KR910001397B1 - 선상 열음극 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

선상 열음극

제1도는 본 발명을 실시하여서 된 표시장치의 단면도.

제2도는 종래의 표시장치를 표시한 단면도.

제3도는 Sc₂O₃의 혼합비와 펄스에미숀전류와의 관계를 도시한 특성도.

제4도는 표시장치의 동작시간과 휘도 및 펄스 에미숀전류와의 관계를 표시한 특성도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 절연성기판 2: 음극와이어

4a : 음극 9 : 형광체층

10 : 애노드

본 발명은 진공관, CRT, 형광표시관등에 사용하는 성상열음극(hot cathode in a wire form)에 관한 것이다.

제2도는 예를들면 특개소 60-84744호 공보에 표시된 열음극을 매트릭스상으로 배치하고 통전(通電)가열에 의한 전자를 방출시키는 종래의 평판형 표시장치를 표시한 단면도이고 도면에 있어서(1)은 유리판, 세라믹판등으로 구성된 절연성기판, (2)는 기관(1)상에 설치된 결림부로서 음극와이어(3)를 걸리게 하기위한 돌기 또는 리이브로 구성되고 그 재질은 통상 금속체로 구성되어 있다.

음극와이어(3)은 직경 10μm 정도의 텅스텐선등의 내열성금속선이 사용되며 그 표면에는 산화물의 전자방사물질을 간직하여서된 음극(4b)이 형성되어 있다. 음극와이어(3)의 상측에는 각 음극(4b)에 대응하여 관통공(8)이 설치된 그리드전극(7)이 설치되며 이 그리드전극(7)상측에는 다시 상기 각 음극(4b)에 대응한 위치에 형광체(9)가 도포된 애노드(10)가 설치되어 있다.

다음은 동작에 대하여 설명한다.

음극와이어(3)의 양단에 전원(도시없음)에서 전력을 공급하여 약 700℃로 가열하면 음극(4b)표면에서 전자방사가 얻어지며 그리드전극(7) 및 애노드(10)에 정(正)의 전극을 인가하는 것에 의하여 전자빔은 형광체(9)를 여기함과 함께 애노드(10)에 도달한다. 또한 제어전극(6)은 전자빔의 방사를 제어하기 위한 전극으로서 통상부의 전압을 인가하면 음극에서의 전자방사를 정지시킬 수가 있다. 따라서 제어전극(6)에 정의 펄스전극을 인가하므로서 전자빔의 방사를 제어할 수 있다.

여기에서 음극(4b)에는 텅스텐선으로 된 음극와이어(3)의 표면에 전착법 또는 도포법등에 의하여 바륨, 스트론륨, 칼슘의 3원탄산염[(Ba, Sr, Co)CO₃]이 간직되며 표시장치 용기내를 진공으로 배기하는 공정에 있어서 가열분해되어 상기 탄산염이 산화물[(Ba, Sr, Ca)O]로 변경된다. 그리고 음극와이어(3)의 텅스텐이 BaO를 환원하여 금속상의 과잉 Ba를 생성하고 이 과잉 Ba가 소위 n형 반도체구조를 형성하고 음극(4b)표면의 작용함수를 저하시켜 에미숀(emission)에 기여한다.

종래의 선상열음극은 불순가스의 영향에 의한 에미숀저하가 크기 때문에 상기 탄산염에서 산화물로 변경되는 공정 또는 표시장치의 초기동작시에 형광체(9) 및 걸림부(2)등에서의 불순가스방출에 의하여 초기 에미숀전류가 낮고 또한 장시간 동작후의 Ba의 소모가 많고 에미숀전류의 저하가 큰등의 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위하여 창안된 것으로서 초기 에미숀전류가 높고 더우기 장시간 동작후의 에미숀전류저하가 적은 선상열음극을 얻는 것을 목적으로 한 것이다.

본 발명에 의한 선상열음극은 선상의 내열성금속 표면에 0.2∼20중량%의 희토류 금속산화물과 잔여부가 적어도 산화바륨을 포함하는 알카리토류 금속산화물과의 혼합물로된 전자방사물질을 유지한 것이다.

본 발명에 있어 선상열음극은 전자방사물질중의 희토류 금속산화물에 의하여 전자방사물질의 활성화가 충분하게 이루워지고 불순물의 음극표면에서의 작용을 억제하는 효과가 있으므로 초기 에미숀전류가 높고 장시간 동작후의 에미숀저하가 감소된다.

제1도는 이 발명의 일실시예에 의한 선상열음극을 사용한 표시장치의 요부를 표시한 확대도이다.

이 실시예에 있어서 음극(4a)이외의 구성은 제2도에 표시한 종래의 것과 동일하다. 우선 여러종류의(Ba, Sr, Ca)CO₃와 Sc₂(CO₃)₃함유율의 전착액을 제조하고 종래와 같은 전착법에 의하여 종래와 대략 동일한 막두께(8μ)로 전자방사물질층을 간직한 각기의 음극(4a)을 작성하고 이것을 표시장치의 배기공정에서 가열하고 (Ba, Sr, Ca)CO₃-Sc₂(CO₃)₃을 (Ba, Sr, Co)O-Sc₂O₃로 변경한 여러종류의 음극(4a)을 가진 표시장치를 작성한다. 이 표시장치 완성 2시간후의 동작시간에 있어 필라멘트전류를 일정하게 한때의 펄스에미숀전류치를 측정하고 그 결과를 제3도에 표시한다.

이 도면에 있어서 횡축은 BaO-SrO-Sc₂O₃중의 Sc₂O₃의 혼합비(중량%)를 표시하고 종축은 종래품의펄스에미숀전류치를 100으로한 때의 상대전류치를 표시한다.

도면에서 명확한 바와 같이 Sc₂O₃혼합비가 0.2중량% 이상이면 에미숀전류의 증가경향이 현저하게 되고 특히 혼합비 1% 이상으로 높은 에미숀전류가 얻어진다. 더우기 상기 혼합비가 20중량%를 초과하면 음극와이어(3)에서의 전자방사물질의 이탈이 생겨서 실용상 지장이 있었다.

다음 본 발명에 의하여 Sc₂O₃5중량%를 포함하는 전자방사물질을 간직한 음극과 종래의 (Ba, Sr, Ca)O로된 전자방사물질을 간직한 음극을 각각 배설한 2종류의 표시장치를 작성한다. 음극이외는 전부동일한 조건이다. 형광체층에는 저속전자선용 형광체(ZnO : Zn)를 사용하고 패턴은 직경이 4.0mm의 원형패턴을 수개 배설한 것을 사용하였다.

종래품과 실시예의 2종류에 관하여 필라멘트전압 에노드전압 및 그리드전압을 동일조건으로 각각 5개씩 점등동작시켜 형광체층의 휘도를 측정하고 그 평균치의 상대치(종래품의 동작 2시간에 있어 평균휘도를 100으로 한다)를 제4도에 프로트한다. 다시 휘도측정과 평행하여 제3도에 표시한 펄스에미숀전류와 동일조건으로 각기의 동작시간에 있어 펄스에미숀전류치를 측정하고 그 평균치의 상대치(종래품의 동작 2시간에 있어 평균휘포를 100으로 한다)도 제4도에 함께 프로트한다.

상기 실시예의 동작 2시간의 초기 휘도는 종래품에 비교하여 18% 높은 값을 표시하였다.

이 도면에서 명백한 바와같이 동작초기에서 1000시간의 장시간 동작에 걸친 휘도 및 에미숀전류쌍방에 있어서 실시예가 우수한 특성이 있다. 특히 종래품이 동작수 100시간후의 휘도펄스 에미숀전류의 저하가 큰것에 비하여 실시예와 효과는 현저하다. 동작시간 1000시간후의 형광체층을 X선 마이크로 에너라이저(microanalyger)로 분석하였든바 종래품의 경우는 실시예에 비교하여 다량의 Ba이 검출된 것에 의하여 실시예의 우수한 특성은 동작중에 Ba의 소모가 적기때문인 것으로 사료된다.

이와같이 초기 휘도가 높고 동작후의 잔존휘도도 높으므로 표시장치가 밝은 곳에서도 사용가능하게 되는등의 효과도 있다.

이와 같은 본 발명의 현저한 효과의 원인은 명확하지는 않지만 다음과 같은 것이라고 생각된다. 종래의 음극에 있어서는 음극와이어(3)의 텅스텐과의 반응에서 환원된 Ba은 확산등에 의하여 음극표면에 이동하고 BaO, SrO, CaO의 표면에 흡착하고 표면의 작용함수를 저하시킨다.

한편 본 발명을 실시하여서된 음극에 있어서는 Sc₂O₃상에 흡착한 Ba이 어떠한 이유에서 에미숀을 증가시키는 효과와 동작중의 Ba의 소모를 억제하는 효과가 있는 것으로 생각된다.

상기한 바와같이 본 발명의 효과를 Sc₂O₃를 실시예로하여 설명하였지만 Sc₂O₃이외의 희토류 금속산화물에서도 상기 효과가 얻어진다. 또한 선상내열성 금속도 텅스텐에 한정되지 않고 주성분이 Mo, Ta, Pt 등의 경우도 동일한 효과가 얻어진다.

음극의 형상은 실시예와 같이 직선상에 한정되지 않고 판상, 코일상, 스파이랄상등 임의의 선상음극형상으로 상기한 효과는 얻어진다. 상기한 효과는 형광표시관, 선상열음극을 사용한 CRT, 전자현미경의 고성능화에 기여하는 것이 명백하다. 또 음극와이어(3)에 흐르는 전류치를 증가시켜서 고휘도화를 실현할 경우에는 특히 수명특성향상에 현저한 효과가 있는 것이다.

상기에서 설명한 바와같이 본 발명의 음극은 초기 에미숀전류가 많고 또 에미숀전류의 동작중의 유지가 우수하므로 표시장치의 고휘도화, 전자관 장치등의 고성능화를 실현하는 효과가 있다.

Claims (1)

1. 선상의 내열성금속표면에 0.2∼20중량%의 회토류 금속산화물과 잔부가 적어도 산화바륨을 함유한 알칼리토류 금속산화물과의 혼합물로된 전자방사물질을 보유하는것을 특징으로 하는 선상열음극.

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