KR20000014226A - 음극선관용 전자총 - Google Patents

Abstract

본 발명은 음극선관용 전자총에 관한 것으로 음극선관이 작동될 때 전자총의 비드 그라스의 열팽창에 의해 상기 전자총의 각 전극의 변형을 최소화하도록 하여 스크린의 휘도 특성을 용이하게 안정시킴과 함께 음극전류가 안정되는데 걸리는 시간을 줄이도록 한 것이다.

이를 위해, 본 발명은 음극지지체(12)에 지지되는 음극(10)에서 방출된 전자빔(a)을 제어하도록 복수개의 제어전극 매입부(20)가 형성된 제어전극(13)과, 상기 제어전극(13)에서 제어된 전자빔(a)을 가속시키도록 복수개의 가속전극 매입부(21)가 형성된 가속전극(14)과, 상기 가속전극(14)에서 가속되는 전자빔(a)을 집속하는 다수개의 집속전극(15)(16)(17)(18)과, 상기 전자빔(a)을 최종적으로 가속시키는 애노드 전극(19)과, 상기 각 전극을 고정시키는 비드 그라스(9)로 구성된 것에 있어서, 상기 가속전극(14)의 각 가속전극 매입부(21)가 제어전극(13)과 가속전극(14) 간의 간격변화를 줄여주기 위하여 상기 가속전극(14)의 열팽창방향과 반대방향으로 즉, 집속전극(16)으로 향하도록 일정각도(β)로 경사지게 형성된 것이다.

Description

음극선관용 전자총

본 발명은 음극선관에 관한 것으로써, 좀 더 구체적으로는 음극선관용 전자총에 관한 것이다.

일반적인 음극선관은 통상 인라인(in-line)형 전자총을 이용하고 있으며, 상기 인라인형 전자총을 이용하는 음극선관에서는 적색(R), 녹색(G), 청색(B)의 3개의 전자빔이 수평으로 나란하게 배열되어 있기 때문에 3개의 전자빔을 형광면의 한곳에 수렴시키기 위하여 음극선관의 편향요크는 비균일 자계를 이용한 자기 집중형(self-convergence)을 적용하고 있다.

음극선관의 구조는 도 1에서 도시한 바와 같이, 음극선관의 전면에 장착되는 패널(1)과, 상기 패널(1)의 내면에 적색(R), 녹색(G), 청색(B)의 형광체가 도포된 형광면(3)과, 상기 형광면(3)의 후방에 설치되어 형광면(3)으로 입사되는 전자빔(a)의 색선별 기능을 갖는 새도우 마스크(4)와, 상기 패널(1)의 후면에 결합되어 내부를 진공상태로 유지하도록 설치된 펀넬(2)과, 상기 펀넬(2)의 후방으로 후퇴되어 있는 관형상의 네크부(5) 내부에 장착되어 전자빔(a)을 발사하는 전자총(6)과, 상기 펀넬(2)의 외측을 둘러싸며 전자빔(a)을 수평 또는 수직방향으로 편향시키도록 설치된 편향요크(7)로 구성되어 있다.

이러한 구조의 음극선관은 음극선관 내면에 형광면(3)이 형성된 패널(1)과 내측면에 전기전도성을 갖는 흑연이 도포된 펀넬(2)은 약 450℃의 로에서 융착글라스로 서로 결합된다.

상기 펀넬(2)의 후방으로 후퇴되어 있는 관형상의 네크부(5) 내에 전자빔(a)을 방출하도록 장착된 전자총(6)에 영상신호를 입력하면 전자총(6)에서 전자빔(a)이 방출된다.

상기 전자총(6)에서 방출되는 전자빔(a)은 전자총(6)의 각 전극에 인가된 전압에 의하여 상기 전자총(6)의 각 전극을 통과하면서 제어 및 가속, 집속된 다음 편향요크(7)에 의해 편향된 상태로 새도우 마스크(4)를 통과하여 패널(1)의 내면에 도포된 형광면(3)에 충돌하여 형광체를 발광시키므로 화상이 재현된다.

이때, 새도우 마스크(4)는 전자총(6)에서 방출되는 적색(R), 녹색(G), 청색(B)에 해당되는 인라인의 세 전자빔(a)이 새도우 마스크(4)에서 녹색을 중심으로 서로 크로스되어져 스크린의 적(R), 녹(G), 청(B)의 각각의 형광면(3)을 발광시키도록 하는 색선별기능을 하게 된다.

이상에서 설명한 바와 같이, 음극선관의 패널(1) 내면에 도포된 형광면(3)에 충돌하여 형광체를 발광시켜 화상을 재현시키도록 상기 패널(1)의 후면에 결합된 펀넬(2)의 후방으로 후퇴되어 있는 관형상의 네크부(5) 내부에 장착되어 전자빔(a)을 발사하는 전자총(6)의 전극구조는 도 2 내지 도 4d에서 도시한 바와 같이, 전자총(6)의 하부측에 위치되어 전압을 인가할 수 있도록 구비된 리드선과 상기 리드선을 융착고정하고 음극선관의 네크부(5)와 융착할 수 있도록 스템그라스로 이루어진 스템(8)과, 상기 스템(8)의 상부에 설치되어 전자빔(a)을 방출하도록 히터(11)가 내장된 인라인 배열된 음극(10)과, 상기 음극(10)을 지지하는 음극 지지체(12)와, 상기 음극 지지체(12)의 상방에 설치되어 상기 음극(10)에서 방출되는 전자빔(a)을 제어하는 제어전극(13)과, 상기 제어전극(13)의 상방에 설치되어 전자빔(a)을 가속시키는 가속전극(14)과, 상기 가속전극(14)의 상방에 설치되어 전자빔(a)을 집속시키는 다수개의 집속전극(15)(16)(17)(18)과, 상기 다이나믹 집속전극(18)의 상방에 설치되어 전자빔(a)을 최종 가속시키는 애노드 전극(19)으로 구성되어 있다.

상기 전자총(6)의 각 전극의 외측에는 복수개의 전극 매입부(20)(21)가 전극과 평행하게 형성되어져 비드 그라스(9)에 고정되어 있고, 상기 전자총(6)의 각 전극들은 서로 일정한 간격을 두고 떨어져 관축방향으로 순차 배치되어 있으며, 상기 전자총(6)은 음극선관의 네크부(5) 내에 봉입된다.

이와 같이 구성된 음극선관용 전자총은 평면형 음극선관을 작동시키면 전자총(6)의 음극(10)에 설치된 히터(11)에서 6.3V의 전압이 인가되어 약 1000℃의 열이 발생되고, 상기 음극(10)도 가열되어 약 800℃정도가 된다.

상기 가열된 음극(10)에서 방출되는 전자빔(a)은 제어전극(13)에 의하여 전자빔(a)의 크기가 제어되며, 상기 제어된 전자빔(a)은 가속전극(14)에 의해 가속되어져 집속전극(15)(16)(17)(18)에 의해 집속된 다음 애노드 전극(19)에 의해 최종적으로 가속이 이루진 후 전자총(6)에서 방출된다.

상기 전자총(6)에서 방출되는 전자빔(a)은 편향요크(7)에 의해 편향된 상태로 새도우 마스크(4)를 통과하여 패널(1)의 내면에 도포된 형광면(3)에 충돌하여 형광체를 발광시키므로 화상이 재현된다.

여기서, 음극선관을 작동시키면 스크린의 휘도가 초기 수분 또는 수십분간에 걸쳐 변하는 현상이 발생하는데, 이것을 화이트 바란스라고 한다. 이 현상은 대부분 전자총(6)의 열팽창에 의하여 발생하는 것으로서, 특히 음극 지지체(12), 음극(10), 제어전극(13), 가속전극(14)(15), 집속전극(16)(17) 등에 의하여 변화가 쉽게 발생한다.

좀 더 자세하게 설명하면, 상기 음극(10)을 지지하는 음극 지지체(12)의 하단에서 제어전극(13)의 외측에 형성된 복수개의 제어전극 매입부(20) 까지의 길이(B) 영역에서 비드 그라스(9)는 열에 의한 열팽창량이 약 13㎛정도 이루어지고, 상기 제어전극(13)에서 가속전극(14) 까지의 길이(A) 영역에서 비드 그라스(9)는 열에 의한 열팽창량이 약 8㎛정도 이루어진다.

그리고, 상기 제어전극(13)과 가속전극(14)은 전자총(6)의 음극(10)에서 발생되는 열에 의해 변형되므로 즉, 음극(10)의 상단에서 제어전극(13) 까지의 길이(D)와 제어전극(13)에서 가속전극(14) 까지의 길이(C)는 상기 음극(10)에서 발생되는 열에 의해 변형되는 제어전극(13)과 가속전극(14)에 의해 달라진다.

이 때, 음극(10)에서 발생되는 열에 의하여 제어전극(13)과 가속전극(14)이 변형되는 량보다 비드 그라스(9)의 열팽창량이 상대적으로 크므로 상기 제어전극(13)과 가속전극(14) 사이의 간격은 비드 그라스(9)에 의해 크게 영향을 받게 된다.

그러므로, 수평상태로 설치된 제어전극(13)과 가속전극(14)이 음극(10)에서 발생되는 열에 의해 도 3에서 점선으로 나타낸 바와 같이 변형되므로 상기 제어전극(13)과 가속전극(14) 간의 간격은 작아지고 상기 음극(10)의 상단과 제어전극(13) 간의 간격이 커지게 된다.

그래서 일본특허 공개 평6-84481에서는 도 5a 내지 도 5c에서와 같이, 상기 가속전극(14)의 외측에 형성된 복수개의 가속전극 매입부(21)는 수평상태를 유지하면서 상기 제어전극(13)의 각 제어전극 매입부(20)의 끝단이 전자총(6)의 상방을 향하도록 즉, 가속전극(14)으로 일정각도(α₁)로 경사지게 형성하였다.

즉, 각 제어전극 매입부(20)의 끝단이 열팽창 방향(점선방향)에 경사지게 형성하여 상기 비드 그라스(9)에 각 제어전극 매입부(20)의 끝단을 결합하였다.

그러므로 인하여, 상기 음극(10)에서 발생되는 열에 의해 제어전극(13)과 가속전극(1)이 변형될 때 상기 제어전극(13)은 수평상태보다 적게 변형됨에 따라 상기 음극(10)의 상단과 제어전극(13) 간의 간격은 수평상태로 제어전극(13)이 형성될 때보다 적어지나 상기 제어전극(13)과 가속전극(14) 간의 간격은 커지게 된다.

또한, 도 6a 내지 도 6c에서와 같이, 상기 제어전극(13)의 각 제어전극 매입부(20)는 수평상태를 유지하면서 상기 가속전극(14)의 각 가속전극 매입부(21)의 끝단이 전자총(6)의 하방을 향하도록 즉, 제어전극(13)으로 일정각도(α₂)로 경사지게 형성하였다.

즉, 각 가속전극 매입부(21)의 끝단이 열팽창 방향(점선방향)으로 경사지게 형성하여 상기 비드 그라스(9)에 각 가속전극 매입부(21)의 끝단을 결합하였다.

그러므로 인하여, 상기 음극(10)에서 발생되는 열에 의해 제어전극(13)과 가속전극(14)이 변형될 때 상기 가속전극(14)은 수평상태보다 적게 변형됨에 따라 상기 제어전극(13)과 가속전극(14) 간의 간격은 상기 제어전극(13)과 가속전극(14)이 수평상태를 유지할 때보다 커지게 된다.

상기와 같이, 제어전극(13)과 가속전극(14)이 수평상태로 형성하거나 상기 제어전극(13)의 제어전극 매입부(20) 끝단을 열팽창방향에 경사지게(α₁) 형성하거나 또는 상기 가속전극(14)의 가속전극 매입부(21) 끝단을 열팽창방향에 경사지게(α₂) 형성함으로써, 상기 전자총(6)의 음극(10)에서 전자빔(a)이 안정적으로 방출되지 못한다.

즉, 도 12에서 나타낸 그래프에서와 같이, 음극전류(lk)가 초기에 낮게 나오고, 상기 음극간의 산포(散布)가 크며, 상기 음극전류(lk)가 안정되는데 많은 시간이 소요됨에 따라 음극선관의 제조가 어려울 뿐만 아니라 상기 음극선관 초기 구동시에 휘도변화가 커서 가시적으로도 나쁜 이미지를 나타나고, 결국에는 휘도 불량의 원인이 된다.

본 발명은 상기의 제반 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 음극선관이 작동될 때 전자총의 비드 그라스의 열팽창에 의해 상기 전자총의 각 전극의 변형을 최소화하도록 하여 스크린의 휘도 특성을 용이하게 안정시킴과 함께 음극전류가 안정되는데 걸리는 시간을 줄이도록 하는데 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 음극지지체에 지지되는 음극에서 방출된 전자빔을 제어하도록 복수개의 제어전극 매입부가 형성된 제어전극과, 상기 제어전극에서 제어된 전자빔을 가속시키도록 복수개의 가속전극 매입부가 형성된 가속전극과, 상기 가속전극에서 가속되는 전자빔을 집속하는 집속전극과, 상기 전자빔을 최종적으로 가속시키는 애노드 전극과, 상기 각 전극을 고정시키는 비드 그라스로 구성된 것에 있어서, 상기 가속전극의 각 가속전극 매입부가 집속전극을 향하도록 일정각도(β)로 경사지게 형성된 것을 특징으로 하는 음극선관용 전자총의 전극 구조가 제공된다.

도 1은 일반적인 음극선관의 구조를 설명하기 위한 개략구조도.

도 2는 음극선관의 종래 전자총을 나타낸 단면도.

도 3은 종래 전자총의 삼극부를 나타낸 단면도.

도 4a와 도 4b는 종래 전자총의 가속전극을 나타낸 도면.

도 4c와 도 4d는 종래 전자총의 제어전극을 나타낸 도면.

도 5a는 종래 전자총의 삼극부를 나타낸 다른 실시예.

도 5b와 도 5c는 종래 전자총의 제어전극을 나타낸 도면.

도 6a는 종래 전자총의 삼극부를 나타낸 또 다른 실시예.

도 6b와 도 6c는 종래 전자총의 가속전극을 나타낸 도면.

도 7은 본 발명 음극선관용 전자총의 삼극부를 나타낸 단면도.

도 8a와 도 8b은 본 발명 전자총의 가속전극을 나타낸 도면.

도 9는 본 발명 음극선관용 전자총의 삼극부를 나타낸 다른 실시예.

도 10a와 도 10b는 본 발명 전자총의 가속전극을 나타낸 도면.

도 11a와 도 11b는 본 발명 전자총의 제어전극을 나타낸 도면.

도 12는 종래 음극전류 변화도를 나타낸 그래프.

도 13은 본 발명 음극전류 변화도를 나타낸 그래프.

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

9: 비드 그라스 10: 음극

11: 음극 지지체 13: 제어전극

14: 가속전극 16: 집속전극

20: 제어전극 매입부 21: 가속전극 매입부

이하, 본 발명의 일 실시예를 첨부도면 도 7 내지 도 8b을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

음극선관용 전자총의 구조는 종래의 구성에서 언급한 바 있으므로 중복되는 부분은 그 설명을 생략하고, 동일한 구조에 한해서는 종래와 동일한 부호를 부여키로 한다.

도 7은 본 발명 음극선관용 전자총의 삼극부를 나타낸 단면도이고, 도 8a와 도 8b은 본 발명 전자총의 가속전극을 나타낸 도면으로써, 본 발명은 음극지지체(12)에 지지되는 음극(10)에서 방출된 전자빔(a)을 제어하도록 복수개의 제어전극 매입부(20)가 형성된 제어전극(13)이 설치되어 있고, 상기 제어전극(13)에서 제어된 전자빔(a)을 가속시키도록 복수개의 가속전극 매입부(21)가 형성된 가속전극(14)이 설치되어 있다.

상기 가속전극(14)에서 가속되는 전자빔(a)을 집속하는 집속전극(16)이 설치되어 있고, 상기 전자빔(a)을 최종적으로 가속시키는 애노드 전극(19)이 설치되어 있으며, 상기 각 전극을 고정시키는 비드 그라스(9)가 설치되어 있다.

상기 각 제어전극 매입부(20)와 각 가속전극 매입부(21)의 끝단은 비드 그라스(9)에 매입되어 고정되어 있다.

상기 가속전극(14)의 각 가속전극 매입부(21)는 제어전극(13)가 가속전극(14) 간의 간격변화를 줄여주기 위하여 상기 가속전극(14)의 열팽창방향과 반대방향으로 즉, 집속전극(16)을 향하도록 일정각도(β)로 경사지게 형성되어 있다.

본 발명 전자총의 전극 구조를 나타낸 다른 실시예로 도 9a 내지 11b에서 도시한 바와 같이, 전자총(6)에 설치된 가속전극(14)의 각 가속전극 매입부(21)는 집속전극(16)을 향하도록 일정각도(β)로 경사지게 형성되어 있고, 제어전극(13)의 각 제어전극 매입부(20)는 음극전류(lk)의 량과 안정시간을 적절하게 조정하기 위해 집속전극(16)을 향하도록 일정각도(β₁)로 경사지게 형성되어 있다.

이와 같이 구성된 본 발명의 작용은 다음과 같다.

먼저, 음극선관을 작동시키면 전자총(6)의 음극에 설치된 히터(11)에 6.3V전압이 인가되어 약 1000℃의 열이 발생되고, 상기 음극(10)도 가열되어 약 800℃정도가 된다.

이 때, 전자총(6)의 음극(10)에서 발생되는 열에 의해 제어전극(13)은 가속전극(14) 측으로 그리고 가속전극(14)은 제어전극(13) 측으로 변형되는데, 즉 가속전극(14)의 외측에 형성되어 끝단이 비드 그리스(9)에 고정된 복수개의 가속전극 매입부(21)는 가속전극(14)의 열팽창방향(도 7의 점선)과 반대방향으로 경사지게 즉, 집속전극(16)을 향하도록 일정각도(β)로 경사지게 형성되어 있으므로 상기 음극(10)에서 발생되는 열에 의해 가속전극(14)의 변형이 적게 이루어짐에 따라 상기 제어전극(13)과 가속전극(14) 간의 간격변화가 줄어들게 된다.

그러므로, 음극전류(lk)는 도 13에서 나타낸 그래프에서와 같이 초기에 종래보다 높게 나올수 있을 뿐만 아니라 상기 음극전류(lk)가 안정되는데 소요되는 시간이 절감됨과 함께 음극선관의 초기 구동시 휘도변화가 작아지게 된다.

그리고, 본 발명의 다른 실시예로는 도 9 내지 도 11b에서 도시한 바와 같이, 음극선관을 작동시키면 전자총(6)에서 전자빔(a)이 방출되는데, 이 때 상기 전자총(6)의 음극(10)에서 발생되는 열에 의해 상기 전자총(6)의 제어전극(13)은 가속전극(14) 측으로 변형되고, 상기 가속전극(14)은 제어전극(13) 측으로 변형된다.

이 때, 상기 가속전극(14)의 외측에 형성되어 끝단이 비드 그라스(9)에 고정된 복수개의 가속전극 매입부(21)는 가속전극(14)의 열팽창방향과 반대방향으로 즉, 집속전극(16)을 향하도록 일정각도(β)로 경사지게 형성되어 있고, 상기 제어전극(13)의 외측에 형성되어 끝단이 비드 그라스(9)에 고정된 복수개의 제어전극 매입부(20)도 집속전극(16)을 향하도록 일정각도(β₁)로 경사지게 형성되어 있으므로 상기 음극(10)에서 발생되는 열에 의한 제어전극(13)과 가속전극(14)의 변형이 적게 이루어짐에 따라 상기 음극(10)의 상단과 제어전극(13) 간의 간격은 제어전극(13)이 수평상태일 때보다 줄어들고, 상기 제어전극(13)과 가속전극(14) 간의 간격변화가 줄어들게 된다.

그러므로, 음극전류(lk)는 도 13에서 나타낸 그래프에서와 같이 초기에 종래보다 높게 나올수 있을 뿐만 아니라 상기 음극전류(lk)가 안정되는데 소요되는 시간이 절감됨과 함께 음극선관의 초기 구동시 휘도변화가 작아지게 된다.

이상에서와 같이, 본 발명은 전자총의 각 제어전극 매입부는 수평한 상태로 비드 그라스에 고정되고, 상기 전자총의 각 가속전극 매입부는 가속전극의 열팽창방향과 반대방향으로 즉, 집속전극을 향하도록 일정각도(β)로 경사지게 형성함으로써, 음극에서 발생되는 열에 의해 비드 그라스의 열팽창에 의한 변형을 완충하여 상기 가속전극과 제어전극 간의 간격변화가 줄어들게 된다.

그러므로, 전자총의 음극전류(lk)는 도 13에서 나타낸 그래프에서와 같이 초기에 종래보다 높게 나올 수 있을 뿐만 아니라 상기 음극전류(lk)가 안정되는데 소요되는 시간이 절감됨에 따라 음극선관의 제조가 쉬워지는 효과가 있다.

또한, 음극선관 초기 구동시에 휘도변화가 작으므로 인하여 스크린의 휘도 특성이 안정되는 효과도 있다.

Claims (2)

1. 음극지지체에 지지되는 음극에서 방출된 전자빔을 제어하도록 복수개의 제어전극 매입부가 형성된 제어전극과, 상기 제어전극에서 제어된 전자빔을 가속시키도록 복수개의 가속전극 매입부가 형성된 가속전극과, 상기 가속전극에서 가속되는 전자빔을 집속하는 집속전극과, 상기 전자빔을 최종적으로 가속시키는 애노드 전극과, 상기 각 전극을 고정시키는 비드 그라스로 구성된 것에 있어서,

   상기 가속전극의 각 가속전극 매입부가 집속전극을 향하도록 일정각도(β)로 경사지게 형성된 것을 특징으로 하는 음극선관용 전자총.
2. 제 1 항에 있어서,

   제어전극의 각 제어전극 매입부가 집속전극을 향하도록 일정각도(β₁)로 경사지게 형성된 것을 특징으로 하는 음극선관용 전자총.