KR20000050497A - 칼라 음극선관용 전자총 - Google Patents

Abstract

본 발명은 칼라 음극선관용 전자총에서 주렌즈전극내에 형성하는 정전장 제어전극체에 관한 것으로, 주렌즈경을 확대시킴에 따라 스폿경을 축소하여 포커스특성을 향상시킬 수 있도록 한 것이다.

이를 위해, 전자빔을 방사하는 복수개의 음극(8)과, 상기 전자빔의 방사량 조절을 위한 제어전극(9)과 가속전극(10)으로 구성된 삼극부와, 상기 전자빔을 일정량 집속시키는 역할을 하는 적어도 2개 이상의 전극으로 구성되는 프리 포커스렌즈부와, 상기 전자빔을 화면에 집속하기 위한 주렌즈를 형성하는 전극이 2개 이상의 전극(13)(14)으로 구성되며, 상기 주렌즈 형성전극 중 애노드전극(14)은 상호 대향면에 3개의 전자빔에 공통인 하나의 전자빔 통과공인 림부(21)를 갖는 컵전극과, 3개의 전자빔에 동일한 렌즈작용을 형성시키기 위한 정전장 제어전극체로 구성되고, 애노드전극에 애노드전압을 인가하기 위해 위치되어 전기적 연결역할을 하는 쉴드컵(16)이 애노드전극과 접하고 있는 음극선관용 전자총에 있어서, 쉴드컵(16)의 음극측으로 돌출부(27)가 일체로 형성되어 상기 돌출부가 애노드전극의 정전장 제어전극체의 역할을 동시에 수행하도록 되어 있으므로 고정세화의 요구에 대응할 수 있게 된다.

Description

칼라 음극선관용 전자총{electron gun for color CRT}

본 발명은 칼라 음극선관에 관한 것으로서, 좀 더 구체적으로는 음극선관용 전자총에서 주렌즈전극내에 형성하는 정전장 제어전극체에 관한 것이다.

도 1은 일반적인 칼라 음극선관의 횡단면도로서, 칼라 음극선관은 음극선관(1)과 편향요크(2)로 구성되는데, 음극선관(1)은 전방 내면에 적색, 녹색, 청색의 형광체가 도포되어 형광면(3)을 이루고 있고 상기 형광면에 근접된 위치에는 색선별역할을 하는 섀도우마스크(4)가 지지된 패널(5)과, 상기 패널에 고정되며 후방으로는 관형상의 네크부(6a)가 형성된 펀넬(6)로 구성되어 있다.

상기 네크부(6a)에는 전자총(7)이 봉입되어 있고 외부에는 전자총에서 방사된 전자빔(19)을 스크린의 전역에 걸쳐 수직 또는 수평방향으로 편향시키는 편향요크(2)가 설치되어 있다.

상기한 구조의 음극선관에 적용되는 전자총은 상호 독립되게 설치되고, 내부에는 히터(17)가 내장된 3개의 음극(8)과, 상기 음극에서 일정거리 떨어져 배치되어 있고 제어전극이라고도 불리우는 음극의 공통격자인 제 1 전극(9)과, 상기 제 1 전극에서 일정간격으로 배치되고 가속전극이라고도 불리우는 제 2 전극(10), 제 3 전극(11), 제 4 전극(12), 제 5 전극(13), 제 6 전극(14)순으로 구성되어 있다.

상기 제 6 전극(14)의 일측(스크린측)에는 전자총과 튜브를 전기적으로 연결해 주면서 전자총을 튜브의 네크부위에 고정시키는 역할을 하는 복수개의 B.S.C(15)가 부착된 쉴드컵(16)이 배열된다.

이러한 구조의 전자총은 스템핀(18)으로부터 전원이 인가되어 히터(17)가 발열하면 음극에서 전자가 방출되는데, 이렇게 방출된 전자는 제어전극인 제 1 전극(9)에 의해 제어되고, 가속전극인 제 2 전극(10)에 의해 가속된 다음 제 2 전극(10), 제 3 전극(11), 제 4 전극(12) 그리고 제 5 전극(13)사이에 형성되는 전단 집속렌즈에 의해 일부 집속 및 가속된다.

그 후, 주렌즈 형성전극인 포커스전극이라고도 불리우는 제 5 전극(13)과, 애노드전극이라고도 불리우는 제 6 전극(14)에 의해 주집속 및 가속되어 형광면(3)과 근접되게 설치된 섀도우마스크(4)를 통과하면서 색선별되어 형광면(3)에 충돌하게 되므로 형광체가 발광하게 된다.

이 때, 네크부(6a)의 외주면에 설치된 편향요크(2)가 전자빔(19)을 스크린의 전체로 편향시켜 주므로 화면이 구현된다.

도 2는 USP 4,406,970호를 나타낸 것으로, 주렌즈를 형성하는 포커스전극(13)과 애노드전극(14)의 대향면에는 3개의 전자빔(19)에 공통인 경주트랙 형상의 림(Rim)부(20)(21)가 전극의 내부로 함몰되게 형성되어 있고 함몰부의 평탄면(22)(23)에는 3개의 전자빔 통과공(22a)(23a)이 각각 독립되게 형성되어 있어 종래 단순히 3개의 독립된 전자빔 통과공이 형성된 전자총에 비하여 공경을 확대할 수 있게 되므로 주렌즈경을 확대시키는 효과를 얻을 수 있다.

도 3은 종래의 다른 실시예를 나타낸 것으로, 그 구성은 포커스전극(13)과 애노드전극(14)의 대향면에 3개의 전자빔이 공통으로 통과하는 림(Rim)부(20)(21)가 형성되어 있고 상기 각 전극의 내부, 즉 림부에서 일정간격 후퇴된 지점에는 1개의 사각공(24a)(25a)을 가진 평판상부분에 2개의 날부분(24b)(25b)을 가진 정전장 제어전극체(24)(25)가 각각 고정되어 있다.

상기한 구조를 갖는 전자총은 일 실시예(USP 4,406,970호)와 마찬가지로 주렌즈경을 확대하는 효과를 얻게 된다.

또한, 다른 실시예는 애노드전극(14)과 전기적으로 연결되어 있는 쉴드컵(16)의 일측에 "??"자 형상의 보정전극(26)이 부착되어 있고 림부(20)(21)의 외주면은 전극 제작시 공경을 변화를 최소화하기 위해 내부로 약 1mm 정도 말려 있다.

전자총의 설계 특성 중 화면상의 스폿경에 영향을 미치는 요소로는 렌즈배율, 공간 전하반발력 그리고 주렌즈의 구면수차 특성이 있다.

그 중, 렌즈배율로 인한 스폿경(Dx)의 영향은 기본적인 전압조건과 촛점거리 및 전자총의 길이 등이 확정되어 있어 전자총의 설계요소로써 활용할 수 있는 부분이 적고 그 효과 또한 매우 미비하다.

상기 공간 전하반발력은 전자빔내의 전자간 서로 반발 및 충돌로 인해 스폿경이 확대되는 현상으로, 공간 전하반발력으로 인한 스폿경(Dst) 확대를 줄이기 위해서는 전자빔이 진행하는 각도(이하 "발산각"이라 함)가 크게 될 수 있도록 설계하는 것이 유리하다.

반면에 주렌즈의 구면수차 특성은 렌즈의 근(近)축을 통과한 전자와, 원(遠)축을 통과한 전자간의 촛점거리 차이로 인해 스폿경(Dic)이 확대되는 것를 의미하는 것으로, 공간 전하반발력과는 반대로 전자빔이 주렌즈에 입사하는 발산각이 작으면 화면에서 더 작은 스폿경을 구현할 수 있다.

화면상의 스폿경(Dt)은 일반적으로 아래의 식과 같이 3가지 요소의 합산으로 표현된다.

특히, 공간 전하반발력과 구면수차를 동시에 줄이는 방법이 최선의 방법으로 주렌즈경을 확대하여 발산각이 큰 전자빔이 입사되어도 구면수차로 인한 스폿의 확대를 줄이고, 주렌즈를 통과한 후의 공간 전하반발력도 줄이게 되므로 화면상에서작은 스폿을 구현할 수 있게 된다.

도 4는 상기한 내용을 나타내는 실험 결과로서, 주렌즈경에 따른 스폿경의 변화를 나타내고 있다.

상기 그래프에서 알 수 있듯이 주렌즈경이 크면 클수록 주렌즈 구면수차로 인한 스폿경의 확대가 작아져 화면상에서의 스폿경을 축소할 수 있음을 알 수 있다.

도 2에 나타낸 전자총의 주렌즈는 3개의 전자빔에 공통인 림부(20)(21)를 통해 주렌즈경을 확대하였으나, 3개의 전자빔에 대한 렌즈의 작용이 다르고, 렌즈의 작용도 수평이 수직보다 약화되는 문제점이 있다.

따라서 이를 보정하기 위하여 3개의 전자빔 통과공(22a)(23a)이 형성되어 정전장 제어전극체역할을 하는 평탄면(22)(23)를 림부(20)(21)의 내부에 위치시켜 3개의 전자빔에 대한 렌즈의 작용을 동일하게 맞추어 주면서 수평과 수직의 집속작용을 거의 동일하게 조절하여 주는 역할을 하도록 되어 있다.

도 3에 나타낸 전자총의 주렌즈는 3개의 전자빔에 공통인 림부와 종장형의 전자빔 통과공(24a)(25a)을 갖는 정전장 제어전극체(24)(25)로 렌즈작용을 최적의 상태로 맞추면서 쉴드컵(16)의 하단에 위치된 보정전극(26)을 통해 전자빔의 수평과 수직의 집속력 차이를 의미하는 비점수차 특성을 미세 조절하는 역할을 하도록 되어 있다.

그러나 일 실시예로 도시한 도 2와 같은 형태는 주렌즈 형성전극에 림부(20)(21)와 정전장 제어전극체역할을 하는 평탄면(22)(23)이 일체형으로 구성되어 있어 다른 실시예로 도시한 도 3과 같이 컵형상의 전극(13)(14)과, 정전장 제어전극체(24)(25) 그리고 쉴드컵(16)의 일측에 고정된 보정전극(26)으로 구성된 것에 비해, 제작에 따른 비용이 절감된다는 효과는 크나, 주렌즈경의 확대를 위한 림부(20)(21)에서 함몰되는 평탄면(22)(23)까지의 거리를 깊게하는데 제조상 큰 어려움이 있다.

또한, 도 3과 같은 다른 실시예는 컵형상의 전극(13)(14)과, 정전장 제어전극체(24)(25) 그리고 쉴드컵(16)의 일측에 고정되는 보정전극(26)과 같은 3개의 부품이 반드시 필요하게 되고, 이에 따라 이들의 부품을 고정시키기 위한 용접작업이 필수적으로 이루어져야 되므로 용접시 발생되는 고열에 의해 정전장 제어전극체(24)(25)가 변형될 우려가 크다.

본 발명은 종래의 이와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 고정세화 및 고주파수의 사용으로 인한 화면상의 포커스향상 필요에 따라 주렌즈경의 확대를 통해 스폿경을 축소하여 포커스특성을 향상시키는 대구경 주렌즈 전자총의 샌산원가를 절감하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 형태에 따르면, 전자빔을 방사하는 복수개의 음극과, 상기 전자빔의 방사량 조절을 위한 제어전극과 가속전극으로 구성된 삼극부와, 상기 전자빔을 일정량 집속시키는 역할을 하는 적어도 2개 이상의 전극으로 구성되는 프리 포커스렌즈부와, 상기 전자빔을 화면에 집속하기 위한 주렌즈를 형성하는 전극이 2개 이상의 전극으로 구성되며, 상기 주렌즈 형성전극 중 애노드전극은 상호 대향면에 3개의 전자빔에 공통인 하나의 전자빔 통과공인 림부를 갖는 컵전극과, 3개의 전자빔에 동일한 렌즈작용을 형성시키기 위한 정전장 제어전극체로 구성되고, 애노드전극에 애노드전압을 인가하기 위해 위치되어 전기적 연결역할을 하는 쉴드컵이 애노드전극과 접하고 있는 음극선관용 전자총에 있어서, 쉴드컵의 음극측으로 돌출부가 일체로 형성되어 상기 돌출부가 애노드전극의 정전장 제어전극체의 역할을 동시에 수행하도록 된 것을 특징으로 하는 칼라 음극선관용 전자총이 제공된다.

도 1은 일반적인 음극선관을 나타낸 횡단면도

도 2는 종래 주렌즈의 일 실시예를 나타낸 사시도

도 3은 종래 주렌즈의 다른 실시예를 나타낸 사시도

도 4는 주렌즈경에 따른 스폿 싸이즈의 변화를 나타낸 그래프

도 5는 본 발명의 일 실시예를 나타낸 사시도

도 6은 본 발명의 다른 실시예를 나타낸 사시도

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

13 : 포커스전극 14 : 애노드전극

16 : 쉴드컵 20, 21 : 림부

24 : 정전장 제어전극체 27 : 돌출부

이하, 본 발명을 일 실시예로 도시한 도 5 및 도 6을 참고하여 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 5는 본 발명의 일 실시예를 일부 절결하여 나타낸 사시도로서, 애노드전극(14)은 3개의 전자빔이 공통으로 통과하는 림부(21)가 형성되어 있고 상기 애노드전극과 용접 고정되는 쉴드컵(16)에는 중앙부에 사각형상의 돌출부(27)가 형성되어 있는데, 상기 돌출부상에는 사각형상으로 된 1개의 전자빔 통과공(27a)이 형성되어 상기 돌출부가 주렌즈의 정전장 제어전극체의 역할을 하도록 되어 있다.

그리고 애노드전극(14)과 대향하고 있는 포커스전극(13)은 3개의 전자빔이 공통으로 통과하는 림부(20)를 갖는 컵전극과, 3개의 전자빔에 동일한 렌즈작용을 형성하기 위해 중앙 전자빔 통과공(24a)만을 둘러싼 판전극의 인라인방향으로 2개의 날(24b)이 형성된 정전장 제어전극체(24)로 구성되어 있다.

도 6은 본 발명의 다른 실시예를 일부 절결하여 나타낸 사시도로서, 일 실시예와 다른 점은 쉴드컵(16)에 형성되는 돌출부(27)의 형상이다.

상기 돌출부(27)의 형상은 3개의 전자빔 통과공(27a)을 둘러싼 수평이 수직보다 긴 횡장형이고, 상기 돌출부의 평면부에는 3개의 전자빔 통과공(27a)이 각각 독립되게 형성되어 있다.

그리고 애노드전극(14)과 대향하고 있는 포커스전극(13)은 3개의 전자빔이 공통으로 통과하는 림부(20)를 갖는 컵전극과, 3개의 전자빔에 동일한 렌즈작용을 형성하기 위해 3개의 전자빔 통과공(28a)을 갖는 판상의 정전장 제어전극체(28)로 구성되어 있다.

이와 같이 구성된 본 발명은 주렌즈의 림부(21)에서 일정 간격 후퇴되게 위치되어 3개의 전자빔에 동일한 렌즈작용을 가지도록 렌즈액션을 조절하면서 외곽 전자빔의 중앙 전자빔으로의 집속작용인 컨버젼스 특성을 만족시키는 역할을 하는 정전장 제어전극체가 쉴드컵(16)가 일체로 형성되어 있어 주렌즈의 작용은 종래의 전자총과 동일하게 이루어지면서 쉴드컵(16)의 일측(애노드전극측)으로 돌출되는 돌출부(27)의 칫수를 조절하므로써 렌즈의 특성을 설계자가 의도하는대로 설계할 수 있게 된다.

또한, 정전장 제어전극체역할을 하는 돌출부(27)가 쉴드컵(16)과 일체로 형성되어 있으므로 전자총의 제작시 돌출부가 변형될 염려가 없고, 부품수를 줄이게 되는 장점을 갖는다.

그리고 주렌즈경을 키우기 위해 필요한 림부(21)에서 정전장 제어전극체까지의 거리를 크게하는 기술을 구현할 때, 쉴드컵(16)을 기준으로 정전장 제어전극체역할을 하는 돌출부(27)를 포커스전극측으로 돌출시키는 형태이므로 림부를 함몰시키는 종래의 기술에 비해 정전장 제어전극체의 깊이를 더 깊게 할 수 있는 장점을 갖는다.

일반적인 금형 기술상 정밀한 칫수구현이 가능한 전자총 전극의 돌출부 또는 함몰부 형성을 위한 높이 또는 깊이는 약 3mm 정도이다.

본 발명에서의 애노드전극 길이가 7mm 이고, 대구경 주렌즈의 주렌즈경의 확대를 위해 필요한 애노드전극의 정전장 제어전극체의 깊이는 약 4.2mm 이었기 때문에 종래의 림부 함몰형태로는 주렌즈 형성전극의 정밀한 칫수구현을 위한 일체화 구조형성이 불가능하였다.

그러나 본 발명에서는 쉴드컵(16)의 일측으로 정전장 제어전극체역할을 하는 돌출부(27)가 약 2.8mm 돌출(h)형성되어 있어 요구되는 정전장 제어전극체 깊이를 만족시킬 수 있게 되므로 대구경 주렌즈의 주렌즈경을 용이하게 확대시킬 수 있게 되는 것이다.

이상에서와 같이 본 발명은 쉴드컵(16)과 정전장 제어전극체역할을 하는 돌출부(27)를 일체화하므로써, 종래의 전자총 주렌즈부에 비해 전자총 제작시의 변형에 대한 대응강도가 강하고, 부품수를 줄일 수 있으며, 대구경 주렌즈의 주렌즈경의 확대를 위해 필요한 애노드전극의 정전장 제어전극체 깊이확대를 용이하게 구현할 수 있게 되므로 고정세화 요구에 대응할 수 있게 된다.

Claims (5)

1. 전자빔을 방사하는 복수개의 음극과, 상기 전자빔의 방사량 조절을 위한 제어전극과 가속전극으로 구성된 삼극부와, 상기 전자빔을 일정량 집속시키는 역할을 하는 적어도 2개 이상의 전극으로 구성되는 프리 포커스렌즈부와, 상기 전자빔을 화면에 집속하기 위한 주렌즈를 형성하는 전극이 2개 이상의 전극으로 구성되며, 상기 주렌즈 형성전극 중 애노드전극은 상호 대향면에 3개의 전자빔에 공통인 하나의 전자빔 통과공인 림부를 갖는 컵전극과, 3개의 전자빔에 동일한 렌즈작용을 형성시키기 위한 정전장 제어전극체로 구성되고, 애노드전극에 애노드전압을 인가하기 위해 위치되어 전기적 연결역할을 하는 쉴드컵이 애노드전극과 접하고 있는 음극선관용 전자총에 있어서, 쉴드컵의 음극측으로 돌출부가 일체로 형성되어 상기 돌출부가 애노드전극의 정전장 제어전극체의 역할을 동시에 수행하도록 된 것을 특징으로 하는 칼라 음극선관용 전자총.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 쉴드컵에 형성된 돌출부의 형상이 중앙 전자빔을 둘러싼 사각형상이고, 돌출부의 평면에는 하나의 전자빔 통과공이 형성된 것을 특징으로 하는 칼라 음극선관용 전자총.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 주렌즈 형성전극 중 포커스전극은 3개의 전자빔이 공통으로 통과하는 림부를 갖는 컵전극과, 3개의 전자빔에 동일한 렌즈작용을 형성하기 위해 중앙 전자빔 통과공만을 둘러싼 판전극의 인라인방향으로 2개의 날이 형성된 정전장 제어전극체로 구성된 것을 특징으로 하는 칼라 음극선관용 전자총.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 쉴드컵에 형성된 돌출부의 형상이 3개의 전자빔 통과공을 둘러싼 수평이 수직보다 긴 횡장형이고, 상기 돌출부의 평면부에는 3개의 전자빔 통과공이 형성된 것을 특징으로 하는 칼라 음극선관용 전자총
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 주렌즈 형성전극 중 포커스전극은 3개의 전자빔이 공통으로 통과하는 림부를 갖는 컵전극과, 3개의 전자빔에 동일한 렌즈작용을 형성하기 위해 3개의 전자빔 통과공을 갖는 판상의 정전장 제어전극체로 구성된 것을 특징으로 하는 칼라 음극선관용 전자총.