(57)【要約】【課題】高電流密度で使用でき、初期の動作においても、また長期間の動作においても、電子放射能カが安定しており、且つ、変形による色調の変動の小さい、電子管用陰極およびその製造方法を提供する。【解決手段】スリーブ４の内部にはヒーター５が設けられており、スリーブ４の上には、キャップ状のベースメタル１が形成されている。ベースメタル１の上にはニッケル−タングステンシリサイドからなる合金層２が形成されている。合金層２の上部には電子放射物質層３が形成されている。シリコンはタングステンに比べて、還元力が強く、反応による体積膨張も小さいので、タングステンのみで合金層２を形成する場合よりも、電子放射能力や色調を安定させることができる。【選択図】　　　　図１
2004111078.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ニッケルを主成分として少なくとも一種の還元剤元素を含む基体を陰極スリーブ上に形成する工程と、
金属層を前記基体上に形成する工程と、
少なくともバリウムを含むアルカリ土類金属の酸化物を含む電子放射物質層を、前記金属層上に形成させる工程と、
を備える電子管用陰極の製造方法であって、
前記金属層を前記基体上に形成する工程が、
タングステン、モリブデンもしくはタンタルのうちの少なくとも１つと、シリコン、マグネシウムのうちの少なくとも１つとからなる第１の合金層を、スパッタリングにより前記基体上に形成する工程
を備える電子管用陰極の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の電子管用陰極の製造方法であって、
水素雰囲気中で８００〜１１００℃の熱処理を１〜１０分間行うことにより、前記第１の合金層とニッケルとの合金層を形成する工程
をさらに備える、電子管用陰極の製造方法。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の電子管用陰極の製造方法であって、
前記第１の合金層の厚さが、２５０〜１２００ｎｍである、
電子管用陰極の製造方法。
【請求項４】
ニッケルを主成分として少なくとも一種の還元剤元素を含む基体を陰極スリーブ上に形成する工程と、
金属層を前記基体上に形成する工程と、
少なくともバリウムを含むアルカリ土類金属の酸化物を含む電子放射物質層を、前記金属層上に形成させる工程と、
を備える電子管用陰極の製造方法であって、
前記金属層を前記基体上に形成する工程が、
タングステン、モリブデンもしくはタンタルのうちの少なくとも１つと、シリコンもしくはマグネシウムのうちの一方とからなる合金層を、スパッタリングにより前記基体上に形成する工程と、
前記合金層上に、シリコンもしくはマグネシウムのうちの他方をイオン注入して第２の合金層を形成する工程と、
を備える電子管用陰極の製造方法。
【請求項５】
請求項４に記載の電子管用陰極の製造方法であって、
水素雰囲気中で８００〜１１００℃の熱処理を１〜１０分間行うことにより、前記第２の合金層とニッケルとの合金層を形成する工程
をさらに備える、電子管用陰極の製造方法。
【請求項６】
請求項４又は請求項５に記載の電子管用陰極の製造方法であって、
前記第２の合金層の厚さが、２５０〜１２００ｎｍである、
電子管用陰極の製造方法。
【請求項７】
ニッケルを主成分として少なくとも一種の還元剤元素を含む基体と、
前記基体上に形成された金属層と、
前記金属層上に形成されて少なくともバリウムを含むアルカリ土類金属の酸化物を含む電子放射物質層と、
を備える電子管用陰極であって、
前記金属層が、
タングステン、モリブデンもしくはタンタルのうちの少なくとも１つと、シリコン、マグネシウムのうちの少なくとも１つとからなる第３の合金層
を備える電子管用陰極。
【請求項８】
請求項７に記載の電子管用陰極であって、前記金属層が、
前記第３の合金層とニッケルとの合金層
をさらに備える、電子管用陰極。
【請求項９】
請求項７又は請求項８に記載の電子管用陰極であって、
前記第３の合金層の厚さが、２５０〜１２００ｎｍである、
電子管用陰極。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、陰極線管（ＣＲＴ）等に用いられる電子管用陰極に関し、特に、陰極の電子放射特性を改良する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、電子管用陰極の長寿命化を図るため、陰極の電子放射能力即ち陰極に流れる陰極電流の大きさを、劣化させることなく、安定に動作させるための工夫が行われている。例えば特許文献１に開示された電子管用陰極の構成を、図３に示す。
【０００３】
スリーブ４の内部にはヒーター５が設けられており、スリーブ４の上部には、ニッケル（Ｎｉ）を主成分とし、シリコン（Ｓｉ）またはマグネシウム（Ｍｇ）のような還元性元素を微量含んでいるキャップ状のベースメタル１が形成されている。ベースメタル１の上にはニッケル（Ｎｉ）、タングステン（Ｗ）、ニッケル−ジルコニウム（Ｚｒ）、ジルコニウム−タングステン、ニッケル−タングステンのうちの１つからなる金属層２Ｐが形成されている。金属層２Ｐの上部には、少なくともバリウム（Ｂａ）を含むアルカリ土類金属酸化物の三元炭酸塩（Ｂａ・Ｓｒ・Ｃａ）ＣＯ３または二元炭酸塩（Ｂａ・Ｓｒ）ＣＯ３からなる電子放射物質層３が形成されている。ベースメタル１の下部には、ニッケル、タングステン、タンタル（Ｔａ）、モリブデン（Ｍｏ）のうちの１つからなる金属層６が形成されている。
【０００４】
次に、図３の陰極を備える陰極線管の製造工程について説明する。この陰極は電子銃（図示せず）に組み込まれて陰極線管（図示せず）に装着され、真空排気工程中に、ヒーター５による加熱で、電子放射物質層３に含まれる炭酸塩が酸化バリウム（ＢａＯ）に変化する。真空排気工程後の活性化工程において、さらに高温で加熱して活性化させると、酸化バリウムから遊離バリウムが生じて酸素欠乏型の半導体となり、電子放射物質層３の仕事関数が下がる。従って、電界が作用するとショットキー電流が流れて、スクリーンの蛍光体に照射された電子は、発光、即ち画像の表示に寄与する。
【０００５】
ベースメタル１に含まれている微量の還元性元素は、拡散によって移動して電子放射物質層３に到達し、酸化バリウムと、以下の式（１）及び式（２）に示すような還元反応を行って遊離バリウムを生成させることにより、陰極の電子放射能カを維持させる。一般的には、陰極電流の電流密度が高いほど、反応に必要とされる遊離バリウム量は多くなる。
【０００６】
４ＢａＯ＋Ｓｉ→２Ｂａ＋Ｂａ２ＳｉＯ４　・・・式（１）
【０００７】
ＢａＯ＋Ｍｇ→Ｂａ＋ＭｇＯ　　　　　　・・・式（２）
【０００８】
式（１）及び式（２）における遊離バリウム生成反応での付加的な生成物であるＢａ２ＳｉＯ４、ＭｇＯは、堆積されると、還元性元素を供給するための拡散を妨げてしまうため、還元反応が進まなくなってしまう。よって、図３の電子管陰極では、電子放射物質層３とベースメタル１との問に形成される金属層２Ｐの形状を凸凹にすることにより付加的な生成物であるＢａ２ＳｉＯ４、ＭｇＯを分散させて、還元性元素を供給するための拡散経路を確保し、遊離バリウム生成反応を維持させている。また、ベースメタル１の下部に形成されている金属層６は、還元性元素が、ベースメタル１の後方（下部）に拡散して損失されることを防止するためのものである。
【０００９】
陰極線管においては、陰極から放射された電子の流れを制御するための制御電極（図示せず）が、陰極と所定の距離を保持して設置されているが、この距離が変動した場合には、陰極周辺の電界が変動するため陰極電流の大きさが変動し、陰極線管動作時の色調変動の要因となってしまう。金属層２Ｐにタングステンが含まれている場合には、金属層２Ｐに含まれるタングステンと、ベースメタル１の主成分であるニッケルとが相互に拡散してニッケル−タングステン合金を形成するため、体積が膨張して塑性変形の原因となる。また、ニッケルの熱膨張率とニッケル−タングステン合金の熱膨張率との差が大きいため、陰極の加熱冷却の繰り返しが、ベースメタル材料の降伏による塑性変形の原因にもなる。また、タングステンは、酸化バリウムと、以下の式（３）に示すような反応を行ってＢａ３ＷＯ６を生成させるが、この際の体積膨張が大きく、これも塑性変形の原因となる。
【００１０】
２ＢａＯ＋１／３Ｗ→Ｂａ＋１／３Ｂａ３ＷＯ６　・・・式（３）
【００１１】
ベースメタル１の変形を抑えるための技術としては、例えば、特許文献２において、金属層２Ｐを多孔性金属にて構成し、金属層２Ｐの厚みと空孔率を限定する技術が開示されている。タングステン、ニッケル、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）を混合したペーストをベースメタル上に印刷した後、電子管用陰極を水素雰囲気中で８００〜１１００℃で加熱処理することによりＰＭＭＡを蒸発させる。ＰＭＭＡが蒸発した部分は、空孔となる。
【００１２】
また、特許文献３〜５に示された電子管用陰極では、金属層２Ｐを、タングステン、モリブデン、タンタル、クロム（Ｃｒ）、シリコン、マグネシウムのうちの少なくとも１種類を電子ビーム加熱による蒸着で形成している。
【００１３】
【特許文献１】
特開２０００−１００３１１号公報（第４−５頁、第４図）
【特許文献２】
特開２００１−３４５０４１号公報
【特許文献３】
特許第２７５８２４４号公報
【特許文献４】
特許第２８８２３８６号公報
【特許文献５】
特許第２８９７９３８号公報
【特許文献６】
特開平１０−１８８８４２号公報
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
従来の電子管用陰極は、以上のように構成されていたため、以下のような問題点があった。
【００１５】
第１の問題点は、初期動作において、電子放射能カが一時的に劣化することにより動作が不安定になるというものである。その理由は、以下のとおりである。陰極線管は、真空排気工程および活性化工程を経て封止された後は、ゲッターを飛散させたゲッター膜が管内に設置されて吸着ポンプとして機能し、管内の圧力の上昇を抑制している。一方、管内のマスク材料や内装グラファイト等の管内材料の表面あるいは内部には、真空排気工程および活性化工程の後もガスが残留しており、これらから放出されるガスの量と、ゲッターに吸着されるガスの量とのバランスにより、陰極線管管内の圧力が決まる。一般的に、管内材料からのガス放出は時間とともに減少する。従来の陰極線管を実装し駆動させて寿命試験を行い、試験中の管内の圧力の時間変化を調査した結果、指数関数的に減少することが確認できた。電子放射物質層３で生成された遊離バリウムは、管内に残留しているガスにより酸化されるが、酸化される遊離バリウムの量が、還元により生成される遊離バリウムの量を上回ると、陰極の電子放射能カが低下する。寿命試験の初期の段階では、ベースメタル１に含まれる還元性元素の拡散が不十分であり、また管内に残留しているガスも多いため、陰極の電子放射能カは低下し動作が不安定になる。時間の経過とともに、残留しているガスはゲッターに吸着されて減少していき、還元性元素も十分に拡散されていくため、陰極の電子放射能カは安定していく。
【００１６】
寿命試験の初期の段階では、ベースメタル１からの還元性元素の拡散が不十分であるため、金属層２Ｐに含まれる金属の還元反応への寄与は、比較的に大きい。従って、金属層２Ｐがタングステンのみで形成されていた場合には、タングステンの還元カが弱いため遊離バリウムの供給量が不十分となり、初期動作の陰極の電子放射能カが不安定になるという問題があった。特許文献３〜５に示された電子管用陰極は、金属層２Ｐをタングステン、モリブデン、タンタル、クロム、シリコン、マグネシウム等から選ばれた少なくとも１種類から形成しているので、例えば、金属層２Ｐをタングステンのみで形成してしまった場合には、上述の理由により初期動作が不安定になる。また、タングステン、モリブデン、タンタル、クロム、シリコン、マグネシウムの２種類以上を有する多元系を蒸着して金属層を形成しようとすると、それぞれの融点が異なるため、金属層の組成を制御するのが困難である。また、別々のるつぼを用いておのおのの温度を制御して１層の金属層を形成するのは非常に煩雑であり、再現性が低くなってしまうという問題点もあった。
【００１７】
また、初期動作を安定させるためには、ヒーター５の電圧を上げて高温で陰極を動作させ遊離バリウムの供給量を増加させることが考えられるが、この場合には、バリウム原子の蒸発消耗が激しくなるため、陰極の寿命が短くなってしまう。さらに、本願発明者の出願に係る特許文献６に開示されているように、蒸発したバリウム原子は、陰極線管の高電圧側に設置された制御電極（図示せず）や加速電極（図示せず）に設けられた孔の端部に付着した場合、浮遊電子の発生源となって耐電圧性能を低下させる可能性があるという問題もあった。
【００１８】
第２の問題点は、ベースメタルが変形することによる色調の変動である。上述の特許文献２における電子管陰極では、金属層を多孔性金属にて構成するため、ＰＭＭＡを混合したペーストをベースメタル上に印刷した後に加熱処理を行っている。しかし、真空中や還元性元素雰囲気中でＰＭＭＡを完全に蒸発させることは困難で、ＰＭＭＡに含まれる炭素が残留して遊離バリウムと反応してしまう。また、この反応で形成されたＢａＣが還元剤の拡散の障害となるため、さらに遊離バリウムの供給が妨げられ、陰極の電子放射能力が劣化する。また、金属層が還元力の強いＳｉやＭｇを含んでいた場合であっても、ＰＭＭＡとともに熱処理を行うことによって、ＳｉＣやＳｉＯ２あるいはＭｇＯになってしまい、還元剤としての機能は劣化してしまう。なお、ＰＭＭＡを完全に除去するには、酸素雰囲気中での熱処理が適しているが、この場合にはベースメタル中の還元剤や金属中の還元剤も同時に酸化させてしまうという問題もあった。
【００１９】
第３の問題点としては、還元性元素がベースメタル１の後方（下部）に拡散して損失されたり、還元反応における付加的な生成物が還元性元素の供給の障害となることにより、陰極の電子放射能力が劣化していくことである。図３の電子管陰極では、金属層２Ｐの形状を凸凹にすることにより、還元性元素を供給するための拡散経路を確保したり、ベースメタル１の下部に金属層６を形成することにより、還元性元素がベースメタル１の後方（下部）に拡散して損失されることを防止したりして、陰極の長寿命化を図っている。しかし、そのため、製造工程が複雑になり製造コストが高くなってしまうという問題点があった。
【００２０】
本発明は、以上の問題点を解決するためになされたものであり、高電流密度で使用でき、初期の動作においても、また長期間の動作においても、電子放射能カが安定しており、且つ、変形による色調の変動の小さい、電子管用陰極およびその製造方法を提供することを目的とする。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明に係る電子管用陰極の製造方法は、ニッケルを主成分として少なくとも一種の還元剤元素を含む基体を陰極スリーブ上に形成する工程と、金属層を前記基体上に形成する工程と、少なくともバリウムを含むアルカリ土類金属の酸化物を含む電子放射物質層を、前記金属層上に形成させる工程と、
を備える電子管用陰極の製造方法であって、前記金属層を前記基体上に形成する工程が、タングステン、モリブデンもしくはタンタルのうちの少なくとも１つと、シリコン、マグネシウムのうちの少なくとも１つとからなる第１の合金層を、スパッタリングにより前記基体上に形成する工程を備える。
【００２２】
請求項２に記載の発明に係る電子管用陰極の製造方法は、請求項１に記載の電子管用陰極の製造方法であって、水素雰囲気中で８００〜１１００℃の熱処理を１〜１０分間行うことにより、前記第１の合金層とニッケルとの合金層を形成する工程をさらに備える。
【００２３】
請求項３に記載の発明に係る電子管用陰極の製造方法は、請求項１又は請求項２に記載の電子管用陰極の製造方法であって、前記第１の合金層の厚さが、２５０〜１２００ｎｍである。
【００２４】
請求項４に記載の発明に係る電子管用陰極の製造方法は、ニッケルを主成分として少なくとも一種の還元剤元素を含む基体を陰極スリーブ上に形成する工程と、金属層を前記基体上に形成する工程と、少なくともバリウムを含むアルカリ土類金属の酸化物を含む電子放射物質層を、前記金属層上に形成させる工程と、を備える電子管用陰極の製造方法であって、前記金属層を前記基体上に形成する工程が、タングステン、モリブデンもしくはタンタルのうちの少なくとも１つと、シリコンもしくはマグネシウムのうちの一方とからなる合金層を、スパッタリングにより前記基体上に形成する工程と、前記合金層上に、シリコンもしくはマグネシウムのうちの他方をイオン注入して第２の合金層を形成する工程とを備える。
【００２５】
請求項５に記載の発明に係る電子管用陰極の製造方法は、請求項４に記載の電子管用陰極の製造方法であって、水素雰囲気中で８００〜１１００℃の熱処理を１〜１０分間行うことにより、前記第２の合金層とニッケルとの合金層を形成する工程をさらに備える。
【００２６】
請求項６に記載の発明に係る電子管用陰極の製造方法は、請求項４又は請求項５に記載の電子管用陰極の製造方法であって、前記第２の合金層の厚さが、２５０〜１２００ｎｍである。
【００２７】
請求項７に記載の発明に係る電子管用陰極は、ニッケルを主成分として少なくとも一種の還元剤元素を含む基体と、前記基体上に形成された金属層と、前記金属層上に形成されて少なくともバリウムを含むアルカリ土類金属の酸化物を含む電子放射物質層とを備える電子管用陰極であって、前記金属層が、タングステン、モリブデンもしくはタンタルのうちの少なくとも１つと、シリコン、マグネシウムのうちの少なくとも１つとからなる第３の合金層を備える。
【００２８】
請求項８に記載の発明に係る電子管用陰極は、請求項７に記載の電子管用陰極であって、前記金属層が、前記第３の合金層とニッケルとの合金層をさらに備える。
【００２９】
請求項９に記載の発明に係る電子管用陰極は、請求項７又は請求項８に記載の電子管用陰極であって、前記第３の合金層の厚さが、２５０〜１２００ｎｍである。
【００３０】
【発明の実施の形態】
＜実施の形態１＞
図１は、本発明の実施の形態１に係る、電子管用陰極の構成を示す断面図である。図１において、１は、シリコンもしくはマグネシウム等の還元性元素（還元剤）を微量含有し、主成分がニッケルである、一端が閉じられたキャップ状のベースメタルであり、ほぼ円筒状のスリーブ４の一端に溶接により固定されている。２は、ベースメタル１の表面に形成されたニッケル−タングステンシリサイドからなる合金層であり、３は、合金層２の表面に形成されて、バリウムを含み、ストロンチウムまたはカルシウムのうちのいずれか又は両方を含むアルカリ土類金属酸化物よりなる電子放射物質層である。５はスリーブ４の内部に配設されたヒーターであり、このヒーター５によりベースメタル１が加熱される。このとき、電子放射物質層３の高電圧側に設置されて電子取り出し孔を有する制御電極および加速電極（いずれも図示せず）による電界が作用すると、電子放射物質層３から電子が放出される。
【００３１】
次に、図１の電子管用陰極の製造方法を説明する。まず、ベースメタル１をスリーブ４に溶接した後、タングステン−シリコン−マグネシウムの合金をターゲットとして、アルゴンによる高周波（ＲＦ）スパッタを行い、膜厚が８５０ｎｍのタングステン−シリコン−マグネシウム合金膜を形成した。スパッタ条件としては、圧力が１２Ｐａ、周波数が１３．５６ＭＨｚ、ＲＦ電力が５００Ｗであった。濃厚が１００ｎｍより小さい場合には、遊離バリウム生成反応での付加的な生成物が層状に堆積されてしまい、また、膜厚が２０００ｎｍより大きい場合には、ベースメタル中の還元剤の、電子放射物質層３への供給（拡散）の妨げとなってしまう。よって、長寿命化のためには、膜厚は２５０ｎｍ〜１２００ｎｍであることが好ましい。スパッタを用いることにより、ターゲットの合金の組成と等しい組成の合金膜を形成することができる。従って、ターゲットの合金の組成を変えることにより、タングステン−シリコン−マグネシウムに限らず、タングステン−シリコンや、タングステン−マグネシウムや、その他の多元系の合金膜も容易に得ることができる。
【００３２】
次に、水素雰囲気中で、１０００℃で５分間の熱処理を行った。この熱処理に伴う拡散により、ベースメタル１上に、ニッケル−タングステン−シリコン−マグネシウムからなる合金層２が形成される。拡散により合金層２を形成させるためには、温度は８００〜１１００℃、時間は１〜１０分間であることが好ましい。熱処理を行うことにより、還元反応を行うために十分な量の還元剤を供給することが可能となり、また、ベースメタル１と合金層２との密着力を強めることができる。次に、バリウム、ストロンチウム、カルシウムの三元炭酸塩（Ｂａ・Ｓｒ・Ｃａ）ＣＯ３とバインダー、溶剤を混合した懸濁液をスプレー法により塗布して電子放射物質層３を約１００μｍの厚さに形成する。
【００３３】
この陰極は電子銃（図示せず）に組み込まれて陰極線管（図示せず）に装着され、真空排気工程中に、ヒーター５による加熱で、電子放射物質層３に含まれる三元炭酸塩がアルカリ土類金属酸化物に変化する。真空排気工程後の活性化工程において、さらに高温で加熱して活性化させると、酸化バリウムから遊離バリウムが生じて酸素欠乏型の半導体となり、電子放射物質層３の仕事関数が下がる。従って、電界が作用するとショットキー電流が流れて、スクリーンの蛍光体に照射された電子は、発光、即ち画像の表示に寄与する。
【００３４】
以上の製造方法で製造された電子管用陰極を用いて陰極線管を作製し、寿命試験を行った。試験条件としては、ヒーター電圧が６．３Ｖ、陰極電流の電流密度が２Ａ／ｃｍ２で行った。図２のＡは、本実施の形態１に係る電子管用陰極の陰極電流の、動作開始時の電流値との比の、時間変化を示したものである。また、Ｂは、比較例として、金属層２Ｐがタングステンのみから形成された従来の電子管用陰極を用いて陰極線管を作製し、同様の試験条件で寿命試験を行った結果を示したものである。
【００３５】
Ｂでは、経過時間が比較的に初期である、約１０００時間後で電流値が低下している。これは、寿命試験の初期の投階では、管内に残留しているガスが多く、ベースメタル１に含まれる還元性元素の拡散も不十分であるため、酸化される遊離バリウムの量が、還元により生成される遊離バリウムの量を上回って、陰極の電子放射能カが低下していることに起因する。時間の経過とともに、残留しているガスはゲッターに吸着されて減少していき、還元性元素も十分に拡散されていくため、陰極の電子放射能力は安定していく。従って、電流値も安定していく。
【００３６】
一方、Ａでは、Ｂと比べて、約１０００時間後における電流値の低下は見られない。また、長期間に渡って電流値が安定しており、約１００００時間後においても、電流値は動作開始時の８５％以上である。
【００３７】
このように、本実施の形態に係る電子管用陰極およびその製造方法においては、合金層２が、還元カの強いシリコンやマグネシウムを含有し、このシリコンやマグネシウムが合金層２に分散しているため、還元反応における付加的生成物が堆積せず、また陰極電流に対して高抵抗膜となることもない。従って、高電流密度で使用でき、初期の動作においても、また長期間の動作においても、電子放射能力が安定する。よって、従来の電子管用陰極のように金属層２Ｐの形状を凸凹にしたり、金属層６を形成したりする必要がなく、その分だけ製造工程を簡単にして製造コストを低くすることができる。また、スパッタを用いているので、多元系の合金膜を、組成を容易に制御して形成することができる。
【００３８】
また、酸化バリウムの還元剤としてシリコンを用いた場合には、珪酸バリウムやシリカが生成され、マグネシウムを用いた場合には、マグネシアが生成されるが、これらは、タングステン、モリブデン、タンタルの酸化物と比べると体積膨張が小さい。従って、陰極の塑性変形による色調の変動を小さくすることができる。
【００３９】
本実施の形態においては、ターゲットの合金としてタングステン−シリコン−マグネシウムを用いたが、還元剤としてはシリコンもしくはマグネシウムのいずれかを含めばよく、従って、ターゲットの合金としてタングステン−シリコンやタングステン−マグネシウムを用いてもよい。また、電子放射物質層３が酸化スカンジウム（Ｓｃ２０３）などの希土類化合物をさらに含んでいる場合にも、同様の結果が確認できている。
【００４０】
＜実施の形態２＞
実施の形態１に係る電子管用陰極の製造方法では、タングステン−シリコン−マグネシウム合金をターゲットとして、アルゴンによる高周波スパッタを行い、膜厚が８５０ｎｍのタングステン−シリコン−マグネシウム合金膜を形成する。この、膜厚が８５０ｎｍのタングステン−シリコン−マグネシウム合金膜は、タングステン−マグネシウム合金をターゲットとして、モノシラン（ＳｉＨ４）／アルゴンによる反応性高周波スパッタを行うことによっても、形成することができる。その他の製造条件は、実施の形態１と全く同一であり、寿命試験を行った結果、実施の形態１と同様の結果が確認できている。
【００４１】
このように、本実施の形態に係る電子管用陰極の製造方法は、実施の形態１と同様の効果を有する。
【００４２】
＜実施の形態３＞
実施の形態２に係る電子管用陰極の製造方法では、タングステン−マグネシウム合金をターゲットとして、モノシラン／アルゴンによる反応性高周波スパッタを行い、膜厚が８５０ｎｍのタングステン−シリコン−マグネシウム合金膜を形成する。この、膜厚が８５０ｎｍのタングステン−シリコン−マグネシウム合金膜は、タングステン−マグネシウム合金をターゲットとして、アルゴンによる高周波スパッタを行った後に、注入エネルギーが２０ｋｅＶ、ドープ量が１×１０１５／ｃｍ２の条件でシリコンイオン注入を行うことによっても、形成することができる。イオン注入を行う場合には、注入イオン濃度を変えることにより多元系の合金膜の組成を容易に制御することができる。その他の製造条件は、実施の形態１と全く同一であり、寿命試験を行った結果、実施の形態１とほぼ同様の結果が確認できている。また、このタングステン−シリコン−マグネシウム合金膜は、タングステン−マグネシウム合金の代わりにタングステン−シリコン合金をターゲットとして、シリコンイオン注入の代わりにマグネシウムイオン注入を行うことによっても形成することができる。
【００４３】
このように、本実施の形態に係る電子管用陰極の製造方法は、実施の形態１，２と同様の効果を有する。
【００４４】
【発明の効果】
以上、説明したように、請求項１に記載の発明に係る電子管用陰極の製造方法は、ニッケルを主成分として少なくとも一種の還元剤元素を含む基体を陰極スリーブ上に形成する工程と、金属層を前記基体上に形成する工程と、少なくともバリウムを含むアルカリ土類金属の酸化物を含む電子放射物質層を、前記金属層上に形成させる工程とを備える電子管用陰極の製造方法であって、前記金属層を前記基体上に形成する工程が、タングステン、モリブデンもしくはタンタルのうちのいずれかと、シリコン、マグネシウムのうちのいずれかとからなる第１の合金層を、スパッタリングにより前記基体上に形成する工程を備えるので、高電流密度で使用でき、初期の動作においても、また長期間の動作においても、電子放射能力が安定しており、且つ、変形による色調の変動の小さい、電子管用陰極の製造方法を提供することができる。また、ターゲットとなる合金の組成を変えることにより、第１の合金層の組成を容易に制御することができる。
【００４５】
また、請求項２に記載の発明に係る電子管用陰極の製造方法は、請求項１に記載の電子管用陰極の製造方法であって、水素雰囲気中で８００〜１１００℃の熱処理を１〜１０分間行うことにより、前記第１の合金層とニッケルとの合金層を形成する工程をさらに備えるので、十分な量の還元性元素を供給し、また、前記基体と前記第１の合金層との密着力を強めることができる。
【００４６】
また、請求項３に記載の発明に係る電子管用陰極の製造方法は、請求項１又は請求項２に記載の電子管用陰極の製造方法であって、前記第１の合金層の厚さが、２５０〜１２００ｎｍであるので、十分な量の還元性元素を供給し、また、付加的な生成物の堆積を防ぐことができる。
【００４７】
また、請求項４に記載の発明に係る電子管用陰極の製造方法は、ニッケルを主成分として少なくとも一種の還元剤元素を含む基体を陰極スリーブ上に形成する工程と、金属層を前記基体上に形成する工程と、少なくともバリウムを含むアルカリ土類金属の酸化物を含む電子放射物質層を、前記金属層上に形成させる工程とを備える電子管用陰極の製造方法であって、前記金属層を前記基体上に形成する工程が、タングステン、モリブデンもしくはタンタルのうちのいずれかと、シリコンもしくはマグネシウムのうちの一方とからなる合金層を、スパッタリングにより前記基体上に形成する工程と、前記合金層上に、シリコンもしくはマグネシウムのうちの他方をイオン注入して第２の合金層を形成する工程とを備えるので、高電流密度で使用でき、初期の動作においても、また長期間の動作においても、電子放射能力が安定しており、且つ、変形による色調の変動の小さい、電子管用陰極の製造方法を提供することができる。また、注入イオン濃度を変えることにより第２の合金層の組成を容易に制御することができる。
【００４８】
また、請求項５に記載の発明に係る電子管用陰極の製造方法は、請求項４に記載の電子管用陰極の製造方法であって、水素雰囲気中で８００〜１１００℃の熱処理を１〜１０分間行うことにより、前記第２の合金層とニッケルとの合金層を形成する工程をさらに備えるので、十分な量の還元性元素を供給し、また、前記基体と前記第２の合金層との密着力を強めることができる。
【００４９】
また、請求項６に記載の発明に係る電子管用陰極の製造方法は、請求項４又は請求項５に記載の電子管用陰極の製造方法であって、前記第２の合金層の厚さが、２５０〜１２００ｎｍであるので、十分な量の還元性元素を供給し、また、付加的な生成物の堆積を防ぐことができる。
【００５０】
また、請求項７に記載の発明に係る電子管用陰極は、ニッケルを主成分として少なくとも一種の還元剤元素を含む基体と、前記基体上に形成された金属層と、前記金属層上に形成されて少なくともバリウムを含むアルカリ土類金属の酸化物を含む電子放射物質層とを備える電子管用陰極であって、前記金属層が、タングステン、モリブデンもしくはタンタルのうちのいずれかと、シリコン、マグネシウムのうちのいずれかとからなる第３の合金層を備えるので、高電流密度で使用でき、初期の動作においても、また長期間の動作においても、電子放射能力が安定しており、且つ、変形による色調の変動の小さい、電子管用陰極を提供することができる。
【００５１】
また、請求項８に記載の発明に係る電子管用陰極は、請求項７に記載の電子管用陰極であって、前記金属層が、前記第３の合金層とニッケルとの合金層をさらに備えるので、十分な量の還元性元素を供給し、また、前記基体と前記第１の合金層との密着力を強めることができる。
【００５２】
また、請求項９に記載の発明に係る電子管用陰極は、請求項７又は請求項８に記載の電子管用陰極であって、前記第３の合金層の厚さが、２５０〜１２００ｎｍであるので、十分な量の還元性元素を供給し、また、付加的な生成物の堆積を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態１に係る電子管用陰極の断面図である。
【図２】実施の形態１に係る電子管用陰極の電子放射特性を示す図である。
【図３】従来の電子管用陰極の断面図である。
【符号の説明】
１　ベースメタル、２　合金層、２Ｐ，６　金属層、３　電子放射物質層、４
スリーブ、５　ヒーター。
【図１】
2004111078.tif 000003
【図２】
2004111078.tif 000004
【図３】
2004111078.tif 000005