JPH0787068B2 - 線状熱陰極 - Google Patents
線状熱陰極Info
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- JPH0787068B2 JPH0787068B2 JP12205387A JP12205387A JPH0787068B2 JP H0787068 B2 JPH0787068 B2 JP H0787068B2 JP 12205387 A JP12205387 A JP 12205387A JP 12205387 A JP12205387 A JP 12205387A JP H0787068 B2 JPH0787068 B2 JP H0787068B2
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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、真空管、CRT、蛍光表示管等に使用する線
状熱陰極に関するものである。
状熱陰極に関するものである。
線状熱陰極を利用する機器は従来種々提案されており、
例えば平板型表示装置としては第４図に示す如きものが
ある（特開昭60-84744号）。
例えば平板型表示装置としては第４図に示す如きものが
ある（特開昭60-84744号）。
第４図は従来の平板型表示装置を示す模式的断面図であ
り、この表示装置は絶縁性基板１上に一定の間隔で設け
た複数の金属製係止部２に渡して、所定の間隔で電子放
射物質を保持させて陰極4bを形成した陰極ワイヤー３を
張架し、各陰極4bと対応させて絶縁性基板１上に制御電
極５を配設すると共に、陰極ワイヤー３の上方には各陰
極4bと対応した位置に貫通孔6aを備えたグリッド電極６
を、更にこのグリッド電極６の上方には上記各陰極4bに
対応した位置に蛍光体７を塗布したアノード８を夫々
上，、下方向に所要の間隔を隔てて配設して構成してあ
る。
り、この表示装置は絶縁性基板１上に一定の間隔で設け
た複数の金属製係止部２に渡して、所定の間隔で電子放
射物質を保持させて陰極4bを形成した陰極ワイヤー３を
張架し、各陰極4bと対応させて絶縁性基板１上に制御電
極５を配設すると共に、陰極ワイヤー３の上方には各陰
極4bと対応した位置に貫通孔6aを備えたグリッド電極６
を、更にこのグリッド電極６の上方には上記各陰極4bに
対応した位置に蛍光体７を塗布したアノード８を夫々
上，、下方向に所要の間隔を隔てて配設して構成してあ
る。
前記陰極ワイヤー３はタングステン製であり、また陰極
4bは陰極ワイヤー３の表面に電着法、或いは塗布法など
によりバリウム、ストロンチウム、カルシウムの三元炭
酸塩〔（Ba,Sr,Ca）C03〕を付着させ、表示装置容器内
を真空に排気する過程でこれを加熱分解し、上記炭酸塩
を酸化物〔（Ba,Sr,Ca）０〕に変換して形成してある。
なお、この際に陰極ワイヤー３のタングステンとの以下
のような反応で電子放射物質中のBaOが還元されて過剰B
aを生成するが、このBaは拡散時に陰極表面へ移動し、B
aO中でドナーを形成し、エミッションに寄与する。
4bは陰極ワイヤー３の表面に電着法、或いは塗布法など
によりバリウム、ストロンチウム、カルシウムの三元炭
酸塩〔（Ba,Sr,Ca）C03〕を付着させ、表示装置容器内
を真空に排気する過程でこれを加熱分解し、上記炭酸塩
を酸化物〔（Ba,Sr,Ca）０〕に変換して形成してある。
なお、この際に陰極ワイヤー３のタングステンとの以下
のような反応で電子放射物質中のBaOが還元されて過剰B
aを生成するが、このBaは拡散時に陰極表面へ移動し、B
aO中でドナーを形成し、エミッションに寄与する。
6BaO＋Ｗ→Ba3WO6＋3Ba（反応式１） 次に動作について説明する。陰極ワイヤー３をその両端
に給電して約700℃に加熱すると陰極4b表面から電子が
放射される。このときグリッド電極６及びアノード８に
正の電極を印加すれば電子ビームは貫通孔6aを通して蛍
光体７に導かれ、蛍光体７を励起せしめる。一方制御電
極５に負の電圧を印加すると陰極4b周辺の電界が陰極4b
に対して負となり、陰極4bからの電子放射を停止せしめ
得るから、例えば制御電極５に正のパルス電圧を印加す
ることにより電子ビームの放射を制御できることとな
る。
に給電して約700℃に加熱すると陰極4b表面から電子が
放射される。このときグリッド電極６及びアノード８に
正の電極を印加すれば電子ビームは貫通孔6aを通して蛍
光体７に導かれ、蛍光体７を励起せしめる。一方制御電
極５に負の電圧を印加すると陰極4b周辺の電界が陰極4b
に対して負となり、陰極4bからの電子放射を停止せしめ
得るから、例えば制御電極５に正のパルス電圧を印加す
ることにより電子ビームの放射を制御できることとな
る。
ところで従来の線状熱陰極は前述した如く炭酸塩を酸化
物に替える過程、或いは表示装置の初期動作時に蛍光体
7,係止部２等から放出される不純ガスの影響により、初
期エミッション電流が低くなり、表示装置の輝度が低く
なったり、表示装置の製造排気工程に長時間を要するな
どの問題点があった。
物に替える過程、或いは表示装置の初期動作時に蛍光体
7,係止部２等から放出される不純ガスの影響により、初
期エミッション電流が低くなり、表示装置の輝度が低く
なったり、表示装置の製造排気工程に長時間を要するな
どの問題点があった。
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、初期エミッション電流が高く、表示装置の輝
度を高くする効果が得られ、また製造工程の短縮化，簡
略化が図れる線状熱陰極を提供することを目的とする。
たもので、初期エミッション電流が高く、表示装置の輝
度を高くする効果が得られ、また製造工程の短縮化，簡
略化が図れる線状熱陰極を提供することを目的とする。
この発明に係る線状熱陰極は0.2〜20重量％の希土類金
属酸化物と、酸化バリウムを含んだアルカリ土類金属酸
化物とを含む混合物であって、希土類金属酸化物に対す
る酸化バリウムの重量比を0.4〜60とした電子放射物質
を線状の耐熱性金属表面に保持したものである。
属酸化物と、酸化バリウムを含んだアルカリ土類金属酸
化物とを含む混合物であって、希土類金属酸化物に対す
る酸化バリウムの重量比を0.4〜60とした電子放射物質
を線状の耐熱性金属表面に保持したものである。
この発明における線状熱陰極はタングステンとBaOとの
反応に加えて、電子放射物質中の希土類金属酸化物の一
部が耐熱性金属と反応し、その結果過剰Baを生成するの
で、従来の線状熱陰極よりも初期エミッション電流が増
加する。特に、電子放射物質中のBaOと希土類金属酸化
物との混合比を規制することにより、酸素ガスなどの不
純ガスによるエミッション低下が極めて少ない。
反応に加えて、電子放射物質中の希土類金属酸化物の一
部が耐熱性金属と反応し、その結果過剰Baを生成するの
で、従来の線状熱陰極よりも初期エミッション電流が増
加する。特に、電子放射物質中のBaOと希土類金属酸化
物との混合比を規制することにより、酸素ガスなどの不
純ガスによるエミッション低下が極めて少ない。
第１図はこの発明の一実施例による線状熱陰極を用いた
表示装置の要部を示す模式的断面図であり、図中１はガ
ラス板，セラミック板等で構成した絶縁性基板、２は主
として金属製の突起又はリブ等として形成される係止
部、３はタングステン等の耐熱性金属製の陰極ワイヤ
ー、4aは陰極ワイヤー３にその長手方向に所要の間隔で
形成された陰極、５は制御電極、６はグリッド電極、８
はアノードを夫々示している。
表示装置の要部を示す模式的断面図であり、図中１はガ
ラス板，セラミック板等で構成した絶縁性基板、２は主
として金属製の突起又はリブ等として形成される係止
部、３はタングステン等の耐熱性金属製の陰極ワイヤ
ー、4aは陰極ワイヤー３にその長手方向に所要の間隔で
形成された陰極、５は制御電極、６はグリッド電極、８
はアノードを夫々示している。
絶縁性基板１上に一定間隔で複数の係止部２を設け、こ
の各係止部２に渡す態様で陰極ワイヤー３を、これに形
成した陰極4aが相隣する係止部2,2間に位置するよう張
架し、絶縁性基板１上には前記各陰極4aと対向する位置
に制御電極５を配設し、また、陰極ワイヤー３の上方に
は前記陰極4aと対向する位置に貫通孔6aを開口したグリ
ッド電極６を、更にその上には前記陰極4aと対向する位
置に蛍光体７を付したアノード８を夫々上下方向に所要
の間隔を隔てて配設してある。
の各係止部２に渡す態様で陰極ワイヤー３を、これに形
成した陰極4aが相隣する係止部2,2間に位置するよう張
架し、絶縁性基板１上には前記各陰極4aと対向する位置
に制御電極５を配設し、また、陰極ワイヤー３の上方に
は前記陰極4aと対向する位置に貫通孔6aを開口したグリ
ッド電極６を、更にその上には前記陰極4aと対向する位
置に蛍光体７を付したアノード８を夫々上下方向に所要
の間隔を隔てて配設してある。
このような構成は陰極4aを除き前記第４図に示した従来
品と実質的に同じである。
品と実質的に同じである。
そして本発明に係る実施例の陰極4aには0.2〜20重量％
の希土類金属酸化物と、残部が少なくとも酸化バリウム
を含むアルカリ土類金属酸化物との混合物とからなり、
希土類金属酸化物に対する酸化バリウムの重量比を0.4
〜35、望ましくは0.7〜30とした電子放射物質を用い
る。
の希土類金属酸化物と、残部が少なくとも酸化バリウム
を含むアルカリ土類金属酸化物との混合物とからなり、
希土類金属酸化物に対する酸化バリウムの重量比を0.4
〜35、望ましくは0.7〜30とした電子放射物質を用い
る。
なお前記希土類金属酸化物としてはSc2O3,Y2O3,Gd2O3等
が用いられ、例えばY2O3にあっては重量比BaO/Y2O3を0.
9〜33に、またGd2O3にあっては重量比BaO/Gd2O3を1.2〜
35に設定するのが望ましい。
が用いられ、例えばY2O3にあっては重量比BaO/Y2O3を0.
9〜33に、またGd2O3にあっては重量比BaO/Gd2O3を1.2〜
35に設定するのが望ましい。
希土類金属酸化物に対する酸化バリウムの重量比を0.4
〜60とするのは次の理由による。
〜60とするのは次の理由による。
即ち、CaOとSrOとの和が36重量％、またBaOとSc2O3との
和が64重量％（Sc2O3に対するBaOの重量比は10とした）
になるよう重量比を変化させて、Sc2（CO3）3の含有率
を異にする複数の電着液を作成し、従来と同様の電着法
に基づき、従来とほぼ同一の膜厚（８μｍ）で電子放射
物質を陰極ワイヤー３に保持せしめて各陰極を作成し
た。
和が64重量％（Sc2O3に対するBaOの重量比は10とした）
になるよう重量比を変化させて、Sc2（CO3）3の含有率
を異にする複数の電着液を作成し、従来と同様の電着法
に基づき、従来とほぼ同一の膜厚（８μｍ）で電子放射
物質を陰極ワイヤー３に保持せしめて各陰極を作成し
た。
これを表示装置の排気過程において加熱し、（Ba,Sr,C
a）CO3−Sc2（CO3）3を（Ba,Sr,Ca）Ｏ−Sc2O3に変えて
夫々組成比の異なる陰極を有する表示装置を作成した。
a）CO3−Sc2（CO3）3を（Ba,Sr,Ca）Ｏ−Sc2O3に変えて
夫々組成比の異なる陰極を有する表示装置を作成した。
この各表示装置について２時間動作後、フィラメント電
流を一定にした時のパルスエミッション電流値を測定し
た。なお従来品にあってはBaO:64重量％、SrO:32重量
％、CaO:4重量％とした電子放射物質を用いて陰極を形
成した。その結果を第２図に示す。第２図に示すグラフ
は横軸にBaO,SrO,CaO,Sc2O3を含む混合物中のSc2O3に対
するBaOの重量比をとり、また縦軸には従来品のパルス
エミッション電流値を100とした時の相対電流値をとっ
て示してある。このグラフから明らかなように、Sc2O3
に対するBaOの重量比が0.4〜60の範囲内ではパルスエミ
ッション電流の増加傾向が顕著であり、特に重量比が0.
7〜30の範囲で高いパルスエミッション電流が得られる
ことが解る。
流を一定にした時のパルスエミッション電流値を測定し
た。なお従来品にあってはBaO:64重量％、SrO:32重量
％、CaO:4重量％とした電子放射物質を用いて陰極を形
成した。その結果を第２図に示す。第２図に示すグラフ
は横軸にBaO,SrO,CaO,Sc2O3を含む混合物中のSc2O3に対
するBaOの重量比をとり、また縦軸には従来品のパルス
エミッション電流値を100とした時の相対電流値をとっ
て示してある。このグラフから明らかなように、Sc2O3
に対するBaOの重量比が0.4〜60の範囲内ではパルスエミ
ッション電流の増加傾向が顕著であり、特に重量比が0.
7〜30の範囲で高いパルスエミッション電流が得られる
ことが解る。
次に上述の如くして得た本発明の実施例である陰極及び
従来品を超高真空装置内に配置し、O2ガスを導入して10
-8Torrに設定し、酸素導入前、及び酸素導入５分後にお
けるパルスエミッション電流を検出した。
従来品を超高真空装置内に配置し、O2ガスを導入して10
-8Torrに設定し、酸素導入前、及び酸素導入５分後にお
けるパルスエミッション電流を検出した。
結果は第３図に示すとおりである。第３図に示すグラフ
は横軸にBaO＋Sc2O3の重量％を、また縦軸にパルスエミ
ッション電流値（O2導入前の電流値を100としたときのO
2導入５分後の電流値の相対値）をとって示してある。
このグラフから明らかなように従来品ではパルスエミッ
ション電流値が45であるのに対し、本発明の実施例では
BaO＋Sc2O3の和が60重量％のときのパルスエミッション
電流値は55、また和が75重量％以上ではパルスエミッシ
ョン電流値は70が得られており、不純ガス存在下でのエ
ミッション特性が著しく向上していることが解る。即
ち、BaO/Sc2O3が0.4〜60の範囲内であれば、BaOとタン
グステン、Sc2O3とタングステンとの反応による過剰Ba
の生成が十分に行われ、且つ過剰Baの一部がSc2O3上に
吸着して、陰極表面からの過剰Baの蒸発が抑制されるの
で高いパルスエミッション値が得られ、特に〔BaO＋Sc2
O3〕が40重量％以上では不純ガス存在下でもエミッショ
ン性能が極めて良好な特性を有すると考えられる。
は横軸にBaO＋Sc2O3の重量％を、また縦軸にパルスエミ
ッション電流値（O2導入前の電流値を100としたときのO
2導入５分後の電流値の相対値）をとって示してある。
このグラフから明らかなように従来品ではパルスエミッ
ション電流値が45であるのに対し、本発明の実施例では
BaO＋Sc2O3の和が60重量％のときのパルスエミッション
電流値は55、また和が75重量％以上ではパルスエミッシ
ョン電流値は70が得られており、不純ガス存在下でのエ
ミッション特性が著しく向上していることが解る。即
ち、BaO/Sc2O3が0.4〜60の範囲内であれば、BaOとタン
グステン、Sc2O3とタングステンとの反応による過剰Ba
の生成が十分に行われ、且つ過剰Baの一部がSc2O3上に
吸着して、陰極表面からの過剰Baの蒸発が抑制されるの
で高いパルスエミッション値が得られ、特に〔BaO＋Sc2
O3〕が40重量％以上では不純ガス存在下でもエミッショ
ン性能が極めて良好な特性を有すると考えられる。
この結果、実施例では表示装置の初期輝度が高いことは
勿論、表示装置の製造中の排気工程の短縮化，装置の低
廉化なども可能になるなどの効果を有する。
勿論、表示装置の製造中の排気工程の短縮化，装置の低
廉化なども可能になるなどの効果を有する。
また陰極ワイヤー３に流れる電流値を増加させて高輝度
化を実現する場合には、特に寿命特性の向上に顕著な効
果を有する。
化を実現する場合には、特に寿命特性の向上に顕著な効
果を有する。
なお上述した実施例では線状耐熱性金属としてタングス
テン線を用いた場合につき説明したが何等これに限定さ
れるものではなく、主成分がMo,Taなどの場合も同様の
効果が得られる。また陰極の形状は実施例では直線状と
した場合を示したが何らこれに限るものではなく、板
状、コイル状、スパイラル状など任意の線状陰極形状で
も上記した効果はえられる。更に実施例は平板型表示装
置に適用した場合につき説明したが、蛍光表示管、線状
熱陰極を用いたCRT、電子顕微鏡、蛍光ランプにも適用
し得ることは勿論である。
テン線を用いた場合につき説明したが何等これに限定さ
れるものではなく、主成分がMo,Taなどの場合も同様の
効果が得られる。また陰極の形状は実施例では直線状と
した場合を示したが何らこれに限るものではなく、板
状、コイル状、スパイラル状など任意の線状陰極形状で
も上記した効果はえられる。更に実施例は平板型表示装
置に適用した場合につき説明したが、蛍光表示管、線状
熱陰極を用いたCRT、電子顕微鏡、蛍光ランプにも適用
し得ることは勿論である。
以上の如く本発明に係る線状熱陰極にあっては、希土類
金属酸化物を0.2〜20重量％、希土類金属酸化物に対す
る酸化バリウムの重量比を0.4〜60としたから、希土類
金属酸化物の一部が耐熱性金属と反応し、過剰Baを生成
することによる初期エミッション電流の増加が得られ、
また過剰Baの一部が希土類金属酸化物の表面に吸着して
過剰Baの陰極表面からの蒸発を抑制し、酸素ガス等の不
純物によるエミッションの低下を極めて小さく出来て優
れた寿命特性が得られる等、本発明は優れた効果を奏す
る。
金属酸化物を0.2〜20重量％、希土類金属酸化物に対す
る酸化バリウムの重量比を0.4〜60としたから、希土類
金属酸化物の一部が耐熱性金属と反応し、過剰Baを生成
することによる初期エミッション電流の増加が得られ、
また過剰Baの一部が希土類金属酸化物の表面に吸着して
過剰Baの陰極表面からの蒸発を抑制し、酸素ガス等の不
純物によるエミッションの低下を極めて小さく出来て優
れた寿命特性が得られる等、本発明は優れた効果を奏す
る。
第１図は本発明品を用いた表示装置の模式的断面図、第
２図はSc2O3に対するBaOの重量比とパルスエミッション
電流値との関係を示す特性図、第３図はBaOとSc2O3との
和の重量％と酸素ガス導入５分後のパルスエミッション
電流値との関係を示す特性図、第４図は従来の表示装置
を示す模式的断面図である。 １……絶縁性基板、２……係止部、３……陰極ワイヤ
ー、4a……陰極、５……制御電極、６……グリッド電
極、７……蛍光体、８……アノード なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。
２図はSc2O3に対するBaOの重量比とパルスエミッション
電流値との関係を示す特性図、第３図はBaOとSc2O3との
和の重量％と酸素ガス導入５分後のパルスエミッション
電流値との関係を示す特性図、第４図は従来の表示装置
を示す模式的断面図である。 １……絶縁性基板、２……係止部、３……陰極ワイヤ
ー、4a……陰極、５……制御電極、６……グリッド電
極、７……蛍光体、８……アノード なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鈴木 量 神奈川県鎌倉市大船２丁目14番40号 三菱 電機株式会社商品研究所内 (72)発明者 渡部 勁二 神奈川県鎌倉市大船２丁目14番40号 三菱 電機株式会社商品研究所内 (56)参考文献 特開 昭60−84744（ＪＰ，Ａ) 特開 昭49−12758（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】0.2〜20重量％の希土類金属酸化物と、酸
化バリウムを含んだアルカリ土類金属酸化物とを含む混
合物であって、希土類金属酸化物に対する酸化バリウム
の重量比を0.4〜35とした電子放射物質を、主成分がタ
ングステン，モリブデン又はタンタルから選ばれた一種
の耐熱性金属上に保持してあることを特徴とする線状熱
陰極。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12205387A JPH0787068B2 (ja) | 1987-05-18 | 1987-05-18 | 線状熱陰極 |
| US07/105,668 US4897574A (en) | 1986-10-07 | 1987-10-05 | Hot cathode in wire form |
| DE3780246T DE3780246T3 (de) | 1986-10-07 | 1987-10-06 | Drahtförmige Glühkathode. |
| EP87114566A EP0263483B2 (en) | 1986-10-07 | 1987-10-06 | Hot cathode in wire form |
| CA000548815A CA1276965C (en) | 1986-10-07 | 1987-10-07 | Hot cathode in wire form coated with rare and alkaline earth metal oxides containing barium oxide |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12205387A JPH0787068B2 (ja) | 1987-05-18 | 1987-05-18 | 線状熱陰極 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63285837A JPS63285837A (ja) | 1988-11-22 |
| JPH0787068B2 true JPH0787068B2 (ja) | 1995-09-20 |
Family
ID=14826447
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12205387A Expired - Fee Related JPH0787068B2 (ja) | 1986-10-07 | 1987-05-18 | 線状熱陰極 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0787068B2 (ja) |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS52312B2 (ja) * | 1971-09-03 | 1977-01-06 | ||
| JPS555661B2 (ja) * | 1972-05-12 | 1980-02-08 | ||
| JPS6084744A (ja) * | 1983-10-15 | 1985-05-14 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 熱陰極 |
-
1987
- 1987-05-18 JP JP12205387A patent/JPH0787068B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63285837A (ja) | 1988-11-22 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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