JPH0997561A - 電子管用陰極の製造方法 - Google Patents

電子管用陰極の製造方法

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JPH0997561A
JPH0997561A JP7255420A JP25542095A JPH0997561A JP H0997561 A JPH0997561 A JP H0997561A JP 7255420 A JP7255420 A JP 7255420A JP 25542095 A JP25542095 A JP 25542095A JP H0997561 A JPH0997561 A JP H0997561A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 基体金属上に還元性を有する金属層及び電子
放射物質層を設ける電子管用陰極の製造方法において
は、金属層形成後の熱処理を行っても、電子管用陰極の
初期の電子放射特性のバラツキが大きかった。 【解決手段】 円筒状のスリーブ1の一端に、ニッケル
を主成分とし還元剤を含有する基体金属2を溶接し、こ
の基体金属2上に、タングステン、モリブデン、タンタ
ル等の金属を主成分とする金属層3を形成した後、基体
金属2と金属層3を、真空中で、1000℃の温度で、
10分間の熱処理を行い、次いで金属層3上に、少なく
ともバリウムを含むアルカリ性土類金属酸化物4aと希
土類金属酸化物4bとの混合物からなる電子放射物質層
4を塗布するものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、ブラウン管など
に使用される電子管用陰極の製造方法に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】図5は、たとえば特開平3−25773
5号公報に開示されたテレビジョン用ブラウン管や撮像
管に用いられている電子管用陰極の一部拡大断面図であ
る。図6は、従来の電子管用陰極の製造方法を示す図で
ある。図5において、1は略円筒状のスリーブ、2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)からなる基
体金属であり、略円筒状のスリーブ1の一端に溶接固定
されている。3は基体金属2の頂部上面に被覆形成され
た金属層であり、基体金属2の還元性元素の少なくとも
一種より還元性が同等、または小さく、かつニッケル
(Ni)よりも還元性が大きい金属を主成分とする。4
は金属層3の上面に被着形成された電子放射物質層で、
バリウム(Ba)、ストロンチウム(Sr)及びカルシ
ウム(Ca)を含む3元のアルカリ土類金属酸化物4a
中に、酸化スカンジウムなどの希土類金属酸化物4bを
分散させて構成されている。5はスリーブ1内に配設さ
れたヒータであり、これを加熱することにより、基体金
属2が加熱され、電子放射物質層4から熱電子が放出さ
れる。
【0003】次に、このように構成された電子管用陰極
において、従来の製造方法による基体金属2への金属層
3及び電子放射物質層4の被着形成方法について、図6
を用いて説明する。まず、基体金属2とスリーブ1を溶
接して(S1)、陰極基体部を形成した後、この陰極基
体部を、例えば電子ビーム蒸着装置内に配設し、10-5
〜10-8torr程度の真空雰囲気で、タングステン
(W)を電子ビームで加熱蒸着して、金属層3を形成す
る(S2)。その後、この陰極基体部を、例えば真空中
で800〜1100°Cの温度範囲で5分間未満の熱処
理する(S3)が、これは金属層3内部あるいは表面に
残存する酸素などの不純物を除去し、また金属層3を焼
結あるいは再結晶化あるいは基体金属2中へ拡散させる
ためである。
【0004】次に、上記熱処理後の陰極基体部上面に、
バリウム、ストロンチウム、カルシウムの3元系炭酸
塩、所定量の酸化スカンジウムとニトロセルロース等か
らなるバインダーの懸濁混合液を、例えばスプレー法な
どで塗布して、電子放射性物質層4となる膜を形成する
(S4)。ついで、この陰極を電子銃に組み込み、ブラ
ウン管の排気工程中にヒータ5によって加熱する。この
時、3元系炭酸塩は熱分解により、アルカリ土類金属酸
化物(4a)に変化する。排気工程の後に、さらに高温
に加熱して活性化工程を経るが、この時アルカリ土類金
属酸化物4aの一部が還元されて、電子放射物質層4が
半導体的性質を有するようになり、金属層3上にアルカ
リ土類金属酸化物4aと希土類金属酸化物4bとの混合
物からなる電子放射物質層4が形成される。
【0005】この活性化工程において、アルカリ土類金
属酸化物4aの一部は、次のような反応をする。すなわ
ち、基体金属2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、拡散により金属層3とアルカリ土
類金属酸化物4aの界面に移動し、アルカリ土類金属酸
化物4aと反応する。たとえば、アルカリ土類金属酸化
物が酸化バリウムであれば次式(1)、(2)の様に反
応し、遊離バリウムを生成する。 4BaO+Si→2Ba+Ba2 SiO4 ・・・・(1) BaO+Mg→Ba+MgO ・・・・(2) また、特開平3−257735号公報に開示されている
ように、電子放射物質層4が直接接している金属層3と
の反応も同時に進行し、金属層3の成分が例えばタング
ステンである場合は、式(3)のような反応が起こり、
遊離バリウムの生成の手助けとなる。 2BaO+1/3W→Ba+1/3Ba3 WO6 ・・・・(3) これらの反応の結果、金属層3上に被着形成されている
アルカリ土類金属酸化物4aの一部が還元されて、酸素
欠乏型の半導体となり、遊離バリウムからの電子放射が
容易になる。
【0006】しかしながら、(1)式の反応で生成した
珪酸バリウム(Ba2 SiO4 )は、陰極動作中に金属
層3と電子放射物質層4の界面に蓄積され、基体金属2
からのマグネシウムあるいはシリコンの拡散が抑制さ
れ、還元反応の低下による遊離バリウムの生成を抑える
ため、希土類金属酸化物4bを電子放射物質層4中に添
加することにより、式(4)(5)のように反応して珪
酸バリウムを分解し、継続したマグネシウムあるいはシ
リコンの拡散を可能にさせる。この場合、陰極温度が7
00〜800°Cの動作温度で3.0A/cm2 以上の
電流密度動作が可能となる。 1/2Sc2 3 +3/2Mg→Sc+3/2MgO ・・・・(4) 1/2Ba2 SiO4 +4/3Sc→Ba+1/2Si+2/3Sc2 ・・・・(5) なお、金属層3が無く、希土類金属酸化物4bの添加の
みの場合は、1.32〜2.64A/cmである。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】このような従来の電子
管用陰極の製造方法においては、金属層3の形成前に基
体金属2の熱処理を実施しておらず、また、金属層3形
成後の熱処理においても、処理時間が通常5分間未満で
あったため、金属層3の焼結、再結晶化、基体金属2へ
の拡散、基体金属2との接合強度の状態にバラツキが生
じ易く、その結果、初期の電子放射特性のバラツキが大
きいという欠点があった。
【0008】この発明は、このような従来の電子管用陰
極の製造方法のもつ課題を解決するためになされたもの
で、初期の電子放射特性のバラツキの少ない電子管用陰
極の製造方法を得ることを目的としている。
【0009】
【課題を解決するための手段】この発明に係わる電子管
用陰極の製造方法においては、ニッケルを主成分とし還
元剤を含有する基体金属上に、基体金属の還元剤より還
元性が同等または小さく且つニッケルより還元性が大き
い金属を主成分とする金属層を形成した後、基体金属と
金属層を、真空または還元性雰囲気中で、800〜11
00℃の温度範囲で、5分以上60分以下の熱処理を行
い、次いで金属層上に、少なくともバリウムを含むアル
カリ性土類金属酸化物と希土類金属酸化物との混合物か
らなる電子放射物質層を塗布するものである。基体金属
上に金属層を形成する前に、基体金属を還元性雰囲気中
で、800〜1100℃の温度範囲で熱処理するもので
ある。熱処理に要する時間を、5分以上60分以下とす
るものである。
【0010】
【発明の実施の形態】
実施の形態1.図1は、この発明の実施の形態1による
電子管用陰極の製造方法を示す図である。図2は、図1
の製造方法を適用した電子管用陰極の活性化後の電子放
射特性を示すグラフである。なお、電子管用陰極の構造
は、図5に示すものと同じであるので、図5を援用す
る。基体金属2の主成分はニッケルであり、少なくとも
1種、通常2〜4種の還元剤を含有したものが用いら
れ、例えば、シリコン、マグネシウム、タングステン等
の還元剤の割合が、通常0.01〜3%(重量%、以下
同様)のものが用いられるが、実施の形態1では、基体
金属2として、ニッケル中に0.05%のシリコンと、
0.05%のマグネシウムを含有させた。金属基体2上
には、例えばタングステン、モリブデン、タンタル、ク
ロム等から選ばれた少なくとも1種以上の金属元素を含
む金属層3を形成する。金属層3の厚さは、2.0μm
以下であることが好ましく、0.8μm以下であれば更
に良い。
【0011】金属層3上に形成される電子放射物質層4
は、少なくともバリウムを含み、他にストロンチウム、
カルシウム等が含まれるアルカリ土類金属酸化物4a
と、たとえば酸化スカンジウム、酸化イットリウム等の
希土類金属酸化物4bの混合物からなる層である。電子
放射物質層4中のアルカリ土類金属酸化物4aの割合
は、90〜99%が好ましく、希土類金属酸化物4bの
割合は、1〜10%が好ましいが、実施の形態1ではバ
リウム、ストロンチウム、カルシウムを含むアルカリ土
類金属酸化物93%と、希土類金属酸化物として酸化ス
カンジウム7%を含む混合物を、スプレー法により被着
形成している。
【0012】図1の電子管用陰極の製造方法について説
明する。まず基体金属2とスリーブ1が溶接された(S
11)後に、基体金属2の頂部上面にスパッタリング蒸
着法により、タングステンの金属層3を被着形成し(S
12)、その後、金属層3の焼結、再結晶化、基体金属
2中への拡散を行うため、真空中で1000°Cの熱処
理を10分間実施した(S13)。電子放射物質層4に
ついては、S13の熱処理後に、スプレー法により約1
00μmの厚さで塗布を行っている(S14)。なお、
比較例として、S13の熱処理時間を、2分間、5分
間、20分間、60分間としたものも同様に電子放射特
性を評価した。図2は、実施の形態1による電子管用陰
極の初期電子放射特性であり、電子管用陰極を電子銃に
組み込み、更に排気工程、活性化工程を経たブラウン管
において、800°Cの陰極温度に設定して評価した結
果である。比較のためのS13の熱処理時間を、2分
間、5分間、20分間、60分間としたものも同様に記
載したが、図からも判るように熱処理時間が、5分間未
満では特性のバラツキが大きく、10分間以上では安定
している。
【0013】なお、実施の形態1ではS13の熱処理工
程を真空中で行っているが、水素雰囲気のような還元性
雰囲気中で行った場合も同様の結果が得られている。ま
た、60分間を超える熱処理を行った場合には、基体金
属2中の還元剤の蒸発による消耗が大きくなり、長期間
動作中の還元効果低下、遊離バリウム減少を引き起こす
ため、電子放射の寿命特性の劣化が顕著となる。また、
S13の熱処理温度を1000°Cにしているが、80
0〜1100°Cの熱処理温度であれば、同様の効果が
得られる。
【0014】実施の形態2.図3は、この発明の実施の
形態2による電子管用陰極の製造方法を示す図である。
図4は、図3の製造方法を適用した電子管用陰極の活性
化後の電子放射特性を示すグラフである。なお、電子管
用陰極の構造は、図5に示すものと同じであり、図5を
援用して説明する。実施の形態2では、タングステンの
金属層3を形成(S23)前に、基体金属2を水素雰囲
気中1000°Cで20分間熱処理し(S22)、基体
金属2の表面に付着した有機化合物等の異物の除去およ
び基体金属2の成分であるニッケル、シリコン、マグネ
シウムの表面酸化膜を還元し、清浄な金属面を形成させ
た。金属層3の形成については、基体金属2の頂部上面
にスパッタリング蒸着法により、タングステンの金属層
3を被着形成し(S23)、その後、金属層3の焼結、
再結晶化、基体金属2中への拡散を行うため、真空中で
1000°Cの熱処理を、10分間実施している(S2
4)。電子放射物質層4については、S24の熱処理後
にスプレー法により、約100μmの厚さで塗布を行っ
ている(S25)。なお、比較例として、金属層3の形
成前のS22の熱処理時間を2分間、5分間、10分
間、60分間としたものも、同様に電子放射特性を評価
した。
【0015】図4は、このようにして形成された電子管
用陰極を電子銃に組み込み、更に排気工程、活性化工程
を経たブラウン管において、800°Cの陰極温度に設
定して評価した結果である。また、比較のための金属層
3の形成前のS22の熱処理時間を、2分間、5分間、
10分間、60分間としたものも同様に記載したが、図
からも判るように、熱処理時間が5分間以上では、特に
バラツキが小さく、その効果が顕著に現れ、また、基体
金属2上への金属層3の接合強度も向上している。ま
た、S22の熱処理を60分を超えて施した場合には、
実施の形態1と同様の理由で寿命特性が低下する。
【0016】なお、実施の形態2では、S22の熱処理
温度を1000°Cにしているが、800〜1100°
Cの熱処理温度であれば、同様の効果が得られる。ま
た、S24の熱処理温度も同様である。更に、S24の
熱処理を真空中で行っているが、水素雰囲気のような還
元性雰囲気中で行った場合でも同様の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の実施の形態1による電子管用陰極
の製造方法を示す図である。
【図2】 図1の製造方法を適用した電子管用陰極の活
性化後の電子放射特性を示す図である。
【図3】 この発明の実施の形態2による電子管用陰極
の製造方法を示す図である。
【図4】 図3の製造方法を適用した電子管用陰極の活
性化後の電子放射特性を示す図である。
【図5】 従来の電子管用陰極の一部拡大断面図であ
る。
【図6】 従来の電子管用陰極の製造方法を示す図であ
る。
【符号の説明】
1 スリーブ、2 基体金属、3 金属層、4 電子放
射物質層、4a アルカリ土類金属酸化物、4b 希土
類金属酸化物、5 ヒータ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 近藤 利一 富山市晴海台8番5号 菱北電子株式会社 内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ニッケルを主成分とし還元剤を含有する
    基体金属上に基体金属の還元剤より還元性が同等または
    小さく且つニッケルより還元性が大きい金属を主成分と
    する金属層を形成する工程、上記基体金属と金属層を、
    真空または還元性雰囲気中において、800〜1100
    ℃の温度範囲で、5分以上60分以下の熱処理を行う工
    程、上記金属層上に少なくともバリウムを含むアルカリ
    性土類金属酸化物と希土類金属酸化物との混合物からな
    る電子放射物質層を塗布する工程を含むことを特徴とす
    る電子管用陰極の製造方法。
  2. 【請求項2】 基体金属上に金属層を形成する工程の前
    に、基体金属を還元性雰囲気中で、800〜1100℃
    の温度範囲で熱処理する工程を含むことを特徴とする請
    求項1記載の電子管用陰極の製造方法。
  3. 【請求項3】 基体金属上に金属層を形成する工程の前
    に行われる熱処理工程に要する時間は、5分以上60分
    以下であることを特徴とする請求項2記載の電子管用陰
    極の製造方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2001035435A1 (en) * 1999-11-12 2001-05-17 Orion Electric Co., Ltd. Electron tube cathode and method for manufacturing the same
KR100357947B1 (ko) * 1999-11-05 2002-10-25 삼성에스디아이 주식회사 전자관용 음극 및 그 제조방법
US6641450B2 (en) 1999-11-05 2003-11-04 Samsung Sdi Co., Ltd. Method of making a cathode for an electron tube

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100357947B1 (ko) * 1999-11-05 2002-10-25 삼성에스디아이 주식회사 전자관용 음극 및 그 제조방법
US6641450B2 (en) 1999-11-05 2003-11-04 Samsung Sdi Co., Ltd. Method of making a cathode for an electron tube
WO2001035435A1 (en) * 1999-11-12 2001-05-17 Orion Electric Co., Ltd. Electron tube cathode and method for manufacturing the same

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