KR20020067269A - 컬러 음극선관 전자총의 음극지지체 - Google Patents

Abstract

본원 발명은 컬러 음극선관 전자총의 음극지지체에 관한 것으로서, 첫째 전자빔에 의한 전자 침전물에 의해서 음극지지관이 서로 통전되는 것을 방지하고, 둘째, 전자총 조립후 음극과 제어전극이 설계한 바와 같이 이격되도록 하고자 하는데 그 목적이 있다.

본원 발명의 첫 번째 목적은 본원 발명은 전자 침전물에 의해서 음극지지관이 서로 통전되는 것을 방지할 수 있도록 중앙의 음극지지관과 양측의 음극지지관을 서로 격리하는 음극지지관 격리수단을 제공함으로서 달성될 수가 있다. 이들 음극지지관 격리 수단은 상기 중앙의 음극지지관의 주변에 상기 결정화 글라스와 일체형으로 형성된 원통형 결정화 글라스일 수도 있다.

본원 발명의 또다른 목적은 상기 원통형 결정화 글라스의 길이를 늘려 원통형 결정화 글라스의 자유단이 음극과 마주보는 제어전극면에 맞닫게 함으로서 달성될 수가 있다. 즉, 상기 음극부를 상기 제어전극 방향으로 밀어서 상기 원통형 결정화 글라스의 자유단이 상기 제어전극면에 맞닿았을 때 상기 음극과 상기 제어전극과의 간격이 설계치대로 이격되도록 상기 원통형 결정화 글라스의 길이를 조절하게 되면 전자총 조립후 상기 음극과 상기 제어전극은 설계치대로 이격되게 되는 것이다.

Description

컬러 음극선관 전자총의 음극지지체{Cathode Support in Electoron Gun for CRT}

컬러 음극선관 전자총의 삼극부에 관한 것으로서의, 특히 음극을 지지하는 음극지지체에 관한 것이다.

도 1은 일반적인 컬러 음극선관용 전자총의 개략적인 구성을 나타낸 부분 수직 종단면도이다. 도 1을 참조하면, 전자총은 크게 전자빔을 생성하는 삼극부(10)와, 전자빔을 집속 및 최종 가속하는 주렌즈부(20)와, 상기 삼극부와 상기 주렌즈부 사이에 설치되는 예비집속부로(30) 대별된다. 본 발명의 개량 부분인 상기 삼극부(10)는 전자빔을 방사하는 3개의 음극(11)과, 전자빔의 방사량을 제어하는 제어전극(12)과, 전자빔을 가속시키는 가속전극(13)으로 구성된다.

도 2A는 도 1의 Ⅰ-Ⅰ방향에서 바라본 음극을 지지하는 음극지지체의 정면도이고, 도 2B는 도 2A의 Ⅱ-Ⅱ 방향에서 바라본 음극과 음극지지체의 수평 종단면도이며, 도 3은 도 1의 컬러 음극선관 전자총 삼극부의 수평 종단면도이다.

상기 음극을 도 3을 참조하여 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.

음극(11)은 히터(111)와 같은 열원이 내장된 열공급부(112)와, 열공급부의 끝단에 도포되어 열공급부로부터 방출된 열에 의해 전자빔을 방출하는 산화 바륨(113)과 같은 전자빔 방출 물질로 구성된다.

여기서 상기 음극(11)은 음극지지체(15)에 의해 지지되는데, 음극지지체의구체적인 구성은 다음과 같다. 음극지지체(15)는 상기 열공급부(112)가 삽입 고정되는 음극 지지관(151)과, 상기 음극지지관(151)을 감싸는 허메틱 캡(152)과, 상기 음극지지관(151) 및 상기 허메틱 캡(152)의 사이에 충진된 후 결정화되어 상기 음극지지관(151)과 허메틱 캡(152)의 상대적인 이동을 방지하는 결정화 글라스(153)로 구성되어 있다. 상기 결정화 글라스(153)는 3개의 음극(11)이 동일한 높이로 서로 일정한 간격(a)을 유지한채로 고정되도록 하는 역할을 한다. 따라서, 상기 제어전극(12), 가속전극(13) 및 주집속 렌즈부(20)를 이루는 전극들과 마찬가지로 비드 글라스(40)에 의해 허메틱 캡(152)이 고정되게 되면 제어전극(12)과 음극(11)은 일정한 간격(b)을 유지할 수가 있게 된다. 또한, 결정화 글라스(153)는 절연 및 보온 특성을 갖고 있는 물질로서, 통상 도전 재료로 제작된 음극(11)지지관(151)이 서로 통전되는 것을 방지하며, 히터(111)에서 방열된 열이 손실되지 않도록 하는 역할도 수행한다.

이와 같이 구성되는 컬러 음극선과의 전자총이 작동하게 되면, 음극(11)으로부터 방출된 전자빔은 제어전극(12)의 전자빔 통과공을 통해 일부는 통과하고 일부는 전자빔 통과공의 주변부에 의해 차단되는 방법으로 제어된후 가속전극(13)에 의해 가속되게 된다. 이후 전자빔은 주집속 렌즈부에 형성되는 다수의 렌즈를 통과하여 보정 및 주집속된후 최종 가속되어 음극선관의 형광면에 충돌함으로써 화상을 구현하게 된다. 그러나, 도 3에 도시한 바와 같이 전자총이 동작함에 따라 상기 제어전극(12)의 전자빔 통과공(121) 주변부에 부딪친 전자는 제어전극(12)을 마주보는 결정화 글라스(153)상에 조금씩 쌓이게 된다. 이후, 컬러 음극선관 전자총의사용 시간이 경과될수록 전자의 침전량이 많아져서, 결국에는 이러한 전자 침전물(50)이 결정화 글라스(153) 밖으로 소정량 돌출된 도전체인 음극지지관(151)을 연결할 정도로 침전되게 된다. 이들 전자 침전물(50)들은 도전성을 가지고 있으므로, 음극선관이 사용이 오래되게 되면 3개의 음극지지관(151)은 결국 통전 상태가 되게 된다. 이러한 현상은 산화 바륨(113)에서 방출되는 전자빔량에 영향을 미쳐 화상 구현에 악영향을 미치는 것으로 알려져 있다.

한편, 전자총의 동작 특성에 중대한 영향을 미치는 요소로서 음극(11)과 제어전극(12)과의 간격(b), 특히 산화 바륨(113)과 음극(11)측의 제어전극(12)면과의 간격을 들수가 있다(도 3참조). 이들 간격이 작아지게 되면 제어전극(12)의 전자빔 통과공으로 통과되는 전자빔량이 많아져 화면의 밝기는 향상되지만 전자빔간의 척력으로 인하여 화면의 정밀도는 저하되게 된다. 반면에, 음극(11)과 제어전극(12)간의 간격을 멀리하게 되면, 제어전극(12)의 전자빔 통과공으로 통과되는 전자빔량이 적어져 화면의 밝기는 저하되지만 전자빔간의 척력이 작아져 화면의 정밀도는 향상되게 된다. 이와 같이 제어전극(12)과 음극(11)과의 간격은 중요한데, 실질적으로 전자총 조립시 음극(11)과 제어전극(12)과의 간격을 설계치대로 조립하기는 어려워서, 설계한 바와 같이 최적 성능을 갖는 전자총을 제작할 수는 없었을 뿐만이 아니라, 일정한 품질을 갖는 전자총을 제작하는데 어려움이 있었다.

상술한 바와 같이 문제점을 해결할 수 있도록 , 본 발명은 전자빔에 의한 전자 침전물에 의해서 음극지지관이 서로 통전되는 것을 방지하고자 하는데에 그 첫째 목적이 있다.

또한, 본 발명은 음극과 제어전극을 설계한 바와 같이 이격시키고자 하는데 그 목적이 있다.

도 1은 일반적인 컬러 음극선관용 전자총의 개략적인 구성을 나타낸 부분 수직 종단면도이다.

도 2A는 도 1의 Ⅰ-Ⅰ방향에서 바라본 음극을 지지하는 음극지지체의 정면도이다.

도 2B는 도 2A의 Ⅱ-Ⅱ 방향에서 바라본 음극지지체의 수평 종단면도이다.

도 3은 음극과 제어전극 및 가속전극의 구조 및 배치 관계를 개략적으로 나타낸 도 1의 컬러 음극선관 전자총 삼극부의 수평 종단면도이다.

도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 컬러 음극선관용 전자총의 개략적인 구성을 나타낸 부분 수직 종단면도이다.

도 5A는 도 4의 Ⅲ-Ⅲ 방향에서 바라본 본 발명의 제1실시예에 따른 음극지지체의 정면도이다.

도 5B는 도 5A의 Ⅳ-Ⅳ 방향에서 바라본 본 발명의 제1실시예에 따른 음극과 음극지지체의 수평 종단면도이다.

도 6는 도 4의 음극과 제어전극 및 가속전극의 구조 및 배치관계를 개략적으로 나타낸 본 발명의 제1실시예에 따른 컬러 음극선관 전자총 삼극부의 수평 종단면도이다.

도 7는 본 발명의 제2실시예에 따른 컬러 음극선관용 전자총의 개략적인 구성을 나타낸 부분 수직 종단면도이다.

도 8A는 도 7의 Ⅴ-Ⅴ 방향에서 바라본 본 발명의 제2실시예에 따른 음극지지체의 정면도이다.

도 8B는 도 8A의 Ⅵ-Ⅵ방향에서 바라본 본 발명의 제2실시예에 따른 음극과 음극지지체의 수평 종단면도이다.

도 9는 도 7의 음극과 제어전극 및 가속전극의 구조 및 배치관계를 개략적으로 나타낸 본 발명의 제2실시예에 따른 컬러 음극선관 전자총 삼극부의 수평 종단면도이다.

*도면의 간단한 설명*

10: 삼극부11: 음극12: 제어전극

13: 가속전극20: 주렌즈부30:예비집속부

40: 비드 글라스50: 전자 침전물60: 원통형 비드 글라스

70: 통공151: 음극지지관152: 허메틱 캡

153: 결정화 글라스

본원 발명의 첫 번째 목적은 본원 발명은 전자 침전물에 의해서 음극지지관이 서로 통전되는 것을 방지할 수 있도록 중앙의 음극지지관과 양측의 음극지지관을 서로 격리하는 음극지지관 격리수단을 제공함으로서 달성될 수가 있다. 이들 음극지지관 격리 수단은 상기 중앙의 음극지지관의 주변에 상기 결정화 글라스와 일체형으로 형성된 원통형 결정화 글라스일 수도 있다.

본원 발명의 두 번째 목적은 상기 원통형 결정화 글라스의 길이를 늘려 원통형 결정화 글라스의 자유단이 음극과 마주보는 제어전극면에 맞닫게 함으로서 달성될 수가 있다, 즉, 상기 음극부를 상기 제어전극 방향으로 밀어서 상기 원통형 결정화 글라스의 자유단이 상기 제어전극면에 맞닿았을 때 상기 음극과 상기 제어전극과의 간격이 설계치대로 이격되도록 상기 원통형 결정화 글라스의 길이를 조절하게 되면 전자총 조립후 상기 음극과 상기 제어전극은 설계치대로 이격되게 되는 것이다.

이와 같이 구성되는 본 발명의 바람직한 제1실시예를 도 4 내지 도 6을 참조하여 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 4는 본 발명에 따른 컬러 음극선관용 전자총의 개략적인 구성을 나타낸 부분 수직 종단면도이고, 도 5A는 도 4의 Ⅲ-Ⅲ 방향에서 바라본 본 발명에 따른음극지지체의 정면도이며, 도 5B는 도 5A의 Ⅳ-Ⅳ 방향에서 바라본 본 발명에 따른 음극과 음극지지체의 수평 종단면도이고, 도 6는 도 4의 음극과 제어전극 및 가속전극의 구조 및 배치관계를 개략적으로 나타낸 본 발명에 따른 컬러 음극선관 전자총 삼극부의 수평 종단면도이다. 본 발명은 종래와 동일한 부품에 대해서는 동일한 도면 부호를 입력하였고, 신규한 부분에 대해서만 새로운 도면 부호를 부여하였다.

본 발명의 제1실시예는 컬러 음극선관용 전자총의 음극이 각각 삽입 고정되는 3개의 음극지지관(151)과, 상기 음극지지관(151) 주위를 감싸는 허메틱 캡(152)과, 상기 음극지지관(151)과 상기 허메틱 캡(152) 사이에 충진된 결정화 글라스(153) 구성된 컬러 음극선관용 전자총의 음극지지체에 상기 음극지지관(151)을 서로 격리하는 음극지지관 격리수단을 전자총의 제어전극에 인접한 결정화 글라스(153)에 제공하고 있다.

상기 음극지지관(151)은 일반적으로 상기 결정화 글라스(153)로부터 소정 길이 돌출되어 있으므로, 상기 음극지지관 격리수단은 상기 음극지지관(151)의 둘레를 감싸면서 상기 음극지지관(151)의 축방향을 따라 형성되는 것이 바람직하다. 물론 상기 음극지지관 격리수단은 음극으로부터 방출되는 전자빔의 방출을 방해하지 않도록 그 일단 즉, 자유단이 개방되어 있어야 하며, 상기 결정화 글라스(153)에 연결된 음극지지관 격리수단의 타단 즉, 그 저부는 제어전극(12)의 전자빔 통과공(121)의 주위에 부딪혀 결정화 글라스(153)에 침전되게 되는 전자 침전물(50)이 침투하지 못하도록 상기 결정화 글라스(153)에 밀착되게 부착되어 있는 것이 바람직하다. 상기의 조건을 만족하는 음극지지관(151)으로서는 상기 결정화글라스(153)와 일체형으로 형성된 원통형의 결정화 글라스(60)가 될수가 있다. 상기 원통형 결정화 글라스(60)는 각각의 음극지지관(151) 모두에 제공될 수가 있으나, 제작 효율상 중앙의 음극지지관(151)만을 감쌀 경우에도 본 발명의 목적, 즉 전자 침전물(50)에 의해 음극지지관(151)끼리 서로 통전되는 것을 방지할 수가 있게 된다. 보다 상세하게는, 음극지지관 격리수단으로 중앙의 음극지지관(151)만을 감싸는 단일의 원통형 결정화 글라스(60)를 제공하게 되면, 전자 침전물(50)에 의해서 통전될 수 있는 음극지지관(151)은 양측에 위치한 음극지지관(151)이 되게 된다. 그러나, 양쪽에 위치한 음극지지관(151)이 서로 통전될 수 있기 위해서는 상당한 량의 전자침전물이 결정화 글라스(153)의해 침전되어야만 한다. 이는 종래에 비해서 전자침전물(50)에 의해서 음극지지관(151)이 통전될 수 있는 가능성을 현저히 낮출수 있게된다. 그럼에도 불구하고 양측의 음극지지관(151)도 음극선관의 계속되는 사용으로 인하여 통전될 가능성이 있으므로 본원 발명은 이러한 가능성을 미연에 방지하기 위하여 상기 원통형 결정화 글라스(60)의 외경(D)을 상기 허메틱 캡(152)의 림부에 의해 형성되는 림(154) 부분에 인접하게 충분히 키우게 되면 결정화 글라스(153)에 쌓인 전자 침전물(50)에 의해 상기 3개의 음극지지관(151)이 서로 통전될 가능성은 거의 배제되게 된다. 이와 같이 원통형 결정화 글라스의 외경이 확장될 형태는 도 5A를 통해서 잘 볼수가 있다. 본 발명의 바람직한 실시예에서는 상기 원통형 결정화 글라스(60)가 결정화 글라스(153)과 같이 일체형으로 형성되었지만 원통형 결정화 글라스(60)만을 따로 제작한후 이후 결정화 글라스(153)에 부착하는 것도 가능하다. 본 발명에서는 음극지지관 격리수단의 재료로서 결정화 글라스(153)를 사용했지만 반드시 결정화 글라스에만 한정되는 것은 아니다. 특히, 음극지지관 격리수단을 따로 제작하는 경우에 절연 특성을 갖기만 한다면 음극지지관의 격리수단으로서 얼마든지 사용될 수가 있다. 또한, 본원 발명에서는 음극지지관 격리수단의 모양을 원통형으로 한정하였지만 반드시 원통형에만 한정되는 아니다. 이는 음극지지관에 사용되는 격리수단의 재료 및 치수 이에 따른 강도등에 의해 얼마든지 변형이 가능하다.

한편, 본원 발명의 제1실시예에 경우 원통형 결정화 글라스(60)가 높이가 높을 수록 즉, 원통형 결정화 글라스(60)의 저부에서 자유단까지의 거리가 길수록 전자침전물(50)에 의한 음극지지관(151)끼리의 통전가능성이 낮아진다는 것을 알수가 있다. 그러나, 상기 음극지지관(151)의 길이를 길게 하여 상기 음극지지관(151)의 자유단이 상기 음극(11)과 마주보는 제어전극(12)면에 맞닿게 되면 음극(11)은 상기 원통형 결정화 글라스(60)의 내주면과 결정화 글라스(153) 및 제어전극(12)면에 의해서 감싸여지게 되므로 음극으로 발생된 복사열이 충분이 빠져나갈 수가 없게 된다. 음극(11)에 의한 열이 충분히 방열되지 못한다면 제어전극(12) 및 집속전극(13)이 열팽창에 의해 변형될 우려가 있고 이는 전자총의 동작 특성에 악영향을 미치게 된다.

따라서, 본원 발명이 제1실시예의 경우에 있어서 상기 원통형 글라스의 길이는 음극(11)에 의한 복사열이 충분히 빠져나갈수 있도록 상기 결정화 글라스(153)의 자유단과 상기 음극과 마주보는 제어전극면과 소정 간격 이격시키는 것이 바람직하다.

이하, 본 발명의 두 번째 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제2실시예를 설명한다. 도 7는 본 발명의 제2실시예에 따른 컬러 음극선관용 전자총의 개략적인 구성을 나타낸 부분 수직 종단면도이며, 도 8A는 도 7의 Ⅴ-Ⅴ 방향에서 바라본 본 발명의 제2실시예에 따른 음극지지체의 정면도이고, 도 8B는 도 8A의 Ⅵ-Ⅵ방향에서 바라본 본 발명의 제2실시예에 따른 음극과 음극지지체의 수평 종단면도이며, 도 9는 도 7의 음극과 제어전극 및 가속전극의 구조 및 배치관계를 개략적으로 나타낸 본 발명의 제2실시예에 따른 컬러 음극선관 전자총 삼극부의 수평 종단면도이다.

도 7-9을 참조하면 본 발명의 제2실시예는 원통형 결정화 글라스(60)의 길이를 늘려 전자총 조립시 원통형 결정화 글라스(60)의 자유단이 상기 음극(11)과 마주보는 제어전극(12)면에 접촉된 상태를 유지함으로서 달성되게 할 수 있다. 즉, 상기 원통형 결정화 글라스(60)의 길이는 상기 음극(11)이 전자총 조립 지그에 의해 상기 제어전극(12) 방향으로 밀어져서 원통형 결정화 글라스(60)의 자유단이 상기 제어전극(12)면에 맞닿았을 때, 상기 음극(11)과 상기 제어전극(12)과의 간격(b)이 설계치대로 이격되도록 적당한 길이를 갖게 된다. 다시말해, 상기 음극(11)이 전자총 조립시 전자총 조립 지그에 의해 밀어져 상기 제어전극(12)면에 맞닿게 되므로 음극(11)과 제어전극(12)은 언제나 일정한 간격을 갖게 된다. 이와 같은 간격(b)은 원통형 글라스의 길이를 조절함므로서 충분히 조절가능하므로 음극(11)과 제어전극(12)과의 간격은 모든 전자총에 대해서 동일하게 할 수가 있게 되는 것이다.

한편, 원통형 결정화 글라스(153)의 자유단이 상기 제어전극(12)면에 접촉하게 되면 제1실시예에서 언급한 바와 같이 음극(11)에 의한 복사열을 방열하기 위한 문제가 대두된다. 따라서, 본 발명의 제2실시예에서는 음극(11)에 의한 복사열을 방열하기 위하여 상기 원통형 결정화 글라스(60)의 내주면에 포함되는 상기 결정화 글라스(153)의 일측면과 그 반대면이 타측면이 통공(70)에 의해 서로 연결되게 된다. 이 통공(70)은 음극에 의한 방열량을 고려하여 설계자가 적당한 크기로 조절하는 것이 물론 가능하다.

본 발명의 제1실시예에 따른 중앙의 원통형 결정화 글라스는 상기 3개의 음극지지관을 각각 분리하는 역할을 하게 된다. 상기 원통형 결정화 글라스의 외경은 허메틱캡의 림부에 거의 인접할 정도의 크기를 가지므로 전자 침전물에 의해 각각의 음극지지관이 통전될 가능성은 거의 배제된다.

또한, 본 발명의 제2실시예에 따른 원통형 결정화 글라스는 전자총 조립시 원통형 결정화 글라스 자체가 일종의 지그 역할을 함으로서 음극과 제어전극은 언제나 일정한 간격을 유지하여 일정한 품질의 전자총을 만들어 낼수 있음은 물론 전자총을 설계한 바와 같이 최적의 성능이 구현되도록 할 수가 있게 된다.

Claims (6)

1. 칼라 음극선관용 전자총의 음극이 각각 삽입 고정되는 3개의 음극지지관과, 상기 음극지지관주위를 감싸는 허메틱 캡과, 상기 음극지지관과 상기 허메틱 캡 사이에 충진된 결정화 글라스로 구성된 컬러 음극선관용 전자총의 음극지지체에 있어서,

   상기 음극지지관을 서로 격리하는 음극 지지관 격리수단이 전자총의 제어전극과 상기 결정화 글라스 사이에 제공된 것을 특징으로 하는 컬러 음극선관용 전자총의 음극지지체.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 음극지지관 격리 수단은 상기 음극지지관 둘레를 감싸며 상기 제어전극을 향해 돌출된 음극지지관의 축방향을 따라 형성된 것을 특징으로 하는 컬러 음극선관용 전자총의 음극지지체.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 음극 지지관 격리 수단은 상기 중앙의 음극지지관 둘레에만 형성된 것을 특징으로 하는 컬러 음극선관용 전자총의 음극지지체.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 음극 지지관 격리 수단은 상기 결정화 글라스와 일체형으로 형성된 원통형 결정화 글라스인 것을 특징으로 하는 칼라 음극선관용 전자총의 음극지지체.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 원통형 결정화 글라스의 자유단과 상기 제어전극면은 서로 접촉된 것을 특징으로 하는 컬러 음극선관용 전자총의 음극지지체.
6. 칼라 음극선관용 전자총의 음극이 각각 삽입 고정되는 3개의 음극지지관과, 상기 음극지지관주위를 감싸는 허메틱 캡과, 상기 음극지지관과 상기 허메틱 캡 사이에 충진된 결정화 글라스로 구성된 컬러 음극선관용 전자총의 음극지지체에 있어서,

   상기 음극지지관을 서로 격리할 수 있도록 상기 음극지지관중에서 중앙 음극지지관 둘레를 감싸면서 중앙 음극지지관과 동축방향으로 상기 제어전극을 향해 연장되어 그 자유단이 상기 제어전극면에 접촉된 상기 결정화 글라스와 일체형으로 형성된 원통형 결정화 글라스를 구비하고,

   상기 원통형 결정화 글라스의 내주면에 포함되는 상기 결정화 글라스의 일측면과 그 반대면인 타측면은 통공에 의해 서로 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 컬러 음극선용 전자총의 음극지지체.