KR100189833B1 - 칼라 음극선관용 전자총 - Google Patents

Abstract

음극선관용 전자총을 개시한다. 이 전자총은 전계방출소자로 이루어진 전자방출부를 갖는 셀을포함하는 음극구조체와, 상기 전자방출부로부터 방출된 전자빔을 집속 및 가속하기 위해 렌즈를 형성하는 포커스 전극과, 최종가속전극을 구비하여 된 음극선관용 전자총에 관한 것으로, 상기 전자방출부가 횡장형으로 이루어진 것에 그 특징이 있으며, 이는 화면의 주변부에 주사되는 전자빔의 단면이 횡장형화 되는 것을 방지할 수 있다.

Description

칼라 음극선관용 전자총

본 발명은 칼라 음극선관용 전자총에 관한 것으로, 더 상세하게는 삼극부가 개량된 칼라 음극선관용 전자총에 관한 것이다.

일반적인 음극선관은 도 1에 도시된 바와 같이 내면에 형광막이 형성된 패널(10)과, 이 패널(10)과 봉착되는 것으로 그 네크부(21)와 콘부(22)에 각각 전자총(30)과 편향요오크(23)가 설치된 펀넬(20)을 구비하여 구성된다. 이와 같이 구성된 음극선관은 상기 전자총으로부터 방출된 전자빔이 편향요오크에 의해 편향되어 형광막에 주사 됨으로써 형광막을 여기시켜 화상을 형성하게 된다.

제2도에는 상기 펀넬의 네크부에 장착되어 열전자를 방출하는 전자총의 일예를 나타내 보였다.

이 전자총은 삼극부를 이루는 음극구조체(31), 제어전극(32) 및 스크린전극(33)과, 상기 스크린전극(33)으로부터 순차적으로 설치되어 전자렌즈를 형성하는 포커스 전극(34)과 최종가속 전극(35)를 구비하여 구성된다. 여기에서 음극구조체(31)에 사용되는 음극은 히이터에 의해 전자방출물질을 가열하여 열전자를 방출하는 방열형 음극이 사용된다.

이와 같이 구성된 상기 전자총은 음극구조체(31)와 각각의 전극에 소정의 전위가 인가됨으로써 상기 음극구조체(31)로부터 열전자가 방출됨과 아울러 상기 각 전극사이에 전자렌즈가 형성된다. 따라서 상기 상기 음극구조체(31)로부터 방출된 전자빔은 각 전극사이에 형성된 전자렌즈를 통과하면서 집속 및 가속된다.

상기 전자총으로부터 방출된 전자빔의 빔 전류밀도와 정상적으로 전자빔의 방출되기 까지의 시간은 상기 음극구조체(31)에 의해 좌우된다. 그러므로 상기 전자총에 있어서, 전자의 방출원인 음극구조체(31)가 무엇보다 중요하다 할 것이다.

그런데, 상술한 바와 같은 종래의 칼라 음극선관용 전자총의 삼극부는 전자방출 및 방출된 전자를 제어하기 위하여 불가피하게 사용되었지만 이 삼극부의 사용으로 인한 전류분포의 비균일성으로 인한 전하반발력 효과와 프리 포커스 렌즈의 수차 영향으로 형광막에 랜딩되는 전자빔 경의 특성은 메인렌즈의 개선효과에 한정되게 되며, 전류대별 전자빔경의 변화와 포커스 특성과 전자빔의 빔경에 문제가 된다.

그리고 종래 전자총의 다른 예로서 삼극부의 음극구조체를 필드 에미터를 사용하는 하는 경우 이 필드 에미터로부터 발생되는 전류밀도가 일정하다 하여도 상기 상술한 전자총에서 언급한 바와 같이 제어전극으로부터 침투되는 전계에 의해 영향은 여전히 존재하게 된다.

이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 발명인은 필드 에미터를 채용한 전자총을 한국 특허 출원 제96-2071호로 출원 하였다.

이 삼극부로서 전계방출소자를 채용한 전자총은 도 3에 도시된 바와 같이 전계방출소자로 이루어진 세 전자방출부(51a)로 이루어진 셀(51)을 갖는 음극구조체(50)와, 이 음극구조체(50)로부터 방출된 전자빔을 집속하기 위해 주렌즈를 형성하는 포커스 전극(42)과, 최종가속전극(43)을 포함하여 구성되는데, 상기 전계방출소자로 이루어진 전자방출부(51a)는 도 4에 도시된 바와 같이 포커스 전극(42)에 형성된 전자빔 통과공(42a)과 동일한 원형으로 형성되어 있다.

상기와 같이 구성된 전자총(40)은 전계방출소자로부터 방출된 전자빔의 단면이 원형을 이루게 되므로 포커스 전극(42)와 최종 가속전극(43) 사이에 형성되는 주렌즈에 입사되는 전자빔의 단면이 원형을 이루게 된다.

상기 주렌즈에 입사되는 원형단면의 전자빔은 주렌즈에 의해 집속 및 가속된 후 편향요오크에 의해 편항되어 형광막에 랜딩된다. 상기와 같이 랜딩되는 과정에서 주렌즈에 의해 집속 및 가속되어 형광막 주변부로 편향시 편향요오크에 의해 편향되는데, 수직 및 수평편향코일에 의해 형성되는 자계를 통과하면서 편향되는 전자빔은 세 빔을 한곳에 집중시키기 위하여 핀자계와 배럴자계로 이루어진 비균일 자계에 의해 왜곡을 받아 찌그러지게 되며, 또한 스크린면의 기하학적 곡율에 의해 의해 타원형으로 찌그러지게 된다.

상기와 같이 화면 주변부의 형광면에 랜딩되는 전자빔의 단면이 정원을 이루지 못하고 수평방향으로는 코어성분으로 횡장형을 이루고 수직 방향으로는 오버포커싱 된 빔에 의해 헤이즈(haze)가 발생하게 되어 횡장형을 이루고 화상의 해상도가 저하되는 문제점이 내재되어 있다.

본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 전자총으로부터 방출되는 전자빔의 단면을 횡장형으로함으로써 편향요오크에 의한 전자빔의 편항시 전자빔 단면의 왜곡을 보상하여 화상의 해상도를 향상시킬 수 있는 음극선관용 전자총을 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 일반적인 음극선관의 단면도,

도 2는 종래 전자총의 단면도,

도 3은 종래 전자총의 다른 실시예를 도시한 단면도,

도 4는 음극구조체의 정면도,

도 5는 본발명에 따른 전자총의 사시도,

도 6은 음극구조체의 전자방출부를 도시한 단면도,

도 7도 및 도 8은 음극구조체의 다른 실시예를 도시한 정면도.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

60; 음극구조체 71; 포커스 전극

61;(음극구조체의) 셀 61a; 전자방출부

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 전계방출소자로 이루어진 전자방출부를 갖는 셀을 포함하는 음극구조체와, 상기 전자방출부로부터 방출된 전자빔을 집속 및 가속하기 위해 렌즈를 형성하는 포커스 전극과, 최종가속전극을 구비하여 된 음극선관용 전자총에 있어서, 상기 셀의 전자방출부의 형성영역이 횡장형으로 이루어진 것을 그 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 전자방출부가 직사각형 또는 횡장형의 타원형으로 형성된다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 한 바람직한 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 5에는 본 발명에 따른 칼라 음극선관용 전자총의 일 실시예를 나타내 보였다.

이 칼라 음극선관용 전자총은 전자 방출원이 전계방출소자로 이루어진 전자방출부(61a)를 갖는 셀(61)을 포함하는 음극구조체(60)와, 상기 전계방출소자와 인접되게 설치되어 이 음극구조체(60)로부터 방출된 전자빔을 집속 및 가속하기 위한 포커스 전극(71)과 최종가속전극(72)를 구비하여 구성된다. 여기에서 상기 포커스 전극은 전자빔을 다단 집속하기 위해 복수개를 설치하여도 무방하다.

여기에서 상기 음극구조체(60)의 셀(61)에 형성된 전자방출부(61a)는 제6도에 도시된 바와 같이 포커스 전극(71)의 입사측 전자빔 통과공(71H))과 대응되게 설치되는 것으로, 실리콘 등으로 이루어진 기판(61b)의 상면에 캐소오드 전극층(61c)이 형성되고 이 캐소오드 전극층(61c)에는 몰리브덴을 주성분으로 하는 다수개의 금속팁(61d)이 형성된다. 그리고 상기 금속팁(61d)의 주위에는 SiO2로 이루어진 절연층(61e)이 형성된다. 여기에서 상기 금속팁(61d)은 주위에 절연층(61e)이 형성되므로 외부로 노출된다. 상기 금속팁(61d)이 노출되도록 설치된 절연층(61e)의 상면에는 금속팁(61d)과 대향되는 부위에 게이트(gate)가 마련된 게이트 전극층(61f)이 형성된다. 상기 기판 상에 설치된 한 개의 급속팁 당 전류가 80㎁ 내지 100㎁ 정도 이므로 한 전자총의 전자방출부의 전계방출소자 형성영역(61a)내에 금속팁이 적어도 10,000개 이상이면 1㎃ 이상을 얻을 수 있으므로 음극선관의 형광막을 여기시키기 위한 충분한 전류가 된다.

상술한 바와 같이 구성된 전자방출부(61a)의 형성영역은 본 발명의 특징에 따라 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이 횡장형의 타원형 또는 직사각형의 형상으로 형성하여 제작한다. 그리고 상기 전계방출소자의 방출영역을 횡장형의 형상으로 하는 것은 상술한 실시예에 의해 한정되지 않고 다양한 형태로 변형 가능함은 물론이다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 칼라 음극선관용 전자총의 작용을 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 음극 구조체를 갖는 전자총은 음극선관의 펀넬 네크부에 장착된 상태에서 상기 전자총을 이루는 포커스전극(71) 및 최종각속 전극(72)에 소정의 전위가 인가되면, 전극들의 사이에는 주렌즈가 형성된다. 그리고 상기 음극구조체(60)의 전자방출부의 금속팁로부터 전자빔이 방출된다. 상기와 같이 방출된 전자빔은 상술한 전자렌즈들을 통과하면서 집속 및 가속된 후 편향요오크에 의해 편향되어 형광막의 형광점에 랜딩되어 형광막을 여기시키게 된다.

상술한 바와 같이 음극구조체의 전자방출부 형성영역(61a) 즉, 빔출화 영역을 횡장형의 형상을 갖게 하므로써, 상기 주전자렌즈를 통과한 전자빔의 단면은 횡장형의 단면을 가지게 되므로 편향요오크의 핀쿠션자계와 배럴자계의 편향영역의 통과시 비균일 편향자계에 의한 왜곡을 덜 받게 된다.

따라서 상기 편향영역을 통과한 전자빔의 단면은 원에 가까운 형상을 가지게 되어 형광막의 주변부에 랜딩되는 전자빔이 횡장형화 되고 수직으로 심한 헤이즈(haze)를 갖는 방지할 수 있다.

이를 더욱 상세하게 설명하면, 상기 셀(61)의 전자방출부로부터 방출된 전자빔은 출사시부터 약20도의 출사각을 가지고 주렌즈로 입사되게 되는데, 상기 전자빔의 출사각도는 주렌즈 내에서 빔의 점유면적이 커져 주렌즈의 구면수차를 크게 받게된다. 한편 화면의 수평방향에 있어서는 주렌즈의 집속력과 편향요오크의 편향력이 상반된 힘을 갖게 되므로 주렌즈 내에서 빔의 점유면적이 다소 크더라도 셀프 포커싱 되게 된다. 그러나 전자빔의 수직 방향에 있어서는 주렌즈의 집속력과 편향요오크의 편향력이 상호 증대되는 방향으로 작용하게 되므로 형광막 주변부로 전자빔의 편향시 오버 포커싱 되게 되는데, 본 발명에 따른 전계방출소자는 상기 전자빔의 방출영역을 횡장형으로 형성하여 출사되는 전자빔의 단면을 횡장형화 함으로써 주렌즈와 편향요오크의 편향 영역에서 수직 방향의 점유면적을 줄여 주렌즈에서의 구면수차와 편향자계 내에서의 팬형왜곡을 줄일 수 있다. 따라서 상기 형광막에 랜딩되는 전자빔의 단면을 원형에 가깝게 가져갈수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명 칼라 음극선관용 전자총은 전자방출원인 전계방출소자의 형성영역을 횡장형으로 함으로써 수직방향으로 전자빔의 폭을 작게하여 사용전류밀도를 작게하고 주렌즈 및 편향계내에서 빔점유면적도 줄여 화면주변부에서의 디포커싱의 영향을 줄일 수 있다. 그리고 본 발명에 따른 전자총은 상술한 실시예에 의해 한정되지 않고 당업자에 의해 본원 발명의 기술적 범위내에서 변형 가능함은 물론이다.

Claims (2)

1. 전계방출소자 어레이로 이루어진 전자방출부를 갖는 셀을포함하는 음극구조체와, 상기 전자방출부로부터 방출된 전자빔을 집속 및 가속하기 위해 렌즈를 형성하는 포커스 전극과, 최종가속전극을 구비하여 된 음극선관용 전자총에 있어서,

   상기 전자방출부의 전계방출소자 어레이 형성영역이 횡장형으로 이루어진 것을 특징으로 하는 음극선관용 전자총.
2. 제1항에 있어서,

   상기 전자방출부의 전계방출소자 어레이 형성영역이 직사각형 또는 횡장형의 타원형으로 형성된 것을 특징으로 하는 음극선관용 전자총.