KR100209673B1 - 칼라 음극선관용 인라인(In-Line)전자총 - Google Patents

Abstract

가속전극역할을 하는 제 4 그리드전극의 형상을 개선하여 실드컵과의 용접작업시 변형 및 조립오차를 최소화함과 아울러 비점수차(Astigmatism)차이가 보상되도록 한 칼라 음극선관용 인라인 전자총에 관한 것으로서, 이를 위해 제3 그리드전극(14)과 제4 그리드전극(20)의 대향하는 면에는 각각 빔통과공(11)(21)이 각각 형성되고 상기 제4 그리드전극(20)의 빔통과공(21)에는 빔축방향으로 절곡되게 버링(23)을 형성한 것이다.

Description

칼라 음극선관용 인라인(In­Line)전자총

본 발명은 칼라 음극선관용 인라인 전자총에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 가속전극역할을 하는 제 4 그리드전극의 형상을 개선하여 실드컵과의 용접작업시 변형 및 조립오차를 최소화함과 아울러 비점수차(Astigmatism)차이가 보상되도록 한 칼라 음극선관용 인라인 전자총에 관한 것이다.

첨부도면 도 1은 일반적인 음극선관, 특히 인라인(In­Line)형 전자총중의 한 형태인 비피에프(BPF)전자총이 적용된 음극선관을 도시한 종단면도로서, 이러한 음극선관은 패널(1)과, 상기 패널에 전면부가 융착되어 진공관을 구성하며 후면부에는 네크부(3)가 일체로 형성된 펀넬(2)과, 상기 네크부에 봉입되어 적, 청, 녹 3색의 전자빔(4)을 패널측으로 방사시키는 전자총(5)과, 상기 패널(1)의 내면에 도트(Dot) 또는 스트라이프(Stripe)타입으로 도포된 적, 청, 녹의 형광면(6)과, 상기 형광면과 일정간격이 유지되게 패널(1)에 고정되어 색선별 역할을 하며 상기 펀넬(2)의 외주면에 설치되어 전자총(5)에서 방사되는 전자빔을 스크린측으로 편향시키는 편향요크(7)로 구성되어 있다.

첨부도면 도 2와 도 3은 전자총의 구조를 개략적으로 나타낸 종단면도 및 횡단면도로서, 음극(Cathode)(8)에 내장된 히터(9)에 스템핀(10)을 통해 전원이 공급되어 상기 히터(9)가 발열되면 음극(8)으로부터 열전자가 방사된다.

이와 같이 방사된 전자빔(4)은 음극(8)에서 스크린 방향으로 수직되게 일정한 간격을 두고 위치하는 다수의 전극에 형성된 전자빔 통과공을 차례로 통과하여 형광면(6)에 도달하게 된다.

상기 음극(8)에서 방사된 전자빔이 형광면(6)에 도달하는 과정을 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

전자총(5)의 음극(8)에서 방사된 전자빔(4)은 제1 그리드전극(또는 제어전극)(12), 제2 그리드전극(또는 제1 가속전극)(13), 제3 그리드전극(또는 집속전극)(14)으로 구성된 빔형성 영역(Beam Forming Region)에서 적절히 제어 및 가속된 다음 제3 그리드전극(14)과 제4 그리드전극(또는 가속전극)(15)에 인가되는 전압차로 인해 형성되어진 바이 포텐셜(Bi­Potential)정전렌즈(도시는 생략함)에 의해 집속 및 가속된다.

상기 전자총(5)의 주렌즈인 상기 정전렌즈를 통과한 전자빔(4)은 펀넬(2)의 외주면에 설치된 편향요크(7)에 인가되는 전류의 세기에 의해 형성되어진 자계의 영향으로 인하여 그 경로가 결정되어 형광면(6)측으로 진행하게 된다.

이와 같이 진행하는 전자빔(4)은 형광면앞에 설치된 색선별역할을 하는 새도우마스크(15)의 구멍을 통하여 형광면(6)에 충돌하게 되므로 형광면을 이루는 형광체를 발광시키게 되고, 이에 따라 전자총에 인가된 신호가 화상으로 재현된다.

상기한 바와 같이 전자빔(4)이 각 전극을 통과할 때 적, 녹, 청의 색상을 구현하는 세 개의 전자빔(4)을 스크린의 중앙에서 일치시키기 위해 정전렌즈를 구성하는 전극에서 외곽빔(적, 청색을 구현하는 전자빔)이 통과하는 전자빔 통과공을 이심(Offset)시키거나 또는 다른 적절한 방법으로 외곽빔의 경로를 중앙빔(녹색을 구현하는 전자빔)측으로 향하도록 정전렌즈를 형성하게 된다.

한편 인라인( In­Line)형 전자총에서는 3색을 구현하는 전자빔이 화면전면에서 일치되도록 하기위해 셀프 커버젼스(Self­convergence)편향요크를 사용하는데, 이러한 편향요크는 수평방향으로는 핀쿠션(Pin­cushion), 수직방향으로는 바렐(Barrel)자계가 형성되어 지며, 이러한 자계 형성에 의해 세 전자빔(4)은 화면의 전면에서 일치하게 된다.

이때 전자빔(4)은 상기의 자계에 의해 전자빔의 수평방향으로는 발산되고 수직방향으로는 과집속되는 할로(Halo)현상이 나타나게 되는데 이러한 문제점, 즉 주변부에서의 비점수차(전자빔의 수평, 수직방향의 집속력의 차이를 최적의 포커스가 되었을때의 포커스 전압차로 환산한 값)가 음의 방향으로 증가하는 현상을 제거하기 위해 전자총의 삼극부를 비대칭으로하여 스크린 중앙에서 비점수차가 양의 값을 취하도록하여 비록 주변부에서는 비점수차의 값이 음의 값이 되지만 그 절대값을 줄여줌으로써 화면전면의 해상도를 향상시키게 된다.

한편, 전자빔(4)이 스크린에 작은 스폿(Spot)으로 맺히도록 하기위해 사용되는 상기 제3 그리드 전극(14)과, 상기 제4 그리드전극(15)의 전압차에 의해 형성되는 주렌즈의 크기는 넥크부(3)의 외경에 크게 좌우되는데, 이는 전자빔(4)이 통과하는 주렌즈를 형성시키는 제3 그리드전극(14)과 제4 그리드전극(15)의 서로 대향하고 있는 공의 크기가 클수록 스크린상에 보다 작은 스폿이 형성되는 것은 공지된바 있는데, 이는 구면수차와 배율의 감소 때문이다.

따라서 도 4에서와 같이 중앙에 3색의 전자빔이 각각 통과하는 투과공(16′)을 가지며 측단면 형상이 ㄷ자 형태로 된 보정전극(16)의 조립방법은 보정전극의 투과공이 천공된 부분의 외표면을 실드컵(Shield Cup)(17)의 음극측 외표면에 밀착시킨후 그 경계면을 용접함으로써 실드컵에 보정전극을 고정시킨다.

다음, 제4 그리드전극(15)을 보정전극(16)이 삽입되도록 덮어씌운후 실드컵(17)과 제4 그리드전극의 경계부를 용접하여 고정하게 된다.

상기와 같은 조립구조의 경우 실드컵(17)의 음극(8)측 외단부의 평탄도와 보정전극(16)의 스크린측 외단부의 평탄도, 즉 실드컵(17)과 보정전극(16)이 용접되는 면의 평탄도가 전자총의 정도에 큰 영향을 미치게 되는데, 평탄도가 떨어질 경우 비교적 접촉면적이 큰 실드컵(17)과 보정전극(16) 용접작업후 정위치에서 벗어나거나 틀어지는 문제점으로 인하여 수개의 전극에 의해 형성되는 렌즈에 불량이 발생하여 전자빔의 통과효율을 저하시킬 뿐만 아니라 이에 따른 화상효과도 저하되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점들을 감안하여 안출한 것으로서, 그 목적은 큰 주렌즈를 형성하기 위해 사용되는 비축대칭의 기하학적 구조에 의해 발생되어진 비점수차를 보정하는 보다 향상된 수단을 제공함으로서 실드컵에 가속전극의 용접시 발생되는 조립오차를 해소하기 위한 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위해 전자빔이 방사되는 음극과, 상기 음극에서 나오는 전자빔을 제어하는 제1 그리드전극과, 전자빔을 가속하는 제2 그리드전극과, 전자빔을 형광면이 도포되어 있는 스크린에 촛점이 맺히도록 집속 및 가속시키는 제3, 4그리드의 전극들이 관축방향으로 순차적으로 배열된 칼라 음극선관용 인라인 전자총에 있어서, 상기 제3, 4 그리드전극의 대향하는 면에는 각각 빔통과공이 각각 형성되고 상기 제4 그리드전극의 내부 스크린측 단부에는 빔축방향으로 절곡되게 버링이 형성된 칼라 음극선관용 인라인전자총을 제공하는 것이다.

도 1은 인 라인(In - Line)형 비피에프(BPF)전자총이 적용된 칼라 음극선관의 종단면도

도 2는 상기 도 1의 A부 종단면도

도 3은 상기 도 2의 횡단면도

도 4은 본 발명 실시예의 실드컵과 가속전극의 결합구조를 도시한 종단면도

도 5는 상기 도 4의 가속전극을 발췌하여 도시한 일부절결 사시도

도 6은 상기 도 4의 횡단면도

도 7은 본 발명의 다른 실시예를 도시한 종단면도

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

14 : 제3 그리드전극(집속전극) 20 : 제4 그리드전극(가속전극)

21 : 빔통과공 22 : 내부전극

23 : 버링(Burring) 24 : 절곡편

H : 제4 그리드전극의 빔통과공의 간격

H′: 절곡편 끝단의 간격

h : 제4 그리드전극의 내부전극의 간격

첨부도면 도 4와 도 5, 도 6을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

즉, 본 발명의 전자총은 전자가 방사되는 음극(Cathode)(8)과, 상기 음극에서 나온 전자빔(4)을 제어하는 제1 그리드전극(제어전극)(12) 및 가속하는 제2 그리드전극(제1 가속전극)(13)와, 상기 전자빔(4)을 형광면(6)이 도포되어 있는 스크린에 초점이 맺히도록 적절히 집속 및 가속시키는 바이(Bi)형태의 정전렌즈를 구성하는 제3 그리드전극(집속전극)(14)과 제4 그리드전극(가속전극)(20)이 관축방향으로 순차적으로 배열되어 있다.

상기 제3, 4그리드전극(14)(20)의 대향하는 면에는 3색의 전자빔(4)이 통과하는 각각의 빔통과공(11)(21)이 각각 형성되어 있으며, 상기 각 전극의 내부에는 판형상의 내부전극(18)(22)이 설치되어 있다.

또한 상기 제4 그리드전극(20)의 실드컵(17)측 단부에는 미리 뚫어놓은 구멍의 가장자리를 프레스펀치를 이용하여 구멍을 늘리는 버링(Burring)(23)을 형성하는데, 이 버링은 음극(8)방향으로 빔축과 평행하게 형성되어 있으며, 버링(23)의 끝단은 빔축을 향하여 수직절곡한 절곡편(24)이 형성되어 있다.

한편, 상기 버링(23)이 시작된 절곡지점의 수직간격, 즉 제4 그리드전극(20)의 빔통과공(21)의 수직간격(H)에 비해 절곡편(24) 끝단의 수직간격(H′)이 작게 형성하고, 또한 상기 절곡편 끝단의 수직간격(H′)은 제4 그리드전극(20)내에 설치된 내부전극(22)의 수직간격(h)보다 작게 형성하는 것이 바람직 한데, 이는 전자빔(4)의 세기와 수차를 향상시키기 위한 것이다.

따라서 상기 전자총의 주렌즈는 제3 그리드전극(14)의 내부전극(18), 제4 그리드전극(20)의 내부전극(22)과 버링(23)의 형태에 따라 전자빔의 세기 및 수차가 결정되는데, 특히 제3 그리드전극(14)과 제4 그리드전극(20)내에 설치되어 있는 각각의 내부전극(18)(22)과, 제3 그리드전극(14)과 제4 그리드전극(20)의 구조 및 치수에 의해 주렌즈의 음(-)의 비점수차의 크기를 제어해 주게 된다.

즉 상기 제4 그리드전극(20)의 음극(Cathode)(8)측 빔통과공(21)에서 버링(23)까지의 길이는 비점수차의 크기가 작을수록 비점수차를 양(+)의 방향으로, 또는 제4 그리드전극(20)의 음극(8)측 빔통과공(21)에서 버링(23)까지의 길이는 비점수차의 크기가 클수록 비점수차를 음(-)의 방향으로 해준다.

또한 별도로 가속전극을 용접할 필요없이 버링작업에 의해 가속전극을 제4 그리드전극(20)에 일체로 형성되도록 함으로써 실드컵(17)에 제4 그리드전극(20)을 용접함에 따라 결과적으로 가속전극이 동시에 고정되므로 조립과정을 단순화할 수 있게 되며, 실드컵(17)과 제4 그리드전극(20)의 용접시 밀착되는 면적을 최소화함에따라 제4 그리드전극(20)이 밀착되는 실드컵(17)의 음극측 외표면이 평탄하지 않더라도 제4 그리드전극이 실드컵에 밀착되는 용적이 버링(23)된 부분의 두께에 해당되므로 용접을 용이하게 할 수 있으므로 조립오차를 줄일 수 있게 된다.

도 7은 본 발명의 다른 실시예를 도시한 것으로서, 제3 그리드전극(14)의 내부전극(18), 제4 그리드전극(20)의 내부전극(22)에 의해서 형성되는 렌즈의 비점수차가 일치하지 않을 경우 중앙공축상의 버링(23) 끝단부의 절곡길이와 외곽공축상의 버링(23) 끝단부의 절곡길이를 서로 차별화하여야 한다.

즉, 버링(23)의 절곡편(24′) 길이를 중앙부는 길게하고 이를 제외한 외측부는 상대적으로 짧게 설정해야하며, 버링(23)의 길이 또한 종래 보정전극과는 달리 제4 그리드전극(20)의 버링(23) 치수는 조립작업시 변화되지 않는다.

비록 제4 그리드전극(20)과 실드컵(17)의 용접시 일렬로 정열하지 못해도 제3 그리드전극(14)의 내부전극(18)과, 제4 그리드전극(20)의 내부의 버링(23)에 의해서 형성되는 주렌즈에는 영향을 주지않기 때문에 포커스 특징에 큰 영향을 주지 않게 된다.

상기한 바와 같이 별도로 버링작업에 의해 가속전극을 제4 그리드전극에 일체로 형성되도록 하여 실드컵에 제4 그리드전극을 용접함에 따라 결과적으로 가속전극이 동시에 고정되므로 조립과정을 단순화할 수 있음은 물론, 실드컵과 제4 그리드전극의 용접시 밀착되는 면적을 최소화함에따라 용접성을 용이하게 할 수 있으므로 조립오차를 저하시키 수 있는 장점이 있다.

Claims (6)

1. 전자빔이 방사되는 음극과, 상기 음극에서 나오는 전자빔을 제어하는 제1 그리드전극과, 전자빔을 가속하는 제2 그리드전극과, 전자빔을 형광면이 도포되어 있는 스크린에 촛점이 맺히도록 집속 및 가속시키는 제3, 4그리드전극들이 관축방향으로 순차적으로 배열된 칼라 음극선관용 인라인 전자총에 있어서,

   상기 제3 그리드전극과 제4 그리드전극의 대향하는 면에는 빔통과공이 각각 형성되고 상기 제4 그리드전극의 빔통과공에는 빔축방향으로 절곡되게 버링이 형성된 것을 특징으로 하는 칼라 음극선관용 인라인 전자총.
2. 제 1 항에 있어서,

   버링의 끝단이 빔중심방향으로 절곡된 것을 특징으로 하는 칼라 음극선관용 인라인 전자총.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   버링의 끝단 절곡부분중 중심부와 그 양측부의 절곡길이가 서로 다른 것을 특징으로 하는 칼라 음극선관용 인라인 전자총.
4. 제 3 항에 있어서,

   버링의 끝단 절곡부분중 중심부 절곡량이 그 양측부의 절곡길이에 비해 길게 형성된 것을 특징으로 하는 칼라 음극선관용 인라인 전자총.
5. 제 3 항에 있어서,

   버링의 끝단 절곡부분중 중심부 절곡량이 그 양측부의 절곡길이에 비해 짧게 형성된 것을 특징으로 하는 칼라 음극선관용 인라인 전자총.
6. 제 1 항에 있어서,

   버링이 시작된 절곡지점의 간격에 비해 끝단 절곡부분의 간격이 작고, 상기 끝단 절곡부분의 간격은 제4 그리드전극내에 설치된 내부전극의 간격보다 작게 형성된 것을 특징으로 하는 칼라 음극선관용 인라인 전자총.

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