KR100246286B1

KR100246286B1 - 자유전자층에 의한 평면 음극선관

Info

Publication number: KR100246286B1
Application number: KR1019960015650A
Authority: KR
Inventors: 이성률
Original assignee: 김영남; 오리온전기주식회사
Priority date: 1996-05-11
Filing date: 1996-05-11
Publication date: 2000-03-15
Also published as: KR970077053A

Abstract

본 발명은, 소전력으로도 자유전자층에 충분하고도 균일한 전자밀도를 유지시키고 나아가 진동을 방지할 수 있는 가속전극을 지니는, 자유전자층에 의한 평면 음극선관을 제공한다.

이러한 자유전자층에 의한 평면 음극선관은, 전면판과 와이어 캐소드사이에서 그 와이어 캐소드로부터 방출되는 자유전자의 일부를 그 전면판측으로 가속시켜 통과시키고 그 통과된 자유전자를 반대방향으로 가속시켜 왕복운동시킴으로써 상기 전면판과 평행하게 앞, 뒤로 전,후방 자유전자층을 형성하며, 통과되지 못하고 충돌하는 자유전자에 의해 가속된 적어도 하나 이상의 전자를 방출하기 위한 전자방출층이 형성된 가속전극을 구비하는 것을 특징으로 한다.

이에 따라, 전자방출층을 형성함으로써 투과율을 낮추고 강도가 높은 구조의 판구조로 가속전극을 구성할 수 있으며, 나아가 새도우마스크의 에칭기술에 의해 가속전극의 관통공의 전면개구를 후면개구보다 좁게 함으로써 전방에서 보다 높은 전자밀도를 유지할 수 있게 되어, 진동을 일으킴이 없이 자유전자층에 의한 평면 음극선관을 대형화할 수 있고, 또한, 낮은 전력으로도 높은 휘도를 구현할 수 있는 등의 효과가 있다.

Description

자유전자층에 의한 평면 음극선관

제1도는 종래의 자유전자층에 의한 평면 음극선관의 구성을 도시한 부분단면사시도.

제2도는 제1도의 평면음극선관의 작동을 설명하기 위한 제1도의 측단면도.

제3도는 본 발명의 일실시예에 따른 자유전자층에 의한 평면음극선관의 구성을 나타내는 제2도와 유사한 측단면도.

제4도는 본 발명의 다른 실시예를 도시한 부분확대단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 평면음극선관 12 : 전면판 조립체

14 : 전면판 16 : 스크린

18 : 후면판 20 : 와이어 캐소드

26 : 어드레스 수단 40 : 개구

42 : 제1어드레스전극 44 : 제2어드레스전극

50 : 후방 전극 52 : 가속그리드전극

54,56 : 전,후방 자유전자층 60 : 전자의 왕복운동선도

152,252 : 마스크형 가속전극 152‘,252‘ : 전자방출층

본 발명은 자유전자층에 의한 평면 음극선관에 관한 것으로, 더 상세히는 자유전자층이 충분한 전자 밀도를 지니면서 진동을 방지할 수 있는 강도를 지녀 소전력으로 대형화가 가능한, 자유전자층에 의한 평면 음극선관에 관한 것이다.

종래의 평면 음극선관으로는, 하나의 전자총을 이용하여 그 전자빔을 1차적으로 스크린에 평행한 평면내에서 편향시키고 이를 180도 역전시킨 후 2차적으로 스크린의 주사라인에 따라 순차적으로 90도 편향시켜 스크린에 주사시키는 라인주사방식의 평면 음극선관과, 다수의 와이어캐소드로부터 전자를 방출시키고 그 전자를 가속전극에 의해 진동시켜 자유전자층을 형성하며, 그 자유전자층으로부터 어드레스수단을 이용하여 전자를 인출, 스크린에 주사시키는 자유전자층에 의한 평면 음극선관을 들 수 있다.

그 자유전자층에 의한 평면 음극선관의 대표적인 예로서 미합중국 특허 제 4,719,388호(1988. 1. 12 특허됨)에 개시된 자유전자층에 의한 평면 음극선관이 제1도 및 제2도에 도시된다.

제1도에서 자유전자층에 의한 평면 음극선관(10)은 거의 평면인 전면판 조립체(12), 후면판(18) 및 도시가 생략된 측벽부에 의해 진공밀봉체를 형성하며, 그 내부에는 상기 전면판 조립체(12)로부터 평행으로 이격되게 어드레스수단(26), 가속그리드전극(52) 및 와이어 캐소드(20)가 배치된다.

전면판 조립체(12)는 유리로 된 전면판(14)과, 그 전면판(12)의 배면에 전자가 충돌하여 화상을 전면으로 나타내기 위해 발광하는 소정의 배열구조의 스크린(16)으로 구성되며, 그 스크린(16)에는 상기 어드레스수단(26)에 의해 자유전자층으로부터 선택적으로 인출되는 전자들을 소정의 스크린 영역으로 주사시키기 위해 양극이 인가된다.

어드레스수단(26)은 스크린구조에 따라 소정의 매트릭스 배열구조의 다수의 개구(40)를 형성한 채, 제1어드레스전극(42)과 제2어드레스전극(44)이 중간에 절연체층(32)을 개재하여 부착되어 있으며, 제1어드레스전극(42)은 수평으로 배열되는 상기 개구(40)의 수직방향의 수와 동일한, 분리된 다수의 수평전극판으로 구성되고, 제2어드레스전극(44)은 수직으로 배열되는 상기 개구(40)의 수평방향의 수와 동일한, 분리된 다수의 수직 전극판으로 구성되어 상기 다수의 개구(40)의 배열구조와 동일한 매트릭스구조를 형성한다.

상기 와이어 캐소드(20)에 음극전압(Vk)이 인가되어 전자가 방출하게 되면, 그 방출된 전자들은 대략 15~20V의 가속전압이 인가되는 가속그리드전극(52)에 의해 와이어 캐소드(20)로부터 가속그리드전극(52)쪽으로 가속되며, 95% 투과율을 지니는 가속그리드전극(52)인 경우 5%의 전자가 그 가속그리드전극(52)에 흡수되고 95%의 전자가 통과하여 어드레스수단(26)측으로 이동하게 된다. 그러나, 그 가속그리드전극(52)의 전계에 의해 그 이동속도는 감속되어 속도가 O에 이르러서 다시 가속그리드전극(52)측으로 가속되고 그 가속그리드전극(52)의 후방에서도 동일하게 작용하여 와이어 캐소드(20)에서 방출되는 전자들은 가속그리드전극(52)의 전후방으로 진동, 왕복운동을 하게 된다.

이때, 전,후방 이동속도가 O이 되는 전,후방 자유전자층(54, 56)내의 전자들은 어느쪽으로든지 이동가능한 상태에 있게 되며, 그 전방이 위치하는 어드레스수단(26)에 의해 다수의 개구(40)들을 순차로 통과하게 된다. 이와 같은 어드레스수단(26)의 제1어드레스전극(42)과 제2어드레스전극(44)의 각 전극판에 인가되는 전압(V_SE, V_FE)에 의해서 전자들이 통과될 개구가 결정되며, 그 전압(V_SE, V_FE)을 순차로 변화시킴으로써 전 스크린(16)에 걸쳐 소정의 배열구조로 주사할 수 있게 된다. 한편, R,G,B 3가지 형광체를 하나의 개구(40)에 의해 주사하는 경우에는 그 어드레스판(26)과 스크린(16)사이에 별도의 편향수단이 요구되며, 필요에 따라서는 퍼커싱전극 등이 추가로 설치될 수도 있고, 또, 후면판(18)의 전면에도 후방전극(50)을 설치하여 OV이하의 전압(V_FE)을 인가시켜 줌으로써 후방 자유전자층(56)이 그 후방전극(50)의 전방에 형성되게 하여 전방으로의 가속을 용이하게 할 수도 있다.

상술한 구조의 자유전자층에 의한 평면 음극선관은 소형, 즉 127×152.4mm정도까지는 큰 문제가 없으나, 그 이상으로 대형화하면서 대전력이 소모되며, 많은 전자들의 이동으로 인한 가속그리드전극(52) 및 와이어 캐소드(20)에의 충돌로 인하여 지동이 발생하게 되며, 특히 투과율 증가를 목적으로 와이어로 구성되기 때문에 이 문제는 심각해지고 나아가 자유전자층(54, 56)의 전자밀도를불균일하게 하는 문제점까까지도 야기시켜 스크린(16)의 전 면적에 걸쳐 휘도를 크게 불균일하게 하는 문제가 있다.

본 발명의 목적은 상술한 문제점을 해결한 것으로, 소전력으로도 자유전자층에 충분하고도 균일한 전자밀도를 유지시키고 나아가 진동을 방지할 수 있는 가속전극을 지니는, 자유전자층에 의한 평면 음극선관을 제공한다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일실시예에 따른, 자유전자층에 의한 평면 음극선관은, 전자가 충돌하여 전면으로 화상을 나타내기 위해 배면에 양극이 인가되고 스크린이 형성되는 전면판; 상기 전면판으로 부터 후방으로 소정의 간격을 두고 상기 전면판과 평행하게 배치되어 자유전자를 공급하기 위한 다수의와이어 캐소드; 상기 전면판과 와이어 캐소드사이에서 그 와이어 캐소드로부터 방출되는 자유전자의 일부를 그 전면판측으로 가속시켜 통과시키고 그 통과된 자유전자를 반대방향으로 가속시켜 왕복운동시킴으로써 상기 전면판과 평행하게 앞, 뒤로 전,후방 자유전자층을 형성하며, 통과되지 못하고 충돌하는 자유전자에 의해 가속된 적어도 하나 이상의 전자를 방출하기 위한 전자방출층이 형성된 가속전극; 그리고 상기 전방 자유전자층과 전면판사이에서 그 전방 자유전자층으로 부터 상기 전면판의 스크린구조에 따라 순차적으로 그 스크린의 소정의 영역으로 자유전자들을 인출하여 주사하기 위한 어드레스수단을 구비하는 것을 특징으로 한다.

상기 가속전극의 전자방출층은 그 가속전극의 외부표면에 형성되는 Cu-Be층일 수 있으며, 상기 가속전극은 적어도 50%이상의 전자투과율을 지니는 다수의 관통공이 소정의 배열로 배열된 박판형상인 것이 바람직하고, 그 박판형상의 가속전극의 다수의 관통공이 그 전면의 개구의 직경보다 큰 후면의 개구의 직경을 지니는 것이 전방의 전자밀도를 크게 할수 있어 바람직하다.

이하, 첨부된 도면과 함께 본 발명의 실시예를 설명하면, 다음과 같다.

제3도에서 본 발명의 일실시예에 따른 자유전자층에 의한 평면 음극선관(100)은 제2도에 도시된 종래의 자유전자층에 의한 평면 음극선관(10)과 비교하여 가속전극의 구조가 상이하다.

본 발명에 따른 가속전극(152)에는 전자방출층(152‘)이 형성되어 있어서 그 가속전극(152)에 의해 가속되어 접근하는 전자들중 다수의 관통공(153)으로 통과되지 못하고 그 가속전극(152)에 충돌하더라도 그 충돌에너지에 의해 전자방출층(152‘)으로부터 여기된 전자가 적어도 하나이상 방출하게 되고, 그 충돌에너지가 전달되어 거의 충돌속도와 같은 반대방향의 운동속도로 전자가 방출되게 된다.

따라서, 상기 가속전극(152)의 투과율을 50%이상이면, 자유전자층(54)(56)을 균일하게 유지할 수 있게 되기 때문에 종래의 가속그리드전극(52)보다 그 강도를 높게 하는 것이 가능하게 된다.

한편, 스크린의 형광체배열구조를 고려하면, 그 형광체배열구조에 따르는 새도우마스크형상으로 가속전극(152)을 구성하는 것이 어드레스수단(26)의 다수의 개구(40)와 정렬하게 되어 그 정렬되는 부분의 자유전자층의 전자들이 인출되어 주사되더라도 신속하게 소정의 전자밀도로 복귀될 수 있어 바람직하다.

상술한 전자방출층(152‘)은 Cu-Be계를 일예로 들 수 있으며, 스프레이 내지는 전착 등에 의해 그 전자방출층(152‘)박막이 형성될 수 있다.

상기 가속전극(152)을 새도우마스크와 같은 박판구조로 형성함으로써 대형 음극선관이라도 진동이 없게 되고 나아가 소정의 전자밀도를 유지할 수 있게 되며, 진동없이 80%까지의 투과율을 형성할 수 있다.

또한, 새도우마스크의 에칭기술에 의하면, 상술한 가속전극(152)의 전면과 후면 개구부 직경을 달리할 수 있는 데, 이러한 실시예가 제4도에 도시된다.

제4도에서 가속전극(252)은 그 관통공(253)의 전면의 개구(253a)가 후면의 개구(253b)보다 작은 직경을 지닌다. 이와 같이 관통공(253)의 구조를 형성함으로써 후방에서 전방으로 가속되는 전자들(e₁, e₂)은 보다 많은 양이 그 가속전극(252)의 관통공(253)을 투과하여 전방으로 가속되어 보다 적은 양의 전자(e₃)가 후방으로 반사 내지는 방출되게 되며, 전방에서 가속전극(252)으로 가속되는 전자들(e₅)은 보다 넓은 면적에 충돌하여 많은 양의 전자들은 전방으로 방출하게 되므로, 전방의 전자밀도가 후방보다 높게 유지되고 나아가 전방의 자유전자층(54)에서도 높은 전자밀도로 유지되고, 또한 어느 부분에서 주사를 위해 일부 전자들이 인출되더라도 더욱 신속하게 균일한 전자밀도를 유지할 수 있게 된다.

상술한 본 발명의 실시예들의 구성과 작용에 의하면, 전자방출층(152‘, 252‘)을 형성함으로써 투과율을 낮추고 강도가 높은 구조의 판구조로 가속전극을 구성할 수 있으며, 나아가 새도우마스크의 에칭기술에 의해 가속전극의 관통공의 전면개구를 후면개구보다 좁게 함으로써 전방에서 보다 높은 전자밀도를 유지할 수 있게 되어, 진동을 일으킴이 없이 자유전자층에 의한 평면 음극선관을 대형화할 수 있고, 또한, 낮은 전력으로도 높은 휘도를 구현할 수 있는 등의 효과가 있다.

Claims

전자가 충돌하여 전면으로 화상을 나타내기 위해 배면에 양극이 인가되고 스크린이 형성되는 전면판; 상기 전면판으로부터 후방으로 소정의 간격을 두고 상기 전면판과 평행하게 배치되어 자유전자를 공급하기 위한 다수의 와이어 캐소드; 상기 전면판과 와이어 캐소드사이에서 그 와이어 캐소드로부터 방출되는 자유전자의 일부를 그 전면판측으로 가속시켜 통과시키고 그 통과된 자유전자를 반대방향으로 가속시켜 왕복운동시킴으로써 상기 전면판과 평행하게 앞, 뒤로 전,후방 자유전자층을 형성하며, 통과되지 못하고 충돌하는 자유전자에 의해 가속된 적어도 하나 이상의 전자를 방출하기 위한 전자방출층이 형성된 가속전극; 그리고 상기 전방 자유전자층과 전면판사이에서 그 전방 자유전자층으로부터 상기 전면판의 스크린구조에 따라 순차적으로 그 스크린의 소정의 영역으로 자유전자들을 인출하여 주사하기 위한 어드레스수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 자유전자층에 의한 평면음극선관.
제1항에 있어서, 상기 가속전극은 적어도 50%이상의 전자투과율을 지니는 다수의 관통공이 소정의 배열로 배열된 박판형상인 것을 특징으로 하는 자유전자층에 의한 평면음극선관.
제2항에 있어서, 상기 박판형상의 가속전극의 다수의 관통공이 그 전면의 개구의 직경보다 큰 후면의 개구의 직경을 지니는 것을 특징으로 하는 자유전자층에 의한 평면음극선관.
제1항 내지 제3항중 어느 한 항에 있어서, 상기 가속전극의 전자방출층이 그 가속전극의 외부표면에 형성되는 Cu-Be층인 것을 특징으로 하는 자유전자층에 의한 평면음극선관.
전자가 충돌하여 전면으로 화상을 나타내기 위해 배면에 양극이 인가되고 스크린이 형성되는 전면판과, 상기 전면판으로부터 후방으로 소정의 간격을 두고 상기 전면판과 평행하게 배치되어 전방에 자유전자층을 형성할 자유전자를 공급하기 위한 다수의 와이어 캐소드와, 그 전방 자유전자층과 전면판사이에서 그 전방 자유전자층으로부터 상기 전면판의 스크린구조에 따라 순차적으로 그 스크린의 소정의 영역으로 자유전자들을 인출하여 주사하기 위한 어드레스수단을 포함하는 평면음극선관에 있어서, 상기 전면판과 와이어 캐소드사이에서 그 와이어 캐소드로부터 방출되는 자유전자의 일부를 그 전면판측으로 가속시켜 통과시키고 그 통과된 자유전자를 반대방향으로 가속시켜 왕복운동시킴으로써 상기 전면판과 평행하게 앞, 뒤로 전,후방 자유전자층을 형성하며, 통과되지 못하고 충돌하는 자유전자에 의해 가속된 적어도 하나 이상의 전자를 방출하기 위한 전자방출층이 형성되어, 그 자유전자층이 높은 전자밀도로 유지되로 투과율을 낯춤으로써 강도가 높은 구조로 구성할 수 있는 것을 특징으로 하는 자유전자층에 의한 평면음극선관용 가속전극.