KR20000026878A - 칼라브라운관의 인라인형 전자총 캐소드 전극구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 사극자효과를 가지는 칼라브라운관의 인라인형 전자총 캐소드 구조를 제공한다.

그 캐소드전극 구조는, 히터(1)가 각각 장착되면서 소정전압이 인가되는 캐소드전극(5)과, 각각이 동일축선상에 배치되면서 각기 다른 전압이 인가되는 복수의 전극(10),(20),(30),(40),(50),(60)과 이 전극들의 최종단부에 설치되면서 편향요크(DY)의 자계를 차폐시켜 주는 컨버젼스컵(70) 등으로 구성된 칼라브라운관의 인라인형 전자총에 있어서, 캐소드전극(5)의 표면 형태가 편평하게 되어 있지 않고 일정한 각도, 기울기 또는 경사를 가지면서 수평과 수직방향으로의 전자빔 방사가 다르게 되는 것을 특징으로 한다.

Description

칼라브라운관의 인라인형 전자총 캐소드전극 구조

본 발명은, 칼라브라운관의 인라인형 전자총 캐소드전극 구조에 관한 것으로서, 더 자세히는 히터에서 발생되는 열에 의하여 열전자를 방출시키는 캐소드의 전자방출층 표면형태에 의한 수평방향과 수직방향에서의 전자의 방사각도를 다르게 하여 수평방향에서의 할로성분을 저감시키고 수직방향에서의 할로성분을 증가시켜 모아레를 개선시킨 칼라브라운관의 인라인형 전자총 캐소드전극 구조에 관한 것이다.

칼라수상관의 후방에 위치한 네크부에는 전자빔을 방출하고 이 방출된 전자빔들을 집속 및 가속하여 소망하는 형광면위에 작은 휘점을 형성시키도록하는 전자총이 설치되며, 이 전자총에는 각각(RED, GREEN, BLUE)의 Cathode 구조물에 히터가 장착되면서 소정의 전압이 인가되는 캐소드와, 각각이 동일 축선상에 비치되면서(In-Line) 각기 다른 전압이 인가되는 복수개의 전극이 설치되어 있다.

도 1에 도시된 바와 같이 캐소드(5)에서 발생된 열전자가 캐소드(5), 제1전극(10) 그리고 제2전극(20)의 전압차에 의하여 형성되는 등전위로부터 전기력을 받아 제1전극(10)의 전자빔 통과구멍을 통해 각각의 전극이 배치된 방향(빔축방향)으로 집속 및 가속되고, 제2전극(20)을 통과한 전자가 각기 인가된 전압차에 의해 형성된 정전렌즈에 의하여 제3전극(30), 제4전극(40), 제5전극(50)을 통과하면서 빔 축방향과 수평이 되도록 집속 및 가속되며, 제5전극(50)과 제6전극(60)을 통과하면서 각 전극에 인가된 전압의 차이에 의하여 형성된 정전렌즈에 의해 한 점으로 집속되도록 전기력이 작용하며, 제6전극(60)을 통과한 후에 일정한 속도로 가속되어 형광면에 도달하도록 구성되어 있다. 참고로 제5전극(50)은 통상적으로 포커스(Focus)전압을 인가하기 때문에 이를 포커스전극 또는 제1전극(10), 제2전극(20), 제3전극(30) 그리고 제4전극(40)을 통과한 전자를 집속한다하여 이를 집속전극이라 한다.

그러나, 이와 같은 인라인(In-Line)형 전자총에 있어서는 각각의 전극(10),(20),(30),(40),(50),(60)들을 고정시키기 위해 하나의 대향측에서 비드글라스(Bead Glass)에 의하여 고정시키고 있어 전극의 외관형태가 원형이 아닌 수평으로 장축을 갖는 타원형태를 가지며(도 2a 및 도 2b참조), 전극의 외형 때문에 주변빔(Red, Blue Beam)이 중앙빔(Green Beam)과 다른 전계의 영향을 받게 되고, 각 전극내부에서의 전계분포가 수평과 수직방향에서 다르게 형성되게 되어, 형광면 중심부에서의 빔 형태가 원형이 아닌 수평방향으로 장축을 지니는 타원형태로 찌그러지게 된다. 또한 수상관이 대형화. 평면화가 됨에 따라 전자총에서 형광면의 중심부와 주변부까지의 거리 차이가 더욱 크게 되고, 편향요크(DY)의 편향수차에 의하여 화면 주변부에서의 빔스폿 형태가 수평방향으로 더욱 확장되게되어 화상을 선명하게하는 포커스특성이 형광면의 주변부로 갈수록 현격히 저하된다.

따라서, 상기의 문제점을 극복하기 위하여 화면의 중심부에서 빔스폿의 형태를 수직방향으로 연장된 타원형태로 만들어 화면중심부에서의 해상도를 저하시키면서 편향요크(DY)의 편향에 따른 빔스폿의 모양이 화면의 주변부에서 수평방향으로 퍼지는 성질을 보상하여 화면의 중심부와 주변부에서의 해상도 균일화를 추구하고 있다.

상기와 같이 화면의 중심부에서 빔스풋의 형태를 수직방향의 확대시키기 위해서는 도 2a 및 도 2b에 일예로 도시된 바와 같은 사극자전극을 이용하는 방법이 주로 이용된다.

그러나 대화면(大畵面)의 수상관에 있어서 전자빔 편향각도 증가에 따라 화면 주변부에서의 해상도 저하 현상을 방지하기 위해 이용되는 사극자전극을 채용하는 방법은, 사극자전극의 제조공정 및 제작된 전극의 일부분 수정시, 그 수정이 용이하지 않다는 단점을 가지기 때문에 CRT 수상관의 여러 관종에 동일한 사극자전극을 이용하기가 쉽지 않다는 단점이 있다.

한편, 도 5a 내지 도 5g에는 종래의 캐소드의 여러 가지 구조가 단면도로서 도시되지만, 캐소드를 이용하여 이와 같은 문제를 해결하고자한 것은 보이지 아니한다.

도 5a에는 종래의 평범한 캐소드 구조가 도시된다. 그 캐소드는 히터(11)에 의해 가열되어 전자를 방출하는 전자방출층(15)이 원형 평면으로되고 그 전자방출층(15)을 지지하는 슬리브(12)의 지지판도 동일하다.

도 5b에는 캐소드의 표면이 만곡된 곡률형상으로하여 표면적을 크게 하여 전자방출을 많게 한 것이 도시된다. 이 경우, 히터(11)에서 가열되는 전자방출층(14)을 지지하는 지지판(13) 및 슬리브(12)의 구조는 변함이 없이 전자방출층(14)의 상부 표면을 만곡되게 구성한 것이다(실용신안등록출원 제90-22534호).

도 5c에서는 캐소드의 표면, 전자방출층(21,31)의 표면은 원형 평면이고 그 전자방출층을 지지하는 슬리브(12)의 지지판의 표면(a)의 구조는 깊이(t)만큼 함몰된 구조로서 전자방출층(14)의 수명을 증대시키고자 하는 것이다(실용신안등록출원 제92-20307호).

도 5d 및 도 5e에서는 전자방출층(44,54)을 지지하는 슬리브의 지지판의 표면에 요철부(49,59)를 형성하거나, 외주단부를 경사지게 하여 오목형 내지 요홈부를 형성하여 전자방출층(44,54)의 접착력을 크게 한 것이다(실용신안등록출원 제93-19833호).

도 5f에서도 히터(H)에 의해 전자를 방출하는 전자방출층(E)을 지지하는 슬리브(S)의 지지판의 표면에 인입홈(S')을 형성하여 접착력도 크게하고 슬리브와 지지판을 가압성형하여 제조하기 용이하게 구성한 것이다(실용신안등록출원 제94-32001호).

따라서, 본 발명은, 기존의 사극자전극이 가지는 제작비의 증가와 수정의 어려움을 극복하면서 화면 주변부에서의 해상도 저하를 감소시킬 수 있는 사극자효과를 가지는 칼라브라운관의 인라인형 전자총 캐소드 구조를 제공하는 데 그 목적이 있다.

즉, 도 2에서 사용한 것과 같이 전자총을 구성하는 일부 전극을 사극자전극으로 이용하여 스크린의 해상도 균일성을 이루는 경우, 전극의 제조공정상 일부분만을 수정하여 사용하기가 쉽지않다는 단점을 가지고 있다. 따라서, 전자빔을 방출하는 캐소드전극에서 전자방출층을 형성하는 부위의 형태를 변경하여 상기의 단점을 개선하며, 전자총에서 사극자전극 효과를 부여하기 위함에 본 발명의 목적이 있다.

도 1은 인라인형 전자총 구조를 도시한 개략구성도,

도 2a 및 도 2b는 인라인형 전자총 구조에 사용되는 사극자전극의 일예를 도시한 평면도,

도 3a는 본 발명의 실시예에 따른 캐소드전극의 평면도이고, 도 3b는 본 발명의 실시예에 따른 캐소드전극의 단면을 도시한 단면도,

도 4a는 도 3a의 캐소드전극의 수직방향인 선 3-3 단면도 및 그 작용을 설명하기 위한 그래프이고 도 4b는 도 3a의 캐소드전극의 수평방향인 선 4-4 단면도 및 그 작용을 설명하기 위한 그래프,

도 5a 내지 도 5f는 종래의 캐소드전극의 여러 가지 구조를 설명하는 단면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호 설명>

1,11: 히터 2,12: 슬리브

2': 지지판부 3,14,15: 전자방출층

3': 평면부 3": 경사면

이러한 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일실시예에 따른 칼라브라운관의 인라인형 전자총 캐소드전극 구조는, 히터가 각각 장착되면서 소정전압이 인가되는 캐소드전극과, 각각이 동일축선상에 배치되면서 각기 다른 전압이 인가되는 복수의 전극과 이 전극들의 최종단부에 설치되면서 고압을 인가시키며 내압을 차폐시켜 주는 컨버젼스컵 등으로 구성된 칼라브라운관의 인라인형 전자총에 있어서, 캐소드전극의 표면 형태가 편평하게 되어 있지 않고 일정한 각도, 기울기 또는 경사를 가지면서 수평과 수직방향으로의 전자빔 방사가 다르게 되는 것을 특징으로 한다.

구체적으로는 상기 캐소드전극의 전자방출층의 상부표면은, 중앙부가 평면부이며, 주변부중 수직방향 양단부측이 경사면을 형성하여 구성할 수 있다. 또한, 상기 캐소드전극의 슬리브의 상부 지지판은, 전자방출층의 상부 표면과 동일한 형상으로 형성되는 것이 바람직하다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 3a는 본 발명의 실시예에 따른 캐소드전극의 평면도이고, 도 3b는 본 발명의 실시예에 따른 캐소드전극의 단면을 도시한 단면도이다.

먼저, 본 발명에 관계된 인라인형 전자총에 대한 정면도인 도 1과 관련하여 상술한 바와 같이 히터(도시되어있지 않음)가 각각 장착되면서 소정의 전압이 인가되는 캐소드(5), 각각이 동일 축선상에 배치되면서 각기 다른 전압이 인가되는 복수의 전극(10),(20),(30),(40),(50),(60)과 이 그리드전극들의 최총단부에 설치되면서 애노드의 고압을 전극에 인가시켜주는 컨버젼스컵(70) 등으로 구성된 전자총에 있어서, 이들 전자총은 캐소드(5), 제1전극(10) 그리고 제2전극(20)을 통상적으로 3극부(Triple Parts)라 하여 스크린에 도달하는 전자빔의 물점(物点)의 위치를 결정하는 역활을 하며, 스크린에 전자빔을 집속시키는 메인 렌즈에 입사되는 전자빔의 입사각도 및 입사높이를 조절하는 프리포커스(Pre Focus)렌즈를 형성하는 G3(Top), G4, G5 전극부분과 메인렌즈(Main Lens)를 구성하는 G5 전극부분과 G6 전극부분, 고압의 스크린전압을 전자총에 인가시켜주는 컨버젼스컵(70) 등으로 구성되어 있다.

도 1에 도시한 바와 같이 복수의 전극들(10),(20),(30),(40),(50),(60)로 구성된 전자총 구조중에서 스크린에 도달하는 전자빔의 물점(物点)위치는 결정하는 3극부의 구조중의 일부분인 제2전극(20)의 제3전극(30)과 대향하는 방향에 수평으로 확장된 슬로트(Slot)부분을 형성시키고 이 형성된 슬로트부분의 내부에 전자빔 통과구멍을 형성시키는 방법(도 2a)과 제3전극의 제2전극(20)의 대향면에 수직으로 확장된 슬로트를 형성하고 이 수직으로 확장된 슬로트의 중앙에 전자빔 통과구멍을 형성하는 방법(도 2b)을 이용함으로써 메인렌즈로 입사되는 전자빔의 수평방향과 수직방향의 입사높이 및 입사각을 서로 다르게 형성하여 스크린의 중앙부와 주변부에서의 저스트 포커스(Just Focus) 전압을 각각 설정할 수 있게 됨(ΔVf=Vfh-Vfh)에 따라 화면의 중앙부와 주변부에서의 해상도의 균일성을 유지시킬수 있도록 한다(Vfh/Vfv: 전자빔의 수평방향/수직방향의 길이가 가장 작을 때의 전압).

본 발명에 따른 캐소드전극(5)은, 그 표면 형태가 편평하게 되어 있지 않고 일정한 각도, 기울기 또는 경사를 가지면서 수평과 수직방향으로의 전자빔 방사가 다르게 되는 것이다.

그 실시예로서 도 3a 및 도 3b에서 상기 캐소드전극(5)의 전자방출층(3)의 상부표면은, 중앙부가 평면부(3')이며, 주변부중 수직방향 양단부측이 경사면(3")을 형성한다.

또한, 상기 캐소드전극(5)의 슬리브(2)의 상부 지지판(2')은, 전자방출층(3)의 상부 표면과 동일한 형상으로 형성된다.

즉, 도 3a에서 나타나는 것과 같이 캐소드전극(5)에서 전자빔이 방출되는 원리는 히터(1)에서 발생된 열에 의하여 전자방출층(3)의 전자방출물질에서 전자가 방출되고, 이 방출물질에서 방출된 전자빔들은 캐소드전극(5)/G1/G2 전극에 부여되는 전위들의 차이에 의하여 형성되는 등 전위선에 의하여 스크린방향으로 가속되고 집속되는 힘을 받는다. 그런데 종래의 전자총에 이용되는 캐소드전극(5)의 표면구조는 평면의 형태로 되어 있어서 수평방향과 수직방향에서의 방출된 후 크로스 오버(Cross Over)되는 지점이 같아지게 되어 수평방향과 수직방향에서의 크로스 오버(Cross Over) 지점을 다르게 형성시키기 위하여 상기 도 2에 도시된 것과 같은 사극자전극이 필요하게 되었다. 그러나, 도 3b에 나타난 것과 같은 캐소드전극(5)의 표면의 형태에 있어서는 캐소드전극(5)의 형태에 따라 수평방향과 수직방향에서의 수직 크로스 오버(Vertual Cross Over) 지점이 다르게 형성되므로 별도의 사극자전극이 없이도 사극자전극을 채용한 것과 동일한 효과를 얻게 되며, 캐소드전극(5)의 디스크(Disk)형태를 변화시키기도 용이하므로 종전의 사극자전극을 채용한 전자총보다 사극자효과를 간단하게 변화시킬 수 있게 된다.

도 4a는 도 3a의 캐소드전극의 수직방향인 선 3-3 단면도 및 그 작용을 설명하기 위한 그래프이고 도 4b는 도 3a의 캐소드전극의 수평방향인 선 4-4 단면도 및 그 작용을 설명하기 위한 그래프이다.

이러한 그래프로부터 알 수 있는 바와 같이 수평방향과 수직방향이 비대칭으로 수직방향이 더욱 포커싱되게 되어 종전의 사극자전극을 채용한 전자총보다 사극자효과를 간단하게 변화시킬 수 있게 됨을 알 수 있다.

이에 따라 종래 수평방향의 할로성분이 크게 감소되어 화질을 향상시킬 수 있게 되었다.

이상에서 설명한 본 발명의 실시예에 따른 칼라브라운관의 인라인형 전자총 캐소드전극 구조의 구성과 작용에 의하면, 캐소드전극(5)의 표면 형상을 변경시킴으로써 기존의 사극자전극이 가지는 제작비의 증가와 수정의 어려움을 극복하면서 화면 주변부에서의 해상도 저하를 감소시킬 수 있는 사극자효과를 가지는 등의 효과가 있다.

Claims (4)

1. 히터(1)가 각각 장착되면서 소정전압이 인가되는 캐소드전극(5)과, 각각이 동일축선상에 배치되면서 각기 다른 전압이 인가되는 복수의 전극(10),(20),(30),(40),(50),(60)과 이 전극들의 최종단부에 설치되면서 스크린의 고압을 전자총전극에 인가시켜 주는 컨버젼스컵(70) 등으로 구성된 칼라브라운관의 인라인형 전자총에 있어서,

   캐소드전극(5)의 표면 형태가 편평하게 되어 있지 않고 일정한 각도, 기울기 또는 경사를 가지면서 수평과 수직방향으로의 전자빔 방사가 다르게 되는 것을 특징으로 하는 칼라브라운관의 인라인형 전자총 캐소드전극 구조.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 캐소드전극(5)의 전자방출층(3)의 상부표면은, 중앙부가 평면부(3')이며, 주변부중 수직방향 양단부측이 경사면(3")을 형성하는 것을 특징으로 하는 칼라브라운관의 인라인형 전자총 캐소드전극 구조.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 캐소드전극(5)의 슬리브(2)의 상부 지지판(2')은, 전자방출층(3)의 상부 표면과 동일한 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 칼라브라운관의 인라인형 전자총 캐소드전극 구조.
4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 캐소드전극(5)의 전자방출층(3)의 상부표면형태는, 중앙부의 평면이 유지되며, 수평,수직방향으로 각기 다른 경사면을 가지는 것을 특징으로 하는 칼라브라운관의 인라인형 전자총 캐소드전극 구조.