JPH03219524A - 電子管用陰極 - Google Patents
電子管用陰極Info
- Publication number
- 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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- Japan
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- electron
- alkaline earth
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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〕
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。
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。
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。
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。
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。
の電子放射物質層２の被着は次のようにして行われる。
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。
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。
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。
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。
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。
＋ ・＋＋ （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。
〔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。
．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。
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。
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。
（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。
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。
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。
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。
［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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
を０．１〜２０重量％にしたのは次の理由による。
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。
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。
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。
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。
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
。
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
。
また、高電流長寿命化を図ることができる。
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。
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。
Claims (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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2015399A JPH03219524A (ja) | 1990-01-24 | 1990-01-24 | 電子管用陰極 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2015399A JPH03219524A (ja) | 1990-01-24 | 1990-01-24 | 電子管用陰極 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03219524A true JPH03219524A (ja) | 1991-09-26 |
Family
ID=11887658
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2015399A Pending JPH03219524A (ja) | 1990-01-24 | 1990-01-24 | 電子管用陰極 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03219524A (ja) |
-
1990
- 1990-01-24 JP JP2015399A patent/JPH03219524A/ja active Pending
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