JPH05250981A - 含浸形陰極およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 電子管製造の封止工程における酸化に耐え、
電子放出特性の高い低仕事関数のバリウム−スカンジウ
ム−酸素の複合層を形成した含浸形陰極を得る。 【構成】 電子放出物質部４を、バリウムと酸素を含む
化合物２と、タングステンとスカンジウムおよび酸素を
含む化合物３の混合物で構成し、プレス成形後、焼結す
ることでバリウム−スカンジウム−酸素の複合層９を形
成する。 【効果】 実用レベルの低温度動作型の、かつ高い電子
放出特性をもつ含浸形陰極がが得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ブラウン管，撮像管あ
るいは進行波管などの陰極線管に用いる陰極に係り、特
に低温で動作し、かつ高電流密度を得ることのできる含
浸形陰極とその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の含浸形陰極は、タングステンＷ
などからなる耐熱多孔質基体にバリウムＢａ化合物から
なる電子放出物質を含浸した構造を基本とする。一般
に、陰極は高温に加熱された状態で使用されるものであ
るが、動作温度が高い程、その寿命が短くなるため、低
い動作温度で高密度の電子流を放出できるものが望まし
い。

【０００３】陰極の動作温度を下げる方法としては、例
えば特公昭４７−２１３４３号公報に開示されたよう
に、陰極の表面にオスミウム−ルテニウム（Ｏｓ−Ｒ
ｕ）合金などを被覆するのが一般的である。しかし、こ
の方法では、陰極の動作温度は約１０００°Ｃと依然と
して高く、低温かつ高電流密度の陰極を実用化する上で
大きな障害となっている。

【０００４】また、同様に、陰極の動作温度を下げる他
の方法として、特開昭６１−１３５２６号公報に開示さ
れたように、オスミウム−ルテニウム（Ｏｓ−Ｒｕ）合
金に代えてタングステンＷと酸化スカンジウム（Ｓｃ₂
Ｏ₃ ）を真空スパッタ法による薄膜付着、あるいは原料
粉末を焼き付けて焼結体とした薄膜を被着する方法が提
案されている。

【０００５】上記後者の陰極は、その動作中、陰極表面
に単分子層〜数分子層程度の低仕事関数の（Ｂａ，Ｓ
ｃ，Ｏ）複合層を形成して、動作温度を前者の陰極より
も１５０°Ｃ〜２００°Ｃ下げることができるというも
のである。しかし、上記タングステン−酸化スカンジウ
ム（Ｗ−Ｓｃ₂ Ｏ₃ ）混合薄膜中のタングステンＷが電
子管に陰極を封止する工程において酸化し、電子放出に
適した低仕事関数の（Ｂａ，Ｓｃ，Ｏ）複合層の形成が
難しくなり、当該陰極固有の電子放出特性が大きく変動
し、その電子放出特性の再現性が乏しく、低温条件下で
の使用を難しいものにしていた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記したように、従来
技術による含浸形陰極は、電子管製造における封止工程
でタングステン−酸化スカンジウム（Ｗ−Ｓｃ₂ Ｏ₃ ）
混合薄膜中のタングステンＷが酸化されることにより、
陰極本来の電子放出特性が得られないという問題があっ
た。この原因は、上記タングステン−酸化スカンジウム
（Ｗ−Ｓｃ₂ Ｏ₃）混合薄膜中のタングステンＷの酸化
によって、陰極表面に低仕事関数の（Ｂａ，Ｓｃ，Ｏ）
複合層が容易に形成できなくなるためである。

【０００７】図６は従来の含浸形陰極の概略構造を説明
する断面図であって、耐熱多孔質基体からなる耐熱金属
部０１と電子放出物質０４とからなる含浸形陰極ペレッ
ト０５，障壁層０６，スリーブ０７，ヒータ０８，タン
グステンＷと酸化タングステン（ＷＯ₃ ）及び酸化スカ
ンジウム（Ｓｃ₂ Ｏ₃ ）を含む混合薄膜０３から構成さ
れる。

【０００８】ヒータ０８への通電により陰極を加熱する
ことによって、上記混合薄膜０３中でＷＯ₃ とＳｃ₂ Ｏ
₃ が反応して、下記の反応式（１）によりＳｃ₂ Ｗ₃ Ｏ
₁₂が生成される。 ３ＷＯ₃ ＋Ｓｃ₂ Ｏ₃ →Ｓｃ₂ Ｗ₃ Ｏ₁₂ （１） また、含浸形陰極ペレット０５内において、耐熱金属部
０１と電子放出物質０４とが反応してバリウムＢａを生
成する。例えば、電子放出物質０４としてＢａ₃ Ａｌ₂
Ｏ₆ を使用し、耐熱金属部０１としてＷを使用した場合
には、下記の反応式（２）によりバリウムＢａが生成さ
れる。 （２／３）Ｂａ₃ Ａｌ₂ Ｏ₆ ＋（１／３）Ｗ →（１／３）ＢａＷＯ₄ ＋（２／３）ＢａＡｌ₂ Ｏ₄ ＋Ｂａ （２） 生成したバリウムＢａの一部は陰極表面に拡散すると同
時に、他のバリウムＢａは混合薄膜０３内に生成したＳ
ｃ₂ Ｗ₃ Ｏ₁₂とＢａが反応して、下記の反応式（３）に
よりスカンジウムＳｃが生成される。 Ｓｃ₂ Ｗ₃ Ｏ₁₂＋３Ｂａ→３ＢａＷＯ₄ ＋２Ｓｃ （３） 陰極表面に拡散したバリウムＢａ及びスカンジウムＳｃ
は電子放出物質０４の熱分解によって生ずる酸素や雰囲
気中の酸素と結合して、混合薄膜０３上に単分子層から
数分子層程度の極めて薄い（Ｂａ，Ｓｃ，Ｏ）複合層０
９を形成する。

【０００９】この複合層０９は、その電子放出仕事関数
が１．２ｅＶと小さく、これが高い電子放出能が得られ
る要因である。しかし、従来の含浸形陰極は、この（Ｂ
ａ，Ｓｃ，Ｏ）複合層０９の形成率に安定した再現性が
なく、陰極毎での電子放出特性が大きく変動していた。
（Ｂａ，Ｓｃ，Ｏ）複合層０９の再現性を良好にし、し
かも安定した被覆率を得るためには、薄膜中のＷ，ＷＯ
₃ ，及びＳｃ₂ Ｏ₃ の量を自由に制御できることが必要
であるが、従来技術では、ＷＯ₃ はＷのスパッタ中に雰
囲気中のガスと反応させる方法を採用しており、雰囲気
中のガス分圧は大きく変動するためにＷＯ₃ の生成量を
制御できない。その結果、再現性のよい薄膜組成を得る
ことができない。

【００１０】また、Ｓｃ₂ Ｏ₃ に代えてＳｃ₂ Ｗ₃ Ｏ₁₂
を用いる方法を検討したが、スカンジウムＳｃとタング
ステンＷの蒸発速度が異なるために、徐々に薄膜組成が
徐々に変動し、常に同じ薄膜形成条件を見直す必要があ
った。この問題を解決しなければ、低温動作型の含浸形
陰極の実用化が難しい。本発明の目的は、電子管製造の
封止工程での酸化に耐え、陰極表面に電子放出に適した
低仕事関数のバリウム−スカンジウム−酸素複合層を容
易に形成できる含浸形陰極を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、タングステンＷもしくはモリブデンＭｏ
を含む耐熱金属部と、少なくともバリウムＢａと酸素Ｏ
を含む化合物、および少なくともタングステンＷとスカ
ンジウムＳｃおよび酸素Ｏを含む化合物からなる電子放
出物質部とからなる陰極構成としたことを特徴とすると
する。

【００１２】そして、この陰極は、上記耐熱金属粉と上
記電子放出物質粉を混合した後、所望の陰極ペレット形
状にプレス成形し、非酸化性雰囲気中で焼結することに
よって製造される。すなわち、本発明による含浸形陰極
は、タングステンＷまたはモリブデンＭｏあるいはその
両方を含む耐熱金属部１と、少なくともバリウムＢａと
および酸素Ｏを含む化合物２と、少なくともタングステ
ンＷとスカンジウムＳｃおよび酸素Ｏを含む化合物３と
からなる電子放出物質部４と、から構成されたことを特
徴とする。

【００１３】また、本発明による含浸形陰極は、スリー
ブ７と、このスリーブの一端に装着されたタングステン
ＷまたはモリブデンＭｏあるいはその両方を含む耐熱金
属部１と少なくともバリウムＢａとおよび酸素Ｏを含む
化合物２と、少なくともタングステンＷとスカンジウム
Ｓｃおよび酸素Ｏを含む化合物３とからなる電子放出物
質部４とからなる含浸形陰極ペレット５と、この含浸形
陰極ペレット５の電子放出面に形成されたバリウムＢ
ａ，スカンジウムＳｃおよび酸素Ｏの複合層９とを有
し、上記スリーブの他端にヒータを装着してなることを
特徴とする。

【００１４】そして、本発明による含浸形陰極は、タン
グステンＷ粉またはモリブデンＭｏ粉あるいはその両方
をバインダと共に顆粒化する第１顆粒化工程２１と、バ
リウムＢａと酸素Ｏの化合物を顆粒化する第２顆粒化工
程２２と、タングステンＷとスカンジウムＳｃおよび酸
素Ｏの化合物を顆粒化する第３顆粒化工程２３と、上記
第１顆粒化工程２１，第２顆粒化工程２２および第３顆
粒化工程２３で顆粒化した各顆粒を秤量して混合する秤
量・混合工程２５と、秤量・混合工程２５で混合した混
合物を所望の形状にプレス成形してペレット化するペレ
ット化工程２６と、ペレット化工程２６で成形して得た
ペレットを水素雰囲気中で加熱してバインダを分解し、
タングステンＷ粉あるいはモリブデンＭｏ粉を焼結し、
電子放出物質粉を固着する焼結・固着工程２７と、障壁
層６と共にスリーブ７に組み付けて電子管用陰極に組み
立てる組立工程２８とからなる製造方法により製造する
ことを特徴とする。

【００１５】

【作用】上記構成とすることにより、同一の薄膜形成条
件のもとで、再現性が良好で、常に同じ組成の薄膜を形
成させ、（Ｂａ，Ｓｃ，Ｏ）複合層９を再現性よく、し
かも安定した被覆率を得ることができる。すなわち、タ
ングステンＷもしくはモリブデンＭｏを含む耐熱金属部
と、少なくともバリウムＢａと酸素Ｏを含む化合物、お
よび少なくともタングステンＷとスカンジウムＳｃおよ
び酸素Ｏを含む化合物からなる電子放出物質部とからな
る陰極をヒータ８に通電して加熱することによって、当
該陰極表面に単分子層から数分子層程度の極めて薄い
（Ｂａ，Ｓｃ，Ｏ）複合層９が形成される。

【００１６】

【実施例】以下、本発明の実施例につき、図面を参照し
て詳細に説明する。図１は本発明による含浸形陰極の一
実施例の概略構造を説明する断面図であって、１は耐熱
金属部、２はＢａ，Ｏを少なくとも含む第１の化合物、
３はＷ，Ｓｃ，Ｏを少なくとも含む第２の化合物、４は
第１の化合物２と第２の化合物３からなる電子放出物質
部、５は耐熱金属部１と電子放出物質部４とからなる含
浸形陰極ペレット、６は障壁層、７はスリーブ、８はヒ
ータ、９は（Ｂａ，Ｓｃ，Ｏ）複合層である。

【００１７】本実施例の含浸形陰極は、耐熱金属部１と
電子放出物質部４とからなる含浸形陰極ペレット５をス
リーブ７に組み付け、ヒータ８に通電することにより、
Ｂａ，Ｏを少なくとも含む第１の化合物２と（Ｗ，Ｓ
ｃ，Ｏ）を少なくとも含む第２の化合物３からなる電子
放出物質部４が熱分解され、前記した単分子層から数分
子層程度の極めて薄い（Ｂａ，Ｓｃ，Ｏ）複合層９が陰
極表面に形成される。

【００１８】この（Ｂａ，Ｓｃ，Ｏ）複合層９は、その
電子放出仕事関数が１．２ｅＶと小さく、高い電子放出
能が得られる。次に、上記（Ｂａ，Ｓｃ，Ｏ）複合層９
の形成過程を、耐熱金属１としてタングステンＷ、バリ
ウムＢａ，酸素Ｏを含む第化合物２としてＢａ₃ Ａｌ₂
Ｏ₆ 、タングステンＷ，スカンジウムＳｃ，酸素Ｏを含
む化合物３としてＳｃ₂ Ｗ₃ Ｏ₁₂を使用した場合につい
て説明する。

【００１９】前記したように、上記陰極ペレット５を加
熱すると、ＷとＢａ₃ Ａｌ₂ Ｏ₆ が反応して、次式によ
りバリウムＢａが生成される。 （２／３）Ｂａ₃ Ａｌ₂ Ｏ₆ ＋（１／３）Ｗ →（１／３）ＢａＷＯ₄ ＋（２／３）ＢａＡｌ₂ Ｏ₄ ＋Ｂａ （４） 生成したバリウムＢａの一部は陰極表面に拡散すると同
時に、他のバリウムＢａはＳｃ₂ Ｗ₃ Ｏ₁₂と反応し、次
式によってスカンジウムＳｃが生成される。

【００２０】 Ｓｃ₂ Ｗ₃ Ｏ₁₂＋３Ｂａ→３ＢａＷＯ₄ ＋２Ｓｃ （５） 陰極表面に拡散したバリウムＢａおよびスカンジウムＳ
ｃは、電子放出物質４の熱分解によって生ずる酸素や雰
囲気中の酸素と結合して、陰極表面に単分子層から数分
子層程度の極めて薄い（Ｂａ，Ｓｃ，Ｏ）複合層９を形
成する。このようにして、陰極表面のタングステンＷ
（もしくは、モリブデンＭｏ）上に形成した複合層９
は、その電子放出仕事関数が１．２ｅＶと小さく、高い
電子放出能が得られる。

【００２１】従来の含浸形陰極は、電子管製造の封止過
程においてタングステンＷとＳｃ₂Ｏ₃ を含む薄膜中の
タングステンＷが酸化するために、該薄膜中には金属タ
ングステンＷが存在しなくなったり、酸化したタングス
テンＷの一部は消失し、一部は他の酸化物と反応するた
めに、該薄膜中の組成および酸素量が所望組成，所望特
性から変動し、スカンジウムＳｃの生成が容易に行われ
ない上、陰極表面には金属タングステンＷが存在しなく
なるために、低仕事関数の（Ｂａ，Ｓｃ，Ｏ）複合層９
の形成が難しく、また、再現性がなく、優れた電子放出
特性が得られず、陰極ごとに特性が大きく変動する。

【００２２】これに対して、本発明の実施例によれば、
電子管製造の封止工程を通しても、酸化するのは陰極表
面に露出している耐熱金属基体のタングステンＷもしく
はモリブデンＭｏである。このタングステンＷもしくは
モリブデンＭｏの酸化物は何れも蒸気圧が高いため、陰
極の活性化過程で蒸発し消失する。その後には、再び酸
化されていないタングステンＷ，モリブデンＭｏが陰極
表面に露出することになる。また、低仕事関数の複合層
９を構成するバリウムＢａ，スカンジウムＳｃは、陰極
内部で生成されるため、電子管製造の封止工程で影響を
受けることがない。

【００２３】バリウムＢａ，酸素Ｏを含む化合物として
は、ＢａＯ，（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）Ｏ，Ｂａ₃ Ａｌ₂ Ｏ
₆ ，Ｂａ₂ Ｓｃ₅ Ｏ₅ ，Ｂａ₃ Ｓｃ₄ Ｏ₉ ，Ｂａ₅ Ｃａ
Ａｌ₄ Ｏ₁₂等が好適である。また、タングステンＷ，ス
カンジウムＳｃ，酸素Ｏを含む化合物としては、Ｓｃ₂
Ｗ₃ Ｏ₁₂，Ｓｃ₆ ＷＯ₁₂，Ｓｃ₂ （ＷＯ₄ ）₁₂等の何れ
も同等の効果が得られる。

【００２４】なお、タングステンＷに代えたＳｃ₂ Ｍｏ
₃ Ｏ₁₂，Ｓｃ₂ Ｍｏ₂ Ｏ₁₂でも上記と同等の効果を得る
ことができる。このように、本実施例の陰極構造とする
ことによって、電子管製造の封止工程を通しても、定常
的に低仕事関数の（Ｂａ，Ｓｃ，Ｏ）複合層９の形成が
可能となり、高い電子放出特性が得られ、低温動作が可
能となる。さらに、ＷとＳｃ₂Ｏ₃ を含む薄膜の形成を
省略でき、コストを低減できる。

【００２５】図２は図１で説明した本発明による含浸形
陰極の一実施例の製造方法を説明する概略工程図であっ
て、２１は第１顆粒化工程、２２は第２顆粒化工程、２
３は第３顆粒化工程、２４は秤量・混合工程、２５はペ
レット化工程、２６は焼結・固着工程、２７は組立工程
である。第１顆粒化工程２１は耐熱金属部１となるタン
グステンＷの顆粒化を行うもので、平均粒径５μｍのタ
ングステンＷの粉末を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攪拌しな
がら徐々にアセトンを揮発させてタングステンＷ粉の顆
粒化を行う。この顆粒を２００メッシュの篩で分粒して
陰極製造用タングステン顆粒とする。

【００２６】第２顆粒化工程２２は化合物２となるＢａ
−Ｏ化合物の顆粒化工程であり、ＢａＣＯ₃ ，ＣａＣＯ
₃ ，Ａｌ₂ Ｏ₃ の粉末をモル比で４：１：１の割合で秤
量し、混合した後、水素雰囲気中で１１００°Ｃ→１６
００°Ｃの２段階熱処理によってＢａＣＯ₃ ，ＣａＣＯ
₃ 炭酸塩の酸化物への分解（１１００°Ｃ）と共に、４
ＢａＯ・ＣａＯ・Ａｌ₂ Ｏ₃ の組成からなるＢａ−Ｃａ
アルミネート化合物を合成（１６００°Ｃ）して化合物
２を得る。

【００２７】第３顆粒化工程２３は、タングステンＷ，
スカンジウムＳｃ，酸素Ｏを含む化合物３の製造工程で
あり、ＷＯ₃ ，Ｓｃ₂ Ｏ₃ の粉末をモル比で３：１の割
合となるように秤量して混合し、この混合物を酸素雰囲
気中で１１００°ＣでＳｃ₂Ｗ₃ Ｏ₁₂を合成し、これを
粉砕してタングステンＷの粉末と同様に顆粒化を行い、
４００メッシュの篩で分粒する。

【００２８】秤量・混合工程で２４では、前記第１顆粒
化工程で得たタングステンＷの顆粒と、第２顆粒化工程
で得たＢａ−Ｃａアルミネート化合物顆粒、および第３
顆粒化工程で得たＳｃ₂ Ｗ₃ Ｏ₁₂化合物顆粒を体積比で
７：２：１になるように秤量した後、混合する。耐熱金
属基体となるタングステンＷ顆粒は、通常、陰極ペレッ
トの６〜８割の範囲で選ばれる。Ｂａ−Ｃａアルミネー
ト化合物２とＳｃ₂ Ｗ₃ Ｏ₁₂化合物３の割合は、電子放
出の寿命特性から考え、１：１よりも前者の方が多くな
るように選ぶのがよい。

【００２９】ペレット化工程２５では、直径１．２５ｍ
ｍの円筒状のプレス型を用い、高さが０．５ｍｍとなる
ように、プレス型にタングステンＷ顆粒１とＢａ−Ｃａ
アルミネート化合物顆粒２、およびＳｃ₂ Ｗ₃ Ｏ₁₂化合
物顆粒３の混合物が定量自動供給され、５ｔ／ｃｍ² の
プレス成形圧力によって最終形状を見越した所望形状の
プレス成形体（ペレット）を作成する。

【００３０】次に、焼結・固着工程２６で上記ペレット
を水素雰囲気中で１０００°Ｃ→１７００°Ｃの２段階
熱処理し、含浸形陰極ペレット５を得る。この熱処理の
うち、１０００°Ｃの処理は、タングステンＷ粉末，Ｂ
ａ−Ｃａアルミネート化合物粉末、およびＳｃ₂ Ｗ₃ Ｏ
₁₂化合物粉末の顆粒化工程で用いたバインダーであるポ
リメチルメタアクリルを分解蒸発させることを目的とす
る。このバインダーの分解後に炭素を残さないことが必
要である。したがって、この処理は６００°Ｃ〜１２０
０°Ｃから選んでもよい。

【００３１】そして、２段目の１７００°Ｃの熱処理
は、タングステンＷ粉同士の焼結と電子放出物質粉同士
あるいはタングステンＷ粉との固着を目的とする。この
処理温度は電子放出物質の融点以下（化合物により融点
は異なるが、２０００°Ｃ以下が目安）で実施する必要
がある。このようにして得た含浸形陰極ペレット５を、
組立工程２７において、モリブデンＭｏからなるカップ
状の障壁層６に挿入し、さらにヒータ８を内包するため
のスリーブ７に挿入した後、これらを固着して電子管用
陰極本体を製作する。

【００３２】上記のようにして製造した含浸形陰極につ
いて、電子管製造の封止工程を模擬し、４７０°Ｃで１
０ｍｉｎ酸化処理を施して電子放出特性を測定したとこ
ろ、次のような結果が得られた。すなわち、この電子放
出特性は、真空度１０^-7パスカル級の高真空容器内に陽
極と陰極からなる平行平板の２電極を配置し、陰極温度
を１１５０°Ｃまで加熱して陰極の活性化を実施した
後、陰極温度を８５０°Ｃに下げて陽極に正のパルス電
圧を印加し、陰極からの放出電流を測定した。

【００３３】図３は酸化処理した陰極の活性化時間によ
る電流密度変化の説明図であって、陰極の活性化時間と
動作温度８５０°Ｃにおける放出電流密度の関係を示
す。同図において、３１は酸化処理を実施しない場合の
特性、３２と３３は酸化処理を実施した場合であり、３
２は本実施例の含浸形陰極の特性、３３は陰極表面にＷ
−Ｓｃ₂ Ｏ₃ 薄膜を有している従来の陰極の特性であ
る。

【００３４】同図から分かるように、従来の陰極の特性
３３は活性化を繰り返しても放出電流密度は回復（上
昇）しない。本実施例の陰極の特性３２は、最大の放出
電流密度を示す活性化時間は無処理陰極の特性３１に比
べて若干長いが、実用上は問題がなく、また、放出電流
密度の減少は見られない。図４は酸化処理を実施した本
発明による含浸形陰極の一実施例（図３の特性３２をも
つ陰極）について活性化した陰極表面のオージェスペク
トルの説明図であって、このオージェスペクトルは陰極
温度８５０°Ｃの動作状態で分析したものである。

【００３５】同図から、陰極表面のタングステンＷ上に
電子放出に適した単分子層から数分子層程度の極めて薄
い低仕事関数の（Ｂａ，Ｓｃ，Ｏ）複合層９が形成され
ていることを示している。このことから、本実施例の含
浸形陰極は、電子管製造時の封止工程における酸化に耐
えることができ、優れた低温動作の含浸形陰極であるこ
とが分かる。

【００３６】図５は本発明による含浸形陰極を実装した
電子銃を用いたカラー陰極線管の一例を示す断面図であ
って、５１はフェースパネル、５２はファンネル、５３
はネック、５４は電子銃、５５はシャドウマスク、５６
は蛍光層、５７は偏向装置である。同図において、電子
銃５４を構成する３つの陰極には前記で説明した含浸形
陰極が実装されており、各陰極から放射された電子ビー
ムＲ，Ｇ，Ｂは偏向装置５７で水平と垂直に偏向されて
フェースパネル５１の内面に塗布された蛍光層に射突さ
れ、所要の映像を再生する。

【００３７】このカラー陰極線管によれば、低電力で明
るい映像の再生が可能であり、高信頼性かつ長寿命の映
像再生装置を構成することができる。

【００３８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明による含浸
形陰極によれば、電子管製造の封止工程における酸化に
耐え、陰極表面に電子放出に適した低仕事関数の（Ｂ
ａ，Ｓｃ，Ｏ）複合層を容易に形成でき実用レベルの低
温動作型の含浸形陰極を得ることができる。

【００３９】そして、本発明による含浸形陰極を用いた
電子銃を電子管に実装した場合、その動作温度を従来の
Ｏｓ−Ｒｕ被覆含浸形陰極に比べて、１５０°Ｃ〜２０
０°Ｃ下げることが可能となり、陰極表面からのＢａお
よびＢａＯの蒸発温度を１桁低減でき、グリッドエミッ
ション等に起因する管球特性の劣化を防止することがで
きる。

【００４０】さらに、本発明による含浸形陰極が低温動
作であることから、陰極を加熱するヒータの信頼性も大
幅に向上でき、かつ、従来のごとくＯｓ−Ｒｕ薄膜ある
いはＷ−Ｓｃ₂ Ｏ₃ 薄膜の形成工程を省略することがで
き、製造工程を簡略化できると共に、製造コストを低減
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による含浸形陰極の一実施例の概略構造
を説明する断面図である。

【図２】本発明による含浸形陰極の一実施例の製造方法
を説明する概略工程図である。

【図３】酸化処理した陰極の活性化時間による電流密度
変化の説明図である。

【図４】酸化処理を実施した本発明による含浸形陰極の
一実施例について活性化した陰極表面のオージェスペク
トルの説明図である。

【図５】本発明による含浸形陰極を実装した電子銃を用
いたカラー陰極線管の一例を示す断面図である。

【図６】従来の含浸形陰極の概略構造を説明する断面図
である。

【符号の説明】

１ 耐熱金属部 ２ Ｂａ，Ｏを少なくとも含む第１の化合物 ３ Ｗ，Ｓｃ，Ｏを少なくとも含む第２の化合物 ４ 第１の化合物２と第２の化合物３からなる電子放出
物質部 ５ 耐熱金属部１と電子放出物質部４とからなる含浸形
陰極ペレット ６ 障壁層 ７ スリーブ ８ ヒータ ９ Ｂａ，Ｓｃ，Ｏ複合層

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】タングステンまたはモリブデンあるいはそ
   の両方を含む耐熱金属部と、少なくともバリウムとおよ
   び酸素を含む化合物と、少なくともタングステンとスカ
   ンジウムおよび酸素を含む化合物とからなる電子放出物
   質部から構成したことを特徴とする含浸形陰極。
2. 【請求項２】スリーブと、このスリーブの一端に装着さ
   れたタングステンまたはモリブデンあるいはその両方を
   含む耐熱金属部と少なくともバリウムとおよび酸素を含
   む化合物と、少なくともタングステンとスカンジウムお
   よび酸素を含む化合物とからなる電子放出物質部とから
   なる含浸形陰極ペレットと、この含浸形陰極ペレットの
   電子放出面に形成されたバリウム，スカンジウムおよび
   酸素の複合層とを有し、上記スリーブの他端にヒータを
   装着してなることを特徴とする含浸形陰極。
3. 【請求項３】タングステン粉またはモリブデン粉あるい
   はその両方をバインダと共に顆粒化する第１顆粒化工程
   と、バリウムと酸素の化合物を顆粒化する第２顆粒化工
   程と、タングステンとスカンジウムおよび酸素の化合物
   を顆粒化する第３顆粒化工程と、上記第１顆粒化工程，
   第２顆粒化工程および第３顆粒化工程で顆粒化した各顆
   粒を秤量して混合する秤量・混合工程と、秤量・混合工
   程で混合した混合物を所望の形状にプレス成形してペレ
   ット化するペレット化工程と、ペレット化工程で成形し
   て得たペレットを水素雰囲気中で加熱して前記バインダ
   を分解し、タングステン粉あるいはモリブデン粉を焼結
   して電子放出物質粉を固着する焼結・固着工程と、障壁
   層と共にスリーブに組み付けて電子管用陰極に組み立て
   る組立工程とからなる含浸形陰極の製造方法。