KR100418938B1 - 음극선관용 전자총 - Google Patents

Abstract

본 발명은 저전류 영역과 고전류 영역에서 동시에 해상도를 만족할 수 있는 포커스 특성을 얻어 고품질의 화상표시를 얻을 수 있는 인라인형 전자총을 구비한 칼라 음극선관을 제공하는데 그 목적이 있다.

이를 위하여 본 발명은 전자삼극부를 이루는 음극 및 제어전극 그리고 가속전극으로 이루어진 전자빔 발생수단과, 집속렌즈를 형성하는 제3전극, 제4전극, 집속전극과 상기 집속렌즈와 협동해서 상기 3개의 전자빔을 형광면에 집속시키는 후단 집속렌즈를 형성하는 집속전극, 양극전극을 가지는 칼라 음극선관용 전자총에 있어서, 상기 가속전극은 제3전극 방향으로 수직크기(W)가 수평크기보다 작은 직사각형으로 소정깊이(d) 오목하게 들어간 리세스를 구비하고 있으며, 상기 제4전극은 일정크기의 직경(A)과 두께(t)의 전자빔 통과공을 구비한 판상전극으로 구성되고, 상기 가속전극과 제4전극의 형상 및 구성이 0.22≤d/W + t/A≤0.3을 만족하는 것을 특징으로 하는 음극선관용 전자총을 제공한다.

Description

음극선관용 전자총{Electron Gun For Cathode Ray Tube}

본 발명은 칼라 음극선관에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 칼라 음극선관의 전자총에 관한 것이다.

일반적인 칼라 음극선관은 도 1에 도시된 바와 같이, 내측면에 R,G,B의 형광막(3)이 도포되어 있는 패널(1)과, 상기 패널(1)의 후단에 융착되어 음극선관 내부의 진공상태를 유지하는 펀넬(2)과, 상기 펀넬(2)의 네크부(5)에 봉입되어 전자빔을 방사하는 전자총(6)과, 상기 전자총(6)으로부터 방사된 전자빔을 편향시키는 편향요크(7)와, 상기 편향요크(7)에 의해 편향된 전자빔의 색선별기능을 가진 새도우마스크(4)로 구성되어 있다.

상기 전자총(6)은 도 2와 같이, 삼극부를 이루는 음극(8) 및 제어전극(9) 그리고 가속전극(10)과 집속효과를 강화한 다단집속형으로 하기 위해서 전자빔 형성영역을 구성하는 제어전극, 가속전극과 주정전 집속렌즈를 구성하는 전극(13)사이에 전단집속을 위한 제3전극(11)과 제4전극(12)을 추가삽입하여 구성한다.

그리고 외부전계 및 자계를 차폐하기 위하여 실드컵(15)을 양극전극에 용접하여 전자총의 주요골격을 유지한다.

상기한 제4전극(12)은 판형식의 전극으로서, 각 전자빔 통과공(12a,12b,12c)이 일정한 간격을 갖고 원형으로 구성되어 있고, 비드 글래스에 융착, 고정되는 비드 샤포트(12d,12d')가 통과공의 상,하면에 동일면에 형성되어 있다.

상기한 가속전극(10)은 도 3에 도시한 바와 같이 제4전극(12)과 동일하게 판형식의 전극으로서, 전자빔 통과공(10a,10b,10c)과 전자빔 통과공의 가공정도 및 변형을 최소화시키기 위한 원형의 굴곡으로 된 코이닝부(10g,10h,10i)가 형성되어 있고, 상기 코이닝부(10g,10h,10i) 내부에는 제3전극(11)측 개방부에 가로로 일정한 깊이(d)를 갖는 긴 직사각형의 리세스(10d,10e,10f)가 형성되어 있다.

상기한 종래 음극선관용 전자총에 있어서는 제어전극(9)과 가속전극(10)을 통하여 전자빔을 형성시키며, 제3전극(11), 제4전극(12), 집속전극(13)의 전위차에 의해서 형성되는 전단집속렌즈에 의해서 일차적으로 크게 집속하여, 집속전극(13)과 양극(14)에 인가되는 전압의 차이에 의해서 형성되는 주렌즈를 지나면서 가늘게 집속,가속되어 스크린상에 전자빔 스포트를 형성하게 되는바, 상기한 제3전극(11), 집속전극(13)은 같은 전위를 가지며, 일반적으로 6000V~10000V가 인가되며, 가속전극과 제4전극 또한 같은 전위를 가지며 300V~1000V이다.

스크린에 도포된 R,G,B에 대응하는 인라인형의 각 전자빔은 소망하는 색을 재현하기 위해서는 일점에 모여야만 가능하다. R,G,B 전자빔을 일점에 모이게 하기 위해서는 마그네트라는 강제적인 자석을 이용하여 R,G,B 전자빔을 집속시킨다.

상기 주렌즈에 의해 3개의 전자빔이 각각 집속하기 때문에 형광면상에 촛점이 결합되어서 화면에 전자빔 스폿(beam spot)이 형성된다. 또 화면주변부에 있어서 스폿의 집속열화를 방지하기 위해, 일본 특공소 53-18866호 공보에 도 3과 같이, 가속전극(10)의 제3전극(11)측 개방부에 가로로 긴 직사각형의 리세스를 형성한것도 공개되어 있다.

상기 리세스의 전극두께 방향의 깊이를 크게 함으로써, 상기한 주렌즈 입사전의 전자빔의 형상을 도 5와 같이 횡장형으로 형성함으로써 전자빔에 큰 비점수차를 갖게 하고, 편향수차를 제거한다.

상기한 주렌즈 입사전의 전자빔의 종횡비(b/a)는 도 3b와 도 3c에 도시된 바와 같이 리세스의 깊이(d)와 리세스 수직폭(W)과 밀접한 관계가 있다.

전자빔의 수직크기(b) 및 수평크기(a)는 가속전극(10)의 깊이와 리세스 수직폭(W)과 밀접한 관계가 있다.

상기한 주렌즈 입사전의 전자빔의 종횡비 및 크기는 도 5에서와 같이 화면전역에서 스폿의 크기(spot size)에 영향을 주어 음극선관의 해상도와 모아레에 영향을 준다.

종래에는 가속전극에 리세스를 형성하고, 그 리세스 깊이를 크게(d/W>0.3)해서, 큰 비점수차를 갖게하고, 주렌즈 입사전의 종횡비만 조절하여 전자빔의 편향수차를 줄여 화면주변의 빔 스폿 열화방지를 하고자 했다.

그러나, 화면중앙의 스폿의 크기에 대해서는 비점수차 때문에 수직방향 직경이 크게(Blooming)되고 또한, 전류가 증가하며 더욱더 화면전역에서 스폿이 커져 해상도 열화가 발생하는 문제가 있다. 즉, 가속전극에 리세스를 형성하여 전자빔을 제어하는 방법은 화면에서의 전류량의 증가시 해상도를 동시에 해결할 수 없다는 문제점이 있다.

상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 본 발명은 저전류 영역과 고전류 영역에서 동시에 해상도를 만족할 수 있는 포커스 특성을 얻어 고품질의 화상표시를 얻을 수 있는 인라인형 전자총을 구비한 칼라 음극선관을 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1 은 종래 일반적인 칼라 음극선관의 개략적인 횡단면도.

도 2 는 도 1에 적용된 전자총의 측면도.

도 3a 는 가속전극을 나타내는 평면도.

도 3b와 도 3c는 각각 도 3a에 도시된 가속전극 리세스의 확대 평면도와 그 측단면도.

도 4 는 제4전극을 나타내는 평면도

도 5a 는 주렌즈에 입사되는 전자빔 형상이며, 도 5b는 화면상에서 나타나는 전자빔의 형상을 도시한 평면도.

도 6 은 삼극부에서 전자빔의 괘도를 도시한 컴퓨터 해석도.

도 7 은 전류량에 따라 변화하는 스폿 사이즈의 크기를 도시한 그래프.

도 8 은 d(리세스의 깊이)/W(리세스의 세로방향크기)와 스폿 사이즈의 관계를 도시한 그래프

도 9 는 t(제4전극의 두께)/A(전자빔 통과공의 직경)과 스폿사이즈의 관계를 도시한 그래프

도 10 은 d/W+t/A와 스폿 크기와의 관계를 도시한 그래프.

** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 **

10: 가속전극 10a,10b,10c: 전자빔 통과공

10d,10e,10f: 리세스 10g,10h,10i: 코이닝부

상기 목적을 달성하기 위하여 전자삼극부를 이루는 음극 및 제어전극 그리고 가속전극으로 이루어진 전자빔 발생수단과, 집속렌즈를 형성하는 제3전극, 제4전극, 집속전극과 상기 집속렌즈와 협동해서 상기 3개의 전자빔을 형광면에 집속시키는 후단 집속렌즈를 형성하는 집속전극, 양극전극을 가지는 칼라 음극선관용 전자총에 있어서,

상기 가속전극은 제3전극 방향으로 수직크기(W)가 수평크기보다 작은 직사각형으로 소정깊이(d) 오목하게 들어간 리세스를 구비하고 있으며, 상기 제4전극은 일정크기의 직경(A)과 두께(t)의 전자빔 통과공을 구비한 판상전극으로 구성되고, 상기 가속전극과 제4전극의 형상 및 구성이 0.22≤d/W + t/A≤0.3을 만족하는 것을 특징으로 하는 음극선관용 전자총을 제공한다.

본 발명의 구성에 대하여 첨부한 도면을 참조하면서 보다 상세하게 설명한다. 참고로, 본 발명의 구성을 설명하기에 앞서, 설명의 중복을 피하기 위하여 종래 기술과 일치하는 부분에 대해서는 종래 도면부호를 그대로 인용하기로 한다.

본 발명은 형광면을 향해서 3개의 전자빔을 발생시키는 전자총에서 삼극부를이루는 음극(8) 및 제어전극(9), 그리고 가속전극(10)과 집속효과를 강화한 다단 집속형으로 하기 위해서 전자빔 형성영역을 구성하는 제어전극, 가속전극과 주정전 집속렌즈를 구성하는 전극(13)사이에 전단집속을 위한 제3전극(11)과 제4전극(12)을 추가삽입하여 구성한다. 그리고 외부전계 및 자계를 차폐하기 위하여 실드컵(15)을 양극전극(14)에 용접하여 전자총의 주요골격을 유지한다.

상기한 제4전극(12)은 도 4에 도시된 바와 같이 판형식의 전극으로서, 각 전자빔 통과공(12a,12b,12c)이 일정한 간격을 갖고 원형으로 구성되어 있으며 일정량의 두께(t)를 갖고 있다.

상기한 가속전극(10)은 도 4에 도시된 바와 같이 제4전극과 동일하게 판형식의 전극으로서, 도 3에서 상세하게 도시한 바와 같이 전자빔 통과공(10a,10b,10c)과 전자빔 통과공의 가공정도 및 변형을 최소화시키기 위한 원형의 굴곡으로 된 코이닝부(10g,10h,10i)가 형성되어 있고, 상기 코이닝부 내부에는 제3전극(11) 측 개방부에 가로로 긴 직사각형의 리세스가 형성되어 있고, 상기 리세스는 가로폭(B,B')과 세로폭(W,W')을 갖고, 일정한 깊이(d)를 갖는다.

가속전극은 도 3에 도시한 바와 같이 전자빔 통과공(10a,10b,10c)과 전자빔 통과공의 가공정도 및 변형을 최소화시키기 위한 원형의 굴곡으로 된 코이닝부(10g,10h,10i)가 형성되어 있고, 상기 코이닝부 내부에는 제3전극(11)측 개방홀에 가로로 긴 직사각형의 리세스(10d,10e,10f)가 형성되어 있다.

상기 리세스의 수직방향의 폭과 리세스의 깊이는 화면 주변부에서의 스폿 사이즈의 크기에 영향을 준다. 상기한 리세스폭과 깊이와 주렌즈 입사전의전자빔(17)의 종횡비(b/a)를 조정하면 도 8에서 도시한 바와 같이 고전류 영역과 저전류 영역에서의 스폿 사이즈 형태가 달라진다. 즉 리세스 깊이와 폭의 비가 클수록 저전류 영역에서는 스폿 사이즈가 줄어드나, 고전류 영역에서는 스폿 사이즈가 커져 해상도에 치명적인 영향을 미친다.

스폿 사이즈에 영향을 미치는 또다른 하나는 제4전극인데, 제4전극은 도 4에 도시된 바와 같이, 판형식의 전극으로서, 각 전자빔 통과공이 일정간격을 두어 원형으로 구성되며, 이 원형은 일정한 크기를 가진다. 비드 글래스에 융착, 고정되는 비드샤포트가 전자빔 통과공의 상,하 동일면에 형성되어 있다.

주렌즈 입사전의 전자빔의 수직크기 및 수평크기는 가속전극의 전자빔 통과공 크기와 제4전극의 두께와 밀접한 관계가 있다.

도 9 는 제4전극의 두께와 전자빔 통과공의 비와 스폿 사이즈와의 관계를 나타낸 그래프이다. 도면에서 보면, t/A가 클수록 스폿 사이즈가 작아지나 저전류영역에서는 스폿 사이즈가 증가하는 경향을 보인다.

칼라 음극선관에서는 저전류 영역과 고전류 영역이 동시에 중요하므로 가속전극과 제4전극의 최적치수가 필요하다. 본 발명은 두 전극의 d/W비와 t/A비를 합하여 계산 및 실험한 결과 도 10과 같은 그래프를 얻을 수 있었다.

칼라 음극선관의 해상도는 저전류(0.2mA)에서 0.7mm이하 고전류(1.0mA)에서 2.0mm이하에서 해상도를 만족시키는 범위는 0.22~0.3이다.

칼라 음극선관의 동영상 구현시 전류량에 따라 급격히 변화하는 스폿 사이즈를 효과적으로 제어하여 해상도를 높인 인라인형 전자총을 구비한 칼라 음극선관을 얻을 수 있다.

Claims (1)

1. 전자삼극부를 이루는 음극 및 제어전극 그리고 가속전극으로 이루어진 전자빔 발생수단과, 집속렌즈를 형성하는 제3전극, 제4전극을 포함하는 칼라 음극선관용 전자총에 있어서,

   상기 가속전극은 제3전극 방향으로 수직크기(W)가 수평크기보다 작은 직사각형으로 소정깊이(d) 오목하게 들어간 리세스를 구비하고 있으며,

   상기 제4전극은 일정크기의 직경(A)과 두께(t)의 전자빔 통과공을 구비한 판상전극으로 구성되고,

   상기 가속전극과 제4전극의 형상 및 구성이 0.22≤d/W + t/A≤0.3을 만족하는 것을 특징으로 하는 음극선관용 전자총