KR20010092908A - Indirectly heated cathode assembly - Google Patents

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KR20010092908A
KR20010092908A KR1020000015575A KR20000015575A KR20010092908A KR 20010092908 A KR20010092908 A KR 20010092908A KR 1020000015575 A KR1020000015575 A KR 1020000015575A KR 20000015575 A KR20000015575 A KR 20000015575A KR 20010092908 A KR20010092908 A KR 20010092908A
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heater
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KR1020000015575A
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한동희
서동균
김완
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김순택
삼성에스디아이 주식회사
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    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E05LOCKS; KEYS; WINDOW OR DOOR FITTINGS; SAFES
    • E05BLOCKS; ACCESSORIES THEREFOR; HANDCUFFS
    • E05B55/00Locks in which a sliding latch is used also as a locking bolt
    • E05B55/005Cylindrical or tubular locks
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E05LOCKS; KEYS; WINDOW OR DOOR FITTINGS; SAFES
    • E05BLOCKS; ACCESSORIES THEREFOR; HANDCUFFS
    • E05B9/00Lock casings or latch-mechanism casings ; Fastening locks or fasteners or parts thereof to the wing
    • E05B9/08Fastening locks or fasteners or parts thereof, e.g. the casings of latch-bolt locks or cylinder locks to the wing
    • E05B9/084Fastening of lock cylinders, plugs or cores

Abstract

PURPOSE: An indirectly heated cathode structure is provided to prevent current leakage between the heater and cathode even at a high temperature of 1400°C or higher. CONSTITUTION: An indirectly heated cathode structure comprises an electron emission member(21) for emitting thermal electron when heated; a base metal(22) including a fixed portion(22a) where the electron emission member is mounted, and a skirt portion(22b) extended downward from an edge of the fixed portion; a heater(23) incorporated into the base metal, and which has a diamond insulation layer(23a) formed at the outer periphery of the heater; and a support member(24) for supporting the heater. The diamond insulation layer has a thickness of 2μm or higher.

Description

방열형 음극구조체{Indirectly heated cathode assembly}Heat dissipation cathode structure

본 발명은 방열형 음극구조체에 관한 것으로, 상세하게는 히이터의 외주면과 금속기재의 내주면 사이의 절연특성이 우수한 방열형 음극구조체에 관한 것이다.The present invention relates to a heat radiation type negative electrode structure, and more particularly, to a heat radiation type negative electrode structure having excellent insulation properties between the outer peripheral surface of the heater and the inner peripheral surface of the metal substrate.

전자총의 전자방출원인 음극구조체는 열에너지에 의해 열전자를 방출하는데, 간접가열방식에 의한 방열형과 직접가열방식에 의한 직열형으로 구분된다. 즉, 방열형 음극은 필라멘트와 전자방출부재가 분리되어 있는 형태이며, 직열형 음극은 필라멘트와 전자방출부재가 직접 접촉되어 있는 구조이다.The cathode structure, which is the electron emission source of the electron gun, emits thermal electrons by thermal energy, and is classified into a heat dissipation type by an indirect heating method and a direct heat type by a direct heating method. That is, the heat dissipation type cathode has a form in which the filament and the electron emitting member are separated, and the direct heat type cathode has a structure in which the filament and the electron emitting member are in direct contact.

도 1에 통상적으로 사용되고 있는 방열형 음극구조체의 단면도를 나타냈다.도 1을 참조하면, 음극구조체는 히이터(11)가 내장되는 슬리이브(12)와,슬리이브(12)에 고정되며 전자방출물질(13)이 도포되거나 전자방출부재가 장착된 금속기재(base metal:14)를 구비한다. 이와 같이 구성된 방열형 음극구조체는 슬리이브(12)의 내부에 장착된 히이터(11)에 의해 슬리이브(12)와 금속기재(14)가 가열된 후 전자방출부재(13)가 가열됨으로써 열전자의 방출이 이루어지게 된다.1 is a cross-sectional view of a heat dissipating cathode structure commonly used in FIG. 1. Referring to FIG. 1, a cathode structure includes a sleeve 12 having a heater 11 embedded therein, and an electron emitting material ( 13) is provided with a base metal (14) on which the electron-emitting member is applied. The heat dissipating cathode structure configured as described above emits heat electrons by heating the sleeve 12 and the metal substrate 14 by the heater 11 mounted inside the sleeve 12 and then heating the electron emitting member 13. This is done.

이 때, 통상 W-Re 합금으로 이루어진 히이터(11)의 외주면은 앨런덤(alundum) 절연층(11a)을 코팅하여 히이터와 음극 사이에 전류가 누설되는 것을 방지하게 된다. 그러나, 앨런덤을 절연층으로 코팅하는 경우 전류가 누설되는 것을 완전하게 방지할 수 없을 뿐만 아니라, 특히 슬리브(12)가 1400℃ 이상으로 가열되면 앨런덤이 용융 및 증발할 우려가 있고 전류의 누설량도 증가하게 된다. 이러한 누설전류의 발생은 음극에 인가되는 비디오 신호에 영향을 주게되며, 전자총의 컷오프 특성에 영향을 주게 된다.At this time, the outer circumferential surface of the heater 11, which is usually made of a W-Re alloy, to coat the allanum insulating layer (11a) to prevent the leakage of current between the heater and the cathode. However, the coating of the alandeum with an insulating layer is not only able to completely prevent leakage of the current, but also may cause the alumne to melt and evaporate, especially when the sleeve 12 is heated to 1400 ° C or higher, and the amount of leakage of the current. Will also increase. This leakage current affects the video signal applied to the cathode and affects the cutoff characteristics of the electron gun.

특히, 높은 전류밀도를 요구하는 함침형 음극구조체나 메탈 음극구조체와 같이 동작온도가 1400℃ 이상인 경우에는 상술한 바와 같은 누설전류의 문제점이 커지므로 음극구조체의 절연특성을 더욱 높일 필요성이 있다.In particular, when the operating temperature is 1400 ° C. or more, such as an impregnated cathode structure or a metal cathode structure that requires a high current density, the problem of leakage current as described above is increased, and thus, it is necessary to further increase the insulation characteristics of the cathode structure.

따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 상기 문제점을 해결하기 위하여 고온에서도 히이터와 음극 사이의 절연특성을 유지할 수 있으며, 나아가서는 전자총의 컷오프 특성을 향상시킬 수 있는 방열형 음극구조체를 제공하는데 있다.Accordingly, the technical problem to be achieved by the present invention is to provide a heat dissipation type cathode structure that can maintain the insulating properties between the heater and the cathode at high temperatures, and further improve the cutoff characteristics of the electron gun in order to solve the above problems.

도 1은 통상적인 방열형 음극구조체의 구조를 도시한 개략적인 단면도이고,1 is a schematic cross-sectional view showing the structure of a conventional heat dissipating cathode structure,

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 방열형 음극구조체의 구조를 도시한 개략적인 단면도이고,2 is a schematic cross-sectional view showing the structure of a heat radiation type cathode structure according to an embodiment of the present invention,

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 방열형 음극구조체의 구조를 도시한 개략적인 단면도이다.3 is a schematic cross-sectional view showing the structure of a heat radiation type negative electrode structure according to another embodiment of the present invention.

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명은 가열시 열전자를 방출하는전자방출부재; 상기 전자방출부재가 장착된 고정부와 상기 고정부의 가장자리로부터 하방으로 연장되는 스커트부를 구비하는 금속기재; 상기 금속기재에 내장되며 외주면에 다이아몬드 절연층이 형성된 히이터; 및 상기 히이터를 지지하는 지지체를 포함하는 것을 특징으로 하는 방열형 음극구조체를 제공한다.In order to achieve the above technical problem, the present invention provides an electron-emitting member that emits hot electrons when heated; A metal base having a fixing part on which the electron-emitting member is mounted and a skirt part extending downward from an edge of the fixing part; A heater embedded in the metal substrate and having a diamond insulating layer formed on an outer circumferential surface thereof; And it provides a heat dissipation cathode structure comprising a support for supporting the heater.

본 발명에 따른 방열형 음극구조체에 있어서, 상기 전자방출부재로서 금속 음극이 사용될 수 있다.In the heat radiation type cathode structure according to the present invention, a metal cathode may be used as the electron emission member.

또한, 상기 금속기재의 내주면에도 다이아몬드 절연층을 더 형성할 수 있다.In addition, a diamond insulating layer may be further formed on the inner circumferential surface of the metal substrate.

또한, 본 발명의 음극구조체는 상기 금속기재의 스커트부가 상단에 고정되어 있는 슬리이브를 더 구비할 수 있으며 슬리이브 내주면에 다이아몬드 절연층을 형성할 수 있다.In addition, the negative electrode structure of the present invention may further include a sleeve in which the skirt portion of the metal substrate is fixed at the top, and may form a diamond insulating layer on the inner peripheral surface of the sleeve.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 방열형 음극구조체 및 그 제조방법을 상세하게 설명하고자 하는데, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되지 않음은 물론이다.Hereinafter, a heat dissipating cathode structure and a method of manufacturing the same according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, but the scope of the present invention is not limited to the following examples.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 방열형 음극구조체를 도시한 개략적인 단면도이다.Figure 2 is a schematic cross-sectional view showing a heat radiation type negative electrode structure according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 본 발명의 방열형 음극구조체는 가열시 열전자를 방출하는 전자방출부재(21), 전자방출부재(21)가 장착되는 고정부(22a)와 고정부(22a)의 가장자리로부터 하방으로 연장되는 스커트부(22b)를 구비하는 금속기재(22), 금속기재(22)에 내장되며 외주면에 다이아몬드 절연층(23a)이 형성된 히이터(23) 및 히이터를 지지하는 지지체(24)를 포함한다.Referring to FIG. 2, the heat dissipating cathode structure of the present invention is lowered from the edges of the fixing part 22a and the fixing part 22a on which the electron emitting member 21 and the electron emitting member 21 are mounted, which emit hot electrons when heated. It includes a metal substrate 22 having a skirt portion 22b extending in the form, a heater 23 embedded in the metal substrate 22 and having a diamond insulating layer 23a formed on its outer circumferential surface and a support 24 supporting the heater. do.

상기 전자방출부재(21)로서 바륨 산화물을 주성분으로 하는 알칼리토류 금속 산화물과 같은 전자방사물질이 도포될 수 있으며, 특히 금속 음극 또는 디스펜서 음극이 장착될 수 있다.As the electron-emitting member 21, an electron-emitting material such as an alkaline earth metal oxide containing barium oxide as a main component may be applied, and in particular, a metal cathode or a dispenser cathode may be mounted.

또한 금속기재(22)의 내주면에 다이아몬드 절연층을 더 형성할 수 있다. 히이터(23)외에 금속기재(22)의 내주면에도 다이아몬드 절연층을 형성하므로써 1400℃ 이상의 고온에서도 누설전류가 발생하는 것을 거의 완벽하게 방지할 수 있다.In addition, a diamond insulating layer may be further formed on the inner circumferential surface of the metal base 22. By forming a diamond insulating layer on the inner circumferential surface of the metal base 22 in addition to the heater 23, the leakage current can be almost completely prevented from occurring even at a high temperature of 1400 ° C or higher.

또한, 본 발명의 방열형 음극구조체는 금속기재의 스커트부(32b)가 상단에 고정되어 있는 슬리이브(34)를 더 포함할 수 있으며 도 3에 나타난 바와 같이 슬리이브(34) 내주면에 다이아몬드 절연층(34a)을 더 형성할 수 있다. 슬리이브(34)의 내면은 흑화처리하여 열의 흡수성을 향상시킬 수도 있다.In addition, the heat dissipation cathode structure of the present invention may further include a sleeve 34 is fixed to the top of the skirt portion 32b of the metal base, as shown in Figure 3 diamond insulating layer on the inner peripheral surface of the sleeve 34 34a can be further formed. The inner surface of the sleeve 34 may be blackened to improve heat absorption.

도 2에 나타난 바와 같이, 본 발명의 음극구조체의 금속기재 내주면에는 지지체(24)에 의해 지지되며 외주면이 다이아몬드로 이루어진 절연물질로 코팅된 히이터(23)가 삽입된다. 히이터 외주면에 다이아몬드 절연층(23a)을 형성하므로써 종래의 앨런덤 절연층을 형성한 음극구조체와는 달리 1400℃ 이상의 고온에서도 전류의 누설을 방지할 수 있다. 이 때, 전자방출부재(21)에 대한 열전달 특성을 고려하면 다이아몬드 절연층(23a)의 두께는 2㎛이상인 것이 바람직하다.As shown in FIG. 2, a heater 23 supported by a support 24 and coated with an insulating material made of diamond is inserted into an inner circumferential surface of the metal substrate of the anode structure of the present invention. By forming the diamond insulating layer 23a on the outer circumferential surface of the heater, current leakage can be prevented even at a high temperature of 1400 ° C or higher, unlike a cathode structure in which a conventional allanum insulating layer is formed. At this time, considering the heat transfer characteristics of the electron-emitting member 21, the thickness of the diamond insulating layer 23a is preferably 2㎛ or more.

이와 같이 구성된 방열형 음극구조체에 있어서, 히이터의 외주면에 다이아몬드 절연층을 형성하는 방법에는 여러 가지 방법이 있으나, 진공증착법에 의해 히이터의 외주면에 절연층을 형성하는 방법을 예를 들어 설명하면 다음과 같다.In the heat dissipating cathode structure configured as described above, there are various methods for forming a diamond insulating layer on the outer circumferential surface of the heater. However, the method of forming the insulating layer on the outer circumferential surface of the heater by the vacuum deposition method will be described below. .

먼저 고융점을 갖는 금속재질(몰리브덴 등)로 제조된 금속기재에 금속 음극으로 이루어진 전자방출부재를 용접 또는 접합시킨다. 이어서, 리본의 일단을 금속기재의 스커트부 일단에 용접한 후, 리본의 다른 한쪽을 홀더의 상부에 용접하여 현가한다. 이 때, 리본의 재질로는 작업성을 고려하여 Ta 등을 사용하는 것이 바람직하다. 이러한 일련의 공정은 다이아몬드 절연층을 히이터에 형성하는 공정 전후에 시행할 수 있다.First, an electron-emitting member made of a metal cathode is welded or bonded to a metal substrate made of a metal material having high melting point (molybdenum or the like). Next, one end of the ribbon is welded to one end of the skirt of the metal substrate, and then the other side of the ribbon is welded to the upper part of the holder and suspended. At this time, it is preferable to use Ta etc. as a material of a ribbon in consideration of workability. This series of steps can be carried out before and after the step of forming the diamond insulating layer in the heater.

이어서, 메탄 및 수소가 혼합된 혼합가스가 주입된 진공 챔버의 기판부에 히이터를 넣고 약 800~1000℃로 유지시킨다. 혼합가스에서 분해, 생성된 탄소 라디칼이 히이터의 표면에 부착되도록 히이터에 역 바이어스(bias) 전압을 인가시키면 히이터 표면에서 다이아몬드 결정이 성장하여 다이아몬드 절연층이 형성된다.Subsequently, a heater is put in a substrate part of a vacuum chamber into which a mixed gas mixed with methane and hydrogen is injected and maintained at about 800 to 1000 ° C. When a reverse bias voltage is applied to the heater such that carbon radicals decomposed and generated in the mixed gas adhere to the surface of the heater, diamond crystals grow on the surface of the heater to form a diamond insulating layer.

절연효과를 높이기 위하여 전술한 방법으로 금속기재 내주면에 다이아몬드 절연층을 더 형성할 수도 있다.In order to increase the insulation effect, the diamond insulation layer may be further formed on the inner circumferential surface of the metal substrate by the above-described method.

상술한 바와 같은 방법으로 다이아몬드 절연층 형성이 완료된 히이터를 금속기재에 삽입하여 도 2에 나타난 바와 같은 절연특성이 우수한 방열형 음극구조체를 제조할 수 있다. 즉, 종래의 앨런덤 절연층이 형성된 히이터는 슬리이브의 온도가 850℃ 이상이 되면 누설전류가 증가하게 된다. 특히, 1200℃ 정도가 되면 350㎂의 누절전류가 흐르고, 1400℃ 정도에서는 수mA의 누설전류가 흐르게 되어 누설전류량이 급격히 증가한다. 그러나, 본 발명에 따른 다이아몬드 절연층이 형성된 히이터는 슬리이브 온도가 1500℃에 이르러도 누설전류가 거의 발생하지 않게 된다. 이는 다이아몬드의 전기적 절연특성이 매우 우수하기 때문이다.In the same manner as described above, a heater having a diamond insulating layer formed thereon may be inserted into a metal substrate, thereby manufacturing a heat dissipating cathode structure having excellent insulation characteristics as shown in FIG. 2. That is, in the heater in which the conventional allanum insulation layer is formed, the leakage current increases when the temperature of the sleeve becomes 850 ° C or higher. In particular, at about 1200 ° C, a leakage current of 350 mA flows, and at about 1400 ° C, a leakage current of several mA flows, and the leakage current amount increases rapidly. However, in the heater in which the diamond insulation layer is formed according to the present invention, even when the sleeve temperature reaches 1500 ° C, leakage current hardly occurs. This is because diamonds have very good electrical insulation properties.

본 발명에 따른 방열형 음극구조체는 고온에서도 히이터와 음극 사이에 누설전류가 발생되는 것을 방지할 수 있으므로, 특히 1400℃ 이상의 높은 동작온도가 요구되는 금속 음극구조체용으로 유용하다.Since the heat dissipating cathode structure according to the present invention can prevent the leakage current between the heater and the cathode even at a high temperature, it is particularly useful for metal cathode structures that require a high operating temperature of 1400 ° C or more.

Claims (6)

가열시 열전자를 방출하는 전자방출부재;An electron emitting member emitting hot electrons when heated; 상기 전자방출부재가 장착된 고정부와 상기 고정부의 가장자리로부터 하방으로 연장되는 스커트부를 구비하는 금속기재;A metal base having a fixing part on which the electron-emitting member is mounted and a skirt part extending downward from an edge of the fixing part; 상기 금속기재에 내장되며 외주면에 다이아몬드 절연층이 형성된 히이터; 및A heater embedded in the metal substrate and having a diamond insulating layer formed on an outer circumferential surface thereof; And 상기 히이터를 지지하는 지지체를 포함하는 것을 특징으로 하는 방열형 음극구조체.A heat dissipation type cathode structure, characterized in that it comprises a support for supporting the heater. 제1항에 있어서, 상기 전자방출부재는 금속 음극인 것을 특징으로 하는 방열형 음극구조체.The heat radiation type cathode structure according to claim 1, wherein the electron emission member is a metal cathode. 제1항에 있어서, 상기 금속기재의 내주면에 다이아몬드 절연층이 형성된 것을 특징으로 하는 방열형 음극구조체.The heat dissipating cathode structure according to claim 1, wherein a diamond insulating layer is formed on an inner circumferential surface of the metal substrate. 제1항에 있어서, 상기 히이터의 외주면에 형성된 다이아몬드 절연층의 두께는 약 2㎛이상인 것을 특징으로 하는 방열형 음극구조체.The heat dissipating cathode structure according to claim 1, wherein the thickness of the diamond insulating layer formed on the outer circumferential surface of the heater is about 2 µm or more. 제1항에 있어서, 상기 금속기재의 스커트부가 상단에 고정되어 있는 슬리이브를 더 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 방열형 음극구조체.The heat dissipating cathode structure according to claim 1, further comprising a sleeve fixed to an upper end of the skirt portion of the metal substrate. 제5항에 있어서, 상기 슬리이브의 내주면에 다이아몬드 절연층이 형성된 것을 특징으로 하는 방열형 음극구조체.The heat dissipating cathode structure according to claim 5, wherein a diamond insulating layer is formed on an inner circumferential surface of the sleeve.
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KR100446227B1 (en) * 2002-10-18 2004-08-30 엘지.필립스디스플레이(주) Heater for CRT

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