KR100829740B1 - 전극과 이를 이용한 칼라 음극선관용 전자총 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따르면, 전자총은 전치 삼극부를 이루는 캐소오드 제어전극 및 스크린 전극과, 스크린 전극과 인접되게 설치되어 적어도 하나의 사중극렌즈를 형성하는 포커스전극들과 상기 포커스 전극들과 인접되게 설치되어 하나의 포커스 전극과 같이 주렌즈를 이루는 대구경 전자빔 통과공을 가지는 최종가속전극을 포함하며, 상기 최종가속전극의 대구경 전자빔 통과공의 최대수평길이/최대수직길이의 값이 2.55 보다 크고 4.454 보다 작은 것을 특징으로 한다.

Description

전극과 이를 이용한 칼라 음극선관용 전자총{Electrode and electron gun for color CRT utilizing the same}

도 1는 종래 칼라 음극선관용 전자총의 전극을 도시한 단면도,

도 2는 종래 전자총의 전극을 도시한 정면도로서, 전자빔의 단면을 나타내 보였다.

도 3은 본 발명에 따른 전자총의 단면도로서 전압 인가 상태를 나타내 보인 것이다.

도 4는 도 3에 도시된 최종가속전극의 사시도,

도 5는 도 3에 도시된 제4포커스 전극을 도시한 정면도,

도 6 내지 도 8은 포커스 전압과 상퍼짐 전압과 전자빔의 최대수평길이/최대수직길이 값의 관계를 나타내 보인 그래프.

본 발명은 칼라 음극선관용 전자총에 관한 것으로, 더 상세하게는 다이나믹 포커스 전압을 낮출 수 있도록 다이나믹 포커스 전압이 인가되며 사중극렌즈를 이루는 전자빔 통과공의 최대수직길이 및 최대수평길이의 비가 개선된 전극과 이를 이용한 칼라 음극선관용 전자총에 관한 것이다.

일반적으로 음극선관용 전자총에 있어서, 구면수차 및 포커스 특성은 주렌즈의 영향을 크게 받게 되므로 양호한 포커스 특성을 얻기 위하여 주렌즈의 구경은 가능한 크게 형성하는 것이 바람직하다.

그러나 인라인형 전자총에 있어서는 전자렌즈를 형성하는 적어도 두 개의 전극에 각각 세 개의 전자빔 통과공이 인라인 상으로 형성되어 있고, 전자총이 장착되는 펀넬의 네크부 직경이 한정되어 있으므로 인접하는 두 전자빔 통과공의 중심간의 거리(이하 "이심거리")보다 전자빔 통과공 직경을 크게 하는 것은 불가능하다.

종래 주렌즈에서의 구면수차를 개선하기 위한 전자총의 전극들이 미국특허 제4,370,592호에 개시되어 있는데, 이를 도 1에 나타내 보였다.

도시된 바와 같이, 포커스전극(1)의 출사면(1a)과 최종가속전극(2)의 입사면(2a) 가장자리에는 버링부(1b)(2b)가 형성되고, 그 중앙부에는 소정깊이의 대구경 전자빔통과공(1H)(2H)이 형성되어 있다. 또한, 상기 대구경 전자빔통과공(1H,2H) 내에는 R, G, B 전자빔들이 각각 독립적으로 통과하는 소구경 전자빔통과공 (1H')(2H')이 형성된다.

전자빔들이 상기 포커스전극(1)과 최종가속전극(2)에 의해 형성된 주렌즈를 통과할 때, 상기 대구경 전자빔 통과공(1H)(2H)이 비대칭형이기 때문에 중앙의 소구경 전자빔 통과공을 통과한 전자빔과 양측의 소구경 전자빔 통과공을 통과한 전자빔들의 수직 및 수평집속 성분이 각각 상이하여 형광면에 랜딩되는 전자빔 스포트를 균일하게 형성할 수가 없다. 즉, 도 2에 나타내 보인 바와 같이 상기 포커스전극(1) 또는 최종가속전극(2)의 대구경 전자빔통과공(1H,2H)을 통과한 양 사이드 전자빔(RB)(BB)은 수평 방향으로 저전압 또는 고전압이 분포된 상기 버링부(5b)(6b)에 가깝고, 중앙의 전자빔(GB)은 상기 버링부(1b)(2b)로부터 상대적으로 멀리 떨어져 있다. 따라서, 상기 양 사이드의 전자빔(RB)(BB)은 비교적 강하게 집속되고 중앙의 전자빔(GB)은 약하게 집속된다.

또한, 양 사이드 전자빔(RB)(BB)과 상기 버링부(1b)(2b) 사이의 거리가 방향에 따라 서로 다르므로 전자빔에 대한 수평집속력과 수직집속력이 서로 상이하다. 또한, 중앙의 전자빔(GB)과 버링부(1b)(2b) 사이의 수직거리는 그 수평거리에 비해 가까우므로 전자빔은 강한 수직집속력을 받게 된다. 또한 중앙의 전자빔(GB)은 대구경 전자빔 통과공(1H,2H)의 대각선 방향으로 발산력을 받게 된다. 따라서 주렌즈를 통과한 양 사이드의 전자빔(RB)(BB)은 그 단면이 대략 삼각형을 이루고, 중앙의 전자빔(GB)은 그 단면이 방사상으로 돌출된 형상을 가지게 되어, 형광면 전체에 걸쳐 균일한 전자빔 단면을 얻을 수 없게 된다.

한편, 종래의 다이나믹 포커스 전압이 인가되어 주렌즈 앞에서 사중극렌즈를 형성하는 전지빔 통과공의 수직 및 수평폭의 길이의 비를 조정함으로써 수평 전자빔의 포커스 전압을 제어하고, 주렌즈의 대구경 전자빔 통과공의 수직 및 수평 집속력과 발산력의 차이를 보상하여 왔다. 그러나 상술한 주렌즈 앞에서 전자빔 통과공의 수직 및 수평길이의 비를 조절하는 스크린의 주변부에서 전자빔의 할로 형성에 따른 전압과 다이나믹 포커스 전압을 줄이는데 한계가 있으며, 대구경 렌 즈의 설계에 많은 제약을 받게되는 문제점이 내재되어 있다.

그리고 종래 전자총의 전극의 다른 구성이 미국특허 제5,414,323호, 한국 공개 특허 제1998-017725호, 2000-033552호, 미국특허 제4,626,738호 등에 개시되어 있다.

본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 다이나믹 포커스 전압이 인가되어 사중극렌즈를 형성하는 전자비 통과공의 종횡비와 최종가속전극의 대구경 전자빔 통과공의 종횡비를 조절하여 상대적으로 낮은 다이나믹 포커스 전압의 설계가 가능하며, 화면의 주변부에서 전자빔의 할로를 줄이고 나아가서는 화상의 해상도를 향상시킬 수 있는 칼라 음극선관용 전자총을 제공함에 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 칼라 음극선관용 전자총의 전극은

세 개의 전자빔이 통과하는 대구경 전자빔 통과공이 형성된 외부전극부재와 ;

상기 외부전극부재의 내부에 설치되는 것으로, 인라인 상으로 세 전자빔 통과공이 형성된 내부전극부재를 포함하며, 상기 대구경 전자빔 통과공의 최대수평길이를 최대수직길이로 나눈 값이 2.55 보다 크고 4.454 보다 작은 것을 그 특징으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 칼라 음극선관용 전자총은,

전치 삼극부를 이루는 캐소오드 제어전극 및 스크린 전극과, 스크린 전극과 인접되게 설치되어 적어도 하나의 사중극렌즈를 포커스전극들과 상기 포커스 전극들과 인접되게 설치되어 하나의 포커스 전극과 주렌즈를 이루며 대구경 전자빔 통과공을 가지는 최종가속전극을 포함하며, 상기 최종가속전극의 대구경 전자빔 통과공의 최대수평길이/최대수직길이의 값이 2.55 보다 크고 4.454 보다 작은 것을 그 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 사중극렌즈를 형성하는 포커스 전극중 사중극렌즈를 형성하는 전극의 전자빔 통과공의 최대수직길이 및 최대수평길이가 동일하게 형성된다.

상기 목적을 달성하기 위한 칼라 음극선관용 전자총은,

전치 삼극부를 이루는 캐소오드 제어전극 및 스크린 전극과, 상기 스크린 전극으로부터 순차적으로 설치되는 제1,2,3,4,5,6포커스 전극과, 각각 대구경 전자빔 통과공을 가지며 주렌즈를 형성하는 제6포커스 전극과 최종가속 전극을 포함하며, 상기 최종가속전극의 대구경 전자빔 통과공의 최대수평길이/최대수직길이의 값이 2.55 보다 크고 4.454 보다 작고,

상기 제1,3,5포커스 전극에는 소정의 포커스 전압이 인가되고, 상기 제4,6포커스 전극에는 편향신호에 동기 하는 파라볼라형 다이나믹 포커스 전압이 인가되며, 상기 최종가속전극에는 상기 전압들 보다 높은 에노우드 전압이 인가된 것을 그 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 다이나믹 포커스 전압이 인가되는 제4포커스 전극의 입사측면에 형성된 전자빔 통과공이 원형 다각형의 형상으로 형성되며 그 최대수직길이 및 최대수평길이가 동일하게 형성된다.

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

도 2에는 본 발명에 따른 전극을 이용한 칼라 음극선관용 전자총을 나타내 보였다.

도면을 참조하면, 칼라 음극선관용 전자총은 전치 삼극부를 이루는 캐소오드(21), 제어전극(22) 및 스크린전극(23)과, 상기 스크린전극(23)으로부터 순차적으로 설치되는 제 1내지 제6포커스 전극(24 -29)과 상기 제6포커스 전극(29)과 인접되게 설치되는 최종가속전극(30)을 포함한다.

상기 전자총을 이루는 각 전극에는 전자빔 통과공들이 형성되는데, 제2포커스 전극의 출사측에는 횡장형의 전자빔 통과공(26H)이 형성되고, 상기 제3포커스 전극(27)의 입사측면에는 원형 또는 다각형 형상의 전자빔 통과공(27H)이 형성된다.

그리고 상기 제6포커스 전극(29)의 출사측은 대구경 전자빔 통과공(29H)이 형성된 제1외부전극부재(29a)와, 상기 대구경 전자빔 통과공(29H)와 소정간격 이격되도록 제1외부전극부재(29a)의 내부에 설치되며 세 개의 독립된 전자빔 통과공(29R)(29G)(29B)이 형성된 제1내부전극부재(29b)으로 이루어진다.

상기 최종가속전극(30)은 대구경 전자빔 통과공(30H)이 형성된 제2외부전극부재(30a)와, 상기 대구경 전자빔 통과공(30H)과 소정간격 이격 되도록 제2외부전극부재(30a)의 내부에 설치되며 세 개의 독립된 전자빔 통과공(30R)(30G)(30B)이 형성된 제1내부전극부재(30b)으로 이루어진다. 여기에서 도 4에 도시된 바와 같이 상기 제2외부전극부재(30a)에 형성된 대구경 전자빔 통과공(30H)의 최대수평길이를 H라하고 최대수직길이를 V라 할 때에 이들의 관계가 하기 부등식 2.55 < H/V < 4.454를 만족한다. 상기 전자총에 있어서, 사중극렌즈를 이루는 제4포커스 전극(27)의 입사측면에 형성된 전자빔 통과공(27H)의 최대수평길이를 H', 최대수직길이를 V'라 할 때에 이들을 관계가 부등식 H'/V'=1를 만족한다. 즉, 최대수직길이를 수평 길이로 나눈 값이 1 로서 전자빔 통과공(27H)이 원형, 정사각형 또는 원형과 정사각형이 결합되어 이루어지거나 다각형의 형상을 가질 수 있다.

한편, 상술한 바와 같이 구성된 칼라 음극선관용 전자총에 있어서, 이를 구성하는 각 전극들에는 소정의 전압이 인가되는데, 이를 도 3을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

상기 제어전극(22)에는 제1정전압(VS1)이 인가되고, 상기 스크린전극(23)과 제2포커스 전극(25)에는 상기 제1정전압(VS1)보다 상대적으로 높은 제2정전압(VS2)이 인가된다. 상기 제1,3,5포커스 전극(24)(26)(28)에는 포커스 전압(VF)이 인가되고, 상기 제4,6포커스 전극(27)(29)에는 전자빔의 편향신호에 동기하는 다이나믹 포커스 전압(VD)이 인가되고, 상기 최종가속전극(30)에는 25 내지 35kV의 에노우드 전압(VE)이 인가된다. 상기 포커스 전압(VF)은 에노우드 전압(VE)의 25 내지 28% 정도 크기의 전압이며, 상기 다이나믹 포커스 전압은 상기 포커스 전압(VF)을 기저전압으로 하여 이루어질 수 있는데, 이에 한정되지는 않는다. 상기 각 전자총를 구성하는 각 전극에 인가되는 전압은 상술한 실시예에 의해 한정되지 않고 전자렌즈의 형성 상태에 따라 다양한 형태로 변형 가능함은 물론이다.

상술한 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 칼라 음극선관용 전자총의 작용을 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 전자총은 캐소오드(21)와 각 전극(22 내지 30)에 소정의 전압을 인가한다. 이로서 상기 제어전극(22)과 스크린 전극(23)사이에 프리 포커스 렌즈가 형성되고, 상기 제3,4,5,6포커스 전극(26)(27)(27)(29)들의 사이에는 집속 및 가속렌즈들과 상기 제6포커스 전극(29)과 최종가속전극(30)들의 사이에 주렌즈가 형성된다. 이 과정에서 상기 전자총으로부터 방출된 전자빔이 형광막의 주변부로 주사될 때에는 편향신호에 동기 하여 상기 제4,6포커스 전극(27)(29)에 다이나믹 포커스 전압이 인가된다.

다이나믹 포커스 전압(VD)이 인가되면, 상기 제3,4,5,6포커스 전극(26-29)들의 사이에는 적어도 하나의 사중극렌즈가 형성되고 상기 제6포커스 전극(29)과 최종가속전극(30)의 사이에는 상대적으로 약화된 주렌즈가 형성되어 전자빔이 편향요오크의 불균일한 편향자계에 의한 편향시 발생되는 왜곡과 포커싱 특성을 향상시키게 된다. 이러한 과정에서 본 발명에 따른 전자총은 최종가속전극(30)에 제2외부전극부재(30a)에 형성된 대구경 전자빔 통과공(30H)의 H/V의 값이 2.55 보다 크고 4.454 보다 작게 형성되어 있으므로 다이나믹 포커스 전압을 낮추고 스크린 주변부에서의 상퍼짐에 따른 전압을 줄일 수 있다.

본 발명인의 실험에 의하면, 상기 최종가속전극(30)의 대구경 전자빔 통과공(30H)의 H/V 값을 2.68495호로 하였을 때에 도 5에 도시된 바와 같은 그래프를 얻을 수 있었다. 이 그래프를 참조하면, 다이나믹 포커스 전압을 종래 H/V 값 2.545로 하였을 때에 비하여 대폭 낮출 수 있다. 그리고 상퍼짐 전압이 -102V(under focus)로 좌우 종선이 굵게 나타나고 있는데, 이는 주렌즈의 수평집속이 약해서 스크린의 좌우측에 랜딩되는 수평빔이 스크린의 형광체에 도달 할 때까지 전자빔의 집속이 이루어지지 때문이다.

그리고 본 발명은 상기 제4포커스 전극(27)의 입사측에 형성된 전자빔 통과공의 H/V 값을 0.53에서 1로 하였을 때에 도 6에 도시된 바와 같은 그래프를 얻었다. 그래프에 도시된 바와 같이 다이나믹 포커스 전압은 H'/V' 값이 0.53에 비하여 1일 때에 낮아지는 것을 알 수 있었으며, 상퍼짐 전압은 상대적으로 증가한다는 것을 알 수 있었다.

본원 발명은 전자총은 제 4포커스 전극의 입사측면에 형성된 전자빔 통과공의 H'/V' 값을 1로 하고, 최종가속전극(30)에 형성된 대구경 전자빔 통과공의 H/V 값을 2.55보다 크고 4.454 보다 작게 형성함으로써 도 7에 도시된 바와 같은 그래프를 얻을 수 있었다. 즉, 다이나믹 포커스 전압을 360 V에서 305V 정도로 낮출 수 있었으며, 상퍼짐 전압의 변화를 크게 하지 않을 수 있었다.

본 발명에 따른 칼라 음극선관용 전자총은 사중극렌즈를 형성하는 적어도 하나의 전자빔 통과공과 최종가속전극의 대구경 전자빔 통과공의 H/V 값을 조절하여 다이나믹 포커스 전압의 원하는 값으로 설계가능하여 전자총의 설계에 따른 자유도를 높일 수 있다.

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 (5)

1. 세 개의 전자빔이 통과하는 대구경 전자빔 통과공이 형성된 외부전극부재와;

   상기 외부전극부재의 내부에 설치되는 것으로, 인라인 상으로 세 전자빔 통과공이 형성된 내부전극부재를 포함하며, 상기 대구경 전자빔 통과공의 최대수평길이/최대수직길이의 값이 2.55 보다 크고 4.454 보다 작은 것을 특징으로 하는 칼라 음극선관용 전자총의 전극.
2. 제1항에 있어서,

   상기 최대수평길이/최대수직길이의 값이 2.6000 인 것을 특징으로 하는 칼라 음극선관용 전자총의 전극.
3. 전치 삼극부를 이루는 캐소오드 제어전극 및 스크린 전극과, 스크린 전극과 인접되게 설치되어 적어도 하나의 사중극렌즈를 이루는 포커스전극들과, 상기 포커스 전극중의 하나와 인접되게 설치되어 주렌즈를 이루는 대구경 전자빔 통과공을 가지는 최종가속전극을 포함하며, 상기 최종가속전극의 대구경 전자빔 통과공의 최대수평길이/최대수직길이의 값이 2.55 보다 크고 4.454 보다 작은 것을 특징으로 칼라 음극선관용 전자총.
4. 제 3항에 있어서,

   상기 사중극렌즈를 형성하는 포커스 전극중 적어도 하나가 사중극렌즈를 형성하는 전극의 전자빔 통과공의 최대수직길이 및 최대수평길이가 동일하게 형성된 것을 특징으로 하는 칼라 음극선관용 전자총.
5. 전치 삼극부를 이루는 캐소오드 제어전극 및 스크린 전극과, 상기 스크린 전극으로부터 순차적으로 설치되는 제1,2,3,4,5,6포커스 전극과, 각각 대구경 전자빔 통과공을 가지며 주렌즈를 형성하는 제6포커스 전극과 최종가속 전극을 포함하며, 상기 최종가속전극의 대구경 전자빔 통과공의 최대수평길이/최대수직길이의 값이 2.55 보다 크고 4.454 보다 작고,

   상기 제1,3,5포커스 전극에는 소정의 포커스 전압이 인가되고, 상기 제4,6포커스 전극에는 편향신호에 동기하는 파라볼라형 다이나믹 포커스 전압이 인가되며, 상기 최종가속전극에는 상기 전압들 보다 높은 에노우드 전압이 인가된 것을 특징으로 하는 칼라 음극선관용 전자총.

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