KR20010114017A - 음극선관용 냉음극 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 음극선관용 냉음극 구조를 제공한다.

그 음극선관용 냉음극 구조는, 음극선관(1)의 패널(2)에 화면을 구현하기 위해 전자빔(7)을 방출하는 냉음극전자방출에미터(6)가 슬리브(10)의 상부 표면에 형성되는 음극선관용 냉음극 구조에 있어서: 상기 음극선관(1)의 내부에 잔류되며 이온 운동되는 잔류가스(8)의 이온 충격에 의해 캐소드 표면이 손상되는 것을 방지하기 위해 상기 슬리브(10)의 중심에서 돌출 형성되는 중앙부(13)를 제외한 주위에 도넛형의 환형 구조로 냉음극전자방출에미터(12)를 형성하는 것을 특징으로 한다.

이에 따라, 음극선관에 잔류되는 잔류가스의 이온 충격 발생시에도 냉음극전자방출에미터의 특성저하가 발생되지 않으며, 냉음극전자방출에미터에서 방출되는 전자빔이 안쪽으로 집속되어 포커싱 기능이 강화되는 등의 효과가 있다.

Description

음극선관용 냉음극 구조{cold cathode structure for a CRT}

본 발명은 음극선관용 냉음극 구조에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 음극선관 내에 잔류되는 잔류가스의 이온 충격으로부터 냉음극전자방출에미터의 손상을 방지하고, 그 냉음극전자방출에미터에서 방출되는 전자빔을 집속하여 포커싱 기능을 강화시키는 음극선관용 냉음극 구조에 관한 것이다.

일반적으로 사용되어지고 있는 음극선관(CRT)용 음극은, 외부로부터 인가되는 전압에 의해 가열되는 히터를 이용하여 음극을 가열하며, 그 가열된 음극으로부터 열전자가 방출되고, 또한 전계를 인가함으로써 원하는 소정의 전류량을 얻을 수 있었다.

그러나 위와 같은 일반적인 음극선관용 음극에는, 그 음극을 가열하기 위한 히터를 필요로 함에 따라 열적인 문제 즉, 금속 부분의 열변형과 함께 히터 사용에 따른 에너지 소모 등의 문제가 있으며, 이러한 문제를 해결하기 위한 방안으로 냉음극의 사용이 주목받고 있다.

이러한 이유로 하여 음극선관용 음극으로 냉음극을 사용하게 되는 경우, 상기의 금속부분의 열변형 및 에너지소모 등의 문제가 해결될 뿐만 아니라, 고 전류동작, 포커스 특성개선, 음극선관의 전장단축, 및 음극선관의 제조비용이 절감되는 등의 장점을 가지게 된다.

도 1에는 종래의 음극선관용 냉음극 구조를 설명하기 위한 개략부분단면도가 도시되며, 도 1에 도시된 바와 같이, 패널(2), 펀넬(3), 전자총그리드(4),슬리브(5), 및 냉음극전자방출에미터(6)를 포함하여 구성된다.

또한, 음극선관(1)에는 잔류가스(8)와 형광체로부터 나온 설파이드(Sulfide)계 가스 등이 존재하며, 그 설파이드 계 가스 및 잔류가스(8)가 상기 음극선관(1)내에서 이온 운동된다.

그와 같이 구성되는 음극선관용 냉음극 구조는, 외부에서 인가되는 전압에 의해 냉음극전자방출에미터(6)에서 전자빔(7)이 방출되며, 전자총그리드(4)에서는 상기 냉음극전자방출에미터(6)에서 방출된 전자빔(7)을 제어하고, 집속 및 가속시켜 패널(2)을 향해 방출시키게 된다. 이에 따라 상기 패널(2)의 내면에 형성된 형광층(도시하지 않음)이 발광되어 화면을 구현하게 된다.

또한, 종래의 음극선관용 냉음극 구조는, 주로 실리콘으로 제조된 스핀트(spindt) 타입의 냉 음극을 일정한 구조를 가지는 음극의 지지체 위에 접합하여 음극을 구성할 수 있으며, 또한, 카본나노튜브를 이용하는 경우에는 탄소봉을 소정의 가스 분위기에서 방전시켜 제조한 카본나노튜브를 소정의 정제공정을 거쳐 불순물을 제거하고 이를 소정의 용매에 현탁시켜 원하는 음극 구조체에 실크스크린 법으로 코팅하여 형성시킬 수도 있다.

또한, 상기 카본나노튜브를 베이스 금속 위에 CVD(Chemical Vapor De

position)로 형성시켜 전자방출원으로 사용할 수도 있다.

그러나, 상술한 종래의 음극선관용 냉음극 구조의 구성과 작용에 의하면, 기존의 히터를 이용하는 음극선관에 비해 금속의 열변형과 히터 사용에 따른 에너지소모의 문제가 해결되며, 또한, 고 전류동작, 포커스 특성 개선, 음극선관의 전장단축, 및 제조비용이 절감되는 등의 효과를 가지는 장점이 있으나, 음극선관 내에 잔류되는 형광체로부터 나온 설파이드 계 가스나 잔류가스 등이 이온 운동되어 냉음극전자방출에미터의 중심부분에 충돌되어 이온 충격을 가함에 따라 냉음극전자방출에미터가 손상되고, 전자방출 특성이 저하되며, 그에 따른 제품특성이 저하되는 등의 문제가 있다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위하여 발명된 것으로, 슬리브의 중심에서 돌출 형성되는 중앙부를 제외한 주위에 도넛형의 환상구조로 냉음극전자방출에미터를 형성함으로서, 음극선관 내에 잔류되며, 전자총의 홀 부를 통과하여 슬리브에 돌출 형성된 중심부에 이온 충돌되는 잔류가스나 설파이드 계 등의 이온 가스에 의해 냉음극전자방출에미터가 손상되지 않아 전자방출 특성이 안정되게 유지되며, 또한, 슬리브의 외곽부인 슬리브돌출환부를 냉음극전자방출에미터 보다 높게 형성하여 냉음극전자방출에미터에서 방출되는 전자빔을 안쪽으로 밀리는 모양으로 집속하여 포커싱 기능을 강화시키는 음극선관용 냉음극 구조를 제공하는 데에 그 목적이 있다.

도 1은 종래의 음극선관용 냉음극 구조를 도시한 개략부분단면도,

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 음극선관용 냉음극 구조를 설명하기 위한 개략부분단면도,

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 음극선관용 냉음극 구조를 설명하기 위한 개략부분평면도,

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 음극선관용 냉음극 구조의 빔 집속 과정을 설명하기 위한 개략부분단면도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1 : 음극선관 2 : 패널

3 : 펀넬 4 : 전자총그리드

5 : 슬리브 6 : 냉음극전자방출에미터

7 : 전자빔 8 : 잔류가스

10 : 슬리브 11 : 슬리브돌출환부

12 : 냉음극전자방출에미터 13 : 중앙부

14 : 등전위선 G1 : 제어그리드

이러한 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 음극선관용 냉음극 구조는, 음극선관의 패널에 화면을 구현하기 위해 전자빔을 방출하는 냉음극전자방출에미터가 슬리브의 상부 표면에 형성되는 음극선관용 냉음극 구조에 있어서: 상기 음극선관의 내부에 잔류되며 이온 운동되는 잔류가스의 이온 충격에 의해 캐소드 표면이 손상되는 것을 방지하기 위해 상기 슬리브의 중심에서 돌출 형성되는 중앙부를 제외한 주위에 도넛형의 환형 구조로 냉음극전자방출에미터를 형성하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 냉음극전자방출에미터의 외곽에는, 그 냉음극전자방출에미터 보다 높은 위치를 가지는 슬리브돌출환부가 형성될 수도 있다.

또한, 상기 냉음극전자방출에미터는, CVD로 형성되는 얼라인 된 카본나노튜브나 아킹 등의 방법으로 제작된 카본나노튜브를 도전성 페이스트로 혼합한 후 프린팅하여 사용하거나, 또는 스핀트 타입의 팁형 에미터소자를 제작하여 부착한 후 전극을 연결하는 것 등의 방법에 의해 형성될 수도 있으며, 어느 종류의 냉음극전자방출에미터를 사용해도 무방하다.

한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른 음극선관용 냉음극 구조는, 음극선관의 패널에 화면을 구현하기 위해 전자빔을 방출하는 냉음극전자방출에미터가 슬리브의 상부 표면에 형성되는 음극선관용 냉음극 구조에 있어서: 상기 음극선관의 내부에 잔류되며 이온 운동되는 잔류가스의 이온 충격에 의해 캐소드 표면이 손상되는 것을 방지하기 위해 상기 슬리브의 외곽부인 슬리브돌출환부의 내측으로 중앙부가 비어있는 도넛형의 환형 구조로 냉음극전자방출에미터를 형성하는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하면, 다음과 같다.

도 2에는 본 발명의 실시예에 따른 음극선관용 냉음극 구조를 설명하기 위한개략부분단면도가 도시된다.

본 발명 음극선관용 냉음극 구조는, 도 2에 도시된 바와 같이, 슬리브돌출환부(11), 냉음극전자방출에미터(12), 및 중앙부(13)로 구성되는 슬리브(10)를 포함하여 구성된다.

상기 슬리브돌출환부(11)는, 상기 슬리브(10)의 외곽부에 돌출되어 형성되는 것으로, 냉음극전자방출에미터(12)보다 높은 위치를 갖도록 형성된다.

상기 냉음극전자방출에미터(12)는, 상기 슬리브(10)의 중앙에서 돌출 형성되는 중앙부(13)를 제외한 주위에 도넛형의 환형 구조로 형성되어 음극선관(1)의 내부에 잔류되며 이온 운동되는 잔류가스(8)나 형광체로부터 나온 설파이드(Sulfide)계 가스등의 이온 충격으로부터 손상이 방지되도록 구성된다.

또한, 상기 냉음극전자방출에미터(12)는, 상기 슬리브(10)의 외곽부에 돌출 형성되는 상기 슬리브돌출환부(11)의 내측으로 그 슬리브(10)의 중앙부(13)가 비어있는 도넛형의 환형 구조로도 형성될 수 있다.

또한, 상기 도넛형의 환형 구조로 형성되는 냉음극전자방출에미터(12)는, CVD(Chemical Vapor Deposition)로 형성된 얼라인된 카본나노튜브나 아킹 등의 방법으로 제작한 카본나노튜브를 도전성 페이스트로 혼합하여 프린팅하여 사용하거나 스핀트 타입(spindt Type)의 팁형 에미터소자를 제작하여 부착한 후 전극을 연결하여 형성시킨 것 등 어느 종류의 냉음극을 사용하여도 무방하다.

상기 중앙부(13)는, 상기 음극선관(1)의 내부에 잔류되는 잔류가스(8)나 형광체로부터 나온 설파이드(Sulfide)계 가스등이 전자총(도시하지 않음)의 홀 부를통과하여 충돌되어진 후 이온 충격이 가해지는 곳으로 상기 슬리브(10)의 중심에서 돌출되어 형성될 수 있다.

또한, 상기 중앙부(13)는 상기 슬리브(10)의 중심에서 비어있는 상태로도 형성될 수 있다. 또한, 미 설명된 G1은 제어 그리드 이다.

도 3에는 본 발명의 실시예에 따른 음극선관용 냉음극 구조를 설명하기 위한 개략부분평면도가 도시되며, 도 4에는 본 발명의 실시예에 따른 음극선관용 냉음극 구조의 빔 집속 과정을 설명하기 위한 개략부분단면도가 도시된다.

이와 같이 구성된 본 발명의 실시예에 따른 음극선관용 냉음극 구조의 상세한 작용을 도 2 내지 도 4를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

본 발명 음극선관용 냉음극 구조는, 도 2에 도시된 바와 같이, 슬리브(10)의 중심에서 돌출 형성된 중앙부(13)를 제외한 주위에 환형 구조의 냉음극전자방출에미터(12)가 형성되며, 상기 냉음극전자방출에미터(12)의 외측으로 슬리브돌출환부(11)가 그 냉음극전자방출에미터(12)보다 높게 돌출 형성된다. 또한, 상기 슬리브(10)의 중앙에서 돌출 형성되는 중앙부(13)를 돌출하여 형성시키지 않고 비어 있는 공간으로도 형성될 수 있다.

또한, 도넛형의 환형 구조를 가지는 냉음극전자방출에미터(12)가 도 3에 개략부분평면도로 잘 도시되어 있다.

또한, 본 발명 음극선관용 냉음극 구조의 동작과정을 첨부된 도면을 참조하여 좀더 상세히 설명한다.

먼저, 도 1에서 도시한 바와 같이, 냉음극 구조를 가지는 음극선관(1)의 내부에는 형광체로부터 나온 설파이드 계 가스나 잔류가스(8)등이 잔류하게 됨과 동시에 그 잔류가스(8)등이 이온 운동되고 있다.

이렇게 이온 운동되는 잔류가스(8)의 일부가 전자총(도시하지 않음)의 홀(Hole)부를 통과하여 전자빔(7)을 방출하는 냉음극전자방출에미터(6)의 표면에 충돌되어 상기 냉음극전자방출에미터(6)의 표면을 손상시키게 되며, 이에 따라 상기 냉음극전자방출에미터(6)의 전자방출특성이 저하된다.

그러나 본 발명 음극선관용 냉음극 구조는, 도 4에 도시된 바와 같이, 전자를 방출시키기 위한 냉음극전자방출에미터(12)가 슬리브(10)의 중앙에 형성되는 중앙부(13)를 제외한 주위에 도넛형의 환형 구조로 형성됨에 따라 전자총의 홀 부를 통과하여 중앙부(13)의 표면에 충돌되는 잔류가스(8)등에 의해서는 이온 충격을 받지 않게 된다.

이에 따라 상기 냉음극전자방출에미터(12)의 손상이 방지되고, 안정된 전자방출특성을 유지할 수 있게 된다.

또한, 상기 도넛형의 환형 구조로 형성되는 냉음극전자방출에미터(12)를 둘러싸는 슬리브(10)의 외곽부인 슬리브돌출환부(11)가 그 냉음극전자방출에미터(12) 보다 높게 형성된다.

이에 따라 외부로부터 동일한 전압이 인가되는 경우, 상기 냉음극전자방출에미터(12)와 슬리브돌출환부(11)의 높이 차이에 의해 상기 슬리브(10)의 상부에는 등전위선(14)이 형성된다.

또한, 상기 등전위선(14)이 형성된 상태에서 상기 냉음극전자방출에미터(12)에서 전자빔(7)이 방출되는 경우, 상기 슬리브(10)의 외곽부에 돌출되어 형성되는 상기 슬리브돌출환부(11)에 의해 전자빔(7)이 상기 등전위선(14)에 수직되게 방출된다.

또한, 이렇게 상기 등전위선(14)에 수직되게 방출되는 전자빔(7)은 안쪽으로 밀리는 모양으로 집속되어 지며, 그에 따라 상기 냉음극전자방출에미터(12)에서 방출되는 전자빔(7)의 포커싱 기능이 강화된다. 또한, 슬리브돌출환부(11)에 의해 오목하게 형성되는 등전위선(14)에 의해 반사되어 오는 이온 등이 침투되는 것을 방지하게 되고, 나아가, 미미하게 통과하게 되는 이온 등도 분산시키게 되어 냉음극전자방출에미터(12)를 오염시키지는 아니하게 된다.

따라서, 본 발명 음극선관용 냉음극 구조를 음극선관에 적용하여 사용하는 경우, 냉음극전자방출에미터의 불량 감소로 인해 기능 및 생산성이 증대되며, 그 음극선관의 품위가 향상되는 효과를 가지게 된다.

이상에서 설명한 본 발명의 실시예에 따른 음극선관용 냉음극 구조의 구성 및 작용에 의하면, 슬리브의 중앙부를 제외한 주위에 환형 구조로 냉음극전자방출에미터를 형성함으로써, 음극선관에 잔류되는 잔류가스의 이온 충격 발생시에도 냉음극전자방출에미터의 특성저하가 발생되지 않으며, 또한, 슬리브돌출환부를 냉음극전자방출에미터 보다 높게 형성함에 따라 방출되는 전자빔이 안쪽으로 집속되어 포커싱 기능이 강화되는 등의 효과가 있다.

이상에서 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 실시예에 의해 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 이에 의해 제한되는 것은 아니고, 당업자의 통상적인 지식의 범위 내에서 그 변형이나 개량 내지 응용이 가능하다.

Claims (5)

1. 음극선관(1)의 패널(2)에 화면을 구현하기 위해 전자빔(7)을 방출하는 냉음극전자방출에미터(6)가 슬리브(10)의 상부 표면에 형성되는 음극선관용 냉음극 구조에 있어서:

   상기 음극선관(1)의 내부에 잔류되며 이온 운동되는 잔류가스(8)의 이온 충격에 의해 캐소드 표면이 손상되는 것을 방지하기 위해 상기 슬리브(10)의 중심에서 돌출 형성되는 중앙부(13)를 제외한 주위에 도넛형의 환형 구조로 냉음극전자방출에미터(12)를 형성하는 것을 특징으로 하는 음극선관용 냉음극 구조.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 냉음극전자방출에미터(12)의 외곽에는, 그 냉음극전자방출에미터(12)보다 높은 위치를 가지는 슬리브돌출환부(11)가 형성되는 것을 특징으로 하는 음극선관용 냉음극 구조.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 냉음극전자방출에미터(12)는, CVD(Chemical Vapor Deposition)로 형성된 얼라인된 카본나노튜브나 아킹 등의 방법으로 제작한 카본나노튜브를 도전성 페이스트로 혼합하여 프린팅하여 사용하거나 스핀트 타입(spindt Type)의 팁형 에미터소자를 제작하여 부착한 후 전극을 연결하여 형성시키는 것을 특징으로 하는 음극선관용 냉음극 구조.
4. 음극선관(1)의 패널(2)에 화면을 구현하기 위해 전자빔(7)을 방출하는 냉음극전자방출에미터(6)가 슬리브(10)의 상부 표면에 형성되는 음극선관용 냉음극 구조에 있어서:

   상기 음극선관(1)의 내부에 잔류되며 이온 운동되는 잔류가스(8)의 이온 충격에 의해 캐소드 표면이 손상되는 것을 방지하기 위해 냉음극전자방출에미터(12)의 주위에 슬리브(10)의 외곽부로부터 돌출하는 슬리브돌출환부(11)가 형성된 것을 특징으로 하는 음극선관용 냉음극 구조.
5. 제 4 항에 있어서, 상기 냉음극전자방출에미터(12)는, CVD(Chemical Vapor Deposition)로 형성된 얼라인된 카본나노튜브나 아킹 등의 방법으로 제작한 카본나노튜브를 도전성 페이스트로 혼합하여 프린팅하여 사용하거나 스핀트 타입의 팁형 에미터소자를 제작하여 부착한 후 전극을 연결하여 형성시키는 것을 특징으로 하는 음극선관용 냉음극 구조.