KR20030047054A - Metal cathode for electron tube and method of manufacturing the same - Google Patents

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문성환
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Abstract

PURPOSE: A metal cathode and a method for manufacturing the same are provided to lengthen the lifespan of the metal cathode by preventing the occurrence of crack during welding of emitter and sleeve. CONSTITUTION: A metal cathode comprises a heater; a sleeve embedded with the heater; a metal emitter disposed on the top of the sleeve and made of a binary alloy containing a platinum(Pt)-based metal and alkali earth metal; and a buffer layer made of a platinum, molybdenum or a molybdenum/ruthenium alloy and formed beneath the metal emitter. The binary alloy contains a platinum-based metal 100 weight parts and alkali earth metal 1 to 15 weight parts. The platinum-based metal is one or more metals selected from a group consisting of a platinum, palladium and a nickel. The alkali earth metal is one or more metals selected from a group consisting of a barium, strontium, calcium and a magnesium.

Description

전자관용 금속 음극 및 그 제조방법{Metal cathode for electron tube and method of manufacturing the same}Metal cathode for electron tube and method of manufacturing the same

본 발명은 전자관용 금속 음극 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 장시간 동안 고전류밀도를 얻을 수 있는 금속 음극 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a metal cathode for an electron tube and a method for manufacturing the same, and more particularly, to a metal cathode and a method for manufacturing the same, which can obtain a high current density for a long time.

전자제품에 사용되는 전자방출원을 동작 온도에 따라 구분하면, 히터가 장착되어 외부에서 열에너지가 공급되는 열전자원 및 히터가 필요없이 가해지는 전계에 의해 전자를 방출하는 냉음극으로 나눌 수 있다. 본 발명은 그 중 열전자 방출원, 특히 브라운관용 열전자방출원에 관한 것이다.When the electron emission source used in the electronic products is classified according to the operating temperature, the heater may be divided into a hot electron source to which heat energy is supplied from the outside and a cold cathode which emits electrons by an electric field applied without a heater. The present invention relates to a hot electron emitter, in particular a hot electron emitter for CRT.

통상의 열전자 방출 음극은 도 1에 도시한 바와 같이, 히터를 내장한 원통형 슬리브와 슬리브에 고정되어 있는 전자방출물질층을 기본 구성요소로 한다. 즉, 원판상의 금속기재(base metal)와 이의 하부에서 이를 고정 지지함과 동시에 음극의 가열원인 히터를 내장하는 원관상의 슬리브 및 금속기재의 상부에 일함수와 전기음성도가 낮고 안정하며 최외곽 궤도에 전자가 풍부한 원소인 바륨을 주성분으로 하는 전자방출물질층이 피착되어 형성된다.As shown in FIG. 1, a typical hot electron emission cathode includes a cylindrical sleeve incorporating a heater and an electron emission material layer fixed to the sleeve. In other words, the base metal of the disk and the lower part of the base and the base of the cylindrical sleeve and the metal substrate incorporating a heater as a heating source of the cathode, the work function and the electronegativity is low, stable and the outermost An electron-emitting material layer containing barium, an element rich in electrons, in the orbit is deposited.

이러한 열전자방출 음극에는, 니켈(Ni)을 주성분으로 하고 규소(Si), 마그네슘(Mg) 등을 환원제로서 미량 함유시킨 금속 기재 위에, 바륨을 주성분으로 하는 알카리토류 금속 탄산염층, 바람직하게는 (Ba, Sr, Ca)CO3로 구성된 삼원 탄산염, 또는 (Ba, Sr)CO3로 구성된 이원 탄산염으로부터 전환된 산화물로 된 전자방출물질층을 구비한 소위 "산화물 음극"이 있다.An alkali earth metal carbonate layer containing barium as a main component on a metal substrate containing nickel (Ni) as a main component and a trace amount of silicon (Si), magnesium (Mg) as a reducing agent, and preferably (Ba) There is a so-called "oxide cathode" having an electron-emitting material layer of oxide converted from a ternary carbonate composed of Sr, Ca) CO3, or a binary carbonate composed of (Ba, Sr) CO3.

산화물 음극은 유리 바륨이 생성됨으로써 전자방출에 기여하는데, 이 때 MgO, Ba2SiO4와 같은 반응 생성물이 같이 생성되어 중간층이라 불리는 장벽을 형성하기 때문에, Mg나 Si의 확산을 방해하게 되고 이에 따라 환원반응이 억제되어 전자방출에 기여하는 유리 바륨의 생성이 곤란하게 된다. 따라서 이 중간층은 산화물 음극의 수명단축이라는 좋지 못한 결과를 초래하게 된다. 또한 이 중간층은 고저항을 갖고 전자방출 전류의 흐름을 방해하므로 전류밀도를 제한하는 문제점도 있다.The oxide cathode contributes to the emission of electrons by the generation of free barium. At this time, reaction products such as MgO and Ba 2 SiO 4 are formed together to form a barrier called an intermediate layer, thereby preventing the diffusion of Mg or Si. It is difficult to produce free barium which contributes to electron emission due to suppression of the reduction reaction. Therefore, this intermediate layer has a bad result of shortening the lifetime of the oxide cathode. In addition, since the intermediate layer has high resistance and disturbs the flow of electron emission current, there is also a problem of limiting current density.

이 경우 문제점을 해결하는 방법은 중간층이 생기지 않게 하거나 중간층에 축적되는 물질이 환원 반응을 방해하지 않도록 하면 되지만, 산화물 음극의 경우 바륨이 산화물 형태로 되어 있으므로 환원 반응을 거쳐야만 유리 바륨이 되며, 바륨을 환원시키기 위해서는 어떤 원소가 바륨의 산소를 떼어 내면서 산화되어야만 하므로 부산물의 형성을 막기 어렵다. 또한 산화물에 첨가가 가능한 원소나 함량도 제한되어 있으므로 부산물이 생기지 않는 반응을 설계하거나 부산물의 종류를 제어하여 확산을 방해하지 않도록 한다는 것은 매우 어려운 일이다.In this case, a solution to the problem may be to prevent the formation of an intermediate layer or to prevent the accumulation of materials in the intermediate layer to interfere with the reduction reaction. However, in the case of the oxide cathode, since barium is in the form of an oxide, the barium becomes a free barium only after the reduction reaction. In order to reduce, it is difficult to prevent the formation of by-products, since an element must be oxidized while removing oxygen of barium. In addition, since the elements and contents that can be added to the oxide are limited, it is very difficult to design a reaction that does not produce by-products or to control the type of by-products so as not to disturb diffusion.

더욱이, 상기한 산화물 음극은 일함수(work function)가 낮아서 비교적 낮은 온도(700-800℃)에서 사용할 수 있다는 장점이 있는 반면, 재료가 반도체이고 전기 저항이 크기 때문에 전자방출 밀도를 높이면 주울(Joule)열에 의한 자기가열로 인해 재료가 증발되거나 용융되어 음극이 열화된다는 문제점이 있고, 전자방출능력에 한계가 있어 1 A/cm2이상의 전류밀도를 방출하기 어려우며, 깨지기 쉽고 장착되는 금속기재에 대한 접착력이 낮으므로 수명이 짧아지게 된다.Moreover, the oxide cathode has the advantage of being able to be used at a relatively low temperature (700-800 ° C.) due to its low work function, while increasing the electron emission density due to the material being a semiconductor and having a high electrical resistance. There is a problem that the cathode is deteriorated due to evaporation or melting of the material due to self heating by heat, and it is difficult to emit a current density of 1 A / cm 2 or more due to the limitation of the electron emission ability, and it is easily broken and adheres to the metal substrate. This lowers the lifespan.

최근 텔레비젼 브라운관 등은 고정세화 및 대형화 추세에 따라 고전류 밀도, 장수명 음극에 대한 요구가 커지고 있는데 기존의 산화물 음극은 전술한 바와 같은성능과 수명 문제로 이러한 요구에 부응치 못하는 문제점을 갖고 있다.Recently, the demand for high current density and long life cathode is increasing according to the trend of high definition and large size of TV tube, and the conventional oxide cathode has a problem of failing to meet such demand due to the performance and life problem as described above.

상기와 같은 문제점을 해결한 고전류 밀도, 장수명 음극으로는 "함침형 음극"이 있다. 함침형 음극은 산화물 음극의 단점을 보완한 방법으로서, 전자방출물질층과 슬리브와의 계면에 국한되어 있던 산화물음극의 중간층을 전체 전자방출물질층으로 넓혀 국부적인 축적을 방지함으로써 상기한 문제를 해결하였다. 또 이과정에서 도입된 금속 기재는 전자방출물질층의 전도도를 개선하는 효과를 동시에 얻을 수 있으므로, 앞서 언급한 바 있는 산화물 음극의 주울열 발생문제도 방지하여 고전류밀도에서 장시간 수명을 보장할 수 있었다.The high current density, long life cathode which solves the above problems is an "impregnated cathode". The impregnated cathode solves the drawbacks of the oxide cathode, and solves the above problems by expanding the intermediate layer of the oxide cathode, which is limited to the interface between the electron-emitting material layer and the sleeve, to prevent the electrons from being accumulated locally. It was. In addition, the metal substrate introduced in this process can obtain the effect of improving the conductivity of the electron-emitting material layer at the same time, thereby preventing the problem of generating Joule heat of the oxide cathode as mentioned above, thereby ensuring a long life at high current density. .

함침형 음극이 이러한 우수한 특성을 갖고 있음에도 산화물 음극만큼 널리 쓰이지 못하고 아직은 그 채용이 일부 고급 기종에만 국한되어 있는 이유는, 제조방법이 복잡하고 동작 온도가 산화물 음극에 비해 약 200 내지 300℃ 정도 높은 약 1000℃ 수준이므로 사용되는 전자총의 전극 재질이 고융점 재질로 대체되어야 함에 따라 가격이 높아지기 때문이다. 또한 함침 등 신뢰성을 확보하기 어려운 공정들이 많이 있어 산화물 음극보다 양산성이 감소된다.Although the impregnated cathode has such excellent characteristics, it is not as widely used as the oxide cathode and is still limited to some high-end models because of its complicated manufacturing method and operating temperature of about 200 to 300 ° C higher than that of the oxide cathode. Since the 1000 ℃ level, the electrode material of the electron gun used to be replaced with a high melting point material, the price increases. In addition, there are many processes that make it difficult to secure reliability, such as impregnation, thereby reducing the mass productivity of the oxide cathode.

상기와 같은 산화물 음극과 함침형 음극 외에, 도 1에 나타낸 바와 같은 금속 음극이 있다. 세라믹 물질을 바륨원으로 사용하는 상기의 음극들과는 달리, 백금족-알칼리토류금속 계통의 금속 음극에서는 바륨과 백금족 금속이 고용된 합금계를 바륨원으로 사용하여 바륨 합금 고용체가 분해됨으로써 유리 바륨이 생성되게 하고 있다. 이 반응에 따르면 환원 반응의 부산물로 금속이 생성되므로 부산물의 축적에 의한 유리 바륨 생성이 억제되는 것을 방지할 수 있으며, 금속을 전자방출물질로 사용하므로 주울열의 발생도 방지할 수 있다.In addition to the oxide cathode and the impregnated cathode as described above, there is a metal cathode as shown in FIG. Unlike the above cathodes using a ceramic material as a barium source, in the metal cathode of a platinum group-alkaline earth metal system, a barium alloy solid solution is decomposed using an alloy system in which barium and platinum group metals are dissolved as a barium source to generate free barium. Doing. According to this reaction, metals are generated as by-products of the reduction reaction, thereby preventing the generation of free barium by accumulation of by-products. Also, since the metal is used as an electron-emitting material, generation of joule heat can be prevented.

그러나 이들 이원합금계 금속 음극은 제조 공정 중, 에미터와 슬리브를 레이저로 용접할 때, 에미터에 크랙이 발생하는 단점이 있다. 이 크랙은 레이저 용접시 순간적으로 가해지는 고온에 의하여 백금-바륨 합금에서 형성되어 있는 Pt5Ba와 같은 금속간 화합물을 순간적으로 용해, 증발시켜 부피가 팽창하면서 형성되는 것으로서, 단일 금속만 있을 경우에는 형성되지 않는다. 이렇게 형성된 크랙은 바륨 고갈의 원인으로 작용하여 수명 특성에 영향을 미친다.However, these binary alloy metal cathodes have a disadvantage in that cracks are generated in the emitter when the emitter and the sleeve are laser welded during the manufacturing process. This crack is formed by instantaneous dissolution and evaporation of an intermetallic compound such as Pt 5 Ba formed in a platinum-barium alloy due to an instantaneous high temperature during laser welding. Not formed. The cracks thus formed act as a cause of barium depletion, affecting the life characteristics.

따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 상기 크랙의 발생을 억제하여 바륨 고갈에 의한 수명 특성의 저하 속도를 크게 감소한 전자관용 금속 음극 및 그 제조방법을 제공하는데 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a metal cathode for an electron tube and a method of manufacturing the same, which greatly suppresses the occurrence of cracks and greatly reduces the rate of deterioration of the life characteristics due to barium depletion.

도 1은 금속 음극 구조체의 개략도이다.1 is a schematic diagram of a metal cathode structure.

도 2a는 종래의 백금-바륨 에미터와 슬리브를 용접한 금속 음극의 단면을 200배 확대한 사진이고, 도 2b는 백금-바륨 에미터의 하부에 완충층을 형성시킨 후 슬리브와 용접한 금속 음극의 단면을 200배 확대한 사진이다.FIG. 2A is a 200 times magnification of a cross section of a conventional metal cathode welded to a platinum-barium emitter and a sleeve, and FIG. 2B illustrates a metal cathode welded to a sleeve after a buffer layer is formed on a lower portion of the platinum-barium emitter. It is a picture enlarged 200 times.

도 3a는 도 2a의 에미터를 49 시간 진공 열처리한 후 슬리브와 용접한 금속 음극의 단면을 200배 확대한 사진이고, 도 3b는 도 2b의 에미터를 49 시간 진공 열처리한 후, 이 에미터의 하부에 완충층을 형성시킨 후 슬리브와 용접한 금속 음극의 단면을 200배 확대한 사진이다.FIG. 3A is a 200 times magnification of the cross section of a metal cathode welded to a sleeve after vacuum-heating the emitter of FIG. 2A for 49 hours, and FIG. 3B shows the emitter after vacuum-heating the emitter of FIG. 2B for 49 hours. After forming a buffer layer on the lower portion of the metal cathode welded to the sleeve cross section is enlarged 200 times.

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명은,The present invention to achieve the above technical problem,

가열수단인 히터, 히터를 내장한 슬리브, 상기 슬리브 상단에 위치하며 백금족 금속과 알칼리토류 금속의 이원계 합금으로 이루어진 금속 에미터, 및 상기 상금속 에미터 하부에 백금, 몰리브덴 또는 몰리브덴/루테늄 합금을 함유하는 완충층을 포함하는 전자관용 금속 음극을 제공한다.Heater as a heating means, a sleeve with a built-in heater, a metal emitter composed of a binary alloy of platinum group metal and alkaline earth metal, and a platinum, molybdenum or molybdenum / ruthenium alloy beneath the phase metal emitter It provides a metal cathode for an electron tube comprising a buffer layer.

상기 백금족과 알칼리토류 금속의 합금은 백금족 금속 100 중량부와 알칼리토류 금속 1 내지 15 중량부의 합금인 것이 바람직하고, 상기 백금족 금속은 백금, 팔라듐, 및 니켈로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상인 것이 바람직하며, 상기 알칼리토류 금속은 바륨, 스트론튬, 칼슘 및 마그네슘으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상인 것이 바람직하다.The alloy of the platinum group and the alkaline earth metal is preferably an alloy of 100 parts by weight of the platinum group metal and 1 to 15 parts by weight of the alkaline earth metal, and the platinum group metal is preferably at least one selected from the group consisting of platinum, palladium, and nickel. , The alkaline earth metal is preferably at least one selected from the group consisting of barium, strontium, calcium and magnesium.

상기 완충층의 두께는 1∼5 ㎛인 것이 바람직하고, 상기 완충층은 인쇄(screen printing), 증착 또는 스퍼터링법으로 형성되는 것이 바람직하다.It is preferable that the thickness of the said buffer layer is 1-5 micrometers, and it is preferable that the said buffer layer is formed by screen printing, vapor deposition, or sputtering method.

이하 본 발명에 따른 전자관용 금속 음극 및 그 제조방법을 더욱 상세히 설명한다.Hereinafter, a metal cathode for an electron tube and a method of manufacturing the same according to the present invention will be described in more detail.

백금족 금속-알칼리토류 금속의 이원합금계 에미터와 슬리브를 레이저로 용접할 때 발생하는 크랙은 백금족 금속-알칼리토류 금속 합금에서 형성되어 있는 금속간 화합물이 순간적으로 용해, 증발되면서 부피가 팽창하여 형성된다. 이와 같은 크랙의 형성을 억제하기 위하여 본 발명에서는 상기 에미터 하부에 완충층을 형성하는 것을 특징으로 한다. 상기 완충층은 금속 단독으로 형성되지만, 에미터 및 슬리브와의 반응성이 적고, 고온 안정해야 하며, 기타 음극의 다른 특성에는 영향을 주지 않는 물질이어야 한다. 예를 들어 에미터의 주된 물질인 백금, 슬리버의 주된 물질인 몰리브덴, 경납땜 물질로 잘 알려져 있는 몰리브덴/루테늄 합금 등을 사용할 수 있다.Cracks generated by laser welding the sleeve and the binary alloy emitter of platinum group metal-alkaline earth metal are formed by the volume expansion as the intermetallic compound formed in the platinum group metal-alkaline earth metal alloy is dissolved and evaporated momentarily do. In the present invention, in order to suppress the formation of such cracks, a buffer layer is formed below the emitter. The buffer layer is formed of metal alone, but should be a material having low reactivity with the emitter and the sleeve, stable at high temperature, and not affecting other properties of the other negative electrode. For example, platinum, the main material of emitters, molybdenum, the main material of slivers, and molybdenum / ruthenium alloys, which are well known as brazing materials, may be used.

이와 같은 완충층을 형성하지 않은 경우 아래 실시예에서 볼 수 있는 바와 같이, 크랙이 형성된 부분에는 알칼리토류 금속의 고갈현상에 의하여 큰 동공이 형성되는 것을 볼 수 있는 반면에, 완충층을 형성하여 크랙이 없는 경우 알칼리토류 금속의 고갈현상이 정상적으로 발생하여 동공이 생성되지 않으며 수명에 미치는 영향을 최소화할 수 있다.In the case where the buffer layer is not formed, as shown in the following examples, it can be seen that large pores are formed in the portion where the crack is formed due to the depletion of alkaline earth metal, whereas the buffer layer is not formed In this case, depletion of alkaline earth metals occurs normally, so that pupils are not generated and the effect on life can be minimized.

상기 백금족과 알칼리토류 금속의 합금은 백금족 금속 100 중량부와 알칼리토류 금속 1 내지 15 중량부의 합금인 것이 바람직하고, 이 함량 범위의 하한선에 미치지 못하면 에미션이 저하되는 단점이 있으며, 그 상한선을 초과하면 합금 제조시 잉곳이 너무 취성을 가져 깨어지기 쉬운 단점이 있다. 상기 백금족 금속은 백금, 팔라듐, 및 니켈 등을 사용할 수 있으며, 상기 알칼리토류 금속은 바륨, 스트론튬, 칼슘, 마그네슘 등을 사용할 수 있다.The alloy of the platinum group and the alkaline earth metal is preferably an alloy of 100 parts by weight of the platinum group metal and 1 to 15 parts by weight of the alkaline earth metal, and has a disadvantage in that the emission is lowered if it does not fall below the lower limit of the content range, and exceeds the upper limit. When the alloy is manufactured, there is a disadvantage that the ingot is too brittle and brittle. The platinum group metal may be platinum, palladium, nickel, and the like, and the alkaline earth metal may be barium, strontium, calcium, magnesium, or the like.

상기 완충층은 에미터 및 슬리브와의 반응성이 적고 음극의 특성에 영향을 미치지 않는 금속 또는 합금을 사용할 수 있는데, 상기 금속 또는 합금은 백금, 몰리브덴, 또는 몰리브덴/루테늄 합금일 수 있으며, 상기 완충층의 두께는 1∼5 ㎛인 것이 바람직하다. 이 두께 범위가 상기 하한선에 미치지 못하면 용접 두께보다 작으므로 용접시 완충층의 역할을 제대로 수행하지 못하는 단점이 있고, 그 상한선을 초과하면 불필요하게 에미터의 두께가 증가하게 되므로 열효율이 약간 떨어지며 비용만 상승시키는 단점이 있다.The buffer layer may be a metal or an alloy that is less reactive with the emitter and the sleeve and does not affect the properties of the cathode. The metal or alloy may be a platinum, molybdenum, or molybdenum / ruthenium alloy, and the thickness of the buffer layer It is preferable that is 1-5 micrometers. If this thickness range is less than the lower limit, it is smaller than the welding thickness, and thus, there is a disadvantage in that it does not properly perform the role of the buffer layer during welding, and if the upper limit is exceeded, the thickness of the emitter is unnecessarily increased, so the thermal efficiency is slightly lowered and the cost is increased There is a drawback to this.

이어서 본 발명에 따른 전자관용 금속 음극의 제조방법에 대하여 설명한다. 먼저, 백금족 금속과 알칼리토류 금속을 아크로에서 용융시켜서 합금 잉곳을 제조한 후, 제조된 잉곳을 잘라서 원하는 크기 및 형상으로 에미터를 제조한다. 이렇게 제조된 에미터의 하부에 완충층을 형성시킨 후, 그 결과물을 슬리브와 용접하고, 슬리브와 지지체를 결합시키기 위하여 리본을 슬리브에 용접한다. 이 후, 리본과 지지체를 용접하여 음극 구조체를 완성한다(도 1 참조). 이때, 상기 완충층은 인쇄(screen printing), 증착 또는 스퍼터링법을 사용하여 형성할 수 있으며, 완충층은 슬라이스 커팅 후 형성하는 것이 바람직하며, 완충층을 형성한 후 에미터 커팅을 하는 것이 생산성을 고려할 때 가장 유리하다.Next, the manufacturing method of the metal cathode for electron tubes which concerns on this invention is demonstrated. First, the platinum group metal and the alkaline earth metal are melted in an arc furnace to prepare an alloy ingot, and then the ingot is cut to prepare an emitter in a desired size and shape. After the buffer layer is formed under the emitter thus manufactured, the resultant is welded to the sleeve, and the ribbon is welded to the sleeve to join the sleeve and the support. Thereafter, the ribbon and the support are welded to complete the cathode structure (see FIG. 1). In this case, the buffer layer may be formed using screen printing, vapor deposition, or sputtering, and the buffer layer is preferably formed after slice cutting, and the emitter cutting after forming the buffer layer is most considered when considering productivity. It is advantageous.

이하 하기 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다. 하기 실시예는 단지 예시적인 것으로서, 본 발명의 범위를 한정하지는 않는다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the following examples. The following examples are illustrative only and do not limit the scope of the invention.

[실시예]EXAMPLE

<비교예 1>Comparative Example 1

백금 92 중량부와 바륨 8 중량부를 아크로에서 용융시켜 합금 잉곳을 제조하고 0.8 mm ×0.8 mm ×0.8 mm의 정육면체로 잘라서 에미터를 제조한 다음, 슬리브에 용접하였다.92 parts by weight of platinum and 8 parts by weight of barium were melted in an arc furnace to prepare an alloy ingot, cut into 0.8 mm × 0.8 mm × 0.8 mm cubes to produce an emitter, and then welded to the sleeve.

도 2a는 이와 같이 에미터가 슬리브에 용접된 금속 음극의 단면을 200배 확대한 사진이다. 도 2a를 참조하면, 전자방출물질의 하부에 크랙이 형성되어 있는 것을 볼 수 있다.FIG. 2A is a photograph of a 200 times magnification of the cross section of the metal cathode in which the emitter is welded to the sleeve. Referring to FIG. 2A, it can be seen that cracks are formed below the electron-emitting material.

<실시예 1><Example 1>

비교예 1에서 제조된 에미터의 하부에 인쇄법으로 몰리브덴/루테늄 합금으로 구성된 완충층을 형성하고 슬리브에 용접하였다.A buffer layer made of molybdenum / ruthenium alloy was formed on the bottom of the emitter prepared in Comparative Example 1 and welded to the sleeve.

도 2b는 이 금속 음극의 단면을 200배 확대한 사진이다. 도 2b에서 볼 수 있는 바와 같이, 도 1a에서 보이는 크랙이 전자방출물질의 하부에 완충층을 형성함으로써 더 이상 존재하지 않음을 알 수 있다.2B is an enlarged photograph of a cross section of this metal cathode by 200 times. As can be seen in Figure 2b, it can be seen that the crack shown in Figure 1a is no longer present by forming a buffer layer under the electron-emitting material.

<비교예 2>Comparative Example 2

비교예 1과 동일하게 제조된 에미터를 49시간 진공 열처리한 후, 이의 단면을 200배 확대한 사진을 도 3a에 나타내었다. 도 3a에서 볼 수 있듯이, 크랙이 형성된 부분에는 바륨 고갈에 의하여 큰 동공이 형성되어 있다.The emitter manufactured in the same manner as in Comparative Example 1 was vacuum-treated for 49 hours, and then a photograph of an enlarged cross section thereof 200 times is shown in FIG. 3A. As can be seen in Figure 3a, a large hole is formed by barium depletion in the portion where the crack is formed.

<실시예 2><Example 2>

비교예 2와 동일하게 제조된 에미터의 하부에 인쇄법으로 몰리브덴/루테늄 합금으로 구성된 완충층을 형성하고 슬리브에 용접하였다. 이와 같이 에미터가 슬리브에 용접된 금속 음극의 단면을 200배 확대한 사진을 도 3b에 나타내었다. 도 3b에서 보는 바와 같이, 도 3a에서 보았던 동공은 볼 수 없으며, 바륨 고갈이 정상적으로 발생함을 알 수 있다.A buffer layer made of molybdenum / ruthenium alloy was formed on the bottom of the emitter prepared in the same manner as in Comparative Example 2 and welded to the sleeve. As shown in FIG. 3B, an enlarged cross section of the metal cathode welded to the sleeve by the emitter is 200 times. As shown in Figure 3b, the pupil seen in Figure 3a can not see, it can be seen that barium depletion occurs normally.

본 발명에 따라 에미터의 하부에 완충층을 형성함으로써 에미터와 슬리브의 용접시 크랙이 거의 발생하지 않으며, 바륨 고갈 속도가 크게 감소하여 수명 특성이 향상되었다.According to the present invention, by forming a buffer layer under the emitter, cracks hardly occur during welding of the emitter and the sleeve, and the barium depletion rate is greatly reduced, thereby improving life characteristics.

Claims (6)

가열수단인 히터, 히터를 내장한 슬리브, 상기 슬리브 상단에 위치하며 백금족 금속과 알칼리토류 금속의 이원계 합금으로 이루어진 금속 에미터, 및 상기 상금속 에미터 하부에 백금, 몰리브덴 또는 몰리브덴/루테늄 합금을 함유하는 완충층을 포함하는 전자관용 금속 음극.Heater as a heating means, a sleeve with a built-in heater, a metal emitter composed of a binary alloy of platinum group metal and alkaline earth metal, and a platinum, molybdenum or molybdenum / ruthenium alloy beneath the phase metal emitter A metal cathode for an electron tube, including a buffer layer to be. 제1항에 있어서, 상기 백금족과 알칼리토류 금속의 합금은 백금족 금속 100 중량부와 알칼리토류 금속 1 내지 15 중량부의 합금인 것을 특징으로 하는 전자관용 금속 음극.The metal cathode for an electron tube according to claim 1, wherein the alloy of the platinum group and the alkaline earth metal is an alloy of 100 parts by weight of the platinum group metal and 1 to 15 parts by weight of the alkaline earth metal. 제1항에 있어서, 상기 백금족 금속은 백금, 팔라듐, 및 니켈로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상인 것을 특징으로 하는 전자관용 금속 음극.The cathode of claim 1, wherein the platinum group metal is at least one selected from the group consisting of platinum, palladium, and nickel. 제1항에 있어서, 상기 알칼리토류 금속은 바륨, 스트론튬, 칼슘 및 마그네슘으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상인 것을 특징으로 하는 전자관용 금속 음극.The metal cathode of claim 1, wherein the alkaline earth metal is at least one selected from the group consisting of barium, strontium, calcium, and magnesium. 제1항에 있어서, 상기 완충층의 두께는 1∼5 ㎛인 것을 특징으로 하는 전자관용 금속 음극.The metal cathode for an electron tube according to claim 1, wherein the buffer layer has a thickness of 1 to 5 m. 제1항에 있어서, 상기 완충층은 인쇄(screen printing), 증착 또는 스퍼터링법으로 형성되는 것을 특징으로 하느 전자관용 금속 음극 제조방법.The method of claim 1, wherein the buffer layer is formed by screen printing, vapor deposition, or sputtering.
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