JPH0552617B2 - - Google Patents
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- JPH0552617B2 JPH0552617B2 JP26070284A JP26070284A JPH0552617B2 JP H0552617 B2 JPH0552617 B2 JP H0552617B2 JP 26070284 A JP26070284 A JP 26070284A JP 26070284 A JP26070284 A JP 26070284A JP H0552617 B2 JPH0552617 B2 JP H0552617B2
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J1/00—Details of electrodes, of magnetic control means, of screens, or of the mounting or spacing thereof, common to two or more basic types of discharge tubes or lamps
- H01J1/02—Main electrodes
- H01J1/13—Solid thermionic cathodes
- H01J1/20—Cathodes heated indirectly by an electric current; Cathodes heated by electron or ion bombardment
- H01J1/28—Dispenser-type cathodes, e.g. L-cathode
Landscapes
- Solid Thermionic Cathode (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は高電流密度カソードとして用いられる
含浸形カソードに係わり、特にカソード表面にア
ルミナもしくはアルミナを主体とする酸化物から
なる層を付着させ電子放出特性を向上させた含浸
形カソードに関するものである。
含浸形カソードに係わり、特にカソード表面にア
ルミナもしくはアルミナを主体とする酸化物から
なる層を付着させ電子放出特性を向上させた含浸
形カソードに関するものである。
高電流密度カソードとして使用される含浸形カ
ソードは、タングステン(W)、モリブデン（Mo）
等の高融点金属の多孔質基体に、Ba−Caアルミ
ネート等の電子放出物質を含浸させて構成され
る。さらに電子放出特性向上のためにカソード表
面に主として貴金属の薄膜を付着させる場合があ
り、特にその有効な材料としてはイリジウム
（Ir）、オスミウム（Os）等が挙げられる（G.E.
Technical Information Series 67−Ｃ−223）。
また、これらを主体とする合金を用いる場合もあ
り（特公昭47−21343号公報）、これらの薄膜は膜
厚を厚くすると電子放出特性が安定化するのに長
時間を要するとともに高価となるなどの問題があ
つた。そのため、薄膜の厚さは、動作中に下地金
属基体材料と合金化して失なわれる時間を考慮し
て必要最小限の程度まで薄くすることが望まし
い。ところが、このように薄膜の厚さを薄くする
と、真空中のわずかに残存するガスによつてカソ
ード表面がイオン衝撃を受け、薄膜がスパツタリ
ングされて消失し、下地金属基板材料との合金化
によつて失なわれるよりもはるかに短かい時間で
電子放出特性が低下する場合がある。
ソードは、タングステン(W)、モリブデン（Mo）
等の高融点金属の多孔質基体に、Ba−Caアルミ
ネート等の電子放出物質を含浸させて構成され
る。さらに電子放出特性向上のためにカソード表
面に主として貴金属の薄膜を付着させる場合があ
り、特にその有効な材料としてはイリジウム
（Ir）、オスミウム（Os）等が挙げられる（G.E.
Technical Information Series 67−Ｃ−223）。
また、これらを主体とする合金を用いる場合もあ
り（特公昭47−21343号公報）、これらの薄膜は膜
厚を厚くすると電子放出特性が安定化するのに長
時間を要するとともに高価となるなどの問題があ
つた。そのため、薄膜の厚さは、動作中に下地金
属基体材料と合金化して失なわれる時間を考慮し
て必要最小限の程度まで薄くすることが望まし
い。ところが、このように薄膜の厚さを薄くする
と、真空中のわずかに残存するガスによつてカソ
ード表面がイオン衝撃を受け、薄膜がスパツタリ
ングされて消失し、下地金属基板材料との合金化
によつて失なわれるよりもはるかに短かい時間で
電子放出特性が低下する場合がある。
したがつて本発明は前述した従来の問題点を除
去し、低価格でかつ安定した電子放出特性が得ら
れる含浸形カソードを提供することを目的として
いる。
去し、低価格でかつ安定した電子放出特性が得ら
れる含浸形カソードを提供することを目的として
いる。
このような目的を達成するために本発明による
含浸形カソードは、カソード材料表面にIr、Os、
Ru、Reあるいはこれらの合金からなる単層膜も
しくは複合膜（以下金属膜と称する）を形成した
上にさらに膜厚10〜800Åの範囲でAl2O3もしく
はAl2O3を主体とする酸化物からなる薄膜（以下
Al2O3膜と称する）を付着させて構成するもので
ある。
含浸形カソードは、カソード材料表面にIr、Os、
Ru、Reあるいはこれらの合金からなる単層膜も
しくは複合膜（以下金属膜と称する）を形成した
上にさらに膜厚10〜800Åの範囲でAl2O3もしく
はAl2O3を主体とする酸化物からなる薄膜（以下
Al2O3膜と称する）を付着させて構成するもので
ある。
次に図面を用いて本発明の実施例を詳細に説明
する。
する。
図は本発明による含浸形カソードを模式的に示
した断面図である。図において、１はカソード材
料としてのペレツトであり、このペレツト１は空
孔率20〜25％のタングステン(W)基板２と空孔３と
から形成されており、この空孔３中にはBa−Ca
アルミネートが含浸されている。そして、このペ
レツト１はタンタル（Ta）カツプ４に装着され、
その後このTaカツプ４はTaスリーブ５にレーザ
溶接により取り付け固定されている。また、カソ
ードペレツト１の表面には厚さ約800Å程度のオ
スミウム（Os）膜６とそのOs膜６上に厚さ約40
Å程度のアルミナ（Al2O3）膜７とが順次被着形
成されている。そして、このカソードは、タング
ステン(W)芯線８にアルミナ（Al2O3）９を被覆し
たヒータ１０により加熱されて電子放出が行なわ
れる。
した断面図である。図において、１はカソード材
料としてのペレツトであり、このペレツト１は空
孔率20〜25％のタングステン(W)基板２と空孔３と
から形成されており、この空孔３中にはBa−Ca
アルミネートが含浸されている。そして、このペ
レツト１はタンタル（Ta）カツプ４に装着され、
その後このTaカツプ４はTaスリーブ５にレーザ
溶接により取り付け固定されている。また、カソ
ードペレツト１の表面には厚さ約800Å程度のオ
スミウム（Os）膜６とそのOs膜６上に厚さ約40
Å程度のアルミナ（Al2O3）膜７とが順次被着形
成されている。そして、このカソードは、タング
ステン(W)芯線８にアルミナ（Al2O3）９を被覆し
たヒータ１０により加熱されて電子放出が行なわ
れる。
このような構成によれば、Os膜６上にAl2O3膜
７を付着形成したことにより、真空中にわずかに
残存するガスのイオン衝撃によるOs膜６の消失
を確実に阻止することができる。
７を付着形成したことにより、真空中にわずかに
残存するガスのイオン衝撃によるOs膜６の消失
を確実に阻止することができる。
従来、含浸形カソードにおいて、前述したOs
膜６などの金属膜を例えば約5000Å程度と厚く形
成し、最表面にAl2O3膜７を形成しない場合、カ
ソードの動作温度が高く、カソード自体あるいは
周囲からのガス放出が多いために管内真空度が低
い初期の段階で、この金属膜がイオン衝撃によつ
てスパツタされて消失し、金属膜が下地金属材料
との合金化によつて消失するよりもはるかに短時
間に電子放出特性が劣化する場合がある。
膜６などの金属膜を例えば約5000Å程度と厚く形
成し、最表面にAl2O3膜７を形成しない場合、カ
ソードの動作温度が高く、カソード自体あるいは
周囲からのガス放出が多いために管内真空度が低
い初期の段階で、この金属膜がイオン衝撃によつ
てスパツタされて消失し、金属膜が下地金属材料
との合金化によつて消失するよりもはるかに短時
間に電子放出特性が劣化する場合がある。
このような現象が発生しなかつた場合において
も、前述したAl2O3膜７をOs膜６上に付着形成す
ることにより、カソード本来の電子放出特性をわ
ずかではあるが改善することができる。
も、前述したAl2O3膜７をOs膜６上に付着形成す
ることにより、カソード本来の電子放出特性をわ
ずかではあるが改善することができる。
また、このように構成される含浸形カソードを
ブラウン管に実装して動作させ、電子放出特性を
調べたところ、約1000時間経過後に初期値の約80
％以上の電子放出特性が得られた。比較例として
前述したAl2O3膜７を付着しなかつたカソードを
ブラウン管に実装して同様の試験を行なつたとこ
ろ、初期値の約50％以下に低下していた。
ブラウン管に実装して動作させ、電子放出特性を
調べたところ、約1000時間経過後に初期値の約80
％以上の電子放出特性が得られた。比較例として
前述したAl2O3膜７を付着しなかつたカソードを
ブラウン管に実装して同様の試験を行なつたとこ
ろ、初期値の約50％以下に低下していた。
なお、前述した実施例において、Al2O3膜７の
膜厚を、約40Å程度としたが、このAl2O3膜７は
Os膜６がイオン衝撃により消失するのを阻止す
るのに十分なほどの厚さ、すなわちイオン衝撃に
耐え得る程度の約10Å以上とし、かつ電子放出特
性に悪影響をおよぼすほどに厚くはない約800Å
以下の範囲内に形成することが必要であり、コス
ト、生産性および安定性等を考慮すると、20〜
200Åの範囲が好ましく、望ましくは20〜100Åの
範囲が好適である。また、Os膜６の厚さを約
5000Åとしたが、このOs膜６の厚さは、薄過ぎ
ると、ペレツト１へ拡散してしまい、また厚すぎ
ると、活性化に時間を要することから、500Å〜
1μmの範囲が好ましく、コスト、生産性および安
定性等を考慮すると、3000〜6000Åの範囲が望ま
しい。
膜厚を、約40Å程度としたが、このAl2O3膜７は
Os膜６がイオン衝撃により消失するのを阻止す
るのに十分なほどの厚さ、すなわちイオン衝撃に
耐え得る程度の約10Å以上とし、かつ電子放出特
性に悪影響をおよぼすほどに厚くはない約800Å
以下の範囲内に形成することが必要であり、コス
ト、生産性および安定性等を考慮すると、20〜
200Åの範囲が好ましく、望ましくは20〜100Åの
範囲が好適である。また、Os膜６の厚さを約
5000Åとしたが、このOs膜６の厚さは、薄過ぎ
ると、ペレツト１へ拡散してしまい、また厚すぎ
ると、活性化に時間を要することから、500Å〜
1μmの範囲が好ましく、コスト、生産性および安
定性等を考慮すると、3000〜6000Åの範囲が望ま
しい。
なお、前述した実施例においては、カソード材
料表面に形成する金属膜をOs膜とし、さらにこ
の金属膜上に形成する最表面膜としてAl2O3膜を
形成した場合について説明したが、金属膜を例え
ばIr、Ru、Reあるいはこれらの合金からなる単
層膜もしくは多層膜とし、さらにこれらの金属膜
上に形成する最表面膜をAl2O3を主体とする酸化
膜からなる薄膜を付着形成させても前述と全く同
等の効果が得られることは勿論である。
料表面に形成する金属膜をOs膜とし、さらにこ
の金属膜上に形成する最表面膜としてAl2O3膜を
形成した場合について説明したが、金属膜を例え
ばIr、Ru、Reあるいはこれらの合金からなる単
層膜もしくは多層膜とし、さらにこれらの金属膜
上に形成する最表面膜をAl2O3を主体とする酸化
膜からなる薄膜を付着形成させても前述と全く同
等の効果が得られることは勿論である。
以上説明したように本発明による含浸形カソー
ドは、カソード材料表面にIr、Os、Ru、Reある
いはこれらの合金からなる単層膜もしくは複合膜
を形成した上にさらに膜厚10〜800Åの範囲で
Al2O3もしくはAl2O3を主体とする酸化物からな
る薄膜を付着形成したことにより、低価格でかつ
安定した電子放出特性が得られるという極めて優
れた効果を有する。
ドは、カソード材料表面にIr、Os、Ru、Reある
いはこれらの合金からなる単層膜もしくは複合膜
を形成した上にさらに膜厚10〜800Åの範囲で
Al2O3もしくはAl2O3を主体とする酸化物からな
る薄膜を付着形成したことにより、低価格でかつ
安定した電子放出特性が得られるという極めて優
れた効果を有する。
図は本発明による含浸形カソードの一例を模式
的に示す断面図である。 １……ペレツト、２……タングステン基板、３
……空孔、４……タンタル（Ta）カツプ、５…
…Taスリーブ、６……オスミウム（Os）膜、７
……アルミナ（Al2O3）膜、８……タングステン
(W)芯線、９……アルミナ（Al2O3）、１０……ヒ
ータ。
的に示す断面図である。 １……ペレツト、２……タングステン基板、３
……空孔、４……タンタル（Ta）カツプ、５…
…Taスリーブ、６……オスミウム（Os）膜、７
……アルミナ（Al2O3）膜、８……タングステン
(W)芯線、９……アルミナ（Al2O3）、１０……ヒ
ータ。
Claims (1)
- １ 高融点金属の多孔質基体に電子放出物質を含
浸させた含浸形カソードにおいて、カソード材料
の表面に、イリジウム、オスミウム、ルテニウ
ム、レニウムあるいはこれらの合金からなる金属
膜を形成し、さらにその最表面に10〜800Åの範
囲でアルミナあるいはアルミナを主体とする酸化
物からなる薄膜を付着させたことを特徴とする含
浸形カソード。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59260702A JPS61140019A (ja) | 1984-12-12 | 1984-12-12 | 含浸形カソ−ド |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59260702A JPS61140019A (ja) | 1984-12-12 | 1984-12-12 | 含浸形カソ−ド |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61140019A JPS61140019A (ja) | 1986-06-27 |
| JPH0552617B2 true JPH0552617B2 (ja) | 1993-08-05 |
Family
ID=17351582
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59260702A Granted JPS61140019A (ja) | 1984-12-12 | 1984-12-12 | 含浸形カソ−ド |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61140019A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2567853B (en) * | 2017-10-26 | 2020-07-29 | Isotopx Ltd | Gas-source mass spectrometer comprising an electron source |
-
1984
- 1984-12-12 JP JP59260702A patent/JPS61140019A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61140019A (ja) | 1986-06-27 |
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