KR0140070Y1 - 음극선관용 전자총 구조 - Google Patents

Abstract

본 고안은 음극선관용 전자총 구조에 관한 것으로 특히 절연지지체와 제어전극, 가속전극간에 형성되는 응력을 적게하는 한편, 음극선관의 동작시에 잔류응력에 의한 전극의 팽창을 방지하여 음극선관의 품질 및 신뢰성 전반에 걸쳐서 양호한 결과를 가져다 주기 때문에 음극선관의 제반 특성이 원래 설계한 대로 구성하여 제작이 가능하며 따라서 음극선관의 해상도 특성을 향상시킬 수 있도록 한 것으로서, 제어전극 및 가속전극의 절연지지체와의 융착 경계부에 걸쳐서 단일 또는 다수의 통공을 형성시킨 것이다.

Description

음극선관용 전자총 구조

제1도는 일반적인 음극선관의 구성 단면도.

제2도는 음극선관용 전자총의 전극 지지구조.

제3도는 종래 전극의 구조도.

제4도의 (a)(b)(c)는 종래 전극의 전극 함몰부 형상도.

제5도의 (a)는 종래 음극전류의 변화도.

(b)는 종래 전류변화의 합성 상태도.

제6도는 본 고안에 의한 전극의 구조도.

제7도의 (a)(b)(c)는 본 고안 통공형상의 다른 실시예도.

제8도의 (a)는 본 고안에 의한 음극전류의 변화도.

(b)는 본 고안에 의한 전류변화의 합성 상태도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

100 : 전극 101 : 사이드빔 공

102 : 센터빔 공 103 : 통공

104 : 절연지지체

본 고안은 음극선관용 전자총 구조에 관한 것으로서, 특히 음극과 제어전극, 가속전극간의 간격이 히터의 발열에 의한 열전달에 의하여 변화하는 것을 최소화하기 위하여 전극을 고정 절연시키는 절연지지체와의 응력을 흡수하도록 전극의 구조를 변형시킨 것이다.

일반적인 음극선관의 구성을 살펴보면 제1도에서와 같잉 브라운관의 전면에 장착되는 패널(13)과, 상기 패널(13)의 내면에 적색(R), 녹색(G), 청색(B)의 형광체가 도포된 형광면(17)과, 상기 형광면(17)으로 입사되는 전자빔(15)이 통과하면서 색선별기능을 갖는 섀도우마스크(16)와, 상기 패널(13)의 후면에 결합되어 음극선관 내부를 진공상태로 유지하는 펀넬(14)과, 상기 펀넬(14)의 외측을 둘러싸며 전자빔(15)을 편향시키는 편향요크(12)와, 상기 펀넬(14)의 후방으로 후퇴된 관형상의 네크부(14')로 외관이 구성된다.

그리고 상기 네크부(14')내에 장착되는 전자총은 스템핀(1)으로부터 전원을 공급받아 발열하는 히터(2)가 내장된 음극(3)이 형성되고, 상기 음극(3)의 전방에는 전자를 제어하는 제어전극(4)과 가속시키는 가속전극(5)이 위치하며, 프리포커스렌즈와 주렌즈를 형성하는 제 1,2,3,4 가속/집속전극(6,7,8,9)이 순차적으로 배열된다. 또한 상기 제4가속/집속전극(9)의 전방에는 음극선관의 네크부(14')에 전자총의 고정을 위한 벌브스페이스 콘택트(11)가 용접된 실드컵(10)이 배치된다.

이와같이 구성되는 종래 음극선관용 전자총은 히터(2)가 스템핀(1)으로부터 전원(6.3V)을 공급받아 발열하면 음극의 온도는 약 800℃ 정도가 되며, 이 열에 의해 음극(3)으로부터 열전자가 방출되고, 방출된 전자는 제어전극(4) 및 가속전극(5)을 통과하면서 제어 및 가속된후 제 1,2,3가속/집속전극(6,7,8)에 의해 형성되는 프리포커스렌즈가 전자빔(15)의 발산각을 줄이고 제3,4,가속/집속전극(8,9)에 의해 형성되는 주렌즈에 의해 집속 및 가속되어 형광면(17)앞에 설치된 섀도우마스크(16)를 통과하여 형광면(17)에 충돌하여 발광을 시킨다.

제2도는 칼라음극선관에 내장되는 전자총의 기본골격이 되는 비드마운트 구조이다.

여기서 음극지지체(27)는 다수의 전극들이 복수개의 절연지지체(26)에 의해 일정한 간격을 가지고 융착 고정되어 있는데, 음극지지체를 구성하기 위해서는 일정한 간격으로 배치된 전극들을 사전에 일정 온도만큼 가열하여 절연제를 반용융상태로 만든후에 각 전극들의 외곽부분인 함몰부(21)에 융착시켜 고정시키게 된다. 여기서 상기 전극들이 절연지지체(26)에 융착 고정된후 완성된 전자총을 음극선관에 내장하여 실링(sealing)시키고, 이어서 음극선관을 진공시키기 위하여 음극선관 내의 공기를 빼내는 배기공정을 거치게 된다. 진공정도는 음극선관의 전자방출 특성에 큰 영향을 미치므로 배기후의 진공도는 5×10^-6Torr가 되어야 한다.

배기공정을 거친 음극선관은 배기시에 완전히 제거되지 않은 잔류가스를 제거하기 위하여 게터 프레싱(Getter flashing)을 실시하는데, 이 게터의 물질이 바륨이므로 음극선관의 내벽에 바륨필름을 형성함과 동시에 잔류가스를 흡수한다. 그러나 게터프레싱시의 진공도는 게터 자체의 가스들이 방출됨에 따라서 진공도가 5×10^-4~-5Torr로 올라가게 된다.

게터 프레싱이 완료된 음극선관은 전자총에서 전자가 방출되도록 하기 위해서 에이징(Aging)공정을 거치는데 히터(2)에 AC 9V, 제어전극(4)에 DC 8V, 가속전극(5)에 DC 260V를 인가하여 안정화시키기 위한 전류활성화로 구분하여 실시한다.

이 과정을 거치게 되면 음극(3)의 상부에 부착되어 있는 탄산염이 분해가 완료되어 왕성한 전자방출이 가능해진다. 이때 음극(3)으로부터 열이 발생되어 각전극들은 열을 받아 팽창하게 되는데 상기의 전극들중 음극(3)과 상대적으로 가까운 곳에 위치하고 있는 제어전극(4)이 가장 많은 열을 받게되고 다음으로 가속전극(5)의 순으로 열을 받게 되는데, 상기의 전극중 제어전극(4)과 가속전극(5)은 하나의 판상형태로 구성되어 있으므로 열에 의한 영향을 보다 많이 받게되고 특히 절연체(26)와의 융착시 발생되어 전극에 남아있는 판상전극의 응력은 열에 의한 팽창을 도와 음극선관의 스크린 특성에 더욱더 큰 악영향을 끼치고 있다.

따라서 종래 전극의 함몰부(21) 형상을 보면 제4도에 나타낸 여러 가지 형상에서와 같이 절연지지체(26)와의 함몰부(21)에 단순한 절취부(22)형상으로 구성되어 있어서 음극선관의 동작시 발생되는 열에 의한 팽창이 그대로 제어전극(4)과 가속전극(5)으로 전달되고, 절연지지체(26)와의 응력은 제어전극(4)과 가속전극(5)의 전자빔통과공(19,20)이 있는 방향으로 밀림현상이 발생하여 음극선관의 전자빔 집속특성에 나쁜 결과를 가져오는 문제점이 있었다.

이와같은 현상으로 종래 전자총의 전극중 특히 제어전극(4)과 가속전극(5)은 절연지지체(25)와의 결합시에 발생되는 응력을 그대로 갖게 되는데, 이 응력은 히터(2)에서 전도되는 열에 의해 음극과 반대방향으로 팽창하게 되는 제어전극(4)과 가속전극(5)의 팽창정도를 더욱 심화시키고 있다. 즉, 열에 의해 팽창되는 제어전극(4), 가속전극(5)은 음극(2)과 멀어지고, 음극지지체(27)는 반대방향으로 팽창하여 음극전류가 제5도의 (a)와 같이 떨어지게 된다. 이 전류의 변화를 합성하면 제5도의 (b)와 같이 나타나는데 오버슈트(Over shoot) 특성곡선이라 하며, 일반적인 전자총의 오버슈트 특성량은 통상 90~140% 정도로 나타나고 있는데, 고정세 전자총으로 발전해갈수록 제어전극(4)과 가속전극(5)의 통공이 작아지고 히터(2)에 의한 열팽창의 영향이 더욱 민감하게 반응하게 된다.

본 고안은 이러한 점을 감안하여 제어전극 및 가속전극의 절연지지체와의 융착경계부위에 통공을 구비함으로서, 절연지지체와 제어전극, 가속전극간에 형성되는 응력을 저감시키고 잔류응력에 의한 팽창을 방지하도록 하는데 목적이 있다.

본 고안을 제6도 내지 제8도를 참조하여 이하에서 상세히 설명한다.

먼저 구성을 살펴보면 제6도에 나타낸 바와같이 전자빔이 통과하는 사이드빔공(101)과 센터빔공(102)이 형성된 제어전극 및 가속전극(100)의 절연지지체(104)와의 융착 경계부위에 통공(103)을 형성하였다.

도면중 미설명 부호 F는 절연지지체(104)에 함몰되는 함몰부를 나타낸다.

즉, 음극선관의 동작시에는 음극으로부터 전도된 전도열이 제어전극(3)이나 가속전극(4)을 음극의 반대방향으로 팽창하게 하는 한편, 열을 받아 연질상태가 되어 있는 제어전극(3)이나 가속전극(4)에 절연지지체(104)와의 응력은 전극의 팽창을 더욱더 강하게 작용하지만, 본 고안에서의 제어전극이나 가속전극(100)은 절연지지체와의 응력이 절연지지체(104)의 경계면에 형성되어 있는 통공(103)으로 흡수되어 결국 전자빔 통과공(101,102)으로의 악영향뿐만 아니라 팽창의 영향을 제거시킬 수 있게된다.

실제로 종래 전자총에서의 삼극부 열팽창량을 보면 히터(2)에 전압이 인가될 때 음극(3)의 팽창량은 62㎛, 제어전극(4)의 팽창량은 12㎛, 가속전극(5)의 팽창량은 23㎛ 정도가 되며, 이때 제어전극(4)과 가속전극(5)의 팽창량은 절연지지체(26)와의 응력에 의한 요인이 대부분이라 할 수 있다.

이렇게 될 때, 제8도에서 보는바와 같이 제어전극이나 가속전극에 의한 음극전류의 변화는 작아지고, 결국 오버슈트 특성량은 35%의 효과를 볼수 있고 따라서 안정시간이 짧아지게 되어 신뢰도 향상에 상당한 효과를 얻을 수 있게 되는 것이다.

그리고 다른 실시예로 제7도의 (a)(b)(c)에 각각 보인바와 같이 통공의 갯수를 다수개 형성시키거나, 통공의 형상을 여러 가지 형태로 구비하여 응력의 제거효과를 가져올 수 있게 된다.

이상에서와 같이 살펴본 바와같은 본 고안은 절연지지체(104)와 제어전극, 가속전극간에 형성되는 응력을 적게하는 한편, 음극선관의 동작시에 잔류응력에 의한 전극의 팽창을 방지하여 음극선관의 품질 및 신뢰성 전반에 걸쳐서 양호한 결과를 가져다 주기 때문에 음극선관의 제반 특성이 원래 설계한 대로 구성하여 제작이 가능하며 따라서 음극선관의 해상도 특성을 향상시킬 수 있는 고안이다.

Claims (1)

1. 전자빔을 발생시키는 음극과, 판상형으로 이루어진 제어전극 및 가속전극으로 구성되는 삼극부와, 전자빔을 가속, 집속하여 형광면에 맺히도록 주렌즈를 형성시키는 제1가속/집속전극 및 제2가속/집속전극으로 구성되는 전자총에 있어서, 상기 제어전극 및 가속전극의 응력을 흡수할 수 있도록 절연지지체와의 융착 경계부에 통공을 형성한 것을 특징으로 하는 음극선관용 전자총 구조.