KR20020004143A - 산화물 캐소드 제조방법 및 이에 제조된 산화물 캐소드 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 산화물 캐소드 제조방법 및 이에 제조된 산화물 캐소드 구조를 제공한다.

그 산화물 캐소드 제조방법은, 음극선관의 패널에 화면을 구현시키기 위해 홀더(11)의 상부에 형성되는 슬리브(12)의 디스크(13)위에 금속층(14)을 형성하는 단계, 상기 금속층(14) 위에 전자빔을 방출시키기 위한 전자방출물질층(15)이 코팅되는 단계로 이루어지는 산화물 캐소드 제조방법에 있어서: 상기 슬리브(12)의 디스크(13) 위에 랜덤하게 촉매(16)를 증착하여 코팅시키는 촉매코팅단계; 상기 디스크(13) 위에 랜덤하게 증착 코팅된 촉매(16)를 카본나노튜브(17)로 일정길이 만큼 성장시키는 카본나노튜브성장단계; 및 상기 카본나노튜브(17)가 랜덤하게 성장되어 있는 상기 디스크(13)에 전자방출물질층(18)을 코팅시키는 전자방출물질층코팅단계를 포함하여 구성하는 것을 특징으로 한다.

이에 따라, 전자방출물질층의 내부 저항이 낮아지고 전도성이 증가됨에 따라 전자방출특성이 향상되며, 카본나노튜브에 의해 디스크와 전자방출물질층의 부착력이 증가되어 필링특성이 향상되는 등의 효과가 있다.

Description

산화물 캐소드 제조방법 및 이에 제조된 산화물 캐소드 구조{method of manufacturing an oxide cathode and a cathode structure manufactured thereby}

본 발명은 산화물 캐소드 제조방법 및 이에 제조된 산화물 캐소드 구조에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 도전성을 가지는 카본나노튜브가 성장된 디스크에 전자방출물질층을 코팅하게 됨으로써, 그 전자방출물질층의 내부 저항이 낮아지게 되어 전자방출특성이 향상되고, 디스크와 전자방출물질층이 카본나노튜브에 의해 서로 연결되어 부착력이 증대되는 산화물 캐소드 제조방법 및 이에 제조된 산화물 캐소드 구조에 관한 것이다.

일반적으로 현재 널리 사용되고 있는 산화물(oxide) 캐소드와, Sc 캐소드의 전자방출물질층은 반도체 구조로 형성되며, 그 반도체 구조를 가지는 전자방출물질층은 내부 저항으로 인해 전자의 이동이 원활하지 않게 된다. 이는 전자방출물질층의 내부 저항이 높으면 그만큼 전자의 이동이 어려워지게 되는 것으로, 그 전자방출물질층의 내부 저항을 줄이기 위해 금속 파우더를 첨가하는 등 여러 가지 방법이 사용되고 있다.

도 1에는 종래의 산화물 캐소드 구조를 도시한 개략부분단면도가 도시된다.

종래의 산화물 캐소드 구조는, 도 1에 도시된 바와 같이, 홀더(11)의 상부에 형성된 슬리브(12)의 디스크(13)위에 금속층(14)이 형성되며, 그 금속층(14)의 상부에 전자빔을 방출시키기 위한 전자방출물질층(15)이 포함되어 구성된다. 또한, 상기 금속층(14)에는 니켈(Ni)이 사용된다.

상기와 같이 구성된 종래의 산화물 캐소드는, 외부로부터 인가되는 전압에 의해 가열되는 히터(도시하지 않음)로부터 상기 전자방출물질층(15)이 가열되며, 또한, 상기 히터로부터 가열된 전자방출물질층(15)은 열전자를 방출시키게 되는데, 이때 상기 전자방출물질층(15)의 전자방출은 상기 금속층(14)에 의해 더욱 증대된다.

이때, 상기 전자방출물질층(15)에서 방출되는 전자는 전자총그리드(도시하지 않음)들에 의해 집속, 가속되며, 그 가속된 전자빔은 음극선관의패널에 형성된 형광체에 충돌하여 그 형광체를 발광시키게 됨에 따라 화면이 구현되게 된다.

그러나, 이러한 종래의 산화물 캐소드 구조의 구성과 작용에 의하면, 슬리브의 디스크 위에 형성된 금속층 상부에 전자를 방출시키기 위한 전자방출물질층이 코팅되어 부착됨으로서, 산화물 캐소드의 동작 중 전자방출물질층의 들뜸 현상에 의해 금속층과 전자방출물질층이 분리되는 문제가 있으며, 그로 인해 부착력이 저하되고, 전자방출 특성이 균일하게 발생되지 않으며, 수명이 단축되고 품위가 저하되는 등의 문제가 있다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위하여 발명된 것으로, 디스크에 도전성을 가지는 카본나노튜브를 성장시킨 후, 그 디스크에 전자방출물질층을 코팅함으로써, 그 전자방출물질층의 내부 저항이 감소되어 전자방출특성이 증대되고, 카본나노튜브에 의해 디스크와 전자방출물질층이 서로 강하게 연결됨에 따라 부착력이 증대되는 산화물 캐소드 제조방법 및 이에 제조된 산화물 캐소드 구조를 제공하는 데에 그 목적이 있다.

도 1은 종래의 산화물 캐소드 구조를 도시한 개략부분단면도,

도 2 내지 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 산화물 캐소드 제조방법 및 이에 제조된 산화물 캐소드 구조를 설명하기 위한 개략부분단면도 이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

11 : 홀더 12 : 슬리브

13 : 디스크 14 : 금속층

15 : 전자방출물질층 16 : 촉매

17 : 카본나노튜브 18 : 전자방출물질층

이러한 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 산화물 캐소드 제조방법은, 음극선관의 패널에 화면을 구현시키기 위해 홀더의 상부에 형성되는 슬리브의 디스크 위에 금속층을 형성하는 단계, 상기 금속층 위에 전자빔을 방출시키기 위한 전자방출물질층이 코팅되는 단계로 이루어지는 산화물 캐소드 제조방법에 있어서: 상기 슬리브의 디스크 위에 랜덤하게 촉매를 증착하여 코팅시키는 촉매코팅단계; 상기디스크 위에 랜덤하게 증착 코팅된 촉매를 카본나노튜브로 일정길이 만큼 성장시키는 카본나노튜브성장단계; 및 상기 카본나노튜브가 랜덤하게 성장되어 있는 상기 디스크에 전자방출물질층을 코팅시키는 전자방출물질층코팅단계를 포함하여 구성하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 촉매코팅단계에서는, 니켈, 코발트, 규소, 철, 이트륨 등의 촉매를 사용하여 디스크 위에 랜덤하게 코팅시키는 것이 바람직하며, 또한, 상기 카본나노튜브성장단계에서는, 상기 디스크에 랜덤하게 코팅된 촉매를 CVD법에 의해 일정한 길이로 성장시킬 수 있다.

한편, 본 발명에 따른 산화물 캐소드 구조는, 음극선관의 패널에 화면을 구현하기 위해 홀더의 상부에 형성된 슬리브의 디스크 상에 금속층이 형성되며, 금속층의 상부에 전자방출물질층이 형성되는 산화물 캐소드 구조에 있어서: 상기 산화물 캐소드의 전자방출물질층의 내부 저항을 감소시켜 캐소드의 전자방출 특성을 향상시키기 위해 상기 디스크 위에 증착 코팅되는 촉매의 성장에 의해 일정길이의 높이를 가지는 카본나노튜브가 형성되며, 그 카본나노튜브가 형성된 슬리브의 디스크에 전자를 방출시키기 위한 전자방출물질층이 형성되는 구조를 포함하여 구성하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 카본나노튜브는, 상기 디스크 면적의 5∼20% 범위에서 랜덤하게 형성되는 것이 바람직하며, 또한, 상기 카본나노튜브는, 전자방출물질층 높이의 50∼90% 정도의 높이로 형성되는 것이 바람직하다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하면, 다음과 같다.

도 2 내지 도 4에는 본 발명의 실시예에 따른 산화물 캐소드 제조방법 및 이에 제조된 산화물 캐소드 구조를 설명하기 위한 개략부분단면도가 도시된다.

본 발명 산화물 캐소드 제조방법은, 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 촉매코팅단계, 카본나노튜브성장단계, 및 전자방출물질층코팅단계를 포함하여 구성된다.

상기 촉매코팅단계는, 도 2에 도시된 바와 같이, 디스크(13)의 표면에 랜덤하게 촉매(16)를 증착 코팅하여 형성시키게 되며, 이때, 상기 디스크(13)에 증착 코팅되는 촉매(16)로는 니켈(Ni), 코발트(Si), 규소(Si), 철(Fe), 이트륨(Y) 등이 사용된다.

상기 카본나노튜브성장단계는, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 디스크(13)의 표면에 랜덤하게 코팅된 촉매(16)를 CVD(Chemical Vapor Deposition)법으로 하여 카본나노튜브(17)로 성장시키게 된다. 이때, 상기 카본나노튜브(17)는 일정길이 만큼의 높이를 갖도록 성장 형성되며, 도전성을 갖는다.

상기 전자방출물질층코팅단계는, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 카본나노튜브(17)가 성장되어 있는 상기 디스크(13)에 전자를 방출시키기 위한 전자방출물질층(18)을 코팅하여 형성시키게 된다.

이에 따라 본 발명 산화물 캐소드 제조방법에 의해 제조된 산화물 캐소드 구조는, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 디스크(13)위에 일정길이 만큼의 높이를 가지는 카본나노튜브(17)가 형성되며, 그 카본나노튜브(17)가 형성된 슬리브(12)의디스크(13)에 전자방출물질층(18)이 코팅 형성된다.

또한, 상기 전자방출물질층(18)은, 상기 슬리브(12)의 디스크(13)에 랜덤하게 코팅되어 형성된 카본나노튜브(17)에 의해 내부 저항이 감소되어 전자의 이동이 원활하게 이루어지게 되며, 그로 인해 산화물 캐소드의 전자방출특성이 향상되게 된다.

또한, 상기 디스크(13)에 증착 코팅되는 촉매(16)의 성장에 의해 형성되는 상기 카본나노튜브(17)는, 상기 전자방출물질층(18)와 디스크(13)에 서로 연결되어 견고하게 부착됨에 따라 상기 전자방출물질층(18)의 들뜸 현상이 발생되지 않아 필링(peeling)특성이 향상된다.

또한, 상기 카본나노튜브(17)는, 상기 디스크(13) 면적의 5∼20% 범위에서 랜덤하게 형성되는 것이 바람직하며, 또한, 상기 전자방출물질층(18) 높이의 50∼90% 정도의 높이로 형성시키는 것이 바람직하다.

이상에서 설명한 본 발명의 실시예에 따른 산화물 캐소드 제조방법 및 이에 제조된 산화물 캐소드 구조의 구성 및 작용에 의하면, 도전성을 가지는 카본나노튜브가 형성된 디스크에 전자방출물질층을 형성시키게 됨으로써, 전자방출물질층의 내부 저항이 낮아지고 전도성이 증가됨에 따라 전자방출특성이 향상되며, 또한, 카본나노튜브에 의해 디스크와 전자방출물질층의 부착력이 증가되어 필링특성이 향상되는 등의 효과가 있다.

이상에서 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 일실시예에 의해 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 이에 의해 제한되는 것은 아니고, 당업자의 통상적인 지식의 범위 내에서 그 변형이나 개량 내지 응용이 가능하다.

Claims (7)

1. 음극선관의 패널에 화면을 구현시키기 위해 홀더(11)의 상부에 형성되는 슬리브(12)의 디스크(13)위에 금속층(14)을 형성하는 단계, 상기 금속층(14) 위에 전자빔을 방출시키기 위한 전자방출물질층(15)이 코팅되는 단계로 이루어지는 산화물 캐소드 제조방법에 있어서:

   상기 슬리브(12)의 디스크(13) 위에 랜덤하게 촉매(16)를 증착하여 코팅시키는 촉매코팅단계;

   상기 디스크(13) 위에 랜덤하게 증착 코팅된 촉매(16)를 핵으로 하여 카본나노튜브(17)로 일정길이 만큼 성장시키는 카본나노튜브성장단계; 및

   상기 카본나노튜브(17)가 랜덤하게 성장되어 있는 상기 디스크(13)에 전자방출물질층(18)을 코팅시키는 전자방출물질층코팅단계를 포함하여 구성하는 것을 특징으로 하는 산화물 캐소드 제조방법.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 촉매코팅단계는, 니켈(Ni), 코발트(Si), 규소(Si), 철(Fe), 이트륨(Y)등의 촉매(16)를 디스크(13)위에 랜덤하게 코팅시키는 것을 특징으로 하는 산화물 캐소드 제조방법.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 카본나노튜브성장단계는, 상기 디스크(13)에 랜덤하게 코팅된 촉매(16)를 CVD(Chemical Vapor Deposition)법에 의해 일정길이 만큼 성장시키는 것을 특징으로 하는 산화물 캐소드 제조방법.
4. 음극선관의 패널에 화면을 구현하기 위해 홀더(11)의 상부에 형성된 슬리브(12)의 디스크(13)상에 금속층(14)이 형성되며, 그 금속층(14)의 상부에 전자방출물질층(15)이 형성되는 산화물 캐소드 구조에 있어서:

   상기 산화물 캐소드의 전자방출물질층(15)의 내부 저항을 감소시켜 캐소드의 전자방출 특성을 향상시키기 위해 일정길이의 높이를 가지는 카본나노튜브(17)가 상기 디스크(13)위에 형성되며, 전자를 방출시키기 위해 그 카본나노튜브(17)가 형성된 슬리브(12)의 디스크(13)에 전자방출물질층(18)이 형성된 것을 특징으로 하는 산화물 캐소드 구조.
5. 제 4 항에 있어서, 상기 카본나노튜브(17)는, 상기 디스크(13) 면적의 5∼20% 범위에서 랜덤하게 증착 코팅되는 촉매(16)의 성장에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 산화물 캐소드 구조.
6. 제 4 항에 있어서, 상기 카본나노튜브(17)는, 상기 전자방출물질층(18) 높이의 50∼90% 정도의 높이로 형성되는 것을 특징으로 하는 산화물 캐소드 구조.
7. 제 4 항에 있어서, 상기 카본나노튜브(17)에 의해 상기 디스크(13)와 전자방출물질층(18)이 견고하게 부착되는 것을 특징으로 하는 산화물 캐소드 구조.