KR20020072589A - 음극구체와 그 제조방법 및 전자총과 음극선관 - Google Patents

음극구체와 그 제조방법 및 전자총과 음극선관 Download PDF

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KR20020072589A
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Abstract

전자빔 스폿지름이 작게 되어서, 캐소드 구동전압이 저감 가능한 캐소드전류의 장기안정화가 도모되는 캐소드전극(음극구체)을 제공하기 위해 캐소드전극(1)의 전자방사물질(9)의 중심부 근방 혹은 외주부 근방에 전자빔을 방사하지 않는 움푹 패인 곳 혹은 영역을 형성하여 중공형의 전자빔을 방사하는 캐소드전극과 그 제조방법 및 전자총과 음극전관을 얻는다.

Description

음극구체와 그 제조방법 및 전자총과 음극선관{Cathode Structure and production method therefor and electron gun and cathode ray tube}
근래, 정보화단말용으로서, 화상·문자표시장치인 음극선관(이하, CRT라고 기재한다)은, 더욱 고휘도화(高輝度化), 고정세도화(高精細度化)가 소망되고 있다. 전자총에 있어서는, 전자빔을 보다 작게 압축하는 것이 요구되고 있다.
전자총의 고해상도화로의 기술적 노력은, 대구경 렌즈, 다단수속 렌즈계의 채용 등의 개발이 계속되고 있다.
그러나, 대구경 렌즈를 채용하는 것은, 편향요크의 소비전력의 증대를 초래하고, 다단수속 렌즈계를 채용하는 데는, 다른 전압을 다종의 전극에 설정할 필요가 있다.
이와 같은 기술과제를 해결하기 위한 1방식으로서 다중빔방식이 예를 들면, 일본 특표 평6-518004호 공보에 개시되어 있다.
상술의 다중빔방식은 하나의 입력신호에 대하여 복수의 전자빔이 구동되도록 한 전자총이고, 예를 들면, 컬러CRT의 경우, 적, 녹, 청, 각색의 형광면 형광체를통상은 각각 하나의 전자빔에서 조사 발광시키는데 대해, 복수개의 전자빔을 이용하여 분담시킴으로써, 각 전자빔의 전류량을 경감시키고, 그들을 수속시킴으로써, 형광면상에 의해 많은 전류를 1점에 집중함으로써, 고휘도화, 고정세도화를 도모하는 것이다.
또, 전자빔을 보다 작게 하기 위해서는 음극구체의 전자빔 방사면적을 제한한 영역제한음극(Area-Restricted cathode)이 제한되어 있다. (IDW, 1999년, Page 541∼544)
도 11a,b는 상술한 문헌에 개시되어 있는 음극구체 근방의 전자총의 요부측 단면도를 나타내는 것이고, 도 11a는 음극구체를 구성하는 슬리브에 설치된 베이스메탈(8a)상에 아이설레이터형의 전자방사물질을 코팅하는 경우에 전자방사물질의 직경을 작게하여 100㎛로 한 경우를 나타내는 것이다. 도 11b의 경우는, 베이스메탈(8a)의 상면에 영역전체에 코팅한 전자방사물질(9)의 상면에 전자가 방사되지 않는 차폐부재(18)의 중심에 직경115㎛의 애퍼처(18b)를 형성하고, 이 애퍼처(18b)부분에서 전자빔을 제한하여 방사시키도록 형성되어 있다.
상술의 종래구성에서 설명한 다중빔방식에서는 다음과 같은 문제를 발생시킨다.
(1) 많은 전자빔을 제어하기 위한 전자총 전극구조가 복잡하게 된다.
(2) 복수의 전자빔을 CRT화면 전역에 걸쳐서, 정밀도가 좋게 집중시키지 않으면, 총화의 전자빔 지름이 증대하고, 다중빔으로 한 효과가 없어진다.
또, IDW문헌에 상세히 기재된 제한음극의 구성에 의하면 다음과 같은 문제를발생시킨다.
(3) 전자방사물질의 전자방사면적이 작아져서 중심에 집중하기 위해 집중한 부전자는 서로 반발하여 전자빔 지름은 확대되게 된다.
(4) 전자빔중심부의 전자궤도와 전자빔 최외부의 전자궤도에서는 전자총 주전자렌즈계 통과후, 형광면상의 전자빔의 초점위치가 어긋나는 문제(구면수차)가 여전히 남는다.
(5) 고전류로 구동하는 경우, 전자방사물질을 소경으로 한 중심축 부근이 포화전류밀도로 되고 전자공급능력이 저하한다.
본 발명은, 상기의 문제를 해소하기 위해 이룩된 것으로, 본 발명이 해결하고자하는 문제는 CRT의 형광면 상의 전자빔의 스폿지름을 작게 할 수 있는 동시에 음극전극의 전자방출물질의 전류밀도부하를 경감하고, 고전류지역로부터의 음극전극 구동특성이 개선된 음극구체와 그 제조방법 및 전자총과 음극선관을 얻는데 있다.
본 발명은, 컬러텔레비젼 수상기 등의 화상·문자표시장치에 이용하여 호적한 음극구체와 그 제조방법 및 전자총과 음극선관에 관한 것이다.
도 1a는, 본 발명의 음극구체의 모식적인 사시도, 도 1b는 도 1a의 A-A' 단면시시도, 도 1c은 본 발명의 다른 형태예를 나타내는 음극구체의 측단면도이다.
도 2a 내지 도 2d는, 본 발명의 음극구체의 제조방법의 여러 가지의 형태예를 나타내는 음극구체의 측단면도이다.
도 3a 내지 도 3d는, 본 발명의 음극구체의 다른 제조방법의 여러 가지의 형태예를 나타내는 음극구체의 측단면도이다.
도 4a 내지 도 4e는, 본 발명의 음극구체의 또 다른 제조방법의 여러 가지의 형태예를 나타내는 음극구체의 사시도이다.
도 5는, 본 발명의 음극구체의 다른 형태예를 나타내는 측단면도이다.
도 6a는, 도 5와 동일한 음극구체의 평면도이다.
도 6b 내지 도 6e는, 음극구체의 전자방사물질의 돌출부의 여러 가지 형상을 나타내는 도 6a의 A-A'단면시시도이다.
도 7a 내지 도 7d는, 본 발명의 음극구체의 또 다른 형태예를 나타내는 음극구체의 측단면도(도 7a, 도 7d) 및 전자방사물질의 평면도(도 7b) 및 도 7b의 B-B'단면시시도(도 7c)이다.
도 8은, 본 발명의 전자총 및 CRT의 일부를 절단한 사시도이다.
도 9는, 본 발명의 전자빔의 크로스오버점과 종래의 전자빔의 크로스오버점을 설명하기 위한 설명도이다.
도 10a 및 도 10b는, 본 발명의 주렌즈로부터의 구면수차개선을 설명하기 위한 설명도이다.
도 10c는, 캐소드 중공경에 대한 구동전압(Ed)의 시뮬레이션 결과를 나타내는 그래프이다.
도 11a 및 도 11b는, 종래의 제한형 음극구체의 측단면도이다.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1. 음극구체(캐소드전극:K) 4. 제 2슬리브
6. 제 1슬리브 7. 히터
8. 컵 8a. 베이스메탈
9. 전자방사물질
9a. 전자방사물질이 없는 부분(투명공)
9b. 링형부 18. 차폐부재
22. 다공질기체
26. 중공전자빔의 주전자렌즈계에서 본 크로스오버 지름
28. 주 전자렌즈계에서 본 크로스오버 지름
27. 캐소드 표면
30. 중공캐소드 최내곽부로부터의 전자빔궤도
31. 중공캐소드 최외곽부로부터의 전자빔궤도
57. 57'. 스폿
Z. 중심축
본 발명에 관계되는 제 1의 음극구체는, 음극전극(1)의 전자방사물질(9)의 상면으로부터 방사되는 전자빔의 전면 또는 중심축부근 혹은 외주부근의 전류밀도를 작게하고 중공(中空)형의 전자빔을 방사하도록 구성한 것을 특징으로 하는 것이다.
본 발명에 관계되는 제 2의 음극구체는, 음극전극의 전자방사물질(9)이 원통형태로 이루어지고, 이 원통형부의 중심에 뚫은 투명공(9a) 이외의 링형부 혹은 원통형의 원통측면으로부터 중공형태의 전자빔을 방사하도록 구성한 것을 특징으로 하는 것이다.
본 발명에 관계되는 제 3의 음극구체는 움푹 패인 곳 9m를 가지며, 이 움푹 패인 곳 9m를 위요하도록 융기한 돌출부(9k)를 형성하고, 이 돌출부(9k)의 상면으로부터 중공형태의 전자빔을 방사하도록 구성한 것을 특징으로 하는 것이다.
본 발명에 관계되는 제 1의 음극구체의 제조방법은, 전자방사 형성부재(8, 8a)에 미리 균일한 전자방사물질(9)을 형성하는 공정과, 전자방사물질(9)의 상면의 중심부근 혹은 외주부근을 레이저(14, 14a)의 조사, 기계적 가공(15), 이온(16)의 충돌, 금속베이퍼(17)에 의해 소거 혹은 차폐하는 공정에 의해 전자방사물질(9)에 전자방사되지 않는 영역을 작성하는 것을 특징으로 하는 것이다.
본 발명에 관계되는 제 2의 음극구체의 제조방법은, 전자방사물질 형성부재(8, 8a)의 중심부근 혹은 외주부근에 차폐부재(18,18a)를 설치하는 공정과, 전자방사물질 형성부재(8, 8a)상에 전자방사물질(9)을 도포하는 공정과, 차폐부재(18) 혹은 차폐부재(18a)상의 전자방사물질(9)을 제거하는 공정에 의해 전자방사물질(9)에 전자방사되지 않는 영역을 작성하는 것을 특징으로 하는 것이다.
본 발명에 관계되는 제 3의 음극구체의 제조방법은 전자방사물질 형성부재(8, 8a)에 이미터함침형(含浸型) 전자방사물질을 형성하는 공정에 있어서, 이미터함침형 전자방사물질(9)의 중심부근 혹은 외주부근에 이미터가 함침하지 않는 물질(24)을 설치하여 형성하는 공정에 의해 이미터함침형 전자방사물질(9)에 전자방사되지 않는 영역을 작성하는 것을 특징으로 하는 것이다.
본 발명에 관계되는 전자총은, 적어도 음극전극(1) 및 격자전극(G1∼G5)(10, 11, 42, 43, 44)과 집중전극(46)에 의해 이루는 전자총(41)에 있어서, 음극전극(1)의 전자방사물질(9)의 상면으로부터 방사되는 전자빔의 전면 혹은 중심축부근 혹은 외주부근의 전류밀도를 작게하고, 중공형태의 전자빔(13)을 방사하도록 구성한 것을 특징으로 하는 것이다.
본 발명에 관계되는 CRT는 적어도 음극전극을 가지는 전자총(41)을 내장한 음극선관(32)에 있어서, 음극전극(1)의 전자방사물질(9)의 상면으로부터 방사되는 전자빔의 전면 또는 중심축부근 혹은 외주부근의 전류밀도를 작게하고, 중공형태의 전자빔(13)을 방사하도록 구성한 것을 특징으로 하는 것이다.
상술한 본 발명의 음극구체와 그 제조방법 및 전자총과 음극선관에 의하면, 크로스오버 지름을 축소할 수 있고, 형광면상의 전자빔 스폿지름을 작게할 수 있다. 또, 종래의 전자총에 의해 작게 수속할 수 있고, 이온등의 방전에 의해 음극의 손상을 받는 확율을 낮출 수 있다. 또한, 제한음극에 비하여 보다 넓은 영역으로부터의 전자방사가 가능하게 되는 음극으부터의 전류밀도부하가 경감되는 긴 수명화가 도모되는 동시에 고전류영역으부터의 음극구동특성의 개선이 도모되는 효과를 발생한다.
이하 본 발명의 음극구체와 그 제조방법 및 전자총과 음극선관을 도 1 내지 도 7에 의해 상세히 기재한다.
도 1a 및 도 1b는 원형구멍형 전자총에 적용하는 경우의 음극구체(이하, 캐소드 전극(K)이라고 기재한다)(1)을 나타내고, 원통형의 금속에서 구성한 제 1슬리브(6)의 상부에는 Ni합금등에서 구성한 접시형태의 베이스 메탈(8a)이 용착되고, 이 베이스 메탈(8a)상에 BaCo3, SrCo3, CaCo3의 혼합물이나 고용체(Ba1-x-y, Srx, Cay) Co3를 결합제에 섞은 전자방사물질(9)을 스프레이법 등에서 도포시킨 형태로 이루어진다. 전자방사물질(9)은 처음에는 탄산염의 형식이지만, 진공중에서 가열되는 것으로 산화물로 변화한다.
제 1슬리브(6)내에는 캐소드전극(1)을 동작온도까지 가열하는 히터(7)가 설치되어 있다. 또, 3극부 전극을 구성하는 캐소드전극(1), 제 1제어전극(이하, G1라고 기재한다)(10), 제 2제어전극(도 1c참조, 이하, G2라고 기재한다)(11)이 전자빔 방사방향으로 소정의 간격으로 설치되고, G1(10), G2(11)의 중심에는 원형의 애퍼처(12)가 뚫려져 있다.
본 발명의 캐소드전극(1)은, 도 1a 및 도 1b에 나타내는 바와 같이 전자방사물질(9)이 중심부에 없는 부분, 즉 투명구멍(9a)이 뚫려지고 전자방사물질(9)은, 링형부(9b) 및/ 또는 원형 측면(9c)에서 중공형 전자빔(13)을 방출한다.
상술과 같은 캐소드전극(1)을 이용하는 것으로 G1(10) 및 G2(11)의 전류제어에 의해, 전자방사물질(9)의 상면에서 도 1a에 나타내는 바와 같은 동심원형의 중공형 전자빔(13)이 방사되고, 그 형태를 유지한 채 도 8에 나타내는 CRT(32)의 컬러 형광면(39)에 달하여 결상시킨다.
도 1c에 나타내는 캐소드전극(1)은, 함침형(Impregnate type)의 구성을 나타내는 것으로, 이 형상에는 여러 가지의 것이 있지만 도 1c에 있어서 도 1a 및 도 1b와의 대응부분에는 동일부호를 붙여서 중복설명을 생략하지만, 히터(7)가 내장된 제 1슬리브(6)의 상측에는 전자방사물질(9)을 수납하는 단면 U자형의 내열성 컵(8)이 용착되어 있다. 함침형의 캐소드전극(1)은 다공질의 텅스텐 디스크 등의 다공질 기체에 BaO, CaO, Al2, O3등의 전자방사물질(9)을 함침시키는 것이다.
제 2슬리브(4)는 저부에 투명하는 구멍을 뚫은 컵형의 금속으로 구성되고, 제 1슬리브(6)는, 리본형의 스트랩(5)을 거쳐서 제 2슬리브(4)에 고정되어 있다. 원통형의 슬리브홀더(2)는, 제 2슬리브(4)에 용접되고, 슬리브홀더(2)상에는 세라믹 디스크 등의 전자총과 캐소드전극(1)을 절연하는 절연부재(3)가 고정되어 있다.
상술의 함침형의 전자방사물질(9)의 중심부근에 전자방사물질이 없는 부분을 얻기 위해, 이미터 함침전에 연마 혹은 레이저광을 조사하고, 다공질 기체중의 빈 구멍을 메우고, 빈 구멍율이 작은 설정영역, 즉 이미터 함침물체가 녹아서 소실한 무공공부(9f)를 형성한다.
이와 같은 구성의 함침형 캐소드전극이라도 전자방사물질(9)의 상면에서 동심원형의 중공형 전자빔(13)을 방사할 수 있다.
상술과 같은 캐소드전극(1)의 전자방사물질(9)에 전자빔을 방사하지 않는 영역을 설정하는 제조방법을 도 2 내지 도 7에 의해 상세히 기재한다.
도 2a는 본 발명의 캐소드전극(1)의 1형태예를 나타내는 것으로베이스메탈(8a)상에 미리 전자방사물질(9)을 형성시킨 캐소드전극(1)과 G1(10)을 조립한다. 특히 전자방사물질(9)의 상면과 G1(10)의 하측까지의 거리(dgx) 및 G1(10)의 애퍼처 지름을 현물 전자총과 동일하게 조립하고, G1(10)의 애퍼처(12)를 기준으로 하는, 레이저 광선(14)을 전자방사물질(9)의 소정 설정영역의 중심위치부근 또는/및 파선으로 나타내도록 전자빔 방사부를 링형으로 남기고 외주부 부근에 조사한다. 이와 같은 레이저광선(14)의 조사에 의해 중심부근 또는 /및 외주부근방의 전자방사물질(9)은 비산(飛散) 소실하고, 전자빔을 방사하지 않은 영역에 투명공 혹은 링형의 외부주(9n)를 형성하는 것으로 동심원형의 전자방사물질(9)이 형성된다. 그 후의 전자총의 조립은, 통상과 동일하게 행해진다.
도 2b는 본 발명의 캐소드전극(1)의 다른 형태예를 나타내는 것으로 베이스메탈(8a)상에 미리 전자방사물질(9), 예를 들면 BaCo3등을 형성한다. 다음의 공정에서 캐소드전극(1)과 G1(10)의 위치 정밀도를 바르게 조립하고, 고온도 대기중에 배치하고, G1(10)의 애퍼처(12)를 기준으로써 비교적 약한 레이저광선(14a)을 조사하고 캐소드전극(1)의 전자방사물질(9)의 설정영역의 예를 들면 중심부근(이하, 중심부근에 전자빔을 방사하지 않은 영역을 형성하는 경우만 설명한다)을 가열한다.
이와 같은 레이저 조사가열에 의해, 전자방사물질(9)을 수산화물(9b)로 화학변화 시킴으로써, 전자빔이 방사되지 않은 영역(수산화물 영역(9b))이 형성된다.
통상, 전자방사물질(9)은, 상술과 같이 대기중에서 탄산염의 형태로 취급하고, 전자총을 CRT에 봉입하고, 진공중으로부터의 열환원 반응에 의해 전자방사물질(9)을 활성화시킨다. 배기전에 수산화물로 된 경우, 이 활성화가 일어나지 않는다. 따라서, 수산화물(9b)부분에서 전자빔(13)은 방사되지 않게 된다. 그 후의 전자총의 조립은 통상방법과 동일하게 행해진다.
도 2c는 본 발명의 캐소드전극의 제조방법의 또 다른 형태예를 나타내는 것이고, 미리 캐소드전극(1)과 G1(10)을 정확하게 조립하고, G1(10)의 애퍼처(12)를 기준으로 하여, 레이저광선(14)을 조사하고, 이미터 함침형의 전자방사물질(9)인 이미터 함침물체(9d)가 용융하여 다공질 기체(텅스텐)의 빈 구멍이 소실한 빈 구멍이 없는 부(9f)를 소정 설정영역의 예를 들면, 중심부근에 설정하는 것으로 전자가 방사되지 않은 영역을 이미터 함유물체(9d)에 작성할 수 있다. 그 후의 전자총의 조립은 종래와 동일하게 행한다.
도 2d는 본 발명의 캐소드전극의 제조방법의 또 다른 형태예를 나타내는 것이고, 미리 캐소드전극(1)과 G1(10)를 정확하게 조립하여, G1(10)를 기준으로 하는 전자방사물질(9)을 마이크로 그라인더(15)와 같은 기계적 절삭(切削)에 의해 예를 들면, 중심근방을 소거하는 것으로 전자가 방사되지 않은 투명공(9a)을 뚫도록 하여 링형의 전자방사물질(9)을 형성한 것으로, 그 후의 전자총의 조립은 통상과 동일하게 행한다.
도 3a는 본 발명의 캐소드전극의 제조방법의 또 다른 형태예를 나타내는 것이고, 미리, 캐소드전극(1)과 G1(10)를 정확하게 조립하고, G1(10)을 기준으로 하는 전자방사물질(9)상의 소정 설정영역의 예를 들면 중심위치에 마스크(18)에 뚫은 투명공을 통해서 금속베이퍼(17)에 의해, 예를 들면 금과 같은 이미션킬러물질인 금속증착막 등의 차폐부재(9g)를 형성하는 것으로 전자가 방사되지 않는 금속증착막(9g)을 형성하는 것으로 링형의 전자방사물질(9)을 형성한다. 그 후의 전자총의 조립은 통상 방법과 동일하게 행해진다.
도 3b는 본 발명의 캐소드전극의 제조방법의 또 다른 형태예를 나타내는 것이며, 본 예의 경우는 CRT의 전자총을 완전히 조립한 후, 저진공 중에서 전자총의 각 제어전극을 제어하고, 의도적으로 이온(16)을 발생시켜서, 전자방사물질(9)의 소정표면 설정영역의 예를 들면 중심위치의 전자방사물질(9)을 이온충격에 의해 비산 소실시켜서 링형의 전자방사물질(9)을 형성한다. 통상 원형공형의 전자총에서는, 캐소드전극(1)의 전자방사물질(9) 표면의 G1(10)의 애퍼처(12)의 중심축 부근의 전계강도가 가장 높고, 이 부분에는 이온이 발생하기 쉬우므로 이것을 이용하여 전자빔이 방사되지 않는 투명공(9a)을 형성한다.
상술한 각 형태예에 있어서, 전자방사물질(9)에 전자가 방사되지 않는 분포영역을 가지는 캐소드전극이나 전자총 혹은 CRT를 얻는 경우, 각 제어전극간, 특히 G1(10)과 캐소드 전극(1)의 위치 정밀도가 충분히 취하여 있지 않으면, 코마수차, 비점수차가 크게 되어서, 형광면 상으로부터의 빔 스폿지름이 증대하고, 해상도의 열화를 초래하므로 예를 들면, 원통대칭형 전자총에 있어서는, 캐소드전극(1)의 전자방사물질(9) 상면의 투명공(9a)의 중심과 G1(10)의 애퍼처(12)의 중심간의 축의 엇갈리는 정밀도나 캐소드전극(1)의 표면과 G1(10)간의 거리(dgx) 등의 정밀도를 높이지 않으면 중공형의 빔으로 되지 않게 되므로 G1(10)의 애퍼처(12)를 기준으로 하는 것이 필요하다.
또한, 화상처리 등의 고정밀도에 위치 결정하는 기술을 이용하여, 캐소드전극(1)과 다른 전자총 전극을 쌓아 올리는 경우, 하기와 같은 캐소드전극 및 캐소드전극의 제조방법도 가능하다.
즉, 도 3c는 본 발명의 또 다른 형태예를 나타내는 것이고 도 3c에 나타내는 경우는, 캐소드전극(1)의 베이스메탈(8a)상에 전자방사물질(9)을 화살표a방향에서 도포하는 경우에 베이스메탈(8a)의 예를 들면 중심부근에 소정 설정영역을 차폐하는 원반형의 차폐부재(18)를 재치하여 전자방사물질(9)을 도포하는 것으로 메탈베이스(8a)의 주변에 링형의 전자방사물질(9)을 형성하고, 차폐부재(18)를 메탈베이스(8a)에서 제거하는 것으로 전자빔이 방사되지 않는 링형의 전자방사물질(9)의 영역을 형성한다.
도 3d는 본 발명의 또 다른 형태예를 나타내는 것으로, 베이스메탈(8a)의 중심부근에 볼록부를 형성한 볼록형태 베이스메탈을 작성하고, 도포형의 전자방사물질(9)을 화살표(a)방향에서 도포하고, 차폐부재(18a)로 되는 볼록부상의 전자방사물질(9)을 제거하는 것으로 전자빔이 방사되지 않는 링형의 전자방사물질(9)의 설정영역을 작성한다.
도 4a는 본 발명의 캐소드전극에 이용하는 전자방사물질(9)의 또 다른 형태예를 나타내는 사시도를 나타내는 것이고, 함침형의 텅스텐 분말소결체로 이루는 예를 들면 다공질의 텅스텐 등의 다공질기체(22)를 단면 볼록형, 즉, 중심부분을 남기고 주변 상면을 링형으로 한 돌출부(20)를 형성하고, 돌출부(20)의 상면(21)을 기계적으로 절삭 연마하는 것으로 돌출부(20)의 표면의 폴러스한 빈 구멍을 메워서, 빈 구멍율이 작은 전자빔의 방사되지 않는 설정영역을 만든다.
다음에 일렉트로·이미팅·서브스턴스인 Ba 등의 이미터를 함침시키는 것으로 돌출부(20)의 상면(21)으로부터의 이미터의 함침을 방지하여 전자빔의 방사되지 않는 영역이 돌출부(20)의 상면(21)에 형성된다.
도 4b는 본 발명의 또 다른 형태예를 나타내는 것으로 함침형의 텅스텐 분말소결체로 이루는 다공질의 텅스텐디스크 등의 다공질기체(22)를 원주형으로 형성하고, 전자빔이 방사되지 않는 소정의 설정영역(23)을 만들기 위해, 예를 들면 다공질기체(22)의 예를 들면 중심부근에 레이저광선(14)을 조사하는 것으로 다공질기체(22)의 설정영역(23)은 용융되어서 다공질의 빈 구멍이 묻어지고, 빈 구멍율이 작은 다공질기체(22)가 얻어진다. 그 후, 함침용의 Ba 등의 이미터를 함침시키는 것으로 설정영역으로부터는 전자빔의 방사되지 않는 전자방사물질(9)이 얻어진다.
도 4c는 본 발명의 함침형 캐소드의 또 다른 형태예를 나타내는 제조방법이다. 도 4c에서는 원통형의 텅스텐 분말소결체로 이루는 다공질기체(22)의 중공내에 텅스텐 금속주(24)와 같은 이미터를 함침하지 않은 부분을 일체로 형성한다.이 경우는 텅스텐 금속주(24)를 축으로 하여, 이 축의 주위에 텅스텐 분말을 프레스 소결한다. 다음에 원주상태의 다공질기체(22)를 둥글게 자르고 화살표(b)로 나타내는 바와 같이 디스크형으로 이룩한 후에 Ba 등의 이미터를 함침시키는 것으로 텅스텐 금속주(24) 부분을 제외하고 피함침물체로 되는 전자방사물질(9)이 얻어진다.
도 4d 및 도 4e는, 본 발명의 또 다른 구성을 나타내는 캐소드전극(1)의 전자방사물질(9)을 나타내는 것이다. 즉, 전자방사물질(9)의 표면의 전자가 방사되지 않은 설정영역(23)의 경계가 명확하다면 고정밀도로 위치결정할 수 있다. 이 실현방법으로써 도 4d와 같이 전자방사물질(9)의 상면의 중심위치에 얼레구멍(20a)을 뚫는 것으로, 전자방사물질(9)의 소거효과와, 얼레구멍(20a)부분의 전계강도 저하효과에 의해, 전자방사하지 않은 영역을 형성할 수 있다. 또, 도 1e와 같이 전자방사물질(9)의 상면(21a)으로부터가 아니고, 원반형의 측주면(21b)으로부터 전자빔(13)을 방사시키도록 하여도 중공형 전자빔(13)을 방사할 수 있다.
상술의 캐소드전극에서는 전자방사물질(9)의 중심부근에 형성한 투명공(9a) 등의 전자를 방사하지 않는 영역을 원형으로써 설명했지만, 이들의 설정영역의 형상은 G1(10), G2(11)에 뚫은 애퍼처(12)의 형상이 타원형, 직사각형, 정사각형, 다각형 등의 경우는, 이들의 각 형상에 맞춘 전자가 방사되지 않는 영역의 형상으로 할 수 있다.
상술의 캐소드전극(1)에서는 전자방사물질(9)의 전자빔 중심축부근에 전자빔을 방사하지 않는 영역을 형성한 경우를 설명했지만, 캐소드전극(1)의 전자빔방사의 중심측에 움푹 패인 곳를 형성하고, 이 움푹 패인 곳를 위요하도록 주변부를 융기한 돌기부를 형성시키도록 하여도 좋다.
도 5는 이와 같은 캐소드전극(1)의 측단면도를 나타내는 것이며, 도 1내지 도 3에서 상세히 기재한 캐소드전극(1)과의 대응부분에는 동일부호를 붙이고 중복설명을 생략한다.
도 5에서는 캐소드전극(1)의 전자빔을 방사하는 전자빔축(중심축) (CL)부근을 움푹 패이게 하고, 이 움푹 패인 곳 9m를 위요하도록 융기시킨 돌출부(9k)를 형성한다. 즉, 도 5에서는 전자방사물질(9)의 상면에 전자빔축 (CL)을 중심으로 링형의 돌출부(9k)가 형성되어 있다. 이 돌출부(9k)가 위요하고 있는 움푹 패인 곳 9m 및 전자방사물질(9)의 링형의 돌출부(9k)의 외측의 외경까지의 외주부(9n)에서는 전자빔이 방사되지 않도록 하고, 대신하여 돌출부(9k)의 상면에서 한정적으로 전자빔이 방출되도록 하는 것으로 캐소드전극(1)으로부터 출사되는 전자빔의 뭉치인 전자빔류단면의 전류밀도분포가 전자빔의 중심에서 낮은 중공형 빔(13)이 생성된다.
상술의 전자방사물질(9)이 함침형의 경우의 작성방법의 1예를 도 6a∼e에서 설명한다.
도 6a는 도 5와 동일의 전자방사물질(9)의 평면도, 도 6b 내지 도 6e는 돌출부(9k)의 여러 가지의 선단형상을 나타내고, 도 6a의 A-A'단면시시도이다.
전자방사물질(9)의 작성방법으로서는 먼저 텅스텐 분말을 바인더와 함께, 금형프레스함으로써 도 6a 내지 도 6e와 같은 형상으로 하고, 그 후 소결한다. 다음에 소결후의 텅스텐 분말소결체를, 돌출부(9k)의 상면을 제외하고 그라인더에 의해 절삭 가공하고, 다시 소결 후의 텅스텐 분말소결체를 숏블라스트에 의해 절삭가공하는 것으로 도 6b와 같이 링형의 돌출부(9k)의 선단(상면)의 둥근것, 도 6c와 같이 예리한(9ka)것, 도 6d와 같이 평평한(9kb)것, 혹은 도 6e와 같이 정상부의 주변의 모서리를 깍아낸(9kc)것 등을 절삭 가공할 수 있다.
또, 설계상, 돌출부(9k)높이에 제한이 있는 경우 등, 필요에 따라서 전자방사물질(9)의 중앙부의 움푹 패인 곳(9m) 및 돌출부(9k)의 외주부(9n)의 빈 구멍을 레이저에서 용융함으로써 텅스텐 소결체의 빈 구멍을 막고, 전자방출이 행해지지 않도록 하는 것도 할 수 있다.
또, 함침형뿐만 아니라, 옥사이드 내뿜는 형의 캐소드 등도 그라인더나 숏블라스트를 이용하여 물리적으로 소정의 링형 형태로 할 수 있다. 또한 도 1 내지 도 3과 동일한 방법으로 작성해도 좋다.
도 7a 내지 도 7c는 도 5를 더욱 발전시킨 다른 함침형 캐소드를 나타내는 것이다. 도 7a은 링형의 돌출부(9)를 2중으로 한경우를, 도 7b는 링형의 돌출부를 다중의 3중으로 한 경우의 전자방사물질(9)의 평면도, 도 7c는 도 7b의 B-B'단면시시도, 도 7d는 도 6a의 변형예를 캐소드전극의 측단면도이다.
도 7a의 경우는, 2중의 링형의 동심원형의 돌출부(9k1)와 (9k2)를 형성하고, 돌출부의 높이를 1중째의 링형의 돌출부(9k1)에서는 낮고, 2중의 링형의돌출부(2k2)에서는 높게 하고, 융기정점의 전계강도(Es)가 소정의 캐소드 전류영역에서 동일하게 되도록 설계한 경우이다. 그런데, 단일 링형태에서는, 고전류영역에서 중공전자빔의 효과를 중시한 설계를 하면, 당해 링지름이 크게 되고, 저전류영역에서는 오히려 전자빔지름이 증대한다. 또 반대로, 저전류영역에서 중공전자빔 효과를 구한 설계를 하면, 당해 링지름이 작게 되고, 대전류시의 중공전자빔효과 및 통상캐소드보다 작은 전류밀도로 동작시키는 효과가 감소한다.
이상의 이유에 의해, 이와 같은 2중(다중) 링형태로 하면, 저전류영역에서는, 내측의 링형 돌출부에 의해 전류가 발생하고, 어느 전류치를 넘으면 외측의 링형 돌출부에서도 전류가 발생하게 되고, 보다 넓은 전류영역에 있어서 중공전자빔 효과와, 전자방사 발생영역을 넓혀 캐소드의 전류발생밀도를 저감하는 효과를 얻을 수 있다. 돌출부(9k1,9k2)의 캐소드전자빔 중심축(CL)으로부터의 거리 및 돌출부(9k1,9k2)의 높이는, 캐소드전극(1), G1(10) 및 G2(11)에서 제어되는 돌출부(9k1및 9k2)의 전계강도(Es)를 기본으로 설계한다. 결국, 어떠한 드라이브전압- 캐소드전류특성이 필요한지, 또, 어떠한 드라이브전압-전자빔지름 특성이 필요한지, 임의로 설정할 수 있다.
도 7b 및 도 7c에서는 3중 구조의 링형의 예를 나타내는 것이고, 돌출부(9k1, 9k2,9k3)의 위치 및 높이는 상술, 도 7a와 동일하게 설정할 수 있다. 물론, 이와 같은 3중 링구조 이외의 다중동심원 구조로 할 수 있다.
도 7d는 도 5a에 나타내는 캐소드전극(1)의 원반형의 전자방사물질(9)의 상면에 동심원형으로 형성한 링형의 돌출부(9k)의 높이를 전자방사물질(9)의 상면에서 G1(10)의 하면까지의 거리(Dgk)보다 높게 하고 도 7d 예에서는 G1(10)의 애퍼처(12)보다 돌출부(9k)를 50㎛정도 돌출시킨 것이다. 물론, 이와 같은 구성의 돌출(9k)의 외경은 G1(10)의 애퍼처(12)의 직경보다 소경으로 선택된다. 도 7a, b 등의 복링 형태의 것이라도 동일하게, 돌출을 시킬 수가 있다.
상술과 같이 G1(10)의 애퍼처(12)방향으로 돌출부(9k)를 연장설치하는 것으로 돌출부(9k)주변으로부터의 캐소드축방향 전위구배가, 캐소드전류 차단시(컷오프시)에 있어서, 이와 같이 돌출시키지 않는 경우보다, 완만하게 할 수 있다. 이것에 의해, 보다 적은 캐소드 전위변화(구동전압변화)에 의해, 큰 캐소드전류를 발생시킬수 있다.
상술의 각종 제조방법에서 얻어진 캐소드전극(1)을 이용한 전자총 및 음극선관의 구성을 도 8을 이용하여 설명한다.
도 8에 있어서, CRT(32)의 관체(35)는 유리패널(36)과 깔대기형의 유리로 이루는 판넬부(38)로 구성되고, 패널(36)내면에 형성된 컬러형광면(39)에 대향하여 프레임(20)에 가장된 색선별용 전극박판(색선별마스크)(37)에는 그 세로방향으로 그리드소체(38)을 가지며, 색선별기구(애퍼처그릴:AG)(40)가 구성되고, 이 AG(40)는 관체(35)의 내면에 고정되고, 또한 AG(40)에 대향하여 넥부(33)내에 전자총(41)이 배치된다.
이 컬러용의 CRT(32)의 전자총에는 복수의 캐소드전극, 예를 들면 적, 녹 및청의 캐소드전극이 인라인형으로 구성되어 있다. 이들 각 캐소드전극에서 추출된 전자빔에 대해, 공통의 G1(10), G2(11), G3(42)에서 3극부 전극이 구성되고, G4(43)의 포커스전극과 G5(44)의 제 2음극전극에 의해 주전자렌즈계를 구성하고 있다. G5(44)의 후단에는 컨버컵 등의 집중편향기(46) 등이 설치되고, 넥부(33)의 외측에는 도시하지 않은 수평·수직편향요크를 장착하여 각 빔을 수평,수직편향하도록 되어 있다.
상술의 캐소드전극(1)과 그 제조방법및 전자총과 CRT에 있어서, 중공형 빔을 이용한 경우의 동작및 효과를 이하에 설명한다.
(1) 상술의 CRT(32)의 전자총(41)과 같이 3전극배치에 의한 캐소드전극(1)에서 전류제어를 행하는 경우, 캐소드전극(1)과 G1(10)의 사이에 크로스오버가 생성되고, 이것이 그 후에 설치되는 주전자렌즈계의 물점으로 된다. 이 주전자렌즈계에서 본 크로스오버의 지름, 발산각이 형광면(39)상으로부터의 전자빔지름에 크게 관계된다.
지금, 형광면(39)상의 전자빔 스폿지름을 ψ로 두면, 하기의 관계식(1)이 성립한다.
여기서, M: 주전자렌즈계의 상배율, Cs: 주전자렌즈계의 구면수차,
ψc: 주전자렌즈계에서 본 크로스오버 지름,
θ: 주전자렌즈계에서 본 발산각
Rep.: 비행전자간의 반발효과
지금, 도 9에 나타내는 바와 같이 캐소드전극(1)의 캐소드표면(27)에서 방사되는 전자빔 궤도는, 캐소드 최외곽부로부터의 전자빔 궤도(31)에 비하여 전자빔의 중심부근의 캐소드표면(27)으로부터의 전자빔 궤도(29)정도, 크로스오버점은 G1(10)측에 의하게 되고, 중심축 근방의 전자궤도에 의해 결정되는 중공형의 전자빔을 방사하지 않은 경우의 주전자렌즈계에서 본 크로스오버 지름(28)위치에 대하여, 중공형 전자빔을 방사하는 캐소드의 주전자렌즈계에서 본 크로스오버계(26)는 캐소드 측에 의해 작게 되고, 크로스오버 지름(ψc)는 (1)식에서 축소할 수 있어서, 컬러형광면(39)상의 전자빔 스폿지름을 작게 할 수 있다.
(2) 다음에 주전자렌즈계의 구면수차에 관계되는 개선을 도 10a 및 도 10b를 이용하여 설명한다.
도 10a에서는 크로스오버점(51)에서 주렌즈(50)에 입사하는 전자빔(B)이 전자빔 중심축(Z)이 이루는 각(θ)은 0 내지 θ의 범위에 분포하기 때문에 주렌즈(50)에서 출사한 전자빔(B)이 전자빔 중심축(Z)과 교차하는 점(58a 및 58b)이 다르고, 구면수차의 영향을 받기 때문에, 컬러형광면(39)상의 스폿(57)의 사이즈는 크게 된다.
이것에 대하여, 도 10b의 경우는, 크로스오버점(51)으로부터의 전자빔(B)은 전자빔 중심축(Z)과 전자빔(B)의 중공의 영역내의 각도를 η2로 하고, 전자빔 중심축(Z)을 중심으로 링형의 외주까지의 각도를 η1로 하면, 전자빔(B)은 각도 η1 -η2의 범위에만 분포하고, 전자빔 중심축 근방의 각도 η2범위에는 전자빔(B)이 없기 때문에 좁은 범위내에서 전자가 반발하지 않고, 구면수차의 영향은 작고 양호한 스폿(57')을 얻을 수 있다.
즉, 전자빔 중심부의 전자궤도와 전자빔 최외곽부의 전자궤도에서는, 전자총의 주전자렌즈계의 구면수차에 의해, 초점위치가 어긋나서 전자빔의 외곽부 만큼 초점위치가 전자총 측으로 된다. 중공전자빔의 경우, 전자빔 중심부를 통과하는 전자궤도가 없기 때문에, 초점위치의 차가 보다 적고, 종래 전자총보다 작게 수속할 수 있고, 컬러형광면(39) 상의 전자빔 스폿지름을 작게 할 수 있게 된다.
통상의 구조에서는, 전자빔 중심축 부근의 전류밀도가 높고, 전자류간의 반발에 의해 캐소드면에서 형광면에 도달하기 까지 전자빔 다발의 지름이 증대한다. 도너츠형의 중공전자빔 다발의 경우, 전류밀도가 높은 부분이 전자빔 다발의 중심부에 없기 때문에, 전자간의 반발이 경감되고, 형광면상에 의해 작게 수속할 수 있어 전자빔 스폿지름을 작게 할 수 있다.
(3) 캐소드 표면(27)에 있어서, 가장 전계강도가 강한 부분에 전자방사물질을 배치하지 않으므로, 진공동작 중에서의 이온어택을 받기 어렵고, 방전에 의한 캐소드전극(1)의 손상을 받는 확율도 저하한다.
(4) 종래의 전자총을 고전류에서 구동하는 경우, 캐소드 표면의 전자빔 중심축 부근에서는, 거의 포화전류밀도에 가까운 상태로 된다. 이 때문에 이 부분은 전자공급 능력의 열화를 초래하기 쉽고, 캐소드의 수명을 결정하고 있다. 본 발명의 경우, 이 부분으로부터의 전자의 공급은 없고, 보다 넓은 캐소드 영역으로부터의 전자방사에 의하기 때문에, 캐소드의 전류밀도부하가 경감되고 긴 수명화를 기대할 수 있다.
(5) 종래의 전자총을 고전류에서 구동하는 경우, 캐소드 표면의 전자빔 중심축 부근에서는, 거의 포화전류밀도에 가까운 상태로 되고, 고전류역에 있어서의 이 부분으로부터의 전자방사는, 캐소드 구동전압의 변화에 대하여 감도가 둔하다. 결국, 캐소드 표면(27)의 전자빔 중심축(Z) 부근으로부터의 전자방사가 고전류역에서 드라이브 특성을 악화시키고 있는 원인의 하나이다. 본 발명의 경우, 이 부분으로부터의 전자의 공급은 없고, 링형의 선의 길이가 가지는 돌출부나 보다 넓고, 포화전류밀도에 이르지 않는 캐소드영역으로부터의 전자방사에 의하기 때문에, 고전류역에서 드라이브 특성이 개선된다. 이상적으로 전자빔 중심축 부근에서 전자방사가 없는 것으로 하여 계산기 시뮬레이션을 한 경우의 결과를 도 10c에 나타낸다.
그런데, 캐소드중심부에서 전류를 발생시키지 않음으로써, 총 캐소드전류의 저하가 염려되지만, 캐소드 전극지름을 확대하는 것으로 보충할 수 있다.
예를 들면, 통상의 원통대칭형 캐소드에 있어서, 최대 전류시의 캐소드전류 발생영역의 반지름을 R0로 두고, 그 반의 지름의 영역에서 전자가 발생되지 않도록 한 경우를 고려하면,
통상캐소드의 전류발생영역: S0 = π·RO2,
전자가 발생되지 않는 영역: SE = π·RO2/4이며,
이와 같은 전자가 발생되지 않는 영역을 중심부에 설치한 경우,
전류발생영역의 반지름 R을 √5/2·R0로 하면,
당 방식의 캐소드전류 발생영역: S = π·RO2- π·RO2/4
= π·RO2·(5/4 - 1/4)
= π·RO2
와 동등의 캐소드전류 발생영역을 확보할 수 있다.
즉, 간단한 개략계산이지만, 통상캐소드의 전류발생영역 지름의 반의 중공지름을 고려한 경우에도, 전류발생 지름을 1.12배(√5/2)로 하는 것만으로 좋은 것으로 된다.
또, 링형의 돌출부를 전자방사물질의 상면에 형성한 캐소드전극에서는 저전류시에는, 전자빔 중심축 부근의 움푹 패인 곳를 둘러 싸는 링형의 돌출부의 산정능선부로부터, 전자방사되고, 전계강도가 강해지는 동시에, 산정능선에서 내려오는 것같이 전류발생영역이 넓혀지고 CRT의 형광면 상로에서의 상점(像点)의 증대가 억제되고, 고전류시에 있어서도 돌출부의 폭이 좁은 영역에서 밖에 전자방사가 행해지지 않고, 고전류시의 전자가 방출되는 영역의 증대가 적다. 이것은, 고전류시에 있어서의 전자총의 메인렌즈에 대한 물점의 증대가 적은 경우를 의미하고, CRT형광면에서의 상점의 악대화를 막는다.
또한 고전류에 있어서, 가장 전류밀도가 높게 되는 것은 돌출부의 능선부분이며, 종래 캐소드가 중심점에 집중하는데 대하여, 링형 돌출부의 선길이를 가지는능선에 집중하기 때문에, 캐소드 재료물성에 의해 전류밀도포화의 제약을 받기 어렵다.
또, 이와 같이 돌출부를 가지는 캐소드구조의 이점으로써, G1(10)와 캐소드전극(1)의 거리(Dgk)를 가능한 한 작게, 혹은 G1(10) 또는 G2(11)에 의해 설정할 수 있다. 종래 구조에서는 그 거리가 작으면, 히터 점등시에 캐소드구체의 슬리브 등의 열팽창에 의해 캐소드전극(1)에 접촉하고 단락 불량을 일으켰다.
G1(10)의 애퍼처(12)방향으로 돌출부(9k1,9k2,9k3 ‥‥‥) 등을 연설하고, 애퍼처(12)에서 돌출부의 산정능선을 돌출시키도록 한 캐소드전극(1)에서는 캐소드전류의 구동전압을 낮게할 수 있는 효과도 생긴다.
또, 본 발명의 캐소드전극과 그 제조방법 및 전자총과 음극선관에 의하면, 크로스오버지름을 축소할 수 있고, 형광면상의 전자빔 스폿지름을 작게 할 수 있다. 또, 종래의 전자총보다 작게 수속할 수 있고, 이온 등의 방전에 의한 음극의 손상을 받는 확율을 내릴수 있다. 또한, 제한음극에 비하여 보다 넓은 영역으로부터의 전자방사가 가능하기 때문에 음극에서의 전류밀도부하가 경감되고 긴 수명화가 도모되는 동시에 고전류역에서의 음극구동특성의 개선이 도모하는 효과를 일으킨다.
위에서 기술한 바와 같이, 본 발명의 링형으로 이룬 음극구체(캐소드전극: k) 및 그 제조방법에 의하면 텔레비젼용 혹은 컴퓨터용의 CRT 및 텔레비젼 수상기,컴퓨터용의 모니터로써의 표시장치에 이용 가능하게 된다.

Claims (18)

  1. 음극전극의 전자방사물질의 상면에서 방사되는 전자빔의 전면 또는 중심축 부근 혹은 외주 부근의 전류밀도를 작게 하고 중공형의 전자빔을 방사하도록 구성한 것을 특징으로 하는 음극구체.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 전자방사물질의 상면의 중심부근에 움푹 패인 곳 혹은 관통부를 형성하고, 상기 움푹 패인 곳 혹은 관통부 이외의 부분에서 상기 중공형의 전자빔을 방사하도록 구성한 것을 특징으로 하는 음극구체.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 전자방사물질 상면의 중심부 근방에 형성한 움푹 패인 곳 혹은 관통부의 형상이 원, 타원, 사방형, 다각형인 것을 특징으로 하는 음극구체.
  4. 음극전극의 전자방사물질이 원통형으로 이룩되고, 이 원통형의 중심에 뚫은 투명공 이외의 링형 상부 혹은 원통형의 원통측면에서 중공형의 전자빔을 방사하도록 구성한 것을 특징으로 하는 음극구체.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 원통형의 전자방사물질의 원통의 내부에 돌출부가 설치되고, 이 돌출부가 전자빔을 방사하지 않은 설정영역으로 되어 있는 것을 특징으로 하는 음극구체.
  6. 전자방사물질 상면의 중심부 근방에 움푹 패인 곳을 가지며, 상기 움푹 패인 곳을 위요하도록 융기한 돌출부를 형성하고, 이 돌출부의 상면에서 중공형의 전자빔을 방사하도록 구성한 것을 특징으로 하는 음극구체.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 돌출부를 동심형의 복수의 돌출부에서 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 음극구체.
  8. 제 6항 또는 제 7항에 있어서,
    상기 돌출부를 제 1제어전극에 형성한 애퍼처를 관통하도록 연설시켜서 구성하는 것을 특징으로 하는 음극구체.
  9. 7항에 있어서,
    상기 동심형의 복수의 돌출부의 높이를, 이 동심형의 중심축에서 떨어짐에 따라서 높게 하여 구성하는 것을 특징으로 하는 음극구체.
  10. 제 8항에 있어서,
    상기 동심형의 복수의 돌출부의 높이를, 상기 동심형의 중심축에서 떨어짐에 따라서 높게하여 구성하는 것을 특징으로 하는 음극구체.
  11. 전자방사 형성부재에 미리 균일한 전자방사물질을 형성하는 공정과,
    상기 전자방사물질 상면의 중심부근 혹은 외주부근을 레이저 조사, 기계적 가공, 이온 충돌, 금속베이퍼에 의해 제거 혹은 차폐하는 공정에 의해 상기 전자방사물질에 전자방사되지 않는 영역을 작성하는 것을 특징으로 하는 음극구체의 제조방법.
  12. 제 10항에 있어서,
    상기 전자방사물질을 고온도영역에 설치하는 공정과,
    상기 전자방사물질 상면의 중심부근 혹은 외주부근에 레이저 조사하고, 이 전자방사물질에 전자방사 되지 않는 영역을 작성하는 것을 특징으로 하는 음극구체의 제조방법.
  13. 제 10항에 있어서,
    상기 전자방사물질을 이미터 함침형으로 이루고, 이미터 함침전에 이 전자방사물질 상면의 상기 중심부근 혹은 외주부근에 레이저광을 조사 혹은 연마하는 것으로 빈 구멍율이 작은 영역을 작성하고, 이미터의 함침을 방지시키는 공정에 의해 이 이미터 함침형 전자방사물질에 전자방사 되지 않는 영역을 작성하는 것을 특징으로 하는 음극구체의 제조방법.
  14. 전자방사물질 형성부재의 중심부 근방 혹은 외주부근에 차폐부재를 설치하는 공정과,
    상기 전자방사물질 형성부재 상에 전자방사물질을 도포하는 공정과,
    상기 차폐부재 혹은 상기 차폐부재 상의 상기 전자방사물질을 제거하는 공정에 의해 상기 전자방사물질에 전자방사 되지 않는 영역을 작성하는 것을 특징으로 하는 음극구체의 제조방법.
  15. 제 14항에 있어서,
    상기 차폐부재를 상기 전자방사물질 형성부재의 중심부 근방 혹은 외주부근에 설치한 원주상태 혹은 링형 돌출부로 구성한 것을 특징으로 하는 음극구체의 제조방법.
  16. 전자방사물질 형성부재에 이미터 함침형 전자방사물질을 형성하는 공정에 있어서,
    상기 이미터 함침형 전자방사물질의 중심부근 혹은 외주부근에 이미터가 함침하지 않은 물질을 설치하여 성형하는 공정에 의해, 이 이미터 함침형 전자방사물질에 전자방사 되지 않는 영역을 작성하는 것을 특징으로 하는 음극구체의 제조방법.
  17. 적어도 음극전극 및 격자전극과 집중전극으로 이루는 전자총에 있어서,
    상기 음극전극의 전자방사물질 상면에서 방사되는 전자빔의 전면 또는 중심축 부근 혹은 외주부근의 전류밀도를 작게 하고, 중공형의 전자빔을 방사하도록 구성한 것을 특징으로 하는 전자총.
  18. 적어도 음극전극을 가지는 전자총을 내장한 음극선관에 있어서,
    상기 음극전극의 전자방사물질 상면에서 방사되는 전자빔의 전면 또는 중심축 부근 혹은 외주부근의 전류밀도를 작게하고, 중공형의 전자빔을 방사하도록 구성한 것을 특징으로 하는 음극선관.
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