JPH06333494A - 電子管用陰極 - Google Patents

電子管用陰極

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JPH06333494A
JPH06333494A JP12238693A JP12238693A JPH06333494A JP H06333494 A JPH06333494 A JP H06333494A JP 12238693 A JP12238693 A JP 12238693A JP 12238693 A JP12238693 A JP 12238693A JP H06333494 A JPH06333494 A JP H06333494A
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JP
Japan
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substrate
electron
cathode
concentration
low
Prior art date
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Pending
Application number
JP12238693A
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English (en)
Inventor
Takashi Shinjo
孝 新庄
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 電子放射性能を向上させる電子管用陰極を提
供する。 【構成】 ニッケルに0.05wt%のシリコン及び0.05wt%
のマグネシウムを含有させた低濃度基体1aと、ニッケ
ルに 0.2wt%のシリコン及び0.2wt %のマグネシウムを
含有させた高濃度基体1bとを圧着してバイメタル構造
に形成した基体1は、1000℃程度で加熱処理され、円筒
形状のスリーブ4内の一端部に低濃度基体1aを外側に
配して固定されている。そして、低濃度基体1a表面に
アルカリ土類金属炭酸塩を塗布し、ヒータ3で加熱する
ことにより、電子放射物質層2が被着され活性化され
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、TV用ブラウン管,撮
像管等に用いられる電子管用陰極に関する。
【0002】
【従来の技術】図3は、TV用ブラウン管に用いられる
従来の電子管陰極の構造を示す模式的断面図である。図
中11は板状の基体であり、主成分をニッケルとして、
微量なシリコン(Si),マグネシウム(Mg)等の還
元性元素を均一に含む金属層である。基体11は1000℃
程度で還元処理され、円筒形状のスリーブ14内の一端
部に固定されており、スリーブ14内にはヒータ13
が、基体11近傍から他端部側へ延設されている。そし
て、基体11の表面には電子放射物質層12が被着され
ている。電子放射物質層12はバリウム(Ba),スト
ロンチウム(Sr)及びカルシウム(Ca)等を含むア
ルカリ土類金属酸化物から形成されており、基体11へ
の被着は、例えば以下のように行われる。
【0003】まず、アルカリ土類金属炭酸塩(BaCO
3 ,SrCO3 ,CaCO3 )を含む懸濁液を基体11
表面に塗布し、真空排気中でスリーブ14内に配設され
たヒータ13により基体11を介して電子放射物質層1
2を加熱する。このとき、アルカリ土類金属炭酸塩はア
ルカリ土類金属酸化物に変化し、基体11表面にアルカ
リ土類金属酸化物が被着する。そして、動作時よりも若
干高い加熱温度処理により、酸化物の一部が還元されて
活性化が行われる。
【0004】この活性化により、アルカリ土類金属酸化
物の一部は以下のように反応する。基体11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
より基体11とアルカリ土類金属酸化物との界面に移動
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の酸化バリウム(BaO)は、 4BaO+Si→2Ba+Ba2 SiO4 BaO+Mg→Ba+Mg のように反応し、基体11の表面に被着された電子放射
物質層12の一部が還元されて酸素欠乏型の半導体陰極
となる。そして、陰極温度 700〜800 ℃の動作で0.5〜
0.8 A/cm2 の熱電子を放出するようになっている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】以上の如き構造の電子
管用陰極は、上述の反応が進行するに従い、基体11中
のシリコン,マグネシウム等の還元性元素が消耗し、徐
々にBaの生成速度が減少する。一方、還元されて生成
したBaは蒸発して消耗するために、電子放射物質層1
2中のBa濃度は時間と共に減少する。これにより、電
子放射性能は経時的に劣化し、 0.5〜0.8 A/cm2 の動
作時でも徐々に電子放射性能が悪化する。このような陰
極の寿命特性は、カソード電流が 10000時間で初期状態
の20%まで減少し、電子放射の長期に渡っての安定性に
欠けるという問題があった。
【0006】このように陰極の電子放射性能が悪化する
原因は、上述したように、基体11中のシリコン,マグ
ネシウム等のような電子放射物質層12を還元させる還
元性物質の濃度が、基体11と電子放射物質層12との
界面で低下することにある。また、シリコン,マグネシ
ウム等のような還元性物質の拡散速度が速く、還元性物
質が速く減少することにも原因がある。
【0007】本発明は、かかる事情に鑑みてなされたも
のであり、電子放射物質と反応する還元性物質の濃度を
安定させることにより、また、還元性物質の基体中での
拡散速度を遅くすることにより、電子放射性能を向上さ
せる電子管用陰極を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】第1発明に係る電子管用
陰極は、少なくとも1種類の還元性物質を含みニッケル
を主成分とする基体の表面に、少なくともバリウムを含
むアルカリ土類金属酸化物の電子放射物質層を被着した
電子管用陰極において、前記基体は、前記還元性物質の
含有量を前記電子放射物質層側では低く、他側では高く
してなることを特徴とする。
【0009】第2発明に係る電子管用陰極は、第1発明
において、基体は、電子放射物質層を被着する前に1100
℃以上で加熱処理されてなることを特徴とする。
【0010】
【作用】本発明の電子管用陰極では、電子放射物質と反
応し還元せしめる還元性物質の含有量を、基体の電子放
射物質層側で低くしてあるので、還元性物質が基体の濃
度勾配により、電子放射物質層側へ拡散される。これに
より、反応により還元性物質が減少した電子放射物質層
側の基体に還元性物質が補充される。
【0011】加えて、電子放射物質層を被着する前に、
ニッケルを主成分とする基体を1100℃以上で加熱処理す
ることにより、ニッケルの金属結晶粒を粗大化して粒界
を減少せしめ、基体に含有された還元性物質の拡散速度
を遅くする。これにより、電子放射物質と反応する還元
性物質の移動速度、及び基体中を移動し電子放射物質層
側へ補充される還元性物質の移動速度が遅くなり、長期
間の還元が可能になる。
【0012】
【実施例】以下、本発明をその実施例を示す図面に基づ
き具体的に説明する。図1は、TV用ブラウン管に用い
られる本発明の電子管用陰極の構造を示す模式的断面図
である。図中1は基体であり、低濃度基体1a及び高濃
度基体1bで構成されている。低濃度基体1aは、還元
性元素である0.05wt%のシリコン及び0.05wt%のマグネ
シウムを含有するニッケルであり、高濃度基体1bは
0.2wt%のシリコン及び0.2wt %のマグネシウムを含有
するニッケルである。基体1は、低濃度基体1aと高濃
度基体1bとを圧着することによりバイメタル構造に形
成され、1000℃程度で加熱処理されて大気中で酸化した
還元性物質を還元処理してある。このような基体1が円
筒形状のスリーブ4内の一端部に、低濃度基体1aを外
側に配して固定されている。スリーブ4内にはヒータ3
が、基体1近傍から他端部側へ延設されている。
【0013】そして、低濃度基体1a表面には電子放射
物質層2が被着されている。この被着の方法は、まず、
アルカリ土類金属炭酸塩(BaCO3 ,SrCO3 ,C
aCO3 )からなる懸濁液を低濃度基体1a表面に60μ
mの厚みで塗布する。次に、真空排気中でヒータ3によ
り加熱して、低濃度基体1a表面にアルカリ土類金属酸
化物を形成し、活性化を行う。
【0014】このように形成された陰極では、ヒータ3
の加熱により低濃度基体1a中の還元性物質が低濃度基
体1aと電子放射物質層2との界面に拡散される。そし
て、例えば、アルカリ土類金属酸化物の酸化バリウム
(BaO)は、以下に示す(1),(2) 式のように反応
し、 4BaO+Si→2Ba+Ba2 SiO4 …(1) BaO+Mg→Ba+Mg …(2) 酸化物の一部を還元して活性化を行い、酸素欠乏型の半
導体陰極を形成する。この反応が進行するに従い低濃度
基体1a中の還元性物質は減少するが、高濃度基体1b
中の還元性物質が濃度勾配により低濃度基体1a中へ拡
散することにより、低濃度基体1a中の還元性物質の濃
度は安定し、長期間アルカリ土類金属酸化物を還元せし
めることができる。
【0015】次に、本発明の第2実施例を説明する。上
述と同様の低濃度基体1a及び高濃度基体1bでバイメ
タル構造をなす基体1を、1100℃程度の還元性雰囲気下
で処理し、スリーブ4内の一端部に固定せしめる。その
後に、上述の実施例と同様にして、電子放射物質層2を
低濃度基体1a表面に被着させる。
【0016】このような陰極は、1100℃程度の還元性雰
囲気下で基体1を処理しているので、大気中で酸化され
た還元性物質が還元されると共に、1100℃の高温で基体
1の金属結晶粒が粗大化されている。金属結晶粒即ちニ
ッケル結晶粒が粗大化されることにより、還元性物質の
拡散速度は遅くなり、低濃度基体1a中の還元性物質が
電子放射物質層2との界面に拡散する速度、及び高濃度
基体1b中の還元性物質が濃度勾配により低濃度基体1
a中へ拡散する速度が遅くなる。還元性物質の拡散速度
が遅くなると低濃度基体1a中の還元性物質の濃度が安
定し、アルカリ土類金属酸化物を長期間還元せしめるこ
とができる。
【0017】以上の如き電子管用陰極の電子放射の寿命
特性を測定した。図2は、2極管において0.8 A/cm2
の動作条件でのカソード電流変化を示したグラフであ
る。縦軸はカソード電流を、横軸は時間を表している。
‘△−△’は第1実施例を、‘□−□’は第2実施例を
示しており、そして‘○−○’は従来例を示している。
グラフから明らかなように、第1実施例では、10000 時
間で初期状態の50%のカソード電流値を維持し、第2実
施例では、10000 時間で初期状態の65%のカソード電流
値を維持している。これにより、従来例の20%の維持と
比較して、大幅に寿命特性が向上していることが判る。
【0018】なお、上述の本実施例では、基体1を還元
性物質が低濃度の基体と高濃度の基体とをバイメタル構
造に形成しているが、これに限るものではなく、基体1
の電子放射物質層側の還元性物質の含有量を低く形成し
てあれば良い。
【0019】
【発明の効果】以上のように、本発明においては、基体
の還元性物質含有量を、電子放射物質層側で低く他側で
高く形成してあるので、濃度勾配により還元性物質が電
子放射物質層側へ拡散し、電子放射物質を還元する電子
放射物質層側の基体の還元性物質量が安定し、電子放射
性能が向上する。また、基体を1100℃以上で還元処理す
ることにより、還元物質の電子放射物質層への拡散速
度、及び基体中の拡散速度を遅くするので、さらに電子
放射性能を向上させる等、本発明は優れた効果を奏する
ものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の電子管用陰極の構造を示す模式的断面
図である。
【図2】2極管において0.8 A/cm2 の動作条件でのカ
ソード電流変化を示したグラフである。
【図3】従来の電子管用陰極の構造を示す模式的断面図
である。
【符号の説明】
1 基体 1a 低濃度基体 1b 高濃度基体 2 電子放射物質層 3 ヒータ 4 スリーブ
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成5年9月13日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0004
【補正方法】変更
【補正内容】
【0004】この活性化により、アルカリ土類金属酸化
物の一部は以下のように反応する。基体11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
より基体11とアルカリ土類金属酸化物との界面に移動
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の酸化バリウム(BaO)は、 4BaO+Si→2Ba+Ba2 SiO4 BaO+Mg→Ba+Mg のように反応し、基体11の表面に被着された電子放射
物質層12の一部が還元されて酸素欠乏型の半導体陰極
となる。そして、陰極温度 700〜800 ℃の動作で0.5〜
0.8 A/cm2 の熱電子を放出するようになっている。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0014
【補正方法】変更
【補正内容】
【0014】このように形成された陰極では、ヒータ3
の加熱により低濃度基体1a中の還元性物質が低濃度基
体1aと電子放射物質層2との界面に拡散される。そし
て、例えば、アルカリ土類金属酸化物の酸化バリウム
(BaO)は、以下に示す(1),(2) 式のように反応
し、 4BaO+Si→2Ba+Ba2 SiO4 …(1) BaO+Mg→Ba+Mg …(2) 酸化物の一部を還元して活性化を行い、酸素欠乏型の半
導体陰極を形成する。この反応が進行するに従い低濃度
基体1a中の還元性物質は減少するが、高濃度基体1b
中の還元性物質が濃度勾配により低濃度基体1a中へ拡
散することにより、低濃度基体1a中の還元性物質の濃
度は安定し、長期間アルカリ土類金属酸化物を還元せし
めることができる。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 少なくとも1種類の還元性物質を含みニ
    ッケルを主成分とする基体の表面に、少なくともバリウ
    ムを含むアルカリ土類金属酸化物の電子放射物質層を被
    着した電子管用陰極において、 前記基体は、前記還元性物質の含有量を前記電子放射物
    質層側では低く、他側では高くしてなることを特徴とす
    る電子管用陰極。
  2. 【請求項2】 基体は、電子放射物質層を被着する前に
    1100℃以上で加熱処理されてなる請求項1記載の電子管
    用陰極。
JP12238693A 1993-05-25 1993-05-25 電子管用陰極 Pending JPH06333494A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR19990027741A (ko) * 1997-09-30 1999-04-15 김영남 전자총용 음극구조체

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