KR19980024509A

KR19980024509A - 개선된 제1그리드전극을 지닌 컬러음극선관

Info

Publication number: KR19980024509A
Application number: KR1019970046581A
Authority: KR
Inventors: 야스히사 시라이시; 신이치 이시나가와; 사카에 이시이
Original assignee: 카나이 쯔또무; 가부시기가이샤 히다찌세이사구쇼; 야스나가 히데아키; 히다찌일렉트로닉디바이시즈 가부시기가이샤
Priority date: 1996-09-10
Filing date: 1997-09-10
Publication date: 1998-07-06
Also published as: CN1097837C; US5872423A; KR100253059B1; TW342516B; JPH1083772A; CN1176481A

Abstract

본 발명의 컬러음극선관은, 내면에 형광면을 가지고, 이 형광면에 근접해서 섀도우마스크를 매단 패널부와, 전자총을 수납하는 넥부와, 상기 패널부와 상기 넥부를 접속하는 퍼넬부를 가진다. 상기 전자총은, 바닥면에 제2의 복수개의 인라인전자빔통과구멍을 지닌 동시에 제2의 복수개의 음극을 내부에 수납한 컵형상의 제1그리드전극을 가진 제1의 복수개의 그리드전극을, 각각, 관축방향으로 소정의 배열 및 소정의 간격을 가지고 절연봉에 매설·고정해서 이루어지고, 상기 컵형상의 제1그리드전극은 금속탭을 개재해서 상기 절연봉에 매설되어 있고, 상기 금속탭의 열팽창계수 T1과, 상기 컵형상의 제1그리드전극의 열팽창계수 T2가 이하의 부등식

T1T2

를 만족한다.

Description

개선된 제1그리드전극을 지닌 컬러음극선관

본 발명은, 컬러음극선관에 관한 것으로서, 특히 컵형상의 제1그리드전극내에 음극구조체를 수납고정한 형식의, 인라인 배열된 3전자빔을 발사하는 전자총을 가진 컬러음극선관, 즉 개선된 제1그리드전극을 지닌 컬러음극선관에 관한 것이다.

영상표시 또는 데이터단말모니터에 사용하는 음극선관은, 내면에 형광체스크린을 형성한 페이스플레이트를 가진 퍼넬부와, 상기 퍼넬부에 연결되고, 상기 형광체스크린을 향해서 전자빔을 발사하는 전자총구조체를 수용한 넥부를 적어도 가진 진공엔빌로우프(외위기)를 구비한다.

도 4는 본 발명을 적용하는 컬러음극선관의 일례로서의 섀도우마스크형 컬러음극선관의 구성을 설명하는 단면모식도로서, 부호(20)은 페이스플레이트, (21)은 넥부, (22)는 페이스플레이트와 넥부를 연결하는 퍼넬부, (23)은 페이스플레이트의 내면에형성되어 영상표시면을 구성하는 형광체스크린, (24)는 색선택전극인 섀도우마스크, (25)는 섀도우마스크를 유지해서 섀도우마스크조립체를 형성하는 마스크프레임, (26)은 외부자계를 차단하는 이너실드, (27)은 섀도우마스크조립체를 페이스플레이트의 측벽안쪽에 심어세운 스터드에 매달아 지지하는 서스펜션스프링기구, (28)은 3개의 전자빔(Bs(×2), (Bc))를 발사하는 전자총, (29)는 전자빔을 수평과 수직으로 편향시키는 편향장치, (30)은 색순도조정 및 센터링보정을 행하기 위한 외부보정자기장치, (31)은 내부도전막, (32)는 전자총에 각종의 신호 및 동작전압을 공급하는 스템핀, (33)은 패널부와 퍼넬부의 접속영역을 팽팽히 죈 내파(implosion)용의 텐션밴드, (34)는 진공외위기의 내부의 진공도를 올리기 위한 게터이다.

도 4의 구성에 있어서, 페이스플레이트(20), 넥부(21) 및 퍼넬부(22)에 의해 진공외위기를 구성하고, 전자총(28)으로부터 인라인으로 발사된 3개의 전자빔(Bc), (Bs)×2를 편향장치(29)에 의해 형성되는 편향자계에 의해 수평과 수직의 2방향으로 편향해서 형광체스크린(23)위를 주사시킨다. 또한, (Bc)는 센터빔, (Bs)는 사이드빔을 표시한다.

3개의 전자빔(Bc),(Bs)×2는 각각 스템핀(32)으로부터 공급되는 적색(사이드빔)(Bs)), 녹색(센터빔(Bc)), 청색(사이드빔(Bs)의 3개의 색신호에 의해 변조되어, 형광체스크린,(23)의 직전에 배치된 섀도마스크(24)의 빔통과구멍에서 색선택을 받아서 상기 스크린의 3색의 형광체모자이크의 적색형광체, 녹색형광체 및 청색형광체의 각각에 충돌함으로써, 소망의 컬러영상을 재생한다.

전자빔은 전자총(28)으로부터 형광체스크린(23)에 이르는 도상에서 편향장치(29)에 의해 형성되는 수평 및 수직의 편향자계를 통과함으로써 형광체스크린(23)의 전체면에 주사된다.

도 5는 상기한 컬러음극선관에 사용되는 전자총의 일구성예를 설명하는 측면도로서, 부호(1)은 음극구조체, (2)는 제1그리드 전극, (3)은 제2그리드전극, (4)는 제3그리드전극, (5)는 제4그리드전극, (6)은 제5그리드전극, (7)은 제6그리드전극, (8)은 차폐컵, (9)는 절연봉, 즉, 절연지지체, (32)는 스템핀, (35)는 스템이다.

도 5에 있어서, 제1그리드전극(2)은 컵형상의 전극이며, 그 내부에 음극구조체(1)가 수납되어 있다.

또, 차폐컵(8)은 양극인 제6그리드전극(7)에 고정되어 있으며, 제1그리드전극(2) 및 제2 내지 제6그리드전극(3)∼(7)은 소정의 관축방향으로 동심축으로 간격을 가지고 특정배열로 각 전극의 측벽에 형성한 탭을 멀티폼유리재료로 이루어진 1쌍의 절연지지체(9)에 매설되어 장착된다.

또, 음극구조체(1)는, 절연재료로 피복한 히터를 내장하고, 세라믹재로 이루어진 절연판을 개재해서 음극지지체에 고착된 슬리브에 의해 지지된, 그 바닥부에 전자방출면을 형성한 음극컵을 지닌다. 그리고, 상기 음극지지체는 컵형상의 제1그리드전극의 내부에 삽입되어서, 그 개방단부에서 제1그리드전극에 용접되어 있다.

또한, 이런 종류의 전자총에 관한 종래 기술을 개시한 예로서, 예를 들면 일본국 특개평 7-161309호 공보 등을 들 수 있다.

컵형상의 제1그리드전극내에 편입된 음극구조체를 구비한 음극선관용 전자총의 경우에는, 그 음극구조체의 전자방출면과 제1그리드전극의 바닥면의 내면과의 사이의 간격은 고정밀도로 설정될 수 있다.

3개의 음극구조체가 컵형상의 제1그리드전극내에 인라인으로 배열된 전자총의 경우에는, 그 센터빔통과구멍과 사이드빔통과구멍의 간격은, 음극선관을 시동했을 때의 제1그리드전극의 열팽창에 의해 변동해서 해당 제1그리드전극이 돔(dome) 형상으로 변형하고, 전자빔통과구멍이 형성되어 있는 컵형상의 바닥면과 음극의 전자방출면과의 사이의 간격이 확대되는 동시에, 센터전자빔통과구멍에 대한 사이드 전자빔통과구멍의 거리가 소정치보다 커짐으로써, 정적빔컨버전스드리프트가 발생하는 동시에 소정의 빔전류치가 소정치에 달할 때까지의 시간이 길어진다.

도 6은 컵형상의 제1그리드전극의 열변형을 설명하는 모식도로서, 제1그리드전극만을 단면으로 표시하고, 내장하는 음극구조체는 도시를 생략하고 있다.

도 6에 있어서, 부호(2)는 제1그리드전극, (2a)는 전자빔통과구멍, (2b)는 제1그리드전극(2)에 맞대어 용접된 금속탭, (9)는 절연봉(지지체)이다.

제1그리드전극(2)이 컵형상전극인 경우, 제1그리드전극(2)을 절연지지체(9)에 매설지지하는 금속탭(2b)의 재질은 제1그리드전극과 동일한 재질, 일반적으로는 42%Ni-Fe가 사용되고 있다.

음극구조체의 히터에 급전하여, 음극온도가 상승하고, 그 음극으로부터의 복사열에 의해서 제1그리드전극(2)이 열팽창하면, 탭(2b)도 열팽창해서 화살표 A방향으로 신장하고, 제1그리드전극(2)은 화살표B방향으로 변형함으로써, 음극구조체의 전자방출면과 제1그리드전극의 바닥면과의 사이의 간격이 커진다. 전자방출면과 제1그리드전극(2)의 바닥면과의 사이의 간격이 커지면 차단전압이 작아짐으로써, 음극으로부터의 전자빔의 인출량이 저하하게 되어, 화면휘도의 상승은 늦어진다.

이와 같은, 컵형상의 제1그리드전극에 음극구조체를 내장한 형식의 종래의 음극구조체의 경우는 시동시에 있어서의 화면의 휘도상승이 늦어, 안정상태에 이르는 시간에도 장시간을 소요하고, 또 정적빔컨버전스드리프트양이 크다고 하는 문제가 있었다.

도 7은 종래 기술의 전자총을 사용한 컬러음극선관의 시동시에 있어서의 빔전류상승특성의 설명도이다.

도 7에 표시한 바와 같이, 종래의 음극선관에서는, 음극선관을 시동한 후, 특정치(10)에 도달할때까지 빔전류의 거동을 표시하는 빔전류의 상승곡선(10A)은 완만한 기울기를 지닌다.

본 발명의 목적은, 상기 종래 기술의 문제점을 해소하고, 음극선관의 시동시에 빔전류를 단시간에 상승시킬 수 있고, 또한 센터전자빔통과구멍과 사이드전자빔 통과구멍간의 간격의 변화량을 저감해서 정적빔컨버전스드리프트를 억제할 수 있는 음극구조체를 구비한 음극선관을 제공하는데 있다.

도 1은 본 발명에 의한 컬러음극선관용 전자총의 일실시예를 설명하는 주요부의 단면도.

도 2는 도 1에서 설명한 컵형상의 제1그리드전극의 열변형을 설명하는 모식도.

도 3은 음극구조체를 내장한 제1그리드전극을 가진 본 발명에 의한 전자총을 사용한 컬러음극선관의 시동시에 있어서의 빔전류상승특성의 설명도.

도 4는 본 발명을 적용하는 컬러음극선관의 일례로서의 섀도마스크형 컬러음극선관의 구성을 설명하는 단면 모식도.

도 5는 컬러음극선관에 사용되는 전자총의 구성의 일구성예를 설명하는 측면도.

도 6은 컵형상의 제1그리드전극의 열변형을 설명하는 모식도.

도 7은 음극구조체를 내장한 제1그리드전극을 가진 종래 기술의 전자총을 사용한 컬러음극선관의 시동시에 있어서의 빔전류상승특성의 설명도.

도 8a 내지 도 8c는 본 발명에 있어서의 제1그리드전극의 구체적 파라미터 및 치수예를 도시한 것으로서, 도 8a는 밑면도, 도 8b는 정면도, 도 8c는 측면도

도 9a 내지 도 9c는 시동기간의 빔전류특성을 표시한 것으로서, 도 9a는 종래기술의 경우의 특성을, 도 9b 및 도 9c는 본 발명의 경우의 특성을 표시한 도면

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

1:음극구조체 1a:음극캡

1b:전자방출면1c:음극지지체

1d:절연기판1e:절연기판지지부재

1f:히터1g:슬리브

2:제1그리드전극2a:전자빔통과구멍

2b:제1그리드전극고정용 탭(금속탭)

9:절연봉

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 제1그리드전극에 열팽창계수가 작은 금속재로에 의해 성형한 컵형상의 전극을 채용하고, 그 제1그리드전극을 절연봉에 매설고정하는 금속탭을 제1그리드전극보다 큰 열팽창계수를 가진 금속재료에 의해 형성함으로써; 정적빔컨버전스드리프트를 억제하는 동시에 화면의 휘도를 단시간에 상승시킬 수 있다.

내면에 형광면을 가지고, 이 형광면에 근접해서 섀도우마스크를 매단 패널부와, 내부에 전자총을 수납하는 넥부와, 상기 패널부와 상기 넥부를 접속하는 퍼넬부를 가진 컬러음극선관에 있어서, 상기 전자총은, 바닥면에 제2의 복수개의 인라인전자빔통과구멍을 지닌 동시에 제2의 복수개의 음극을 내부에 수납한 컵형상의 제1그리드전극을 가진 제1의 복수개의 그리드전극을, 각각, 관축방향으로 소정의 배열 및 소정의 간격을 가지고 절연봉에 매설·고정해서 이루어지고, 상기 컵형상의 제1그리드전극은 금속탭을 개재해서 상기 절연봉에 매설되어 있고, 상기 금속탭의 열팽창계수 T1과, 상기 컵형상의 제1그리드전극의 열팽창계수 T2가 이하의 부등식,

T1T2

를 만족하는 것을 특징으로 한다.

이 구성에 있어서, 음극선관의 시동시에 히터에 의해 음극이 가열되고, 음극의 전자방출면으로부터 전자빔이 방사되어서 음극전류가 흐른다. 이 음극전류의 양은, 제어그리드인 제1그리드전극과 음극의 전자방출면과의 간격에 의해 결정되며, 이 간격이 좁아지면 음극전류가 커져, 화면상의 휘도가 상승한다.

히터에 의해 가열된 음극의 전자방출면은 열팽창에 의해, 음극과 제1그리드 전극의 전자빔통과구멍을 형성한 바닥면과의 사이의 간격이 좁아지는 방향으로 이동한다. 다음에, 열전도에 의해 음극지지구조체가 음극의 전자방출면과는 반대 방향으로 열팽창한다. 그후, 주로 열전도에 의해, 제1그리드전극 및 제1그리드 전극을 절연봉에 고정하는 금속탭이 열팽창한다.

제1그리드전극의 바닥면은 열팽창에 의해 전자방출면으로부터 떨어지는 방향으로 열팽창하고, 제1그리드전극을 지지하는 금속탭이 열팽창함으로써 제1그리드전극의 측벽을 누르고, 제1그리드전극의 음극과 대향하는 바닥면이 음극의 전자방출면에 대하여 오목형상으로 변형한다.

여기서, 제1그리드전극을 지지하는 금속탭의 재료로서 제1그리드전극보다 열팽창계수가 큰 재료를 사용함으로써, 상기 탭이 열패창에 의해 신장해서 제1그리드전극의 측벽을 누르는 힘이 커지고, 게다가, 제1그리드전극의 음극의 전자방출면과 대향하는 바닥면이 음극의 전자방출면으로부터 멀어지도록 이동하므로, 열적 안정상태에 도달할때까지의 온도, 음극의 전자방출면과 제1그리드전극의 바닥면의 간격의 열팽창에 의한 변화량은 종래 기술과 비교해서 작다.

시동시에, 음극의 전자방출면이 제1그리드전극의 바닥면쪽으로 열팽창하나, 제1그리드전극의 바닥면이 전자방출면으로부터 멀어지도록 열팽창하므로, 전자방출면과 제1그리드전극의 바닥면간의 간격변화량은 매우 적어, 음극전류가 조기에 안정된다.

열팽창계수가 작은 재료로 이루어진 제1그리드전극에 의해, 히터점화후로부터 열평형에 도달하기까지의 시간에 일어나는, 제1그리드전극의 적색 및 청색전자빔용의 2개의 사이드빔통과구멍간의 간격의 변화량이 적어지므로, 형광면상에서의 적색 및 청색의 빔스폿간의 간격의 변화량도 적어져, 정적빔컨버전스의 드리프트가 억제된다.

이하, 본 발명의 실시형태에 대하여, 실시예의 도면을 참조해서 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 의한 컬러음극선관용 전자총의 일실시예를 설명하는 주요부의 단면도로서, 부호(1)은 음극구조체, (1a)는 음극캡, (1b)는 전자방출면, (1c)는 음극지지체, (1d)는 절연기판, (1e)는 절연기판지지부재, (1f)는 히터, (1g)는 슬리브, (2)는 제1그리드전극, (2a)는 전자빔통과구멍, (2b)는 제1그리드전극고정용 캡, (9)는 절연봉, 즉 절연지지체이다.

도 1에 있어서, 제1그리드전극(2)는 전자빔통과구멍(2a)을 형성한 바닥면을 가진 컵형상 전극이며, 그 내부에 음극구조체(1)가 내장되어 있다. 음극구조체(1)에 있어서, 슬리브(1g)는 히터(1f)를 내장해서 제1그리드전극(2)의 내부바닥면쪽에 전자방출면(1b)을 가진 음극캡(1a)을 지지하여, 음극지지체(1c)와 절연기판(1d)을 개재해서 절연기판지지부재(1e)에 고정되고, 절연기판지지부재(1e)를 제1그리드전극(2)의 측벽내부에 용접한다.

제1그리드전극(2)의 바깥쪽벽에는 제1그리드전극고정용 금속탭(2b)이 용접에 의해 고정되어 있으며, 이 금속탭(2b)이 멀티폼유리로 이루어진 절연봉(9)에 매설되어 이 고정된다.

제1그리드전극(2)의 바닥면에 형성한 전자빔통과구멍(2a)은 음극구조체(1)의 전자방출면(1b)에 대향해서 음극구조체(1)의 중심선(X)상에 위치한다.

도 2는 도 1에서 설명한 컵형상의 제1그리드전극의 열변형을 설명하는 모식도로서, 히터가 가열되어 있지 않은 상태(냉각상태)에서의 위치를 점선으로 표시하고, 전원을 투입한 후 안정된 상태에서의 열변형을 실선으로 표시한다. 또한, 음극구조체는 도시를 생략하고 있다.

도 2는, 제1그리드전극(2)에 Fe-Ni합금을 사용하고, 제1그리드전극고정용 금속탭(2b)으로서 스테인레스합금을 사용했을 때의 안정된 상태에서의 전극단면도를 표시한다.

즉, 제1그리드전극(2)을 절연지지체(9)에 지지하는 금속탭(2b)의 열팽창계수를 T1, 상기 제1그리드전극의 열팽창계수를 T2라 하면, T1T2의 관계를 만족하는 재료를 사용함으로써, 금속탭(2b)이 화살표 A' 방향으로 열팽창해서 제1그리드전극(2)의 측벽을 안쪽으로 압축시킨다. 제1그리드전극(2)은 낮은 열팽창률의 재료에 의해 구성되어 있기 때문에, 열변형량은 적고, 사이드전자빔통과구멍(2a)간의 간격의 변화량이 적어지고, 또한 상기 금속탭(2b)에 의한 측벽의 압압으로 음극구조체의 전자방출면(1b)과 제1그리드전극(2)의 바닥면과의 사이의 간격을 크게 변화시키는 일이 없다. 그 결과, 차단전압특성에 큰 변화가 발생하지 않는다.

도 3은 음극구조체를 내장한 제1그리드전극을 가진 본 발명의 전자총을 사용한 컬러음극선관의 시동시에 있어서의 빔전류상승특성의 설명도이다.

도 3에 표시한 바와 같이, 본 발명에 의한 전자총을 사용한 컬러음극선관의 경우, 음극선관을 시동한 후, 평형상태의 레벨(10)에 도달할 때까지의 빔전류의 거동을 표시한 빔전류상승곡선(10b)의 기울기는 급준하게 되어, 즉 빔전류가 안정상태로 되는 시간이 단축된다.

다음에, 본 발명의 구체적인 수치예에 대해서 설명한다. 도 8a는 제1그리드전극(2)의 밑면도, 도 8b는 그 정면도, 도 8c는 그 측면도를 표시하며, 이들 도면에 있어서, 치수(D1),(D2)는 각각 7∼12mm, 12.2mm∼17mm의 범위에서 양호한 결과를 얻을 수 있엇다. 또 그때의 치수(H1),(H2)는 각각, 2.4mm, 4.3mm, 금속탭(2b)의 두께는 0.25mm로 하였다. 제1그리드전극(2)에 대해서는, 열팽창계수 α=4.8×10^-7/℃를 가진 42%NI-Fe합금을 사용하고, 금속탭(2b)으로서는, 열팽창계수 α=9.1×10^-7/℃를 가진 49% Ni-Fe합금, 및 열팽창계수 α=18.5×10^-7/℃를 가진 스테인레스를 사용하였다.

시동기간 중의 음극선관의 빔전류특성에 대한 실험결과를 도 9a∼도 9c에 표시한다. 도 9a는, 금속탭(2b) 및 제1그리드전극(2)의 쌍방에 42%Ni-Fe합금을 사용하였을 경우, 도 9b는, 금속탭(2b)에 49%Ni-Fe합금을 사용하고, 제1그리드전극(2)으로서는, 42%Ni-Fe합금을 사용했을 경우, 도 9C는, 금속탭(2b)에 스테인레스강 합금을 사용하고, 제1그리드전극(2)으로서는, 42% Ni-Fe합금을 사용했을 경우의 특성을 표시한다./

시동기간 중에 있어서의 음극의 전자방출면과 제1그리드전극의 바닥면과의 간격의 변화량은, 금속탭(2b) 및 제1그리드전극(2)의 쌍방에 42%Ni-Fe합금을 사용했을 경우에 비교해서, 금속탭(2b)에 49%Ni-Fe합금을 사용했을 경우는 1μm만큼, 금속탭(2b)에 스테인레스강합금을 사용했을 경우는 2∼3μm만큼 그 변화량이 감소하였다.

따라서, 금속탭(2b)의 열팽창계수가, 제1그리드전극(2)의 열팽창계수의 1.5배이상이면 양호한 결과를 얻을 수 있었다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 컵형상의 제1그리드전극에 저열팽창재를 사용하고, 제1그리드전극을 절연봉에 지지하는 탭에, 그 열팽창계수가 제1그리드전극의 열팽창계수보다 큰 재료를 사용함으로서, 음극선관의 시동시의 화면의 휘도가 빨리 상승하는 동시에, 형광면상에서의 사이드빔스폿간 간격의 변화량을 저감해서 정적빔컨버전스의 열악화를 저감할 수 있다.

Claims

내면에 형광면을 가지고, 이 형광면에 근접해서 섀도우마스크를 매단 패널부와, 내부에 전자총을 수납하는 넥부와, 상기 패널부와 상기 넥부를 접속하는 퍼넬부를 가진 컬러음극선관에 있어서, 상기 전자총은, 바닥면에 제2의 복수개의 인라인전자빔통과구멍을 지닌 동시에 제2의 복수개의 음극을 내부에 수납한 컵형상의 제1그리드전극을 가진 제1의 복수개의 그리드전극을, 각각, 관축방향으로 소정의 배열 및 소정의 간격을 가지고 절연봉에 매설·고정해서 이루어지고,

상기 컵형상의 제1그리드전극을 금속탭을 개재해서 상기 절연봉에 매설되어 있고,

상기 금속탭의 열팽창계수 T1과, 상기 컵형상의 제1그리드전극의 열팽창계수 T2가 이하의 부등식

T1T2

를 만족하는 것을 특징으로 하는 컬러음극선관.
제1항에 있어서, 상기 열팽창계수 T1은 상기 열팽창계수 T2의 1.5배이상인 것을 특징으로 하는 컬러음극선관.
제1항에 있어서, 상기 금속탭은 열팽창계수 T1이 9.1×10^-7/℃ 정도인 재료로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 컬러음극선관.
제1항에 있어서, 상기 금속탭은 열팽창계수 T1이 18.5×10^-7/℃ 정도인 재료로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 컬러음극선관.
제3항에 있어서, 상기 제1그리드전극은 열팽창계수 T2가 4.8×10^-7/℃ 정도인 재료로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 컬러음극선관.
제4항에 있어서, 상기 제1그리드전극은 열팽창계수 T2가 4.8×10^-7/℃ 정도인 재료로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 컬러음극선관.
제1항에 있어서, 상기 금속탭은 49%Ni-Fe합금으로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 컬러음극선관.
제1항에 있어서, 상기 금속탭은 스테인레스강으로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 컬러음극선관.