KR840001695B1 - 스프링이 내장된 저항렌즈 구조체를 갖춘 전자총 - Google Patents

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Description

스프링이 내장된 저항렌즈 구조체를 갖춘 전자총

제1도는 신규의 전자총의 한 실시예에 대한 정면도.

제2도는 상기 제1도의 전자총의 내부구조를 상세히 보여주기 위해 각부품을 분해도시한 정면도.

제3도는 유리 지지봉과 서로 접촉하는 통상의 전극을 상세히 도시한 것으로, 제1도 및 2도의 전자총용 전극판에 대한 평면도.

제4도는 전자 렌즈 구조 체중의 스프링장치, 전극판, 저항블록을 상세히 도시한 것으로, 제1도 및 2도의 전자총의 전자렌즈 부분에 대한 확대 단면도.

본 발명은 텔레비젼 수상관에 사용하기 위한 전자총에 관한 것으로, 특히 이러한 전자총에 사용하기 위한 전자렌즈에 관한 것이다.

전자렌즈의 구면 수차는 렌즈의 필드(field)를 더 약하게 만들어 비임의 통로를 따라 더 길게 확장시킴으로써 바람직하게 감소시킬 수 있음은 잘 알려진 사실이다. 또한, 이렇게 하기 위한 렌즈의 한 종류로는 복수의 금속판이 직렬로 배열되어 있고 전압구배가 전자총 자체의 진공외피내에 마련된 저항블리더(bleeder) 소자를 통해 다른 전압을 다른 전극판에 인가함으로써 렌즈를 따라 형성되도록 한 저항

종래의 복수판 저항렌즈의 여러 형태로는 1939년 1월 10일자로 쉬로터씨에게 허여된 미합중국 특허 제2,143,390호와 1976년 1월 13일자로 캠프벨씨에게 허여된 미합중국 특허 제3,932,786호 및 1978년 5월 23일자로 드레스너씨등에게 허여된 미합중국 특허 제4,091,144호를 들 수 있다. 여기에서 쉬로터시는 블리더 저항을 개략적으로 도해만 했을 뿐이고, 캠프벨씨는 전자총 구조체의 유리지지봉 위에 배치된 블리더 저항의 실용적인 실시예를 발표하였고, 드레스너씨등은 스택(stack)의 한단부를 따라 저항 블리더 피복물이 가해진 교번 금속전극 및 절연체블록의 스택에 대한 실용적인 한실시예를 기술하였다.

그러나, 실제로 캠프벨이 제안한 구조체는 일련의 유공 전극과 블리더 저항 사이를 접촉시키기 위해 많은 접속자가 필요하게 되고, 더우기 유리비드(bead)에 내장된 다수의 전극으로 인하여 조립시에 비드가 부숴질 가능성이 커진다. 또한 캠프벨과 드레스너의 렌즈는 필드 정확도가 저항 블리더 피복물의 균일성에 의해 좌우되기 때문에 그것의 조립은 조절하기 매우 어려워진다.

상기 드레스너의 구조체를 개량한 렌즈 구조체는 1979년 6월 25일자로 비, 아벨이 출원한 미합중국 특허원 제51400호에 기재되어 있다.

비, 아벨이 발표한 렌즈 구조체는 전기적으로 연속된 구조체를 형성하도록 번갈아 적층되어 납땜된 복수의 저항 스페이서 블록 및 유공(apertured) 전극으로 구성되어 있다. 저항 블록은 유공전극판과 단일 스택으로 조립되기 전에 적어도 한 표면의 일부를 따라 적당한 저항체로 피복되는 절연체블록으로 이루어진다. 이러한

상기 아벨의 구조는 전기적, 기계적으로 기대할만한 특성을 제공하지만 블록과 판을 함께 납땜질하는데 많은 비용이 소모되는 결점이 있다.

본 발명에 따른 신규의 전자총은 아벨렌즈의 경우처럼 유공 전극판으로 번갈아 적층된 분리된 선피복 저항블록을 사용하지만, 저항블록과 판을 함께 납땜하는 대신 스택을 따라 축방향으로 작용하는 스프링장치에 의해 두개의 고정단자 전극사이의 상호 전기 접점에 저항블록을 고착시키고 있다.

동작 사이클링동안, 일직선의 유지를 확실하게 하기 위해, 전극판은 전극판의 어떠한 축방향 이동도 없도록 전극단자가 고정된 한쌍의 유리 지지봉에 의해 아주 가볍게 접촉되어 있다. 이러한 접촉은 판을 스프링 장치에 의한 축방향 부세력에 대항하여 단단히 고정시키도록, 전극판을 유리봉으로 너무 깊숙히 박을만큼 크지 않아야 한다. 만일 그렇게하면, 렌즈스택을 따르는 전기 연속성의 유지에 악영향을 미칠 수도 있기 때문이다.

본 발명은 1973년 11월 12일자로 휴즈씨에게 허여된 미합중국 특허 제3,772,554호에 기술된 것과 유사한 3비임인 라인 전자총에 실시된 것으로 도시되어 있지만, 3중 전위 동작용의 부가적인 렌즈전극을 사용하고 있다. 그러나, 본 발명은 다른 형태의 전자총에도 사용될 수 있다.

이하 첨부도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

제1도, 제2도에 도시된 바와같이, 전자총(10)은 여러 전자총 소자가 장착된

제어 그리드 전극(16)과 차폐 그리드 전극(18)은 편평한 금속부재들로 이루어지며, 각각 비임통로(24)와 정렬되는 세개의 인라인 개구를 가지고 있다.

제1가속 및 집속전극(20)은 개방단부가 접합된 두개의 대략 장방형의 컵(30, 32)으로 구성되어 있다. 컵(30, 32)의 폐쇄단부는 각개구가 분리된 비임통로(24)와 정렬된 세개의 인라인 개구를 가지고 있다. 제2가속 및 집속전극(22)도 역시 개방단부가 접합된 두개의 대략 장방형의 컵(34, 36)으로 이루어져 있다.

컵(34, 36)은 제1전극컵(30, 32)과 유사하게 개구가 뚫려 있다. 제3가속 및 집속전극(23)은 개방단부가음극과 마주보게 되어 있는 유사한 개구를 가진 단일 장방형 컵으로 이루어져 있다. 차폐컵(26)은 원형이며, 그것의 베이스는 제3가속 및 집속전극(23)의 폐쇄단부에 부착되어 있다. 또한 차폐컵(26)은 그것의 베이스를 통과하는 세개의 인라인 개구를 가지며, 각 개구는 비임통로(24)중 하나와 정렬된다.

동작시, 전자총(10)은 그것의 주집속필드(field)가 제2가속 및 집속전극(22)와 제3가속 및 집속전극 (23)사이에 형성되도록 설계된다.

이러한 목적상, 신규의 저항렌즈 구조체(42)가 이 전극들 사이에 배치된다.

스페이서 블록(52)은 전극판(50) 내에 설치된 세 인라인 개구(53)중 중앙부에 있는 개구의 반대편에 배치되고 전극판의 외연부에 인접해 있다. 각쌍의 스페이서 블록(52)중 적어도 한블록은 아래에 기술될 바와 같이 저항블록(54)을 포함한다. 한쌍의 스페이서 블록(52)의 다른 블록은 저항블록(54)이나 혼은 절연체 블록(56)들 중에 하나를 포함한다. 다지 한저항 블록(54)만이 한쌍의 전극판(50)사이에 놓여질 경우에는 절연체 스페이서 블록(56)도 또한 기계적 지지를 위해 포함된다. 도면에서, 저항블록(54)은 절연체 블록(56)과 구별하도록 점선으로 도시되어 있다.

절연체블록(56)은 전극판과 조립하기 적당하고 통상의 전자관 열 및 진공처리에 적합한 어떤 절연물질로 만들어지는데, 고급 알루미나와 같은 통상의 세라믹이 좋다.

제4도에 도시된 바와같이, 저항 블록(54)은 전기적으로 분리된 금속 전도막(57)으로 피복된 두개의 금속 전극(50)과 접촉해 있는 한상의 대향면을 가진

전극판(50)과 스페이서 블록(52)(저항블록(54)와 절연체블록(56)은 느슨하게 번갈아 적층되어 단자전극(22)과 단자전극(23) 사이에 배치되어 있다. 전극판(50)과 블록(52)은 스페이서 블록(52)의 적층열과 나란하게 단자전극(22,23)에 부착되어 적층된 전극판(50) 및 블록(52)를 함께 비임통로(24)에 평행한 축방향으로 떠미는 두쌍의 스프링(60)에 의해 전기접촉을 유지하게 된다.

제3도 및 4도에 도시된 것처럼, 전극판(50)은 전극판의 중앙개구(53)의 양측면상에 저항 블록(54)이 느슨하게 놓이는 한쌍의 장방형홈(62)을 포함한다. 장방형 개구(64)는 주조 처리시에 그 홈이 전극판(50)의 금속의 흐름을 더욱 양호하게 하도록 주조되어질 판에 마련된다. 전극판의 정확한 정렬은 비딩공정(beeding), 즉 전자총 전극을 유리 지지봉(12)에 냉장하는 공정동안 개구(53)를 통해 배치되는 굴대(mandrel)에 의해 이루어진다.

제4도는 스프링(60)의 기계적 작동과 배치관계를 잘 나타내 주고있다. 제4도에 도시된 스프링(60)은 중간점에서 단자전극(22)에 용접된 것을 도시한 것이다. 스프링(60)은 두단부가 전극(22)로부터 떨어져 배치되어서 제1전극판(50)을 지탱하고 있는 스프링금속, 즉 인코넬(Inconel)합금의 스트립 리이프(strip leaf)로 구성되어 있다. 따라서 스프링(60)은 제2도에 도시한 비임통로(24)에 평행한 제4도의 축선 A--A의 방향에서 전극판(50)과 저항 블록(54)를 떠밀어 양호하게 전기접촉되

제3도에 도시된 바와같이, 전극판(50)은 그들의 긴쪽을 따라 유지 지지봉 내부에 가볍게 접촉하거나 내장되어 있는 비딩클로(beading claw)를 포함하고 있다. 유리지지봉(12)과 클로(66)사이를 접촉시킨 목적은 전극판(50)과 저항블록(54)의 압착을 막지않고 전극판의 축방향(제3도의 평면)이동을 방지하여 그것에 수직한 축방향에서 스프링에 의해 양호하게 전기접촉 되게하기 위한 것이다. 따라서, 이러한 접촉은 과다하게 되지 않아야 한다.

구체적으로 말하여, 클로(66)는 단단한 장착이 요구되는 단자전극(22,23)의 돌출부(44,46)의 경우처럼 깊게 지지봉(12)내부에 박아져서는 안된다. 최적격으로, 클로(66)는 주어진 제조 허용오차가 존재하는 경우에 클로의 선단이 전자총의 제조작업시에 전극(50)의 축방향 이동을 방지하게끔 어떤 경우에도 봉과 충분히 접촉할 수 있도록 유리봉에 박아져야 한다.

전형적으로, 클로(66)는 전극판(50)의 연부(68)에서 약 1.27mm 연장되어 있다. 종래의 제작기술에 있어서 최적접촉은 제3도에 도시된 전극판(50)의 우측에 위치한 비드(12)처럼 약 0.508mm 접촉하는 것이었다.

±0.381mm의 허용오차는 적어도 1.27mm박힌 접촉을 보장해 줄 것이다. 박힌정도는 그 최대치가 제3도의 전극판(50)의 좌측상에 비드(12)로 도시한 클로(66)의 전체길이, 즉 1.27mm를 초과하지 않아야 한다. 만일 이 최대치가 상당히 초과가 되

신규의 전자총 제조에 있어서, 경험에 의하면, 비딩(beeding)공정시 녹은 유리가 블록과 접촉하게 되면 저항블록(54)은 쉽게 파손되므로 전기 연속성이 파괴될 수 있다.

저항렌즈 구조체(42)의 설계 변경에 따라서, 전극판(50)은 비드(12) 내부에 깊게 박히게 할 수도 있고, 스프링(60)은 전극판(50)과 저항 블록사이의 필요한 축방향 접촉을 보장하도록 더 강하게 만들 수도 있다. 그러나, 이것은 신규의 전자총에 있어 감소시키도록 설계한 파손된 비드문제를 더욱 악화시키게 되고, 또한 더 강한 스프링(60)의 사용은 조립을 더욱 어렵게 만들기 때문에 바람직하지 못하다.

비록 전자총(10)이 렌즈 스택의 양쪽에 한쌍을 갖춘 두쌍의 스프링(60)을 가지는 것으로 도시되었지만 신규의 전자총은 한쌍의 스프링만을 사용하여 제작될 수도 있다.

그러나 두쌍을 사용하면 전극판과 저항블록이 접촉되게 하는 축방향 스프링

전극판(50), 유리비드(12) 및 저항블록(54)의 상대적인 크기는 본 발명에 그다지 중요하지는 않다. 전자총(10)의 다른 전극과 이러한 전극의 박음을 견딜 수 있는 지지비드(12)는 전극판(50)의 최대 크기를 결정하지만, 전극판(50)이 비드(12) 내부에 깊숙히 박히지 않기 때문에 제1도에 도시된 것처럼 비드는 렌즈 스택(42)를 따라서 크기가 단계적으로 작아질 수 있다. 이것은 전극판(50)이 최대크기로 될 수 있게하여 전자 광학 특성 및 고전압 안정성을 향상시키는데 기여한다.

한 특정 실시예에 의하면, 저항블록(54)의 제작은 우선 양질의 Al₂O₃판, 예컨대 50.8mm×50.8mm×1.016mm 크기의 알시마그(Alsimag) #771 또는 #772로 겹침으로써 수행된다. 다음에 그 판의 큰 대향면에는 Al₂O₃판상에 먼저 얇은 티타늄층을 스퍼터링한 다음 텅스털층을 스퍼터팅함으로써 금속막(57)이 마련된다.

판은 다이아몬드 톱으로 5.08mm 폭의 조각으로 잘린다. 그 조각은 홀더에 삽입되어 50.8mm의 순수 Al₂O₃면과 Ti/W 피복면의 약 1/3이 노출하게 된다. 그다음, W-Al₂O₃시멘트(cermet)는 이와 같이 노출된 조각의 영역상에 스퍼터되어 제4도에 도시한 바와 같은 저항 피복층을 형성한다. 금속막(57)위에 저항층(58)을 겹치게 하는 것은 양호한 전기접촉을 제공해준다.

이어서 그 조각들은 어니일링(annealing)되어 완성 블록이 약 10⁸내지 10¹⁰Ω이 되게한다. 비록 선택적인 어니일링이 선택적인 저항률을 제공하지만, 400

C 이상의 온도에서 세라믹의 전도도는 상당한 크기로 되기 때문에 그 블록이 어니일링노에 있을동안 저항률을 감시하는 것은 용이하지 않다.

그렇지만, 몇가지 측정치가 노로부터 선택된 조각을 제거함으로써 얻어지는 경우에는, 주어진 어니일링공정동안 소정의 저항분포를 재생시키는 것이 가능하다. 어니일링 다음에, 그 조각들은 1.016mm×1.016mm의 면들중 하나가 저항 피복물(58)로 덮힌 5.08mm×1.016mm×1.016mm의 블록으로 잘리워진다.

다음의 표는 저항블록 제작의 한 양호한 실시예에 있어서 통상의 스퍼터 계획과 층두께를 요약한 것이다.

저항렌즈 구조체(42)를 제조하는데에는 여러가지 크기 관계, 저항값 및 재료⁴

전극판(50)에 적당한 것으로 알려진 물질로는 몰리브덴, 스텐레스 스틸 및 사용될 제작기술에 적합한 어떤 다른 금속들이 해당된다. 알루미나 세라믹은 스페이서 블록용으로 좋다. 알루미나 스페이서 블록(52)은 공지된 잉킹(inking)기술이나 혹은 티타늄-텅스텐의 금속 피복물상에 스퍼터팅하는 것에 의한 몰리브덴 금속화로써 적당히 금속화되었다. 스페이서 블록(52)의 형태는 별로 문제시되지 않지만 간단한 직사각형 블록이 좋다. 전극판(50)상의 블록(52)의 위치도 그다지 중요하지 않지만, 블록은 개구의 렌즈필드와의 과도한 간섭을 피하도록 블록의 두께보다 큰 거리만큼 전극개구(53)으로부터 이격되고, 블록들고 전자총의 다른 부품사이의 아킹(arcing)을 최소화하도록 전극판의 연부로부터 예컨대 0.381mm만큼 후방으로 떨어져 있어야 한다.

1977년 3월 1일자로 핀치씨등에게 허여된 미합중국 특허 제4,010,312호에 기재된 바의 스퍼터 형성된 서메트 물질은 고저항 피복물(58)로서 사용하기에 적합하다. 저항률은 저항렌즈 구조체가 결합되는 특수 전자총에 대한 소정의 총 저항을 얻도록 조정될 수 있다. 핀치씨등의 특허에서 밝힌 바와같이, 그러한 피복물의 두

적당한 피복물은 약 0.35-약 0.7미크론 두께로써 제작되었지만, 이러한 값은 단지 양호한 범위로 간주한 것이지 동작 한계치는 아니다. 이와는 달리 저항 잉크가 소정의 고저항을 가지는 경우에 피복물(58)로서 사용될 수 있다. 일반적으로 말하여, 적당한 고저항 값을 제공하고 렌즈 조립 및 전자총 제작 계획에 적합한 저항물질이면 어떠한 것도 사용될 수 있다.

신규의 저항렌즈 구조체(42)의 한실시예에 있어서, 전극판(50)은 0.254mm 두께의 스테인레스 스틸로 만들어진다. 세인라인 개구(53)는 서로 5.08mm 떨어져 위치하고 4.064m의 직경을 가진다. 스페이서블록(52)은 알루미나로 되어있는데 두께는 1.016이고, 길이는 5.08mm이며, 티타늄-텅스텐금속막(57)으로 피복되어 있다. 일곱개의 전극판(50)과 여섯쌍의 스페이서 블록(52)이 사용된다. 스페이서 블록은 렌즈의 처음 2단 각각에서 두개의 저항블록(54)로 구성되고 렌즈의 마지막 4단 각각에서 한개의 저항블록(54)와 한개의 절연체블록(56)으로 구성된다. 이 렌즈 구조체에 대한 저항 피복물(58)은 판에서 판까지의 저항이 대략 10⁹오옴인 0.7미크론 두께의 서메트를 스퍼터 형성함으로써 제공된다. 렌즈는 제2가속 및 집속전극(22)상의 5300V의 집속 전위와 제3가속 및 집속전극(23)상의 25,000V의 얻터(ultor)전위로써 동작된다. 제1가속 및 집속전극(20)은 그것에 13,180V의 전위를 제공하도록 중간 전극판(50)에 접속된다.

Claims (1)

1. 복수의 유리 지지봉을 따라 축방향에서 고정되어 장착된 하나의 음극 및 두개의 유공단자 렌즈전극과, 상기 단자전극들 사이에 배치되어 그것에 기계적·전기적으로 고착되고 복수의 저항 스페이서 블록과 번갈아 적층된 복수의 유공 전극판으로 구성된 저항렌즈 스택을 구비한 전자총에 있어서, 상기스택이 상기단자전극의 하나에서 상기단자전극의 다른것까지 고저항의 전기 연속성을 갖도록 하기위해, 스프링수단(60)이 상기스택과 접촉하여 상기전극판(50)과 상기 저항블록(54)를 축방향으로 떠밀어서 서로(50, 54)와 상기 단자전극들(22,23)을 상호 전기 접촉시키도록 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 스프링이 내장된 저항렌즈 구조체를 갖춘 전자총.

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