KR100189612B1 - 칼라수상관용전자총의전극구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 칼라수상관용 전자총의 전극구조에 관한 것으로 특히 종래의 수직으로 발산되고 수평으로 집속되어 종장형의 형태로 변화되어 주렌즈를 통과하게 되고 편향요크의 비균일자계에 의해 발생되는 할로우현상을 개선하는 비점수차 보정의 방식에다 수평방향의 할로우를 개선하는 비점수차 보정방식을 가미하여, 결국 스크린 전영역에 스크린 중앙과 크기가 똑같은 전자빔 스포트를 형성하게 되어 화면에서 해상도를 최상의 경지로 끌어 올릴 수 있도록 한 것으로서, 집속전극을 분할하여 4극자 렌즈가 형성될 수 있는 두쌍의 분할된 전극에 4극자 전극을 설치하여 전자빔의 편향량에 따른 수직, 수평의 비점수차를 보정하도록 구성한 것이다.

Description

칼라수상관용 전자총의 전극구조

제1도는 일반적인 칼라수상관의 구성 단면도

제2도는 종래 전자총의 구성 단면도.

제3도는 자기집중형 편향요크의 불균일 자계에 의한 전자빔스포트의 왜곡을 나타낸것으로서,

(a)는 핀쿠션형 수평 편향자계의 분포도.

(b)는 배럴형 수직 편향자계의 분포도.

(c)는 (a)의 2극 성분과 4극 성분의 분해 상태도.

(d)는 (b)의 2극 성분과 4극 성분의 분해 상태도.

제4도의 (a)는 종래 칼라수상관 화면에서 왜곡된 전자빔스포트 상태도.

(b)는 편향자계의 4극자 렌즈 효과에 의해 왜곡된 전자빔스프 상태도.

제5도의 (a)(b)(c)(d)(e)는 종래전극의 실시예도.

제6도는 본 발명에 의한 전자총의 단면 결선도.

제7도는 본 발명의 요부로서,

(a)는 제1 집속전극의 상세 사시도.

(b)는 제2 집속전극의 상세 사시도.

제8도는 본 발명에 의한 전극간의 전계분포도 및 빔 형상도.

제9도는 1차 및 2차 가변집속전압의 변화에 따른 파형도.

제10도는 스크린 주변부의 전자빔 스포트 형상으로서,

(a)는 4극자렌즈가 없는 일반 전자총의 빔형상도.

(b)는 종래 4극자렌즈를 사용한 전자총의 빔형상도.

(c)는 본 발명에 의한 전자총의 빔형상도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

201 : 제1 집속전극 202 : 제2 집속전극

203 : 제3 집속전극 204 : 제4 집속전극

220 : 양극 240 : 음극

250 : 히터 260 : 제어전극

280 : 가속전극 300 ; 돌출블럭

400 : 돌출부

본 발명은 칼라수상관용 전자총의 전극구조에 관한 것으로서 특히 전자빔의 편향량에 따른 비점수차를 보정하여 화면 주변부에서의 해상도 열화를 방지할 수 있도록 한 것이다.

일반적인 칼라수상관은 제1도와 같이 브라운관의 전방내면에 적색(R), 녹색(G), 청색(B)의 형광체가 도포된 형광면(3a)과 색선별 기능을 갖는 새도우마스크(4)가 연결된 판넬(3)과, 상기 판넬(3)과 결합되어 후방으로 후퇴되어 있는 관형상의 네크부(5a)가 형성되어 있는 펀넬(5)과, 상기 펀넬(5)의 네크부(5a) 내부에는 전자총(6)이 내장되어 있고, 외부에는 전자총(6)에서 방사되는 전자빔(9)을 수평 또는 수직방향으로 편향시키는 편향요크(7)가 결합되어 있다.

그리고 종래 전자총은 제2도와 같이 삼극관부와 주렌즈부로 구성되는데 삼극관부는 히터(10)가 내장되어 인라인 배열관 음극(11)과, 상기 음극(11)에서 방출된 열전자를 제어 및 예비가속 시키는 제어전극(12)과 가속전극(13)으로 구성된다.

도면중 미설명 부호 15는 양극을 나타낸다.

이와같이 구성된 종래 칼라수상관용 전자총은 각 전극에 소정의 전위가 인가됨에 따라 특히, 접속전극(14)과 양극(15)의 전압차에 의해 정전렌즈를 형성하게 되어 접속된 전자빔을 형광면에 랜딩시키게 된다. 이때 형광면의 수평이나 수직방향으로 전자빔을 편향시키기 위하여 수평 및 수직 편향코일이 부착된 편향요크(7)가 작동하게 된다. 통상인라인형 전자총을 이용한 칼라수상관에는 청색, 녹색, 적색의 3 전자빔을 형광면(3a)의 한곳에 집중시키기 위하여 편향요크(7)의 불균일 자계를 이용한 자기집중형(Self-convergence type)을 적용하고 있다.

상기 자기 집중형을 적용한 편향요크(7)에서 생성되는 자계의 분포는 제3도의 (a)(b)에서와 같이 수평편향자계는 핀쿠션형으로 하고 수직편향자계는 배럴형으로 함으로써 형광면에서의 집중의 어긋남을 방지하는 동시에 플레밍의 왼손법칙에 의해 전자빔을 수평 및 수직으로 편향시키게 된다.

그러나 제3도의 (c)(d)에 도시된 바와같이 상기 자계는 2극성분과 4극성분으로 분리될 수 있는데 2극성분은 전자빔을 수평 및 수직방향으로 편향시키는 역활을 하고, 4극성분은 전자빔을 수직방향으로 접속하고 수평방향으로는 발산시키는 역할을 함으로써 비점수차를 발생시켜 전자빔 스포트를 왜곡시킨다. 비록 균일에 가까운 자계라도 미세한 핀쿠션이나 배럴자계 성분 때문에 형광면 주변부에서는 전자빔이 현저한 비점수차를 받게되어 빔스포트가 왜곡된다.

제4도에서는 이러한 전자빔 스포트의 왜곡현상을 더욱더 구체적으로 나타내고 있다. 화면 중앙부에서는 편향자계가 가해지지 않으므로 전자빔 스포트가 정확한 형상을 갖지만 그 주변부에서는 상기한 바와같이 수평방향으로 발산되고 수직방향으로 과집속되어 왜곡된 고밀도의 횡장형의 코어(A)와 그 상하로 저밀도의 상퍼짐 현상인 할로우(B)가 발생됨으로써 특히 화면 주변부의 해상도를 저하시키는 문제점이 있었다.

이러한 문제점을 수상관이 대형일수록, 편향각이 크게 될수록 더욱더 커지게 된다.

이러한 문제점을 개선하기 위하여 지금까지는 전자빔이 화면 주변부로 편향될때 비점수차를 보정해주는 방법이 많이 채용되고 있는데, 그 보정수단으로는 집속전극을 2분할하여 제1집속전극과 제2집속전극을 구성하고 그들 사이에 4극자전극을 설치하여 4극자렌즈를 형성함으로써 비점수차를 보정하였다.

종래의 실시예를 통한 비점수차의 보정수단을 도면을 통하여 간략히 살펴보면 다음과 같다.

먼저 제5도의 (a)에 도시된 제니스(Zenith)사의 미국특허 제4,771,216호에 게시된 바와같이 제1집속전극(20)에는 종장형의 사각전자빔 통과공(22)을 복수개 형성하고, 그에 대향하는 제2집속전극(30)에는 긴 횡장형의 사각전자빔 통과공(32)이 1개 형성되어 있으며, 이글 4각 통과공(22), (32)으로서 4극자 렌즈를 형성하여 비점수차를 보정한다.

그리고 (b)에 도시된 히다치사의 미국특허 제4,772,827호에 개시된 수단은 제1집속전극(40)의 3전자빔 통과공 양측에 판상의 수직돌출격벽(42)을 복수개 부착설치하고, 제2집속전극(50)의 3전자빔 통과공 상,하에는 한쌍의 긴 수평돌출격벽(52)을 부착설치하여 상기 수평 및 수직돌출격벽(42)(52)으로서 4극렌즈를 형성시킨다.

그리고 (c)에 도시된 알시에이(RCA)사의 미국특허 제4,8876,009호에 개시된 수단은 상호 대향하는 제1집속전극(60)과 제2집속전극(70)의 3전자빔 통과공내에 일정각도를 두고 양단이 연장된 섹터부(62a, 72a)가 형성된 원통형의 돌출공(62, 72)을 삽입 설치하여 2섹터부(62a, 72a)가 상호 비접속되어 맞물려 있도록 하여 상기 복수개의 돌출공(62, 72)으로서 4극자렌즈를 형성시킨다.

그리고 제5도의 (d)에 도시된 제니스사의 미국특허 제5,036,258호 및 제5,055,749호에 개시된 수단은 제1집속전극(80)과 제2집속전극(90)의 3전자빔 통과공을 좌우로 확장하여 각각 횡장형의 단일공(82)(92)을 형성하고 상기 1,2전극(80)(90) 사이에 일정간격을 두고 키홀모양의 전자빔 통과공(102)을 복수개 형성한 4극자전극(100)을 삽입하여 4극자렌즈를 형성한다.

또한 (e)에 도시된 마쯔시다사의 미국특허 제5,061,881호에 개시된 수단은 제1,2집속전극(110)(120)에 각각 종장형의 4각 전자빔통과공(112)과 횡장형의 4각 전자빔통과공(112)이 복수개 형성되어 4극자렌즈를 형성하며 또한 도시되지 않은 삼성전자의 미국특허 제5,281,896호도 상기와 같은 형상을 가진 통과공으로 4극자렌즈를 형성하여 비점수차를 보정한다.

그러나 이러한 4극자렌즈에 의한 비점수차보정은 스크린상에서 수직방향의 해상도를 양호하게 하는데 상당한 역할을 하지만 수직방향의 해상도는 스크린 전체의 집속을 제어하는 전압(Vsf)에 의해 결정되어지므로 4극자렌즈 효과는 단지, 스크린 주변부에서의 수직방향의 전자빔 크기를 제어하여서 해상도를 높이는 역할을 하게 된다.

따라서 스크린 주변부에서의 전자빔은 편향요크(7)에서 생성되는 자계에 의하여 수직, 수평방향으로 왜곡이 되는데 특히 수평방향의 전자빔 스폿의 왜곡을 제어하는 특별한 수단을 구비하지 않으므로 종래 4극자렌즈에 의한 효과는 미약하여서 스크린 전면에 양호한 해상도를 내는데는 문제가 있었다.

본 발명은 이러한 점을 감안하여 집속전극을 분할하여 4극자 렌즈가 형성될 수 있는 두쌍의 분할된 전극에 4극자 전극을 설치하여 전자빔의 편향량에 따른 수직, 수평의 비점수차를 보정함으로써, 특히 화면 주변부에서의 해상도 열화를 방지하기 위한 칼라수상관용 전자총을 제공하는데 목적이 있다.

본 발명을 제6도 내지 제10도에 의하여 설명한다.

본 발명의 칼라수상관용 전자총은 먼저 전자빔을 생성, 제어 및 예비가속시키는 음극(240), 제어전극(26) 및 가속전극(280)으로 구성된 삼극관부와, 상기 삼극관부에서 예비가속된 전자빔을 집속 및 최종가속시켜 형광면에 랜딩 시킬수 있도록 정,전렌즈를 형성시키는 집속전극과 양극(202)으로 구성된 주렌즈부가 순차 배열되도록 구비하되, 상기 가속전극(280)측의 제1집속전극(201)에는 4극자렌즈를 형성시킬 수 있도록 인라인 배열된 3개의 전자빔 통과공을 수직방향의 크기가 수평방향의 크기보다 크게 구성되어진 사각공(201a, 201b, 201c)을 형성하고, 제2집속전극(202) 측으로 상기 사각공의 수직방향의 크기와 동일한 블럭(300)을 인라인 형태로 배열시킨 1차 가변집속전압(Vfd1)이 인가되는 제1집속전극(201)과, 상기 제1집속전극(201)과 이격된 대향면상의 3개의 전자빔 통과공 전방의 수평방향으로 길게 형성하여 상하 수평의 긴 돌출부(400)는 제2집속전극의 블럭을 뒤덮는 형식으로 구성되어 2차 가변집속전압(Vfd2)이 인가되는 제2집속전극(202)이 상호 비접촉하여 맞물려 있도록 구성하여 한쌍의 가변렌즈를 구성하도록 하고, 양극(220)의 전극측면에도 종래의 4극자렌즈를 구성할 수 있는 제3집속전극(203)과 제4집속전극(204)이 서로 맞물려 있도록 구성하였다.

이하 본 발명의 실시예를 첨부도면을 이용하여 상세히 설명하겠다.

제6도는 본 발명의 전자총 구성도로서 삼극관부와 주렌즈부로 구성되어 순차배열되는데 삼극관부에는 히터(250)가 내장되어 인라인 배열된 음극(240)과, 음극(240)에서 생성된 열전자의 방사량을 조절하고, 예비가속시키는 제어전극(260)과 가속전극(280)으로 구성되었다.

또한 주렌즈부에는 삼극관부에서 생성되어 예비가속된 적색(R), 녹색(G), 청색(B)의 3 전자빔을 형광면에 집속 및 최종 가속 시키는 집속전극(201, 202, 203, 204)과 양극(202)으로 구성된다.

여기서, 상기 집속전극은 2쌍으로 분할되어 제1집속전극(201)과 제2집속전극(220)이 대향하고, 또한 제3 집속전극(203)과 제4 집속전극(204)이 대향하여 나뉘어 지는데 제7도의 (a)에 도시된 제1 집속전극(201)에는 3전자빔의 통과공(201a, 201b, 210c) 각각의 전방에 대하여 사각평판형 블록(300)이 제2 집속전극(202)의 수평돌출부(400)와 일정한 거리를 유지하여 이격되어 있다. 이 두전극 사이에도 스크린의 위치에 따라 각각 다른 전위차가 발생되도록 제1 집속전극(201)에는 제4 집속전극(204)과 연결한 1차 가변전압(Vfd1)이 제2 집속전극(202)에는 2차 가변전압(Vfd2)이 연결되어 제9도에서와 같이 파라볼라형 가변전압이 인가되게 되면 제10도에서 보는 바와같이 종래 제1 가변전압을 인가했을때의 효과(b)에서 수평방향의 전자빔 집속을 제어하여, 스크린 중앙에서와 같은 크기의 전자빔으로(c) 표현할 수 있어서 해상도가 상당히 유리한 빔 스포트를 낼 수 있다.

여기서 제3집속전극(203)과 제4 집속전극(204) 사이에도 종래와 같이 4극자렌즈를 형성시키는 전극으로 구성되어 전압이 연결되도록 한다.

일반적으로 브라운관이 대형화 되거나 편향각이 클수록 1차 가변집속전압(Vfd1)은 고정집속전압(Vsf)보다 높게 걸리게 되며 가변집속전압은 TV 혹은 모니터 회로에서 수평 및 수직 파라볼라형으로 공급되는데 통상 고정집속전압보다 300V 또는 1500V 정도 높게 인가되지만 양극전압보다는 낮게 인가된다.

또한 제9도에서와 같이 2차 가변집속전압(Vfd2)과 1차 가변집속전압(Vfd1)은 스크린의 중앙에서는 2차 가변전압(Vfd2)이 50~150V 정도 높게 인가되고, 스크린의 주변에서는 1차 가변전압(Vfd1)이 50~150V 정도 높게 인가되도록하여 파라볼라파형으로 공급하게 된다. 이때 전자빔의 형상은 제8도에 나타낸 바와같이 스크린의 중앙에서는 2차가변집속전압(Vfd2)이 인가되는 제2집속전극(202)이 1차가변집속전압(Vfd1)이 인가되는 제1집속전극(201)보다 50~150V정도 높으므로 삼극부에서 입사되는 종장형의 전자빔 스폿 형상을 횡장화시킴으로써 전자빔 스폿을 작게 하고, 스크린의 주변부에서는 2차가변집속전압(Vfd2)이 인가되는 제2집속전극(202)이 1차가변집속전압(Vfd1)이 인가되는 제1집속전극(201)보다 50~150V정도 낮으므로 삼극부에서 입사되는 종장형의 전자빔 스폿형상을 더욱더 횡장화시켜 편향요크(7)에 의한 수평방향으로 왜곡에 의한 수평 스폿의 크기를 작게하며 종장화된 전자빔 스폿은 제3집속전극(203)과 제4집속전극(204)사이에서 형성되는 4극자렌즈에 의해 수직 스폿의 크기를 작게 하므로 결국 스크린의 전영역에서 중앙과 똑같은 전자빔 스폿을 형성하게 되어 해상도를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 전자빔을 생성, 제어 및 예비가속시키는 음극과 제어전극 그리고 가속전극으로 구성된 삼극관부와, 상기 가속전극에서 예비 가속된 전자빔을 집속시키는 집속전극은 4극자 렌즈를 형성 시킬 수 있도록 두쌍으로 분할하되 인라인 배열된 3개의 전자빔 사각 통과공 각각의 좌우 전방에 수직돌출블럭이 복수개 설치되며 1차 가변집속전압이 인가되어 4극자렌즈가 형성되도록 또다른 한쌍의 전극중 제4집속전극과 연결되는 제1집속전극과, 상기 제1집속전극과 이격된 대향면 상의 수평으로 장공이 뚫려있고 그 상하에 수평돌출부가 형성되어 2차 가변집속전압이 인가되는 제2집속전극과, 상기 제2집속전극과 양극 사이에는 4극자 렌즈를 구성할 수 있도록 제3집속전극과 제4집속전극을 맞물려 구성한것을 특징으로 하는 칼라수상관용 전자총의 전극구조.
2. 제1항에 있어서, 상기 전자빔 통과공은 수직방향의 크기가 수평방향의 크기보다 크게 구성되어져 사각공의 제2집속전극측으로 그 공의 수직방향의 크기와 동일한 블럭을 인라인형태로 구성한 것을 특징으로 하는 칼라수상관용 전자총의 전극구조
3. 제1항에 있어서, 상기 제1집속전극과 제4집속전극에 인가되는 파라볼라형 전압과 제2집속전극에 다른 전위차를 나타내도록 인가되는 또다른 파라볼라형 전압이 인가되도록 구성한 것을 특징으로 하는 칼라수상관용 전자총의 전극구조.