JPH08138536A - Impregnated cathode, manufacture thereof, and cathode-ray tube using this - Google Patents
Impregnated cathode, manufacture thereof, and cathode-ray tube using thisInfo
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Abstract
Description
【０００１】[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。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an impregnated cathode suitable as a cathode for an electron tube such as a cathode ray tube or an image pickup tube, and more particularly, an impregnated cathode having a scandium-containing coating film layer for exhibiting good electron emission characteristics. The present invention relates to a manufacturing method and a constitution of a coating film for improving its ion bombardment resistance.
【０００２】[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。2. Description of the Related Art Impregnated cathodes are cathodes capable of high current density operation, and are indispensable for higher output of electron tubes, especially for cathode ray tubes, for higher brightness and higher definition. The basic structure of the impregnated cathode is tungsten (W).
A heat-resistant porous substrate consisting of BaO as the main component and Al 2 O
It is a cathode in which 3 or CaO is added, and it is heat-melted and impregnated in a hydrogen atmosphere or vacuum. The substance to be melt-impregnated is generally called an impregnating agent. The impregnated cathode is constantly heated to about 1000 ° C. during operation, and the heat resistant porous substrate reacts with the impregnating agent to release Ba. This free Ba
Is supplied to the cathode surface by diffusion, and is also adsorbed on the cathode surface, that is, the W 2 substrate together with oxygen supplied from the inside of the cathode or the atmosphere inside the electron tube. When the adsorption layer (monomolecular layer) made of Ba and oxygen is formed on the surface of the base metal in this manner, the work function of the metal surface is substantially lowered, and the electron emission becomes easy. This is the principle of operation of the impregnated cathode, and a detailed consideration regarding this is, for example,
J. Phys. D: Appl. Phys., 15 (1982) pp.1519-1529. The impregnated cathode has a low electrical resistance because the main part of the electron emission portion is made of metal. Therefore, the impregnated cathode does not undergo cathode deterioration due to decomposition of the cathode material itself due to Joule heat generation, unlike the case of an electrically high resistance oxide cathode using an alkaline earth metal carbonate as a raw material. Therefore, the impregnated cathode can operate at a higher current density than the oxide cathode.
【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。However, while the impregnated cathode can operate at high current density, it is higher than the oxide cathode at about 750 ° C.
Need to operate at higher temperature. In the case of the impregnated cathode having the above-mentioned basic structure, it is necessary to heat it to about 1100 ° C. in order to obtain a current density of 10 A / cm 2 .
【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。Therefore, the impregnated cathode has been improved for the purpose of reducing the operating temperature. For example, the osmium (O
An impregnated cathode coated with s) was developed and its operating temperature dropped to about 1000 ℃. In this regard, IEE Proc., V
ol.128, Pt1, No1 (1981) pp.19-32. Furthermore, along with refractory metals such as W and Mo, scandium (S
The impregnated cathode coated with a thin film containing c) can operate at the above current density at about 900 ° C. In this specification,
Hereinafter, this will be referred to as a Sc-coated impregnated cathode, which is related to U.S. Pat.No. 4,626,470 and Jpn. J. Appl. Phys., Vol. 27, No. 8 (1988) pp. 141
It is described in 1-1414.
【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。When W is selected as the refractory metal of the coating film, the coating film of the Sc coating type impregnated cathode is a sputter target composed of W metal and Sc metal, or these metals and their oxides. It can be used to form a film by a sputtering film forming method. And 1150 ℃ for activation
When the cathode is heated to some extent, Ba is supplied from the W porous portion to the coating film surface, and Sc is supplied from the coating film, and a monomolecular layer is formed from these and oxygen. As a result, it is considered that the work function is lowered to enable good electron emission. For these, Jpn. J. Appl. Phy
s., Vol.28, No.3 (1989) pp.490-494. In other words, in order to develop good electron emission characteristics of the Sc-coated impregnated cathode, it is necessary to supply Sc together with Ba from the coating film to the surface to form a monolayer.
【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。The monomolecular layer formed on the cathode surface may be lost by ion bombardment during the operation of the cathode ray tube, and as a result, the electron emission characteristics of the cathode may be deteriorated. At this time, if Ba, oxygen, and Sc are supplied to the operating temperature to such an extent that the lost monolayer can be reconstituted, the electron emission characteristics will not deteriorate due to ion bombardment. The impregnated cathode coated with Os does not show deterioration in electron emission characteristics due to ion bombardment in a cathode ray tube. The monomolecular layer in this cathode consists of Ba and oxygen, and it can be said that these are supplied at a sufficient rate. However, in the Sc-coated impregnated cathode, the electron emission characteristics often deteriorate due to ion bombardment. This is presumed to be due to insufficient supply of Sc, which is a constituent of the monolayer. In other words, in the Sc-coated impregnated cathode, the force of supplying Sc to the surface determines the ion bombardment resistance.
【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。By the way, Sc is a substance that is easily oxidized. Therefore, even when the coating film is formed by the sputter deposition method and metal Sc is used as the sputtering target, it is presumed that a part of Sc in the formed coating film is an oxide. Also, as a sputter target, Sc
When an oxide is used, it can be said that most of it is in an oxide state. In order to supply Sc to the cathode surface from such a coating film, Sc oxide must be reduced to generate free Sc. Oxide reduction is carried out by reaction with W or Ba, but the reduction reaction of oxide is necessary for the supply of Sc, which weakens the supply power and eventually deteriorates the electron emission characteristics due to ion bombardment. It is easily estimated that In order to solve this problem, Sc in the coating film is more metallic (here, metallic means that W, Mo or the inter-sc binding is in a metallic binding state,
Also, broadly, it means that it is in a free state where it can move freely. The same shall apply hereinafter). However, even if Sc can be retained metallically in the coating film, the cathode is heated to a high temperature of about 450 ° C. in the air atmosphere when enclosed in a cathode ray tube which is a glass container. The metallic Sc in the coating film is oxidized. In order to prevent this, a metal film containing no Sc may be coated on the upper surface of the Sc coating film as a protective layer.
【０００８】[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。As described above, in the Sc-coated impregnated cathode which enables low-temperature operation of the impregnated cathode, it is caused by insufficient supply of Sc to the surface so far. Then, there is a problem that the electron emission characteristic is deteriorated by the ion bombardment.
【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。An object of the present invention is to provide a manufacturing method for improving the ion bombardment resistance of a Sc-coated impregnated cathode and a coating film structure thereof for solving the problems of the above-mentioned prior art. To do.
【００１０】[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。[Means for Solving the Problems]
A so-called impregnated cathode whose substrate is impregnated with an oxide containing Ba is coated with a coating film mainly containing W and / or Mo and containing Sc, using sputter deposition using a mixed gas of hydrogen and argon as a discharge gas. The method for producing an impregnated cathode is characterized in that it is formed by a method, or W and / or Mo are mainly contained on the surface of a so-called impregnated cathode obtained by impregnating a porous W substrate with an oxide containing Ba. After forming a coating film containing Sc by the sputter deposition method, in a hydrogen atmosphere
The method for producing an impregnated cathode is characterized by performing heating at 900 ° C or higher, and further, W is formed on the upper surface of the cathode coating film.
This can be achieved by forming an upper coating film of Mo and / or Mo.
【００１１】[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。[Function] By including Sc in the coating film in a metallic state, Sc can be easily supplied to the surface of the cathode, whereby the ion bombardment resistance can be improved. Further, by providing the protective layer on the coating layer, Sc is not oxidized at the time of sealing, and the good ion impact resistance is not impaired.
【００１２】[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。EXAMPLES The impregnated cathode and the method for producing the same according to the present invention will be specifically described below with reference to examples. 1 and 2 schematically show an embodiment of a method and a structure for manufacturing an impregnated cathode of the present invention, and FIGS. 3 and 4 schematically show a manufacturing method and a structure example in the prior art. As shown in FIG. 4, the conventional SC-coated impregnated cathode has a coating film 10 having W and Sc as constituent elements formed on the upper surface of the basic impregnated cathode 3 having a basic structure. . The coating film 10 is generally formed by a sputtering film forming method using argon as a discharge gas, as shown in the example of the conventional manufacturing method shown in FIG. In this case, even if metal Sc is used as the sputter target, the Sc
A significant portion of the film is deposited as an oxide. On the other hand, the manufacturing method of the Sc-covered impregnated cathode of the present invention is shown in FIG.
As shown in Fig. 1, a method 101 of heat-treating a coating film formed by a conventional method in hydrogen, a method 102 of including hydrogen in a discharge gas during sputtering film formation, or a sputtering method using hydrogen gas. This is a method 103 of further performing heat treatment in hydrogen after film formation. Thereby, as shown in FIG. 2, the coating film 1 containing most of Sc in the film in a metallic state can be formed.
【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。By using the above-mentioned manufacturing method, Sc
It is possible to fabricate a Sc-coated impregnated cathode having a high Sc supplying power and containing ionically in a metallic state in the coating film, and consequently being strong against ion bombardment. An ion bombardment experiment using an ion gun in a vacuum vessel using the cathode with such a structure revealed that good ion bombardment resistance was obtained. However, when the cathode having this structure was actually mounted on a cathode ray tube and a mounting test was conducted, the ion impact resistance was not improved as much as when evaluated in the above vacuum container. This is because Sc in the coating film is oxidized during the cathode ray tube manufacturing process. In order to avoid this, the protective layer 2 containing no Sc in the coating film may be formed as the upper coating film. This makes it possible to improve the ion bombardment resistance even when mounted on a cathode ray tube.
【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。A cathode for evaluating the impregnated cathode of the present invention was manufactured by the following procedure. That is, the basic-type impregnated cathode 3 was formed by pressing W powder, sintering it, and then BaO
An oxide mainly composed of, that is, an impregnating agent 32 is impregnated. In this embodiment, a mixture of Bao, CaO, and Al 2 O 3 mixed in a ratio of 4: 1: 1 is used as the impregnating agent, and the impregnating agent 32 is heated and melted at 1900 ° C. in a hydrogen atmosphere to burn W. It was impregnated into the bonded body, that is, the porous body 31. The size and shape of the basic type impregnated cathode 3 used in this example is a cylindrical pellet having a diameter of 1.2 mm and a thickness of 0.4 mm. In this example, the coating film 1 was coated by the sputter film forming method, and at this time, a small piece of the Sc metal plate was placed on the W metal plate as the sputter target. The composition of Sc in the coating film can be adjusted by increasing or decreasing the number of the small pieces. Argon or a mixed gas of argon and hydrogen (10% hydrogen) was used as the sputtering gas. The heating in the hydrogen atmosphere was 1000 ° C. for 1 hour. The coating thickness of this example is about 600n
m, Sc composition in the film is about 3 at%. The upper coating film 2 was a 200 nm W film.
【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。Using the cathode ray tube 200 shown in FIG. 5 as an example, the usage of the cathode in the cathode ray tube will be described. Cathode 201
Is located at the end of the electron gun 202, and the electron beam 204 emitted from the cathode is focused on the fluorescent screen 203 by the electron gun 202 to form an image. At this time, the residual gas positively ionized by the electron beam 204 bombards the cathode surface and deteriorates the electron emission characteristics. Table 1 shows the results of evaluation of the ion bombardment resistance of the cathode manufactured by the method of the above example using a 17-inch display tube in comparison with the case of the cathode according to the prior art.
【００１６】[0016]
【表１】 [Table 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。From these results, it is understood that in the conventional cathode, the emission current deteriorates to 80% of the initial value after 1 hour of operation. This is because the monolayer was lost due to ion bombardment. On the other hand, in the cathode having the structure of the present invention, the emission current is 90% or more of the initial value. In the operation test up to 500 hours thereafter, no further deterioration was observed.
【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。In the above example, as the impregnating agent,
A mixture of BaO, CaO, and Al 2 O 3 in a ratio of 4: 1: 1 was used, but the composition of the impregnating agent is essentially unrelated to the effect of the present invention, and 5: 3: 2 or other. The same effect can be obtained with the composition. Furthermore, in the above example, the case where W was used in addition to Sc as a constituent element of the coating film was described, but Mo can be used similarly to W, and
There is no problem if both W and are included. Similarly, in the sputter film formation, the case where Sc metal was used as the sputter target was explained, but this is the case when sputter film formation conditions such as sputter power and hydrogen gas partial pressure are used even when oxide Sc or tungstic acid Sc is used. In addition, it can be dealt with by adjusting the time and temperature of the hydrogen heat treatment. However, the reduction of Sc oxide by heating with hydrogen requires a temperature substantially above 900 ° C. Further, in the above description, the case where the cathode ray tube is used as the cathode ray tube has been described, but the one in which the fluorescent screen 203 is replaced by the photoconductive film is the image pickup tube, and ion bombardment due to cations also occurs in the image pickup tube. The cathode of the present invention exhibits good ion bombardment resistance in an image pickup tube as in the case of use in a cathode ray tube.
【００１９】[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。As described above, the impregnated cathode and the method for manufacturing the same are used as the cathode and the manufacturing method of the present invention, thereby solving the problems of the above-mentioned prior art, and thereby improving the Sc coating type. In the impregnated cathode, a manufacturing method for improving the ion bombardment resistance and a coating film structure thereof can be provided.
【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。FIG. 1 is a view for explaining the procedure of a method for producing an impregnated cathode of the present invention.
【図２】本発明の Sc 被覆型含浸形陰極の構成を示す断
面図。FIG. 2 is a cross-sectional view showing the structure of the Sc-covered impregnated cathode of the present invention.
【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。FIG. 3 is a view for explaining the procedure of a conventional method for manufacturing an impregnated cathode.
【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。FIG. 4 is a cross-sectional view showing the structure of a conventional Sc-coated impregnated cathode.
【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。FIG. 5 is a diagram showing a schematic configuration of a cathode ray tube for explaining a usage mode of the cathode of the present invention.
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。1 ... W, a coating film containing Sc, a film containing most of Sc in a metal state, 2 ... W upper coating film, 3 ... Basic impregnated cathode, 31 ... W porous body, 32 ... Impregnating agent, coating film containing 10 ... W, Sc, film containing most of Sc as oxide, 101, 10
2, 103 ... Manufacturing method of the present invention, 200 ... Cathode ray tube, 201 ... Cathode, 202 ... Electron gun, 203 ... Phosphor screen, 204 ... Electron beam.
───────────────────────────────────────────────────── 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 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Emiko Yamada 1-280 Higashi Koikekubo, Kokubunji City, Tokyo Inside Central Research Laboratory, Hitachi, Ltd. (72) Tadashi Narusei, 1-280 Higashi Koikekubo, Kokubunji City, Tokyo Hitachi Ltd. Central Research Laboratory of the Works (72) Inventor Matsu ▲ Saki ▼ Naoko, 1-280, Higashi Koigokubo, Kokubunji City, Tokyo Inside the Central Research Laboratory of Hitachi, Ltd.
Claims (6)
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。1. A coating film containing scandium mainly containing tungsten and / or molybdenum, and a mixed gas of hydrogen and argon are formed on the surface of an impregnated cathode in which a porous tungsten substrate is impregnated with an oxide containing barium. A method for producing an impregnated cathode, which is characterized in that it is formed by a sputtering film forming method using discharge gas.
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。2. After forming a coating film containing scandium mainly containing tungsten and / or molybdenum on the surface of an impregnated cathode obtained by impregnating a porous tungsten substrate with an oxide containing barium by a sputtering film formation method. A method for producing an impregnated cathode, which comprises heating at 900 ° C. or higher in a hydrogen atmosphere.
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。3. A method for producing an impregnated cathode, which comprises heating the coating film according to claim 1 and then heating in a hydrogen atmosphere according to claim 2.
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。4. An upper coating film of tungsten and / or molybdenum is further formed on the upper surface of the coating film of the cathode prepared by the manufacturing method according to claim 1. Description: And a method for producing an impregnated cathode.
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。5. An impregnated cathode produced by the method according to any one of claims 1, 2, 3, and 4, wherein the cathode coating film contains scandium metal. Shaped cathode.
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。6. A cathode ray tube having at least an impregnated cathode, a phosphor screen or an imaging surface, and an electrode for converging electrons emitted from the impregnated cathode to the phosphor screen or the imaging surface, wherein the impregnated cathode Is an impregnated cathode according to claim 5.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28021894A JPH08138536A (en) | 1994-11-15 | 1994-11-15 | Impregnated cathode, manufacture thereof, and cathode-ray tube using this |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28021894A JPH08138536A (en) | 1994-11-15 | 1994-11-15 | Impregnated cathode, manufacture thereof, and cathode-ray tube using this |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08138536A true JPH08138536A (en) | 1996-05-31 |
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ID=17621965
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28021894A Pending JPH08138536A (en) | 1994-11-15 | 1994-11-15 | Impregnated cathode, manufacture thereof, and cathode-ray tube using this |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08138536A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113936981A (en) * | 2021-09-29 | 2022-01-14 | 北京工业大学 | Preparation method of impregnated tungsten-rhenium-osmium ternary mixed-base diffusion cathode |
-
1994
- 1994-11-15 JP JP28021894A patent/JPH08138536A/en active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113936981A (en) * | 2021-09-29 | 2022-01-14 | 北京工业大学 | Preparation method of impregnated tungsten-rhenium-osmium ternary mixed-base diffusion cathode |
| CN113936981B (en) * | 2021-09-29 | 2023-06-23 | 北京工业大学 | Preparation method of impregnated tungsten-rhenium-osmium ternary mixed base diffusion cathode |
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