KR20000009400A - Cathode for cathode-ray tube and manufacturing method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 음극선관 등의 전자관에 사용되는 산화물구조의 음극선관용 음극 및 그 제조방법에 관한 것이며, 특히 텅스텐 메쉬를 이용하여 음극의 전자 방출 특성과 수명을 연장시킬 수 있는 것에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to an anode for an anode structured cathode tube used in an electron tube such as a cathode ray tube, and a method of manufacturing the same, and more particularly, to an electron emission characteristic and a lifetime of a cathode using a tungsten mesh.
고해상도 음극선관이나 초대형 수상기용 음극선관 등은 전자빔의 직경을 작게 해서 해상도의 향상을 도모하고, 또한 수상기의 대형화에 따라 화면의 밝기를 높이기 위해서는 전자관 음극에서 나오는 방사 전류를 크게 할 필요가 있다. 이 때문에 최근의 고급 음극선관이나 TV용 음극선관 등에 고전류밀도로 사용할 수 있는 음극의 요구가 높아지고 있다.In order to improve the resolution by reducing the diameter of the electron beam and to increase the brightness of the screen as the size of the receiver increases, the high-resolution cathode ray tube and the cathode ray tube for a large-size receiver need to increase the radiation current from the cathode of the electron tube. For this reason, the demand of the cathode which can be used with high current density etc. in recent high-end cathode ray tubes and TV cathode ray tubes is increasing.
일반 산화물 음극의 전자방출층은 Ba, Sr, Ca을 함유하는 복합 알카리토류 금속 탄산염 분말을 바인더를 포함하는 액중에 현탁시킨 도포액을 스프레이 등의 방법으로 음극의 니켈 기체 금속에 도포하여 형성된다.The electron-emitting layer of the general oxide cathode is formed by applying a coating liquid in which a composite alkaline earth metal carbonate powder containing Ba, Sr, and Ca is suspended in a liquid containing a binder to a nickel base metal of the cathode by spraying or the like.
니켈기체금속상에 도포된 알카리토류 금속 탄산염은 진공배기가열 공정에 있어서 히이터에 의해 가열되어 다음과 같은 반응식에 의해 (Ba, Sr, Ca)O의 3원 복합산화물층으로 변한다.The alkaline earth metal carbonate coated on the nickel base metal is heated by a heater in a vacuum exhaust heat process to be converted into a ternary composite oxide layer of (Ba, Sr, Ca) O by the following reaction formula.
(Ba, Sr, Ca)CO3→ (Ba, Sr, Ca)O + CO2 (Ba, Sr, Ca) CO 3 → (Ba, Sr, Ca) O + CO 2
배기 가열공정의 완료후 다시 에이징 공정시 음극은 900∼1000℃의 고온으로 가열되며 (Ba, Sr, Ca)O로 이루어진 3원 복합산화물층은, 니켈기체금속에 함유되어있는 Si, Mg와 같은 환원성 원소와 반응해 유리 Ba을 생성, 전자 방출이 가능해진다.In the aging process after completion of the exhaust heating process, the cathode is heated to a high temperature of 900 to 1000 ° C. and the ternary composite oxide layer made of (Ba, Sr, Ca) O is the same as Si and Mg contained in the nickel base metal. Reacts with the reducing element to form free Ba, which enables electron emission.
그러나, 이 경우 다음과 같은 반응식에 의해 Si, Mg와 환원반응하여 반응생성물(중간층)로서 (Ba2SiO4, MgO)이 생성되는데, 이는 절연층으로 음극 사용 시간에 비례해 증가함으로 인해 음극내부의 저항이 시간에 비례해 증가, 음극의 전자 방출 열화를 초래한다.However, in this case, (Ba2SiO4, MgO) is produced as a reaction product (intermediate layer) by reducing reaction with Si and Mg by the following reaction formula. In proportion to time, it causes the electron emission deterioration of the cathode.
4BaO + Si = 2Ba + Ba2SiO4 4BaO + Si = 2Ba + Ba 2 SiO 4
BaO + Mg = Ba + MgOBaO + Mg = Ba + MgO
이의 개선을 위해 제안된 것으로서 대한민국 특허 공고번호 제90-7751호에 개시된 바와 같이 Sc를 첨가하여 중간층을 분해함으로써 음극내부의 저항 증가를 억제하고, Sc에 의해 더많은 유리 Ba을 생성함으로써 전자 방출량도 증가된 신형 산화물 음극이 제시된 바 있으며 현재 실용화되어 사용 중이다.As proposed for the improvement, as disclosed in Korean Patent Publication No. 90-7751, the addition of Sc decomposes the intermediate layer, thereby suppressing the increase in resistance inside the cathode, and increasing the electron emission amount by generating more free Ba by Sc. New oxide cathodes have been proposed and are in practical use.
또한, 전류 밀도를 더욱 증가시키기 위해 니켈기체금속에 텅스텐을 증착하여 Sc이 포함된 전자방출물질층을 도포함으로서 다음과 같은 텅스텐의 환원작용으로 더욱 많은 유리 Ba을 생성, 방출 전자류를 증대시킨 음극이 제안되었다(한국특허 제49676호).In addition, in order to further increase the current density, by depositing tungsten on the nickel base metal to include the electron-emitting material layer containing Sc, the reduction of tungsten creates more free Ba, thereby increasing the emission electron flow. This has been proposed (Korean Patent No. 49676).
6BaO + W = 3Ba + Ba3WO6 6BaO + W = 3Ba + Ba 3 WO 6
이와 같이 텅스텐을 증착한 Sc 첨가 음극의 구조가 도 1에 도시된다. 이 경우, 니켈기체금속(2)이 슬리브(1)에 용접에 의해 고정되고 텅스텐 증착막(3)이 상기 니켈기체금속(2)에 형성된 후, 전자방출물질층(4)이 도포,형성된다.Thus, the structure of the Sc addition cathode which deposited tungsten is shown in FIG. In this case, after the nickel base metal 2 is fixed to the sleeve 1 by welding and the tungsten deposition film 3 is formed on the nickel base metal 2, the electron emission material layer 4 is applied and formed.
이러한 구조는 위와 같은 반응식에 의해 유리 Ba이 증가하고 Sc에 의해 절연체인 중간층을 분해함으로써 Sc만 첨가된 음극보다 텅스텐 증착막(3)의 환원작용에 의한 방출 전류량이 1.5배 증가되지만 니켈기체금속(2)과 텅스텐 증착막(3) 및 전자방출물질층(4)의 부착력이 약하기 때문에 실용화되지 못하고 있다는 문제점이 있다.In this structure, the amount of emission current due to the reduction action of the tungsten deposited film 3 is 1.5 times higher than that of Sc-added cathode by increasing the glass Ba and decomposing the intermediate layer of the insulator by Sc, but the nickel-based metal (2 ) And the tungsten evaporation film 3 and the electron-emitting material layer 4 have a weak adhesive force, which is not practical.
따라서, 본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 전자방출물질층과 니켈기체금속의 부착력을 증대시켜 장시간 사용하더라도 전자방출물질층의 탈락을 방지함으로써 장시간 신뢰성을 지니며, 전자방출물질층과의 접촉 표면적을 증대시켜 전자방출 특성을 향상시킬 수 있는 우수한 음극선관용 음극 및 그 제조방법을 제공하는 것이 목적이다.Accordingly, the present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and increases the adhesion between the electron-emitting material layer and the nickel-based metal, thereby preventing the electron-emitting material layer from falling off even if used for a long time. An object of the present invention is to provide a cathode for a cathode ray tube and a method of manufacturing the same, which can improve the electron emission characteristic by increasing the contact surface area of the.
도 1은 종래의 음극의 구조를 도시한 단면도,1 is a cross-sectional view showing the structure of a conventional cathode;
도 2는 본 발명에 따른 음극을 도시한 단면도,2 is a cross-sectional view showing a cathode according to the present invention;
도 3은 본 발명에 따른 음극의 접합상태를 도시한 부분확대단면도,Figure 3 is a partially enlarged cross-sectional view showing a bonding state of the negative electrode according to the present invention,
도 4는 본 발명의 음극을 제조하기 위한 니켈기체금속(12)과 텅스텐 메쉬(13)의 사시도,4 is a perspective view of a nickel base metal 12 and a tungsten mesh 13 for manufacturing a cathode of the present invention;
도 5는 본 발명에 따른 음극의 텅스텐 메쉬의 압착을 위한 금형을 도시한 개략 단면도,5 is a schematic cross-sectional view showing a mold for pressing the tungsten mesh of the cathode according to the present invention;
도 6은 본 발명에 따른 음극선관용 음극의 제조방법을 나타내는 공정도.6 is a process chart showing a manufacturing method of a cathode for a cathode ray tube according to the present invention.
<도면에 사용된 주요부호의 설명><Description of Major Symbols Used in Drawings>
1,11: 슬리브 2,12: 니켈기체금속1,11 sleeve 2,12 nickel base metal
3: 텅스텐 증착막 4,14: 전자방출물질층3: tungsten deposited film 4,14: electron-emitting material layer
13: 텅스텐 메쉬(13)13: tungsten mesh (13)
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 음극선관용 음극은, 히터가 내부에 삽입되는 슬리브; 그 슬리브의 상단의 내부에 고정되는 니켈기체금속; 그 니켈기체금속의 상면에 고압으로 가압되어 일체로 압입된 텅스텐 메쉬; 그리고 상기 텅스텐 메쉬가 상면에 압입된 니켈기체금속의 상면에 형성된 전자방출물질층으로 구성되는 것을 특징으로 한다.Cathode ray tube cathode according to the present invention for achieving the above object, the heater is inserted into the sleeve; A nickel base metal fixed inside the upper end of the sleeve; A tungsten mesh which is pressurized to a high pressure on the upper surface of the nickel base metal and integrally press-fitted; The tungsten mesh is composed of an electron emission material layer formed on the upper surface of the nickel-based metal pressed into the upper surface.
또한, 상기 음극을 제조방법은, 니켈기체금속과 텅스텐 메쉬를 마련하는 단계; 상기 니켈기체금속의 상면에 텅스텐 메쉬를 놓고 고압 프레스로 가압하여 압착시키고 열처리를 행하는 단계; 상기 텅스텐 메쉬가 상면에 압착된 니켈기체금속을 니켈 슬리브에 용접하여 고정시키는 단계; 상기 니켈기체금속이 고정된 니켈 슬리브의 니켈기체금속과 텅스텐 메쉬의 상면에 통상의 산화물 음극의 전자 방출물질(Ba, Sr, Ca 및 Sc2O3 분말의 현탁액으로 바인더 포함)도포 방법으로 전자방출물질층을 형성하는 단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.In addition, the method of manufacturing the negative electrode includes the steps of preparing a nickel-based metal and tungsten mesh; Placing a tungsten mesh on the upper surface of the nickel-based metal and pressing it with a high pressure press to compress and heat-treat it; Welding and fixing the nickel-based metal on which the tungsten mesh is pressed onto the nickel sleeve; The electron-emitting material layer is coated by a method of applying electron-emitting materials (including a binder as a suspension of Ba, Sr, Ca, and Sc2O3 powders) of a conventional oxide cathode on an upper surface of the nickel base metal and the tungsten mesh in which the nickel base metal is fixed. It characterized in that it comprises a step of forming.
이 경우, 상기 텅스텐 메쉬를 니켈기체금속의 상면에 고압 프레스로 가압하여 압착할 때, 텅스텐 메쉬가 동시에 블랭킹되어 압착되는 것이 바람직하며, 상기 텅스텐 메쉬는 텅스텐외에 레늄-텅스텐 몰리브덴선으로 제작될 수 있으며, 상기 텅스텐 메쉬는 5 내지 15 ㎛의 직경의 금속선으로 된 것이 압착강도를 유지하면서 표면적을 최대로 증대시킬 수 있어 바람직하다.In this case, when the tungsten mesh is pressed by pressing the upper surface of the nickel-based metal with a high pressure press, the tungsten mesh is blanked and compressed at the same time, and the tungsten mesh may be made of rhenium-tungsten molybdenum wire in addition to tungsten. The tungsten mesh is preferably made of a metal wire having a diameter of 5 to 15 μm, which can maximize the surface area while maintaining the compressive strength.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2에는 본 발명에 따른 음극이 단면도로서 도시되고, 도 3에는 그 음극의 접합상태가 부분확대단면도로서 도시된다.In Fig. 2 a cathode according to the invention is shown in cross section, and in Fig. 3 the bonding state of the cathode is shown as a partially enlarged cross-sectional view.
본 발명에서는 기체금속과 전자방출층의 접착력을 증대시키기 위해 기체금속위에 수∼수십㎛의 텅스텐 선으로 구성된 메쉬를 압착하여 접착시킴으로서 전자방출층과 기체금속의 접착력을 증대시킨 것으로, 텅스텐 선을 사용함으로써 유리 Ba이 증가하는 특성을 그대로 가질 뿐만 아니라, 접촉 표면적을 증대시켜 더욱 전자 방출을 증대시킬 수 있어 고전류밀도 동작과 장수명이 보장되는 음극을 구성할 수 있다.In the present invention, the adhesive force between the electron-emitting layer and the base metal is increased by compressing and bonding a mesh composed of tungsten wires of several to several tens of micrometers on the base metal to increase the adhesion between the base metal and the electron-emitting layer. As a result, the glass Ba not only has the characteristics of increasing, but also the contact surface area can be increased to further increase the electron emission, thereby making it possible to construct a cathode having high current density operation and long life.
즉, 도 2 및 도 3에서 본 발명의 음극은, 히터가 내부에 삽입되는 슬리브(11), 그 슬리브(11)의 상단의 내부에 고정되는 니켈기체금속(12), 그 니켈기체금속(12)의 상면에 고압으로 가압되어 일체로 압입된 텅스텐 메쉬(13), 그리고 상기 텅스텐 메쉬(13)가 상면에 압입된 니켈기체금속(12)의 상면에 형성된 전자방출물질층(14)으로 구성된다.2 and 3, the cathode of the present invention includes a sleeve 11 into which a heater is inserted, a nickel base metal 12 fixed to an inside of an upper end of the sleeve 11, and the nickel base metal 12. The tungsten mesh 13 is pressurized to a high pressure on the upper surface of the c) and the tungsten mesh 13 is formed of an electron emitting material layer 14 formed on the upper surface of the nickel base metal 12 pressed into the upper surface. .
상기 텅스텐 메쉬(13)는 텅스텐외에 레늄-텅스텐 몰리브덴선으로 제작될 수 있으며, 5 내지 15 ㎛의 직경의 금속선으로 형성되는 것이 강도를 유지하면서 표면적을 증대시킬 수 있어 바람직하다.The tungsten mesh 13 may be made of rhenium-tungsten molybdenum wire in addition to tungsten, and is preferably formed of metal wire having a diameter of 5 to 15 μm to increase the surface area while maintaining strength.
도 4에는 본 발명의 음극을 제조하기 위한 니켈기체금속(12)과 텅스텐 메쉬(13)가 사시도로 도시되고, 도 5에는 본 발명에 따른 음극의 텅스텐 메쉬의 압착을 위한 금형이 개략 단면도로서 도시되며, 도 6에는 본 발명에 따른 음극선관용 음극의 제조방법이 공정도로서 도시된다.4 shows a nickel base metal 12 and a tungsten mesh 13 for producing a negative electrode of the present invention in a perspective view, and FIG. 5 shows a mold for pressing the tungsten mesh of the negative electrode according to the present invention as a schematic cross-sectional view. 6 shows a method of manufacturing a cathode for a cathode ray tube according to the present invention as a process diagram.
개락적으로 설명하면, 먼저 니켈금속과 텅스텐 메쉬를 고압, 압착하여 접합시킨 후 열처리를 행하고 니켈 슬리브에 니켈기체금속을 용접,고정한 후 전자방출물질층을 도포한다.In general, the nickel metal and the tungsten mesh are first bonded by high pressure and compression, followed by heat treatment, and the nickel base metal is welded and fixed to the nickel sleeve and then the electron-emitting material layer is applied.
도 6에서 단계 S1에서 도 4에 도시된 바와 같이, 소정의 크기의 니켈기체금속(12)과 텅스텐 메쉬(13)를 마련하여 단계 S2에서 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 니켈기체금속(12)의 상면에 텅스텐 메쉬(13)를 놓고 고압 프레스로 가압하여 압착시킨 후, 열처리를 행한다.In FIG. 6, as shown in FIG. 4 in steps S1 and 4, a nickel base metal 12 and a tungsten mesh 13 having a predetermined size are provided, and the nickel base metal 12 in step S2 as shown in FIG. 5. The tungsten mesh 13 is placed on the upper surface of the c) and pressed by a high pressure press to be pressed, followed by heat treatment.
도 5에서 그 고압 프레스에는 금형이 장착되며, 그 금형의 상,하 펀치(P1,P2)에 의해 니켈기체금속(12)과 텅스텐 메쉬(13)가 압착되게 되는데, 상기 하 펀치는 그 하부에 스프링 등을 설치함으로써 리프터의 역할도 하게 되고, 나아가 가압하여 압착할 때, 먼저 텅스텐 메쉬(13)가 텅스텐 메쉬(13)를 소정의 크기로 블랭킹되도록 다이(D)를 구비할 수 있으며, 이 경우, 상부 펀치(P1)의 주위에는 텅스텐 메쉬(13)의 스크랩(13')을 제거하도록 스트리퍼(22)가 설치될 수도 있다.In FIG. 5, the high pressure press is equipped with a mold, and the nickel base metal 12 and the tungsten mesh 13 are compressed by the upper and lower punches P1 and P2 of the mold. By installing a spring or the like, it also serves as a lifter, and furthermore, when pressing and pressing, the tungsten mesh 13 may be provided with a die D so that the tungsten mesh 13 is blanked to a predetermined size. The stripper 22 may be provided around the upper punch P1 to remove the scrap 13 ′ of the tungsten mesh 13.
이와 같이 하여 텅스텐 메쉬(13)가 상면에 압착된 니켈기체금속(12)은, 단계 S3에서 니켈 슬리브(11)에 레이저 용접 등에 의해 용접됨으로써 고정된다.In this way, the nickel base metal 12 in which the tungsten mesh 13 is pressed onto the upper surface is fixed by welding to the nickel sleeve 11 by laser welding or the like in step S3.
그 뒤, 단계 S4에서 통상의 산화물 음극의 전자 방출물질(Ba, Sr, Ca 및 Sc2O3 분말의 현탁액으로 바인더 포함)도포 방법으로 전자방출물질층(14)을 상기 니켈기체금속(12)과 텅스텐 메쉬(13)의 상면에 형성함으로써 음극의 제조가 완료된다.Then, in step S4, the electron-emitting material layer 14 and the tungsten mesh of the electron-emitting material layer 14 are coated by a method of applying an electron-emitting material (including a binder as a suspension of Ba, Sr, Ca, and Sc2O3 powder) of a conventional oxide cathode. Formation on the upper surface of (13) completes the production of the negative electrode.
이와 같이 텅스텐 메쉬(13)를 니켈기체금속(12)위에 압착하여 접착시키고 전자방출물질층(14)을 형성시킴으로써 접착성이 증대되므로 동작중 전자 방출 물질이 탈락되는 현상이 일어나지 않게 되고, 접촉 표면적이 증대되어 전류 밀도가 증대되게 되는 두가지 효과를 동시에 얻을 수 있게 된다.As described above, the adhesion of the tungsten mesh 13 to the nickel-based metal 12 is adhered to each other and the electron-emitting material layer 14 is formed to increase adhesiveness, thereby preventing the electron-emitting material from falling off during operation. This effect can be simultaneously obtained two effects that increase the current density.
이상에서 설명한 본 발명의 실시예에 따른 음극선관용 음극 및 그 제조방법의 구성과 작용에 의하면, 니켈기체금속(12)상에 텅스텐 메쉬(13)을 압착시킴으로써 전자방출물질층과 니켈기체금속의 부착력을 증대시켜 장시간 사용하더라도 전자방출물질층의 탈락을 방지할 수 있음과 동시에 전자방출 특성을 크게 향상시킬 수 있는 등의 효과가 있다.According to the configuration and operation of the cathode for cathode ray tube according to the embodiment of the present invention and the manufacturing method thereof, the adhesion force between the electron-emitting material layer and the nickel base metal by pressing the tungsten mesh 13 on the nickel base metal (12). In addition, even if it is used for a long time, it is possible to prevent the electron emission material layer from falling off and at the same time, it is possible to greatly improve the electron emission characteristics.
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1998
- 1998-07-24 KR KR1019980029789A patent/KR20000009400A/en not_active Application Discontinuation
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Legal Events
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