KR100751306B1 - 컬러 음극선관용 전자총 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 컬러 음극선관용 전자총은, 전자빔의 방출원인 캐소오드와, 상기 캐소오드로부터 설치되는 제어전극 및 스크린전극과, 상기 스크린전극과 인접되게 설치되어 집속렌즈를 형성하는 제1,2,3,4,5집속전극과, 상기 제5집속전극과 인접되게 설치되어 주집속렌즈를 이루는 최종집속전극과, 상기 최종집속전극과 인접되게 설치되어 수직측 발산렌즈가 강화된 보조렌즈를 형성하는 보조전극을 포함하며, 상기 스크린 전극과 제2집속전극에 제1스테틱 전압이 인가되고, 상기 제1,4집속전극과 보조전극에 제2스테틱 전압이 인가되며, 상기 제3,5집속전극에 편향신호에 동기하는 다이나믹 포커스 전압이 인가되며, 상기 최종집속전극에는 고압의 양극전압이 인가된다.

Description

컬러 음극선관용 전자총{Electron gun for color cathode ray tube}

도 1은 일반적은 음극선관의 단면도,

도 2은 종래의 전자총을 도시한 입단면도,

도 3는 도 1의 제3 그리드를 도시한 정면도,

도 4는 도 1의 제4 그리드를 도시한 정면도,

도 5은 종래의 따른 전자총을 도시한 입단면도,

도 6는 종래의 또 따른 전자총의 평판형전극을 도시한 정면도,

도 7는 도 6의 평면도,

도 8는 도 6의 측면도,

도 9은 본 발명에 따른 칼라 음극선관용 전자총의 사시도,

도 10는 최종가속전극의 출사측면과 보조전극의 입사측면에 형성된 전자빔 통통과공을 나타내 보인 개략도,

본 발명은 컬러 음극선관에 관한 것으로, 더 상세하게는 최종집속전극의 출사측에 전자빔의 수직측 발산렌즈를 형성하기 위한 전극의 구조가 개선된 칼라 음 극선관용 전자총에 관한 것이다.

일반적은 음극선관은 도 1에 도시된 바와 같이 소정패턴의 형광막이 형성된 패널(11)과, 상기 패널(11)과 봉착되는 것으로 네크부(12a)에 전자총(13)이 봉입되는 펀넬(12)과, 상기 펀넬(12)에 콘부(12b)와 네크부(12a)에 걸쳐 설치되는 편향요오크(14)를 포함한다.

이와 같이 구성된 칼라 음극선관은 구동시 전자총(13)으로부터 방출된 전자빔이 편향요오크(14)에 의해 선택적으로 편향되어 형광막에 랜딩됨으로써 형광체를 여기시켜 화상을 구현하게 된다.

이러한 음극선관은 편향요오크(14)의 불균일한 편향자계의 영향으로 인하여 스크린의 주변부에 랜딩되는 전자빔의 미스컨버젼스를 보정하기 위하여 다양한 구조의 전자총을 적용하고 있다.

도 2은 미국특허 제5,517,078호에 개시된 전자총(10)의 입단면도를 도시한 것이고, 도 3는 도 1의 제3 그리드(G3)를 도시한 것이고, 도 4는 도 1의 제4 그리드(G4)를 도시한 것이다.

도 1, 2 및 3를 참조하면, 상기 전자총(10)은 세 개의 캐소우드(KR,KG,KB)와, 형광막에 대하여 소정간격 이격되게 연속적으로 배치되는 제1 그리드(G1)로부터 제4 그리드(G4)와, 상기 제4 그리드(G4)의 표면에 부착되는 컨버어젼스컵(Cp)을 포함한다.

상기 제3 그리드(G3)에는 제4 그리드(G4)와 대향되는 면에 세 개의 전자빔통과공(31R)(31G)(31B)이 형성되어 있다. 상기 제4 그리드(G4)에는 상기 제3 그리드(G3)와 대향되는 면에 세 개의 전자빔통과공(41R)(41G)(41B)이 형성되어 있다.

상기 전자빔통과공(31R)(31G)(31B)중에서, 중앙의 전자빔통과공(31G)은 원형이다. 그러나, 양 측의 전자빔통과공(31R)(31B)은 제3 그리드(G3)의 수평방향(X방향)으로 연신되어 있으며, 각각의 반경(R1)(R2)으로 된 원호(A1)(A2)를 가진다. 상기 원호(A1)(A2)는 직선(L1)에 의하여 연결되어 있다. 또한, 중앙의 전자빔통과공(31G)측의 내부원호(A1)의 길이는 그 반대쪽의 외부원호(A2)의 길이보다 길다.

한편, 제4 그리드(G4)의 전자빔통과공(41R)(41G)(41B)은 원형이다. 상기 전자빔통과공(41R)(41G)(41B)에서, 양측의 전자빔통과공(41R)(41B)은 제3 그리드(G3)의 양측 전자빔통과공(31R)(31B)에 대하여 △S만큼 중심이 벗어나있다.

이러한 구조의 전자총(10)은 제3 그리드(G3)와, 제4 그리드(G4)의 대향되는 면중 적어도 어느 한면에는 양 측의 전자빔통과공의 내부 및 외부원호(A1)(A2)의 길이가 다르게 형성되어 있다.

그런데, 주집속렌즈부를 형성하는 제3 및 제4 그리드(G3,G4)는 독립된 세 개의 전자빔통과공을 가지고 있다. 따라서, 비대칭의 전자빔통과공(31B)(31R)을 형성하는 경우에는 유효직경이 작아지게 되어서 구면수차가 커지게 된다. 또한, 주집속렌즈부는 전자총(10)을 조립시 위치의 정확성에 매우 민감한데, 상기한 형상을 가지는 그리드를 채용하는 것은 전자총(10)의 신뢰성을 보장할 수 없다. 한편, 미세한 컨버어젼스의 조정이 어려운 점도 있다.

도 5은 미국특허 제4,678,964호에 개시된 전자총(30)의 입단면도를 도시한 것이다.

도면을 참조하면, 상기 전자총(30)은 세 개의 캐소우드(31a)(31b)(31c)와, 제어전극(32)과, 평판형의 전극(33)과, 전자빔을 집속시키는 제1 전극(34)과, 제2 전극(35)을 포함한다.

상기 제1 전극(34)은 개방된 단부가 서로 밀착되어 고정된 컵형상의 부분(34a)(34b)을 가지고 있다. 상기 제2 전극(35)은 세 개의 전자빔통과공(35a)(35b)(35c)이 형성되어 있다. 게다가, 상기 제2 전극(35)은 직사각형의 전자빔통과공(36a)(36b)(36c)이 형성된 컵형상의 자계보정요소(36)를 더 구비한다.

상기 자계보정요소(36)의 전자빔통과공(36a)(36b)(36c)은 상기 세 개의 칼라(35a)(35b)(35c)와 대향되게 위치한다. 상기 자계보정요소(36)는 상기 제2 전극(35)과, 슬리브(37)를 결합시키기 위하여 플랜지부(36d)를 가진다.

그런데, 상기 자계보정요소(36)는 상기 제2 전극(35)내에 설치되어 있고, 종장형 또는 횡장형의 전자빔통과공(36a)(36b)(36c)이 형성되어 있다. 이처럼, 상기 자계보정요소(37)는 독립된 세 개의 전자빔통과공을 가지는 전극(34)(35)중 어느 하나의 전극(35)에 설치됨에 따라, 전자빔통과공의 직경이 작아져서 비점수차 보정효과가 약하다. 이에 따라, 화상의 주변부에서의 빔스포트의 왜곡현상을 개선하는 것이 부족하다고 할수 있다.

도 6는 일본특개평 제10-238,877호에 개시된 전극(40)을 도시한 정면도이고, 도 7는 도 6의 평면도이고, 도 8는 도 6의 측면도이다.

도 6, 7 및 8를 참조하면, 상기 평판형전극(40)은 최종가속전극과 쉴드컵 사이에 설치된다.

상기 평판형전극(40)은 평판부(41)에 원형으로 된 세 개의 전자빔통과공(42)(43)(44)이 인라인 상태로 형성되어 있다. 상기 평판부(41)의 양 가장자리로는 직립부(45)(46)가 형성되어 있다. 상기 전극(40)은 그 하부가 경사지게 가공된 부분(46)을 가지고 있다.

그런데, 상기 평판형전극(40)은 주집속렌즈부의 후방에 설치함으로써, 수평으로 집속 및 수직으로 발산시켜서 사중극효과를 보다 강화시키고자 하지만, 단면이 직립의 형태로 신뢰성의 문제가 있다. 또한, 양 측의 전자빔통과공(42)(44)의 빔스포트의 왜곡을 해소하는데에도 어려움이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 대형 칼라 음극선관의 광각화에 따른 포커스 특정의 저하를 방지할 수 있으며, 다이나믹 포커스 전압을 낮출 수 있는 칼라 음극선관용 전자총을 제공함에 그 목적이 있다.

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상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 전자빔의 방출원인 캐소오드와, 상기 캐소오드로부터 설치되는 제어전극 및 스크린전극과, 상기 스크린전극과 인접되게 설치되어 집속렌즈를 형성하는 제1,2,3,4,5집속전극과, 상기 제5집속전극과 인접되게 설치되어 주집속렌즈를 이루는 최종집속전극과, 상기 최종집속전극과 인접되게 설치되어 수직측 발산렌즈가 강화된 보조렌즈를 형성하는 보조전극을 포함하며, 상기 스크린 전극과 제2집속전극에 제1스테틱 전압이 인가되고, 상기 제1,4집속전극과 보조전극에 제2스테틱 전압이 인가되며, 상기 제3,5집속전극에 편향신호에 동기하는 다이나믹 포커스 전압이 인가되며, 상기 최종집속전극에는 고압의 양극전압이 인가된다.

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이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 한 바람직한 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 9에는 본 발명에 따른 칼라 음극선관용 전자총의 일 실시예를 나타내 보 였다.

도시된 바와 같이 삼극부를 이루는 캐소오드(51)과 제어전극(52) 및 스크린전극(53)과, 전자빔을 집속 및 가속시키기 위한 보조렌즈와 집속렌즈를 형성하는 제1,2,3,4,5집속전극(54)(55)(56)(57)(58)과 상기 제5집속전극(58)과 인접되게 설치되어 주렌즈를 이루는 최종집속전극(59)을 포함한다. 상기 전자총을 구성하는 각 전극들에는 도면에 도시된 바와 같이 전자렌즈를 형성하기 위한 전자빔 통과공이 형성된다. 특히 제3,4,5집속전극(56)(57)(58)들에는 사중극렌즈를 형성하기 위한 전자빔 통과공들이 형성된다. 즉, 상기 제3포커스 전극(56)의 출사측면과 제4포커스 전극(57)의 출사측면에는 각각 제1,2종장형의 전자빔 통과공(61)(71)이 형성된다. 그리고 상기 제4포커스전극(57)의 입사측면과, 제5포커스전극(58)의 입사측면에는 제1,2횡장형의 전자빔 통과공(62)(72)이 형성된다. 상기 제1,2종장형의전자빔 통과공(61)(71)과, 제1,2횡장형의 전자빔 통과공(62)(72)는 사각형, 또는 타원형, 키홀형 등으로 형성될 수 있는데, 이에 한정되지 않고, 다양한 형태로 변형가능하나 전자총의 조립을 고려하여 형성함이 바람직하다.

상기 주렌즈를 이루는 제5포커스 전극(58)의 출사측면과 최종 집속전극(59)의 입사측면에는 각각 세 전자빔이 공히 통과하는 대구경 전자빔 통과공(58H)(59H)과 대구경 전자빔 통과공으로부터 소정깊이 인입된 위치에 세 개의 독립 소구경 전자빔 통과공(58b)(59b)이 형성된다. 여기에서 상기 독립 소구경 전자빔 통과공은 전자빔의 집속을 위한 형성상태에 따라 다양한 형태로 변형 가능함은 물론이다.

그리고 상기 최종집속전극(59)과 인접되는 측에는 수직 발산렌즈가 강화된 보조렌즈 형성수단(80)을 구비한다.

이 보조렌즈 형성수단(80) 상기 최종가속전극의 측사측면에 원형 또는 횡장형의 제1전자빔 통과공(81)이 형성되고 이와 대향되는 측에는 보조전극(82)이 형성되는데, 이 보조전극(82)에는 제1전자빔 통과공(81)과 더블어 보조렌즈를 형성하는 제2전자빔 통과공(83)이 형성된다. 상기 제2전자빔 통과공(83)은 원형 또는 종장형의 형상으로 이루어지는데, 이들의 조합에 의해 이루어질 수 있음은 물론이다. 예컨데, 상기 최종집속전극(59)의 출사측면과 보조전극(82)에 형성된 전자빔 통과공은 각각 도 10에 도시된 바와 같이 원형과 원형, 원형과 종장형, 횡장형과 원형, 횡장형과 종장형으로 형성될 수 있다.

한편, 상술한 바와 같이 구성된 전자총에 있어서, 전자총을 구성하는 각 전극에 각 전극에는 소정의 전위가 인가되는데, 전압 인가관계를 설명하면 다음과 같다.

상기 스크린전극(53)과 제2집속전극(55)에는 정전압(VS)이 인가되고, 상기 제1집속전극(54)과 제4집속전극(57) 및 상기 보조전극(80)에는 상기 정전압보다 높은 집속전압(VF)이 인가되며, 상기 제3,5집속전극(56)(58)에는 상기 집속전압(VF)를 기저전압으로 하며 편향요오크에 동기하는 다이나믹 포커스 전압(VFD)이 인가된다. 그리고 상기 최종가속전극(59)에는 집속전압(VF)보다 높은 고압의 에노우드 전압(VE)이 인가된다. 상기 보조전극(80)에 인가되는 전압은 최종집속전극(59)의 전압을 저항기등을 이용하여 감압하여 인가할 수도 있다. 상기와 같은 전압의 인가상태를 상술한 실시예에 의해 한정되지 않고 렌즈의 형성상태 등에 따라 다양한 형 태로 변형 가능함은 물론이다.

상기 전압의 인가상태는 전자총을 구성하는 전극들에 의한 전자렌즈의 형성상태에 따라 다양하게 변형 가능하다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 칼라 음극선관용 전자총의 작용을 설명하면 다음과 같다.

전자총(50)을 구성하는 각각의 전극에 소정의 전압이 인가되면 상기 제어전극(52)과 스크린전극(53)의 사이에는 음극렌즈가 형성되며, 상기 스크린전극(53)과 제1포커스 전극(54)의 사이에는 프리 포커스 렌즈가 형성된다. 그리고 상기 제1,2,3집속전극(54)(55)(56)에는 보조렌즈가 형성되며, 상기 제3,4집속전극(56)(57) 및 제4,5집속전극(57)(58)의 사이에는 전자빔의 편향여부에 따라 제1,2사중극렌즈가 형성되고, 상기 제5집속전극(58)과 최종집속전극(59) 사이에는 전자빔을 최종 집속 및 가속시키기 위한 주렌즈가 형성된다. 그리고 상기 최종집속전극(59)와 보조전극(80)의 사이에는 수직측의 발산렌즈가 강화된 보조렌즈가 형성된다. 상기 보조렌즈는 에노드 전압(VE)이 인가된 최종집속전극(59)에 비하여 상대적으로 낮은 포커스 전압(VF)이 인가되므로 발산렌즈 영역이 강화된 보조렌즈가 형성된다.

따라서 상기 캐소오드(51)로부터 방출된 전자빔은 각 전극의 사이에 형성된 전자렌즈를 통과하면서 집속 및 가속되어 편향요오크에 의해 편향되어 형광막에 랜딩됨으로써 형광체를 여기시키게 된다. 이 과정에서 상기 편향요오크에 의해 전자빔이 편항각이 초광각화 됨으로써 발생되는 전자빔의 왜곡을 상기 수직 발산렌즈 영역이 강화된 보조렌즈에 의해 보상된다.

즉, 상기 캐소오드(51)로부터 방출된 전자빔은 음극렌즈와 프리 포커스 렌즈를 통과하면서 물점에 해당하는 크로스 오버점을 형성함과 아울러 전자빔을 예비 집속 및 가속시키게 된다. 상기와 같이 음극렌즈와 프리 포커스 렌즈를 통과한 전자빔은 형광막의 주변부로 편향시 상기 제3,4집속전극(56)(57)과 제4,5집속전극(57)(58)를 통과하면서 수직 방향으로 강한 발산력과 수평방향으로 강한 집속력을 받게 되어 전자빔의 단면이 종장형을 이루게 되고, 이와 같이 일차적으로 종장형화된 전자빔의 주렌즈를 통과하면서 집속 및 가속된 후 상기 보조렌즈를 통과하면서 이차적으로 종장형화 된다. 상기 보조렌즈를 이루는 상기 최종집속전극(59)에는 원형 또는 횡장형의 전자빔 통과공이 형성되고, 상기 보조전극(80)에는 원형 또는 종장형의 전자빔 통과공이 형성되어 있으며, 상기 최종집속전극(59)에는 고압의 에노우드 전압이 인가되고, 상기 보조전극에는 제1,4포커스 전극(54)(57)에 인가된 포커스 전압과 동전위가 인가되어 있으므로 수직방향으로의 발산렌즈가 강화된 보조렌즈가 형성되어 가속된 전자빔의 더욱 종장형화 시키게 되는 것이다.

상술한 바와 같이 2차에 걸쳐 종장형화 된 전자빔은 편향요오크에 의해 형성된 배럴자계와 핀쿠션자계에 의해 편향되는데, 편향요오크의 광각화로 전자빔이 상기 자계를 통과하여 스크린면의 주변부로 편향 될 때에 발생되는 왜곡을 보상할 수 있다. 이를 더욱 상세하게 설명하면, 상기 전자총으로부터 방출된 종장형화 된 전자빔은 배럴자계와 핀쿠션자계를 통과하면서 로렌쯔힘을 받게되어 횡장형으로 심하 게 왜곡되는데, 전자빔이 이차에 걸쳐 종장형화되어 있으므로 로렌츠힘에 의한 전자빔의 왜곡이 보상되어 스크린면의 주변부 랜딩되는 전자빔이 실질적으로 원형을 이루게 된다.

본 발명인의 실험에 의하면, 광편향각을 채용한 음극선관의 화상 주변 해상도를 10% 이상 개선된 효과를 얻을 수 있었다.

상기와 같이 본 발명에 따른 칼라 음극선관용 전자총은 주렌즈와 인접된 스크린측에 광편향각에 따른 전자빔의 왜곡을 보상하기 위한 보조렌즈를 형성함으로써, 편향요오크의 불균일한 편향자계에 의한 전자빔의 왜곡을 보상할 수 있으며, 나아가서는 전 스크린면에서 균일한 전자빔을 형성하여 화상의 해상도를 향상시킬 수 있다.

또한 광편향각에 따른 전자빔의 종장형화를 심화시키기 위하여 종래 다이나믹 포커스 전압을 3 내지 4kV까지 상승시키기 위한 회로신뢰성 문제를 근본적으로 해결한 이점을 가진다.

본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 등록청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

Claims (4)

1. 삭제
2. 삭제
3. 전자빔의 방출원인 캐소오드와, 상기 캐소오드로부터 설치되는 제어전극 및 스크린전극과, 상기 스크린전극과 인접되게 설치되어 집속렌즈를 형성하는 제1,2,3,4,5집속전극과, 상기 제5집속전극과 인접되게 설치되어 주집속렌즈를 이루는 최종집속전극과, 상기 최종집속전극과 인접되게 설치되어 수직측 발산렌즈가 강화된 보조렌즈를 형성하는 보조전극을 포함하며,

   상기 스크린 전극과 제2집속전극에 제1스테틱 전압이 인가되고, 상기 제1,4집속전극과 보조전극에 제2스테틱 전압이 인가되며, 상기 제3,5집속전극에 편향신호에 동기하는 다이나믹 포커스 전압이 인가되며, 상기 최종집속전극에는 고압의 양극전압이 인가된 것을 특징으로 하는 컬러 음극선관용 전자총.
4. 제3항에 있어서,

   상기 최종집속전극의 출사측면에 원형 또는 횡장형의 전자빔 통과공이 형성되고, 상기 보조전극에는 원형 또는 종장형의 전자빔 통과공이 형성된 것을 특징으로 하는 컬러 음극선관용 전자총.

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