KR100314361B1

KR100314361B1 - 전자총, 전자총의 제조방법 및 음극선관장치

Info

Publication number: KR100314361B1
Application number: KR1019990059738A
Authority: KR
Inventors: 오마에히데하루; 곤다마사히코; 호시도시하루
Original assignee: 모리시타 요이찌; 마쯔시다덴기산교 가부시키가이샤
Priority date: 1998-12-21
Filing date: 1999-12-21
Publication date: 2001-11-16
Also published as: US6696780B1; KR20000048285A; CN1150590C; JP3546729B2; CN1264916A; JP2000188067A

Abstract

본 발명은 진공외부로부터의 변조자계에 대해, 이 자계의 투과를 방해하지 않고, 소망하는 전자빔 변조효과를 얻을 수 있는 전자총에 관한 것이다. 전자총(4)에서의 통형상을 이루는 G3전극(8)의 일부를 코일형상부(11)로 함으로써, 코일형상부(11)를 구성하는 선재의 간극을 변조자계가 통과하도록 구성하여, 와전류 손실을 저감시키고자 하는 것이다.

Description

전자총, 전자총의 제조방법 및 음극선관장치{Electron gun and method for manufacturing the same, and cathod ray tube}

본 발명은 음극선관의 전자총에 관한 것으로, 특히 전자총의 고주파 자계 투과특성을 향상시키기 위한 기술에 관한 것이다.

투사형의 모노크롬(monochrome) 음극선관의 전자총 부분의 종래예로서, 특개평 10-74465호 공보에 기재된 구조를 도5에 도시한다. 도5에서, 14는 네크관이고, 그 내부에 전자총이 배치되어 있다. 전자총은 음극(6)을 수용한 컵형상의 G1전극(제어전극)(5), 컵형상의 G2전극(가속전극)(7), 통형상의 G3전극(전단 양극전극)(8), G4전극(집속전극)(9), G4전극(9)의 선단부를 포위하는 G5전극(양극전극)(10)이 순서대로 배열된 것이다. G3전극(8)과 G4전극(9)의 사이에 주 전자 렌즈가 형성되고, G4전극(9)과 G5전극(10)의 사이로서 G5전극(10)의 내부에 전자렌즈가 형성된다. 네크관(14)의 외측에는 속도변조 코일(18), 컨버젼스 요크(15) 및 편향 요크(16)가 배치되어 있다.

도5에 도시한 바와 같이, 네크관(14)내에 배치된 전자총에 대해, 네크관(14)의 외부로부터 속도변조 코일(18)에 의해 자계변조를 걸어 전자빔의 소위 속도변조를 행하여, 포커스 성능의 향상을 도모하고 있는 것이 현재의 발전된 기술이다. 즉, 음극(6)으로부터 출사한 전자빔이 형광체 스크린면에 도달하기까지, 편향요크(16), 컨버젼스 요크(15) 및 속도변조 코일(18) 등으로부터 발생하는 교류자계에 의해 전자빔 궤도가 변조된다. 이 중, 편향요크(16)는 음극선관의 훤넬 콘부에 장착되고, 교류자계(17)를 발생시켜 전자빔 궤도를 편향함으로써 음극선관 형광체 스크린면을 전자빔으로 주사한다. 컨버젼스 요크(15)는 음극선관의 네크관(14)의 외측에 장착되고, 교류자계(20)를 발생시켜 전자빔 궤도를 변조함으로써 래스터(raster)와 색변질을 보정한다. 속도변조 코일(18)은 음극선관의 네크관(14)의 외측에 장착되고, 교류자계(19)를 발생시켜 전자빔의 주사속도를 변조함으로써, 형광체 스크린면상에서의 고휘도부가 저휘도부로 밀리는 것을 방지하여, 화상을 선명하게 한다.

그런데, 전자빔을 변조하기 위한 교류자계의 주파수는 영상주파수와 동등한 메가헤르츠오더(megahertz-order)에 달한다. 그 때문에, 스텐레스 등의 금속재료를 디프-드로잉(deep drawing) 가공 등에 의해 형성된 전자총의 금속부품에 의해 이 교류자계가 감쇠를 받아, 소망하는 전자빔 변조를 얻을 수 없다는 문제가 있었다.

도5에 도시한 바와 같이, 컨버젼스 요크(15)에 의해 생성된 교류자계(20)의 대부분은 G5전극(10)을 통과한다. 편향 요크(16)는 훤넬 콘부에 장착되어 있고, 편향 요크(16)에 의해 생성된 교류자계(17)의 일부는 G5전극(10)을 통과한다. 속도변조 코일(18)은 G3전극(8)과 G4전극(9)의 중간에 배치되어 있고, 속도변조코일(18)에 의해 생성된 교류자계(19)의 대부분은 G3전극(8)과 G4전극(9)을 통과한다.

이들 금속전극을 통하여 교류자계를 걸었을 때, 금속전극부에 와전류가 발생한다. 또한, 교류자계의 주파수가 높아질수록, 이 와전류 손실이 커지기 때문에, 고주파 변조역에서 자계에 의한 전자빔 궤도의 변조효과가 감소한다. 예를 들면, 컨버젼스 요크(15)에 의해 생성된 교류자계(20)에 의해 G5전극(10)에 와전류가 발생하고, 컨버젼스 요크(15)에 의한 전자빔 궤도 변조효과가 감소한다.

또한, 이 와전류 손실에 의해 전극이 발열하여, 네크관이 파괴되는 경우도 있다. 이들의 교류자계의 손실이나 전극의 발열을 방지하기 위해 교류자계의 발생원과 전자총의 금속전극과의 거리를 크게하여 설계하면, 필연적으로 전자빔 집속렌즈와 형광체 스크린면과의 거리가 커지고, 전자렌즈 배율이 커지기 때문에, 해상도가 저하된다는 문제가 있다. 특히, 고품위 TV 등의 고편향 주파수, 광신호 대역의 화상 표시장치에서는 이들 교류자계의 손실이 커지기 때문에 실제 사용에 있어서 지장이 생긴다는 문제가 있다.

종래, 디프-드로잉상의 금속부품을 몇 개의 부분으로 분할하고, 각각의 부품 사이에 간극을 형성하여 자계의 투과특성을 개선한 것이 제안되어 있는데(특개평 8-115684호 공보), 조립 정밀도의 문제나 코스트가 비교적 높다는 등의 문제가 있었다. 또한, 분할한 각부품의 기계적 강도를 유지하기 위해 각 부품을 그다지 작게 할 수 없기 때문에, 자계투과 특성이 대폭으로 개선될 수 없다는 문제가 있었다.

본 발명은 이러한 문제를 해결하기 위해 이루어진 것으로, 진공외부로부터의변조자계에 대해 이 자계의 투과를 방해하지 않고, 소망하는 전자빔 변조효과를 얻을 수 있는 전자총을 구비한 음극선관을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

본 발명의 전자총은 내부를 전자빔이 통과하는 통형상의 전극을 구비하고, 전극의 통형상부의 적어도 일부에 코일형상으로 형성된 코일형상부를 갖는 것을 특징으로 한다. 이 구성에 의하면, 코일형상의 부재를 구성하는 부재의 간극을 변조자계가 통과하기 때문에, 와전류 손실을 저감할 수 있다.

상기 구성의 전자총에 있어서, 전단 양극전극(G3전극)의 적어도 일부를 코일형상으로 형성하는 것이 바람직하다. 이 구성에 의하면, 코일형상부의 부재에 의해 전단 양극전극의 내부에 등전위 공간을 형성할 수 있다.

또한, 이상의 구성의 전자총에 있어서, 코일형상의 부분이 비금속재료로 이루어지는 것이 바람직하다. 이 구성에 의하면, 변조자계의 투과효과를 보다 향상시킬 수 있다.

상기 구성의 전자총에 있어서, 선재를 코일형상으로 감아서 코일형상부로 할 수도 있다.

또한, 상기 구성에 있어서, 코일형상부는 관축방향으로 이웃하는 부분의 간격이 2.5㎜ 이하인 것이 바람직하다. 그렇게 함으로써, 외부자계의 영향을 저감할 수 있다. 또한, 코일형상부는 관축방향으로 이웃하는 부분끼리 접촉하는 구성으로 할 수도 있다. 이 구성에 의하면, 변조자계의 투과효과를 얻으면서, 전극부재의 강도향상을 도모할 수 있다.

본 발명의 전자총의 제조방법은 내부를 전자빔이 통과하는 통형상의 전극을구비하고, 전극의 통형상부의 적어도 일부에 코일형상으로 형성된 코일형상부를 갖는 전자총의 제조방법이다. 본 발명의 제조방법에 의하면, 통형상의 전극부재에 나선형상으로 홈을 넣은 후, 전극부재를 관축방향으로 늘림으로써 코일형상부를 형성한다. 이 방법에 의하면, 코일형상부를 용이하게 제작할 수 있다.

본 발명의 음극선관 장치는 전단 양극전극의 적어도 일부를 코일형상으로 형성한 전자총을 네크부의 내부에 구비한 음극선관과, 음극선관의 외부로서 전단 양극전극의 코일형상부의 주위에 속도변조 코일을 구비한다. 이 구성에 의하면, 속도변조 효과를 높일 수 있다.

도1은 본 발명의 전자총의 일부 단면을 나타낸 측면도,

도2는 본 발명의 음극선관의 사시도,

도3은 본 발명의 자계변조효과를 나타낸 도면,

도4는 본 발명에 관련한 전자총의 다른 예를 나타낸 도면,

도5는 종래의 음극선관의 전자총 부근의 확대 단면도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 음극선관 2 : 페이스 플레이트(face-plate)

3 : 훤넬(funnel) 4 : 전자총

5 : G1전극(제어전극) 6 : 음극

7 : G2전극(가속전극) 8 : G3전극(전단 양극전극)

9 : G4전극(집속전극) 10 : G5전극(양극전극)

11 : 코일형상부 12 : G2전극측단부

13 : 플레이트형상 전극 14 : 네크(neck)관

15 : 컨버젼스 요크 16 : 편향 요크

17 : 교류자계 18 : 속도변조 코일

19 : 교류자계 20 : 교류자계

21 : 주 전자(主電子) 렌즈

이하, 본 발명을 모노크롬 음극선관에 적용한 경우의 실시형태에 대해 도면을 참조하여 설명한다.

도1은 본 발명의 전자총의 측면도를 나타낸다. 전자총(4)은 음극(6)을 수용한 컵형상의 G1전극(제어전극)(5), G1전극(5)과 하부끼리를 마주하게 한 컵형상의 G2전극(가속전극)(7), G2전극(7)의 개구부와 소정간격을 두고서 배치된 통형상의 G3전극(전단 양극전극)(8), G3전극(8)과의 사이에 주 전자 렌즈(21)를 형성하는 G4전극(집속전극)(9) 및 G4전극(9)의 선단부를 포위하는 G5전극(양극전극)(10)이 순서대로 배열되어 있다. G5전극(10)과 G4전극(9)과의 사이로서 G5전극(10)의 내부에는 전자렌즈가 형성된다.

G3전극(8)은 그 내부에 등전위 공간을 형성하고 있고, 그 일부에 코일형상부(11)가 설치된다. 코일형상부(11)의 G4전극(9)측의 단부에는 전자렌즈를 형성하기 위한 플레이트형상 전극(13)이 설치되고, 다른 쪽 단부는 G2전극(7)측의 단부(12)와 접속되어 있다. 코일형상부(11)를 설치하는 위치는 속도변조자계를 침투시킬 목적을 고려하면, 속도변조 코일이 장착되는 개소가 바람직하다. 따라서, G4전극(9)의 일부를 코일형상부로 하여도 좋다. 그러나, G3전극(8) 쪽이 전자빔의 속도가 늦는만큼 속도변조의 효과가 높기 때문에, G4전극(9)보다도 G3전극(8)에 코일형상부(11)를 설치하는 것이 바람직하다.

코일형상부(11)는 전극재료로 이루어진 선재를 감아 코일형상으로 형성한 후, G2전극 측단부(12) 및 플레이트형상 전극(13)과 용접된다. 또한, G3전극(8) 전체를 디프-드로잉에 의해 일체로 형성한 후, 그 일부에 나선형상으로 홈을 넣고, G3전극(8)을 그 길이방향(관축방향)으로 잡아당겨 늘림으로써 G2전극 측단부(12), 코일형상부(11), 플레이트형상 전극(13)을 일체로서 형성하여도 좋다. 이와 같이 하면, 코일형상부(11)를 용이하게 형성할 수 있다.

상기와 같이 제작한 전자총(4)이 도2에 도시한 바와 같이 페이스 플레이트(2)와 훤넬(3)로 이루어진 외위기(外圍器)의 네크부내에 장착되어 음극선관(1)을 구성한다.

본 발명을 16㎝(7인치), 네크관 지름(ψ) 29.1㎜인 투사관용 모노크롬 음극선관에 적용하는 경우의 코일형상부의 바람직한 일실시예를 나타낸다. 코일형상부(11)는 직경 0.8㎜인 스텐레스선으로 이루어지고, 길이가 8.6㎜, 내경이 10.4㎜, 피치가 1.6㎜이다.

코일형상부(11)에서의 이웃하는 선재의 간격은 0∼2.5㎜의 범위가 바람직하다. 간격이 0㎜일 때에는 이웃하는 선재가 접촉하게 되는데, 이러한 경우에도 전혀 이음새가 없는 경우, 예를 들면 한 장의 판재를 디프-드로잉 가공한 경우와 비교하여 충분히 큰 변조자계의 투과효과가 얻어진다. 그러나, 보다 큰 변조효과를 얻기 위해서는 이웃하는 선재의 사이에 약간이라도 빈틈을 형성하는 것이 바람직하다. 한편, 이웃하는 선재의 간격이 2.5㎜보다 크면 외부전계의 영향을 쉽게 받게된다.

코일형상부(11)는 비금속재료, 예를 들면 도전성 세라믹, 카본그래파이트(carbon-graphite)에 바인더를 혼련, 소결(燒結)한 것 등을 이용하여 형성할 수 있다.

도전성 세라믹으로서는, 예를 들면 TiC나 TiN을 주성분으로 하고, Co, Ni, Mo 등의 금속을 혼합한 것이나, Cu, Sr, ReO₃를 함유한 것이 사용가능하다. 도전성 세라믹을 이용하는 경우는 파이프형상으로 형성한 후, 코일형상으로 절단하든지, 또는 직접 코일형상으로 성형하여 구워서 굳힘으로써 코일형상부(11)를 제작한다.

도3은 본 발명의 효과를 나타낸 그래프이고, 변조자계의 주파수와 자계변조효과의 크기와의 관계를 나타낸다. 여기서, 세로축의 「자계변조효과」라는 것은형광체 스크린면상에 세로줄무늬를 출력시키는 화상신호인 직사각형신호를 수상관에 입력한 경우에 있어서, 속도변조를 걸었을 때와 걸지 않았을 때에, 형광체 스크린면상의 세로선의 폭이 어느정도 변화하였는지를 나타내는 것이고(단위는 ㎜), 이 값이 클수록 자계변조의 효과가 크다는 것을 나타낸다. 도3에 있어서, 곡선 a는 코일형상부를 설치하지 않은 종래의 전자총의 경우, 곡선 b는 코일형상부를 금속으로 형성한 본 발명의 전자총의 경우, 곡선 c는 코일형상부를 도전성 세라믹으로 형성한 본 발명의 전자총의 경우를 각각 나타낸다. 도3에 도시한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 넓은 주파수 대역에 걸쳐, 종래예보다도 큰 자계변조효과가 얻어진다. 또한, 코일형상부를 도전성 세라믹으로 형성하면, 금속으로 형성한 경우보다 큰 자계변조효과가 얻어짐을 알 수 있다.

도4는 도2와 마찬가지로, 본 발명을 모노크롬 음극선관용 전자총의 G3전극(8)에 적용한 예를 나타낸다. 이 예에서는 코일형상부(11)의 G4전극(9)측의 단부에 플레이트상 전극이 설치되어 있지 않고, 코일형상부(11)의 단면 자체가 전극을 형성하여, G4전극(9)과의 사이에 주 전자 렌즈(21)를 형성하고 있다.

이상, 본 발명을 모노크롬 음극선관에 적용한 경우에 대해 설명하였는데, 칼라 음극선관에 적용할 수도 있다. 칼라 음극선관에 적용하는 경우에는, 예를 들면 3개의 전자빔을 포위하는 G3전극에 코일형상부를 설치한다.

본 발명에 의하면, 음극선관의 외부로부터의 변조자계에 대해 이 자계의 투과를 방해하지 않고, 소망하는 전자빔 변조효과를 얻을 수 있는 전자총을 구비한 음극선관을 실현할 수 있다.

Claims

내부를 전자빔이 통과하는 통형상의 전극을 구비하고, 상기 전극의 통형상부의 적어도 일부에 코일형상으로 형성된 코일형상부를 갖는 것을 특징으로 하는 전자총.
제1항에 있어서,

전단 양극전극(G3전극)의 적어도 일부에 코일형상부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전자총.
제1항에 있어서,

상기 코일형상부가 비금속 재료로 이루어진 것을 특징으로 하는 전자총.
제1항에 있어서,

상기 코일형상부가 선재를 코일형상으로 감아 형성한 구성인 것을 특징으로 하는 전자총.
제1항에 있어서,

상기 코일형상부는 관축방향으로 이웃하는 부분의 간격이 2.5㎜ 이하인 것을 특징으로 하는 전자총.
제5항에 있어서,

상기 코일형상부는 관축방향으로 이웃하는 부분끼리 접촉하고 있는 구조인 것을 특징으로 하는 전자총.
내부를 전자빔이 통과하는 통형상의 전극을 구비하고, 상기 전극의 통형상부의 적어도 일부에 코일형상으로 형성한 코일형상부를 갖는 전자총의 제조방법에 있어서, 상기 통형상의 전극부재에 나선형상으로 홈을 넣은 후, 상기 전극부재를 관축방향으로 늘림으로써 상기 코일형상부를 형성하는 것을 특징으로 하는 전자총의 제조방법.
전단 양극전극의 적어도 일부를 코일형상으로 형성한 전자총을 네크부의 내부에 구비한 음극선관과, 상기 음극선관의 외부로서 상기 전단 양극전극의 코일형상 부분의 주위에 속도변조 코일을 구비한 것을 특징으로 하는 음극선관 장치.