KR100207573B1 - 칼라 음극선관용 전자총 - Google Patents

Abstract

칼라 음극선관용 전자총을 개시한다. 이 전자총은 전계방출소자로 이루어진 전자방출부를 갖는 음극구조체와, 이 음극구조체로부터 방출된 전자빔을 예비 집속하기 위한 보조렌즈를 형성하는 보조전극 및 포커스 전극과, 상기 포커스 전극과 인접되게 설치되어 주렌즈를 이루는 최종가속 전극를 구비하여 된 것에 그 특징이 있으며, 이는 주렌즈로의 입사각을 줄일 수 있는 이점을 가진다.

Description

칼라 음극선관용 전자총{Electron gun for color cathode ray tube}

본 발명은 칼라 음극선관용 전자총에 관한 것으로, 더 상세하게는 전자방출원으로 전계방출소자를 갖는 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.

도 2에는 상기 펀넬의 네크부에 장착되어 열전자를 방출하는 전자총의 일예를 나타내 보였다.

이 전자총은 삼극부를 이루는 음극구조체(40), 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(40)에 사용되는 음극은 히이터에 의해 전자방출물질을 가열하여 열전자를 방출하는 방열형 음극이 사용된다.

이와 같이 구성된 상기 전자총은 음극구조체(40)와 각각의 전극에 소정의 전위가 인가됨으로써 상기 음극구조체(40)로부터 열전자가 방출됨과 아울러 상기 각 전극사이에 전자렌즈가 형성된다. 따라서 상기 음극구조체(40)로부터 방출된 전자빔은 각 전극사이에 형성된 전자렌즈를 통과하면서 집속 및 가속된다.

상기 전자총으로부터 방출된 전자빔의 빔 전류밀도와 정상적으로 전자빔의 방출되기 까지의 시간은 상기 음극구조체(40)에 의해 좌우된다. 그러므로 상기 전자총에 있어서, 전자의 방출원인 음극구조체가 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. 이를 더욱 상세하게 설명하면 음극구조체로부터 방출된 전자빔들은 스크린 전극의 전계가 음극면에 침투되는 정도에 따라 비균일 적인 전류밀도를 가지게 된다.

그리고 이와 같은 문제점을 해결하기 위한 종래 전자총의 다른 예로서는 도 3에 도시된 바와 같이 전계방출소자로 이루어진 세 개의 전자방출부(51R)(51G)(51B)를 가진 음극구조체(51)와, 상기 음극구조체 (51)와 소정간격 이격되도록 설치된 포커스 전극(52)과, 이 포커스 전극(52)과 인접되게 설치되어 주렌즈를 이루는 최종가속 전극(53)를 포함한다.

그리고 상술한 종래 전자총(50)은 음극구조체(51)와 포커스 전극(52) 및 최종가속 전극(53)에 소정의 전위가 인가됨에 따라 제4도에 도시된 바와 같이 상기 포커스 전극(52)과 최종 가속전극(53) 사이에 주렌즈(100)가 형성된다.

따라서 상기 음극구조체(51)의 전자방출부(51B)로부터 방출된 전자빔은 주렌즈(100)를 통과하면서 집속 및 가속된 후 도면에는 도시되어 있지 않으나 편향요오크에 의해 편향되어 형광막에 랜딩되게 된다.

그러나 상기 음극구조체의 전자방출원인 전계방출소자는 전자빔의 출사각이 20도 이상으로 큰 각을 가지고 있으므로 상기 주렌즈로 입사되는 입사각이 5도 미만의 입사각을 갖는 열음극 전자총에 비해 상대적으로 커지게되어 주렌즈에서의 구면수차를 크게 받게된다. 따라서 형광막에 랜딩되는 전자빔이 열화되어 화상의 해상도를 향상시킬 수 없는 문제점이 있다.

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 주렌즈로 입사되는 전자빔의 입사각을 줄여 전자빔의 포커스 특성을 향상시킬 수 있는 칼라 음극선관용 전자총를 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 일반적인 음극선관의 단면도,

도 2는 종래 칼라 음극선관용 전자총의 일부절제 평면도,

도 3은 종래 전자총의 단면도,

도 4은 종래 전자총의 전자빔의 집속상태를 가시화 시켜 나타내 보인 도면,

도 5는 본 발명에 따른 칼라 음극선관용 전자총의 단면도,

도 6는 본 발명에 따른 칼라 음극선관용 전자총에 의한 전자빔의 궤적을 가시화 시켜 나타내 보인 도면.

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

60; 전자총

61; 음극구조체

62; 보조전극

63; 포커스 전극

64; 최종 가속전극

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 전자방출원으로 전계방출소자를 포함하는 음극구조체와, 이 음극구조체로부터 방출된 전자빔을 예비 집속하기 위한 보조렌즈를 형성하는 보조전극 및 포커스 전극과, 상기 포커스 전극과 인접되게 설치되어 주렌즈를 이루는 최종가속 전극를 구비하여 된 것을 그 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 보조전극은 복수개의 보조렌즈를 형성할 수 있도록 복수개를 설치하여도 무방하다.

도 5에는 본 발명에 따른 칼라 음극선관용 전자총의 일 실시예를 나타내 보였다. 이 칼라 음극선관용 전자총은 전계방출소자로 이루어지며 상호 소정의 간격으로 이격되어 전자를 방출하는 세 개의 전자방출부(61R)(61G) (61B)를 포함하는 음극구조체(61)와, 상기 음극구조체로부터 순차적으로 설치되어 음극구조체로부터 방출된 전자빔을 집속 및 가속하기 위한 주렌즈 및 보조렌즈를 형성하는 보조전극(62), 포커스 전극(63) 및 최종가속 전극(64)을 포함하다. 여기에서 상기 보조전극(62) 및 포커스 전극(63)과 최종가속전극(64)에는 각각 상기 전계방출소자로 일루어진 전자방출부(61R)(61G)(61B) 대응되는 부위에 세 개의 전자빔 통과공(62H)(63H)(64H)이 형성된다. 그리고 상기 보조전극(62)은 복수개 설치하여 보조렌즈를 복수개 설치할 수도 있다. 상기 전자를 방출하는 전자방출부는 통상적으로 실리콘 등으로 이루어진 기판의 상면에 캐소오드 전극층이 형성되고, 이 캐소오드 전극층의 상면에 몰리브덴을 주성분으로 하는 다수개의 금속팁이 형성된다. 그리고 상기 금속팁의 주위에는 SiO2로 이루어진 절연층이 형성된다. 여기에서 상기 금속팁은 주위에 절연층이 형성되므로 외부로 노출된다. 상기 금속팁이 노출되도록 설치된 절연층의 상면에는 금속팁과 대향되는 부위에 게이트(gate)가 마련된 메탈층이 형성된다. 상기 기판상에 설치된 한 개의 급속팁 당 전류가 80㎁ 내지 100㎁ 정도 이므로 금속팁이 적어도 10,000개 이상이면 1㎃ 이상을 얻을 수 있으므로 음극선관의 형광막을 여기시키기 위한 충분한 전류가 된다.

이와 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 음극구조체의 전자방출부(61R)(61G)(61B)과 보조전극(62), 포커스전극(63) 및 최종각속 전극(64)에 소정의 전위가 인가되면, 제6도에 도시된 바와 같이 보조전극(62)과 포커스 전극(63) 사이에 보조렌즈(200)가 형성되고, 상기 포커스 전극(63)과 최종가속 전극(64) 사이에 주렌즈(300)가 형성된다.

상기 전자방출부(61B)의 상기 금속팁로부터 전자빔은 보조렌즈(200)를 통과하면서 1차적으로 집속 및 가속된 후 주렌즈(300)에 입사되어 집속 및 가속되게 된다. 이 과정에서 상기 전자방출부(61B)로부터 방출된 전자빔은 약 20도의 방출각을 가지고 방출되는데, 상기 보조전극과 포커스 전극사이에는 전자빔을 집속하기 위한 강력한 보조렌즈(200)가 설치되어 전자빔을 집속하여 주렌즈(300)로 입사되는 전자빔의 입사각도가 작아지게 된다. 따라서 주렌즈에서의 구면수차가 줄어 전자빔 단면의 열화를 방지할 수 있게 된다. 따라서 형광막에 랜딩되는 전자빔의 단면의 열화와 화상의 해상도가 저하되는 것을 방지할 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명 칼라 음극선관용 전자총은 상기한 실시예에 의해 한정되지 않고 당업자에 의해 본원 발명의 기술적 범위내에서 변형 가능함은 물론이다.

Claims (2)

1. 전계방출소자로 이루어진 세 개의 전자방출부를 포함하는 음극구조체와, 이 음극구조체로부터 방출된 전자빔을 예비 집속하기 위한 보조렌즈를 형성하는 보조전극 및 포커스 전극과, 상기 포커스 전극과 인접되게 설치되어 주렌즈를 이루는 최종가속 전극를 구비하여 된 것을 특징으로하는 칼라 음극선관용 전자총.
2. 제1항에 있어서,

   보조전극이 복수개 설치되어 복수개의 보조렌즈를 형성할 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 칼라 음극선관용 전자총.