KR920004897B1

KR920004897B1 - Impregnated type dispensor cathode and manufacturing method the same

Info

Publication number: KR920004897B1
Application number: KR1019890020526A
Authority: KR
Inventors: 주규남; 정종인; 최종서; 노환철
Original assignee: 삼성전관 주식회사; 김정배
Priority date: 1989-12-30
Filing date: 1989-12-30
Publication date: 1992-06-22
Also published as: KR910013348A

Abstract

The impregnated dispenser cathode is proced by (a) forming a projection portion on the lower surface of the porous metal substrate by the vacuum impregnation of barium cpd. contg. Sc2O3, (b) forming a coating layer on the projection portion by plasma-spraying a refractory metal powder of W and/or Mo on the lower surface of the substrate, (c) joining the cathode member to the sleeve, and (d) fixing the heater to the inner of the sleeve. The dispenser cathode for CRT has a high heat transfer effect.

Description

Impregnated Dispenser Cathode and Manufacturing Method Thereof

제 1 도는 선행기술에 의한 함침형 디스펜서 음극의 종단면도.1 is a longitudinal sectional view of an impregnated dispenser cathode according to the prior art.

제 2 도는 본 발명에 의한 함침형 디스펜서 음극의 종단면도.2 is a longitudinal cross-sectional view of the impregnated dispenser cathode according to the present invention.

제 3 도는 제 1 도 및 제 2 도에 도시된 함침형 디스펜서 음극의 온도 특성을 도시한 그래프.3 is a graph showing the temperature characteristics of the impregnated dispenser cathode shown in FIGS. 1 and 2;

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

1 : 다공질 금속기체 2 : 슬리브1: porous metal gas 2: sleeve

4 : 히터 6 : 돌기부4 heater 6 protrusion

7 : 코팅층7: coating layer

본 발명은 브라운관등의 음극선관에 사용되는 함침형 디스펜서 음극 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 히터로부터 열을 전달받은 다공질 금속기체의 바닥면을 넓게하여 음극의 열효율을 증가시키는 함침형 디스펜서 음극 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to an impregnated dispenser cathode used in a cathode ray tube such as a CRT and a manufacturing method thereof. More specifically, the present invention relates to an impregnated type for increasing the thermal efficiency of a cathode by widening the bottom surface of a porous metal gas which is transferred from a heater. A dispenser cathode and a method of manufacturing the same.

최근 브라운관의 대형화 및 고화질화를 위하여 고전류밀도의 전자방출 능력을 가지면서 장수명의 욕구를 충족시키기 위한 음극으로서는 제 1 도에 도시된 바와 같은 함침형 디스펜서 음극을 주로 사용하고 있다.Recently, an impregnated dispenser cathode as shown in FIG. 1 is mainly used as a cathode for satisfying the long-life needs while having a high current density electron emission capability for large-sized and high-definition CRTs.

제 1 도에 도시된 함침형 디스펜서 음극은 융점이 높고 증기압이 낮으며 내이온 충격성이 높은 W, Mo, Ir, Re, Os, Ru, Ta 또는 이들 합금중에서 선택된 1종의 내화성 금속으로 이루어진 다공질 금속기체(1)에 바륨, 칼슘, 알루미네이트등을 주성분으로 하며, 이들에 산화스캔듐을 소량 첨가시킨 전자방출물질을 진공함침로에서 함침시킨 후, 이 전자방출물질이 함침된 다공질 금속기체(1)를 원통형상의 편평한 밑면이 있는 장용기(3)에 넣고, 이 원통형상의 저장용기(3)를 슬리이브(2)에 수평을 유지하면서 삽입하여 슬리이브(2)의 내부면과 당접하는 부분을 용접 고착한 구조를 가지고 있었다.The impregnated dispenser cathode shown in FIG. 1 has a high melting point, low vapor pressure, high ion impact resistance, and a porous metal composed of W, Mo, Ir, Re, Os, Ru, Ta, or one of the refractory metals selected from these alloys. A porous metal gas impregnated with a barium, calcium, aluminate, or the like, in which a small amount of scandium oxide is added to the substrate 1 is impregnated in a vacuum impregnation furnace. ) Into a cylindrical flat bottomed entertainer (3), and inserting the cylindrical storage container (3) while keeping the sleeve (2) horizontal to weld the part abutting with the inner surface of the sleeve (2). It had a fixed structure.

상기한 바와 같은 구조를 가진 함침형 디스펜서 음극은 그 동작온도가 900°~1000℃로서 히터에서 발열된 열이 저장용기를 통해 다공질 금속기체에 전달되어 열전자가 방출된다. 상기에서 저장용기의 저면이 평탄하게 형성되어 다공질 금속기체를 저장하는바, 접촉면적이 소정치로 결정되어 소정치 이상의 열전달 효과를 얻기가 곤란하였다.The impregnated dispenser cathode having the structure as described above has an operating temperature of 900 ° to 1000 ° C., and heat generated from the heater is transferred to the porous metal gas through the storage container to emit hot electrons. Since the bottom surface of the storage container is formed flat to store the porous metal gas, the contact area is determined to be a predetermined value, and thus it is difficult to obtain a heat transfer effect of a predetermined value or more.

따라서 본 발명은 상기한 문제점을 감안하여 창출한 것으로서 열전달효과를 향상시킴과 동시에 구조를 간단하는 함침형 디스펜서 음극 및 그 제조방법을 제공하는데 그 목적을 두고 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide an impregnated dispenser cathode and a method of manufacturing the same, which have been created in view of the above-described problems, which improve the heat transfer effect and simplify the structure.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 함침형 디스펜서 음극은 저면에 다수의 돌기가 형성된 돌기부를 가진 다공질 금속기체를 슬리브에 용접하고, 상기 다공질 금속기체의 저면에 형성된 돌기부에 일정한 두께를 갖는 코팅층을 형성하게 됨을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the impregnated dispenser negative electrode according to the present invention welds a porous metal gas having a protrusion having a plurality of protrusions formed on a bottom thereof to a sleeve, and has a coating layer having a predetermined thickness on a protrusion formed on the bottom of the porous metal gas. Characterized in that form.

한편, 본 발명에 의한 함침형 디스펜서 음극의 제조방법은, Sc₂O₃을 소량 함유하는 바륨(Ba) 화합물을 1시간 동안 진공함침시켜서 저면에 돌기부가 형성된 다공질 금속질 금속기체를 얻는 공정과, 히터의 동작시에 증발된 Ba화합물이 다공질 금속기체의 저면에 형성된 돌기부로부터 히터쪽(도면에서 하부쪽)으로 누설되지 않도록 다공질 금속기체의 저면에 W 또는 Mo 또는 이들 합금중에서 선택된 1종의 내화성 금속분말을 플라즈마 형성용 아르곤 가스(Ar)를 도입시키면서 플라스마 분사법등에 의해서 기밀하게 코팅층을 형성하는 공정과, 돌기부와 마찬가지 형상으로 코팅층이 형성된 부분이 하부를 향하도록 슬리이브에 수평으로 삽입하여 상기 코팅층 및 슬리이브가 당접하는 부분에 레이져 용접기등으로 용접 고착하여 음극부재를 결합시키는 공정과, 슬리이브의 하부 개구부내에 도시하지 않은 지지부재에 의해 히터를 삽입 고정하는 공정으로 이루어짐을 특징으로 한다.On the other hand, the manufacturing method of the impregnated dispenser negative electrode according to the present invention comprises the steps of: vacuum impregnating a barium (Ba) compound containing a small amount of Sc ₂ O ₃ for 1 hour to obtain a porous metallic metal gas having a protrusion formed on the bottom surface, One type of refractory metal selected from W or Mo or one of these alloys on the bottom of the porous metal gas so that the Ba compound evaporated during operation of the heater does not leak from the protrusion formed on the bottom of the porous metal gas to the heater side (lower side in the drawing). The process of forming the airtight coating layer by the plasma spray method, etc., while introducing the argon gas (Ar) for plasma formation, and inserting the powder horizontally into the sleeve so that the portion in which the coating layer is formed in the same shape as the protruding portion faces downward. And joining the cathode member by welding and bonding the laser welding part to the part which the sleeve contacts. And inserting and fixing the heater by a support member not shown in the lower opening of the sleeve.

본 발명의 제조방법에 의하여 상기와 같이 구성된 함침형 디스펜서 음극은 다공질 금속기체의 저면에 돌기부를 형성하여 히터로부터 발열된 열과의 접촉면적을 넓히고, 또 저장용기를 사용하지 않는 간단한 구조이므로 히터와 다공질 금속기체와의 거리가 단축되어 음극의 작동시에 히터로부터 방출된 열이 즉시 다공질 금속기체에 전달되어 신속하게 열전자 방출을 개시하므로 히터의 소비전력을 저감하는 작용을 가진 것이다.The impregnated dispenser cathode constructed as described above by the manufacturing method of the present invention forms a protrusion on the bottom of the porous metal gas to widen the contact area with heat generated from the heater, and does not use a storage container. Since the distance from the metal gas is shortened, the heat emitted from the heater during the operation of the cathode is immediately transferred to the porous metal gas to quickly start the release of hot electrons, thereby reducing the power consumption of the heater.

이하, 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings the present invention will be described in detail.

제 2 도에 도시된 함침형 디스펜서 음극은 본 발명에 따른 하나의 실시예로서, 슬리이브(2)안의 상단부에 장착되어 브레이징 되는 다공질 금속기체(1)를 성형시 금형을 이용하거나 성형 소결 후 부식법 도는 기계가 공방법등을 이용하여 그 저면이 다수의 돌기 형태를 가진 돌기부(6)를 형성한다.The impregnated dispenser negative electrode shown in FIG. 2 is an embodiment according to the present invention, which is mounted on the upper end of the sleeve 2 and corroded after molding or sintering using a mold when molding the brazed porous metal gas 1. The law or the machine forms a projection part 6 having a plurality of projection shapes at the bottom thereof by using a construction method or the like.

상기 다공질 금속기체(1)에 돌기부(6)가 형성된 저면에는 음극 작동시에 증발된 바륨이 도면에서 저면쪽으로 누설되지 않도록 진공용기내에서 플라즈마 형성용 아르곤 가스를 도입시키면서 플라즈마 분사법등에 의해서 200메시(mesh)의 W 또는 Mo 등의 내화성 금속분말(METCO사 제품 No.16)로 기밀하게 코팅층(7)을 형성한다. 이와 같이 형성된 코팅층(7)은 슬리이브(2)와 함께 밀착되므로 종래 저장용기(3)의 작용을 한다. 즉 히터(4)에서 발열된 열이 코팅층(7)을 통해 금속 다공질기체(1)에 전달된다.200 meshes are formed on the bottom surface of the porous metal substrate 1 by the plasma spraying method while introducing argon gas for plasma formation in the vacuum vessel so that the barium evaporated during the operation of the cathode does not leak to the bottom side in the drawing. The coating layer 7 is airtightly formed with a refractory metal powder (No. 16 manufactured by METCO) such as W or Mo of (mesh). The coating layer 7 formed as described above is in close contact with the sleeve 2 and thus functions as a conventional storage container 3. That is, heat generated by the heater 4 is transferred to the metal porous gas 1 through the coating layer 7.

제 3 도는 음극에 인가시킨 히터(4) 전압(V)을 변경시켰을 경우에 대한 온도특성을 도시한 그래프로서, 동도면에서 특성 A는 본 발명의 방법에 의해 제조한 함침형 디스펜서 음극의 히터(4)의 전압에 대한 음극 표면 온도특성을 표시하고, 특성 B는 종래의 함침형 디스펜서 음극의 온도특성을 표시한다.3 is a graph showing the temperature characteristics of the case of changing the voltage (V) of the heater 4 applied to the cathode. In the same view, characteristic A is a heater of the impregnated dispenser cathode manufactured by the method of the present invention. Cathode surface temperature characteristics for the voltage of 4) are shown, and characteristic B indicates the temperature characteristics of the conventional impregnated dispenser cathode.

제 3 도로부터 알수 있는 바와 같이, 다공질 금속기체(1)의 저면에 돌기부(6)를 형성하고, 이 돌기부(6)에 W 또는 Mo 등의 코팅층(7)을 형성함으로써, 히터로부터 방출된 열이 종래예에 비하여 넓은 면적에 걸쳐서 열흡착되므로, 열전달이 신속하고 효과적으로 행해지고 있음을 알 수 있으며, 또한 이와 같이 열전달 효과가 높으므로, 히터의 부하를 저감할 수 있는 외에, 음극의 장수명화를 도모할 수 있고, 또 종래와 같이 저장용기가 불필요하여 제조코스트를 저감시킬 수 있다.As can be seen from FIG. 3, heat is released from the heater by forming a projection 6 on the bottom of the porous metal substrate 1 and forming a coating layer 7 such as W or Mo on the projection 6. Since heat adsorption is carried out over a large area as compared with the conventional example, it can be seen that heat transfer is performed quickly and effectively. Moreover, since the heat transfer effect is high, the load of the heater can be reduced and the life of the cathode can be extended. In addition, as in the prior art, a storage container is unnecessary, and manufacturing cost can be reduced.

Claims

A process of obtaining a porous metal gas having protrusions on the bottom by vacuum impregnation of a barium (Ba) compound containing a small amount of Sc ₂ O ₃ for 1 hour, and the Ba compound evaporated when the heater is operated is formed on the bottom of the porous metal gas. Plasma spraying method while introducing argon gas (Ar) for plasma formation into the refractory metal powder selected from W or Mo or one of these alloys on the bottom of the porous metal gas so as not to leak from the protrusion to the heater side (lower side in the drawing). Airtightly forming a coating layer by inserting the coating layer horizontally into the sleeve so that the portion of the coating layer is formed in the same shape as the protrusion, and welded and bonded to the portion where the coating layer and the sleeve abut by using a laser welding machine. The process of joining the members, and the heater by the support member not shown in the lower opening of the thrill Method for producing an impregnated dispenser cathode, characterized in that the insertion and fixing process.

In the sleeve 2, the porous metal base 1, the heater 4, etc., the porous metal base 1 having the projections 6 having a plurality of protrusions formed on the bottom thereof is welded to the sleeve 2; And a coating layer (7) having a predetermined thickness on the protrusion (6) formed on the bottom surface of the porous metal substrate (1).