KR860001672B1 - 전자관용 음극 구체 - Google Patents

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내용 없음.

Description

전자관용 음극 구체

제1도는 종래의 전자관용 음극 구체의 한예를 도시하는 사시도.

제2도는 제1도의 전자관용 음극구체의 제조공정의 요부를 도시하는 설명도.

제3도 내지 제5도는 본 발명의 전자관용 음극구조의 한 실시예를 도시하는 도면.

제3도는 사시도.

제4도는 평면도.

제5도는 제4도를 A-A선에 따라 절단한 단면도.

제6도는 본 실시예를 내장하는 컬러수상관용 전자총을 음극 지지부 방향에서 본 일부 절단평면도.

제7도 내지 제9도는 각각 본 발명의 전자관용 음극 구체의 다른 실시예에 적용하는 지지편을 도시한 요부사시도.

제10도는 히이터를 일정하지 않은 피치로 감은 필라멘트의 상태를 도시하는 설명도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

3,32 : 산화물층 4,33 : 필라멘트

21 : 음극지지통체 22 : 통체

23 : 도전지지부재 26 : 지지편

29 : 음극슬리이브 31 : 기체금속

본 발명은 전자관용 음극 구체에 관한 것으로, 특히 컬러 수상관의 전자총에 적합하게 사용되는 초속동형의 전자관용 음극 구체에 관한 것이다.

종래의 초속동형의 전자관용 음극 구체의 한 예를 제1도 및 제2도를 따라 설명하면, 판두께가 약 40μm인 니켈을 주재료로하는 음극통체(1)의 내부에 히이터(2)(2)를 내장하는 동시에 전자 방사성 산화물층(3)을 음극통체(1)의 윗면에 부설하므로써 구성되고, 히이터(2)(2)는 지름이 20μm 내지 30μm인 텅스텐선을 코일 모양으로 형성한 필라멘트(4)와, 이 필라멘트(4)를 내외 양측으로부터 고정하는 소결알루미늄의 절연층(5)으로 구성되고, 바깥면은 음극통제(1)의 일부에 치밀하게 접촉되고, 또 이 일부에 의하여 거의 완전히 포위된다. 이와같은 음극통체(1)는 최초, 제2도에 참조번호(11)로 표시하는 바와같이 구형단면의 통상 등으로 형성되고, 또 그 내부공간은 히이터(2)(2)를 삽입하고도 상당한 간격을 남길 정도의 크기로 설계된다. 그리고 압축공정에 있어서 정형대(6)(6)를 제2도의 화살표 방향으로 이동시키므로써 히이터(2)(2) 간에 상기한 관계를 가지도록 구성된다.

이와같은 전자관용 음극구체는 음극통체(1)의 일부가 중합부를 형성하고, 또 다른 부분이 히이터(2)(2)의 바깥면에 밀접해서 이 히이터(2)(2)를 심지로하여 음극통체 전체가 변형되어 있기 때문에, 히이터(2)(2)와 음극통체(1)와의 기계적 및 열적 결합의 정도는 극히 높아져서 상기 양자간의 상대적 위치 변위에 따르는 여러가지의 병폐가 제거될 뿐만 아니라, 가열효율의 향상이 얻어지고, 특히 소형 브라운관의 열전자 방출원으로서 우수한 효과를 발휘한다고 알려져 있지만, 그 반면에 하기와 같은 전자관용 음극구체로서는 치명적인 문제점이 있다.

첫째로, 필라멘트의 단부만으로 지지하고 있기 때문에 내진(耐振) 및 충격 등에 약한 구조가 된다. 또 필라멘트의 열 변형 특성 등을 고려하면 전자방사성 산화물질과, 이것에 대립 설치되는 격자전극과의 간격(G₁-K간격)이 일정하게 되지 않으므로, 격자전극의 커트오프전압이 변동하고, 컬러수상관에 있어서는 백밸런스가 나빠진다.

둘째로, 필라멘트의 가열시, 필라멘트, 알루미나의 코우팅재료, 니켈의 음극통체 등의 열팽창차에 의하여 필라멘트가 파단되거나, 코우팅재가 박리되는 것에 기인하는 필라멘트와 음극통체와의 접촉사고가 발생하기 쉽다.

세째로 구형단면의 음극통체에 히이터를 삽입하고 나서 압축공정에 의해 음극통체를 히이터의 절연층 바깥면에 접촉시키고 또 음극 통체의 일부에 중합부를 형성시키는 공정에서 히이터를 삽입하고 나서 압축하는 공정은 필라멘트 및 알루미나의 취약점으로 미루어서 대단히 곤란하다.

네째로, 히이터를 형성하는 코일모양의 텅스텐으로 구성되는 필라멘트와 알루미나와의 사이에 W+Al₂0₃→WmOn+Al(단, m,n는 정의 정수)의 반응이 일어나고, 이 WnOn 중의 산소가 니켈을 주재료로 하는 약40μm의 음극구체의 결정입계를 확산해서 상부의 산화물층의 조성을 변화시키는 이른바 개스도우프(gasdope) 현상이 발생하여 음극으로서의 수명을 극히 단축시킨다.

다섯째로, 가장 중요한 결점은 전자방사 물질과 대응되는 제1격자전극의 거리를 이동시킬 수 없으므로, 제1격자 전극의 전자비임 통과 구멍 거리가 종류에 따라 다른 경우에는 품종별로 대응되는 전자관용 음극 구체를 다수 준비해 놓아야 한다.

여섯째로, 컬러수상관과 같은 제1격자 전극은 상기 제1내지 제5의 결점 등으로 미루어보아 3조 일체로된 전자 총에의 사용은 대단히 곤란하다.

본 발명은 상기한 종래의 결점을 고려하여 연구된 초속동형의 전자관용 음극구체이고, 음극구체로서의 점유부의 증대를 방지하고, G₁-K간격의 변화가 없고, 제조가 용이하고, 또 수명이 길고, 높은 신뢰성을 얻을 수 있다. 가는 네크를 갖는 컬러수상관에도 사용이 가능한 전자관용음 극구체를 제공하는 것을 목적으로 한다.

즉, 본 발명의 전자관용 음극 구체는 전자총축에 직각인 평면상에 평행으로 가지런히 놓여지고, 직접 또는 연결편을 개재하여 고정된 통상의 2개의 음극 슬리이브와 이 2개의 음극 슬리이브의 포락정면(包絡頂面)을 따라 전자 총의 축이 중심이 되도록 배설되는 동시에 2개의 음극 슬리이브의 각 단부의 테두리 근방이 고정되어서 구성되는 기체금속과, 이 기체금속상에 형성된 산화물층과, 2개의 음극 슬리이브의 단부 테두리 근방에서 전자총축에 대하여 축대칭이고 또 축 방향으로 설치된 1쌍의 지지편과, 전자총의 축방향으로 절연층을 개재하여 각각 간접지지된 2개 이상의 도전 지지부재를 고정하여 구성되는 제1의 음극 지지통 체와, 1쌍의 지지편의 타단부가 음극지지통체에 용접고정 되는 동시에 2개의 음극 슬리이브에 각각 삽입된 히이터를 적어도 구비하고 있는 것을 특징으로 한다.

다음에 본 발명의 첫 실시예를 제3 내지 제6도를 따라 설명한다.

. 즉, 전자관용음극 구체(20)는 예를들면 타원상으로 형성된 음극 지지통체(21)와, 이 음극지지통제(21)의 원형부 내면에 적어도 일단이 접합하도록 형성되고 음극지지통체(21)에 용접고정된 통체(22),(22)와 이 통체(22)에 필라멘트용의 도전지지부재(23)(23)를 관통시킨 후에 접착유리(24)(24)등의 절연물로 고착해서 구성되는 음극지지체(25)와, 음극구체를 지지하는 1쌍의 지지편(26)(26)과, 이 지지편(26)(26)의 일단부(27)(27)를 개재하여 전자총축(Z)에 대하여 직각이고 또 평행으로 정렬된 접촉점(28)(28)을 용접한 단면형상이 거의 원형을 이루고 내외면을 흑화처리한 예를들면 두께 15μm, 직경 1.3mm, 길이 3mm의 니켈-크롬-텅스텐 합금으로 구성되는 2개의 음극슬리이브(29)(29)와, 이들 음극 슬리이브(29)(29)의 포락정면을 따라 전자총축(Z)을 중심으로 하여 배설되는 동시에 음극슬리이브(29)(29)의 각단부근방에 4개의 용접점(30)을 개재하여 고정된 예를들면 두께 0.04mm 직경 1.3mm의 니켈을 주재료로 하는 기체금속(31)과, 이 기체금속(31) 위에 피착형성한 열전자를 방출하는 산화물층(32)과, 음극슬리이브(29)(29)의 동일방향의 개구부로부터 각각 삽입 가능한 코일모양으로 필라멘트(33)의 내외면에 알루미나(34)를 소결하고 양단부 근방을 각각 필라멘트용 도전지지부재(23)(23)의 용접점(35)(35)을 개재하여 도입되어 접촉된 히이터 (36)(36)와, 음극구체를 지지하는 지지편(26)의 다른 1단부가 음극지지통체(21)에 용접되어서 형성된다.

다음에 상기한 구조를 가지는 전자관용 음극 구체를 3개 사용해서 컬러수상관용 전자총으로 조립하는 구조를 제6도에 의하여 설명한다.

즉, 일렬배치된 전자 비임 통과 구멍들(R)(G)(B)이 천설된 제1격자전극(37)이 설치부(55)를개재하여 비이드 유리(39)에 심어 설치되는 동시에 다른 전극도 각각 설치부를 개재하여 심어 설치된다. 동시에, 비이드 유리(39)에 각각 판상의 음극 지지판(40)도 설치부(41)를 개재하여 심어 설치되고, 또 음극지지판(40)에는 통상의 음극지지부(42)가 고착된다. 다음에, 음극지지부(42) 내에 제3도 내지 제5도에 도시한 전자관용 음극구체(20)를 삽입하고, 종래의 방열형 음극구체의 경우와 같이 제1격자전극의 전자 비임통과 구멍들(R)(B)(G)을 개재하여 이것에 대립 설치되는 산화물층(32)간의 간격을 일반적으로 스팬세트장치로 호칭되는 에어마이크로미터 등을 개재하여 소망의 값으로 한 다음, 음극지지부(42)와 음극지지통체(21)의 측벽부를 용접 등의 수단으로 고정하고 전자총구체를 완성한다.

다음에 이와같이 완성된 전자관용전극구체의 작용효과를 설명한다.

첫째로, 음극 슬리이브의 지지편이 전자 총의 축방향으로 설정되고, 음극지지통체에 고정되어 구성되고 있으므로, 음극구체이 평면 관찰에 의한 음극슬리이브의 길이방향에 대하여 가로방향의 치수가 작고, 앞으로의 컬러 수상관의 주류가 되는 가는 네크를 가진(R)(B)(G)용의 3 전자총간의 전극치수가 작은 전자총에도 충분히 적용이 가능하다.

둘째로, 음극구체는 3개의 전자총에 따로따로 설치할 수가 있기 때문에 제조공정에 있어서 부분적으로 결합이 있어도 그것만을 버릴 수 있다.

세째로, 음극 슬리이브가 흑화처리되고, 또 얇은 재료로 구성되어 있으므로 속동형이다. 즉, 본실시예에 있어서는 음극 슬리이브의 길이방향의 대략 중앙부, 즉 전자총축을 중심으로 하도록 기체 금속이 재치된 구조를 하고 있으므로 이 기체금속은 히이터의 거의 중앙 위치에 있게된다.

이 경우에, 히이터에 전압을 인가한후 히이터의 온도상승과정을 조사해보면 히이터의 길이방향의 중앙부에서 온도가 상승하고 있는 것을 알 수 있고, 실험결과에서도 1.5초의 출화(出畵) 특성을 얻을 수가 있었다.

이 음극 슬리이브의 중앙부의 온도가 가장 높아지는 이유로서는 첫째로 히이터에서 방산된 열이 음극 슬리이브에 전파되어 음극 슬리이브의 양단부가 개방되고 있기 때문에 히이터로부터의 열은 음극 슬리이브의 양단부로부터 도망가서 이 부분의 온도를 강하시킨다.

네째로, 히이터와 기체금속이 접촉되지 않는 구조를 이루고, 히이터로부터의 비산물은 음극 슬리이브에는 부착하나, 기체금속에는 부착하지 않는다. 따라서, 기체금속상에 피착된 산화물층으로부터의 열전자의 방출, 즉 에미선의 열화가 대단히 작다.

다섯째로, 음극슬리이브는 크롬이나 텅스텐 등을 함유하는 금속으로 구성되고, 이 크롬이나 텅스텐이나 텅스텐과 알루미나의 반응으로 생기는 산소 등이 기체금속 속에 확산되면 에미선열화를 초래하나, 본 실시예의 경우는 주변부의 2 및 4점만으로 음극 슬리이브에 고정되고 있고, 중앙부에는 공간이 형성되어, 접촉되지 않는 구조이기 때문에 크롬이나 텅스텐이나 산소 등의 확산이 있어도 전자관의 전자총의 경우, 대립설치되는 격자전극의 전자 비임 통과 구멍의 직경은 음극의 전자방사부의 직경에 비해 작게 설치되고 있으므로 전자방사는 중앙부만으로 행해지는 구조로 되어 있어, 본 실시예의 경우에는 불순물의 확산이 극히 적고, 에미선에 유리하고 또 수명도 길어진다.

여섯째로 기체 금속과 음극슬리이브와의 고정은 기체금속의 테두리 근방에서 이루어지고 있으므로 용접전극재, 예를들면 동의 부착이 있어도 테두리 근방뿐이다.

일곱째로 종래예와 같이 히이터를 삽입하고, 그후에 압축공정 등을 거칠 필요가 없으므로 제조 방법이 대단히 간단하고, 또 히이터를 압축하는 공정이 없기 때문에 히이터 속의 필라멘트의 단선, 필라멘트의 음극 슬리이브가 접촉하는 기회가 극히 적고 음극구체로서의 신뢰성이 우수하다.

여덟째로 지지구조가 전자총축에 대하여 축대칭이기 때문에 각 부품의 열변형을 회전으로 회피한 수 있는 구조이고, 수명중의 치수변화(예를들면 G₁-K간격 변화)가 적다. 다음에, 본 발명의 다른 실시예의 요부를 제7도 및 제8도에 따라 설명한다.

상기의 실시예에 있어서는 지지편을 장방형으로 했으나 이것에 한정되는 것이 아니고, 제7도의 도시와 같이 음극 지지통체(21)와 음극슬리이브(29)간에 V자 모양으로 지지편(46)을 설치하거나, 제8도의 도시와 같이 음극지지통체(21)와 음극슬리이브(29)간에 V자 모양으로 지지편(56)을 형성하거나, 제9도의 도시와 같이 음극 지지통체(21)와 음극슬리이브(29) 사이에 크랭크 모양의 절곡부를 가지는 지지편(56)을 설치 할 수도 있다.

또, 제10도의 도시와 같이 음극슬리이브(29)에 삽입된 히이터의 음극슬리이브(29)의 중앙 즉 기체금속(31)과 산화물층(32)에 대응되는 중앙부 근방을 치밀하게 감아서 구성한 이른바 피치가 일정하지 않은 필라멘트(33)로 구성하므로써 동일 입력전력으로 기체금속(31)과 산화물층(39)의 온도를 보다 빨리 상승시킬 수 있게되고, 속동성을 더욱 우수하게 할 수 있다.

또 제1의 음극지지통체(21)의 형상을 타원형 대신에 장방형 등의 원형이 아닌 모양으로 하거나 필라멘트 도전 부재를 음극 슬리이브의 길이 방향의 좌우 양쪽, 또는 좌우의 어느 한쪽에 2개를 가지도록 해도되고, 음극슬리이브간을 연결편으로 연결해도 무장한 것은 물론이다.

상기와 같이 본 발명의 전자관용 전자총 구체는 음극슬리이브의 지지편이 전자총축 방향에 있어서 음극지지통체에 고정해서 구성되어 있으므로 음극슬리이브의 길이방향에 대하여 가로방향의 치수가 적고, 가는 네크의 컬러수상관용의 전자총에도 충분히 적용이 가능하고, 이 경우 전자관용전자총 구체에 결함이 있어도 그것만을 교환하면 되고, 음극슬리이브가 흑화처리되고, 또 얇은 재료로 구성되므로 속동형이고, 기체금속이 히이터의 거의 중앙에 있어 더욱 속동형이 되고, 히이터와 기체금속이 접촉되지 않는 구조이므로 에미선의 열화가 대단히 작으며, 기체금속과 음극슬리이브와의 고정은 기체금속의 테두리부 근방에서 실시되므로 용접전극재에 의한 결함이 없고, 히이터속의 필라멘트가 단선되거나 필라멘트와 음극슬리이브가 접촉하는 기회가 극히적고, 신뢰성이 우수하며, 지지구조가 전자총축에 대하여 축대칭이고, 각 부품의 열변형을 회전으로 도피할 수 있으므로 치수 변화가 적고, 그밖의 효과도 있어 그 공업적 가치는 극히 크다.

Claims (3)

1. 전자총축(Z)에 직각을 이루는 평면상에 평행으로 정돈되고, 직접 또는 연결편을 개재하여 고정된 통상의 2개의 음극슬라이브(29)와, 상기 2개의 음극슬리이브(29)의 포락정면을 따라 고정된 기체금속(31)과, 상기 기체금속상에 형성된 산화물층(32)과, 상기 음극슬리이브(29)에 각각 삽입된 필라멘트(33) 및 이에 피복된 소결절연층(34)을 가지는 히이터 (36)와, 상기 히이터 (36)의 필라멘트(33) 단부가 고착된 2개 이상의 도전지지부재(23)를 구비하는 전자관용 음극구체에 있어서, 상기 음극 슬리이브는 통상의 도전체로 만든 음극지지통체(21)의 위쪽에 복수개의 지지된(26),(46),(56)을 개재하여 용접 고정되고, 상기 도전지지부재(23)는 절연물(54)을 개재하여 상기 음극 지지통체(21)에 지지되어서 구성되는 것을 특징으로 하는 전자관용 음극구체.
2. 제1항에 있어서, 상기 히이터(36)는 기체금속(31)에 직접 접합되지 않는 것을 특징으로 하는 전자관용 음극구체.
3. 제1항에 있어서, 상기 음극 슬리이브(29)는 내외면이 흑화되어 있는 것을 특징으로하는 전자관용 음극구체.

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