KR100262638B1 - 음극선관용 음극구조체 - Google Patents

Abstract

본 발명은 음극선관용 음극구조체에서 고음극 전류밀도를 사용하여도 동작수명이 열화하지 않는 것에 관한 것으로, 음극가열용 히터가 삽입설치된 슬리이브 상단에 활성화 금속이 미량 함유된 기체금속이 구비되고, 상기 기체금속 상면에 적어도 산화바륨(BaO)이 포함된 알카리토류 금속 복합산화물로된 전자방사물질이 구비된 음극구조체에 있어서, 상기 기체금속내에 별도로 마그네슘(Mg)을 제외한 알카리토류 금속이 1종 이상 함유된 음극선관용 음극구조체에 관한 기술이다.

Description

음극선관용 음극구조체{cathode ray tube}

본 발명은 음극선관용 음극구조체에 관한 것으로, 특히 동작수명을 열화시키지 않으면서 고음극 전류밀도를 가능하게 하는데 적합한 것에 관한 것이다.

최근 음극선관은 화면의 대형화, 고정세화, 그리고 다양한 정보에 따른 멀티미디화로 고전류밀도의 음극선관용 음극이 필요로 하게 되었다.

종래의 음극선관용 음극구조체는 도 1에 나타낸 바와 같이, 음극가열용 히터(4)가 삽입설치된 원통형 슬리이브(2) 상단에 니켈(Ni)을 주성분으로 하고 여기에 활성화금속으로써 마그네슘(Mg), 실리콘(Si) 등을 미량함유한 기체금속(1)이 구비되고, 상기 기체금속(1) 상면에는 적어도 산화바륨(BaO)이 포함된 전자방사물질(3)이 구비된 음극선관용 음극구조체로 구성된다.

상기한 음극구조체는 음극슬리이브(2)내에 삽입설치된 히터(4)의 가열에 의해 산화바륨(BaO)이 주성분인 전자방사물질(3)과 기체금속(1)내의 활성화금속 사이에서 아래와 같은 화학반응이 일어난다.

4BaO + Si(기체금속중) = 2Ba + Ba₂SiO₄

BaO + Mg(기체금속중) = Ba + MgO

Ba = Ba²⁺+ 2e^-(전자생성)

상기한 반응으로 인해 자유바륨(Ba)이 생성하게 되고 자유바륨(Ba)으로부터 전자를 생성하게 된다.

상기한 화학반응은 음극선관이 동작중 기체금속(1)내의 활성화금속이 확산하여 기체금속(1)표면으로 이동하면서 전자방사물질(3)과 계속적으로 반응하게 된다.

음극선관에서 음극전류밀도란 음극의 최대 전류가 약 40∼50%에 도달하는 시간을 약 20,000 시간으로하여 수명의 종지점이라 정의할 때 최대 가능한 음극전류밀도를 말하며 종래의 산화물로 구성된 음극에서 이용될 수 있는 전류밀도는 약 2A/㎠ 까지 가능하다.

이와 같은 종래의 음극선관용 음극구조체에서 음극전류밀도를 약 2A/㎠ 이상으로 사용하면 전자생성의 근원인 자유바륨(Ba)이 보다 많이 필요하게 되고, 이로 인해 상기의 화학반응식에서와 같이 고저항 물질인 Ba₂SiO₄와 MgO이 다량 발생하게 되어 높은 열이 발생하게 되므로 음극동작수명을 열화시키게 되는 문제점이 있다.

이에 본 발명은 기존의 성분으로 조성된 기체금속내에 별도로 마그네슘(Mg)을 제외한 알카리토류 금속중 1종 이상을 추가 함유시킴으로써 높은 열의 발생에 따른 종래의 문제점을 해결할 수 있으며, 이로 인해 음극의 동작수명의 열화를 초래하지 않으면서 종래의 음극전류 밀도보다 2배이상 사용할 수 있는 음극구조체를 얻게 하는데 그 목적이 있다.

도 1은 음극선관용 음극구조체의 절단면도

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 기체금속 2 : 슬리이브

3 : 전자방사물질

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 도 1에서와 같이 음극가열용 히터(4)가 삽입설치된 원통형 슬리이브(2)상단에 활성화 금속이 미량 함유된 기체금속(1)이 구비되고 상기 기체금속(1) 상면에 적어도 산화바륨(BaO)이 포함된 알카리토류 금속 복합산화물로된 전자방사물질(3)이 구비된 음극구조체에 있어서, 상기 성분으로 조성된 기체금속내에 별도로 마그네슘(Mg)을 제외한 알카리토류 금속중 1종 이상을 추가로 함유시켜서된 음극선관용 음극구조체로 구성된다.

본 발명에서 기체금속은 기존의 마그네슘(Mg), 실리콘(Si)을 미량 함유한 기체금속 성분을 존속시키고 여기에 별도로 마그네슘(Mg)을 제외한 알카리토류 금속중 1종 이상 함유시키는 것이다.

상기 첨가되는 알카리토류 금속은 기존의 기체금속 전체 성분을 100 중량부(Weight)로 하고 여기에 0.01∼20 중량부(Weight) 첨가되며, 이때 알카리토류 금속은 바륨(Ba), 스트론듐(Sr), 칼슘(Ca) 성분이 바람직하다.

기체금속중에 첨가되는 알카리토류 금속이 너무적으면 기체금속내로 확산하여 기체금속 표면에서의 자유원자 역할을 하지 못하고, 너무 많으면 자유원자가 너무 많아 동작수명중 음극전류의 열화가 급속히 나타나므로 0.01∼20 중량부가 바람직하다.

상기한 본 발명은 하나의 예로써 기존의 금속성분을 갖는 기체금속내에 알카리토류 금속으로써 스트론듐(Sr)을 함유시키면 다음과 같은 화학반응이 일어난다.

4BaO + Si(기체금속중) = 2Ba + Ba₂SiO₄

BaO + Mg(기체금속중) = Ba + MgO

Ba(전자방사물질중) = Ba²⁺+ 2e^-(전자생성)

Sr(기체금속중) = Sr²⁺+ 2e^-(전자생성)

본 발명은 음극동작중 상기한 화학반응에 따른 알카리토류 금속으로부터 전자생성의 근원인 Sr의 자유전자를 공급하여 주므로 음극전류밀도를 2A/㎠ 이상으로 하여도 동작수명이 열화되지 않는다.

즉, 종래의 음극구조체에서 음극전류 밀도를 약 2A/㎠ 이상으로 사용할때는 기체금속 상면에 고저항 물질인 Ba₂SiO₂와 MgO이 다량 발생하게 되어 높은 열이 발생하게 되는 문제점이 있으나, 본 발명은 Sr인 알카리토류 금 속의 자유원자를 공급하여 주므로 종래의 음극구조체의 전류밀도보다 2배 이상으로 하여도 동작수명의 열화를 일으키지 않는다.

이상에서와 같이 본 발명은 기존의 기체금속성분내에 마그네슘을 제외한 알카리토류 금속을 별도로 첨가조성함으로써, 음극구조체 작동시 음극전류 밀도를 약 2A/㎠ 이상 사용하여도 동작수명을 열화하지 않는 효과를 갖게 된다.

Claims (3)

1. 음극가열용 히터가 삽입설치된 슬리이브 상단에 니켈(Ni)을 주성분으로 하고 활성화 금속이 미량 함유된 기체금속이 구비되고,

   상기 기체금속 상면에 적어도 산화바륨(BaO)이 포함된 알카리토류 금속 복합산화물로 된 전자방사물질층이 구비된 산화물 음극구조체에 있어서, 상기 기체금속 내에 별도로 마그네슘(Mg)을 제외한 알카리토류금속이 1종 이상 추가 함유된 음극선관용 음극구조체.
2. 제 1 항에 있어서,

   기체금속 내에 첨가되는 마그네슘을 제외한 알카리토류금속이 바륨(Ba), 스트론듐(Sr), 칼슘(Ca)인 음극선관용 음극구조체.
3. 제 1 항에 있어서,

   기존의 기체금속성분 100중량부(Weight)에 대하여 여기에 첨가되는 마그네슘을 제외한 알카리토류 금속이 0.01∼20중량부(Weight) 조성된 음극선관용 음극구조체.

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