KR19980036714A - 브라운관용 음극 히터의 코팅방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 브라운관용 음극 히터의 발열선에 코팅되는 코팅막의 핀홀 발생 방지 및 누설전류값을 저감시킬 수 있는 브라운관용 음극 히터의 코팅방법을 개시한다.

본 발명의 브라운관용 음극 히터의 코팅방법은 코팅면의 조도향상과 강도유지, 완전 절연을 위하여 주전해질 량은 0.9wt% 이상, 1.5wt% 이하로 제한하고, 부수적인 기능은 접착제(Binder) 역할을 하는 질산 마그네슘[Mg(NO₃)₂]을 사용하되 최적의 품질과 생산성을 내는 1.1-1.3wt%로 넣어 코팅하므로써, 원하는 개량된 성능의 히터를 얻는다. 주전해질 양이 1.5wt% 이상되면, 핀홀과 요철이 발생되며, 0.9wt% 이하가 되면, 전착량이 부족하면서 표면이 거칠고 강도가 약해서 코팅면이 탈락하는 현상이 발생되므로, 전해질의 조성범위는 위와 같이 한정된다.

Description

브라운관용 음극 히터의 코팅방법

본 발명은 브라운관용 음극 히터의 제조방법에 관한 것으로서, 특히 발열체인 히터에 2중으로 코팅되는 코팅막의 코팅방법에 관한 것이다.

표시매체로서 가장 널리 사용되고 있는 브라운관의 품질, 원가 및 생산성을 고려해서 현재 가장 많이 채택되고 있는 간접 가열형 산화물 음극은 민생용 가전품은 물론이고 칼라 디스플레이 튜브와 같은 산업용 단말기에서도 가장 많이 체용되고 있다.

제1도는 종래의 기술에 따른 브라운관용 전자총의 구조를 도시한 종단면도이고, 제2도는 제1도의 전자총에 사용되는 히터 완성품(Heater Assembly)의 구성도이며, 제3도는 제2도의 A부분을 절단한 단면도이다.

제1도 내지 제3도를 참조하면, 전자총이 그 기능을 발휘하기 위해서는 브라운관용 발열체(Heater:2)와, 히터 발열선(F)의 고저항 및 제2도와 제3도에 도시된 구조적인 관점에서 5-6초의 극히 짧은 시간내에 760-790℃의 고온의 열이 안정적으로 계속 유지되어야 한다.

브라운관용 음극 히터는 발열체인 히터가 일정한 인가 전압을 공급받아 순간적으로 고온의 열을 발휘해야 하는 동시에, 히터 제조공정에서는 생산성 또한 좋아야 한다. 최근에는 브라운관용 부품의 소요량 급증으로 필요 부품의 가공기술이 날로 발달한 지금은 기술수준이 일반적으로 높아서 생산성과 품질이 이익에 직결되어 있기 때문에 기술인력, 고정밀도의 장비, 최적의 작업조건보다도 원료 물질의 품질(품위) 선택이 모든 특성에 절대적으로 작용한다.

제3도에 도시된 것처럼, 히터는 맨드릴선 주위에 발열체(F)인 레늄(Rhenium)과 텅스텐이 혼합된 고른 피치(Pitch)로 감긴 텅스텐제 발열선(F)과, 발열선(F)의 주위에 발열선의 고른 피치 그대로의 형상 유지와 강도의 유지를 위해 일정한 분포의 입경을 갖는 부도체이면서 절연, 보온 기능을 갖는 알루미나(G)를 함유하는 제1코팅막(G)이 전기영동법에 의해 발열선(F)에 맞닿은 곳에 형성되며, 제1코팅막(G)의 표면에는 텅스텐 분말의 도체인 제2코팅막(E)이 코팅된다.

상기와 같은 구조를 갖는 히터를 제조하기 위하여, 먼저, 절연, 보온, 강도 유지제인 알루미나층(G)을 코팅하게 되는데, 이는 순도가 99.99% 이상되는 알루미늄 전극판에전위를 띠게 하고, 코팅(G)전(前)에 클립에 히터를 30개씩 집어전위를 띠게 한 홀더에 꽂아 알루미나를 함유한 제1코팅액중에 담그어 준다.

상기 제1코팅막의 코팅에서 고형분(입자)으로 있는 알루미나는 부도체이므로와전위를 띤 양극(兩極)이 있는 구조라도 전기영동법에 의해 코팅을 할 수 없어 소기의 목적을 달성할 수가 없으므로 전해질인 Mg(NO₃)₂·6H₂O를 필요량(예:무게비 1.5-2.2wt%)만큼 혼합시켜 부도체인 알루미나 입자 주위에 전해질 막을 형성케 한다. 알루미나 입자에전위를 띠게 해서극인 알루미늄 판에서극인 히터 클립으로 전류를 이동시켜 알루미나로 미세한 절연층을 만들어서 절연, 보온, 강도를 유지하는 역할을 하는 층(G)을 제3도와 같이 발열체의 표면에 절연층을 전체 두께의 3/4 정도 형성시키고, 1차 건조후 그 위에 복사열 증대용 흑체(Dark body), 즉 제2코팅막(E)을 형성한 후, 1,650℃의 고온에서 소결하여 히터를 완성한다.

제1도에 도시된 히터 절연부(A)를 절단하여 광학 현미경으로 250배 확대해서 보면, 제4도와 같이 중앙부는 맨드릴이 녹은 원형의 공간이고, 그 공간의 외측으로 발열선(F)과, 두꺼운 절연층(G) 및 검정의 흑체층(E)이 위치하고 있따.

코팅 작업성을 높이고 열적, 고압의 전기적, 기구적 충격에 견디게 하기 위하여 전해질 및 접착제(Binder) 기능을 하는 물질인 질산 마그네슘, Mg(NO₃)₂을 필요이상 넣고, 건조(120-150℃)하고 소결(1,600-1,650℃)하면 제5도 내지 제7도와 같이 히터 전체면에 핀홀(Pin hole)이 생겨 발열선(F)에서 음극(1)으로 누설전류가 발생된다. 이로 인하여 화면에 노이즈(Noise) 현상이 발생하는 등 텔레비젼과 모니터의 품위를 손상/떨어뜨리는 문제점이 발생되었다.

따라서, 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 히터의 절연, 보온제인 알루미나 액이 전해질 량에 따라 수분의 건조와 소결시 핀홀의 생성으로 유발되는 누설전류의 발생을 방지할 수 있는 브라운관용 음극 히터의 코팅방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

제1도는 종래 및 본 발명의 실시예에 따른 브라운관용 전자총에서 음극 완성품의 단면도.

제2도는 제1도의 완성 히터의 확대사진.

제3도는 제2도의 A부분의 단면도로서, 확대 사진.

제4도는 제2도의 A부 단면(사진) 상세도.

제5도 내지 제7도는 종래의 실시예에 따라 제조된 브라운관용 음극 히터에서 발생된 핀홀을 보여주는 사진.

제8도는 본 발명의 실시예에 따라 제조된 브라운관용 음극 히터에서 소결후의 코팅면을 확대한 사진.

제9도는 전해질인 Mg(NO₃)₂·6H₂O의 첨가량에 따른 핀홀의 발생정도를 관측하여 나타낸 그래프.

제10도는 전해질 량과 히터-음극(Heater-Cathode, H-K)간의 누설전류의 상관관계를 도시한 그래프.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

1:음극 완성품2:발열체

F:발열선G:1차 코팅막

E:2차 코팅막(흑체)

본 발명에 따르면, 코팅면의 조도향상과 강도유지, 완전 절연을 위하여 주전해질 량은 0.9wt% 이상, 1.5wt% 이하로 제한하고, 부수적인 기능은 접착제(Binder) 역할을 하는 질산 마그네슘, Mg(NO₃)₂를 사용하되 최적의 품질과 생산성을 내는 1.1-1.3wt%로 넣어 코팅하므로써, 원하는 개량된 성능의 히터를 얻는다. 주전해질 양이 1.5wt% 이상되면, 핀홀과 요철이 발생되며, 0.9wt% 이하가 되면, 전착량이 부족하면서 표면이 거칠고 강도가 약해서 코팅면이 탈락하는 현상이 발생되므로, 전해질의 조성범위는 위와 같이 한정된다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다.

히터는 고른 피치로 감긴 텅스텐제 발연선의 주위에 부도체이면서 절연, 보온, 발열선의 고른 피치 그대로의 형성 유지와 강도의 유지를 위해 일정한 분포의 입경을 갖는 알루미나(G)를 전기영동법에 의해 발열선(F)에 맞닿은 곳에 형성한다. 이 때,형성된 막을 제1코팅막이라 한다. 그런다음, 제1코팅막의 표면에는 도체(E)를 코팅시키고, 이를 제2코팅막이라 한다.

제2도와 제3도를 참조하면, 히터는 맨드릴선 주위에 발열체인 레늄과 텅스텐을 혼합하는 합금선(F)이 동심원으로 고른 피치로 감겨 있고, 주위 전체면에는 전기영동법에 의해 코팅제가 전착된 구조를 가진다.

상기와 같은 구조를 갖는 히터를 제조하기 위하여, 먼저, 절연, 보온, 강도 유지제인 알루미나층(G)을 코팅하게 되는데, 이는 순도가 99.99% 이상되는 알루미늄 전극판에전위를 띠게 하고, 코팅(G)전(前)에 클립에 히터를 30개씩 집어전위를 띠게 한 홀더에 꽂아 액중에 담그어 준다. 이로 인하여 고형분(입자)으로 있는 알루미나는 부도체이므로와전위를 띤 양극(兩極)이 있는 구조라도 전기영동법에 의해 코팅을 할 수 없어 소기의 목적을 달성할 수가 없으므로 전해질인 Mg(NO₃)₂·6H₂O를 0.9-1.5wt%만큼 혼합시켜 부도체인 알루미나 입자 주위에 전해질 막을 형성케 한다. 알루미나 입자에전위를 띠게 해서극인 알루미늄 판에서극인 히터 클립으로 전류를 이동시켜 알루미나로 미세한 절연층을 만들어서 절연, 보온, 강도를 유지하는 역할을 하는 층(G)을 제2도와 같이 히터표면에 절연층을 전체 두께의 3/4 정도 형성시킨 후, 1차 건조후 그 위에 복사열 증대용 흑체(Dark body, E)층을 형성한 후, 1,600-1,650℃의 고온과 수소분위기에서 소결하여 히터 완성품을 만들게 된다.

상기와 같이, 1차 코팅막의 형성시 알루미나 입자의 코팅을 위하여 첨가되는 전해질인 Mg(NO₃)₂·6H₂O를 1.1-1.3wt% 범위로 한정시켜 준 결과, 제8도에 도시한 것과 같이, 핀홀의 발생이 없는 히터 완성품을 얻을 수 있었다.

제9도는 전해질인 Mg(NO₃)₂·6H₂O의 첨가량에 따른 핀홀의 발생정도를 관측하여 나타낸 그래프이고, 제10도는 전해질 량과 히터-음극(Heater-Cathode)간의 누설전류와의 상관관계를 도시한 그래프로서, ●표시는 매우 양호한 상태를, △표시는 양호한 상태를, 그리고 ×표시는 불량한 상태, 즉 핀홀의 발생이 관측되거나 누설전류값이 매우 높은 상태를 각각 나타낸다.

제9도를 참조하면, 핀홀 발생의 경우, Mg(NO₃)₂·6H₂O의 첨가량이 0.7-1.4wt%의 범위에서도 매우 양호한 상태를 나타내고 있다. 그러나, 제10도를 참조하면, 1.1-1.3wt%를 넘어서는 범위는 누설전류가 높은 값을 보이므로, 본 발명의 한정 범위에서는 제외한다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 브라운관용 음극 히터 코팅방법은 1차 코팅막의 형성시, 알루미나 분말의 전기영동법에 의한 전착을 위하여 첨가되는 Mg(NO₃)₂·6H₂O의 첨가량을 소정 범위로 제한하여 주므로써, 핀홀과 요철의 발생을 방지하고, 표면을 부드럽게 하며, 코팅된 막의 강도가 적정값 이상을 갖도록 하므로써, 코팅면이 탈락하는 현상을 방지한다. 또한, 낮은 누설전류값을 갖도록 하므로써, 누설전류로 인한 불량요인들을 저감시키는 효과를 제공한다.

여기에서는 본 발명의 특정 실시예에 대해서 설명하고 도시하였지만, 당업자에 의하여 이에 대한 수정과 변형을 할 수 있다. 따라서, 이하, 특허청구의 범위는 본 발명의 진정한 사상과 범위에 속하는 한 모든 수정과 변형을 포함하는 것으로 이해할 수 있다.

Claims (8)

1. 0.9wt%-1.5wt% 이하의 주전해질과, 접착을 위한 1.1-1.3wt%의 질산 마그네슘[Mg(NO₃)₂]을 혼합한 전해질 용액에서 1차 코팅막을 코팅하는 단계; 1차 코팅막의 전착후 그 위에 복사열 증대용 2차 코팅막을 형성하는 단계; 소정 온도 및 소정 분위기에서 소결하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 브라운관용 전자총의 제조방법.
2. 제1항에 있어서,

   상기 알루미나층의 코팅은 알루미늄 전극판에전위를 띠게 하고, 코팅(G)전(前)에 클립에 히터를 집어전위를 띠게한 홀더에 꽂아 액중에 담그는 전기영동법에 의하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 브라운관용 전자총의 제조방법.
3. 제2항에 있어서,

   상기 알루미늄 전극판은 99.99% 이상의 순도를 가지는 것을 특징으로 하는 브라운관용 전자총의 제조방법.
4. 제2항에 있어서,

   상기 클립에 집혀지는 히터는 30개인 것을 특징으로 하는 브라운관용 전자총의 제조방법.
5. 제1항에 있어서,

   상기 알루미나의 코팅 두께는 완성 전자총이 갖는 절연층의 두께의 3/4 정도로 형성하는 것을 특징으로 하는 브라운관용 전자총의 제조방법.
6. 제1항에 있어서,

   상기 1차 코팅막은 전기영동법에 의하여 형성하는 것을 특징으로 하는 브라운관용 음극 히터의 코팅방법.
7. 제1항에 있어서,

   상기 소결온도는 1,600-1,650℃인 것을 특징으로 하는 브라운관용 음극 히터의 제조방법.
8. 제7항에 있어서,

   상기 소결분위기는 수소분위기인 것을 특징으로 하는 브라운관용 음극 히터의 제조방법.