JPS62281221A - 含浸形陰極 - 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】 ３、発明の詳細な説明 〔産業上の利用分野〕 本発明は含浸形陰極に係り、特に二極管動作電子銃に好
適な陰極ペレットの電子放出面上に被覆膜を形成した含
浸形陰極に関する。

〔従来の技術〕

第１図（ｄ）により従来例を説明する。同図において、
１は陰極ペレット、２はカップ、３はスリーブ、５は電
子銃の第１電極、６は電子ビーム通過孔を示す。カップ
２に挿入され１円筒状のスリーブ３の上端部に固定され
た円柱状陰極ペレット１は、スリーブ３内に挿入された
ヒータ４により加熱され熱電子を放出する。最近、二極
管動作、すなわち第１電極５を陰極４００に対して正の
電位とし、第１電極に設けられた電子ビーム通過孔６を
通過する電子ビーム７ｄを利用する方式の電子銃が撮像
管等において使用されている。かかる動作方式において
は第１電極５に対向した陰極ペレット１の電子放出面の
全面から等しい密度の電流が放出され、しかも電子ビー
ム通過孔６の直下部分以外から放出される電子ビーム８
ｄは第１ｆ！１極５に捕獲される。これは無用な第１電
極電流の増加をまねくだけでなく、陰極の電子放出寿命
特性をも劣化させる。

このため、たとえば特開昭５８−１１１２３６号に記載
され、第１図（ｃ）に示すような陰極ペレットを凸形に
した陰極３００を使用されている。ペレット形状を凸形
にすることにより上述した問題点は解決されるが、ペレ
ットの製作歩留りが悪く、結果として陰極が高価になる
こと、陰極ペレット１′の先端部の加熱が不充分となり
陰極の熱効率が低下することなどの問題があった。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明の目的は製作が容易でしかも当効率の良好な陰浸
形含極を提供することにある。

（問題点を解決するための手段） 上記目的は、陰極ペレットの電子放出面の第１電極電子
ビーム通過孔の直下部分の電子放出を促進する被覆膜を
形成するか、他の部分に電子放出を阻害する被覆膜を形
成するか、またはこれらの両方を行うことにより達成さ
れる。

〔作用〕

陰極ペレットの電子放出面の第１電極電子ビーム通過孔
の直下部分と他の部分とで、前述のような選択的被覆膜
形成を行うことにより、直下部分以外の領域は直下部分
に比べて電子を放出し薙くなる。これにより、陰極ペレ
ットを凸形にすることなく、二極管動作電子銃において
無用な第１電極電流を減少させ、また陰極の寿命特性を
改善することができる。したがって、陰極ペレット凸形
にしたことに起因する製作歩留りの低下、ペレット先端
部の加熱不良は生じない。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を第１図（ａ）及び第２図により
説明する。第１図（ａ）に示すように、本実施例の含浸
形陰極１００では、陰極ペレット１の電子放出面の第１
電極電子ビーム通過孔６の直下部分に電子放出面の電子
放出を促進する被覆膜１１を形成している。この被覆膜
は、例えば以下に示す手順により形成するとでか出来る
。第２図（ａ）に示すように、まず、陰極と第１電極５
の相対的位置を決め、マルチフオームガラス５ｏ、カソ
ードサポート５１等を用いて固定する。次に同図（ｂ）
に示すように第１ｆｔ！ｔＩ＋５を遮蔽板として用い、
陰極ペレット１の電子放出面に対し蒸着等の被覆膜形成
手段により電子放出を促進する物質１０の膜形成を行う
。この結果、同図（ｃ）に示すように電子放出面の第１
電極電子ビー１１通過孔直下部分に電子放子放促進する
被覆膜１１が形成され、同部分は他の領域に比べ電子を
放出し易くなろ。

第５図は多孔質タングステン基体に電子放出物質として
４ＢａＯ−ＡｌｘＯａ・ＣａＯを含浸させた陰極および
この電子放出面に膜厚１０ｎｍ〜１μｍの様々な物質の
被′ｌｉ１．膜を形成した陰極について、飽和電流密度
を陰極動作温度の逆数に対してプロセットしたものであ
る。同図から、Ｒｕ、Ｉｒ、Ｏｓおよび５ｃｚＯδとＷ
からなる被覆膜は電子放出を促進することが分かる。（
同図には示していないがＲｅ及びｐｔも一般に電子放出
を促進することが知られている。）そして、本実施例の
電子放出を促進する被覆膜として５ｃｘＯｓとＷを使用
し、陰極動作温度を９００℃とした場合、前述の直下部
分の電子放出密度は直下部分以外の領域に比べ約１３倍
になることが分かる。つまり、本実施例では、本実施例
の様な選択的被ｖｉｉ、膜形成を行っていない陰他に比
べ、電子ビーム通過孔を通過する電流量を同じにした場
合、第１電極に捕獲される電流を約１／１３に減らすこ
とができる。

本発明の他の実施例を第１図（ｂ）および第３図により
説明する。第１図（ｂ）に示すように本実施例の含浸形
陰極２００では、陰極ペレット１の電子放出面の第１電
極電子ビーム通過孔６の直下部分以外の領域に電子放出
面の電子放出を阻害する被覆膜２１を形成している。こ
の被覆膜は、例えば以下に示す手順により形成すること
が出来る。まず、陰極と第１１！！極５の相対的位置を
決定する前に、第３図（ａ）に示すように、あらかじめ
蒸着等の手段により陰極ペレット１の電子放出面全面に
電子放出を阻害する物質２ｏの被覆膜２１′を形成して
おく０次に同図（ｂ）に示すように両者の相対的位置を
決定し固定する。そして。

同図（ｃ）に示すように、第１電極５を遮蔽板として用
い、被覆膜２１′のうち電子ビーム通過孔直下部分だけ
をＡｒ＋イオンビーｔｓ　３０により衝撃等の手段で取
り除く。その結果、同図（ｄ）に示すように、電子放出
面の第１電極電子ビーム通過孔６の直下部分以外の領域
に電子放出を阻害する被覆膜２１を形成することができ
、同部分は直下部分に比べ電子を放出し難くなる。

本実施例の電子放出を阻害する被覆膜としては。

Ｍｏ、Ｎｉ、Ｚｒ、などが考えられ、第５図に示すよう
に、それぞれ飽和電流密度を減少させる。

同図から、本実施例の電子放出を阻害する被覆膜として
Ｍｏを使用し、陰極動作温度を９００’Ｃとした場合、
直下部分以外の領域の電子放出密度は直下部分に比べ約
１／３になることが分かる。つまり、本実施例では、本
実施例の様な選択的被覆膜形成を行っていない陰極に比
べ、電子ビーム通過孔を通過する電流量を同じにした場
合、第１電極に捕獲されろ電流を約１／３に減らすこと
ができる。

第４図は、前述の２つの実施例の特徴を組み合わせたも
ので、陰極ペレット１の第１ｆｆｉ極電子ビーム通過孔
６の直下部分に電子放出を促進する被覆膜１１を、他の
領域に電子放出を阻害する被覆膜２１を形成している。

本実施例の含浸形陰極５００は、例えば第３図に示した
手順により電子放出を阻害する被覆膜２１を形成した後
、第２図に示した手順により電子放出を促進する被覆膜
１１を形成する。この結果、電子放出面の第１電極電子
ビーム通過孔直下部分は他の領域に比べ電子を放出し易
くなる。

本実施例の電子放出を促進する被覆膜として５ｃｘＯｓ
　とＷを、阻害する被覆膜としてＭＯを使用し、陰極動
作温度を９００℃とした場合、第５図から直下部分の電
子放出密度は直下部分以外の領域に比べ約３０倍になる
ことが分かる。つ”まり、本実施例では、本実施例の様
な選択的被覆膜形成を行っていない陰極に比べ、電子ビ
ーム通過孔を通過する電流量を同じにした場合、第１電
極に捕獲される電流を約１／３０に減らすことができる
。

以上の実施例の説明においては、耐熱多孔質金属基体と
して多孔質タングステンを用いたが、これはＭｏ、Ｉｒ
、Ｒｅの単体またはこれらを１種以上含む合金の多孔質
体であっても良い。さらに、本発明に用いる被覆膜は第
５図に示した膜厚１０ｎ　ｍ　Ｎ１　μｍのＲｕ、　Ｉ
　ｒ、　Ｏｓ、　５ｃｚＯ３÷Ｖ、Ｍｏ。

Ｎｉ、Ｚｒに制限されるものではなく、これらを１種以
上含む合金あるいはその酸化物やそれらと基体金属元素
との混合体など、電子放出面の電子放出を促進または阻
害するもの、あるいは膜厚であれば良いことは明らかで
ある。

〔発明の効果〕

本発明によれば、陰極ペレットを凸形に加工することな
しに、第１１極電流の減少や陰極の長寿命化を図ること
ができるので、ペレットを凸形にするこにより生じた製
作歩留りの悪さやペレット先端部の加熱不良は生じない
という効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例および従来例を説明するための
陰極と第１電極の縦断面図、第２図および第３図は本発
明の陰極の製作手順を説明するための陰極部付近の縦所
面回、第４図は本発明の他の実施例の陰極の縦断面図、
第５図は陰極電子放出面上に形成した被″ｇｌ股の種類
による陰極の飽和電流密度は変化を示す図である。 １・・・陰極ペレット、５・・・第１？ｌ！極、６・・
・電子ピー１１通過孔、１１・・・電子放出を促進する
被覆膜、７ａ〜７ｄ・・・電子ビーム通過孔を通過する
電子ビ−ム、８ａ〜８ｄ・・・第１電極に捕獲される電
子ビ代理人　弁理士　小川勝馬　　、１ ′￥３２　図 （ｂ） ５１力／−に１不°−ト ｆＪ　Ｊ　図 （艮〕 夏４　図 １　　陰不〉ヤし、ト ５　嘉１電ネセ 乙　【扛゛′−４通過了Ｌ ／／　　Ｒ１腺 ２１　　Ｍ痛侠

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、耐熱多孔質金属基体に電子放出物質を含浸させた陰
   極ペレットを有する含浸形陰極において、前記陰極ペレ
   ットの電子放出面に平行に、電子ビーム通過孔を有する
   第１電極を配設し、前記電子ビーム通過孔の直下部分の
   電子放出面に電子放出を促進する物質を被覆するか、前
   記直下部分以外の領域の前記電子放出面に電子放出を阻
   害する物質を被覆するか、またはその両方を行つたこと
   を特徴とする含浸形陰極。 ２、前記電子放出を促進する被覆膜がＲｕ、Ｉｒ、Ｏｓ
   、Ｓｃ、Ｒｅ、Ｐｔ及びこれらを１種以上含む合金また
   はそれの酸化物、あるいはそれらと基体金属元素との混
   合体からなることを特徴とする特許請求の範囲第１項記
   載の含浸形陰極。 ３、前記電子放出を阻害する被覆膜がＭｏ、Ｎｉ、Ｚｒ
   及びこれらを１種以上含む合金またはその酸化物、ある
   いはそれらと基体金属元素との混合体からなることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載の含浸形陰極。 ４、前記耐熱多孔質金属基体としてＷ、Ｍｏ、ＩｒＲｅ
   の単体又は、これらを１種以上含む合金を用いたことを
   特徴とする特許請求の範囲第１項、第２項又は第３項記
   載の含浸形陰極。 ５、前記被覆膜の厚さ１０ｎｍ〜１μｍであることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項、第２項、第３項又は第
   ４項記載の含浸形陰極。