KR100252934B1 - 칼라음극선관용전자총 - Google Patents

Abstract

본 발명은 칼라 음극선관용 비대칭 대구경 전자총에서 전자빔의 방사량을 제어하는 제어전극의 구조에 관한 것으로 비대칭 대구경 주렌즈의 중앙과 외곽의 유효 렌즈경 차이로 인하여 중앙 전자빔 스폿이 외곽 전자빔 스폿에 비해 상대적으로 열화되지 않도록 제어전극의 전자빔 통과공 크기를 줄여 화면의 전 영역에서 스폿 크기를 균일하게 유지시킬 수 있도록 한 것이다.

이를 위해, 전자빔(2)을 방사하는 복수개의 음극(1)과, 상기 전자빔의 방사량 조절을 위한 제어전극과 가속전극으로 이루어진 삼극부와; 상기 전자빔을 화면에 집속시키기 위한 2개 이상의 전극으로 구성되는 주렌즈를 구비한 전자총에 있어서, 제어전극인 제 1 그리드 전극(4)의 중앙 전자빔 통과공(4b)을 외곽 전자빔 통과공(4a)(4c)보다 작게 형성하여서 된 것이다.

Description

칼라 음극선관용 전자총{electron gun for color cathode ray tube}

본 발명은 칼라 음극선관용 전자총에 관한 것으로써, 좀 더 구체적으로는 비대칭 대구경 전자총에서 전자빔의 방사량을 제어하는 제어전극의 구조에 관한 것이다.

도 1은 일반적인 칼라 음극선관의 횡단면도로써, 칼라 음극선관용 전자총의 각 전극들은 3개의 음극(1)에서 방사된 전자빔(2)이 일정한 세기의 형태로 제어되어 형광면(3)에 도달할 수 있도록 하기 위해 전자빔(2)이 통과되는 경로에 대해 수직이 되게 서로 일정한 간격을 두고 인라인(in-line)으로 배치되어 있다.

상기 전자총은 상호 독립되게 수평으로 나란히 설치된 3개의 음극(1)과, 상기 음극에서 일정 간격이 유지되게 배치되어 음극에서 발생되는 열전자를 제어하는 제 1 그리드 전극(4)과, 상기 제 1 그리드 전극에서 일정 간격이 유지되게 배치되어 음극의 전자 방사물질면(도시는 생략함)에 모여 있는 열전자를 당겨내어 가속시키는 역할을 하는 제 2 그리드 전극(5)과, 그리고 제 3 그리드 전극(6), 제 4 그리드 전극(7), 제 1 집속 및 가속전극(8), 제 2 집속 및 가속전극(9)이 차례로 배치되어 있고 상기 제 2 집속 및 가속전극의 일측(전자빔의 진행방향측)에는 펀넬(10)의 내면에 도포된 흑연막(11)과의 접지역할을 함과 동시에 전자총에 네크부(10a)의 중심부에 지지되도록 하는 역할을 하는 복수개의 쉴드 스프링(12)이 고정된 쉴드컵(13)이 배치되어 있다.

상기 음극(1)에는 각 전자총의 컷오프(cut-off)전압이 같도록 일정한 전류치를 얻기 위해 각각 다른 전압이 인가된다.

따라서 전자총의 삼극부를 구성하는 음극(1)내의 히터(14)에 스템 핀(15)으로 부터 전원이 인가되어 히터가 발열되면 음극의 선단부에 도포된 전자 방사물질에서 열전자가 방출된다.

이와 같이 방출된 열전자는 제어전극인 제 1 그리드 전극(4)에 의해 제어됨과 동시에 가속전극인 제 2 그리드 전극(5)에 의해 가속된 다음 제 3,4 그리드 전극(6)(7) 및 제 1 가속 및 집속전극(8)의 하부전극(8b)을 통과하면서 예비 집속작용을 받고 비대칭 대구경 주렌즈를 구성하는 제 1 가속 및 집속전극(8)과 제 2 가속 및 집속전극(9)을 통과하면서 가속 및 집속된 후 형광면(3)과 일정 간격 유지되게 설치되어 색선별역할을 하는 섀도우 마스크(16)를 통과한 다음 형광면(3)에 충돌하여 형광면(3)을 발광시키므로 화면이 재현된다.

상기한 바와 같은 동작시 펀넬(10)의 네크부(10a) 외주면에 설치된 편향요크(17)가 전자총에서 발사된 전자빔(2)을 형광면(3)의 전체로 편향시켜 준다.

도 2는 종래 비대칭 대구경 전자총의 전극배열을 나타낸 횡단면도로써, 3개의 전자빔이 통과하는 전자빔 통과공이 공통으로 형성된 제 1 가속 및 집속전극(8)과, 그리고 제 2 집속 및 가속전극(9)의 내부에 전자빔의 비점수차를 제어하기 위한 보정전극(18)(19)이 각각 설치되어 있고, 쉴드컵(13)의 일측면에도 전자빔의 비점수차를 제어하기 위한 보정전극(20)이 설치되어 있다.

따라서 전자총에서 발사된 전자빔(2)이 각 전극을 통과하면서 가속 및 집속되어 형광면(3)에 부딪히므로써 도 1과 같은 전자빔 스폿(21)을 형성할 때 상기 전자빔 스폿은 편향요크(17)에 의해 화면의 전역으로 편향되므로 화면이 재현된다.

이때 비대칭 대구경 주렌즈를 통과하는 중앙 전자빔(2b)과 외곽 전자빔(2a)(2c)의 집속작용은 동일하게 이루어지지 않는다.

특히, 외곽 전자빔(2a)(2c)의 집속작용은 수평, 수직방향에서 서로 다른 집속작용을 하게 된다.

한편, 제 2 가속 및 집속전극(9)과 쉴드컵(13)사이에 설치된 보정전극(20)은 제 1 가속 및 집속전극(8)과 제 2 집속 및 가속전극(9)을 통과하는 전자빔(2)의 수직방향 집속작용을 약화시키는 작용을 하게 된다.

상기한 종래의 비대칭 대구경 전자총에서 제 1 가속 및 집속전극(8)과 제 2 가속 및 집속전극(9)의 내부에 전자빔(2a)(2b)(2c)의 비점수차를 제어하기 위해 설치된 보정전극(18)(19)의 형상은 도 2에 나타낸 전자총의 S치(Seperation)와 밀접한 관계를 갖는데, 이때 보정전극(18)(19)에 형성된 전자빔 통과공의 수평경은 S치를 초과할 수 없다.

이러한 제 1 가속 및 집속전극(8)과 제 2 가속 및 집속전극(9)의 내부에 위치한 보정전극(18)(19)의 전자빔 통과공에 의해 형성되는 중앙 전자빔(2b)의 수평 유효 주렌즈경은 제 1 가속 및 집속전극(8)과 제 2 가속 및 집속전극(9)의 수평방향 림(Rim)부와 보정전극(18)(19)의 외곽형상에 의해 형성되어지는 외곽 전자빔(2a)(2c)에서 수평 유효 주렌즈경의 중심이 S 치와 어긋나 외곽 전자빔(2a)(2c)이 주렌즈의 중심을 통과하지 못하고 주렌즈의 주변부를 통과하게 된다.

이런 경우, 전자빔이 좌우대칭으로 집속되지 않아 좌우측 중 어느 한쪽의 전자빔이 할로(Halo)현상을 일으키거나, 브로밍(Blooming)현상을 일으키게 되므로 해상도의 열화를 초래하는 코마(Coma)가 발생된다.

따라서 화면에 최상의 전자빔 스폿이 형성된다 하더라도 외곽 전자빔 스폿에 비해, 증앙 전자빔 스폿은 그 크기가 커지게 된다.

또한, 중앙 전자빔인 그린(G)은 형광체의 발광효율이 래드(R)나 블루(B)에 비해 높아 시각적으로 더 크게 보이므로 중앙 전자빔은 외곽 전자빔에 비해 포커스의 상대적인 열화가 심화된다.

이러한 중앙 전자빔 포커스의 상대적인 열화는 해상도를 크게 저하시키는 결과를 초래한다.

본 발명은 종래의 이와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로써, 비대칭 대구경 주렌즈의 중앙과 외곽의 유효 렌즈경 차이로 인하여 중앙 전자빔 스폿이 외곽 전자빔 스폿에 비해 상대적으로 열화되지 않도록 제어전극의 전자빔 통과공 크기를 줄여 화면의 전 영역에서 스폿 크기를 균일하게 유지하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 형태에 따르면, 전자빔을 방사하는 복수개의 음극과, 상기 전자빔의 방사량 조절을 위한 제어전극과 가속전극으로 이루어진 삼극부와; 상기 전자빔을 화면에 집속시키기 위한 2개 이상의 전극으로 구성되는 주렌즈를 구비한 전자총에 있어서, 제어전극인 제 1 그리드 전극의 중앙 전자빔 통과공이 외곽 전자빔 통과공보다 작게 형성된 칼라 음극선관용 전자총이 제공된다.

도 1은 일반적인 칼라 음극선관을 나타낸 횡단면도

도 2는 종래 비대칭 대구경 전자총의 전극배열을 나타낸 횡단면도

도 3은 도 2에 적용된 제어전극의 정면도

도 4는 본 발명에 적용된 제어전극의 정면도

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 음극 4 : 제 1 그리드전극

4a,4c : 외곽 전자빔 통과공 4b : 중앙 전자빔 통과공

이하, 본 발명을 일 실시예로 도시한 도 4를 참고로 하여 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 4는 본 발명에 적용된 제어전극의 정면도로써, 본 발명의 구성 중 종래의 전자총 구성과 동일한 부분은 그 설명을 생략하고 동일부호를 부여하기로 한다.

본 발명은 제어전극인 제 1 그리드 전극(4)의 중앙 전자빔 통과공(4b)을 외곽 전자빔 통과공(4a)(4c)보다 작게 형성한다.

통상, 중앙 전자빔(2b)을 정확히 조절한 크기는 외곽 전자빔(2a)(2c)을 정확히 조절한 크기보다 약 2 ∼ 15% 정도 크기 때문에 중앙 전자빔 통과공(4b)을 외곽 전자빔 통과공(4a)(4c)보다 2 ∼ 15% 정도 작게 형성하는 것이 바람직하다.

만약, 중앙 전자빔 통과공(4b)이 외곽 전자빔 통과공(4a)(4c)보다 2% 이하로 작게 형성될 경우에는 중앙 전자빔의 크기 변화가 미비하여 원하는 효과를 얻을 수 없게 되고, 이와는 반대로 중앙 전자빔 통과공(4b)이 외곽 전자빔 통과공(4a)(4c)보다 15% 이상 작게 형성될 경우에는 중앙 전자빔(2b)과 외곽 전자빔(2a)(2c)간의 휘점 소거전압(EKCO)의 차이가 오히려 심화되므로 해상도의 저하를 초래하게 된다.

이와 같이 구성된 본 발명의 작용을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 전자총의 히터에 전원이 인가되어 상기 히터가 발열하면 음극(1)의 상면에 도포된 산화물에서 전자가 방출되어 제어전극인 제 1 그리드 전극(4)에 의해 전자빔(2a)(2b)(2c)의 방출량이 제어되어 제 2 그리드 전극(5)에 의해 가속된다.

이와 같이 제 2 그리드 전극(5)에 의해 가속된 전자빔은 제 3,4 그리드 전극(6)(7) 및 제 1 가속 및 집속전극(8)의 하부전극(8b)을 통과하면서 예비 집속작용을 받고 비대칭 대구경 주렌즈를 구성하는 제 1 가속 및 집속전극(8)과 제 2 가속 및 집속전극(9)을 통과하면서 전자빔은 집속되어 형광면과 근접되게 설치된 섀도우마스크(16)를 통과하여 형광면에 전자빔 스폿(21)을 형성하게 된다.

상기 전자빔 스폿은 편향요크(17)에 의해 화면의 전역으로 주사되므로 화면을 형성하게 된다.

상기한 바와 같은 동작시 본 발명에서는 음극(1)에서 방출된 전자들의 집합인 전자빔(2a)(2b)(2c)이 제어전극인 제 1 그리드 전극(4)의 전자빔 통과공(4a)(4b)(4c)을 통과하고 나면 외곽 전자빔 통과공(4a)(4c)에 비해 그 크기가 상대적으로 작은 중앙 전자빔 통과공(4b)을 통과한 중앙 전자빔(2b)은 외곽 전자빔 통과공(4a)(4c)을 통과한 외곽 전자빔(2a)(2c)보다 직경이 작아진다.

이와 같이 외곽 전자빔(2a)(2c)보다 직경이 작은 중앙 전자빔(2b)이 주렌즈를 통과한 후 화면에 스폿을 형성할 때 외곽 전자빔(2a)(2c)의 스폿과 거의 동일한 개선된 스폿 크기를 얻게 된다.

즉, 비대칭 대구경 주렌즈의 중앙부분과 외곽부분의 형상차이로 인해 발생되는 중앙 전자빔의 스폿 크기가 외곽 전자빔의 스폿보다 크게 되는 문제점을 제어전극인 제 1 그리드 전극(4)의 중앙 전자빔 통과공(4b)의 크기를 줄여 중앙 전자빔의 스폿 크기를 외곽 전자빔(2a)(2c)의 스폿 크기와 동일하게 유지시키게 되므로 화면의 전 영역에 걸쳐 해상도를 균일하게 유지시킬 수 있게 되는 것이다.

이상에서와 같이 본 발명은 비대칭 대구경 렌즈의 중앙 수평 유효 렌즈경과 외곽 전자빔의 수평 유효 렌즈경의 차이를 고려하여 제 1 그리드 전극(4)의 중앙 전자빔 통과공(4b)의 크기를 외곽 전자빔 통과공(4a)(4c)보다 줄여 전자빔의 형성 초기에 전자빔의 직경을 줄여주므로서 화면의 전 영역에 걸쳐 중앙 전자빔 스폿이 열화되는 현상을 방지하게 되고, 이에 따라 화면의 전 영역에 걸쳐 해상도가 향상되는 효과를 얻게 된다.

Claims (1)

1. 전자빔을 방사하는 복수개의 음극과, 상기 전자빔의 방사량 조절을 위한 제어전극과 가속전극으로 이루어진 삼극부와; 상기 전자빔을 화면에 집속시키기 위한 2개 이상의 전극으로 구성되는 주렌즈를 구비한 전자총에 있어서,

   제어전극인 제 1 그리드 전극의 중앙 전자빔 통과공이 외곽 전자빔 통과공 보다 약 2~15% 작게 형성된 칼라 음극선관용 전자총.

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