KR100252817B1 - 전자관용 음극 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전자관의 음극용 기체상에 알카리토류금속으로서 적어도 바륨을 함유한 알카리토류금속 탄산염을 피착시키고, 진공중에서 열분해시켜서 알카리토류금속 산화물을 주성분으로 하는 이미터를 생성시켜서 이루어진 전자관용 음극에 관한 것으로써, 상기 알카리토류금속 탄산염으로서 2종류 이상의 형상이 다른 알카리토류금속 탄산염 결정입자의 혼합물을 이용해서 이루어진 것을 특징으로 한다.

본 발명은 커트 오프 변동과 이미션 특성의 양자를 동시에 개선한 전자관용 음극을 제공할 수 있어서, CRT용 음극이나, 전자현미경의 전자총으로 사용되는 전자관용 음극 등으로 유용하다.

Description

[발명의 명칭]

전자관용 음극

[기술분야]

본 발명은 CRT(음극선관) 등에 이용되는 전자관용 음극에 관한 것으로, 특히 그 이미터의 개량에 관한 것이다.

[배경기술]

종래부터 전자관용 음극은 예를들면 주성분이 니켈로 이루어지고, 실리콘이나 마그네슘 등의 환원성 원소를 함유한 기체상에 알카리토류금속 탄산염 결정입자를 피착시키고, 진공중에서 열분해시켜서 알카리토류금속 산화물을 주성분으로 한 이미터를 생성시킨 것이 많이 이용되고 있다.

종래, 전자관용 음극의 이미터에 사용되는 대표적인 알카리토류금속 탄산염 결정입자의 형상을 보이는 주사형 전자현미경 사진을 도8~도10에 나타냈다. 그 대표적인 알카리토류금속 탄산염 결정입자의 형상은 도8로 대표되는 구형상, 도9로 대표되는 가지형상, 도10으로 대표되는 봉형상 등 여러가지가 공지되어 있다. 이것들을 음극기체상에 피착할 때에는 구형상은 구형상만, 가지형상은 가지형상뿐인 동일형상의 결정입자 집합체가 사용되었다(일본국 특개평3-280322). 여기서 말하는 동일형상이란, 동일합성조건에 의해 얻어진 결정입자의 형상을 말하며, 개별 결정입자는 엄밀하게는 크기나 형상에 다소의 편차가 있으나, 기하학적으로 분류하면 형상으로는 1종류의 것을 말한다.

상기 종래의 알카리토류금속 탄산염을 음극기체상에 피착시키고, 진공중에서 열분해시켜서 알카리토류금속 산화물을 주성분으로 한 이미터를 생성시켜서 CRT용 음극으로 사용했을 경우, 통상의 CRT 동작상태에 있어서 이미터가 700℃ 전후의 온도로 유지되기 때문에 이미터 전체가 시간경과와 함께 서서히 열수축을 일으키며, 이 열수축으로 인해 이미션을 차단하는 커트 오프 전압이 서서히 변동(이하, 커트 오프 변동이라 한다) 한다는 문제가 생긴다. 이 커트 오프 변동의 양(이하, 커트 오프 변동량이라 한다)은 상기 알카리토류금속 탄산염 결정입자의 형상에 따라 다르며, 이 형상은 봉형상보다 가지형성, 가지형상보다 구형상쪽이 상기 커트 오프 변동량이 작다. 그러나, 한편으로 이미션 특성도 상기 형상에 따라 다른데, 이 형상은 구형상보다 가지형상, 가지형상보다 봉형상쪽이 이미션 특성이 양호하다.

예를들어 니켈을 주성분으로 하고, 환원성원소로서 기체 중량에 대해 마그네슘 0.1중량% 및 알루미늄 0.05중량%를 함유한 음극기체를 이용하고, 또 상기 알카리토류금속 탄산염에 알카리토류금속 성분으로서 바륨과 스트론튬을 1:1의 조성비(몰비)로 함유한 알카리토류금속 탄산염을 이용하고, 이 알카리토류금속 탄산염에 이미션 특성을 향상시키기 위한 희토류금속 산화물로서 3중량%의 산화스칸듐을 함유시켜서 상기 음극기체상에 약 50㎛ 정도의 두께로 피착시키고, 진공중(여기서는 10^-6Torr 이하의 고진공)에서 약 930℃로 열분해시켜서 알카리토류금속 산화물을 주성분으로 한 이미터를 생성시켜서 CRT 음극으로 사용했을 경우의 동작시간에 대한 커트 오프 변동의 모습을 도11에, 이미션 특성의 지표중 하나인 포화전류 잔존율을 도12에 나타냈다. 이 포화전류 잔존율이란, 포화전류의 초기치를 1로 해서 동작시간에 대한 포화전류의 값을 정규화(포화전류의 초기치를 1로 한 경우의 동작시간에 대한 포화전류값의 비율)한 것으로, 이 포화전류 잔존율이 클수록 이미션 특성은 양호하다고 할 수 있다. 도11 및 도12에 있어서의 동작조건은 음극을 가열하는 히터의 전압을 통상 사용조건이 1할 증가한 전압으로 동작시켜서 음극 특성의 경시변화를 가속한 소위 가속조건하에서의 시험결과이다.

도11 및 도12중 "a", "b", "c"는 각각 도8, 도9, 도10에 예를 든 평균직경 0.7㎛의 구형상, 평균길이 5㎛의 가지형상 및 평균길이 7㎛의 봉형상 알카리토류금속 탄산염 결정입자를 원료로 이용한 경우의 결과이다. 또, 가지형상 결정에 있어서 길이란 줄기 끝에서 그 반대쪽 가장 먼 가지의 선단까지의 길이를 말한다.

이들 도면에서 커트 오프 변동량이 비교적 적은 것은 이미션 특성이 그다지 좋지 않으며, 이미션 특성이 비교적 좋은 것은 커트 오프 변동량이 큰 경향을 보이는데, 단순히 상기 결정입자의 형상을 연구하는 것 만으로는 커트 오프 변동과 이미션 특성의 양자를 동시에 개선하는 것이 곤란함을 알 수 있다.

본 발명은 상기 종래예의 문제점을 해결하여 전자관용 음극의 커트 오프 변동과 이미션 특성의 양자가 모두 개선된 전자관용 음극을 제공하는 것을 목적으로 하는 것이다.

[발명의 개시]

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은 전자관의 음극용 기체상에 알카리토류금속으로서 적어도 바륨을 함유한 알카리토류금속 탄산염을 피착시키고, 진공중에서 열분해시켜서 알카리토류금속 산화물을 주성분으로 한 이미터를 생성시켜서 이루어진 전자관용 음극에 있어서, 상기 알카리토류금속 탄산염으로서 2종류 이상의 다른 형상의 알카리토류금속 탄산염 결정입자의 혼합물을 이용하여 이루어진 전자관용 음극이다.

상기와 같은 전자관용 음극의 제조시에는 1종류의 형상인 알카리토류금속 탄산염 결정입자를 이용하는 경우에 비해 2종류 이상의 다른 형상의 알카리토류금속 탄산염 결정입자의 혼합물을 이용함으로써 그 형상의 상위에 의해 한쪽 결정입자가 다른쪽 결정입자 사이의 간극으로 밀려 들어가서 이미터 전체를 흐트러지기 어렵게 함으로써, 이미터의 열수축량을 억제하고 있기 때문에 커트 오프 변동과 이미션 특성의 양자가 동시에 개선된 전자관용 음극을 제공할 수 있는 것이라 생각된다.

또, 본 발명의 전자관용 음극에 있어서, 알카리토류금속 탄산염이 구형상과 가지를 가진 가지형상의 2종류의 알카리토류금속 탄산염 결정입자의 혼합물인 본 발명의 바람직한 양태로 함으로써, 구형상의 결정입자가 가지형상의 결정입자들의 간극으로 밀려 들어가서 이미터 전체를 흐트러지기 어렵게 함으로써 이미터의 열수축량을 억제하고 있기 때문에, 커트 오프 변동과 이미션 특성의 양자가 동시에 개선된 전자관용 음극을 제공할 수 있는 것이라 생각된다.

또, 본 발명의 전자관용 음극에 있어서, 알카리토류금속 탄산염이 구형상과 봉형상 2종류의 알카리토류금속 탄산염 결정입자의 혼합물인 본 발명의 바람직한 양태로 함으로써, 구형상의 결정입자의 봉형상의 결정입자들의 간극으로 밀려 들어가서 마찬가지로 이미터 전체를 흐트러지기 어렵게 함으로써 이미터의 열수축량을 억제하고 있기 때문에, 커트 오프 변동과 이미션 특성의 양자가 동시에 개선된 전자관용 음극을 제공할 수 있는 것이라 생각된다.

또한, 본 발명의 전자관용 음극에 있어서, 알카리토류금속 탄산염이 구형상과 가지형상과 봉형상의 3종류의 알카리토류금속 탄산염 결정입자의 혼합물인 본 발명의 바람직한 양태로 함으로써, 상기 3종류의 형상을 가진 결정입자가 존재하므로, 이러한 결정입자가 적당히 결정입자 사이의 간극이 보다 작아지도록 혼합되고, 이미터 전체를 흐트러지기 어렵게 함으로써 이미터의 열수축량을 더한층 작게 할 수 있기 때문에 커트 오프 변동과 이미션 특성의 양자가 동시에 보다 개선된 전자관용 음극을 제공할 수 있는 것이라 생각된다.

[도면의 간단한 설명]

제1도는 본 발명에 따른 제1실시예에 있어서의 CRT 동작시간과 커트 오프 변동량의 관계를 나타낸 도면이다.

제2도는 본 발명에 따른 제1실시예에 있어서의 CRT 동작시간과 포화전류 잔존율의 관계를 나타낸 도면이다.

제3도는 본 발명에 따른 제1실시예에 있어서의 알카리토류금속 탄산염의 구형상과 가지형상 결정입자의 혼합율과 커트 오프 변동량의 관계를 나타낸 도면이다.

제4도는 본 발명에 따른 제2실시예에 있어서의 CRT 동작시간과 커트 오프 변동량의 관계를 나타낸 도면이다.

제5도는 본 발명에 따른 제2실시예에 있어서의 CRT 동작시간과 포화전류 잔존율의 관계를 나타낸 도면이다.

제6도는 본 발명에 따른 제3실시예에 있어서의 CRT 동작시간과 커트 오프 변동량의 관계를 나타낸 도면이다.

제7도는 본 발명에 따른 제3실시예에 있어서의 CRT 동작시간과 포화전류 잔존율의 관계를 나타낸 도면이다.

제8도는 종래의 알카리토류금속 탄산염의 구형상 결정입자의 주사형 전자현미경 사진이다.

제9도는 종래의 알카리토류금속 탄산염의 가지형상 결정입자의 주사형 전자현미경 사진이다.

제10도는 종래의 알카리토류금속 탄산염의 봉형상 결정입자의 주사형 전자현미경 사진이다.

제11도는 종래의 각 형상의 알카리토류금속 탄산염 결정입자를 이용한 경우의 CRT 동작시간과 커트 오프 변동량의 관계를 나타낸 도면이다.

제12도는 종래의 각 형상의 알카리토류금속 탄산염 결정입자를 이용한 경우의 CRT 동작시간과 포화전류 잔존율의 관계를 나타낸 도면이다.

[발명을 실시하기 위한 최량의 형태]

본 발명의 전자관용 음극은 전자관의 음극용 기체상에 알카리토류금속으로서 적어도 바륨을 함유한 알카리토류금속 탄산염을 피착시키고, 진공중에서 열분해시켜서 알카리토류금속 산화물을 주성분으로 하는 이미터를 생성시켜서 이루어진 전자관용 음극에 있어서, 상기 알카리토류금속 탄산염으로서 2종류 이상의 다른 형상의 알카리토류금속 탄산염 결정입자의 혼합물을 이용한 것이다.

본 발명에서 이용되는 바륨을 함유한 알카리토류금속 탄산염으로는 특별히 한정되는 것은 아니지만 알카리토류금속성분으로 바륨을 40mol% 이상 함유한 알카리토류금속 탄산염이 바람직하게 이용된다. 알카리토류금속성분으로 바륨과 함께 스트론튬이나 칼슘 등 다른 알카리토류금속성분을 함유한 알카리토류금속 탄산염도 바람직하게 이용할 수 있다. 특히 바륨과 스트론튬을 함유하는 알카리토류금속 탄산염은 바람직하게 이용되며, 예를들면 탄삼바륨·스트론튬 등 2성분계의 탄산염이나 탄산바륨·스트론튬·칼슘 등 3성분계의 탄산염 등도 바람직하게 이용되고 있다. 이 경우 특별히 한정되는 것은 아니지만 알카리토류금속성분으로 바륨을 40mol% 이상, 스크론튬을 30mol% 이상 함유한 알카리토류금속 탄산염이 바람직하다.

본 발명에 있어서는 상기 알카리토류금속 탄산염으로서 2종류 이상의 다른 형상의 알카리토류금속 탄산염 결정입자의 혼합물을 이용한다. 다른 형상이란 거시적으로 보아 기하학적으로 다른 계통으로 분류되는 형상인 경우가 있는데, 예를들면 구형상 결정입자의 경우를 예로 들어 설명하면, 결정입자의 크기나 형상에 다소의 편차가 있더라도 거의 모두 구형상 결정입자인 경우에는 다른 형상이라고 하지는 않는다. 일반적으로 동일합성조건에서 얻어진 알카리토류금속 탄산염 결정입자는 동일한 형상이 되며, 따라서 2종류 이상의 다른 형상의 알카리토류금속 탄산염 결정입자의 혼합물을 얻으려면 2종류 이상의 다른 합성조건에서 각각 얻어진 다른 형상의 알카리토류금속 탄산염 결정입자를 혼합해서 이용한다.

특별히 한정되는 것은 아니지만, 예를들면 구형상의 알카리토류금속 탄산염 결정입자는 알카리토류금속 질산염 수용액에 침전제로서 탄산나트륨 수용액을 가하여 알카리토류금속 탄산염의 결정을 침전시키고 노과한 후 건조함으로써 얻어진다. 또, 봉형상의 알카리토류금속 탄산염 결정입자를 얻으려면, 상기 합성방법에 있어서 침전제로서 탄산나트륨 대신에 탄산수소암모늄을 이용함으로써 얻을 수 있다. 또, 가지형상의 알카리토류금속 탄산염 결정입자를 얻으려면, 상기 합성방법에서 침전제로서 탄산나트륨 대신에 탄산암모늄을 이용함으로써 얻을 수 있다.

다른 형상의 알카리토류금속 탄산염 결정입자들을 혼합하려면, 예를들면 다른 2종류 이상의 형상을 가진 결정입자를 교반기로 기계적으로 혼합함으로써 얻어진다. 또, 알카리토류금속 탄산염에 예를들면 산화유로퓸, 산화이트륨, 산화디스프로슘, 산화스칸듐, 산화란탄, 산화가돌리늄 등의 희토류금속 산화물을 20중량% 이하의 범위에서 첨가시켜 두면 본 발명의 음극 이미션 특성을 더욱 향상시킬 수 있어서 바람직하다.

다른 2종류 이상의 형상을 가진 알카리토류금속 탄산염 결정입자의 혼합 비율은 특별히 한정되는 것은 아니며, 약간이라도 다른 형상의 결정입자가 혼합되어 있으면 1종류의 형상을 가진 결정입자뿐인 경우에 비해 커트 오프 변동과 이미션 특성의 개선이 보이지만, 바람직하게는 각 형상의 결정입자가 각각 전체의 중량비로 0.2 정도 이상의 비율로 함유되어 있는 것이 바람직하다.

전자관의 음극용 기체로는 통상 이용되는 기체를 사용할 수 있으나, 특별시 한정되는 아니다. 통상은 주성분이 니켈로 이루어지고, 실리콘이나 마그네슘 등의 환원성 원소를 함유한 기체가 이용되며, 환원성 원소로는 특별히 한정되는 것은 아니지만, 실리콘, 마그네슘, 알루미늄, 타륨 등 적어도 1종 이상이 이용된다. 환원성 원소의 함유량은 특별히 한정되는 것은 아니지만, 통상 기체의 중량에 대해 합계 약 0.05~0.8 중량%이다.

전자관의 음극용 기체상에 상기 알카리토류금속 탄산염 결정입자의 혼합물을 피착시키려면, 예를들면 상기 알카리토류금속 탄산염을 용해하지 않거나 또 바람직하게는 비교적 비점이 낮은 유기 매체에 상기 탄산염 결정입자의 혼합물을 분산시켜서 분산액으로 하고, 이 분산액을 스프레이 건 등으로 음극용 기체에 분사하여 건조시키는 등의 방법이 통상 채용되고 있으나, 특별히 이 방법에만 한정되는 것은 아니다. 이러한 분산액용 유기매체로는, 예를들면 질산에틸, 초산에틸, 옥살산디에틸 등을 대표적인 것으로 들 수 있으나, 특별히 이들에 한정되는 것은 아니며, 탄산염을 용해하거나, 탄산염과 반응하지 않는 비교적 비점이 낮은 유기용매라면 다른 것이어도 상관없다.

전자관의 음극용 기체상에 피착되는 상기 알카리토류금속 탄산염 결정입자의 혼합물 두께는 전자관의 종류 등에 따라 다르므로 일률적으로 규정할 수 없으나, 예를들면 약 30~80㎛이다.

이와 같이 전자관의 음극용 기체상에 피착되는 상기 알카리토류금속 탄산염 결정입자는 진공중에서 열분해시켜서 알카리토류금속 산화물이 된다. 함유되어 있는 알카리토류금속의 종류에도 의하지만, 일반적으로 10^-6Torr 이하의 고진공하에서 900℃ 이상의 고온에 의해 열분해된다. 그러나, 반드시 이 조건에 한정되는 것은 아니며 공기중의 불순물이 너무 밀려 들어가지 않도록 해서 산화물이 생성되는 조건이면 다른 조건을 채용해도 된다.

[실시예 1]

본 발명의 제1실시예로서 알카리토류금속 탄산염이 알카리토류금속으로서 바륨과 스트론튬을 1:1의 조성비(몰비)로 함유하고, 또 도8에 나타낸 평균직경 0.7㎛의 구형상 결정입자의 도9에 나타낸 평균장경 5㎛의 가지형상 결정입자가 1:1의 중량비로 혼합된 것에 대해 설명한다.

상기 구형상의 알카리토류금속 탄산염의 결정입자는 먼저 질산바륨과 질산스트론튬을 몰비 1:1의 비율로 물에 용해하고, 이것에 침전제로서 탄산나트륨 수용액을 가하여 탄산바륨·스트론튬의 결정을 침전시키고, 노과한 후 건조시킴으로써 얻었다. 또, 상기 가지형상의 알카리토류금속 탄산염의 결정입자는 침전제로서 탄산나트륨 수용액 대신 탄산암모늄 수용액을 이용함으로써 다른 조건은 상기 방법과 동일하게 해서 제조했다. 이렇게 해서 얻어진 구형상과 가지형상의 알카리토류금속 탄산염의 결정입자에 추가로 3중량%의 산화스칸듐을 함유시켜서 혼합물로 하고, 이것을 질산에틸에 분산시키고, 이 분산액을 스프레이건으로 음극기체상에 약 50㎛의 두께로 피착시키고, 10^-6Torr 이하의 진공중에서 930℃에서 열분해시켜서 알카리토류금속 산화물을 주성분으로 한 이미터를 생성시켰다. 또한, 여기서 음극기체로는 기체중량에 대해 마그네슘 0.1중량% 및 알루미늄 0.05중량%를 환원성원소로 함유시킨 니켈을 이용했다.

이렇게 해서 얻어진 음극을 CRT의 음극으로 사용한 경우의 동작시간에 대한 커트 오프 변동의 모습을 도1에, 이미션 특성의 지표중 하나인 포화전류 잔존율을 도2에 나타냈다. 양 도면 모두 CRT의 동작조건은 음극을 가열하는 히터의 전압을 통상 사용조건의 1할이 증가한 전압으로 동작시켜서 음극 특성의 경시변화를 가속하는, 소위 가속조건하에서의 시험으로 했다.

도1 및 도2중 "A"로 나타낸 실선은 본 실시예이고, "a", "b"로 나타낸 점선은 도11 및 도12에서 설명한 종래예의 일부를 비교를 위해 기록한 것이며, "a"는 상기 알카리토류금속 탄산염으로서 도8에 나타낸 평균직경 0.7㎛의 구형상 결정입자만을 이용한 경우, "b"는 상기 알카리토류금속 탄산염으로서 도9에 나타낸 평균장경 5㎛의 가지형상 결정입자만을 이용한 경우이다.

도1을 보면 본 실시예에 의한 구형상의 결정입자와 가지형상의 결정입자를 혼합한 "A"의 커트 오프 변동량은, 종래 기술인 가지형상 결정입자만을 이용한 경우의 "b"의 커트 오프 변동량보다 작으며, 구형상 결정입자만을 이용한 경우의 "a"의 커트 오프 변동량과 거의 같거나 약간 작은 값을 나타내고 있음을 알 수 있다. 즉, 커트 오프 변동에 관한 "A"의 특성은 다른 "a", "b"와 같거나, 그것보다 뛰어나다고 할 수 있다.

한편, 도2를 보면 본 실시예에 의한 구형상 결정입자와 가지형상 결정입자를 혼합하여 이용한 경우의 "A"의 포화전류 잔존율은, 종랭 기술 구형상뿐인 "a"의 포화전류 잔존율보다 크며, 가지형상뿐인 "b"의 포화전류 잔존율을 약간 상회하는 값을 나나태고 있음을 알 수 있다. 즉, "A"의 이미션 특성은 다른 "a", "b" 보다 뛰어나다고 할 수 있다. 따라서, 본 실시예에 나타낸 본 발명에 의해 커트 오프 변동과 이미션 특성의 양자를 동시에 개선할 수 있음을 알 수 있다.

상기 제1실시예에서는 구형상 결정입자의 평균직경이 0.7㎛이고, 가지형상 결정입자의 평균길이는 5㎛이며, 구형상 결정입자와 가지형상 결정입자의 혼합비가 중량비로 1:1이었으나, 이들 수치는 대표적인 것이고, 이밖에도 여러 조합이 가능한데, 그 실험결과를 도3에 정리해서 나타냈다.

도3의 횡축은 구형상 결정입자의 가지형상 결정입자에 대한 중량비 "R"을 나타내며, 종축은 가속조건에서 2000 시간동작후의 커트 오프 변동량을 나타낸다. 또한, 구형상 결정입자의 평균직경에 대한 가지형상 결정입자의 평균길이의 비율을 "r"로 표시하고, 도3중 3개의 곡선은 위에서 차례로 r=14.3, r=7.1, r=4.3인 경우를 나타내고 있다. 이 도면에 의하면, "R"이 0.5(구형상 결정입자와 가지형상 결정입자의 혼합비 1:1) 부근에서 커트 오프 변동량이 최소가 되는 경향이 보이며, 이 경향은 "r"이 클수록 강하다. 그 원인은 구형상 결정입자가 가지형상 결정입자의 간극으로 밀려들어가서 이미터 전체를 흐트러지기 어렵게 함으로써, 이미터의 열수축량을 억제하고 있기 때문이라 생각된다. 어느 쪽이든 가지형상 결정입자만을 이용한 경우에 대해서는 구형상 결정입자를 조금이라도 혼합함으로써 커트 오프 변동은 개선되는 방향에 있다. 또, 특히 "R"이 0.2~0.8의 범위가 커트 오프 변동의 개선이 뛰어나다. 이 때 이미션 특성은 혼합비에 관계없이 항상 포화전류 잔존률이 높은 쪽의 결정입자 특성에 가까운 특성이 나타나지만, 그 기구는 아직 해명되지 않았다.

[실시예 2]

본 발명의 제2실시예로서 알카리토류금속 탄산염이 알카리토류금속으로서 바륨과 스트론튬을 1:1의 조성비(몰비)로 함유하고, 또 도8에 나타낸 평균직경 0.7㎛의 구형상 결정입자와 도10에 나타낸 평균길이 7㎛의 봉형상 결정입자가 1:1의 중량비로 혼합된 것에 대해 설명한다.

봉형상 알카리토류금속 탄산염의 결정입자는 질산바륨과 질산스트론튬을 몰비 1:1의 비율로 물에 용해하고, 이것에 침전제로서 탄산수소나트륨 수용액을 가하여 탄산바륨·스트론튬의 결정을 침전시키고, 노과한 후 건조시킴으로써 얻었다.

그밖의 조건은 제1실시예와 같으며, 이하 동일하게 이 알카리토류금속 탄산염의 결정입자 혼합물에 3중량%의 산화 스칸듐을 함유시켜서 음극기체상에 피착시키고, 진공중에서 열분해시켜서 알카리토류금속 산화물을 주성분으로 한 이미터를 생성시키고, CRT의 음극으로 사용한 경우의 동작시간에 대한 커트 오프 변동의 모습을 도4에, 포화전류 잔존율을 도5에 나타냈다. CRT의 동작조건은 제1실시예와 같이 가속조건으로 했다.

도4 및 도5중 "B로 나타낸 실선은 본 실시예이고, "a", "c"로 나타낸 점선은 도11 및 도12에서 설명한 종래예의 일부를 비교를 위해 기재한 것이며, "a"는 상기 알카리토류금속 탄산염으로서 도8에 나타낸 평균직경 0.7㎛의 구형상 결정입자만을 이용한 경우, "c"는 상기 알카리토류금속 탄산염으로서 도10에 나타낸 평균길이 7㎛의 봉형상 결정입자만을 이용한 경우이다.

도4를 보면 본 실시예에 의한 구형상의 결정입자와 봉형상의 결정입자를 혼합하여 사용한 경우의 "B"의 커트 오프 변동량은, 종래 기술의 봉형상 결정입자만을 이용한 경우의 "c"의 커트 오프 변동량보다 작으며, 구형상 결정입자만을 이용한 경우의 "a"의 커트 오프 변동량과 거의 같거나 약간 작은 값을 나타낸다는 것을 알 수 있다. 즉, 커트 오프 변동에 관한 "B"의 특성은 다른 "a", "c"와 같거나 그것보다 뛰어나다고 할 수 있다.

한편, 도5를 보면 본 실시예에 의한 구형상 결정입자와 봉형상 결정입자를 혼합하여 이용한 경우의 "B"의 포화전류 잔존율은, 종래 기술의 구형상 결정입자만을 이용한 경우의 "a"의 포화전류 잔존율보다 크며, 봉형상의 결정입자만을 이용한 경우의 "c"의 포화전류 잔존율을 약간 상회하는 값을 나타낸다는 것을 알 수 있다. 즉, "B"의 이미션 특성은 다른 "a", "c" 보다 뛰어나다고 할 수 있다. 따라서, 본 실시예에 나타낸 본 발명에 의해 제1실시예와 같이 커트 오프 변동과 이미션 특성의 양자를 동시에 개선할 수 있음을 알 수 있다.

[실시예 3]

본 발명의 제3실시예로서 알카리토류금속 탄산염이 알카리토류금속으로서 바륨과 스트론튬을 1:1의 조성비(몰비)로 함유하고, 또 도8에 나타낸 평균직경 0.7㎛의 구형상 결정입자와 도9에 나타낸 평균길이 5㎛의 가지형상 결정입자와 도10에 나타낸 평균길이 7㎛의 봉형상 결정입자가 1:1:1의 중량비로 혼합된 것에 대해 설명한다. 각 형상의 알카리토류금속 탄산염의 결정입자는 각각 앞의 실시예와 같은 방법으로 합성한 것이고, 그밖의 조건도 앞의 실시예와 같으며, 이하 동일하게 하여 이 알카리토류금속 탄산염의 결정입자 혼합물에 3중량%의 산화스칸듐을 함유시켜서 음극기체상에 피착시키고, 진공중에서 열분해시켜서 알카리토류금속 산화물을 주성분으로 한 이미터를 생성시켜서 CRT의 음극으로 사용한 경우의 동작시간에 대한 커트 오프 변동의 모습을 도6에, 화전류 잔존율을 도7에 나타냈다. CRT의 동작조건은 제1 및 제2실시예와 같이 가속조건으로 했다.

도6 및 도7중 "C"로 나타낸 실선은 본 실시예이며, "a", "b", "c"로 나타낸 점선은 도11 및 도12에서 설명한 종래예를 비교를 위해 기재한 것이며, "a"는 상기 알카리토류금속 탄산염으로서 도8에 나타낸 평균직경 0.7㎛의 구형상 결정입자만을 이용한 경우, "b"는 상기 알카리토류금속 탄산염으로서 도9에 나타낸 평균길이 5㎛의 가지형상 결정입자만을 이용한 경우, "c"는 상기 알카리토류금속 탄산염으로서 도 10에 나타낸 평균길이 7㎛의 봉형상 결정입자만을 이용한 경우이다.

도6을 보면 본 실시예에 의한 구형상 결정입자와 가지형상의 결정입자와 봉형상의 결정이자를 혼합해서 이용한 경우 "C"의 커트 오프 변동량은, 종래 기술의 가지형상 결정입자만을 이용한 경우의 "b"나 봉형상 결정입자만을 이용한 경우의 "c"의 커트 오프 변동량보다 작으며, 구형상 결정입자만을 이용한 경우의 "a"의 커트 오프 변동량과 거의 같거나 약간 작은 값을 나타내고 있음을 알 수 있다. 즉, 커트 오프 변동에 관한 "C"의 특성은 다른 "a", "b", "c"와 같거나 그것보다 뛰어나다고 할 수 있다.

한편, 도7를 보면 본 실시예에 의한 구형상과 가지형상과 봉형상의 결정입자를 혼합한 "C"의 포화전류 잔존율은, 종래 기술의 구형상 결정입자만을 이용한 경우의 "a"나 가지형상의 결정입자만을 이용한 경우의 "b"의 포화전류 잔존율보다 크고, 봉형상 결정입자만을 이용한 경우의 "c"의 포화전류 잔존율을 약간 상회하는 값을 나타내며, 또 제1 및 제2실시예의 포화전류 잔존율과 비교해도 크다는 것을 알 수 있다. 즉, "C"의 이미션 특성은 다른 "a", "b", "c" 보다 뛰어날 뿐만 아니라, 이미 설명한 제1 및 제2 실시예보다 뛰어나다고 할 수 있다. 따라서, 본 실시예에 나타낸 본 발명에 의해 제1이나 제2실시예와 같거나 혹은 그 이상의 효과를 가지며 커트 오프 변동과 이미션 특성의 양자를 동시에 개선할 수 있다는 것을 알 수 있다. 구형상과 가지형상과 봉형상의 결정입자를 혼합하는 경우의 혼합비는 특별히 한정되는 것은 아니지만 각 형상의 결정입자가 각각 20중량% 이상의 비율로 함유되어 있는 것이 보다 효과적이다.

또, 이상에 설명한 실시예는 대표적인 것으로, 결정입자의 평균장경이나 형상에 대해서는 상기한 것 외에도 적용할 수 있다. 상기 실시예에서는 알카리토류금속 탄산염이 알카리토류금속으로서 바륨과 스트론튬을 1:1의 조성비로 함유한 것에 대해 설명했으나, 상기 조성비를 1:1 이외의 비율로 하거나 상기 알카리토류금속으로서 바륨과 스트론튬 이외에 칼슘을 함유시켜도 본 발명의 효과에는 변함이 없다. 상기 실시예에서는 알카리토류금속 탄산염에 3중량%의 산화스칸듐을 함유시켜서 이용했으나, 이 함유율은 3중량% 이외여도 상관없으며, 예를들면 함유율을 0중량%로 해도 되고, 산화스칸듐 대신 예를들면 산화이트륨이나 산화디스프로슘을 이용해도 된다.

[산업상의 이용 가능성]

이상 설명한 바와 같이 본 발명에서는 알카리토류금속 탄산염이 2종류 이상의 다른 형상의 결정입자 혼합물을 이용함으로써 커트 오프 변동과 이미션 특성의 양자가 동시에 개선된 전자관용 음극을 제공할 수 있다.

또, 본 발명의 전자관용 음극에 있어서, 알카리토류금속 탄산염이 구형상과 가지형상과 봉형상 등 3종류의 알카리토류금속 탄산염 결정입자의 혼합물인 본 발명의 바람직한 형태로 함으로써, 커트 오프 변동과 이미션 특성의 양자가 동시에 더욱더 개선된 전자관용 음극을 제공할 수 있다.

상기 효과를 거두기 때문에 본 발명의 전자관용 음극은 텔리비젼의 브라운관이나 그밖의 CRT용 음극이나 전자현미경의 전자총 등으로 사용되는 전자관용 음극으로서 유효하게 이용할 수 있다.

Claims (2)

1. 전자관의 음극용 기체상에 알카리토류금속으로서 적어도 바륨을 함유한 알카리토류금속 탄산염을 피착시키고, 진공중에서 열분해시켜서 알카리토류금속 산화물을 주성분으로 한 이미터를 생성시켜서 이루어진 전자관용 음극에 있어서, 상기 알카리토류금속 탄산염이 구형상과 가지를 가진 가지형상 또는 봉형상과의 2종류의 알카리토류금속 탄산염 결정입자의 혼합물이며, 또, 상기 가지형상 또는 봉형상의 알카리토류금속 탄산염 결정입자의 평균입자직경이 상기 구형상의 알카리토류금속 탄산염 결정입자의 평균입자직경보다 큰 것을 특징으로 하는 전자관용 음극.
2. 전자관의 음극용 기체상에 알카리토류금속으로서 적어도 바륨을 함유한 알카리토류금속 탄산염을 피착시키고, 진공중에서 열분해시켜서 알카리토류금속 산화물을 주성분으로 한 이미터를 생성시켜서 이루어진 전자관용 음극에 있어서, 상기 알카리토류금속 탄산염이 구형상과 가지를 가진 가지형상과 봉형상의 3종류의 알카리토류금속 탄산염 결정입자의 혼합물이며, 또, 상기 봉형상 알카리토류금속 탄산염 결정입자의 평균입자직경이 상기 가지형상 알카리토류금속 탄산염 결정입자의 평균입자직경보다 크고, 또 상기 가지형상 알카리토류금속 탄산염 결정입자의 평균입자직경이 상기 구형상의 알카리토류금속 탄산염 결정입자의 평균입자직경보다 큰 것을 특징으로 하는 전자관용 음극.