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JPH10144202A - Negative electrode for electron tube and its manufacture - Google Patents

Negative electrode for electron tube and its manufacture

Info

Publication number
JPH10144202A
JPH10144202A JP30002596A JP30002596A JPH10144202A JP H10144202 A JPH10144202 A JP H10144202A JP 30002596 A JP30002596 A JP 30002596A JP 30002596 A JP30002596 A JP 30002596A JP H10144202 A JPH10144202 A JP H10144202A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
oxide
vanadium
electron
electron tube
tantalum
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP30002596A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yoshiki Hayashida
芳樹 林田
Tetsuo Ozawa
哲郎 小澤
Hiroshi Sakurai
浩 櫻井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electronics Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electronics Corp filed Critical Matsushita Electronics Corp
Priority to JP30002596A priority Critical patent/JPH10144202A/en
Priority to US08/966,113 priority patent/US5925976A/en
Priority to DE69719452T priority patent/DE69719452T2/en
Priority to EP97119574A priority patent/EP0841676B1/en
Priority to CA002220537A priority patent/CA2220537C/en
Priority to MYPI97005351A priority patent/MY119054A/en
Priority to KR1019970059294A priority patent/KR100319227B1/en
Priority to NO975206A priority patent/NO975206L/en
Priority to CN97114352A priority patent/CN1123031C/en
Publication of JPH10144202A publication Critical patent/JPH10144202A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To realize a negative electrode, of which lifetime is prolonged so as to improve the profitability, by including at least one kind of metal, which is selected from a group of vanadium or the like, with the oxide of alkaline rare earth metal, which includes barium, as an electron emitting material. SOLUTION: A metal base 3 is provided in an opening part of one end of a cylindrical sleeve 2, and the base 3 is mainly composed of nickel, and the base 3 includes a fine quantity of reduction element such as magnesium. The base 3 is coated with the electron emitting material composed of alkaline rare earth metal oxide 5, which includes barium or the like, and vanadium 6. Namely, the base 3, which is mainly composed of nickel, is coated with the electron emitting material, which is mainly composed of the oxide of alkaline rare earth metal and which includes at least one kind of vanadium, niobium, tantalum at 0.002-6wt.% in relation to the total weight of the oxide. With this structure, emission current can be stabilized for a long time, and a profitable device having a long lifetime can be obtained.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、テレビあるいは情
報の表示、いわゆるディスプレイに利用されブラウン管
(CRT)等の電子管における陰極、詳しくは同陰極の
電子放射物質およびその製造方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a cathode for an electron tube such as a cathode ray tube (CRT) used for a television or information display, a so-called display, and more particularly to an electron emitting material of the cathode and a method for producing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の電子管陰極は、図9に示すよう
に、ヒータコイル1と、このヒータコイル1を内蔵した
筒状のスリーブ2と、このスリーブ2の一端開口部に設
けた、ニッケル主体で、微量のマグネシウム等の還元性
元素を含む金属基体3と、この基体3上に被着された電
子放射物質層4とで構成され、この電子放射物質層4に
は、バリウムを含むアルカリ土類金属の酸化物を主成分
としたものが、いわゆる酸化物陰極として利用されてい
る。
2. Description of the Related Art As shown in FIG. 9, a conventional electron tube cathode includes a heater coil 1, a cylindrical sleeve 2 containing the heater coil 1, and a nickel-based sleeve provided at one end opening of the sleeve 2. And a metal substrate 3 containing a trace amount of a reducing element such as magnesium, and an electron emitting material layer 4 deposited on the substrate 3. The electron emitting material layer 4 has an alkaline earth material containing barium. A material containing an oxide of a similar metal as a main component is used as a so-called oxide cathode.

【0003】このような陰極は、数千時間の長時間動作
において、電子放射物質の劣化により、徐々にエミッシ
ョン電流が低下するという現象がみられる。また、電子
放射物質層に酸化スカンジウムや酸化イットリウム等の
希土類金属酸化物を0.3ないし15重量%添加すると
長寿命化が図られるという提案もある(例えば、特開昭
62−22347号公報参照)。
In such a cathode, a phenomenon in which the emission current gradually decreases due to the deterioration of the electron-emitting material in a long-time operation of several thousand hours is observed. There is also a proposal that the life can be prolonged by adding 0.3 to 15% by weight of a rare earth metal oxide such as scandium oxide or yttrium oxide to the electron emitting material layer (for example, see Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-22347). ).

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】電子管陰極は、電子放
射物質の劣化を抑制し、エミッション電流の低下を小さ
くすることが、当面、技術的課題である。
For the time being, it is a technical problem for the electron tube cathode to suppress the deterioration of the electron emitting material and reduce the decrease in the emission current.

【0005】本発明は、寿命が長く、かつ経済的な電子
管陰極を実現することが、主要な目的である。
[0005] It is a main object of the present invention to realize an economical electron tube cathode having a long life and being economical.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明の特徴は、電子管
用陰極の電子放射物質として、バリウムを含むアルカリ
土類金属の酸化物と共に、バナジウム、ニオブ、タンタ
ルから選ばれる少なくとも1種の金属を含有させること
にあり、これにより、電子放射物質の性能劣化を抑制
し、陰極のエミッション電流の低下を小さくする作用を
確認することができた。
The feature of the present invention is that at least one metal selected from vanadium, niobium and tantalum is used together with an oxide of an alkaline earth metal containing barium as an electron emitting material of a cathode for an electron tube. Due to the inclusion, the effect of suppressing the performance deterioration of the electron emitting material and reducing the decrease in the emission current of the cathode could be confirmed.

【0007】[0007]

【発明の実施の形態】本発明の請求項1に記載の電子管
陰極は、ニッケルを主成分とする金属の基体上に、アル
カリ土類金属の酸化物を主成分とし、バナジウム、ニオ
ブ、タンタルから選ばれる少なくとも1種の金属を含有
する電子放射物質を被着する。これにより、長時間にわ
たってエミッション電流が安定し、経済的でかつ長寿命
な電子管陰極を実現することができる。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION An electron tube cathode according to claim 1 of the present invention comprises a metal base containing nickel as a main component and an oxide of an alkaline earth metal as a main component, composed of vanadium, niobium and tantalum. An electron emitting material containing at least one selected metal is applied. As a result, the emission current can be stabilized for a long time, and an economical and long-life electron tube cathode can be realized.

【0008】本発明の請求項2に記載の電子管陰極は、
請求項1に記載の電子管陰極において、バナジウム、ニ
オブ、タンタルから選ばれる金属の総含有量が、アルカ
リ土類金属の酸化物を主成分とする電子放射物質の全重
量に対して、0.001重量%以上5重量%以下であ
る。これにより、長時間にわたってエミッション電流が
安定し、陰極の長寿命化を図ることができる。
[0008] The electron tube cathode according to claim 2 of the present invention comprises:
2. The electron tube cathode according to claim 1, wherein the total content of metals selected from vanadium, niobium, and tantalum is 0.001 to the total weight of the electron-emitting substance mainly composed of an alkaline earth metal oxide. % By weight or more and 5% by weight or less. As a result, the emission current is stabilized for a long time, and the life of the cathode can be extended.

【0009】本発明の請求項3に記載の電子管陰極は、
ニッケルを主成分とする金属の基体上に、アルカリ土類
金属の酸化物を主成分とし、酸化バナジウム、酸化ニオ
ブ、酸化タンタルの少なくとも1種の金属酸化物を含有
する電子放射物質を被着する。これにより、長時間にわ
たってエミッション電流が安定し、経済的でかつ長寿命
な電子管陰極を実現することができる。
According to a third aspect of the present invention, there is provided an electron tube cathode comprising:
An electron-emitting substance containing an oxide of an alkaline earth metal as a main component and containing at least one metal oxide of vanadium oxide, niobium oxide, and tantalum oxide is deposited on a metal base containing nickel as a main component. . As a result, the emission current can be stabilized for a long time, and an economical and long-life electron tube cathode can be realized.

【0010】本発明の請求項4に記載の電子管陰極は、
請求項3に記載の電子管陰極において、酸化バナジウ
ム、酸化ニオブ、酸化タンタルから選ばれる金属酸化物
の総含有量が、アルカリ土類金属の酸化物を主成分とす
る電子放射物質の全重量に対して、0.002重量%以
上6重量%以下である。これにより、長時間にわたって
エミッション電流が安定し、陰極の長寿命化を図ること
ができる。
The electron tube cathode according to claim 4 of the present invention comprises:
The electron tube cathode according to claim 3, wherein the total content of metal oxides selected from vanadium oxide, niobium oxide, and tantalum oxide is based on the total weight of the electron-emitting substance mainly composed of an alkaline earth metal oxide. Therefore, the content is 0.002% by weight or more and 6% by weight or less. As a result, the emission current is stabilized for a long time, and the life of the cathode can be extended.

【0011】本発明の請求項5に記載の電子管陰極は、
酸化バナジウム、酸化ニオブ、酸化タンタルから選ばれ
る金属酸化物の平均粒子径が10μm以下である。これ
により、長時間にわたってエミッション電流が安定し、
陰極の長寿命化を図ることができる。
[0011] The electron tube cathode according to claim 5 of the present invention comprises:
The average particle diameter of a metal oxide selected from vanadium oxide, niobium oxide, and tantalum oxide is 10 μm or less. This stabilizes the emission current for a long time,
The service life of the cathode can be extended.

【0012】本発明の請求項6に記載の電子管陰極の製
造方法は、バナジウム、ニオブ、タンタルの少なくとも
1種の元素をアルカリ土類金属と共沈させた炭酸塩を、
熱分解させて酸化物とする工程を備えたものである。こ
の方法により、バナジウム、ニオブ、タンタルを粒子で
含有させた場合に比べて長寿命化を図ることができる。
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a method for producing an electron tube cathode, comprising: a carbonate in which at least one element selected from vanadium, niobium and tantalum is coprecipitated with an alkaline earth metal;
It is provided with a step of thermally decomposing to an oxide. According to this method, the life can be extended as compared with the case where vanadium, niobium, and tantalum are contained as particles.

【0013】本発明の請求項7に記載の電子管陰極の製
造方法は、バナジウムまたはニオブをアルカリ土類金属
と共沈させた炭酸塩が、硝酸バナジウムまたは硝酸ニオ
ブとアルカリ土類金属の硝酸塩との混合水溶液と、アル
カリ金属の炭酸塩、アルカリ金属の炭酸水素塩、炭酸ア
ンモニウム、炭酸水素アンモニウムの群から選ばれた少
なくとも1種の水溶液との中和反応によって得られたも
のである。この方法により、電子放射物質中への不純物
の残留が少なくなり、陰極の長寿命化を図ることができ
る。
According to a seventh aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing an electron tube cathode, wherein the carbonate in which vanadium or niobium is coprecipitated with an alkaline earth metal is formed of vanadium nitrate or niobium nitrate and an alkaline earth metal nitrate. It is obtained by a neutralization reaction between a mixed aqueous solution and at least one aqueous solution selected from the group consisting of alkali metal carbonate, alkali metal bicarbonate, ammonium carbonate and ammonium bicarbonate. According to this method, the amount of impurities remaining in the electron-emitting material is reduced, and the life of the cathode can be extended.

【0014】本発明の請求項8に記載の電子管陰極の製
造方法は、タンタルをアルカリ土類金属と共沈させた炭
酸塩が、アルカリ金属の炭酸塩とタンタルとの混合水溶
液と、アルカリ土類金属硝酸塩水溶液との中和反応によ
って得られたものである。この方法により、電子放射物
質中への不純物の残留が少なくなり、陰極の長寿命化を
図ることができる。
[0014] In the method for manufacturing an electron tube cathode according to claim 8 of the present invention, the carbonate in which tantalum is coprecipitated with an alkaline earth metal may be a mixed aqueous solution of an alkali metal carbonate and tantalum, and an alkaline earth metal. It is obtained by a neutralization reaction with an aqueous metal nitrate solution. According to this method, the amount of impurities remaining in the electron-emitting material is reduced, and the life of the cathode can be extended.

【0015】[0015]

【実施例】以下、本発明の実施例について、図面を用い
て説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0016】(実施例1)図1は、本発明の電子管陰極
の一実施例の概略構造を示したものである。図1におい
て、電子管陰極は、ヒータコイル1と、このヒータコイ
ル1を内蔵した筒状のスリーブ2と、このスリーブ2の
一端開口部に設けた、ニッケル主体で、微量のマグネシ
ウム等の還元性元素を含む金属基体3と、この基体3上
に被着されたバリウムを含むアルカリ土類金属酸化物5
とバナジウム6からなる電子放射物質層とで構成されて
いる。
(Embodiment 1) FIG. 1 shows a schematic structure of an embodiment of an electron tube cathode according to the present invention. In FIG. 1, an electron tube cathode includes a heater coil 1, a tubular sleeve 2 containing the heater coil 1, and a nickel-based, trace amount of a reducing element such as magnesium provided at one end opening of the sleeve 2. A metal substrate 3 containing barium and an alkaline earth metal oxide 5 containing barium deposited on the substrate 3
And an electron emitting material layer made of vanadium 6.

【0017】第1の実施例の電子管陰極を製造工程に沿
って、順次、説明する。バリウムとストロンチウムが
1:1のモル比の二元炭酸塩に対して、0.8重量%
(電子放射物質層に対して1.1重量%)のバナジウム
または1.0重量%(電子放射物質層に対して1.3重
量%)の酸化バナジウムを添加して、バリウム・ストロ
ンチウム炭酸塩とバナジウムまたは酸化バナジウムとの
混合物を作製した。前記混合物を、陰極基体上に約50
μmの厚さに被着し、真空中930℃で熱分解させて、
バリウム・ストロンチウム酸化物とバナジウムまたは酸
化バナジウムからなる電子放射物質層を有する図1に示
す構造の電子管陰極を作成した。
The electron tube cathode of the first embodiment will be described sequentially along the manufacturing process. 0.8% by weight of barium and strontium in a binary carbonate having a molar ratio of 1: 1
(1.1% by weight with respect to the electron emitting material layer) or 1.0% by weight (1.3% by weight with respect to the electron emitting material layer) vanadium oxide, and barium strontium carbonate and A mixture with vanadium or vanadium oxide was made. The mixture is applied to a cathode substrate for about 50
μm thick, pyrolyzed at 930 ° C in vacuum,
An electron tube cathode having a structure shown in FIG. 1 having an electron emitting material layer made of barium / strontium oxide and vanadium or vanadium oxide was prepared.

【0018】かくして得られた電子管陰極をディスプレ
イ用CRTに用い、このCRTの動作開始時の電流密度
が2.0A/cm2となるように設定して、2000時
間の加速寿命試験を行った。
The obtained electron tube cathode was used for a CRT for a display, and a current density at the start of the operation of the CRT was set to 2.0 A / cm 2, and an accelerated life test for 2,000 hours was performed.

【0019】図2は、その加速寿命試験におけるエミッ
ション電流の経時変化を示したもので、図中の特性A
は、電子放射物質層にバナジウムを添加した本発明の電
子管陰極を、特性Bは、電子放射物質層に酸化バナジウ
ムを添加した本発明の電子管陰極を、特性aは電子放射
物質層がアルカリ土類金属酸化物のみからなる従来の電
子管陰極を示す。
FIG. 2 shows a change with time of the emission current in the accelerated life test.
Is the electron tube cathode of the present invention in which vanadium is added to the electron emitting material layer, the characteristic B is the electron tube cathode of the present invention in which vanadium oxide is added to the electron emitting material layer, and the characteristic a is that the electron emitting material layer is alkaline earth. 1 shows a conventional electron tube cathode made only of a metal oxide.

【0020】図2から明らかなように、電子放射物質層
にバナジウムまたは酸化バナジウムを添加すると、加速
寿命試験におけるエミッション電流の低下は、アルカリ
土類金属酸化物のみからなる従来の電子管陰極に比べて
大きく抑制され、長寿命化を達成できることがわかる。
とりわけ、酸化バナジウムを添加した場合の方がエミッ
ション電流の低下が少なく、効果が大きい。
As is clear from FIG. 2, when vanadium or vanadium oxide is added to the electron emitting material layer, the emission current in the accelerated life test is reduced as compared with the conventional electron tube cathode made of only alkaline earth metal oxide. It can be seen that it is greatly suppressed and a longer life can be achieved.
In particular, when vanadium oxide is added, the decrease in emission current is smaller and the effect is greater.

【0021】また、バナジウムおよび酸化バナジウム
は、工業的入手が容易で、かつ、安価であることから、
電子放射物質層にバナジウムまたは酸化バナジウムを添
加することにより、経済的な電子管陰極を実現すること
ができる。
Vanadium and vanadium oxide are easy to obtain industrially and are inexpensive.
By adding vanadium or vanadium oxide to the electron emitting material layer, an economical electron tube cathode can be realized.

【0022】バナジウムおよび酸化バナジウムの添加量
については、図3に示すように、電子放射物質層全体に
対し、それぞれ0.001〜5重量%および、0.00
2〜6重量%の範囲において、エミッション電流の低下
を抑える効果がみられた。とりわけ本実施例で示したよ
うに、電子放射物質層に対し、バナジウムおよび酸化バ
ナジウムの添加量をそれぞれ1.1重量%付近、1.3
重量%付近にしたときに最も大きな効果が得られた。
As shown in FIG. 3, the amounts of vanadium and vanadium oxide added are 0.001 to 5% by weight and 0.005% by weight, respectively, based on the entire electron emitting material layer.
In the range of 2 to 6% by weight, an effect of suppressing a decrease in emission current was observed. In particular, as shown in this embodiment, the amount of vanadium and vanadium oxide added to the electron-emitting material layer was around 1.1% by weight and 1.3%, respectively.
The greatest effect was obtained when the weight ratio was set at around%.

【0023】なお、本実施例では、アルカリ土類金属酸
化物として、バリウム・ストロンチウムの二元酸化物を
用いた場合について述べたが、バリウム・ストロンチウ
ム・カルシウムの三元酸化物の場合でも同じ効果が得ら
れる。
In this embodiment, the case where a binary oxide of barium / strontium is used as the alkaline earth metal oxide has been described. However, the same effect can be obtained even when a ternary oxide of barium / strontium / calcium is used. Is obtained.

【0024】(実施例2)次に、本発明の第2の実施例
について説明する。
(Embodiment 2) Next, a second embodiment of the present invention will be described.

【0025】実施例1に示した構成の電子管陰極の製造
において、酸化バナジウムの代わりに酸化ニオブをバリ
ウム・ストロンチウム炭酸塩に対して、1重量%(電子
放射物質層に対して1.3重量%)となるように添加し
て混合物とし、前記混合物を、陰極基体上に約50μm
の厚さに被着し、真空中930℃で熱分解させて、バリ
ウム・ストロンチウム酸化物と酸化ニオブからなる電子
放射物質層を有する電子管陰極を作成した。
In the manufacture of the electron tube cathode having the structure shown in Example 1, niobium oxide was used in place of vanadium oxide in an amount of 1% by weight based on barium strontium carbonate (1.3% by weight based on the electron emitting material layer). ) To form a mixture, and the mixture is applied to a cathode substrate of about 50 μm
And thermally decomposed in vacuum at 930 ° C. to produce an electron tube cathode having an electron emitting material layer composed of barium / strontium oxide and niobium oxide.

【0026】かくして得られた電子管陰極をディスプレ
イ用CRTに用い、このCRTの動作開始時の電流密度
が2.0A/cm2となるように設定して、2000時
間の加速寿命試験を行ったところ、エミッション電流の
低下については、酸化バナジウムを添加させた場合と同
等の結果が得られ、長寿命化を実現できた。
The electron tube cathode thus obtained was used for a CRT for a display, and a current density at the start of the operation of the CRT was set to 2.0 A / cm 2, and an accelerated life test of 2,000 hours was performed. As for the reduction of the emission current, the same result as in the case where vanadium oxide was added was obtained, and a longer life was realized.

【0027】さらに、本実施例の電子管陰極では、電子
放射物質層の熱収縮を抑える作用があり、それによっ
て、カットオフ電圧の変化が低減された。ここで、カッ
トオフ電圧とは、エミッション電流を遮断する陰極電圧
を示し、その値は電子放射物質層の熱収縮の発生により
変化する。
Further, in the electron tube cathode of this embodiment, there is an action of suppressing the thermal shrinkage of the electron emitting material layer, whereby the change of the cutoff voltage is reduced. Here, the cut-off voltage indicates a cathode voltage at which the emission current is cut off, and its value changes due to the occurrence of thermal contraction of the electron-emitting material layer.

【0028】図4は、加速寿命試験におけるカットオフ
電圧の経時変化量を示したもので、図中の特性Cは、電
子放射物質層に酸化ニオブを添加した本実施例の電子管
陰極を示す。図4から明らかなように、電子放射物質層
に酸化ニオブを添加すると、加速寿命試験におけるカッ
トオフ電圧の変化が小さくなる。本実施例では、電子放
射物質層に酸化ニオブを添加した場合について述べた
が、ニオブを添加した場合でも同様の結果となる。ま
た、ニオブおよび酸化ニオブは、バナジウムと同様に、
工業的には容易に入手でき、安価なので、電子放射物質
層にニオブまたは酸化ニオブを添加することにより、経
済的な電子管陰極を実現することができる。ニオブおよ
び酸化ニオブの添加量については、実施例1で述べたバ
ナジウムおよび酸化バナジウムの場合と同様に、電子放
射物質層に対し、それぞれ0.001〜5重量%およ
び、0.002〜6重量%の範囲において、エミッショ
ン電流の低下を抑える効果がみられた。
FIG. 4 shows the change over time of the cut-off voltage in the accelerated life test. The characteristic C in the figure shows the electron tube cathode of this embodiment in which niobium oxide was added to the electron emitting material layer. As is clear from FIG. 4, when niobium oxide is added to the electron emitting material layer, the change in the cutoff voltage in the accelerated life test becomes small. In this embodiment, the case where niobium oxide is added to the electron emitting material layer has been described, but the same result is obtained when niobium is added. Also, niobium and niobium oxide, like vanadium,
Since it is easily available industrially and is inexpensive, an economical electron tube cathode can be realized by adding niobium or niobium oxide to the electron emitting material layer. Regarding the addition amount of niobium and niobium oxide, as in the case of vanadium and vanadium oxide described in Example 1, 0.001 to 5% by weight and 0.002 to 6% by weight with respect to the electron emitting material layer, respectively. Within the range, the effect of suppressing a decrease in emission current was observed.

【0029】(実施例3)次に、本発明の第3の実施例
について説明する。
(Embodiment 3) Next, a third embodiment of the present invention will be described.

【0030】実施例1に示した構成の電子管陰極の製造
において、酸化バナジウムの代わりに酸化タンタルをバ
リウム・ストロンチウム炭酸塩に対して、1重量%(電
子放射物質層に対して1.3重量%)となるように添加
して混合物とし、前記混合物を、陰極基体上に約50μ
mの厚さに被着し、真空中930℃で熱分解させて、バ
リウム・ストロンチウム酸化物と酸化タンタルからなる
電子放射物質層を有する電子管陰極を作成した。
In the manufacture of the electron tube cathode having the structure shown in Example 1, 1% by weight of barium strontium carbonate was replaced with tantalum oxide instead of vanadium oxide (1.3% by weight with respect to the electron emitting material layer). ) To form a mixture, and the mixture is placed on a cathode substrate by about 50 μm.
m, and thermally decomposed in vacuum at 930 ° C. to prepare an electron tube cathode having an electron emitting material layer composed of barium / strontium oxide and tantalum oxide.

【0031】かくして得られた電子管陰極をディスプレ
イ用CRTに用い、このCRTの動作開始時の電流密度
が2.7A/cm2となるように設定して、2000時
間の加速寿命試験を行った。
The obtained electron tube cathode was used for a CRT for a display, and a current density at the start of the operation of the CRT was set to 2.7 A / cm 2, and an accelerated life test of 2,000 hours was performed.

【0032】図5は、その加速寿命試験におけるエミッ
ション電流の経時変化を示したもので、図中の特性D
は、電子放射物質層に酸化タンタルを添加した本実施例
の電子管陰極を、特性bは、従来の電子管陰極を示す。
FIG. 5 shows a change with time of the emission current in the accelerated life test.
Indicates the electron tube cathode of this example in which tantalum oxide is added to the electron emitting material layer, and the characteristic b indicates the conventional electron tube cathode.

【0033】図5から明らかなように、電子放射物質層
に酸化タンタルを添加すると、加速寿命試験におけるエ
ミッション電流の低下は、従来の電子管陰極よりも小さ
くなり、長寿命化が図れる。本実施例では、電子放射物
質層に酸化タンタルを添加した場合について述べたが、
タンタルを添加した場合でも同様の結果となる。
As is clear from FIG. 5, when tantalum oxide is added to the electron emitting material layer, the decrease in the emission current in the accelerated life test is smaller than that in the conventional electron tube cathode, and the life can be extended. In this example, the case where tantalum oxide was added to the electron emitting material layer was described,
Similar results are obtained when tantalum is added.

【0034】また、タンタルおよび酸化タンタルは、工
業的には容易に入手でき、安価なので、電子放射物質層
にタンタルまたは酸化タンタルを添加することにより、
経済的な電子管陰極を実現することができる。タンタル
および酸化タンタルの添加量については、実施例1で述
べたバナジウムおよび酸化バナジウムの場合と同様に、
電子放射物質層に対し、それぞれ0.001〜5重量%
および、0.002〜6重量%の範囲において、エミッ
ション電流の低下を抑える効果がみられた。
Since tantalum and tantalum oxide are easily available industrially and are inexpensive, adding tantalum or tantalum oxide to the electron emitting material layer allows
An economical electron tube cathode can be realized. About the addition amount of tantalum and tantalum oxide, as in the case of vanadium and vanadium oxide described in Example 1,
0.001 to 5% by weight based on the electron emitting material layer
And, in the range of 0.002 to 6% by weight, an effect of suppressing a decrease in emission current was observed.

【0035】また、電子放射物質層に酸化バナジウム、
酸化ニオブ、酸化タンタルを粒子で添加する場合、前記
粒子の粒子径によって、エミッション電流の低下に違い
がみられる。図6は、酸化タンタルの平均粒子径と、加
速寿命試験開始前を100%としたときの、2000時
間試験後のエミッション電流(%)との関係を示したも
ので、酸化タンタルの平均粒子径が10μm以下の場合
において、エミッション電流の低下を抑える効果がみら
れる。
Further, vanadium oxide,
When niobium oxide or tantalum oxide is added as particles, there is a difference in reduction in emission current depending on the particle diameter of the particles. FIG. 6 shows the relationship between the average particle diameter of tantalum oxide and the emission current (%) after the 2000-hour test when the time before the start of the accelerated life test is 100%. Is 10 μm or less, there is an effect of suppressing a decrease in emission current.

【0036】同様の結果は、酸化バナジウム、酸化ニオ
ブの粒子を電子放射物質層に添加した場合にも得られ
た。したがって、電子放射物質層に酸化バナジウム、酸
化ニオブ、酸化タンタルを粒子で添加する場合には、前
記粒子の平均粒子径は10μm以下が好ましい。
Similar results were obtained when vanadium oxide and niobium oxide particles were added to the electron emitting material layer. Therefore, when vanadium oxide, niobium oxide, or tantalum oxide is added as particles to the electron emitting material layer, the average particle diameter of the particles is preferably 10 μm or less.

【0037】(実施例4)次に、本発明の第4の実施例
について説明する。
(Embodiment 4) Next, a fourth embodiment of the present invention will be described.

【0038】第4の実施例における電子管陰極を製造工
程に沿って、順次、説明する。硝酸バナジウムを硝酸塩
全体に対するモル比で0.01mol%含む、バリウム
とストロンチウム(モル比1:1)の硝酸塩の水溶液
に、炭酸ナトリウム等のアルカリ金属の炭酸塩または炭
酸水素塩、もしくは、炭酸アンモニウムまたは炭酸水素
アンモニウムの水溶液を添加することにより、バナジウ
ムの含有量が0.01mol%のバリウム・ストロンチ
ウム・バナジウムの三元共沈炭酸塩を作製した。
The electron tube cathode according to the fourth embodiment will be described sequentially according to the manufacturing process. An aqueous solution of barium and strontium (1: 1 molar ratio) containing vanadium nitrate in a molar ratio of 0.01 mol% to the entire nitrate is added to an alkali metal carbonate or hydrogen carbonate such as sodium carbonate, or ammonium carbonate or ammonium carbonate. By adding an aqueous solution of ammonium hydrogen carbonate, a ternary coprecipitated carbonate of barium, strontium, and vanadium having a vanadium content of 0.01 mol% was prepared.

【0039】前記炭酸塩を、陰極基体上に約50μmの
厚さに被着し、真空中930℃で熱分解させて、バナジ
ウムの含有量が0.004重量%のバリウム・ストロン
チウム・バナジウム酸化物からなる電子放射物質層を有
する構造の電子管陰極を作成した。
The above carbonate is applied on the cathode substrate to a thickness of about 50 μm and pyrolyzed at 930 ° C. in vacuum to obtain a barium / strontium / vanadium oxide having a vanadium content of 0.004% by weight. An electron tube cathode having a structure having an electron emitting material layer composed of

【0040】かくして得られた電子管陰極をディスプレ
イ用CRTに用い、このCRTの動作開始時の電流密度
が2.0A/cm2となるように設定して、2000時
間の加速寿命試験を行った。図7は、その加速寿命試験
におけるエミッション電流の経時変化を示したもので、
図中の特性Eは、電子放射物質層にバナジウムを共沈さ
せた電子管陰極を示す。
The electron tube cathode thus obtained was used for a CRT for a display, and a current density at the start of the operation of the CRT was set to 2.0 A / cm 2, and an accelerated life test of 2,000 hours was performed. FIG. 7 shows the change with time of the emission current in the accelerated life test.
A characteristic E in the figure indicates an electron tube cathode in which vanadium is coprecipitated in the electron emitting material layer.

【0041】図7から明らかなように、電子放射物質層
にバナジウムを共沈させた場合の、加速寿命試験におけ
るエミッション電流の低下は小さくなり、長寿命化を達
成できることがわかる。また、硝酸バナジウムの代わり
に、硝酸ニオブを用いて、バリウム・ストロンチウム・
ニオブの共沈酸化物を電子放射物質層とした場合でも同
様の効果がみられた。本実施例でのバナジウム、ニオブ
の添加量については、電子放射物質層に対し、0.00
1〜1重量%の範囲において、エミッション電流の低下
を抑える効果がみられた。
As is clear from FIG. 7, when vanadium is co-precipitated in the electron emitting material layer, the decrease in the emission current in the accelerated life test is small, and it can be seen that the life can be extended. Also, instead of vanadium nitrate, niobium nitrate is used to produce barium, strontium,
The same effect was obtained when the co-precipitated oxide of niobium was used as the electron emitting material layer. The addition amount of vanadium and niobium in the present embodiment is 0.00
In the range of 1 to 1% by weight, an effect of suppressing a decrease in emission current was observed.

【0042】(実施例5)次に、本発明の第5の実施例
について説明する。
(Embodiment 5) Next, a fifth embodiment of the present invention will be described.

【0043】第5の実施例における電子管陰極の製造方
法を説明する。バリウムとストロンチウム(モル比1:
1)の硝酸塩の水溶液に、硝酸塩全体に対するモル比で
0.01モル%のタンタルを溶解させた、炭酸ナトリウ
ム等のアルカリ金属炭酸塩の水溶液を添加することによ
り、タンタルとバリウム・ストロンチウム炭酸塩との共
沈物(タンタルの含有量0.01モル%)を作製した。
A method for manufacturing an electron tube cathode according to the fifth embodiment will be described. Barium and strontium (molar ratio 1:
By adding an aqueous solution of an alkali metal carbonate such as sodium carbonate in which 0.01 mol% of tantalum is dissolved in a molar ratio of the total nitrate to the aqueous solution of nitrate 1), tantalum and barium strontium carbonate are dissolved. (A tantalum content of 0.01 mol%) was produced.

【0044】前記共沈物を、陰極基体上に約50μmの
厚さに被着し、真空中930℃で熱分解させて、0.0
14重量%のタンタルを含有したバリウム・ストロンチ
ウム酸化物からなる電子放射物質層を有する構造の電子
管陰極を作成した。
The above coprecipitate was applied to a thickness of about 50 μm on a cathode substrate, and pyrolyzed at 930 ° C.
An electron tube cathode having a structure having an electron emitting material layer made of barium strontium oxide containing 14% by weight of tantalum was prepared.

【0045】かくして得られた電子管陰極をディスプレ
イ用CRTに用い、このCRTの動作開始時の電流密度
が2.7A/cm2となるように設定して、2000時
間の加速寿命試験を行った。図8は、その加速寿命試験
におけるエミッション電流の経時変化を示したもので、
図中の特性Fは、電子放射物質層にタンタルを共沈させ
た本実施例の電子管陰極を示す。
The thus obtained electron tube cathode was used for a CRT for a display, and a current density at the start of the operation of the CRT was set to 2.7 A / cm 2, and an accelerated life test for 2,000 hours was performed. FIG. 8 shows the change with time of the emission current in the accelerated life test.
The characteristic F in the figure indicates the electron tube cathode of this embodiment in which tantalum is coprecipitated in the electron emitting material layer.

【0046】図8から明らかなように、電子放射物質層
にタンタルを共沈させた場合の、加速寿命試験における
エミッション電流の低下は小さくなり、長寿命化を達成
できることがわかる。本実施例でのタンタルの添加量に
ついては、電子放射物質層に対し、0.001〜1重量
%の範囲において、エミッション電流の低下を抑える効
果がみられた。
As is clear from FIG. 8, when tantalum is coprecipitated in the electron emitting material layer, the decrease in emission current in the accelerated life test is small, and it can be seen that the life can be extended. With respect to the amount of tantalum added in the present embodiment, the effect of suppressing a decrease in emission current was observed in the range of 0.001 to 1% by weight with respect to the electron emitting material layer.

【0047】[0047]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ニッケルを主成分とする金属の基体上に、アルカリ土類
金属の酸化物を主成分とし、バナジウム、ニオブ、タン
タル、酸化バナジウム、酸化ニオブ、酸化タンタルから
選ばれる少なくとも1種の物質を含有する電子放射物質
を被着することにより、寿命が長く、かつ経済的な電子
管陰極を実現することができる。
As described above, according to the present invention,
An electron containing, on a metal base containing nickel as a main component, at least one substance selected from vanadium, niobium, tantalum, vanadium oxide, niobium oxide, and tantalum oxide, mainly containing an oxide of an alkaline earth metal. By applying the radiating material, an economical electron tube cathode having a long lifetime can be realized.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の電子管陰極の概略構造を示した断面図FIG. 1 is a sectional view showing a schematic structure of an electron tube cathode of the present invention.

【図2】従来および本発明の電子管陰極におけるエミッ
ション電流の経時変化を示す特性図
FIG. 2 is a characteristic diagram showing a change over time of an emission current in the conventional and present electron tube cathodes.

【図3】本発明の電子管陰極におけるバナジウムおよび
酸化バナジウムの含有量とエミッション電流の低下率と
の関係を示す特性図
FIG. 3 is a characteristic diagram showing the relationship between the content of vanadium and vanadium oxide and the rate of decrease in emission current in the electron tube cathode of the present invention.

【図4】本発明の電子管陰極におけるカットオフ電圧の
変化量の経時変化を示す特性図
FIG. 4 is a characteristic diagram showing a change with time of a change amount of a cutoff voltage in the electron tube cathode of the present invention.

【図5】本発明の電子管陰極におけるエミッション電流
の経時変化を示す特性図
FIG. 5 is a characteristic diagram showing a change with time of an emission current in the electron tube cathode of the present invention.

【図6】本発明の電子管陰極における酸化タンタルの平
均粒子径とエミッション電流の低下率の関係を示す特性
FIG. 6 is a characteristic diagram showing the relationship between the average particle diameter of tantalum oxide and the rate of decrease in emission current in the electron tube cathode of the present invention.

【図7】本発明の方法により得た電子管陰極におけるエ
ミッション電流の経時変化を示す特性図
FIG. 7 is a characteristic diagram showing a change with time of an emission current in an electron tube cathode obtained by the method of the present invention.

【図8】本発明の方法により得た電子管陰極におけるエ
ミッション電流の経時変化を示す特性図
FIG. 8 is a characteristic diagram showing a change over time of an emission current in an electron tube cathode obtained by the method of the present invention.

【図9】従来の電子管陰極の概略構造を示す断面図FIG. 9 is a sectional view showing a schematic structure of a conventional electron tube cathode.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ヒータコイル 2 スリーブ 3 基体 4 電子放射物質層 5 アルカリ土類金属酸化物 6 バナジウム DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Heater coil 2 Sleeve 3 Base 4 Electron emitting material layer 5 Alkaline earth metal oxide 6 Vanadium

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ニッケルを主成分とする金属の基体上
に、アルカリ土類金属の酸化物を主成分とし、バナジウ
ム、ニオブ、タンタルから選ばれる少なくとも1種の金
属を含有する電子放射物質を被着したことを特徴とする
電子管陰極。
1. An electron emitting material containing an oxide of an alkaline earth metal as a main component and containing at least one metal selected from vanadium, niobium, and tantalum on a metal base containing nickel as a main component. An electron tube cathode characterized by being worn.
【請求項2】 バナジウム、ニオブ、タンタルから選ば
れる金属の総含有量が、アルカリ土類金属の酸化物を主
成分とする電子放射物質の全重量に対して、0.001
重量%以上5重量%以下である請求項1記載の電子管陰
極。
2. The total content of a metal selected from vanadium, niobium and tantalum is 0.001 to the total weight of an electron-emitting substance mainly composed of an alkaline earth metal oxide.
2. The electron tube cathode according to claim 1, wherein the content is not less than 5% by weight and not more than 5% by weight.
【請求項3】 ニッケルを主成分とする金属の基体上
に、アルカリ土類金属の酸化物を主成分とし、酸化バナ
ジウム、酸化ニオブ、酸化タンタルの少なくとも1種の
金属酸化物を含有する電子放射物質を被着したことを特
徴とする電子管陰極。
3. Electron radiation containing an alkaline earth metal oxide as a main component and at least one metal oxide of vanadium oxide, niobium oxide and tantalum oxide on a metal base containing nickel as a main component. An electron tube cathode having a substance deposited thereon.
【請求項4】 酸化バナジウム、酸化ニオブ、酸化タン
タルから選ばれる金属酸化物の総含有量が、アルカリ土
類金属の酸化物を主成分とする電子放射物質の全重量に
対して、0.002重量%以上6重量%以下である請求
項3記載の電子管陰極。
4. The total content of a metal oxide selected from vanadium oxide, niobium oxide and tantalum oxide is 0.002 to the total weight of an electron-emitting substance mainly composed of an alkaline earth metal oxide. 4. The electron tube cathode according to claim 3, wherein the content is at least 6% by weight.
【請求項5】 酸化バナジウム、酸化ニオブ、酸化タン
タルから選ばれる金属酸化物の平均粒子径が10μm以
下である請求項3または4記載の電子管陰極。
5. The electron tube cathode according to claim 3, wherein the metal oxide selected from vanadium oxide, niobium oxide, and tantalum oxide has an average particle diameter of 10 μm or less.
【請求項6】 バナジウム、ニオブ、タンタルの少なく
とも1種の元素をアルカリ土類金属と共沈させた炭酸塩
を、熱分解させて酸化物とする工程を備えた電子管陰極
の製造方法。
6. A method for producing an electron tube cathode comprising a step of thermally decomposing a carbonate obtained by coprecipitating at least one element of vanadium, niobium and tantalum with an alkaline earth metal to form an oxide.
【請求項7】 バナジウムまたはニオブをアルカリ土類
金属と共沈させた炭酸塩が、硝酸バナジウムまたは硝酸
ニオブとアルカリ土類金属の硝酸塩との混合水溶液と、
アルカリ金属の炭酸塩、アルカリ金属の炭酸水素塩、炭
酸アンモニウム、炭酸水素アンモニウムの群から選ばれ
た少なくとも1種の水溶液との中和反応によって得られ
たものであることを特徴とする電子管陰極の製造方法。
7. A carbonate obtained by co-precipitating vanadium or niobium with an alkaline earth metal, comprising: a mixed aqueous solution of vanadium nitrate or niobium nitrate and a nitrate of an alkaline earth metal;
An electron tube cathode characterized by being obtained by a neutralization reaction with at least one aqueous solution selected from the group consisting of alkali metal carbonate, alkali metal bicarbonate, ammonium carbonate and ammonium bicarbonate. Production method.
【請求項8】 タンタルをアルカリ土類金属と共沈させ
た炭酸塩が、アルカリ金属の炭酸塩とタンタルとの混合
水溶液と、アルカリ土類金属硝酸塩の水溶液との中和反
応によって得られたものであることを特徴とする電子管
陰極の製造方法。
8. A carbonate obtained by coprecipitating tantalum with an alkaline earth metal, obtained by a neutralization reaction between a mixed aqueous solution of an alkali metal carbonate and tantalum and an aqueous solution of an alkaline earth metal nitrate. A method for producing an electron tube cathode.
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