KR100625959B1 - Method for manufacturing cathode for electron tube - Google Patents
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Abstract
본 발명은 니켈을 주성분으로 하는 금속 기체상에 바륨을 주성분으로 하는 알칼리토류 금속의 탄산염이 분해되어 얻어진 알칼리토류 금속 산화물을 함유하는 전자방출물질층이 형성되어 있는 전자관용 음극을 제조하는 방법에 있어서, 상기 알칼리토류 금속의 탄산염에 La 질산염과 Mg 질산염 또는 La-Mg 복합 질산염을 포함하는 혼합액을 상기 금속기체의 상부에 도포하고, 상기 혼합액을 가열, 분해하여, 상기 알칼리토류 금속 산화물을 기준으로 하여 0.0001 내지 0.009중량%의 La 산화물과 Mg 산화물 또는 La-Mg 복합산화물을 포함하는 상기 전자방출물질층을 형성하고, 상기 La 질산염과 Mg 질산염은 각각 La(NO3)3·6H2O와 Mg(NO3)2·6H2O이고, 상기 La-Mg 복합 질산염은 Mg3La2(NO3)12·24H2O인 전자관용 음극의 제조방법을 제공한다. 본 발명에 의하여 제조된 음극은 종래의 음극에 비하여 수명이 대폭 연장될 뿐만 아니라, 기존 음극의 제조공정과 100% 호환성이 있어 쉽게 실용화될 수 있다. 특히, 본 발명에 의하여 제조된 음극은 고전류영역에서 안정된 특성을 나타내므로 대형관 및 고정세 전자관 등에 있어서 요구되는 장수명 및 고화질의 문제점을 해결할 수 있다.The present invention relates to a method for producing a cathode for an electron tube, in which an electron-emitting material layer containing an alkaline earth metal oxide obtained by decomposing a carbonate of an alkaline earth metal having barium as a main component is formed on a metal substrate containing nickel as a main component. And applying a mixed solution containing La nitrate and Mg nitrate or La-Mg complex nitrate to the upper portion of the metal gas, and heating and decomposing the mixed solution on the basis of the alkaline earth metal oxide. The electron emission material layer including La oxide and Mg oxide or La-Mg composite oxide of 0.0001 to 0.009% by weight is formed, and La nitrate and Mg nitrate are La (NO 3 ) 3 .6H 2 O and Mg ( NO 3) 2 · 6H 2 O, and, wherein the La-Mg composite nitrate provides a Mg 3 La 2 (NO 3) 12 · 24H 2 O in the manufacturing method for an electronic tolerant anode. The negative electrode manufactured according to the present invention not only prolongs the life significantly compared to the conventional negative electrode, but also can be easily used because it is 100% compatible with the manufacturing process of the existing negative electrode. In particular, since the cathode manufactured by the present invention exhibits stable characteristics in a high current region, it is possible to solve problems of long life and high image quality required for large tubes and high-definition electron tubes.
Description
도 1은 통상적인 전자관용 음극의 개략적인 단면도이고,1 is a schematic cross-sectional view of a conventional cathode for an electron tube,
도 2는 본 발명에 따른 음극과 종래의 음극의 수명 특성을 비교하여 나타낸 그래프이고, 2 is a graph showing the life characteristics of the negative electrode and the conventional negative electrode according to the present invention,
도 3은 본 발명에 따른 음극과 종래의 음극의, 초기 컷-오프 전압에 대한 동작시간 경과에 따른 컷 오프 전압의 변화율을 비교하여 나타낸 그래프이다. Figure 3 is a graph showing a comparison of the rate of change of the cut-off voltage over time with respect to the initial cut-off voltage of the negative electrode and the conventional negative electrode according to the present invention.
본 발명은 전자관용 음극의 제조방법에 관한 것으로서, 상세하기로는 텔레비전 브라운관, 촬상관 등의 전자관에 이용되는, 수명이 향상된 전자관용 열전자 방출 음극의 제조방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
종래 전자관용 열전자 방출 음극에는 니켈(Ni)을 주성분으로 하고 규소(Si), 마그네슘(Mg) 등을 환원제로서 미량 함유시킨 금속 기재(base metal) 위에 바륨을 주성분으로 하는 알카리토류 금속 탄산염층, 바람직하게는 (Ba, Sr, Ca)CO3로 구성된 삼원 탄산염, 또는 (Ba, Sr)CO3로 구성된 이원 탄산염으로부터 전환된 산화물로 된 전자방출물질층을 구비한 소위 "산화물 음극"이 널리 사용되었다. 이러한 산화물 음극은 일함수(work function)가 낮아서 비교적 낮은 온도(700-800℃)에서 사용할 수 있다는 장점이 있는 반면, 재료가 반도체이고 전기 저항이 크기 때문에 전자방출 밀도를 높이면 주울(Joule)열에 의한 자기가열로 인해 재료가 증발되거나 용융되어 음극이 열화되거나, 장기간 사용에 의해 금속기재와 산화물층 사이에 중간 저항층이 형성되어 수명이 단축되는 단점이 있다.A conventional alkaline metal carbonate layer having a barium as a main component on a base metal containing nickel (Ni) as a main component and a trace amount of silicon (Si), magnesium (Mg) as a reducing agent in a conventional electron tube cathode Preferably, the so-called "oxide cathode" having an electron emitting material layer of oxide converted from a ternary carbonate composed of (Ba, Sr, Ca) CO 3 , or a binary carbonate composed of (Ba, Sr) CO 3 is widely used. . These oxide cathodes have the advantage of being able to be used at relatively low temperatures (700-800 ° C.) due to their low work function, while increasing the electron emission density due to Joule heat due to the fact that the material is semiconductor and the electrical resistance is high. Due to self-heating, the material is evaporated or melted to deteriorate the cathode, or the intermediate resistance layer is formed between the metal substrate and the oxide layer by long-term use, which shortens the service life.
도 1에는 통상적인 전자관용 음극의 개략적인 단면도가 나타나 있는데, 원판상의 금속기재(2)와 이의 하부에서 이를 고정 지지함과 동시에 음극의 가열원인 히이터(4)를 내장하는 원관상의 슬리이브(3) 및 금속기재의 상부에 바륨을 주성분으로 하는 전자방출물질층(1)이 피착되어 있다.Figure 1 shows a schematic cross-sectional view of a cathode for a conventional tube, a tube-shaped sleeve (2) having a disc-shaped metal substrate (2) and a fixed support at the bottom thereof and containing a heater (4) as a heating source of the cathode ( 3) and an electron-emitting
산화물 음극은 일반적으로 다음과 같은 방법으로 제조된다. 니트로셀룰로즈 등을 용해시킨 유기용제에 탄산바륨을 주성분으로 하는 탄산염 분말을 혼합한 뒤 그 혼합물을 스프레이나 전착 등의 방법으로 금속기재상에 피착시킨 후, 전자총에 장착시켜 전자관에 조립하는데, 전자관 내부를 진공으로 하기 위한 배기공정에서 탄산염은 히이터에 의해 약 1000℃로 가열되며, 이 때 탄산바륨은 다음과 같이 산화바륨으로 변환된다.An oxide cathode is generally manufactured by the following method. After mixing carbonate powder containing barium carbonate as a main component with an organic solvent in which nitrocellulose is dissolved, the mixture is deposited on a metal substrate by spraying or electrodeposition, and then mounted on an electron gun and assembled into an electron tube. In the evacuation process for vacuum, the carbonate is heated to about 1000 ° C. by the heater, at which time the barium carbonate is converted to barium oxide as follows.
BaCO3 →BaO + CO2↑ (1)BaCO 3 → BaO + CO 2 ↑ (1)
생성된 상기 산화바륨은 음극 동작중 금속기재와 접촉되는 경계에서 금속기재 중의 환원제인 Si, Mg과 다음 식과 같이 환원반응을 일으킨다.The produced barium oxide causes a reduction reaction with Si, Mg, which is a reducing agent in the metal substrate, at the boundary of contact with the metal substrate during cathode operation, as shown in the following equation.
BaO + Mg → MgO + Ba↑ (2)BaO + Mg → MgO + Ba ↑ (2)
4BaO + Si → Ba2SiO4 + 2Ba↑ (3)4BaO + Si → Ba 2 SiO 4 + 2Ba ↑ (3)
상기와 같이 생성된 유리 바륨이 전자방출에 기여하는데, 이 때 상기식 (2), (3)에 표시된 바와 같이 MgO, Ba2SiO4 등도 전자방출물질층과 금속기재와의 경계에서 생성된다. 이 반응 생성물은 중간층이라 불리는 장벽으로 되기 때문에, Mg나 Si의 확산을 방해하게 되고 이에 따라 전자방출에 기여하는 유리 바륨의 생성이 곤란하게 된다. 따라서 이 중간층은 산화물 음극의 수명단축이라는 좋지 못한 결과를 초래하게 된다. 또한 이 중간층은 고저항을 갖고 전자방출 전류의 흐름을 방해하므로 전류밀도를 제한하는 문제점도 있다.The glass barium produced as described above contributes to the electron emission. At this time, MgO, Ba 2 SiO 4 and the like are also generated at the boundary between the electron emission material layer and the metal substrate, as shown in Equations (2) and (3). Since this reaction product becomes a barrier called an intermediate layer, it interferes with the diffusion of Mg or Si, and hence the production of free barium which contributes to electron emission becomes difficult. Therefore, this intermediate layer has a bad result of shortening the lifetime of the oxide cathode. In addition, since the intermediate layer has high resistance and disturbs the flow of electron emission current, there is also a problem of limiting current density.
최근 텔레비젼 브라운관 등은 고정세화 및 대형화 추세에 따라 고전류 밀도, 장수명 음극에 대한 요구가 커지고 있는데 기존의 산화물 음극은 전술한 바와 같은 성능과 수명 문제로 이러한 요구에 부응치 못하는 문제점을 갖고 있다.Recently, the demand for high current density and long life cathode is increasing according to the trend of high definition and large size of TV tube, and the existing oxide cathode has a problem of failing to meet such demand due to the performance and life problems as described above.
고전류 밀도, 장수명 음극으로는 함침형 음극이 알려져 있으나, 제조방법이 복잡하고 동작 온도가 산화물 음극에 비해 약 300 내지 400℃ 정도 높은 약 1100℃ 이상이므로 사용되는 전자총의 전극 재질이 고융점 재질로 대체되어야 하기 때문에 가격이 고가라는 단점이 있어, 실용상 문제점이 있다.Although the impregnated cathode is known as a high current density and long life cathode, the manufacturing method is complicated and the operating temperature is about 300 to 400 ° C. or more, which is about 300 to 400 ° C. or higher, so the electrode material of the electron gun used is replaced with a high melting point material. Since there is a disadvantage that the price is expensive, there is a practical problem.
따라서 실용성이 우수한 기존의 산화물 음극을 장수명화 하는 연구가 활발히 행해지고 있는데, 그 예로 미쯔비시사의 미국 특허 제4,797,593호에서는 Sc2O3, Y2O3등의 물질을 기존 삼원 탄산염 음극에 분산시켜 음극 수명을 개선한 것을 보고하였고, 일본 공개 특허 소64-41137호의 필립스사 특허에서는 Eu2O3을 기존의 전자방출 물질에 함유시켜 수명을 개선한 기술을 보고하였다.Therefore, studies are being actively conducted to extend the life of a conventional oxide cathode having excellent practicality. For example, Mitsubishi's U.S. Patent No. 4,797,593 disperses materials such as Sc 2 O 3 and Y 2 O 3 in an existing ternary carbonate cathode to provide a negative lifetime. The Philips patent of Japanese Patent Laid-Open No. 64-41137 reported a technique of improving the life by incorporating Eu 2 O 3 into an existing electron-emitting material.
그러나, 희토류 금속을 포함시켜 제조한 음극은 수명은 증가되지만 일정 시간이 경과된 후 전자방출량이 갑자기 떨어지는 경향이 있는데, 이는 희토류 금속이 탄산염의 소결을 촉진시키기 때문이다. 또한 상기 기재한 음극들은 기존의 산화물 음극과 100%의 공정 호환성이 없는데, 특히 전자방출이 안정되고 풍부하게 나오도록 하는 처리 공정인 음극 활성화 공정의 변경이 필요하다.However, a negative electrode prepared by including a rare earth metal has an increased lifetime, but tends to suddenly drop electron emission after a certain time, because the rare earth metal promotes sintering of carbonate. In addition, the above-described anodes are not 100% process compatible with the existing oxide cathodes. In particular, it is necessary to change the cathode activation process, which is a treatment process to ensure stable and rich electron emission.
한편, 대한민국 특허 200661호의 본 삼성전관 특허에는 La 산화물과 Mg 산화물의 혼합물 또는 La-Mg 복합 산화물을 알칼리 금속 산화물을 기준으로 하여 0.01 내지 20중량%를 함유시켜 음극 수명을 향상시키고 있다. 이 특허에서는 상기 산화물의 함량이 0.01중량% 미만인 경우 제조되는 음극의 수명향상 효과가 미미하다고 기술하고 있으나, 산화물 함량이 0.01중량%를 초과하면 배기공정중 온도조절이 필요하므로 기존의 음극 제조공정을 그대로 사용할 수 없을 뿐만 아니라, La 산화물이 바륨의 증발을 촉진하고, Mg 산화물이 소결을 촉진하여 탄산염과 환원제의 반응을 방해하므로 결국 음극의 수명이 저하되는 문제점이 있다.On the other hand, the Samsung patent of the Korean Patent No. 200661 contains a mixture of La oxide and Mg oxide or La-Mg composite oxide 0.01 to 20% by weight based on the alkali metal oxide to improve the negative electrode life. This patent describes that the effect of improving the lifetime of the negative electrode manufactured when the oxide content is less than 0.01% by weight is insignificant. However, when the oxide content exceeds 0.01% by weight, temperature control is required during the exhaust process. Not only can not be used as it is, La oxide promotes the evaporation of barium, Mg oxide promotes the sintering to interfere with the reaction between the carbonate and the reducing agent, there is a problem that the lifetime of the negative electrode is reduced.
따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 상기 문제점을 해결하여 수명 특성을 대폭 개선함과 동시에 전자방출특성이 향상된, 기존 음극의 제조공정과 100% 호환성 있는 산화물 음극을 제공하는데 있다. Therefore, the technical problem to be achieved by the present invention is to provide an
본 발명의 목적은 기존 산화물 음극의 문제점인 수명 저하를 대폭 개선함과 동시에 전자방출특성이 양호하고, 기존 음극의 제조 공정과 100% 호환성 있는 방법으로 제조되는 전자관용 음극의 제조방법을 제공하고자 하는 것이다.An object of the present invention is to provide a method of manufacturing a cathode for an electron tube manufactured by a method which is significantly improved the life degradation, which is a problem of the conventional oxide cathode, and has good electron emission characteristics and is 100% compatible with the manufacturing process of the existing anode. will be.
상기 본 발명의 목적은 니켈을 주성분으로 하는 금속 기체상에 바륨을 주성분으로 하는 알칼리토류 금속의 탄산염이 분해되어 얻어진 알칼리토류 금속 산화물을 함유하는 전자방출물질층이 형성되어 있는 전자관용 음극에 있어서, 상기 알칼리토류 금속의 탄산염에 La 질산염과 Mg 질산염 또는 La-Mg 복합 질산염을 포함하는 혼합액을 금속기체의 상부에 도포하고 이를 가열, 분해시켜 얻어진 La 산화물과 Mg 산화물 또는 La-Mg 복합산화물이, 상기 전자방출물질층에 상기 알칼리토류 금속 산화물을 기준으로 하여 0.0001 내지 0.009중량% 더 포함된 것을 특징으로 하는 음극에 의해 달성된다.An object of the present invention is to provide a cathode for an electron tube in which an electron-emitting material layer containing an alkaline earth metal oxide obtained by decomposing a carbonate of an alkaline earth metal containing barium as a main component is formed on a metal substrate containing nickel as a main component, La oxide and Mg oxide or La-Mg composite oxide obtained by applying a mixed solution containing La nitrate and Mg nitrate or La-Mg complex nitrate to the upper portion of a metal gas to the carbonate salt of the alkaline earth metal, The electron-emitting material layer is achieved by the cathode, characterized in that it further comprises 0.0001 to 0.009% by weight based on the alkaline earth metal oxide.
상기 화합물에서 La 산화물과 Mg 산화물 또는 La-Mg 복합산화물의 함량이 0.0001중량% 미만이면 음극의 수명향상 효과가 미미하고 0.01중량%를 초과하면 배기공정중 온도조절이 필요하므로 기존의 음극 제조공정을 그대로 사용할 수 없을 뿐만 아니라, La 산화물이 바륨의 증발을 촉진하고, Mg 산화물이 소결을 촉진하여 탄산염과 환원제의 반응을 방해하므로 결국 음극의 수명이 급격히 저하되는 문제점이 있다.When the content of La oxide and Mg oxide or La-Mg complex oxide in the compound is less than 0.0001% by weight, the effect of improving the lifetime of the anode is insignificant, and if it exceeds 0.01% by weight, temperature control is required during the exhaust process. Not only can not be used as it is, La oxide promotes the evaporation of barium, Mg oxide promotes the sintering to interfere with the reaction between the carbonate and the reducing agent, there is a problem that the life of the negative electrode is sharply reduced.
상기 La 화합물 및 Mg 화합물은 탄산염과 혼합한 후 부탄올이나 니트로셀룰로즈 등의 용매에 현탁시켜 얻어지는 현탁액을 종래와 같이 전착, 스프레이 등의 방법을 사용하여 기체의 상부에 형성시켜 주면 되고 첨가량이 미량이므로, 배기공정의 온도를 변화시킬 필요없이 기존의 제조공정과 100% 호환성이 있어 쉽게 실용화 할 수 있다.Since the La compound and the Mg compound are mixed with carbonate and then suspended in a solvent such as butanol or nitrocellulose, a suspension obtained by forming the upper portion of the gas using a method such as electrodeposition or spraying as in the prior art, and the addition amount is very small, It is 100% compatible with the existing manufacturing process without changing the temperature of the exhaust process, so it can be easily put into practical use.
도 1은 앞서 설명한 바와 같이 통상적인 전자관용 음극의 단면 모식도로서, 본 발명에 따른 음극은 금속 기체위에 전자방출물질층으로서 예컨대, (Ba, Sr, Ca)CO3인 침상의 공침 삼원염에 La 화합물과 Mg 화합물을 같이 함유시키거나, 이들의 La-Mg 복합화합물을 함유시킨 형태를 갖는 것이다.1 is a cross-sectional schematic diagram of a conventional electron tube negative electrode as described above, the cathode according to the present invention is a lattice co-precipitation salt of (Ba, Sr, Ca) CO 3 as an electron-emitting material layer on a metal gas, for example La It has a form which contains a compound and Mg compound together, or contains these La-Mg complex compound.
특히 상기 La 화합물 및 Mg 화합물로서는 La(NO3)3·6H2O와 Mg(NO3)2·6H2O를 같이 함유시키거나 La 질산염과 Mg 질산염으로 생성된 이들의 La-Mg 복합화합물을 사용하는 것이 좋은데, 이는 질산염이 부탄올이나 니트로셀룰로즈에 잘 용해되는 성질이 있으므로 탄산염 내로 균일하게 분산되기 때문이다.In particular, the La compound and Mg compound containing La (NO 3 ) 3 · 6H 2 O and Mg (NO 3 ) 2 · 6H 2 O together or La-Mg complex compound formed of La nitrate and Mg nitrate It is recommended to use because nitrate disperses uniformly into carbonate because it has the property of dissolving well in butanol or nitrocellulose.
공침 삼원 탄산염은 통상 Ba(NO3)2, Sr(NO3)2, Ca(NO3)2등의 질산염을 순수에 용해시킨 뒤 침전제로서 Na2CO3 또는 (NH4)2CO3 등을 이용하여 탄산염 형태로 공침(co-precipitation)시켜 얻어지는데, 이 때 질산염의 농도나 pH, 침전시 온도, 침전 속도에 따라 얻어지는 탄산염의 결정입자 형태가 달라지게 된다. 본 발명의 음극 제조시 상기 조건들을 제어하는 것에 의해 바람직한 구조로 알려진 침상결정의 탄산염을 얻을 수 있다.Coprecipitation ternary carbonates generally dissolve nitrates such as Ba (NO 3 ) 2 , Sr (NO 3 ) 2 , and Ca (NO 3 ) 2 in pure water and then use Na 2 CO 3 or (NH 4 ) 2 CO 3 as a precipitant. It is obtained by co-precipitation in the form of a carbonate, and the crystal grain form of the carbonate obtained is different depending on the concentration of nitrate, pH, temperature at precipitation, and rate of precipitation. By controlling the above conditions in the preparation of the negative electrode of the present invention, acicular crystal carbonate known in the preferred structure can be obtained.
본 발명의 음극을 제조하는데 있어서, La(NO3)3·6H2O와 Mg(NO3) 2·6H2O를 동시에 함유시키는 경우에는 동일한 중량%를 첨가하는 것이 바람직하고, La-Mg 복합화합물을 함유시킨 경우에는 La 질산염과 Mg 질산염을 용해시킨 후, 석출시켜 La-Mg 복합화합물을 사용하는 것이 바람직하다.In preparing the negative electrode of the present invention, in the case of simultaneously containing La (NO 3 ) 3 .6H 2 O and Mg (NO 3 ) 2 .6H 2 O, it is preferable to add the same weight%, and the La-Mg composite In the case of containing a compound, it is preferable to dissolve La nitrate and Mg nitrate, then precipitate and use the La-Mg composite compound.
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 구체적으로 설명하기로 하되, 본 발명이 하기의 실시예로만 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, a preferred embodiment of the present invention will be described in detail, but the present invention is not limited only to the following examples.
<실시예 1><Example 1>
Ba(NO3)2, Sr(NO3)2, Ca(NO3)2의 질산염을 순수에 용해시킨 뒤 Na2CO3를 이용하여 탄산염 형태로 공침시켜 공침 삼원 탄산염을 얻었다. 여기에 La 질산염과 Mg 질산염을 용해시킨 후 석출시켜 얻은 Mg3La2(NO3)12·24H2O의 La-Mg 복합화합물 0.005중량%를 삼원염에 첨가한 혼합물을 기체의 상부에 도포하여 만들어진 전자관용 음극을 먼저 전자총에 삽입하여 고정한 뒤 슬리브 내부에 음극 가열용 히터를 삽입 고정하였다. 이 전자총을 전자관용 벌브(Bulb)에 봉지시킨 후 진공을 형성하기 위해 배기공정을 거치고 이 때 음극 가열용 히터에 의해 전자방출층의 탄산염을 분해하여 산화물로 형성하여 La-Mg 복합산화물 총량이 알칼리토류 금속 산화물을 기준으로 하여 0.0001중량%인 음극을 제조하였다. 이후 통상의 제조공정에 의해 전자관을 제조하였다.The nitrates of Ba (NO 3 ) 2 , Sr (NO 3 ) 2 and Ca (NO 3 ) 2 were dissolved in pure water and then co-precipitated in the form of carbonate using Na 2 CO 3 to obtain coprecipitation ternary carbonates. The cathode for electron tube made by dissolving La nitrate and Mg nitrate and then adding 0.005% by weight of Lag-Mg composite compound of Mg3La2 (NO3) 12.24H2O to ternary salt was applied on top of the gas. After inserting and fixing in the electron gun, the cathode heating heater was inserted and fixed in the sleeve. After encapsulating the electron gun in an electron tube bulb, the exhaust gas is exhausted to form a vacuum. At this time, the carbonate of the electron-emitting layer is decomposed to form an oxide by a cathode heating heater, and the total amount of La-Mg composite oxide is alkali. A negative electrode having 0.0001% by weight based on the earth metal oxide was prepared. Since the electron tube was manufactured by a conventional manufacturing process.
<실시예 2~5><Examples 2-5>
La-Mg 복합산화물 총량이 알칼리토류 금속 산화물을 기준으로 하여 도 2에 나타난 바와 같이 되도록 한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하였다.Except that the total amount of La-Mg composite oxide was as shown in Figure 2 based on the alkaline earth metal oxide was carried out in the same manner as in Example 1.
<비교예 1>Comparative Example 1
Mg3La2(NO3)12·24H2O의 La-Mg 복합화합물을 첨가하지 않은 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하였다.Mg 3 La 2 (NO 3) was conducted in the same manner as in Example 1 except 12, without addition of the La-Mg complex compound of 24H 2 O.
<비교예 2~3><Comparative Example 2 ~ 3>
La-Mg 복합산화물 총량이 알칼리토류 금속 산화물을 기준으로 하여 도 2에 나타난 바와 같이 되도록 한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하였다.Except that the total amount of La-Mg composite oxide was as shown in Figure 2 based on the alkaline earth metal oxide was carried out in the same manner as in Example 1.
상기 실시예 1~5 및 비교예 1~3의 전자관의 초기 방출 특성을 측정하였다.Initial emission characteristics of the electron tubes of Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 to 3 were measured.
초기 전자방출특성은 IK라는 전류량으로 측정되며, 음극 수명 특성은 일정 시간 동안의 IK 잔존율로서 평가된다. 또한, 초기 컷-오프 전압에 대한 동작시간 경과에 따른 컷 오프 전압의 변화율인 COE2(G2 cutoff voltage)를 측정하여 음극선관의 동작시간에 따른 화질의 변화를 평가하였다. The initial electron emission characteristic is measured by the amount of current called IK, and the cathode lifetime characteristic is evaluated as the IK residual rate for a certain time. In addition, the change in image quality according to the operation time of the cathode ray tube was evaluated by measuring the G2 cutoff voltage (COE2), which is the rate of change of the cutoff voltage over time with respect to the initial cut-off voltage.
도 2는 음극의 히이터 전압 6.9V, 초기 전류밀도 3A/㎠의 가속조건하에서, 실시예 및 비교예에 따른 음극의 시간 경과에 따른 IK 변화를 나타내는 그래프이다.FIG. 2 is a graph showing IK change over time of a cathode according to Examples and Comparative Examples under acceleration conditions of a heater voltage of 6.9 V and an initial current density of 3 A /
도 2를 참조하면, 본 발명의 산화물 음극은 상기 실험조건하에서 2,500시간이 경과한 후의 수명특성이 종래의 음극에 비하여 약 25% 이상 향상된 것을 알 수 있다. 특히, La-Mg 복합산화물의 함량이 0.01중량%를 초과하면(비교예 3) IK 잔존율은 급격히 저하됨을 알 수 있다. 통상적으로 음극의 수명은 IK 잔존율이 50%에 이를 때까지의 경과시간인 MTTF(Mean Time to Failure Mode)로 정의되는데, 도 3의 그래프로부터 MTTF를 통계적으로 추정해 보면, 본 발명의 산화물 음극 수명은 30,000 내지 40,000시간이 된다. 즉, 본 발명에 따른 산화물 음극의 수명이 종래의 산화물 음극 수명보다 2배 이상 현저하게 향상된 것을 알 수 있다. 특히, 상기 실험조건이 통상적으로 사용되는 전류밀도(6.3V)보다 10% 높으므로, 최근 텔레비젼 브라운관 등의 고정세화 및 대형화 추세에 따른 고전류 밀도 영역하에서도 수명특성을 현저하게 향상시킬 수 있음을 알 수 있다.Referring to FIG. 2, it can be seen that the oxide cathode of the present invention has improved life characteristics after about 2,500 hours under the experimental conditions by about 25% or more as compared with the conventional cathode. In particular, when the content of La-Mg composite oxide exceeds 0.01% by weight (Comparative Example 3) it can be seen that the IK residual rate is sharply reduced. Typically, the lifetime of the cathode is defined as Mean Time to Failure Mode (MTTF), which is an elapsed time until the IK residual ratio reaches 50%. The MTTF is statistically estimated from the graph of FIG. The lifetime is from 30,000 to 40,000 hours. In other words, it can be seen that the life of the oxide cathode according to the present invention is significantly improved more than twice the life of the conventional oxide cathode. In particular, since the experimental conditions are 10% higher than the conventionally used current density (6.3V), it can be seen that the life characteristics can be remarkably improved even under the high current density range according to the trend of high-definition and large-sized TV TV tubes. Can be.
또한, 본 발명에 따른 산화물 음극은 종래의 산화물 음극보다 COE2가 작게 나타나므로(도 3참조), 이를 구비한 음극선관은 동작중의 휘도변화가 크지 않아서 화질이 양호하게 된다.In addition, since the oxide cathode according to the present invention exhibits
본 발명의 음극은 종래의 음극에 비하여 수명이 대폭 연장될 뿐만 아니라 전자방출특성이 향상되며, 기존 음극의 제조공정과 100% 호환성이 있어 쉽게 실용화 될 수 있다. 특히, 본 발명의 음극은 고전류영역에서 안정된 특성을 나타내므로 대형관 및 고정세 전자관 등에 있어서 요구되는 장수명 및 고화질의 문제점을 해결할 수 있다.The negative electrode of the present invention not only prolongs the life significantly compared to the conventional negative electrode, but also improves the electron emission characteristic, and can be easily put to practical use because it is 100% compatible with the manufacturing process of the existing negative electrode. In particular, since the cathode of the present invention exhibits stable characteristics in a high current region, it is possible to solve problems of long life and high image quality required for large tubes and high-definition electron tubes.
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Patent Citations (1)
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