KR100298385B1 - 음극선관용 히터의 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 음극선관용 히터에서 발생되는 열을 음극으로 빨리 전달하기 위해 히터의 절연층위에 코팅되는 다크층의 두께를 변경함으로써 에미션 워밍업 타임(Tew) 변화폭을 적게 하면서 사용수명을 증대시키기는 히터에 관한 것으로, 이에 따른 구성은 음극구조체에 조립되는 히터의 표면에 절연층과 다크층이 형성된 것에 있어서, 다크층의 두께가 16 ∼ 22μm 범위로 이루어지는 음극선관용 히터의 구조에 관한 기술이다.

Description

음극선관용 히터의 구조

본 발명은 음극선관용 히터에 관한 것으로, 특히 히터에서 발생된 열을 음극으로 빨리 전달하기 위해 히터의 절연층위에 형성시키는 다크층의 코팅두께를 변경함으로써 에미션 워밍업 타임(Tew)변화폭을 적게 하면서 사용수명을 증대시키는데 적합한 히터에 관한 것이다.

음극선관의 품질, 가격, 생산성을 고려하여 현재 가장 많이 채택되고 있는 간접 가열형 산화물 음극은 가전품을 비롯하여 산업용 단말기등에서 채용되고 있으며, 음극선관의 제조 과정에서는 1050 ∼ 1100℃b, TV 정상 작동시는 760 ∼ 800℃ 에서 4 ∼ 8초간만에 순간 발열되기 때문에 히터는 순간 고열에서도 형상을 유지하여야 하고, 전압인가시 고전압에서도 절연이 이루어져야 한다.

도 1은 히터와 음극간의 조립 상태도로써, 히터(1)는 디스크(4), 슬리브(5), 캡(6), 탄산염층(7)으로 구성된 음극(8)에 삽입시킨다.

도 2는 히터의 세부 구조도로써 다크층이 형성된 전체 부위층(B), 절연 부위층(C), 용접부(D)로 구성된다.

도 3은 도 2의 "A"부분에 대한 확대 절단면도로써, 히터 발열선(9)을 맨드릴선(10)주위에 감김한 후, 발열선(9)에서 순간 발생된 열을 음극의 슬리이브(5)로 빨리 전달하기 위해 복사열 증대 목적으로 알루미나 액을 이용하여 전기전착법으로 절연층(11)을 형성시키고, 그 위에 "텅스텐 분말, 알루미나 고형 분말, 용매"로된 다크층(12)(Black)을 형성시킨다.

상기한 다크층(12)의 표면 거칠기와 특성의 정도는 텅스텐 분말의 입경분포와 디핑(dipping) 작업조건에 따라 두께의 량과 코팅층의 질적차(差)가 나타나게 된다.

다크층(12)의 두께 조성은 성분과 조합비율이 동일하다는 전제하에 디핑시간에 따라 좌우되는데, 발열선간 붙음(Web) 현상을 없애면서 생산성과 원가를 고려한 나머지 특성상 표면조도가 거친 절연층(11)에 점도와 고형분량이 낮은 다크액을 짧은 시간에 디핑하는 관계로 채도(Gray Scale)가 낮아 음극선관내에서 작동중에 음극의 슬리브 내부 벽면으로 구조적 특성상(히터는 +극, 음극은 -극)텅스텐 분말이 이동하게 되어 두께가 엷은 다크층(12)은 작동시간이 진행될수록 다크층이 엷어진다.

그 결과 도 4와 같이 에미션 워밍업 타임(Tew)(Emission Warming Up Time)의 나빠짐(성능저하)이 칼라 모니터(TV 포함)의 경우 Tew 평균이 초기 대비 약 20% 정도(8.2 → 9.9sec) 나빠지는(성능이 상당히 저하되는)문제점을 갖게 된다.

한편, 복사열 증대 및 양호한 초기특성, 수명에만 치우쳐서 필요이상으로 두껍게해서는 음극선관에서 전극간 방전다발과 마스크 막힘등 초기 특성에 나쁜 영향을 주게 된다.

그러나 지금까지는 품위가 다소 낮은 TV용 음극선관을 값싸고 대량생산을 위해 다크액은 묽게, 디핑시간은 짧게해서 두께를 4 ∼ 9μm 정도로 엷게 작업해 왔다.

도 5는 1층 절연막(White:Al2O3 막)만을 코팅한 확대(×500)사진이고, 여기에 4 ∼ 9μm 정도의 다크층을 입히면(Dipping 하면) 도 6의 확대(×500)사진과 같이 엷게 코팅되므로 표면이 거친 상태로 양산하게 된다.

본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로, 에미션 워밍업 타임(Tew) 변화를 최소화하기 위해 다크층 두께를 변화시켜 음극선관의 전기적 특성향상은 물론 향후 고품위용을 대비한 음극선관용 전자총 히터를 얻게 하는데 그 목적이 있다.

도 1은 히터와 음극간의 조립 상태도

도 2는 히터의 확대면도

도 3은 도 2의 "A"부분에 대한 확대면도

도 4는 종래의 다크층 두께와 관련한 사용수명에 따른 Tew 변화 그래프

도 5는 절연막만을 코팅한 표면 상태도를 나타낸 현미경 사진

도 6은 종래의 다크층을 코팅한 표면 상태를 나타낸 현미경 사진

도 7은 본 발명의 다크층 두께와 관련한 사용수명에 따른 Tew 변화 그래프

도 8은 본 발명의 다크층을 코팅한 표면 상태를 나타낸 현미경 사진

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

1 : 히터11: 절연층

12: 다크층

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 음극선관용 음극구조체에 조립되는 히터의 표면에 절연층(11)과 다크층(12)을 형성한 것에 있어서, 다크층(12)의 두께가 16 ∼ 22μm 임을 특징으로 하는 음극선관용 히터의 구조로 구성된다.

본 발명에 따른 히터의 구성과 작동은 기본적으로는 종래 기술과 동일하지만, 본 발명은 종래에서 문제되었던 신뢰성 보증을 위한 정상 작동조건 보다 10% 과부하 조건에서 수명시험 결과의 음극선관으로서 초기특성은 물론 수명시험후의 주요특성인 에미션 워밍업 타임(Tew)을 고객 요구에 충분히 만족시키는 도 7과 같은 특성을 얻기 위한 것이다.

전자총의 용도에 맞는 구조로서 히터는 +극, 음극은 -극 임으로 히터 다크층의 채도는 계속적으로 채도정도(Gray Scale level) 때문에 히터로부터 슬리브 내면으로 텅스텐 분말의 이동은 불가피하게 일어난다.

그런데 음극선관은 TV나 모니터에 조립되어 장기간 특성의 변화가 가능한 한 적게 변화되어야 한다.

따라서, 10년 이상을 보증하는 과부하(+10%) 조건 가속시험 완료후에서도 변화폭이 적도록 다크층(12)의 코팅 두께를 16 ∼ 22μm으로 함에 따라 도 7과 같이 음극선관용으로서의 초기 특성과 신뢰성 보증 시험후의 에미션 워밍업 타임(Tew)이 극히 적은 변화를 가져왔다.

본 발명은 도 7에 나타난 바와 같이 수명시험 완료후에도 에미션 워밍업 타임(Tew)의 변화폭을 일반 TV 공차범위의 50% 이하에 그치게 할 수 있음을 알 수 있다.

도 8은 본 발명의 다크층(12)두께에 따른 코팅면을 나타낸 현미경 사진으로서, 표면이 미세균일함을 알 수 있다.

이상에서와 같이 본 발명은 음극선관용 히터에서 발생되는 열을 음극으로 빨리 전달하기 위해 히터의 절연층(11)위에 코팅되는 다크층(12)의 두께를 16∼22μm 범위로 하여, 히터의 복사열 증대로 히터 워밍업 시간(Thk)이 빨리 되게하여 음극선관의 에미션 워밍업 타임(Tew)을 빨리 하게하여 수명시험 완료후에도 에미션 워밍업 타입(Tew)의 변화폭을 일단 텔레비젼 공차범위의 50% 이하로 적게 변화하는 고품위용 제품(HDT, WDT, 대형=21" 이상 CPT) 등에 널리 이용될 수 있는 음극선관용 히터를 얻게 된다.

Claims (1)

1. 음극선관용 음극구조체에 조립되는 히터의 표면에 절연층과 다크층이 형성된 것에 있어서,

   다크층의 두께가 16 ∼ 22μm 범위임을 특징으로 하는 음극선관용 히터의 구조.

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