KR100342741B1 - 브라운관용 전자총 - Google Patents

Abstract

개시된 브라운관의 전자총은, 히터가 내장되어 인라인 배열된 음극과, 음극에서 발생된 열전자를 제어 및 가속시키는 제어전극 및 가속 전극과, 전자빔을 집속 및 최종 가속시키는 집속전극과 양극을 포함하고 있는 브라운관의 전자총에 있어서, 상기 집속전극과 양극에는 3전자빔이 통과되는 전자빔통과공이 형성되고, 상기 집속전극의 통과공의 횡장율이 양극전극의 통과공의 횡장율보다 크게 형성된 것을 특징으로 한다. 이에 따르면, 전자빔의 수직집속력을 높일 수 있으며, 이에 따라 전자총의 길이가 크게 하지 않으면서도 화소의 크기를 줄일 수 있다.

Description

브라운관용 전자총 {Electron gun of Cathode Ray Tube}

본 발명은, 브라운관의 전자총에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, 2개의 전극에 서로 다른 전압을 인가하여 전극 사이에서 발생되는 전위차에 의해 주렌즈를 형성하기 위한 브라운관의 전자총에 관한 것이다.

도 1은 종래 칼라 브라운관의 구조를 나타낸 도면이다.

도시된 바와 같이, 종래의 칼라 브라운관은, 내면에 적색, 녹색, 청색의 형광체가 도포된 형광면(10a)이 형성된 패널(10)과, 패널(10)의 내면에 고정되고 색선별 기능을 가지는 새도우마스크(12)와, 패널(10)의 내면 가장자리에 고정되고 후방에 네크부(14a)를 가지는 펀넬(14)과, 네크부(14a)에 봉입되어 전자빔을 방출하는 전자총(20)과, 네크부(14a)의 외주에 설치되어 전자빔을 패널(10)의 수직 및 수평방향으로 편향시키기 위한 편향요크(16)를 포함하고 있다.

이와 같이 구성된 종래의 브라운관에서 전자총의 구조가 도 2에 도시되어 있다.

도시된 바와 같이, 종래 음극선관의 전자총은, 도 2에 도시된 바와 같이, 삼극부와 주렌즈로 크게 구성된다.

삼극부는, 히터(21a)가 내장되어 인라인 배열된 음극(21)과, 음극(21)에서 방출된 열전자를 제어 및 가속하는 제어전극(22)과 가속전극(23)을 포함하고 있다.

주렌즈부는 삼극부에서 생성된 전자빔을 집속시키는 제1 및 제2집속 전극(30)(31)과, 제1 및 제2집속전극(30)(31)에서 집속된 전자빔을 최종으로 가속시키는 양극전극(40)으로 구성된다. 상기 양극전극(40)의 단부에는 자계가 누설되는 것을 차폐하기 위한 쉴드컵(50)이 고정된다.

그리고, 삼극부와 주렌즈부 사이에는 전단집속 전극(24)이 마련되고, 주렌즈부와 전단집속 전극(24) 사이에는 강한 집속이 작용되도록 제2가속전극(25)이 마련된다.

여기에서, 상기 제어전극(22)은 접지되어 있고, 상기 가속전극(23)에는 대략 500∼1000V의 전압이 인가된다. 그리고, 양극전극(40)에는 25∼35kv 정도의 고전압이 인가되고, 제1 및 제2 집속전극(30)(31)에는 양극전극(40)에 인가되는 전압의 20∼30% 정도의 전압이 인가된다. 그리고, 제2가속전극(25)에는 가속전극(23)에 인가되는 전압과 동일한 전압이 인가되고, 전단 집단전극(24)에는 제1 및 제2집속전극(30)(31)에 인가되는 전압과 거의 동일한 전압이 인가된다.

상기와 같이 구성된 종래의 칼라 음극선관용 전자총은, 각 전극에 소정의 전위가 인가됨에 따라 특히 제2집속 전극(31)과 양극(40)의 전압차에 의해 정전렌즈가 형성되게 되어 주렌즈를 형성하고 삼극부에서 생성된 전자빔이 형광면의 중앙에 집속되게 된다.

통상, 인라인(in-line)형 전자총을 이용한 칼라 음극선관에서는 적색, 녹색, 청색의 3개의 전자빔이 수평으로 나란하게 배열되기 때문에, 3전자빔을 형광면의 한곳에 수렴시키기 위하여 편향요크는 비균일자계를 이용한 자기집중형을 적용하고 있다.

그리고, 양극전극(40)에는 주렌즈부의 집속도의 불균형을 보정하기 위한 보정 전극(51)이 설치되어 있다.

통상적으로 전자빔의 화소의 크기는 구면수차의 영향에 기인한다. 이런 영향에 의해서 구면수차가 클 경우 전자빔은 선명도 즉, 선명함을 떨어뜨리는 작용을 하여 해상도를 나쁘게 한다.

이와 같은 구면수차는 주 집속 정전렌즈 구경(R)의 3승에 반비례하며, 주정전 렌즈의 구경(R)은 집속전극(30,31)과 양극전극(40)의 직경과 거의 비례한다. 집속 및 양극전극(31,32)(40) 사이의 렌즈를 주렌즈라고 하며 주렌즈의 직경이 커질수록 집속 강도가 떨어지고 화소는 화면 앞쪽에 상을 맺게 되고 집속전압이 낮아지는 문제가 따른다.

집속 전압을 동일하게 유지하기 위하여 전자총 길이를 길게 하여, 집속강도를 같이 하였을 때, 주렌즈의 직경이 클수록 화소의 크기는 작아지고, 선명도는 향상된다.

따라서, 주렌즈의 직경을 키워서 화소의 크기를 줄임으로써 고화질을 얻을 수 있기 때문에, 주렌즈의 직경을 키우려는 시도가 일어나고 있다.

이를 도 3a 내지 도 5b를 참조하여 설명하기로 한다.

도시된 바와 같이, 주렌즈를 구성하는 집속전극(30,31)과 양극 전극(40)에서 제2집속 전극(31)과 양극전극(40)의 대향면에는 일정거리로 이격된 곳에 정전차폐전극(32)(41)이 각각 용접 고정되어 있다. 그리고, 상기 정전차폐 전극(32)(41)에는 수평보다 수직이 긴 형상으로 된 3개의 전자빔 통과공이 형성되어 있다.

상기 정전차폐전극(32)(41)은, 그 사이드 빔과 중앙 빔의 집속력 차이로 인하여 중앙의 전자빔은 사이드 전자빔보다 집속 전압이 떨어지게 되므로, 중앙 전자빔과 사이드 전자빔의 집속력 차이가 발생되는 것을 개선하기 위한 것이다.

그리고, 상기 제2집속 전극(31)과 양극전극(40)의 대향면에는 도 2 및 도 3a,3b 와 도 4a,4b와 같이, 트랙 형태의 3색 전자빔 공통의 림형 전자빔 통과공(31a)(40a)이 형성되어 있다.

여기에서, 제2집속전극(31)의 림형 전자빔 통과공(31a)은 양극전극(40)의 림형 전자빔 통과공(40a)과 일반적으로 동일한 형태로 형성된 것이다.

이러한 림형 전자빔 통과공(31a)(40a)으로 3색의 전자빔이 통과할 때 받는 집속력은 달라지게 된다. 즉, 림형 전자빔 통과공(31a)(40a)이 수평은 길고 수직으로는 짧은 형상으로 되기 때문에, 수직으로는 강한 집속력을 받으나, 수평으로는 약한 집속력을 받기 때문에, 전자빔의 형태가 횡장화(橫長化)가 되는 것이다.

이와 같이 림형 전자빔 통과공(31a)(40a)에서의 수직의 강집속과 수평의 약집속을 보정하기 위하여, 상기 제2집속 전극(31)측의 정전차폐전극(32)의 중앙공 및 외측공(32a,32b)의 수직을 수평보다 크게 형성하여 수평집속력을 강하게 하여, 집속전극(31)의 림형 전자빔 통과공(31a)에서의 약집속을 보정하는 방향으로 작용하도록 하였다.

따라서, 종래의 전자총에서 정전 차폐전극(32)(41)에 형성된 전자빔 통과공은, 수직이 수평보다 크게 형성되는 것이다.

또한, 종래의 전자총에서 수평집속력을 수직 집속력보다 크게 하기 위하여, 도 3b와 같이, 제2집속전극(31)의 림형 전자빔 통과공(31a)의 수직폭(V₃₁)을 양극전극(40)의 림형 전자빔 통과공(40a)의 수직폭(V₄₀)보다 크거나 같게 형성하고 있다.

따라서, 제2집속전극(31)의 림형 전자빔 통과공(31a)의 수직폭(V₃₁)을 9.2mm 정도의 크기를 사용하고 있고, 양극 전극(40)의 림형 전자빔 통과공(40a)의 수직폭(V₄₀)을 8.7mm를 사용하고 있어, 비점수차를 수평이 수직보다 크게 구성하고 있다.

또한, 도 5a와 도 5b에 도시된 바와 같이, 제2집속 전극(31)의 정전차폐전극(32)의 깊이(L₁)를 양극전극(40)의 정전차폐전극(41)의 깊이(L₂)보다 작게 구성하여, 비점수차를 수평이 수직보다 크게 구성하고 있다.

이와 같은 종래의 전자총은 도 6과 같이, 수평방향의 집속력을 수직방향의집속력과 동일하게 하거나, 수평집속력을 증가시키고 수직집속력을 약하게 하는 두 가지 형태로 설계를 하게 된다.

즉, 전자총에서 수평과 수직의 집속력을 동일하게 하면, 도 6b와 같이, 화면중앙에서 전자빔은 원형의 전자빔을 갖도록 구성하고, 주변부의 전자빔 헤이즈(Haze)를 동적(Dynamic) 전압을 인가하여 개선하는 방식이다. 따라서, 정적DC 전압과 동적 DC 전압이 동일하게 되고, 동적 DC 전압 위에 동적 AC전압이 인가되는 형태가 되는 것이다.

또한, 전자총에서 수평집속력을 수직집속력보다 크게 하면, 도 6c와 같이 화면 주변부의 화소는 원형에 가까운 전자빔이 되며, 화면 중앙에서는 종장형의 전자빔이 되는 것이다.

이때, 상기 화면 주변부에서는 동적 AC성분과 동적 DC 성분이 정적 DC 전압과 동일한 값이 되어 거의 원형의 전자빔이 되고, 회면 중앙에서는 동적 AC 성분이 없고, 정적 DC와 동적 DC 전압은 큰 차이를 나타내기 때문에, 제1집속 전극(30)과 제2집속 전극(31) 사이에 전압차가 나타나고, 이로 인해서 화면 중앙의 종장형 전자빔이 개선되는 방향으로 작용하도록 제1집속 전극(30)과 제2집속 전극(31) 사이에 4극자 렌즈가 형성되도록 평판 전극의 형태를 삽입 설치하게 되는 것이다.

이와 같은 종래의 전자총의 경우에는 수직 집속력이 작기 때문에, 주렌즈를 형성하는 제2집속 전극(31)의 전압이 제1집속전극(30)보다 작다. 따라서 주렌즈의 렌즈 배율이 커지기 때문에 화소의 크기가 커지는 현상이 발생되어, 해상도 측면에서 불리하게 작용하는 문제점이 있었다.

따라서, 본 고안은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 집속 전극의 전압을 높여, 주렌즈의 렌즈 배율을 낮춰서 화소의 크기를 줄이도록 한 칼라 브라운관의 전자총을 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 종래의 칼라 브라운관의 구조를 나타낸 단면도,

도 2는 종래의 칼라 브라운관의 전자총 구조를 나타낸 도면,

도 3a와 도 3b는 종래 전자총의 집속전극과 양극전극의 구조를 나타낸 사시도,

도 4a와 도 4b는 종래 전자총의 집속전극과 양극전극의 구조를 나타낸 정면도,

도 5a와 도 5b는 종래 전자총의 집속전극과 양극전극의 구조를 나타낸 단면도,

도 6a 내지 도 6c는 종래 전자총의 작용을 설명하기 위한 도면,

도 7a와 도 7b는 본 발명에 따른 전자총의 집속전극과 양극전극의 구조를 나타낸 사시도,

도 8a와 도 8b는 본 발명에 따른 전자총의 집속전극과 양극전극의 구조를 나타낸 정면도,

도 9a와 도 9b는 본 발명에 따른 전자총의 집속전극과 양극전극의 구조를 나타낸 단면도,

도 10a 내지 도 10c는 본 발명에 따른 전자총의 작용을 설명하기 위한 도면,

도 11은 본 발명에 따른 전자총의 전압과 화소와의 관계를 나타낸 도면,

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

100; 집속전극 100a,110a; 전자빔통과공

101,111; 정전차폐전극 101a,111a; 중앙공

101b,111b; 외측공 110; 양극전극

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 브라운관의 전자총은, 히터가 내장되어 인라인 배열된 음극과, 음극에서 발생된 열전자를 제어 및 가속시키는 제어전극 및 가속 전극과, 전자빔을 집속 및 최종 가속시키는 집속전극과 양극을 포함하고 있는 음극선관의 전자총에 있어서, 상기 집속전극과 양극에는 3전자빔이 통과되는 전자빔통과공이 형성되고, 상기 집속전극의 통과공의 횡장율이 양극전극의 통과공의 횡장율보다 크게 형성된 것을 특징으로 한다.

상기 집속전극의 전자빔 통과공의 수직폭이 상기 양극전극의 전자빔 통과공의 수직폭보다 작게 형성되고, 상기 집속전극의 정전차폐전극의 전자빔통과공은 수평폭이 수직폭보다 크게 형성된 것이 바람직하다.

상기 양극전극의 정전차폐전극의 전자빔통과공은 수직폭이 수평폭보다 크게 형성되고, 상기 집속전극과 정전차페전극은 깊이가 양극전극의 정전차폐전극의 깊이보다 깊게 형성되는 것이 바람직하다.

상기 집속전극의 전자빔통과공은 수평폭이 상기 양극전극의 전자빔통과공의수평폭보다 크게 형성된다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 칼라 브라운관의 전자총의 구성 및 작용을 설명하기로 한다.

도 7a와 도 7b는 본 발명에 따른 전자총의 집속전극과 양극전극의 구조를 보인 사시도이고, 도 8a 내재 도 9b는 본 발명에 따른 전자총의 집속전극과 양극전극의 구조를 보인 정면도와 단면도이다.

본 발명에 따른 전자총은, 히터가 내장되어 인라인 배열된 음극과, 음극에서 발생된 열전자를 제어 및 가속시키는 제어전극 및 가속 전극과, 전자빔을 집속 및 최종 가속시키는 집속전극과 양극전극을 포함하고 있다.

상기 집속전극(100)과 양극전극(110)의 서로 대향하는 면에는 3전자빔이 통과되는 전자빔통과공(100a)(110a)이 형성되어 있다. 상기 전자빔통과공(100a)(110a)은 수평이 수직보다 크게 형성된다. 여기에서, 상기 전자빔통과공(100a)(110a)의 수평과 수직의 비를 횡장율이라 한다.

상기 집속전극(100)의 횡장율이 양극전극(110)의 횡장율보다 크게 형성되는 것이 바람직하다. 그리고, 집속전극(100)의 전자빔통과공(100a)의 수직폭(V₁₀₀)이 양극전극(110)의 전자빔통과공(110a)의 수직폭(V₁₁₀)보다 작게 형성된다.

상기 집속전극(100)에는 정전차폐전극(101)이 설치되는데, 이 정전차폐전극(101)은 집속전극(100)으로부터 일정한 깊이(L₃)의 위치에 형성된다. 그리고, 양극전극(110)에도 일정한 깊이(L₄)의 위치에 정전차폐전극(111)이 설치된다.

여기에서, 상기 집속전극(100)의 정전차폐전극(101)의 깊이(L₃)는 양극전극(110)의 정전차폐전극(111)의 깊이(L₄)보다 깊게 형성되어, 전자빔의 수직집속력을 높이도록 한다.

상기 양극전극(110)의 정전차폐전극(111)에는 전자빔이 통과되는 서로 다른 두 개의 외측공(111b)과 하나의 중앙공(111a)이 형성된다. 그리고, 집속전극(100)의 정전차폐전극(101)에도 전자빔이 통과되는 하나의 중앙공(101a)과 두 개의 외측공(101b)이 형성된다.

여기에서, 집속전극(100)의 정전차폐 전극(101)의 중앙공(101a)과 외측공(101b)의 수평이 수직보다 작은 종장형 형태로 형성되면, 비점수차의 수평 집속력을 증가시키는 방향으로 작용하기 때문에, 본 실시예에서는 집속전극(100)의 정전 차폐전극(101)의 중앙공(101a)과 외측공(101b)의 수평을 수직보다 큰 횡장형 형태로 형성한다.

한편, 상기와 같이 집속전극(100)의 정전차폐전극(101)의 깊이(L₃)를 양극전극(110)의 정전차폐전극(111)의 깊이(L₄)보다 크게 형성하면, 수직집속력은 크게 할 수 있으나 외측전자빔의 중앙빔 집속도는 강하게 작용되므로, 전자빔의 화면 전 단계에서 크로스(cross)되어 회면에서 전자빔의 위치가 도 10a 내지 10c와 같이 바뀌게 되는 형상이 발생된다. 즉, 외측 전자빔의 편측으로 헤이즈(haze)가 나타내는 현상이 발생된다. 따라서, 동일한 외측 전자빔의 집중도를 가져야 되므로, 이를 위해서 집속전극(100)의 전자빔통과공(100a)의 수평폭(H₁₀₀)을 양극전극(110)의 전자빔통과공(110a)의 수평폭(H₁₁₀)보다 크게 형성한다.

또한, 중앙 전자빔의 수평/수직의 집속력이 떨어지는 것을 방지하기 위해, 집속전극(100)의 정전차폐전극(101)의 중앙공(101a)을 외측공(101b)보다 작게 형성하고, 양극전극(110)의 정전차폐전극(111)의 중앙공(111a)을 집속전극(100)의 정전차폐전극(101)의 중앙공(101a)보다 크게 형성하여 3전자빔의 집속력을 동일하게 맞출 수 있도록 한다.

상기와 같이, 집속전극(100)의 정전차폐전극(101)의 수평을 수직보다 크게 하고, 집속전극(100)의 전자빔 통과공(100a)의 수직폭(V₁₀₀)을 양극전극(110)의 전자빔 통과공(110a)의 수직폭(V₁₁₀)보다 작게 형성하며, 상기 집속전극(100)의 정전차폐전극(101)의 깊이(L₃)를 양극전극(110)의 정전차폐전극(111)의 깊이(L₄)보다 깊게 형성함으로써, 집속전극(100)의 전압을 높일 수 있다.

이와 같이, 집속전극(100)의 전압이 높아짐에 따라 전자총의 회소의 크기는 도 11에 도시된 바와 같이, 줄어드는 것을 알 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에서는 집속전극의 정전 차폐전극의 수평을 수직보다 크게 형성하고, 집속전극의 전자빔통과공의 수직폭을 양극전극의 전자빔통과공의 수직폭보다 작게 형성하며, 집속전극의 정전차폐전극의 깊이를 양극전극의 정전차폐전극의 깊이보다 깊게 구성함으로써, 전자빔의 수직집속력을 높일 수 있으며, 이에 따라 전자총의 길이가 크게 하지 않으면서도 화소의 크기를 줄일 수 있다.

Claims (6)

1. 히터가 내장되어 인라인 배열된 음극과, 음극에서 발생된 열전자를 제어 및 가속시키는 제어전극 및 가속 전극과, 전자빔을 집속 및 최종 가속시키는 집속전극과 양극을 포함하고 있는 브라운관의 전자총에 있어서,

   상기 집속전극과 양극에는 3전자빔이 통과되는 전자빔통과공이 형성되고, 상기 집속전극의 전자빔통과공의 횡장율이 양극전극의 전자빔통과공의 횡장율보다 크게 형성된 것을 특징으로 브라운관의 전자총.
2. 제1항에 있어서, 상기 집속전극의 전자빔 통과공의 수직폭(V₁₀₀)이 상기 양극전극의 전자빔 통과공의 수직폭(V₁₁₀)보다 작게 형성되는 것을 특징으로 하는 브라운관의 전자총.
3. 제1항에 있어서, 상기 집속전극의 정전차폐전극의 중앙공 및 외측공은 수평폭이 수직폭보다 크게 형성된 것을 특징으로 하는 브라운관의 전자총.
4. 제1항에 있어서, 상기 양극전극의 정전차폐전극의 중앙공 및 외측공은 수직폭이 수평폭보다 크게 형성된 것을 특징으로 하는 브라운관의 전자총.
5. 제1항에 있어서, 상기 집속전극과 정전차폐전극은 깊이(L₃)가 양극전극의 정전차폐전극의 깊이(L₄)보다 깊게 형성되는 것을 특징으로 하는 브라운관의 전자총.
6. 제1항에 있어서, 상기 집속전극의 전자빔통과공은 수평폭(H₁₀₀)이 상기 양극전극의 전자빔통과공의 수평폭(H₁₁₀)보다 크게 형성되는 것을 특징으로 하는 브라운관의 전자총.