KR100198589B1 - 컬러 음극선관용 전자총의 프리 포커스 렌즈부 - Google Patents

Abstract

본 발명은 컬러 음극선관용 전자총의 프리 포커스 렌즈부에 제2다이내믹 4극자 렌즈를 형성한 것으로, 상기 제2다이내믹 4극자 렌즈부는 음극방향에서 화면방향으로 분할된 3개의 제2-1,2-2,2-3전극으로 구성되고, 상기 제2-1전극과 제2-2전극은 맞붙히거나 이격시킬 수도 있고, 제2-2,2-3전극은 소정의 간격으로 이격된다.

상기 제2-1전극의 전자빔 통과공은 원형이며, 제2-2,2-3전극의 전자빔 통과공은 서로 회전 비대칭이고, 제2-2전극의 전자빔 통과공은 종장형의 키홀 형상이며, 제2-3전극의 전자빔 통과공은 횡장형의 키홀 형상이다.

또한, 제2-2전극에는 수평부가 절취된 버링을 형성하고, 제2-3전극에는 수직부가 절취된 버링을 형성하여 서로 마주보는 구조를 이루고 있어, 상기 제2-1,2-2,2-3전극중 최소 하나의 전극에 동전압을 인가되면 제2다이내믹 4극자 렌즈가 형성되어 기존의 집속전극에 형성된 제1다이내믹 4극자 렌즈부의 작용을 도와 화면 주변부에서의 수직 스폿 축소 및 수평 스폿 확대로 인한 수평방향의 포커스 특성 열화와 저전류 영역에서의 수직방향으로 나타나는 모아레(

Description

컬러 음극선관용 전자총의 프리 포커스 렌즈부

본 발명은 컬러 음극선관용 전자총에 관한 것으로, 특히 프리 포커스 렌즈부에 제2다이내믹 4극자 렌즈부를 형성시켜 집속전극에 형성된 제1다이내믹 4극자 렌즈부의 작용을 도와 화면 주변부에서의 횡장형의 스폿으로 인한 수평 방향의 포커스 특성 열화와 저전류 영역에서 나타나는 모아레() 현상을 방지할 수 있도록 한 것이다.

전자총은 수상관을 이루는 구성장치의 하나로서 음극에서 방출된 3개의 전자빔을 수상관의 전방 내측에 도포된 적·녹·청의 형광면에 집속시켜 형광면이 각각의 전자빔에 반응되도록 함으로서 화소를 형성하고, 이 화소의 조합으로서 수상관의 전면에 화면을 구성하는 전자빔 방출장치이다.

제1도는 일반적으로 사용되는 컬러 수상관에서 전자총이 개략적으로 설치되어 있는 것을 나타내는 컬러 수상관의 횡단면도이다.

음극선관용 인라인형 전자총의 각 전극들은 독립된 3개의 음극(3)에서 발생된 전자빔(13)이 각 전극들의 전자빔 통과공을 통과하면서 각 전극들간의 전위차에 의해 화면(14)에 최적으로 집속될 수 있도록 전자빔(13)에 대해 수직되게 소정의 간격으로 설치된다.

각각의 전극은 상기 음극(3)에서부터 화면(14)을 바라보는 방향으로, 전자빔(13)을 제어하는 제1전극 즉, 제어전극(4)과; 전자빔(13)을 가속하는 제2전극 즉, 가속전극(5)과; 전자빔(13)을 예비 집속하는 제3,4전극 즉, 프리 포커스 전극(6,7)과; 전자빔(13)을 집속하는 제5전극 즉, 집속전극(8)과; 전자빔(13)을 최종 가속하여 화면(14)에 도달시키는 제6전극 즉, 양극전극(9)으로 순차 배치된다.

여기서 각 전극에 인가되는 전압과 그 인가 방법을 살펴보면 하기와 같다.

각각의 음극(3)은 제조시 제어전극(4) 및 가속전극(5)과의 미세한 거리차에 의해 각각의 음극(3)에서 방출되는 열전자빔의 양이 다른 것을 보상하기 위해 약간씩 각각 다른 전압이 공급되고 있다.

제어전극(4)은 접지되고, 가속전극(5)과 제4전극(7)은 500∼1000V의 저전압이 인가되며, 양극전극(9)에는 25∼35kv의 고전압이 인가되고, 집속전극(8)에는 양극전극전압의 20∼30%에 해당하는 중전압이 인가된다.

이와 같이 구성되는 음극선관에 전원을 인가하게 되면, 스템핀(1)으로부터 전원을 공급받는 히터(2)의 발열에 의해 음극(3)에서 열전자가 방출되고, 가속전극(5)의 전위가 제어전극(4)으로 침투하여 전자빔은 화면(14)을 향해 방사된다.

프리 포커스 렌즈부(6,7)에 의해 전자빔은 예비 집속되고, 집속전극(8)과 양극전극(9)에 의해 전자빔(13)은 최종적으로 집속 가속된다.

이후 브라운관의 펀넬(10)과 네크(11)의 경계부에 설치된 편향 요크(12)에 의해 전자빔(13)은 화면(14)의 각 영역으로 편향되어 주사되게 된다.

편향된 전자빔(13)은 화면 내측에 설치된 새도우 마스크(15)를 통과하고 화면(14) 내면에 도포된 형광면(141)에 충돌하여 형광면을 발광시킴으로서 화소를 이루게 된다.

그러나 화면(14)의 각 영역으로 전자빔(13)이 주사되면서 각각의 전자빔(13)은 화면(14) 주변부와 중앙부에 화면의 곡률차이와 전자총의 인라인 구조로 인해 화면에 집속되는 전자빔(13)의 컨버젼스는 어긋나게 된다.

이러한 컨버젼스의 어긋남은 편향 요크(12)에서 발생시켜주는 비균일 자계로서 셀프 컨버젼스를 이룰 수가 있게 된다.

상기 비균일 자계란 상기 편향 요크(12)를 이루는 코일중 수평 방향의 코일은 새들형 감기를 하여 핀쿠션 자계를 발생시키고, 수직 방향의 코일은 트로이달 감기를 하여 배럴형 자계를 발생시켜 주는 것이다.

이 비균일 자계에 의해 화면에 집속되는 전자빔 스폿의 모양이 제4a도에 도시한 바와 같이 수평방향으로는 과확장되고, 수직방향으로는 과집속되는 수직방향 할로 현상이 발생하게 된다.

이와 같은 전자빔(13)의 수평방향 과확장과 수직방향 할로 현상은 집속전극(8)에 제공된 종래의 제1다이내믹 4극자 렌즈부에 의해 보정된다.

상기 제1다이내믹 4극자 렌즈부는 상기 집속전극(8)을 2분할 한 것으로서 분할된 전극의 하나인 음극에 인접한 제1-1전극(81)에는 7000V의 정전압이 인가되고, 화면에 인접한 제1-2전극(82)에는 편향신호에 동기하는 동전압이 인가되어 전자빔(13)의 편향 정도에 따라 제4b도와 같이 전자빔(13)의 수직 및 수평의 스폿에 대한 열화를 보정할 수가 있다.

또한, 전자빔은 제1다이내믹 4극자 렌즈부의 제1-1전극(81) 또는 제1-2전극(82) 구조에 의해 다양하게 변화될 수가 있다.

제2a도는 종래의 제1다이내믹 4극자 렌즈부를 상세히 나타내는 컬러 음극선관용 인라인형 전자총의 횡단면도로서, 제1도와 동일한 부분에 대해서는 동일 번호가 부여되었다.

제5전극인 집속전극(8)은 상기한 바와 같이 두개의 전극으로 분리되고, 음극(3)에 인접한 전극인 제1-1전극(81)의 제1-2전극(82)을 바라보는 면에는 세개의 전자빔이 공통으로 통과할 수 있는 림(16)이 형성되어 있고, 그 전극(81) 내부에는 3개의 전자빔이 각각 통과할 수 있는 3개의 전자빔 통과공(171)을 갖는 판상의 내부전극(17)이 설치된다.

제1-2전극(82)의 제1-1(81)전극을 바라보는 면에는 3개의 전자빔이 각각 통과하는 3개의 전자빔 통과공(181)이 형성된 판상의 전극부(18)가 설치된다.

상기 내부전극(17)과 전극부(18)의 전자빔 통과공(171,181) 주위에는 버링부(172,182)가 형성되며, 이 버링부들(172,182)은 음극(3)과 화면(14)을 향하여 각각 돌출된다.

또한, 상기 각각의 전자빔 통과공(181) 상하부에는 제2b도에 도시한 바와 같이 수평의 격벽(19)이 형성되며 이는 상기 림(16) 내부로 삽입된다.

상기 수평의 격벽(19)은 전자빔 통과공(181)의 상하부에서는 곡선처리(191)되고 전자빔 통과공(181)의 외측부와 전자빔 통과공(181)를 잇는 부분은 직선처리부(192)로 형성되는데, 상하 곡선처리부(191)와의 거리는 전자빔 통과공(181)의 직경보다 크며 상하 직선처리부(192)와의 거리는 전자빔 통과공의 직경(181)보다 작다.

따라서, 전자빔의 편향정도에 따라 제1-2전극(82)에 편향전류가 인가되게 되면 전자빔은 수직으로 발산하여 화면 주변부에서 전자빔의 수직방향 집속력 약화가 이루어져 제4b도에서와 같은 화면 주변부에서의 해상도 향상이 가능하다.

제3a도는 종래의 또 다른 제1다이내믹 4극자 렌즈부를 구비한 컬러 음극선관용 인라인형 전자총의 횡단면도로서 제2a도 및 제2b도와 동일한 부분에 대해서는 동일 번호를 부여하였다.

이 구조는 제2a도 및 제2b도와 그 구조가 거의 유사하나 전자빔 통과공(181)의 상하에 설치되는 수평의 격벽(19)이 평면이고, 내부전극(17)의 양측에 위치하는 각각의 전자빔 통과공(171) 양측에 수직의 격벽(173)이 화면 방향으로 돌출되게 제공된다는 점이 다르다.

따라서, 제1-2전극(82)에 편향전류 인가시 전자빔은 수평방향으로 집속되고 수직방향으로는 발산하여 화면 주변부에서 전자빔(13)의 수직방향 집속력 약화가 이루어져 역시 제4b도에서와 같은 화면 주변부에서의 해상도 향상이 가능하다.

그러나 전자빔이 화면 주변부로 편향될 때 촛점거리에 대응하여 최적의 물점거리와 최적의 발산각을 제공할 수 있는 프리 포커스 렌즈부가 없으므로 화면 주변부에서의 수평 스폿의 확대와 수직 스폿의 축소로 인해 수평방향으로는 포커스 열화가 완전히 해소되지 않고 보정에는 그 한계를 나타내게 된다.

또한, 편향시 저전류 영역에서 수직 방향의 스폿 크기가 특히 작아지므로 모아레 현상이 발생하여 해상도 열화를 더욱 가중되게 된다.

본 발명은 상기한 바와 같이 화면 주변부에서의 횡장형의 스폿으로 인한 수평 방향의 포커스 특성 열화와 저전류 영역에서 나타나는 모아레 현상을 방지할 수 있는 컬러 음극선관용 전자총의 프리 포커스 렌즈부를 제공함에 그 목적을 두고 있다.

본 발명은 제1다이내믹 4극자 렌즈부를 갖는 컬러 음극선관용 전자총의 프리 포커스 렌즈부에 제2다이내믹 4극자 렌즈부를 3개의 분할된 제2-1,2-2,2-3전극으로 구성하고, 상기 제2-1전극과 제2-2전극은 맞붙히거나 이격시키고, 제2-2,2-3전극은 소정의 간격으로 이격하며, 제2-2전극에는 수평부가 절취된 버링이 형성하고, 제2-3전극에는 수직부가 절취된 버링이 형성하여 서로 마주보는 구조를 이루도록 하고, 특히, 상기 제2-1,2-2,2-3전극 중 최소 하나의 전극에는 동전압을 인가하여 제2-1,2-2,2-3전극간에 제2다이내믹 4극자 렌즈부가 형성되도로 함으로서 그 목적을 이룰 수가 있다.

제1도는 일반적으로 사용되는 컬러 수상관내에 전자총이 개략적으로 설치되어 있는 것을 나타내는 컬러 수상관의 횡단면도이다.

제2a도는 종래의 제1다이내믹 4극자 렌즈부 구성을 상세히 나타내는 컬러 음극선관용 인라인형 전자총의 횡단면도이다.

제2b도는 제2a도의 A-A선 종단면도이다.

제3a도는 종래의 또 다른 제1다이내믹 4극자 렌즈부를 구비한 컬러 음극선관용 인라인형 전자총의 횡단면도이다.

제3b도는 제3a도의 B-B선 종단면도이다.

제3c도는 제3a도의 C-C선 종단면도이다.

제4a도는 종래의 전자총에 제1다이내믹 4극자 렌즈부를 제공하지 않았을 경우 화면에 집속되는 전자빔 스폿의 형상을 나타내는 예시도이다.

제4b도는 종래의 전자총에 제1다이내믹 4극자 렌즈부를 제공하였을 경우 화면에 집속되는 전자빔 스폿의 형상을 나타내는 예시도이다.

제4c도는 제1다이내믹 4극자 렌즈부를 갖는 종래의 전자총에 본 발명의 제2다이내믹 4극자 렌즈부를 제공하였을 경우 화면에 집속되는 전자빔 스폿의 형상을 나타내는 예시도이다.

제5,6,7도는 본 발명의 실시예 1,2,3으로서, 제2다이내믹 4극자 렌즈부가 프리 포커스부에 적용된 것을 나타내는 전자총의 횡단면도이다.

제8a,8b,8c도는 본 발명의 제2다이내믹 4극자 렌즈를 이루는 각 전극의 사시도이다.

본 발명의 모든 실시예는 제1다이내믹 4극자 렌즈부를 갖는 전자총을 기본 형태로 하여 구성된다.

제5도는 본 발명의 실시예 1를 나타내며, 종래 기술과 동부분에 대해서는 동일한 도면 부호가 부여되었다.

여기서 제1다이내믹 4극자 렌즈부는 종래와 같이 통상적으로 집속전극(8)을 2분할하여 구성되고, 음극(3)에 인접한 제1-1전극(81)에는 정전압이 인가되고, 화면에 인접한 제1-2전극(82)에는 동전압이 인가된다.

이때, 전자빔 통과공(171,181)의 형상은 수평방향의 렌즈작용이 수직방향의 렌즈작용보다 강하게 될 수 있도록 본 기술분야에서 통상의 방법인 전자빔 통과공의 상하에 수평격벽(19)을 설치할 수도 있다.

또한, 두개 이상의 프리 포커스 렌즈부중 음극(3)에 인접한 프리 포커스 렌즈부는 음극에서 화면 방향으로 3분할된 제2-1전극(61), 제2-2전극(62), 제2-3전극(63)의 순으로 구성한다.

즉, 제2-1전극(61)은 음극(3)에 인접하며, 제2-3전극(63)은 화면에 인접하고, 제2-2전극(62)은 제2-1전극(61)과 제2-3전극(63) 사이에 위치한다.

상기 제2-1전극(61)과 제2-2전극(62)은 판상으로 형성되어 서로 맞붙혀지며, 제2-3전극(63)은 통형으로 형성되는데, 상기 제2-2전극을 바라보는 면에 3개의 전자빔 통과공을 갖는 판상의 전극(635)이 형성되고 화면을 바라보는 방향으로는 음극방향으로 내향한 버링부(636)를 갖는 전자빔 통과공(637)이 제공된다.

제2-1전극(61)의 전자빔 통과공(611)은 제8a도에 도시한 바와 같이 원형으로 형성되며, 제8b도에 도시한 바와 같이 2-2전극(62)의 전자빔 통과공(621)은 종장 사각형(622)의 수직 중심부에 원형공(623)이 형성된 키홀 형상이다.

상기 제2-3전극(63)의 전자빔 통과공(631)은 횡장 사각형(632)의 수평 중심부에 원형공(633)이 형성된 키홀 형상이다.

또한, 상기 제2-2전극(62)의 원형공(623)에는 수직부가 절취된 버링부(624)가 형성되고, 제2-3전극(63)의 원형공(633)에는 수평부가 절취된 버링부(634)가 형성되는데 두 버링부(624,634)는 서로를 향해 마주보는 방향으로 돌출 형성된다.

그리고, 제2-1전극(61)과 제2-2전극(62)에는 편향 전류에 동기하는 동전압이 인가되고, 제2-3전극(63)에는 정전압이 인가된다.

본 발명의 실시예 2는 제6도에 도시되어 있는데, 실시예 1과 모든 부분이 동일하고 다만, 제2-1전극(61)과 제2-2전극(62)이 소정의 간격으로 이격되어 있는 점만이 다르다.

본 발명의 실시예 3는 제7도에 도시되어 있는데, 실시예 2와 모든 부분이 동일하고 다만, 제2-1전극(61)과 제2-3전극(63)에는 정전압이 인가되고, 제2-2전극(62)에는 편향신호에 동기하는 동전압이 인가되는 점만이 다르다.

이와 같이 구성되는 본 발명의 실시예 1는 음극선관에 전원이 인가될 경우, 제2-1전극(61)의 종장형의 키홀 형상과 돌출된 버링부(624)에 의해 제2다이내믹 4극자 렌즈부의 수평렌즈는 수직렌즈에 비해 집속력이 떨어지게 된다.

이와 마찬가지로 제2-3전극(63)의 횡장형의 키홀 형상과 돌출된 버링부(624)에 의해 제2다이내믹 4극자 렌즈부의 수평렌즈가 수직렌즈에 비해 집속력이 떨어지게 된다.

이는 제1다이내믹 4극자 렌즈부에서 수평렌즈의 집속력이 강화된다는 것을 의미한다.

실시예 2는 실시예 1과 그 작용이 동일하나 다만, 제2-1전극(61)과 제2-2전극(62)을 소정의 간격으로 이격하였으므로, 가속전극(5)과 제2-1전극(61) 사이에서 발생되는 렌즈가 제2-2전극(62)과 제2-3전극(63) 사이에 발생되는 렌즈에 미치는 영향에 의해서 다이내믹 4극자 렌즈의 작용이 약화되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 가속전극(5)과 제2-1전극(61) 간에 생성되는 렌즈가 편향신호에 동기하여 동적으로 변화하는 렌즈가 되므로 이 렌즈에 의해 물점의 위치를 변화시킬 수가 있다.

상기 가속전극(5)과 제2-1전극(61) 간에 생성되는 렌즈가 편향신호에 의해 변화하지 않는 렌즈로 만들고자 할 경우에는 실시예 3에서와 같이 제2-1전극(61)에 정전압을 인가하여 일정한 물점의 위치를 유지할 수도 있다.

본 발명은 특히, 동전압에 의해 형성되는 다이내믹 4극자 렌즈의 작용을 돌출된 버링부(624,634)과 키홀의 형태로 구성함으로서 다이내믹 렌즈의 작용을 강화할 수가 있다.

이곳에서 다이내믹 4극자 렌즈의 효과를 강하게 얻을 수 있으므로 수평방향의 물점 거리를 수직방향 보다 더욱 짧게 형성할 수 있어 편향각의 확대로 인한 스크린 주변부에서의 전자빔 스폿의 수직 축소와 수평 확대의 증가를 보상할 수가 있다.

상기에서 설명한 바와 같이, 제2다이내믹 4극자 렌즈부에 의해 수평집속력은 수직집속력에 비해 작게 되고, 따라서 수평방향의 물점 거리가 수직방향의 물점 거리에 비해 더 짧아지게 되므로 수평방향의 스폿크기를 줄이면서, 수직방향의 스폿크기를 확대할 수가 있다.

제4c도는 본 발명의 제2다이내믹 4극자 렌즈부를 프리 포커스 렌즈부중 음극에 인접한 부분에 적용하였을 경우 화면에서의 전자빔 스폿이 향상된 모습을 나타낸다.

이는 전자빔의 편향시 수평 수직방향의 물점이 변화되어 종래의 수평방향 스폿 확대 현상과 수직방향 스폿 축소현상을 보상한 결과로서 나타난 것이다.

본 발명의 모든 실시예들은 주렌즈에 입사되는 전자빔이 제2다이내믹 렌즈의 4극자 전극부중 화면에 인접한 전극과 그 다음에 위치되는 프리 포커스 렌즈부 및 집속전극의 제1다이내믹 4극자 렌즈부중 음극에 인접한 전극에서 강한 프리 포커스 렌즈 작용이 일어나기 때문에 전자빔은 일정량 집속되어 주렌즈에 입사되는 전자빔의 발산각은 작게 유지된다.

따라서 주렌즈에서의 구면수차의 감소와 렌즈 배율의 감소를 얻을 수 있으므로 화면에서 더욱 우수한 포커스를 재현할 수가 있다.

또한, 수직 스폿이 확대되므로 저전류 영역에서의 모아레 현상을 방지할 수가 있어 전자빔 주사시 화면의 열화는 방지된다.

Claims (6)

1. 전자빔을 방사하는 복수개의 음극과 상기 전자빔의 방사량을 조절을 위한 제어전극 및 가속전극으로 구성된 삼극부와, 상기 전자빔을 일정량 집속시키는 2개 이상의 전극으로 구성되는 적어도 하나 이상의 프리 포커스 렌즈부와, 상기 전자빔을 화면에 집속하는 주렌즈를 형성하는 집속전극와 양극전극으로 순차 배치되며, 상기 집속전극이 2분할되어 음극에 인접하는 분할된 제1-1전극에는 정전압이 인가되고 화면에 인접하는 분할된 제1-2전극에는 편향 요크의 편향 전류량에 동기하는 동전압이 인가되어 상기 분할된 제1-1전극 및 제1-2전극간에 제1다이내믹 4극자 렌즈부를 형성하는 컬러 음극선관용 전자총에 있어서, 상기 프리 포커스 렌즈부중 음극에 인접한 프리 포커스 렌즈부를 음극방향에서 화면방향으로 3분할하여 제2-1,2-2,2-3전극을 구성하고, 상기 제2-1전극의 전자빔 통과공은 원형이며, 상기 제2-2전극의 전자빔 통과공은 종장 사각형의 수직 중심부에 원형공이 형성된 키홀 형상이고, 상기 제2-3전극의 전자빔 통과공은 횡장 사각형의 수평 중심부에 원형공이 형성된 키홀 형상이며, 상기 제2-2전극의 원형공에는 수평부가 절취된 버링을 형성하고, 상기 제2-3전극의 원형공에는 수직부가 절취된 버링을 형성하여 서로 마주보는 구조를 이루며, 상기 제2-1,2-2,2-3전극중 최소 하나의 전극에는 동전압이 인가되어 상기 분할된 제2-1,2-2,2-3전극간에 제2다이내믹 4극자 렌즈부를 형성하는 것을 특징으로 하는 컬러 음극선관용 전자총의 프리 포커스 렌즈부.
2. 제1항에 있어서, 상기 제2-3전극은 상기 제2-2전극을 바라보는 면에 설치된 3개의 전자빔 통과공을 갖는 판상의 전극과, 화면을 바라보는 면에는 음극방향으로 내향한 버링부를 갖는 전자빔 통과공으로 형성된 것을 특징으로 하는 컬러 음극선관용 전자총의 프리 포커스 렌즈부.
3. 제1항에 있어서, 상기 제2-1전극과 상기 제2-2전극은 맞붙고, 상기 제2-2전극과 상기 제2-3전극은 소정의 간격으로 이격된 것을 특징으로 하는 컬러 음극선관용 전자총의 프리 포커스 렌즈부.
4. 제1항에 있어서, 상기 제2-1,2-2,2-3전극은 소정의 간격으로 이격된 것을 특징으로 하는 컬러 음극선관용 전자총의 프리 포커스 렌즈부.
5. 제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제2-1전극과 상기 제2-2전극에는 편향신호에 동기하는 동전압이 인가되고, 상기 제2-3전극에는 정전압이 인가되는 것을 특징으로 하는 컬러 음극선관용 전자총의 프리 포커스 렌즈부.
6. 제2항 또는 제4항에 있어서, 상기 제2-2전극에는 편향신호에 동기하는 동전압이 인가되고, 상기 제2-1전극과 상기 제2-3전극에는 정전압이 인가되는 것을 특징으로 하는 컬러 음극선관용 전자총의 프리 포커스 렌즈부.