KR100228170B1 - Method for manufacturing cathode of cathode ray tube - Google Patents
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Abstract
본 발명은 음극선관용 전자총에서 열전자를 방출하는 음극을 개선하는 전자방출용 음극의 제조방법을 제공한다.The present invention provides a method for producing an electron-emitting cathode that improves the cathode for emitting hot electrons from an electron gun for a cathode ray tube.
그 음극의 제조방법은, 음극 슬리브의 상부에 전자방사물질을 피착시켜 음극을 제조하는 방법에 있어서: Ni을 주성분으로 한 통형상의 음극슬리브를 마련하는 단계; Ni 및 Sc의 분말에 실리콘(Si), 마그네슘(Mg) 등의 미량의 환원제를 혼합하여 소정의 두께로 프레스에 의해 가열 및 가압하여 소결하는, Ni/Sc소결층 형성단계; 그 Ni/Sc소결층을 상기 음극슬리브의 상부 개구에 압입하는 단계; 그리고 상기 Ni/Sc소결층위에 Ba산화물을 주성분으로 하고 Ca 및 Sr산화물이 첨가된 전자방사물질층을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. 상기 전자방사물질층을 형성하는 단계가 상기 Ni/Sc소결층을 압입한 후 전자방사물질을 스프레이하여 형성하는 것이 더욱 시간단축면에서 바람직하다.The method of manufacturing the negative electrode comprises the steps of: depositing an electron-emitting material on top of a negative electrode sleeve to produce a negative electrode: providing a cylindrical negative electrode sleeve mainly composed of Ni; Ni / Sc sintered layer forming step of mixing a small amount of reducing agent such as silicon (Si), magnesium (Mg) and the like to powder of Ni and Sc, and heating and pressing by sintering to a predetermined thickness; Pressing the Ni / Sc sintered layer into the upper opening of the cathode sleeve; And forming an electron emission material layer containing Ba oxide as a main component and Ca and Sr oxide added on the Ni / Sc sintered layer. The forming of the electron emitting material layer is preferably performed by injecting the Ni / Sc sintered layer and then spraying the electron emitting material to form the electron emitting material layer.
이에 따라, 종래의 고전류밀도 특성은 유지하면서 제조공정의 소요시간을 줄여 생산성 향상에 기여하는 효과가 있다.Accordingly, while maintaining the conventional high current density characteristics, there is an effect that contributes to productivity improvement by reducing the time required for the manufacturing process.
Description
제1도는 종래의 전자방출용 음극의 구조를 나타내는 단면도.1 is a cross-sectional view showing the structure of a conventional electron-emitting cathode.
제2도는 제1도의 베이스와 전자방사물질층사이의 계면부근의 부분확대단면도.FIG. 2 is a partially enlarged cross-sectional view of the vicinity of the interface between the base and the electron-emitting material layer of FIG.
제3도는 본 발명에 따라 제조되는 음극을 개략적으로 나타내는 예시도.3 is an exemplary view schematically showing a cathode prepared according to the present invention.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
1 : 베이스 2,20 : 슬리브(sleeve)1: Base 2,20: Sleeve
3 : 히터 4 : 스칸듐함유층3: heater 4: scandium-containing layer
5 : 전자방사물질층 6,8 : 결정입5: electron-emitting material layer 6, 8: crystal grain
7,10 : 결정입계 21 : 전자방사물질층7,10: grain boundary 21: electron radiation material layer
22 : Ni/Sc소결층22: Ni / Sc sintered layer
본 발명은 전자방출용 음극의 제조방법에 관한 것으로, 더 상세히는 음극선관용 전자총에서 열전자를 방출하는 음극을 개선하는 전자방출용 음극의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for producing an electron-emitting cathode, and more particularly to a method for manufacturing an electron-emitting cathode for improving the cathode for emitting hot electrons from the cathode ray tube electron gun.
통상적으로 사용되는 음극선관용 전자총은 열전자를 방출하는 음극을 지니는 음극 조립체와, 음극으로부터 열전자를 인출하는 3극부와, 다수의 그리드 조립체로 구성되어 인출된 열전자를 소정의 전자 빔으로 집속하는 주렌즈부를 구비하며, 전자 빔은 이러한 전극 조립체와 고압의 양극인 스크린에 의해 집속되고 가속되며 편향요크에 의해 편향되어 음극선관 화면의 형광체를 발광시키게 된다.An electron gun for a cathode ray tube commonly used includes a cathode assembly having a cathode for emitting hot electrons, a tripolar part for drawing hot electrons from the cathode, and a main lens part for focusing the drawn hot electrons with a predetermined electron beam by being composed of a plurality of grid assemblies. The electron beam is focused and accelerated by the electrode assembly and the screen, which is a high-pressure anode, and is deflected by the deflection yoke to emit the phosphor on the cathode ray tube screen.
상기 음극조립체는, 제1도에서 실리콘(Si), 마그네슘(Mg) 등의 환원성 원소를 미량 포함하며 주성분이 니켈인 베이스(1)와, 그 베이스 상에 바륨(Ba)을 포함하는 알카리토류금속의 산화물을 피착시켜 형성한 전자방사물질층(5)과, 상기 베이스를 지지하고 내부에 히터(3)를 지니는 음극슬리브(2)로 구성된다. 전자방사물질층(5)이 알카리토류금속의 산화물염으로 피착, 형성되어 이러한 음극을 산화물 음극이라 한다.The negative electrode assembly, in FIG. 1, contains a trace amount of reducing elements such as silicon (Si), magnesium (Mg), and a base (1) whose main component is nickel, and an alkaline earth metal including barium (Ba) on the base. And a cathode sleeve 2 supporting the base and having a heater 3 therein. The electron emitting material layer 5 is deposited and formed with an oxide salt of an alkaline earth metal so that this cathode is called an oxide cathode.
바륨은 활성이 극히 높아 공기중의 수분과 반응하여 수산화 바륨(Ba(OH)2)으로 되지만, 그 수산화 바륨으로부터 전자방사를 위한 유리 Ba을 음극선관 내에서 형성시키는 것이 곤란하기 때문에 화학적으로 안정된 탄산염을 출발 물질로 하여 벌브의 배기공정에서 히터(3)로 약 1000로 가열, 그 탄산염이 열분해, 산화물로 되고(BaCO3 BaO+CO2), 탄산가스는 튜브 밖으로 배출됨으로써, 산화바륨(BaO) 즉 산화물 형태로 전자방사물질층(5)이 형성되며, 그 구조는 제2도에 도시된 바와 같이 BaO의 미소결정(8)이 응집하여 조대한 수-수십크기의 결정입(9)으로 구성된다. 또, 그 조대한 결정입(9) 사이에 결정입계(10)가 형성되어 다공질로 된다. 그 전자방사물질층(5)은 이와 같이 다공질로 구성되는 것이 전자방사의 점에서 바람직하다.Barium is extremely active and reacts with moisture in the air to form barium hydroxide (Ba (OH) 2 ), but since it is difficult to form free Ba in the cathode ray tube for electron emission from the barium hydroxide, it is chemically stable. As a starting material, about 1000 as a heater (3) in the bulb exhaust process Furnace, the carbonate is pyrolyzed and becomes an oxide (BaCO 3 BaO + CO 2 ), the carbon dioxide gas is discharged out of the tube, thereby forming an electron-emitting material layer 5 in the form of barium oxide (BaO), that is, oxide, the structure of the microcrystals of BaO ( 8) be cohesive and coarse Dozens It consists of a grain 9 of size. In addition, the grain boundaries 10 are formed between the coarse grains 9 to become porous. It is preferable that the electron emitting material layer 5 be made of porous in this way in terms of electron spinning.
전자방사물질층(5)과 베이스(1)의 접촉 계면에서는 베이스(1)로 부터 확산되는 환원제에 의해 BaO가 환원되어 전자방사의 도너(donor)인 유리 Ba를 형성할 뿐만 아니라(2BaO+Si2Ba+SiO2), 바륨실리케이트도 생성한다(BaO+1/2SiBa+1/2Ba2SiO4).At the contact interface between the electron-emitting material layer 5 and the base 1, BaO is reduced by a reducing agent diffused from the base 1 to form free Ba, which is a donor of electron-spinning (2BaO + Si). 2Ba + SiO 2 ), also produces barium silicate (BaO + 1 / 2Si Ba + 1 / 2Ba 2 SiO 4 ).
그 SiO2, Ba2SiO4등이 상기 접촉계면에 생성되어 점점 상술한 유리 Ba의 생성이 어렵게 되며, 이에 따라 전류 밀도는 떨어지게 된다. 여기에 전자방사물질층(5)에 3 내지 20중량의 산화스칸듐(Sc2O3) 분말을 분산시키거나, 제2도에서와 같이 3 내지 15의 스칸듐함유층(4)을 형성하면, 환원제와 반응하여 금속스칸듐(Sc)이 생성되고 이 금속스칸듐(Sc)은 접촉 계면에 생성된 바륨실리케이트를 분해하여 Ba을 보급함으로써 (1/2Ba2SiO4+4/3ScBa+1/2Si+2/3Sc2O3) 전류밀도를 4배 정도 높일 수 있다(약 0.5A/ 2A/).The SiO 2 , Ba 2 SiO 4, and the like are generated on the contact interface, and thus the generation of the above-mentioned glass Ba becomes difficult, and thus the current density falls. 3 to 20 weight in the electron-emitting material layer 5 To disperse the scandium oxide (Sc 2 O 3 ) powder, or 3 to 15 as shown in FIG. When the scandium-containing layer 4 is formed, metal scandium (Sc) is formed by reaction with a reducing agent, and the metal scandium (Sc) decomposes the barium silicate formed at the contact interface to supply Ba (1 / 2Ba 2 SiO 4). + 4 / 3Sc Ba + 1 / 2Si + 2 / 3Sc 2 O 3 ) It can increase the current density by about 4 times (about 0.5A / 2A / ).
그러나, 산화스칸듐 분말을 전자방사물질층에 분산시킨 것은 그 산화스칸듐분말의 분산이 불균일하여 음극선관의 고정세화, 대형화에 따른 전자방사 특성을 충족시키지 못하며, 스칸듐함유층(4)을 베이스(1)에 확산, 형성시키는 것은 고온에서 20 내지 30시간이라는 장시간이 소요된다는 문제점이 있다.However, the dispersion of the scandium oxide powder in the electron-emitting material layer does not satisfy the electron-radiation characteristics of the cathode ray tube due to the uneven dispersion of the scandium oxide powder due to the increase in size and size of the cathode ray tube. Diffusion and formation in the form of a problem takes a long time of 20 to 30 hours at a high temperature.
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 음극선관의 고정세화, 대형화에 따른 전자방사 특성을 충족시키면서 고전류밀도를 유지하고 나아가 간단히 제조하기 위한 전자방출용 음극의 제조방법을 제공하는 데에 그 목적이 있다.The present invention is to solve this problem, to provide a method of manufacturing an electron-emitting cathode for maintaining a high current density and further simplify while satisfying the electron emission characteristics of the cathode ray tube, the size and size of the cathode ray tube There is this.
이러한 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 전자방출용 음극의 제조방법은, 음극 슬리브의 상부에 전자방사물질을 피착시켜 음극을 제조하는 방법에 있어서: Ni을 주성분으로 한 통형상의 음극슬리브를 마련하는 단계; Ni 및 Sc의 분말에 실리콘(Si), 마그네슘(Mg) 등의 미량의 환원제를 혼합하여 소정의 두께로 프레스에 의해 가열 및 가압하여 소결하는, Ni/Sc소결층 형성단계; 그 Ni/Sc소결층을 상기 음극슬리브의 상부 개구에 압입하는 단계; 그리고 상기 Ni/Sc소결층위에 Ba산화물을 주성분으로 하고 Ca 및 Sr산화물이 첨가된 전자방사물질층을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the method of manufacturing an electron-emitting cathode according to the present invention is a method of manufacturing an anode by depositing an electron-emitting material on an upper portion of a cathode sleeve: providing a cylindrical cathode sleeve mainly composed of Ni. Doing; Ni / Sc sintered layer forming step of mixing a small amount of reducing agent such as silicon (Si), magnesium (Mg) and the like to powder of Ni and Sc, and heating and pressing by sintering to a predetermined thickness; Pressing the Ni / Sc sintered layer into the upper opening of the cathode sleeve; And forming an electron emission material layer containing Ba oxide as a main component and Ca and Sr oxide added on the Ni / Sc sintered layer.
상기 전자방사물질층을 형성하는 단계가 상기 Ni/Sc소결층을 압입한 후 전자방사물질을 스프레이하여 형성하는 것이 더욱 시간단축면에서 바람직하다.The forming of the electron emitting material layer is preferably performed by injecting the Ni / Sc sintered layer and then spraying the electron emitting material to form the electron emitting material layer.
이하, 첨부된 제3도를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying Figure 3 will be described in detail a preferred embodiment of the present invention.
본 발명은 Ni을 주성분으로 하는 통형상구조의 음극 슬리브(20)의 상부 개구에 실리콘(Si), 마그네슘(Mg) 등의 미량의 환원제와 Ni 및 Sc 분말을 소결하여 제조된 Ni/Sc소결층(22)이 압입된다. Sc의 입경이 0.05 내지 0.2인 것이 바람직하다.The present invention provides a Ni / Sc sintered layer prepared by sintering a small amount of a reducing agent such as silicon (Si), magnesium (Mg), and Ni and Sc powder in an upper opening of a cylindrical sleeve having a cylindrical structure including Ni as a main component. (22) is press-fitted. It is preferable that the particle diameter of Sc is 0.05-0.2.
종래의 전자방출용 음극의 제조방법과 비교하면 희토류 금속으로서 Ba의 공급을 개선하는 스칸듐(Sc)을 전자방사물질층(21)에 혼입시키거나, 스칸듐함유층(4)을 베이스(1)에 확산, 형성하는 대신에 Ni 및 Sc의 분말에 미량의 실리콘(Si), 마그네슘(Mg) 등의 환원제를 혼합하여 프레스로 가열 및 가압소결한 소결체로 통형상의 음극슬리브의 상부 개구에 압입함으로써 그 Ni/Si소결층이 전자방사물질층(21)의 베이스의 역할을 하게 된다.Compared with the conventional manufacturing method of the electron-emitting cathode, scandium (Sc), which improves the supply of Ba as a rare earth metal, is incorporated into the electron-emitting material layer 21 or the scandium-containing layer 4 is diffused into the base 1. Instead of forming, a small amount of reducing agent such as silicon (Si) and magnesium (Mg) is mixed with powders of Ni and Sc and pressed into the upper opening of the cylindrical cathode sleeve by a sintered body heated and press sintered by a press. The / Si sintered layer serves as a base of the electron emitting material layer 21.
즉, Ni 및 Sc을 분말 상태로 이용하여 소결하며, 실리콘(Si), 마그네슘(Mg) 등의 미량의 환원제분말을 첨가함으로써 함침내지는 확산이 불필요하고 별도의 베이스도 불필요하며, 따라서 종래의 고전류밀도 특성을 유지하면서 제조공정의 소요시간을 줄이는 효과가 있다.That is, sintering using Ni and Sc in powder form, and by adding a small amount of reducing agent powder such as silicon (Si), magnesium (Mg), no impregnation or diffusion is necessary, and no separate base is necessary, therefore, the conventional high current density It has the effect of reducing the time required for the manufacturing process while maintaining the characteristics.
그 제조 공정은 우선 Ni 및 Sc의 분말에 실리콘(Si), 마그네슘(Mg) 등의 미량(바람직하게는 0.02 내지 0.03중량)의 환원제분말을 혼합하여 프레스로 가열하면서 가압하여 소결한다. 이와 같이 하여 제조된 소결체를 음극슬리브(20)의 상부 개구에 압입하며, 그 뒤에 Ni/Sc소결층(22) 상면에 Ba산화물CaSr이 첨가된 전자방사물질을 도포하여 전자방사물질층(21)을 형성한다. 이러한 전자방사물질층(21)은 스프레이하여 형성할 수도 있으며, 비교적 낮은 온도에서 함침에 의해 형성할 수도 있다. 즉, 1600이상의 고온을 발생하는 진공로 또는 수소로를 이용하지 않고 음극선관의 기타 다른 공정중(예컨대 배기공정)에 작업하는 것도 가능해진다. 즉, 탄산염을 출발 물질로 하여 벌브의 배기공정에서 히터(3)로 약 1000로 가열, 그 탄산염이 열분해, 산화물로 되고(BaCO3 BaO+CO2), 탄산가스는 튜브 밖으로 배출됨으로써, 산화바륨(BaO) 즉 산화물 형태로 전자방사물질층(21)이 형성되며, 그 구조는 제2도에 도시된 바와 같이 BaO의 미소 결정(8)이 응집하여 조대한 수-수십크기의 결정입(9)으로 구성되며, 그 조대한 결정입(9) 사이에 결정입계(10)가 형성되어 다공질로 된다.The manufacturing process is first made of a small amount (preferably 0.02 to 0.03 weight of silicon (Si), magnesium (Mg), etc.) in the powder of Ni and Sc The reducing agent powder of) is mixed and sintered under pressure while heating with a press. The sintered body thus manufactured is press-fitted into the upper opening of the cathode sleeve 20, and then Ba oxide is formed on the upper surface of the Ni / Sc sintered layer 22. Ca The electron emitting material added with Sr is coated to form the electron emitting material layer 21. The electron emitting material layer 21 may be formed by spraying, or may be formed by impregnation at a relatively low temperature. That is, 1600 It is also possible to work in other processes (such as an exhaust process) of the cathode ray tube without using a vacuum furnace or a hydrogen furnace which generates the above high temperature. That is, about 1000 as the heater 3 in the bulb exhaust process using carbonate as a starting material. Furnace, the carbonate is pyrolyzed and becomes an oxide (BaCO 3 BaO + CO 2 ), the carbon dioxide gas is discharged out of the tube, thereby forming an electron-emitting material layer 21 in the form of barium oxide (BaO), that is, oxide, the structure of the microcrystals of BaO ( 8) be cohesive and coarse Dozens It consists of grains of size 9, and grain boundaries 10 are formed between the coarse grains 9 to become porous.
이와 같이 제조된 전자방출용 음극은, 전자방사물질층(21)과 Ni/Sc소결층(22)의 접촉면에서 그 Ni/Sc소결층(22)으로 부터 확산되는 환원제에 의해 BaO가 환원되어 전자방사의 도너인 유리 Ba를 형성한다(2BaO+Si2Ba+SiO2). 한편, 바륨실리케이트도 생성되게 되는데(BaO+1/2SiBa+1/2Ba2SiO4), 그 SiO2, Ba2SiO4등이 상기 접촉계면에서 그 Ni/Sc소결층(22)의 금속스칸듐(Sc)에 의해 분해되어 Ba을 보급하게 된다(1/2Ba2SiO4+4/3ScBa+1/2Si+2/3Sc2O3). 특히, Sc의 입경을 0.05 내지 0.2로 함으로써 그 표면적을 넓게 하여 소결하더라도 상기 반응이 쉽게 일어날 수 있다.The electron-emitting cathode manufactured as described above is reduced by BaO by a reducing agent diffused from the Ni / Sc sintered layer 22 at the contact surface between the electron-emitting material layer 21 and the Ni / Sc sintered layer 22 to form electrons. Forms free Ba, a donor of radiation (2BaO + Si) 2Ba + SiO 2 ). Meanwhile, barium silicate is also produced (BaO + 1 / 2Si). Ba + 1 / 2Ba 2 SiO 4 ), its SiO 2 , Ba 2 SiO 4, etc., are decomposed by the metal scandium (Sc) of the Ni / Sc sintered layer 22 at the contact interface to disperse Ba (1). / 2Ba 2 SiO 4 + 4 / 3Sc Ba + 1 / 2Si + 2 / 3Sc 2 O 3 ). In particular, the reaction can easily occur even if the particle size of Sc is 0.05 to 0.2 to increase its surface area and sinter it.
상술한 본 발명에 따른 일실시예의 구성과 작용에 의하여 알 수 있는 바와 같이, 음극선관의 고정세화, 대형화에 따른 전자방사 특성을 충족시키고 나아가 종래의 고전류밀도 특성을 유지하는 전자총의 음극의 제조공정의 소요시간을 줄여 생산성 향상에 기여하는 효과가 있다.As can be seen by the configuration and operation of the embodiment according to the present invention described above, the manufacturing process of the cathode of the electron gun that satisfies the electron radiation characteristics according to the high-definition, large size of the cathode ray tube and further maintains the conventional high current density characteristics This reduces the time required to contribute to productivity.
이상에서 본 발명이 그 일실시예를 통하여 설명되었으나, 본 발명은 이에 한정되지 아니하며, 상술한 실시예와 첨부되는 특허청구의 범위로 부터 당업자라면 여러가지의 변형과 응용이 가능하다.Although the present invention has been described above through one embodiment, the present invention is not limited thereto, and various modifications and applications may be made by those skilled in the art from the above-described embodiments and the appended claims.
Claims (2)
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| KR1019960015652A KR100228170B1 (en) | 1996-05-11 | 1996-05-11 | Method for manufacturing cathode of cathode ray tube |
Publications (2)
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| KR970077032A KR970077032A (en) | 1997-12-12 |
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Family Applications (1)
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