JPH07249367A

JPH07249367A - 含浸形陰極を備える電子管

Info

Publication number: JPH07249367A
Application number: JP3836194A
Authority: JP
Inventors: Tadanori Taguchi; 貞憲田口; Norihisa Miyama; 憲久深山; Yukio Suzuki; 行男鈴木
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1994-03-09
Filing date: 1994-03-09
Publication date: 1995-09-26

Abstract

(57)【要約】【目的】使用可能な低い温度の動作及び高密度電流の
通流を可能にし、イオン衝撃による複合金属層２１の消
失を迅速に回復できる含浸形陰極を備える電子管を提供
する。【構成】高融点金属からなる多孔質基体１４及びこの
多孔質基体１４の細孔部にバリウム（Ｂａ）を含む電子
放出物質１５を含浸させて構成した含浸形陰極を備える
電子管において、多孔質基体１４の電子放出面上に、タ
ングステン（Ｗ）もしくはモリブデン（Ｍｏ）及びスカ
ンジウム（Ｓｃ）を主成分とした第１の混合薄膜層１９
と、タングステン（Ｗ）もしくはモリブデン（Ｍｏ）、
スカンジウム（Ｓｃ）及び酸素（Ｏ）を主成分とした第
２の混合薄膜層２０とを積層配置した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、含浸形陰極を備える電
子管に係わり、特に、低い温度状態において動作し、高
密度電流を流すことが可能な含浸形陰極を備えるブラウ
ン管、撮像管それに進行波管等の電子管に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、ブラウン管、撮像管それに進行
波管等の電子管に用いられる含浸形陰極は、タングステ
ン（Ｗ）等の高融点金属からなる高耐熱多孔質基体と、
この多孔質基体の細孔部にバリウム（Ｂａ）を含む電子
放出物質を含浸させた構成を有している。そして、かか
る構成を有する含浸形陰極は、通常、１１００℃以上の
かなり高い温度状態において動作させる必要があるもの
であったため、実用化されるには程遠いものであった。

【０００３】一方、前記含浸形陰極においては、使用可
能な動作温度を下げるための手段が既に種々提案されて
いる。この提案の第１のものは、特公昭４７−２１３４
３号に開示のもので、含浸形陰極の表面にオスミウム−
ルテニウム（Ｏｓ−Ｒｕ）合金等を被覆する手段であ
る。この手段は、一部においては既に実用化されている
けれども、含浸形陰極における使用可能な動作温度は、
約１０００℃というように未だかなり高いものであるた
め、実用化するにはもう１つであって、この高い動作温
度はやはり実用化に対する大きな障害となっているもの
である。

【０００４】また、前記提案の第２のものは、特開昭６
１−１３５２６号に開示のもので、含浸形陰極の表面に
オスミウム−ルテニウム（Ｏｓ−Ｒｕ）合金等を被覆す
る代わりに、含浸形陰極の表面にタングステン（Ｗ）と
酸化スカンジウム（Ｓｃ₂ Ｏ₃ ）からなる薄膜をスパッ
タ蒸着法によって付着させるか、あるいはスパッタ蒸着
法に代えてタングステン（Ｗ）と酸化スカンジウム（Ｓ
ｃ₂ Ｏ₃ ）からなる原料粉末の焼付けを行い、焼結体と
しての薄膜を被着させる手段である。この手段は、含浸
形陰極の動作中に、含浸形陰極の表面に低い仕事関数を
有するバリウム（Ｂａ）、スカンジウム（Ｓｃ）、酸素
（Ｏ）からなる複合金属層が形成され、その複合金属層
の形成によって、含浸形陰極の使用可能な動作温度を、
前記提案による第１のものよりも約１５０乃至２００℃
程度下げることが可能になり、動作温度について見る限
り、一応、前記提案による第１のものの障害を取り除く
ことができるものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】一般に、電子管に用い
られる含浸形陰極は、含浸形陰極の表面に形成される低
い仕事関数を有する金属複合層がイオン衝撃を受けて一
部消失したとしても、その消失部分が迅速に修復され、
再生されることが重要なファクタであって、この金属複
合層の再生には、特に、スカンジウム（Ｓｃ）の迅速な
再生が必要とされるものである。

【０００６】ところで、前記提案による第１のもの及び
第２のものは、いずれも、含浸形陰極の表面に単分子層
が形成されるため、含浸形陰極に高電流密度を流すこと
が可能なものである。しかしながら、ここで形成される
単分子層は、イオン衝撃に対して極めて弱く、消失し易
いものである。

【０００７】即ち、前記提案による第２のものは、比較
的低い使用可能な動作温度を得ることができるという大
きな利点はあるものの、含浸形陰極の表面に形成される
低い仕事関数を有するバリウム（Ｂａ）、スカンジウム
（Ｓｃ）、酸素（Ｏ）を主成分とする複合金属層がイオ
ン衝撃によって一部が消失してしまった場合に、前記動
作温度においてはその消失部の再生速度、即ち、スカン
ジウム（Ｓｃ）の再生速度が非常に遅く、迅速な回復を
望むことはできない。そして、複合金属層がイオン衝撃
によって消失してしまった場合、その消失部分において
は低い動作温度で十分な電子放出能力が得られなくな
り、結果的に比較的低い使用可能な動作温度特性を利用
できないという問題を有している。

【０００８】本発明は、前記問題点を除去するものであ
って、その目的は、使用可能な低い温度の動作及び高密
度電流の通流を可能にし、イオン衝撃による複合金属層
の消失を迅速に回復できる含浸形陰極を備える電子管を
提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】前記目的の達成のため
に、本発明は、高融点金属からなる多孔質基体及びこの
多孔質基体の細孔部にバリウム（Ｂａ）を含む電子放出
物質を含浸させて構成した含浸形陰極を備える電子管に
おいて、前記多孔質基体の電子放出面に、タングステン
（Ｗ）もしくはモリブデン（Ｍｏ）及びスカンジウム
（Ｓｃ）を主成分とする第１の混合薄膜層と、タングス
テン（Ｗ）もしくはモリブデン（Ｍｏ）、スカンジウム
（Ｓｃ）及び酸素（Ｏ）を主成分とする第２の混合薄膜
層とを積層配置した手段を備える。

【００１０】この場合、第１の混合薄膜層は、好ましく
は０．１乃至５０μｍの厚さになるように形成され、第
２の混合薄膜層は、好ましくは６０乃至９００ｎｍの厚
さになるように形成される。

【００１１】

【作用】前記手段によれば、含浸形陰極における多孔質
基体の電子放出面に、タングステン（Ｗ）もしくはモリ
ブデン（Ｍｏ）及びスカンジウム（Ｓｃ）を主成分とす
る第１の混合薄膜層を配置し、その上に、タングステン
（Ｗ）もしくはモリブデン（Ｍｏ）、スカンジウム（Ｓ
ｃ）及び酸素（Ｏ）を主成分とする第２の混合薄膜層を
配置するようにしている。

【００１２】このように、前記第１の混合薄膜層を形成
配置したことにより、前記第２の混合薄膜層の表面に低
い仕事関数を有するバリウム（Ｂａ）、スカンジウム
（Ｓｃ）、酸素（Ｏ）を主成分とする複合金属層が形成
されるようになり、この複合金属層は、イオン衝撃によ
って一旦消失しても、迅速に再生されることを確認する
ことができた。

【００１３】即ち、第１の混合薄膜層は、前記第１の混
合薄膜層は、高融点金属とスカンジウム（Ｓｃ）とを主
成分とする混合金属薄膜層からなるもので、含浸形陰極
における多孔質基体の電子放出面に、スカンジウム（Ｓ
ｃ）を迅速に拡散供給するように働くものである。そし
て、前記高融点金属としては、タングステン（Ｗ）また
はモリブデン（Ｍｏ）のいずれか、もしくはタングステ
ン（Ｗ）及びモリブデン（Ｍｏ）を含むものを主成分と
した場合に、前記スカンジウム（Ｓｃ）の拡散供給作用
は顕著になる。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を用いて詳細に
説明する。

【００１５】図１は、本発明に係わる含浸形陰極を備え
る電子管の一実施例の構成の概要を示す断面構成図であ
って、電子管としてカラー受像管である場合の例を示す
ものである。

【００１６】図１において、１はパネル部、２はファン
ネル部、３はネック部、４は螢光面、５はシャドウマス
ク、６は磁気シールド、７は偏向ヨーク、８はピュリテ
イ調整マグネット、９はセンタービームスタティックコ
ンバーゼンス調整用マグネット、１０はサイドビームス
タティックコンバーゼンス調整用マグネット、１１は電
子銃、１２は電子ビームである。

【００１７】そして、カラー受像管を構成する管体は、
前側に配置されたパネル部１と、電子銃１１を収納して
いるネック部３と、パネル部１及びネック部３の中間に
配置されたファンネル部２とからなっている。パネル部
１は、その内面に螢光面４が配置形成され、この螢光面
４に対向してシャドウマスク５が配置される。パネル部
１とファンネル部２の結合部分の内側に磁気シールド６
が配置され、ファンネル部２とネック部３の結合部分の
外側に偏向ヨーク７が設けられる。ネック部３の外側
に、ピュリテイ調整マグネット８、センタービームスタ
ティックコンバーゼンス調整用マグネット９、サイドビ
ームスタティックコンバーゼンス調整用マグネット１０
が並設配置され、電子銃１１から投射された３本の電子
ビーム１２は、偏向ヨーク７で所定方向に偏向された
後、シャドウマスク５を通して螢光面４における対応す
る色の絵素に到達するように構成されている。

【００１８】この場合、前記構成によるカラー受像管に
おける画像表示動作は、既知のカラー受像管における画
像表示動作と全く同じであるので、このカラー受像管に
おける画像表示動作についての説明は、省略する。

【００１９】続いて、図２は、図１に図示のカラー受像
管の電子銃１１に用いられる含浸形陰極を拡大して示し
た断面構成図である。

【００２０】図２において、１３は陰極ペレット、１４
は高融点金属の多孔質基体、１５は電子放出物質、１６
は障壁層、１７はスリーブ、１８はヒータ、１９は第１
の混合薄膜層、２０は第２の混合薄膜層、２１は複合金
属層である。

【００２１】そして、陰極ペレット１３は、タングステ
ン（Ｗ）またはモリブデン（Ｍｏ）からなる高融点金属
の多孔質基体１４と、少なくともバリウム（Ｂａ）や酸
素（Ｏ）を含み、前記多孔質基体１４内の細孔部に含浸
される電子放出物質１５とからなっている。スリーブ１
７の内部上側には障壁層１６を介して陰極ペレット１３
が配置保持され、同じくスリーブ１７の内部下側にはヒ
ータ１８が配置される。陰極ペレット１３の上側には、
タングステン（Ｗ）もしくはモリブデン（Ｍｏ）とスカ
ンジウム（Ｓｃ）を主成分とする第１の混合薄膜層１９
が配置形成され、この第１の混合薄膜層１９の上側に
は、タングステン（Ｗ）もしくはモリブデン（Ｍｏ）、
スカンジウム（Ｓｃ）及び酸素（Ｏ）を主成分とする第
２の混合薄膜層２０が形成される。この場合、第１の混
合薄膜層１９及び第２の混合薄膜層２０は、スパッタ蒸
着法、イオンプレ−テング法、真空蒸着法、ＣＶＤ（化
学気相成長法）等によって形成される。また、複合金属
層２１は、バリウム（Ｂａ）、スカンジウム（Ｓｃ）、
酸素（Ｏ）を主成分とする単分子層乃至数分子層程度の
極めて厚みの薄い層であって、ヒータ１８への通電によ
り含浸形陰極の加熱を行った際に、第２の混合薄膜層２
０の表面に形成されるものである。

【００２２】前記構成において、ヒータ１８への通電を
行った際に、複合金属層２１が形成される過程について
説明する。ただし、この場合に、高融点金属の多孔質基
体１４はタングステン（Ｗ）であり、バリウム（Ｂａ）
や酸素（Ｏ）を含む電子放出物質１５は、バリウムアル
ミネート（アルミン酸バリウム）（Ｂａ₃Ａｌ₂Ｏ₆ ）で
あり、第１の混合薄膜層１９はタングステン（Ｗ）とス
カンジウム（Ｓｃ）との混合金属であり、第２の混合薄
膜層２０は、タングステン（Ｗ）、酸化タングステン
（ＷＯ₃ ）、酸化スカンジウム（Ｓｃ₂Ｏ₃）からなる混
合金属であるとして説明する。

【００２３】始めに、ヒータ１８への通電を行い、含浸
形陰極を加熱すると、第１の混合薄膜層１９から金属ス
カンジウム（Ｓｃ）が遊離し、この遊離した金属スカン
ジウム（Ｓｃ）が第１及び第２の混合薄膜層１９、２０
内を拡散し、第２の混合薄膜層２０の表面に供給され
る。このとき、第２の混合薄膜層２０内においては、酸
化タングステン（ＷＯ₃ ）と酸化スカンジウム（Ｓｃ₂
Ｏ₃）とが以下の式（１）に示すように反応する。

【００２４】３ＷＯ₃ ＋Ｓｃ₂Ｏ₃→Ｓｃ₂Ｗ₃Ｏ₁₂ （１）一方、陰極ペレット１３の内部においては、高融点金属
のタングステン（Ｗ）と電子放出物質１５のバリウムア
ルミネート（Ｂａ₃Ａｌ₂Ｏ₆ ）とが以下の式（２）に示
すように反応する。

【００２５】（２／３）Ｂａ₃Ａｌ₂Ｏ₆ ＋（１／３）Ｗ→（１／３）ＢａＷＯ₄ ＋（２／３）ＢａＡｌ₂Ｏ₄＋Ｂａ（２）この生成されたバリウム（Ｂａ）は、一部が第１及び第
２の混合薄膜層１９、２０内を拡散すると同時に、他の
一部がスカンジウムタングステート（タングステン酸ス
カンジウム）（Ｓｃ₂Ｗ₃Ｏ₁₂）と以下の式（３）に示す
ように反応する。

【００２６】Ｓｃ₂Ｗ₃Ｏ₁₂＋３Ｂａ→３ＢａＷＯ₄＋２Ｓｃ（３）ここにおいて、第２の混合薄膜層２０の表面にまで拡散
したバリウム（Ｂａ）及びスカンジウム（Ｓｃ）は、電
子放出物質１５の熱分解によって発生する酸素（Ｏ）や
雰囲気中の酸素（Ｏ）と結合し、第２の混合薄膜層２０
の表面に単分子層乃至数分子層程度の極めて厚さが薄い
バリウム（Ｂａ）、スカンジウム（Ｓｃ）、酸素（Ｏ）
を主成分とする複合金属層２１を短時間の間に形成す
る。このバリウム（Ｂａ）、スカンジウム（Ｓｃ）、酸
素（Ｏ）を主成分とする複合金属層２１は、電子放出仕
事関数が１．２ｅＶと小さいので、高い電子放出能力が
得られ、これによって含浸形陰極の使用可能な動作温度
を大幅に低下させることが可能になる。

【００２７】また、第１の混合薄膜層１９を有しない前
記特開昭６１−１３５２６号に開示の含浸形陰極におい
ては、イオン衝撃を受けて、バリウム（Ｂａ）、スカン
ジウム（Ｓｃ）、酸素（Ｏ）を主成分とする複合金属層
が一部消失したとき、この複合金属層を再生するには、
動作温度が低い場合に、バリウム（Ｂａ）や酸素（Ｏ）
は比較的迅速に再生されるものの、スカンジウム（Ｓ
ｃ）は長時間を経ないと再生することができなかった。

【００２８】これに対して、第２の混合薄膜層２０の下
側に第１の混合薄膜層１９を設けている本実施例による
含浸形陰極においては、動作温度が低い場合においても
スカンジウム（Ｓｃ）が第１の混合薄膜層１９から遊
離、拡散によって第２の混合薄膜層２０の表面に充分に
供給されるので、イオン衝撃によってバリウム（Ｂ
ａ）、スカンジウム（Ｓｃ）、酸素（Ｏ）を主成分とす
る複合金属層２１が一部消失しても、その消失と同時
に、スカンジウム（Ｓｃ）を始めとしてバリウム（Ｂ
ａ）や酸素（Ｏ）が迅速に供給され、素早い再生が行わ
れる。

【００２９】なお、イオン衝撃による複合金属層２１の
消失を回復させる場合に、第１の混合薄膜層１９の厚さ
は、０．１乃至５０μｍの範囲に選び、また、第２の混
合薄膜層２０の厚さは、６０乃至９００ｎｍの範囲に選
べば、その回復機能を充分に発揮させることができる。

【００３０】続いて、図２に示される含浸形陰極を製造
する際の工程の一例について説明する。

【００３１】始めに、平均粒径５μｍのタングステン
（Ｗ）粉末を、１．２５％のポリメチルメタアクリルを
バインダとして添加したアセトン液中で撹拌しながら徐
々にアセトンを揮発させるようにし、タングステン
（Ｗ）の粉末を顆粒化させる。次いで、ここで得られた
タングステン（Ｗ）の顆粒を２００メッシュ程度のふる
いで分粒し、プレス成形した後、水素中において仮焼結
を行い、続いて真空中において本焼結を行なって、空孔
率２８％程度の多孔質基体１４を作成する。次に、この
多孔質基体１４の細孔部内に、水素雰囲気中において４
ＢａＯ・ＣａＯ・Ａｌ₂Ｏ₃の組成からなる電子放出物質
１５を加熱溶融を伴う含浸を行い、次いで、余剰の電子
放出物質１５を除去して、含浸形陰極ペレット１３を作
成する。続いて、この含浸形陰極ペレット１３をモリブ
デン（Ｍｏ）製のカップ状障壁層１６内に挿入し、さら
にヒ−タ１８を内包したスリ−ブ１７と組み合わせ、含
浸形陰極の本体部分を作成する。

【００３２】次に、多元同時に、しかも、異種膜を連続
的に多層形成が可能なスパッタリング装置を用意し、こ
のスパッタリング装置にスパッタタ−ゲットとして、ス
カンジウム（Ｓｃ）、タングステン（Ｗ）、酸化タング
ステン（ＷＯ₃ ）、酸化スカンジウム（Ｓｃ₂Ｏ₃）を装
着させる。そして、始めに、含浸形陰極の本体部分の陰
極ペレット１３の表面にスカンジウム（Ｓｃ）とタング
ステン（Ｗ）の各タ−ゲットを用いて２元同時のスパッ
タリングを行ない、タングステン（Ｗ）とスカンジウム
（Ｓｃ）を主成分とする第１の混合薄膜層１９を形成す
る。その形成に連続して、第１の混合薄膜層１９上にタ
ングステン（Ｗ）、酸化タングステン（ＷＯ₃ ）、酸化
スカンジウム（Ｓｃ₂Ｏ₃）の各タ−ゲットを用いて３元
同時のスパッタリングを行い、タングステン（Ｗ）、酸
化タングステン（ＷＯ₃ ）、酸化スカンジウム（Ｓｃ₂
Ｏ₃）からなる第２の混合薄膜層２０を形成する。これ
らの膜形成においては、いずれもアルゴン（Ａｒ）を放
電ガスとして用い、第１の混合薄膜層１９は直流（Ｄ
Ｃ）スパッタリングにより、第２の混合薄膜層２０は高
周波（ＲＦ）スパッタリングによって行われた。

【００３３】前記膜形成においては、第１の混合薄膜層
１９を約７μｍの厚さに被着させた後、連続して第２の
混合薄膜層２０を約２００ｎｍの厚さに被着させる。こ
の場合、スパッタ時の各薄膜層１９、２０の厚さは、ス
パッタリングパワ−及びスパッタリング時間をそれぞれ
調節することによって行なわれる。また、各混合薄膜層
１９、２０の組成は、それぞれのタ−ゲットに対する投
入電力比の調整によって行われる。この場合、第２の混
合薄膜層２０については、溶液発光分光分析（ＩＣＰ）
法によりその組成を調べた結果、スカンジウム／タング
ステン（Ｓｃ／Ｗ）の重量比が０．０２９乃至０．０３
６の範囲にある場合、優れた電子放出特性を有すること
が判明した。また、第１の混合薄膜層１９の厚さは、
０．１乃至５０μｍの範囲のとき、第２の混合薄膜層２
０の厚さは、６０乃至９００ｎｍの範囲のとき、それぞ
れ僅かな差は見られるものの、ほぼ同じような複合金属
層２１の消失に対する回復特性を呈することが判明し
た。そして、第１の混合薄膜層１９及び第２の混合薄膜
層２０の各厚さが、前記範囲より薄くてもまたは厚くて
も、前記回復特性は劣化の傾向を示すようになる。

【００３４】図３は、本実施例、前記特開昭６１−１３
５２６号に開示のもの、前記特公昭４７−２１３４３号
に開示のものの各含浸形陰極における活性化時間と放出
電流密度との関係を示す特性図である。

【００３５】図３において、縦軸はＡ（アンペア）／ｃ
ｍ² で表わした放出電流密度、横軸はｈ（アワー）で表
わした活性化時間であって、曲線は本実施例の含浸形
陰極の特性、曲線は前記特開昭６１−１３５２６号に
開示の含浸形陰極の特性、曲線は前記特公昭４７−２
１３４３号に開示の含浸形陰極の特性である。

【００３６】そして、図３に示された各特性は、真空度
１０マイナス７乗Ｐａクラスの高真空容器内に、陽極と
陰極からなる平行平板形の２つの電極を配置し、含浸形
陰極の動作温度を１１５０℃まで加熱して含浸形陰極を
活性化させた後、含浸形陰極の動作温度を８５０℃（曲
線及び曲線の場合）もしくは１０００℃（曲線の
場合）まで低下させ、陽極に正のパルス電圧を印加した
ときに、陰極からの放出電流を測定したものである。

【００３７】この場合、曲線に示すように、前記特開
昭６１−１３５２６号に開示の含浸形陰極は、活性化を
繰り返し行ったとしても、放出電流密度が飽和すまでに
多くの時間を要するものであるが、曲線に示すよう
に、本実施例の含浸形陰極は、最大の放出電流密度に達
するまでの活性化時間が短く、曲線に示すように、既
に一部で実用化されている前記特公昭４７−２１３４３
号に開示の含浸形陰極の活性化時間に匹敵した短いもの
であることがわかる。また、曲線に示される本実施例
の含浸形陰極の放出電流特性は、曲線や曲線に示さ
れる既知の含浸形陰極の放出電流特性よりも優れてお
り、しかも、安定性や再現性の良好なものである。

【００３８】続く、図４は、本実施例及び前記特開昭６
１−１３５２６号に開示のもの、前記特公昭４７−２１
３４３号に開示のものの各含浸形陰極におけるイオン衝
撃後の加熱時間と放出電流密度との関係を示す特性図で
ある。

【００３９】図４において、縦軸はＡ（アンペア）／ｃ
ｍ² で表わした放出電流密度、横軸はｓ（セコンド）で
表わしたイオン衝撃後の加熱時間であって、曲線は本
実施例の含浸形陰極の特性、曲線は前記特開昭６１−
１３５２６号に開示の含浸形陰極の特性、曲線は前記
特公昭４７−２１３４３号に開示の含浸形陰極の特性で
ある。

【００４０】そして、図４に示された各特性は、前述の
高真空容器内にアルゴン（Ａｒ）ガスを導入し、イオン
銃を用いて活性化された含浸形陰極の電子放出面にアル
ゴン（Ａｒ）イオンを照射した後、電子放出状態の回復
特性を測定したものであって、この電子放出状態の回復
特性は、オ−ジエ分析を用い、電子放出面の表面のスカ
ンジウム（Ｓｃ）元素の再生状況を調べたものである。

【００４１】この場合においても、曲線に示すよう
に、前記特開昭６１−１３５２６号に開示の含浸形陰極
は、イオン衝撃後に最大の放出電流密度に達するまでの
活性化時間が相当に長くなっているのに対して、曲線
に示すように、本実施例の含浸形陰極は、イオン衝撃後
に最大の放出電流密度に達するまでの活性化時間が短
く、曲線に示すように、前記特公昭４７−２１３４３
号に開示の含浸形陰極の活性化時間に匹敵して短かくな
っている。また、曲線に示される本実施例の含浸形陰
極の放出電流特性は、曲線や曲線に示される既知の
含浸形陰極の放出電流特性よりも優れており、実用的な
含浸形陰極であるということができる。さらに、前記オ
−ジエ分析によれば、本実施例の含浸形陰極は、第２の
混合薄膜層２０の表面に形成される単分子層程度の極め
て厚さの薄い低い仕事関数を持つ複合金属層２１が、そ
の電子放出特性の短時間内の回復と同様に、短時間内に
再生されることが確認された。

【００４２】このように、本実施例による含浸形陰極
は、使用可能な低い動作温度特性を有するものであっ
て、しかも、低い仕事関数を持つ複合金属層２１の再生
が迅速に行われるので、電子管用の含浸形陰極として充
分に使用に耐え得るものであり、実用化可能なものであ
る。

【００４３】なお、前述の実施例においては、高融点金
属の多孔質基体１４はタングステン（Ｗ）であり、バリ
ウム（Ｂａ）や酸素（Ｏ）を含む電子放出物質１５は、
バリウムアルミネート（Ｂａ₃Ａｌ₂Ｏ₆ ）であり、第２
の混合薄膜層２０は、タングステン（Ｗ）、酸化タング
ステン（ＷＯ₃ ）、酸化スカンジウム（Ｓｃ₂Ｏ₃）から
なる混合金属を用いている場合について説明したが、本
発明で用いられる高融点金属の多孔質基体１４、電子放
出物質１５、第２の混合薄膜層２０は、それぞれ前記組
成のものに限られず、他の組成、例えば、高融点金属の
多孔質基体１４には、モリブデン（Ｍｏ）を用いるよう
にしてもよく、電子電子放出物質１５も、バリウム（Ｂ
ａ）や酸素（Ｏ）を主成分としたものであれば、他の組
成のものを用いるようにしてもよく、第２の混合薄膜層
２０についても、タングステン（Ｗ）もしくはモリブデ
ン（Ｍｏ）、スカンジウム（Ｓｃ）及び酸素（Ｏ）を主
成分としたものであれば、他の組成のものを用いるよう
にしてもよいことは勿論である。

【００４４】また、前述の実施例においては、第１の混
合薄膜層１９及び第２の混合薄膜層２０の各厚さについ
て、好適な範囲を示しているが、本発明における前記各
混合薄膜層１９、２０の厚さは前述の好適な範囲に限ら
れるものではなく、複合金属層２１の再生機能を多少犠
牲にすれば、前記好適な範囲に近い領域の厚さに設定し
てもよいことは勿論である。

【００４５】さらに、前述の実施例においては、含浸形
陰極がカラー受像管の陰極である場合について説明した
が、本発明の含浸形陰極は、カラー受像管に用いる場合
に限られるものではなく、他の電子管、例えば、モノク
ロ表示の受像管（ブラウン管）や撮像管それに進行波管
等にも同様に用いることができるものである。

【００４６】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、含
浸形陰極における多孔質基体の電子放出面に、タングス
テン（Ｗ）もしくはモリブデン（Ｍｏ）及びスカンジウ
ム（Ｓｃ）を主成分とする第１の混合薄膜層を配置し、
その上に、タングステン（Ｗ）もしくはモリブデン（Ｍ
ｏ）、スカンジウム（Ｓｃ）及び酸素（Ｏ）を主成分と
する第２の混合薄膜層を配置し、第２の混合薄膜層の表
面に低い仕事関数を有するバリウム（Ｂａ）、スカンジ
ウム（Ｓｃ）、酸素（Ｏ）を主成分とする複合金属層を
形成させている。そして、この低い仕事関数を有する複
合金属層は、使用可能な低い動作温度特性を有するとと
もに、高い電流密度の電流を流すことができるものであ
り、しかも、イオン衝撃によって一旦消失しても、その
再生が迅速に行われるので、充分に使用に耐え得て、実
用化が可能な電子管用の含浸形陰極が得られるという効
果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わる含浸形陰極を備える電子管の一
実施例の構成の概要を示す断面構成図である。

【図２】図１に図示の電子管に用いられる含浸形陰極を
拡大して示した断面構成図である。

【図３】図１に図示の実施例の含浸形陰極における活性
化時間と放出電流密度との関係を示す特性図である。

【図４】図１に図示の実施例の含浸形陰極におけるイオ
ン衝撃後の加熱時間と放出電流密度との関係を示す特性
図である。

【符号の説明】

１パネル部２ファンネル部３ネック部４螢光面５シャドウマスク６磁気シールド７偏向ヨーク８ピュリテイ調整マグネット９センタービームスタティックコンバーゼンス調整用
マグネット１０サイドビームスタティックコンバーゼンス調整用
マグネット１１電子銃１２電子ビーム１３陰極ペレット１４高融点金属の多孔質基体１５電子放出物質１６障壁層１７スリーブ１８ヒータ１９第１の混合薄膜層２０第２の混合薄膜層２１複合金属層

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】高融点金属からなる多孔質基体及びこの
多孔質基体の細孔部にバリウム（Ｂａ）を含む電子放出
物質を含浸させて構成した含浸形陰極を備える電子管に
おいて、前記多孔質基体の電子放出面に、タングステン
（Ｗ）もしくはモリブデン（Ｍｏ）及びスカンジウム
（Ｓｃ）を主成分とした第１の混合薄膜層と、タングス
テン（Ｗ）もしくはモリブデン（Ｍｏ）、スカンジウム
（Ｓｃ）及び酸素（Ｏ）を主成分とした第２の混合薄膜
層とを積層配置したことを特徴とする含浸形陰極を備え
る電子管。
【請求項２】前記第１の混合薄膜層は、０．１乃至５
０μｍの厚さに形成されることを特徴とする請求項１に
記載の含浸形陰極を備える電子管。
【請求項３】前記第２の混合薄膜層は、６０乃至９０
０ｎｍの厚さに形成されることを特徴とする請求項１乃
至２のいずれかに記載の含浸形陰極を備える電子管。