KR100459220B1 - 칼라 음극선관용 전자총 - Google Patents

Abstract

본 발명은 스크린 주변부에서의 외곽빔과 중앙빔간의 집속력 차이로 인한 포커스 열화를 개선하는 칼라 음극선관용 전자총을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 전자빔을 방사하는 복수개의 음극과, 상기 전자빔의 방사량 조절을 위한 제어전극과 가속전극으로 구성된 삼극부와, 상기 전자빔을 일정량 집속시키는 역할을 하는 두개이상의 전극으로 구성되는 적어도 하나의 프리포커스 렌즈부와, 상기 전자빔을 화면에 집속하기 위한 주렌즈를 형성하는 집속전극과 양극전극으로 구성되며, 상기 집속전극을 복수개의 전극으로 분할하고, 복수개의 전극 중 적어도 하나의 전극에는 일정한 전압을 인가하고, 다른 적어도 하나의 전극에는 편향요크의 편향 전류량에 동기하는 다이나믹 전압을 인가하여, 상기 일정전압을 인가하는 전극과 다이나믹 전압을 인가하는 전극의 상호 대향면에 적어도 1개의 사극자 렌즈 형성수단을 구비하며, 상기 사극자 렌즈 형성 수단을 형성하는 적어도 하나의 전극의 3개의 공형상이 원형공과 사각공이 결합된 키홀 형상인 칼라 음극선관용 다이나믹 전자총에 있어서,

상기 키홀의 중앙빔부 사각공 단측폭과 외곽공부 사각공 단측 폭이 다른 것을 특징으로 하는 칼라 음극선관용 전자총을 제공한다.

Description

칼라 음극선관용 전자총{Elctric Gun for Color CRT}

본 발명은 칼라 음극선관용 전자총에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 칼라 음극선관용 전자총의 다이나믹 사극자렌즈를 형성하는 전극에 관한 것이다.

일반적으로 음극선관용 인라인형 전자총의 각 전극들은 음극에서 발생된 전자빔이 일정한 세기의 형태로 제어되어서 스크린에 도달할 수 있도록 하기 위해 전자빔이 통과하는 경로에 대해 수직이 되게 서로 일정한 간격을 두고 위치하고 있다.

이하 도면에서 상세히 설명하면, 도 1에서와 같이 상호 독립된 3개의 음극(3)과 이 음극에서 일정거리 떨어져 배치되어 있는 세개의 음극(3)의 공통격자인 제1전극(4)과 제1전극(4)에서 일정간격으로 배치된 제2전극(5)과, 제3전극(6), 제4전극(7), 세개의 전극으로 분리된 제5전극(8)의 두번째 전극(82), 첫번째 전극(81), 그리고 제6전극(9)의 순으로 구성되고 제6전극(9)의 상부에는 B.S.C(11)가 부착된 실드컵(10)의 순서대로 구성된 인라인형 전자총으로되고, 각 전자총의 컷오프 전압이 반드시 같게 되기 위한 일정의 전류치를 얻기 위해 이 음극에 각각 다른 전압이 공급되고 있다.

또 이 전자총은 음극(3) 내부에 내장된 히터(2)의 가열에 의해 음극으로부터전자가 방출되고 이 전자빔은 제어전극인 제1전극(4)에 의해 전자빔이 제어되며, 가속전극인 제2전극(5)에 의해 전자빔(13)이 가속되고, 제3전극(6), 제4전극(7), 제5전극(8)의 세번째 전극(83) 사이에 형성된 UPF 렌즈에 의해 전자빔이 일부 집속되고, 주렌즈 형성전극인 제5전극의 첫번째 전극(81)과 제6전극(9)을 통과하여 형광면 내면에 설치된 섀도우마스크(14)를 통과하여 형광면(14)에 충돌되어 발광을 시킨다. 그리고, 전자총 외부에서 전자총에서 방출된 전자빔(13)을 스크린(15) 전체로 편향해주는 편향요크(12)가 위치되어 있다.

도 2는 칼라 음극선관용 인라인형 다이나믹 전자총의 주렌즈부 개략도를 나타내고 있다.

주렌즈부는 제5전극의 첫번째 전극(81)과 제6전극(9)으로 구성되고, 각 전극은 세 전자빔에 공통인 경주트랙형상의 림부와 상기 림부(16)(17)에서 일정거리 떨어져 위치하고 있는 세개의 공을 가진 정전장제어전극체(18)(19)로 구성된다. 그리고, 제5전극의 첫번째 전극(81)에는 제6전극(9)에 인가되는 고압의 약 20~30%에 해당하는 전압이 인가됨으로써, 제6전극(9)과의 전위차에 의해 화면상에 전자빔을 집속할 수 있는 주된 렌즈인 주렌즈가 형성되게 된다.

도 3은 DQ렌즈 형성전극의 일부 파단면도로써, 그 구성은 제5전극의 첫번째 전극(81)과 제5전극의 두번째 전극(82)으로 구성되고, 제5전극의 첫번째 전극(81)은 음극 방향면에 원형과 횡장 사각형이 결합된 키홀 모양의 3개의 횡장공(20)이 형성되어 있고, 제5전극의 두번째 전극(82)은 스크린 방향면에 원형과 종장 사각형이 결합된 키홀 모양의 3개의 종장공(21)이 형성되어 있다. 그리고, 제5전극의 첫번째 전극(81)에는 편향요크의 편향 전류에 따라 동기하는 다이나믹 전압이 인가되고, 제5전극의 두번째 전극(82)에는 일정한 포커스 전압이 인가되어 상호 전극의 전위차에 의해 DQ 렌즈가 형성되게 된다.

도 4는 종래의 DQ 렌즈 형성 전극의 공 형상으로 상기에서 언급하였듯이 종장형의 키홀과 횡장형의 키홀로 구성된다. 그리고, 상기 키홀의 사각공의 단측폭은 중앙빔부(w1)와 외곽빔부(w2)가 동일한 치수를 나타낸다.

도 2에 도시된 도면에서와 같은 주렌즈의 구면수차 특성을 나타내는 주렌즈의 실효구경이 중앙빔부가 외곽빔부보다 작아 구면수차 특성으로 불리하게 된다. 그리고, 도 5에서와 같이 다이나믹 액션이 중앙빔이 외곽빔보다 강해 요구 다이나믹 전압이 중앙빔과 외곽빔간에 차이가 생겨 화면주변부에서의 포커스 특성 열화가 발생하게 된다.

상기의 내용에 대해 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 3의 DQ 렌즈 구조에서 제5전극의 두개의 분리된 전극(81)(82) 사이에는 비대칭의 렌즈가 형성된다. 이 렌즈는 편향전류에 의해 동기되는 다이나믹 전압에 의해 그 강도가 변하게 된다.

먼저 DQ렌즈의 동작원리에 대해 설명하면, 두개의 제5전극 사이에 형성되는 DQ 렌즈는 편향요크의 편향력이 가장 크게 작용하는(편향전류가 가장 높은)화면의 코너부 편향시 가장 큰 비대칭 렌즈 작용을 하고, 편향력이 없는(편향전류가 거의 없는)화면의 중앙부에서 가장 작은 비대칭작용을 한다. 종래의 DQ 렌즈가 구비되지 않은 인라인형 전자총은 셀프컨버젼스 편향요크의 비균일자계로 인한 화면 주변부에서의 포커스 열화를 가져온다.

이 현상은 편향 비균일 자계에 의한 수평방향 전자빔 집속력 약화현상과 수직방향 전자빔 집속력 강화현상을 말한다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 형성된 DQ 렌즈는 화면 주변부에서의 수직 집속력 약화를 이루어 전화면에서 우수한 포커스를 구현한다. 또한, 다이나믹 전압이 제5전극의 첫번째 전극에 인가됨으로써 전자빔의 집속에 가장 큰 역할을 하는 주렌즈의 강도를 편향에 따라 변화시킬 수 있어 화면 주변부로 편향됨에 따라 더 길어지는 초점거리를 주렌즈의 강도를 약화시킴으로써 보상할 수 있다.

그러나, 종래의 전자총의 주렌즈는 다음과 같은 주렌즈 구경 차이를 가지고 있다.

전자빔	중앙빔(G)	외곽빔(R,B)
주렌즈 구경(mm)	9.5	11.0

따라서, 도 5와 같은 현상이 유발되게 된다. 도 5a는 중앙빔의 다이나믹 액션 관련 모식도로써 상세히 설명하면 다음과 같다. 편향요크의 편향이 발생하는 화면 주변부에서는 인라인 방향(H)과 인라인에 수직한 방향(V)간에 렌즈의 집속발산력의 차이가 생기는 편향요크에 의한 렌즈(DL)가 생기게 되어 이의 보상을 위해 상기의 DL과 반대의 렌즈작용을 하는 DQ 렌즈가 생성되게 된다. 이 DQ 렌즈와 함께 화면 주변부로 편향됨에 따라 나타나는 주렌즈에서 화면 까지의 거리(초점거리)의 변화의 보상을 위해 다이나믹 전압이 주렌즈를 형성하는 제5전극의 첫번째 전극에 인가됨으로 인해 주렌즈가 화면 중앙에 비해 얇아지게 됨으로 초점거리의 차이를 보상할 수 있다.

도 5b에는 외곽빔의 다이나믹 액션 관련 모식도로써, 그 구성은 동일하나 주렌즈의 구경이 중앙빔부가 외곽빔에 비해 작아 중앙빔부(23)가 외곽빔부(24)에 비해 두껍게 형성된다. 이에 따라, 화면 주변부로 편향되었을 때, 주렌즈의 두께 변화가 중앙빔부(25)보다 외곽빔부(26)보다 강하게 되어 중앙빔이 외곽빔에 비해 DQ 렌즈의 강도를 강하게 형성할 수 있어, 상대적으로 낮은 다이나믹 전압을 인가하여도 도 6a에서와 같이 화면 전 영역 할로우가 없는 우수한 스폿을 얻을 수 있다. 그러나, 중앙빔에 요구되는 다이나믹 전압이 인가될 때, 외곽빔은 화면 주변부로 편향될 때, 도 5b에서와 같이 초점거리가 스크린 까지의 거리에 비해 짧아져 도 6b와 같이 화면 주변부에서 수직 방향으로 할로우가 남게 되어 화면 주변부에서의 포커스를 열화시키는 문제점을 가지게 된다.

반대로 다이나믹 전압을 외곽빔부에 맞게 높게 인가할 경우, TV 또는 모니터의 회로 가격이 상승하는 문제점과 함께 중앙빔의 화면 주변부에서의 집속력이 약해 포커스 특성이 열화되는 문제점을 가지게 된다. 따라서 화면 주변부에서의 우수한 포커스 구현을 위해서는 중앙빔과 외곽빔간의 집속력의 차이가 없는 동일한 렌즈 액션이 구현되어야 한다.

종래 기술은 주렌즈의 중앙빔과 외곽빔간의 구경차이로 인한 다이나믹 액션 차이로 인해 화면 주변부에서의 포커스 특성이 중앙빔의 특성에 다이나믹 전압을 맞추면 외곽빔의 포커스 특성이 나빠지고, 반대로 외곽빔의 특성에 다이나믹 전압을 맞추면 중앙빔이 나빠지는 현상이 나타나 화면 주변부에서의 포커스 열화문제를 가진다.

본 발명은 상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 발명으로서, 특히 스크린 주변부에서의 외곽빔과 중앙빔간의 집속력 차이로 인한 포커스 열화를 개선하는 칼라 음극선관용 전자총을 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1 은 종래 일반적인 음극선관의 개략도.

도 2 는 종래 전자총 주렌즈부의 절개 사시도.

도 3 은 종래 DQ 렌즈 형성전극의 일부 파단면도.

도 4a와 도 4b는 종래 DQ 렌즈의 전극 형상을 도시한 평면도.

도 5a와 도 5b는 종래 중앙빔과 외곽빔의 다이나믹 렌즈형태를 도시한 도면.

도 6a와 도 6b는 종래 중앙빔과 외곽빔의 스폿형태를 도시한 도면.

도 7a와 도 7b는 본 발명에 의한 DQ 렌즈 형성전극의 실시예를 도시한 평면도.

도 8은 본 발명의 다이나믹 전자총의 스폿형태를 도시한 도면.

도 9는 본 발명의 DQ 렌즈 전극공 폭과 요구 다이나믹 전압관계를 도시한 그래프

도 10a와 도 10b는 본 발명에 의한 DQ 렌즈 형성전극의 제2실시예를 도시한 도면.

** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 **

3: 음극 4: 제1전극

5: 제2전극 6: 제3전극

7: 제4전극 81: 제5전극의 첫번째 전극

82: 제5전극의 두번째 전극

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 전자빔을 방사하는 복수개의 음극과, 상기 전자빔의 방사량 조절을 위한 제어전극과 가속전극으로 구성된 삼극부와, 상기 전자빔을 일정량 집속시키는 역할을 하는 두개이상의 전극으로 구성되는 적어도 하나의 프리포커스 렌즈부와, 상기 전자빔을 화면에 집속하기 위한 주렌즈를 형성하는 집속전극과 양극전극으로 구성되며, 상기 집속전극을 복수개의 전극으로 분할하고, 복수개의 전극 중 적어도 하나의 전극에는 일정한 전압을 인가하고, 다른 적어도 하나의 전극에는 편향요크의 편향 전류량에 동기하는 다이나믹 전압을 인가하여, 상기 일정전압을 인가하는 전극과 다이나믹 전압을 인가하는 전극의 상호 대향면에 적어도 1개의 사극자 렌즈 형성수단을 구비하며, 상기 사극자 렌즈 형성 수단을 형성하는 적어도 하나의 전극의 3개의 공형상이 원형공과 사각공이 결합된 키홀 형상인 칼라 음극선관용 다이나믹 전자총에 있어서,

상기 키홀의 중앙빔부 사각공 단측폭과 외곽공부 사각공 단측 폭이 다른 것을 특징으로 하는 칼라 음극선관용 전자총을 제공한다.

이하 도면을 참조하면서 본 발명의 구성을 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.

종래 기술의 문제점에서 알수 있듯이 주렌즈의 중앙빔부와 외곽빔부간의 렌즈 구경 차이로 인한 다이나믹 액션 차이는 주렌즈의 변경을 통한 주렌즈의 구경차이를 제거하는 것이 가장 우선적인 해결방법이지만, 주렌즈는 그 설계에 있어서 고려할 요인이 매우 많고 주렌즈의 구경 증대가 기본적으로 필수적인 요소인 관계로 중앙빔부와 외곽빔부 간의 차이를 제거하는 주렌즈의 설계는 매우 어렵다. 따라서, 본 발명과 같이 주렌즈의 구경의 차이로 인한 문제를 다이나믹부의 DQ 렌즈구조를 변경함으로서 해결하는 방법을 구현하게 되었다.

본 발명은 도 7의 제1실시예와 같이 DQ 렌즈를 형성하는 전극의 공 형상을 다음과 같이 변경함으로써 주렌즈의 차이로 인한 중앙빔과 외곽빔간의 다이나믹 액션 차이를 보상하였다.

우선 제5전극의 두번째 전극(82)은 중앙빔부의 사각공의 단측 폭(w4)을 외곽빔부의 사각공의 단측폭(w5)에 비해 크게 형성하거나, 제5전극의 첫번째 전극(81)을 중앙빔부의 사각공의 단측 폭(w7)을 외곽빔부의 사각공의 단측 폭(w6)에 비해 크게 형성한다. 그리고, 주렌즈의 중앙빔부와 외곽빔부간의 차이가 클 경우, 본 발명의 제5전극의 첫번째 전극과 두번째 전극이 공을 동시에 사용함으로써, 그 다이나믹 액션 차이를 보상할 수도 있다.

도 10 은 본 발명의 제2실시예를 나타낸 것으로 주렌즈의 구경이 중앙빔부가 외곽빔부보다 클 경우, 다이나믹 액션의 차이를 보상하기 위한 DQ 렌즈를 나타낸 것이다. 그 구조는 상기 제1실시예와는 반대로 제5전극의 두번째 전극(82)이 중앙빔부의 사각공의 단측 폭(w8)이 외곽빔부의 단측 폭(w9)에 비해 작게 형성하거나,제5전극의 첫번째 전극(81)의 중앙빔부의 사각공의 단측 폭(w10)이 외곽빔부의 단측 폭(w11)에 비해 작게 형성할 수도 있다.

본 발명은 주렌즈의 중앙빔부와 외곽빔부의 차이로 인한 요구 다이나믹 전압의 차이를 보상하는 것을 목적으로 DQ 렌즈의 구조를 변경한 것으로, 도 7의 제1실시예와 같이 중앙 키홀(30)(32)의 사각공 단측폭(w4)(w7)을 외곽빔부의 키홀(31)(33)의 사각공 단측 폭(w5)(w6)에 비해 크게 구성함으로써 DQ 렌즈의 집속정도를 중앙빔부가 외곽빔부에 비해 약화시킬 수 있어 주렌즈에서의 차이를 보상할 수 있게 하였다.

이에 따라, 도 8의 화면상의 스폿과 같이 중앙빔과 외곽빔이 동시에 화면상에서 져스트하게 포커싱하게 된다. 즉, 종래의 다이나믹 전자총에서와 같은 외곽빔의 화면 주변부 할로우(22)를 제거할 수 있게 된다. 따라서, 화면 전영역에서 우수한 포커스 특성을 얻을 수 있다.

도 9는 본 발명의 DQ 렌즈 사각공 단측 폭에 따른 요구 다이나믹 전압과의 관계 그래프를 나타내는 것으로 이 그래프에서 알 수 있듯이 DQ 렌즈의 사각공 단측 폭이 동일할 경우 중앙빔(G)의 요구 다이나믹 전압이 외곽빔(R,B)의 요구 다이나믹 전압에 비해 약 50V 낮은 것을 알수 있다. 그리고 요구 다이나믹 전압은 DQ 렌즈의 사각공 단측폭이 증가할 수록 요구 다이나믹 전압이 증가함을 알 수 있다. 상기의 요구 다이나믹 차이를 보상하기 위해 외곽빔부의 사각 단측폭을 중앙빔부의 사각공 단측 폭에 비해 작게 함으로써 동일한 요구 다이나믹 전압으로 설계 가능하다.

본 실시예에서는 제5전극의 두번째 전극(82)의 DQ 렌즈 사각공 단측폭이 중앙빔부가 3.2mm, 외곽빔부가 2.8mm일 때, 약 530V의 동일한 최적 다이나믹 전압이 필요하게 된다. 추가로 본 발명의 DQ 렌즈 구조는 도 7a와 같이 제5전극의 두번째 전극만 변경하거나, 도 7b와 같이 제5전극의 첫번째 전극만 변경 가능하며, 주렌즈의 중앙빔부와 외곽빔부 간의 차이가 클 경우에는 제5전극의 첫번째 전극과 두번째 전극을 동시에 결합가능하다.

도 10은 본 발명의 제2실시예로서, 주렌즈가 1실시예와는 반대로 중앙빔부가 외곽빔부보다 클 경우에 대한 DQ 렌즈 구조를 나타낸 것이다.

즉, 중앙빔부 주렌즈가 외곽빔부 주렌즈에 비해 큰 경우에는 중앙빔부의 요구 다이나믹 전압이 외곽빔부에 비해 높아, 이의 보상을 위해서는 DQ 렌즈를 형성하는 전극의 공 형상을 중앙빔부 키홀(34)(36)의 사각공 단측 폭(w8)(w10)이 외곽빔부 키홀(35)(37)의 사각공 단측 폭(w9)(w11)에 비해 작게 구성하므로써, DQ 렌즈가 중앙빔부가 외곽빔부에 비해 강하게 집속할 수 있게 된다.

본 발명은 종래의 다이나믹 전자총의 중앙빔부와 외곽빔부간의 요구 다이나믹 전압 차이로 인한 화면 주변부에서의 포커스 열화 현상을 보상하기 위해 본 발명에서와 같은 DQ 렌즈의 공 구조를 형성함으로써, 중앙빔부와 외곽빔부간의 요구 다이나믹 전압을 동일하게 구성할 수 있고, 화면 전영역에서 우수한 포커스 특성을 구현할 수 있다.

Claims (5)

1. 전자빔을 방사하는 복수개의 음극과, 상기 전자빔의 방사량 조절을 위한 제어전극과 가속전극으로 구성된 삼극부와, 상기 전자빔을 일정량 집속시키는 역할을 하는 두개이상의 전극으로 구성되는 적어도 하나의 프리포커스 렌즈부와, 상기 전자빔을 화면에 집속하기 위한 주렌즈를 형성하는 집속전극과 양극전극으로 구성되며, 상기 집속전극을 복수개의 전극으로 분할하고, 복수개의 전극 중 적어도 하나의 전극에는 일정한 전압을 인가하고, 다른 적어도 하나의 전극에는 편향요크의 편향 전류량에 동기하는 다이나믹 전압을 인가하여, 상기 일정전압을 인가하는 전극과 다이나믹 전압을 인가하는 전극의 상호 대향면에 적어도 1개의 사극자 렌즈 형성수단을 구비하며, 상기 사극자 렌즈 형성 수단을 형성하는 적어도 하나의 전극의 3개의 공형상이 원형공과 사각공이 결합된 키홀 형상인 칼라 음극선관용 다이나믹 전자총에 있어서,

   상기 사극자렌즈 형성수단의 키홀의 사각공 단측 폭은 중앙빔부가 외곽빔부에 비해 큰 것을 특징으로 하는 칼라 음극선관용 전자총.
2. 삭제
3. 삭제
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 사극자렌즈 형성수단의 전자빔 통과공 형상이 종장형 키홀형태인 것을 특징으로 하는 칼라 음극선관용 전자총
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 사극자렌즈 형성수단의 전자빔 통과공 형상이 횡장형 키홀형태인 것을 특징으로 하는 칼라 음극선관용 전자총