JPH08138536A - 含浸形陰極とその製造方法並びにこれを用いた陰極線管 - Google Patents
含浸形陰極とその製造方法並びにこれを用いた陰極線管Info
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- JPH08138536A JPH08138536A JP28021894A JP28021894A JPH08138536A JP H08138536 A JPH08138536 A JP H08138536A JP 28021894 A JP28021894 A JP 28021894A JP 28021894 A JP28021894 A JP 28021894A JP H08138536 A JPH08138536 A JP H08138536A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】被覆膜に Sc を含む含浸形陰極において、イオ
ン衝撃に強い陰極を提供すること。 【構成】上記目的は、水素を放電ガスとして含むスパッ
タ成膜法により被覆膜を形成するか、あるいは、被覆膜
形成後の陰極を水素中で加熱することによって達成する
ことができる。上記被覆膜の上面に W 及び/又はMo の
上部被覆膜を形成することによって、さらに有効な結果
を得ることができる。
ン衝撃に強い陰極を提供すること。 【構成】上記目的は、水素を放電ガスとして含むスパッ
タ成膜法により被覆膜を形成するか、あるいは、被覆膜
形成後の陰極を水素中で加熱することによって達成する
ことができる。上記被覆膜の上面に W 及び/又はMo の
上部被覆膜を形成することによって、さらに有効な結果
を得ることができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はブラウン管、撮像管等の
電子管の陰極として好適な含浸形陰極、特に、良好な電
子放出特性を発現させるためのスカンジウム含有の被覆
膜層を有する含浸形陰極に係り、その耐イオン衝撃特性
を改善するための製造方法および被覆膜の構成に関す
る。
電子管の陰極として好適な含浸形陰極、特に、良好な電
子放出特性を発現させるためのスカンジウム含有の被覆
膜層を有する含浸形陰極に係り、その耐イオン衝撃特性
を改善するための製造方法および被覆膜の構成に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】含浸形陰極は高電流密度動作が可能な陰
極であり、電子管の高出力化、特にブラウン管において
は、高輝度化、高精細化のために欠くことのできない陰
極である。含浸形陰極の基本構成は、タングステン(W)
からなる耐熱多孔質基体に、BaOを主体とし、他に Al2O
3や CaO を添加し、水素雰囲気中又は真空中で加熱溶融
して含浸させた陰極である。この溶融含浸させる物質
を、一般に含浸剤と称する。含浸形陰極は、動作時にお
いて常に1000℃程度に加熱されており、耐熱多孔質基体
と含浸剤とが反応して、Ba を遊離する。この遊離 Ba
は拡散により陰極表面に供給され、同様に陰極内部また
は電子管内部雰囲気中から供給された酸素と共に、陰極
表面つまり W 基体上に吸着する。このようにして基体
金属表面に Baと酸素とからなる吸着層(単分子層)が形
成されると、金属表面の仕事関数が実質的に引き下げら
れ、電子放出が容易となる。これが含浸形陰極の動作原
理であり、これに関する詳細な考察としては、例えば、
J. Phys. D: Appl. Phys.,15(1982)pp.1519‐1529 に記
載がある。含浸形陰極は,電子放出部の主体部分が金属
からなるため、電気的な抵抗が小さい。そのため、含浸
形陰極は、アルカリ土類金属炭酸塩を原材料とする電気
的に高抵抗の酸化物カソードの場合のような、ジュール
発熱による陰極材料自体の分解に起因する陰極劣化は生
じない。従って、含浸形陰極は、酸化物陰極に比較し高
電流密度動作が可能である。
極であり、電子管の高出力化、特にブラウン管において
は、高輝度化、高精細化のために欠くことのできない陰
極である。含浸形陰極の基本構成は、タングステン(W)
からなる耐熱多孔質基体に、BaOを主体とし、他に Al2O
3や CaO を添加し、水素雰囲気中又は真空中で加熱溶融
して含浸させた陰極である。この溶融含浸させる物質
を、一般に含浸剤と称する。含浸形陰極は、動作時にお
いて常に1000℃程度に加熱されており、耐熱多孔質基体
と含浸剤とが反応して、Ba を遊離する。この遊離 Ba
は拡散により陰極表面に供給され、同様に陰極内部また
は電子管内部雰囲気中から供給された酸素と共に、陰極
表面つまり W 基体上に吸着する。このようにして基体
金属表面に Baと酸素とからなる吸着層(単分子層)が形
成されると、金属表面の仕事関数が実質的に引き下げら
れ、電子放出が容易となる。これが含浸形陰極の動作原
理であり、これに関する詳細な考察としては、例えば、
J. Phys. D: Appl. Phys.,15(1982)pp.1519‐1529 に記
載がある。含浸形陰極は,電子放出部の主体部分が金属
からなるため、電気的な抵抗が小さい。そのため、含浸
形陰極は、アルカリ土類金属炭酸塩を原材料とする電気
的に高抵抗の酸化物カソードの場合のような、ジュール
発熱による陰極材料自体の分解に起因する陰極劣化は生
じない。従って、含浸形陰極は、酸化物陰極に比較し高
電流密度動作が可能である。
【０００３】しかし、含浸形陰極は、高電流密度動作が
可能な反面、酸化物陰極の場合の約750℃に比較して、
より高温で動作させる必要がある。前述の基本構成の含
浸形陰極の場合、10A/cm2の電流密度を得るためにはお
よそ1100℃に加熱する必要がある。
可能な反面、酸化物陰極の場合の約750℃に比較して、
より高温で動作させる必要がある。前述の基本構成の含
浸形陰極の場合、10A/cm2の電流密度を得るためにはお
よそ1100℃に加熱する必要がある。
【０００４】このため、含浸形陰極の改良は、この動作
温度を低下させることを目的に行なわれている。例え
ば、前述の基本構成の含浸形陰極の表面にオスミウム(O
s)を被覆した含浸形陰極が開発され、その動作温度はお
よそ1000℃に低下した。これに関しては、IEE Proc., V
ol.128 , Pt1 , No1(1981)pp.19-32 に記載がある。さ
らに、W や Mo 等の高融点金属と共に、スカンジウム(S
c)を含む薄膜を被覆した含浸形陰極は、約900℃で上記
の電流密度動作が可能である。本明細書中においては、
以後、これを Sc 被覆型含浸形陰極と称することにする
が、これに関しては、米国特許第4,626,470号、ならび
に、Jpn. J. Appl. Phys.,Vol.27 , No.8(1988) pp.141
1-1414 に記載されている。
温度を低下させることを目的に行なわれている。例え
ば、前述の基本構成の含浸形陰極の表面にオスミウム(O
s)を被覆した含浸形陰極が開発され、その動作温度はお
よそ1000℃に低下した。これに関しては、IEE Proc., V
ol.128 , Pt1 , No1(1981)pp.19-32 に記載がある。さ
らに、W や Mo 等の高融点金属と共に、スカンジウム(S
c)を含む薄膜を被覆した含浸形陰極は、約900℃で上記
の電流密度動作が可能である。本明細書中においては、
以後、これを Sc 被覆型含浸形陰極と称することにする
が、これに関しては、米国特許第4,626,470号、ならび
に、Jpn. J. Appl. Phys.,Vol.27 , No.8(1988) pp.141
1-1414 に記載されている。
【０００５】Sc 被覆型含浸形陰極の被覆膜は、被覆膜
の高融点金属として W を選ぶ場合、W 金属と Sc 金
属、またはこれら金属とこれらの酸化物等で構成される
スパッタターゲットを用いて、スパッタ成膜法によって
成膜することができる。そして、活性化のために1150℃
程度に陰極を加熱すると、被覆膜表面に、W 多孔質部か
らBa が供給され、また、被覆膜中から Sc が供給さ
れ、これらと酸素とから単分子層が形成される。その結
果、仕事関数が低下して、良好な電子放出を可能とする
と考えられる。これらに関しては、Jpn. J. Appl. Phy
s.,Vol.28 , No.3(1989)pp.490-494 に記載されてい
る。つまり、Sc 被覆型含浸形陰極の良好な電子放出特
性を発現させるためには、Ba と共に、被覆膜中から表
面に Sc を供給し、単分子層を形成させる必要がある。
の高融点金属として W を選ぶ場合、W 金属と Sc 金
属、またはこれら金属とこれらの酸化物等で構成される
スパッタターゲットを用いて、スパッタ成膜法によって
成膜することができる。そして、活性化のために1150℃
程度に陰極を加熱すると、被覆膜表面に、W 多孔質部か
らBa が供給され、また、被覆膜中から Sc が供給さ
れ、これらと酸素とから単分子層が形成される。その結
果、仕事関数が低下して、良好な電子放出を可能とする
と考えられる。これらに関しては、Jpn. J. Appl. Phy
s.,Vol.28 , No.3(1989)pp.490-494 に記載されてい
る。つまり、Sc 被覆型含浸形陰極の良好な電子放出特
性を発現させるためには、Ba と共に、被覆膜中から表
面に Sc を供給し、単分子層を形成させる必要がある。
【０００６】陰極表面に形成された単分子層は、ブラウ
ン管の動作中にイオン衝撃によって失われ、その結果と
して陰極の電子放出特性が劣化することがある。このと
き、動作温度において、失われた単分子層を再構成でき
る程度の Ba 、酸素、Sc の供給が行なわれれば、イオ
ン衝撃による電子放出特性の劣化は起らない。Os 被覆
の含浸形陰極は、ブラウン管内でのイオン衝撃による電
子放出特性の劣化は現われない。この陰極における単分
子層は Ba と酸素とからなるものであり、これらは十分
な速度で供給されていると言える。ところが、Sc 被覆
型含浸形陰極においては、しばしばイオン衝撃による電
子放出特性の劣化が起こる。これは、単分子層の構成要
素である Sc の供給が不十分なためと推定される。つま
り、Sc被覆型含浸形陰極においては、表面への Sc の供
給力が耐イオン衝撃特性を決定する。
ン管の動作中にイオン衝撃によって失われ、その結果と
して陰極の電子放出特性が劣化することがある。このと
き、動作温度において、失われた単分子層を再構成でき
る程度の Ba 、酸素、Sc の供給が行なわれれば、イオ
ン衝撃による電子放出特性の劣化は起らない。Os 被覆
の含浸形陰極は、ブラウン管内でのイオン衝撃による電
子放出特性の劣化は現われない。この陰極における単分
子層は Ba と酸素とからなるものであり、これらは十分
な速度で供給されていると言える。ところが、Sc 被覆
型含浸形陰極においては、しばしばイオン衝撃による電
子放出特性の劣化が起こる。これは、単分子層の構成要
素である Sc の供給が不十分なためと推定される。つま
り、Sc被覆型含浸形陰極においては、表面への Sc の供
給力が耐イオン衝撃特性を決定する。
【０００７】ところで、Sc は酸化されやすい物質であ
る。このため、被覆膜をスパッタ成膜法で形成し、スパ
ッタターゲットとして金属 Sc を用いた場合でも、形成
された被覆膜中の Sc の一部分は酸化物となっているも
のと推定される。また、スパッタターゲットとして Sc
酸化物を用いた場合は、ほとんどが酸化物の状態である
と言える。このような被覆膜から陰極表面に Sc を供給
するためには、Sc 酸化物を還元し、遊離 Sc を生成し
なければならない。酸化物の還元は、W や Baとの反応
によって行われるが、Sc の供給に酸化物の還元反応が
必要であることがその供給力を弱め、ひいては、イオン
衝撃による電子放出特性の劣化を招いていることが容易
に推定される。この問題を解決するためには、被覆膜中
の Sc をより金属的(ここで、金属的とは、W 、Mo との
または Sc 相互間の結合が金属的結合状態にあること、
また広くは、自由に移動できる遊離状態にあることを言
う。以下同様)に保持すればよいと考えられる。ところ
が、被覆膜中に Sc を金属的に保持できたとしても、陰
極は、ガラス容器であるブラウン管内に封入されるとき
に、大気雰囲気で450℃程度の高温に加熱され、このと
きに、被覆膜中の金属的 Sc は酸化されてしまう。これ
を防ぐためには、Sc の被覆膜の上面に Scを含まない金
属膜を保護層として被覆すればよい。
る。このため、被覆膜をスパッタ成膜法で形成し、スパ
ッタターゲットとして金属 Sc を用いた場合でも、形成
された被覆膜中の Sc の一部分は酸化物となっているも
のと推定される。また、スパッタターゲットとして Sc
酸化物を用いた場合は、ほとんどが酸化物の状態である
と言える。このような被覆膜から陰極表面に Sc を供給
するためには、Sc 酸化物を還元し、遊離 Sc を生成し
なければならない。酸化物の還元は、W や Baとの反応
によって行われるが、Sc の供給に酸化物の還元反応が
必要であることがその供給力を弱め、ひいては、イオン
衝撃による電子放出特性の劣化を招いていることが容易
に推定される。この問題を解決するためには、被覆膜中
の Sc をより金属的(ここで、金属的とは、W 、Mo との
または Sc 相互間の結合が金属的結合状態にあること、
また広くは、自由に移動できる遊離状態にあることを言
う。以下同様)に保持すればよいと考えられる。ところ
が、被覆膜中に Sc を金属的に保持できたとしても、陰
極は、ガラス容器であるブラウン管内に封入されるとき
に、大気雰囲気で450℃程度の高温に加熱され、このと
きに、被覆膜中の金属的 Sc は酸化されてしまう。これ
を防ぐためには、Sc の被覆膜の上面に Scを含まない金
属膜を保護層として被覆すればよい。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】上述したように、含浸
形陰極の低温動作化を可能とする Sc 被覆型含浸形陰極
において、これまで、表面への Sc の供給が不十分なこ
とに起因して、イオン衝撃により電子放出特性が劣化す
るという問題があった。
形陰極の低温動作化を可能とする Sc 被覆型含浸形陰極
において、これまで、表面への Sc の供給が不十分なこ
とに起因して、イオン衝撃により電子放出特性が劣化す
るという問題があった。
【０００９】本発明の目的は、上記従来技術の有してい
た課題を解決して、Sc 被覆型含浸形陰極において、耐
イオン衝撃特性を改善するための製造方法ならびにその
被覆膜構成を提供することにある。
た課題を解決して、Sc 被覆型含浸形陰極において、耐
イオン衝撃特性を改善するための製造方法ならびにその
被覆膜構成を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記目的は、多孔質 W
基体に Ba を含む酸化物を含浸させたいわゆる含浸形陰
極の表面に、W 及び/又は Mo を主体とし Sc を含む被
覆膜を、水素とアルゴンとの混合ガスを放電ガスとする
スパッタ成膜法により形成することを特徴とする含浸形
陰極の製造方法とすること、あるいは、多孔質 W 基体
に Ba を含む酸化物を含浸させたいわゆる含浸形陰極の
表面に、W 及び/又は Mo を主体とし Scを含む被覆膜
を、スパッタ成膜法により形成した後、水素雰囲気中で
900℃以上の加熱を行うことを特徴とする含浸形陰極の
製造方法とすること、さらに、陰極被覆膜の上面に W
及び/又は Mo からなる上部被覆膜を形成した構成とす
ることによって達成することができる。
基体に Ba を含む酸化物を含浸させたいわゆる含浸形陰
極の表面に、W 及び/又は Mo を主体とし Sc を含む被
覆膜を、水素とアルゴンとの混合ガスを放電ガスとする
スパッタ成膜法により形成することを特徴とする含浸形
陰極の製造方法とすること、あるいは、多孔質 W 基体
に Ba を含む酸化物を含浸させたいわゆる含浸形陰極の
表面に、W 及び/又は Mo を主体とし Scを含む被覆膜
を、スパッタ成膜法により形成した後、水素雰囲気中で
900℃以上の加熱を行うことを特徴とする含浸形陰極の
製造方法とすること、さらに、陰極被覆膜の上面に W
及び/又は Mo からなる上部被覆膜を形成した構成とす
ることによって達成することができる。
【００１１】
【作用】被覆膜中の Sc を金属的な状態で含むことによ
って、Sc を容易に陰極表面に供給することができ、こ
れによって、耐イオン衝撃特性の向上が可能となる。ま
た、被覆層の上に保護層を設けることによって、封止時
に Sc が酸化されることがなく、耐イオン衝撃特性の良
好さを損ねることがない。
って、Sc を容易に陰極表面に供給することができ、こ
れによって、耐イオン衝撃特性の向上が可能となる。ま
た、被覆層の上に保護層を設けることによって、封止時
に Sc が酸化されることがなく、耐イオン衝撃特性の良
好さを損ねることがない。
【００１２】
【実施例】以下、本発明の含浸形陰極及びその製造方法
について、実施例によって具体的に説明する。図１及び
図２に本発明の含浸形陰極の製造方法及び構成の実施例
を、図３及び図４に従来技術における製造方法及び構成
例を摸式的に示す。従来の SC 被覆型含浸形陰極は、図
４に示すように、基本構成である基本型含浸形陰極３の
上面に、W と Sc とを構成元素とする被覆膜10を形成し
たものである。被覆膜10は、一般には、図３に示す従来
の製造方法の例にみるように、アルゴンを放電ガスとす
るスパッタ成膜法によって形成される。この場合、スパ
ッタターゲットとして金属 Sc を用いた場合でも、Sc
のかなりの部分が酸化物として成膜される。これに対
し、本発明の Sc 被覆型含浸形陰極の製造方法は、図１
に示したように、従来方法で成膜した被覆膜を水素中で
加熱処理する方法101、または、スパッタ成膜時の放電
ガスに水素を含ませる方法102、あるいは、水素ガスを
用いたスパッタ成膜後にさらに水素中の加熱処理を行う
方法103である。これにより、図２に示すように、膜中
の殆どの Sc を金属的な状態で含む被覆膜１を形成する
ことができる。
について、実施例によって具体的に説明する。図１及び
図２に本発明の含浸形陰極の製造方法及び構成の実施例
を、図３及び図４に従来技術における製造方法及び構成
例を摸式的に示す。従来の SC 被覆型含浸形陰極は、図
４に示すように、基本構成である基本型含浸形陰極３の
上面に、W と Sc とを構成元素とする被覆膜10を形成し
たものである。被覆膜10は、一般には、図３に示す従来
の製造方法の例にみるように、アルゴンを放電ガスとす
るスパッタ成膜法によって形成される。この場合、スパ
ッタターゲットとして金属 Sc を用いた場合でも、Sc
のかなりの部分が酸化物として成膜される。これに対
し、本発明の Sc 被覆型含浸形陰極の製造方法は、図１
に示したように、従来方法で成膜した被覆膜を水素中で
加熱処理する方法101、または、スパッタ成膜時の放電
ガスに水素を含ませる方法102、あるいは、水素ガスを
用いたスパッタ成膜後にさらに水素中の加熱処理を行う
方法103である。これにより、図２に示すように、膜中
の殆どの Sc を金属的な状態で含む被覆膜１を形成する
ことができる。
【００１３】上述の製造方法とすることによって、Sc
を金属的な状態で被覆膜中に含み、Sc の供給力が高
く、結果的に、イオン衝撃に強い Sc 被覆型含浸形陰極
を作製することができる。このような構成の陰極を用い
て真空容器中でイオン銃を用いたイオン衝撃実験を行っ
たところ、良好な耐イオン衝撃特性が得られることがわ
かった。しかし、この構成の陰極を実際にブラウン管に
搭載して実装試験を行ったところ、耐イオン衝撃特性
は、上記真空容器中で行った場合の評価ほど向上はしな
かった。これは、被覆膜中の Sc がブラウン管の製造工
程中に酸化されるためである。これを回避するために
は、被覆膜に Sc を含まない保護層２を上部被覆膜とし
て形成すればよい。これによって、ブラウン管に実装し
た場合においても、耐イオン衝撃特性の向上をはかるこ
とが可能となる。
を金属的な状態で被覆膜中に含み、Sc の供給力が高
く、結果的に、イオン衝撃に強い Sc 被覆型含浸形陰極
を作製することができる。このような構成の陰極を用い
て真空容器中でイオン銃を用いたイオン衝撃実験を行っ
たところ、良好な耐イオン衝撃特性が得られることがわ
かった。しかし、この構成の陰極を実際にブラウン管に
搭載して実装試験を行ったところ、耐イオン衝撃特性
は、上記真空容器中で行った場合の評価ほど向上はしな
かった。これは、被覆膜中の Sc がブラウン管の製造工
程中に酸化されるためである。これを回避するために
は、被覆膜に Sc を含まない保護層２を上部被覆膜とし
て形成すればよい。これによって、ブラウン管に実装し
た場合においても、耐イオン衝撃特性の向上をはかるこ
とが可能となる。
【００１４】なお、本発明の含浸形陰極を評価するため
の陰極は下記の手順によって作製した。すなわち、基本
型含浸形陰極３は、W 粉末をプレス、焼結した後、BaO
を主体とする酸化物つまり含浸剤32を含浸したものであ
る。本実施例では、含浸剤として、Bao、CaO、Al2O3を
４：１：１に混合したものを用い、この含浸剤32を、水
素雰囲気中で1900℃に加熱溶融し、W の焼結体つまり多
孔質体31中に含浸させた。本実施例で用いた基本型含浸
形陰極３の大きさ及び形状は、直径1.2mm、厚さ0.4mmの
円筒状のペレットである。本実施例では、被覆膜１をス
パッタ成膜法を用いて被覆し、このとき、スパッタター
ゲットとして W 金属板の上に Sc 金属板の小片を配置
したものを用いた。被覆膜中の Sc の組成は上記小片の
数を増減することで調整することができる。スパッタガ
スとしてはアルゴン、またはアルゴンと水素との混合ガ
ス(10％水素)を使用した。また、水素雰囲気中での加熱
は1000℃で１時間とした。本実施例の被覆膜厚は約600n
m、膜中の Sc 組成はおよそ３at％である。なお、上部
被覆膜２は200nmの W 膜とした。
の陰極は下記の手順によって作製した。すなわち、基本
型含浸形陰極３は、W 粉末をプレス、焼結した後、BaO
を主体とする酸化物つまり含浸剤32を含浸したものであ
る。本実施例では、含浸剤として、Bao、CaO、Al2O3を
４：１：１に混合したものを用い、この含浸剤32を、水
素雰囲気中で1900℃に加熱溶融し、W の焼結体つまり多
孔質体31中に含浸させた。本実施例で用いた基本型含浸
形陰極３の大きさ及び形状は、直径1.2mm、厚さ0.4mmの
円筒状のペレットである。本実施例では、被覆膜１をス
パッタ成膜法を用いて被覆し、このとき、スパッタター
ゲットとして W 金属板の上に Sc 金属板の小片を配置
したものを用いた。被覆膜中の Sc の組成は上記小片の
数を増減することで調整することができる。スパッタガ
スとしてはアルゴン、またはアルゴンと水素との混合ガ
ス(10％水素)を使用した。また、水素雰囲気中での加熱
は1000℃で１時間とした。本実施例の被覆膜厚は約600n
m、膜中の Sc 組成はおよそ３at％である。なお、上部
被覆膜２は200nmの W 膜とした。
【００１５】図５に掲げた陰極線管200を例として、陰
極の陰極線管での使用形態について説明する。陰極201
は電子銃202の端に位置し、陰極から放出された電子ビ
ーム204は電子銃202で蛍光面203上にフォーカスされ画
像を形成する。このとき、電子ビーム204によって陽イ
オン化された残留ガスは陰極表面を衝撃し、電子放出特
性を劣化させる。上記例の方法によって作製した陰極の
耐イオン衝撃特性を17インチディスプレイ管を用いて評
価した結果を、従来技術による陰極の場合と比較して表
１に示す。
極の陰極線管での使用形態について説明する。陰極201
は電子銃202の端に位置し、陰極から放出された電子ビ
ーム204は電子銃202で蛍光面203上にフォーカスされ画
像を形成する。このとき、電子ビーム204によって陽イ
オン化された残留ガスは陰極表面を衝撃し、電子放出特
性を劣化させる。上記例の方法によって作製した陰極の
耐イオン衝撃特性を17インチディスプレイ管を用いて評
価した結果を、従来技術による陰極の場合と比較して表
１に示す。
【００１６】
【表１】
【００１７】この結果から、従来陰極においては、１時
間の動作で、放出電流が初期の80％に劣化していること
がわかる。これは、イオン衝撃により単分子層が失われ
たためである。これに対し、本発明構成の陰極において
は、放出電流は初期の90％以上の値に止まっている。な
お、それ以後500時間まで動作試験では、これ以上の劣
化は現われていない。
間の動作で、放出電流が初期の80％に劣化していること
がわかる。これは、イオン衝撃により単分子層が失われ
たためである。これに対し、本発明構成の陰極において
は、放出電流は初期の90％以上の値に止まっている。な
お、それ以後500時間まで動作試験では、これ以上の劣
化は現われていない。
【００１８】なお、上記例においては、含浸剤として、
BaO 、CaO 、Al2O3を４：１：１の比で混合したものを
用いたが、含浸剤組成は本発明の効果とは本質的には無
関係で、５：３：２や他の組成のものにおいても同様の
効果を示す。さらに、上記例においては被覆膜の構成要
素として Sc 以外に W を用いた場合について説明した
が、Mo も W と同様に用いることができ、また、Mo と
W との両方を含んでいても問題はない。同様に、スパッ
タ成膜において、スパッタターゲットとして Sc 金属を
用いた場合について説明したが、これは酸化 Sc やタン
グステン酸 Scを用いた場合においても、スパッタパワ
ーや水素ガス分圧等のスパッタ成膜条件ならびに水素加
熱処理の時間及び温度等を調整することによって対応す
ることができる。但し、水素加熱による Sc 酸化物の還
元には、実質的に900℃以上の温度が必要である。ま
た、上記においては、陰極線管としてブラウン管を用い
た場合について説明したが、蛍光面203を光導電膜で置
き換えたものは撮像管であり、撮像管においても陽イオ
ンによるイオン衝撃は発生する。本発明の陰極は、撮像
管においても、ブラウン管での使用の場合と同様に、良
好な耐イオン衝撃特性を示す。
BaO 、CaO 、Al2O3を４：１：１の比で混合したものを
用いたが、含浸剤組成は本発明の効果とは本質的には無
関係で、５：３：２や他の組成のものにおいても同様の
効果を示す。さらに、上記例においては被覆膜の構成要
素として Sc 以外に W を用いた場合について説明した
が、Mo も W と同様に用いることができ、また、Mo と
W との両方を含んでいても問題はない。同様に、スパッ
タ成膜において、スパッタターゲットとして Sc 金属を
用いた場合について説明したが、これは酸化 Sc やタン
グステン酸 Scを用いた場合においても、スパッタパワ
ーや水素ガス分圧等のスパッタ成膜条件ならびに水素加
熱処理の時間及び温度等を調整することによって対応す
ることができる。但し、水素加熱による Sc 酸化物の還
元には、実質的に900℃以上の温度が必要である。ま
た、上記においては、陰極線管としてブラウン管を用い
た場合について説明したが、蛍光面203を光導電膜で置
き換えたものは撮像管であり、撮像管においても陽イオ
ンによるイオン衝撃は発生する。本発明の陰極は、撮像
管においても、ブラウン管での使用の場合と同様に、良
好な耐イオン衝撃特性を示す。
【００１９】
【発明の効果】以上述べてきたように、含浸形陰極及び
その製造方法を本発明構成の陰極及び製造方法とするこ
とによって、上記従来技術の有していた課題を解決し
て、Sc被覆型含浸形陰極において、耐イオン衝撃特性を
改善するための製造方法ならびにその被覆膜構成を提供
することができた。
その製造方法を本発明構成の陰極及び製造方法とするこ
とによって、上記従来技術の有していた課題を解決し
て、Sc被覆型含浸形陰極において、耐イオン衝撃特性を
改善するための製造方法ならびにその被覆膜構成を提供
することができた。
【図１】本発明の含浸形陰極の製造方法の手順を説明す
るための図。
るための図。
【図２】本発明の Sc 被覆型含浸形陰極の構成を示す断
面図。
面図。
【図３】従来技術の含浸形陰極の製造方法の手順を説明
するための図。
するための図。
【図４】従来技術の Sc 被覆型含浸形陰極の構成をしめ
す断面図。
す断面図。
【図５】本発明の陰極の使用形態を説明するための陰極
線管の概略構成を示す図。
線管の概略構成を示す図。
１…W 、Sc を含む被覆膜で、Sc の大部分を金属状態で
含む膜、２…W からなる上部被覆膜、３…基本型含浸形
陰極、31…W 多孔質体、32…含浸剤、10…W 、Scを含む
被覆膜で、Sc の大部分を酸化物として含む膜、101、10
2、103…本発明の製造方法、200…陰極線管、201…陰
極、202…電子銃、203…蛍光面、204…電子ビーム。
含む膜、２…W からなる上部被覆膜、３…基本型含浸形
陰極、31…W 多孔質体、32…含浸剤、10…W 、Scを含む
被覆膜で、Sc の大部分を酸化物として含む膜、101、10
2、103…本発明の製造方法、200…陰極線管、201…陰
極、202…電子銃、203…蛍光面、204…電子ビーム。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山田 絵実子 東京都国分寺市東恋ケ窪１丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 成清 正 東京都国分寺市東恋ケ窪１丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 松▲崎▼ 尚子 東京都国分寺市東恋ケ窪１丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内
Claims (6)
- 【請求項１】多孔質タングステン基体にバリウムを含む
酸化物を含浸させた含浸形陰極の表面に、タングステン
及び/又はモリブデンを主体としスカンジウムを含む被
覆膜を、水素とアルゴンとの混合ガスを放電ガスとする
スパッタ成膜法により形成することを特徴とする含浸形
陰極の製造方法。 - 【請求項２】多孔質タングステン基体にバリウムを含む
酸化物を含浸させた含浸形陰極の表面に、タングステン
及び/又はモリブデンを主体としスカンジウムを含む被
覆膜を、スパッタ成膜法により形成した後、水素雰囲気
中で900℃以上の加熱を行うことを特徴とする含浸形陰
極の製造方法。 - 【請求項３】請求項１記載の方法により上記被覆膜を成
膜した後、請求項２記載の水素雰囲気中での加熱を行う
ことを特徴とする含浸形陰極の製造方法。 - 【請求項４】請求項１、２、３の何れかに記載の製造方
法に従って作製した陰極の被覆膜の上面に、さらに、タ
ングステン及び/又はモリブデンの上部被覆膜を形成す
ることを特徴とする含浸形陰極の製造方法。 - 【請求項５】請求項１、２、３、４の何れかに記載の製
造方法に従って作製した含浸形陰極で、上記陰極被覆膜
中に金属スカンジウムを含有していることを特徴とする
含浸形陰極。 - 【請求項６】少なくとも、含浸型陰極と、蛍光面又は撮
像面と、上記含浸型陰極から放出された電子を上記蛍光
面又は撮像面に収束させる電極とを有する陰極線管にお
いて、上記含浸型陰極が請求項５記載の含浸型陰極であ
ることを特徴とする陰極線管。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28021894A JPH08138536A (ja) | 1994-11-15 | 1994-11-15 | 含浸形陰極とその製造方法並びにこれを用いた陰極線管 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28021894A JPH08138536A (ja) | 1994-11-15 | 1994-11-15 | 含浸形陰極とその製造方法並びにこれを用いた陰極線管 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08138536A true JPH08138536A (ja) | 1996-05-31 |
Family
ID=17621965
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28021894A Pending JPH08138536A (ja) | 1994-11-15 | 1994-11-15 | 含浸形陰極とその製造方法並びにこれを用いた陰極線管 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08138536A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113936981A (zh) * | 2021-09-29 | 2022-01-14 | 北京工业大学 | 一种浸渍型钨铼锇三元混合基扩散阴极的制备方法 |
-
1994
- 1994-11-15 JP JP28021894A patent/JPH08138536A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113936981A (zh) * | 2021-09-29 | 2022-01-14 | 北京工业大学 | 一种浸渍型钨铼锇三元混合基扩散阴极的制备方法 |
| CN113936981B (zh) * | 2021-09-29 | 2023-06-23 | 北京工业大学 | 一种浸渍型钨铼锇三元混合基扩散阴极的制备方法 |
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