KR100869100B1 - 칼라 음극선관용 전자총 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따르면, 본 발명에 따르면, 칼라 음극선관용 전자총은 삼극부를 이루는 것으로 전자를 방출하는 캐소오드들과; 상기 캐소오드들과 인접되게 설치되며 전자빔 통과공이 형성된 제어전극과; 상기 제어전극과 대향되는 측에 형성된 횡장형의 인입부와 상기 횡장형의 인입부에 형성된 사각 형상의 제1전자빔 통과공부로 이루어진 제1전자빔 통과공이 형성된 스크린 전극과; 상기 스크린전극과 인접되게 설치되며 상기 스크린 전극과 대향되는 측에 사각 형상의 제2전자빔 통과공이 형성된 포커스 전극;을 포함하여 된 것을 특징으로 한다.

Description

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

도 1 및 도 2는 종래 음극선관용 전자총를 일부 발췌하여 도시한 사시도,

도 3은 본 발명에 따른 칼라 음극선관용 전자총의 측면도로서 전압인가 관계를 나타내 보인 것이다.

도 4는 본 발명에 따른 칼라 음극선관용 전자총의 삼극부를 발췌하여 도시한 사시도,

도 5는 본 발명에 따른 칼라 음극선관용 전자총의 스크린전극과 포커스 전극의 전자빔 통과공을 발췌하여 도시한 사시도.

본 발명은 칼라 음극선관용 전자총에 관한 것으로, 더 상세하게는 비대칭 프리 포커스 렌즈를 형성하는 전극들의 전자빔 통과공들이 개선된 칼라 음극선관용 전자총에 관한 것이다.

대화면의 칼라 음극선관에 사용되는 전자총은 저전류 전자빔과 고전류 전자빔을 안정적으로 발생시킬 수 있어야 한다. 통상적인 음극선관은 핀쿠션형 편향자계와 바렐형 편향자계를 갖는 셀프 컨버어젼스(self-converging) 방식의 편향요오 크와 인라인형 전자총이 채용된다. 상기 편향요오크의 편향자계는 전자빔을 수직방향으로 오버 포커싱 시키고 수평방향으로 언더 포커싱시켜 초점 분리현상을 일으킨다. 이와 같이 변형된 전자빔 스폿(spot)은 스크린의 주변으로 편향될 때에 비대칭형을 이루게 된다. 또한 인라인형 전자총은 초점 전압의 변화에 의해 생성된 전자렌즈의 강도변화로 인하여 포커스의 균일화를 얻을 수 없다.

상기와 같이 형광막에 랜딩되는 전자빔의 포커스 열화를 방지하기 위하여 전자총으로부터 방출되는 전자빔의 단면을 종장형으로 형성하여 편향요오크의 불균일 자계에 의한 왜곡을 보상하는 방안이 제시되었다.

상술한 바와 같이 편향요오크의 불균일 자계에 의한 전자빔의 왜곡을 보상하기 위하여 스크린의 주변부에 랜딩되는 전자빔의 단면을 종장형화 시킨 전자총이 미국 특허 US5,128,585호에 개시되어 있다.

개시된 전자총은 제어전극의 전자빔 통과공이 전자빔의 입사측면에 횡장형의 인입부가 형성되고, 전자빔의 출사측면 측에 종장형의 인입부가 형성되어 이들이 관통되어 이루어진 것이다. 이러한 제어전극을 갖는 전자총은 수평방향보다 수직 방향의 크로스 오버 포인트의 위치를 스크린 측으로 이동시켜 스크린 주변부에서 전자빔의 왜곡을 보상하고 있다. 그러나 이러한 제어전극은 횡장형과 종장형의 인입부에 의해 관통되는 사각형의 전자빔 통과공을 통과한 수직 전자빔의 직경이 작아 주사(scanning)시 전자빔의 색선별 기능을 하는 마스크와의 간섭을 일으켜 화상의 모아레가 발생하게 된다.

또한 미국특허 5,760,550호에 제어전극의 전자빔 통과공이 비원형으로 형성 된 전자총을 가지는 칼라 음극선관이 개시되어 있다.

한편 도 1에는 공지된 전자총의 일예를 나타내 보였다.

도시된 바와 같이 전자총은 삼극부를 이루는 캐소오드(11),제어전극(12) 및 스크린전극(13)과 주렌즈 및 보조렌즈를 이루는 집속전극(14)들을 구비한다. 상기 제어전극(12)에는 종장형 전자빔통과공(12H)이 형성되고, 상기 제어전극(12)과 대향되는 스크린전극(13)에는 횡장형의 전자빔 통과공(13H)이 형성되며, 상기 스크린전극(13)의 출사측면과 대향되는 집속전극(14)에는 원형의 전자빔 통과공(14H)이 형성된다.

상기와 같이 구성된 종래의 칼라 음극선관은 제어전극(12)에 형성된 종장형의 전자빔 통과공과 스크린전극(12)에 형성된 횡장형의 전자빔 통과공에 의해 상기 집속전극(14)(15)들에 의해 형성된 주렌즈로의 입사각을 줄임으로써 편향요오크의 수직편향자계에 의한 화면주변부에 랜딩되는 전자빔 스폿(spot)의 상퍼짐을 최소화 하여 수직 포커스의 균일화를 달성하게 된다.

그러나 상술한 바와 같은 전자총은 초대형 또는 완전평면의 스크린면에서는 한계가 있고, 또한 비디오 신호의 크기에 따른 전류 변화량에 대해 전자빔의 스폿이 민감하게 변화하여 전류가 증가함에 따라 화면 중앙부에서의 전자빔의 수직빔경이 급격히 커져 포커스 특성이 저하된다. 또한 상기 전자총의 경우 전자빔의 전류밀도가 낮아지는 저전류시에는 전자빔경이 작아 저휘도시에 모아레(moire)가 발생되는 문제점이 내재되어 있다.

그리고 종래 전자총의 다른 예로서는 도 2에 도시된 바와 같이 제어전극(22)과 집속전극(24)의 전자빔 통과공(22a)(24a)을 원형으로 형성하고, 스크린 전극(23)에는 원형의 전자빔 통과공(23a)을 형성하고 스크린전극(23)의 출사측면에 있는 상기 전자빔 통과공(23a)의 가장자리에는 횡장형의 인입부(23b)가 형성된다. 이러한 전자총의 경우 스크린 전극(23)과 집속전극(24)의 사이에 형성되는 프리 포커스 렌즈의 집속영역의 집속력을 수평방향으로 약화시키고 상대적으로 수직방향의 집속력을 강화시켜 스크린면의 중앙부와 주변부에서 해상도를 향상시키고 있으나 전자빔인 크로스 오버 포인트의 조정이 용이하지 않다. 또한 프리 포커스 랜즈의 세기가 상대적으로 약하고 프리 포커스 렌즈의 수평과 수직 세기를 조정하기 어렵다.

그리고 상술한 바와 같이 편향요오크 또는 전자빔의 편향각의 광각화에 따른 전자빔의 왜곡을 보상하기 위한 전자총들이 미국특허 US 3,952,224호, US 3,984,723호, US 5,128,586호, US 4,366,414호, US 4,242,613호, US 4,628,224호 들에 개시 되어있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 프리 포커스 렌즈를 강화시키고 수직 방향으로의 집속력을 강화시켜 화면 중앙부 및 주변부에서의 수직 빔경을 줄일 수 있는 칼라 음극선관용 전자총을 제공함에 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 칼라 음극선관용 전자총은,

삼극부를 이루는 것으로 전자를 방출하는 캐소오드들과; 상기 캐소오드들과 인접되게 설치되며 전자빔 통과공이 형성된 제어전극과; 상기 제어전극과 대향되는 측에 형성된 횡장형의 인입부와 상기 횡장형의 인입부에 형성된 사각 형상의 제1전자빔 통과공부로 이루어진 제1전자빔 통과공이 형성된 스크린 전극과;

상기 스크린전극과 인접되게 설치되며 상기 스크린 전극과 대향되는 측에 사각 형상의 제2전자빔 통과공이 형성된 포커스 전극;을 포함하여 된 것을 그 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 제1전자빔 통과공의 제1전자빔 통과공부는 횡장형의 사각공으로 이루어지며, 상기 포커스 전극에 형성된 제2전자빔 통과공은 종장형의 사각공으로 이루어진다.

대안으로 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 칼라 음극선관용 전자총은,

삼극부를 이루는 것으로 전자를 방출하는 캐소오드들과; 상기 캐소오드들과 인접되게 설치되며 전자빔 통과공이 형성된 제어전극과; 상기 제어전극과 대향되는 측에 형성된 횡장형의 인입부와 상기 횡장형의 인입부에 형성된 사각 형상의 제1전자빔 통과공부로 이루어진 제1전자빔 통과공이 형성된 스크린전극과;

상기 스크린전극과 인접되게 설치되며 상기 스크린 전극과 대향되는 측에 사각 형상의 제2전자빔 통과공이 형성된 포커스 전극;을 포함하며,

상기 스크린전극의 제1전자빔 통과공부의 수직 폭을 V1이라하고 수평폭을 H1이라 하며, 상기 포커스 전극에 형성된 제2전자빔 통과공의 수직 폭을 V2라 하고 수평폭을 H2라 할 때에 이들의 관계가 부등식 0.9 < V1/H1 x V2/H2 <1.3을 만족하는 것을 그 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 V1, H1, V2, H2의 값은 부등식 0.5≤H1≤0.6, 0.45≤V1≤0.55, 0.7≤H2≤1, 0.8≤V2≤1.2를 만족한다.

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

본 발명에 따른 칼라 음극선관용 전자총의 일 실시예를 도 3에 나타내 보였다.

도면을 참조하면, 칼라 음극선관용 전자총(50)은 삼극부를 이루는 것으로 인라인 상으로 배열된 세 개의 캐소오드(51)들과, 상기 캐소오드(51)로부터 순차적으로 설치되는 제어전극(52)과 스크린전극(53)을 포함하며, 상기 스크린전극(53)으로부터 설치되어 보조렌즈와 주렌즈를 이루는 적어도 하나의 포커스 전극과, 최종가속 전극(54)을 포함한다. 상기 포커스전극은 도 3에 도시된 바와 같이 제1,2,3포커스전극(61)(62)(63)으로 이루어지고 상기 제3포커스 전극(63)은 후술한 바와 같이 동일한 전위가 인가되도록 복수개 즉, 세 개의 분할전극(63a)(63b)(63c)으로 분리된 구조를 가질 수 있다.

상기와 같이 각각의 전자총을 구성하는 각각의 전극에는 전자빔이 통과하며 전자렌즈를 형성하기 위한 전자빔 통과공들이 형성되는데, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 스크린전극(53)에 형성된 제1전자빔 통과공(71)은 수직폭이 V1이고 수평폭이 H1인 사각 형상의 제1전자빔 통과공부(71a)와, 상기 제어전극(52)과 대향되는 스크린전극(53)의 입사측의 상기 제1전자빔통과공부(71a)의 가장자리에 형성되는 횡장형의 인입부(71b)로 이루어진다. 여기에서 상기 제1전자빔 통과공부(71a)는 횡장형을 이룬다. 그리고 상기 스크린전극(53)과 대향되게 설치되어 프리 포커스 렌즈를 이루는 포커스 전극 즉, 제1포커스 전극(61)의 상기 제1전자빔통과공(71)과 대응되는 측에는 사각 형상의 제2전자빔 통과공(72)이 형성된다. 상기 제2전자빔 통과공(72)은 수평 폭이 H2이고 수직 폭이 V2인 종장형의 사각공으로 이루어진다. 상기 제1전자빔 통과공부(71a)와 제2전자빔 통과공(72)은 사각형으로 한정되지 않고 스크린전극(53)과 제1포커스 전극(61)의 사이에 형성되는 프리 포커스 렌즈를 강화시킬 수 있는 구조이면 어느 것이나 가능하다.

한편, 본 발명인은 프리 포커스 렌즈를 이루는 스크린전극(53)에 형성된 제1전자빔 통과공부(71a)와 제1포커스 전극(61)에 형성된 제2전자빔 통과공(72)의 크기와 화면의 중앙부와 주변부에서 전자빔경과의 관계를 실험하였다. 그 결과 상기 제1전자빔 통과공부(71a)의 수직 폭을 V1 이라 하고 수평폭을 H1이라 하며, 상기 제1포커스 전극(61)에 형성된 제2전자빔 통과공의 수직 폭을 V2라 하고 수평폭을 H2라 할 때에, 이들은 각각 부등식 0.5≤H1≤0.6, 0.45≤V1≤0.55, 0.7≤H2≤1, 0.8≤V2≤1.2을 만족하며, 이들의 관계가 부등식 0.9 < V1/H1 x V2/H2 <1.3을 만족할 때에, 화면의 중앙부와 주변부에서 전자빔 경이 최소가 되는 것을 알 수 있었다.

상기와 같이 전자빔 통과공이 한정된 스크린전극(53)과 제1포커스 전극(61)을 가지는 칼라 음극선관용 전자총(50)은 각각의 전극에 소정의 전압이 인가되는데, 이를 상세하게 설명하면 다음과 같다.

상기 제어전극(52)에는 제1정전압(VS1)이 인가되고, 상기 스크린전극(53)과 제2포커전극(62)에는 상기 제1정전압보다 상대적으로 높은 제2정전압(VS2)가 인가된다. 그리고 상기 제1포커스 전극(61)과 분할된 제3포커스 전극(63a,63b,63c)들에는 상기 제2정전압보다 상대적으로 높은 포커스 전압(VF)이 인가되고, 상기 최종가속전극(54)에는 상기 전압들보다 상대적으로 높은 에노우드 전압(VE)이 인가된다. 여기에서 포커스 전압은 에노우드 전압의 28 내지 30%의 전압이 인가된다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 칼라 음극선관용 전자총(50)의 각 전극에 소정의 전압이 인가됨에 따라 상기 제어전극(52)과 스크린전극(53)의 사이에는 음극렌즈가 형성되고 상기 스크린전극(53)과 제1포커스 전극(61)의 사이에는 프리 포커스 렌즈가 형성되며 상기 제1,2,3포커스 전극(61-63)들의 사이에는 복수개의 보조렌즈가 형성되고, 상기 제3포커스 전극(63c)과 최종가속전극(54)의 사이에는 주렌즈가 형성된다.

이 상태에서 상기 캐소오드(51)로부터 방출된 전자빔들은 음극렌즈를 통과하면서 집속되어 가상물점인 크로스 오버 포인트를 형성된다. 그리고 상기 음극렌즈를 통과한 전자빔은 프리 포커스 렌즈를 통과하게 되는데, 상기 스크린전극(53)에에는 횡장형의 인입부(71b)와 횡사각형의 제1전자빔 통과공부(71a)rk 형성되고 상기 제1포커스 전극(61)에는 사각 형상의 종장형 제2전자빔 통과공(72)이 형성되어 있으므로 수직방향이 수평방향보다 상대적으로 강한 렌즈로 이루어진다. 따라서 전자빔은 수평방향에 비하여 상대적으로 수직방향이 강하게 집속되고 이 집속된 전자빔은 보조렌즈 및 주렌즈로의 입사각이 커져 상대적으로 큰 수차를 받게 되므로 출사되는 전자빔은 종장형을 이루게 된다. 이 종장형의 전자빔은 편향요오크의 불균일한 자계에 의한 편향시 전자빔의 로렌쯔 힘에 의한 왜곡을 보상할 수 있어 화면의 중앙부와 주변부에서 수직 전자빔의 크기를 개선할 수 있다.

본 발명인의 실험에 의하면, 상기 스크린 전극(53)과 제1포커스 전극(61)에 형성된 전자빔 통과공의 수직폭 V1,V2와 수평폭 H1, H2을 적절하게 조절함으로써 스크린막에 랜딩되는 전자빔의 수직경의 열화를 방지할 수 있는데, 이들의 관계를 나타내는 부등식 0.5≤H1≤0.6, 0.45≤V1≤0.55, 0.7≤H2≤1, 0.8≤V2≤1.2을 만족하며 이들의 관계가 부등식 0.9 < V1/H1 x V2/H2 <1.3을 만족할 때에 화면의 중앙부와 주변부에서 전자빔 경이 최소가 되는 것을 알 수 있었다.

상기와 같이 본 발명에 따른 칼라 음극선관용 전자총은 프리 포커스 렌즈를 이루는 스크린전극의 제1전자빔통과공부의 형상 및 제1포커스 전극의 제2전자빔 통과공의 형상과 이의 크기를 한정함으로써 전자빔의 가상물점인 크로스 오버점의 위치를 가변시켜 편향요오크의 불균일 자계에 의한 전자빔의 왜곡을 최소화 할 수 있으며, 형광면에 랜딩되는 전자빔의 상퍼짐을 줄일 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 (7)

1. 삼극부를 이루는 것으로 전자를 방출하는 캐소오드들과; 상기 캐소오드들과 인접되게 설치되며 전자빔 통과공이 형성된 제어전극과; 상기 제어전극과 대향되는 측에 형성된 횡장형의 인입부와 상기 횡장형의 인입부에 형성된 사각 형상의 제1전자빔 통과공부로 이루어진 제1전자빔 통과공이 형성된 스크린 전극과;

   상기 스크린전극과 인접되게 설치되며 상기 스크린 전극과 대향되는 측에 사각 형상의 제2전자빔 통과공이 형성된 포커스 전극;을 포함하여 된 것을 특징으로 하는 칼라 음극선관용 전자총.
2. 제1항에 있어서,

   상기 제1전자빔 통과공의 제1전자빔 통과공부는 횡장형의 사각공으로 이루어진 것을 특징으로 하는 칼라 음극선관용 전자총.
3. 제2항에 있어서,

   상기 포커스 전극에 형성된 제2전자빔 통과공은 종장형의 사각공으로 이루어진 것을 특징으로 하는 칼라 음극선관용 전자총.
4. 삼극부를 이루는 것으로 전자를 방출하는 캐소오드들과; 상기 캐소오드들과 인접되게 설치되며 전자빔 통과공이 형성된 제어전극과; 상기 제어전극과 대향되는 측에 형성된 횡장형의 인입부와 상기 횡장형의 인입부에 형성된 사각 형상의 제1전자빔 통과공부로 이루어진 제1전자빔 통과공이 형성된 스크린전극과;

   상기 스크린전극과 인접되게 설치되며 상기 스크린 전극과 대향되는 측에 사각 형상의 제2전자빔 통과공이 형성된 포커스 전극;을 포함하며,

   상기 스크린전극의 제1전자빔 통과공부의 수직 폭을 V1이라하고 수평폭을 H1이라 하며, 상기 포커스 전극에 형성된 제2전자빔 통과공의 수직 폭을 V2라 하고 수평폭을 H2라 할 때에 이들의 관계가 부등식 0.9 < V1/H1 x V2/H2 <1.3을 만족하는 것을 특징으로 하는 칼라 음극선관용 전자총.
5. 제4항에 있어서,

   상기 V1, H1, V2, H2의 값은 부등식 0.5≤H1≤0.6, 0.45≤V1≤0.55, 0.7≤H2≤1, 0.8≤V2≤1.2를 만족하는 것을 특징으로 하는 칼라 음극선관용 전자총.
6. 제4항에 있어서,

   상기 제1전자빔 통과공의 제1전자빔 통과공부는 횡장형의 사각공으로 이루어진 것을 특징으로 하는 칼라 음극선관용 전자총.
7. 제4항에 있어서,

   상기 포커스 전극에 형성된 제2전자빔 통과공은 종장형의 사각공으로 이루어진 것을 특징으로 하는 칼라 음극선관용 전자총.

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