HU217164B

HU217164B - Közvetlen fűtésű katódszerkezet, és eljárás az előállítására

Info

Publication number: HU217164B
Application number: HU9503849A
Authority: HU
Inventors: Bong-Uk Jeong; Chang-Seob Kim; Sang-Kyun Kim; Seok-Bong Son
Original assignee: Samsung Display Devices Co., Ltd.
Priority date: 1994-12-29
Filing date: 1995-12-28
Publication date: 1999-11-29
Also published as: ES2129304B1; US5701052A; CN1133483A; EP0720198A1; TW413392U; CN1084924C; DE69510169T2; EP0720198B1; ES2129304A1; KR960025904A; HU9503849D0; JPH08236009A; KR100195167B1; HUT74345A; DE69510169D1; CZ349095A3; RU2155409C2; CZ290440B6

Abstract

A találmány tárgya közvetlen fűtésű katódszerkezet, elektrőnemittáló,pőrózűs fémtabletta testtel (500) és fémtárcsán (520) rögzítettfűtőszállal (600), főként katódsűgárcsövek és tv-képcsövek számára. Atalálmány szerint a pőrózűs fémtabletta test (500) tartólapőn (510)van rögzítve, amely tartólaphőz (510) fémtárcsa (520) van hegesztve,és amely tartólap (510) és a hőzzá hegesztett fémtárcsa (520) közöttvan a fűtőszál (600) elrendezve. A találmány szerinti, közvetlenfűtésű katódszerkezet előállítására alkalmas eljárásban, amelybenpőrózűs fémtabletta testet (500) állítanak elő, amelyet katódanyaggalimpregnálnak és tartólapőn rögzítenek, a pőrózűs fémtabletta test(500) rögzítőfelületére keményfőrrasz réteget visznek fel, amellyeltartólapőn (510) rögzítik a fémtabletta testet (500), ez űtánimpregnálják elektrőnemittáló hatóanyaggal a fémtabletta testet (500),majd a tartólap (510) és fémtárcsa (520) közé fűtőszálat (600)helyeznek, és a fémtárcsát (520) a tartólappal (510) összehegesztik. ŕ

Description

A leírás terjedelme 8 oldal (ezen belül 3 lap ábra)

HU 217 164 Β

A találmány tárgya közvetlen fűtésű katódszerkezet, elektronemittáló, porózus fémtabletta testtel és fémtárcsán rögzített fűtőszállal, főként katódsugárcsövek és tv-képcsövek számára, valamint eljárás a katódszerkezet előállítására.

A katódszerkezetek hőenergiát nyelnek el és termionokat, azaz a hőmozgással felszabaduló elektronokat bocsátanak ki. A katódszerkezetek két nagy csoportra oszthatók: közvetlen fűtésű és közvetett fűtésű katódszerkezetekre. A közvetlen fűtésű katódszerkezetekre az jellemző, hogy a fűtőszál és a termionemittáló anyag közvetlen kapcsolatban vannak egymással, míg a közvetett fűtésű katódszerkezetben a termionemittáló anyag villamosán el van szigetelve a fűtőszáltól.

A - főként kisméretű képcsövek és videokamerakeresők elektronágyújában alkalmazott - közvetlen fűtésű katódszerkezetek egy fém alapra felvitt elektronemittáló anyagú réteggel, esetleg elektronemittáló anyaggal átitatott tabletta testtel rendelkeznek, amely fémtablettás katódszerkezetek inkább a nagyobb tv- és monitorképernyők elektronágyúiban nyernek alkalmazást.

A porózus tablettaszerkezetre közvetlenül erősített fűtőszállal rendelkező katódszerkezet van ismertetve bejelentő korábbi USA szabadalmi bejelentésében, amelynek száma 08/120,502. Ilyen katódszerkezetet tüntettünk fel rajzunk 1. ábráján. A katódszerkezet elektronemittáló anyaggal impregnált, porózus 101 fémtabletta teste oldalfelületeire rá van hegesztve egy pár 102, 102’ fűtőszál. Egy alternatív megoldásban egy fűtőszál át van vezetve a 101 fémtabletta testen.

A jelen bejelentő egy másik USA szabadalmi bejelentésében, amelynek száma 08/429,529, olyan, közvetlen fűtésű katódszerkezet van ismertetve, amelyben maga a fűtőszál biztosít támaszt az elektronemittáló anyaggal impregnált fémtabletta testnek oly módon, hogy a fűtőszálak a fémtabletta test oldalfelületének legalább három pontján vannak a fémtabletta testre hegesztve, illetve át vannak vezetve rajta.

A fent ismertetett katódszerkezetek nagyon rövid felfűtési idővel bírnak és nagy a termionemissziójuk, mert a fűtőszál közvetlenül hevíti a fémtabletta testet. Hiányosságuk azonban, hogy az impregnált elektronemittáló anyag a fémtabletta test egész felületén át távozik és így gyorsan fogy, emellett az elgőzölgő anyag rárakódik a fűtőszálra is, és rideggé, törékennyé teszi azt. Az ilyen katódszerkezetek gyártása a fűtőszál kényes hegesztési vagy átfűzési műveletei miatt nem eléggé termelékeny és gazdaságos.

Jelen bejelentő kifejlesztett egy harmadik közvetlen fűtésű katódszerkezetet is, amely a 2. ábrán van vázolva. A technika állásához tartozó megoldásban egy 210 fűtőszál egy 220 fémtárcsa lapján van rögzítve, amely 220 fémtárcsán van rögzítve az elektront emittáló anyaggal impregnált 200 fémtabletta test. E megoldásban a fémtárcsa felé csak korlátozott mértékű elektront emittáló anyag elgőzölgése jöhet létre (mikropórusokon keresztül). A fémtabletta test oldalfelületein azonban ez esetben is jelentős elgőzölgés jön létre, a fűtőszálon azt ridegítő bevonatot és gyors fogyást okozva, emellett az oldalfelület is termionkibocsátó felület, ami miatt az elektronáram nem lehet homogén az emittált nyaláb keresztmetszetében.

Célunk a találmánnyal az említett hiányosságok megszüntetése, hosszabb élettartamú, egyenletesebb emissziójú és nagyobb termelékenységgel gyártható, közvetlen fűtésű katódszerkezet, és ennek előállítására alkalmas eljárás kialakításával.

A feladat találmány szerinti megoldása egyrészt olyan közvetlen fűtésű katódszerkezet, elektronemittáló anyaggal impregnált, porózus fémtabletta testtel és fémtárcsán rögzített fűtőszállal, amelyben a porózus fémtabletta test tartólapon van rögzítve, amely tartólaphoz fémtárcsa van hegesztve, és amely tartólap és a hozzá hegesztett fémtárcsa között van a fűtőszál elrendezve.

Előnyösen a fémtabletta test keményforrasztással van a tartólapon rögzítve.

Célszerűen az alkalmazott keményforrasz anyag ruténiumot és/vagy molibdént tartalmaz.

Előnyösen a tartólap és a fémtárcsa között a fűtőszálak sugárirányban vagy keresztirányban vannak elrendezve.

Célszerűen a fémtabletta test anyagának fő alkotója volfrám, ruténium, molibdén, nikkel és/vagy tantál.

Előnyösen a fűtőszál anyagának fő alkotója volfrám és/vagy molibdén.

Célszerűen a tartólap és fémtárcsa legalább egyikének anyaga tartalmaz molibdént, volfrámot és/vagy tantált.

Előnyösen a fémtabletta test átmérője, 0,4-2 mm, vastagsága 0,2-1 mm.

Célszerűen a fémtárcsa átmérője 0,3-3 mm, vastagsága 20—200 pm.

A találmány szerinti megoldás másrészt eljárás a találmány szerinti közvetlen fűtésű katódszerkezet előállítására, amelyben porózus fémtabletta testet állítunk elő, amelyet katódanyaggal impregnálunk és tartólapon rögzítünk, amelynek során a porózus fémtabletta test rögzítőfelületére keményforrasz réteget viszünk fel, amellyel tartólapon rögzítjük a fémtabletta testet, ez után impregnáljuk elektronemittáló katódanyaggal a fémtabletta testet, majd a tartólap és fémtárcsa közé futőszálat helyezünk, és a fémtárcsát a tartólappal összehegesztjük.

Előnyösen a keményforrasz réteget fémporból alakítjuk ki, amely fémpor tartalmaz ruténiumot és/vagy molibdént.

Célszerűen 10-100 pm vastagságú keményforrasz réteget alakítunk ki.

A találmány továbbá eljárás a találmány szerinti közvetlen fűtésű katódszerkezet előállítására, amelyben porózus fémtabletta testet állítunk elő, amelyet katódanyaggal impregnálunk és tartólapon rögzítünk, amelynek során az elektronemittáló katódanyaggal impregnált porózus fémtabletta test rögzítőfelületére keményforrasz réteget viszünk fel, amellyel tartólapon rögzítjük a fémtabletta testet, majd a tartólap és fémtárcsa közé fűtőszálat helyezünk, és a fémtárcsát a tartólappal összehegesztjük.

HU 217 164 B

Célszerűen 10-100 μιη vastagságú keményforrasz réteget alakítunk ki.

Az alábbiakban kiviteli példára vonatkozó rajz alapján részletesen ismertetjük a találmány lényegét. A rajzon az

1. ábra egy ismert katódszerkezet távlati rajza, a

2. ábra egy másik ismert katódszerkezet hosszmetszete, a

3. ábra a találmány szerinti katódszerkezet robbantott rajza, a

4. ábra a 3. ábra szerinti katódszerkezet hosszmetszete, az

5. ábra a 3. ábra szerinti katódszerkezet fémtabletta testének előállítása, távlati rajz, a

6. ábra fémtabletta test előállítása, szemléltető rajz, a

7. ábra keményforrasz réteg felvitele, szemléltető rajz, a

8. ábra tartólap keményforrasztása, szemléltető rajz, a

9. ábra fűtőszál és fémtárcsa felrögzítése, szemléltető rajz.

Az 1. és 2. ábrán a találmányunkkal összevethető, a technika állását tükröző megoldások vannak feltüntetve.

Az 1. ábra szerinti megoldásban a katódszerkezet elektronemittáló anyaggal impregnált, porózus 101 fémtabletta testén át van vezetve egy 102 fűtőszál. Egy alternatív megoldásban egy pár fűtőszál van hegesztve a fémtabletta test különböző oldalaihoz.

A 2. ábra szerinti megoldásban egy 210 fűtőszál egy 220 fémtárcsa lapján van rögzítve, amely 220 fémtárcsán van rögzítve az elektront emittáló anyaggal impregnált 200 fémtabletta test.

A találmány szerinti katódszerkezetet a 3., 4. ábrák szerinti példa alapján ismertetjük.

A közvetlen fűtésű katódszerkezet porózus 500 fémtabletta teste hő hatására elektronokat (termionokat) emittáló anyaggal van impregnálva. Az 500 fémtabletta test 510 tartólapon keményforrasztással van rögzítve. Az 510 tartólap másik oldalán kereszt alakban elrendezett 600 fűtőszálak vannak sugárirányú elrendezésben, hegesztéssel rögzítve, amely 600 fűtőszálakra további 520 fémtárcsa van helyezve és az 510 tartólaphoz hegesztéssel rögzítve. A fűtőszálak keresztirányú és sugárirányú elrendezése biztosítja a tapasztalat szerint a fémtabletta test leghatásosabb fűtését, de a fűtőszálak más elrendezésben is rögzíthetők az 510 tartólap és az 520 fémtárcsa között.

A porózus 500 fémtabletta test anyaga volfrám, molibdén, ruténium, nikkel és/vagy tantál, az 510 tartólap és az 520 fémtárcsa anyaga pedig molibdén-, tantálés/vagy volfrámtartalmú anyag. Az 500 fémtabletta test felületén ozmium-, ruténium- és/vagy irídiumtartalmú fedőréteg van kialakítva.

Az 500 fémtabletta test átmérője 0,4-2 mm, magassága 0,2-1 mm. Az 510 tartólap és az 520 fémtárcsa átmérője 0,3-3 mm, vastagsága 20-200 pm. A 600 fűtőszál átmérője 30-200 pm. Az 510 tartólap és az 520 fémtárcsa lézerhegesztéssel, ívhegesztéssel vagy plazmahegesztéssel van összeerősítve.

Az 5-9. ábrák alapján részletesen ismertetjük a találmány szerinti katódszerkezet előállítására alkalmas, találmány szerinti eljárás lényegét.

Az 500 fémtabletta test előállítása úgy történik, hogy por alakú volfrám, molibdén, ruténium, nikkel és/vagy tantál szemcsékből 50 rudat sajtolunk, amely 50 rudat azután ismert módon szinterelünk, majd a színtereit rúd darabolásával állítjuk elő belőle a kívánt magasságú 500 fémtabletta testeket. A színtereit 50 rúd az 500 fémtabletta test alakjának megfelelő, kör vagy poligon keresztmetszetű.

Az 500 fémtabletta test impregnálása, átitatása elektronemittáló 600’ katódanyaggal úgy történik, hogy az 500 fémtabletta testet érintkeztetjük a 600’ katódanyaggal és így hevítjük olyan magas hőmérsékletre, amelyen 600’ katódanyag behatol az 500 fémtabletta test pórusaiba (6. ábra).

Az impregnált 500 fémtabletta testet azután fölfordítjuk, és a hátlapjára keményforrasz anyag 700 réteget viszünk fel 10-100 pm vastagságban, amely keményforrasz anyag ruténiumot és/vagy molibdént tartalmaz (7. ábra).

Az 500 fémtabletta testre felvitt keményforrasz 700 rétegre ráhelyezzük az 510 tartólapot, és az 510 tartólap hevítésével a keményforrasz 700 réteget megolvasztva ráforrasztjuk az 510 tartólapot az 500 fémtabletta testre (8. ábra).

Ez után az 510 tartólap szabad felületére egy, vagy keresztirányban két 600 fűtőszálat helyezünk és erre helyezzük az 520 fémtárcsát. Az 520 fémtárcsát ezután összehegesztjük az 510 tartólappal (9. ábra). így a találmány szerinti katódszerkezetet állítottuk elő.

Az eljárás egy változatában a katódanyag 500 fémtabletta testbe impregnálását az 510 tartólap felforrasztása után végezzük. A katódanyag 500 fémtabletta testbe impregnálása lépés helye a katódszerkezet előállításának műveleti sorrendjében változtatható, az egyéb műveletek követelményeinek, illetve lehetőségeinek függvényében.

A találmány szerinti katódszerkezetre és a találmány szerinti eljárásra jellemző, hogy

- ha az impregnálást az 500 fémtabletta test tartólapon történt rögzítése után végezzük, nem lép fel a katódanyag oxidációja a keményforrasztás következtében,

- meghosszabbítja a katódszerkezet élettartamát az, hogy az 500 fémtabletta test alsó felülete a keményforrasz 700 réteggel teljesen le van zárva, ott katódanyag nem gőzölöghet el,

- a keményforrasztással 510 tartólapra rögzített 500 fémtabletta test stabil, és külső behatásokkal szemben ellenálló,

- minthogy katódanyag az 500 fémtabletta testből a 600 fűtőszál felé nem léphet ki, nem okozhatja a fűtőszál ridegedését.

A találmány szerinti eljárással az ismerteknél hosszabb élettartamú, jobb minőségű katódszerkezet állítható elő termelékenyen és gazdaságosan. Az előnyök nagyrészt a keményforrasztás és az 510 tartólaphoz hegesztett 520 fémtárcsa alkalmazásának köszönhetőek.

HU 217 164 B

A találmány szerinti katódszerkezet nagy képernyős, színes tv-képcsövek és monitorképcsövek elektronágyúi katódjaként ugyanúgy alkalmas, mint fekete/fehér kis képcsövek elektronágyúja katódjaként.

Claims

SZABADALMI IGÉNYPONTOK

1. Közvetlen fűtésű katódszerkezet, elektronemittáló anyaggal impregnált, porózus fémtabletta testtel és fémtárcsán rögzített fűtőszállal, azzal jellemezve, hogy a porózus fémtabletta test (500) tartólapon (510) van rögzítve, amely tartólaphoz (510) fémtárcsa (520) van hegesztve, és amely tartólap (510) és a hozzá hegesztett fémtárcsa (520) között fűtőszál (600) van elrendezve.
2. Az 1. igénypont szerinti katódszerkezet, azzal jellemezve, hogy a fémtabletta test (500) keményforrasztással van a tartólapon (510) rögzítve.
3. A 2. igénypont szerinti katódszerkezet, azzal jellemezve, hogy az alkalmazott keményforrasz anyag ruténiumot és/vagy molibdént tartalmaz.
4. Az 1-3. igénypontok bármelyike szerinti katódszerkezet, azzal jellemezve, hogy a tartólap (510) és a fémtárcsa (520) között a fűtőszálak (600) sugárirányban vagy keresztirányban vannak elrendezve.
5. Az 1-4. igénypontok bármelyike szerinti katódszerkezet, azzal jellemezve, hogy a fémtabletta test anyagának fő alkotója volfrám, ruténium, molibdén, nikkel és/vagy tantál.
6. Az 1-5. igénypontok bármelyike szerinti katódszerkezet, azzal jellemezve, hogy a fűtőszál anyagának fő alkotója volfrám és/vagy molibdén.
7. Az 1-6. igénypontok bármelyike szerinti katódszerkezet, azzal jellemezve, hogy a tartólap (510) és a fémtárcsa (520) legalább egyikének anyaga tartalmaz molibdént, volfrámot és/vagy tantált.
8. Az 1-7. igénypontok bármelyike szerinti katódszerkezet, azzal jellemezve, hogy a fémtabletta test (500) átmérője 0,4-2 mm, vastagsága 0,2-1 mm.
9. Az 1-8. igénypontok bármelyike szerinti katódszerkezet, azzal jellemezve, hogy a fémtárcsa (520) átmérője 0,3-3 mm, vastagsága 20-200 pm.
10. Eljárás az 1-9. igénypontok bármelyike szerinti közvetlen fűtésű katódszerkezet előállítására, amelyben porózus fémtabletta testet állítunk elő, amelyet katódanyaggal impregnálunk és tartólapon rögzítünk, azzal jellemezve, hogy a porózus fémtabletta test (500) rögzítőfelületére keményforrasz réteget viszünk fel, amellyel tartólapon (510) rögzítjük a fémtabletta testet (500), ezután impregnáljuk elektronemittáló katódanyaggal a fémtabletta testet (500), majd a tartólap (510) és fémtárcsa (520) közé fűtőszálat (600) helyezünk, és a fémtárcsát (520) a tartólappal (510) összehegesztjük.
11. A 10. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a keményforrasz réteget fémporból alakítjuk ki, amely fémpor tartalmaz ruténiumot és/vagy molibdént.
12. A 11. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy 10-100 pm vastagságú keményforrasz réteget alakítunk ki.
13. Eljárás az 1-9. igénypontok bármelyike szerinti közvetlen fűtésű katódszerkezet előállítására, amelyben porózus fémtabletta testet állítunk elő, amelyet katódanyaggal impregnálunk és tartólapon rögzítünk, azzal jellemezve, hogy az elektronemittáló katódanyaggal impregnált porózus fémtabletta test (500) rögzítő felületére keményforrasz réteget viszünk fel, amellyel tartólapon (510) rögzítjük a fémtabletta testet (500), majd a tartólap (510) és fémtárcsa (520) közé fűtőszálat (600) helyezünk, és a fémtárcsát (520) a tartólappal (510) összehegesztjük.
14. A 13. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a keményforrasz réteget fémporból alakítjuk ki, amely fémpor tartalmaz ruténiumot és/vagy molibdént.
15. A 13. vagy 14. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy 10-100 pm vastagságú keményforrasz réteget alakítunk ki.