JPH03295128A - 電子管用陰極 - 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〕 この発明はＴＶ用ジブラウン管どに用いられる電子管用
陰極に関し、特に電子放射性物質層を改良した電子管用
陰極に関するものである。

〔従来の技術〕

第２図に、例えば特開昭６２−８８２３９に開示されて
いる従来のＴＶ用ジブラウン管撮像管に用いられている
電子管用陰極の一例を示す０図において１はシリコン（
Ｓｉ）、マグネシウム（Ｍｇ）などの還元性元素を微量
含む主成分がニッケルからなる有底筒状の基体、１２は
この基体の底部上面に被着された厚さ１０μ以下の酸化
スカンジウム（ＳＣ２０３）層で、この酸化スカンジウ
ム層１２上には少なくともバリウム（Ｂａ）を含み、他
にストロンチウム（Ｓｒ）あるいは／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３が被着されている。次に４は上記基体ｌ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３か
ら熱電子を放出させる。

かかる構成の電子管用陰極において、基体１への酸化ス
カンジウムＮ１２及び電子放射物質層３の被着は次の様
にして行なわれる。まずアルカリ土類金属（Ｂａ、Ｓｒ
、Ｃａ）の炭酸塩を主成分とする懸濁液を作成し、懸濁
液をこの予め電子ビーム蒸着装置あるいはスパンタリン
グ装置などでその上面に酸化スカンジウム膜を形成した
基体１に塗布し、真空排気工程中にヒータ４によって加
熱する。この時、上記のアルカリ土類金属炭酸塩はアル
カリ土類金属の酸化物に変化する。その後、該アルカリ
土類金属酸化物の一部を還元し半導体的性質を有するよ
うに活性化を行ない、基体ｌ上にアルカリ土類金属酸化
物からなる電子放射物質層３を被着するものである。

この活性化工程においては、アルカリ土類金属酸化物の
一部は次の様に反応している。即ち基体１中に含有され
たシリコン、マグネシウム等の還元性元素が拡散により
基体ｌの界面に移動し、さらに酸化スカンジウム膜中を
拡散し、アルカリ土類金属酸化物と反応する０例えばア
ルカリ土類金属酸化物として酸化バリウム（Ｂａｄ）　
、還元性元素がシリコン（Ｓｉ）の場合、次式ｆｉｌの
様に反応する。

４　ＢａＯ＋　Ｓｉ　＝　２　Ｂａ　＋　ＢａｔＳｉ０
４　　　　　　　　（１１この反応の結果、上記酸化ス
カンジウム膜１２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電
子放射が得られる。なお、還元性元素のシリコンは次式
（２）の様に酸化スカンジウムと反応し、原子状のスカ
ンジウムを生成する。

２５ＣＪ２　＋　３　Ｓｉ＝　４　Ｓｃ　＋　３　Ｓｉ
ｎｇ　　　　　　（２１次にこの原子状のスカンジウム
が、次式（３）のように前記式ｆｉｌで形成された中間
層（ＢａｔＳｉＯ４）　　を分解し、界面での酸化バリ
ウムとシリコンの反応が寿命中の長時間にわたって十分
行なわれ、０．５〜２．ＯＡ／−程度の電流密度動作に
おける寿命特性が改善されている。

３ＢａｔＳｉ０４＋８Ｓｃ−＝６Ｂａ＋３Ｓｉ＋４Ｓｃ
ｚＯｓ　　（３１〔発明が解決しようとする課題〕 上述の如く、かかる構成の電子管用陰極においては、還
元性元素である、たとえばシリコンが、上記酸化スカン
ジウム膜１２中を拡散し電子放射物質層３との界面に達
するが、基体中のシリコンの拡散速度に比べ、酸化スカ
ンジウム中のシリコンの拡散速度が小さく、酸化バリウ
ムとシリコンの反応が不十分となり、初期エミッション
のばらつきが大でそのエミッション値も低いと云う問題
を有していた。

この発明は、かかる問題を解消した電子管用陰極を提供
することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

この発明の電子管用陰極は、少量の還元性金属を含有す
る主成分がニッケルからなる基体ｌ上に、希土類金属酸
化物と耐熱性金属との混合層２、及びバリウムを含むア
ルカリ土類金属酸化物を主成分とする電子放射物質層３
をこの順に被着形成したものである。

〔作　用〕

この発明の電子管用陰極においては、基体１上に形成さ
れた、希土類金属酸化物と耐熱性金属との混合物Ｎ２中
の、ニッケル、モリブデン、タングステンなどの耐熱性
金属が、前記基体１中に含有されたシリコン、マグネシ
ウムの電子放射物質層３への拡散を容易にし、還元性金
属と電子放射物質層との反応を十分に行なわせる作用を
示すものである。

〔実施例〕

以下、この発明の一実施例を第１図に基づいて説明する
６図において、２は基体１の底部上面に形成された希土
類金属酸化物と耐熱金属とからなる混合物層、３は該希
土類金属酸化物層上に被着され、少なくともバリウムを
含み、他にストロンチウムあるいは／及びカルシウムを
含むアルカリ土類金属酸化物を主成分とした電子放射物
質層である。

かかる構成の電子管用陰極において、上記基体１への上
記混合物層２及び電子放射物質層３の被着方法について
説明する。先づバリウム、ストロンチウム、カルシウム
の三元炭酸塩を所望の重量％比をもって、バインダー及
び溶削を添加混合し懸／＠液を作成する。そして電子ビ
ーム蒸着装置、あるいはスパッタリング装置などを用い
て、その上面に希土類金属酸化物と耐熱性金属との混合
層２を形成したニッケルを主成分とする基体１上に、ス
プレィにより該懸濁液を約８０ミクロンの厚みで塗布し
、その後常法の如く炭酸塩から酸化物への分解過程、及
び酸化物の一部を還元する活性化過程を経て、電子放射
物質層３を基体ｌに被着形成する。

上述の希土類金属酸化物と耐熱性金属との混合層は、具
体的には、シリコン、マグネシウムを含有したニッケル
基体１上に重量比で１０％の酸化スカンジウムと９０％
のニッケル金属との混合層をスパッタリング法で厚さ０
．５μ形成した。その後、該混合層上にバリウム、スト
ロンチウム、カルシウムの炭酸塩（（Ｈａ、　Ｓｒ＋　
Ｃａ）　ＣＯｓ　）　　を上述の如く被着させた。得ら
れた陰極を電子銃に組み込み、通常の方法で排気加熱工
程、及びエージング工程を経て陰極線管を作成した。

第３図は、上記実施例陰極を実装した陰極線管と、前述
した従来例の陰極とを実装した陰極線管との初期電子放
射能力を比較した特性図であり、縦軸に最大陰極電流を
示したものである０本発明陰極を実装した陰極線管は、
図の如く最大陰極電流がばらつきも小さく高い値を示し
ている。このことは、本発明において、上記基体１中の
還元性元素であるシリコンが電子放射物質層３側に拡散
する際、上記混合層内の主にニッケル金属粒子近傍の結
晶粒界を通して拡散することになり、従来例の酸化スカ
ンジウム膜中のシリコン拡散に比べ十分速く、シリコン
と酸化バリウムとの反応によるＢａの生成が十分に行な
われ安定で優れた初期エミッション特性が得られること
を示す。

上記の酸化スカンジウムの重量比としては０．２−４０
重量％であることが望ましい。そしてまた、上記混合膜
の厚みとしては、ｏ、ｏｏｓ〜２．０−が望ましい。上
記耐熱性金属としては、Ｎ　ｉ　＋　Ｍ　ｏ　＋　’ｄ
　＋　Ｉ　ｒ　ＨＯｓＲｅ、Ｐｔが良好な結果を与える
。なお、上記説明においては、電子放射物質Ｎ３として
アルカリ土類金属酸化物を例としたが、他に例えばアル
カリ土類金属酸化物と希土類金属酸化物との混合物から
なる電子放射物質層３などの構成でも本発明の効果が得
られる。

〔発明の効果〕

以上詳細に説明したように、本発明によれば、基体上に
予め希土類金属酸化物及び耐熱性金属との混合層を形成
し、その上に少なくとも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させた構
成としたので、従来の電子管用陰極に比べ、初期エミッ
ション特性のばらつきが著しく少な（優れた特性を示す
とともに、従来使用不可能であった、例えば２．５Ａ／
ｃｄ〜３．５Ａ／−の高電流密度下での寿命特性が著し
く向上する等の効果を有するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例電子管用陰極の断面図、第
２図は従来の電子管用陰極の断面図、第３図は本発明実
施例及び従来例の最大陰極電流の比較特性図である。 １・・・基体、２・・・酸化物、金属混合層、３・・・
電子放射物質層。 なお、図中、同一符号は同−又は相当部分を示す。 第１図 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 少量の還元性金属を含有する主成分がニッケルからなる
   基体上に、希土類金属酸化物と耐熱性金属との混合層、
   及び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この順に被着形成したことを特徴
   とする電子管用陰極。