KR19980076485A - 칼라음극선관용 전자총 - Google Patents

Abstract

본 발명은 칼라음극선관용 전자총에 관한 것으로 강한 비대칭 삼극부렌즈를 쉽게 형성하면서 물점을 수평방향이 수직방향보다 작은 종장형으로 형성하여 화면의 주변부에서 수평 포커스열화와 수직 모아레발생을 해결할 수 있도록 한 것이다.

이를 위해, 전자빔(2)을 방사하는 음극(1)과, 상기 전자빔의 방사량을 조절하고 전자빔을 화면측으로 가속시키는 적어도 2개이상의 전극으로 구성된 삼극부렌즈와, 상기 전자빔을 일정량 집속하는 적어도 2개이상으로 구성되는 프리 포커스렌즈부와, 상기 전자빔을 화면에 집속하기 위한 주렌즈를 형성하는 2개이상의 전극으로 구성되는 칼라 음극선관용 전자총에 있어서, 상기 삼극부렌즈를 형성하는 전극에서 제 1 전극(4)에 형성되는 전자빔 통과공중 적어도 1개이상의 전자빔 통과공형상이 수직방향보다 수평방향이 작은 종장형(4a)(4b)으로 형성되고, 제 2 전극(5)에 형성되는 전자빔 통과공중 제 1 전극(4)과 대향하는 적어도 1개이상의 전자빔 통과공(5a)의 주변부에 수평방향이 수직방향보다 큰 횡장형의 함몰부(5c)가 형성되거나, 제 2 전극(5)에 형성되는 전자빔 통과공중 제 1 전극과 대향하는 적어도 1개이상의 전자빔 통과공(5a)의 상,하부에 돌출부(31)가 형성된 것이다.

Description

칼라음극선관용 전자총

본 발명은 칼라음극선관용 전자총에 관한것으로써, 좀더 구체적으로는 삼극부를 형성하는 제 1,2 전극의 구조에 관한 것이다.

도 1은 일반적인 칼라음극선관의 횡단면도로써, 칼라음극선관용 전자총의 각 전극들은 3개의 음극(1)에서 방사된 전자빔(2)이 일정한 세기의 형태로 제어되어 형광면(3)에 도달할 수 있도록 하기 위해 전자빔(2)이 통과되는 경로에 대해 수직이 되게 서로 일정한 간격을 두고 인라인(in-line)으로 배치되어 있다.

그 구성을 첨부된 도 1을 참고로 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

상호 독립되게 수평으로 나란히 설치된 3개의 음극(1)과, 상기 음극에서 일정 간격이 유지되게 배치되어 음극에서 발생되는 열전자를 제어하는 제 1 전극(4)과, 상기 제 1 전극에서 일정 간격이 유지되게 배치되어 음극의 전자 방사물질면(도시는 생략함)에 모여 있는 열전자를 당겨내어 가속시키는 역할을 하는 제 2 전극(5)과, 그리고 제 3 전극(6), 제 4 전극(7), 제 5 전극(8), 제 6 전극(9)이 차례로 배치되어 있고 상기 제 6 전극의 일측(전자빔의 진행방향측)에는 펀넬(10)의 내면에 도포된 흑연막(11)과의 접지역할을 함과 동시에 전자총에 네크부(10a)의 중심부에 지지되도록 하는 역할을 하는 복수개의 쉴드 스프링(12)이 고정된 쉴드컵(13)이 배치되어 있다.

상기 음극(1)에는 각 전자총의 컷오프(cut-off)전압이 같도록 일정한 전류치를 얻기 위해 각각 다른 전압이 인가된다.

따라서 전자총의 삼극부를 구성하는 음극(1)내의 히터(14)에 스템핀(15)으로 부터 전원이 인가되어 히터가 발열되면 음극의 선단부에 도포된 전자 방사물질에서 열전자가 방출된다.

이와 같이 방출된 열전자는 제어전극인 제 1 전극(4)에 의해 제어됨과 동시에 가속전극인 제 2 전극(5)에 의해 가속되어(삼극부렌즈:도 5b의 16) 제 2,3 전극(5)(6)사이에 형성되는 프리 포커스전극(도 5b의 17)와 제 3,4,5 전극(6)(7)(8)에 의해 형성되는 프리 포커스전극(도 5b의 18)에 의해 약간 집속된 다음 주렌즈(19) 형성전극인 제 5,6 전극(8)(9)을 차례로 통과하게 된다.

상기 각 전극을 통과하면서 가속 및 집속된 전자빔은 형광면(3)과 일정 간격 유지되게 설치되어 색선별역할을 하는 섀도우 마스크(20)를 통과한 다음 형광면(3)에 충돌하여 형광면(3)을 발광시키므로 화면이 재현된다.

상기한 바와 같은 동작시 펀넬(10)의 네크부(10a) 외주면에 설치된 편향요크(21)가 전자총에서 발사된 전자빔(2)을 형광면(3)의 전체로 편향시켜 준다.

도 2는 인라인 전자총을 일부 절결하여 나타낸 분해 사시도로써, 제 3 전극(6)에 대향하는 제 2 전극(5)의 전자빔 통과공(5a)에 도 4a와 같이 인라인방향보다 수직방향이 더 작은 횡장형의 함몰부(5b)가 형성되어 있거나, 미국 특허 제 4,641,058 호인 도 4b와 같이 제 2 전극(5)에 대향하는 제 3 전극(6)의 전자빔 통과공(6a)에 인라인방향보다 수직방향이 더 큰 종장형의 함몰부(6b)가 형성되어 있다.

이와 같이 제 2,3 전극(5)(6)에 형성된 함몰부(5b)(6b)를 슬롯이라고 칭하는데, 이러한 슬롯들은 제 2,3 전극(5)(6)사이의 전위차에 의해 형성되는 렌즈를 비대칭으로 형성시키는 역할을 한다.

일반적으로 제 2 전극(5)에 인가되는 전압은 약 400 ∼ 1,000V이고, 제 3 전극(6)에 인가되는 전압은 6,000 ∼ 10,000V정도이다.

상기 칼라 음극선관에 적용되는 전자총에서 제 5,6 전극(8)(9)에는 도 3에 도시한 바와 같이 3개의 전자빔이 공통으로 통과하는 개구부(8a)(9a)와, 상기 개구부에서 일정간격 후퇴되는 위치에 정전장 제어전극체(22)(23)가 구비되어 있다.

상기한 구조는 주렌즈의 크기를 확장하는 기능을 하면서 인라인 방향이 이에 수직한 방향보다 렌즈의 집속력이 강한 비대칭의 주렌즈를 형성하여 전자빔이 편향요크(21)에 의해 편향될 때 발생되는 디프렉션 디포커싱현상에 의한 전자빔의 열화를 줄여 주게 된다.

도 4에 나타낸 미국 특허 제 4,641,058 호에서는 제 3 전극(6)과 대향하는 제 2 전극(5)면에 인라인방향으로 길게 형성된 함몰부(5b) 또는 제 2 전극(5)과 대향하는 제 3 전극(6)면에 형성된 인라인방향에 대해 수직한 방향이 길게 형성된 함몰부(6b)가 형성되어 있어 음극(1)에서 방출된 전자빔(2)은 수평방향의 렌즈강도가 수직방향의 렌즈강도보다 작은 비대칭의 프리 포커스렌즈(17)에 의해 수평방향이 수직방향보다 큰 횡장형의 전자빔이 되어 주렌즈(19)측으로 입사된다.

상기한 내용을 좀 더 상세히 설명하면 다음과 같다.

제 2 전극(5)의 함몰부(5b)와 제 3 전극(6)의 함몰부(6b)에 의해 형성되는 프리 포커스렌즈(17)의 수평방향은 렌즈의 강도가 약화되어 전자빔(2)을 작게 집속시키고, 수직방향은 렌즈강도가 강하여 전자빔을 크게 집속시키게 되므로 횡장형의 전자빔을 형성하게 된다.

이와 같이 전자빔을 횡장화시키는 이유는 제 5,6 전극(8)(9)사이에서 형성되는 주렌즈(19)의 구면수차를 수직방향에 대해서 감소시키면서 도 3의 비대칭 주렌즈와 함께 디프렉션 디포커싱현상 및 섈프컨버젼스 편향요크의 채용에 의한 비균일 편향자계(24)로 전자빔이 편향될 때 수평방향은 집속력이 떨어지고, 수직방향은 집속력이 강해져 전자빔이 열화되는 현상을 보상하기 위함이다.

상기 디프렉션 디포커싱현상의 보상에 대해 보다 상세히 설명하면, 횡장형전자빔이 주렌즈(19)를 통과하여 형광면(3)에 집속될 때 수평방향의 물점거리가 수직방향에 비해 길어 수평방향의 집속거리가 수직방향보다 짧아지기 때문에 편향요크(21)에 의해 편향될 때 비균일 편향자계(24)에 의해 발생되는 디프렉션 디포커싱현상을 보상하게 된다.

그리고 제 2,3 전극(5)(6)에 형성된 함몰부(5b)(6b)에 의한 비대칭의 프리 포커스렌즈(17)는 전자빔의 물점크기를 수평방향이 수직방향보다 작은 종장형의 전자빔(2)을 형성하므로 화면 주변부에서 발생하는 전자빔의 횡장화를 보상하게 된다.

따라서 이러한 전자빔이 화면 주변부로 편향될 경우, 횡장화되는 양이 줄어 들어 거의 원형과 유사한 형태를 유지하게 되므로 화면 주변부에서 수평방향 스폿경의 축소로 인한 포커스개선과 화면 주변부에서의 수직방향 스폿확대로 인한 모아레의 발생우려를 감소시키게 되고, 이에 따라 해상도를 향상시키게 된다.

그러나 화면의 대형화 추세로 인한 편향각도의 증가와 고해상도의 요구가 커지고 있는 시장상황에 따라 편향력의 증대를 필요로 하므로 전자빔 스폿의 열화가 증대되고 있는데, 이를 보상하기 위해서는 프리 포커스렌즈(17)를 더욱 비대칭으로 형상하여 주어야만 된다.

이는 첨부된 도6a ∼ 7b를 살펴보면 쉽게 알 수 있다.

첨부도면 도 5a 및 도 5b는 회전대칭형 전자총에서 전자빔의 집속상태를 나타낸 모식도로써, 전자빔이 편향되지 않는 화면의 중앙부에서는 원형의 스폿(25)을 구현할 수 있게 되지만, 화면의 주변부로 편향되었을 경우에는 편향요크에서 발생되는 비균일 편향자계(24)에 의해 전자빔이 횡장형의 코어부(26)와 해상도를 열화시키는 할로우(27)(HOLO)를 나타내게 되므로 화면의 중앙부분과 주변간에 해상도의 편차가 매우 크게 발생하여 화면의 포커스 균일성을 저하시키게 된다.

그러나 도 6a 및 도 6b에 나타낸 회전비대칭형 전자총에서는 비대칭의 프리 포커스렌즈(17)와 비대칭의 주렌즈(19)에 의해 화면 중앙부에서 수평방향이 수직방향보다 작은 종장형의 스폿(28)이 형성되지만, 전자빔이 화면 주변부로 편향될 때에는 상기 비대칭 프리 포커스렌즈와 주렌즈에 의해 편향요크(21)에서 발생되는 비균일 편향자계(24)의 영향을 일부 보상하게 되므로 화면 주변부에서 회전대칭형 전자총보다 코어부(29)를 증가시키면서 할로우(30)를 줄이게 된다.

따라서 화면의 중앙과 주변부간의 해상도 편차를 줄일 수 있게 되므로 화면전체에 걸친 포커스 균일성을 개선시킬 수 있게 된다.

그러나 이러한 종래의 전자총은 제 2,3 전극(5)(6)에 형성되는 함몰부(5b)(6b)만으로 비대칭렌즈를 형성하는데 한계가 있어 화면 주변부에서의 수직 포커스가 열화되는 문제점이 있었고, 또한 화면에서의 스폿 크기에 직접적으로 영향을 주는 물점의 크기를 조절할 수 있는 기능이 미비하여 화면 주변부에서의 스폿 수직경의 축소로 인한 모아레 발생과 수평 스폿경의 확대로 인한 수평 포커스가 열화되는 문제점이 발생되었다.

본 발명은 종래의 이와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로써, 강한 비대칭 삼극부렌즈를 쉽게 형성하면서 물점을 수평방향이 수직방향보다 작은 종장형으로 형성하여 화면의 대형화 및 고정세화의 요구에 따라 화면 주변부로의 편향력이 더 커져 전자빔 스폿의 열화가 심화되는 것을 보상하면서 화면 주변부에서 수직 스폿경의 축소 및 수평 스폿경의 확대로 인한 수평 포커스열화와 수직 모아레발생을 해결할 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따르면, 전자빔을 방사하는 음극과, 상기 전자빔의 방사량을 조절하고 전자빔을 화면측으로 가속시키는 적어도 2개이상의 전극으로 구성된 삼극부 렌즈와, 상기 전자빔을 일정량 집속하는 적어도 2개이상으로 구성되는 프리 포커스렌즈부와, 상기 전자빔을 화면에 집속하기 위한 주렌즈를 형성하는 2개이상의 전극으로 구성되는 칼라 음극선관용 전자총에 있어서, 상기 삼극부렌즈를 형성하는 전극에서 제 1 전극에 형성되는 전자빔 통과공중 적어도 1개이상의 전자빔 통과공형상이 수직방향보다 수평방향이 작은 종장형으로 형성되고, 제 2 전극에 형성되는 전자빔 통과공중 제 1 전극과 대향하는 적어도 1개이상의 전자빔 통과공의 주변부에 수평방향이 수직방향보다 큰 횡장형의 함몰부가 형성된 것을 특징으로 하는 칼라 음극선관용 전자총이 제공된다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 전자빔을 방사하는 음극과, 상기 전자빔의 방사량을 조절하고 전자빔을 화면측으로 가속시키는 적어도 2개이상의 전극으로 구성된 삼극부 렌즈와, 상기 전자빔을 일정량 집속하는 적어도 2개이상으로 구성되는 프리 포커스렌즈부와, 상기 전자빔을 화면에 집속하기 위한 주렌즈를 형성하는 2개이상의 전극으로 구성되는 칼라 음극선관용 전자총에 있어서, 상기 삼극부렌즈를 형성하는 전극에서 제 1 전극에 형성되는 전자빔 통과공중 적어도 1개이상의 전자빔 통과공형상이 수직방향보다 수평방향이 작은 종장형으로 형성되고, 제 2 전극에 형성되는 전자빔 통과공중 제 1 전극과 대향하는 적어도 1개이상의 전자빔 통과공의 상,하부에 돌출부가 형성된 것을 특징으로 하는 칼라 음극선관용 전자총이 제공된다.

도 1은 일반적인 칼라음극선관을 나타낸 횡단면도

도 2는 인라인 전자총을 일부 절결하여 나타낸 분해 사시도

도 3은 대구경 주렌즈의 일부를 절결하여 나타낸 사시도

도 4a 및 도 4b는 종래 제 2,3 전극의 일부를 나타낸 사시도

도 5a 및 도 5b는 회전대칭형 전자총에서 전자빔의 집속상태를 나타낸 모식도

도 6a 및 도 6b는 회전비대칭형 전자총에서 전자빔의 집속상태를 나타낸 모식도

도 7a 및 도 7b는 본 발명의 제 1 실시예를 나타낸 제 1,2 전극의 사시도

도 8a 및 도 8b는 본 발명의 제 2 실시예를 나타낸 제 1,2 전극의 사시도

도 9는 본 발명의 제 3 실시예를 나타낸 제 1 전극의 사시도

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 음극4 : 제 1 전극

4a : 사각공4b : 타원형

5 : 제 2 전극5a : 전자빔 통과공

5c : 함몰부31 : 돌출부

이하, 본 발명을 각 실시예로 도시한 첨부된 도 7 내지 도 9를 참고로 하여 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 7a 및 도 7b는 본 발명의 제 1 실시예를 나타낸 제 1,2 전극의 사시도이고 도 8a 및 도 8b는 본 발명의 제 2 실시예를 나타낸 제 1,2 전극의 사시도이며 도 9는 본 발명의 제 3 실시예를 나타낸 제 1 전극의 사시도이다.

본 발명의 제 1 실시예로 도시한 도 7a 및 도 7b를 살펴보면, 제 1 전극(4)에 형성되는 전자빔 통과공을 수평방향이 수직방향보다 작은 종장형의 사각공(4a)으로 구성하고 제 1 전극(4)과 대향하는 제 2 전극(5)의 전자빔 통과공(5a) 주변에는 수직방향이 수평방향보다 작은 횡장형의 함몰부(5c)를 형성한다.

본 발명의 제 2 실시예로 도시한 도 8a 및 도 8b를 살펴보면, 제 1 실시예와 동일하게 제 1 전극(4)에 형성되는 전자빔 통과공을 종장형의 사각공(4a)으로 구성하고 제 1 전극(4)에 대향되게 제 2 전극(5)에 형성된 전자빔 통과공(5a)의 상,하부에는 호형상의 돌출부(31)를 대칭되게 형성한다.

본 발명의 제 3 실시예로 도시한 도 9에서는 제 1,2 실시예의 제 1 전극(4)에 형성되는 사각공을 종장형의 타원공(4b)으로 구성하였다.

상기한 각 실시예에서 높은 전자빔 전류량을 요구하는 칼라 음극선관인 경우에는 제 1 전극(4)에 형성되는 전자빔 통과공을 사각공(4a)으로 하는 것이 바람직하다.

그 이유는 종래의 원형공에 비해 사각공(4a)은 캐소드 방사면적을 넓게 하면서 물점의 크기를 결정하는 제 1 전극(4)의 수평 및 수직공경은 동일하게 유지할 수 있어 음극(1)의 수명을 증가시키면서도 화면상의 스폿크기의 증가는 억제시키는 잇점을 갖기 때문이다.

그리고 제 1 전극(4)의 전자빔 통과공이 종장 타원공(4b)인 경우는 사각공(4a)에 비해 전자빔의 전류밀도를 증가시킬 수 있어 편향에 의한 전자빔의 열화에 대항하는 강도를 강화시킬 수 있게 된다.

상기한 제 1,2 전극(4)(5)은 일정간격이 유지되게 인라인으로 배치되어 각각 다른 전압이 인가되는데, 일반적으로 제 1 전극(4)에 0V가, 그리고 제 2 전극(5)에는 260 ∼ 10,000V가 인가되어 양 전극간의 전위차에 의해 비대칭 삼극부렌즈(16)가 형성되도록 한다.

이와 같이 구성된 본 발명의 작용을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 제 1 전극(4)에 형성된 사각공(4a) 또는 타원공(4b)의 전자빔 통과공에 의해 전자빔의 방사면이 수평방향보다 수직방향이 커져 종장형의 물점을 구현할 수 있게 되므로 화면상에서 종장형의 스폿을 형성시킬 수 있게 된다.

따라서 이러한 스폿이 화면의 주변부로 편향될 경우, 그 스폿의 형상은 횡장화되는 양이 줄어 원형과 거의 유사한 형상으로 형성되어 화면의 주변부에서 수평방향 스폿경의 축소로 인한 포커스개선과 화면 주변부에서의 수직방향 스폿확대로 인한 모아레의 발생 우려를 감소시키게 되므로 해상도 품위의 상승을 가져오게 된다.

그리고 제 2 전극(5)의 함몰부(5c)에 의해 삼극부렌즈(16)가 수평방향이 수직방향보다 약한 액션을 갖게 되어 삼극부렌즈를 통과한 전자빔(2)이 횡장형으로 되므로 제 5,6 전극(8)(9)사이에 형성되는 주렌즈(19)의 구면수차를 수직방향에 대하여 감소시키면서 비대칭 주렌즈와 함께 디프렉션 디포커싱현상을 보상하게 된다.

즉, 횡장형 전자빔은 주렌즈(19)를 통과하여 형광면(3)에 집속될 때 수평방향의 물점거리가 수직방향에 비해 길게 형성되어 수평방향의 집속거리가 수직방향보다 짧아지게 되므로 전자빔이 편향요크에 의해 편향될 때 비균일 편향자계(24)에 의해 발생하는 디프렉션 디포커싱현상이 보상됨을 알 수 있게 되는 것이다.

이상에서와 같이 본 발명은 제 1,2 전극(4)(5)의 간단한 구조변경에 의해 강한 비대칭 삼극부렌즈를 쉽게 형성하면서 전자빔의 물점을 수평방향이 수직방향보다 작은 종장형으로 형성하여 화면 주변부에서의 전자빔 스폿을 종장형으로 형성하게 되므로 화면 주변부에서의 수평 전자빔 스폿열화와 수직 모아레 발생문제를 개선할 수 있게 된다.

Claims (7)

1. 전자빔을 방사하는 음극과, 상기 전자빔의 방사량을 조절하고 전자빔을 화면측으로 가속시키는 적어도 2개이상의 전극으로 구성된 삼극부렌즈와, 상기 전자빔을 일정량 집속하는 적어도 2개이상으로 구성되는 프리 포커스렌즈부와, 상기 전자빔을 화면에 집속하기 위한 주렌즈를 형성하는 2개이상의 전극으로 구성되는 칼라 음극선관용 전자총에 있어서, 상기 삼극부렌즈를 형성하는 전극에서 제 1 전극에 형성되는 전자빔 통과공중 적어도 1개이상의 전자빔 통과공형상이 수직방향보다 수평방향이 작은 종장형으로 형성되고, 제 2 전극에 형성되는 전자빔 통과공중 제 1 전극과 대향하는 적어도 1개이상의 전자빔 통과공의 주변부에 수평방향이 수직방향보다 큰 횡장형의 함몰부가 형성된 것을 특징으로 하는 칼라 음극선관용 전자총.
2. 제 1 항에 있어서,

   제 1 전극에 형성되는 종장형의 전자빔 통과공이 사각공인 것을 특징으로 하는 칼라 음극선관용 전자총.
3. 제 1 항에 있어서,

   제 1 전극에 형성되는 종장형의 전자빔 통과공이 타원공인 것을 특징으로 하는 칼라 음극선관용 전자총.
4. 전자빔을 방사하는 음극과, 상기 전자빔의 방사량을 조절하고 전자빔을 화면측으로 가속시키는 적어도 2개이상의 전극으로 구성된 삼극부렌즈와, 상기 전자빔을 일정량 집속하는 적어도 2개이상으로 구성되는 프리 포커스렌즈부와, 상기 전자빔을 화면에 집속하기 위한 주렌즈를 형성하는 2개이상의 전극으로 구성되는 칼라 음극선관용 전자총에 있어서, 상기 삼극부렌즈를 형성하는 전극에서 제 1 전극에 형성되는 전자빔 통과공중 적어도 1개이상의 전자빔 통과공형상이 수직방향보다 수평방향이 작은 종장형으로 형성되고, 제 2 전극에 형성되는 전자빔 통과공중 제 1 전극과 대향하는 적어도 1개이상의 전자빔 통과공의 상,하부에 돌출부가 형성된 것을 특징으로 하는 칼라 음극선관용 전자총.
5. 제 4 항에 있어서,

   제 2 전극에 형성되는 돌출부가 전자빔 통과공의 내주면과 동일한 원호형상인 것을 특징으로 하는 칼라 음극선관용 전자총.
6. 제 4 항에 있어서,

   제 1 전극에 형성되는 종장형의 전자빔 통과공이 사각공인 것을 특징으로 하는 칼라 음극선관용 전자총.
7. 제 4 항에 있어서,

   제 1 전극에 형성되는 종장형의 전자빔 통과공이 타원공인 것을 특징으로 하는 칼라 음극선관용 전자총.