JPH04220927A - Cathode for electron tube - Google Patents
Cathode for electron tubeInfo
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Abstract
Description
【0001】0001
【産業上の利用分野】本発明はテレビ用ブラウン管など
に使用される電子管用陰極に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to cathodes for electron tubes used in cathode ray tubes for televisions and the like.
【0002】0002
【従来の技術】図3は、たとえば特公昭64−5417
号公報に開示された従来のテレビ用ブラウン管に用い
られている電子管用陰極の断面図である。図3において
、(1)はシリコン(Si)、マグネシウム(Mg)な
どの還元性元素を微量含有し、主成分がニッケル(Ni
)の基体、(2)はニクロムなどで構成されたスリーブ
、(6)は基体(1)の上面に被着された電子放射物質
層である。この電子放射物質層(6)は少なくともバリ
ウム(Ba)を含み、他にストロンチウム(Sr)およ
び(または)カルシウム(Ca)を含むアルカリ土類金
属酸化物(61)を主成分とし、酸化スカンジウムなど
の希土類金属酸化物(62)を0.1 〜20%(重量
%、以下同様)含んでいる。(3)は基体(1)内に配
設されたヒータであり、このヒータ(3) を加熱する
ことによって電子放射物質層(6)から熱電子が放出せ
しめられる。[Prior Art] FIG. 3 shows, for example, the Japanese Patent Publication No. 64-5417
1 is a cross-sectional view of an electron tube cathode used in a conventional television cathode ray tube disclosed in the above publication. In Figure 3, (1) contains trace amounts of reducing elements such as silicon (Si) and magnesium (Mg), and the main component is nickel (Ni).
), (2) is a sleeve made of nichrome or the like, and (6) is an electron emitting material layer deposited on the upper surface of the base (1). This electron emitting material layer (6) contains at least barium (Ba), and also contains an alkaline earth metal oxide (61) containing strontium (Sr) and/or calcium (Ca) as a main component, such as scandium oxide. The rare earth metal oxide (62) is contained in an amount of 0.1 to 20% (by weight, hereinafter the same). (3) is a heater disposed within the base (1), and by heating this heater (3), thermoelectrons are emitted from the electron emitting material layer (6).
【0003】つぎに、このような構造を有する電子管用
陰極を製造するために基体(1)に電子放射物質層(6
)を被着形成する方法について説明する。Next, in order to manufacture an electron tube cathode having such a structure, an electron emitting material layer (6) is formed on the base (1).
) will be explained.
【0004】まず、バリウム、ストロンチウム、カルシ
ウムの3元炭酸塩と所定量の酸化スカンジウムとをバイ
ンダーおよび溶剤とともに混合して懸濁液を調製し、こ
の懸濁液を基体(1)上にスプレー法により約80μm
の厚さに塗布し、ブラウン管の真空排気工程中にヒータ
(3)によって加熱する。このとき、アルカリ土類金属
の炭酸塩はアルカリ土類金属酸化物(61)に変化する
。そののち、活性化を行なうことにより、アルカリ土類
金属酸化物(61)の一部が還元されて電子放射物質層
(6) が半導体的性質を有するようになり、基体(1
) 上にアルカリ土類金属酸化物(61)と希土類金属
酸化物(62)との混合物からなる電子放射物質層(6
) が形成せしめられる。First, a suspension is prepared by mixing a ternary carbonate of barium, strontium, and calcium with a predetermined amount of scandium oxide together with a binder and a solvent, and this suspension is sprayed onto the substrate (1). Approximately 80μm
It is applied to a thickness of 100 ml and heated by a heater (3) during the vacuum evacuation process of the cathode ray tube. At this time, the alkaline earth metal carbonate changes to an alkaline earth metal oxide (61). Thereafter, by activation, a part of the alkaline earth metal oxide (61) is reduced and the electron emitting material layer (6) has semiconducting properties, and the base (1)
) An electron emitting material layer (6) made of a mixture of an alkaline earth metal oxide (61) and a rare earth metal oxide (62) is disposed thereon.
) is formed.
【0005】この活性化工程において、アルカリ土類金
属酸化物(61)の一部はつぎのように反応する。すな
わち、基体(1)中に含有されるシリコン、マグネシウ
ムなどの還元性元素は拡散によってアルカリ土類金属酸
化物(61)と基体(1)の界面に移動し、アルカリ土
類金属酸化物(61)と反応する。たとえば、アルカリ
土類金属酸化物(61)として酸化バリウム(BaO)
を例にあげると、次式(I)、(II)のように反応
する。In this activation step, a part of the alkaline earth metal oxide (61) reacts as follows. That is, reducing elements such as silicon and magnesium contained in the base (1) move to the interface between the alkaline earth metal oxide (61) and the base (1) by diffusion, and the alkaline earth metal oxide (61) ) reacts. For example, barium oxide (BaO) as the alkaline earth metal oxide (61)
For example, reactions occur as shown in the following formulas (I) and (II).
【0006】
2BaO+1/2Si → Ba+1/2Ba2SiO
4 (I)BaO + Mg
→ Ba+MgO
(II)この反応の結果、基体(1)上に被着形成され
ているアルカリ土類金属酸化物 (61)の一部が還
元されて、酸素欠乏型の半導体となり、電子放射が容易
となる。電子放射物質層(6)に希土類金属酸化物(6
2)が含まれないばあいは、陰極温度700〜800℃
の動作温度で0.5〜0.8A/cm2の電流密度動作
が可能で、希土類金属酸化物(62)が含まれるばあい
は1.32〜2.64A/cm2の電流密度動作が可能
である。2BaO+1/2Si → Ba+1/2Ba2SiO
4 (I)BaO + Mg
→ Ba+MgO
(II) As a result of this reaction, a part of the alkaline earth metal oxide (61) deposited on the substrate (1) is reduced and becomes an oxygen-deficient semiconductor, which facilitates electron emission. . Rare earth metal oxide (6) in the electron emitting material layer (6)
If 2) is not included, the cathode temperature is 700 to 800°C.
It is possible to operate at a current density of 0.5 to 0.8 A/cm2 at an operating temperature of be.
【0007】このように希土類金属酸化物(62)が含
まれないばあいの動作可能な電流密度が小さいのは、一
般に酸化物陰極のばあい、電子放射能力は酸化物中の過
剰Baの存在量に依存するので、高電流密度動作に必要
な充分な過剰Baの供給が行なわれないからである。す
なわち、前記反応時に生成される副生成物で中間層と呼
ばれるケイ酸バリウム(Ba2SiO4)や酸化マグネ
シウム(MgO)が基体(1)のニッケルの結晶粒界や
基体(1)と電子放射物質層(6)との界面に集中的に
形成されるため、前記式(I)、(II)の反応がこの
中間層中のマグネシウムおよびシリコンの拡散速度に律
速され、過剰Baの供給が不足するのである。一方、電
子放射物質層(6)に希土類金属酸化物(62)が含ま
れるばあいは、酸化スカンジウム(Sc2O3)のばあ
いを例にとると、陰極動作時の基体(1)と電子放射物
質層(6)との界面では基体(1)中を拡散してきた還
元剤の一部と酸化スカンジウムとが次式(III)のよ
うに反応して少量の金属状のスカンジウム(Sc)を生
成し、金属状のスカンジウムの一部が基体(1)のニッ
ケル中に固溶し、一部は前記界面に存在する。The reason why the operable current density is low when the rare earth metal oxide (62) is not included is that, in general, in the case of an oxide cathode, the electron emission ability depends on the amount of excess Ba present in the oxide. This is because sufficient excess Ba necessary for high current density operation cannot be supplied. That is, barium silicate (Ba2SiO4) and magnesium oxide (MgO), which are by-products produced during the reaction and are called intermediate layers, form the nickel grain boundaries of the base (1) and between the base (1) and the electron emitting material layer ( 6), the reactions of formulas (I) and (II) are rate-limited by the diffusion rate of magnesium and silicon in this intermediate layer, resulting in insufficient supply of excess Ba. . On the other hand, when the electron emitting material layer (6) contains a rare earth metal oxide (62), taking the case of scandium oxide (Sc2O3) as an example, when the electron emitting material layer (6) is used as a cathode, the substrate (1) and the electron emitting material At the interface with the layer (6), a part of the reducing agent that has diffused in the substrate (1) reacts with scandium oxide as shown in the following formula (III) to generate a small amount of metallic scandium (Sc). A part of the metallic scandium is dissolved in the nickel of the substrate (1), and a part is present at the interface.
【0008】
1/2Sc2O3 + 3/2Mg →
Sc+3/2MgO
(III)
この金属状のスカンジウムは基体(1)上または基体(
1)のニッケルの粒界に形成された前記中間層を次式(
IV)のように分解する作用を有するので、過剰Baの
供給が改善され、希土類金属酸化物(62)が含まれな
いばあいよりも高電流密度動作が可能になると考えられ
ている。1/2Sc2O3 + 3/2Mg →
Sc+3/2MgO
(III) This metallic scandium is deposited on the substrate (1) or on the substrate (
The intermediate layer formed at the grain boundaries of nickel in 1) is expressed by the following formula (
It is thought that since it has the decomposition effect as shown in IV), the supply of excess Ba is improved and higher current density operation is possible than when the rare earth metal oxide (62) is not included.
【0009】
1/2Ba2SiO4 + 4/3Sc
→ Ba+1/2Si + 2/3Sc2O3
(IV)1/2Ba2SiO4 + 4/3Sc
→ Ba+1/2Si+2/3Sc2O3
(IV)
【0010】0010
【発明が解決しようとする課題】このように構成された
電子管用陰極においては、希土類金属酸化物が過剰Ba
の供給に寄与するものの、過剰Baの供給速度は基体の
ニッケル中に存在する還元剤の拡散速度に律速され、2
A/cm2 以上の高電流密度動作では電子放射物質中
の電子通過領域の局部的なジュール熱の発生にともなう
Baの蒸発消失もからんで、寿命特性が著しく低下する
という問題を有している。[Problems to be Solved by the Invention] In the cathode for an electron tube constructed as described above, the rare earth metal oxide contains excess Ba.
However, the supply rate of excess Ba is limited by the diffusion rate of the reducing agent present in the nickel base, and
In operation at a high current density of A/cm2 or more, Ba is evaporated and lost due to the local generation of Joule heat in the electron passing region of the electron emitting material, resulting in a problem that the lifetime characteristics are significantly reduced.
【0011】本発明は前記の問題点を解消するためにな
されたものであり、2A/cm2 以上の高電流密度動
作においても良好な寿命特性をうることを目的とする。The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and its object is to obtain good life characteristics even in high current density operation of 2 A/cm 2 or more.
【0012】0012
【課題を解決するための手段】本発明は、主成分がニッ
ケルであり、少なくとも1種の還元剤を含む基体上に金
属混合層を形成し、その上に少なくともバリウムを含む
アルカリ土類金属酸化物を含有する電子放射物質層を被
着形成した電子管用陰極であって、前記金属混合層が基
体中の還元剤の少なくとも1種よりも還元性が小さいか
または等しく、かつニッケルよりも還元性が大きい金属
(以下、特定の還元性金属という)粉末と、少なくとも
バリウムを含むアルカリ土類金属酸化物と、希土類金属
酸化物とを含有し、該希土類金属酸化物の含有率が 0
.01〜25%の層である電子管用陰極に関する。[Means for Solving the Problems] The present invention involves forming a metal mixed layer on a substrate whose main component is nickel and containing at least one type of reducing agent, and forming an alkaline earth metal oxide layer containing at least barium thereon. A cathode for an electron tube, comprising an electron-emitting material layer deposited thereon, the metal mixed layer having a reducing property lower than or equal to at least one kind of reducing agent in the substrate, and having a reducing property more than nickel. (hereinafter referred to as a specific reducing metal) powder, an alkaline earth metal oxide containing at least barium, and a rare earth metal oxide, and the content of the rare earth metal oxide is 0.
.. 01 to 25% layer.
【0013】[0013]
【作用】本発明では、基体中の還元剤に加え、金属混合
層中の特定の還元性金属がBaの供給に寄与するととも
に、中間層の分解効果を有する希土類金属の生成にも寄
与する。また、金属混合層中の特定の還元性金属が導電
性を向上させるのでジュール熱の低減に伴なってBaの
蒸発消失も減少し、とくに2A/cm2 以上の高電流
密度動作での寿命特性が著しく向上する。[Function] In the present invention, in addition to the reducing agent in the substrate, a specific reducing metal in the metal mixed layer contributes to the supply of Ba and also to the production of rare earth metals that have a decomposition effect in the intermediate layer. In addition, since the specific reducing metal in the metal mixed layer improves conductivity, the evaporation loss of Ba is also reduced along with the reduction of Joule heat, which improves the life characteristics especially at high current density operation of 2A/cm2 or more. Significantly improved.
【0014】[0014]
【実施例】本発明では、主成分がニッケルであり、少な
くとも1種、通常2〜4種の還元剤を含有してなる基体
金属が用いられる。EXAMPLES In the present invention, a base metal is used which has nickel as its main component and contains at least one, usually 2 to 4 types of reducing agents.
【0015】前記還元剤としては、たとえばシリコン、
マグネシウム、ジルコニウム、タングステンなどがあげ
られる。[0015] Examples of the reducing agent include silicon,
Examples include magnesium, zirconium, and tungsten.
【0016】基体中の還元剤の割合は、0.01〜3%
であるのが好ましい。[0016] The proportion of reducing agent in the substrate is 0.01 to 3%.
It is preferable that
【0017】前記基体上には、基体中の還元剤の少なく
とも1種よりも還元性が小さいかまたは等しく、かつニ
ッケルよりも還元性が大きい金属(特定の還元性金属)
粉末と、少なくともバリウムを含むアルカリ土類金属酸
化物と、希土類金属酸化物とを含有し、該希土類金属酸
化物の含有率が0.01〜25%である金属混合層が設
けられている。[0017] On the substrate, a metal (specific reducing metal) whose reducibility is lower than or equal to at least one of the reducing agents in the substrate and whose reducibility is higher than nickel is disposed.
A metal mixed layer is provided that contains powder, an alkaline earth metal oxide containing at least barium, and a rare earth metal oxide, and the content of the rare earth metal oxide is 0.01 to 25%.
【0018】前記金属混合層中の特定の還元性金属は前
述のごとくBaの供給、希土類金属の生成および導電性
の向上に寄与する。特定の還元性金属の還元性が基体中
の還元剤の少なくとも1つよりも小さいか等しく、かつ
ニッケルよりも大きいことが必要であるのは、特定の還
元性金属の還元性がニッケルよりも小さいと過剰Baの
供給効果が少なく、また、基体中のすべての還元剤より
も大きいと過剰Baの主たる供給反応は金属混合層中の
特定の還元性金属とアルカリ土類金属酸化物の界面でお
こり、基体中の還元剤の過剰Ba供給効果が小さくなり
、希土類金属酸化物の中間層分解効果の特性への寄与が
小さくなるからである。As described above, the specific reducing metal in the metal mixed layer contributes to the supply of Ba, the production of rare earth metals, and the improvement of electrical conductivity. The requirement that the reducibility of the particular reducing metal be less than or equal to at least one of the reducing agents in the substrate and greater than nickel is that the reducing nature of the particular reducing metal is less than nickel. If the supply effect of excess Ba is small, and if it is larger than all the reducing agents in the substrate, the main supply reaction of excess Ba will occur at the interface between the specific reducing metal and alkaline earth metal oxide in the metal mixed layer. This is because the effect of excessive Ba supply of the reducing agent in the substrate becomes smaller, and the contribution of the interlayer decomposition effect of the rare earth metal oxide to the characteristics becomes smaller.
【0019】前記特定の還元性金属の具体例としては、
基体中の還元剤の構成にもよるが、たとえばW、Mo、
Ta、Cr、Si、Mgなどがあげられ、少なくとも1
種の金属を選択すればよい。Specific examples of the specific reducing metal include:
Although it depends on the composition of the reducing agent in the substrate, for example, W, Mo,
Examples include Ta, Cr, Si, Mg, etc., and at least 1
All you have to do is choose the type of metal.
【0020】また、特定の還元性金属の粒径は使用する
アルカリ土類金属酸化物の粒径にもよるが10μm以下
、さらには2〜7μmが好ましい。粒径が10μmをこ
えると、添加濃度が同じでも特定の還元性金属の総表面
積が10μm以下のばあいと比べて小さくなり、充分な
導電性向上効果がえられず、しかも還元反応が起こりに
くくなるからである。The particle size of the specific reducing metal is preferably 10 μm or less, more preferably 2 to 7 μm, although it depends on the particle size of the alkaline earth metal oxide used. If the particle size exceeds 10 μm, even if the additive concentration is the same, the total surface area of the specific reducing metal will be smaller than when it is 10 μm or less, and a sufficient conductivity improvement effect will not be obtained, and the reduction reaction will be difficult to occur. Because it will be.
【0021】特定の還元性金属の金属混合層中の割合は
10〜50%、さらには20〜40であるのが好ましい
。該割合が10%未満では前記の充分な効果がえられず
、50%をこえると電子放射特性が減少する傾向がある
。The proportion of the specific reducing metal in the metal mixed layer is preferably 10 to 50%, more preferably 20 to 40%. If the proportion is less than 10%, the above-mentioned sufficient effect cannot be obtained, and if it exceeds 50%, the electron emission characteristics tend to decrease.
【0022】前記アルカリ土類金属酸化物としては、バ
リウムの他、ストロンチウム、カルシウムなどの酸化物
があげられ、粒径3〜10μmのものが好ましい。[0022] Examples of the alkaline earth metal oxide include oxides of strontium, calcium, etc. in addition to barium, and those having a particle size of 3 to 10 μm are preferable.
【0023】アルカリ土類金属酸化物の金属混合層中の
割合は50〜90%、さらには60〜70%であるのが
好ましい。該割合が50%未満では充分な電子放射特性
がえられず、90%をこえると特定の還元性金属および
希土類金属酸化物の濃度が減少し高電流密度動作での寿
命特性の改善効果が現われにくくなる。The proportion of the alkaline earth metal oxide in the metal mixed layer is preferably 50 to 90%, more preferably 60 to 70%. If the ratio is less than 50%, sufficient electron emission characteristics cannot be obtained, and if it exceeds 90%, the concentration of specific reducing metals and rare earth metal oxides decreases, and the effect of improving life characteristics in high current density operation appears. It becomes difficult.
【0024】前記希土類金属酸化物としては、たとえば
酸化スカンジウム、酸化イットリウムなどがあげられる
。Examples of the rare earth metal oxide include scandium oxide and yttrium oxide.
【0025】希土類金属酸化物の金属混合層中の割合は
0.01〜25%、好ましくは0.1〜10%である。
該割合が0.01%未満では反応式(IV)で表わされ
る中間層分解の効果が小さく、25%をこえると充分な
初期電子放射特性がえられなくなる。The proportion of the rare earth metal oxide in the metal mixed layer is 0.01 to 25%, preferably 0.1 to 10%. If the proportion is less than 0.01%, the effect of interlayer decomposition expressed by reaction formula (IV) is small, and if it exceeds 25%, sufficient initial electron emission characteristics cannot be obtained.
【0026】前記金属混合層の厚さは10〜40μmが
好ましく、20〜30μmであるのがさらに好ましい。
厚さが10μm未満では電子放射物質層の導電性改善向
上が不充分となる傾向があり、40μmをこえると初期
および寿命特性中の充分な電子放射特性がえにくくなる
ためである。The thickness of the metal mixed layer is preferably 10 to 40 μm, more preferably 20 to 30 μm. This is because if the thickness is less than 10 μm, the conductivity of the electron emitting material layer tends to be insufficiently improved, and if it exceeds 40 μm, it becomes difficult to obtain sufficient electron emission characteristics during initial and lifetime characteristics.
【0027】前記金属混合層上には、陰極に充分な電子
放射能力を付与せしめるために少なくともバリウムを含
むアルカリ土類金属酸化物を含有する電子放射物質層が
被着形成されている。このように金属混合層上に電子放
射物質層を設け、2層構造にしたのは、金属混合層のみ
のばあい、含有される特定の還元性金属および希土類金
属酸化物によりアルカリ土類金属酸化物の金属混合層上
面における占有率が少なくなり、充分な電子放射がえら
れないからである。An electron emitting material layer containing an alkaline earth metal oxide containing at least barium is deposited on the metal mixed layer in order to impart sufficient electron emitting ability to the cathode. In this way, the electron-emitting material layer is provided on the metal mixed layer to create a two-layer structure.In the case of only the metal mixed layer, alkaline earth metal oxidation is performed by the specific reducing metal and rare earth metal oxide contained in the metal mixed layer. This is because the occupancy of the material on the upper surface of the metal mixed layer decreases, and sufficient electron emission cannot be obtained.
【0028】前記アルカリ土類金属酸化物としては、バ
リウムの他、ストロンチウム、カルシウムなどの酸化物
があげられる。[0028] Examples of the alkaline earth metal oxides include oxides of strontium, calcium, etc. in addition to barium.
【0029】電子放射物質層の厚さは、50〜100μ
m程度であるのが好ましい。[0029] The thickness of the electron emitting material layer is 50 to 100μ.
It is preferable that it is about m.
【0030】つぎに本発明の電子管陰極の製法の一例を
説明する。Next, an example of the method for manufacturing the electron tube cathode of the present invention will be explained.
【0031】まず基体金属をスリーブに溶接したのち、
洗浄、水素処理などの熱処理を行なって表面の汚れや酸
化層を除去する。[0031] First, after welding the base metal to the sleeve,
Heat treatment such as cleaning and hydrogen treatment is performed to remove surface dirt and oxidized layers.
【0032】ついで特定の還元性金属粉末、アルカリ土
類金属の炭酸塩の粉末および希土類金属酸化物粉末をニ
トロセルロースなどのバインダーに酢酸ブチルなどの有
機溶媒とともに混合して懸濁液を調製し、スプレー法な
どの方法により基体上に塗布することにより、金属混合
層を設ける。前記バインダー、有機溶媒の使用割合にと
くに限定はない。Next, a suspension is prepared by mixing a specific reducing metal powder, an alkaline earth metal carbonate powder, and a rare earth metal oxide powder in a binder such as nitrocellulose with an organic solvent such as butyl acetate. The metal mixed layer is provided by coating on the substrate by a method such as a spray method. There are no particular limitations on the proportions of the binder and organic solvent used.
【0033】つぎに、前記金属混合層上に、アルカリ土
類金属の炭酸塩の粉末をニトロセルロース、酢酸ブチル
などと混合して調製した懸濁液を、スプレー法などによ
り塗布することにより、本発明の電子管用陰極が製造さ
れる。[0033] Next, a suspension prepared by mixing alkaline earth metal carbonate powder with nitrocellulose, butyl acetate, etc. is applied onto the metal mixed layer by a spray method or the like. An electron tube cathode of the invention is manufactured.
【0034】以上のような本発明の電子管用陰極は、テ
レビ管用ブラウン管や撮像管に適用することができ、と
くに高電流密度動作が可能であるので投射型または大型
テレビの高輝度化が実現できる。The cathode for electron tubes of the present invention as described above can be applied to cathode ray tubes for television tubes and image pickup tubes, and in particular, high current density operation is possible, so high brightness of projection type or large-sized televisions can be realized. .
【0035】つぎに本発明の一実施例を図1に基づいて
さらに具体的に説明する。図1において、(1) は基
体、(2) はスリーブ、(3)はヒータ、(4)は金
属混合層、(5)は電子放射物質層である。ヒータ(3
)を加熱することによって電子放射物質層(5)から熱
電子が放出せしめられる。
実施例1および比較例1
まず、主成分ニッケルで微量のマグネシウム(0.05
%)、シリコン( 0.05%)からなる基体(1)を
スリーブ(2)に溶接したのち、還元性雰囲気にて熱処
理した。つぎに粒径が5μmのタングステン粉末、粒径
が10μmの酸化スカンジウム粉末および粒径が5μm
の3元炭酸塩粉末(バリウム、ストロンチウム、カルシ
ウムの炭酸塩)をそれぞれ30%、5%、65%の割合
になるように計量したもの100gと、バインダーであ
るニトロセルロース10gと有機溶媒である酢酸ブチル
200mlとを混合し、懸濁液を調製した。えられた懸
濁液をスプレー方法によって基体(1)上に塗布し、厚
さ25μmの金属混合層(4)を形成した。Next, one embodiment of the present invention will be explained in more detail based on FIG. In FIG. 1, (1) is a base, (2) is a sleeve, (3) is a heater, (4) is a metal mixed layer, and (5) is an electron emitting material layer. Heater (3
), thermionic electrons are emitted from the electron emitting material layer (5). Example 1 and Comparative Example 1 First, the main component nickel was mixed with a trace amount of magnesium (0.05
%) and silicon (0.05%) was welded to the sleeve (2) and then heat treated in a reducing atmosphere. Next, tungsten powder with a particle size of 5 μm, scandium oxide powder with a particle size of 10 μm, and powder with a particle size of 5 μm.
100 g of ternary carbonate powder (carbonate of barium, strontium, and calcium) weighed in proportions of 30%, 5%, and 65%, 10 g of nitrocellulose as a binder, and acetic acid as an organic solvent. A suspension was prepared by mixing with 200 ml of butyl. The obtained suspension was applied onto the substrate (1) by a spray method to form a metal mixed layer (4) with a thickness of 25 μm.
【0036】つぎにバリウム、ストロンチウム、カルシ
ウムの炭酸塩とバインダーであるニトロセルロースおよ
び有機溶剤である酢酸ブチルとを混合し、懸濁液を調製
した。えられた懸濁液をスプレー法によって塗布し、厚
さ60μmの電子放射物質層(5)を形成して、図1に
示すような陰極を作製した。Next, barium, strontium, and calcium carbonates, nitrocellulose as a binder, and butyl acetate as an organic solvent were mixed to prepare a suspension. The obtained suspension was applied by a spray method to form an electron emitting material layer (5) having a thickness of 60 μm, thereby producing a cathode as shown in FIG. 1.
【0037】えられた電子管用陰極を通常のテレビジョ
ン装置用CRT に装着し、通常の排気工程をへて完成
したCRTを、電流密度2A/cm2の条件で動作させ
て寿命試験を実施した。結果を図2に示す。The obtained cathode for an electron tube was attached to a CRT for a normal television device, and the completed CRT was subjected to a normal evacuation process, and a life test was conducted by operating the CRT at a current density of 2 A/cm 2 . The results are shown in Figure 2.
【0038】また比較例として前記電子管用陰極におけ
る金属混合層(4)および電子放射物質層(5)のかわ
りに、7%の酸化スカンジウムを含むアルカリ土類金属
酸化物からなる電子放射物質層を形成した従来の電子管
用陰極を同様に評価した。As a comparative example, an electron emitting material layer made of an alkaline earth metal oxide containing 7% scandium oxide was used instead of the metal mixed layer (4) and electron emitting material layer (5) in the electron tube cathode. The formed conventional cathode for an electron tube was similarly evaluated.
【0039】図2から、本発明の電子管用陰極のエミッ
ション電流の劣化が従来のものと比較して著しく少ない
ことがわかる。It can be seen from FIG. 2 that the deterioration of the emission current of the electron tube cathode of the present invention is significantly less than that of the conventional cathode.
【0040】このように本発明の電子管用陰極の寿命特
性が良好な要因は、以下のように推測される。The reason why the electron tube cathode of the present invention has such good life characteristics is presumed to be as follows.
【0041】すなわち、基体(1)と金属混合層(4)
の界面で式(I) 、(II)に示した反応に基づいて
過剰Baの供給が行われる。さらにそれに加えて、金属
混合層中のWも式(V):
2BaO + 1/3W → Ba
+ 1/3Ba3W06
(V)
のように反応して過剰Baの生成に寄与する。さらに金
属混合層(4)中にWおよびSc2O3 が共存してい
るため、中間層分解効果を有するScの生成にも寄与す
る。また、生成した過剰Baを消失させる原因となって
いる高電流密度動作領域での局所的なジュール熱の発生
を、導電材であるW粉末が抑えて、過剰Baの濃度向上
に寄与する。That is, the base body (1) and the metal mixed layer (4)
Excess Ba is supplied at the interface based on the reactions shown in formulas (I) and (II). In addition, W in the metal mixed layer also has the formula (V): 2BaO + 1/3W → Ba
+ 1/3Ba3W06
(V) It reacts as shown below and contributes to the production of excess Ba. Furthermore, since W and Sc2O3 coexist in the metal mixed layer (4), they also contribute to the generation of Sc, which has an interlayer decomposition effect. Further, the W powder, which is a conductive material, suppresses the local generation of Joule heat in the high current density operating region, which causes the disappearance of the generated excess Ba, thereby contributing to an increase in the concentration of excess Ba.
【0042】[0042]
【発明の効果】以上のように、本発明の電子管用陰極は
、従来の酸化物陰極では困難であった2A/cm2 以
上の高電流密度動作を可能にする。As described above, the electron tube cathode of the present invention enables high current density operation of 2 A/cm2 or more, which was difficult with conventional oxide cathodes.
【図1】本発明の電子管用陰極の一部拡大断面図である
。FIG. 1 is a partially enlarged sectional view of a cathode for an electron tube according to the present invention.
【図2】エミッション電流の経時変化を示すグラフであ
る。FIG. 2 is a graph showing changes in emission current over time.
【図3】従来の電子管用陰極の一部拡大断面図である。FIG. 3 is a partially enlarged sectional view of a conventional cathode for an electron tube.
1 基体 4 金属混合層 5 電子放射物質 1 Base 4 Metal mixed layer 5. Electron emitting material
Claims (1)
1種の還元剤を含む基体上に金属混合層を形成し、その
上に少なくともバリウムを含むアルカリ土類金属酸化物
を含有する電子放射物質層を被着形成した電子管用陰極
であって、前記金属混合層が基体中の還元剤の少なくと
も1種よりも還元性が小さいかまたは等しく、かつニッ
ケルよりも還元性が大きい金属粉末と、少なくともバリ
ウムを含むアルカリ土類金属酸化物と、希土類金属酸化
物とを含有し、該希土類金属酸化物の含有率が0.01
〜25重量%の層である電子管用陰極。Claim 1: A metal mixed layer is formed on a substrate whose main component is nickel and contains at least one reducing agent, and an electron emitting material layer containing an alkaline earth metal oxide containing at least barium thereon. A cathode for an electron tube, the metal mixed layer comprising a metal powder having a reducing property lower than or equal to at least one of the reducing agents in the substrate and having a reducing property higher than nickel, and at least barium. and a rare earth metal oxide, the content of the rare earth metal oxide being 0.01.
-25% by weight layer of electron tube cathode.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP40482590A JPH07107825B2 (en) | 1990-12-21 | 1990-12-21 | Electron tube cathode |
Applications Claiming Priority (1)
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---|---|---|---|
JP40482590A JPH07107825B2 (en) | 1990-12-21 | 1990-12-21 | Electron tube cathode |
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Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04220927A true JPH04220927A (en) | 1992-08-11 |
JPH07107825B2 JPH07107825B2 (en) | 1995-11-15 |
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ID=18514488
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---|---|---|---|
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Country | Link |
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JP (1) | JPH07107825B2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20000034114A (en) * | 1998-11-27 | 2000-06-15 | 김영남 | Oxide cathode of cathode ray tube injected with reducing agent and its manufacturing method |
-
1990
- 1990-12-21 JP JP40482590A patent/JPH07107825B2/en not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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KR20000034114A (en) * | 1998-11-27 | 2000-06-15 | 김영남 | Oxide cathode of cathode ray tube injected with reducing agent and its manufacturing method |
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Publication number | Publication date |
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JPH07107825B2 (en) | 1995-11-15 |
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