KR20030007091A - 개선된 감마 특성을 갖는 음극 구조를 채용한 음극선관 - Google Patents

Abstract

본 발명의 음극선관은 간접 가열 음극 구조, 및 명명된 순서로 정렬된 제1 및 제2 전극을 구비한 전자 비임 생성부를 가진다. 음극 구조는 내부에 히터를 수용하기 위한 음극 슬리브, 제1 전극을 향해 대면하는 음극 슬리브의 단부에 배치된 음극 기부 금속, 및 음극 기부 금속에 배치된 전자 방출 산화층으로 구성된다. 전자 방출 산화층에는 제1 전극의 전자 비임 전달 개구에 대면하는 그 표면 상에 함몰부가 형성된다. 함몰부의 최대 직경은 제1 전극의 전자 비임 전달 개구의 최대 직경보다 작고, 함몰부의 최대 깊이는 함몰부의 최대 직경보다 작다.

Description

개선된 감마 특성을 갖는 음극 구조를 채용한 음극선관{CATHODE RAY TUBE EMPLOYING A CATHODE STRUCTURE HAVING IMPROVED r CHARACTERISTICS}

본 발명은 음극선관에 관한 것으로, 특히 그 진공 외형에 수용된 전자총의 전자 비임 생성부의특성을 개선함으로써 작은 구동 전압의 작은 변화로 음극 전류의 큰 변화를 제공할 수 있는 음극선관에 관한 것이다.

전형적인 음극선관인 컬러 수상관 및 디스플레이관과 같은 컬러 음극선관은 고해상 화상을 재생할 수 있기 때문에 다양한 정보 처리 장치의 TV 수상기 또는 모니터의 수신부에 널리 사용된다. 이 종류의 음극선관은 패널, 그 작은 직경에 연결된 목부와 패널에 연결된 절단된 원추형 깔대기부, 패널의 내면에 형성된 형광 스크린, 및 형광 스크린을 향해 전자 비임을 투사하기 위해 목부 내에 수용된 전자총을 가진다. 컬러 음극선관은 그 형광 스크린을 향해 수평면에서 상호 평행하게 복수의 전자 비임을 투사하기 위한 인라인형(in-line type) 전자총을 채용한다.

도6은 본 발명이 적용가능한 음극선관의 일예로서 기능하는 쉐도우 마스크형 컬러 음극선관의 개략적인 단면도이다. 도6에 있어서, 도면부호 1은 패널을 가리키고, 도면부호 2는 깔대기부이고, 도면부호 3은 목부이고, 도면부호 4는 패널(1)의 내면에 코팅된 (형광 스크린으로 또한 지칭될) 형광층이고, 도면부호 5는 쉐도우 마스크 구조이다.

쉐도우 마스크 구조(5)는 내부에 다수의 전자 비임 전달 개구를 갖고 컬러 선택 전극으로 기능하는 쉐도우 마스크(5A)와 쉐도우 마스크(5A)를 제 위치에 고정시키는 마스크 프레임(5B)을 가진다. 지구 자장을 차폐하기 위한 자성 차폐부(5C)는 마스크 프레임(5B)의 전자총측에 부착된다. 쉐도우 마스크 구조(5)는 단부에서 마스크 프레임(5B)의 측벽에 고정된 현가 스프링(5D)을 결합시킴으로써 형광 스크린(4)으로부터 특정 간격으로 현수되고, 스터드(5E)는 패널(1)의 스커트부의 내벽에 내장된다. (하나만 도시된) 3개의 전자 비임(B)을 한줄로 투사하기 위한 전자총(9)은 목부(3) 내에 수용된다. 도면부호 8은 색순도 등을 조절하기 위한 외부 자성 장치이고, 도면부호 7은 편향 요크이다.

전자총(9)으로부터 방출된 전자 비임(B)은 목부(3)와 깔대기부(2) 사이의 전이 영역의 외부 둘레에 장착된 편향 요크(7)에 의해 수평 및 수직으로 편향된 후, 컬러 선택 전극으로 기능하는 쉐도우 마스크(5A)의 전자 비임 전달 개구를 통과하고, 그런 후 형광 스크린(2) 상에 충돌함으로써 화상을 형성한다. 평탄한 시청 스크린형 스프레드(flat viewing screen type spread)의 컬러 텔레비젼 세트 및 컬러 디스플레이 모니터로는, 이에 사용되는 컬러 음극선관의 화면(패널 유리)을 더욱평탄하게 하려는 경향이 있다. 도6에 도시된 쉐도우 마스크형 컬러 음극선관은 또한 평탄한 시청 스크린형이다.

도6에 있어서, 패널(1)의 외면은 대략 평판하고, 패널(1)의 내면은 오목하게 굴곡진다. 쉐도우 마스크(5A)는 패널(1)의 내면을 대체로 따르도록 쉐도우 마스크 블랭크를 가압 성형함으으로써 획득된 특정 굴곡면을 가진다. 패널(1)의 내면과 마스크(5A)는 전술된 바와 같이 굴곡지지만, 패널(1)의 외면은 대체로 평탄하다. 이는 가압 성형 기술을 이용한 쉐도우 마스크(5)의 제조가 용이하고 그 비용이 저렴하기 때문이다. 쉐도우 마스크(5A)에 있어서, 다수의 전자 비임 전달 개구로 형성된 개구 영역을 구비한 주영역은 대체로 직사각형이고 그 주축, 그 부축, 및 그 대각선을 따른 곡률 반경은 상호 상이하다. 이는 형성된 쉐도우 마스크의 기계 강도의 유지와 함께 컬러 음극선관의 형광 스크린 상의 영상이 평탄하다는 느낌을 생성하는 일치성을 보장하려한다. 부수적으로, 주요 영역의 주축 및 부축이 각각 수평 및 수직으로 통상 배향된다.

도7은 3개의 전자 비임의 인라인 정렬의 방향에 수직인 방향으로 바라본 컬러 음극선관에 사용되는 인라인형 전자총의 일예를 설명하기 위한 전자총의 주요부의 측면도이다. 도7에 있어서, 도면부호 26은 음극 구조를 가리키고, 도면부호 11은 제어 그리드로 기능하는 제1 전극이고, 도면부호 12는 가속 전극으로 기능하는 제2 전극이다. 음극 구조(26), 제1 전극(11) 및 제2 전극(12)은 전자 비임 생성부를 형성한다. 도면부호 13은 제3 전극을 가리키고, 도면부호 14는 제4 전극이고, 도면부호 15는 제5 전극이다. 일예에 있어서, 제3 전극(13), 제4 전극(14) 및 제5전극(15)은 1단 렌즈를 형성한다. 도면부호 16은 제5 전극(15)과 협동으로 2단 렌즈를 형성하는 제6 전극을 가리킨다. 도면부호 17은 제6 전극(16)에 용접되는 차폐컵을 가리킨다. 전술된 전극은 특정 순서 및 특정 공간 관계로 한쌍의 절연 지지 부재(다형 유리, 20) 상에 고정된다. 도면부호 19는 (도시되지 않은) 진공 외형의 내면에 코팅된 전도막과 접촉하는 스프링 부재를 가리키고, 이로써 전자총의 2단 렌즈를 구성하는 전극에 고전압을 공급한다.

도7에 있어서, 도면부호 18은 밀봉된 스템 핀(18A)을 갖는 스템(stem)을 가리킨다. 디스플레이 신호 및 작동 전압은 컬러 음극선관 외부의 회로로부터 스템 핀(18A)을 통해 전자총에 인가된다.

음극 구조(26), 제1 전극(11) 및 제2 전극(12)을 포함하는 3극 진공관부는 전자 비임 생성부를 형성한다. 전자 비임 생성부로부터 방출된 3개의 전자 비임은 제3 전극(13), 제4 전극(14) 및 제5 전극(15)에 의해 초점이 형성되어 가속된 후, 제5 전극(15)과 제6 전극(16)의 대향면들 사이에 형성된 2단 렌즈에 의해 적절하게 초점이 형성되어 형광 스크린을 향해 배향된다.

고해상도 모니터에 사용되는 컬러 음극선관의 적용예중 하나는, 예컨대 개인용 컴퓨터에 DVD(디지털 다기능 디스크)을 재생하여 컬러 음극선관 상에서 영화를 시청하는 것이다. 개인용 컴퓨터에 텔레비젼 프로그램을 저장하여 나중에 그 모니터에서 프로그램을 시청할 기회가 증가하고 있다. 이 종류의 모니터에 사용되는 컬러 음극선관의 편향 주파수는 (CPT로 종종 불리는) 보통의 컬러 TV 영상관의 주파수보다 크다.

보통의 컬러 TV 영상관을 사용하는 경우에 높은 대비비를 갖는 화상의 재생을 위해, 컬러 TV 수상기의 경우에서와 같이 큰 신호 전압을 사용함으로써 음극 전류를 제어할 필요가 있다. 이는 개인용 컴퓨터의 디스플레이 모니터에 사용되는 고주파수로 신호 전압을 증가시키기 위해 특별히 설계된 회로를 필요로 하고, 모니터의 비용을 증가시킨다. 따라서, 음극선관은 보통의 컬러 TV 영상관이 컬러 TV 수상기에서 구동되는 경우에서와 같이 고주파수의 신호 전압의 작은 변경으로 높은 밝기를 제공하는 수준으로 음극 전류를 스윙할 수 있는 음극선관이 요구된다.

소전압 구동(small-voltage drive)은 컬러 디스플레이관의 구동 특성의 대수 선도의 경사도(소위값)를 증가시킴으로써 구현될 수 있고,값은 전자총의 전극 형상을 주로 따른다. 음극선관의 음극 전류는 다음 등식에 의해 표현된다.

음극 전류 = (상수) ×(구동 전압의번째 전원)

통상적으로,값은 대략 2.8이다. 전자총에 대한 전극 및 음극의 통상의 스펙을 사용하여값을 증가시키는 것은 어렵다.

구동 전압의 작은 변화로 음극 전류의 큰 변화를 획득함으로써 컬러 디스플레이관 상에 컬러 TV 영상관의 화질을 갖는 충분히 높은 대비비의 동영상을 재생할 수 있는 디스플레이 장치에 대한 필요성이 시장에 존재한다. 사실, 구동 전압의 감소는 모니터 회로의 비용을 저감시키게 된다.

이 종류의 음극선관의 음극 전류 변경과 관련된 종래의 기술은 일본특허출원공개 평7-176,262호, 일본특허출원공개 평7-249,366호, 및 (일본, 동경 소재의) 히로카와(Hirokawa) 출판사에 의해 출판되고 겐조 야마모또(Kenzo Yamamoto)에 의해 번역된 왓슨, 지(Watson, G)의 "기초 전자 공학(Basic Electronic Engineering)"의 일본어판 제1권의 112쪽에 개시된다.

일본특허출원공개 평7-176,262호는 제1 전극을 향해 제1 전극 볼록부에 대면한 음극면을 형성함으로써 초점 특성을 개선시켜서, 이로써 전자 방출 영역의 크기를 감소시키고, 이에 따라 형광 스크린 상의 전자 비임 스폿의 직경을 감소시키는 주입형 음극과 관련된 기술을 개시한다. 그러나, 이 기술에 있어서,특성에 대해서는 고려되지 않는다.

일본특허출원공개 평7-249,366호는 제1 전극의 전자 비임 전달 개구에 대면한 음극면의 중심 영역을 함몰시킴으로써 가스에 의해 오염되는 것을 방지하는 주입형 음극에 관련된 기술을 개시한다. 그러나, 이 기술에 있어서,특성에 대해서는 고려되지 않는다.

"기초 전자 공학"에서는, 극초단파 주파수 범위에 사용하기 위한 피어스 전자총(Pierce electron gun)이 기술된다. 피어스 전자총에서, 전자 비임은 전자 비임의 최외 광선의 방출 방향에 대해 67.5도를 이루는 비임 형성 전극에 의해 초점이 형성된다. 이 비임 형성 전극은 제1 전극에 대응하고, 그 전자 비임 개구는 음극면의 전자 방출 영역보다 영역이 작고, 전자 비임은 음극과 비임 형성 전극 사이에 초점이 형성된다. 비임 형성 전극이 음극의 단부에 인접하게 배치되어 전술된 바와 같이 67.5도 각도로 경사지고, 전자총의 설계 허용범위는 음극과 비임 형성전극 사이의 간격에 관한 제한으로 인해 크게 감소된다. 이러한 전극의 구비는 전자총의 비용을 증가시킨다. 따라서, 이러한 비임 형성 전극은 컬러 영상관 또는 컬러 디스플레이관에 채용되지 않는다.

본 발명의 목적은 전술된 기술 배경의 관점에서값을 증가시킴으로써 작은 구동 전압으로 충분히 큰 대비비를 갖는 화상을 제공할 수 있는 음극선관을 제공하는 것이다.

소전압 작동 상태에서, 음극 전류는 음극의 중심부에서 제공되고, 대전압 작동 조건에서, 음극 전류는 음극의 주연부를 향해 확장된 영역에서 제공된다. 통상, 음극의 전자 방출 직경은 소전압 및 대전압 작동 조건에서의 전자 비임 생성부의 제1 전극의 전자 비임 전달 개구의 직경의 약 5% 및 약 70%이다.

값은 제1 전극의 전자 비임 전달 개구의 주연부에 대면한 음극의 전자 방출부로부터 전자 비임 전달 개구로의 거리를 전자 비임 전달 개구의 중앙부에 대면한 음극의 전자 방출부로부터 전자 비임 전달 개구로의 거리보다 짧게 함으로써 증가될 수 있다.

음극의 주연부가 제1 전극으로부터 이격된 것보다 음극의 중앙부가 제1 전극에서 더 이격되도록 형성화된다면, 음극 전류가 증가됨에 따라 전자가 추출되기에 용이한 주연부, 즉 전기장이 용이하게 진입하는 부분으로부터 전자가 추출되기 시작한다. 그 결과, 소전류 작동 상태의 전류가 종래의 음극과 동일한 경우에도, 전류는 종래의 음극에서와 비교해 대전류 작동 상태에서 증가될 수 있고, 따라서값은 증가된다.

본 발명은 전술된 사실을 고려하여 이루어지며, 다음은 전술된 목적을 달성하기 위한 본 발명의 대표 형상을 설명한다.

본 발명의 실시예에 의하면, 패널, 목부, 및 패널과 목부를 연결하는 깔대기부를 구비한 진공 외형과, 패널의 내면 상에 형성된 형광 스크린과, 목부 내에 수용된 전자총과, 깔대기부와 목부 사이의 전이 영역 둘레에 장착된 편향 요크를 포함하며, 상기 전자총은 간접 가열 음극 구조, 및 명명된 순서로 정렬된 것으로 각각이 간접 가열 음극 구조로부터의 전자 비임을 통과시키기 위한 전자 비임 전달 개구를 가지는 제1 및 제2 전극을 구비한 전자 비임 생성부와, 전자 비임 생성부로부터 형광 스크린을 향해 전자 비임을 초점 형성시키고 가속하기 위한 복수의 전극을 포함하는 음극선관이며, 상기 간접 가열 음극 구조는 내부에 히터를 수용하기 위한 일반적으로 원통형의 음극 슬리브와, 제1 전극을 향해 대면하는 음극 슬리브의 단부에 배치된 음극 기부 금속과, 제1 전극을 향해 대면하는 음극 기부 금속의 표면에 배치되는 전자 방출 산화층을 포함하고, 전자 방출 산화층에는 제1 전극의 전자 비임 전달 개구에 대면하는 그 표면 상에 함몰부가 형성되고, 함몰부의 최대 직경은 제1 전극의 전자 비임 전달 개구의 최대 직경보다 작고, 함몰부의 최대 깊이는 함몰부의 최대 직경보다 작은 음극선관이 제공된다.

본 발명은 상기 전술된 구성에 제한되지 않으며, 본 발명의 특성과 정신을 벗어나지 않고서도 상기 구성이 다양하게 변화 및 변경될 수 있다는 것을 당연하다.

도1은 본 발명에 의한 제1 실시예를 설명하기 위한 전자 방출 영역의 주요 부품 및 음극 구조 부근의 단면도.

도2는 도1에 도시된 전자 방출 영역과 합체한 음극 구조를 채용한 형상의 일예의 단면도.

도3은 본 발명의 제1 실시예의 전자총 구조와 평탄한 전자 방출 음극면을 갖는 종래의 전자총 사이의특성의 비교를 도시한 그래프.

도4는 본 발명에 의한 다른 실시예를 설명하기 위한 전자 방출 영역과 음극 구조 부근의 개략 단면도.

도5a 내지 도5c는 각각 본 발명의 의한 다른 실시예를 설명하기 위한 전자 방출 영역과 음극 구조 부근의 개략 단면도.

도6은 본 발명이 적용가능한 음극선관의 일예로 기능하는 쉐도우 마스크형 컬러 음극선관의 개략적인 단면도.

도7은 컬러 음극선관에 사용되는 인라인형 전자총의 일예를 설명하기 위한 전자총의 주요부의 측면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1: 패널

2: 깔대기부

5: 쉐도우 마스크 구조

7: 편향 요크

11: 제1 전극

12: 제2 전극

26: 음극 구조

첨부된 도면에 있어서, 동일한 도면부호가 도면 전체에서 유사한 부품을 가리킨다.

본 발명에 의한 실시예는 도면을 참조하여 상세히 기술될 것이다.

도1은 본 발명에 의한 제1 실시예를 설명하기 위한 전자 방출 영역의 주요 부품과 음극 구조 부근의 단면도이다. 본 실시예에 있어서, 본 발명은 전자 방출 재료층으로 산화층을 사용하는 음극 구조에 적용된다. 도면부호 28은 음극 슬리브를 가리키고, 도면부호 29는 음극 기부 금속이다. 탄산층(30)은 제1 전극(11)을 향해 대면한 음극 슬리브(28)의 단부에 배치된 음극 기부 금속(29)의 표면에 코팅되고, 탄산층(30)은 적어도 Ba을 함유한 탄산염 물질로 제조되고, 후속의 작용 및 노화 공정에서 전자 방출 재료층으로 전환된다. 히터(23)는 음극 슬리브(29) 내에 수용된다.

본 실시예에 있어서, 함몰부(31)는 제1 전극(11)의 전자 비임 전달 개구(11A) 하에서만 탄산층(30)의 표면에 형성된다. 함몰부(31)는 그 벽이 함몰부(31)의 하부 중앙을 향해 경사진 상태로 원추형으로 형상화된다. 치수 일예는 도1에 표시된다. 일예로는, 제1 전극(11)의 전자 비임 전달 개구(11A)의 직경이 0.4mm이고, 개구(11A)의 모서리에서의 제1 전극(11)의 두께가 0.10mm이고, 탄산층(30)의 두께가 0.07mm이라는 것을 고려해야한다. 함몰부(31)의 직경 및 최대 깊이는 각각 0.28mm와 0.03mm이도록 선택된다. 이제, 함몰부(31)의 직경 및 최대 깊이는 제1 전극(11)의 전자 비임 전달 개구(11A)의 직경 및 최대 깊이의 70%이고, 함몰부(31)의 최대 깊이는 탄산층(30)의 두께의 43%이다.

함몰부(31)가 형성된 음극에 있어서, 소전류 작동 상태에서, 음극 전류는 함몰부(31)의 중앙부로부터 주로 추출되고, 구동 전압이 증가됨에 따라, 전자 방출 영역이 함몰부(31)의 주연부를 향해 확장한다. 함몰부(31)의 주연부는 제1 전극(11)에 더 밀접하고, 그 결과 명백히 큰 구동 전압이 종래의 평면 음극의 경우에서보다 주연부에 인가된다. 따라서, 구동 전압의 작은 변화는 음극 전류의 큰 변화를 제공하고, 그 결과값은 증가된다.

탄산층으로부터 형성된 산화층에 있어서, 제1 전극의 전자 비임 전달 개구의 최대 직경에 대한 함몰부의 최대 반경의 바람직한 비율은 0.2 내지 0.9이다. 상기 비율이 0.2보다 작다면, 함몰부는 수십 마이크로암페어의 음극 전류의 소전류 작동 상태에서특성에 작은 영향을 미친다. 실질적인 작동 상태에서, 1mA 음극 전류가 추출되는 음극의 전자 방출 영역의 직경은 제1 전극의 전자 비임 전달 개구의 최대 직경의 90% 이하이다. 상기 비율이 0.9보다 크도록 선택된다면, 함몰부의 산화층 외측의 일부는 제1 전극에 밀접하게 배치되어야 하고, 따라서 이는 산화층과 제1 전극 사이의 쇼트 서킷(short circuit)의 가능성을 증가시킨다.

여기서, "제1 전극의 전자 비임 전달 개구의 최대 직경" 및 "함몰부의 최대 직경"이라는 용어는 전자 비임 전달 개구와 함몰부가 평면상에서 항상 원형이 아니기 때문에 사용된다.

탄산층으로부터 형성된 산화층에 있어서, 산화층의 두께에 대한 함몰부의 최대 깊이의 바람직한 비율은 0.3 내지 0.85의 범위이다. 이 비율이 0.3보다 작다면, 전자 방출 효율은 대전류 작동 상태에서 상대적으로 충분하지 않다. 한편, 이비율이 0.85보다 크다면, 전자 방출 효율은 소전류 작동 상태에서 상대적으로 충분하지 않다.

전자 방출층으로서 산화층을 사용하는 산화 음극에 있어서, 산화층의 두께는 상당히 작고, 따라서 함몰부의 최대 깊이는 함몰부의 최대 직경보다 작게 형상화된다.

도2는 도1에 도시된 전자 방출 영역과 합체된 음극 구조를 채용하는 형상의 일예의 단면도이다. 도2에 있어서, 도면부호 20은 비드 유리를 가리키고, 도면부호 21은 히터 리드 스트랩(heater lead strap)이고, 도면부호 22는 히터 지지부이고, 도면부호 23은 히터이고, 도면부호 24는 음극 지지부이고, 도면부호 25는 음극 지지 아일릿(eyelet), 도면부호 26은 음극 구조이고, 도면부호 27은 음극 실린더이고, 도면부호 28은 음극 슬리브이고, 도면부호 29는 음극 기부 금속이고, 도면부호 30은 후속의 공정 단계에서 전자 방출 재료층으로 기능하는 산화층으로 변환된 탄산층이다.

음극 구조(26)는 음극 실린더(27)를 통해 음극 지지 아일릿(25)에 고정되고, 음극 지지 아일릿(25)은 음극 지지부(24)를 통해 비드 유리(20)에 고정된다. 음극 슬리브(28)에 수용된 히터(23)는 그 2개의 단부에서 각각의 일단부가 각각의 비드 유리(20) 내에 내장되는 히터 리드 스트랩(21)에 고정된 각각의 히터 지지부(22)에 용접된다. 제1 전극(11)은 비드 유리(20) 내로 제1 전극(11)의 주연부를 내장함으로써 음극 구조(26)의 탄산층(30)으로부터 특정 거리에 고정되고, 또한 제2 전극(12)은 비드 유리(20) 내로 제2 전극(12)의 주연부를 내장함으로써 제1전극(11)으로부터 특정 거리에 고정된다. 음극 구조(26), 제1 전극(11) 및 제2 전극(12)은 전자 비임 생성부(소위 3극 진공관)를 형성한다. 음극 기부 금속(29)에 코팅된 탄산층(30)의 형상은 도1과 함께 설명된다.

다음은 캡형상의 음극 기부 금속(29)에 코팅된 탄산층(30)에 함몰부(31)를 형성하는 방법을 설명한다. 산화층(예컨대 BaO + SrO + CaO 산화층)이 형성된 탄화 재료(예컨대, Ba, Sr, 및 탄산 칼슘을 함유한 3중 탄산염)로 그 외면이 코팅된 음극 기부 금속(29)을 갖는 음극 구조(26)가 초기에 준비되고, 그런 후 음극 구조(26)는 음극 아일릿(25)에 고정된다. 다음, 함몰부(31)의 표면의 윤곽에 따르도록 윤곽형성된 팁을 갖는 지그는 개구(11A)에 의해 제1 전극(11)에 형성된 전자 비임 전달 개구(11A)를 통해 안내된 후, 함몰부(31)는 탄산층(30)을 가압함으로써 형성된다. 지그의 원추형 팁의 최대 직경은 원추형 함몰부(31)의 최대 직경과 동일하게 대략 0.28mm이도록 선택된다. 이 방식으로, 함몰부(31)는 제1 전극(11)에 형성된 전자 비임 전달 개구(11A)와 동축이도록 탄산층(30)의 표면에 형성된다.

이 방식으로 형성된 함몰부(31)의 형상은 탄산층(30)이 진공에서 탄산층(30)을 가열하여 이로부터 이산화탄소를 제거함으로써 산화층으로 변환된 후에도 보유된다.

탄산층(30)으로부터 형성된 산화층의 두께는 최초 탄산층(30)의 두께의 약 70%이지만, 산화층의 함몰부(31)의 직경은 거의 변하지 않고 남아있는다. 가압부의 밀도는 증가되어, 가압부의 두께는 용이하게 변경되지 않는다. 도1과 함께 설명된 형태로 형상화된 탄산층을 사용하고 음극 작용 및 노화 공정을 따르는 완성된음극선관은 분해되어 조사되어, 탄산층(30)으로 형성된 산화층의 두께가 약 0.05mm였고 함몰부(31)의 최대 직경이 약 0.28mm였고, 함몰부(31)의 깊이가 약 0.02mm였다는 것이 확인되었다. 함몰부(31)의 깊이에 대한 전자 방출 산화층의 두께의 비율은 0.4였다.

전술된 것은 제1 전극(11)의 전자 비임 전달 개구(11A)가 원형이고 직경이 0.40mm인 일례로, 전자 방출 재료층에 형성된 함몰부는 그 벽이 함몰부의 하부 중심을 향해 경사진 원추형상이다. 본 발명은 산화 음극을 채용한 CDT(컬러 디스플레이관)에 적용가능하고, 본 발명이 전자총의 다음 치수 및 작동 상태에 적용가능하다는 것은 당연하다.

원형의 전자 비임 전달 개구의 직경 및 제1 전극(11)의 사각형의 전자 비임 전달 개구의 일측부의 길이는 0.35 내지 0.45mm의 범위이고;

음극의 전자 방출면과 제1 전극(11) 사이의 간격은 0.03mm 내지 0.06mm의 범위이고;

제1 전극(11)의 전자 비임 전달 개구(11A)의 모서리에서의 제1 전극(11)의 두께는 0.008 내지 0.012mm의 범위이고;

제2 전극은 약 600V의 전압으로 공급되고;

전자 비임 차단 음극 전압은 80V 내지 130V의 범위이다.

본 실시예에 있어서, 전자총 구조의값은 증가하고, 이로써 구동 전압의 작은 변화는 시청 스크린 상의 화상 밝기에 큰 변화를 유발한다. 따라서, 본 발명은 충분한 대비비를 갖는 화상을 제공할 수 있는 저렴한 음극선관을 제공한다.

도3은 본 발명의 제1 실시예의 전자총 구조와 평탄한 전자 방출 음극면을 갖는 종래의 전자총 구조 사이의특성을 비교한 그래프이다. 가로 좌표는 구동 전압을 나타내고 세로 좌표는 음극 전압이 음극 차단 전압으로부터 점차 감소할 때의 음극 전류를 나타낸다. 대각선이 51cm인 2개의 스크린 모니터는 본 발명의 총 구조와 합체한 음극선관을 사용하고 종래의 총 구조는 각각 27.5kV의 양극 전압, 약 7.7kV의 초점 전극 전압, 및 0V의 제1 전극 전압으로 작동되었다. 2개의 음극선관을 위한 제2 전극 전압은 110V의 동일한 음극 차단 전압을 제공하도록 600V 정도로 각각 조정되어, 제조차로 인한 2개의 음극선관 사이의 차단 전압의 차이를 제거하게 된다. 구동 전압은 음극에 실제 인가된 전압에서 음극 차단 전압을 뺀 110V이다. 도3은 음극 전압이 차단 전압에서 점차 감소될 때 음극 전류에 대한 구동 전압의 대수 선도에 의해 2개의 음극선관 사이의 음극 전류에 대한 비교를 도시한다. 도3의 곡선은 본 발명에 의한 함몰부가 형성된 음극을 채용한 전자총 구조의특성을 도시하고, 곡선(b)은 평면 음극을 채용한 종래의 전자총 구조의특성을 도시한다. 음극면의 함몰부 형성이 구동 전압의 작은 변화로 음극 전류의 큰 변화를 유발한다는 것은 비교로부터 명백하다.

도4 및 도5a 내지 도5c는 각각 본 발명에 의한 다른 실시예를 설명하기 위한 전자 방출 영역과 음극 구조의 부근의 단면도이다. 본 발명에 의한 음극선관의 양산에 있어서, 함몰부(31)의 중심축을 제1 전극(11)의 전자 비임 전달 개구(11A)의 중심축과 정확하게 위치시키는 것은 용이하지 않다. 도4에 도시된 실시예에 있어서, 탄산층(30)에 형성된 함몰부(31)에는 전극의 조립 에러가 흡수됨으로써 장점이 극도로 재현되도록 평탄 바닥이 제공된다. 이 경우에, 대전류 작동 상태에서도 함몰부(31)의 외측으로부터 충분한 전류를 추출하는 것이 필요하기 때문에, 함몰부(31)의 (평면) 영역은 도1과 함께 설명되는 경우에서 (평면) 영역보다 작아야 한다. 탄산층으로부터 형성된 산화층의 함몰부(31)의 최대 직경이 전자 비임 전달 개구(11A)의 직경의 60% 이하, 즉 함몰부(31)의 평면도의 영역이 전자 비임 전달 개구(11A)의 영역의 36% 이하이도록 선택되는 것이 바람직하다. 도5a에 있어서, 산화층(30)에는 평탄 바닥과 함몰부(31)의 평탄 바닥의 중심을 향해 경사진 그 벽을 갖는 함몰부(31)가 형성된다. 함몰부(31)의 경사진 벽의 형상은 함몰부(31)가 함몰부 형성 작동에서 소정의 형상을 벗어나 왜곡되는 것을 방지한다. 그러나, 이 경우에, 도4와 함께 설명된 경우에서와 같이, 함몰부(31)의 평면 영역을 도1과 함께 설명된 경우에서의 (평면) 영역보다 작게 하는 것이 필요하다. 도5b에 도시된 바와 같이, 함몰부(31)의 벽은 오목부의 세그먼트로서 형성될 수 있고, 도5c에 도시된 바와 같이, 함몰부(31)의 벽은 볼록부의 세그먼트로서 형성될 수 있다. 도4 및 도5a 내지 도5c에 도시된 함몰부(31)의 구비는 제1 실시예에 의해 획득된 것과 유사한 장점을 제공한다.

본 발명은 상기 실시예와 함께 설명된 컬러 음극선관에 제한되지 않고, 본 발명은 인라인형 3개 비임 전자총을 채용하는 기타 컬러 음극선관, 단색 음극선관, 및 기타 형태의 음극선관에 적용가능하다. 상기 실시에는 캡형 기부 금속이 듬극 슬리브의 외측 주위에 끼워지는 형태의 음극 구조와 함께 설명되지만, 본 발명이평판형 기부 금속이 음극 슬리브 내에 끼워지는 형태의 음극 구조에 적용가능하다는 것은 당연하다.

전술된 바와 같이, 본 발명은 전자총 구조의값을 증가시킴으로써 작은 구동 전압으로 충분한 대비비를 갖는 화상을 제공할 수 있는 음극선관을 제공한다.

Claims (13)

1. 패널, 목부, 및 상기 패널과 상기 목부를 연결하는 깔대기부를 구비한 진공 외형과,

   상기 패널의 내면 상에 형성된 형광 스크린과,

   상기 목부 내에 수용된 전자총과,

   상기 깔대기부와 상기 목부 사이의 전이 영역 둘레에 장착된 편향 요크를 포함하며,

   상기 전자총은,

   간접 가열 음극 구조, 및 명명된 순서로 정렬된 것으로, 각각이 각각이 상기 간접 가열 음극 구조로부터의 전자 비임을 통과시키기 위한 전자 비임 전달 개구를 가지는 제1 및 제2 전극을 구비한 전자 비임 생성부와,

   상기 전자 비임 생성부로부터 상기 형광 스크린을 향해 상기 전자 비임을 초점 형성시키고 가속하기 위한 복수의 전극을 구비하는 음극선관이며,

   상기 간접 가열 음극 구조는,

   내부에 히터를 수용하기 위한 일반적으로 원통형의 음극 슬리브와,

   상기 제1 전극을 향해 대면하는 상기 음극 슬리브의 단부에 배치된 음극 기부 금속과,

   상기 제1 전극을 향해 대면하는 상기 음극 기부 금속의 표면에 배치되는 전자 방출 산화층을 포함하고,

   상기 전자 방출 산화층에는 상기 제1 전극의 전자 비임 전달 개구에 대면하는 그 표면 상에 함몰부가 형성되고,

   상기 함몰부의 최대 직경은 상기 제1 전극의 전자 비임 전달 개구의 최대 직경보다 작고,

   상기 함몰부의 최대 깊이는 상기 함몰부의 상기 최대 직경보다 작은 것을 특징으로 하는 음극선관.
2. 제1항에 있어서, 상기 함몰부의 최대 직경은 제1 전극의 전자 비임 전달 개구의 최대 직경의 20% 내지 90%의 범위이고,

   상기 함몰부의 최대 깊이는 상기 함몰부의 부근에서 측정된 상기 전자 방출 산화층의 두께의 30% 내지 85%의 범위인 것을 특징으로 하는 음극선관.
3. 제1항에 있어서, 상기 함몰부의 벽은 상기 음극선관의 종방향축에 대해 경사진 것을 특징으로 하는 음극선관.
4. 제3항에 있어서, 상기 함몰부는 원추형인 것을 특징으로 하는 음극선관.
5. 제3항에 있어서, 상기 함몰부는 평탄 바닥부를 가지는 것을 특징으로 하는 음극선관.
6. 제1항에 있어서, 상기 함몰부의 벽은 상기 음극선관의 종방향축과 대체로 평행한 것을 특징으로 하는 음극선관.
7. 제4항에 있어서, 상기 함몰부의 최대 직경은 상기 제1 전극의 전자 비임 전달 개구의 최대 직경의 35% 내지 90%의 범위이고,

   상기 함몰부의 최대 깊이는 상기 함몰부의 부근에서 측정된 상기 전자 방출 산화층의 두께의 30% 내지 85%의 범위인 것을 특징으로 하는 음극선관.
8. 제5항에 있어서, 상기 함몰부의 최대 직경은 상기 제1 전극의 전자 비임 전달 개구의 최대 직경의 20% 내지 60%의 범위이고,

   상기 함몰부의 상기 최대 깊이는 상기 함몰부의 부근에서 측정된 상기 전자 방출 산화층의 두께의 30% 내지 85%의 범위인 것을 특징으로 하는 음극선관.
9. 제6항에 있어서, 상기 함몰부의 최대 직경은 상기 제1 전극의 전자 비임 전달 개구의 최대 직경의 20% 내지 60%의 범위이고,

   상기 함몰부의 최대 깊이는 상기 함몰부의 부근에서 측정된 상기 전자 방출 산화층의 두께의 30% 내지 85%의 범위인 것을 특징으로 하는 음극선관.
10. 제2항에 있어서, 상기 제1 전극의 전자 비임 전달 개구의 최대 직경은 0.35mm 내지 0.45mm의 범위인 것을 특징으로 하는 음극선관.
11. 제7항에 있어서, 상기 제1 전극의 전자 비임 전달 개구의 최대 직경은 0.35mm 내지 0.45mm의 범위인 것을 특징으로 하는 음극선관.
12. 제8항에 있어서, 상기 제1 전극의 전자 비임 전달 개구의 최대 직경은 0.35mm 내지 0.45mm의 범위인 것을 특징으로 하는 음극선관.
13. 제9항에 있어서, 상기 제1 전극의 전자 비임 전달 개구의 최대 직경은 0.35mm 내지 0.45mm의 범위인 것을 특징으로 하는 음극선관.