KR20010003505A

KR20010003505A - 전자총의 전극 및 이를 이용한 음극선관용 전자총

Info

Publication number: KR20010003505A
Application number: KR1019990023814A
Authority: KR
Inventors: 조석래
Original assignee: 김순택; 삼성에스디아이 주식회사
Priority date: 1999-06-23
Filing date: 1999-06-23
Publication date: 2001-01-15
Also published as: KR100573096B1; MY127024A; CN1279501A; DE60027961T2; DE60027961D1; EP1063673A3; JP2001035408A; EP1063673A2; EP1063673B1; CN1188886C; US6445115B1

Abstract

삼극부를 이루는 캐소오드, 제어전극 및 스크린 전극과, 상기 스크린 전극으로부터 순차적으로 설치되는 복수개의 집속전극들을 포함하는 것으로, 상기 제어전극 또는 스크린 전극은 상하부의 가장자리로부터 돌출된 매립부가 형성되며, 인라인상으로 배열된 세 개의 결합공이 형성된 제1전극부재와, 상기 제1전극부재의 결합공과 각각 결합되는 것으로, 전자빔 통과공이 형성된 평면부와 상기 평면부의 가장자리를 따라 형성되어 제1전극부재의 전자빔 통과공의 가장자리와 결합되는 플랜지부를 구비한 제2전극부재들을 포함하여 된 것을 그 특징으로 한다.

Description

전자총의 전극 및 이를 이용한 음극선관용 전자총{Electrode and electron gun utilizing the same}

본 발명은 음극선관용 전자총에 관한 것으로, 더 상세하게는 그 구조가 개선된 전극 및 이를 이용한 전자총에 관한 것이다.

통상적으로 칼라 음극선관용 전자총은 음극선관의 네크부에 장착되어 형광막을 발광시키는 전자빔을 방출하는 것으로, 도 1에 도시된 바와 같이 삼극부를 이루는 음극구조체(11), 제어전극(12) 및 스크린전극(13)과 주렌즈를 이루는 복수개의 집속전극(14)들을 구비한다.

상기와 같이 구성된 칼라 음극선관용 전자총은 각 전극에 소정의 전위가 인가됨에 따라 상기 음극구조체(11)의 전자방출물질로부터 방출된 전자빔이 각 전극 사이에 형성되는 전자렌즈에 의해 집속 및 가속된 후 형광막의 주사위치에 따라 선택적으로 편향되어 형광막에 랜딩되게 된다.

이런한 칼라 음극선관용 전자총은 캐소오드로 부터 방출된 세 전자빔을 가속 및 집속하는 과정에서 이들의 궤도를 개별적 또는 전체적으로 수정하여 형광면에서의 정확한 콘버어젼스를 기할 수 있도록 하는 정집중수단과 포커싱 수단이 마련되어 있다.

그러나 상기와 같은 정집중수단과 포커싱수단이 마련되어 있다 하더라도 상기 전자총을 이루는 전극(11-14)들의 제조시 발생된 가공오차, 비드글라스에 매립고정시 발생되는 외력에 의한 전극의 변형, 전극의 열팽창으로 전자빔 통과공의 이동등으로 상기 전자빔의 정집중 기능들이 약화되고 있다.

특히 음극구조체(11)와 인접되게 설치되는 제어전극(12) 및 스크린전극(13)으로 구성된 삼극부는 전자방출물질을 가열하기 위한 열에 노출되어 있어 열변형에 의한 전자빔의 써어멀 드리프트(thermal drift)현상으로 콘버어젼스 드리프트(convergence drift)현상이 나타나게 되고, 전자빔의 물점과 관계하는 크로스 오버점을 형성하게 되므로 전자빔 통과공의 크기 및 전자빔 통과공 부위의 전극두께가 정밀하게 제어되어야 한다.

도 2에는 이러한 제어전극 또는 스크린 전극을 이루는 판상 전극의 일예를 나타내 보였다.

도시된 바와 같이 단일의 판상 전극으로 이루어진 것으로, 판상의 본체(21)에 인라인 상으로 세 개의 전자빔 통과공(RH)(GH)(BH)이 형성되고, 이 통과공(RH)(GH)(BH)의 주위에는 인입 가공하여 전자빔 통과공이 형성된 부위의 두께를 얇게하는 몰입부(22a)(22b)(22c)가 형성된다. 그리고 상기 몰입부(22a)(22b)(23c)의 주위에는 상기 전자빔 통과공(RH)(GH)(BH)을 중심으로 강도를 보강하기 위한 비딩부(23a)(23b)(23c)가 형성된다. 상기 비딩부의 주위에는 평활면(24)이 형성되며 본체(21)의 상하부 가장자리에는 비드글라스(도시되지 않음)에 몰입되어 전극(20)을 지지하기 위한 지지부(25)(25)가 형성되고, 상기 본체(21)의 양측의 수평중심 축상에는 전자빔 통과공의 정렬을 위한 조립공(26)(26)이 형성된다.

상술한 바와 같이 구성된 전자총의 전극(20)은 단일의 본체(21)에 세 개의 전자빔 통과공(RH)(GH)(BH)이 인라인 상으로 형성되어 있으므로 전자빔 통과공(RH)(GH)(BH)의 피치(P)(P')을 균일하게 형성하는 것이 대단히 중요하다. 상기 전자빔 통과공(RH)(GH)(BH)은 펀칭가공되는데, 금형가공방법으로는 중앙의 전자빔 통과공과 양측의 각 전자빔 통과공을 가공하는 경우가공에 따른 피치의 오차가 각각 ±0.005가 되어 설정된 오차의 범위내로 가공하기는 대단한 가공기술을 요한다.

또한 상기 전극에 있어서, 조립공(26)(26)은 가공에 따른 편심 오차가 ±0.005mm 이내로 유지하여야 하고, 상기 몰입부(22a)(22b)(22c)에 의한 전자빔 통과공(RH)(GH)(BH)부위의 두께 편차가 ±0.005mm 이내의 범위에 들어야 한다. 그러나 상술한 바와 같이 일체의 판상 전극으로 형성된 전극(20)은 단일의 금형에 의해 만들어져 있으므로 소정부위가 허용 공차를 벗어나게 되면 금형으로서의 기능을 상실하게 된다. 이러한 금형은 특정부의 유지보수(maintenance)가 어렵고, 나아가서는 생산성을 저하시키게 된다.

그리고 상기와 같은 종래의 전극(20)은 횡장형의 본체(21)에 인라인상으로 비딩부(23a)(23b)(23c)와 몰입부(22a)(22b)(22c)가 형성되어 있으므로 전자빔 통과공 주위의 평면부의 면적이 일정하지 않게 된다. 평면부의 면적이 일정하지 않은 상태에서 금속의 가스를 제거하는 수소환원처리 공정을 수행하기 위해 980도 내지 1050도에서 8분 내지 10분 동안 가열하게 되면 전극의 비대칭 가공응력과 형상 이방성응력으로 인하여 전극이 변형되는 문제점이 있다.

특히 상기 판상의 전극(20)은 음극구조체와 인접되게 설치되는 제어전극으로 사용되므로 도 3에 도시된 바와 같이 음극구조체의 히터로부터 발생되는 열에 의해 상기 전극이 열팽창하게 된다. 이러한 열팽창은 인라인상으로 형성된 전자빔 통과공(RH)(GH)(BH)의 위치를 상대 이동시키게 되어 이를 통과하는 전자빔의 경로가 이동되는 드리프트 현상이 나타나게되어 음극선관의 화이트 밸런스 특성 및 해상도를 저하시키는 요인이 된다.

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 전극의 가공에 따른 정밀도와 생산성의 향상을 도모할 수 있으며, 음극구조체의 히터로부터로의 열전달에 의한 전극의 변형을 방지하여 전자빔의 서어멀 드리프트의 방지와 포커스 특성 및 화이트 밸런스특성을 향상시킬 수 있는 전자총의 전극 및 이를 이용한 음극선관용 전자총을 제공함에 그 목적이 있다.

도 1는 네크부에 전자총이 장착된 상태를 나타내 보인 도면,

도 2는 종래 전극을 도시한 사시도,

도 3은 전자총에 종래 전극이 채용된 상태를 도시한 단면도,

도 4는 본 발명에 따른 전자총의 전극을 도시한 분리 사시도,

도 5는 본 발명에 따른 음극구조체와 전극을 도시한 단면도.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 음극선관용 전극은,

상하부의 가장자리로부터 돌출된 지지부가 형성되며, 인라인상으로 배열된 세 개의 결합공이 형성된 제1전극부재와,

상기 제1전극부재의 결합공과 각각 결합되는 것으로, 전자빔 통과공이 형성된 평면부와 상기 평면부의 가장자리를 따라 형성되어 제1전극부재의 전자빔 통과공의 가장자리와 결합되는 플랜지부를 구비한 제2전극부재들을 포함하여 된 것을 그 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 평면부에 형성된 전자빔 통과공의 가장자리는 가압된 몰입부가 형성되며, 상기 평면부와 플랜지부 사이에에는 비딩부가 형성된다. 여기에서 상기 전자빔 통과공은 원형, 타원 또는 다각형으로 형성될 수 있으며, 세 개의 상기 전극부재들은 그 무게를 서로 다르게 형성할 수 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 칼라 음극선관용 전자총은

삼극부를 이루는 캐소오드, 제어전극 및 스크린 전극과, 상기 스크린 전극으로부터 순차적으로 설치되는 복수개의 집속전극들을 포함하는 것으로, 상기 제어전극 또는 스크린 전극은 상하부의 가장자리로부터 돌출된 지지부가 형성되며, 인라인상으로 배열된 세 개의 결합공이 형성된 제1전극부재와, 상기 제1전극부재의 결합공과 각각 결합되는 것으로, 전자빔 통과공이 형성된 평면부와 상기 평면부의 가장자리를 따라 형성되어 제1전극부재의 전자빔 통과공의 가장자리와 결합되는 플랜지부를 구비한 제2전극부재들을 포함하여 된 것을 그 특징으로 한다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 한 바람직한 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.

음극선관용 전자총은 도 1,4 및 도 5에 도시된 바와 같이 열전자를 방출하는 음극구조체(11)와 제어전극(100) 및 스크린 전극(13)과 전자빔을 집속 및 가속하는 복수개의 집속전극(14)을 구비하여 구성되는데, 상기 전자총을 이루는 전극중 상기 캐소오드와 인접된 제어전극 및 스크린 전극은 판상으로 이루어진다.

상기 제어전극을 이루는 전극(100)은 비드 글라스(도시되지 않음)에 매립되어 전극의 모체를 이루는 제1전극부재(110)와, 상기 제1전극부재(110)과 결합되어 전자빔 통과공이 형성된 세 개의 제2전극부재(120)(130)(140)들을 포함한다.

상기 제1전극부재(110)는 평면부(111)를 가지며 상하부 가장자리에 비드글라스에 매립되는 지지부(112)(112)가 형성된 본체(113)을 포함한다. 상기 본체(113)의 평면부(111)에는 인라인상으로 형성된 세 개의 결합공(114)(115)(116)이 형성된상기 지지부(112)(112)와 인접되는 평면부의 가장자리에는 본체(113)의 길이 방향으로 소성 가공의 정밀도와 조립시 강도의 완충 및 보강을 위한 보강부(117)이 형성된다. 이 보강부의 형상은 상기 실시예에 의해 한정되지 않고 전극의 보강과 소성가공의 정밀도를 감안하여 다양한 형상으로 변형 가능하다.

상기 제2전극부재(120)(130)(140)들은 상기 제1전극부재(110)의 결합공(114)(115)(116)과 결합되는 것으로, 각각은 다음과 같이 구성된다.

상기 제2전극부재(120)(130)(140)는 전자빔 통과공(121)(131)(141)이 금형의 피어싱(piercing) 및 압착공법에 의하여 형성된 평면부(122)(132)(142)와, 상기 평면부의 가장자리를 따라 형성되어 제1전극부재(110)의 전자빔 통과공(114)(115)(116)의 가장자리부와 결합되는 플랜지부(123)(133)(143)를 구비한다. 상기 평면부(122)(132)(142)에 형성된 전자빔통과공(121)(131)(141)은 가장자리부가 가압 성형된 몰입부(124)(134)(144)가 형성된다. 상기 전자빔 통과공(121)(131)(141)의 형성된 부위의 두께(t)는 상기 몰입부(124)(134)(144)의 깊이에 따라 달라질 수 있는데, 상기 몰입부의 깊이를 일정하게 하여 전자빔 통과공 부위의 두께 편차를 설정된 가공오차 이내로 가공하여야 함은 물론이다. 그러나 세개의 전자빔의 크로스 오버점의 형성위치를 감안하여 세 제2전극부재(120)(130)(140) 간의 전자빔 통과공부위의 두께를 다르게 형성할 수 있다. 또한 상기 전자빔 통과공(121)(131)(141)의 형상은 원형, 타원형 또는 다각형의 형상으로 형성할 수 있으며, 이들의 형상은 세 전자빔의 포커스 특성에 따라 조합하여 사용할 수도 있다.

그리고 플랜지부(123)(133)(143)의 양측 또는 상하부에는 단면적을 줄이기 위한 절제부(123a)(133a)(144a)를 형성하여 제2전극부재(120)(130)(140)의 무게를 조정함으로써 각각의 열팽창 속도를 맞출 수 있다.

상기 평면부(122)(132)(142)와 플랜지부(123)(133)(143)의 사이에는 전자빔 통과공의 중심을 기준점으로한 동일 거리에 드로잉(drawing) 또는 라운드(round)가공 기법에 의한 비딩부(125)(135)(145)가 형성된다. 상기 비딩부(125)(135)(145)가 형성됨으로써 평면부 주위를 따라 형성되는 원통형부(125a)(135a)(145a)의 길이는 2.0mm 이내로 함이 바람직하다. 상기 평면부와 플랜지부는 구조적인 정밀도를 감안하여 소성가공에 따른 허용오차를 ±0.002mm 이내로 확보하여야 한다.

그리고 상기 세 개의 제2전극부재(120)(130)(140)의 가열온도에 따른 열용량을 감안하여 중앙에 위치되는 제2전극부재(130)의 무게를 양측에 위치되는 제2전극부재의 무게와 같거나 무겁게 하는 것이 바람직하다. 상기 무게의 차이는 전자총에 따라 다소의 차이는 있으나 본 발명인의 실험에 의하면 중앙에 위치되는 제2전극부재의 무게가 양측의 위치되는 무게보다 1.0 내지 1.2배 이내가 되도록 함이 바람직하다.

상술한 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 전자총의 작용과 이를 통한 전극의 작용효과를 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 칼라 음극선관용 전자총은 제5도에 도시된 바와 같이 전자방사물질(161)이 도포된 베이스 메탈(162)을 지지하는 슬리이브(163)의 내부에 장착된 히터(164)가 발열됨에 따라 전자방출물질(161)이 가열되어 열전자가 방출된다. 이와 같이 방출된 열전자는 제어전극인 판상 전극(100)의 전자빔 통과공(121)(131)(141)과 스크린 전극(13)의 전자빔 통과공 사이에 형성되는 음극렌즈를 통과하면서 결상(cross over point)된다. 상기와 같이 결상된 전자빔은 집속전극(14)들의 사이에 형성되는 메인렌즈를 포함하는 집속렌즈들로 소정의 입사각을 가지고 입사되어 집속 및 가속된 후 편향요오크에 의해 편향되어 스크린면에 랜딩된다.

상술한 바와 같이 전자빔이 방출되는 과정에서 상기 전극(100)은 음극구조체(11)과 인접되게 설치되어 있으므로 히터(164)로부터 방출되는 복사열에 의해 가열되어 열팽창되는데, 상기 전자빔 통과공(121)(131)(141)이 형성된 제2전극부재(120)(130)(140)들은 각각 제1전극부재(110)에 독립적으로 설치되어 있으므로 제2전극부재(120)(130)(140)의 열팽창에 따른 전자빔 통과공의 위치가 변화를 줄일 수 있으며, 이를 통과하는 전자빔의 드리프트 현상을 방지할 수 있게 된다. 특히 상기 제2전극부재(120)(130)(140)에는 비딩부(125)(135)(145)가 형성됨으로써 마련된 원통형부(125a)(135a)(145a)는 그 용적이 일정하며 각각 독립된 형태를 가지므로 캐소오드의 온도에 의해 전자빔의 전자량을 일정하게 하여 안정화 시킬 수 있다. 한편 상기 제2전극부재(120)(130)(140)들은 그 무게가 다르게 형성되어 열용량이 상호 다르므로 설치위치에 따른 열팽창속도 차이를 줄일 수 있다.

그리고 상기 판상의 전극의 제조과정에 있어서는 다음과 같은 작용효과를 가진다.

첫째; 제2전극부재가 개별적으로 제작되어 제1전극부재에 고정되므로 제1전극부재와 제2전극부재의 가공에 따른 정밀도를 향상시킬 수 있다.

둘째; 전자빔 통과공간의 피치가 제1전극부재와 제2전극부재들의 결합 정밀도에 의해 결정되므로 전자빔 통과공간의 피치를 정밀하게 제어할 수 있다.

셋째; 전자빔 통과공이 형성된 평면부와 제1전극부재의 평면부의 평활도 또한 개별적으로 제어가 가능하며, 전극의 성형을 위한 금형을 제1전극부재용과 제2전극부재용으로 분리 할 수 있으므로 금형의 구조를 간단하게 할 수 있고 나아가서는 금형의 정밀도 및 생산성을 향상시킬 수 있게 된다.

상술한 바와 같이 구성된 본 발명은 전 전자총의 전극 및 이를 이용한 전자총은 판상의 전극을 전자빔 통과공이 형성되는 제2전극부재와, 이 제2전극부재가 지지되는 제1전극부재로 분리함으로써 소성가공에 따른 정밀도를 향상시킬 수 있으며, 전극의 소성가공응력에 의한 전극의 변형과 전극의 열팽창에 따른 서어멀 드리프트 및 메인렌즈계에서 발생하는 콘버어젼스 드리프트 현상을 방지할 수 있게 된다.

본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 들어 설명하였으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본원 고안이 속하는 기술적 범위내에서 당업자에 의해 변형가능함은 물론이다. 예컨데, 스크린 전극 또는 집속전극중 판상의 전극 또는 림전극에도 적용이 가능하다.

Claims

상하부의 가장자리로부터 돌출된 매립부가 형성되며, 인라인상으로 배열된 세 개의 결합공이 형성된 제1전극부재와,

상기 제1전극부재의 결합공과 각각 결합되는 것으로, 전자빔 통과공이 형성된 평면부와 상기 평면부의 가장자리를 따라 형성되어 제1전극부재의 전자빔 통과공의 가장자리와 결합되는 플랜지부를 구비한 제2전극부재들을 포함하여 된 것을 특징으로 하는 전자총의 전극.
제1항에 있어서,

상기 평면부에 형성된 전자빔 통과공의 가장자리부가 가압되어 몰입부가 형성된 것을 특징으로 하는 전자총의 전극.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 상기 평면부와 플랜지부 사이에는 비딩부가 형성된 것을 특징으로 하는 전자총의 전극.
제1항에 있어서,

상기 전자빔 통과공은 원형, 타원 또는 다각형의 형상으로 형성된 것을 특징으로 하는 전자총의 전극.
제1항에 있어서, 상기 중앙에 위치되는 제2전극부재의 무게와 양측에 위치되는 제2전극부재의 무게가 서로 다른 것을 특징으로 하는 전자총의 전극.
제5항에 있어서,

상기 중앙에 위치되는 제2전극부재의 무게가 양측에 위치되는 제2전극부재 무게의 1.0 내지 1.2 배인 것을 특징으로 하는 전자총의 전극.
제2항에 있어서, 상기 제2전극부재들은 전자빔 통과공부위의 두께가 서로 다른 것을 특징으로 하는 전자총의 전극.
제3항에 있어서,

상기 평면부의 주위에 비딩부가 형성됨으로써 형성된 원통형부의 길이가 2.0mm 이내의 길이를 가진 것을 특징으로 하는 전자총의 전극.
삼극부를 이루는 캐소오드, 제어전극 및 스크린 전극과, 상기 스크린 전극으로부터 순차적으로 설치되는 복수개의 집속전극들을 포함하는 것으로, 상기 제어전극 또는 스크린 전극은 상하부의 가장자리로부터 돌출된 매립부가 형성되며, 인라인상으로 배열된 세 개의 결합공이 형성된 제1전극부재와, 상기 제1전극부재의 결합공과 각각 결합되는 것으로, 전자빔 통과공이 형성된 평면부와 상기 평면부의 가장자리를 따라 형성되어 제1전극부재의 전자빔 통과공의 가장자리와 결합되는 플랜지부를 구비한 제2전극부재들을 포함하여 된 것을 특징으로 하는 음극선관용 전자총.
제9항에 있어서,

상기 평면부에 형성된 전자빔 통과공의 가장자리는 가압되어 몰입부가 형성된 것을 특징으로 하는 음극선관용 전자총.
제9항 또는 제10항에 있어서,

상기 상기 평면부와 플랜지부 사이에는 비딩부가 형성된 것을 특징으로 하는 음극선관용 전자총.
제9항에 있어서,

상기 전자빔 통과공은 원형, 타원 또는 다각형의 형상으로 형성된 것을 특징으로 하는 음극선관용 전자총.
제9항에 있어서, 상기 중앙에 위치되는 제2전극부재의 무게와 양측에 위치되는 제2전극부재의 무게가 서로 다른 것을 특징으로 하는 음극선관용 전자총.
제13항에 있어서,

상기 중앙에 위치되는 제2전극부재의 무게가 양측에 위치되는 제2전극부재 무게의 1.0 내지 1.2 배인 것을 특징으로 하는 음극선관용 전자총.
제10항에 있어서, 상기 제2전극부재들은 전자빔 통과공부위의 두께가 서로 다른 것을 특징으로 하는 음극선관용 전자총.
제11항에 있어서,

상기 평면부의 주위에 비딩부가 형성됨으로써 형성된 원통형부의 길이가 2.0mm 이내의 길이를 가진 것을 특징으로 하는 음극선관용 전자총.