KR20020022551A - 개선된 히터를 구비한 음극선관 - Google Patents

Abstract

음극선관은 히터를 내부에 구비한 간접 가열된 음극 구조체를 포함하는 전자총을 구비한다. 히터는 나선형 권취된 가열 와이어로 형성된 주 가열부와 주 가열부의 대향 단부에 접속되는 2개의 레그부를 구비한다. 2개의 레그부는 2개의 레그부의 개방 단부의 근처 부분에서 부분들에 전압을 인가하도록 전기적 도체에 각각 용접되고, 히터는 용접을 위한 부분을 제외하고 절연 필름으로 커버된다. 2개의 레그부는 주 가열부의 가열 와이어와 동일한 가열 와이어를 나선형 권취함으로써 형성된 적어도 5 권취층을 포함하고, 적어도 5 권취층의 각각의 단위 길이당 권수는 주 가열부의 가열 와이어의 단위 길이당 권수보다 더 작다.

Description

개선된 히터를 구비한 음극선관{CATHODE RAY TUBE HAVING AN IMPROVED HEATER}

본 발명은 간접 가열된 음극을 채택한 전자총을 구비하는 음극선관에 관한 것으로, 특히 간접 가열된 음극의 가열 소자로서 작용하는 히터의 전력 소비량을 감소시키는 음극선관에 관한 것이다.

TV 브라운관 및 디스플레이 브라운관과 같은 음극선관은 고해상도 화상 재생 능력 때문에 다양한 종류의 정보 처리 장치에서 디스플레이 수단으로서 광범위하게 사용된다.

이런류의 음극선관은 내부 표면에 형광체가 피복되어 형성된 형광 스크린과 네크부와 패널부 및 상기 네크부를 접속하기 위한 깔때기부를 가지는 패널부와, 간접 가열된 음극을 포함하는 전자 비임 발생부를 구비하며 네크부 내에 장착되는 전자총과, 제어 전극 및 가속 전극과, 형광 스크린을 지향하여 전자 비임 발생부에서 발생된 전자 비임을 집중시키고 가속시키기 위한 복수의 전극으로 형성된 주렌즈부와, 전자총으로부터 방출된 전자 비임을 형광 스크린에 주사하도록 깔때기부 둘레에 장착된 편향 요크를 구비하는 진공관을 포함한다.

도6은 음극선관 구조의 일예를 설명하기 위한 섀도우 마스크형 컬러 음극선관의 개략적인 단면도이다. 도면 부호 1은 패널부, 2는 깔때기부, 3은 네크부, 4는 패널부(1)의 내부 표면상에 형광체가 피복되어 형성된 형광 스크린, 5는 컬러 선택 전극으로서 작용하는 섀도우 마스크, 6은 전자 비임의 궤도가 지구 자기장에 의해 변경되는 것을 방지하도록 외부 자기장(지구 자기장)을 차단하는 자기장 차폐부이다. 도면 부호 7은 편향 요크, 8은 비임 조정을 위한 외부 자석, 9는 간접 가열된 전극에 3개의 전자 비임을 방출하도록 제공된 전자총이고 10은 3개의 전자 비임 중 하나만 도시한 것이다.

전자총(9)으로부터 방출된 3개의 전자 비임(10)은 (도시되지 않은) 외부 신호 처리 회로로부터 영상 신호에 의해 조정되고, 각각 형광 스크린(4)에 투사된다. 전자 비임(10)은 네크부(3)와 깔때기부(2) 사이의 변환 영역 주변에 장착된 편향 요크(7)에 의해 발생된 수평 및 수직 편향 자기장에 의해 이차원적으로 형광 스크린(4)을 조사한다. 섀도우 마스크(5)는 그 내부의 다수의 구멍을 통해 3개의 전자 비임을 통과시켜 형광 스크린 내의 3종류의 컬러 형광 소자 중의 하나에 각 비임을 부딪히게하여 여기되도록 함으로써 소정 화상을 형광 스크린에 재생한다.

도7은 도6에 도시된 컬러 음극선관을 사용하는 전자총(9) 구조의 일예를 설명하기 위한 전자총(9)의 측면도이다. 전자총(9)은 제어 전극(제1 격자 전극 또는 G1)(11), 가속 전극(제2 격자 전극 또는 G2)(12), 포커스 전극(제3 격자 전극 또는 G3, 제4 격자 전극 또는 G4, 제5 격자 전극 또는 G5)(13, 14, 15), 양극(제6 격자전극 또는 G6)(16) 및 멀티폼 글래스(multiform glass)(20)로 명명되는 축방향으로 소정 간격 이격된 관계로 물리적으로 유지된 차폐컵(17)을 포함하며, 각 전극은 전극에 제공된 탭이나 리드를 스템 핀(18a)에 용접함으로써 스템(18) 내에 끼워진 각 스템 핀(18a)과 전기적으로 접속된다.

이 전자총(9)에서, 간접 가열된 전극 구조체(21)는 제어 전극(11) 내의 전자 비임 구멍으로부터 스템(18) 쪽으로 인접하게 이격되고, 전자 방출층을 가열하기 위한 히터를 갖는다.

도면 부호 19는 네크부(3)의 내벽에 대해 탄성적으로 가압함으로써 네크부(3)의 축과 일치하는 전자총(9)의 중심 종축을 중앙에 위치시켜 전자총(9)에 깔때기부(2) 및 네크부(3)의 내벽 상에 피복된 내부 전도성 코팅으로부터의 양전압 방출을 달성하기 위한 진공관 스페이서 접점을 나타낸다.

간접 가열된 음극 구조체(21), 제어 전극(11) 및 가속 전극(12)는 전자 비임 발생부(삼극관부)를 형성한다. 포커스 전극(13 내지 15)은 전자 비임 발생부로부터 방출된 전자 비임을 가속 및 집중시키고, 그후 포커스 전극(15)과 양극(16) 사이에 형성된 주렌즈가 형광 스크린 상에 전자 비임을 집중시킨다.

스템(18)은 진공관 네크부(3)의 개방 단부를 폐쇄하도록 결합되고, 외부 회로로부터의 신호 및 전압이 스템핀(18a)을 경유하여 각 전극에 인가된다. 도6에 도시된 비임 조정용 외부 자석(8)(자석 조립체)은 전자총(9)과 패널부(1), 깔때기부(2) 및 섀도우 마스크(5) 간의 축방향으로의 미묘한 정렬 불량 또는 미묘한 회전 에러에 의해 발생되는 형광 화상 소자 상에 전자 비임이 도달하는 동안의 에러를수정한다.

도8은 도7에 도시된 간접 가열된 음극 구조체(21)의 단면도이다. 간접 가열된 음극 구조체(21)는 비드 지지체(22), 아이렛(23), 히터 지지체(24), 히터(25), 전자 방출 재료(26) 지지용 기저 금속(27), 음극 지지 슬리부(28) 및 음극 실린더(29)를 포함한다.

간접 가열된 음극 구조체(21)는 아이렛(23) 및 비드 지지체(22)에 의해 멀티폼 글래스(20) 상에 고정된다. 음극 지지 슬리브(28) 내에 장착된 히터(25)는 그 단부(레그부)를 히터 지지체(24)에 용접함으로써 고정된다.

도9a 및 도9b는 히터(25) 구조의 도면으로, 도9a는 히터(25)의 측면도이고, 도9b는 도9a에서 "A"로 표시된 포위된 부분의 확대된 부분 단면도이다. 도9b에 도시된 바와 같이, 히터(25)는 나선형으로 권취된 텅스텐 와이어(31), 텅스텐 와이어(31) 둘레에 피복된 알루미늄 절연층(32) 및 알루미늄 절연층(32)의 주변에 피복된 흑색화 미세 분말 텅스텐층(33)을 포함한다. 흑색화층(33)은 히터(25)의 열 방출을 향상시키면서 동시에 히터(25)의 신뢰성을 향상시킴으로써 히터(25)에 요구되는 온도를 낮춘다.

도9a에서, 도면 부호 HT는 3층으로 나선형으로 권취된 텅스텐 와이어를 포함하는 히터(25)의 레그부를 나타내며, HD는 초기에는 작은 직경의 나선형으로 권취된 텅스텐 와이어를 큰 직경으로 나선형으로 권취함으로써 형성된 히터(25)의 주 가열부, HA는 알루미늄으로 피복된 부분, HB는 흑색화 미세 분말 텅스텐층(33)으로 커버된 흑색화된 부분, HE는 알루미늄으로 커버되지 않은 부분이고 도9b에서 도면부호 39는 몰리브덴 멘드렐을 용해시켜 제거한 후 형성된 중공을 나타낸다.

3층으로 텅스텐 와이를 권취함으로써 히터의 레그부(HT)를 형성하는 방법은 일본 특허출원공개평11-354041호(공개일 1999년 12월 24일)에 개시되어 있다.

도10의 (a) 내지 도10의 (e)는 종래 히터를 제작하는 종래 방법에서 단계들의 순서를 도시하고 있다.

도10의 (a)에서, 텅스텐 와이어(31)는 화살표 P로 표시된 바와 같이 지점A에 도달할때까지 몰리브덴 맨드렐의 둘레를 전방으로 나선형으로 권취된다.

다음에, 도10의 (b)에 도시된 바와 같이, 텅스텐 와이어(31)는 화살표Q로 표시된 바와 같이 후방으로 지점A에서 지점B까지 나선형으로 권취된다.

그후, 도10의 (c)에 도시된 바와 같이, 텅스텐 와이어(31)는 화살표R로 표시된 바와 같이 연속적인 처리에서 접히도록 중심선(CL)에 걸쳐 지점B에서 지점C까지 다시 전방으로 나선형으로 권취되어 지점A에서 지점B까지 3층 권취부(TWA)를 형성한다.

다음에, 도10의 (d)에 도시된 바와 같이, 텅스텐 와이어(31)는 화살표S로 표시된 바와 같이 후방으로 지점C에서 지점D까지 나선형으로 권취된다.

다음에, 도10의 (e)에 도시된 바와 같이, 텅스텐 와이어(31)는 화살표T로 표시된 바와 같이 지점D에서 지점E까지 다시 전방으로 나선형으로 권취되어 지점C에서 지점D까지 3층 권취부(TWB)를 형성한다.

따라서 몰리브덴 맨드렐 와이어(40) 주변에 권취된 텅스텐 와이어는 3층 권취부(TWA, TWB)의 각 중앙(F, G)에서 절개되어 3층 권취 레그부(TWLA, TWLB)를 가지는 히터를 위해 길이 HQL인 권취된 텅스텐 와이어를 제공하고, 길이 HQL인 권취된 텅스텐 와이어는 중심선(CL)에서 길이(HQL)를 2개의 절반부로 접혀져서 도9a에 도시된 바와 같이 서로의 주변에서 2개의 절반부를 꼬이도록 함으로써 최종 형상으로 형성된다. 그후, 도9b에 도시된 바와 같이 몰리브덴 맨드렐 와이어(40)은 산으로 용해되어 중공(39)이 남는다.

상기 3층 권취 구조의 레그부를 가지는 히터는 다음의 잇점을 제공한다.

(ⅰ) 음극선관 내의 스파크에 의한 텅스텐 와이어의 파손을 방지

(ⅱ) 3층 권취부의 저저항 및 결과적인 열 발생 감소로 인한 권취된 코일부(HD) 내의 열발생의 집중에 의한 전력 소비량의 감소

(ⅲ) 히터의 용접 공정에서의 작업 성능 향상

(ⅳ) 전원 작동시 과전류에 의해 발생되는 알루미늄으로 커버되지 않은 부분에서의 열 발생을 억제

추가로, 본 명세서 내에서 권취층의 수를 인용함에 있어서, n층 권취(n-layer winding) 또는 n층 구조(n-layer structure)가 "n층으로 권취(wound in n layers)"와 더불어 사용될 수 있다.

히터용 텅스텐 와이어는 매우 가늘고, 일반적으로 직경이 30㎛ 내지 50㎛ 이다. 가는 와이어로 권취된 구조체는 기계적인 강도가 매우 약하고, 히터 지지체에 히터를 용접하는 것은 상당한 기술을 요한다. 3층 권취 구조체는 히터를 용접함에 있어서 작업 성능을 향상시키고 전원 작동시의 스파크나 과전류에 의한 히터의 파손 발생을 억제한다.

상술한 히터에서, 전력 소비량의 감소와 용접의 작업 성능이 고려되지만, 최근에는 전력 소비량의 감소가 에너지 절약 측면에서 더욱 필요하다.

층 단락에 의한 전기 저항의 감소가 크지 않기 때문에, 단지 복수의 층으로 권취된 히터 레그부를 형성함으로써 얻어지는 전력 소비량의 감소에는 한계가 있다.

본 발명의 목적은 용접 작업 성능을 저하시키지 않고 히터 레그부의 전기 저항을 감소시킴으로써 전력 소비량을 감소시키는 간접 가열된 음극 구조체를 구비한 음극선관을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 실시예에 따르면, 패널부, 네크부와 패널부 및 네크부와 관통하는 복수의 핀을 가지고 단부에서 네크부에 근접하게 밀봉되는 스템을 접속하기 위한 깔때기부를 포함하는 진공관; 패널부의 내부 표면상에 형성된 형광 스크린; 네크부 내에 장착되고 내부에 히터를 가지는 간접 가열된 음극 구조체를 포함하는 전자 비임 발생부, 제어 전극 및 가속 전극과, 형광 스크린을 향해 전자 비임 발생부로부터 방출된 전자 비임을 집중시키고 가속시키기 위해 전자 비임 발생부의 하부측에 배치된 복수의 전극을 포함하는 전자총; 형광 스크린 상에 전자 비임을 주사하도록 깔때기부의 외부 주변에 장착된 편향 요크를 포함하는 음극선관이 제공되고, 히터는 나선형으로 권취된 가열 와이어를 구비한 주 가열부와 주 가열부의 대향 단부에 연결되는 2개의 레그부를 포함하고, 2개의 레그부는 2개의 레그부의 개구 단부의 근처에서 부분들에 전압을 인가하기 위해 전기전도체에 각각 용접되고, 히터는 용접을 위한 부분을 제외하고는 절연 필름으로 커버되고, 2개의 레그부는 주 가열부의 가열 와이어와 동일한 가열 와이어를 나선형으로 권취하여 형성된 적어도 5개의 권취층을 포함하고, 2개의 레그부에 권취된 적어도 5개의 층 각각의 단위 길이당 권수는 주 가열부의 가열 와이어의 단위 길이당 권수보다 더 작다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 패널부, 네크부와 패널부 및 네크부와 관통하는 복수의 핀을 가지고 단부에서 네크부에 근접하게 밀봉되는 스템을 접속하기 위한 깔때기부를 포함하는 진공관; 패널부의 내부 표면상에 형성된 형광 스크린; 네크부 내에 장착되고 내부에 히터를 가지는 간접 가열된 음극 구조체를 포함하는 전자 비임 발생부, 제어 전극 및 가속 전극과, 형광 스크린을 향해 전자 비임 발생부로부터 방출된 전자 비임을 집중시키고 가속시키기 위해 전자 비임 발생부의 하부측에 배치된 복수의 전극을 포함하는 전자총; 형광 스크린 상에 전자 비임을 주사하도록 깔때기부의 외부 주변에 장착된 편향 요크를 포함하는 음극선관이 제공되고, 히터는 나선형으로 권취된 가열 와이어를 구비한 주 가열부와 주 가열부의 대향 단부에 연결되는 2개의 레그부를 포함하고, 2개의 레그부는 2개의 레그부의 개구 단부의 근처에서 부분들에 전압을 인가하기 위해 전기 전도체에 각각 용접되고, 히터는 용접을 위한 부분을 제외하고는 절연 필름으로 커버되고, 2개의 레그부는 주 가열부의 가열 와이어와 동일한 가열 와이어를 나선형으로 권취하여 형성된 적어도 3개의 권취층을 포함하고, 2개의 레그부에 권취된 적어도 3개의 층 각각의 단위 길이당 권수는 주 가열부의 가열 와이어의 단위 길이당 권수보다 더 작고, 2개의 레그부에 권취된 적어도 3개의 층 각각의 단위 길이당 권수는 적어도 3개의 층에서 ±30% 변화율 이내에 있다.

본 발명은 상기 구조에 제한되지 않고, 청구항으로 제한되는 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 다양한 변형과 수정이 가능하다.

첨부된 도면에서, 동일한 도면 부호는 도면 전체에서 동일한 구성 요소를 나타낸다.

도1은 본 발명에 따른 음극선관의 실시예에서 간접 가열된 음극 구조체에 사용되는 히터의 부분적으로 파단된 측면도.

도2의 (a) 내지 도2의 (i)는 도1에 도시된 히터를 제조하는 방법에 있어서 단계의 순서도.

도3은 다층 구조체 및 권취 피치에 관한 히터 레그부의 권취 형상과 전기 저항 사이의 관계를 도시한 그래프.

도4는 히터 레그부의 다양한 권취 형상에 대한 히터 전력 소비량과 음극 온도 사이의 관계를 도시한 그래프.

도5는 본 발명에 따른 음극선관의 다른 실시예에서 간접 가열된 음극 구조체에 사용되는 히터의 부분적으로 파단된 측면도.

도6은 음극선관의 일예로서 섀도우 마스크형 컬러 음극선관의 개략적인 단면도.

도7은 도6에 도시된 컬러 음극선관에 사용되는 전자총의 일예를 도시한 단면도.

도8은 도6에 도시된 컬러 음극선관에 사용되는 간접 가열된 음극 구조체의일예를 도시한 단면도.

도9a는 전형적인 히터의 측면도이고, 도9b는 도9a에 "A"로 표시된 원형부의 부분적인 확대도.

도10의 (a) 내지 도10의 (e)는 종래의 히터를 제조하는 방법에 있어서 단계의 순서도.

본 발명의 실시예는 첨부된 도면을 참조하여 이하에 상세히 설명될 것이다.

도1은 본 발명에 따른 음극선관의 실시예를 설명하기 위한 간접 가열된 음극 구조체에 사용되는 히터의 부분적으로 파단된 측면도이다. 히터(25)의 기본 구조는 도8과 연관하여 설명된 종래의 히터와 유사하다. 텅스텐 와이어는 나선형으로 권취되고, 알루미늄 피복되며, 그후 미세 분말 텅스텐이 알루미늄 절연 필름의 표면 상에 피복되고 흑색화된다.

도1에서, 도면 부호 HT는 5개 층으로 텅스텐 와이어를 나선형 권취함으로써 형성된 히터 레그부, HD는 히터 레그부(HT)의 권취 피치보다 작은 권취 피치에서 단일층으로 나선형 권취된 텅스텐 와이어를 비틈으로써 형성된 열 발생부(소위 주 가열부라 일컬음), HB는 텅스텐 및 알루미늄의 미세 분말로 흑색화된 부분, HA는 알루미늄으로 커버된 부분, 그리고 HE는 알루미늄으로 커버되지 않고 히터 지지체에 개방 단부가 용접된 레그부를 나타낸다. 알루미늄 피복된 부분(HA)과 흑색화된 부분(HB)은 통틀어서 절연 필름 피복부라 불린다.

구체적인 예에서, 열 발생부(HD)는 전방 단부(도1에서 상부)에서부터 전방 단부 3mm까지 영역 내에 위치하며, 텅스텐 와이어를 단일층으로 15회/mm의 권취 피치로 나선형으로 권취함으로써 형성된다. 레그부(HT)는 3회/mm의 피치로 텅스텐 와이어를 나선형 권취시킴으로써 각각 형성된 5개의 층을 포함한다. 레그부(HT)의 5개의 권취층 각각의 권취 피치는 열 발생부(HD)의 권취 피치보다 크고, 레그부 내의 권취층의 권취 회수는 5회이다.

도1의 구조체에 대한 치수의 예를 들면:

가열부(HD)의 직경 = 1.4 mm

알루미늄으로 커버된 부분(HA)의 길이 = 9.0 mm

레그부(HT)의 길이 = 9.0 mm

히터(25)의 전체 길이 = 12 mm

가열 텅스텐 와이어의 직경 = 0.03 mm 이다.

도2의 (a) 내지 도2의 (i)는 도1에 도시된 히터(25)의 제조 방법에 있어서의 단계를 연속적으로 도시하고 있다.

처음에, 도2의 (a)에서, 직경 0.030 mm 의 텅스텐 와이어(31)는 직경 0.150 mm 의 몰리브텐 맨드렐 와이어(40)의 주변에 화살표 P로 도시된 바와 같이 시작점으로부터 지점A에 도달할때까지 권취 피치 P1으로 전방으로 나선형 권취된다.

다음에, 도2의 (b)에 도시된 바와 같이, 텅스텐 와이어(31)는 화살표 Q로 표시된 바와 같이 지점A에서 지점B까지 권취 피치 P1으로 후방으로 나선형 권취된다.

그후, 도2의 (c)에 도시된 바와 같이, 텅스텐 와이어(31)는 화살표 R로 표시된 바와 같이 지점B에서 지점C까지 권취 피치 P1으로 다시 전방으로 나선형 권취된다.

다음에, 도2의 (d)에 도시된 바와 같이, 텅스텐 와이어(31)는 화살표 S로 표시된 바와 같이 지점C에서 지점D까지 권취 피치 P1으로 후방으로 나선형 권취된다.

그후, 도2의 (e)에 도시된 바와 같이, 텅스텐 와이어(31)는 화살표 T로 표시된 바와 같이 지점D에서 지점E까지 권취 피치 P1으로 다시 전방으로 나선형 권취된다. 권취 작업이 이 지점에 도달하면 각 권취층의 권취 피치가 P1인 5-권취층 구조체로서 2개의 레그부(HT)중의 하나가 될 부분이 완성된다. 다음에, 텅스텐 와이어(31)는 화살표 T로 표시된 바와 같이 다음 과정에서 지점E에서 지점F까지 중심선(CL)에 걸쳐 접히도록 권취 피치 P2로 다시 전방으로 나선형 권취되고, 그 결과, 열 발생부(HD)는 텅스텐 와이어(31)가 단일층으로 권취 피치 P2로 나선형 권취되어 제공된다. 권취 피치 P2는 권취 피치 P1에 대응하는 권수/mm 의 5배인 15 권수/mm 로 선택된다. 또, 텅스텐 와이어(31)는 화살표 T로 표시된 바와 같이 지점F에서 지점G까지 권취 피치 P1으로 다시 전방으로 나선형 권취된다.

다음에, 도2의 (f)에 도시된 바와 같이, 텅스텐 와이어(31)는 화살표 U로 표시된 바와 같이 지점G에서 지점H까지 권취 피치 P1으로 후방으로 나선형 권취된다.

다음에, 도2의 (g)에 도시된 바와 같이, 텅스텐 와이어(31)는 화살표 V로 표시된 바와 같이 지점H에서 지점I까지 권취 피치 P1으로 전방으로 나선형 권취된다.

다음에, 도2의 (h)에 도시된 바와 같이, 텅스텐 와이어(31)는 화살표 W로 표시된 바와 같이 지점I에서 지점J까지 권취 피치 P1으로 후방으로 나선형 권취된다.

다음에, 도2의 (i)에 도시된 바와 같이, 텅스텐 와이어(31)는 화살표 X로 표시된 바와 같이 지점J에서 단부 지점까지 권취 피치 P1으로 다시 전방으로 나선형 권취된다. 권취 작업이 이 지점에 도달하면 각 권취층의 권취 피치가 P1인 5-권취층 구조체로서 2개의 레그부(HT)중의 다른 하나가 될 지점F부터 단부 지점까지의 부분이 완성된다.

이와 같이 몰리브덴 맨드렐 와이어(40)의 주위에 권취된 텅스텐 와이어는 5-층 권취부의 각 중심(K, L)에서 절단되어 3층 권취의 5-권취층 구조체(지점K과 지점M 사이와 지점L과 지점N 사이의 2부분)의 2개의 레그부(HT)와 2개의 레그부(HT)사이에 배치된 열 발생부(HD)(지점M과 지점N 사이의 부분)를 가지는 히터를 위한 길이 HQL 인 권취된 텅스텐 와이어를 제공한다. 길이 HQL인 권취된 텅스텐 와이어는 중심선(CL)에서 길이 HQL의 절반으로 접혀져서 최종 형상을 형성하고 도1에 도시된 바와 같이 지점M과 지점N 사이의 절반부가 서로의 둘레로 비틀린다. 그후, 몰리브덴 맨드렐 와이어(40)는 산으로 용해된다.

상술한 바와 같이, 열 발생부(HD)가 단일층으로 권취 피치 P2에서 텅스텐 와이어를 권취하고 권취된 텅스텐 와이어를 비틈으로써 형성되고, 레그부(HT)가 열 발생부(HD)의 권취 피치 P2보다 큰 권취 피치 P1으로 5층으로 텅스텐 와이어를 권취함으로써 형성되어 히터가 구성되고, 결과적으로, 레그부(HT)의 전기 저항이 감소하고, 따라서 레그부(HT)에 의해 발생되는 열이 감소하고, 전력 소비량이 단일 권취층 형태의 열 발생부(HD)에 집중된다. 결국, 히터 전력 소비량의 감소가 실현된다. 또한, 더 큰 피치인 P1으로 5 권취층으로 형성된 레그부(HT)는 히터지지체(24)에 히터(25)를 용접하는데 있어서 작업 성능을 향상시킨다(도8 참조).

본 실시예의 히터 구조체가 상기 잇점들을 제공하는 원인을 설명한다.

도3은 다층 구조체 및 권취 피치에 관한 히터 레그부의 다양한 권취 형상과 전기 저항 사이의 관계를 도시한 그래프로서, 가로축은 권취 피치(권수/mm)와 권취층에 관한 히터 레그부의 권취 사양 (a) 내지 (d)를 나타내고, 세로축은 실온에서 히터 레그부의 저항(Ω/mm)을 나타낸다.

도3에서 명백한 바와 같이, 레그부의 저항은 권취층의 수가 증가함에 따라 감소할 수 있다.

도4는 히터 레그부의 다양한 권취 사양에 대한 히터 전력 소비량과 음극 온도 사이의 관계를 도시한 그래프로서, 가로축은 히터 전력 소비량(W)를 나타내고, 세로축은 음극 온도(℃)와 도3에 대응되는 사양 (a) 내지 (d)를 각각 나타낸다.

도4에서 명백한 바와 같이, 고정된 전력 소비량에 대한 음극 온도는 (d)→(c)→(b)→(a) 순서로 즉, 히터 레그부의 저항이 감소함에 따라 높아진다.

도3 및 도4의 결과는, 히터 레그부의 저항 감소와 총 히터 전력 소비량의 감소는 단위 길이당 권취된 수가 더 작고(즉, 더 큰 권취 피치) 권취층의 수가 증가하도록 히터 레그부의 권취 사양이 선택될 때 실현됨을 증명하고 있다.

본 실시예에서, 열 발생부는 단일층으로 와이어를 권취함으로써 형성되고, 히터 레그부는 5층으로 와이어를 권취함으로써 형성되지만, 열 발생부가 2 권취층 이상으로 형성되고 레그부가 열 발생부 권취층의 3배 이상의 권수로 형성될 때에도 유사한 이익이 얻어진다.

도5는 본 발명에 다른 음극선관의 다른 실시예에서 간접 가열된 음극 구조체에 사용되는 히터의 부분적으로 파단된 측면도이다. 본 히터(25)의 기본 구조는 도8과 연관하여 설명된 종래 히터의 구조와 유사하며, 텅스텐 와이어가 나선형 권취되고, 알루미늄 절연 필름으로 피복되고, 미세 텅스텐 분말로 알루미늄 절연층의 표면을 피복함으로써 흑색화된다. 도1에 사용된 동일한 도면 부호는 도5에서 기능적으로 유사한 부분을 나타낸다.

본 실시예에서, (도8의) 히터 지지부(24)에 용접되는 히터 레그부의 개구 단부 부근의 HTB부는 처음에는 열 발생부(HD)의 권취 피치와 동일한 15 권수/mm로 단일층으로 텅스텐 와이어를 권취하고 최초 권취층 둘레에 3 권수/mm의 권취 피치로 텅스텐 와이어를 4층으로 각각 권취함으로써 형성된다. HTB부보다 더 안쪽에 있는 중간부(HTA)는 도1과 관련하여 설명된 실시예에서와 마찬가지로 3 권수/mm의 동일 피치로 텅스텐 와이어를 5층으로 각각 권취함으로써 형성된다. 본 실시예에서, 히터 지지부(24)에 용접되는 HTB부는 보다 작은 권취 피치로 형성되므로, HTB부의 경도는 증가되고, 결과적으로 HTB부의 용접 작업 성능이 향상된다. 중간부(HTA)는 절연 필름 피복부(HA, HB)를 지나 연장되도록 형성되므로, 절연 알루미늄 필름 상에서 히터 지지체(24)에 단부(HTB)를 용접함으로써 발생되는 물리적 변형의 영향을 감소시키고 절연 알루미늄 필름 내의 크랙 등의 손상이 발생되는 것을 억제한다. 결과적으로, 본 실시예는 음극선관 내에 이물의 발생을 방지하는 장점을 제공한다.

중간부(HTA)의 형상은 도1과 관련하여 설명된 실시예에서와 같이 동일 권취 피치인 3 권수/mm로 텅스텐 와이어를 5층으로 각각 권취하는 형상에 제한되지 않으며, 다른 권취 피치와 다른 수의 권취층의 조합이 용접되는 HTB부의 경도가 중간부(HTA)의 경도보다 크도록 선택된다면 유사한 잇점이 획득됨은 당연하다.

상술한 권취 형상에 추가로, 더 많은 수의 권취층이 상술한 5권취층부에 추가되어 7권취층 또는 9권취층과 같은 더 많은 권취층을 가지는 히터를 얻을 수 있다.

상기 설명에 있어서, 5권취층 구조체의 히터 레그부의 구조는 본 발명에 따른 양호한 실시예로서 취해진다. 도3 및 도4에 도시된 사양(c)와 유사한 3권취층 구조체의 레그부는 히터의 소형화 및 제조 단계의 간소화라는 잇점을 제공한다. 3권취층 구조체의 레그부의 경우, 레그부에서 3층에서 단위 길이당 권수가 ±30% 이하의 변화율 이내에 유지된다면 5권취층 구조체에 의해서 얻어진 잇점과 실제적으로 동일한 잇점이 실험적으로 확인되었다. 3권취층 구조체 레그부를 가지는 히터는 도2의 (c)에 도시된 처리 단계에서 도2의 (g)에 도시된 처리 단계까지에 의해 제조된다.

상술한 형상에 추가로, 더 많은 수의 권취층이 상술한 3권취층부에 추가되어 5권취층, 7권취층 또는 9권취층과 같은 더 많은 권취층을 가지는 히터를 얻을 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 히터의 양호한 형상에서, 음극선관을 사용하는 전자총의 음극 구조체의 히터의 열 발생부의 권취 피치보다 히터 레그부의 권취 피치를 크게 제조함으로써, 열 발생부를 제외한 부분의 저항이 감소되어 열발생부를 제외한 부분에서의 열 발생이 감소하고, 결과적으로 전체 전력 소비량이 감소한다. 또한, 본 발명은 자동 기계에 의해 용접하는 것이 가능하도록 만들며, 알루미늄 절연층 내의 크랙 발생을 방지하여 결과적으로, 신뢰할 수 있는 우수한 음극선관을 제공한다.

Claims (4)

1. 패널부, 네크부, 상기 패널부와 상기 네크부를 연결하는 깔때기부와 관통하는 복수의 핀을 가지고 그 일단부에서 상기 네크부를 폐쇄하도록 밀봉되는 스템을 포함하는 진공관과,

   상기 패널부의 내부 표면상에 형성된 형광 스크린과,

   상기 네크부 내에 수용되며, 내부에 히터를 구비하고 간접 가열되는 음극 구조체와 제어 전극 및 가속 전극을 포함하는 전자 비임 발생부와, 상기 형광 스크린을 향해 상기 전자 비임 발생부로부터 방출된 전자 비임을 집중 및 가속시키기 위해 상기 전자 비임 발생부의 하류측에 배치된 복수의 전극들을 포함하는 전자총과,

   상기 형광 스크린 상에 상기 전자 비임을 주사하도록 상기 깔때기부의 주위에 장착되는 편향 요크를 포함하고,

   상기 히터는 나선형으로 권취된 가열 와이어를 구비한 주 가열부와 상기 주 가열부의 대향 단부에 연결되는 2개의 레그부를 포함하고,

   상기 2개의 레그부는 상기 2개의 레그부의 개구 단부의 근처의 부분들에서 전압을 인가하기 위해 전기 전도체에 각각 용접되고,

   상기 히터는 용접을 위한 상기 부분을 제외하고 절연 필름으로 덮혀지고,

   상기 2개의 레그부는 주 가열부의 가열 와이어와 동일한 가열 와이어를 나선형으로 권취하여 형성된 적어도 5개의 권취층을 포함하고,

   상기 2개의 레그부에 권취된 적어도 5개의 층 각각의 단위 길이당 권수는 상기 주 가열부의 상기 가열 와이어의 단위 길이당 권수보다 더 작은 것을 특징으로 하는 음극선관.
2. 패널부, 네크부, 상기 패널부와 상기 네크부를 연결하는 깔때기부와 관통하는 복수의 핀을 가지고 그 일단부에서 상기 네크부를 폐쇄하도록 밀봉되는 스템을 포함하는 진공관과,

   상기 패널부의 내부 표면상에 형성된 형광 스크린과,

   상기 네크부 내에 수용되며, 내부에 히터를 구비하고 간접 가열되는 음극 구조체와 제어 전극 및 가속 전극을 포함하는 전자 비임 발생부와, 상기 형광 스크린을 향해 상기 전자 비임 발생부로부터 방출된 전자 비임을 집중 및 가속시키기 위해 상기 전자 비임 발생부의 하류측에 배치된 복수의 전극들을 포함하는 전자총과,

   상기 형광 스크린 상에 상기 전자 비임을 주사하도록 상기 깔때기부의 주위에 장착되는 편향 요크를 포함하고,

   상기 히터는 나선형으로 권취된 가열 와이어를 구비한 주 가열부와 상기 주 가열부의 대향 단부에 연결되는 2개의 레그부를 포함하고,

   상기 2개의 레그부는 상기 2개의 레그부의 개구 단부의 근처의 부분들에서 전압을 인가하기 위해 전기 전도체에 각각 용접되고,

   상기 히터는 용접을 위한 상기 부분을 제외하고 절연 필름으로 덮혀지고,

   상기 2개의 레그부는 주 가열부의 가열 와이어와 동일한 가열 와이어를 나선형으로 권취하여 형성된 적어도 3개의 권취층을 포함하고,

   상기 2개의 레그부에 권취된 적어도 3개의 층 각각의 단위 길이당 권수는 상기 주 가열부의 상기 가열 와이어의 단위 길이당 권수보다 더 작고,

   상기 2개의 레그부에 권취된 적어도 3개의 층 각각의 단위 길이당 권수는 적어도 상기 3개의 층에서 ±30%의 변화율 이하에 있는 것을 특징으로 하는 음극선관.
3. 제1항에 있어서, 상기 주 가열부의 상기 가열 와이어의 상기 단위 길이당 권수는 대략 15 권수/mm이며, 상기 2개의 레그부 내에 권취된 상기 적어도 5개 층 각각에서 상기 단위 길이당 권수는 대략 3 권수/mm인 것을 특징으로 하는 음극선관.
4. 제2항에 있어서, 상기 주 가열부의 상기 가열 와이어의 상기 단위 길이당 권수는 대략 15 권수/mm이며, 상기 2개의 레그부 내에 권취된 상기 적어도 3개 층 각각에서 상기 단위 길이당 권수는 대략 5 권수/mm인 것을 특징으로 하는 음극선관.