KR100297696B1 - 음극선관의 전자총 - Google Patents

Abstract

음극선관의 전자총에 관하여 개시한다. 이 전자총은, 캐소드, 제1 전극 및 제2 전극를 구비하여 전자빔을 발생 및 집속시키는 삼극관부와, 상기 삼극관부에서 발생된 전자빔을 증폭시키는 마이크로 채널 플레이트를 구비하여 이루어지는 전자 증폭기와, 상기 전자 증폭기에서 증폭된 전자빔을 집속시키는 메인렌즈부를 형성하는 포커스 전극 및 애노드 전극을 구비한다. 이와 같은 음극선관의 전자총은 캐소드 부하가 감소되므로, 고해상도에 적합한 포커스 특성을 가지는 전자빔을 형성할 수 있을 뿐만 아니라, 전자총의 수명이 저하되는 것을 방지할 수 있다는 이점이 있다.

Description

음극선관의 전자총{Electron gun of CRT}

본 발명은 음극선관의 전자총에 관한 것으로서, 더 상세하게는 전자 증폭기를 채용한 음극선관의 전자총에 관한 것이다.

도 1은 통상적인 음극선관 전자총의 일 예를 개략적으로 도시한 것이다. 도시된 바와 같이, 이 전자총(10)의 캐소드(11)에서 방출된 전자빔(L)이 제1 전극(12)과 제2 전극(13)에 의하여 집속되어 크로스오버가 형성된 다음에, 예비집속전극들(14,15,16)에 의하여 형성된 유니포텐셜형 프리포커스 렌즈에 의하여 예비집속된다. 그리고 이 전자빔(L)은 전극(16)과 애노드 전극(17)에 의하여 형성된 메인렌즈에 의하여 최종집속 및 가속되어서, 새도우마스크(미도시)의 홀을 관통한 뒤 형광면(미도시)의 형광체에 도달하여 이를 발광시키게 된다.

이 때 형광면에 도달하는 전자빔의 직경 즉 결상점의 크기가 작을수록 전자총의 포커스 특성이 우수하여 화상이 선명해지게 된다. 이와 같은 포커스 특성을 결정하는 요인으로서, 메인렌즈의 구면수차, 공간전하 반발효과 및 삼극관부의 크로스오버경의 크기를 들 수 있다. 특히 상기 크로스오버경의 크기를 작게 하기 위해서는 제1 전극(12)의 전자빔 통과공(12a)의 직경을 작게 하여야 하지만, 제1 전극(12)의 전자빔 통과공(12a)의 크기를 감소시키면 전자빔의 전류량이 감소하게 되므로, 캐소드(11)의 구동전압을 높여야 한다. 그러나 캐소드(11)의 구동전압을 높이는 경우에는, 캐소드의 부하 증가로 인하여 전자총의 수명이 감소하게 된다는 문제점이 발생한다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출한 것으로서, 캐소드의 구동전압을 상승시키지 않고도 충분한 양의 전자빔을 발생시킬 수 있도록 그 구조가 개선된 음극선관의 전자총을 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1의 종래의 음극선관 전자총의 일 예에 대한 개략적 단면도이다.

도 2는 본 발명에 따른 음극선관 전자총의 일 실시예에 대한 개략적 단면도이다.

도 3은 도 2의 음극선관 전자총의 요부 사시도이다.

도 4a 및 도 4b는 본 발명에 따른 마이크로 채널 플레이트의 작동 개념도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

21...캐소드 22...제1 전극

23...제2 전극 24,25,26...예비집속 전극

27...애노드 전극 28...마이크로 채널 플레이트

29...전자빔 증폭용 전극

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 음극선관의 전자총은, 캐소드, 제1 전극 및 제2 전극를 구비하여 전자빔을 발생 및 집속시키는 삼극관부와, 상기 삼극관부에서 발생된 전자빔을 증폭시키는 마이크로 채널 플레이트를 구비하여 이루어지는 전자 증폭기와, 상기 전자 증폭기에서 증폭된 전자빔을 집속시키는 메인렌즈부를 형성하는 포커스 전극 및 애노드 전극을 구비하여 된 것을 그 특징으로 한다.

그리고 상기 제2 전극의 하류에는 복수개의 전자빔 통과공이 형성된 전자빔 증폭용 전극이 마련되고, 상기 마이크로 채널 플레이트는 상기 제2 전극과 상기 전자빔 증폭용 전극 사이에 개재되어서, 상기 제2 전극 및 전자빔 증폭용 전극을 통하여 소정의 전압이 인가되는 것이 바람직하다.

이하에서 첨부된 도면을 참조하면서, 본 발명에 따른 음극선관 전자총의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명의 음극선관 전자총의 일 실시예에 대한 개략적 단면도이고, 도 3은 도 2의 전자총의 삼극관부를 도시한 사시도이다.

도시된 바와 같이 본 실시예에 따른 음극선관의 전자총(20)은, 히터(21a)가 마련된 캐소드(21)와, 3개의 전자빔 통과공(22a)이 인-라인상에 형성된 제1 전극 (22) 및 3개의 전자빔 통과공(23a)이 인-라인상에 형성된 제2 전극(23)으로 구성되는 삼극관부(GE)를 가진다.

그리고 이 삼극관부(GE)의 하류에는, 이 삼극관부(GE)에서 발생한 전자빔(L)을 증폭시키는 기능을 수행하는 전자 증폭기(28)가 설치된다. 이 전자 증폭기는, 도 4a에서 상세히 도시된 바와 같이, 그 양단에 소정의 전위(V)가 인가되고 무수히 많은 구멍이 형성된 판상의 구조를 가지는 마이크로 채널 플레이트(MCP: micro channel plate)(28)로 이루어진다. 이와 같은 마이크로 채널 플레이트(28)는, 도시된 것 이외에, 다양한 설치위치 및 다양한 배열구조를 가질 수 있다. 도시된 구조에서는, 상기 마이크로 채널 플레이트(28)가 상기 제2 전극(23)의 하류쪽의 측면에 설치된다. 그리고 이 마이크로 채널 플레이트(28)의 하류쪽의 측면에는 상기 제2 전극(23)와 대략 동일한 형상을 가지는 전자빔 증폭용 전극(29)이 설치된다. 이 전자빔 증폭용 전극(29)에는 상기 제2 전극(23)의 전자빔 통과공(23a)에 대응하는 전자빔통과공(29a)이 형성된다. 이와 같이 상기 마이크로 채널 플레이트(28)는 상기 제2 전극(23)과 전자빔 증폭용 전극(29) 사이에 개재된 상태로 설치됨으로써, 상기 제2 전극(23)과 전자빔 증폭용 전극(29)에 인가되는 전위에 의하여 마이크로 채널 플레이트(28)가 작동되게 된다. 상기 제2 전극(23)과 전자빔 증폭용 전극(29)에는 수백V-1kV 사이의 값을 가지는 전위(V)가 각각 인가되는 것이 바람직하다.

그리고 상기 전자 증폭기(23)의 하류에는, 증폭된 전자빔(L)을 예비집속시키는 유니포텐셜형 프리포커스 렌즈를 형성하는 예비집속전극들(24,25,26)이 마련되고, 상기 렌즈(26)의 하류에는 전자빔(L)을 최종 집속시키는 메인렌즈부를 형성하는 애노드 전극(27)이 마련된다.

그리고 상기 전자총(20)의 전극들에 소정의 전위를 공급하는 동력 공급원(100)이 마련되는데, 도 2에 도시된 바와 같이 상기 제2 전극(23)에 연결되는 공급라인과 전자빔 증폭용 전극(29)에 연결되는 공급라인이 설치되어 있어서, 양 전극(23,29)에는 소정 전위가 각각 인가되도록 한다.

이하에서 상기와 같은 구성을 구비한 본 실시예의 음극선관의 전자총의 작용을 설명한다.

상기 캐소드(21)에 소정의 구동전압 및 비디오 신호가 공급되면, 캐소드(21)는 공급된 비디오 신호에 따라 일정한 양의 전자빔(L)을 생성한다. 이 전자빔(L)은 제1 전극(22)의 전자빔 통과공(21a)을 통과하여 이동하고, 제1,2 전극(22,23)에 의하여 형성된 음극렌즈에 의하여 집속되어 소정의 위치에서 크로스 오버된다. 또한 이 전자빔(L)은 제2 전극(23)의 전자빔 통과공(23a)을 통과하여 마이크로 채널 플레이트(28)에 입사한다.

도 4b에 도시된 바와 같이, 마이크로 채널 플레이트(28)에 입사된 전자빔(L)의 전자(e)는 플레이트에 형성된 구멍의 내측벽면에 도포된 2차 전자발생원에 충돌하여 최초의 전자의 수보다 더 증배된 전자수를 가지는 2차 전자빔을 발생시키고, 상기 2차 전자빔은 다시 내측벽면에 다시 충돌을 하여 더욱 증가된 전자수를 가지는 3차 전자빔을 발생한다. 이와 같은 전자빔(L)이 마이크로 채널 플레이트(28)의 내측벽면상에 충돌을 되풀이함으로써, 마이크로 채널 플레이트(28)의 출구 전자빔은 입사 전자빔의 전류량보다 훨씬 증폭된 전류량을 가지게 된다.

그리고 상기 마이크로 채널 플레이트(28)에서 증폭된 전자빔(L)은 전극들(24,25,26)에 의하여 형성된 유니포텐셜형 예비집속 렌즈에 의하여 약간 집속된 다음에, 전극(26)과 전극(27)에 의하여 형성된 메인렌즈에 의하여 최종 집속및 가속되어서, 새도우마스크(미도시)의 홀을 관통한 뒤 형광면(미도시)의 형광체에 도달하여 이를 발광시키게 된다.

본 실시예의 전자총(20)에서는, 제1 전극(22)의 전자빔 통과공(22a)의 직경은 비교적 작으므로, 이에 따라 전자빔(L)의 크로스오버 상의 크기도 감소함으로써 전자총의 포커싱 특성이 향상되는 반면에, 제1 전극(22)을 통과한 전자빔(L)의 전류량도 대응하여 감소하게 된다. 그러나 제1 전극(22)의 하류에 설치된 전자 증폭기(28)에 의하여 전자빔(L)의 전류량이 충분히 증폭되므로, 화면에서 영상신호 재현에 요구되는 충분한 양의 전자빔을 공급할 수 있게 된다.

이상의 설명에서와 같이 본 발명에 따른 음극선관의 전자총은 다음과 같은 이점이 있다.

첫째, 캐소드 부하가 감소되므로, 고해상도에 적합한 포커스 특성을 가지는 전자빔을 형성할 수 있을 뿐만 아니라, 전자총의 수명이 저하되는 것을 방지할 수 있다.

둘째, 캐소드의 연상신호 구동전압이 감소하므로, 고주파 및 고해상도의 음극선관에서 영상신호 회로에 적합한 구동특성을 가질 수 있다.

본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.

따라서 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

Claims (2)

1. 캐소드, 제1 전극 및 제2 전극를 구비하여 전자빔을 발생 및 집속시키는 삼극관부와,

   상기 삼극관부에서 발생된 전자빔을 증폭시키는 마이크로 채널 플레이트를 구비하여 이루어지는 전자 증폭기와,

   상기 전자 증폭기에서 증폭된 전자빔을 집속시키는 메인렌즈부를 형성하는 포커스 전극 및 애노드 전극을 구비하여 된 것을 특징으로 하는 음극선관의 전자총.
2. 제1항에 있어서,

   상기 제2 전극의 하류에는 복수개의 전자빔 통과공이 형성된 전자빔 증폭용 전극이 마련되고,

   상기 마이크로 채널 플레이트는 상기 제2 전극과 상기 전자빔 증폭용 전극 사이에 개재되어서, 상기 제2 전극 및 전자빔 증폭용 전극을 통하여 소정의 전압이 인가되는 것을 특징으로 하는 음극선관의 전자총.