KR100255266B1 - 음극선관 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 원은 음극선관 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 음극선관의 전기적인 절연표면을 유기 물질로 이루어진 막(211)으로 덮어서 음극선관의 고전압 동작을 향상시킨다. 상기 막은, 유기재료를 구비한 용액을 사용하는 방법에 의해 만들어지며, 이것으로 건조가 가능케 되고 다음에 부분적으로 분해되게 된다.

Description

음극선관 및 그 제조방법

본 발명은 전기적인 절연표면이 전기적인 절연막으로 덮혀있는 전자총을 구비하는 음극선관에 관한 것이다.

이와 같은 음극선관은 미국특허 US4,473,774로부터 공지되어 있다.

동작에 있어서, 하나 이상의 전자빔이 음극선관으로부터 발생된다. 음극선관은, 특히 텔레비젼 수상기, 전자 현미경, 오시로스코프, X-광 검출기, 현광체 배관(image intensifier), 광전자 증배관, 이온주입 장치 및 다른 장치에 사용된다. 본 발명에서 전자총이라는 용어는 전자를 발행하는 수단의 의미로서 이해될 수 있다. 전자는 전자빔의 형태로 발생될 수 있다.

음극선관에서 발생하는 문제는, 동작중에 음극선관의 내부표면이 충전된다는 것이다. 이러한 충전현상은 특히 전기적으로 절연인 표면에서 발생한다. 그 결과, 역효과가 일어날 수 있다. 예를 들어, 음극선관의 구성요소 사이의 섬락(flashover)(″아아케잉(arcing)″)과 바람직하지 않은 광효과 (″블루 글로우(blue glow)″)가 일어날 수도 있다. 또한 이러한 효과는 여기에서는 음극선관의 고전 압동작(the high-voltage behavior)으로 불리어지고 있다. 상기 미국특허 US4,473,774 는 네크(the neck)에 정렬된 전자총을 구비한 음극선관을 공개한다.

네크의 내부면은 비-이온성 유기 공중합체(a non-ionic organic copolymer) 막으로 덮혀있다. US4,473,774에 공개된 음극선관은 다음과 같은 요구조건에 부응하여야만 한다.

1. 사용된 공중합체는, 음극선관을 제조하는 동안 즉, 통상적인 온도에서 특성이 저하되지 않아야 한다. 특히 막이 내열성(heat resistant)이어야 한다.

2. 막이 떨어지는 것을 방지하는 조치가 취해져야만 한다.

3. 사용된 막은,음극선관을 제조하는데 자주 사용되는 방법인 RF 스폿넉킹(spot-knocking)(RFSK)에 견딜수 없다.

4. 막은 음극선관의 제조동안 과열되지 않아야 한다는 것에 유의하여야 한다.

상술한 단점 때문에 US4,473,774에 설명된 음극선관은 대량생산에 적합하지 않다. 단지 극소수의 재료만이 적합하며 그리고 제조방법은 메우 엄격한 요구조건을 갖추어야만 한다.

본 발명의 목적은 서술절에 정의된 종류의 음극선관을 제고하는 것으로, 이것은 상술한 문제점 중에서 한가지 이상의 문제를 모두 혹은 적어도 부분적으로 해결한다.

본 발명의 제1특징에 따라 서술절에 정의된 종류의 음극선관은, 막이 유기재료로 이루어진 층의 분화 생성물(degradation product)인 것에 특징이 있다.

본 발명의 내용에서 분화 생서물이란, 초기에 증착된 유기 재료층이 부분적으로 분해되어, 잉여막을 남기도록 처리된 유기재료층의 나머지 막을 의미하는 것으로 이해될 수 있다.

고온 및 음극선관을 제조하는 동안의 통상적인 조건에서, 부분적으로 분해하는 재료의 잉여막은, 처음에 사용된 층이 부분적으로 분해된다는 사실에도 불구하고 고전압 동작을 향상시키는 것으로 밝혀지고 있다. 이러한 사실을 고려하면, 제조하는 동안 통상적인 온도와 조건이 변할 때 부분적으로 분해하는 재료를 사용하는 것이 가능해진다. 이와 같은 종류의 재료는, 예를들어 니트로셀룰로오스(nitrocellulose), 폴리아크릴레이트(polyacryates), 아크릴레이진(acrylic resins)과 폴리비닐 아크릴레이트(polyvinyl acrylates), 폴리비닐 아세테이트(polyvinyl acetates) 및 폴리비닐 알콜(polyvinyl alcohols)과 같은 폴리비닐 화합물, 지방 및 지방산의 유기 알칼리 금속염(soaps)을 포함한다. 이와 같은 모든 재료는 음극선관을 제조하는 동안의 통상적인 온도에서 부분적으로 열분해된다. 그럼에도 불구하고, 부분적인 분해 이후에 잔류한 잉여막은 유용한 것으로 밝혀지고 있다.

그리하여 일반적으로, US 4,473,774에 설명된 것과 같이 막이 과열되는 것을 막을 조치를 취할 필요가 없다.

게다가, 막의 부분적인 분해는 음극선관의 고전압 동작에 긍정적인 효과가 있다.

따라서, 사용된 재료와 온도를 조절하는데 필요한 요구조건이 거의 필요하지 않게 되며, 이것으로 음극선관을 대량생산하는데 보다 적합하게 된다.

본 발명의 제2측면에 따라 서술절에 정의된 종류의 음극선관은, 막이 유기재료의 막이며, 막의 두께가 1 마이크론 이하인 것에 특징이 있다.

본 발명의 범위에서 유기물질로 이루어진 막은, 적어도 대부분 유기화합물 혹은 유기화합물의 합성으로 구성되는 막을 의미하는 것으로 이해할 수 있다. 또한 이와 같은 막은 이하에 ″유기막(organic film)″으로 일컬어질 것이다.

만약 막의 두께가 1마이크론 이하라면 막은 일반적으로 절연표면에 잘 부착한다. 그래서, 층을 절연 표면에 확실히 부착시키기 위한 수단과 공정단계가 불필요할 수 있다. 이렇게 함으로서 막을 도포 방법을 단순화할 수 있다.

게다가, 1 마이크론 이하의 막은 스폿-넉킹(spot-knocking)을 견딜수 있는 것으로 알려져 있다. 따라서, 통상적인 공정단계를 포기할 필요가 없다.

결국, 음극선관은 대량생산에 보다 적합하다.

바람직하게는, 상기 두 가지 측면이 결합된다.

일반적으로, 막의 전도성은 사용된 층이 부분적으로 분해되기 때문에 변하게 된다. 막의 시트저항은 검소한다. 또한 이것은 막의 표면으로 부착되어 부정적인 효과가 있다. 이와같은 면을 고려하여 1 마이크론 이하의 막은 일반적으로 두께가 1 마이크론 이상의 층보다 분해하는데 더 오래 걸리고, 비용이 비싸지게 된다. 이것은 불합격품(rejects)이 발생할 가능성을 감소시킨다.

바람직하게, 막의 두께는 약 500nm 와 약 10nm 사이이다.

만약 막이 10nm 이하라면 하부에 놓이는 절연표면이 모두 덮어지 않게될 가능성이 없는 것은 아니다. 이것은 절연표면의 덮이지 않은 부분에 고전압 문제를 야기할 것이다.

바람직하게, 전자의 운동에너지 함수로서 2차 전자 방출 계수는 약 1KeV 이하의 에너지에 대해서 2차 크로스오버(a second crossover) E_II를 나타낸다.

일반적으로 잉여막에 대한 2차 크로스오버 E_II의 값은, 고전압 동작을 향상시키는 처음에 침전된 층에 대한 2차 크로스 오버의 값보다 훨씬 작은 것으로 알려지고 있다. 이것은, 특히 처음에 침전된 층이 1 KeV 이상의 2 차 크로스오버를 갖는 종류의 재료라면 바람직하다. 1KeV 이상의 2 차 크로스오버를 갖는 재료의 예는 아크릴 레이진, 유기성비누 그리고 폴리비닐 아세테이트이다. 이와같은 면에서, 또한 만약 막의 두께가 1 마이크론 이하라면 이것은 보다 광범위한 분해, 즉 2 차 크로스오버가 두드러지게 감소되는 것을 가능케하기 때문에 바람직하다.

전기적인 절연재료의 관의 네크(tube neck)에 저자총은 갖는 음극선관에 대해 바람직하게 적어도 관의 네크의 안쪽에 막이 제공된다. 관의 네크에서의 전위는 이때 매우 안정하다.

섬락 혹은 드리프트가 거의 혹은 전혀 발생하지 않는다.

드리프트(drift)는 전자층에 의해서 발생된 전자빔의 위치 및 형태가 서서히 변화하는 것이 그 특징이 있는 효과이다.

특히 막이 곡선면, 예를 들어 관의 네크의 안쪽에 도포될 때, 만약 막의 두께가 1마이크론 이하라면 바람직하다.

관의 네크 안쪽에 있는 굴곡으로 인하여 막이 비교적 쉽게 표면을 벗어나는(come off) 경향이 있다.

전기 절연 재료로된 소자들을 갖는 전자층을 구비한 음극선관의 경우에 이와같은 소자들은 바람직하게 유기재료의 막으로 덮혀있다.

이러한 소자의 예는 소위 다형체 막대(multiform rods)와 같은 고정소자(the fixing elements)이다. 다형체 막대는 전자총의 전극을 보호하는 유리막대이다. 만약 상기 다형체 막대가 유기체 막으로 덮혀있다면 다형체 막대와 전자총의 구성요소 사이의 섬락과, 다형체 막대를 충전시킴으로서 유발되는 드리프트가 전혀 일어나지 않는다.

주렌즈(main lens)를 구성하는 전극을 갖는 음극선관에 대해 바람직하게 하나 이상의 상기 전극이 에칭 공정을 거쳐야 한다.

바람직하게, 상술된 막은 높은 탄소성분을 갖는다.

또한 본 발명은 음극선관의 제조방법에 관한 것이며, 고정단계에서 음극선관 소자의 내부면이 유기물질의 용액으로 습화(moistured)된 다음 건조되고, 이렇게 형성된 층이 적어도 부분적으로 분해된다는 것에 특징이 있다.

상기 방법에서 유기체 막이 간단하게 사용된다. 유기체 막의 두께는 용액에 있는 유기물질의 양으로서 쉽게 조절될 수 있다. 본 발명의 영역에서 ″음극선관 소자의 내부면″이라는 용어는 조립된 음극선관의 내부에 위치된 소자의 표면을 의미하는 것으로 이해될 수 있다. 표면을 습화(moistening) 시키고 건조시키는 것은, 음그선관이 조립되기전, 예를들어 개별적인 소자에서 일어날 수 있다.

바람직하게, 상기 총은, 열처리함으로서 적어도 부분적으로 분해된다. 상기 공정은 건조동안에 혹은 음극선관이 소결되는 동안에 수행될 수 있다. 바람직하게, 열처리는 진공에서 수행된다.

선택적으로, 육체 막을 적어도 부분적으로 분해 시키는데 전자 충격이 사용될 수 있다. 막이 분해됨으로서 막의 다른 성분에 비해 막의 탄소성분이 증가되게 되어, 이것은 일반적으로 고저압 동작에 긍정적인 효과를 갖는 2차 크로스오버 E_II의 값을 감소시키게 된다.

지금부터 본 발명은, 독창적인 표시장치의 예시적인 실시예로서 그리고 첨부하는 도면과 관련하여 보다 상세히 설명될 것이다. 도면에서, 제1도는 본 발명에 따를 표시장치의 횡단면도.

제2도는 본 발명에 따른 음극선관의 네크부분에 대한 단면도.

제3도는 업사하는 전자의 운동에너지(E_kin)함수로서, 진공에서 가열된 후 (곡선 32)와 전자충격후(곡선 33)에, 니트로셀룰로오스 막에 대한 2 차 전자 방출 계수( )(곡선 31)에 대한 도면.

제4(a)도와 제4(b)도는 유기막의 부가적인 긍정적 효과에 대한 도면.

상기 도면들은 척도에 맞게 도시된 것이 아니다.

총체적으로 도면에 대응하는 부분은 동일한 참조번호를 갖는다.

제1도는 본 발명에 따를 표지장치의 횡단면도이다.

상기 표시장치는 음극선관, 상기 예에서 컬러 표시관(colour display tube)(1)으로 구성된다. 상기 컬러 표시관은 진공으로된 엔벨로프(evaculated envelope)(2)로 구성되며, 이것은 표시윈도우(3), 원추형부분(4)과 네크(5)로 구성된다. 네크(5)에는 한면, 즉 이 경우에 도면에 평면인 인라인평면(in-line plane)으로 연장하는 세 개의 전자비임 (7,8, 및 9)을 발생시키기 위한 전자총(6)이 제공된다. 표시환면(display screen)(10)은 표시원도우의 안쪽에 제공된다.

상기 표시화면(10)은 적, 녹 및 청색을 발광하는 많은 형광 소자(phosphor elements)로 구성되어 있다. 표시화면(10)으로 가는 도중에 전자 비임 (7,8, 및 9)은 편향장치(deflection unit)(11)에 의해 표시화면을 가로질러서 편향되어, 표시 원도우(3)의 전면에 정렬되어 있으며 개구(13)를 갖는 박판(a thin plate)으로 구성된 컬러선택전극(colour selection electrode)(12)을 통과한다. 컬러선택 전극은 서스펜션 수단(suspension means)(14)에 의해 표시윈도우에 매달려 있다. 세 개의 전자비임 (7,8 과 9)은 서로에 대해 작은 각도로 컬러선택 전극의 개구 (13)를 통과하며, 결국 각각의 전자비임은 단지 하나의 컬러의 형광 소자에 충돌한다.

전자총은 네크부(제2도)에 정렬되어 있다. 상기 예에서, 전자총은 음극(21,22, 및 23), 다수의 전극(24,25,26 과 27), 전극(26)과 전극(27)의 부분(28)사이에 형성되는 주렌즈로 구성되어 있다. 전도층(30)은 원추형 부분(4)에 제공된다.

유기재료로 이루어진 막(211)은 네크부(5)의 안쪽에 인가된다. 이와 같은 막은 음극선관의 고전압동작을 크게 향상시키는 것으로 밝혀지고 있다. 동작에서, 빈약한(poor) 고전압동작은 그 자체가 화면의 바람직하지 않은 밝힘(lighten up), 또는 튜브내의 절연 파괴를 통해, 혹은 튜브의 내벽 혹은 다형체 막대를 따라 한 개 이사의 청색 점열(blue glimmer)조각이 나타남으로서 표시된다. 본 발명은, 특히 이러한 현상들도 역시 전기적인 절연표면을 따른 전자이동(transport)에 기인할 수 있다는 통찰에 기초하고 있다. 튜브벽을 가로지르는 전자 ″호핑(hopping)″은 튜브내 잔류가스의 이온화 또는 유리의 발광중 어느 하나로 인한 광의 점열을 야기한다. 만일 상기 표면이 높은 2 차 방출계수를 갖는 경우, 전기적인 절연표면을 가로지르는 전자 호핑이 형성된다. 전자 (예를들어 전계 방출에 의해 형서된 전자)가 상기 표면에 입사할 때 점점 더 많은 수의 전자가 전장의 영향으로 전기적인 절연표면 전체에 걸쳐 최고의 전위를 향하여 ″홉(hop)″할 것이다. 이와 같이 호핑하는 전자는 음극 방출(cold emission), 네크와 다형체의 충전 그리고 튜브내의 절연 파괴를 유발한다. 또한, 음극선관이 표시화면을 구비하는 경우, 상기 표시화면은 약간 밝게 되어 콘트라스트를 감소시키는 결과를 초래한다. 전압을 더욱 증가시키면 보다 중대한 고전압 문제를 야기 시킨다. 섬락은 전자총을 손상시킬 수 있으며 전자회로의 동작에 역효과를 일으킬 수 있다. 상기 현상은 절연표면에 유기막을 인가함으로서 크게 억제된다.

유기막을 사용하게 되면 상기한 기술적 문제가 감소될 뿐만 아니라 불하격품(rejects)의 수도 줄일수 있는데, 이것은 음극선관의 제조에서 대부분의 불합격품이 고전압 문제에 기인하기 때문이다. 이와 같이, 본 발명의 한가지 장점은 보다 높은 고전압이 사용될 수 있도록 하는데 있다. 전자의 운동에너지를 중가시키으로서 광의 출력이 증가될 수 있다. 이것은, 특히 투사-음극선관(projection-cathode ray tubes),즉 HDTV 등에 적용하기 위한 음극선관에 특히 중요하다. 바람직하게는, 이와 같은 튜브들은 매우 높은 광출력을 갖는다. 본 발명에 의해 이와 같은 장점을 얻는 것이 가능하다.

시험용 튜브에서 네크의 안쪽과 다형체 막대들은 에틸 아세테이트 또는 아밀 아세테이트에 있는 니트로셀룰로오스(C₆H₇O₁₁N₃)ⁿ용액, 예를들어 에틸아세이트에 있는 1%의 니트로셀룰로오스 용액으로 습화된다(moistened). 건조후 니트로셀룰로오스 층이 남게 된다. 다음으로, 상기 층은 진공에서 바람직하게 가열되며, 그 결과 상기 층은 적어도 부분적으로 분해하여 층 내의 탄소 성분을 층내의 다른 성분 (예를 들어 산소나 질소)에 비해 증가되도록 한다. 예를 들어, 약 15분 동안 진공에서 약 350°C로 막을 가열시키는 열처리에 의해 층 내에 존재하는 산소의 몰 비율(molar percentage)은 진공에서 열처리를 행하기전에 존재하는 산소의 몰 비율의 약 1/3 내지 1/5로 줄여들며, 질소의 비율을 진공에서 열처리를 행하기 전에 막내에 존재하는 질소의 분자비율을 약 반으로 감소시킨다. XPS 측정과 IR 스펙트럼을 사용하여 분석해보면, 부분적인 열분해의 결과 이와 같은 막은 탄소화 되었음을 알 수 있다. 즉, 네 개의 단일 결합 및 두 개의 단일 결합과 하나의 이중 결합에 의해 결합된 탄소결합이 막에 형성되었다. 막은 (원자비율로) 약 50% (± 5%)의 탄소, 약 15%(± 3%)의 산소, 약 30%(± 3%)의 수소 및 약 3%(± 2%)의 질소를 포함하고 있는 것으로 밝혀지고 있다.

온도처리의 부가적인 장점은, 막의 합성이 동작중 거의 혹은 전혀 변하지 않은 반면에, 열처리 또는 다른 종류의 분해처리 (예를 들어 아르곤 가스를 사용한 전자충격 혹은 스퍼터링, 이와 같은 처리는 또한 층의 부분적인 분해를 야기할 수 있음)를 할 필요가 없는 막의 합성이 동작 중에 변할 수도 있다.

일반적으로, 분해 결과로 막의 저항은 변하게 된다. 저항은 일반적으로 줄어든다. 막의 두께는 일반적으로 1 마이크론 이하이다. 약 20nm의 두께를 갖는 막에 대해, 부분적인 분해 후, 시트 저항은 분해정도에 따라 비교적 큰 범위로 나타나며, 약 10¹⁴와 약 10¹¹Ω/□ 사이의 범위에 있다. 시트 저항은 1마이크론 이상의 두께를 갖는 층보다 약 50 배 작다. 시트 저항 이 약 10¹⁰Ω/□ 이하인 경우, 고전압 문제가 발생할 가능성이 크게 증가한다. 1마이크론 두께 이상의 층보다 매우 낮은 시트 저항의 발생 가능성은 비교적 크다.

심지어 매우 높은 전압(40KV 이상 예를 들어 약 50KV)에서 시험용 튜브는 아무런 음극 방출과 섬락을 보이지 않았다. 유기재료막이 제공되지 않은 튜브는 약 25 내지 30KV의 전압에서 상술한 문제점이 나타났다. 여기에서″전압″이라는 용어는 음극과 전자총의 최종전극간의 전위차를 의미하는 것으로 이해될 수 있다. 전자총에 의해 방출된 전자는 만일 ″전압″이 xKV인 경우 xkeV의 운동에너지를 갖는다.

예를 들어, 습화(moistening)는 표면에 용액을 뿌리거나, 또는 솔을 사용하거나, 또는 관련되는 부분을 용액에 담그거나, 또는 솔 혹은 롤러를 사용하여 네크의 안쪽에 용액을 도포함으로써 수행될 수 있다.

본 발명의 범위에 있어서, 절연표면상의 유기막의 2차 전자 방출 계수가 조사되었다. 2차 전자 방출 계수는 특히 Review Scientific Instruments 44,861(1973) V.E.Henrich의 ″낮은 1차 에너지에서 신속하고 정확한 2차-전자산출량 측정″과 Review Scientific Instruments 45,456(1974)″지연하는-전위 2차-전자 산출량 측정을 위한 원통형 오거분광기의 사용″에 설명되어 있다. 제3도는 입사하는 전자의 운동에너지(E_kin)에 대한 함수로서, 니트로셀룰로오스막(곡선 31)에 대한 2차 전자방출계수(ε), 상기 막이 진공(곡선 32)에서 380℃의 온도에서 약 30분동안 가열된 후의 2차 전자방출계수(ε), 및 전자충격(곡선 33)이후의 2차 전자방출계수(ε)를 도시한다. 이것은, 2차 전자방출계수는 진공에서 가열시킨 결과 그리고 전자충격의 결과 모두에 의해 변한다는 것을 나타낸다. 2차 방출 계수는 약 200eV 의 운동에너지에 대해 최대값, 이들 층에 대해서는 1 이상의 값을 나타낸다. 막이 매우 얇기 때문에 저항이 매우 높다. 막의 두께는 바람직하게는 예를 들어 1μm 이하, 예를 들어 10 내지 500nm 범위이다. 이러한 층은 일반적으로 표면에 잘 부착된다. 소위 사전 코팅(pre-coating)이 필요하지 않다. 막은 스폿-넉킹(spot-knoking)에 견딜 수 있다.

막에 의해 얻어진 효과에 대한 가능한 설명은, 막과 전자 방출기, 예를들어 전자총의 일부분의 뽀쪽한 부분(a sharp point), 사이에 강한 전계가 일어날 때, 전계 방출 전자(field emission electrons)가 방출될 수 있다는 것이다. 이들 전자들은 평균 운동에너지를 갖는다. 상기 막에 충돌하는 전계 방출 전자의 평균운동 에너지는 전계 방출기와 막사이의 전위차와 거의 같다. 2차 방출계수가 1보다 작은 에너지 값으로 주어지는 에너지 E_II보다 평균에너지가 큰 경우, 많은 전자들이 막에 포획되어 전자 호핑이 발생할 수 없다. 또한 상기 에너지 E_II는 ″2차 크로스오버(second crossover)″라고 불리운다 (예를 들어, ″화학과 물리학 핸드북″ CRC-출판사 제56판 P.E-366 참조). 곡선(31,32, 및 33)에 대한 에너지 E_II는 1KeV, 즉 각각 약 900eV, 약 730eV와 약 420eV 이하이다. 막의 부분적 분해는 2차 크로스오버 E_II의 값을 감소시킨다. 아발란치(avalanche)또는 호핑 효과에서, 전장에 의해 가속된 후 전자가 한 개 이상의 전자를 자유롭게 하고, 또한 이들 자유로워진 전자들 각각은 차례로 한 개 이상의 전자를 자유롭게 함으로서 더욱더 많은 수의 전자들이 최고전위를 향해 이동하는 것이 거의 불가능하게 한다. 운동에너지가 E_II이하인 전자는 아발란치 효과를 발생시킬수 있다.

일반적으로, 약1kV 이하의 전위차는, 전장방출에 핑요한 전장강도가 달성되지 않기 때문에, 전계 방출을 일으키기에는 충분하지 않다. 결국, 상기와 같은 부정적인 효과는 막, 예를 들어 유기재료로 이루어진 막을 1keV 이하의 에너지에 대해 2차 크로스오버를 나타내는 막을 절연표면에 도포함으로서 크게 감소된다. 일반적으로 이와같은 아발란치 효과는 유리 표면에서 발생하며 상기 문제에 크게 기여하는 것으로 간주되고 있다. 유리의 경우에, E_II는 일반적으로 약 몇 KV이다.

수 KV 전위차에서 전계 방출이 일어날 수 있다.

상기로부터 막의 부분적 분해, 예를 들어 가열이나 전자충격에 의한 부분적 분해는 긍정적인 효과가 있다는 것을 알 수 있다. E_II는 일반적으로 감소하며 이것은 고전압 문제를 완화시킨다. 만약 고온 (에를 들어 약 350°~400℃에서 약 10-30분 동안) 또는 전자 충격에 노출되는 경우, 예를 들어 인가 후 2차 크로스 오버가 1KeV(예에서는 E_II가 약 2-2KeV인 폴리비닐 아크릴레이트 및 아크릴 레이진) 이상인 물질로 이루어진 유기 막은 두드러지게 향상된 고전압 동작을 나타낸다. 상기 층의 두께가 1 마이크론 이상, 바람직하게는 500nm 이상이 아닌 경우, 상기 막이 부분적으로 분해처리되는 것이 바람직하다.

사실, 긍정적인 효과 E_II의 검소는 별도로 하고, 분해는 층의 저항을 감소시킨다는 부차적인 효과를 가진다. 만약 면저항이 약 10¹⁰Ω/□ 이하인 경우, 막을 통한 전도는 고전압 문제가 일어날 가능성이 커지게 되어 결국 불합격품을 증가 시킨다. 분해과정 동안 이와같은 값으로 저항이 감소할 가능성은 1 마이크론이상 두께의 층에 대해 비교적 크다.

바람직하게는, 유기 중합체 혹은 이들로부터 파생된 막이 사용된다. 중합체, 그 특성 및 처리방법에 대한 정보는, McGraw-Hill 출판사의 과학 및 기술백과(1960)에 ″중합체″라는 명칭과 그것과 연관된 자료에 서술되어 있다.

일반적으로, 중합체는 기판위에 거의 균일한 두께를 갖는 거의 평탄한 막을 형성한다. 바람직하게는, 막은 투명하다. 이 경우에, 전자총을 가시적으로 관찰할 수 있다. 일반적으로 부분적으로 분해된 막은 분해의 정도에 따라 회색 혹은 갈색을 띠지만 바람직하게는 투명하다. 특히 바람직한 종류의 중합체는 수용성 중합체, 예를 들어 폴리비닐 알콜이다. 물은 환경에 영향을 미치지 않는다.

제4(a)도 및 제4(b)도는 네크의 안에 제공된 유기막의 부가적인 긍정적 효과를 도시한다. 하나 이상의 전자빔을 방출하는 켤러음극선관에서 발생하는 문제는 소위 수렴 드리프트(convergence drift)이다. 음극선관을 활성화 한 후, 표시화면상의 전자빔의 상대적 위치가 변하게 된다.

제4(a)도와 제4(b)도에서, 14인치인 인-라인 컬러음극선의 중앙에 있는 전자빔에 대한 최외각 전자빔의 변위가 분 (minutes)의 시간(t) 함수로서 마이크로미터(μ)로 도시되어 있다. 전자빔의 상대적 위치에 대한 시간에 따른 변위는 간단히 하기 위해 이하에서는 ″변위″로서 일컬어질 것이다. 곡선 (41 내지 48)에 도시된 변위는 100분 후의 변위가 0μ으로 간주되는 변위와 관련되어 있다. 곡선(41 내지 46)은 유기막이 사용되지 않은 경우의 변위를 도시한다. 상기 변위는 약 60μ이다.

곡선(47 과 48)은 네크의 안쪽, 보다 구체적으로는 주렌즈를 향하는 네크 부분과, 다형체 막대가 유기층, 이경우에 니트로세룰로오스층의 아금(residue)으로 덮여있는 음그선관에 대한 변위를 도시한다. 평균 변위는 약 4μ로 이것은 대단히 중요한 향사이다. 이러한 변위의 감소에 의해, 화면상에 전자빔의 수렴이 보다 잘 보존되게 된다. 도시된 변위는 소위 인-라인 전자총을 구비하는 음극선관에 관한 것이다. 또한 본 발명은 하난 이상의 전자빔을 방출하기 위한 다른 종류의 전자총, 예를 들어 동작중에 삼각형의 정점에 위치한 세 개의 전자빔을 방출하는 소위 델타 전자총을 구비하는 음극선관에 적용할 수 있다.

본 발명은 , 특히 단일전위 렌즈 스시템(unipotential lens system)을 갖는 전자총을 구비한 음극선관에 매우 중요하다. 단일 전위 렌즈 시스템은, 한 이상의 전자빔의 초점을 맞추기 위한 전계, 즉 초기의 높은 값으로부터, 낮은 중간 값을 거쳐, 높은 최종 값까지 변하는 전자빔(들)의 전파방향에 도시된 전위를 발생시키는 시스템이다. 이와 같은 전자총에 있어서, 동작 중에 비교적 높은 전위와 큰전위차가 전차총의 다른 부분에서 발생하기 때문에, 상기 문제는 비교적 낮은 최대 전압에서 발생한다.

주렌즈를 구비한 전자총에 대해 적어도 하나 및 바람직하게는 주렌즈의 렌즈전극 모두 (제2도의 전극(26과 27))는 에칭에 의해 적절히 형서된다. 본 발명에 따라 막과 결합하는 렌즈전극의 에칭은 고전압동작에 매우 긍정적인 효과를 갖는 것으로 밝혀졌으며, 특히 섬락이 발생하기전 도달가능한 최대전압이 크게 증가하는 것으로 밝혀졌다.

게다가, 본 발명은 전도성 코팅을 갖는 하나 이상의 전자총을 구비하는 음극선관에 특히 중요하다. 이와같은 전자총의 예는 소위 나선형-렌즈 전자총이다. 이와같은 전자총은 전기적인 절연재료로부터 만들어진 소자, 예를 들어 안쪽에 예를들어 나선형 모양의 전도코팅이 제공된 튜브형 소자로 구성된다. 상기 전도층을 가로질러 전위를 인가함으로서, 상기 소자에 전자빔의 촛점을 맞추고 가속시키기 위한 촛점 및 가속 전장이 생성된다. 이와 같은 전자총을 구비하는 음극선관은, 전도층을 손상시킬 수 있는 섬락에 매우 민감하며, 이것은 번갈아 상기 렌즈를 손상시키게 된다. 본 발명에 따른 이와 같은 음극선관에 있어서, 네크 및 상기 소자의 외부는 유기 막으로 덮여있다. 전도층을 갖는 전자총의 부가적이 예는, 절연 재료의 판에 인가되는 전도성 스트립으로 구성된 전압분배기를 구비하는 전자총이다. 동작시, 전압은 상기 전도성 스트립을 가로질러 인가된다.

게다가, 예를 들어 본 발명은 형광 체배관(image intensifier)와 광전자 증배관(photomultiplier)과 같은 광전자 음극선과에 중요하다. 이와 같은 음극선관에서 중요한 요소는 소위 다크-카운트(dark-count)이다.

다크카운트는 동작 도중 어두운 음극선관에 의해 발생된 신호이다. 표면을 가로질러 전달되는 전자에 의해 유발된 상기 광의 점멸은 다크카운트를 증가시키기 때문에 바람직하지 않다.

광전자 음극선관에서의 다크카운트 보다 약한 신호를 발생하는 광신호는 전혀 또는 거의 측정될 수 없다. 이와 같이, 다크카운트는 이와 같은 튜브의 광전자 감도에 대한 측정치이다.

기술분야에 숙달된 사람들에는 본 발명의 범위내에서 다양한 변형이 가능하다는 것이 명확할 것이다.

Claims (10)

1. 전자총을 포함하는 음극선관에 있어서, 상기 음극선관의 내부의 전기 절연 표면은 전기 절연막으로 덮여있고, 상기 막은 유기 물질로 이루어진 층(layer of an organic material)의 분화 생성물(degradation product)인 것을 특징으로 하는 음극선관.
2. 전자총을 포함하는 음극선관에 있어서, 상기 음극선관의 내부의 전기 절연 표면은 저기 절연막으로 덮여있고, 상기 막은 유기 물질로 이루어진 층의 열분해 생성물(thermal decomposition product)인 것을 특징으로 하는 음극선관.
3. 제1항에 있어서, 상기 유기 물질은 니트로셀룰로오스(nitrocellulose), 폴리 아크리레이트(polyacrylates), 아크릴 수지 (acrlic resin), 폴리비닐 아크릴레이트(polyvinyl acrylates)와 폴리비닐 아세테이트(polyvinyl acetates) 및 폴리비닐 알콜(polyvinyl alcohols)과 같은 폴리비닐 화합물(polyvinyl acetates) 지방 및 지방산의 유기 알칼리 금속염(organic soaps)을 포함하는 종류 중 하나의 성분인 것을 특징으로 하는 음극선관.
4. 제1항에 있어서, 상기 유기 물질은 수용성(water soluble)인 것을 특징으로 하는 음극선관.
5. 전자총을 포함하는 음극선관에 있어서, 상기 음극선관의 내부의 전기 절연 표면은 전기 절연막으로 덮여있고, 상기 막은 부분적으로 탄화된 유기 물질 층(partly carbonised layer of an organic material)인 것을 특징으로 하는 음극선관.
6. 제5항에 있어서, 상기 막은(원자비율로) 약 50% (±5%)의 탄소, 약15% (±3%)의 산소, 약 30% (±3%)의 수소, 약 3% (±2%)의 질소를 포함하는 것을 특징으로 하는 음극선관.
7. 제1항에 있어서, 상기 막의 두께는 1마이크론 이하인 것을 특징으로 하는 음극선관.
8. 제1항에 있어서, 전기 절연 물질 성분을 갖는 전자총을 포함하며, 상기 성분은 상기 막으로 덮여 있는 것을 특징으로 하는 음극선관.
9. 제1항에 있어서, 상기 막의 시트 저항은 10¹⁰Ω/□ 이상인 것을 특징으로 하는 음극선관.
10. 음극선관 제조방법에 있어서, 공정단계에서 음극선관 소자의 내부 표면은 유기물질 용액으로 습화(moistened)되고, 그 표면은 건조되어 유기층을 형성하고, 상기 층은 적어도 부분적으로 분해되도록(decomposed) 처리되는 것을 특징으로 하는 음극선관 제조방법.