KR100198573B1 - Method of manufacturing cathode ray tube applied impregnation type cathode - Google Patents
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Abstract
본 발명은 함침형 음극을 구비한 음극선관의 제조시 함침형 음극 표면과 음극선관내의 잔류가스와의 화학적 및 물리적 반응을 최소화하여 에미션(EMISSION) 특성이 우수하고 신뢰성이 높은 음극선관의 제조에 관한 것으로, 함침형 음극을 구비한 음극선관을 배기, 봉기, 게타 플레싱, 노킹, 열활성화 및 전류 활성화를 처리하는 것에 있어서, Ar 함유량이 적은 게터(LOW Ar GETTER)를 사용하여 플레싱(FLASHING)하고, 래스터 스캐닝(RASTER SCANNING)을 열활성화 공정과 전류 활성화 공정 사이에 하거나, 열활성화 공정 전에 하는 것을 특징으로 하는 제조방법에 관한 것이다.The present invention minimizes the chemical and physical reactions between the impregnated cathode surface and the residual gas in the cathode ray tube when the cathode ray tube is provided with the impregnated cathode, thereby producing a cathode ray tube having excellent emission characteristics and high reliability. The present invention relates to a flashing of a cathode ray tube with an impregnated cathode by using a low Ar GETTER in the exhaust, air sealing, geta fleshing, knocking, thermal activation, and current activation. And a raster scanning between the thermal activation process and the current activation process, or before the thermal activation process.
Description
본 발명은 함침형 음극을 적용하는 음극선관의 제조에 관한 것으로, 특히 저아르곤 게터(LOW Ar GETTER)를 플레싱(FLASHING)하고, 래스터 스캐닝(RASTER SCANNING)을 열활성화 공정과 전류 활성화 공정 사이에 실시함으로써 함침형 음극 표면과 음극선관내의 잔류가스와의 화학적 및 물리적 반응을 최소화하여 에미션(EMISSION) 특성이 우수하고 신뢰성이 높은 음극선관의 제조방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to the manufacture of cathode ray tubes to which an impregnated cathode is applied. In particular, the present invention relates to flashing a low ar getter, and raster scanning between a thermal activation process and a current activation process. By minimizing the chemical and physical reaction between the impregnated cathode surface and the residual gas in the cathode ray tube, the present invention relates to a method for producing a cathode ray tube having excellent emission characteristics and high reliability.
위성 탑재용 진행파관, 클라이스트론, 촬성관 브라운관 등에서 고전류 밀도 동작과 장수명이 요구되는 고신뢰성의 음극에는 함침형 음극이 최근 사용되어 왔다.Impregnated cathodes have been recently used in high reliability cathodes requiring high current density operation and long life in satellite-mounted traveling wave tubes, klystrons, and cathode ray tube tubes.
제1도는 종래의 함침형 음극 구조를 나타낸 것으로, 홀더(1), 탭(2)(Tab)에 의해 홀더에 지지되는 슬리브(3), 슬리브(3) 상면에 고정되는 캡(4), 캡(4)의 상면에 얹혀져 고정되는 다공질의 텅스텐으로 된 펠렛(5), 펠렛의 공극에 함침된 BaO, CaO, Al2O3로 이루어진 전자 방사 물질, 펠렛(5)의 표면에 Ir, Os, Ru, Re, Mo/Os, Ir/Ta, W/Re 등의 백금족 중에서 선택한 1종 이상으로 피복된 피복층(6), 슬리브내에 고정된 히터(7)로 이루어진다.1 shows a conventional impregnated cathode structure, the holder 1, the sleeve 3 supported by the holder by the tab 2, the cap 4 fixed to the upper surface of the sleeve 3, the cap Pellets of porous tungsten (5) mounted on and fixed on the upper surface of (4), electron-emitting materials consisting of BaO, CaO and Al 2 O 3 impregnated into the pores of the pellets, Ir, Os, A coating layer 6 coated with one or more selected from platinum groups such as Ru, Re, Mo / Os, Ir / Ta, and W / Re, and a heater 7 fixed in a sleeve.
이와 같은 음극 구조체를 이용한 브라운관 및 다른 디스플레이 장치의 제조에 있어서 만족할 만한 수준의 신뢰성을 보장하기 위해 여러 제조 공정이 필요하다.Various manufacturing processes are required to ensure satisfactory levels of reliability in the manufacture of CRTs and other display devices using such cathode structures.
제2도는 종래의 함침형 음극을 적용한 음극선관의 제조 공정도로써, 음극선관의 각 부품을 조립한 후 튜브내의 잔류가스를 없애고 진공으로 만들기 위한 배기공정, 배기 후에 남아 있는 잔류가스를 계속적으로 제거하기 위한 게터 플레싱(GETTER FLASHING) 공정, 전 KNOCKING 공정, 음극선관의 음극 표면에 낮은 일함수의 전자 방사층을 형성하기 위하여 히터에 전압을 인가하는 열활성화 공정, 음극의 열활성화를 계속적으로 유지하기 위한 전류활성화 공정(AGING 공정), 내전압 특성을 좋게 하기 위한 후 KNOCKING 공정 등으로 이루어진다.2 is a manufacturing process diagram of a cathode ray tube to which a conventional impregnated cathode is applied. After assembling each component of the cathode ray tube, an exhaust process for removing residual gas in the tube and making it into a vacuum, and continuously removing residual gas remaining after exhaust GETTER FLASHING PROCESS, ALL KNOCKING PROCESS, A thermal activation process for applying a voltage to the heater to form a low work function electron emission layer on the cathode surface of the cathode ray tube, and maintaining the thermal activation of the cathode continuously. It consists of a current activation process (AGING process), and a KNOCKING process to improve the withstand voltage characteristics.
상기 공정 중 특히, 안정된 전자 방사 능력을 유지하기 위해서는 함침형 음극의 표면과 튜브내의 잔류가스에 의한 이온충격(ION BOMBARDMENT)과 피독(POISONING) 현상을 최소화시키는 것이 매우 중요하며, 이는 에미션(EMISSION) 특성이나 수명 등의 신뢰성에 결정적 역할을 한다.In particular, in order to maintain stable electron emission ability, it is very important to minimize ion bombardment and poisoning caused by residual gas in the surface of the impregnated cathode and the tube, which is important for the emission. ) It plays a decisive role in reliability of characteristics and lifespan.
상기 제조 공정에서 배기 공정 후의 진공도는 10-6Torr이고, CH4, H2O, N2, H2등의 가스 분자들이 튜브내에 남아 있다.In the manufacturing process, the vacuum degree after the exhaust process is 10 −6 Torr, and gas molecules such as CH 4 , H 2 O, N 2 , and H 2 remain in the tube.
진공도를 더 좋게 하기 위해서 일반적으로 바륨 게터를 FLASHING 하여 잔류가스를 흡착시키는 바륨막을 튜브내에 형성시킨다.In order to improve the degree of vacuum, barium getters are generally flashed to form a barium film in the tube for adsorbing residual gas.
그러나, CH4의 분압은 10-6∼10-3이 되며 또한 바륨막은 CH4를 흡수하는 능력이 없다.However, the partial pressure of CH 4 is set to 10 −6 to 10 −3 and the barium film has no ability to absorb CH 4 .
따라서 바륨 게터가 FLASHING 된 후에도 CH4는 튜브내에 잔류가스가 남아 있다.Therefore, CH 4 remains in the tube after the barium getter is flashed.
이런 상태에서 음극의 열활성화 및 전류 활성화 공정이 실시되며, 전류 활성화 공정 동안에는 전자총의 히터, 그리드 전극 1, 전극 2 등에 소정의 전압이 인가된다.In this state, thermal activation and current activation processes of the cathode are performed, and during the current activation process, a predetermined voltage is applied to the heater, the grid electrode 1, the electrode 2, and the like of the electron gun.
이 전류 활성화 공정 동안에 CH4는 C와 H2로 분해된다.During this current activation process, CH 4 decomposes into C and H 2 .
생성된 H2는 바륨막에 흡수되나 탄소원자는 음극 표면에 흡착되어 탄소층을 형성한다.The produced H 2 is absorbed by the barium film, but carbon atoms are adsorbed on the surface of the cathode to form a carbon layer.
이런 현상의 반복으로 음극 표면에는 상당한 양의 탄소층이 형성되며, 이 탄소층은 음극 표면의 열전자 반사 능력의 열화를 초래한다(USP 4,395,243).The repetition of this phenomenon forms a significant amount of carbon layer on the surface of the cathode, which results in deterioration of the thermoelectron reflecting ability of the cathode surface (USP 4,395,243).
한편, Ar도 배기 공정후에 상당한 양이 튜브내에 존재하여 이 Ar이 음극 표면으로부터 방사된 전자들에 Ar++과 전자로 이온화된다.On the other hand, Ar also has a considerable amount in the tube after the exhaust process so that Ar is ionized with Ar ++ and electrons to electrons emitted from the cathode surface.
이온화된 Ar++은 그리드 전극의 높은 POTENTIAL에 의해 음극 표면과 물리적 반응을 일으키며 이런 현상을 ION BOMBARDMENT라 한다.Ionized Ar ++ causes a physical reaction with the cathode surface due to the high potential of the grid electrode. This phenomenon is called ION BOMBARDMENT.
특히, 함침형 음극의 경우 Ar에 의한 음극 특성의 열화는 산화물 음극과 비교하여 더 심하며, 이를 위해 텅스텐 펠렛의 상단에 희토류 금속 등을 SPUTTERING 방법에 의해 COATING 한다.In particular, in the case of the impregnated cathode, the deterioration of the negative electrode characteristics by Ar is more severe than that of the oxide cathode, and for this purpose, a rare earth metal or the like is coated on the top of the tungsten pellet by the sputtering method.
따라서, 안정된 전자 방사 능력을 유지하기 위해서는 Ar에 의한 에미션 열화를 최소화하는 것이 중요하다.Therefore, it is important to minimize emission deterioration by Ar in order to maintain stable electron emission ability.
본 발명은 저아르곤 게터(LOW Ar GETTER)를 플레싱하고, 래스터 스캐닝(RASTER SCANNING)을 열활성화 공정과 전류 활성화 공정 사이에 실시함으로써, 함침형 음극과 음극선관내의 잔류가스와의 화학적 및 물리적 반응을 최소화하여 에미션 특성이 우수하고 신뢰성이 높은 함침형 음극을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention provides a chemical and physical reaction between the impregnated cathode and the residual gas in a cathode ray tube by flashing a low ar getter and performing raster scanning between a thermal activation process and a current activation process. The purpose of the present invention is to provide an impregnated cathode having excellent emission characteristics and high reliability by minimizing the amount thereof.
제1도는 종래 함침형 음극의 구조도.1 is a structural diagram of a conventional impregnated cathode.
제2도는 종래의 함침형 음극을 적용한 음극선관의 제조 공정도.2 is a manufacturing process diagram of a cathode ray tube to which a conventional impregnated cathode is applied.
제3도는 본 발명의 실시예 1에 따른 함침형 음극을 적용한 음극선관의 제조 공정도.3 is a manufacturing process diagram of the cathode ray tube to which the impregnated cathode according to Example 1 of the present invention is applied.
제4도는 본 발명의 실시예 2에 따른 함침형 음극을 적용한 음극선관의 제조 공정도.4 is a manufacturing process diagram of the cathode ray tube to which the impregnated cathode according to the second embodiment of the present invention is applied.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
4 : 캡 5 : 펠렛4: cap 5: pellet
6 : 피복층 7 : 히터6: coating layer 7: heater
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 다공질의 펠렛 및 피복층 구조의 함침형 음극을 구비한 음극선관을 배기, 봉기, 게터 플레싱, 노킹, 열활성화 및 전류 활성화 처리하는 것에 있어서, Ar(아르곤) 함유량이 2.4×10-6mbar 이하인 LOW Ar GETTER를 사용하여 플레싱하고, 편향요크에 의해 전자빔을 편향하는 RASTER SCANNING을 히터에 소정의 전압을 인가하는 열활성화 공정과 히터 및 그리드 전극 G1, G2에 소정의 전압을 인가하는 전류 활성화 공정 사이에 실시하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention provides Ar (Argon) in exhaust, air sealing, getter fleshing, knocking, thermal activation, and current activation treatment of a cathode ray tube having a porous pellet and an impregnated cathode having a coating layer structure. Raster screening with a low Ar GETTER content of 2.4 × 10 -6 mbar or less and deflecting the electron beam by deflection yoke is applied to the heater and grid electrodes G1 and G2. It is characterized by performing between the current activation processes which apply a predetermined voltage.
또한, 본 발명의 다른 하나는 상기와 같이 LOW Ar GETTER를 사용하여 플레싱하고, 편향요크에 의해 전자빔을 편향하는 RASTER SCANNING을 상기한 열활성화 공정전에 실시할 수 있는 것을 특징으로 한다.In addition, another aspect of the present invention is characterized in that the flashing using the LOW Ar GETTER as described above, and the raster scanning to deflect the electron beam by the deflection yoke can be performed before the thermal activation process.
이와 같은 본 발명은 LOW Ar GETTER를 사용하여 플레싱 함으로써 종래의 게터 보다 Ar 발생을 줄일 수 있기 때문에 Ar 이온 충격에 의한 함침형 음극 표면에 에미션 열화를 방지할 수 있다.In the present invention, since the occurrence of Ar can be reduced by using the LOW Ar GETTER, the deterioration of the emission on the impregnated cathode surface due to the Ar ion bombardment can be prevented.
또한, 전자총의 음극으로부터 방사된 전자를 음극선관내의 전 공간에 대하여 편향하여 게터에 의해 흡수되지 않는 CH4를 C와 H2로 분해하여 전류 활성화 공정 전에 게터에 H2를 흡수시킬 수 있고, 음극 표면에 흡착된 C는 활성화 공정 동안에 제거할 수 있기 때문에 CH4에 의한 함침형 음극 표면의 영향을 최소화시킬 수 있다.Further, it can be deflected by decomposing CH 4 that is not absorbed by the getter in C and H 2 absorbs H 2 in the getter before the current active step for the emission electrons from the cathode of the electron gun around the space of the cathode ray tube, the cathode C adsorbed on the surface can be removed during the activation process, thereby minimizing the influence of the impregnated cathode surface by CH 4 .
상기의 RASTER SCANNING을 실시함에 있어서는, 음극선관의 전자총 전극, 히터 및 고압에 대하여, 히터는 6.3V, 음극전압은 90V, 그리드 전극 2는 450V, 그리드 전극 3은 6.3kV, 고압은 26kV, 음극 전류는 800μA에서 5분에서 15분동안 SCANNING 한다.In performing the above raster scanning, for the electron gun electrode, the heater and the high voltage of the cathode ray tube, the heater is 6.3V, the cathode voltage is 90V, the grid electrode 2 is 450V, the grid electrode 3 is 6.3kV, the high voltage is 26kV, the cathode current. SCANNING for 5 to 15 minutes at 800 μA.
한편, 함침형 음극의 펠렛에는 BaO:CaO:Al2O3의 5:3:2, 4:1:1 혹은 3:1:1인 전자 방사 물질을 함침시키며, 펠렛은 W, Mo, Ta 중 적어도 1종 이상의 금속 분말을 첨가하여 제조하며, 펠렛 상단의 피복층이 Ir, Os, Ru, Re, Mo/Os, Ir/Ta, W/Re 중 적어도 1종 이상의 금속이 피복되어 있는 것을 특징으로 한다.On the other hand, the pellet of the impregnated cathode is impregnated with an electron emitting material of 5: 3: 2, 4: 1: 1 or 3: 1: 1 of BaO: CaO: Al 2 O 3 , and the pellet is W, Mo, Ta among Prepared by adding at least one metal powder, characterized in that the coating layer on the top of the pellet is coated with at least one metal of Ir, Os, Ru, Re, Mo / Os, Ir / Ta, W / Re. .
다음은 실시예에 따라 설명한다.The following is described according to the embodiment.
제3도는 본 발명에 따른 함침형 음극을 적용한 음극선관의 제조 공정을 나타낸 것으로, 게터 플레싱 공정에서는 Ar의 발생을 최소화할 수 있는 LOW Ar GETTER를 적절한 조건으로 비산시킨다.Figure 3 shows the manufacturing process of the cathode ray tube to which the impregnated cathode according to the present invention is applied. In the getter flashing process, LOW Ar GETTER which can minimize the generation of Ar is scattered under appropriate conditions.
다음으로, 전 KNOCKING을 실시하여 전자총 전극을 CLEANING하여 내전압 특성을 좋게 한다.Next, all KNOCKING is performed to clean the electron gun electrode to improve the withstand voltage characteristics.
전 KNOCKING 후에 히터 전압만 인가하는 열활성화 공정을 음극온도 1200℃b에서 10분 동안 실시한다.After all KNOCKING, a heat activation process that applies only the heater voltage is performed at the cathode temperature of 1200 ° C. for 10 minutes.
열활성화 공정 후에는 히터=6.3kV, 고압=26kV, 음극전압=90V, 그리드 전극 2=450V, 그리드 전극 3=6.3kV, 고압=26kV, 음극전류=800μA에서 5분∼15분동안 RASTER SCANNING 한다.After the thermal activation process, the raster scans for 5 to 15 minutes at heater = 6.3 kV, high voltage = 26 kV, cathode voltage = 90 V, grid electrode 2 = 450 V, grid electrode 3 = 6.3 kV, high voltage = 26 kV, and cathode current = 800 μA. .
히터 전압 및 그리드 전극 G1, G2에 전압을 인가하는 전류 활성하는 음극온도=1200℃b, G1=5.5V, G2=260V에서 60분 동안 실시한다.The heater voltage and the current applying the voltage to the grid electrodes G1 and G2 are carried out for 60 minutes at the active cathode temperature = 1200 ° C., G1 = 5.5V, G2 = 260V.
전류 활성화 후에는 활성화동안 증발된 바륨을 없애기 위하여 KNOCKING을 실시한다.After current activation, KNOCKING is performed to remove the barium evaporated during activation.
마지막으로, 히터 전압만 인가하는 후 FLASHING을 실시하여 음극 표면의 잔류가스를 제거한다.Finally, after applying only the heater voltage, flashing is performed to remove residual gas on the surface of the cathode.
제4도는 본 발명의 함침형 음극을 적용한 음극선관의 제조방법의 다른 실시예를 보인다.4 shows another embodiment of the method of manufacturing a cathode ray tube to which the impregnated cathode of the present invention is applied.
게터 플레싱하는 공정에 있어서 Ar을 적게 발생하는 LOW Ar GETTER를 사용하며, 편향요크에 의해 전자빔을 편향하는 RASTER SCANNING을 히터에 소정의 전압을 인가하는 열활성화 공정 전에 실시하는 것을 나타낸다.LOW Ar GETTER which generates less Ar in the getter fleshing process is used, and RASTER SCANNING which deflects an electron beam by deflection yoke is performed before the heat activation process which applies a predetermined voltage to a heater.
표는 본 발명에 의해 실시된 함침형 음극에 대하여 음극면 및 CATHODE WARM-UP TIME을 측정한 결과이다.Table is the result of measuring the cathode surface and CATHODE WARM-UP TIME for the impregnated cathode carried out by the present invention.
본 발명은 종래와 비교하여 음극면은 15%정도 향상되었으며, CATHODE WARM-UP TIME은 1초 가량 빨라졌다.Compared with the conventional invention, the cathode surface is improved by about 15%, and the CATHODE WARM-UP TIME is about 1 second faster.
따라서, 본 발명은 함침형 음극의 에미션 특성 향상에 우수한 효과가 있으며 안정된 전자 방사를 가능케하여 음극선관의 제조 생산성 향상에 기여할 수 있다.Therefore, the present invention has an excellent effect on improving the emission characteristics of the impregnated cathode and can contribute to the production productivity of the cathode ray tube by enabling stable electron radiation.
이상에서와 같이, 본 발명은 Ar의 발생을 최소화할 수 있는 LOW Ar GETTER를 적절한 조건으로 비산함과 함께 RASTER SCANNING을 열활성화 공정과 전류 활성화 공정 사이에 하거나, 열활성화 공정 전에 실시함으로써, 음극선관내의 Ar에 의한 이온충격 및 C에 의한 에미션 열화를 최소화할 수 있기 때문에 음극 특성의 향상으로 고신뢰성을 갖는 음극선관이 제공될 수 있고, 안정된 전자 방사를 가능하게 할 수 있어 음극선관의 제조 생산성 향상에 기여할 수 있다.As described above, the present invention scatters the LOW Ar GETTER that can minimize the generation of Ar under appropriate conditions, and RASTER SCANNING between the thermal activation process and the current activation process, or by performing before the thermal activation process, the inside of the cathode ray tube Since ion shock by Ar and emission degradation by C can be minimized, a cathode ray tube having high reliability can be provided by improving cathode properties, and stable electron radiation can be provided, thereby producing a cathode ray tube. Can contribute to improvement.
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