KR100852106B1 - 전자총의 전극과 이를 이용한 칼라 음극선관용 전자총 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따르면, 소정의 전자빔 통과공이 형성된 제1외부림전극부재와, 대구경 전자빔 통과공이 형성되며 상기 제1외부림전극부재와 결합되는 제2외부림전극부재와, 상기 제2외부림전극부재의 내부에 설치되며 독립된 세 개전자빔 통과공이 형성된 내부전극과, 상기 제1,2외부림전극부재의 적어도 일측에 지지되며 상기 내부전극과 소정간격 이격되도록 설치되며 수직 방향으로 긴 종장형의 전자빔 통과공이 형성된 수차 보정전극을 구비하고, 상기 수차 보정전극은 제1,2외부 림전극부재의 사이에 설치된 전극과 이 전극을 이용한 칼라 음극선관용 전자총을 제공한다.

Description

전자총의 전극과 이를 이용한 칼라 음극선관용 전자총{Electrode of electron gun and electron gun for color cathode ray tube utilizing the same}

도 1은 본 발명에 따른 칼라 칼라 음극선관용 전자총의 단면도,

도 2는 본 발명에 따른 집속전극과 최종집속전극을 발췌하여 도시한 분리 사시도,

도 3은 수차 보정전극을 나타내 보인 정면도.

본 발명은 칼라 음극선관용 전자총에 관한 것으로, 더 상세하게는 인라인형으로 배열된 세 전자빔의 비점수차를 줄일 수 있도록 개선된 주렌즈 형성용 전극 및 이를 이용한 칼라 음극선관용 전자총에 관한 것이다.

통상적으로 칼라 음극선관용 전자총은 음극선관의 네크부에 설치되어 열전자를 방출하는 것으로, 이 전자총으로부터 방출된 전자빔이 형광막에 랜딩되는 상태에 따라 칼라 음극선관의 성능이 좌우되게 된다. 따라서 전자총으로부터 방출된 전자빔이 형광막의 형광점에 정확하게 랜딩시킬 수 있도록 포커스 특성과 전자렌즈의 수차를 줄일 수 있는 많은 전자총이 개발되어 왔다.

특히 최근 음극선관의 전장을 줄이기 위하여 음극선관의 편향각을 크게하고 전자총의 길이를 줄이고 있는데, 이 경우 형광막의 중앙부에 랜딩되는 전자빔의 포커싱 길이보다 형광막의 주변부에 랜딩되는 전자빔의 포커싱 길이가 상대적으로 길어지게 되어 화면주변부에서의 전자빔의 포커스 특성이 저하된다.

또한 편향각이 커짐에 따라 형광막에 대한 전자빔의 입사각이 작아짐으로 인하여 전자빔의 왜곡량이 지수적으로 증가하여 형광막에 랜딩되는 전자빔의 빔경이 커지게 되는 문제점이 있다. 셀프 콘버어젼스 방식의 인라인 칼라 음극선관은 전자총으로부터 방출된 전자빔을 편향하기 위해 비균일자계를 형성하는 편향요크를 구비하고 있다. 상기 전자총으로부터 방출된 전자빔들은 전자총내에 설치된 주렌즈에 의해 빔의 집중 및 편향자계에 의한 핀쿠션형의 수평편향자계 및 배렐형 수직 편향자계로 이루어진 비균일 자계에 의해 화면의 전역에서 콘버젼스 된다.

이와 같이 비균일 자계를 통과한 전자빔은 인라인으로 배열된 세 전자빔중 중앙의 전자빔에 비하여 주변에 위치되는 전자빔이 왜곡을 더 크게 받음으로 주변에 위치된 전자빔의 보정력을 중앙의 전자빔에 비하여 크게하는 것이 포커스 특성에 유리하다.

상술한 바와 같은 전자빔의 단면과 포커스 길이를 조정하기 위하여 종래의 전자총들은 사중극렌즈를 채용하고 있는데, 이의 작용을 설명하면 다음과 같다.

전자총의 삼극부로부터 출사된 전자빔이 프리포커스 지점을 지나 사중극렌즈로 도달하였을 때에 사중극렌즈를 이루는 전극에 인가된 다아니믹 전압을 상승시키면, 사중극렌즈를 이루는 전계방향으로 전자빔이 이동되어 수직으로는 발산, 수평으로는 집속되는 방향으로 전자빔을 이루는 전자들이 힘을 받게 된다. 이는 화면 주변부로 편향시 편향자계 및 전자빔의 입사각과 스크린면의 곡율에 의한 전자빔의 왜곡을 상쇄하게 된다.

그러나 상기 사중극렌즈를 이루는 전극에 인가된 다이나믹 전압의 상승시 인라인으로 배열된 세 전자빔 간에 초점거리 비점수차 정도가 대구경렌즈의 구경 및 좌우 비율차이로 인한 조정정도의 차이를 갖게 된다.

상술한 바와 같이 전자빔의 화면의 주변부로 편향시 전자빔의 비점수차를 보정하기 위한 전자총이 미국특허 4,701,677호와 미국 특허 4,814,670호에 개시되어 있다.

종래 전자총의 일예가 예가 US5,027,043호에 개시되어 있다.

개시된 전자총은 직선패스로부터 전자빔의 변환을 위한 수단을 구비하는데, 이러한 수단은 셀프 컨버어젼스 타입 편향요오크에 의해 알려진 수차를 보정하기 사중극렌즈가 이용된다. 사중극렌즈 수단은 종장형의 전자빔 통과공 또는 횡장형의 전자빔 통과공이 형성된 전극에 서로다른 전압을 인가하는 구성을 가진다.

이러한 전자총은 인라인상으로 배열된 세 전자빔을 정집중시킴과 아울러 전자빔의 편향을 위한 수직 및 수평편향자계에 의한 단면을 보정할 수 있다. 음극선관을 광편향각화 및 평면화 하면서 화면주변에서 화면 중앙주변의 초점거리차가 증가하고 편향요오크에 의한 비점수차의 발생은 더욱 커지게 되므로 전자총은 강한 비점수차 보정력과 초점거리 보정력이 필요하게 된다.

강한 비점수차 보정력을 위해서는 주렌즈를 이루는 사중극렌즈를 형성하는 전극간에 걸리는 큰 전위차이가 발생하여야 하고 화면주변의 초점거리 보정력 또한 커야 하므로 화면 주변에서 높은 전압 발생이 필요하다.

한편, 상기와 같이 전자빔의 편향에 따른 비점수차는 편향요오크에 의한 전자빔의 편향각이 넓어짐에 따라 심화되고, 콘버어젼스 특성 또한 저하되는데, 이를 보상하기 위해 사중극렌즈를 가진 칼라 음극선관이 미국 특허 번호 6,051,919호에개시되어 있다.

이 음극선관은 전자총의 사중극렌즈를 형성하는 전극들의 대향하는 면에 형성된 플레이트 전극들의 플레이트 길이를 양측 전자빔측 보다 중앙의 전자빔 측이 길게 형성하여 화면의 주변부에서 콘버어젼스와 비점수차 보정을 위해 중앙의 전자빔을 강하게 포커싱 보정하도록 하고 있다.

그러나 이러한 사중극렌즈를 갖는 음극선관은 전자빔의 편향각이 광각화 됨에 따라 화면 주변부에서 사중극렌즈를 형성하는 전극에 인가되는 다이나믹 전압이 높아지는데, 이 다이나믹 전압이 높아짐에 따라 화면주변부에서 인라인으로 배열된 중앙의 전자빔과 주변의 전자빔의 비점수차 보정효과의 차이로 인해 화면의 주변부에서 포커스 특성이 열화되는 문제점이 있다.

특히, 이러한 현상은 주렌즈에 대구경을 채용한 전자총에 있어서 심하게 나타나난다. 즉, 대구경 전극에 편향신호에 동기하는 다이나믹 전압을 인가할 경우 중앙의 전자빔 통과공의 수직 /수평으로의 정전렌즈 변화 비율이 양측 전자빔 통과공의 수직/ 수평 변화율 보다 크기 때문이다. 이러한 현상은 중앙의 전자빔이 통과하는 영역은 수직 방향의 등전위선에 비하여 수평방향으로의 완만한 등전위선 의 분포가 되어 정전렌즈의 유효경이 수직방향의 유효경보다 크게 때문에 다이나믹 전압의 변화로 인한 주렌즈의 강도변화시 수직방향의 변화율이 수평방향의 변화율보다 크기 때문이다.

결과적으로 대구경 타입의 주렌즈를 채용한 전자총은 다이나믹 전압의 인가시 화면 중앙과 주변에서 높은 해상도를 얻기 위해서는 양측의 전자빔에 대해 더 높은 전압을 인가하거나 양측 전자빔에 더 강한 사중극렌즈를 구성하여야 한다.

그러나 상술한 바와 같은 수차를 해결하기 위해서 주렌즈를 이루는 전극의 형상을 개선하거나 주렌즈를 이루는 외부전극과 내부전극에 형성된 전자빔 통과공의 형상을 변경하고 있는데, 상기 내부전극의 전자빔 통과공의 설계 즉, 편향각의 광각화에 따른 주렌즈의 수차성분 최소화 설계에 많은 제약을 받게 된다.

본 발명은 상기와 같은 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로, 주렌즈에서 구면수차 및 비점수차를 최소화 할 수 있는 칼라 음극선관용 전자총의 전극과 이를 이용한 전자총을 제공함에 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 칼라 음극선관용 전자총의 전극은,

소정의 전자빔 통과공이 형성된 제1외부림전극부재와, 대구경 전자빔 통과공이 형성되며 상기 제1외부림전극부재와 결합되는 제2외부림전극부재와, 상기 제2외부림전극부재의 내부에 설치되며 독립된 세 개전자빔 통과공이 형성된 내부전극과, 상기 제1,2외부림전극부재의 적어도 일측에 지지되며 상기 내부전극과 소정간격 이격되도록 설치되며 수직 방향으로 긴 종장형의 전자빔 통과공이 형성된 수차 보정전극을 구비하고, 상기 수차 보정전극은 제1,2외부 림전극부재의 사이에 설치된 것을 그 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 수차 보정전극은 종장형의 전자빔 통과공이 형성된 판부재로 이루어진다. 상기 종장형의 전자빔 통과공은 원형공부와 이 원형공부로부터 상하방향으로 인입된 인입부를 가지는 키홀 형상으로 형성된다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 칼라 음극선관용 전자총은,

전자빔을 방출하는 캐소오드 및 제어전극과 스크린전극을 포함하는 삼극부와, 삼극부와 동축상에 설치되어 보조렌즈를 이루는 적어도 하나의 집속전극과, 스크린측에 위치되는 집속전극과 인접되게 설치되며 세 전자빔이 공히 통과하는 대구경의 주렌즈를 형성하는 최종 집속전극을 포함하며,

상기 주렌즈를 이루는 집속전극 내에 설치되어 주렌즈를 수차를 줄이기 위한 수차보정전극을 구비하고, 상기 집속전극이 소정의 전자빔 통과공이 형성된 제1외부림전극부재와, 대구경 전자빔 통과공이 형성되며 상기 제1외부림전극부재와 결합되는 제2외부림전극부재와, 상기 제2외부림전극부재의 내부에 설치되며 독립된 세 개전자빔 통과공이 형성된 내부전극을 구비하며,
상기 수차보정전극은 제1,2외부림전극부재의 사이에 설치된 것을 그 특징으로 한다.

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

본 발명에 따른 전자총은 세 전자빔이 공히 통과하는 대구경 렌즈를 채용한 것으로, 세 전자빔이 편향요오크에 의한 편향시 세 전자빔에 작용하는 사중극렌즈의 세기를 가변시켜 양측 전자빔에 작용하는 보정력이 중앙의 전자빔에 작용하는 보정력 보다 크게 한 것으로, 일 실시예를 도 1에 나타내 보였다.

도면을 참조하면, 전자총(10)은 전자빔 방출원인 캐소오드(11), 제어전극(12) 및 스크린 전극(13)으로 이루어진 삼극부와, 상기 삼극부와 동축상에 순차적으로 설치되는 적어도 하나의 집속전극(20)과, 상기 집속전극(20)과 인접되게 설치되어 주렌즈를 이루는 최종가속전극(30)을 포함한다. 상기 집속전극(20)과 최종가속전극(30)에 의해 형성되는 주렌즈는 사중극렌즈로 이루어질 수 있다.

상기 집속전극(20)은 캐소오드 측에 위치되며 소정의 전자빔 통과공 즉, 원형 또는 비원형의 전자빔 통과공이 형성된 제1외부림전극부재(21)과, 상기 제1외부림 전극부재(21)와 결합되며 대구경 전자빔 통과공(22H)이 형성된 제2외부림전극부재(22)와, 상기 제2외부림전극부재(22)의 내부에 설치되며 독립된 세 개의 전자빔 통과공(22R)(22G)(22B)이 형성된 내부전극부재(23)과, 상기 제1,2외부림전극부재(21)(22)의 사이에 지지되며 주렌즈에 의해 형성되는 전자빔의 구면수차 및 비점수차를 보상하기 위한 수차 보정전극(24)을 구비한다.

상기 수차보정전극(24)은 제1,2외부림전극부재(21)(22)의 사이에 설치되는 것으로, 금속의 판부재(24a)로 이루지며 수직 방향으로 세 개의 종장형의 전자빔 통과공(24R)(24G)(24B)이 형성된다. 상기 수차 보정전극의 설치 위치는 상술한 실시예에 한정되지 않고 주렌즈의 수차 또는 주렌즈를 통과한 전자빔의 단면을 보상할 수 있는 구조이면 어느것 이나 가능하다. 특히 상기 판부재(24a)에 형성된 각각의 종장형의 전자빔 통과공(24R)(24G)(24B)은 도 3에 도시된 바와 같이 각각의 중앙부에 형성되는 원형공부(24c)와 이 원형공부(24c)로부터 상하방향으로 인입된 인입부(24d)를 가진 키홀 형상으로 형성된다.

한편, 상기 최종집속전극(30)은 입사측에 각각 세 전자빔이 공히 통과하는 대구경 전자빔 통과공(31H)이 형성된 림형상의 외부전극부재(32)와, 상기 제3외부전극부재(32)의 내부에 설치되며 독립된 세 개의 전자빔통과공(33R)(33G)(33B)이 형성된 판상의 내부전극부재(33)으로 이루어진다. 여기에서 상기 수차보정전극(24)는 최종집속전극(30)의 내부에 설치될 수도 있다.

그리고 상기 전자총을 이루는 각 전극에는 전자총을 구동시키기 위한 전압이 인가된다. 즉, 상기 스크린전극(53)과 제2집속 전극(55)에 소정의 정전압(VS)이 인가되고, 상기 집속전극에는 상기 정전압(VS)보다 높고 최종집속전극(30)에 인가되는 에노우드 전압(VE)의 28 내지 30%의 포커스 전압(VF) 또는 편향신호에 동기하는 다이나믹 포커스 전압이 인가될 수 있다.

이와 같이 구성된 본 발명에 따른 주렌즈를 형성하는 전극의 작용을 이를 칼라 음극선관용 다이나믹 포커스 전자총의 작용을 설명하면 다음과 같다.

먼저 도 1에 도시된 칼라 음극선관용 전자총을 이루는 전극에 소정의 전위가 인가됨에 따라 각 전극들의 사이에는 전기력선 및 등전위선에 의한 전자렌즈가 형성된다.

상술한 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 칼라 음극선관용 전자총(50)은 각 전극에 소정의 전위가 인가됨에 따라 상기 스크린전극(13)과 집속전극(20)의 사이에는 프리 포커스 렌즈가 형성되고 상기 집속전극(20)과 최종가속전극(30)의 사이에는 주렌즈가 형성된다.

이때에 상기 집속전극(20)의 내부에는 수직방향으로 긴 종장형의 전자빔 통과공(24R)(24G)(24B)이 형성된 수차보정 전극(24)이 설치되어 있으므로 집속전극(20)의 내부에 유니포텐셜형 보조렌즈가 비대칭으로 형성되어 수평방향으로 작용하는 발산력 보다 수직방향으로 작용하는 발산력이 커지게 된다.

따라서 주렌즈를 통과하는 전자빔은 종장형을 이루게 되는데, 종장형화된 전자빔은 편향요오크의 불균일 자계를 통과하면서 수평방향으로 상대적으로 발산력을 받게되어 형광막의 주변부에서 전자빔의 왜곡이 방지된다.

이와 같이 본 발명의 전자총의 전극과 이를 이용한 칼라 음극선관용 전자총은 수차보정렌즈에 의해 형성된 종장형의 전자빔 통과공에 의한 집발산력의 차이로 전자빔의 단면이 변화시킬 수 있고, 주렌즈를 집속전극의 내부까지 확장할 수 있으므로 전자빔을 다단 집속할 수 있다. 또한 편향요오크의 불균일 자계에 의해 편향시 전자빔의 수평방향으로의 확대 및 빔이 왜곡되는 것을 방지할 수 있으며 나아가서는 화면의 중앙부와 주변부에서 균일한 포커스 특성을 얻을 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 청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

Claims (5)

1. 소정의 전자빔 통과공이 형성된 제1외부림전극부재와, 대구경 전자빔 통과공이 형성되며 상기 제1외부림전극부재와 결합되는 제2외부림전극부재와, 상기 제2외부림전극부재의 내부에 설치되며 독립된 세 개전자빔 통과공이 형성된 내부전극과, 상기 제1,2외부림전극부재의 적어도 일측에 지지되며 상기 내부전극과 소정간격 이격되도록 설치되며 수직 방향으로 긴 종장형의 전자빔 통과공이 형성된 수차 보정전극을 구비하고,

   상기 수차 보정전극은 제1,2외부 림전극부재의 사이에 설치된 것을 특징으로 하는 칼라 음극선관용 전자총의 전극.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,

   상기 종장형의 전자빔 통과공이 형성된 판부재로 이루어지며, 상기 종장형의 전자빔 통과공은 원형공부와 이 원형공부로부터 상하방향으로 인입된 인입부를 가지는 키홀 형상으로 형성된 것을 특징으로 하는 칼라 음극선관용 전자총의 전극.
4. 전자빔을 방출하는 캐소오드 및 제어전극과 스크린전극을 포함하는 삼극부와, 삼극부와 동축상에 설치되어 보조렌즈를 이루는 적어도 하나의 집속전극과, 스크린측에 위치되는 집속전극과 인접되게 설치되며 세 전자빔이 공히 통과하는 대구경의 주렌즈를 형성하는 최종 집속전극을 포함하며,

   상기 주렌즈를 이루는 집속전극 내에 설치되어 주렌즈를 수차를 줄이기 위한 수차보정전극을 구비하고,

   상기 집속전극이 소정의 전자빔 통과공이 형성된 제1외부림전극부재와, 대구경 전자빔 통과공이 형성되며 상기 제1외부림전극부재와 결합되는 제2외부림전극부재와, 상기 제2외부림전극부재의 내부에 설치되며 독립된 세 개전자빔 통과공이 형성된 내부전극을 구비하며,

   상기 수차보정전극은 제1,2외부림전극부재의 사이에 설치된 것을 특징으로 하는 칼라 음극선관용 전자총.
5. 삭제

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