KR100205421B1 - 칼라 음극선관용 전자총 - Google Patents

Abstract

본 발명은 칼라 음극선관용 전자총에 관한 것으로, 비축대칭 주렌즈의 사용에 따른 빔형상 왜곡을 억제하여 해상도를 향상시킬 수 있게 한 것이다.

본 발명은, 전자가 방사되는 음극과, 상기 음극에서 방사된 전자빔을 제어하고 가속하는 제1그리드 및 제2그리드와, 상기 전자빔이 스크린에 초점이 맺히도록 집속하고 가속시키는 제3그리도 및 제4그리드로 구성된 칼라 음극선관용 전자총에 있어서, 상기 제3그리드와 제4그리드의 대향면을 빔통과 공통개구부로 하고 제3그리드와 제4그리드 내부에 내부전극을 설치하며, 제4그리드 내부에는 전극에서 인라인 축까지의 길이가 빔 중심에서 가장 짧고 외곽으로 갈수록 넓어지는 형상의 보정전극을 설치하여서 된 것이다.

Description

칼라 음극선관용 전자총

본 발명은 칼라 음극선관용 전자총에 관한 것으로, 특히 비축대칭 주렌즈의 사용에 따르는 전자빔 형상의 왜곡을 억제하여 화면의 해상도를 향상시킬 수 있도록 한 것이다.

일반적으로 칼라 음극관은과 도 1과 같이 크게 나누어 형광체가 도포된 판넬(Panel)(1)과, 깔대기 형상의 펀넬(Funnel)(2)과, 상기 펀넬에 형성된 넥크(Neck)(3)와, 상기 넥크부에 설치된 전자총(5) 및 편향요크(4)로 구성되어 있다.

도 2는 칼라 음극선관에 사용되어 온 인라인형 전자총의 한 형태인 비피에프(BPF)(Bi Potential Focusing) 전자총의 단면도로서, 전자총은 히터가 내장된 복수개의 음극(10)과, 상기 음극에서 화면 방향으로 수직되게 일정한 간격을 두고 배치된 다수의 전극들(11)(12)(13)(14)로 이루어져 있다.

따라서, 각 음극(10)내의 히터가 스템핀(7)으로부터 전원을 공급받아 발열하면 이 열에 의해 음극으로부터 열전자가 방사되고 방사된 전자빔(6)은 제1그리드(제어전극이라고도 함)(11)와 제2그리드(제1가속전극이라고도 함)(12) 및 제3그리드(집속전극이라고도함)(13)의 하단부로 구성된 빔형성영역(Beam Forming Region)에서 적절히 제어 및 가속되며, 제어가속된 전자빔은 제3그리드(13)와 제4그리드(가속전극이라고도 함)(14)에 인가되는 전압차에 의해 형성되어진 바이 포텐셜(Bi-Potential) 정전렌즈(Electro-Static Lens)에 의해 집속 및 가속된다.

전자총의 주렌즈인 상기 정전렌즈를 통과한 전자빔은 편향요크(4)에 인가되는 전류의 세기에 의해 형성되어진 자계의 영향으로 그 경로가 결정되며, 결정된 경로를 따라 진행하는 전자빔은 형광면 앞에 설치된 섀도우마스크(8)를 통과한 후 형광면(9)에 충돌하여 발광을 시키게 된다.

또한, R.G.B 3색을 구현하는 3전자빔이 화면중앙에 일치하도록 하기 위해 정전렌즈를 구성하는 전극(제3그리드와 제4그리드)에서 외곽빔(청색 및 적색을 구현하는 전자빔)이 통과하는 공(孔)을 이심(Offset)시키거나, 또는 다른 적절한 방법으로 외곽빔의 경로를 중앙빔(녹색을 구현하는 전자빔)쪽으로 향하도록 정전렌즈를 구성시킨다.

한편, 인라인형 전자총에서 R.G.B의 색을 구현하는 전자빔이 화면 전면에서 일치되도록 하기 위해, 셀프 컨버전스 편향쵸크(Self Convergence Deflection Yoke)를 사용하기도 하는데, 이러한 셀프 컨버전스 편향요크는 수평방향으로 핀쿠션(Pin-Cushion)의 자계가 형성되고 수직방향으로는 바렐(Barrel) 자계가 형성되므로 이러한 자계 형성에 의해 3전자빔이 화면 전면에서 일치하게 된다.

이때 R.G.B 각각의 전자빔은 상기와 같은 자계에 의해 수평방향으로는 발산되고 수직방향으로는 집속되는 힘을 받게 되며, 이에 따라 패널(1)의 기하학적 구조에 의해 수직방향으로 과집속되는 할로(Halo) 현상이 나타난다.

상기와 같은 할로 현상에 따라 화면 주변부에서 비점수차가 음의 방향으로 증가하는 것을 제거하기 위해 전자총의 삼극부를 비대칭으로 하여 화면 중앙에서 비점수차가 양의 값을 가지도록 하는데, 상기와 같이 하는 경우 주변부에서의 비점수차가 비록 음의 값이 되어도 절대값이 줄어들게 되므로 화면 전체의 해상도를 향상시킬 수 있다.

전자빔이 화면에 작은 스폿(Spot)으로 맺히도록 하기 위해 사용되는 주렌즈의 크기, 즉 제3그리드(14)와 제4그리드(15)의 전압차에 의해 형성되는 주렌즈의 크기는 넥크(3)의 직경에 크게 좌,우된다.

전자빔이 통과하도록 주렌즈를 형성시키는 제3그리드(13)와 제4그리드(14)의 서로 대향하고 있는 공의 크기가 클수록 화면상에서 보다 작은 스폿이 형성된다는 것은 공지의 사실이며, 이는 구면수차와 배율의 감소 때문이다.

일반적으로 인라인형 전자총은 일정한 넥크(3)의 직경에 R.G.B의 전자빔이 제3그리드(13)와 제4그리드(14)의 각각의 공을 통과한다.

따라서, 도 3과 같이 제3그리드(13)와 제4그리드(14)의 대향면의 공을 내부로 후퇴시켜 형성하는 경우 R.G.B 전자빔이 통과하는 독립된 3개의 주렌즈의 실질적인 크기에 크게 할 수 있고, 이러한 구조에 의해 렌즈의 구면수차를 감소시키면서 배율을 줄여 화면상에서 보다 작은 스폿을 얻을 수 있다. 또한, 제4그리드(14)내에 설치된 도 4와 같은 보정전극(16)은 상기 구조 및 셀프 컨버전스 편향요크를 사용하는 경우 수평방향으로는 저스트 포커스 전압을 올리고 수직방향으로 저스트 포커스 전압을 낮추어 비점수차를 보정하는 역할을 한다.

도 5는 도 3에 도시된 전자총의 구성중 제3그리드(13)와 제4그리드(14)내에 설치된 내부전극(15)을 발췌하여 나타낸 단면도로서, 내부전극은 직사각형의 형태로 되어 있고, 전자빔이 통과할 수 있도록 구멍이 형성되어 있다.

상기와 같이 내부전극은 수평 및 수직길이에 비해 대각선 방향의 길이가 길기 때문에 화면상에서 스폿의 대각선 방향으로의 저스트 포커스 전압이 가장 낮게 되고 스폿의 대각선 방향으로의 크기가 가장 커진다.

즉, 도 6에 도시한 바와 같은 스폿이 형성되며, 이는 모의 실험한 결과로 나타났다.

따라서, 대각선 방향으로의 가장 큰 스폿은 해상도의 열화를 초래하게 된다.

본 발명의 목적은 보다 큰 주렌즈를 형성하기 위해 사용되는 비축대칭의 기하학적 구조에 의해 발생되는 빔스폿의 형상을 개선하여 향상된 해상도를 얻기 위한 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 제3그리드와 제4그리드의 대향면을 빔통과 공통개구부로 구성하여 그 중 한 개의 그리드내에 내부전극을 설치하고 가속적극의 내부에는 비점수차 보정을 위한 보정전극을 설치한 칼라 음극선관용 전자총이 제공된다.

제1도는 일반적인 칼라 음극선관의 구성도.

제2도는 일반적인 인라인(In-Line)형 비피에프(BPF) 전자총의 단면도.

제3도는 보정전극이 설치된 종래 인라인형 비피에프 전자총의 단면도.

제4도는 제3도에 나타난 보정전극의 단면도.

제5도는 제3도에 나타난 내부전극의 단면도.

제6도는 종래 보정전극을 사용할 때 스폿 형상을 나타낸 확대도.

제7도는 본 발명에 따른 인라인형 비피에프 전자총의 단면도.

제8도는 제7도에 나타난 보정전극의 단면도.

제9도는 본 발명에 따른 보정전극을 사용할 때 스폿 형상을 나타낸 확대도 .

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

13 : 제3그리드 13 : 제4그리드

15 : 내부전극 20 : 보정전극

도 7은 본 발명의 실시예를 나타낸 전자총의 단면도로서, 전자총은 열전자를 방사하는 음극(10)과, 상기 음극에서 나온 전자빔을 제어하고 가속하는 제1그리드(11) 및 제2그리드(12)와, 전자빔을 형광면이 도포되어 있는 스크린에 초점이 맺히도록 집속 및 가속시키는 바이(Bi)형태의 렌즈를 구성하는 제3그리드(13) 및 제4그리드(14)와, 상기 제3그리드와 제4그리드내에 설치된 내부전극(15)과, 상기 제4그리드내에 설치된 보정전극(20)으로 구성되어 있다.

상기 제3그리드(13)와 제4그리드(14)의 대향면은 빔통과 공통개구부로 되어 있고, 내부전극(15)은 제3그리드와 제4그리드내의 일정위치에 설치되어 있다.

보정전극(20)에는 도 8에 도시한 바와 같이 전극에서 인라인 축까지의 길이가 구멍중심에서 가장 짧고 구멍 외곽으로 갈수록 점차 길어지는 원호형의 곡면부(20a)가 형성되어 있고, 상기 곡면부는 인라인 축을 중심으로 대칭되게 형성되어 있다. 상기와 같이 된 본 발명 전자총의 주렌즈는 제3그리드(13)와 제4그리드(14)내에 각각 설치된 내부전극(15)과 제4그리드내에 설치된 보정전극(20), 그리고 제3그리드와 제4그리드에 대향 형성된 빔통과 공통개구부에 의해 그 세기 및 수차가 결정된다.

따라서, 제3그리드(13)와 제4그리드(14)내에 설치되어 있는 내부전극(15), 제 3,4 그리드(13)(14)의 구조 및 칫수에 의해 주렌즈가 음의 비점수차를 갖는 경우 제4그리드(14)내에 보정전극(20)이 양의 비점수차를 갖도록 하여 주면 되는데, 이때 내부전극(15)이 도 5와 같은 형상으로 되어 대각선 방향의 전자빔 저스트 포커스 전압이 가장 낮고 대각선 방향으로의 집속이 가장 약하게 되므로 스크린 상에서 대각선 방향으로의 빔크기가 가장 크게 나타나게 된다.

그러나, 본 발명에 적용된 보정전극(20)에는 전극에서 인라인 축까지의 길이가 구멍 중심에서 가장 짧고 외곽으로 갈수록 넓어지는 원호형의 곡면부(20a)가 형성되어 있기 때문에 수직방향으로는 전자빔의 발산 작용을 가장 강하게 하고 대각선 방향으로는 종래 보정전극보다 약하게 하여 수직방향으로의 저스트 포커스 전압을 가장 낮게 할 수 있다.

따라서 인라인 축에서 빔스폿 외곽까지의 길이가 전자빔 중심일 때 가장 크게 하여 스폿형상을 모의 실험한 도 9와 같은 양호한 스폿형상을 얻을 수 있다.

본 발명은 상기와 같이 제4그리드내에 설치된 보정전극에 원호형의 곡면부를 인라인축에 대해 대칭으로 형성하여 수직방향으로의 저스트 포커스 전압을 가장 낮게 할 수 있고, 이에 따라 인라인 축에서 빔스폿 외곽까지의 길이가 전자빔 중심일 때 가장 커져 빔형상 왜곡이 억제되므로 화면의 해상도가 크게 향상되는 효과가 있다.

Claims (2)

1. 전자가 방사되는 음극과, 상기 음극에서 방사된 전자빔을 제어하고 가속하는 제1그리드 및 제2그리드와, 상기 전자빔이 스크린에 초점이 맺히도록 집속하고 가속시키는 제3그리드 및 제4그리드로 구성된 칼라 음극선관용 전자총에 있어서, 상기 제3그리드와 제4그리드의 대향면을 빔통과 공통개구부로 하고 제3그리드와 제4그리드 내부에 내부전극을 설치하며, 제4그리드 내부에는 전극에서 인라인 축까지의 길이가 빔 중심에서 가장 짧고 외곽으로 갈수록 넓어지는 형상의 보정전극을 설치하여서된 것을 특징으로 하는 칼라 음극선관용 전자총.
2. 제1항에 있어서, 상기 보정전극에서 인라인 축까지의 거리가 빔 중심에서 가장 짧아지도록 원호형 곡면부를 형성한 것을 특징으로 하는 칼라 음극선관용 전자총.