JPH0544767B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0544767B2 JPH0544767B2 JP61035670A JP3567086A JPH0544767B2 JP H0544767 B2 JPH0544767 B2 JP H0544767B2 JP 61035670 A JP61035670 A JP 61035670A JP 3567086 A JP3567086 A JP 3567086A JP H0544767 B2 JPH0544767 B2 JP H0544767B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cathode
- layer
- alkaline earth
- earth metal
- oxide
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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- Solid Thermionic Cathode (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明はデイスプレイ用陰極線管などの電子
管に用いられる傍熱形の陰極に関し、特に、その
電子放射特性の向上を図つたものである。
管に用いられる傍熱形の陰極に関し、特に、その
電子放射特性の向上を図つたものである。
従来、この種の陰極には、ニツケルを主成分と
する基体金属上にBaを含むアルカリ土類金属酸
化物層を被着形成した陰極が用いられているが、
最近、デイスプレイ用陰極線管や撮像管の高精細
度化に伴つて、高電流密度で使用する要求が強く
なつてきている。
する基体金属上にBaを含むアルカリ土類金属酸
化物層を被着形成した陰極が用いられているが、
最近、デイスプレイ用陰極線管や撮像管の高精細
度化に伴つて、高電流密度で使用する要求が強く
なつてきている。
しかしながら、従来の陰極では0.5〜0.8A/cm2の
電流密度での使用が限界であり、これ以上の電流
密度で使用すると、陰極の寿命が短くなるという
問題が生じる。
電流密度での使用が限界であり、これ以上の電流
密度で使用すると、陰極の寿命が短くなるという
問題が生じる。
第２図は、デイスプレイ用陰極線管や撮像管に
用いられている従来の陰極の構成を示す縦断面図
で、１はSi，Mg等の還元性元素を微量含むニツ
ケルからなる基体金属、２は基体金属１の面上に
被着形成されている電子放射物質層で、Ba，Sr，
Caの三元アルカリ土類金属酸化物で形成され遊
離Baが含まれている。３は基体金属１を介して
電子放射物質層２を加熱するヒータである。アル
カリ土類金属酸化物２は、Ba，Sr，Caの複合炭
酸塩粉末をバインダ溶液中に懸濁させた塗布液
を、スプレなどの方法によつて基体金属１の面上
に塗布し、真空排気工程においてヒータ３によつ
て加熱して炭酸塩から酸化物に変える分解工程
と、さらに900〜1100℃に加熱してその酸化物の
一部を還元して酸素を取り除き、半導体的性質を
有するようにする活性化工程とを施して電子放射
性を得ている。基体金属１の中に微量のSi，Mg
などの還元性元素を含有させているのは、活性化
工程において還元反応を行なわせるためである。
すなわち基体金属１中の還元性元素は、拡散によ
りアルカリ土類金属酸化物と基体金属１との界面
に移動してアルカリ土類金属酸化物と反応する。
例えばBaOは以下のように反応する。
用いられている従来の陰極の構成を示す縦断面図
で、１はSi，Mg等の還元性元素を微量含むニツ
ケルからなる基体金属、２は基体金属１の面上に
被着形成されている電子放射物質層で、Ba，Sr，
Caの三元アルカリ土類金属酸化物で形成され遊
離Baが含まれている。３は基体金属１を介して
電子放射物質層２を加熱するヒータである。アル
カリ土類金属酸化物２は、Ba，Sr，Caの複合炭
酸塩粉末をバインダ溶液中に懸濁させた塗布液
を、スプレなどの方法によつて基体金属１の面上
に塗布し、真空排気工程においてヒータ３によつ
て加熱して炭酸塩から酸化物に変える分解工程
と、さらに900〜1100℃に加熱してその酸化物の
一部を還元して酸素を取り除き、半導体的性質を
有するようにする活性化工程とを施して電子放射
性を得ている。基体金属１の中に微量のSi，Mg
などの還元性元素を含有させているのは、活性化
工程において還元反応を行なわせるためである。
すなわち基体金属１中の還元性元素は、拡散によ
りアルカリ土類金属酸化物と基体金属１との界面
に移動してアルカリ土類金属酸化物と反応する。
例えばBaOは以下のように反応する。
2BaO＋Si＝2Ba＋SiO2
BaO＋Mg＝Ba＋MgO
この結果、アルカリ土類金属酸化物の一部が還
元されて酸素欠乏型の半導体となり、陰極温度
700〜800℃の動作温度で0.5〜0.8A/cm2の電流密度
で使用できる電子放射物質層２が得られる。
元されて酸素欠乏型の半導体となり、陰極温度
700〜800℃の動作温度で0.5〜0.8A/cm2の電流密度
で使用できる電子放射物質層２が得られる。
従来の陰極が上記以上の電流を取り出すことが
できないのは、 活性化工程における還元反応の結果、基体金
属１と電子放射物質層２との界面にSiO2，
MgOなどの酸化物層（中間層）が形成され、
この中間層が高抵抗層となつて電流の流れを妨
げる。
できないのは、 活性化工程における還元反応の結果、基体金
属１と電子放射物質層２との界面にSiO2，
MgOなどの酸化物層（中間層）が形成され、
この中間層が高抵抗層となつて電流の流れを妨
げる。
中間層が存在するために、アルカリ土類金属
酸化物と還元性元素との反応が抑制されて、十
分な量のBaが生成されないなどの理由による
ものと考えられる。
酸化物と還元性元素との反応が抑制されて、十
分な量のBaが生成されないなどの理由による
ものと考えられる。
以上のように従来の陰極では、活性化工程にお
いて、金属基体１とアルカリ土類金属酸化物層２
の界面に中間層が生成されるため、高電流密度で
使用できないという問題点があつた。
いて、金属基体１とアルカリ土類金属酸化物層２
の界面に中間層が生成されるため、高電流密度で
使用できないという問題点があつた。
この発明は上記問題点を解消するためになされ
たもので、中間層の存在による高電流の電子放射
の抑制及び遊離Baの生成の抑制による影響が低
減でき、高電流密度で使用できる陰極を得ること
を目的とする。
たもので、中間層の存在による高電流の電子放射
の抑制及び遊離Baの生成の抑制による影響が低
減でき、高電流密度で使用できる陰極を得ること
を目的とする。
この発明に係る陰極は、ニツケル基体金属上に
ニツケル粉末焼結層を設け、更にその上にアルカ
リ土類金属酸化物の中に酸化スカンジウム
（Sc2O3）粉末を分散して含有させた電子放射物
質層を設けたものである。
ニツケル粉末焼結層を設け、更にその上にアルカ
リ土類金属酸化物の中に酸化スカンジウム
（Sc2O3）粉末を分散して含有させた電子放射物
質層を設けたものである。
ニツケル基体上のニツケル粉末焼結層は中間層
の形成による導電性の低下を防止し、更に、アル
カリ土類金属酸化物の中に分散している酸化スカ
ンジウム粉末は、電子放射物質層の導電性を高め
るとともに、酸化スカンジウムがアルカリ土類金
属酸化物と反応して生成された複合酸化物、例え
ばBa3Sc4O9が、陰極の作動中に熱分解を起して
遊離Baを生成し、熱電子の放射を増大させる作
用を行なう。
の形成による導電性の低下を防止し、更に、アル
カリ土類金属酸化物の中に分散している酸化スカ
ンジウム粉末は、電子放射物質層の導電性を高め
るとともに、酸化スカンジウムがアルカリ土類金
属酸化物と反応して生成された複合酸化物、例え
ばBa3Sc4O9が、陰極の作動中に熱分解を起して
遊離Baを生成し、熱電子の放射を増大させる作
用を行なう。
以下この発明の一実施例を第１図により説明す
る。
る。
粒径３〜５ミクロンのニツケル金属粉末をニト
ロセルロースラツカ、酢酸ブチル等と混合して懸
濁液を作成し、これをスプレイによつて約30ミク
ロンの厚さになるようにニツケル基体金属１上に
塗布し、これを水素雰囲気中にて1000℃、10分間
の熱処理を行ない、上記ニツケル金属粉末の焼結
層４を作成した。また、バリウム、ストロンチウ
ム、カルシウムの三元炭酸塩粉末に酸化スカンジ
ウム粉末を5.0重量％を添加して混合し、これに
ニトロセルロースラツカ、酢酸ブチルを加えてロ
ーリング混合して懸濁液を調製した。この懸濁液
を焼結層４上にスプレイ法により約80ミクロンの
厚さに塗布し、従来と同じ条件で排気加熱工程お
よび活性化工程を施して陰極を製作した。２は電
子放射物質層で、２ａはアルカリ土類金属炭酸塩
が熱分解して出来たアルカリ土類金属酸化物、２
ｂは酸化スカンジウム粉末である。
ロセルロースラツカ、酢酸ブチル等と混合して懸
濁液を作成し、これをスプレイによつて約30ミク
ロンの厚さになるようにニツケル基体金属１上に
塗布し、これを水素雰囲気中にて1000℃、10分間
の熱処理を行ない、上記ニツケル金属粉末の焼結
層４を作成した。また、バリウム、ストロンチウ
ム、カルシウムの三元炭酸塩粉末に酸化スカンジ
ウム粉末を5.0重量％を添加して混合し、これに
ニトロセルロースラツカ、酢酸ブチルを加えてロ
ーリング混合して懸濁液を調製した。この懸濁液
を焼結層４上にスプレイ法により約80ミクロンの
厚さに塗布し、従来と同じ条件で排気加熱工程お
よび活性化工程を施して陰極を製作した。２は電
子放射物質層で、２ａはアルカリ土類金属炭酸塩
が熱分解して出来たアルカリ土類金属酸化物、２
ｂは酸化スカンジウム粉末である。
このようにして製作した陰極を使用して２極真
空管を作成して試験したところ、陰極の動作温度
700〜800℃で１〜２A/cm2の電子放射特性が得ら
れ、従来に比較して高電流密度で長期間使用でき
ることが確認された。
空管を作成して試験したところ、陰極の動作温度
700〜800℃で１〜２A/cm2の電子放射特性が得ら
れ、従来に比較して高電流密度で長期間使用でき
ることが確認された。
上記実施例において、良好な電子放射が得られ
たのは、つぎの理由によるものと考えられる。
たのは、つぎの理由によるものと考えられる。
電子放射物質層２内に添加混合した酸化スカ
ンジウム粉末２ｂがアルカリ土類金属酸化物２
ａ例えばBaOと反応して生成された複合酸化
物（Ba3Sc4O9）が電子放射物質層２内に分散
しており、この複合酸化物が陰極の動作中に熱
分解を起こして遊離Baを生成しやすくなる。
従来の陰極における遊離Baの生成は、基体金
属１中に微量含まれているSiやMg等の還元性
元素による還元反応に依存していたが、この実
施例においては複合酸化物の熱分解により生成
された遊離Baが付加されるので、たとえ中間
層により還元反応が抑制されていたとしても、
遊離Baの量が不足することがない。
ンジウム粉末２ｂがアルカリ土類金属酸化物２
ａ例えばBaOと反応して生成された複合酸化
物（Ba3Sc4O9）が電子放射物質層２内に分散
しており、この複合酸化物が陰極の動作中に熱
分解を起こして遊離Baを生成しやすくなる。
従来の陰極における遊離Baの生成は、基体金
属１中に微量含まれているSiやMg等の還元性
元素による還元反応に依存していたが、この実
施例においては複合酸化物の熱分解により生成
された遊離Baが付加されるので、たとえ中間
層により還元反応が抑制されていたとしても、
遊離Baの量が不足することがない。
複合酸化物中のScの一部が遊離して金属ス
カンジウムとなり、電子放射物質層２内全体に
分布する。この金属スカンジウムの存在により
電子放射物質層２の導電性が高まり、中間層に
よる導電性の低下を補つて、電子放射物質層２
の導電性が向上する。
カンジウムとなり、電子放射物質層２内全体に
分布する。この金属スカンジウムの存在により
電子放射物質層２の導電性が高まり、中間層に
よる導電性の低下を補つて、電子放射物質層２
の導電性が向上する。
ニツケル粉末による焼結層４は多孔質となつ
ており、この上に塗布された電子放射物質層２
の一部は上記焼結層４の中に浸透してニツケル
基体金属１と接触し、この部分において中間層
が生成するが、大部分の電子放射物質層２は、
焼結層４と接触しているため、上記中間層の生
成による導電性の低下を防ぐことができる。
ており、この上に塗布された電子放射物質層２
の一部は上記焼結層４の中に浸透してニツケル
基体金属１と接触し、この部分において中間層
が生成するが、大部分の電子放射物質層２は、
焼結層４と接触しているため、上記中間層の生
成による導電性の低下を防ぐことができる。
なお、ニツケル基体金属１上に形成するニツケ
ル粉末焼結層４の厚みは、10〜50ミクロンが望ま
しい。上記厚みが10ミクロン以下であると、中間
層がこの焼結層４を越えて生成され、十分な効果
を発揮しない。又、上記厚みが50ミクロンを越え
ると、アルカリ土類金属酸化物の焼結層４への浸
透が十分でなくなり、ニツケル基体金属１と接触
する割合が少なくなつて陰極の活性化が十分に行
なわれなくなる。
ル粉末焼結層４の厚みは、10〜50ミクロンが望ま
しい。上記厚みが10ミクロン以下であると、中間
層がこの焼結層４を越えて生成され、十分な効果
を発揮しない。又、上記厚みが50ミクロンを越え
ると、アルカリ土類金属酸化物の焼結層４への浸
透が十分でなくなり、ニツケル基体金属１と接触
する割合が少なくなつて陰極の活性化が十分に行
なわれなくなる。
また、電子放射物質層２に添加する酸化スカン
ジウム粉末については、5.0重量％混合した例を
説明したが、酸化スカンジウムの混合量が0.1重
量％以下では効果が小さくて実用的でなく、他
方、混合量が20重量％以上になると、初期特性が
悪くなつて実用的ではなかつた。
ジウム粉末については、5.0重量％混合した例を
説明したが、酸化スカンジウムの混合量が0.1重
量％以下では効果が小さくて実用的でなく、他
方、混合量が20重量％以上になると、初期特性が
悪くなつて実用的ではなかつた。
以上のようにこの発明は、アルカリ土類金属炭
酸塩粉末に酸化スカンジウム粉末を混合し均一に
分散させたものを、ニツケル金属粉末の焼結層を
備えた基体金属の面上に被着させて形成した陰極
であるから、電子放射物質層内に分散させた酸化
スカンジウムにより生成さている複合酸化物によ
る遊離Baの生成作用と、電子放射物質層の導電
性を高める作用、並びに焼結層の介在により中間
層の生成による導電性の低下を防ぐ作用により従
来の陰極よりも高電流密度で使用できる電子管陰
極が得られる。
酸塩粉末に酸化スカンジウム粉末を混合し均一に
分散させたものを、ニツケル金属粉末の焼結層を
備えた基体金属の面上に被着させて形成した陰極
であるから、電子放射物質層内に分散させた酸化
スカンジウムにより生成さている複合酸化物によ
る遊離Baの生成作用と、電子放射物質層の導電
性を高める作用、並びに焼結層の介在により中間
層の生成による導電性の低下を防ぐ作用により従
来の陰極よりも高電流密度で使用できる電子管陰
極が得られる。
第１図は本発明の電子管陰極の一例を示す縦断
面図、第２図は従来の電子管陰極を示す縦断面図
である。 １…基体金属、２…電子放射物質層、２ａ…ア
ルカリ土類金属酸化物、２ｂ…酸化スカンジウム
粉末、４…焼結層。なお、図中、同一符号は同一
または相当部分を示す。
面図、第２図は従来の電子管陰極を示す縦断面図
である。 １…基体金属、２…電子放射物質層、２ａ…ア
ルカリ土類金属酸化物、２ｂ…酸化スカンジウム
粉末、４…焼結層。なお、図中、同一符号は同一
または相当部分を示す。
Claims (1)
- １ ニツケル基体金属の面上に10〜50ミクロンの
厚みで設けられたニツケル粉末の焼結層と、バリ
ウムを含むアルカリ土類金属酸化物中に酸化スカ
ンジウム粉末が分散して含まれたものからなり上
記焼結層上に被着された電子放射物質層とを備え
た電子管陰極。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61035670A JPS62193031A (ja) | 1986-02-19 | 1986-02-19 | 電子管陰極 |
| CA000513900A CA1270890A (en) | 1985-07-19 | 1986-07-16 | Cathode for electron tube |
| US06/886,777 US4797593A (en) | 1985-07-19 | 1986-07-17 | Cathode for electron tube |
| DE86305560T DE3689134T2 (de) | 1985-07-19 | 1986-07-18 | Kathode für Elektronenröhre. |
| EP86305560A EP0210805B1 (en) | 1985-07-19 | 1986-07-18 | Cathode for electron tube |
| CN86104753.2A CN1004452B (zh) | 1985-07-19 | 1986-07-18 | 电子管用阴极 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61035670A JPS62193031A (ja) | 1986-02-19 | 1986-02-19 | 電子管陰極 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62193031A JPS62193031A (ja) | 1987-08-24 |
| JPH0544767B2 true JPH0544767B2 (ja) | 1993-07-07 |
Family
ID=12448308
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61035670A Granted JPS62193031A (ja) | 1985-07-19 | 1986-02-19 | 電子管陰極 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62193031A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0690907B2 (ja) * | 1988-02-02 | 1994-11-14 | 三菱電機株式会社 | 電子管用陰極 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58186128A (ja) * | 1982-04-22 | 1983-10-31 | Mitsubishi Electric Corp | 電子管陰極 |
| JPS58192237A (ja) * | 1982-05-07 | 1983-11-09 | Hitachi Ltd | 含浸形陰極 |
-
1986
- 1986-02-19 JP JP61035670A patent/JPS62193031A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62193031A (ja) | 1987-08-24 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |