KR100875106B1 - 칼라 음극선관용 전자총 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따르면, 칼라 음극선관용 전자총은 삼극부를 이루는 것으로 전자빔의 방출원인 캐소오드와, 캐소오드로부터 방출되는 전자빔이 통과하는 것으로, 사각의 전자빔 통과공부와 이 사각형 전자빔 통과공을 감싸는 종장형의 제1인입부를 가진 제1전자빔 통과공이 형성된 제어전극과, 상기 제어전극과 인접되게 설치되며 제2전자빔 통과공이 형성된 스크린전극과, 상기 스크린전극으로부터 순차적으로 설치되는 집속전극들을 포함한다.

Description

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

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

도 3는 본 발명에 따른 음극선관용 전자총의 사시도,

도 4는 본 발명에 따른 칼라 음극선관용 전자총의 다른 실시예를 도시한 사시도,

도 5는 수평 수직 전자빔의 크로스 오버점의 관계를 나타내 보인 그래프.

도 6은 삼극부에서의 전자빔이 크로스 오버되는 시뮬레이션 한 도면.

본 발명은 칼라 음극선관용 전자총에 관한 것으로, 더 상세하게는 비대칭 프리 포커스 렌즈를 형성하는 전극의 구조가 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 편향요오크와 인라인형 전자총이 채용된다. 상기 편향요오크의 편향자계는 전자빔을 수직 방향으로 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 형성된 전자총을 가지는 칼라 음극선관이 개시되어 있다.

한편 도 1에는 공지된 전자총의 일예를 나타내 보였다.

도시된 바와 같이 전자총은 삼극부를 이루는 케소오드(11),제어전극(12) 및 스크린전극(13)과 주렌즈 및 보조렌즈를 이루는 집속전극(14)들이 구비된다. 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(11)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 모아레이(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, 스 크린 전극(23)에는 원형의 전자빔 통과공(23a)을 형성하고 스크린전극(23)의 출사측면에는 상기 전자빔 통과공의 가장자리에는 횡장형의 인입부(23b)가 형성된다. 이러한 전자총의 경우 스크린 전극(13)과 집속전극(14)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.

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, 삼극부에서의 전자렌즈 강도를 수평방향과 수직 방향에서 다르게 가져감으로써 편향요오크에 의한 디포커싱 영향을 최소화하면서 화상의 수평해상도를 향상시킬 수 있으며, 형광막의 중앙부와 주변부에 랜딩되는 전자빔의 포커스 유니포미티(focus uniformity)를 향상시킬 수 있는 칼라 음극선관용 전자총을 제공함에 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 칼라 음극선관용 전자총은 삼극부를 이루는 것으로 전자빔의 방출원인 캐소오드와, 캐소오드로부터 방출되는 전자빔이 통과하는 것으로, 사각의 전자빔 통과공부와 이 사각형 전자빔 통과공을 감싸는 종장형의 제1인입부를 가진 제1전자빔 통과공이 형성된 제어전극과, 상기 제어전극과 인접되게 설치되며 제2전자빔 통과공이 형성된 스크린전극과, 상기 스크린전극으로부터 순차적으로 설치되는 집속전극들을 포함하여 된 것을 그 특징으로 한다. 본 발명에 있어서, 상기 종장형의 제1인입부는 직사각형 또는 타원형으로 형성된다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 한 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.

칼라 음극선관에 있어서, 전자총은 음극선관의 네크부에 설치되어 형광막을여기시키기 위한 전자빔을 방출하는 것으로, 삼극부를 이루는 캐소오드와 제어전극및 스크린전극과 보조 및 주렌즈를 형성하는 복수개의 집속전극 및 최종가속전극을 포함한다.

전자총에 있어서, 전자빔의 생성과 생성된 전자빔의 물점을 형성하는 삼극부의 일 실시예를 도 3에 나타내 보였다.

도시된 바와 같이 삼극부를 이루는 캐소오드(31)는 전자방사물질이 함침되거나 도포된 전자방출부(31a)와, 상기 전자방출부(31a)를 가열하기 위한 히이터(31b)를 포함한다. 상기 전자방출부는 히이터가 내부에 설치된 슬리이브에 의해 지지된 베이스 메탈에 의해 지지될 수 있으며, 히이터(31b)에 의해 지지됨으로써 직접적으로 가열될 수 있다.

상기 캐소오드(31)와 인접되게 설치되는 제어전극(32)에는 캐소오드(31)와 대응되는 위치에 제1전자빔 통과공(40)이 형성되는데, 이 제1전자빔 통과공(40)은 제어전극(32)의 출사측면에 종장형의 제1인입부(41)와 이 제1인입부(41)에 형성된 제1전자빔 통과공부(42)로 이루어진다. 여기에서 상기 제1인입부는 제1수직 폭(W1)보다 제1수평폭(W2)이 작은 종장형의 직사각형 또는 종장형의 타원형 형상으로 형성될 수 있다.

상기와 같이 제1인입부(41)가 종장형 또는 타원형의 형상으로 형성된 경우(W1>W2) 이의 내에 형성된 제1전자빔 통과공부(42)는 직사각형의 형상으로 이루어지는데, 상기 제2수평폭(A)와 제2수직폭(B)의 관계는 부등식 0.833< A/B 을 만족하도록 설정된다. 이 때에 상기 A/B의 값은 2를 넘지 않도록 형성함이 바람직하다.

상기 실시예에 있어서, 상기 제어전극(32)에 형성된 제1전자빔 통과공부(42)의 형상은 상술한 실시예의 직사각형으로 한정되지 않고 다양한 형태로 변형 가능함은 물론이다. 예컨대, 도 4에 도시된 바와 같이 키홀(42') 형상으로 형성된다.

상기 스크린전극(33)은 판상으로 이루어진 것으로, 상기 각 캐소오드(31) 및 전자빔 통과공(32a)와 동축상으로 제2전자빔 통과공(45)이 형성되는데, 이 제2전자빔 통과공(45)은 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 원형 또는 종장형의 사각형상으로 형형성될 수 있다.

상기 스크린전극에 형성된 전자빔 통과공의 형상은 상술한 실시예에 의해 한정되지 않고, 전자빔의 단면변화를 위하여 다양한 형태로 변형 가능함은 물론이다.

그리고 상기 스크린전극과 대응되는 집속전극 이외의 집속전극들에는 전자렌 즈 및 사중극렌즈를 형성하는 전자빔 통과공들이 형성된다.

상기와 같이 구성된 전자총은 캐소오드의 히이터(31b)에 의해 전자방출부(31a)가열되면 이로부터 전자가 방출된다. 이와 같이 방출된 전자빔은 제어전극(32)과 스크린전극(33)의 사이에 제1,2전자빔 통과공들에 의해 형성되는 음극렌즈를 통과하면서 수평방향으로는 강하게 집속되고 수직방향으로는 상대적으로 약하게 집속된다. 즉, 상기 제어전극(32)의 출사측면에는 종장형의 제1인입부(41)가 형성되고, 이의 내부에는 사각형상의 제1전자빔통과공부(40)가 형성되어 있으므로 이들 사이에 형성되는 음극렌즈는 수직 방향으로는 약한 집속력을 가지게되고, 수평방향으로는 강한 집속력을 가지게 된다. 따라서 이를 통과한 전자빔은 수평방향으로는 강하게 집속되어 전자빔의 물점에 해당되는 크로스 오버점이 캐소오드 측에 위치하게 된다. 그리고 상기 전자렌즈를 통과한 수직성분의 전자빔은 약하게 집속되어 수직방향의 크로스 오버점이 캐소오드(31)로부터 멀어지게 된다. 따라서 전자방출부로부터 방출된 전자빔의 전류밀도는 수직방향 보다 수평방향이 상대적으로 높아지게 되며 그 단면은 종장형을 이루게 된다.

상술한 바와 같이 음극렌즈를 통과한 전자빔은 스크린 전극(33)과 제어전극(32) 사이에 형성되는 프리 포커스 렌즈를 통과하게 되는데, 상기 음극렌즈를 통과한 수평방향의 전자빔은 프리 포커스 렌즈로의 입사각이 커지게 되어 강하게 집속되고 수직방향의 전자빔은 프레포커스 렌즈로의 입사각이 작아져 약하게 집속된다. 특히, 상기 스크린전극(33)에는 종장형 형상의 제2전자빔 통과공(45)이 종장형으로 이루어진 경우 수평방향으로의 집속력 다소 강화 시킬 수 있게 된다.

이와 같은 작용으로 전자빔의 수직방향으로의 변화를 크게 함으로써 전자총의 집속렌즈들에 의해 형성되는 사중극렌즈의 효과를 높임과 동시에 전자빔의 수평경 변화를 줄임으로써 형광막의 주변부로 랜딩되는 전자빔의 종장형화를 높일 수 있다.

상술한 바와 같은 작용효과는 본 발명인의 실험을 통하여 더욱 명확하여 질 것이다.

본 발명인의 설험에 의하면, 상기 제1전자빔 통과공부(42)의 제2수평폭(A)에 대해 제2수직폭(B)의 관계를 실험하여 도 5에 나타내 보인 바와 같은 그래프를 얻었다.

도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이 그래프로부터 알 수 있는 바와 같이 제1전자빔 통과공(42)의 제2수평폭(A)이 증가할수록 수평방향 전자빔의 크로스오버 포인트의 위치는 캐소오드(31)로부터 가까워지고, 수직방향 전자빔의 크로스 오버 포인트의 위치는 캐소오드(31)로부터 멀어지는 것을 알 수 있다. 상기 그래프에 있어서, 전자빔의 수직 및 수평방향의 크로스 오버점의 위치의 일치는 수직폭과 수평폭의 비가 0.53의 일때로 이 이하에서는 수평방향의 크로스 오버점이 수직방향의 크로스 오버점보다 캐소오드 측에 근접되어 전자빔을 종장형화 시키기가 용이하지 않다. 따라서 전자총의 다이나믹 포커스 효과를 극대화 시키기 위해서는 제1전자빔 통과공부의 수평폭에 대해 수직폭의 비가 0.8 이상으로 하였을 때 전자빔의 단면을 충분히 종장형화 시켜 다이나믹 포커스 효과를 극대화 시킬 수 있음을 알 수 있었다.

상기와 같이 본 발명에 따른 칼라 음극선관용 전자총은 삼극부를 이루는 제어전극 및 스크린전극의 전자빔통과공의 형상을 가변시킴으로써 전자빔의 가상물점인 크로스 오버점의 위치를 가변시켜 편향요오크의 불균일 자계에 의한 전자빔의 왜곡을 최소화 할 수 있으며, 형광면에 랜딩되는 전자빔의 상퍼짐을 줄일 수 있다. 그리고 전자빔의 수평방향과 수직방향의 크로스 오버점의 위치를 가변시킴으로써 저휘도에서의 모아레이(moire)현상을 줄일 수 있게된다.

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 (3)

1. 삼극부를 이루는 것으로 전자빔의 방출원인 캐소오드와, 캐소오드로부터 방출되는 전자빔이 통과하는 것으로, 사각의 전자빔 통과공부와 이 사각형 전자빔 통과공을 감싸는 종장형의 제1인입부를 가진 제1전자빔 통과공이 형성된 제어전극과, 상기 제어전극과 인접되게 설치되며 제2전자빔 통과공이 형성된 스크린전극과, 상기 스크린전극으로부터 순차적으로 설치되는 집속전극들을 포함하고,

   상기 제1전자빔 통과공의 수평폭을 A라 하고, 수직폭을 B라 할 때, 이들의 관계가 부등식 0.833< A/B <2 를 만족하는 것을 특징으로 하는 칼라 음극선관용 전자총.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,

   상기 제1인입부가 직사각형 또는 타원형으로 형성된 것을 특징으로 하는 칼라 음극선관용 전자총.

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