KR920003644B1

KR920003644B1 - Method of manufacturing cathode heated indirectly by heater

Info

Publication number: KR920003644B1
Application number: KR1019890018328A
Authority: KR
Inventors: 정종규
Original assignee: 삼성전관 주식회사; 김정배
Priority date: 1989-12-11
Filing date: 1989-12-11
Publication date: 1992-05-06
Also published as: KR910013357A

Abstract

A cap (21) of the cathode is designed to have a thickness of 0.l13- 0.20 mm, and, thereupon, a thermionic material is coated with a density of 0.9 to 1.2 g/cm2 to form a cathode oxide layer (22). A sleeve (23) for supporting the cap (21) is formed with a thickness of 0.015-0.025 mm, thereby forming a cathode. This cathode is assembled to the known electron gun, and this electron gun is installed into a cathode ray tube. The cathode ray tube is sealed up, and is subjected to a thermal decomposition process. The manufacturing process extends the life expectancy of the cathode ray tube.

Description

Method for manufacturing cathode for heat dissipation cathode ray tube

제 1 도는 일반적인 브라운관의 일부 절개도.1 is a partial cutaway view of a typical CRT.

제 2 도는 제 1 도에서 전자총의 캐소오드를 확대하여 나타낸 구조도.2 is an enlarged structural diagram of the cathode of the electron gun in FIG.

제 3 도는 통상의 전자총의 관련된 전극의 배치예를 나타내는 개략도.3 is a schematic view showing an arrangement example of related electrodes of a conventional electron gun.

제 4 도는 통상의 전자총에 있어서, 캐소오드 캡의 두께 및 캐소오드의 동작 온도에 따른 사용수명을 나타낸 그래프로서, (a) 도는 두께에 따른 수명을 측정한 그래프이고, (b) 도는 온도에 따른 사용수명을 나타낸 그래프.4 is a graph showing the service life according to the thickness of the cathode cap and the operating temperature of the cathode in the conventional electron gun, (a) is a graph measuring the life according to the thickness, (b) is the temperature Graph showing service life.

제 5 도는 본 발명에 관련된 캐소오드의 수명을 종래의 것과 비교 측정한 그래프로서, a도는 종래의 것을 나타내고 (b) 도는 본 발명의 것을 나타낸다.5 is a graph in which the lifetime of the cathode according to the present invention is measured and compared with the conventional one, in which a represents the conventional and (b) represents the invention.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

21 : 캡 22 : 탄산염21: cap 22: carbonate

23 : 슬리이브 24 : 홀더23: sleeve 24: holder

25 : 캐소오드 지지체 26 : 히터25 cathode support 26 heater

본 발명은 방열형 음극선관용 캐소오드의 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 캐소오드의 열전달속도와 사용되는 금속의 재질에 따라 두께를 산정하고, 캡위에 도포된 탄산염의 활성화를 위한 배기공정시 적정한 온도로 매칭시켜 주므로써, 장수명화를 꾀하는 방열형 음극선관용 캐소오드의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of manufacturing a cathode for a heat dissipating cathode ray tube, and more particularly, to calculate the thickness according to the heat transfer rate of the cathode and the material of the metal used, and is appropriate in the exhaust process for the activation of the carbonate applied on the cap. By matching with temperature, it is related with the manufacturing method of the cathode-type cathode ray tube cathode for long lifetime.

제 1 도는 일반적인 음극선관의 일부절개도이다.1 is a partial cutaway view of a typical cathode ray tube.

도면중 부호(11)은 음극선관의 앞쪽에 설치된 패널을 나타낸 것으로서, 상기 패널(11) 내면에는 형광체가 도포된 형광면(12)과 그에 소정의 간격을 두고 대향되어 설치된 새도우마스크(13)가 프레임(도시생략)에 고정되어 있다.In the drawing, reference numeral 11 denotes a panel installed in front of the cathode ray tube, and the inner surface of the panel 11 includes a fluorescent surface 12 coated with a phosphor and a shadow mask 13 disposed to face each other at a predetermined interval therebetween. It is fixed to (not shown).

상기 패널(11)은, 펀넬(15)을 사이에 두고 네크부(16)와 연접되고, 펀넬(15)내부에는 지자계 차폐효과를 갖는 인너쉴드(도시생략)가 장착되며, 상기 네크부(16)내부에는 전자총(17)이 장착되어 있고, 패널(11)의 외주에는 음극선관의 폭발 위험성을 감소시키기 위해 방폭밴드(14)가 장치되어 있다.The panel 11 is connected to the neck portion 16 with the funnel 15 interposed therebetween, and an inner shield (not shown) having a geomagnetic shielding effect is mounted inside the funnel 15, and the neck portion ( 16) An electron gun 17 is mounted inside, and an explosion-proof band 14 is provided on the outer circumference of the panel 11 to reduce the explosion risk of the cathode ray tube.

제 2 도는 상술한 음극선관에 범용화된 방열형 캐소오드의 구조를 나타내고 있다.2 shows a structure of a heat dissipating cathode which is generalized to the cathode ray tube described above.

캐소오드 캡(21)의 상면에는 음극산화물(22)이 도포되어서 슬리이브(23)의 윗면에 용접 설치되고, 상기 슬리이브(23)는 홀더(24)를 개재하여 지지체(25)로 고정되며, 상기 슬리이브(23)의 내측에는 히터(26)가 삽입된 구성으로 되어 있다.Cathode oxide 22 is coated on the upper surface of the cathode cap 21 to be welded to the upper surface of the sleeve 23, and the sleeve 23 is fixed to the support 25 through the holder 24. The heater 26 is inserted inside the sleeve 23.

캡(21)은 99.7% 이상의 고순도 니켈을 주성분으로 하고, 여기에 소량의 마그네슘과 실리콘 등이 환원제로 첨가된 것을 사용하며, 슬리이브(23)는 니켈과 크롬의 합금으로 됨이 통상이다.The cap 21 is made of high purity nickel of 99.7% or more as a main component, and a small amount of magnesium, silicon or the like is added as a reducing agent, and the sleeve 23 is usually made of an alloy of nickel and chromium.

상기와 같은 구조를 갖는 캐소오드는 슬리이브(23) 내부의 히터(26)에 전원이 인가되면, 히터(26)에 의해 발생된 열이 캡(21)에 전달되어 캡(21)의 표면에 도포된 음극산화물(22)에서 열전자가 방출된다.The cathode having the structure as described above, when power is applied to the heater 26 inside the sleeve 23, heat generated by the heater 26 is transferred to the cap 21 to the surface of the cap 21 Hot electrons are emitted from the applied cathode oxide 22.

제 3 도는 상술한 음극선관에 장착된 전자총의 구조를 나타낸 것으로서, 다수의 금속전극이 동일축상에 나란히 부착되어 있다. 이들 금속전극은 캐소오드(K)에 가까운 쪽에서부터 차례로 제 1 그리드(G1), 제 2 그리드(G2), 제 3 그리드(G3), 제 4 그리드(G4)로 지칭된다.3 shows the structure of the electron gun mounted on the above-described cathode ray tube, in which a plurality of metal electrodes are attached side by side on the same axis. These metal electrodes are referred to as a first grid G1, a second grid G2, a third grid G3, and a fourth grid G4 from the side closest to the cathode K.

캐소오드의 수명은 캐소오드 캡의 두께와 그 동작온도에 밀접한 관계를 갖고 있다.The lifetime of the cathode is closely related to the thickness of the cathode cap and its operating temperature.

제 4a 도는 캐소오드 캡의 두께에 따른 수명을 나타내는 그래프로서, 두께가 두꺼울수록 수명이 긴 것으로 측정되고 있다.Figure 4a is a graph showing the lifespan according to the thickness of the cathode cap, it is measured that the longer the thickness, the longer the life.

캐소오드 캡의 두께에 따른 수명의 연장은, 전자총의 동작과정에서 장시간 받게되는 열에 의해 변형을 일으키게 되는데 두께가 너무 얇으면 열적 변형이 심하게 되어 캐소오드 캡의 표면에 도포된 탄산염이 불안정상태로 되기 마련이며, 따라서 두께가 두꺼울수록 열적 변형이 발생해도 탄산염의 도포상태가 안정되게 유지되기 때문이다.The extension of lifespan according to the thickness of the cathode cap is caused by deformation caused by the heat received for a long time during the operation of the electron gun. If the thickness is too thin, the thermal deformation becomes severe and the carbonate coated on the surface of the cathode cap becomes unstable. This is because the thicker the thickness, the more stable the coating state of carbonate is maintained even if thermal deformation occurs.

제 4b 도는 캐소오드의 동작온도에 따른 수명을 나타내는 그래프로서, 캐소오드의 동작온도가 낮을수록 수명은 길어지나 바륨 생성속도가 느려지는 것으로 측정되고 있다.FIG. 4B is a graph showing the lifetime according to the operating temperature of the cathode. The lower the operating temperature of the cathode is, the longer the lifetime is, but the barium generation rate is measured to be lower.

바륨 생성속도는 출화시간에 영향를 주는 것이므로 너무 늦어도 바람직하지 않다.Barium formation rate is an effect on the firing time, so it is not desirable to be too late.

이상의 문제외에도, 만들어진 전자총은 음극선관에 봉입된 후, 표면에 잔존하는 이물과 함유개스 등을 제거하기 위하여 열분해공정을 거치게 되는데, 이 과정에서 열분해온도가 너무 과도하면 음극선관의 내부에 잔존하는 가스가 캐소오드 캡의 탄산염과 반응하여 그 수명을 짧게 하는 경우도 있다.In addition to the above problems, the electron gun is made to be encapsulated in the cathode ray tube, and then subjected to a pyrolysis process to remove foreign substances, gas, and the like remaining on the surface. May react with the carbonate of the cathode cap to shorten its life.

본 발명은 상기한 바와 같은 종래 기술에 비추어 캡이 두께와 그 재질 그리고 열분해시의 가열온도를 적절한 범위로 한정함으로써 사용수명이 대폭 연장된 캐소오드를 구현할 수 있는 방열형 음극선관용 캐소오드의 제조방법을 제공함에 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a method for manufacturing a cathode ray tube cathode for a heat dissipation type cathode which can realize a cathode having a significantly extended service life by limiting the thickness, its material, and the heating temperature during pyrolysis in view of the prior art as described above. The purpose is to provide.

상기한 목적을 달성하기 위하여, 지지체에 의해 지지되는 캡의 내면에 슬리이브가 삽입되고, 그 상단에 음극산화물이 도포되며, 상기 슬리이브 내면에 히터가 삽입되어 있는 방열형 음극선관의 캐소오드에 있어서, 상기 캡의 두께를 0.13 내지 0.20mm로 형성하고, 그 위로 열전자방출물질을 0.9 내지 1.2g/cm³의 밀도로 스프레이 도포하여 음극산화물을 형성하며, 상기 캡을 지지하기 위한 슬리이브의 두께를 0.015 내지 0.025mm로 형성하여 된 캐소오드를 통상의 전자총에 조립하고, 음극선관의 내부로 봉입하여 관내를 진공으로 배기한 상태에서 가열 온도 650 내지 800℃로 열분해함을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, in the cathode of the heat dissipation type cathode ray tube in which the sleeve is inserted into the inner surface of the cap supported by the support, the cathode oxide is applied to the upper end, and the heater is inserted into the inner surface of the sleeve. Forming a thickness of the cap of 0.13 to 0.20mm, spray application of a hot electron emitting material to a density of 0.9 to 1.2g / cm ³ thereon to form a cathode oxide, the thickness of the sleeve for supporting the cap A cathode formed from 0.015 to 0.025 mm is assembled into a normal electron gun, and is encapsulated into a cathode ray tube and thermally decomposed at a heating temperature of 650 to 800 ° C. in a state in which the tube is evacuated by vacuum.

상기의 캡은 99.7% 이상의 니켈에 환원제로서 마그네슘 0.04 내지 0.08%, 실리콘 0.04 내지 0.08%가 포함된 금속으로 되어 있음을 특징으로 한다.The cap is characterized in that a metal containing 0.04% to 0.08% magnesium and 0.04% to 0.08% silicon as a reducing agent in at least 99.7% nickel.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 따라 상세히 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명이 적용되는 캐소오드는 상술한 제 2 도의 도시와 동일한 구조를 갖는 것으로 된다.The cathode to which the present invention is applied has the same structure as shown in FIG.

그러나 동 도면에서 캐소오드 캡(21)에 도포되는 음극산화물(22)은 (Ba, Sr, Ca) O가 피막형태로 도포되는 것이며, 또한 이 피막은 화학적으로 안정한(Ba, Sr, Ca) CO3를 원료로 하며, 그 조성물은 BaCO3 57%, SrCO3 39%, CaCO3 4% 정도로 조성되어 있다.However, in the figure, the cathode oxide 22 applied to the cathode cap 21 is coated with (Ba, Sr, Ca) O in the form of a coating, and the coating is chemically stable (Ba, Sr, Ca) CO3. The raw material is composed of about 57% BaCO3, 39% SrCO3, and 4% CaCO3.

본 발명에 관련된 캐소오드는 다음의 공정을 통해 제조된다.The cathode according to the present invention is produced through the following process.

먼저 니트로 셀룰로이즈를 용해한 유기용매에 탄산염이 혼합된 용액을 캡(21)의 표면에 스프레이 기법으로 스프레이하여 70μm 정도의 두께로 피막을 형성하고, 이를 전자총으로 조립한 다음 음극선관에 봉입시키고 관내를 진공으로 배기하면서 상기한 캐소오드를 약 1000℃ 정도로 가열시킨다.First, a solution of carbonate mixed with an organic solvent in which nitro cellulose is dissolved is sprayed onto the surface of the cap 21 by spraying to form a film having a thickness of about 70 μm, assembled with an electron gun, and then encapsulated in a cathode ray tube. The cathode is heated to about 1000 ° C. while evacuating to vacuum.

캡의 표면에 도포된 탄산염(22)은 가열에 의해 열분해되면 열전자를 방출한다. 즉, 캡(21) 표면에는 상기한 바와 같은 조성비로 피막이 도포되어 있기 때문에 히터(26)에 의해 가열되면 다음과 같은 화학적 변화가 생긴다.Carbonate 22 applied to the surface of the cap emits hot electrons when thermally decomposed by heating. That is, since the film is coated on the surface of the cap 21 at the composition ratio as described above, when heated by the heater 26, the following chemical change occurs.

(Ba, Sr, Ca) CO₃→ (Ba, Sr, Ca) O+CO₂↑(Ba, Sr, Ca) CO ₃ → (Ba, Sr, Ca) O + CO ₂ ↑

따라서, 상기 식에서 알 수 있는 바와 같이 탄산염(Ba, Sr, Ca)CO₃의 상태가 산화물(Ba, Sr, Ca) O 의 상태로 변환되고, 이 반응에서 생긴 이산화탄소는 관밖으로 배출된다.Therefore, as can be seen from the above formula, the state of carbonate (Ba, Sr, Ca) CO ₃ is converted into the state of oxide (Ba, Sr, Ca) O, and the carbon dioxide produced in this reaction is discharged out of the tube.

이때, 캡(21)과 음극산화물(22)이 접촉하는 경계면에서는 상기 캡(21)에 함유된 마그네슘, 실리콘이 환원제로 되어 음극산화물(22)과 반응하여 다음식에 따라 유리바륨을 생성한다.At this time, at the interface between the cap 21 and the cathode oxide 22, magnesium and silicon contained in the cap 21 become a reducing agent and react with the cathode oxide 22 to generate glass barium according to the following equation.

BaO+Mg → Ba+MgOBaO + Mg → Ba + MgO

여기서 캐소오드의 수명은 캡의 두께와 캐소오드의 동작온도에 관계를 가지고 있으므로 이 점이 고려되어야 할 것이다.This should be considered here because the lifetime of the cathode is related to the thickness of the cap and the operating temperature of the cathode.

또한, 적당한 두께로 캡을 설정하였더라도 열분해과정에서 알맞은 온도로 매칭시켜야만 탄산염의 손상이 없는 양질의 캐소오드를 얻을 수 있게 된다.In addition, even if the cap is set to a suitable thickness, it must be matched to the appropriate temperature during the pyrolysis process to obtain a high quality cathode without damaging the carbonate.

본 발명에서는 캡(21)의 두께를 0.13 내지 0.20mm로 한정하고 있다. 그 이유는 0.13mm 미만의 경우에 동작상태에서 열적 변형이 심하게 일어나서 열전자방출물질의 도포상태가 불안정하게 변화되기 때문이며, 또 0.20mm를 초과하면 바륨생성속도가 늦어져서 출화시간이 길어지기 때문이다. 캐소오드 캡(21)의 재질은 유리바륨의 생성량이 많아지게 하기 위하여 99.7% 이상의 니켈을 주성분으로 하고, 여기에 환원제로서 마그네슘 0.04 내지 0.08%, 실리콘 0.04 내지 0.08% 포함된 금속을 채용한다.In the present invention, the thickness of the cap 21 is limited to 0.13 to 0.20 mm. The reason for this is that thermal deformation occurs severely in the operating state when less than 0.13 mm, and the coating state of the hot electron emission material is unstable, and when it exceeds 0.20 mm, the barium generation rate is slowed and the firing time becomes longer. The material of the cathode cap 21 contains 99.7% or more of nickel as a main component in order to increase the amount of glass barium produced, and employs a metal containing 0.04% to 0.08% of magnesium and 0.04% to 0.08% of silicon as a reducing agent.

그리고 슬리이브(23)의 두께도 캐소오드 동작시의 가열온도에 장시간 견딜 수 있는 범위로 즉, 0.015 내지 0.025mm 범위로 한정한다.The thickness of the sleeve 23 is also limited to a range that can withstand the heating temperature during the cathode operation for a long time, that is, to 0.015 to 0.025 mm.

또한 캡(21) 위헤 도포되는 음극산화물(22)은 밀도 0.9 내지 1.2g/cm³의 밀도로 스프레이되는데, 0.9 미만의 밀도에서는 초기의 전자방출이 우수하지만 오래지 않아 경시변화를 일으켜 성능이 나빠지는 결점이 있고, 1.2를 초과하면 에미션특성이 좋지 않게 되어 실용화할 수 없다.In addition, the anode oxide 22 coated on the cap 21 is sprayed at a density of 0.9 to 1.2 g / cm ³ , and at a density of less than 0.9, the initial electron emission is excellent, but it does not change long and degrades performance. If there is a drawback and exceeds 1.2, the emission characteristics become poor and cannot be put to practical use.

상기한 음극산화물(22)를 형성하는 탄산염을 산화시키기 위한 열분해공정에서, 본 발명은 캐소오드로 가하는 온도를 650 내지 800℃ 범위로 한정한다.In the thermal decomposition process for oxidizing the carbonate forming the cathode oxide 22, the present invention limits the temperature applied to the cathode in the range of 650 to 800 ℃.

가열온도가 650℃ 미만인 경우는 전자총을 구성하는 각 전극이 표면에 함유된 가스를 방출시키기 어렵게 되어 품질의 안정화를 구현할 수 없고, 또 800℃를 초과하면 탄산염이 영향을 받아 경화됨에 따라 원자 결합반응을 억제하게 되므로 특성이 좋지 않게 된다.If the heating temperature is less than 650 ℃, each electrode constituting the electron gun is difficult to release the gas contained on the surface can not achieve stabilization of quality, and if it exceeds 800 ℃, the carbonate is affected and cured atomic bond reaction Since the characteristics are suppressed.

이상과 같은 본 발명에 관련하여 얻어진 캐소오드를 종래의 것과 비교하여 에미션특성을 측정한 결과, 본 발명은 제 5b 도의 도시와 같이 사용가능한 수명으로서 3400시간을 나타낸 반면에 종래의 것은 제 5a 도의 도시와 같이 사용가능한 수명이 1700시간으로 측정되어 본 발명이 종래의 것보다 2배 정도 수명이 길어진 것으로 되었다.As a result of measuring the emission characteristics of the cathode obtained according to the present invention as compared with the conventional one, the present invention showed 3400 hours as the usable life as shown in FIG. As shown in the figure, the usable life was measured at 1700 hours, and the present invention was about twice as long as the conventional one.

Claims

In a cathode of a heat dissipating cathode ray tube in which a sleeve is inserted into an inner surface of a cap supported by a support, a cathode oxide is applied to an upper end thereof, and a heater is inserted into an inner surface of the sleeve, the thickness of the cap 21 Is formed to 0.13 to 0.20mm, sprayed hot electron emitting material to a density of 0.9 to 1.2g / cm ³ thereon to form a cathode oxide 22, the sleeve 23 for supporting the cap 21 And a cathode formed by forming a thickness of 0.015 to 0.025 mm into a conventional electron gun, and encapsulated into a cathode ray tube, and thermally decomposed at a heating temperature of 650 to 800 ° C. while evacuating the tube to a vacuum. Method for producing a cathode for heat dissipation cathode ray tube.

The method of claim 1, wherein the cap (21) is made of metal containing 0.04% to 0.08% of magnesium and 0.04% to 0.08% of silicon as a reducing agent in at least 99.7% of nickel.