KR0161381B1 - 직열형 음극 구조체 - Google Patents

Abstract

본 발명은 직열형 음극 구조체 및 그 제조방법을 개시한다.

본 발명 음극물질이 함유된 다공성 펠렛과, 다공성 펠렛의 하면과 외주면을 감싸는 저장조와, 상기 저장조와 용접되는 금속부재와, 상기 저장조와 금속부재 사이에 개재된 필라멘트를 구비하여 된 것에 그 특징이 있으며, 이는 펠렛의 하면과 측면으로 열전자가 방출되지 않도록 하여 음극구조체의 수명을 연장할 수 있는 이점을 가진다.

Description

직열형 음극 구조체

제1도는 종래의 직열형 음극 구조체의 사시도.

제2도는 종래 직열형 음극구조체의 다른 실시예를 도시한 단면도.

제3도는 본 발명에 의한 직열형 음극 구조체를 도시한 분리 사시도.

제4도는 제3도에 도시된 음극구조체의 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

500 : 다공성 펠렛 510 : 저장조

520 : 금속부재 600 : 필라멘트

본 발명은 음극선관을 직열형 음극 구조체에 관한 것으로, 특히 칼라 음극선관용 전자총의 직열형 디스펜서 음극 구조체에 관한 것이다.

음극은 열에너지를 통하여 열전자를 방출하는 것으로서, 그 가열방식에 따라 직접 가열방식에 의한 직열형과, 간접가열 방식에 의한 방열형으로 크게 구분된다.

직열형 음극은 필라멘트와 열전자 방출원이 접촉되어 있는 구조를 이루며, 방열형 음극은 필라멘트와 열전자 방출원이 분리되어 있는 형태의 구조를 가진다.

일반적으로, 방열형 음극은 대량의 열전자를 요구하는 전자총에 적용되는 것으로서 예를 들면, 산화물 음극과 디스펜서 음극으로 구분되며 이들은 필라멘트가 내장되는 슬리브와 이 슬리브에 고정되는 베이스 메탈 또는 저장조를 구비한다. 그리고, 상기 베이스 메탈은 주로 산화물 음극이 가지며 상기 저장조는 디스펜서 음극구조체가 내장된다.

한편, 직열형 음극은 필라멘트에 직접 고정되는 베이스 메탈 또는 저장매체를 갖는 것이 일반적으로 사용된다. 또한, 이러한 구조에서 베이스 메탈은 주로 뷰파이더용도의 소형 음극선관의 전자총에 사용되는 것으로 그 표면에 산화물 음극이 도포되어 있다. 그리고, 상기 저장 매체는 대전류를 요구하는 대형 또는 공업용 음극선관에 적용될 수 있는 것으로 디스펜서형 열전자 방출원으로서 음극물질이 함침되어 있는 다공성 펠렛이 그 일례이다.

종래의 직열형 음극 구조체에 있어서 상기 다공성 펠렛이 필라멘트에 직접 고정되는 형태는 본 출원인에 의해 대한민국 특허 출원 91-9461로 출원된 바있으며, 그 구조는 제1도에 도시한 바와 같이 음극물질이 함침되어 있는 다공성 펠렛(101)은 양측면으로 돌추된 필라멘트(102)(102')에 의해 직접가열되는 구조를 가진다. 이와 같은 구조의 종래 직열형 음극 구조체는 필라멘트의 접촉 유형에 따라 상기 펠렛(101)의 측면에 상기 필라멘트(102)(102')가 직접 용접되어 있거나, 필라멘트(102)(102')가 다공성 펠렛(101)의 몸체를 관통하는 형태로 고정되는 구조를 가진다.

또한, 종래의 직열형 음극 구조체에 있어서 상기 다공성 펠렛이 필라멘트에 직접 고정되는 형태의 다른 예로서, 본 출원인은 대한민국 특허 출원 93-17567 및 94-12162호로 출원한 바 있다. 이것은 음극물질이 함침되어 있는 다공성 펠렛의 외면 3개소 이상에 필라멘트가 직접 접촉되는 구조를 가진다.

상술의 선출원된 종래의 직열형 음극 구조체는 다공성 펠렛이 그 몸체에 접촉된 필라멘트에 의해 직접 가열됨과 아울러 필라멘트로부터의 전류에 의해 직접 발열하는 형태를 가지기 때문에 전류 인가후 열전자 방출이 시작되는 시간까지가 매우 짧다는점과 특히, 고밀도의 열전자를 방출할 수 있다는 장점을 가지기는 하지만, 실질적으로 상술한 바와 같은 구조를 가지는 음극 구조체는 펠렛과 필라멘트의 용접이 까다로운 단점을 가지며, 이로 인하여 제작을 위한 실시에 있어서 고품질을 유지하기가 용이하지 않고 생산성 측면에서도 불리한 면을 안고 있다.

이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 출원인은 한국 특허 출원번호 제94-33019호로 직열형 음극구조체를 개량하여 출원한 바 있다.

이것은 제2도에 도시된 바와 같이 전자방사물질이 함침된 펠렛(200)의 하면에 필라멘트(210)를 밀착시킨 후 이의 하면에 소정의 금속부재(220)를 용접하여 필라멘트(210)가 지지되며 열전자가 펠렛의 하방으로 방출되지 않도록 된 것이다.

그러나 상기와 같은 펠렛(200)은 이와 용접된 금속부재(220)와의 간극이 존재하게 되므로 이 간극으로 열전자가 방출되게 되는 문제점이 내재되어 있었다. 또한 상기 펠렛(200)의 측면은 열전자방출 공간에 대해 노출되어 있으므로 열전자가 측면으로 방출되어 지속적이고 균일한 열전자 방출 특성을 얻을 수 없으며, 나아가서는 펠렛(200)의 수명이 단축되는 문제점이 내재되어 있었다.

특히, 종래의 직열형 음극 구조체는 측면이 노출되어 있으므로 이로부터 방출된 열전자가 필라멘트를 취화시키는 문제점이 내재되어 있었다.

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 전자방사물질이 펠렛의 하부 및 외주면으로 방사되는 것을 방지할 수 있으며, 구조가 보다 안정되어 품질 및 생산성 향상에 유리한 직열형 음극 구조체를 제공함에 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 직열형 음극구조체는, 음극 물질이 함유된 다공성 펠렛과 다공성 펠렛을 하면과 외주면을 감싸는 저장조와, 상기 저장조와 용접되는 금속부재와 , 상기 저장조와 금속부재 사이에 개재되는 필라멘트를 구비하여 된 것을 그 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 필라멘트의 재질은 텅스턴(W)를 주성분으로 하면 레늄(Re)이 첨가되거나, 몰리브덴(Mo)를 주성분으로 사용된다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 한 바람직한 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.

제3도에는 본 발명에 의한 직열형 음극구조체와 일 실시예를 나타내 보였다.

이것은 다공성 몸체(500a)에 전자방사물질이 함침되어 이루어진 펠렛(500)과, 상기 펠렛(500)의 하면에 밀착고정되며 펠렛(500)의 상면을 제외한 외주면을 감싸는 저장조(510)와, 이 저장조(510)의 하면에 필라멘트(600)가 밀착된 상태에서 상기 저장조(510)와 용접되어 저장조(510)에 대해 필라멘트(600)를 지지하는 금속부재(520)를 구비하여 구성된다.

여기에서 상기 전자방사물질이 함침되는 펠렛(500)을 구성하는 다공성 몸체(500a)는 W, MO,RU, NI, Ta중 적어도 한 개이상의 금속으로 이루어진다. 그리고 상기 저장조(510)와 금속부재(520)는 MO, Ta, W중 적어도 한 금속을 포함하여 이루어진다.

본 발명에 있어서, 가장 적절한 펠렛(500)을 감싸는 저장조(510)의 두께는 0.02MM 내지 0.5MM 인 것을 사용함이 바람직하고 상기 필라멘트(600)의 재질은 W을 주성분으로 하면 Ru이 첨가된 것을 사용하거나 Mo을 주성분으로 하는 것을 사용함이 바람직하다. 그리고 상기 금속부재의 직경은 0.5 내지 2mm 이며 두께는 0.02mm 내지 5mm로 함이 바람직하다.

그리고 상기 저장조(510)과 용접되어 필라멘트를 지지하는 금속부재(520)는 원형 또는 다각형의 형상을 갖는 것을 사용함이 바람직하며, 저장조(510)와 금속부재(520)의 용접은 레이저 용접, 아크용접 또는 플라즈마 용접이 주로 사용된다. 그리고 상기 필라멘트는 펠렛의 가열효율을 향상시키기 위하여 +자형으로 배열하거나 방사상으로 배열함이 바람직하다.

이와 같은 본 발명에 따른 직열형 음극 구조체 음극구조체는 상기 펠렛(500)이 Mo, Ta, W중 적어도 하나의 금속성분을 포함하는 저장조에 삽입되어 펠렛(500)의 외주면과 바닥면을 감싸고 있으며, 저장조의 하면에 이와 금속부재가 용접되어 필라멘트(600)를 지지하고 있으므로 상기 필라멘트(600)에 소정의 전위가 인가됨에 따라 펠렛(500)이 가열되어 열전자를 방출하게 된다.

상기와 같이 열전자를 방출하는 직열형 음극구조체는 다음과 같은 효과를 가진다.

첫째: 펠렛이 저장조에 감싸여진 상태에서 저장조와 금속부재가 용접되게 되므로 용접시 용접열에 의해 전자방사물질이 산화되는 것을 방지할 수 있다.

둘째: 펠렛이 저장조에 의해 보호되어 있으므로 구조적인 용접강도를 향상시킬 수 있다.

셋째: 펠렛으로 부터 방출되는 열전자 방출물질인 바륨이 그 측면과 후면으로 방출되지 않으므로 필라멘트의 취화(embrittlement)현상을 방지할 수 있다.

넷째: 후방으로 바륨의 증발을 억제하여 수명을 늘릴 수 있으며, 에미션 성능을 향상시킬 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명 직열형 음극구조체의 제조방법에 의해 제조된 음극구조체는 펠렛을 저장조로 감싸므로써 품질 및 생산성 향상에 크게 기여할 수 있다.

또한 본 발명 음극 구조체는 일반적인 초소형의 초소형 흑백형 음극선관이 아닌 칼라 음극선과, 특히 대형 화면을 가지는 텔레비젼 또는 공업용 음극선관에 널리 사용할 수 있는 이점을 가진다.

Claims (11)

1. 음극물질이 함유된 다공성 펠렛과, 다공성 펠렛의 하면과 외주면을 감싸는 저장조와, 상기 저장조와 용접되는 금속부재와, 상기 저장조와 금속부재 사이에 개재된 필라멘트를 구비하여 된 것을 특징으로 하는 직열형 음극구조체
2. 제1항에 있어서, 상기 저장조와 금속부재 사이에 고정된 필라멘트가 십자형 또는 방사형으로 이루어진 것을 특징으로 하는 직열형 음극구조체.
3. 제1항에 있어서, 상기 저장조와 금속부재가 저항용접이나 레이저용접 또는 플라즈마용접에 의해 이들 사이에 필라멘트가 고정된 것을 특징으로 하는 직열형 음극 구조체.
4. 제1항에 있어서, 상기 펠렛은 W, Ru, Mo, Ni, Ta중 적어도 한 금속이 함유된 금속으로 이루어진 것을 특징으로 하는 직열형 음극 구조체.
5. 제1항에 있어서, 상기 필라멘트가 W을 주성분으로 하고 Ru이 첨가되어 이루어진 것을 특징으로 하는 직열형 음극구조체.
6. 제1항 또는 제5항에 있어서, 상기 필라멘트의 직경이 0.03mm 내지 0.5mm 인 것을 특징으로 하는 직열형 음극 구조체.
7. 제1항 또는 제3항에 있어서, 상기 저장조가 Mo, W, Ta 중 적어도 한 금속을 포함하여 된 금속으로 이루어진 것을 특징으로 하는 직열형 음극구조체.
8. 제1항에 있어서, 상기 금속부재가 Mo, W, Ta 중 적어도 한 금속을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 직열형 음극 구조체.
9. 제1항에 있어서, 상기 펠렛은 원형 또는 다각형의 형상으로 형성된 것을 특징으로 하는 직열형 음극 구조체.
10. 제1항에 있어서, 상기 저장조의 두께가 0.02mm 내지 0.5mm의 두께로 형성된 것을 특징으로 하는 직열형 음극 구조체.
11. 제1항 내지 제4항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 금속부재의 직경이 0.5mm 내지 2.0mm의 범위를 가지고, 그 두께는 0.02 내지 5mm인 것을 특징으로 하는 직열형 음극 구조체.