KR20000038580A - 칼라 음극선관용 전자총의 쉴드컵 - Google Patents

Abstract

본 발명은 칼라 음극선관에 관련한 것으로서, 보다 상세하게는 전자총의 쉴드컵의 몸체를 여러겹으로 중첩시키는 구조변경을 통해 쉴드컵을 통과하는 사이드 빔과 중앙빔과의 편향차로 인해 화면의 좌/우측에서 발생하는 HCR 미스 컨버젼스 현상을 방지토록 한 음극선관용 전자총의 쉴드컵에 관한 것이다.

이를 위한 본 발명 쉴드컵의 제 1 실시예는 다수개의 구멍(752)이 형성된 원통판(751)을 여러개 중첩하여 몸체를 구성하고, 상기 몸체를 구성하는 각 원통판중 가장 외측에 위치한 원통판의 전극접촉부에는 R,G,B 빔통과공(753a)(753b)(753c)을 가진 후면판(753)을 형성한 것이다.

본 발명 쉴드컵의 제 2 실시예는 망사형의 원통판(761)을 여러개 중첩하여 몸체를 구성하고, 상기 몸체를 구성하는 각 원통판(761)중 가장 외측에 위치한 원통판의 전극접촉부에는 R,G,B 빔통과공(762a)(762b)(762c)을 가진 후면판(762)을 형성한 것이다.

Description

칼라 음극선관용 전자총의 쉴드컵

본 발명은 칼라 음극선관에 관련한 것으로서, 보다 상세하게는 전자총의 쉴드컵의 몸체를 여러겹으로 중첩시키는 구조변경을 통해 쉴드컵을 통과하는 사이드 빔과 중앙빔과의 편향차로 인해 화면의 좌/우측에서 발생하는 HCR 미스 컨버젼스 현상을 방지토록 한 음극선관용 전자총의 쉴드컵에 관한 것이다.

요사이의 칼라 음극선관에는 R,G,B 3색의 전자빔이 수평으로 나란하게 배열된 인라인(in-line)형 전자총이 주로 사용되고 있으며, 이 3개의 나란한 전자빔을 형광면의 어느 한 지점으로 수렴시키기 위해 편향요크(deflection yoke)는 비균일자계를 이용한 자기 집중형(self-coverging)을 적용하고 있다.

이와 같은 칼라 음극선관은 도 1과 도 2에서와 같이 전방에 패널(1)이 장착되어 있으며, 상기 패널(1)의 내면에는 R,G,B 3색의 형광체가 도포된 형광면(2)이 형성되어 있고, 상기 형광면(2)의 후방에는 형광면으로 입사되는 전자빔(3)의 색선별 역할을 하는 새도우마스크(4)가 설치되어 있다.

그리고, 상기 패널내면의 가장자리에는 구근형상의 펀넬(5)이 융착되어 내부진공을 이루고 있으며, 상기 펀넬(5)의 후방으로 후퇴되어 있는 관형상의 네크부(6)에는 전자빔(3)을 발사하는 전자총(7)이 내장되어 있고, 상기 네크부(6)의 외측에는 전자빔(3)을 수평 또는 수직방향으로 편향시켜주는 편향요크(8)가 설치되어 있다.

한편, 상기 전자총(7)은 도 2에서와 같이 크게 삼극부와 주렌즈부로 구성되어 있으며, 삼극부는 히터가 내장된 인라인형의 캐소드(70)와, 상기 캐소드에서 방출되는 전자빔(3)을 제어 및 가속시키는 제어전극(71)과 가속전극(72)으로 구성되어 있다.

그리고, 상기 주렌즈부는 삼극부에서 발생된 전자빔(3)을 집속시키는 포커스 전극(73)과, 전자빔(3)을 최종 가속시키는 애노드(74)로 구성되어 있고, 상기 애노드(74)의 전방에는 애노드로의 고압도통 및 외부자계, 전계를 차폐하기 위한 쉴드컵(75)이 설치되어 있다.

이와 같이 구성된 칼라 음극선관은 펀넬(5)의 네크부(6)에 봉입되어 있는 전자총(7)으로 영상신호가 입력되면 전자총의 캐소드(70)로부터 전자빔이 방출되고, 방출된 전자빔은 전자총(7)의 각 전극에 인가된 전압에 의해 제어전극(71)→가속전극(72)→포커스 전극(73)→애노드(74)를 차례로 통과하면서 제어, 가속, 집속된 다음 편향요크(8)의 정자계에 의해 수평 및 수직방향으로 궤도가 수정된 상태로 새도우마스크(4)를 통과하여 패널(1)의 내면에 도포된 형광면(2)과 충돌함에 따라 형광체를 발광시키므로 화상이 재현된다.

한편, 상기 전자총(7)의 애노드(74) 전방에 설치되어 애노드로의 고압도통 및 외부자계, 전계를 차폐하여주는 쉴드컵(shield cup)(75)은 도 3a에서와 같이 원통형의 몸체(76)와, 상기 몸체의 후면에 일체로 형성됨과 아울러 R,G,B 빔(3a)(3b)(3c)이 각각 통과하도록 R,G,B 빔통과공(77a)(77b)(77c)이 나란하게 형성된 후면판(77)으로 이루어져 있다.

따라서, 캐소드(70)에서 열적, 전기적으로 발생된 전자빔(3)은 전자총(7)의 삼극부에서 일차적으로 형성되고, 상기 전자총(7)의 주렌즈부에서 집속 및 가속되어 쉴드컵(75)의 후면판(77)에 형성된 R,G,B 빔통과공(77a)(77b)(77c)을 통과하는 각 전자빔(3a)(3b)(3c)이 일치되면서 화상을 구현하게 된다.

이 때, 상기 편향요크(8)에서는 전자빔(3)을 수평 또는 수직방향으로 편향시키기 위한 수직편향자계와 수평편향자계를 발생시키게 되는데, 특히 전자빔(3)의 편향력에 큰 영향을 미치는 고주파인 수평편향자계는 그 경로상에 위치하고 있는 도체인 쉴드컵(75)의 몸체(76) 전역에 걸쳐 와전류(eddy current)(e)를 발생시키게 된다.

이러한 와전류(e)는 쉴드컵 몸체(76)의 외주면에 법선방향으로 작용하는 자속밀도, 주파수, 전도체의 전기 전도도 등에 비례하여 수평편향자계의 경로상에 위치한 쉴드컵 몸체(76)와의 접촉부분에 발생하고, 이와 함께 자속변화를 방해하는 방향으로 반자계를 발생시키게 된다.

상기와 같이 발생된 와전류(e)는 원통형인 쉴드컵(75)의 형상에 의해 다음과 같은 문제점이 발생하게 된다.

즉, 도 3b에 도시된 바와 같이 와전류(e)는 쉴드컵(75)의 y축방향으로 작용하는 수평편향자계(d_s1)(d_c)(d_s2)와 쉴드컵 몸체(76)와의 접촉부분에 발생하게 되는데, 특히 상기 와전류(e)는 쉴드컵 몸체(76)의 중앙부에 비해 쉴드컵 표면의 곡률반경에 의해 사이드부위에서 더 작게 작용하게 된다.

때문에 상기 와전류(e) 크기에 비례하여 수평편향자계(d_s1)(d_c)(d_s2)의 반대되는 방향으로 작용하는 반자계(f_s1)(f_c)(f_s2)도 쉴드컵 몸체(76)의 중앙부위 보다는 사이드 쪽으로 갈수록 더 작게 작용하게 된다.

이에 따라 각 R,G,B 빔(3a)(3b)(3c)에 작용하는 수평편향자계(d_s1)(d_c)(d_s2)는 쉴드컵 몸체(76)에 일정한 크기로 작용하는 반면, 반자계(f_s1)(f_c)(f_s2)는 사이드 쪽으로 갈수록 작아지게 되므로 결과적으로 각 수평편향자계와 각 반자계를 합한 총자계(d_s1+f_s1),(d_c+f_c),(d_s2+f_s2)는 중앙부에 비해 사이드 부분에서 더 크게 작용하게 된다.

따라서, G 빔(3b)에 대비 R, B 빔(3a)(3c)에 작용하는 총자계가 더 크게 되어 G 빔(3b)보다 R, B 빔(3a)(3c)의 편향각도가 더 커지게 되므로 화면상에서 HCR 미스커버젼스(horizontal center raster missconvergence)가 발생하게 된다.

이 때, 편향요크(8)의 주파수값이 클수록 HCR 미스컨버젼스는 더욱 심화되어 제품의 화질향상에 불리하게 작용하게 된다.

한편, 상기와 같은 쉴드컵 몸체(76)의 중앙부분과 사이드 부분의 와전류(e) 편차에 의한 문제점을 개선하기 위해, 도 4a에 도시한 바와 같이 R, B 빔통과공(77a)(77c)의 상/하부에 평판(78a)(78b)을 각각 설치하여 또 다른 반자계를 활성화 시킴에 따라 R, B 빔(3a)(3c)과 G 빔(3b)의 실제 편향량을 동일하게 만들어 주도록 하는 쉴드컵(79)도 적용되고 있다.

그러나 상기와 같은 쉴드컵(79)은 그 이전의 쉴드컵(75)에 비해 평판(78a)(78b)을 부가해야 하므로 그 만큼의 공정수와 부품수가 증가하여 제조비용이 증가하는 문제점이 있었다.

한편, 도 4b에 도시된 바와 같이 쉴드컵(80)의 몸체(80a)를 망사형으로 형성하여, 쉴드컵(80)과 수평편향자계와의 접촉면적을 줄임에 따라 와전류(e) 발생을 최소화한 형태도 있다.

그러나 상기의 쉴드컵(80)은 와전류 발생을 최소화할 수 있는 장점을 갖추고는 있으나 기계적강도가 약할뿐만 아니라 망사구멍에 의해 쉴드컵을 통한 애노드(74)로의 고압이 안정적으로 인가되지 않는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 그 목적은 와전류의 발생을 억제하기 위한 것이다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명은 첫째, 다수개의 구멍이 형성된 원통판을 여러개 중첩하여 몸체를 구성하고, 상기 몸체를 구성하는 각 원통판중 가장 외측에 위치한 원통판의 전극접촉부에는 R,G,B 빔통과공을 가진 후면판을 형성하여서 된 것을 특징으로 하는 칼라 음극선관용 전자총의 쉴드컵을 제공함에 있다.

둘째, 망사형의 원통판을 여러개 중첩하여 몸체를 구성하고, 상기 몸체를 구성하는 각 원통판중 가장 외측에 위치한 원통판의 전극접촉부에는 R,G,B 빔통과공을 가진 후면판을 형성하여서 된 것을 특징으로 하는 칼라 음극선관용 전자총의 쉴드컵을 제공함에 있다.

도 1은 일반적인 칼라 음극선관의 종단면도

도 2는 칼라 음극선관에서 전자총이 설치된 부위를 도시한 요부 사시도

도 3a는 종래 쉴드컵의 제 1 실시예를 도시한 사시도

도 3b는 도 3a의 쉴드컵 구조에서 수평편향자계, 와전류, 반자계가 작용하고 있는 상태도

도 4a는 종래 쉴드컵의 제 2 실시예를 도시한 사시도

도 4b는 종래 쉴드컵의 제 3 실시예를 도시한 사시도

도 5a는 본 발명 쉴드컵의 분리사시도

도 5b는 도 5a의 결합상태 종단면도

도 6은 도 5a의 쉴드컵 원통체 사이사이에 절연체를 개재한 상태의 종단면도

도 7은 본 발명 쉴드컵의 다른 실시예를 도시한 분리사시도

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

750, 760 : 쉴드컵 752 : 구멍

751, 761 : 원통판 753, 762 : 후면판

770 : 절연판

도 5a는 본 발명 쉴드컵의 분리사시도이고, 도 5b는 도 5a의 결합상태 종단면도이며, 도 6은 도 5a의 쉴드컵 원통체 사이사이에 절연체를 개재한 상태의 종단면도이고,도 7은 본 발명 쉴드컵의 다른 실시예를 도시한 분리사시도로서, 이들 첨부도면을 참조하여 본 발명의 칼라 음극선관용 전자총의 쉴드컵에 대해 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 쉴드컵(750)은 도 5a 및 도 5b에 도시된 바와 같이 다수개의 슬림형 구멍(752)이 형성된 원통판(751)을 여러개 중첩하여 몸체를 구성하고, 상기 몸체의 애노드(74)를 향하는 쪽에는 R,G,B 빔통과공(753a)(753b)(753c)을 가진 후면판(753)을 형성한 것이다.

상기와 같이 여러개의 원통판(751)을 중첩시키기 위해 가장 큰 내경을 가진 원통판의 후방에 후면판(754)을 형성하고, 이 원통판의 내부에 작은 내경의 원통판을 순차적으로 삽입시킴에 따라 중첩된 형태를 이루도록 하였다.

또한, 본 발명 쉴드컵(760)의 다른 실시예로 망사형으로 된 원통판(761)을 여러개 중첩하여 몸체를 구성하고, 상기 몸체의 애노드(74)를 향하는 쪽에는 R,G,B 빔통과공(762a)(762b)(762c)을 가진 후면판(762)을 형성한 것이다.

이 경우에도 역시 여러개의 원통판(761)을 중첩시키기 위해 가장 큰 내경을 가진 원통판의 후방에 후면판(763)을 형성하고, 이 원통판의 내부에 작은 내경의 원통판을 순차적으로 삽입시킴에 따라 중첩된 형태를 이루도록 하였다.

한편, 상기 제 1, 2 실시예에서 공통적으로 도 6와 도 7에서와 같이 복수개의 원통판(751)(761) 사이사이에 절연판(770)을 개재하여 와전류(e)가 몸체 내부로 유입되는 것을 방지토록하는 구성도 적용할 수 있다.

이상과 같은 본 발명의 쉴드컵 구조에서 어떻게 와전류(e) 발생을 억제할 수 있는지에 대해 상세히 설명하면 다음과 같다.

우선, 도체내를 통과하는 자속이 시간적으로 변화하면 전자유도에 의해 전계가 발생하게 되며, 이 때문에 자속의 변화를 방해하는 방향으로 발생되는 전류를 와전류(eddy current)(e)라 하는데, 이 와전류는 주울손(損)을 동반하기 때문에 전자에너지를 상실하게 된다.

이것을 와전류손(損)이라 하는데, 이러한 와전류손(p)은 J²/σ=kσ(tfB_m)²(w/m³)의 수식으로 나타낼 수 있으며, 이 때 t는 도체의 두께, 즉 쉴드컵의 두께이고, k는 비례상수이며 물질의 자속파형에 따라 정해지는 상수이다.

상기의 수식에서와 같이 와전류손(p)은 도체의 두께와 비례하므로, 결국 와전류에 의한 손실을 줄이기 위해서는 도체인 쉴드컵의 두께를 줄여야 한다는 결론이 얻어진다.

이에 근거하여, 전자총(7)에서 발사된 R,G,B 전자빔(3a)(3b)(3c)이 상기 제 1 실시예의 쉴드컵(750)축방향으로 통할 때, 편향요크(8)에 의해 상하방향으로 시간적으로 변화하는 주파수를 갖는 수평편향자계가 원통판(751)이 여러겹으로 중첩된 몸체에 접촉되면 각 원통판(751)에 형성된 다수개의 구멍(752)에 의해 원통판의 두께가 줄어든 효과를 얻을 수 있으므로 상술한 바 있듯이 와전류 손실을 줄일 수 있게 된다.

이 때, 구멍(752)간의 간격이 조밀할수록 와전류(e)와의 접촉면적이 줄어들게 되므로 와전류 감소효과는 커지게 된다.

하지만, 이 경우에는 쉴드컵(750)의 강도가 약화될 수 있으므로 이를 감안한 설계가 이루어져야 하는데, 이를 위해 복수개의 원통판(751)중 어느 한 원통판의 구멍(752)은 원통판의 원주방향으로 형성하고, 다른 원통판의 구멍(752)은 원통판의 축방향으로 형성하여, 상기 원주방향으로 형성된 원통판과 축방향으로 형성된 원통판을 번갈아가면서 결합하므로써 각 원통체의 구멍들이 상호 엇갈리도록 함에 따라 쉴드컵(750)의 강성약화를 방지하였다.

마찬가지로, 제 2 실시예의 쉴드컵(760)도 몸체를 이루고 있는 원통판(761)이 망사형으로 되어 있으므로 수평편향자계와의 접촉면적을 줄임에 따라 상기 제 1 실시예와 마찬가지의 효과를 얻을 수 있게 된다.

상기 망사형의 경우는 수평편향자계와의 접촉면적을 최소화할 수 있으므로 강도보강의 문제만 해결된다면 와전류손을 방지하기 위한 효과는 제 1 실시예보다 우수하다고 할 수 있다.

상기의 제 1, 2 실시예에서와 같이 원통판을 여러겹으로 중첩시킨 이유는 상술한 바와 같이 와전류의 유입을 방지하기 위한 목적과 원통판이 망사형 또는 다수개의 구멍이 형성된 형태이므로 강도면에서 문제가 발생될 수 있으므로 이를 방지하기 위해서 이다.

한편, 상기 제 1, 2 실시예의 쉴드컵(750)(760)에서 각 원통판(751)(761)의 사이사이에 원통형 절연판을 개재하게 되면 와전류(e)가 절연판(770)에 의해 차단되어 와전류가 몸체내로 유입됨을 방지할 수 있으므로 와전류 차단효과에 더욱 효과적인 구조라 하겠다.

이상과 같은 본 발명은 수평편향자계가 작용하는 쉴드컵 몸체에 다수개의 구멍을 형성하거나 쉴드컵 몸체를 망사형으로 형성하여, 와전류와의 접촉면적을 줄임에 따른 반자계의 발생량을 최소화하고, 몸체부의 강도보강을 위해 원통체를 여러개 중첩시켜 몸체를 구성하므로써 와전류 발생량을 억제하면서도 강도를 유지할 수 있는 장점을 얻을 수 있다.

이에 따라 R,G,B 전자빔의 편향각도를 균일하게 할 수 있으므로 HCR 미스컨버젼스를 방지하여 화질을 향상시킬 수 있게 된다.

Claims (5)

1. 다수개의 구멍이 형성된 원통판을 여러개 중첩하여 몸체를 구성하고, 상기 몸체를 구성하는 각 원통판중 가장 외측에 위치한 원통판의 전극접촉부에는 R,G,B 빔통과공을 가진 후면판을 형성하여서 된 것을 특징으로 하는 칼라 음극선관용 전자총의 쉴드컵.
2. 제 1 항에 있어서,

   원통판의 사이사이에 절연판을 삽입하여, 와전류가 몸체내로 유입되는 것을 방지토록 한 것을 특징으로 하는 칼라 음극선관용 전자총의 쉴드컵.
3. 제 1 항에 있어서,

   복수개의 원통판중 어느 한 원통판의 구멍은 원통판의 원주방향으로 형성하고, 다른 원통판의 구멍은 원통판의 축방향으로 형성하여, 상기 원주방향으로 형성된 원통판과 축방향으로 형성된 원통판을 번갈아가면서 결합한 것을 특징으로 하는 칼라 음극선관용 전자총의 쉴드컵.
4. 망사형의 원통판을 여러개 중첩하여 몸체를 구성하고, 상기 몸체를 구성하는 각 원통판중 가장 외측에 위치한 원통판의 전극접촉부에는 R,G,B 빔통과공을 가진 후면판을 형성하여서 된 것을 특징으로 하는 칼라 음극선관용 전자총의 쉴드컵.
5. 제 4 항에 있어서,

   망사형 원통판의 사이사이에 절연판을 삽입하여, 와전류가 몸체내로 유입되는 것을 방지토록 한 것을 특징으로 하는 칼라 음극선관용 전자총의 쉴드컵.