KR20030087463A - 음극선관용 전자총 - Google Patents

Abstract

본 발명은 본 발명은 음극선관(CRT: Cathod Ray Tube)에서 주요 구성부분으로 특히 음극선관의 네크부에 삽입되는 인라인 3빔 방식(In-Line-Three-Beam-System)의 전자총의 구조에 관한 것이다.

일정한 간격을 유지하며 매입부를 제외한 서로 다른 전압이 인가되는 인접한 두 전극의 간격(A)보다 이에 상기 인접한 매입부를 제외한 서로 다른 두 전극과 인접한 위치에 있는 인가선과의 간격(B)이 크도록 설계하게 되면 전극에서 발생하게 되는 불요전자가 표면적이 넓은 전극들보다 첨예한 인가선과 먼저 반응하지 않도록 방전현상을 방지할수 있게 된다.

상기 전자총 내부에서 발생하는 방전 현상으로 인한 상기 문제점들을 해결하여 내전압특성의 열화를 막고 음극선관의 특성을 제어하는 회로에 가해지는 역전류에 의한 손상을 막아 음극선관에 대한 신뢰도를 향상시키고자 하는데 그 목적이 있다.

또 다른 목적으로는 방전으로 인한 스크린상의 무지개 빛의 정전기 발생과 전자총 내의 음극 손상으로 인한 해상도 저하를 해결함으로써 고화질의 음극선관을 제공하고 사용함에 있어 만족스런 사용자 환경을 만들어 주고자 하는데 있다.

Description

음극선관용 전자총 {Electron gun for CRT}

본 발명은 음극선관(CRT: Cathode Ray Tube)에서 주요 구성부분으로 특히 음극선관의 네크부에 삽입되는 인라인 3빔 방식(In-Line-Three-Beams-System)의 전자총의 구조에 관한 것이다.

본 발명에 대한 설명에 앞서 도 1에 도시된 바와 같은 일반적인 음극선관의 구성에 대해 살펴보면 다음과 같다.

일반적으로 음극선관(CRT: Cathod Ray Tube)은 가장 보편화된 디스플레이장치의 일종으로 칼라 텔레비젼, OA 기기 단말용 칼라 디스플레이 모니터등에 채용되는 것으로 영상 신호로 제어된 전자빔에 의하여 전면 몸체인 패널의 내면으로 패턴화된 적색,녹색,청색 (R,G,B) 형광체들을 포함하는 형광막 스크린에 상기 영상 신호로 제어된 전자빔에 의하여 형광체를 발광시켜 화상을 재현하는 것이다.

상기와 같은 일반적인 음극선관은 도 1에 도시된 바와같이, 크게는 전면 몸체인 대략 직사각형 형상의 패널(Pannel)부(50)와 후면 몸체인 대략 통형인 네크(Neck)부(70)와 상기 패널부(50)와 상기 네크부(70)를 연결하는 대략 깔대기형의 진공 케이싱인 퍼넬(Funnel)부(60)를 포함하고 있으며 상기 패널(50)부의 페이스 플레이트의 내면에 적색,녹색,청색(R,G,B)으로 발광되는 형광면(15)이 도포되어 있고 상기 형광면(15)과 소정 간격을 유지하며 색 선별 전극인 다공의 박판 금속소재인 섀도우 마스크(14)가 내장되어 설치된다. 또 상기 네크부(70)에는 적색,녹색,청색(R,G,B) 세개의 전자빔(13)을 발생시키는 전자총(80)이 설치되어 이 전자빔(13)을 동일 평면상의 집중 경로를 따라 상기 섀도우 마스크(14)를 통하여 형광면(15)에 도달하게 한다.

또한,상기 펀넬부(60)는 음극선관 전면 몸체인 상기패널부(50)와 후면 몸체인 상기 네크부(70)를 연결하며 내부에는 음극선관이 동작중 외부 지자계의 영향을 적게 받도록 차폐 역할을 해주는 인너쉴드(inner-shield,20)와 그 인너쉴드(20)와 상기 섀도우 마스크(14)를 고정 스프링(19)에 의해 지지하는 프레임(18)과 그 프레임 어셈블리를 상기 패널부(50)에 결합되도록 해주는 스프링(17)과 안전성 확보를 위한 펀넬 외부를 감싸는 보강밴드(11,도시되지 않음)를 포함하고 있다.

본 발명과 관련하여 , 상기 전자총(80)은 화면신호를 제어하는 전자빔(13)을 발사하며, 상기 전자빔(13)은 상기 네크부(70)와 상기 펀넬부(60)의 연결부 둘레에 있는 편향 요크(12)가 발생하는 편향자계의 영향으로 상하 좌우로 편향되면서 섀도우 마스크(14)에 형성되어 있는 빔통과용 홀을 통과한후 형광면(15) 내의 각각의해당 형광체들을 순차적으로 주사하며 분리 랜딩되어 정확한 색상으로 소정의 화상을 구현하게 된다.

도 2를 참조하여 전자총(80)에 대하여 보다 상세하게 설명하면,

상기와 같은 역할을 담당하는 음극선관용 인라인형(In-line) 전자총(80)은 도 1에 도시된 음극선관의 네크부(70) 내부에 도시된 것과 같이 상호 독립된 3개의 음극(2)과 이 음극(2)에서 일정 거리 떨어져 배치되어 있는 세개의 음극(3)의 공통 격자인 제 1 그리드 전극(4)과,상기 제 1 그리드 전극(4)으로부터 일정 간격으로 배치된 제 2 그리드 전극(5), 상기 제 2 그리드 전극(5)에 일정 간격으로 배치되어 전단 집속렌즈를 형성하는 제 3 그리드 전극(6)및 제 4 그리드 전극(7), 상기 제 4 그리드 전극(7)에 일정 간격으로 배치되어 주 집속렌즈를 형성하는 제 5 그리드 전극(8),제 6 그리드 전극(9)의 순으로 일정 간격을 가지고 배치되고, 상기 제 그리드 6전극(9) 상부에는 전자총의 상단부를 음극선관에 지지해주는 B.S.C (11)가 부착된 편향 누설자계를 차폐하기 위한 실드컵(10,Shield cup)의 순서대로 구성되어 이들은 절연지지체(17)에 의해 상호 일정 간격으로 결합되어 인라인형 전자총(80)을 구성한다.

상기 전자총(80)의 컷오프(Cut-off)전압이 반드시 같게 되기 위한 일정의 전류치를 얻기 위해 독립된 3개의 음극(3)에 각각 다른 전압이 공급되고 있으며 전자총(80)의 독립된 3개의 음극(3) 내부에 내장된 히터(2)가 스템핀(1)으로부터 전원을 공급받아 발열하게 되고 이 열에 의해 음극(3)에서 전자가 방출되고 이 전자는 제어전극인 제 1 그리드 전극(4)에 의해 전자빔(13)이 제어되어,상기 제 1 그리드전극에 근접하게 배치된 가속전극인 제 2 그리드 전극(5)에 의해 전자빔(13)이 가속되고, 제 2 그리드 전극(5)에 근접되게 설치되어 전단 집속렌즈를 형성하는 제 3 그리드 전극(6) 및 제 4 그리드 전극(7)과 주 렌즈 형성전극인 제 5 그리드 전극(8)과 제 6 그리드 전극(9)을 통과하며 집속되어 음극선관 외벽에 위치한 편향요크(12)에 의해 전자총(80)에서 방출된 상기 전자빔이 편향되어 형광면(15) 내면에 인접하여 설치된 섀도우 마스크(14)를 통과한 후 형광면(15)에 충돌되어 형광체를 발광 시킨다.

상기에서 고압측 전극인 제 6 그리드 전극(9)은 음극선관의 내부에 도포된 내장흑연(16)에 인가된 고전압을 B.S.C(11)로부터 인가받고 나머지 전압은 스템핀(1)으로부터 인가를 받게 된다.

상기한 전자총(80)에 있어서 각 전극은 절연지지체(17)에 매입되는 매입부에 의해 절연지지체(17)에 고정되며 상기 매입부 주위의 절연지지체(17)는 전극에 인가되는 고압에 의해 소정 함몰되는 형상을 지니게 된다.

상술한대로 도 2는 종래의 전자총(80)의 구조를 보다 구체적으로 나타낸 것이며 상기 언급한 바에 따르면 전자총(80)은 소정의 히터(2)를 구비하여 전자를 방출하는 음극(3)과, 상기 전자의 방사량과 가속 및 집속을 제어하는 매입부(198)를 제외한 복수의 그리드전극(100,110,120,130,140,150,160,170)과 상기 전극의 매입부(198)와 , 상기 복수의 그리드 전극(100,110,120,130,140,150,160,170)의 상 하단에 설치되어 각 전극을 일정 간격으로 유지 및 결합하는 한쌍의 절연지지체(17,Bead Glass)와 외부 스템핀(1)으로부터 인가되는 전압을 해당 전극에 인가하는 커넥터(도시하지 않음)를 구비한다.

상기한 복수개의 그리드 전극들(100,110,120,130,140,150,160,170)이 일정 간격을 가지고 순서대로 배치되어 있으며, 전극에 일정한 전압을 인가하기 위하여 인가선(18)의 하단부는 스템핀(1)에 연결되어 있고 (도시하지 않음) 나머지 부분은 전극에 고정되어 있다.

이에 따른 전자총(80)의 동작을 살펴보면,음극(3) 내의 히터(2)에 스템핀(1)으로부터 전원이 인가되어 히터(2)가 발열되면 음극의 선단부에 도포된 전자 방사물질에서 열전자가 방출된다. 이와같이 방출된 열전자는 음극선관 내부의 높은 진공상태에서 작동을 하게 되고 서로 다른 전압이 인가되는 복수개의 그리드전극(100,110,120,130,140,150,160,170)을 통과하면서 가속 및 집속되어 전자빔(13)의 형상을 구성하고 전자빔(13)을 수평 및 수직 방향으로 편향시키는 역할을 하는 편향요크(12)에 의해 음극선관의 색선별 기능을 하는 섀도우 마스크(14)를 통과한 다음 형광면(15)에 충돌해 발광하여 화면이 재현되게 된다.

이때, 인가선(199)이 서로 다른 전압이 인가되는 인접된 전극과 가까워서 서로 인접하는 전극간의 간격보다도 작게되면 전극에서 발생되는 불요전자가 표면적이 넓은 전극쪽으로 흐르는 것이 아니고 표면적이 작은 인가선(199)쪽으로 유기되어 방전현상이 발생하게 된다.

즉, 도 2에서 보면 A는 매입부를 제외한 인접한 서로 다른 전압을 가지는 전극 간의 상하 간격이고, B는 매입부를 제외한 전극과 인접한 인가선과의 간격이고,C는 매입부를 제외한 전극과 절연지지체 외측면과의 거리를 보여 주고 있으며 종래의 전자총에서는 매입부를 제외한 인접한 서로 다른 전압을 가지는 전극의 간격(A)이 매입부를 제외한 전극과 인접한 인가선과의 간격(B)보다 커서 전극에서 발생되는 불요전자가 표면적이 넓은 전극쪽으로 흐르는 것이 아니라 표면적이 작은 인가선쪽으로 유기되어 방전현상이 발생하게 되었다.

한편 종래에는 매입부를 제외한 서로 다른 전압을 가지는 전극 간의 상하 간격인 A가 매입부를 제외한 전극과 인접한 인가선과의 간격인 B보다 크고 상기 A와 B는 C보다 크지 않다.

일반적으로 방전은 대전체(對電體)가 전자를 잃는 과정을 말하며 기전력이 감소함을 의미한다.

따라서 이러한 상기 전극과 인가선 사이에 상호 방전 현상이 일어나면 음극선관의 주요특성인 내전압특성의 열화를 가져오게 되고 전자빔의 진로를 방해하게 되어 양호한 빔 형상을 얻지 못하게 되고 또한 음극에서 가까운 위치에서 방전이 발생되면 음극에 손상을 주게 됨으로 인한 수명의 저하 및 전자빔 집속특성의 저하를 가져오고 결과적으로는 해상도에 나쁜 영향을 주게 되며, 상기 방전에 의해 음극선관의 동작시에 불요발광이 발생되고 갑작스런 고전압으로 절연상태가 깨지면서 불꽃을 내며 방전하게 되는 불꽃방전(spark discharge,스파크)이 일어나게 된다. 또한 스크린(screen)상에는 상기 방전에 의해서 무지개 빛과 같은 정전기 현상이 발생하게 되고, 또 갑작스런 서지전류(surge current)로 인해 역전류가 발생해 음극선관내의 회로판에 치명적인 손상을 줄수도 있게 되며 이와같은 문제점들로 인해 음극선관의 신뢰도에 나쁜 영향을 미치게 된다.

이에 상기 종래의 전자총의 내부구조에 개선이 필요하게 되며 이것은 이하 본 발명의 구성에서 상세히 기술할 것이다.

본 발명은 음극선관의 네크부 내부에 장착되는 전자총에서 , 일정한 간격을 유지하며 서로 다른 전압이 인가되는 전극간에 있어서 이에 소정의 전압이 인가되는 인가선과 인접 전극과의 간격이 전극간의 간격보다 크게 설계하여 상기 전자총 내부에서 발생하는 방전 현상으로 인한 상기 문제점들을 해결하여 내전압특성의 열화를 막고 음극선관의 특성을 제어하는 회로에 가해지는 역전류에 의한 손상을 막아 음극선관에 대한 신뢰도를 향상시키고자 하는데 그목적이 있다.

또 다른 목적으로는 방전으로 인한 스크린상의 무지개 빛의 정전기 발생과 전자총 내의 음극 손상으로 인한 해상도 저하를 해결함으로써 고화질의 음극선관을 제공하고 사용함에 있어 만족스런 사용자 환경을 만들어 주고자 하는데 있다.

도 1은 종래의 전자총을 장착한 일반적인 음극선관의 단면도.

도 2는 종래의 전자총의 내부 구조를 나타내고 있는 단면도.

도 3은 본 발명에서의 전자총의 내부 구조를 나타내고 있는 단면도.

본 발명은 상기의 기술적 사상과 목적을 달성하기 위하여 전자총 내부에서 매입부를 제외한 인접한 서로 다른 전압을 가지는 전극간의 간격보다 매입부를 제외한 전극과 인접한 인가선과의 간격이 더 크도록 설계하는 것을 주된 특징으로 하고 있다.

보다 상세하게 본 발명을 설명하기 위해서 도 3을 참조하여 살펴보면 다음과 같다.

복수의 그리드전극(200,210,220,230,240,250,260,270)은 음극에 근접되게 설치되어 상기 음극에서 방출되는 전자빔의 방사량을 제어하는 제 1 그리드 전극(200)과, 상기 제 1 그리드 전극(200)에 근접되게 설치되어 방사된 전자빔을 가속시키는 제 2전극(210)과,상기 제 2 전극(210)에 근접되게 설치되어 전단 집속렌즈를 형성하는 제 3(220)및 제 4 그리드전극(230)과, 상기 제 4전극(230)에 근접되게 설치되어 주 집속렌즈를 형성하는 제 5(240,250,260) 및 제 6 그리드전극(270)을 포함하여 구성하고 각 그리드 전극의 상하 모서리 부분에 절연지지체(290,Bead Glass)가 각 전극을 소정의 간격으로 유지 및 결합하고 있으며 상기 그리드 전극들은 상기 절연 지지체(290)에 소정 매입된 매입부(298)를 가지고 있다.

상기 결합을 위하여 절연지지체(290) 내부로 전극을 구성하고 있는 모서리 즉 전극의 매입부(298)가 소정의 깊이만큼 삽입되어 있으며 본 발명에서는 인가선(299)을 절연지지체(290)를 벗어나지 않는 범위 내에서 도 3에서 표시한 매입부를 제외한 전극과 절연지지체(290) 외측면(C`)을 벗어나지 않도록 구성하여 네크부와의 방전발생도 억제하였다.

한편,상기 전극의 모서리가 삽입된 주변부는 발열로 인하여 녹아 소정 함몰부위를 형성하였다.

도 3에서 표기한 부호 A`는 매입부(298)를 제외한 인접한 서로 다른 전압을 가지는 전극 간의 간격을 보여주며 B`는 매입부(298)를 제외한 전극과 인접한 인가선과의 간격을 보여주고 있으며 상기 매입부(298)를 제외한 전극과 인가선과의 간격 B`는 매입부(298)를 제외한 전극과 절연지지체 외측면과의 거리 C`보다 작도록한다.

상기한 바와 같이 소정의 간격을 유지하며 매입부(298)를 제외한 서로 다른 전압이 인가되는 인접한 두 전극의 간격(A`)보다 이에 상기 인접한 매입부(298)를 제외한 서로 다른 두 전극과 인접한 위치에 있는 인가선과의 간격(B`)이 크도록 설계하게 되면 전극에서 발생하게 되는 불요전자가 표면적이 넓은 전극들보다 첨예한 인가선과 먼저 반응하지 않게 되어 방전현상을 방지할수 있게 된다.

이때 상기 매입부(298)를 제외한 서로 다른 전압이 인가되는 인접한 두 전극간의 간격(A`)과 상기 매입부(298)를 제외한 전극과 인접한 인가선(299)과의 간격(B`)은 매입부(298)를 제외한 전극과 절연지지체(290)의 외측면과의 간격(C`)보다 크지 않도록 구성한다.

도면에서 표기한 부호 A`,B`,C`에 있어서 전자총 내부의 매입부(298)를 제외한 서로 다른 전압이 인가되는 인접한 전극간의 간격(A`)과 상기 전극과 인접하며 매입부(298)를 제외한 전극과 인가선과의 간격(B`)은 상기 전극의 위치, 크기와 매입부(298) 주변의 함몰된 곳의 함몰 정도에 따라 여러 가지 값이 나올수 있으며 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명의 범위에 속하는 것이 당연하다.

소정의 간격을 유지하며 매입부를 제외한 서로 다른 전압이 인가되는 인접한 두 전극의 간격(A`)보다 이에 상기 인접한 매입부를 제외한 서로 다른 두 전극과 인접한 위치에 있는 인가선과의 간격(B`)이 크도록 설계하게 되면 전극에서 발생하게 되는 불요전자가 표면적이 넓은 전극들보다 첨예한 인가선과 먼저 반응하지 않도록 방전현상을 방지함으로써 발생되는 여러가지 문제점을 해결한다.

본 발명의 효과로는 방전현상을 사전에 방지하고 이에 따라 내전압특성을 높여주는 효과뿐 아니라 해상도를 향상시켜 불량률을 감소시킬 수 있고 화면상의 정전기의 발생을 방지해서 음극선관의 특성과 질을 향상시켜 제품에 대한 신뢰도를 높일 수 있게 된다.

또 다른 효과로는 역전류에 의한 회로파손이나 상기한 내전압특성의 열화를 방지함으로써 제품을 생산함에 있어서 생산성을 향상시킬수 있다.

Claims (2)

1. 전자빔을 방사하는 음극과,

   상기 전자빔의 제어,가속,집속을 위한 다수의 전극과,

   상기 다수의 전극의 일부분이 매입되어 소정 간격으로 유지 및 결합시키는 절연지지체와,

   상기 전극에 소정의 전압을 인가하는 인가선을 포함하고 있는 음극선관용 전자총에 있어서,

   상기 매입부를 제외한 전극과 인접한 인가선과의 간격(B`)이 인접한 서로 다른 전압을 가지는 전극간의 간격(A`)보다 크게 하는 것을 특징으로 하는 음극선관용 전자총.
2. 상기 제 1항에 있어서,

   상기 매입부를 제외한 전극과 인접한 인가선과의 간격(B`)이 매입부를 제외한 전극과 절연지지체 외측면과의 간격(C`)보다 크지 않도록 하는 것을 특징으로 하는 음극선관용 전자총.