KR100235999B1 - A converging electrode of electron gun for color crt - Google Patents
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Abstract
본 발명은 전자빔의 편향량에 따른 비점수차를 보정하므로써 특히 화면 주변부에서의 해상도를 향상시킬 수 있도록 한 것이다.The present invention improves the resolution at the periphery of the screen by correcting astigmatism according to the amount of deflection of the electron beam.
이를 위해, 본 발명은 컬러 음극선관용 전자총에 있어서, 가변전압 집속전극 대향면의 고정전압 집속전극에는 복수개의 종장형 사각 전자빔 통과공이 형성되고, 상기 종장형 사각 전자빔 통과공의 수직면 양측에는 수직평판전극이 음극쪽으로 돌출되며, 그 내부에는 종장형 사각 전자빔 통과공 또는 원형의 전자빔 통과공을 가지는 가이드 인너 전극이 삽입되고, 상기 고정전압 집속전극 대향면의 가변전압 집속전극에는 원형 전자빔 통과공과 상기 원형 전자빔 통과공 상·하부에 평판면과 직교하는 방향인 음극쪽으로 돌출된 수평평판전극을 가지는 사각판형의 보정전극이 부착되어 그 목적이 달성된다.To this end, the present invention, in the electron gun for the color cathode ray tube, a plurality of longitudinal rectangular electron beam passing holes are formed in the fixed voltage focusing electrode on the opposite surface of the variable voltage focusing electrode, and vertical flat electrodes on both sides of the vertical surface of the longitudinal rectangular electron beam passing hole. Protruding toward the cathode, a guide inner electrode having an elongated rectangular electron beam passing hole or a circular electron beam passing hole is inserted therein, and the circular electron beam passing hole and the circular electron beam are inserted into the variable voltage focusing electrode opposite to the fixed voltage focusing electrode. The purpose of this is achieved by attaching a square plate-shaped correction electrode having horizontal flat electrodes protruding toward the cathode in a direction orthogonal to the flat surface above and below the through hole.
Description
본 발명은 대형 컬러 TV 또는 고정세도 산업용 모니터에 사용되는 전자총에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전자빔의 편향량에 따른 비점수차를 보정하므로써 특히 화면 주변부에서의 해상도를 향상시킬 수 있는 컬러 음극선관용 전자총의 집속전극에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electron gun used for a large color TV or a high-definition industrial monitor, and more particularly, to an electron gun for a color cathode ray tube that can improve the resolution at the periphery of a screen by correcting astigmatism according to the amount of deflection of an electron beam. It relates to a focusing electrode.
일반적으로, 컬러 수상관은 도 1에 나타낸 바와 같이, 기본적으로 전자총(1), 편향요크(2), 새도우 마스크(3), 그리고 내부가 진공으로 이루어진 일종의 유리용기인 브라운관(4)으로 구성되며, 적·녹·청 세 개의 음극에서 방사된 전자빔(5)이 전자총(1) 내부의 전극간 전위차에 의해 집속되고 편향요크(2)에 의해 스크린 상의 소정 위치로 편향되면, 패널(6)과 일정한 간격을 유지하고 있는 새도우 마스크(3)의 구멍을 통과하여 패널(6) 내면에 도포되어 있는 적·녹·청의 형광체에 충돌하므로써 원하는 화상을 얻게 된다.In general, as shown in Fig. 1, the color tube consists essentially of an electron gun (1), a deflection yoke (2), a shadow mask (3), and a CRT (4), which is a kind of glass vessel made of a vacuum inside. When the
이 때, 브라운관(4)은 전방 내면에 적·녹·청의 형광체가 도포된 형광면과, 색선별 기능을 갖는 새도우 마스크가 연결된 패널(6)과, 패널(6) 측면에 결합되어 후방으로 수렴되며 관형상의 네크부(7a)를 가지는 펀넬(7)로 구성된다.At this time, the cathode ray tube 4 is coupled to the
또한, 스크린 후방으로 수렴하는 펀넬(7)의 네크부(7a)에는 전자총(1)이 내장되고, 상기 네크부(7a) 외부에는 전자총(1)에서 방사되는 전자빔(5)을 수평방향 또는 수직 방향으로 편향시키는 편향요크(2)가 결합되어 있다.In addition, an electron gun 1 is embedded in the
도 2는 종래의 컬러 수상관용 전자총을 개략적으로 나타낸 횡단면도로서, 전자총(1)은 크게 삼극부와 주렌즈부로 구성되며, 각 구성은 다음과 같다.Fig. 2 is a cross sectional view schematically showing a conventional electron gun for color water tubes, wherein the electron gun 1 is composed of a triode and a main lens unit, and each configuration is as follows.
먼저, 삼극부는 열원인 히터(8)가 내장되어 열전자를 방출하며 인-라인(In-line) 배열된 음극(9)과, 음극(9)에서 방열된 열전자를 각각 제어 및 가속시키는 제어전극(10) 및 가속전극(11)으로 구성된다.First, the three-pole part has a heater 8, which is a heat source, emits hot electrons, and controls a control electrode for controlling and accelerating the hot electrons radiated from the negative electrode 9 and the negative electrode 9 arranged in-line. 10) and the accelerating electrode (11).
그리고, 주렌즈부는 상기 삼극부에서 생성된 전자빔(5)을 집속하는 집속전극(12)과, 전자빔(5)을 최종 가속시키는 양극(13)으로 구성된다.The main lens unit includes a focusing
여기서, 제어전극(10)은 접지되고, 가속전극(11)에는 500∼1000V의 저전압이 인가되며, 양극(13)에는 25∼35kV의 고전압이 인가되고, 집속전극(12)에는 양극(13)에 인가되는 전압의 20∼33%에 해당하는 중전압이 인가된다.Here, the
이와 같이 구성된 종래의 컬러 수상관용 전자총(1)은 각 전극에 소정의 전압이 인가됨에 따라 집속전극(12)과 양극(13)에 인가되는 전위차에 의해 정전렌즈가 형성되어 삼극부에서 생성된 전자빔(5)이 형광면의 중앙에 집속되게 된다.In the conventional color image tube electron gun 1 configured as described above, as a predetermined voltage is applied to each electrode, an electrostatic lens is formed by a potential difference applied to the focusing
이 때, 화상의 재현을 위해서는 스크린의 각 영역에 순차적으로 전자빔(5)을 주사해야하며, 이를 위해 전자빔(5)을 스크린 전영역으로 편향시켜야 하는데, 통상 인라인형 전자총(1)을 이용한 컬러 수상관에서는 적·녹·청 3개의 전자빔이 수평으로 나란하게 배열되기 때문에 각각의 전자빔을 형광면의 한곳에 수렴시키기 위하여 비균일자계를 이용한 자기집중형(Self-convergence)의 편향요크(2)(Deflection yoke)를 적용하고 있다.In this case, in order to reproduce an image, the
상기 자기집중형을 적용한 편향요크에서 생성되는 자계의 분포는 도 3a,3b에 나타낸 바와 같이, 수평편향자계는 핀쿠션형으로 하고, 수직편향자계는 배럴형으로 하므로써, 형광면 주변부에서의 집중의 어긋남(Mis-convergence)이 보정되도록 하였다.As shown in FIGS. 3A and 3B, the distribution of the magnetic field generated in the deflection yoke to which the self-focus type is applied is a pincushion type of horizontal deflection magnetic field and a barrel type of vertical deflection magnetic field. Mis-convergence) was corrected.
그러나, 도 4a,4b에 나타낸 바와 같이 각각의 자계는 2극 성분과 4극 성분으로 분리하여 설명할 수 있는데, 2극 성분은 전자빔을 수평 및 수직방향으로 편향시키는 역할을 하고, 4극 성분은 전자빔을 수직방향으로 집속하고 수평방향으로는 발산시키는 역할을 하므로써 수평방향의 빔보다 수직방향의 빔이 더 짧은 거리에서 집속되어 스크린 상에서 빔의 수직방향이 불록하게 솟아오르는 헤이즈(Haze) 현상을 야기시켜 화질의 열화를 초래하게 된다.However, as shown in FIGS. 4A and 4B, each magnetic field can be described by dividing into two-pole and four-pole components. The two-pole component serves to deflect the electron beam in the horizontal and vertical directions. By converging the electron beam in the vertical direction and diverging in the horizontal direction, the vertical beam is focused at a shorter distance than the horizontal beam, causing haze phenomenon in which the vertical direction of the beam rises on the screen. This results in deterioration of image quality.
도 5a,5b에서는 이러한 전자빔 스포트의 왜곡현상이 스크린 상에서 어떻게 나타나는지에 대해 더욱 구체적으로 나타내고 있다.5A and 5B show more specifically how the distortion of the electron beam spot appears on the screen.
도 5a,5b에 의하면, 화면 중앙부에서는 편향자계가 가해지지 않으므로 전자빔 스포트가 정확한 형상을 갖지만 그 주변부에서는 전술한 바와 같이, 수평방향으로 발산되고 수직방향으로 과집속되어 왜곡된 고밀도의 횡장형코어(14)와 그 상하로 저밀도의 상퍼짐 영역인 헤이즈(15)가 발생되므로써, 특히 화면 주변부에서의 해상도 열화를 초래하게 된다.5A and 5B, since the deflection magnetic field is not applied at the center of the screen, the electron beam spot has an accurate shape, but at the periphery thereof, as described above, the high-density horizontal core that is dissipated in the horizontal direction and over-focused in the vertical direction is distorted 14) and the
도 6a는 편향요크에 의하여 나타나는 전자빔 스포트가 화면 주변부에서 집속되지 않고 비점수차를 발생시키는 원리를 도시하고 있다.FIG. 6A illustrates a principle in which the electron beam spot represented by the deflection yoke generates astigmatism without being focused at the periphery of the screen.
비록 균일에 가까운 자계라도 미세한 핀쿠션이나 배럴자계 성분 때문에 형광면 주변부에서는 전자빔이 비점수차에 의해 빔 스포트가 왜곡되므로, 비균일 자계를 채택한 경우에 화면 주변부에서 빔스포트의 왜곡이 일어나는 것은 당연하다고 할 수 있다.Even if the magnetic field is close to uniform, the beam spot is distorted by astigmatism at the periphery of the fluorescent surface due to the fine pincushion or barrel magnetic component. .
또한, 이러한 문제점은 수상관이 대형일수록, 또는 편향각이 클수록 더욱 더 커지게 되며, 대형 수상관을 선호하는 소비자의 경향과 수상관의 크기에 따라 증가하는 편향각을 고려할 때 반드시 해결되어야 하는 과제중의 하나이다.In addition, this problem becomes larger as the water pipe becomes larger or the deflection angle becomes larger, and a problem that must be solved in consideration of the tendency of consumers who prefer a large water pipe and the increasing deflection angle according to the size of the water pipe. Is one of.
상기한 문제점을 해결하기 위해서는 4극 성분을 전자총(1)에서 발생시켜 자기집중형 편향요크(2)에서 발생되는 4극 성분과 상쇄시키므로써 수평·수직 방향의 전자빔 성분이 동시에 한점에서 집속되도록 할 수 있다.In order to solve the above problems, the 4-pole component is generated by the electron gun 1 to cancel the 4-pole component generated by the self-focusing
즉, 4극자 렌즈를 형성하기 위하여 집속전극(12)을 제1집속전극과 제2집속전극으로 2분할하고, 상기 전극들 사이에 다이나믹 4극자 전극을 설치하여 4극자 전극에 전위차를 발생시켜 4극자 렌즈를 형성하므로써 비점수차를 보정할 수 있게 된다.In other words, in order to form a four-pole lens, the focusing
그러나, 화면 중앙부와 주변부와의 전자빔 이동거리 차에 의해 주변부에서는 전자빔(5)이 스크린 앞에서 포커싱되어 여전히 헤이즈 현상이 발생된다.However, the
따라서, 이러한 문제점을 개선하기 위하여 전자빔(5)이 화면 주변부로 편향될 때, 편향주파수에 동기되는 다이나믹 전압(가변전압)을 인가하여 주렌즈의 파워를 약화시켜 빔의 포커싱 거리를 조절하므로써 정전렌즈의 비점수차를 보정해주는 방법이 주로 채용되고 있다.Therefore, to solve this problem, when the
종래의 실시예를 통한 비점수차 보정수단을 첨부도면 도 7 내지 도 11을 참조하여 간략히 설명하면 다음과 같다.Brief description of the astigmatism correcting means according to the prior art will be described with reference to FIGS. 7 to 11 as follows.
도 7 내지 도 11에 도시된 일본 마쓰시다사의 U.S 특허 제 5,061,881호에 개시된 비점수차 보정수단은 제1집속전극(20)에 종장형의 사각 전자빔 통과공(201),(202),(203)을 형성하고, 제2집속전극(30)에 횡장형의 사각 전자빔 통과공(301),(302),(303)을 복수개 형성하여 4극자 렌즈를 형성시키므로써 주변부에서의 비점수차를 보정하도록 구성된다.The astigmatism correcting means disclosed in US Pat. No. 5,061,881 of Matsushita, Japan shown in FIGS. 7 to 11 has a longitudinal rectangular electron beam through
즉, 전자빔 형성 영역인 삼극부에서 생성된 전자빔이 2분할된 제1집속전극(20)과 제2집속전극(30)을 통과하여 주렌즈에서 집속되고 스크린에 상을 맺게 된다.That is, the electron beam generated in the triode portion, which is the electron beam forming region, passes through the first divided
특히, 전자빔이 주변부로 편향될 때, 제1집속전극(20)에 인가되는 전압은 일정하게 고정되지만 제2집속전극(30)에 인가되는 전압은 전자빔의 편향량에 따라 동기되어 변한다. 즉, 4극자 전극에 의해 4극자 렌즈가 동작하게 된다.In particular, when the electron beam is deflected to the periphery, the voltage applied to the first focusing
통상적으로, 브라운관이 대형화되거나 편향각이 클수록 제2집속전극(30)에 인가되는 전압은 제1집속전극(20)에 인가되는 전압보다 높게 인가된다.In general, the larger the CRT or the larger the deflection angle, the higher the voltage applied to the second focusing
제2집속전극(30)에 인가되는 전압은 TV 또는 Monitor의 회로에서 파라볼라(Parabola) 파형으로 공급되며, 보통 제1집속전극(20)에 인가되는 전압 보다 300V∼1000V 정도 높게 인가된다.The voltage applied to the second focusing
즉, 제2집속전극(30)에 전압이 인가되었을 때, 제1집속전극(20)에 인가되는 전압과 제2집속전극(30)에 인가되는 전압의 차이로 인하여 4극자 렌즈가 동작하여 전자빔 스포트의 형태가 종장형으로 변화하게 되고, 주렌즈를 통과하여 편향요크의 비균일 자계에 의해 발생된 주변부의 상퍼짐인 헤이즈(15)를 개선하는 방향으로 작용하게 된다.That is, when a voltage is applied to the second focusing
도 6b는 4극자 렌즈를 사용할 경우, 전자빔의 경로가 보정되어 주변부의 초점이 일치되는 원리를 나타낸 개념도로서, 주렌즈의 집속력을 동일하게 한 상태에서 4극자에 의해 편향요크의 비점수차를 보상한 상태를 나타내고 있다.FIG. 6B is a conceptual diagram illustrating a principle in which the path of the electron beam is corrected to match the focal point of the peripheral part when the quadrupole lens is used, and compensates the astigmatism of the deflection yoke by the quadrupole with the same focusing force of the main lens. One state is shown.
상기 편향요크의 수평방향의 발산력만큼 4극자 렌즈가 수평방향으로 집속시켜 주고, 편향요크의 수직방향의 집속량만큼 4극자 렌즈가 수직방향으로 발산시켜 주로록 구성된다.The quadrupole lens focuses in the horizontal direction by the divergence force in the horizontal direction of the deflection yoke, and the quadrupole lens diverges in the vertical direction by the amount of focus in the vertical direction of the deflection yoke.
이를 위해, 주렌즈 약화성분(다이나믹 전압)이 필요하며, 이 주렌즈 약화 성분은 도 6b에서 처럼 주변부의 임의의 위치에서 전자빔이 집속되어 수평 및 수직 양방향에서 일치되게 하는 역할을 한다.For this purpose, a main lens weakening component (dynamic voltage) is required, which serves to focus the electron beam at any position in the periphery and match in both horizontal and vertical directions as in FIG. 6B.
이와 같이 적절한 4극자 렌즈와 다이나믹 전압에 의해 전자빔이 화면 주변부에서 최적 집속력을 갖도록 할 수 있다.In this way, the appropriate four-pole lens and the dynamic voltage can ensure that the electron beam has an optimal focusing force at the periphery of the screen.
그러나, 이와 같은 종래의 전자총은 일반적으로 집속전극에 인가되는 집속전압이 양극 전압의 20∼33% 정도 되며, 집속전극에 인가되는 전압에 따라 4극자 전극이 이루는 4극자 렌즈의 작용력이 달라지게 된다.However, in the conventional electron gun, the focusing voltage applied to the focusing electrode is generally about 20 to 33% of the anode voltage, and the action force of the 4-pole lens formed by the 4-pole electrode is changed according to the voltage applied to the focusing electrode. .
즉, 집속 전압비가 낮을 경우 주렌즈의 작용력이 강해 4극자 렌즈의 작용력은 약해도 되지만, 집속 전압비가 높은 경우에는 주렌즈가 약화되어 주렌즈 경이 커지게 된다. 주렌즈가 커지면 제2집속전극(30) 전압의 변화에 전자빔의 발산각의 변화가 작기 때문에 4극자 렌즈의 힘이 강하게 작용해야 한다. 그렇지 않으면 전자빔 화소가 최소가 되지 못하고 커지는 현상이 발생하게 된다.That is, when the focusing voltage ratio is low, the action force of the main lens may be strong and the action force of the quadrupole lens may be weak. However, when the focusing voltage ratio is high, the main lens is weakened and the main lens diameter becomes large. The larger the main lens, the smaller the change in the divergence angle of the electron beam due to the change in the voltage of the second focusing
이러한 현상을 개선하기 위해서는 4극자 렌즈의 힘이 강해야 되는데, 종래의 방식으로는 한계가 있었다.In order to improve this phenomenon, the force of the quadrupole lens must be strong, but there was a limit in the conventional method.
이를 보다 상세히 살펴보면, 먼저 가변 요소로는 제1집속전극(20)의 종장형 사각 전자빔 통과공(201),(202),(203)의 수평방향 폭과 수직방향 길이 그리고 두께, 제2집속전극(30) 역시 횡장형 사각 전자빔 통과공(301),(302),(303)의 수평방향 폭, 수직방향 길이, 그리고 두께 등의 여섯가지가 있다.In more detail, first, as the variable element, the horizontal width, the vertical length and the thickness of the longitudinal rectangular electron beam through
이들의 4극자 렌즈 작용이 가장 강해지기 위해서는 제1집속전극(20)의 종장형 사각 전자빔 통과공(201),(202),(203)의 수평폭은 조립이 가능한 범위내에서 최대한 줄이고, 제1집속전극의 전자빔 통과공의 수직길이는 제1집속전극(20) 전체의 수직길이(ℓ)보다 작고, 부품가공이 가능한 크기로 해준다. 이 상태가 4극자 렌즈 작용력이 가장 강한 경우이다.In order to have the strongest four-pole lens action, the horizontal widths of the vertical rectangular electron
한편, 횡장형 사각 전자빔 통과공(301),(302),(303)은 실제 구성하기가 불가능한데, 이는 전자빔 통과공의 피치, 즉, 횡장형 사각 전자빔 통과공(301),(302),(303)의 중심과 중심간의 거리가 4.75㎜ 수준이고, 공경이 3.9㎜이기 때문에 전자빔 통과공 사이에 형성되는 브리지 폭은 0.85㎜밖에 남지 않는다.On the other hand, the rectangular rectangular electron beam through-
실제 브리지폭은 0.5㎜ 이상이어야 하며, 0.35㎜ 범위에서 횡장형 사각 전자빔 통과공(301),(302),(303)을 형성하여야 하는데, 이는 불가능하다.The actual bridge width should be at least 0.5 mm and form the transverse rectangular electron beam through
그러므로, 종래의 전자총은 제1집속전극(20)의 종장형 사각 전자빔 통과공(201),(202),(203)의 형상과 두께에 의존한다.Therefore, the conventional electron gun depends on the shape and thickness of the longitudinal rectangular electron
이것만으로는 주렌즈 집속전압비가 높은 경우 또는 주렌즈의 직경이 클 경우의 4극자 렌즈 작용력을 만족할 만큼 강화시키는데 한계가 있었다.This alone has a limit to strengthening enough to satisfy the four-pole lens action force when the main lens focusing voltage ratio is high or when the main lens is large in diameter.
본 발명은 상기한 제반 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 4극자 렌즈의 작용력을 강하게하여 전자빔의 편향량에 따른 비점수차를 효과적으로 보정하므로써, 특히 화면 주변부에서의 해상도를 향상시킬 수 있는 컬러 음극선관용 전자총의 집속전극을 제공하는데 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and by strengthening the action force of the quadrupole lens to effectively correct the astigmatism according to the deflection amount of the electron beam, in particular the color gun tube electron gun that can improve the resolution at the periphery of the screen The purpose is to provide a focusing electrode.
도 1은 일반적인 컬러 수상관 구조를 나타낸 횡단면도1 is a cross-sectional view showing a general color water pipe structure
도 2는 도 1의 전자총의 개략적인 구조를 나타낸 횡단면도2 is a cross-sectional view showing a schematic structure of the electron gun of FIG.
도 3a, 3b는 편향요크의 비균일자계에 있어서,Figure 3a, 3b is a non-uniform magnetic field of the deflection yoke,
도 3a는 핀쿠션형 자계의 분포와 전자빔에 의해 형성된 화소가 수평방향으로 왜곡된 모양을 나타낸 예시도3A is an exemplary view showing a distribution of a pincushion type magnetic field and a shape in which pixels formed by an electron beam are distorted in a horizontal direction;
도 3b는 배럴형 자계의 분포와 전자빔에 의해 형성된 화소가 수직방향으로 왜곡된 모양을 나타낸 예시도3B is an exemplary view showing a distribution of a barrel-shaped magnetic field and a shape in which a pixel formed by an electron beam is distorted in a vertical direction.
도 4a는 핀자계의 성분 분해도4A is an exploded view of components of a fin magnetic field
도 4b는 배럴자계의 성분 분해도4b is an exploded view of components of a barrel magnetic field;
도 5a 및 도 5b는 비점수차에 의해 화면의 주변부에서 화소가 왜곡된 모습을 나타낸 예시도5A and 5B are exemplary diagrams illustrating a state in which pixels are distorted at the periphery of the screen due to astigmatism.
도 6a, 도 6b는 편향요크에 의한 전자빔 편향시 전자빔의 궤도를 나타낸 것으로서,6a and 6b show the trajectory of the electron beam during deflection of the electron beam by the deflection yoke,
도 6a는 4극자 렌즈를 사용하지 않은 경우, 편향요크에 의해 편향된 전자빔이 주변부에서 집속되지 않고 비점수차를 발생시키는 원리를 도시한 개념도FIG. 6A is a conceptual diagram illustrating a principle in which an electron beam deflected by a deflection yoke generates astigmatism without focusing at the periphery when a quadrupole lens is not used;
도 6b는 4극자 렌즈를 사용할 경우, 전자빔의 경로가 보정되어 주변부의 초점이 일치되는 원리를 나타낸 개념도6B is a conceptual diagram illustrating a principle in which a path of an electron beam is corrected to match the focus of a peripheral part when using a quadrupole lens;
도 7은 종래의 전자총의 2분할된 집속전극을 나타낸 횡단면도7 is a cross-sectional view showing a two-divided focusing electrode of a conventional electron gun
도 8은 도 7의 제1집속전극을 나타낸 정면도8 is a front view illustrating the first focusing electrode of FIG. 7;
도 9는 도 8의 Ⅰ-Ⅰ선을 나타낸 단면도FIG. 9 is a cross-sectional view taken along line II of FIG. 8.
도 10은 도 7의 제2집속전극을 나타낸 정면도FIG. 10 is a front view illustrating the second focusing electrode of FIG. 7.
도 11은 도 10의 Ⅱ-Ⅱ선을 나타낸 단면도FIG. 11 is a cross-sectional view taken along line II-II of FIG. 10.
도 12는 본 발명의 전자총 집속전극을 나타낸 횡단면도12 is a cross-sectional view showing an electron gun focusing electrode of the present invention.
도 13은 도 12의 제1집속전극을 나탄낸 정면도FIG. 13 is a front view illustrating the first focusing electrode of FIG. 12. FIG.
도 14는 도 13의 Ⅲ-Ⅲ선을 나타낸 단면도14 is a cross-sectional view taken along the line III-III of FIG.
도 15는 도 12의 제2집속전극을 나타낸 정면도FIG. 15 is a front view illustrating the second focusing electrode of FIG. 12.
도 16은 도 15의 Ⅳ-Ⅳ선을 나타낸 단면도16 is a cross-sectional view taken along the line IV-IV of FIG.
도 17은 도 12의 가이드 인너 전극을 나타낸 정면도17 is a front view illustrating the guide inner electrode of FIG. 12.
도면의 주요부분에 대한 부호의 설명Explanation of symbols for main parts of the drawings
40:고정전압 집속전극401,402,403:종장형 사각 전자빔 통과공40: fixed
410,411,412:수직평판전극42:가이드 인너 전극410, 411, 412: vertical flat electrode 42: guide inner electrode
420,421,422:가이드 인너 전극의 종장형 사각 또는 원형 전자빔 통과공420,421,422: Longitudinal square or circular electron beam through hole of guide inner electrode
4200,4210,4220:가이드 인너 전극의 타원형 또는 키홀형 전자빔 통과공4200,4210,4220: Elliptical or keyhole electron beam through hole of guide inner electrode
50:가변전압 집속전극60:보정전극50: variable voltage focusing electrode 60: correction electrode
600,601,602:수평평판전극610,611,612:원형 전자빔 통과공600,601,602: Horizontal flat electrode 610,611,612: Circular electron beam through hole
상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 전자빔을 방사하는 복수개의 음극과 상기 전자빔의 방사량 조절을 위한 제어전극 및 가속전극으로 구성된 삼극부와, 상기 전자빔을 화면에 집속시키는 주렌즈를 형성하는 집속전극과, 전자빔을 최종가속하는 양극으로 순차배치되며, 상기 집속전극을 2분할하여 분할된 집속전극중 한 집속전극에는 정전압을 인가하고 다른 집속전극에는 편향전류에 동기하는 가변전압을 인가시 상기 분할된 2개의 집속전극간에 다이내믹 4극자 렌즈가 형성되는 컬러 음극선관용 전자총에 있어서, 상기 가변전압 집속전극 대향면의 고정전압 집속전극에는 복수개의 종장형 사각 전자빔 통과공이 형성되고, 상기 종장형 사각 전자빔 통과공의 수직면 양측에는 수직평판전극이 음극쪽으로 돌출되며, 상기 고정전압 집속전극 내부에는 종장형 사각 또는 원형 전자빔 통과공을 가지는 가이드 인너 전극이 삽입되고, 상기 고정전압 집속전극 대향면의 가변전압 집속전극에는 복수개의 원형 전자빔 통과공과 상기 각 원형 전자빔 통과공 상·하부에 평판면에 대해 수직하게 음극쪽으로 돌출된 수평평판전극을 가지는 사각판형의 보정전극이 부착되어 구성된 컬러 음극선관용 전자총의 집속전극이다.In order to achieve the above object, the present invention focuses on forming a three-pole portion consisting of a plurality of cathodes for emitting an electron beam, a control electrode and an acceleration electrode for controlling the radiation amount of the electron beam, and a main lens for focusing the electron beam on the screen. The electrode and the electron beam are sequentially arranged as an anode for finally accelerating, and when the focusing electrode is divided into two, the constant voltage is applied to one of the focusing electrodes and the variable voltage synchronous to the deflection current is applied to the other focusing electrode. In a color cathode ray tube electron gun in which a dynamic quadrupole lens is formed between two focused electrodes, a plurality of longitudinal rectangular electron beam passing holes are formed in the fixed voltage focusing electrode on the opposite surface of the variable voltage focusing electrode, and the rectangular square electron beam passes. Vertical flat electrodes protrude toward the cathode on both sides of the vertical surface of the ball, and inside the fixed voltage focusing electrode A guide inner electrode having an elongated rectangular or circular electron beam through hole is inserted, and a plurality of circular electron beam through holes and a plurality of circular electron beam through holes and upper and lower portions of each of the circular electron beam through holes are inserted into the variable voltage focusing electrodes on the opposite surface of the fixed voltage focusing electrode. It is a focusing electrode of an electron gun for a color cathode ray tube which is attached to a square plate-shaped correction electrode having a horizontal plate electrode protruding toward the cathode vertically.
이하, 본 발명의 일실시예를 첨부도면 도 12 내지 도 17을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 12 to 17.
도 12는 본 발명의 전자총 집속전극을 나타낸 횡단면도이고, 도 13은 도 12의 제1집속전극을 나타낸 정면도이며, 도 14는 도 13의 Ⅲ-Ⅲ선을 나타낸 단면도이고, 도 15는 도 12의 제2집속전극을 나타낸 정면도이며, 도 16은 도 15의 Ⅳ-Ⅳ선을 나타낸 단면도이고, 도 17은 도 12의 가이드 인너 전극을 나타낸 정면도이다.12 is a cross-sectional view showing an electron gun focusing electrode of the present invention, FIG. 13 is a front view showing a first focusing electrode of FIG. 12, FIG. 14 is a cross-sectional view showing a line III-III of FIG. 13, and FIG. FIG. 16 is a cross-sectional view illustrating the IV-IV line of FIG. 15, and FIG. 17 is a front view of the guide inner electrode of FIG. 12.
본 발명은 4극자 렌즈의 액션을 강하게 하기 위한 것으로서, 3개의 전자빔을 생성시키는 전자빔 형성부인 삼극부 다음에 배치되어 상기 전자빔을 집속하는 본 발명의 컬러 음극선관용 집속전극은 고정전압이 인가되는 제1집속전극(고정전압 집속전극)(40)과, 상기 제1집속전극(40)의 다음에 배치되고 편향요크에 의한 전자빔의 편향량에 따라 가변전압이 인가되는 제2집속전극(가변전압 집속전극)(50)으로 구성된다.The present invention is to enhance the action of the four-pole lens, the first focusing electrode for a color cathode ray tube of the present invention disposed after the three-pole portion that is an electron beam forming portion for generating three electron beams to focus the electron beam is a first applied voltage A focusing electrode (fixed voltage focusing electrode) 40 and a second focusing electrode (variable voltage focusing electrode) disposed after the first focusing
이 때, 가변전압 집속전극인 제2집속전극(50) 대향면의 고정전압 집속전극인 제1집속전극(40)에는 복수개의 종장형 사각 전자빔 통과공(401),(402),(403)이 형성되고, 상기 종장형 사각 전자빔 통과공(401),(402),(403)의 수직면 양측에는 수직평판전극(410),(411),(412)이 음극쪽으로 돌출되며, 그 내부에는 3개의 종장형 사각 또는 원형 전자빔 통과공(420),(421),(422)을 가지는 가이드 인너 전극(42)이 삽입된다.In this case, a plurality of rectangular rectangular electron
상기 가이드 인너 전극(42)의 전자빔 통과공의 형상은 종장형 사각형(420),(421),(422)(도 17a)을 이루도록 형성되나, 원형형상(420),(421),(422)(도 17b)으로 형성되거나, 수직방향의 축의 길이가 수평 방향의 축의 길이보다 긴 종장형 타원형상(4200),(4210),(4220)(도 17c) 또는 종장형 사각 통공과 그 중심에 형성되는 원형공의 조합인 종장형 키-홀 형상(4200),(4210),(4220)(도 17d)을 이루도록 하여도 4극자 렌즈의 작용력을 강화시킬 수 있다.The shape of the electron beam through hole of the guide inner electrode 42 is formed to form a
또한, 상기 제1집속전극(40) 대향면의 제2집속전극(50)에는 사각판형의 보정전극(60)이 부착되며, 상기 사각판형의 보정전극(60)은 복수개의 원형 전자빔 통과공(610),(611),(612)과 상기 각 원형 전자빔 통과공 상·하부에 평판면에 대해 수직방향으로 돌출된 수평평판전극(600),(601),(602)을 가진다.In addition, a square plate-shaped
상기의 전극들은 다이나믹 4극자 렌즈를 형성하는 기본 구성이다.The electrodes are a basic configuration forming a dynamic quadrupole lens.
그리고, 상기 제2집속전극(50)에 부착된 보정전극(60)의 수평평판전극(600),(601),(602)은 제1집속전극(40)에 형성된 종장형 사각 전자빔 통과공(401),(402),(403) 내부로 삽입되도록 설치되어 구성된다.In addition, the horizontal
또한, 상기 제1집속전극(40)의 종장형 사각 전자빔 통과공(401),(402),(403)중 외측에 형성된 전자빔 통과공(401),(403)의 외측 수직면에 형성된 수직평판전극(410)과, 상기 수직평판전극(410)에 대향하도록 외측 전자빔 통과공의 내측 수직면에 형성된 수직평판전극(411),(412)의 음극쪽으로의 길이가 서로 다르게 형성되어 구성되며, 특히 상기 고정전압 집속전극인 제1집속전극(40)의 종장형 사각 전자빔 통과공(401),(402),(403)의 수직평판전극(410),(411),(412)의 음극쪽으로의 길이는 외측 수직면에 형성된 수직평판전극(410)이 상기 수직평판전극(410)에 대향하도록 내측 수직면에 형성된 수직평판전극(411),(412)의 길이 보다 길게 형성되어 구성된다.In addition, the vertical plate electrode formed on the outer vertical surface of the electron beam through
한편, 상기에서 보정전극(60)의 원형 전자빔 통과공(610),(611),(612)은 원형이 아닌 횡장형 사각 전자빔 통과공으로 형성하여도 무방하다.Meanwhile, the circular electron beam through
본 발명의 각 구성요소에 대한 설계치는 컴퓨터 3차원 시뮬레이션을 통해 얻을 수 있으며, 그 과정을 살펴보면 다음과 같다.Design values for each component of the present invention can be obtained through computer three-dimensional simulation, the process is as follows.
4극자 렌즈는 고정전압이 가변전압보다 300∼1000V 정도 낮을 때, 전위차에 의해 작동하며 전자빔이 화면의 주변부로 편향될 때 발생하는 비점수차 만큼 4극자 렌즈에 보정자계를 발생시켜 비점수차를 보정할 수가 있다.The quadrupole lens operates by a potential difference when the fixed voltage is about 300 to 1000 V lower than the variable voltage. The quadrupole lens corrects the astigmatism by generating a correction field in the quadrupole lens as much as the astigmatism generated when the electron beam is deflected toward the periphery of the screen. There is a number.
컴퓨터 3차원 시뮬레이션 방법은 비점수차 보정수단이 작동하지 않는 상태, 즉 논-다이나믹(Non-dynamic) 상태에서의 화면 센터(center)부, 톱(top)부, 에지(edge)부, 코너(corner)부에서의 포커스 전압(Vfoc)을 측정한다In the computer 3D simulation method, the center, top, edge, and corner portions of the screen are displayed in a non-dynamic state in which astigmatism correction means do not operate. Measure the focus voltage (V foc ) at the
여기서, 논-다이나믹 상태라는 것은 고정전압이 인가되는 제1집속전극(40)과 가변전압이 인가되는 제2집속전극(50)에 동시에 같은 크기의 전압을 인가하였을 때의 상태를 말한다.Here, the non-dynamic state refers to a state when a voltage having the same magnitude is simultaneously applied to the first focusing
이와 같은 논-다이나믹 상태에서 화면의 센터부, 톱부, 에지부, 코너부의 포커스 전압을 측정하면 각 지점에서의 수평 포커스 전압은 거의 일정하게 유지되고, 수직방향에 대한 포커스 전압은 센터, 톱, 에지, 코너 순으로 지수 함수적으로 변화함을 알 수 있다.In this non-dynamic state, when the focus voltage of the center, top, edge, and corner portions of the screen is measured, the horizontal focus voltage at each point remains almost constant, and the focus voltage for the vertical direction is center, top, and edge. , It changes exponentially in corner order.
따라서, 수평방향의 수평 포커스 전압이 화면상의 위치에 관계없이 거의 일정하게 유지되므로 수평방향의 수차성분은 개선할 수차 성분에서 제외하고, 논-다이나믹 상태에서 지수 함수적으로 변화하는 수직 방향의 포커스 전압을 이용하여 수직방향의 수차성분을 보정할 수 있는 다이나믹 4극자 렌즈를 설계한다.Therefore, since the horizontal focus voltage in the horizontal direction is maintained almost constant regardless of the position on the screen, the vertical focus voltage in the vertical direction that changes exponentially in the non-dynamic state is excluded from the aberration component to be improved. We design a dynamic quadrupole lens that can correct vertical aberration components using.
이를 위해 각 지점에서의 포커스 전압을 측정하고 이값을 시뮬레이션 데이터로 활용하게 된다.To do this, the focus voltage at each point is measured and this value is used as simulation data.
즉, 각 화면 톱 일지점에서의 포커스 전압에서 센터의 포커스 전압을 뺀 값을, 화면 에지 일지점에서의 포커스 전압에서 센터의 포커스 전압을 뺀 값을, 화면 코너 일지점에서의 포커스 전압에서 센터의 포커스 전압을 뺀 값을라고 할 때, 이들 값, 즉,,,이 최종적으로 개선해야 할 편향요크의 수차 성분이 된다.That is, subtract the focus voltage of the center from the focus voltage at each screen top point. , The focus voltage at the screen edge point minus the focus voltage of the center. , The focus voltage at the screen corner point minus the center focus voltage , These values, i.e. , , This becomes the aberration component of the deflection yoke to be finally improved.
이와 같은 논-다이나믹 상태에서의 값,(화면 센터에서의 집속 전압),,,을 컴퓨터에 입력하여 주렌즈 출구(즉, 양극 전극 끝단)에서의 전자빔 반경, 발산각, 초점거리를 각각의 경우에 대하여 구하게 된다.In a non-dynamic state like this, (Focusing voltage at screen center), , , Is input to a computer to obtain the electron beam radius, divergence angle and focal length at the main lens exit (i.e., the anode electrode end) in each case.
여기서, 각각의 경우는 톱, 에지, 코너에 대해 측정하여 얻은,,값으로부터 컴퓨터를 이용하여 산출한 톱, 에지, 코너의 측정지점에 대한 전자빔 반경, 발산각, 초점거리를 말하며, 각각의 경우에 대해 구해진 전자빔 반경, 발산각, 초점거리는 다이나믹 상태에서의 수차 보정을 위한 기본 목표치로 삼게 된다.Here, each case is obtained by measuring the top, edge and corner , , The value refers to the electron beam radius, divergence angle, and focal length for the measured points of the top, edge, and corner computed from the computer.The electron beam radius, divergence angle, and focal length calculated for each case are used to correct It will be used as the basic target for this.
한편, 상기한 바와 같이 논-다이나믹 상태에서 컴퓨터를 이용하여 전자빔 반경, 발산각, 초점거리 등의 수차 성분을 구한 후에는, 제2집속전극(50)에 다이나믹 전압을 인가하였을 때 전자빔 반경, 발산각, 초점거리가 논-다이나믹 상태와 동일하게 되도록 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 집속전극의 치수 및 형상을 설계하게 된다.On the other hand, after obtaining aberration components such as electron beam radius, divergence angle and focal length by using a computer in the non-dynamic state as described above, when the dynamic voltage is applied to the second focusing
이 때, 상기 제2집속전극(50)에 인가되는 가변전압(다아나믹전압)값은 각각 최종적으로 개선해야 되는,,값들의 1/2 정도가 되도록 한다.At this time, the variable voltage (dynamic voltage) applied to the second focusing
이와 같이 시뮬레이션을 통해 얻은 본 발명의 제1·2집속전극의 치수변화에 따른 전자빔의 수평성분 및 수직성분에 대한 집속작용 및 발산작용의 영향력 변화 내용을 아래의 표를 통하여 나타내었다.The changes in the effects of the focusing and diverging effects on the horizontal and vertical components of the electron beam according to the dimensional change of the first and second focusing electrodes of the present invention obtained through the simulation are shown in the table below.
[표 1]TABLE 1
위의 표에서 제1집속전극(40)의 종장형 사각 전자빔 통과공(401),(402),(403)의 수직방향의 길이가 전자빔의 수직성분에 대해 아무런 영향을 끼치지 않음을 알 수 있는데, 이는 상·하부 양측판의 간격이 일정한 보정전극(60)의 수평평판전극(600),(601),(602)이 종장형 사각 전자빔 통과공(401),(402),(403) 내부로 진입한 상태이기 때문에 전자빔의 수직성분이 수평평판전극(600),(601),(602)의 영향만을 받고 종장형 사각 전자빔 통과공(401),(402),(403)의 수직방향의 길이 변화의 영향을 받지 않고 있기 때문이다.In the above table, it can be seen that the vertical lengths of the vertical rectangular electron beam through
또한, 제1집속전극(40) 내부로 돌출된 수직평판전극(410),(411),(412) 중에서 외측 전자빔 통과공의 외측부의 길이가 내측부의 것에 비해 긴 까닭은 가변(다이나믹) 전압이 인가될 때, 외측 전자빔의 수렴력이 떨어져 주변부에서 컨버전스 에러가 발생하는 현상을 방지하기 위한 것이다.In addition, the length of the outer side of the outer electron beam passing hole among the
외측 종장형 사각 전자빔 통과공(401) 외측의 수직평판전극(410)의 음극 방향으로의 길이가 길 경우 오버 컨버젼스(Over convergence)가되며, 이와는 달리 그 길이가 길 경우 언더 컨버전스(Under convergence)가 된다.If the length of the
이를 개선하기 위하여 외측 종장형 사각 전자빔 통과공(401)의 수직평판전극(410)의 길이를 내측의 수직평판전극(411),(412)보다 0.5㎜ 정도 길게 해 놓았다.In order to improve this, the length of the
한편, 상기한 본 발명 집속전극 구성요소의 개략적인 설계치수를 살펴보면 하기와 같다.On the other hand, the schematic design dimensions of the above-described focusing electrode components of the present invention are as follows.
* 제1집속전극* First focusing electrode
·장공의 수평폭: 3.90mm· Horizontal width of long hole: 3.90mm
·장공의 수직폭: 6.50mmLongitudinal width of long hole: 6.50mm
·장공의 두께: 0.4mmLength of slot: 0.4mm
·수직평판전극 높이(내측): 1.0mmVertical flat electrode height (inside): 1.0mm
·수직평판전극 높이(외측): 1.5mmVertical plate electrode height (outer side): 1.5 mm
·가이드 인너 전극의 전자빔 통과공: 3.90mmElectron beam through hole of guide inner electrode: 3.90mm
* 제2집속전극* Second focusing electrode
·보정전극의 공경: 3.90mmCompensation electrode diameter: 3.90mm
·보정전극의 수평평판전극의 음극쪽 길이: 2.00mmThe length of the cathode side of the horizontal plate electrode of the calibration electrode: 2.00 mm
·보정전극의 두께: 0.4mmCalibration electrode thickness: 0.4mm
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 4극자 렌즈 작용력을 강하게하여 전자빔의 편향량에 따른 비점수차를 보다 효과적으로 보정하게 된다.As described above, the present invention enhances the four-pole lens action force to more effectively correct the astigmatism according to the deflection amount of the electron beam.
특히, 화면 주변부에서의 빔 스포트의 왜곡을 방지하여 화면의 해상도를 향상시킬 수 있게 되므로써 보다 나은 품질의 화상을 제공할 수 있게 된다.In particular, it is possible to improve the resolution of the screen by preventing distortion of the beam spot at the periphery of the screen, thereby providing a better quality image.
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