KR100814870B1 - 음극선관용 전자총 - Google Patents

Abstract

형광 스크린으로 단일의 전자빔을 주사하는 음극선관용 전자총에 관한 것으로서, 형광 스크린을 구성하는 형광체의 장방향에 직교하는 방향으로 초미세한 빔경을 갖는 전자빔을 구현하기 위하여, 열전자를 방출하는 단일의 캐소드와, 상기 캐소드와 더불어 삼극관부를 구성하는 제 1, 2전극들과, 상기 제 2전극 다음에 순차적으로 배치되는 복수의 포커스 전극들과, 상기 복수의 포커스 전극들 중, 상기 캐소드로부터 가장 멀리 배치된 최종 포커스 전극 다음에 배치되는 애노드 전극 및 상기한 전극들을 일렬로 정렬 및 지지하는 지지체를 포함하며, 상기 최종 포커스 전극과 상기 애노드 전극이 소정의 간격을 두고 대향 배치되고, 음극선관의 형광 스크린을 구성하는 형광체의 장방향을 y축 방향이라 하고 상기 y축에 직교하는 방향을 x축 방향이라 할 때, 상기 애노드 전극을 대향하는 상기 최종 포커스 전극의 대향부에 형성된 전자빔 통과공과 상기 최종 포커스 전극을 대향하는 상기 애노드 전극의 대향부에 형성된 전자빔 통과공이, 적어도 상기 x축 방향의 직경을 상기 캐소드와 최종 포커스 전극 사이에 위치한 다른 전극들에 제공된 전자빔 통과공들의 상기 x축 방향의 직경보다 크게 하고, 상기 제1 전극에 형성된 전자빔 통과공이 상기 y축 방향을 따라 길게 형성된 타원형으로 형성되고, 상기 제2 전극에 형성된 전자빔 통과공이 사각형으로 이루어지고, 상기 포커스 전극을 대향한 상기 제2 전극의 대향면에 상기 x축 방향을 따라 길게 형성된 슬롯이 형성된다.

음극선관, 빔인덱스, 전자총, 횡장, 종장, 사각형

Description

음극선관용 전자총 {ELECTRON GUN FOR CATHODE RAY TUBE}

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 음극선관용 전자총의 개략적인 사시도이고,

도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 음극선관용 전자총이 음극선관의 넥크에 장착된 상태를 도시한 평면도이고,

도 3은 도 2의 측단면도이고,

도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 음극선관용 전자총의 제1 전극을 도시한 정면도이고,

도 5 및 도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 음극선관용 전자총의 제2 전극을 도시한 정면도이고,

도 7a 및 도 7b는 본 발명의 제 1실시예에 따른 음극선관용 전자총에 의한 전자빔의 궤적과 등전위선 분포를 컴퓨터 시뮤레이션하여 도시한 도면이고,

도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 음극선관용 전자총의 제1 전극을 도시한 정면도이고,

도 9 및 도 10은 본 발명의 제2 실시예에 따른 음극선관용 전자총의 제2 전극을 도시한 정면도이고,

도 11은 종래 기술에 의한 음극선관의 형광 스크린에 전자빔이 랜딩된 상태 를 도시한 부분 확대도이다.

본 발명은 음극선관용 전자총에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 초미세 빔경의 전자빔을 필요로 하는 빔 인덱스형 음극선관에 적용 가능한 전자총에 관한 것이다.

음극선관의 한 종류인 빔 인덱스형(Beam Index Tube) 음극선관은 통상의 음극선관과 마찬가지로 패널과 펀넬 및 넥크를 포함하는 튜브로 외관을 구성하면서, 상기 넥크 내부에는 한줄기 전자빔을 방출하는 전자총을 장착하고, 상기 패널 내면으로는 형광 스크린과 함께 이 형광 스크린 위에 다수의 인덱스 형광체들을 추가로 형성한다. 또한, 빔 인덱스형 음극선관은 펀넬의 외주 상에 인덱스 광을 검출하는 검출기를 장착하는 바, 이 검출기는 인덱스 신호 회로부와 전기적으로 연결된다.

상기한 구성에 따라, 빔 인덱스형 음극선관은 인덱스 형광체들의 발광으로부터 검출된 인덱스 신호를 이용하여 전자빔을 형광 스크린의 해당 형광체에 주사시킴으로써 소정의 칼라 영상을 구현하게 된다.

이와 같이 빔 인덱스형 음극선관은, 통상의 음극선관에서 전자빔을 색분리시키는 섀도우 마스크를 구비하지 않고 칼라 영상을 구현함에 따라, 도 11에 도시한 바와 같이 형광 스크린(1)에 도달하는 전자빔(E/B)은 원하는 형광체만을 선택적으로 발광시킬 수 있도록 형광 스크린(1)의 수평축(x) 방향으로 미세한 빔경을 갖는 종장형 스폿을 구현해야 한다.

특히, 상기 전자빔(E/B)의 수평 빔경(r)은 형광체(3) 하나의 너비(w₁)에 이 형광체(3)의 양측에 배치되는 블랙 매트릭스(5) 두개의 너비(각 블랙 매트릭스의 너비는 w₂)를 더한 것보다 작아야만 타색의 형광체(7)에 대한 침범을 방지할 수 있다.

따라서, 빔 인덱스형 음극선관은 섀도우 마스크를 갖는 통상의 음극선관과 비교하여 형광 스크린의 수평축(x) 방향에 대한 전자빔의 빔경을 가능한 미세하게 구현해야 한다.

이와 관련하여 종래에 제안된 선행 기술들로는 일본 특개소 53-76737호가 종장형 홀이 형성된 제1 그리드 전극과, 횡장형 홀이 형성된 제2 그리드 전극을 갖는 전자총을 개시하고 있으며, 일본 특개평 6-203766호가 각각 단경(短俓)에 대한 장경(長俓)의 길이 비가 1.2∼4.5인 종장형 홀이 형성된 제 1, 2그리드 전극들을 갖는 인덱스 칼라 수상관용 전자총을 개시하고 있다.

또한, 일본 특개평 8-212947호는 메인 렌즈 영역에 있어서 메인 렌즈 형성 위치 또는 메인 렌즈에 대하여 캐소드 방향으로 기운 위치에 한쌍의 전자(電磁) 4중극 및/또는 정전(靜電) 4중극을 형성한 전자총을 개시하고 있으며, 일본 특개평 9-259797호는 전자빔의 궤도를 8중극 전자 렌즈 수단으로 제어하는 전자총을 개시하고 있다.

상기한 선행 기술들은 저마다 제 1, 2그리드 전극들에 형성되는 전자빔 통과 공의 형상을 개선하거나, 전자빔의 궤적에 영향을 줄 수 있는 4중극 또는 8중극을 설치함으로써 화면 중앙부에서 종장형의 전자빔 스폿을 구현하고, 화면 주변부에서 전자빔을 회전시켜 포커스 특성을 향상시키도록 하고 있다.

그러나, 이들 전자총에 있어서 메인 렌즈를 형성하는 포커스 전극과 애노드 전극의 결합 구조는, 화면을 설경(雪景) 또는 문자 표시와 같이 밝은 화면을 구현하기 위해 캐소드 전류를 증가시키는 경우, 메인 렌즈에서 전자빔의 점유반경이 증대되어 발생하는 구면수차의 영향으로 인해, 형광 스크린에 도달하는 전자빔의 스폿경을 증가시키게 된다.

따라서, 상기 전자총이 빔 인덱스형 음극선관에 채용되면, 해당 빔 인덱스형 음극선관은 증대된 빔경을 갖는 전자빔으로 인하여 원하지 않는 색상의 형광체를 동시에 발광시켜 타색 침범을 일으키게 되므로, 화면 품질에 심각한 영향을 받게 된다.

이에 따라 미국특허 제4,271,374호에 개시된 전자총과 같이, 포커스 전극의 일부, 특히 애노드 전극에 대향 배치되는 최종 포커스 전극이 애노드 전극 내부에 위치하도록 하여, 메인 렌즈 구경을 확대하면서 구면수차를 줄여 형광 스크린에 도달하는 전자빔의 스폿경을 미세화하는 구조가 제안되었다.

이러한 전자총은 최종 포커스 전극과 애노드 전극이 겹쳐 중첩됨에 따라, 최종 포커스 전극과 애노드 전극 사이에 형성되는 메인 렌즈를 대구경화하여 미세 빔경 구현에 유리하나, 메인 렌즈를 형성하는 전극들의 구조가 복잡하여 설계와 제작에 불리하며, 상기 전극들의 중첩 구조에 의해 내전압 특성이 저하되어 최종 포커 스 전극과 애노드 전극 사이의 전압 차를 증가시킬 수 없는 단점을 안고 있다.

더욱이 최종 포커스 전극과 애노드 전극이 중첩된 구조에서는, 편향 장치의 주파수를 증가시키거나, 전자총과 편향 장치 사이에 별도의 보조 코일을 부착하여 전자빔의 포커스 특성을 제어하고자 하는 경우, 중첩된 전극 부분에 와전류(eddy current)가 발생하여 전자빔에 대한 제어 감도가 저하되는 한계를 안고 있다.

따라서, 본 발명은 상기한 문제점을 감안하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 메인 렌즈를 형성하는 전극들의 형상을 단순화하면서도 형광 스크린의 수평 방향에 대한 전자빔의 스폿경을 미세화할 수 있는 음극선관용 전자총을 제공하는데 있다.

이에 본 발명은 상기한 목적을 실현하기 위하여,

열전자를 방출하는 단일의 캐소드와, 상기 캐소드와 더불어 삼극관부를 구성하는 제 1, 2전극들과, 상기 제 2전극 다음에 순차적으로 배치되는 복수의 포커스 전극들과, 상기 복수의 포커스 전극들 중, 상기 캐소드로부터 가장 멀리 배치된 최종 포커스 전극 다음에 배치되는 애노드 전극 및 상기한 전극들을 일렬로 정렬 및 지지하는 지지체를 포함하며, 상기 최종 포커스 전극과 상기 애노드 전극이 소정의 간격을 두고 대향 배치되고, 음극선관의 형광 스크린을 구성하는 형광체의 장방향을 y축 방향이라 하고 상기 y축에 직교하는 방향을 x축 방향이라 할 때, 상기 애노드 전극을 대향하는 상기 최종 포커스 전극의 대향부에 형성된 전자빔 통과공과 상 기 최종 포커스 전극을 대향하는 상기 애노드 전극의 대향부에 형성된 전자빔 통과공이, 적어도 상기 x축 방향의 직경을 상기 캐소드와 최종 포커스 전극 사이에 위치한 다른 전극들에 제공된 전자빔 통과공들의 상기 x축 방향의 직경보다 크게 하고, 상기 제1 전극에 형성된 전자빔 통과공이 상기 y축 방향을 따라 길게 형성된 타원형으로 형성되고, 상기 제2 전극에 형성된 전자빔 통과공이 사각형으로 이루어지고, 상기 포커스 전극을 대향한 상기 제2 전극의 대향면에 상기 x축 방향을 따라 길게 형성된 슬롯이 형성되는 음극선관용 전자총을 제공한다.

상기에서 제2 전극의 전자빔 통과공은 정사각형 또는 상기 y축 방향을 따라 길게 형성된 직사각형으로 이루어지는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명은 상기 목적을 실현하기 위하여,

열전자를 방출하는 단일의 캐소드와, 상기 캐소드와 더불어 삼극관부를 구성하는 제 1, 2전극들과, 상기 제 2전극 다음에 순차적으로 배치되는 복수의 포커스 전극들과, 상기 복수의 포커스 전극들 중, 상기 캐소드로부터 가장 멀리 배치된 최종 포커스 전극 다음에 배치되는 애노드 전극 및 상기한 전극들을 일렬로 정렬 및 지지하는 지지체를 포함하며, 상기 최종 포커스 전극과 상기 애노드 전극이 소정의 간격을 두고 대향 배치되고, 음극선관의 형광 스크린을 구성하는 형광체의 장방향을 y축 방향이라 하고 상기 y축에 직교하는 방향을 x축 방향이라 할 때, 상기 애노드 전극을 대향하는 상기 최종 포커스 전극의 대향부에 형성된 전자빔 통과공과 상기 최종 포커스 전극을 대향하는 상기 애노드 전극의 대향부에 형성된 전자빔 통과공이, 적어도 상기 x축 방향의 직경을 상기 캐소드와 최종 포커스 전극 사이에 위 치한 다른 전극들에 제공된 전자빔 통과공들의 상기 x축 방향의 직경보다 크게 하고, 상기 제1 전극에 형성된 전자빔 통과공이 종장의 타원형으로 이루어지고, 상기 제2 전극에 형성된 전자빔 통과공이 사각형으로 이루어지고, 상기 포커스 전극을 대향한 상기 제2 전극의 대향면에 횡장의 슬롯이 형성되는 음극선관용 전자총을 제공한다.

상기에서 제2 전극의 전자빔 통과공은 정사각형 또는 종장의 직사각형으로 이루어지는 것이 바람직하다.

또한, 상기에서 상기 제1 전극의 전자빔 통과공의 단경을 φh, 장경을 φv 라 할 때, φv 가 φh의 2.2∼3.5배로 이루어지고, 상기 φh는 다음의 조건을 만족하는 것이 바람직하다.

0 ＜ φh ≤ 0.3 ㎜

또한, 상기에서 제2 전극의 전자빔 통과공의 단경을 H1, 장경을 V1 라 할 때, V1이 H1의 1.0∼1.5배로 이루어지고, 상기 H1은 다음의 조건을 만족하는 것이 바람직하다.

0 ＜ H1 ≤ 0.6 ㎜

또한, 상기에서 제2 전극의 슬롯의 가로 길이를 H2, 세로 길이를 V2 라 할 때, H2 라 할 때, H2가 V2의 2.5∼6.0배로 이루어지는 것이 바람직하다.

또한, 상기에서 상기 제2 전극의 전자빔 통과공의 장경을 V1 라 할 때, 상기 V2가 V1 과 같거나 크게 이루어지는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명은 상기 목적을 실현하기 위하여,

열전자를 방출하는 단일의 캐소드와, 상기 캐소드와 더불어 삼극관부를 구성하는 제 1, 2전극들과, 상기 제 2전극 다음에 순차적으로 배치되는 복수의 포커스 전극들과, 상기 복수의 포커스 전극들 중, 상기 캐소드로부터 가장 멀리 배치된 최종 포커스 전극 다음에 배치되는 애노드 전극 및 상기한 전극들을 일렬로 정렬 및 지지하는 지지체를 포함하며, 상기 최종 포커스 전극과 상기 애노드 전극이 소정의 간격을 두고 대향 배치되고, 음극선관의 형광 스크린을 구성하는 형광체의 장방향을 y축 방향이라 하고 상기 y축에 직교하는 방향을 x축 방향이라 할 때, 상기 애노드 전극을 대향하는 상기 최종 포커스 전극의 대향부에 형성된 전자빔 통과공과 상기 최종 포커스 전극을 대향하는 상기 애노드 전극의 대향부에 형성된 전자빔 통과공이, 적어도 상기 x축 방향의 직경을 상기 캐소드와 최종 포커스 전극 사이에 위치한 다른 전극들에 제공된 전자빔 통과공들의 상기 x축 방향의 직경보다 크게 하고, 상기 제1 전극에 형성된 전자빔 통과공이 횡장의 타원형으로 이루어지고, 상기 제2 전극에 형성된 전자빔 통과공이 사각형으로 이루어지고, 상기 포커스 전극을 대향한 상기 제2 전극의 대향면에 종장의 슬롯이 형성되는 음극선관용 전자총을 제공한다.

상기에서 제2 전극의 전자빔 통과공은 정사각형 또는 횡장의 직사각형으로 이루어지는 것이 바람직하다.

이하, 첨부한 도면을 참고하여 본 발명을 명확히 하기 위한 바람직한 실시예를 상세히 설명하도록 한다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 음극선관용 전자총의 개략적인 사시도 이고, 도 2는 상기 전자총이 음극선관의 넥크에 장착된 상태를 도시한 평면도이고, 도 3은 도 2의 측단면도이다.

도시한 바와 같이, 상기 전자총(2)은 열전자를 방출하는 단일의 캐소드(4)와, 상기 캐소드(4)와 더불어 삼극관부를 구성하는 제 1, 2전극들(6, 8)과, 상기 제2 전극(8) 다음에 순차적으로 배치되는 복수의 포커스 전극들(10, 12, 14)과, 복수의 포커스 전극들 중 상기 캐소드(4)에서 가장 멀리 배치된 최종 포커스 전극(14) 다음에 위치하는 애노드 전극(16) 및 이 애노드 전극(16)에 설치되는 실드컵(18)을 포함한다.

상기한 전극들(6,8,10,12,14,16)은 비드 글래스로 이루어진 지지체(20)에 지지되어 음극선관의 관축(z) 방향을 따라 일렬로 정렬된다.

상기한 구성의 전자총(2)은, 도시하지 않은 스템과 연결되어 음극선관의 넥크(22) 내부에 고정 설치되며, 상기 애노드 전극(16)을 제외한 다른 전극들은 도시하지 않은 스템핀에 연결되어 이 스템핀을 통해 해당 전압을 공급받는 반면, 상기 애노드 전극(16)은 상기 실드컵(18)에 고정된 벌브 스페이서(24)를 통해 넥크(22)의 내면에 도포된 흑면막(26)과 접촉하여, 이 흑연막(26)을 통해 고압(대략, 25∼33 ㎸O의 애노드 전압을 공급받는다.

본 실시예에서 상기 전자총(2)은 3개의 포커스 전극(10,12,14)을 구비하고, 이들에 U-BPF(Uni-Bi Potential Focus) 방식으로 임의의 전압을 인가하여 포커스 렌즈를 형성하게 되나, 본 발명의 전자총은 포커스 전극의 개수와 이의 전압 인가 방식을 상기한 것으로 한정하는 것은 아니다.

상기에서 전극들의 구성을 보다 구체적으로 살펴보면, 상기 제1 전극(6)은 상기 캐소드(4)를 둘러싸는 컵 형상이고, 상기 제2 전극(8)은 플레이트 형상으로서, 두 전극 모두 캐소드(4)와 관축(z) 상의 동일 위치에 각기 하나의 전자빔 통과공(6a,8a)을 가지고 있다.

여기서, 상기 제1 전극(6)의 전자빔 통과공(6a)의 형상은, 도 4를 통해 더욱 알 수 있듯이, 종장의 타원형으로 형성되는데, 이 때, 이 전자빔 통과공(6a)이 확장된 방향 즉, 도면에 표기된 y축 방향은, 상기 전자총(2)이 적용된 음극선관의 형광 스크린을 구성하는 형광체의 장방향에 대응하고, x축 방향은 상기 y축 방향에 직교하는 방향을 나타낸다.

또한, 상기 제2 전극(8)의 전자빔 통과공(8a)의 형상은, 도 5를 통해 더욱 알 수 있듯이, 사각형상으로 이루어지게 되는데, 이 때, 이 전자빔 통과공(8a)은, 상기 포커스 전극(14)을 대향하는 상기 제2 전극(8)의 대향면(8b) 측으로 형성된 슬롯(8c) 내에 형성된다.

상기에서 제2 전극(8)의 전자빔 통과공(8a)은, 도 5에 도시한 바와 같이 정사각형 또는 도 6에 도시한 바와 같이 종장의 직사각형으로 이루어질 수 있으며, 상기 슬롯(8c)은 상기 x축 방향으로 확장된 즉, 횡장의 사각형 슬롯으로 형성된다.

또한, 본 실시예에서 상기 제1 전극(6)과 제2 전극(8)은, 다음의 조건을 만족하면서 각각의 전자빔 통과공(6a,8a) 및 슬롯(8c)을 형성한다.

먼저, 상기 제1 전극(6)에 있어, 상기한 전자빔 통과공(6a)은 그 단축(x) 지름을 φh, 장축(y) 지름을 φv 라 할 때, 이 φv 가 상기 φh의 2.2∼3.5배의 크 기를 유지하도록 하여 형성된다. 이 때, 실질적으로 상기 φh는 다음의 조건을 만족하고, 상기 φv는 이를 기준하여 그 크기를 설정하는 것이 바람직하다.

0 ＜ φh ≤ 0.3 ㎜

이에 반해, 상기 제2 전극(8)에 있어, 상기한 전자빔 통과공(8a)은, 그 단축(x) 지름을 H1, 장축(y) 지름을 V1 라 할 때, 이 V1이 상기 H1의 1.0∼1.5 배의 크기를 유지하도록 하여 형성되며, 이 때, 실질적으로 상기 H1은 다음의 조건을 만족하고, 상기 V1은 이를 기준하여 그 크기를 설정하는 것이 바람직하다.

0 ＜ H1 ≤ 0.6 ㎜

또한, 상기 제2 전극(8)에 있어, 상기한 슬롯(8c)은, 그 가로 길이를 H2, 세로 길이를 V2라 할 때, 이 H2가 상기 V2의 2.5∼6.0배의 크기를 유지하도록 하여 형성되며, 더욱이 그 세로 길이(V2)를 상기 전자빔 통과공(8a)의 장경(V1)과 같게 하거나 크게 하는 바, 도 5,6 에서는 이를 크게 하여 이루어진 경우를 도시하고 있다.

한편, 상기에서 제2 전극(8)의 슬롯(8c)은, 이 제2 전극(8)이 단일체로 이루어짐에 따라 상기 전자빔 통과공(8a)과 함께 일체형으로 형성될 수도 있고, 경우에 따라서는, 상기 제2 전극(8)이 상기 전자빔 통과공(8a)은 형성한 하나의 서브 전극과 상기 슬롯(8c)을 형성한 다른 하나의 서브 전극이 결합된 구조체로 이루어짐에 따라 상기 전자빔 통과공(8a)과 분리된 형태로도 구성될 수 있다.

이에 상기와 같이 형성되는 각각의 제 1, 2전극(6, 8)은 도시하지 않은 스템핀을 통해 각자의 전압을 공급받으며, 상기 캐소드(4)와의 전위 차에 의해 상기 캐 소드(4)로부터 방출된 열전자를 예비 집속시켜 전자빔화한다.

상기한 복수의 포커스 전극들 중, 제1 포커스 전극(10)은 컵 형상으로 이루어지면서 상기 캐소드(4)와 관축(z) 상의 동일 위치에 전자빔 통과공(10a)을 형성하며, 제2 포커스 전극(12)과 최종 포커스 전극(14)은 소정의 내경과 외경을 가지면서 관축(z)과 평행하게 정렬되는 원통 형상으로 형성되면서, 그 내경과 동일한 직경을 갖는 원형의 전자빔 통과공(12a,140a,140b)을 가진다. 이러한 각각의 포커스 전극들(10,12,14)은 도시하지 않은 스템핀을 통해 각자의 전압을 공급받는다.

특히, 본 실시예에서 상기 최종 포커스 전극(14)은, 상기 제 2포커스 전극(12)을 향한 일측에 위치하는 입구부(14a)와, 상기 애노드 전극(16)을 향한 다른 일측에 위치하는 출구부(14b)를 포함하여 구성되는데, 이 때, 상기 입구부(14a)와 상기 출구부(14b)는 서로 다른 내,외경을 갖는다.

또한, 상기 전자총(2)은, 상기 최종 포커스 전극(14)과 애노드 전극(16)이 서로 중첩되지 않도록 이들을 상기 관축(z) 방향을 따라 소정의 간격을 두고 대향 배치하고 있으며, 상기 출구부(14b)가 갖는 전자빔 통과공(140b)과 상기 애노드 전극(16)이 갖는 전자빔 통과공(18a)의 직경이 이 부분들을 제외하고 상기 관축(z) 상에 위치하는 즉, 상기 캐소드(4)와 상기 최종 포커스 전극(14) 사이에 위치하는 다른 전극들에 제공된 전자빔 통과공의 직경보다 크게 이루어지도록 하고 있다.

즉, 메인 렌즈를 형성하는 상기 최종 포커스 전극(14)의 출구부(14b)와 상기 애노드 전극(16)에 각기 제공된 전자빔 통과공(140b,16a)의 직경은, 상기 제1 전극(6), 제2 전극(8), 제1 포커스 전극(10) 및 제2 포커스 전극(12)에 제공된 각 각의 전자빔 통과공들(6a,8a,10a,12a)의 직경보다 클 뿐만 아니라, 상기 최종 포커스 전극(14)의 입구부(14a)에 제공된 전자빔 통과공(140a)의 직경보다 크게 이루어진다.

이 때, 상기 전자빔 통과공(140b,16a)은 상기한 x축 방향에 대한 직경만을 다른 전자빔 통과공들의 x축 방향에 대한 직경에 비해 크게 하여도 충분하며, 경우에 따라서는 상기 x축 방향 및 y축 방향에 대한 직경 모두를 다른 전자빔 통과들의 x축 방향 및 y축 방향에 대한 직경에 비해 크게 하여도 좋다.

본 실시예에서는 상기 포커스 전극들 및 애노드 전극의 전자빔 통과공들(10a,12a,140a,140b,16a)은 실질적으로 원형으로 이루어짐에 따라, 상기한 x축 방향에 대한 직경과 상기 y축 방향에 대한 직경을 동일하게 이루고, 상기 최종 포커스 전극(14)의 출구부(14b)의 전자빔 통과공(140b)과 상기 애노드 전극(16)의 전자빔 통과공(16a)은, 상기 x축 방향 및 y축 방향에 대한 직경을 다른 전극(6a,8a,10a)의 상기 x 방향 및 y축 방향에 대한 직경보다 크게 한다.

이에 상기와 같이 구성되는 상기 전자총(2)은, 상기한 각 전극들의 구성에 따라 특히, 상기한 제1 전극(6) 및 제2 전극(8)의 구성에 따라 형광 스크린에 최종 랜딩되는 전자빔의 수평 빔경을 초미세화시킬 수 있게 있는데, 이는 도 7a와 도 7b를 통해 알 수 있다.

도 7a와 도 7b는, 상기한 전자총(2)에 의해 형성되는 전자빔의 궤적과 등전위 분포를 각기 상기한 x축 방향과 y축 방향으로 나누어 컴퓨터 시뮤레이션하여 도시한 도면으로서, 편의상 상기 전자총(2)의 삼극관 부위를 주로 하여 각 전극의 1/2만을 도시하였다.

도시된 바와 같이, 상기 전자총(2)에 있어, 상기 캐소드(4)로부터 방출되는 전자량은 상기 x축 방향으로는 적고(도 7a 참조), 상기 y축 방향으로는 많게(도 7b 참조) 되는데, 이 때, 각 방향에 대한 전자빔(E/B)의 크로스 오버(cross over)는, 각기 상기 캐소드(4) 및 제1 포커스 전극(10)과 가까운 부위에서 일어남을 알 수 있다.

이러한 각 방향에 대한 전자빔(E/B)의 크로스 오버 특성 특히, 상기 y축 방향에 대한 전자빔(E/B)의 크로스 오버 특성은, 상기 전자빔(E/B)이 도시하지 않은 편향 장치에의 편향 자계에 의해 편향되어 형광 스크린에 최종 랜딩될 때, 상기 y축 방향으로 오버 포커스(over focus)되어 상퍼짐(halo)을 형성하지 않도록 하게 되는 바, 이에 상기 전자총(2)로부터 형성된 전자빔(E/B)은 상기 형광 스크린에 최종 상기 x축 방향(또는 수평 방향)으로 미세한 빔경을 가지고 랜딩될 수 있게 된다.

다음으로는 본 발명의 제2 실시예에 대해 설명하도록 한다.

도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 전자총의 제1 전극을 도시한 정면도이고, 도 9는 본 발명의 제2 실시예에 따른 전자총의 제2 전극을 도시한 정면도이다.

이 제2 실시예에 따른 전자총은 전술한 제1 실시예의 전자총과 기본적인 구성을 같이 하고, 다만 상기 제1 전극(30)과 제2 전극(32)의 구성만을 달리하므로, 이하에서는 상기 제1 전극(30) 및 제2 전극(32)에 대해서만 설명하도록 한다.

이 제2 실시예에 따른 전자총은, 이 전자총이 적용된 음극선관이 그 형광 스 크린을 구성할 때, 이 형광 스크린의 형광체를 도 8 및 도 9에 표기한 y축 방향(또는 수평 방향)으로 길게 배치한 경우 적용 가능한 구조로서, 이는 상기한 제1 실시예에와 상반된 경우(제1 실시예의 전자총을 시계 방향 또는 반시계 방향으로 90도 회전시켜 배치한 경우)라 할 수 있다.

즉, 제2 실시예의 제1 전극(30)은, 도 8에 도시한 바와 같이, 그 전자빔 통과공(30a)을 상기 y축 방향으로 길게 확장한 횡장의 타원형으로 형성하고 있으며, 상기 제2 전극(32)은, 도 9 및 도 10에 도시한 바와 같이, 상기 포커스 전극을 대향한 대향면(32a)에 상기 x축 방향으로 길게 확장한 종장의 슬롯(32b)을 형성하고, 이 슬롯(32b) 내에 사각형의 전자빔 통과공(32c)을 형성하고 있다.

이 때, 상기 전자빔 통과공(32c)은, 정사각형(도 9 참조)으로 이루어질 수도 있고, 횡장의 직사각형(도 10 참조)으로도 이루어질 수 있다.

이에 상기한 제1 전극(30)과 제2 전극(32)을 포함하는 본 발명의 제2 실시예에 의한 전자총은, 상기 y축 방향으로 형광체를 길게 배치하여 구성된 형광 스크린에 대응하여, 그 작용시, 전술한 실시예에와 마찬가지로 전자빔의 수직 성분에 대한 크로스 오버를 포커스 전극 측에 가까운 부위에서 형성시킴으로써, 형광 스크린에 최종 랜딩되는 전자빔이 상기 y축 방향으로 오버 포커스(over focus)되어 상퍼짐(halo)을 형성하지 않으면서, 상기 x축 방향(또는 수직 방향)으로 미세한 빔경을 가지고 랜딩될 수 있도록 하게 된다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.

이와 같이 본 발명에 의한 전자총은, 메인 렌즈를 형성하는 전극들의 형상을 단순화하면서도 전자빔의 랜딩 특성을 좋게 할 수 있어 설계와 제작에 용이해지는 효과가 있으며, 특히, 삼극관부를 구성하는 제1,2 전극의 전자빔 통과공의 형상으로 인해 형광 스크린에 최종 도달하는 전자빔의 수평 빔경을 미세화함으로써, 적용된 음극선관이 양질의 화상을 구현토록 하는 효과를 발휘한다.

Claims (15)

1. 열전자를 방출하는 단일의 캐소드와;

   상기 캐소드와 더불어 삼극관부를 구성하는 제 1, 2전극들과;

   상기 제 2전극 다음에 순차적으로 배치되는 복수의 포커스 전극들과;

   상기 복수의 포커스 전극들 중, 상기 캐소드로부터 가장 멀리 배치된 최종 포커스 전극 다음에 배치되는 애노드 전극; 및

   상기한 전극들을 일렬로 정렬 및 지지하는 지지체를 포함하며,

   상기 최종 포커스 전극과 상기 애노드 전극이 소정의 간격을 두고 대향 배치되고,

   음극선관의 형광 스크린을 구성하는 형광체의 장방향을 y축 방향이라 하고 상기 형광 스크린의 평면 상에서 상기 y축에 직교하는 방향을 x축 방향이라 할 때,

   상기 애노드 전극을 대향하는 상기 최종 포커스 전극의 대향부에 형성된 전자빔 통과공과 상기 최종 포커스 전극을 대향하는 상기 애노드 전극의 대향부에 형성된 전자빔 통과공이, 적어도 상기 x축 방향의 직경을 상기 캐소드와 최종 포커스 전극 사이에 위치한 다른 전극들에 제공된 전자빔 통과공들의 상기 x축 방향의 직경보다 크게 하고,

   상기 제1 전극에 형성된 전자빔 통과공이 상기 y축 방향을 따라 길게 형성된 타원형으로 형성되고,

   상기 제2 전극에 형성된 전자빔 통과공이 사각형으로 이루어지고,

   상기 포커스 전극을 대향한 상기 제2 전극의 대향면에 상기 x축 방향을 따라 길게 형성된 슬롯이 형성되는 음극선관용 전자총.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 제2 전극의 전자빔 통과공이 정사각형으로 이루어지는 음극선관용 전자총.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 제2 전극의 전자빔 통과공이 상기 y축 방향을 따라 길게 형성된 직사각형으로 이루어지는 음극선관용 전자총.
4. 열전자를 방출하는 단일의 캐소드와;

   상기 캐소드와 더불어 삼극관부를 구성하는 제 1, 2전극들과;

   상기 제 2전극 다음에 순차적으로 배치되는 복수의 포커스 전극들과;

   상기 복수의 포커스 전극들 중, 상기 캐소드로부터 가장 멀리 배치된 최종 포커스 전극 다음에 배치되는 애노드 전극; 및

   상기한 전극들을 일렬로 정렬 및 지지하는 지지체를 포함하며,

   상기 최종 포커스 전극과 상기 애노드 전극이 소정의 간격을 두고 대향 배치되고,

   음극선관의 형광 스크린을 구성하는 형광체의 장방향을 y축 방향이라 하고 상기 형광 스크린의 평면 상에서 상기 y축에 직교하는 방향을 x축 방향이라 할 때,

   상기 애노드 전극을 대향하는 상기 최종 포커스 전극의 대향부에 형성된 전자빔 통과공과 상기 최종 포커스 전극을 대향하는 상기 애노드 전극의 대향부에 형성된 전자빔 통과공이, 적어도 상기 x축 방향의 직경을 상기 캐소드와 최종 포커스 전극 사이에 위치한 다른 전극들에 제공된 전자빔 통과공들의 상기 x축 방향의 직경보다 크게 하고,

   상기 제1 전극에 형성된 전자빔 통과공이 상기 y축 방향을 따라 길게 형성된 종장의 타원형으로 이루어지고,

   상기 제2 전극에 형성된 전자빔 통과공이 사각형으로 이루어지고,

   상기 포커스 전극을 대향한 상기 제2 전극의 대향면에 상기 x축 방향을 따라 길게 형성된 횡장의 슬롯이 형성되는 음극선관용 전자총.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 제2 전극의 전자빔 통과공이 정사각형으로 이루어지는 음극선관용 전자총.
6. 제 4 항에 있어서,

   상기 제2 전극의 전자빔 통과공이 종장의 직사각형으로 이루어지는 음극선관용 전자총.
7. 제 4 항에 있어서,

   상기 제1 전극의 전자빔 통과공의 단경을 φh, 장경을 φv 라 할 때, φv 가 φh의 2.2∼3.5배로 이루어지는 음극선관용 전자총.
8. 제 7 항에 있어서,

   상기 φh가 다음의 조건을 만족하는 음극선관용 전자총.

   0 ＜ φh ≤ 0.3 ㎜
9. 제 4 항에 있어서,

   상기 제2 전극의 전자빔 통과공의 단경을 H1, 장경을 V1 라 할 때, V1이 H1의 1.0∼1.5배로 이루어지는 음극선관용 전자총.
10. 제 9 항에 있어서,

    상기 H1이 다음의 조건을 만족하는 음극선관용 전자총.

    0 ＜ H1 ≤ 0.6 ㎜
11. 제 4 항에 있어서,

    상기 x축 방향에 따른 상기 제2 전극의 슬롯의 가로 길이를 H2, 상기 y축 방향에 따른 상기 제2 전극의 슬롯의 세로 길이를 V2 라 할 때, H2가 V2의 2.5∼6.0배로 이루어지는 음극 선관용 전자총.
12. 제 11 항에 있어서,

    상기 제2 전극의 전자빔 통과공의 장경을 V1 라 할 때, 상기 V2가 V1 과 같거나 크게 이루어지는 음극선관용 전자총.
13. 열전자를 방출하는 단일의 캐소드와;

    상기 캐소드와 더불어 삼극관부를 구성하는 제 1, 2전극들과;

    상기 제 2전극 다음에 순차적으로 배치되는 복수의 포커스 전극들과;

    상기 복수의 포커스 전극들 중, 상기 캐소드로부터 가장 멀리 배치된 최종 포커스 전극 다음에 배치되는 애노드 전극; 및

    상기한 전극들을 일렬로 정렬 및 지지하는 지지체를 포함하며,

    상기 최종 포커스 전극과 상기 애노드 전극이 소정의 간격을 두고 대향 배치되고,

    음극선관의 형광 스크린을 구성하는 형광체의 장방향을 y축 방향이라 하고 상기 형광 스크린의 평면 상에서 상기 y축에 직교하는 방향을 x축 방향이라 할 때,

    상기 애노드 전극을 대향하는 상기 최종 포커스 전극의 대향부에 형성된 전자빔 통과공과 상기 최종 포커스 전극을 대향하는 상기 애노드 전극의 대향부에 형성된 전자빔 통과공이, 적어도 상기 x축 방향의 직경을 상기 캐소드와 최종 포커스 전극 사이에 위치한 다른 전극들에 제공된 전자빔 통과공들의 상기 x축 방향의 직경보다 크게 하고,

    상기 제1 전극에 형성된 전자빔 통과공이 상기 x축 방향을 따라 길게 형성된 횡장의 타원형으로 이루어지고,

    상기 제2 전극에 형성된 전자빔 통과공이 사각형으로 이루어지고,

    상기 포커스 전극을 대향한 상기 제2 전극의 대향면에 상기 y축 방향을 따라 길게 형성된 종장의 슬롯이 형성되는 음극선관용 전자총.
14. 제 13 항에 있어서,

    상기 제2 전극의 전자빔 통과공이 정사각형으로 이루어지는 음극선관용 전자총.
15. 제 13 항에 있어서,

    상기 제2 전극의 전자빔 통과공이 횡장의 직사각형으로 이루어지는 음극선관용 전자총.

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