KR100768173B1 - 코팅된 튜브 네크에 전자총을 구비하는 음극선관 - Google Patents

코팅된 튜브 네크에 전자총을 구비하는 음극선관 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 음극선관과 복수의 빔 전자총은, 튜브형의 집속 전극으로 구성하는 주 렌즈와, 튜브 네크의 내측면에 전도성 코팅부를 포함한다. 전도성 코팅부는 집속 전극의 영역으로부터 음극선관의 화면쪽으로 연장된다. 바람직하게는, 집속 전극의 출구는 비평면이고 곡면이 져있거나 물결쳐 있고, 집속 전극은 그것의 입구와 출구 개구의 중간에 통과공 플레이트를 포함한다. 바람직하게는, 통과공 플레이트는 외부 및 중앙의 전자빔을 수렴하고 집속하기 위해 타원형의 중앙빔 통과공과, 연결된 세미-타원형의 외부빔 통과공을 가진다. 또한, 바람직하게는, 집속 전극은 튜브 네크에서 중앙부에 위치해 있고, 전도성 코팅부에 의해 최소한 부분적으로 둘러싸여 있다.

Description

코팅된 튜브 네크에 전자총을 구비하는 음극선관{Cathode ray tube including an electron gun in a coated tube neck}
도 1은 본 발명에 따른, 음극선관의 축방향 단면도,
도 2a, 2b는 본 발명의 일실시예에 따른 전자총에 있어서, 집속 전극 구조를 각기 다른 측면에 따라 도시한 단면도,
도 2c는 본 발명의 일실시예에 따른 전자총에 있어서, 집속 전극 구조을 도시한 사시도,
도 3은 도 2a, 2b, 및 2c의 전극 구조를 구비하는 전자총의 내부에서, 전자빔이 통과하는 전극 배열의 일실시예를 도해하기 위하여 그래프로 나타낸 개략도,
도 4a 및 4b는 각각 도 1의 음극선관의 네크부에 있어서, 도 2a 내지 2c의 집속 전극 구조를 도해하기 위하여 각기 다른 측면에 따른 일부 단면도,
도 5는 도 1, 4a, 및 4b의 음극선관의 네크부에 대한 단면도,
도 6은 도 2a, 2b, 2c, 4a, 4b, 및 5의 일실시예에 따른 집속 전극에 대한 개략도이다.
<도면의 주요 부호에 대한 간단한 설명>
10..음극선관 11..글라스 인벨로프
12..패널 14..네크
16..펀넬 18..화면
20..플랜지 또는 측벽 21..글라스 프릿 시일(seal)
22..형광체 스크린 24..섀도우 마스크
26..전자총 28..전자빔
30..편향 요크 50..튜브
51..입구 52..통과공 플레이트
52R,52G,52B..통과공 54..출구 개구
55..출구 개구의 단부 60..전도성 코팅부
KR,KG,KB..캐소드 G1,G2,G3..전극
G4..예비집속 전극 G5..집속 전극
WC..중앙 통과공의 너비 WOI..외부 통과공의 내부 너비
WOO..외부 통과공의 외부 너비 EO..외부의 세미-타원
EI..내부의 세미-타원 DK..전자총의 간격
HO..외부 통과공의 높이 HC..중앙 통과공의 높이
본 발명은 음극선관 및 그 전자총에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전도성 코팅이 된 튜브 네크를 구비하는 음극선관과 그 전자총에 관한 것이다.
음극선관은 래스터 주사가 이루어지고, 그 위에 대응되는 형광체 패턴을 가지는 화면 또는 스크린에 충돌하도록, 자계 편향요크에 의해 섀도우 마스크에 패턴화된 통과공을 관통하기 위하여 편향되는 3전자빔을 생성하는 전자총을 통상적으로 구비하는 음극선관이다. 그 패턴은 전자빔 즉, 적색, 녹색 및 청색 중 하나를 생성하기 위하여 각 전자빔에 의해 충돌될 때, 서로 다른 색들의 빛을 생성하는 서로 다른 형광체들, 예컨대 적색, 녹색, 및 청색 생성 형광체들로 되어있다.
통상적으로 3빔 전자총은, 세 개의 전자 방출 캐소드들과 복수 전자빔의 형성 및 집속 전극들을 가지며, 각각은 일반적으로 각 빔들이 관통하는 세 개의 통과공을 가진다. 종종 전자 렌즈로 불리기도 하는, 그러한 빔 형성 전극 구조체들은 때때로 그 3빔이 관통하는 단일의 공통 통과공을 가지기도 하지만, 그 전자들이 그 렌즈를 통해 들어가고 나가는 3통과공 플레이트를 가진다.
세 개의 전자 방출 캐소드들이 삼각형 배열인, 소위 "델타" 전자총이든지, 또는 직선의 나란한 배열인, 소위 "인라인" 전자총이든지 간에 그 전자빔들은 일반적으로 평행한 궤적을 따라 다양한 렌즈를 통해 나아가고, 각 전극의 통과공들은 델타이든, 인-라인이든 캐소드들과 같은 배열에 있다. 한가지 예외는 3전자빔이 관통하는 공통 통과공을 가지는 트리니트론(Trinitron) 전자총이다. 그러나 그 3전자빔은 렌즈들 내부에서 교차하고 또한 트리니트론 렌즈를 나올 때 적절한 방향으로 새롭게 고쳐져야 한다.
종래 기술은 3빔을 수렴하고 집속하기 위해 전자총이 3통과공 전극 플레이트를 가지는 집속 전극과 애노드 전극을 요구한다는 것이다. 더욱이, 전자총을 개선 하기 위해, 전자빔의 형상 및/또는 휨을 그 이상으로 이루기 위하여 부가적인 전극 구조체들이 도입되는 것이 일반적이다. 이렇게 종래의 전자총은 집속 전극과 애노드 전극을 포함하여, 많은 수의 금속 전극을 가지는 경향이 있다.
따라서, 각 전자빔을 위한 분리된 통과공을 가지는 전극들을 요구하지 않고, 또한 화면상의 단일 스폿에 실질적으로 스스로 수렴하는 3전자빔들을 생성하는 전자총과 그러한 총을 채용하는 음극선관을 가지는 것이 바람직하다.
또한, 그러한 전자총과 그러한 총을 채용하는 음극선관은 전자빔들 중 어떤 것에 의해 생기는 어떤 수차와 스폿 왜곡을 줄이거나, 적어도 증가되지 않게 하기 위해 보다 큰 직경의 렌즈를 가지는 것이 바람직하다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 음극선관과 전자총에 있어 전도성 코팅이 된 튜브 네크를 포함하는 음극선관과 전자총을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 전자총은, 적어도 3전자빔들을 생성하기 위한 적어도 세 개의 전자 방출원들; 상기 각 전자빔들을 적어도 부분적으로 집속하기 위한 예비집속 렌즈; 및 상기 적어도 3전자빔들을 집속시키고 수렴시키는 중공 전극을 구비하는 주 렌즈를 포함하고, 상기 중공 전극을 관통하는 전자빔들의 이동방향으로 정의되는 측면의 길이가 위치에 따라 서로 다른 것을 특징으로 한다.
또한, 전자총은 적어도 3전자빔들을 생성하기 위한 적어도 세 개의 전자 방출원들; 상기 각 전자빔들을 적어도 부분적으로 집속시키기 위한 예비집속 렌즈; 및 상기 적어도 3전자빔들을 집속시키고 수렴시키기 위한 중공 전극을 가지며, 상기 중공 전극을 관통하는 전자빔들의 이동방향으로 정의되는 측면의 길이가 위치에 따라 서로 다르며, 상기 중공 전극은 입구 및 출구 개구, 그리고 상기 입구와 출구 개구의 중간에 있는 통과공 플레이트를 가지고, 상기 통과공 플레이트는 상기 적어도 3전자빔들의 각각이 관통하는, 적어도 하나의 타원형 중앙 통과공과 상호 연결된 두 개의 세미-타원들에 의해 한정되는 두 개의 외부 통과공들을 가지는 주 렌즈를 구비하고, 중앙축을 가지며, 상기 전자빔들의 적어도 하나를 위한 예비집속 렌즈가, 적어도 하나의 전자빔을 위한 상기 전자 방출원보다 상기 중앙축으로부터 측면으로 더 멀리 이격되어 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 전자총은 동일 평면상의 3전자빔을 생성하기 위한 인라인으로 배치된 적어도 세 개의 전자 방출원들; 상기 각 전자빔들을 적어도 부분적으로 집속시키기 위한 예비집속 렌즈; 및 입구와 개방된 출구 개구를 가지며, 상기 입구로부터 상기 출구로 이동하는 상기 전자빔들의 이동방향으로 정의되는 측면의 길이가 위치에 따라 서로 다르며, 상기 입구와 출구 개구의 중간에 통과공 플레이트를 구비하고 상기 통과공 플레이트에는 상기 적어도 3전자빔들의 각각이 관통하는 적어도 하나의 타원형 중앙 통과공과 상호 연결된 두 개의 세미-타원들에 의해 한정된 두 개의 외부 통과공들이 형성된 중공 전극을 갖는 집속 전극을 포함하는 주 렌즈를 구비하는 것을 특징으로 한다.
네크, 펀넬, 및 화면을 구비하고, 상기 화면쪽으로 향하는 적어도 3전자빔들을 생성하는 상기 네크내의 전자총을 가지는 음극선관에 있어서:
본 발명에 따른 음극선관은, 적어도 3전자빔들을 집속시키고, 수렴시키기 위한 상호 이격된 두 개의 전극들을 구비하며, 상기 전극들 중 제 1전극은 그 내부를 관통하는 전자빔들의 이동방향으로 정의되는 측면의 길이가 위치에 따라 서로 다르며, 상기 전극들 중 제 2전극은 상기 네크의 내측면상에 전도성 코팅부를 구비하는 것을 특징으로 한다.
또한, 음극선관은 적어도 3전자빔들을 집속시키고 수렴시키기 위한 상호 이격된 두 개의 전극들을 구비하며, 상기 전극들 중 제 1전극은 개방된 출구 개구와, 적어도 3전자빔들의 각각이 관통하는, 적어도 하나의 타원형 중앙 통과공과 상호 연결된 두 개의 세미-타원들에 의해 각각 한정되는 두 개의 외부 통과공들을 가지는 통과공 플레이트를 가지고, 상기 전극들 중 제 2전극은 상기 네크의 내측면상에 전도성 코팅부를 구비하는 것을 특징으로 한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 사각형의 화면의 음극선관(10) 즉, 텔레비전 수상기, 컴퓨터 디스플레이, 비디오 모니터 등에 있어 유용한 종류의 음극선관을 도시한다.
음극선관(10)은 사각형의 화면 패널(12)과 일반적으로 사각형 펀넬(16)에 의해 연결된 튜브형의 네크(14)를 구비하는 글라스 인벨로프(11)를 가진다.
화면 패널(12)은 보이는 화면(18)과 글라스 프릿 시일(21)을 가진 펀넬(16)에 봉착되는 주변의 플랜지 또는 측벽(20)을 포함한다.
서로 다른 3색의 빛을 생성하는 세 개의 형광체의 모자이크 패턴의 형광체 스크린(22)은 화면(18)의 내부 표면에 위치된다. 모자이크 패턴은 인라인 패턴 또는 도트 패턴의 하나일 수 있지만, 상기 라인들은 실질적으로 고주파 주사에 수직 한 방향으로, 예컨대, 텔레비전 튜브에 있어 수평주사 방향으로 연장되는 패턴이 바람직하다.
음극선관(10)은 형광체 스크린(22)으로부터 소정간격 이격되어 다수 통과공의 섀도우 마스크(24) 또는 다른 색 선별 전극을 구비한다.
개방된 주 렌즈를 가지는 전자총(26)은 튜브 네크(14) 내에 방사상으로 중앙에 위치하고, 초기에 Z축에 평행하게 스크린(22)쪽으로 향하게되는 3전자빔(28)을 생성한다. 전자총(26)은 집속 전극(G5, 도 2A참조)에서 끝난다.
전자총(26)의 최종가속 전극 즉, 집속 전극(G5)을 둘러싸고, 스크린(22)방향으로 소정의 거리만큼 연장되는 튜브형의 네크(14)의 내부 표면상에는 전도성 코팅부가 있다.
전자빔들(28)은 스크린(22)상에 형광체에 충돌하기 위해 새도우 마스크(24)의 통과공을 거쳐 동일 평면상의 수렴 경로들을 따른다.
편향요크(30)는 펀넬(16)의 영역에 있는 음극선관(10)에 대응하여, 3전자빔(28)을 둘러싸고 있는 네크(14) 접합부에 설치된다. 편향요크(30)는 사각형의 래스터에 있어, 스크린(22)위에 수직으로, 그리고 수평으로 주사되도록 자계적으로 전자빔(28)을 편향시키는, 수직과 수평편향 구동신호들에 의해 기동된다. 편향은 대략 편향요크(30)의 중앙에 즉, 도 1의 P-P 선에 의해 나타내어지는 영역에서 시작하지만, 편향요크(30)에 의해 생성되는 자계의 가장자리는 전자총(26) 근처의 영역을 포함하여 P-P선의 전후 방향으로 연장된다. 실제적인 편향 궤적은 도 1에 도시되어 있지 않고, 다소 간략하게 도해되어 있다.
전자총(26)은 도 2A, 2B, 2C 및 3과 관련하여 아래에 설명된다.
도 2A, 2B 및 2C는 각각 본 발명에 따른 전자총(26)의 집속 전극(G5)구조의 상단부 또는 출구 개구의 단부에 대한 일실시예를 개략적으로 도시한 것이다.
도 3에는 집속 전극(G5)의 하단부 또는 입구 단부가 도시되어 있다.
집속 전극(G5)과, 튜브 네크(14)의 전도성 코팅부(60)는 전자총(26)의 주 렌즈 즉, 주 전자렌즈로서 함께 언급될 수 있다. 3전자빔(28R, 28G, 28B)은 음극선관(10)의 스크린(22)쪽의 방향으로 나아가면서 전자총(26)을 빠져나가기 위해 집속 전극(G5)구조의 중앙 통과공을 관통하는 궤적을 따라 이동한다. 3전자빔(28R, 28G, 28B)의 중심부들은, Y 축을 교차하는 중앙빔(28G)과 중앙빔(28G)으로부터 ±X 방향으로 실질적으로 대칭적으로 이격된 외부빔(28R, 28B)과 함께 X축을 교차한다.
집속 전극(G5)과 전도성 코팅부(60)는 수용이 가능할 정도로 작은 스폿 크기를 만들기 위해 비교적으로 빽빽한 다발로, 각 빔들이 스크린(22)에 도달할 수 있도록 하기 위하여, 3전자빔(28)이 전자총(26)을 나갈 때 그 전자빔들을 집속시키는 주 렌즈를 다 같이 포함한다.
게다가, 자계 편향요크(30)에 의한 편향은 별개로 하고, 외부의 두 전자빔(28R,28B)이 음극선관(10) 중심축과 스크린(22)상 교차점에 충돌하기 위해서, 그리고 음극선관(10)의 대칭성으로 인하여 그 교차점에 충돌하는 중앙빔과 일치하는 점에 충돌하기 위해서, 집속 전극(G5)과 전도성 코팅부(60)이 함께 외부의 두 전자빔(28R, 28B)을 수렴시키는 것이 바람직하다. 즉, 3빔(28) 모두가 "자유낙 하"로 수렴하는 것이 바람직하다.
바람직하게는, 스크린(22)쪽으로 향하여지고 실질적으로 동일한 평면에서 이동하는 3전자빔(28R, 28G, 28B)을 생성하기 위하여, 세 개의 전자의 방출원은, 도 3에서 도시된 바와 같이, 나란한 관계에 있다. 즉, 3전자빔은 편향 요크(30)에 의해 편향되기 이전에 실질적으로 동일 평면상에 있고 전자총(26)내 X-Z 평면에 있다.
집속 전극(G5)의 출구는 비평면이다. 그것은 단일 평면에 놓이지 않게 하기 위해 휘어져 있고, 외부의 두 전자빔을 수렴시키는 것이 바람직한 방향으로 휘어져 있다. 음극선관의 전자총들이 3전자빔을 수렴하고 집속시키기 위하여 통과공 플레이트를 가지는 집속 전극과 캐소드 전극을 항상 요구하는 종래 기술에 있어 그러한 주 렌즈들의 배열이 시도된다.
각 전자빔에 작용하는 주 렌즈가 보다 커서, 그 때문에 종래의 상업적 전자총의 스폿 크기보다 작은 스폿 크기를 가지는 전자빔을 생성하고, 또한 낮은 수차와 점 왜곡을 제공함으로써, 본 발명의 주 렌즈 배열은 개선점을 제공한다. 중앙빔 및 외부빔들이 주 렌즈 안에서 작용을 받게 될 때, 발생되는 서로 다른 집속 전압과 수차를 보상하기 위하여, 이러한 전자총은 주 렌즈 이전에 전자빔에 작용하는 전자총의 전극들을 이용한다.
더욱이, 이 전자총(26)의 구조는 수렴 전극을 생략함으로써 단순화되고, 종래의 상업적 전자총보다 길이에 있어 더 짧아질 수 있고, 가격에 있어 더 낮아질 수 있다.
집속 전극(G5)의 상단부는 전자빔(28)이 집속 전극(G5)의 상단부로 들어가는 통과공 플레이트(52)와 전자빔(28)이 집속 전극(G5)을 떠나는 출구 개구(54)를 가지는 중공관(50)으로 형성된다. 통과공 플레이트(52)는 3전자빔의 각각을 위한 세 개의 통과공을 가지는 플레이트가 바람직하다. 전극 중공관(50)은 금속인 것이 바람직하고, 금속이나 다른 전기적으로 전도성을 가진 물질로 코팅된다. 그리고 높은 전기적 바이어스 전위가 거기에 적용될 때 아크화 현상을 줄이기 위해 통과공 플레이트(52)에, 그리고 출구 개구에 전도성 있는 물질로 롤링(rolling)이 되거나, 그렇지 않으면 형성이 됨으로써 각 끝에 모양이 지는 것이 바람직하다. 집속 전극(G5)의 하단부는 3전자빔(28)들 각각에 대해 하나씩, 세 개의 통과공을 가지는 플레이트이고, 아크화 현상을 줄이는 형상이 바람직하다.
전도성 코팅부(60)는 전자빔(28)이 통과하는 그 위에 원통형의 전극을 형성하기 위해 튜브 네크(14)의 내측면에 증착되는 전기적으로 전도성을 가지는 물질로 형성되어 있다.
또한, 전도성 코팅부(60)는 바람직하게는, 금속, 전도성 금속 화합물 또는 산화이온, 알루미늄 또는 탄소와 같은, 또 다른 전기적으로 전도성을 가진 물질이고, 전도성 코팅부(60)는 플로우 코팅, 브러슁, 스프레잉, 스핀 코팅, 또는 다른 적합한 방법에 의해 증착된다. 바람직하게는 원통형 네크내측의 전도성 코팅부(60)는 출구 개구(54)와 중공관(50)의 적어도 일부가 내부에 있고, 전도성 코팅부(60)에 의해 둘러싸이기 위해, 집속 전극(G5)의 중공관(50)의 출구 개구(54) 이상으로 튜브 네크(14)내로 연장된다. 즉, 전극(G5)과 전도성 코팅부(60)는 끼워 넣어지거 나, 부분적으로 겹쳐진다.
집속 전극(G5)의 출구 개구(54)와 전도성 코팅부(60)의 중앙 영역은 각각 내부체적이 실질적으로 중공관(50) 중앙부분에서의 최대크기로, 튜브 네크(14)의 최대크기로 개방되어있다.
중공관(50)에 부착된 스프링 또는 다른 지지체는 튜브 네크(14)의 중앙에서 접촉하여 그 안에 있는 전자총(26)을 지지하지만, 전도성 코팅부(60)와는 전기적 접촉을 하지 않는다. 출구 개구(54)와 중공관(50) 및 네크(14)는 원통형 즉, 원형의 횡단면이 바람직하지만, 금속 중공관(50)은 다소 타원형과 같이 비원형 횡단면일 수도 있다. 예를 들면, 중공관(50)의 통과공 플레이트(52)의 단부는 전자총(26)의 다양한 구성요소들을 지지하는 글라스 비드(미도시)에 공간이 허용되도록 타원형상일 수도 있다.
바람직하게는 출구 개구(54)와 전도성 코팅부(60)의 중앙은 Z축상에 놓이고, X-Z 평면상과 Y-Z 평면상에서 반사 대칭성을 가진다.
또한 바람직하게는, 집속 전극(G5)의 상단부의 입구는, 3전자빔(28R, 28G, 28B)의 각각에 대해 하나씩 즉, 세 개의 통과공(52R, 52G, 52B)를 가지며, 아래 설명되는 바와 같이, 전자빔(28)들의 스폿 크기, 전자빔(28)의 집속 및/또는 수렴과 같은 바람직한 특정한 특성을 생성하도록 적합하게 위치되고 형성된다.
집속 전극(G5)의 길이는 입구(51)와 출구 개구(54)사이의 거리 즉, 전자이동의 방향인 Z축의 방향에 있어서의 거리를 가리킨다. 전극 또는 전극 구조의 이러한 크기는 일반적으로 전극 또는 전극구조의 "길이"로서 가리켜진다. 예를 들면, 형상 화되거나, 휘어지거나, 또는 물결모양으로 된 것으로 언급될 수도 있는, 평면이 아닌 출구 개구(54)를 만들기 위해 전극(G5)의 상단부에서의 중공관(50) 길이는 다양하다.
집속 전극(G5)의 개방된 출구 개구(54)의 비평면 형상은 본 발명에 있어 장점을 제공한다. X-Z 평면(3빔 모두에 대한 평면)과 Y-Z 평면에서, 집속 전극(G5)의 길이는, 튜브 축(Z축)에 대한 각 Θ에 따라 변하는, 집속 전극(G5)의 길이에 있어서의 파동의 높이와 상(phase)을 정의한다. 예를 들면, 집속 전극(G5)의 길이는 cos 2Θ 함수에 따라 변할 수도 있다.
특히, 도 2A, 2B, 및 2C의 일실시예에 있어, 바람직하게는 스크린(22)상에 공통 스폿으로 3전자빔(28)이 집속되고 수렴되기 위하여, 집속 전극(G5)의 길이는 X-Z 평면에서 최대이고 Y-Z 평면에서 최소이다.
유사하게도, 평면이 아닌 유효 입구를 만들기 위하여 Z축의 반대방향으로 전도성 코팅부(60)에 의해 생성되는 영역에 대한 유효 입구를 곡률이 지게 하거나 물결치게 하면서, 집속 전극(G5)의 이러한 곡률 또는 물결치는 형상이 전자빔(28)과 전도성 코팅부(60)사이에 개입된다.
특히, 전도성 코팅부(60)의 유효 길이는 사실상 집속 전극(G5)의 것과 반대이다. 즉, X-Z 평면에서 최소이고 Y-Z 평면에서 최대이다. 집속 전극(G5)은 집속 전극(G5)과 전도성 코팅부(60)사이의 일정한 간격 또는 공간을 유지하기 위해 튜브 네크(14)내의 중앙에 위치하는 것이 바람직하다.
집속 전극(G5)의 길이를 Y-Z 평면에서 더 작게 만드는 집속 전극(G5)의 출구 개구(54)의 곡률은, 그 길이를 중앙 빔(28G)이 작용하는 곳에서 "보다 짧게" 또는 "보다 얇게" (또는 "보다 작은 Z 크기를 가지게) 만드는 원인이 되고, 외부의 빔(28R, 28B)이 작용하는 곳에서 "보다 길게" 또는 "보다 두껍게" (또는 "보다 큰 Z 크기를 가지게) 만드는 원인이 된다. 또한, 그것에 의해 외부빔들(28R, 28B)에 대해 그것들이 중앙빔(28G)쪽으로 굽어지는데 더 큰 영향을 받는다.
결과적으로, 3전자빔(28R, 28G, 28B)은 스크린(22)에 바람직하게 함께 수렴하기 위하여 즉, 스크린상에 하나의 공통 스폿에서 충돌하기 위하여 외부빔들(28R, 28B)이 약간 중앙 빔(28G)쪽의 방향을 가진 채, 전자총(26)을 나간다.
따라서 도 2A, 2B, 및 2C에 도시된 것처럼, 전자총(26)의 일실시예는 작은 스폿 크기를 유지하는 한편, 형광체 스크린상에 전자빔의 수렴을 향상시키거나 최적화시키기 위해 설계하는데 적합하다.
도 3은 도 2A, 2B, 및 2C의 전극 구조를 구비하면서, X-Z 평면에 횡단면으로 보이는, 일실시예에 따른 전자총(26)내에서 전자빔(28)의 전자 궤적에 영향을 주는 여러 종류의 전극의 X-Z 평면에서의 상대적인 위치를 도해하기 위하여 그래프로 나타낸 개략도이다.
도면에서 전자총(26)의 중앙빔(28G)과 외부빔들(28R, 28B)의 전형적인 궤적은 점선으로 나타내고 있다. Z=-40㎜ 의 좌측 영역은 전자빔들이 발생되는 각각의 캐소드 KR, KG, KB를 포함하고, G1 전극, G2 전극, 그와 함께 전자빔(28)을 형성하는 것과 관련되는 G3 전극의 입구로 된, 세 개로 분리된 3극부를 포함한다. G1 전극, G2 전극, 그리고 G3 전극 각각은 3전자빔(28)의 각각에 대해 하나씩, 라인상으 로 정렬된 세 개의 원형 통과공을 가질 수도 있다.
예비집속 렌즈는 전극(G3)의 출구, 예비집속 전극(G4), 그리고 집속 전극(G5)의 입구(51)를 포함한다. 상기 입구(51)는 그 속에 전자빔(28)의 각각을 위해 세 개의 원형 개구를 가지는 플레이트인 것이 바람직하다.
통상적으로, 그 외부 통과공들은 정렬되어지고, 캐소드 KR, KB와 G1, G3 전극과 동일한 거리만큼 Z 축으로부터 옮겨지거나, 오프셋이 된다. 또한, 예비집속 렌즈는 Z=-35㎜ 근처의 영역 즉, Z=-30㎜ 와 Z=-40㎜ 사이에 놓인다.
예비집속 렌즈에 의해 작용될 때, 빔에서 변화되는 주 렌즈내에 빔의 배치의 민감도를 증가시키지 않도록 G3 전극의 길이가 비교적 짧게 유지되는 것이 바람직하다. 바람직하게는, 예비집속 전극(G4)은 G2 전극과 전기적으로 연결되고, 집속 전극(G5)은 전기적으로 G3 전극과 연결된다.
집속 전극(G5)의 하단부와 상단부는 도 3에서, 입구(51)와 중공관(50) 사이의 점선에 의해 제시된 것과 같은 단일 연결 구조로 형성될 수 있거나, 두 개의 분리된 공간을 이루며 떨어진 구조 예를 들면, 입구(51)와 중공관(50)으로 형성될 수 있다.
외부빔들(28R, 28B)의 집속에 있어, 예비집속 전극(G4)에서의 통과공은 원형에서 사각형 또는 타원형일 수 있다. 또한 예비집속 전극(G4)의 외부 통과공의 측면과/또는 위와/또는 아래에 슬롯이 부가될 수도 있다. 외부빔들(28R, 28B)에 대한 G1-G2-G3의 3극부 구조는 ±X 방향에서 외부빔의 외부 통과공에 관하여, 예를 들면, 수렴을 조절하기 위해 유리한 곳인 Z축에 평행한 나머지에 관하여, 외부로(Z 축으로부터 떨어진) 혹은 내부로(Z축 쪽으로) 옮겨지거나 오프셋이 될 수 있다.
동일축상 위치한 집속 전극(G5)과 전도성 코팅부(60)를 포함하는 주 렌즈는 위에 설명된 바와 같다. 그리고 전도성 코팅부(60)는 스크린(22)과 같은 동일한 전위로 바이어스 되는 것이 바람직하다. 집속 전극(G5)과 전도성 코팅부(60)를 포함하는 주 렌즈는 예를 들면, 형광체 스크린(22)이 Z=280㎜에 위치하는 점에서의 음극선관(10)에서 Z=0㎜ 가까이의 영역에 위치한다. 집속 전극(G5)의 출구 개구(54)의 파동이 수직평면 또는 Y-Z 평면에서보다 수평 평면 또는 X-Z 평면에서 더 큰 집속 전극(G5)의 길이를 생성하므로, 주 렌즈는 전자빔(28)의 수렴을 향상시키기 위해 배열된다. 특히, 집속 전극(G5)은 약 Z=-33㎜에 위치해 있는 하단부의 입구(51)와 약 Z=-5㎜ 와 Z=0㎜ 사이에 위치해 있는 중공관(50)의 구조를 포함한다.
도 4A와 4B는 각각 도 1에서의 음극선관(10)의 네크(14) 부분에서, 일실시예에 따른 집속 전극(G5)의 상단부와 전도성 코팅부(60)의 구조를 나타내는 X-Z 평면에서의 부분 단면도와, Y-Z 평면에서의 부분 단면도이다.
집속 전극(G5)의 상단부는 예를 들면, 원통형의 중공관(50)부분을 가지는 금속 컵은 3전자빔(28R, 28G, 28B)이 각각 관통하는 통과공(52R, 52G, 52B)을 가진 통과공 플레이트(52)로서의 역할을 하는 기저부이다. 컵의 깊이는 수평방향 또는 X-Z 평면방향에서보다 수직방향 또는 Y-Z 평면방향에 있어서 작다. 튜브 네크(14)의 내부 표면상에서의 전도성 코팅부(60)는 애노드로서의 역할을 하기 위해 집속 전극(G5)과 동일축상에 있고 겹쳐진다. 집속 전극(G5)의 출구 개구(54)는 아크화 현상을 줄이기 위해 출구 개구의 단부(55) 위로 롤링되어야 한다. 전도성 코팅부(60)가 스크린에서 바이어스되는 곳에서, 전도성 코팅부(60)는 집속 전극(G5)의 출구 개구(54) 뒤의 튜브 네크(14)내의 위치로부터 화면(18)상의 스크린(22)까지 연장된다.
도 5는 집속 전극(G5)의 상단부를 제공하는 일실시예에 따른 중공관(50)을 나타내는 도 1, 4A 및 4B의 음극선관(10)의 네크(14)의 횡단면도이다.
특히, 네크(14)는 그 내부 표면상에서 전도성 코팅부(60)에 의해 둘러싸인 집속 전극(G5)의 부분인 금속 컵을 들여다볼 수 있을 정도로, X-Y 평면에서 단면이 져있다. 집속 전극(G5)의 상단부의 통과공 플레이트(52)에서 통과공(52R, 52G, 52B)은 3전자빔(28R, 28G, 28B)이 각각 집속 전극(G5)의 상단부를 통해 들어간다. 통과공(52R, 52G, 52B)은 도 6에 관련하여 나타낸 것처럼, 비원형이고, 전자빔(28)의 수차를 더 잘 형성하기 위해 형상이 져있는 것이 바람직하다.
도 6은 도 2A, 2B, 2C, 4A, 4B, 및 5의 실시에 유용한, 집속 전극(G5)의 중공관(50)의 원형인 통과공 플레이트(52)의 부분에 대한 평면도이다.
통과공 플레이트(52)의 직경은 집속 전극(G5)의 출구 개구(54)의 직경과 같게 되는 것이 바람직하다. 또한, 중앙통과공(52G)은, 수평방향 즉 X축방향에서의 부축 크기 또는 너비 WC보다, 수직방향 또는 Y 축 방향에서의 큰 주축 크기 또는 높이 HC를 가지는 타원이 됨이 바람직하다. 전자 방출원 KR, KB처럼 동일 크기 DK에 의해, 외부통과공(52R, 52B)은 Z축상(즉, 타원의 중앙통과공(52G)의 중심)에 튜브 중심으로부터 소정 간격 이격되는 것이 바람직하다.
차원 값 측정 단위
튜브:
스크린 대각선; 100°편향 19/483 inches/mm
깊이, G5 스크린에 대한 출구 280 mm
네크 직경 22.5(외경) 20.3(내경) mm mm
총의 길이 44 mm
빔 전류 300 ㎂
빔 스폿 크기(H×V) 0.44×0.25(중앙) 0.42×0.34(외부) mm mm
전자총의 3극 진공관:
전자총의 간격 4.75 mm
K-G1 간격 0.075 mm
G1 & G2 통과공 0.380 직경 mm
G1 두께 0.075 mm
G1-G2 간격 0.250 mm
G2 두께 0.200 mm
G2-G3 간격 1.00 mm
G3 입구 통과공 1.50 직경 mm
예비집속렌즈:
G3 길이 5.00 mm
G3 출구 통과공 3.90 직경 mm
G3-G4 간격 0.700 mm
G4 통과공 3.90 직경 mm
G4 두께 0.600 mm
G4-G5 간격 0.700 mm
G5 입구 통과공 3.90 직경 mm
주 렌즈:
G5 중앙 통과공 WC HC 3.56 너비 7.36 높이 mm mm
G5 외부 통과공 WOI WOO HO 3.81 내부 너비 5.84 외부 너비 5.59 높이 mm mm mm
G5 컵 깊이 4.50 mm
G5 출구 개구 15.2 직경 mm
G5 길이 X-Z 평면 Y-Z 평면 길이에 있어 파동 35.5 34.5 1.0 mm mm mm
60 입구와 출구 개구 20.3 직경 mm
바이어스 전위:
캐소드 K 68.4 volts
G1 0 volts
G2 629 volts
G3 와 G5 6600 volts
G4 629 volts
60 과 스크린 26000 volts
외부통과공(52R, 52B)은 두 개의 연결된 동일한 주축 크기를 가지는 세미-타 원 EI, EO를 포함하는 것이 바람직하다. 그리고, 그 크기는 외부통과공(52R, 52B)의 높이 HO이다. 세미-타원(EI, EO)은 세미-타원 둘 모두의 주축에 공통인 수직선에서 결합된다.
각 외부통과공(52R, 52B)의 인접 또는 내부의 세미-타원 EI(즉, 중앙통과공(52G)에 보다 가깝거나 근접하는)은 말단에 또는 보다 떨어져 있는 세미-타원 EO (즉, 중앙통과공(52G)로부터 말단의 위치에 있고 통과공 플레이트(52)의 주변에 보다 가까운)의 부축 크기 2WOO보다 작은 부축 크기 2WOI를 가진다.
달리 말하자면, 각 외부통과공(52R, 52B)는 외부의 너비크기 WOO보다 작은 내부의 너비 크기WOI를 가진다. 통과공(52R, 52G, 52B)의 크기는 3전자빔(28R, 28G, 28B)에 요구되는 수렴, 비점 수차(astigmatism), 그리고 집속 밸런스를 제공하기 위해 선택되는 것이 바람직하다.
도 2A 내지 2C의 배열과 도 4A, 4B, 5, 및 6의 배열과 같이, 본 발명을 실시하는 전자총 구조와 음극선관에 대한 예시적인 크기와 전기적 파라미터가, 표에 나타내어진다. 상기 표에서, 너비는 X 방향에 속하고, 높이는 Y 방향에 속하고, 두께 또는 길이는 Z 방향에 속한다.
보다 작은 직경의 튜브 네크(14) 예를 들면, 29㎜ 직경의 네크보다 오히려 22.5㎜ 직경 네크에 맞추어진 전자총(26)의 결과로써, 유리하게도, 전자빔(28)의 편향을 생성하는 편향요크(30)를 위해 요구되는 에너지가 줄어든다.
예를 들면, 비점 수차를 만드는 튜브 네크 글라스의 원만도 또는 원형도 그리고 튜브 네크내의 전자총의 배열 또는 어느 쪽에 있어 스프링은 스크린에 전위(電位)로 바이어스된 전도성 코팅부(60)에서의 변동은 종래의 음극선관에서처럼 수렴순도 자석조립품에 의해 교정될 수 있다. 수렴순도 자석조립품은 종래의 강도 또는 증가된 자석의 강도일 수도 있다. 보다 큰 정밀도는 튜브 네크 글라스의 원만도에 의해 특징지어진다. 전형적으로 총의 배열과 지지접촉하지 않도록 집속 전극(G5)의 후방에 위치된다. 그리고 네크-투-판넬 스플라이스(splice)는 전자 렌즈를 충분히 교란시키지 않도록 앞쪽에 있다. 전도성 코팅부(60)를 위해 이용하는 코팅 물질은 집속 전극(G5)에 근접한 비교적 높은 전기장 강도 영역에서 동작하고, 이온 산소 입자와 같은 전도성이 있는 입자를 방출하지 않거나, 그렇지 않으면 캐소드와 튜브에 해를 끼칠 수 있는 네크 영역에 아크화 현상을 촉진시켜야 한다. 게터(getter)물질은 버튼을 바이어서시키는 튜브 애노드에서, 또는 프레임을 지지하는 섀도우 마스크 위에서와 같은 하나 이상의 편리한 위치에 놓인다.
본 발명에 따른 음극선관은 칼라 이미지 디스플레이를 생성하기 위해 음극선관을 채용한 칼라 텔레비젼 수상기, 컴퓨터 디스플레이, 비디오 모니터, 칼라 디스플레이 그리고 다른 장치에 채용될 수 있다. 집속 스폿 크기와 빔 수렴 사이의 상호작용의 견지에 볼 때, 적당한 수렴이 유지되는 동안 집속 전극과 예비집속 전극 또는 어느 한쪽의 동적인 전압 변조는 전자빔이 스크린의 가장자리 근처에 놓이도록 전자빔이 편향될 때 충분한 스폿을 보장하기 위해 이용될 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 일실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.
예를 들면, 집속 전극(G5)의 통과공 플레이트(52)와 출구 개구(54)의 원형 모양은 도 5와 6에 도시된 것처럼 엄격히 원형 개구가 될 필요는 없다. 타원형일 수도 있다. 완전히 열린 원형 렌즈의 모양의 그러한 작은 변화는 열린 주 렌즈가 제공된다고 간주된다. 그리고 다양한 3전자빔의 비점 수차, 집속 스폿의 크기, 그리고 다른 파라미터들을 제어하는 데 있어 탄력적으로 허용될 수도 있다. 따라서 본 발명의 진정한 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

Claims (30)

  1. 적어도 3전자빔들을 생성하기 위한 적어도 세 개의 전자 방출원들;
    상기 각 전자빔들을 적어도 부분적으로 집속하기 위한 예비집속 렌즈; 및
    상기 적어도 3전자빔들을 집속시키고 수렴시키는 중공 전극을 구비하는 주 렌즈를 포함하고,
    상기 중공 전극을 관통하는 전자빔들의 이동방향으로 정의되는 측면의 길이가 위치에 따라 서로 다른 것을 특징으로 하는 전자총.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 중공 전극은 그것의 적어도 일단부에 개방된 중공관을 구비하는 것을 특징으로 하는 전자총.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 중공 전극은 적어도 3전자빔들의 각각이 관통하는 적어도 3통과공을 가지는 입구를 구비하는 것을 특징으로 하는 전자총.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 중공 전극은 출구 개구와 입구 및 상기 출구 개구와 입구의 중간에 위치되는 통과공 플레이트를 구비하며, 상기 통과공 플레이트는 그 속에 적어도 하나의 중앙 통과공과 두 개의 외부 통과공을 가지는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자총.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 중앙 통과공은 타원의 형상을 가지고, 상기 각 외부 통과공이 상호 연결된 두 개의 세미-타원의 형상을 가지는 것을 특징으로 하는 전자총.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 중공 전극은 원형 단면인 것을 특징으로 하는 전자총.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 전자총은 중앙축을 가지고, 상기 전자빔들의 적어도 하나를 위한 상기 예비집속 렌즈가, 적어도 하나의 전자빔을 위한 전자 방출원보다 상기 중앙축으로부터 측면쪽으로 더 멀리 이격되어 있는 것을 특징으로 하는 전자총.
  9. 제 1항에 있어서,
    그 내측면상에 전도성 코팅부를 가지는 원통형 튜브 네크와 결합하고, 상기 중공 전극이 상기 원통형 튜브 네크의 중앙축을 따라 동축적으로 중공관을 구비하는 것을 특징으로 하는 전자총.
  10. 적어도 3전자빔들을 생성하기 위한 적어도 세 개의 전자 방출원들;
    상기 각 전자빔들을 적어도 부분적으로 집속시키기 위한 예비집속 렌즈; 및
    상기 적어도 3전자빔들을 집속시키고 수렴시키기 위한 중공 전극을 가지며, 상기 중공 전극을 관통하는 전자빔들의 이동방향으로 정의되는 측면의 길이가 위치에 따라 서로 다르며, 상기 중공 전극은 입구 및 출구 개구, 그리고 상기 입구와 출구 개구의 중간에 있는 통과공 플레이트를 가지고, 상기 통과공 플레이트는 상기 적어도 3전자빔들의 각각이 관통하는, 적어도 하나의 타원형 중앙 통과공과 상호 연결된 두 개의 세미-타원들에 의해 한정되는 두 개의 외부 통과공들을 가지는 주 렌즈를 구비하고,
    중앙축을 가지며, 상기 전자빔들의 적어도 하나를 위한 예비집속 렌즈가, 적어도 하나의 전자빔을 위한 상기 전자 방출원보다 상기 중앙축으로부터 측면으로 더 멀리 이격되어 있는 것을 특징으로 하는 전자총.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 중공 전극의 출구 개구가 실질적으로 개방되어 있는 것을 특징으로 하는 전자총.
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 제 10항에 있어서,
    상기 중공 전극이 원형 단면인 것을 특징으로 하는 전자총.
  15. 삭제
  16. 제 10항에 있어서,
    그 내측면상에 전도성 코팅부를 가지는 원통형 튜브 네크와 결합하며, 상기 중공 전극이 상기 원통형 튜브 네크의 중앙축을 따라 동축적으로 중공관을 구비하는 것을 특징으로 하는 전자총.
  17. 동일 평면상의 3전자빔을 생성하기 위한 인라인으로 배치된 적어도 세 개의 전자 방출원들;
    상기 각 전자빔들을 적어도 부분적으로 집속시키기 위한 예비집속 렌즈; 및
    입구와 개방된 출구 개구를 가지며, 상기 입구로부터 상기 출구로 이동하는 상기 전자빔들의 이동방향으로 정의되는 측면의 길이가 위치에 따라 서로 다르며, 상기 입구와 출구 개구의 중간에 통과공 플레이트를 구비하고 상기 통과공 플레이트에는 상기 적어도 3전자빔들의 각각이 관통하는 적어도 하나의 타원형 중앙 통과공과 상호 연결된 두 개의 세미-타원들에 의해 한정된 두 개의 외부 통과공들이 형성된 중공 전극을 갖는 집속 전극을 포함하는 주 렌즈를 구비하는 것을 특징으로 하는 인라인형 전자총.
  18. 삭제
  19. 제 17항에 있어서,
    상기 집속 전극이 원형 단면인 것을 특징으로 하는 인라인형 전자총.
  20. 제 17항에 있어서,
    그 내측면상에 전도성 코팅부를 가지는 원통형 튜브 네크와 결합하며, 상기 중공 전극이 상기 원통형 튜브 네크의 중앙축을 따라 동축적으로 중공관을 구비하는 것을 특징으로 하는 인라인형 전자총.
  21. 네크, 펀넬, 및 화면을 구비하고, 상기 화면쪽으로 향하는 적어도 3전자빔들을 생성하는 상기 네크내의 전자총을 가지는 음극선관에 있어서:
    적어도 3전자빔들을 집속시키고, 수렴시키기 위한 상호 이격된 두 개의 전극들을 구비하며,
    상기 전극들 중 제 1전극은 그 내부를 관통하는 전자빔들의 이동방향으로 정의되는 측면의 길이가 위치에 따라 서로 다르며,
    상기 전극들 중 제 2전극은 상기 네크의 내측면상에 전도성 코팅부를 구비하는 것을 특징으로 하는 음극선관.
  22. 삭제
  23. 제 21항에 있어서,
    상기 제 1전극이 그것으로부터 상기 전자빔들이 나오는 그 단부에서 개방된 중공관을 구비하는 것을 특징으로 하는 음극선관.
  24. 제 23항에 있어서,
    상기 중공관이 원형 단면을 가지는 것을 특징으로 하는 음극선관.
  25. 제 21항에 있어서,
    상기 제 1전극은 상기 네크의 중앙 축을 따라 동축적으로 배치되어 있는 중공관을 구비하며, 여기서 상기 중공관의 입구는 상기 적어도 3전자빔들 각각에 대해 하나씩 분리된 통과공을 구비하며, 상기 중공관의 출구 개구가 실질적으로 개방된 것을 특징으로 하는 음극선관.
  26. 제 25항에 있어서,
    상기 중공관의 입구가 적어도 3전자빔들의 각각이 관통하는 적어도 하나의 타원형 중앙 통과공과 상호 연결된 두 개의 세미-타원들에 의해 각각 한정되는 두 개의 외부 통과공들을 가지는 것을 특징으로 하는 음극선관.
  27. 네크, 펀넬, 및 화면을 구비하고, 상기 화면쪽으로 향하는 적어도 3전자빔들을 생성하는 상기 네크내의 전자총을 가지는 음극선관에 있어서:
    적어도 3전자빔들을 집속시키고 수렴시키기 위한 상호 이격된 두 개의 전극들을 구비하며, 상기 전극들 중 제 1전극은 개방된 출구 개구와, 적어도 3전자빔들의 각각이 관통하는, 적어도 하나의 타원형 중앙 통과공과 상호 연결된 두 개의 세미-타원들에 의해 각각 한정되는 두 개의 외부 통과공들을 가지는 통과공 플레이트를 가지고, 상기 전극들 중 제 2전극은 상기 네크의 내측면상에 전도성 코팅부를 구비하는 것을 특징으로 하는 음극선관.
  28. 제 27항에 있어서,
    상기 제 1전극은, 출구 개구가 비평면으로 한정되어, 그것을 통한 전자의 이동방향으로 불균일한 크기를 가지는 것을 특징으로 하는 음극선관.
  29. 삭제
  30. 제 27항에 있어서,
    상기 제 1전극이 원형 단면을 가지는 하나의 중공관을 구비하는 것을 특징으로 하는 음극선관.
KR1020000073798A 2000-02-08 2000-12-06 코팅된 튜브 네크에 전자총을 구비하는 음극선관 KR100768173B1 (ko)

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