KR100230435B1 - 칼라 음극선관용 전자총 - Google Patents

Abstract

칼라 음극선관용 전자총을 개시한다. 이 전자총은 삼극부를 이루는 캐소오드, 제어전극 및 스크린 전극과, 보조렌즈 및 주렌즈를 이루는 제1,2,3포커스 전극과, 상기 제3포커스 전극과 대향되게 설치되는 최종가속전극을 포함하며, 상기 스크린 전극과, 제2포커스 전극에는 정전압이 인가되고, 상기 제1,3포커스 전극에는 상기 제2포커스전극과 사중극렌즈들을 형성하는 다이나믹 포커스 전압이 인가된 것에 특징이 있다.

Description

칼라 음극선관용 전자총{Electron gun for color cathode ray-tube}

본 발명은 칼라 음극선관용 전자총에 관한 것으로서, 더 상세하게는 전자총을 이루는 각 전극에 전압을 인가하기 위한 전압인가 방법이 개량된 칼라 음극선관용 전자총에 관한 것이다.

칼라 음극선관의 해상도는 형광면에 랜딩되는 전자빔의 크기에 따라 좌우된다. 따라서 고해상도의 화상을 얻기 위해서는 형광면에 랜딩되는 전자빔의 크기가 가능한 한 작고 찌그러짐이 없으며, 상퍼짐이 없는 것이 중요하다. 그러나 통상적인 전자총은 R,G,B형광체를 각각 발광시키기 위한 전자총이 인라인형으로 배열 설치되고, 이 전자총으로부터 방출되는 전자빔은 핀쿠션형 수평편향자계와 배럴형 수직편향자계를 형성하는 편향요오크에 의해 편향이 이루어지고 있으므로 이 편향요오크의 불균일자계로 인해 상기 전자총으로부터 방출되어 형광막에 랜딩되는 전자빔은 비점수차가 발생하게 된다.

즉, 전자총으로부터 방출된 전자빔이 형광막의 중앙부에 랜딩될 때에는 편향자계가 가해지지 않게 되므로 전자빔의 비점수차가 발생하지 않아 이로써 상퍼짐이 없는 원형의 전자빔 스포트를 얻을 수 있다. 그러나 전자빔이 형광막의 주변부로 편향될 때에는 편향자계에 의해 수평방향으로 발산되고 수직방향으로 과집속되어 스크린상에 형성되는 전자빔은 고휘도의 코어부와 저휘도의 상퍼짐부를 가지게 되어 화면의 해상도가 저하된다.

도 1에는 이러한 문제점을 해결하기 위한 종래 칼라 음극선관용 전자총의 일예를 나타내 보였다.

이것은 삼극부를 이루는 캐소오드(2), 제어전극(3) 및 스크린전극(4)과, 주렌즈계를 이루는 제1,2,3,4포커스전극(5)(6)(7)(8)과, 상기 제4포커스 전극(8)과 대향되게 설치된 최종가속 전극(9)을 포함한다. 여기에서 상기 캐소오드(2)는 인라인상으로 세 개가 배열되며, 이 캐소오드(2)로부터 배열된 상기 각 전극들에는 인라인상으로 세 개의 전자빔 통과공이 형성된다. 그리고 상기 제3,4포커스 전극(7)(8)의 상호 대향되는 면에는 사중극렌즈를 형성하기 위한 수단이 설치되는데, 이 수단은 도 2에 도시된 바와 같이 상기 제3포커스 전극(7)의 출사측면에 사각 형상의 전자빔 통과공(7H)이 형성되고 이 전자빔 통과공(7H)의 양측가장자리에는 전극의 내측으로 연장되는 수직 브레이드(7a)가 형성되고, 상기 제4포커스 전극(8)의 입사측면에는 전자빔 통과공(8H)이 형성되고 이 전자빔 통과공(8H) 상하부의 입사측면에는 상기 제3포커스 전극(7)의 출사측면에 형성된 전자빔 통과공(7H)의 상하부에 제3포커스 전극(7)과 접촉되지 않도록 끼워지는 수평브레이드(8a)가 형성된다.

그리고 상기 스크린 전극(4)과 제2포커스 전극(6)에는 소정의 정전압(VS)이 인가되고, 상기 제1,3포커스 전극(5)(7)에는 상기 정전압(VS) 보다 높은 포커스 전압(VF)이 인가되며, 제4포커스 전극(8)에는 상기 포커스 전압(VF)을 기저 전압으로 하는 다이나믹 포커스 전압(VD)이 인가되고, 상기 최종가속 전극(9)에는 상기 전압들 보다 높은 에노우드 전압(VA)이 인가된다.

이와 같이 구성된 종래 칼라 음극선관용 전자총은 전자빔이 편향되지 않을 경우 즉, 전자총으로부터 방출된 전자빔이 형광막의 중앙부로 주사될 때에는 상기 제4포커스전극(8)에 최저 다이나믹 포커스전압(VD)이 인가되게 되므로 상기 제3,4포커스전극(7)(8)의 사이에는 사중극렌즈가 형성되지 않게 된다. 따라서 상기 캐소오드(2)로부터 방출된 전자빔은 각 전극사이에 형성되는 렌즈에 의해 예비 집속 및 가속되어 원형의 상태로 형광막의 중앙부에 랜딩되게 된다.

그리고 상기 전자총으로부터 방출된 전자빔이 형광막의 주변부로 주사될 때에는 도 3에 도시된 바와 같이 제4포커스전극(8)에 다이나믹 포커스 전압(VD)이 인가되므로 상기 제3포커스전극(7)과 제4포커스전극(8) 사이에는 사중극렌즈가 형성되게 된다. 따라서 상기 캐소오드(2)로부터 방출되어 사중극렌즈를 통과하는 전자빔은 도 4에 도시된 바와 같이 그 단면이 종장형을 이루게 된다. 따라서 종장형화된 전자빔은 편향시 편향요오크의 불균일자계에 의해 발생되는 전자빔의 왜곡이 보정되어 형광막의 주변부에 랜딩되게 된다.

그런데, 상술한 바와 같은 종래 칼라 음극선관용 전자총은 사중극렌즈를 형성함에 있어서, 포커스 전압(VF)과 다이나믹 포커스 전압(VD)에 의해 형성되게 되므로 다단의 전압을 인가하기 위한 회로의 구현이 어렵다. 또한 포커스 전압(VF)이 인가되는 전극과 다이나믹 포커스 전압(VD)이 인가되는 전극이 각각 존재하게 되므로 전극의 수가 많아져 구조적으로 복잡하다.

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 전 형광막에 랜딩되는 전자빔의 단면을 균일하게 형성할 수 있으며 내전압 특성을 향상시킬 수 있는 칼라 음극선관용 전자총을 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 종래 음극선관용 전자총을 도시한 입단면도로서, 각 전극에 전압인가 방법을 나타내 보인 것,

도 2는 도 1에 도시된 사중극렌즈를 형성하는 전자빔 통과공이 형성된 전극을 발췌하여 도시한 분리사시도,

도 3은 종래 전자총의 사중극렌즈를 형성하기 위한 전압의 파형을 나타내 보인 도면,

도 4는 상기 전자총을 통과시 전자빔의 단면을 나타내 보인 도면,

도 5는 본 발명에 따른 칼라 음극선관용 전자총을 도시한 입단면도로서, 전압인가 방법을 나타내 보인 것,

도 6은 본 발명에 따른 전자총의 다른 실시예를 도시한 사시도,

도 7은 도 6에 도시된 종장형의 전자빔 통과공을 도시한 도면,

도 8은 도 6에 도시된 횡장형의 전자빔 통과공을 도시한 도면,

도 9는 전자총의 사중극렌즈를 형성하기 위한 전압의 파형을 나타내 보인 도면,

도 10은 상기 전자총을 통과시 전자빔의 단면을 나타내 보인 도면.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 간단한 설명>

21... 캐소오드 22... 제어전극

23... 스크린전극 24... 제1포커스 전극

25... 제2포커스 전극 26...제3포커스 전극

27... 최종가속 전극

VS....정전압 VD...다이나믹 포커스 전압

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 삼극부를 이루는 캐소오드, 제어전극 및 스크린 전극과, 보조렌즈 및 주렌즈를 이루는 제1,2,3포커스 전극과, 상기 제4포커스 전극과 대향되게 설치되는 최종가속전극을 포함하며, 상기 스크린 전극과, 상기 제2포커스 전극에는 정전압이 인가되고, 상기 제1,3포커스 전극에는 상기 제2포커스전극과 사중극렌즈들을 형성하는 다이나믹 포커스 전압이 인가된 것을 그 특징으로 한다.

상기 사중극렌즈의 형성은 상기 제1,2포커스 전극의 출사측면에 각각 종장형의 전자빔 통과공이 형성되고, 상기 제2,3포커스 전극의 입사측면에 횡장형의 전자빔 통과공이 형성됨으로써 이루어진다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 한 바람직한 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 음극선관용 전자총이 도 5에 도시되어 있다. 도시된 바와 같이 삼극부를 이루는 캐소오드(21), 제어전극(22) 및 스크린 전극(23)과, 사중극렌즈를 포함하는 보조렌즈 및 주렌즈를 이루는 제1,2,3포커스 전극(24)(25)(26)과, 상기 제3포커스전극(26)과 대향되게 설치되는 최종가속전극(27)을 포함한다. 상기 캐소오드(21)는 인라인상으로 세 개가 배열되고 상기 각 전극에는 전자렌즈를 형성하기 위한 세 개의 전자빔 통과공 또는 세 전자빔이 통과하는 대구경렌즈를 형성하기 위한 하나의 공통전자빔 통과공이 형성된다. 여기에서 상기 제1,2포커스전극(24)(25)사이와 제2,3포커스 전극(25)(26)의 사이에는 후술하는 전압의 인가시 사중극렌즈가 형성될 수 있도록 소정형상의 전자빔 통과공이 형성된다. 이 사중극렌즈를 형성하기 위한 전자빔 통과공은 상기 제1포커스 전극(24)의 출사측면과 제2포커스 전극(25)의 입사측면에 각각 종장형의 전자빔 통과공(24H')과 횡장형의 전자빔 통과공(25H)이 형성된다. 그리고 상기 제2포커스 전극(25)의 출사측면에는 사각 형상의 전자빔 통과공(25H')이 형성되고 이 전자빔 통과공(25H')의 양측 가장지리에는 전극의 내측으로 연장되는 수직 브레이드(25a)가 형성되며, 상기 제3포커스 전극(26)의 입사측면에는 전자빔 통과공(26H)이 형성되고 이 전자빔 통과공(26H) 상하부의 입사측면에는 상기 제2포커스 전극(25)의 출사측면에 형성된 전자빔 통과공(25H')의 상하부에 제3포커스 전극(26)과 접촉되지 않도록 끼워지는 수평브레이드(26a)가 형성된다.

여기에서 상기 제2포커스 전극(25)의 출사측면과 제3포커스 전극(26)의 입사측면에 형성된 전자빔 통과공(25H')(26H)은 도 6에 도시된 바와 같이 각각 종장형과 횡장형으로 형성하여도 무방한데, 상기 종장형의 전자빔 통과공은 도 7에 도시된 바와 같이, 원형의 전자빔 통과공 상하부에 인입홈이 형성된 수직 키 홀의 형상으로 이루어지고, 상기 횡장형의 전자빔 통과공은 도 8에 도시된 바와 같이, 원형의 전자빔 통과공의 양측에 인입홈이 형성되어 수평 키 홀의 형상으로 이루어진다. 상기 종장형의 전자빔 통과공과 횡장형의 전자빔 통과공은 상술한 실시예에 의해 한정되지 않고, 직사각형 또는 타원 등 다양한 형태로 변형 가능함은 물론이다.

그리고 상기 전자총(20)을 구성하는 각 전극에는 각각 소정의 전압이 인가되는데, 이를 상세하게 설명하면 다음과 같다.

상기 스크린 전극(23)과 제2포커스 전극(25)에는 소정의 정전압(vs)이 인가되고 상기 제1,3포커스 전극(24)(26))에는 상기 정정압(vs)보다 높은 다이나믹 포커스 전압(VD)이 인가된다. 그리고 최종가속 전극(27)에는 상기 전압들 보다 높은 고압의 애노우드 전압(VA)이 인가된다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 칼라 음극선관용 전자총의 작용을 전자총으로부터 방출된 전자빔이 형광막의 중앙부로 주사될 때와 주변부에 주사될 때로 나누어 설명하면 다음과 같다.

먼저 상기 전자총(20)으로부터 방출된 전자빔이 형광막의 중앙부로 주사될 때에는 상기 제1,3포커스 전극(24)(26)에 최저 다이나믹 포커스전압(VD)이 인가되지 않게 되므로 제1,2,3포커스 전극(23)(24)(25) 사이에 전자렌즈가 형성되지 않거나 배율이 상대적으로 매우 약한 사중극렌즈들이 형성된다. 그리고 상기 제3포커스 전극(26)과 최종가속 전극(27) 사이에는 주 전자렌즈가 형성된다. 따라서 상기 전자총으로부터 방출된 전자빔은 상술한 렌즈 즉, 상기 주렌즈를 통과하면서 집속 및 가속되어 형광막의 중앙부에 원형의 전자빔이 최상의 상태로 랜딩된다.

그리고 상기 전자총(20)으로부터 방출된 전자빔이 형광막의 주변부로 주사될 때에는 도 9에 도시된 바와 같이 스크린 전극(23)과 제2포커스 전극(25)에 정전압(VS)이 인가되고, 상기 제1포커스 전극(24)과 제3포커스 전극(26)에는 파라볼라형의 다이나믹 포커스 전압(VD)이 인가됨과 아울러 최종 가속 전극(27)에 고압의 에노우드 전압(VA)이 인가된다. 따라서 상기 제어전극(22)과 스크린전극(23) 사이에는 음극렌즈가 형성되고, 상기 스크린 전극과 제1포커스 전극 사이에는 전자렌즈가 형성된다. 그리고 상기 제1포커스 전극(24)과 제2포커스 전극(25) 사이에는 제1포커스 전극(24)의 출사측면에 형성된 종장형의 전자빔 통과공(24H')과 제2포커스 전극(25)의 입사측면에 형성된 횡장형의 전자빔 통과공(25H)에 의해 제1사중극렌즈가 형성되고, 상기 제2포커스 전극(25) 제3포커스 전극(26) 사이에는 상기 수직 브레이드(25a)와 수평 브레이드(26a)에 의해 제2사중극 렌즈가 형성된다.

따라서 상기 캐소오드(21)로부터 방출된 전자빔은 상기 제1사중극렌즈의 통과시 횡장형을 이루게 되고, 상기 제2사중극렌즈를 통과하면서 종장형화 되어 궁극적으로 주렌즈로 입사되는 전자빔의 단면은 제10도에 도시된 바와 같이 종장형을 이루게 된다. 따라서 높지 않은 스크린 전압과 상대적으로 높은 다이나믹 포커스 전압으로 형성되는 2중의 사중극렌즈에 의해 전자빔의 수직 방향에 대한 과도한 집속이 방지되고 또한 수평방향의 과도한 발산작용을 억제하는 효과를 발생시킨다. 상기와 같이 제1사중극렌즈를 통과하면서 횡장형화되고 제2사중극렌즈를 통과하면서 종장형화된 전자빔은 주렌즈를 통과하면서 최종 집속 및 가속된 후 편향요오크에 의해 편향되어 형광막에 주사되는데, 이때에 상기 편향요오크의 비균일한 자계에 의한 비점수차를 보정된다. 그리고 제1사중극렌즈와 제2사중극렌즈의 강도를 상기 전극에 인가되는 전압의 세기를 이용하여 조정함으로써 전자빔이 수평방향으로 발산되고 수직 방향으로는 집속되어 형광막 주변부에 랜딩되는 전자빔 단면이 원형을 이루게 된다.

본 발명에 따른 칼라 음극선관용 전자총은 도면에 도시된 실시예를 들어 설명하였으나 본원 발명은 상술한 실시예에 의해 한정되지 않고 본원 발명에 따른 전압인가 방법을 이용하여 다양한 형태의 전자총을 구성할 수 있음은 물론이다.

상술한 바와 같이 작동되는 칼라 음극선과용 전자총은 낮은 스크린 전압용 정전압과 높은 다이나믹 포커스 전압으로 구성된 다중의 사중극 렌즈에 의해 전자빔의 수직 방향에 대한 과도한 집속과 수평방향의 과도한 발산을 억제하는 효과를 발생시킨다. 따라서 편향요오크에 의해 비점수차 및 주변 편향시의 상퍼짐에 의한 해상도 저하를 줄여 형광막 주변부에 랜딩되는 전자빔의 단면을 원형으로 형성할 수 있으므로 화상의 해상도를 전면에서 향상시킬 수 있다.

또한 각 전극에 인가된 전압을 단순화함으로써 회로구성이 용이하며, 전극구조역시 단순화가 가능하여 전체적으로 원가절감 및 작업성과 생산성의 향상을 도모할 수 있다.

상술한 바와 같이 본 발명 칼라 음극선관용 전자총은 캐소오드로부터 방출된 전자빔을 다중집속 및 가속시킴으로써 화면 전역에서 비점수차 및 구면수차를 줄일 수 있으며, 포커스 특성을 향상시켜 균일한 전자빔의 단면을 얻을 수 있는 주된 효과를 가진다.

Claims (4)

1. 삼극부를 이루는 캐소오드, 제어전극 및 스크린 전극과, 보조렌즈 및 주렌즈를 이루는 제1,2,3포커스 전극과, 상기 제3포커스 전극과 대향되게 설치되는 최종가속전극을 포함하며,

   상기 스크린 전극과, 상기 제2포커스 전극에는 정전압이 인가되고,

   상기 제1,3포커스 전극에는 상기 정전압보다 높고 상기 제2포커스전극과 다중의 사중극렌즈들을 형성하기 위한 다이나믹 포커스 전압이 인가된 것을 특징으로 하는 칼라 음극선관용 전자총.
2. 제1항에 있어서,

   상기 사중극렌즈의 형성은 상기 제1,2포커스 전극의 출사측면에 각각 종장형의 전자빔 통과공이 형성되고, 상기 제2,3포커스 전극의 입사측면에 횡장형의 전자빔 통과공이 형성된 것을 특징으로 하는 칼라 음극선관용 전자총.
3. 제2항에 있어서,

   상기 제2포커스 전극의 출사측면에 형성된 종장형의 전자빔 통과공의 양측 가장자리에 수직 브레이드가 형성되고, 이와 대응되는 상기 제3포커스 전극의 입사측면의 횡장형 전자빔 통과공 상하부에 상기 종장형의 전자빔 통과공에 끼워지며 상기 수직 브레이드 및 상기 제2포커스 전극과 전기적으로 접촉되지 않은 수평브레이드를 구비하여 된 것을 특징으로 하는 칼라 음극선관용 전자총.
4. 제2항에 있어서,

   상기 사중극렌즈를 형성하는 종장형의 전자빔 통과공이 원형의 전자빔 통과공 상하부에 인입부가 형성되어 이루어지며, 상기 횡장형의 전자빔 통과공은 원형의 전자빔 통과공 양측에 인입부가 형성되어 이루어진 것을 특징으로 하는 칼라 음극선관용 전자총.