷し
ながら、ＷはＤＣスパッタにより、Ｂａ、ＡＬＯ，、お
よび５ｃ２Ｗ３０工２はＲＦスパッタによって、スパッ
タリングを行った。スパッタリングは、まずＢａ３Ａｆ
１２ｏＧ７を１１００ｎの厚さで被着した後、Ｓ Ｃ２
Ｗ ３０ ｘ ２８を２００ｎｍの厚さで被着し、最後
にＷ９を５０ ｎ ｍの厚さで被着し、多層膜ｌＯ総体
厚さを３５０ｎｍとして終了とした。この場合、スパッ
タ各薄膜の厚さの調節はスパッタリングパワーおよび時
間の調節によって行うことが可能であるが、本実施例の
場合には水晶振動子法により厚さを測定して、所定厚さ
に到達したところでスパッタリングを中止するという方
法を採った。また、上記スパッタリングの際、同時に、
ガラス板上に多層膜の形成を行い、該試料について溶液
発光分光分析（ＩＣＰＳ）法により組成の定量分析を行
った結果、ＢａおよびＳｃの量は、それぞれＢａＯおよ
び５Ｃ６０３に換算して、多層膜全量に対して１７．３
重量％および６．３重量％の値が得られた。なお、上記
スパッタターゲットとして用いたＢａ３ＡＱ、０６は３
モルのＢａＣ○３粉末と１モルのＡｆ１２０３粉末とを
混合・焼成して合成したものをプレス成形したもの、ま
た、５ｃ２Ｗ３０．、は１モルの５ｃ２０３粉末と３モ
ルのＷ０３粉末とを混合・焼成して合成したものをプレ
ス成形したものである。ここで、焼成雰囲気はいずれも
空気中、焼成温度は１０００〜１１００℃としだもので
ある。
以上のようにして形成した多層薄膜層を有する本発明の
含浸層陰極について、１０−’ Ｐ ａオーダーの高真
空容器内に設けた陽極と陰極とからなる２極管配置にお
いて陽極に正のパルス電圧を印加して電子放出特性の測
定を行った。測定結果（Ａ）を、比較のために採り上げ
た○５−Ｒｕ合金を５００ｎｍ被覆した従来形の金属被
覆形含浸形陰極についての測定結果（Ｂ）とともに、第
２図に示した。
含浸層陰極について、１０−’ Ｐ ａオーダーの高真
空容器内に設けた陽極と陰極とからなる２極管配置にお
いて陽極に正のパルス電圧を印加して電子放出特性の測
定を行った。測定結果（Ａ）を、比較のために採り上げ
た○５−Ｒｕ合金を５００ｎｍ被覆した従来形の金属被
覆形含浸形陰極についての測定結果（Ｂ）とともに、第
２図に示した。
図の縦軸は零電界における飽和電流密度を示し、横軸は
陰極動作温度を示す。図の結果から、例えば、ＩＯＡ／
ｄの電流密度を得るに必要な陰極温度が従来形陰極の場
合約１０００℃であるのに対して、本発明の陰極の場合
８００〜８５０℃であり、従来形陰極に比べてさらに１
５０〜２００℃動作温度を下げ得ることがわかる。本発
明の含浸層陰極において動作温度の引き下げが可能とな
った理由は、陰極表面に低仕事関数（〜１．．２ｅＶ）
の単分子層〜数分子層の（Ｂａ、 Ｓｃ、○）複合化合
物層が形成されたことによるものであり、第３図に示し
た本発明陰極表面についてのオージェ・スペク１−ルか
ら、単分子層程度の（Ｂａ、Ｓｃ、○）複合化合物の薄
層がＷ上に形成されていることがわかる。
陰極動作温度を示す。図の結果から、例えば、ＩＯＡ／
ｄの電流密度を得るに必要な陰極温度が従来形陰極の場
合約１０００℃であるのに対して、本発明の陰極の場合
８００〜８５０℃であり、従来形陰極に比べてさらに１
５０〜２００℃動作温度を下げ得ることがわかる。本発
明の含浸層陰極において動作温度の引き下げが可能とな
った理由は、陰極表面に低仕事関数（〜１．．２ｅＶ）
の単分子層〜数分子層の（Ｂａ、 Ｓｃ、○）複合化合
物層が形成されたことによるものであり、第３図に示し
た本発明陰極表面についてのオージェ・スペク１−ルか
ら、単分子層程度の（Ｂａ、Ｓｃ、○）複合化合物の薄
層がＷ上に形成されていることがわかる。
なお、上記実施例においては、陰極表面の多層膜１０に
ついて、ｗ、Ｓｃ、Ｗ３０１□、Ｂａ３ＡＱ２０６の各
薄膜を、それぞれ、５０．２００．１１００ｎの厚さに
設けた場合について説明したが、５Ｃ２Ｗ３０１２の代
りにＳ Ｃ，Ｗｏ、２を、また、Ｂａ３ＡＱ２０６の代
りにＢａＯ、Ｂａ、ＣａＡ ｆ１４０□２、（Ｂａ、
Ｓｒ、 Ｃａ）○を用いた場合にも、ＳｃおよびＢａの
量が、５ｃ２０３およびＢａＯに換算して、多層膜総体
重量に対して、それぞれ、１〜２０％および１〜４０％
の範囲であれば、動作温度低下に効果のある結果が得ら
れた。また、Ｗ、 ５ｃ２Ｗ３０１．２、Ｂａ３ＡＱ２
０ｒ、各層の厚さは、１０〜］、ＯＯＯｎｍの範囲でか
つ多層膜総体の厚さが５０〜３０００ｎｍの範囲の場合
に効果があり、また、」二記各層は、それぞれ少くとも
１Ｍ以上あれば、複数層の組合わせでも良いという結果
が得られている。また、電子放出能を安定に得るために
は、多層膜１０の最上層は、Ｗ薄膜あるいはＷと１ Ｓｃとを含む酸化物薄膜のように、Ｗを含む薄膜である
ことが望ましい。
ついて、ｗ、Ｓｃ、Ｗ３０１□、Ｂａ３ＡＱ２０６の各
薄膜を、それぞれ、５０．２００．１１００ｎの厚さに
設けた場合について説明したが、５Ｃ２Ｗ３０１２の代
りにＳ Ｃ，Ｗｏ、２を、また、Ｂａ３ＡＱ２０６の代
りにＢａＯ、Ｂａ、ＣａＡ ｆ１４０□２、（Ｂａ、
Ｓｒ、 Ｃａ）○を用いた場合にも、ＳｃおよびＢａの
量が、５ｃ２０３およびＢａＯに換算して、多層膜総体
重量に対して、それぞれ、１〜２０％および１〜４０％
の範囲であれば、動作温度低下に効果のある結果が得ら
れた。また、Ｗ、 ５ｃ２Ｗ３０１．２、Ｂａ３ＡＱ２
０ｒ、各層の厚さは、１０〜］、ＯＯＯｎｍの範囲でか
つ多層膜総体の厚さが５０〜３０００ｎｍの範囲の場合
に効果があり、また、」二記各層は、それぞれ少くとも
１Ｍ以上あれば、複数層の組合わせでも良いという結果
が得られている。また、電子放出能を安定に得るために
は、多層膜１０の最上層は、Ｗ薄膜あるいはＷと１ Ｓｃとを含む酸化物薄膜のように、Ｗを含む薄膜である
ことが望ましい。
また、本発明の含浸層陰極を用いた場合、電子管として
の動作の初期の段階、特にいわゆる活性化の段階で、多
層膜内にＢａ、Ｓｃが形成されるために電子放出特性が
１時間程度の短時間で飽和するので、十分実用に耐え得
るものであり、また、動作の中期、後期においては下地
陰極ベレン１〜からＢａが供給され、薄膜内にＳｃが生
成されるため、長寿命となる。
の動作の初期の段階、特にいわゆる活性化の段階で、多
層膜内にＢａ、Ｓｃが形成されるために電子放出特性が
１時間程度の短時間で飽和するので、十分実用に耐え得
るものであり、また、動作の中期、後期においては下地
陰極ベレン１〜からＢａが供給され、薄膜内にＳｃが生
成されるため、長寿命となる。
また、本発明の含浸層陰極を用いた場合、動作温度をこ
れまで公知の含浸層陰極よりもさらに１５０〜２００℃
近く下げ得ることから、陰極表面からのＢａおよびＢａ
Ｏの蒸発速度を１．５〜２桁程度低くすることができ、
グリシ１（エミッションなどに起因する管球特性の劣化
を解消することができる。
れまで公知の含浸層陰極よりもさらに１５０〜２００℃
近く下げ得ることから、陰極表面からのＢａおよびＢａ
Ｏの蒸発速度を１．５〜２桁程度低くすることができ、
グリシ１（エミッションなどに起因する管球特性の劣化
を解消することができる。
また、動作温度を下げ得ることにより、現在広く用いら
れている塗布形酸化物陰極用のヒータをそのまま利用す
ることができるため、ヒータの信頼性も向上する。
れている塗布形酸化物陰極用のヒータをそのまま利用す
ることができるため、ヒータの信頼性も向上する。
２
〔発明の効果〕
以上述べてきたように、含浸層陰極を本発明構成の含浸
層陰極とすること、すなわち下地含浸形陰極ペレッ１〜
の表面にＷ薄膜、ＷとＳｃとを含む酸化物薄膜およびＢ
ａを含む酸化物薄膜からなる多層膜を設けた含浸層陰極
とすること、によって、陰極表面に低仕事関数の（Ｂａ
、 Ｓｃ、０）複合化合物の薄層を容易に形成させるこ
とができる結果、動作温度を従来形の含浸層陰極よりも
さらに１．５０〜２００℃近く下げ得、延いて、陰極表
面からのＢａおよびＢａＯの蒸発速度を０．５〜２桁近
く小さくすることができるため、グリッドエミッション
などによる管球特性劣化の発生を格段に改善することの
できる含浸層陰極を提供することができた。
層陰極とすること、すなわち下地含浸形陰極ペレッ１〜
の表面にＷ薄膜、ＷとＳｃとを含む酸化物薄膜およびＢ
ａを含む酸化物薄膜からなる多層膜を設けた含浸層陰極
とすること、によって、陰極表面に低仕事関数の（Ｂａ
、 Ｓｃ、０）複合化合物の薄層を容易に形成させるこ
とができる結果、動作温度を従来形の含浸層陰極よりも
さらに１．５０〜２００℃近く下げ得、延いて、陰極表
面からのＢａおよびＢａＯの蒸発速度を０．５〜２桁近
く小さくすることができるため、グリッドエミッション
などによる管球特性劣化の発生を格段に改善することの
できる含浸層陰極を提供することができた。
また、動作温度の低下により、現在広く用いられている
塗布形酸化物陰極用のヒータをそのまま利用できること
となり、ヒータの信頼性向上とともに、低消費電力化が
可能となった。
塗布形酸化物陰極用のヒータをそのまま利用できること
となり、ヒータの信頼性向上とともに、低消費電力化が
可能となった。
第１図は本発明含浸形陰極の概略構成を示す断面図、第
２図は本発明構成の含浸形陰極と従来形の含浸形陰極と
の電子放出特性を示す図、第３図は本発明構成含浸形陰
極の表面のオージェスペクトルを示す図である。 １・・・耐熱性多孔質基体 ２ 電子放出物質３・・下
地含浸形陰極ペレット ４・・・障壁層 ５・・スリーブ６・・・ヒ
ータ ７・・・Ｂａを含む酸化物薄膜 ８・・・ＷおよびＳｃを含む酸化物薄膜９・・・Ｗ薄膜
１０・多層膜Ａ・・・本発明含浸形陰極の
電子放出特性Ｂ・・・従来形の′含浸形陰極の電子放出
特性。 ５ （ｚｕＪηＶ）狗を卓叫脣ｌ↓
２図は本発明構成の含浸形陰極と従来形の含浸形陰極と
の電子放出特性を示す図、第３図は本発明構成含浸形陰
極の表面のオージェスペクトルを示す図である。 １・・・耐熱性多孔質基体 ２ 電子放出物質３・・下
地含浸形陰極ペレット ４・・・障壁層 ５・・スリーブ６・・・ヒ
ータ ７・・・Ｂａを含む酸化物薄膜 ８・・・ＷおよびＳｃを含む酸化物薄膜９・・・Ｗ薄膜
１０・多層膜Ａ・・・本発明含浸形陰極の
電子放出特性Ｂ・・・従来形の′含浸形陰極の電子放出
特性。 ５ （ｚｕＪηＶ）狗を卓叫脣ｌ↓
Claims (2)
- １．耐熱多孔質体とその細孔部にバリウムを含む電子放
出物質を含浸させた構造からなる含浸形陰極において、
陰極表面にタングステン薄膜と、タングステンとスカン
ジウムとを含む酸化物薄膜およびバリウムを含む酸化物
薄膜とを多層に設けたことを特徴とする含浸形陰極。 - ２．上記多層に設けた膜を構成するそれぞれの薄膜の厚
さが１０〜１０００ｎｍの範囲の厚さであり、かつ、多
層に設けた膜の総体の厚さが５０〜３０００ｎｍの範囲
の厚さであることを特徴とする特許請求の範囲第１項記
載の含浸形陰極。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1145324A JPH0311520A (ja) | 1989-06-09 | 1989-06-09 | 含浸形陰極 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1145324A JPH0311520A (ja) | 1989-06-09 | 1989-06-09 | 含浸形陰極 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0311520A true JPH0311520A (ja) | 1991-01-18 |
Family
ID=15382529
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1145324A Pending JPH0311520A (ja) | 1989-06-09 | 1989-06-09 | 含浸形陰極 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0311520A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5061284A (en) * | 1990-04-10 | 1991-10-29 | Laghi Aldo A | Silicone follicled hair implant |
-
1989
- 1989-06-09 JP JP1145324A patent/JPH0311520A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5061284A (en) * | 1990-04-10 | 1991-10-29 | Laghi Aldo A | Silicone follicled hair implant |
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