KR100464283B1 - 칼라음극선관용 전자총 - Google Patents

Abstract

본 발명은 형광체 스크린을 향해 적색(R), 녹색(G), 청색(B)의 전자빔을 방출하는 음극과 전자빔을 제어하는 제1전극과, 상기 제1 전극에서 일정간격으로 배치된 제2전극, 제3전극, 제4전극과, 상기 제4전극에서 일정간격으로 배치된 집속전극 및 양극으로 이루어진 메인전극을 포함하는 칼라음극선관용 전자총에 있어서, 상기 메인전극에는 적색(R), 녹색(G), 청색(B) 3색의 전자빔 통과공이 인라인상에 배열되며; 상기 중앙의 통과공을 지나는 전자빔에 가해지는 비점수차 전압이 양측의 통과공을 지나는 전자빔에 가해지는 비점수차 전압보다 작은 것을 특징으로 한다.

본 발명은 화면 주변부의 수직 해상도를 개선하여 화면 중앙부와 주변부의 해상도 차이를 줄임으로써 화면 전면에서 해상도의 균일성을 향상시킬 수 있다.

Description

칼라음극선관용 전자총{The Electron Gun For The C-CRT}

본 발명은 칼라음극선관용 전자총에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 표시화면 전체에서 적, 녹, 청색간에 균일한 포커스 특성을 가지는 전자총에 관한 것이다.

종래의 칼라 음극선관의 구조는 도 1에 도시된 바와 같이 패널(1)이라고 하는 전면유리와 펀넬(2)이라고 하는 후면유리가 결합되고, 내부에는 소정의 발광 역할을 하는 형광면과, 상기 형광면을 발광시키는 전자빔(11)을 방출하는 전자총(8)과, 색선별 역할을 하는 새도우마스크(3)와, 상기 새도우마스크를 용접 고정시키는 프레임(4)과 스터드핀(6), 스프링(5)으로 구성된다. 또한 상기 음극선관이 동작 중에 외부 지자기의 영향을 적게 받도록 차폐하는 역할을 해주는 이너쉴드(7)가 상기 프레임(4)에 고정되어 고진공으로 밀폐되어 있다.

일반적인 음극선관의 동작원리는 다음과 같다. 펀넬(2)의 네크부에 내장된 전자총(8)에서 전자빔(11)이 음극선관에 인가된 양극전압에 의해서 패널(1) 내면에 형성되어 있는 형광면을 타격하게 되고, 상기 전자빔은 형광면에 도달하기 전에 편향요크(9)에 의해서 상하좌우로 편향되어 화면을 이루게 된다. 그리고 마그네트가 있어서 전자빔이 정확히 형광체를 타격하도록 진행궤도를 수정해주어 색순도 불량을 방지해준다. 또한 상기 음극선관은 고진공으로 되어있기 때문에 외부의 충격에 쉽게 폭축이 일어날 수 있으며 이것을 방지하기 위하여 패널의 스커트부에 보강밴드(10)를 장착함으로써 고진공상태의 음극선관의 응력을 분산하여 내충격 성능을 확보한다.

상기 전자총의 구성을 도면을 통하여 상세히 설명하면, 도 2와 같이 전자빔을 발생시키는 음극(12)과, 상기 음극에서 일정거리만큼 떨어져 배치되는 제1전극(13)과, 상기 제1전극에서 일정간격으로 배치된 제2전극(14), 제3전극(15), 제4전극(16)과, 상기 제4전극에서 일정거리만큼 떨어져 배치되는 집속전극(17,18) 및 양극(19)으로 구성된 메인전극과, 상기 양극 끝단에 부착되어 누설자계를 차폐하기 위한 쉴드컵(20)으로 구성된다. 상기 각 전극들은 일정간격을 유지하며 비드글라스(21)에 의해 고정되며, 상기 전자총은 펀넬(2)의 네크부를 구성하는 네크글라스 내부에 삽입되고 상기 네크글라스는 외부로부터 전자총으로 전압을 인가하는 스템 부분과 융착되어 음극선관에 장착된다.

상기 전자총의 동작을 설명하면, 스템핀(27)으로부터 인가된 전압을 받아서 음극(12) 내부의 히터(22)가 가열하여 전자를 방출하고, 상기 방출된 전자는 제어전극인 제1전극(13)에 의해 제어되고, 가속전극인 제2전극(14)에 의해 가속되고, 제3전극(15), 제4전극(16), 집속전극(17) 사이에 형성된 UPF렌즈에 의해 일부 집속되고, 집속전극(18)과 양극(19)에 의해 주된 집속 및 가속을 하게 되어 형광면 내면에 설치된 새도우마스크(3)를 통과하여 형광면에 충돌되어 발광을 일으킨다. 이때 상기 전자빔은 전자총의 메인렌즈를 통과하여 중앙으로 집중되고, 이러한 전자빔을 주변부로 주사하기 위해 상기 편향요크(9)에서는 도 3a의 배럴형 수직자계와 도 3b의 핀쿠션형 수평자계를 발행시켜서 전자빔(11)이 스크린 전체로 편향되어 화면을 구현할 수 있게 된다.

이때 전자총에서 발생되고 스크린 상에 집중되는 전자빔이 상기 편향요크에 의하여 화면 전체에 주사되면, 화면 주변부의 전자빔은 화면 중앙부와의 경로차 및 편향요크에 의하여 발생되는 비점수차(Astigmatism)에 의하여 왜곡된 형상을 나타내게 된다. 즉, 도 4와 같이 수평 포커스전압(Vfh)과 수직 포커스전압(Vfv)이 동일할 때 화면 중앙부에 형성되는 전자빔의 형상은 수평 스폿 사이즈(Dh)와 수직 스폿 사이즈(Dv)가 같은 원형으로 나타나고, 화면 주변부로 편향된 전자빔 중 수평빔은 화면 중앙부와 주변부 사이의 이동거리 차에도 불구하고 편향요크의 셀프 컨버전스작용에 의하여 동일한 전압에서 포커스가 이루어진다. 그러나 화면 주변부에서의 수직빔의 경우 화면 중앙부와 주변부의 거리 차이 및 편향요크의 집속 작용에 의하여 화면에 도달하기 전에 포커스 됨으로써 화면상에서의 전자빔 형상이 도 5와 같이 수직부분이 선명하게 나타나는 코어부(Dco)와 흐릿하게 나타나는 할로부(Dha)로 구분되어 나타난다.

상기와 같은 문제점을 개선하기 위하여 종래에는 도 6과 같이 수직 포커스전압(Vfv)을 수평 포커스전압(Vfh)보다 낮추어 비점수차전압(Va = Vfh - Vfv)이 정(正)의 값을 나타내고, 화면 중앙에서의 포커스 조정시 도 6, 도 7에 도시한 바와 같이 수직 스폿 사이즈를 수평 스폿 사이즈에 비하여 크게 형성하여 화면 중앙에서의 수직해상도는 다소 열화되게 되지만, 화면 주변부의 수직빔은 화면으로부터 가까운 지점에서 포커스가 이루어지게 됨에 따라 할로가 감소하여 코어에 대한 할로의 비(Dha/Dco)가 개선됨으로써 화면 주변부의 해상도 특성이 개선되며 화면 전체에서 균일한 포커스 성능을 얻도록 하였다.

그런데 상기와 같은 방법은 흑백 음극선관에 적합한 방법으로서, 적, 녹, 청색의 형광체를 발광시키기 위해서 형성된 인라인형 전자총을 사용하는 칼라음극선관의 경우 전자빔이 편향자계영역을 통과할 때 각각의 전자빔 에 작용하는 자계의 영향이 다르기 때문에 도 8에 도시한 바와 같이 화면 주변부에서의 적, 녹, 청 전자빔의 비점수차가 달라지고 도 9와 같이 중앙 전자빔(G)과 외측 전자빔(R과 B)의 수직 포커스 전압 차이(Δ)가 발생된다.

즉, 인라인 상에 배열된 적, 녹, 청색의 전자빔 중 외측에 위치한 빔의 수직포커스 전압(VfvO)이 중앙에 위치한 녹색 전자빔의 수직 포커스 전압(VfvC)보다 높아서 도 10과 같이 화면상에 적 또는 청색의 전자빔이 녹색보다 더 많은 할로를 포함하게 되어 화면 주변부의 해상도가 영향을 받게 된다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로 표시화면 전체에서 적, 녹, 청색간에 균일한 포커스 특성을 가지는 전자총을 제공하는 것을 목적으로 한다.

도 1은 일반적인 음극선관의 구조도

도 2는 일반적인 전자총의 구조도

도 3a는 수직편향자계의 분포도

도 3b는 수평편향자계의 분포도

도 4는 종래기술의 화면 중앙부에서의 포커스전압 대비 전자빔 스폿의 크기를 나타낸 도

도 5는 종래기술의 화면에 표시되는 전자빔 궤적과 스폿의 형상을 나타낸 도

도 6은 종래기술의 화면 중앙부에서의 비점수차를 나타낸 도

도 7은 종래기술의 화면 중앙부에서의 비점수차에 따른 전자빔 스폿 형상을 나타낸 도

도 8은 종래기술의 수직편향시 편향자계에 의한 R, G, B 전자빔 스폿의 형상을 나타낸 도

도 9는 종래기술의 화면 주변부에서의 포커스전압 R, G, B 전자빔의 포커스전압 차를 나타낸 도

도 10은 종래기술의 화면 주변부에서의 전자빔 스폿 형상을 나타낸 도

도 11은 본 발명에 의한 화면 중앙부에서의 R, G, B 전자빔의 포커스 전압차및 스폿 형상을 나타낸 도

도 12는 본 발명에 의한 화면 주변부에서의 포커스 전압차 개선을 나타낸 도

도 13은 본 발명에 의한 화면 주변부에서의 전자빔 스폿 형상을 나타낸 도

도 14는 일반적인 전자총의 메인 전극의 구조를 나타낸 도

도 15a 내지 도 15b는 본 발명에 의한 전자총 내 집속전극의 보조전극에 형성된 전자빔 통과공의 형상을 나타낸 도

도 16a 내지 도 16b는 본 발명에 의한 전자총 내 양극극의 보조전극에 형성된 전자빔 통과공의 형상을 나타낸 도

*** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ***

8 : 전자총 17,18 : 집속전극

19 : 양극

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 기술적 수단은 형광체 스크린을 향해 적색(R), 녹색(G), 청색(B)의 전자빔을 방출하는 음극과 전자빔을 제어하는 제1전극과, 상기 제1 전극에서 일정간격으로 배치된 제2전극, 제3전극, 제4전극과, 상기 제4전극에서 일정간격으로 배치된 집속전극 및 양극으로 이루어진 메인전극을 포함하는 칼라음극선관용 전자총에 있어서, 상기 메인전극에는 적색(R), 녹색(G), 청색(B) 3색의 전자빔 통과공이 인라인상에 배열되며; 상기 중앙의 통과공을 지나는 전자빔에 가해지는 비점수차 전압이 양측의 통과공을 지나는 전자빔에 가해지는 비점수차 전압보다 작은 것을 특징으로 한다.

이하, 상기 구성에 따른 본 발명의 실시예에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다.

본 발명은 도 11에서 보는 바와 같이 화면 중앙부의 인라인 상에 배열된 적, 녹, 청색 전자빔의 수평 포커스전압(Vfh)은 동일하게 하고 적, 청색 전자빔의 수직 포커스전압(Vfvo)을 녹색 전자빔의 수직 포커스전압(Vfc)보다 낮게 한다. 그러면 도 12와 같이 화면 주변부에서의 전압(Vfh-Vfvo)이 녹색의 비점수차 전압(Vfh-Vfvc)보다 커져서 녹색 전자빔의 수직 포커스전압과 적, 청색의 수직 포커스전압의 차이(Δ)가 화면 중앙부에서 동일한 수직 포커스전압을 가진 경우에 비하여 현저히 줄어듦으로써 도 13과 같이 화면 주변부에서 적, 녹, 청색의 전자빔 스폿이 동일한 할로를 가지게 되어 화면 주변부의 해상도를 개선할 수 있다.

즉, 적, 청색의 비점수차 전압(Vfh-Vfvo)이 녹색의 비점수차 전압(Vfh-Vfvc)보다 크면 화면 중앙부에서의 적, 청색 전자빔의 수직 스폿크기가 녹색 전자빔의 수직 스폿크기에 비하여 다소 크기는 하나 그 차이가 작아 수직 해상도의 열화는 거의 나타나지 않는다. 이렇게 형성된 전자빔의 화면 주변부로 편향되면 자계의 영향을 받게 되는데 적, 청색 전자빔이 중앙에 위치한 녹색 전자빔보다 더 많은 영향을 받게 되어 화면 주변부에서의 각 전자빔의 수직 포커스전압은 거의 동일한 값이 되고 화면상에 형성된 전자빔의 할로는 동일한 양을 가지게 됨으로써 주변부의 해상도는 향상되게 된다.

일반적으로 사용되는 전자빔 메인전극은 도 14와 같이 적, 녹, 청색의 전자빔을 감싸는 통형 전극과 상기 각각의 전자빔이 통과하는 통과공이 형성된 보조전극으로 구성되는데, 상기 포커스전압과 적, 녹, 청색 전자빔의 비점수차는 상기 두 전극간 간격, 통형전극의 크기, 통형전극의 끝단에 대한 보조전극의 위치 및 보조전극의 각 전자빔 통과공의 직경에 의하여 결정된다.

본 발명은 상술한 바와 같이 녹색의 전자빔의 비점수차를 적, 청색의 비점수차보다 작게 해야 하므로 도 15a에 도시된 바와 같이 집속전극의 보조전극에 형성된 녹색 전자빔 통과공의 수직경을 작게 하거나 적, 청색 전자빔 통과공의 수직경을 크게 하면 된다. 또한 도 15b와 같이 녹색 전자빔 통과공 수평경을 크게 하거나 적, 청색 전자빔 통과공의 수평경을 작게 하여 용이하게 조정할 수 있으며, 도 16a와 같이 양극의 보조전극에 형성된 녹색 전자빔 통과공의 수직경을 크게 하거나 적, 청색 전자빔 통과공의 수직경을 작게 하거나 도 16b에 나타낸 것처럼 녹색 전자빔 통과공의 수평경을 작게 하거나 적, 청색 전자빔 통과공의 수평경을 크게 하여 적, 청색 전자빔의 비점수차를 크게 함으로써 용이하게 조정할 수도 있다.

상술한 바와 같이 본 발명은 전자총 내 적색(R), 녹색(G), 청색(B) 3색의 전자빔 통과공의 수직경 또는 수평경의 크기를 조절하여 중앙의 통과공을 지나는 전자빔에 가해지는 비점수차 전압이 양측의 통과공을 지나는 전자빔에 가해지는 비점수차 전압보다 크게 함으로써 화면 주변부의 수직 해상도를 개선하여 화면 중앙부와 주변부의 해상도 차이를 줄임으로써 화면 전면에서 해상도의 균일성을 향상시킬 수 있다.

Claims (5)

1. 형광체 스크린을 향해 적색(R), 녹색(G), 청색(B)의 전자빔을 방출하는 음극과 전자빔을 제어하는 제1전극과, 상기 제1 전극에서 일정간격으로 배치된 제2전극, 제3전극, 제4전극과, 상기 제4전극에서 일정간격으로 배치된 집속전극 및 양극으로 이루어진 메인전극을 포함하는 칼라음극선관용 전자총에 있어서,

   상기 메인전극에는 적색(R), 녹색(G), 청색(B) 3색의 전자빔 통과공이 인라인상에 배열되며;

   화면 중앙부의 인라인 상에 배열된 적, 녹, 청색 전자빔의 수평 포커스 전압(Vfh)은 동일하게 하고 적, 청색 전자빔의 수직 포커스 전압(Vfvo)은 녹색 전자빔의 수직 포커스 전압(Vfc)보다 낮게 하는 것을 특징으로 하는 칼라음극선관용 전자총.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 메인전극에 형성된 전자빔 통과공 중 녹색 전자빔 통과공의 수직경이 적색 및 청색 전자빔 통과공의 수직경보다 작은 것을 특징으로 하는 칼라음극선관용 전자총.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 집속전극의 보조전극에 형성된 전자빔 통과공 중 녹색 전자빔 통과공의 수평경이 적색 및 청색 전자빔 통과공의 수평경보다 큰 것을 특징으로 하는 칼라음극선관용 전자총.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 양극의 보조전극에 형성된 전자빔 통과공 중 녹색 전자빔 통과공의 수직경이 적색 및 청색 전자빔 통과공의 수직경보다 큰 것을 특징으로 하는 칼라음극선관용 전자총.
5. 제 1항에 있어서,

   상기 양극의 보조전극에 형성된 전자빔 통과공 중 녹색 전자빔 통과공의 수평경이 적색 및 청색 전자빔 통과공의 수평경보다 작은 것을 특징으로 하는 칼라음극선관용 전자총.