KR890004832B1 - 간접가열형음극의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

내용 없음.

Description

간접가열형음극의 제조방법
제1도는 본 발명의 간접가열형음극의 제조방법에 의해서 제조된 간접가열형음극을 사용한 음극선관의 일례를 표시한 요부단면 평면도.
제2도는 본 발명의 간접가열형음극의 제조방법에 의해서 제조된 간접가열형응극의 일례를 표시한 요부단면 평면도.
제3도는 본 발명의 간접가열형음극의 제조방법을 설명하기위한 요부단면 평면도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 벌브 2 : 표면판
3 : 형광면 4 : 세로우마스크
5 : 전자총 6 : 간접가열형음극
6a : 전자방출물질 6b : 모자형상체
6c : 음극슬리이브 6d : 흑색피막
6e : 디스크 16 : 음극조립체
17 : 치구 18 : 증발원
19 : 증착막
본 발명은 전자관, 예를들면음극선관등에 사용되는 간접가열형 음극의 그 제조방법에 관한 것이다.
음극선관, 예를들면 텔레비젼 수상관이나 정보처리장치등의 디스플레이관에 사용하는 간접가열형음극에서는, 전원을 투입해서부터, 음극의 온도가 상승하여, 열전자 방출에 의해 화상이 나타나기까지의 시간을 극력 짧게하는 일이 요망되고 있다.
이런종류의 간접가열형음극은, 예를들면 일본국 특개소 51-50564호 공보에 표시된 바와같이, 음극슬리이브의 정상부에 열전자방출물질을 피착시킨 모자형상체를 감착하고, 음극슬리이브의 내부에 히이터를 삽입배치하여, 이 히이터를 가열해서 상기 열전자방출물질을 가열하도록 되어있다.
이와같은 방열형음극에서 음극슬리이브의 내외양면에 흑색피복을 실시하므로서, 전자방출특성의 상승시간을 단축할수 있다.
그러나, 이와같이 음극슬리이브의 내외양면에 흑색피복을 실시했을 경우, 음극슬리이브 바깥면으로부터의 열방사가 커져서, 그 결과, 전자관의 소비전력이 커저버린다. 음극계에서의 소비전력이 커지면, 전자관내의 온도상승이 커져서, 전극류의 열변형이나, 전극부품의 온도상승에 의한 스트레이이미션의 발생등으로, 전자관의 특성이 열화된다.
소비전력을 저하시키고, 상기와 같은 불편한 대책을 하기위해서, 음극슬리이브 내외의 흑색피복을 폐지하면, 이번에는, 히이터로부터의 열방사를 음극슬리이브의 내면이 흡수하는 효율이 저하되고, 전자방출특성의 상승시간이 길어진다.
전자방출특성의 상승시간을 짧게한채로, 소비전력이 작은 간접가열형음극을 얻기위해서는, 음극슬리이브의 내면(히이터쪽)에만 흑색피복을 실시하면 된다고하는 이야기가 된다.
이 기술을 응용한 것으로서, 예를들면 일본국 특개소 53-145464호 공보에, 음극슬리이브를 2중구조로 하므로서, 저소비 전력형의 간접가열형음극을 실현하는 기술이 개시되어 있으나, 이 방법에는 하가와 같은 문제점이 있다. 즉, 부품점수, 조립공수가 증가하여, 원가가 상승하고, 음극슬리이브자체의 열용량이 증가해서 전자방축특성의 상승이 늦어진다.
음극슬리이브를, 2중으로 하지않고, 내면에만 흑색피복을 실시하는 방법으로서, 통상의 방법(예를들면 습윤수소속에서 열처리한다)으로, 음극슬리이브의 내외양면에 흑색피복을 실시한후, 배럴연마에 의해 외면의 흑색피복을 제거하는 기술이 있다.
그러나, 이 방법으로는 배럴연마에 있어서, 음극슬리이브의 변형이 발생하여, 안정하게 생산할 수 없다고하는 결점이 있다. 또, 일본국 특개공소 48-66968호 공보에 표시한 바와같이 열흡수를 양호하게 하기위하여 텅스텐분말을 음극슬리이브의 내외양면에 부착시키는 구조도 제안되어 있으나, 이 방법으로는 현탁액을 사용해서 도포한후, 건조해서 환원분위기속에서 소성하는 고정을 요하기 때문에, 양산성의 점에서 문제가 있는것 및 상술한 바와같이 음극슬리이브내외면이 흑색화되기 때문에 소비전력이 크고 또한, 스트레이이미션의 발생등 전자관의 특성이 열화되는등의 문제가 있다. 또, 당해 공보에 표시된 기술에서는 텅스텐과 산화알미늄의 혼합물을 스프레이등으로 코우팅하고, 그후 환원성분위기속에서 소결해서 흑생층을 형성하나, 음극슬리이브내에 삽입한는 히이터와 이 흑색층과의 접촉 및 온, 오프의 반복에 의한 열스트레스등으로 코우팅된 흑색층이 박리, 탈락될 염려가 있으며, 또 코우팅막 두깨는 수 μm이상을 나타내기 때문에 열용량이 증가해서 전자방출 특성의 상승이 늦어지는 문제가 있으며, 또한 음극슬리이브 내경이 작아지기 때문에 삽입하는 히이터를 소형화할 필요가 있어, 설계여유도가 작아진다고하는 문제도 있다.
본 발명은 이와같은 사정에 비추어서 이루어진 것으로서, 그 목적은 종래기술의 제문제점을 해소하고, 저 소비전력이고, 그위에 전자방출특성의 상승이 빠른 간접가열형음극의 제조방법을 제공하는데 있다.
이와같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 응극슬리이브를 환원성물질 예를들면 Cr를 함유하는 재료에 의해 제조하고, 또한 환원되므로서 부착되어있는 면의 복사능을 증대시키는 산화물 예를들면 산화텅스텐을 음그슬리이브 내면에만 부착시키는 공정과, 이 산화물을 상기 환원성물질에 의해 환원시키는 공정을 형성한 간접가열형음극의 제조방법을 특징으로하는 것이다.
본 발명자는, 전자관 동작시에는 음극슬리이브는 고온이 되어, 산화, 환원등의 화학반응이 급속히 진행하므로, 열복사능이 큰 산화물과 금속의 조합을, 음극슬리이브내면에 의도적으로 형성하므로서, 음극슬리이브내면의 복사능(따라서 흡수능)만을 크게 할 수 있다는 것을 알아냈다. 즉, 금속산화물을 미리 음극슬리이브의 내면에 부착시키두고, 이것을 음극슬리이브재료속의 환원물질에 이해 환원시켜 기계적으로, 열적으로도 안정된 금속과 산화물의 얇은막을 형성하는 것이다.
다음에 도면을 사용해서 본 발명을 상세하게 설명한다.
제1도는 본 발명의 방법에 의해 제조된 간접가열형음극을 사용한 컬러음극선관의 일례의 요부단면평면도로서, 도면에서 (1)은 벌브, (2)는 표면판, (3)은 형광면, (4)는 새로우마스크,(5)는 전자총, (6)은 간접가열형음극으로서, 그 일례의 상세한 것을 제2도에 표시한 바와같은 구조를 가지고 있으며, 이와같은 간접가열형음극(6)이 3개인라인형상으로 배열되어서 전자총(5)의 일부를 구성하고 있다.
제2도는 본 발명의 방법에 의해 제조된 간접가열형음극의 일례를 표시한 요부단면평면도로서, 간접가열형음극(6)은 정상면에 전자방출물질(6a)을 피착한 모자형 상체(6b)와 , 음극슬리이브(6c)와,음극슬리이브(6c)의 내벽면에 형성된 두께105Å이하의 흑색피막(6d)와, 디스크(6e)로 구성되며, 또한 상기 음극슬리이브(6c)의 일단부에 상기 모자형상체(6b)가 , 또 타단부에 디스크(6e)가 각각 고착되어있다. 또한, (7)은 히미터로서, 상기 간접가열형음극(6)내에 배치되어서 이것을 가열하여 전자방출물질(6a)로부터 소망의 열전자를 방출하는 것이다.
제3도 본 발명에 의한 간접가열형음극의 제조방법을 설명하기위한 도면으로서, 상기 제2도에 표시한 구성으로부터 히이터(7), 흑색피막(6d)및 전자방출물질(6a)을 제외한 구성으로 이루어진 음극조립체(16)를 치구(17)에 장착하여, 도시하지 않는 벨자아내에 세트한후, 증발원(蒸發源)(18)으로부터
Figure kpo00001
,Ag, Ti, Mn등의 금속산화물의 스패터를 행하여 적어도 음극슬리이브(6c)의 내벽면에 상기 금속의 산화물의 증착막(19)을 형성한다. 증차막(19)형성후 이 치구(17)로부터 증착막(19)부착의 음극조립체(16)를 꺼내어, 음극단체혹은 전자관 제조공정에서 진공속에서 가열처리를 행하여 상기 증착막(19)을 흑색피막(6d)으로 변질시킨다.
[실시예1]
음극슬리으브로서 약 20중량%의 크로움을 함유하는 니크롬합금제 음극슬리이브를 준비하고, 이것에 모자형상체 및 디스크를 고착해서 음극조립체를 구성한다. 다음에 이 음극조립체를 치구에 장착하여, 벨자아내에 세트한후, 음극슬리이브 내벽면에 금속산화물 박막을 증착한다. 벨자아내의 조건은 10-1~1mmHg의 Ar가스 분위기속에서 증착하는것이 바람직하다. 이것은 벨자아속의 가스의 평균자유행로(MEAN FREE PATH)를 음극슬리이브내경보다 충분히 작게하기 위해서이다. 또한 Ar대신에 O2를 사용해도 된다. 또 증착원에는 산화텅스텐을 사용한다. 이 산화텅스텐의 증착은 통상 알려져있는 방법으로 가능하며, 그 예로서는, 미세분말산화텅스텐(예를들면 평균 입자직경 50μm)을 마그네시아제「도가니」에 넣어, 저항가열 또는 고주파유도가열에 의해1400℃~1500℃로 가열하여, 벨자아내에 산화텅스텐을 증발시켜, Ar와 충돌을 반복시켜서 음극슬리이브내면에 부착시킨다. 부착막 두께로서는 103~105Å로 한다.이 부착공정중, 산화텅스텐이 모자형상체의 전자방출성물질의 피착되는면(정상면)에 부착하지않는 처리가 필요하다. 이것은 이 정상면에 산화텅스텐이 부착되면 전자방사성물질과 반응하여, 음극동작중에 전자방출형물질이 정산면으로부터 박리탈락할 염려가 있어, 이것을 방지하기 위한 것이다. 다음에 증착막을 부착한 음극조립체를 벨자아로부터 꺼내어, 통상의 방법에 의해 정상면에 전자방출성물질을 피착시킨후 소정의 처리를 행하고, 통상의 방법으로 음극선관에 짜넣는다.
계속해서 음극선관의 제조공정중, 열전자방출물질(탄산염)을 활성화·에이징하는 공저에서 음극슬리이브속에 함유하는 크로움과, 음극슬리이브내면에 부착한 산화텅스텐의 증착막이 하기의 반응을 일으켜, 음극슬리이브내면에 흑색피막이 형성된다.
Cr +WOx →CrOx+W
통상 다음의 반응이 진행된다.
3Cr + 2WO3→3CrO2 +2W
이공정은 진공중 처리이기 때문에, 산소화 크로움의 원자수의 비가 3이하로 도어 상기식과 같이 반응이 진행되며, 이와같이해서 음극슬리이브내면에 생긴 산화크로움은 갈객을 나타내고, 또 금속텅스텐은 흑색을 나타내어, 복사능은 증대한다.
[실시예2]
실시예1과 동일방법으로 음극슬리이브 내벽면에 산화텅스텐의 박막(101~105Å)을 부착시킨 음극조립체를 준비하고, 이것은 벨자아내에 넣어 진공(10-3mmHg) 이상으로 뺀다음 1000℃, 5분간 가열하여, 음극슬리이브 내벽면에 흑색피막을 형성했다.
이 음극조립체에 전자방출물질을 피착시켜, 통상의 방법으로 음극산관에 실장한 결과, 실시예 1과 동일한 성능을 얻을수 있었다.
[실시예3]
히이터의 절연물표현이 흑색을 나타내는 통칭 다아크히이터라고 호칭되는 히이터(예를들면 일본국 특공소 39-3864호)의 다아크부의 텅스텐입자를, 미리 예를들면 공기속 400℃로 가열해서 산화시킨다. 이히이터를 실시예 1에서 표시한 것과 같이 마찬가지의 구조이고 음극슬리이브내벽면에 산화텅스텐의 박막이 없는 구조의 음극조립체와 조합시켜 음극선관에 실장했다.
음극선관의 통상의 에이징, 활성화공정에서 상기 다아크부의 표면의 산화텅스텐의 일부는 음극슬리이브내면에 스패터한다. 그후는 실시예 1과 동일하게 반응이 진행되어, 음극슬리이브내면에 흑색피막이 형성된다.
또한, 상기 텅스텐 대신에, Ag, Ti, Mm등이 전적으로 동일하게 사용될수 있으며, 또 크로움대신에 몰리브덴을 동일하게 사용할 수 있는 것을 물론이다. 또, 상술한 실시예에서는 모자형상체와 음극슬리이브가 별개체의 것에 설명하였으나, 이것은 일체적구조의 것이라도 본 발명을 적용할 수 있는 것은 물론이다.
이상 설명한 바와같이, 본 발명에 의한 제조방법에 의하면 음극슬리이브 내벽면에만의 산화금속증착막의 형성을 진공분위기속에서 스폐터등으로 행하기 때문에, 그 작업성도 매우 높고, 또한 내벽면에만 선택적으로 부착가능하며, 또 상기 증착막의 흑색하도 음극단체 혹은 전자관의 제조공정중에 음극슬리이브조성과의 반응에 의해 용이하게 행할 수 있고, 흑색피막도 음극슬리이브 내벽면에 강고하게 부착되어 박리탈락의 염려도 없다. 또 흑색피막도 그막 두께를 105Å하 정도로 했기 때문에 음극슬리이브 내경을 작아지게할 염려도 없어 설계여유로도 충분하다. 또한, 음극슬리이브내벽면에만 흑색피막을 형성하였기 때문에, 소비전력을 증가시키는 일없이 전자방출특성의 상승을 종래에 비해 0.5초이상 단축가능하며, 또 모자형상체의 정상면에서의 산화금속의 부착도 없기 때문에 전자방사성물질의 박리탈락도 방지할수 있다. 또 음극슬리이브 외벽면은 금속광택을 나타내기 때문에 미면을 흑색화한것에 배해 열방사가 작아지며, 이에 따라서, 전자관내의 온도상승을 억제가능하게 되어 전극류(類)의 열변형, 스트레이이미션의 발생도 방지항 수 있는 등의 효과를 얻을 수 있다.

Claims (5)

  1. 환원성물질을 함유하는 음극슬리이브와, 이 음극슬리이브의 일단부를 폐쇄하고 또한 정상면에 전자방출성물질을 피착시킨 모자형상체를 구비한 간접가열형음극의 제조방법에 있어서, 상기 음극슬리이브 내벽면에 금속산화물박막을 형성하는 공정과, 상기 금속산화물박막을 상기 환원성물질에 의해 환원시키는 가열공정을 구비한 것을 특징으로하는 간접가열형 음극의 제조방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 환원성물질의 크로움이 것을 특징으로하는 간접가열형 음극의 제조방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 금속산화물의 산화텅스텐인것을 특징으로하는 간접가열형 음극의 제조방법.
  4. 제1항 내지 제3항의 어느한항에 있어서, 상기 금속산화물박막의 막두께가103~105Å인것을 특징으로하는 간접가열형 음극의 제조방법.
  5. 제1항 내지 제4항의 어느 한 항에 있어서, 상기 가열공정은 전자관 제조공정중의 가열공정인것을 특징으로하는 간접가열형음극의 제조방법.
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