JPH03219524A - Cathode for electron tube - Google Patents
Cathode for electron tubeInfo
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- JPH03219524A JPH03219524A JP2015399A JP1539990A JPH03219524A JP H03219524 A JPH03219524 A JP H03219524A JP 2015399 A JP2015399 A JP 2015399A JP 1539990 A JP1539990 A JP 1539990A JP H03219524 A JPH03219524 A JP H03219524A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、テレビジョン用ブラウン管等に適用され、
高電流密度においても長寿命の得られる電子管用陰極に
関するものである。[Detailed Description of the Invention] [Industrial Field of Application] The present invention is applied to cathode ray tubes for televisions, etc.
The present invention relates to an electron tube cathode that has a long life even at high current densities.
第5図は従来のテレビジョン用ブラウン管や撮像管に用
いられている電子管の陰極を示すものであり、図におい
て、1はシリコン(Si)やマグネシウム(Mg)など
の還元性元素を微量含む主成分とするニッケルから成る
有底筒状の基体、2はこの基体の底部上面に被着され、
少なくともバリウム(Ba)を含み、他にストロンチウ
ム(Sr)及びカルシウム(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73は上記基体1内
に配設されたヒータで、加熱により上記電子放射物質層
2から熱電子を放出させるためのものである。Figure 5 shows the cathode of an electron tube used in conventional television cathode ray tubes and image pickup tubes. A bottomed cylindrical base made of nickel as a component, 2 is adhered to the bottom upper surface of this base,
The electron emitting material layer 73 made of an alkaline earth metal oxide containing at least barium (Ba) and also strontium (Sr) and calcium (Ca) is heated by a heater disposed within the base body 1. This is for emitting thermoelectrons from the electron emitting material layer 2.
このように構成された電子管用陰極において、基体1へ
の電子放射物質層2の被着は次のようにして行われる。In the electron tube cathode constructed in this way, the electron emitting material layer 2 is deposited on the base 1 as follows.
まず、アルカリ土類金属の三元炭酸塩((Ba、Sr、
Ca)Co、、 )からなる懸濁液を基体1の底部上面
に塗布し、真空排気中にヒータ3によって加熱する。こ
のとき、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一部を還
元して半導体的性質を有するように活性化を行うことに
より、基体1上にアルカリ土類金属の酸化物からなる電
子放射物質N2を被着形成している。First, ternary carbonates of alkaline earth metals ((Ba, Sr,
A suspension consisting of Ca) Co, . At this time, the alkaline earth metal carbonate turns into an alkaline earth metal oxide. Thereafter, by reducing a part of the alkaline earth metal and activating it to have semiconductor properties, an electron emitting substance N2 made of an oxide of an alkaline earth metal is deposited on the substrate 1. .
この活性化工程において、アルカリ土類金属の酸化物の
一部は次のように反応する。つまり、基体1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1の界面に移動し、
アルカリ土類金属酸化物と反応する。例えば、アルカリ
土類金属酸化物として酸化バリウム(BaO)であれば
次式(1)、 (2)(3)のように反応する。In this activation step, a portion of the alkaline earth metal oxide reacts as follows. In other words, reducing elements such as silicon and magnesium contained in the substrate 1 move to the interface between the alkaline earth metal oxide and the substrate 1 by diffusion.
Reacts with alkaline earth metal oxides. For example, if barium oxide (BaO) is used as the alkaline earth metal oxide, it reacts as shown in the following formulas (1), (2), and (3).
2BaO+5i=2Ba+5iOz +
+ ・++ (DBaO+Mg=Ba+MgO−−(2
)4BaO+5i=2Ba+Ba2SiOs
・++ ++・(3)この反応の結果、基体1
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°Cの動作温度で0.5〜0.8人/CTMの電
子放射が得られることになる。2BaO+5i=2Ba+5iOz+
+ ・++ (DBaO+Mg=Ba+MgO−-(2
)4BaO+5i=2Ba+Ba2SiOs
・++ ++・(3) As a result of this reaction, substrate 1
A part of the alkaline earth metal oxide deposited on the top is reduced and becomes an oxygen-deficient semiconductor, and the cathode temperature is 700~
At an operating temperature of 800°C an electron emission of 0.5-0.8 people/CTM will be obtained.
〔発明が解決しようとする課題〕
ところが、上記従来の電子管用陰極では、電子放射が0
.5〜0.8人/ c+f1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
を還元させた場合、上記m、 (2)、 (3)式から
も明らかなように、基体1とアルカリ土類金属酸化物層
との界面にSiO2,MgOまたはBa2SiO4など
の複合酸化物層が形成され、この複合酸化物層が高抵抗
層となって電流を妨げること、及び上記複合酸化物層に
より、基体1中の還元性元素(Si、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充分な量の
バリウム(Ba)が形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1と電子放射物質
層2の界面近傍、特に基体1表面近傍のニッケル結晶粒
界と上記界面より10μm程度電子放射物質層2内例の
位置に上記複合酸化物層が偏析するため、電子の流れ及
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、高電流密度下での充分な電子放出特性が得られな
いという問題があった。[Problems to be Solved by the Invention] However, in the conventional electron tube cathode described above, the electron emission is 0.
.. A current density higher than 5 to 0.8 people/c+f1 cannot be obtained. The reason for this is that when a part of the alkaline earth metal oxide is reduced, the interface between the substrate 1 and the alkaline earth metal oxide layer is A complex oxide layer such as SiO2, MgO or Ba2SiO4 is formed on the substrate 1, and this complex oxide layer becomes a high resistance layer and blocks current flow. It is thought that this is because a sufficient amount of barium (Ba) is not formed because it prevents the diffusion of the electron emitting material layer 2 (Mg) to the surface side of the electron emitting material layer 2. That is, during electron tube operation, the composite oxide layer is formed near the interface between the substrate 1 and the electron emitting material layer 2, particularly at the nickel grain boundary near the surface of the substrate 1 and at a position within the electron emitting material layer 2 about 10 μm from the interface. Due to the segregation, the flow of electrons and the diffusion of the reducing element toward the surface of the electron emitting material layer 2 are hindered, resulting in a problem that sufficient electron emission characteristics cannot be obtained under high current density.
この発明は上記のような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亘って安定し
た電子放射特性を有する電子管用陰極を得ることを目的
とする。This invention was made to solve the above-mentioned problems, and its object is to obtain a cathode for an electron tube that has stable electron emission characteristics over a long period of time under high current density.
(課題を解決するための手段)
この発明に係わる電子管用陰極は、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と基体との間に5
〜20重量%のニッケル粒子、バリウムを含むアルカリ
土類金属酸化物および0.1〜20重量%の酸化スカン
ジウムを含有する中間層を形成したことを特徴とする。(Means for Solving the Problems) A cathode for an electron tube according to the present invention has an electron emitting material layer mainly composed of an alkaline earth metal oxide containing barium deposited on a substrate mainly composed of nickel. In the cathode for an electron tube consisting of
It is characterized by forming an intermediate layer containing ~20% by weight of nickel particles, an alkaline earth metal oxide containing barium, and 0.1~20% by weight of scandium oxide.
この発明においては、電子放射物質層と基体間に上記成
分からなる中間層を形成したので、基体の界面近傍の複
合酸化物層の形成を抑制することができ、しかも、高電
流密度動作での長期寿命化が可能となる。In this invention, since an intermediate layer made of the above components is formed between the electron emitting material layer and the substrate, it is possible to suppress the formation of a composite oxide layer near the interface of the substrate, and moreover, it is possible to suppress the formation of a composite oxide layer near the interface of the substrate. Longer life is possible.
[実施例]
以下、この発明の一実施例を図について説明する。第1
図はこの発明による電子管用陰極の断面図を示すもので
、図において、1はシリコンやマグネシウムなどの還元
性元素を微量含む主成分とするニッケルからなる基体、
2aはこの基体1の底部上面に被着された中間層であっ
て、この中間層は、少なくともバリウム(Ba)を含み
、他にストロンチウム(Sr)及びカルシウム(Ca)
を含むアルカリ土類金属酸化物を主成分とし、15重量
%のニッケル粒子(Ni)及び3重量%の酸化スカンジ
ウム(Sc203)を含有している。2は上記中間層2
a上に被着形成され、少なくともバリウムを含み、他に
ストロンチウム及びカルシウム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である。[Example] Hereinafter, an example of the present invention will be described with reference to the drawings. 1st
The figure shows a cross-sectional view of the cathode for an electron tube according to the present invention.
Reference numeral 2a denotes an intermediate layer deposited on the bottom upper surface of the substrate 1, and this intermediate layer contains at least barium (Ba), and also strontium (Sr) and calcium (Ca).
The main component is an alkaline earth metal oxide containing 15% by weight of nickel particles (Ni) and 3% by weight of scandium oxide (Sc203). 2 is the above intermediate layer 2
An electron-emitting material layer is deposited on a and is made of an alkaline earth metal oxide containing at least barium and further containing strontium and calcium.
次に、上記した中間層2a及び電子放射物質層2の形成
方法について説明する。まず、Ba、Sr、Caの三元
炭酸塩に、酸化スカンジウム粉末(Sc203)を3重
量%添加し、さらに15重量%のニッケル粒子を混合し
懸濁液を作成する。この懸濁液をニッケルを主成分とす
る基体1の底部上面にスプレーにより約20ミクロンの
厚みで塗布し、その上にBa、Sr、Caの三元炭酸塩
の懸濁液をスプレーにより約60ミクロンの厚みで塗布
する。その後、従来と同様に、炭酸塩から酸化物への活
性化工程を行い形成する。Next, a method for forming the intermediate layer 2a and the electron emitting material layer 2 described above will be explained. First, 3% by weight of scandium oxide powder (Sc203) is added to a ternary carbonate of Ba, Sr, and Ca, and 15% by weight of nickel particles are further mixed to create a suspension. This suspension is applied by spraying to a thickness of about 20 microns on the bottom upper surface of the substrate 1 whose main component is nickel, and a suspension of ternary carbonates of Ba, Sr, and Ca is applied on top by spraying to a thickness of about 60 microns. Apply in micron thickness. Thereafter, as in the conventional method, an activation process is performed to convert the carbonate into an oxide.
上記のようにして製作した電子管用陰極を用いて2極真
空管を作成し寿命試験を行った。その結果を第2図の寿
命特性に示す。また、第2図の比較例は、基体1の底部
上面に3重量%の酸化スカンジウム粉末(SczO:+
)をBa、Sr、Caの三元炭酸塩に混合した懸濁液を
スプレーにより約80ミクロンの厚みで塗布し、その後
、従来と同様に、炭酸塩から酸化物への活性化工程を行
い、同様の試験を行った結果を示している。A diode vacuum tube was created using the electron tube cathode manufactured as described above, and a life test was conducted. The results are shown in the life characteristics in Figure 2. In addition, in the comparative example shown in FIG. 2, 3% by weight of scandium oxide powder (SczO: +
) mixed in a ternary carbonate of Ba, Sr, and Ca is applied to a thickness of approximately 80 microns by spraying, and then, as in the past, an activation process is performed to convert the carbonate into an oxide. The results of a similar test are shown.
第2図に示したように、従来のテレビ用陰極としての電
流密度0.66人/ciの約4.5倍(2,97人/
crR)で動作させたとき、従来の電子管用陰極の寿命
は4000時間(エミッション電流が初期の50%に低
下した時間を寿命とした)であったのに対し、実施例は
10000時間以上であった。また、比較例の寿命は8
000時間であった。As shown in Figure 2, the current density is about 4.5 times (2,97 people/ci) the current density of the conventional TV cathode, which is 0.66 people/ci.
When operated at 50% crR), the life of a conventional electron tube cathode was 4,000 hours (the life was defined as the time when the emission current decreased to 50% of the initial value), whereas the life of the example was more than 10,000 hours. Ta. Also, the lifespan of the comparative example is 8
It was 000 hours.
ところで、基体1上に2,2aの2層を設ける理由は次
の通りである。すなわち、酸化スカンジウム粉末(SC
203)混合の目的は上記複合酸化物の抑制であり、基
体1近傍のみに存在すればよい。By the way, the reason why two layers 2 and 2a are provided on the base 1 is as follows. That is, scandium oxide powder (SC
203) The purpose of mixing is to suppress the above-mentioned complex oxide, and it is sufficient that it exists only in the vicinity of the substrate 1.
また、ニッケル粒子(Ni)を電子放射物質層2にも含
有した場合、相対的にバリウム(Ba)の濃度が少なく
なり初期エミッションが悪くなるというものである。Furthermore, when nickel particles (Ni) are also contained in the electron emitting material layer 2, the concentration of barium (Ba) becomes relatively low, resulting in poor initial emission.
本実施例では、酸化スカンジウム粉末(SC203)を
3重量%、ニッケル粒子(Ni)を15重量%添加した
例を示したが、酸化スカンジウム粉末(SC203)を
0.1〜20重量%、ニッケル粒子(Ni)を5〜20
重量%添加した場合でも同様の効果が得られた。In this example, an example was shown in which 3% by weight of scandium oxide powder (SC203) and 15% by weight of nickel particles (Ni) were added; (Ni) 5 to 20
A similar effect was obtained even when the amount was added by weight%.
ところで、酸化スカンジウム粉末(SC203)の濃度
を0.1〜20重量%にしたのは次の理由による。By the way, the reason why the concentration of scandium oxide powder (SC203) was set to 0.1 to 20% by weight is as follows.
すなわち、第3図のエミッション特性に示すように20
重量%を越える添加では電子放射量が低下し所定の電子
電流が得られない。また0、1重量%以下では複合酸化
物層の形成を抑制する効果が不十分である為である。In other words, as shown in the emission characteristics in Figure 3, 20
If more than % by weight is added, the amount of electron emission decreases, making it impossible to obtain the desired electron current. Further, if it is less than 0.1% by weight, the effect of suppressing the formation of a composite oxide layer is insufficient.
一方、ニッケル粒子(Ni)を5〜20重量%添加する
のは次の理由による。すなわち、第4回のエミッション
特性に示すように5重量%未満の添加では導電性の改善
が不十分であり、また、20重量%を越える添加では電
子放射量が低下し所定の電子電流が得られないためであ
る。On the other hand, the reason why 5 to 20% by weight of nickel particles (Ni) is added is as follows. In other words, as shown in the emission characteristics in Part 4, when less than 5% by weight is added, the conductivity is not sufficiently improved, and when more than 20% by weight is added, the amount of electron emission decreases, making it difficult to obtain the desired electron current. This is so that you will not be affected.
以上説明したようにこの発明によれば、電子放射物質層
と基体との間に5〜20重量%のニッケル粒子、バリウ
ムを含むアルカリ土類金属酸化物および0.1〜20重
量%の酸化スカンジウムを含有する中間層を形成したの
で、酸化スカンジウム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層の形成を抑制して高電
流密度下の十分なエミッション特性を得ることができる
。As explained above, according to the present invention, 5 to 20% by weight of nickel particles, an alkaline earth metal oxide containing barium, and 0.1 to 20% by weight of scandium oxide are interposed between the electron emitting material layer and the substrate. By adding scandium oxide, it is possible to suppress the formation of a complex oxide layer, which is a high-resistance layer segregated near the substrate interface, and obtain sufficient emission characteristics under high current density. .
また、高電流長寿命化を図ることができる。Further, high current and long life can be achieved.
第1図はこの発明の一実施例による電子管用陰極の断面
図、第2図は本発明例と従来例および比較例による寿命
特性図、第3図は酸化スカンジウム粉末の含有率に対す
るエミッション特性図、第4図はニッケル粒子の含有率
に対するエミッション特性図、第5図は従来の電子管用
陰極の断面図である。
1・・・基体、2・・・電子放射物質層、2a・・・中
間層、3・・・ヒータ。
なお、図中同一符号は同−又は相当部分を示す。Fig. 1 is a cross-sectional view of an electron tube cathode according to an embodiment of the present invention, Fig. 2 is a life characteristic diagram of an example of the present invention, a conventional example, and a comparative example, and Fig. 3 is an emission characteristic diagram with respect to the content of scandium oxide powder. , FIG. 4 is an emission characteristic diagram with respect to the content of nickel particles, and FIG. 5 is a cross-sectional view of a conventional cathode for an electron tube. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Base|substrate, 2... Electron emitting material layer, 2a... Intermediate layer, 3... Heater. Note that the same reference numerals in the figures indicate the same or equivalent parts.
Claims (1)
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
層と基体との間に5〜20重量%のニッケル粒子、バリ
ウムを含むアルカリ土類金属酸化物および0.1〜20
重量%の酸化スカンジウムを含有する中間層を形成した
ことを特徴とする電子管用陰極。In an electron tube cathode formed by depositing an electron emissive material layer mainly composed of an alkaline earth metal oxide containing barium on a substrate mainly composed of nickel, there is a gap between the electron emissive material layer and the substrate. 5-20% by weight of nickel particles, alkaline earth metal oxides containing barium and 0.1-20%
A cathode for an electron tube, characterized in that an intermediate layer containing % by weight of scandium oxide is formed.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2015399A JPH03219524A (en) | 1990-01-24 | 1990-01-24 | Cathode for electron tube |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2015399A JPH03219524A (en) | 1990-01-24 | 1990-01-24 | Cathode for electron tube |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03219524A true JPH03219524A (en) | 1991-09-26 |
Family
ID=11887658
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2015399A Pending JPH03219524A (en) | 1990-01-24 | 1990-01-24 | Cathode for electron tube |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03219524A (en) |
-
1990
- 1990-01-24 JP JP2015399A patent/JPH03219524A/en active Pending
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