KR100404276B1 - 칼러음극선관장치 - Google Patents

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Abstract

컬러 음극선관(1) 장치는 3개의 전자빔들(7, 8, 9)을 발생하는 인-라인 타입의 전자총(6), 디스플레이 스크린(10) 및 상기 디스플레이 스크린 상에 전자빔을 주사하는 편향 수단(11)을 가지며, 상기 전자총은 상기 디스플레이 스크린 상에 전자빔들을 포커싱하는 메인 렌즈부를 포함하며, 상기 메인 렌즈부는 전자빔들을 통과시키는 개구들을 갖는 메인 렌즈 전극들(26,27)을 가지며, 상기 메인 렌즈 전극들 중 적어도 하나는 서로에 인접한 2개의 서브 전극들(26a, 26b)을 포함하며, 서브-전극들 각각은 중앙(311, 321) 및 2개의 외부 개구들(312, 322, 313, 323)을 가지며, 그것에 의해 동작시, 인접한 서브-전극들간에 4극 필드가 발생된다. 상기 서브-전극들의 중앙 개구들에 대해, 이는 xQa ≤ xQb이고, 상기 서브-전극들의 2개의 외부 개구들에 대해, 이는 yQa ≤ yQb이다. 개구들간에 형성된 4극 필드의 품질에 따라, 서브-전극들이 서로에 대해 배치되는 정확도가 그것에 의해 증가된다.

Description

컬러 음극선관 장치
이러한 음극선관 장치들은 이를테면 텔레비전 장치들 및 컴퓨터 모니터들에 사용된다.
서두에서 언급된 타입의 음극선관 장치는 미국 특허 제 5,347,202호로부터 알려져 있다. 이러한 장치들에서, 메인 렌즈 전극들간에 형성된 메인 렌즈는 디스플레이 스크린 상에 전자빔을 포커싱시킨다. 편향 수단은 전자빔들의 포커싱에 영향을 미치며, 보다 구체적으로 전자빔들은 편향각의 함수로서 비점 수차적으로(astigmatically) 포커싱된다. 이러한 영향들을 저지하기 위해서, 메인 렌즈 전극은 2개의 서브-전극들의 개구들간에 4극 필드가 발생되는 2개의 서브-전극들을 포함하며, 이 4극 필드는 편향 필드에 의해 야기된 비점 수차를 적어도 부분적으로 저지한다.
통상적으로, 각각의 서브-전극은 3개의 실질적으로 직사각형의 개구들을 포함하며, 상기 서브-전극 중 한 서브-전극은 수직 방향으로 연장된 3개의 개구들을 포함하고, 상기 서브-전극들 중 다른 서브 전극은 수평 방향으로 연장된 3개의 개구들을 포함하며, 수평 및 수직은 인-라인 평면에 각각 평행인 것과 수직인 것을 의미하며, 인-라인 평면은 3개의 전자빔들이 놓이게 되는 평면이다.
이러한 전자총들은 전극들이 상호 접속된 후 서브-전극들을 포함하는 전극들을 스택킹 핀들(stacking pins) 상에 스택(stack)함으로써 통상적으로 만들어진다. 전극들이 그 핀들 상에 스택되는 정확도는 특히 2개의 서브-전극들의 대향 개구들이 전자총에서 서로 및 다른 전극들에 대해 배치되는 정확도를 결정하고, 그것과 함께 전자총 및 컬러 음극선관 장치의 평균 품질을 결정한다.
본 발명은 3개의 전자빔들을 발생하는 인-라인 타입(in-line type)의 전자 총, 디스플레이 스크린, 및 상기 디스플레이 스크린 상에 전자빔들을 주사하는 편향 수단을 구비한 컬러 음극선관 장치에 관한 것이며, 상기 전자총은 상기 디스플레이 스크린 상에 전자빔들을 포커싱하는 메인 렌즈부를 구비하며, 상기 메인 렌즈부는 전자빔들을 통과시키는 개구들을 갖는 메인 렌즈 전극들을 구비하고, 상기 메인 렌즈 전극들 중 적어도 하나는 서로 인접한 적어도 2개의 서브-전극들을 구비하며, 상기 서브-전극들 각각은 중앙 및 2개의 외부 개구들을 가지며, 그것에 의해 동작시, 인접한 서브-전극들 사이에 4극(quadrupole) 필드가 발생된다.
도 1은 본 발명에 따른 전자총의 종단면도.
도 2는 도 1의 컬러 디스플레이 관에서 사용된 바와 같이 전자총의 투시도.
도 3은 도 2에 도시된 전자총의 종단면도.
도 4는 도 3에 도시된 바와 같은 전자총의 2개의 서브-전극들의 정면도.
도 5A 내지 도 5C는 서로에 대한 2개의 서브-전극들 내의 개구들의 위치들을 도시한 도면.
본 발명의 목적은 서두에 기술된 바와 같은 전자총의 평균 품질을 향상시키는 것이다.
이것에 관하여 서두에 기술된 타입의 컬러 음극선관 장치는 서브-전극들의 중앙 개구들에 대해,
xQa ≤ xQb이고,
상기 서브-전극들의 2개의 외부 개구들에 대해,
yQa ≤ yQb인 것을 특징으로 한다.
여기서, xQa는 메인 렌즈에서 멀리 떨어진 서브-전극내의 수평 방향으로의 개구의 폭이고,
xQb는 메인 렌즈에 인접한 서브-전극내의 수평 방향으로의 개구의 폭이며,
yQa는 메인 렌즈에서 멀리 떨어진 서브-전극내의 수직 방향으로의 개구의 높이이고,
yQb는 메인 렌즈에 인접한 서브-전극내의 수직 방향으로의 개구의 높이이다.
본 발명은 개구들을 스택하기 위해 핀들을 사용할 때, 중앙 핀과 중앙 개구들간의 협력(cooperation)이 서브-전극들이 서로에 대해 x(수평) 방향으로 배치되는 정확도를 결정하며, 반면에 외부 핀들 및 외부 개구들은 서브-전극들이 서로에 대해 y(수직) 방향으로 배치되는 정확도를 결정한다는 통찰에 기초한다. 메인 렌즈에 인접한 서브-전극의 중앙 개구의 x 크기(폭)(=xQb)는 메인 렌즈에서 멀리 떨어진 서브-전극의 중앙 개구에 대한 동일한 크기(=xQa)와 같거나 크다. 메인 렌즈에 인접한 서브-전극의 외부 개구들의 y 크기(높이)(=yQb)는 메인 렌즈에서 멀리 떨어진 전극에서의 외부 개구들에 대한 동일한 크기(=yQa)와 같거나 크다. 그것에 의하여, 서로에 대한 서브-전극들의 위치들은 x 및 y 방향으로 정확하게 결정될 수 있다. 통상적인 전자총에서 특히 y방향의 상대적 위치는 정확하게 결정될 수 없다.
바람직하게, 이는 xQa ＜ xQb-3㎛ 및 yQa ＜ yQb-3㎛ 이다.
xQa와 xQb간의 차와 yQa와 yQb간의 차는 설계들에 관하여 증가하는데, 서브-전극들이 서로에 대해 배치되는 정확도에는 차이가 없다(즉, xQa=xQb).
바람직하게, 중앙 및 외부 개구들은 형태가 다르다. 서브-전극의 모든 개구들이 동일한 형태를 갖는 것이 본 발명의 프레임워크(framework)에서 가능할지라도, 형태들이 다른 개구들을 제공하는 것은 보다 큰 개구들이 사용되게 할 수 있다. 개구들의 임의의 오정렬(misalignment)은 개구의 크기의 증가에 따라 덜 중요하게 되며, 이로써 서브-전극들이 서로에 대해 배치되는 정확도는 증가된다. 또한, 서브-전극들간에 형성된 동적(dynamic) 렌즈의 품질은 렌즈의 유효 개구들이 증가되기 때문에 증가된다.
4극 필드는 정적(static)일 수 있지만, 바람직하게 컬러 음극선관 장치는 동적으로 변하는 제어 전압을 서브-전극들 중 적어도 한 서브 전극에 공급하는 수단을 포함하며, 그것에 의해 동작시 동적으로 변하는 4극 필드들이 획득된다.
본 발명의 이런 및 다른 양태들은 도면을 참조하여 예로서 하기에 더 설명될 것이다.
도 1은 "인-라인(in-line)" 타입의 컬러 디스플레이 관을 종단면으로 도시한다. 글래스 엔벨로프(glass envelope)(1)에서 이는 화면(face plate)(3)을 갖는 디스플레이 윈도우(2), 콘(cone)(4) 및 넥(5)으로 구성되며, 이 넥은 그 축들이 도면의 평면에 위치한 3개의 전자빔들(7, 8, 9)을 발생하는 일체화된 전자총 시스템(6)을 수용한다. 중앙의 전자빔(8)의 축들은 초기에 관 축과 일치한다. 화면(3)의 내부에는 수많은 트릿플릿들의 형광체(phosphor) 요소들이 제공된다. 요소들은 라인들 또는 도트들로 구성될 수도있다. 각각의 트릿플릿은 청록 발광 형광체로 된 요소, 녹색 발광 형광체로 된 요소 및 적록 발광 형광체로 된 요소를 포함한다. 조합된 모든 트릿플릿(triplet)들은 디스플레이 스크린(10)을 구성한다. 3개의 공통 평면 전자빔들은 편향 수단, 예를 들어 편향 코일들의 시스템(11)에 의해 편향된다. 한 컬러의 형광체 요소들에만 각각 부딪히는 전자빔들(7, 8, 9)이 통과하는 다수의 연장된 개구(elongated aperture)들(13)이 제공되는 섀도우 마스크가 디스플레이 스크린 정면에 배치된다. 섀도우 마스크는 서스펜션 수단(suspension mean)(14)에 의해 디스플레이 윈도우 내에 서스펜션된다. 상기 장치는 피드쓰루(feedthrough)(17)들을 통해 전자총 시스템에 전압들을 공급하는 수단(16)을 더 포함한다.
도 2는 도 1에 도시된 디스플레이 관에서 사용되는 바와 같은 전자총에 대한 투시도이다.
전자총 시스템(6)은 또한 G1-전극이라 불리는 공통 제어 전극(21)을 포함하며, 이 전극내에는 3개의 캐소드들(22, 23, 24)이 고정된다. 전자총 시스템은 또한 G2-전극으로 불리는 공통 판형 전극(25)을 더 포함한다. 전자총 시스템은 또한 G2-전극으로 불리는 제 3 공통 전극(26)을 더 포함하며, 이 전극은 2개의 서브-전극(26a, 26b)(또한 G3a 및 G3b-전극으로 불림)을 포함한다. 전자총은 최종 가속 전극(27)(또한 G4-전극으로 불림)을 더 포함한다. 모든 전극들은 브레이스(brace)(28)를 통해 세라믹 캐리어(29)에 연결된다. 이들 캐리어들 중 한 캐리어만이 이 도면에 도시된다. 엔벨로프의 넥에는 전기 피드쓰루들(17)이 제공되며, 피드쓰루들과 일부 전극들간의 전기적 접속은 도 2에 개략적으로 도시된다. 서브-전극(26b)과 최종 가속 전극(27)간에는 메인 렌즈가 형성된다. 편향 필드들로 인해 전자빔들의 포커싱에 불리한 영향이 존재하며, 보다 구체적으로, 전자빔들은 편향각의 함수로서 비점 수차적으로 포커싱된다. 이러한 영향들을 저지하기 위해서, 동적으로 변하는 4극 필드가 서브-전극들(26a 및 26b) 사이에 생성된다. 2개의 서브-전극들의 대향(facing) 개구들간에는 편향 필드에 의해 야기된 적어도 부분적인 비점 수차를 저지하는 필드가 발생된다.
도 3은 도 2에 도시된 전자총의 종단면도이다.
도 3은 다른 전극들과 서브-전극들을 종단면도로 도시한 것이다. 서브-전극들(26a, 26b) 각각의 대향 면들(31, 32)은 3개의 대향 개구들(각각 서브-전극(26a)에 대해 (311, 312 및 313), 서브 전극(26b)에 대해 (321, 322, 323))을 구비한다. 또한 2개의 서브 전극들(26a, 26b)내의 개구들의 형상들이 개략적으로 도시된다. 다른 크기 및 이 크기들에 대한 지정(designation)은 또한 다음과 같이 표시된다.
여기서,
xQa는 메인 렌즈에서 멀리 떨어진 서브-전극(전극(26a))내의 수평 방향으로의 개구의 폭,
xQb는 메인 렌즈에 인접한 서브-전극(전극(26b))내의 수평 방향으로의 개구의 폭,
yQa는 메인 렌즈에서 멀리 떨어진 서브-전극내의 수직 방향으로의 개구의 높이,
yQb는 메인 렌즈에 인접한 서브-전극내의 수직 방향으로의 개구의 높이이다.
전극(26b)(G3b)은 또한 전극(27)에 대향하는 면내의 3개의 개구들을 포함한다. 상기 개구들과 전극(27)(G4)내의 대응하는 개구들 사이에, 동작시 메인 렌즈가 형성된다.
도 4는 도 3에 도시된 바와 같은 전자총의 2개의 서브 전극들에 대한 정면도이다. 예로써, 개구(313)의 xQa 및 yQa, 개구(323)의 xQb 및 yQb가 나타난다. 개구들 옆의 숫자들은 mm로 개구들의 크기를 나타낸 것이다.
도 4는 중앙 개구(311, 312)에 대해서,
xQa(311) ≤ xQb(321)(xQa=3.50mm, xQb=3.55mm)이고,
외부 개구들(312, 313 및 322, 323)에 대해서,
yQa(312, 313) ≤ yQb(322, 323)(yQa=3.70mm, yQb=3.75mm)인 것을 도시한다.
xQa ≤ xQb(중앙 개구에 대해)라는 사실로 인해, 서브-전극들(G3a, G3b)은 x 방향으로 서로에 대해 정확하게 배치된다. yQa ≤ yQb(외부 개구들에 대해)라는 사실로 인해, 서브-전극들(G3a, G3b)은 y 방향으로 서로에 대해 정확하게 배치된다.
도 4는 또한 최종 가속 전극(G4)(27)내의 삽입부(33)를 도시하고 있다. 이러한 삽입부의 제공은 바람직하다. 이러한 삽입부에 의해 작고 정확한 4극 필드가 전극 G4 내에 발생될 수 있으며, 이러한 삽입부에서 개구들의 정확한 형태 및 크기를 선택함으로써 중앙 및 외부 개구들간의 개구 크기 및 형태에서의 차에 의해 야기된 잔여(residual) 정적 비점 수차를 보정하는데 사용될 수 있다.
도 5A 내지 도 5C는 서로에 대해 서브-전극들(G3a)(실선들)과 (G3b)(점선들)에서의 개구의 위치를 나타내고 있다. 도5A는 통상적인 설계를 도시한다. 서브-전극(G3b)은 수평으로 배열된 3개의 직사각형 개구들을 가지며, 서브-전극(G3a)은 서브-전극(G3b)내의 개구와 실질적으로 동일한 형태의 수직으로 배열된 3개의 직사각형 개구들을 갖는다. 제조 중, 서브-전극들은 보통 핀들 상에 스택되며, 여기서 전극(G3a)은 스택킹 핀들(stacking pins) 상의 전극(G3b)의 상단에 스택된다. 수직 방향(y 방향)에서의 스택킹 핀들의 치수는 G3b 내의 개구의 높이보다 클 수 없는데, 이는 그렇지 않다면, 전극(G3b)이 핀 상에 스택될 수 없기 때문이다. 이는, y방향에서의 전극(G3a)의 위치가 스택킹 핀들에 의해 정확하게 결정될 수 없음을 의미한다. 도 5B는 각 판 내의 개구들이 일정한 본 발명의 프레임 워크 내의 설계를 나타내고 있다. y 방향으로의 서브 전극(G3a)의 위치들을 정확하게 결정할 수 있다. 도 5B에서 도시된 바와 같이 G3a내의 개구들은 비교적 작으며, 이는 바람직하지 않다. 도 5C는 중앙 및 외부 개구들간의 형태상의 차이가 있는 실시예(도 4에 도시된 실시예에 대응)를 도시하고 있다. 이 실시예는 보다 큰 개구들이 사용되게 할 수 있어, 유리한데, 이는 보다 큰 개구들이 서로에 대해 위치시키기에 용이하고, 결함들을 덜 겪는 경향이 있기 때문이다. 개구들의 에지들 상의 거친 부분(burr)들 또는 다른 불규칙(irregularity)들뿐만 아니라 전극들(G3a, G3b)의 오정렬은 개구들의 크기가 증가함에 따라 덜 불리한 영향을 미친다. 바람직하게, 개구들(312 및 313)간의 거리(상기 개구들의 중심들(대칭 포인트)간에 측정됨)는 메인 렌즈의 부분을 형성하는 전극(G3b)내의 외부 개구들간의 거리와 실질적으로 동일하며, 즉, 메인 렌즈 피치는 외부 개구들(312 및 313)간의 거리(피치)와 실질적으로 동일하다.
본 기술 분야의 통상의 지식을 가진자에 의해 본 발명의 범위 내에서 여러 변형안들이 가능함이 명확해질 것이다. 이를테면 예들에서, 서브-전극들은 전극(G3)내에 포함될 수 있고, 이들은 또한 최종 가속 전극(G4)내에 포함될 수 있다. 또한, 전자총 시스템들에는 메인 렌즈와 캐소드들간에 더 많은 전극들이 제공될 수 있으며, 이 경우, 전극들의 번호는 바뀌며, 서브-전극들은 (2개의 여분의 전극들이 캐소드들과 메인 렌즈 사이에 놓이는 경우) 이를테면 G5 전극 내에 포함될 수 있다.

Claims (4)

  1. 3개의 전자빔들을 발생시키는 인-라인 타입(in-line type) 전자총, 디스플레이 스크린 및 상기 디스플레이 스크린 상에 전자빔들을 주사하는 편향 수단을 갖는 컬러 음극선관 장치로서, 상기 전자총은 상기 디스플레이 스크린 상에 전자빔들을 포커싱(focusing)하는 메인 렌즈부를 포함하며, 상기 메인 렌즈부는 전자빔들을 통과시키는 개구들을 갖는 메인 렌즈 전극들을 포함하며, 상기 메인 렌즈 전극들 중 적어도 하나는 서로 인접한 적어도 2개의 서브-전극들을 포함하며, 상기 서브 전극들 각각은 중앙 및 2개의 외부 개구들을 갖고, 그것에 의해 동작시, 인접한 서브-전극들 사이에서 4극 필드가 발생되는, 상기 컬러 음극선관 장치에 있어서,
    상기 서브-전극들의 중앙 개구들에 대해서는, xQa ≤ xQb이고,
    상기 서브-전극들의 2개의 외부 개구들에 대해서는, yQa ≤ yQb이며,
    여기서, xQa는 상기 메인 렌즈에서 멀리 떨어진 서브-전극 내의 수평 방향의 개구 폭이고,
    xQb는 상기 메인 렌즈에 인접한 서브-전극 내의 수평 방향의 개구 폭이며,
    yQa는 상기 메인 렌즈에서 멀리 떨어진 서브-전극 내의 수직 방향의 개구 높이이고,
    yQb는 상기 메인 렌즈로에 인접한 서브-전극 내의 수직 방향의 개구 높이인 것을 특징으로 하는, 컬러 음극선관 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    xQa ＜ xQb - 3㎛이고,
    yQa ＜ yQb - 3㎛인 것을 특징으로 하는, 컬러 음극선관 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 각각의 서브-전극들의 중앙 및 외부 개구들은 다른 형태를 갖는 것을 특징으로 하는, 컬러 음극선관 장치.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 메인 렌즈 전극들 중 적어도 하나는 보정 소자를 포함하는 것을 특징으로 하는, 컬러 음극선관 장치.
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