KR20000051617A

KR20000051617A - 칼라 음극선관용 전자총

Info

Publication number: KR20000051617A
Application number: KR1019990002169A
Authority: KR
Inventors: 배민철
Original assignee: 김순택; 삼성에스디아이 주식회사
Priority date: 1999-01-25
Filing date: 1999-01-25
Publication date: 2000-08-16
Also published as: KR100322067B1; JP2000223046A; US6476546B1

Abstract

칼라 음극선관용 전자총은 삼극부를 이루는 캐소오드, 제어전극 및 스크린 전극과, 전자렌즈를 형성하는 제1,2,3집속전극을 포함하고, 상기 제2집속전극을 이루는 재질의 열팽창계수가 제어전극을 이루는 재질의 열팽창계수보다 작거나 같고, 상기 스크린 전극을 이루는 재질의 열팽창계수가 제2집속전극을 이루는 재질의 열팽창 계수보다 작거나 같다.

Description

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

본 발명은 음극선관용 전자총에 관한 것으로서, 더 상세하게는 전자총의 콘버어젼스 드리프트를 개선하기 위하여 전극이 개량된 음극선관용 전자총에 관한 것이다.

통상적으로 음극선관용 전자총은 네크부에 장착되어 형광막을 여기시키기 위한 열전자를 방출하는 것으로서, 그 구조를 살펴보면 전치 삼극부를 이루는 캐소오드, 제어전극 및 스크린전극과 보조 및 주렌즈를 이루는 제1, 2, 3 포커스전극과 최종가속 전극을 구비하여 구성된다. 상기 전자총은 세 전자빔이 형광점에 콘버어젼스 시킬 수 있도록 제3포커스전극의 출사측면에 형성된 양측 전자빔통과공의 중심이 최종가속전극의 양측 전자빔통과공 중심에 대해 어긋나게 되어 있다.

그리고 상술한 바와 같이 구성된 전자총의 각 전극에는 소정의 전압이 인가되는데, 일예로서 상기 제1포커스 전극에는 정전 포커스 전압이 인가될 수 있고, 상기 제2포커스전극에는 상기 스크린 전극과 동일한 정전압이 인가되며, 상기 제3포커스 전극에는 제1포커스 전압이 인가되어 유니 포커스 렌즈계를 형성하여 스크린에 전자빔을 포커스 시킨다.

이와 같이 구성된 종래 음극선관용 전자총은 각 전극에 소정의 전압이 인가되므로써 각 전극사이에 전자렌즈가 형성되어 상기 캐소오드로부터 방출된 열전자가 집속 및 가속됨으로써 형광막의 각 형광점에 랜딩되어 형광막의 형광체를 여기시킴으로써 화상을 형성하게 된다.

그러나 전자빔이 형광막의 주사될 때 각 캐소오드 및 전자빔을 편향시키기 위한 편향요오크로부터 발생된 열에 의해 각 전극이 열팽창됨으로써 각 전자빔 통과공이 이동됨으로써 전자빔의 드리프트 현상이 발생된다. 특히 전지빔이 주변부로 편향될 때에는 화면중앙부터 벌어진 세전자빔의 간격이 화면의 중앙보다 더 크게 버어지는 현상이 나타난다.

이러한 드리프트 현상은 전자총으로부터 발생된 전자빔이 정확하게 형광막의 형광체 위의 한점에 집중되지 못하게 되므로써 화상의 색번짐 현상이 발생되어 해상도가 저하되는 문제점을 가지고 있다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 종래의 전자총이 US4,952,186호에 개시되어 있다.

콘버어젼스 드리프트 감소를 위한 칼라 음극선관 제조의 방법에는 제1방향으로 전자빔의 미스콘버어젼스를 발생시키는 제1그룹 전극들중 적어도 하나의 전극을 타 전극들의 열팽창계수보다 낮은 열팽창계수를 가지는 재질로 제작하는 것이 개시되어 있다.

이러한 방법은 열팽창 방향으로 상호 감쇄시키기 위한 1군의 전극들중의 하나열팽창 계수가 낮은 재질을 이용하여 제작한 것이므로 전극 상호간의 열팽창에 따른 미스 콘버어젼스의 보정이 충분이 이루어지지 않게 되는 문제점을 가지고 있다.

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 전극의 열팽창에 따른 전자빔의 콘버어젼스 드리프트량을 줄일 수 있는 칼라 음극선관용 전자총을 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은 인라인형으로 배열 설치된 세 전자총으로부터 방출된 각 전자빔이 한점에 콘버어젼스되도록 함으로써 이를 채용한 음극선관의 화질을 향상시킬 수 있는 음극선관용 전자총을 제공함에 있다.

도 1은 본 발명에 따른 전자총을 개략적으로 도시한 평면도,

도 3 및 도 7는 전자총을 이루는 각 전극의 열팽창에 따른 전자빔의 드리프트 상태를 나타내 보인 그래프.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 칼라 음극선관용 전자총은, 삼극부를 이루는 캐소오드, 제어전극 및 스크린 전극과, 전자렌즈를 형성하는 제1,2,3집속전극을 포함하고, 상기 스크린 전극을 이루는 재질의 열팽창계수가 제어전극을 이루는 재질의 열팽창계수 보다 작은 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 스크린 전극과 제2집속전극 재질의 열팽창계수를 같게 함이 바람직하다. 그리고 제2집속전극과 스크린 전극 재질의 열팽창계수는 같으며 제2집속전극이 제어전극의 열팽창 계수다 작은 재질을 사용함이 바람직하다.

본원 발명의 다른 특징의 칼라 음극선관용 전자총은, 삼극부를 이루는 캐소오드, 제어전극 및 스크린 전극과, 전자렌즈를 형성하는 제1,2,3집속전극을 포함하고, 상기 제2집속전극 재질의 열팽창계수가 제어전극 재질의 열팽창계수보다 작거나 같고, 상기 스크린 전극 재질의 열팽창계수가 제2집속전극 재질의 열팽창 계수보다 작거나 같다.

본원 발명의 또 다른 특징의 칼라 음극선관용 전자총은, 삼극부를 이루는 캐소오드, 제어전극 및 스크린 전극과, 전자렌즈를 형성하는 제1,2,3집속전극을 포함하고, 상기 제어전극 재질의 열팽창계수가 스크린 전극 재질의 열팽창계수 보다 작거나 같고, 상기 2집속전극 재질의 열팽창계수가 스크린전극 재질의 열팽창계수 보다 작은 것을 그 특징으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 칼라 음극선관용 전자총은, 삼극부를 이루는 캐소오드, 제어전극 및 스크린 전극과, 전자렌즈를 형성하는 제1,2,3집속전극을 포함하고, 상기 제어전극과 제2집속전극 재질의 열팽창계수가 같고, 스크린 전극 재질의 열팽창계수는 제2집속전극 재질의 열팽창계수 보다 작은 것을 그 특징으로 한다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 한 바람직한 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.

제1도에는 본 발명에 따른 음극선관용 전자총이 도시되어 있는바, 이는 전치 삼극부를 이루는 캐소오드(k), 제어전극(G1) 및 스크린 전극(G2)과, 전자빔을 집속 및 가속하기 위한 전자렌즈를 형성하는 제1,2,3집속전극(G3)(G4)(G5)들과, 상기 제2집속전극(G4)과 인접되게 설치된 주 전자렌즈를 및 최종가속 전극(G6)을 구비하여 구성된다.

상기 전자총에 있어서, 집속전극의 수는 제1,2,3집속전극으로 한정되지 않고 전자빔을 다단으로 집속하기 전자렌즈의 형성상태에 따라 늘릴 수 있다. 그리고 상기 각 전극에는 적, 녹, 청색의 형광체를 여기시키기 위한 각각의 전자빔(이하 R,G,B전자빔이라 약칭함)이 통과하는 세 개의 전자빔 통과공이 인라인 상으로 형성된다. 상기 전자빔 통과공의 상기 전극들의 사이에 형성되는 전자렌즈의 크기에 따라 달라질 수 있으며, 전극에 따라 단일의 대구경 전자빔 통과공이 형성되어 세 전자빔이 공히 통과하는 대구경 전자렌즈를 형성할 수도 있다.

상기와 같이 전자총을 구성하는 각 전극들은 열적 평형상태가 이루어지기 전까지 열팽창된다. 이 전극의 열팽창에 따른 전자빔의 드리프트 현상은 상기 제어전극(G1)과 제1집속전극(G3)에 의해 전자빔이 이동되는 제1방향과, 스크린 전극(G2)과 제2집속전극(G4)에 의해 전자빔이 이동되는 제2방향으로 이루어지는데, 이들의 이동방향은 상호 반대를 이룬다. 따라서 각 전극들은 열팽창에 따른 전자빔의 이동을 감안하여 소정의 열팽창계수를 갖는 재질(material)을 이용하여 제작되는데, 각 전극을 이루는 재질들의 열팽창 계수(coefficient of thermal expansion)의 관계를 살펴보면 다음과 같다.

상기 스크린 전극(G2)를 이루는 재질의 열팽창계수(C2)가 제어전극(G1)을 이루는 재질의 열팽창계수(C1) 보다 작은 재질로 제작된다(C1 > C2). 상기 스크린 전극(G2)는 스테인레스 강(약 14% NI 합금 SUS)로 이루어지고 상기 제어전극(G1)은 니켈(42% 니켈 합금)로 이루어진다. 여기에서 상기 스크린 전극(G2)과 제2집속전극(G4)은 열팽창계수(C2,C4)가 같은 재질( C1 > C2=C4)로 제작할 수 있다. 상기 제2집속전극(G4)과 스크린 전극(G2)은 열팽창계수(C4)(C2)가 같거나 제2집속전극(G4)의 열팽창계수(C4)가 스크린 전극(G2)의 열팽창계수(C2) 보다 큰 재질을 이용하여 제작하고, 제2집속전극(G4)의 열팽창계수(C4)는 제어전극(G1)의 열팽창계수(C1) 보다 작은 재질을 이용하여 제작할 수 있다.(C1>C4≥C2)

그리고 본원 발명의 다른 실시예로서는 상기 전자총에 있어서, 제2집속전극(25) 재질의 열팽창계수(C4)와 제어전극(G1) 재질의 열팽창계수(C1)는 같고, 상기 스크린 전극(G2) 재질의 열팽창계수(C2)가 제2집속전극(G4) 재질의 열팽창 계수(C4)보다 작다.( C2< C4=C1)

상기 전자총에 있어서, 상기 제어전극(22)을 이루는 재질의 열팽창계수(C1)가 스크린 전극(G2)이루는 재질의 열팽창계수(C2) 보다 크거나 같고, 상기 2집속전극(G4)을 이루는 재질의 열팽창계수(C4)가 스크린전극(G2)을 이루는 재질의 열팽창계수(C2) 보다 작게 할 수 있다.(C1≥ C2 > C4)

또한 전자총에 있어서, 상기 제어전극(G1)과 제2집속전극(G4)를 이루는 재질의 열팽창계수(C1,C4)는 같고, 스크린 전극(G2)의 열팽창계수(C2)는 제2집속전극(G4)을 이루는 재질의 열팽창계수(C4) 보다 작게 형성할 수도 있다.(C1=C4 >C2)

그리고 상기 전자총을 이루는 각 전극에는 소정의 전압이 인가되는데, 이 전압은 전자빔을 집속 및 가속하기 위한 전자렌즈의 형성상태에 따라 다양한 패턴으로 인가할 수 있다. 예컨데, 제어전극과 스크린 전극에는 서로다른 정전압이 인가되고, 상기 제1,3집속전극에는 정전압 보다 높은 포커스 전압이 인가될 수 있으며, 상기 제2집속전극에는 상기 포커스 전압보다 낮은 정전압이 인가될 수 있으며, 상기 최종가속전극에는 음극선관의 내부도전막과 동일한 에노우드 전압이 인가될 수 있다.

이와 같이 구성된 칼라 음극선관용 전자총의 작용을 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 음극선관용 전자총은 각각의 전극에 소정의 전위가 인가됨에 따라 각 전극들의 사이에 전자빔 통과공에 의한 전자렌즈가 형성됨과 아울러 히이터에 의해 전자방사물질이 가열되어 열전자를 방출하게 된다. 상기와 같이 캐소오드(K)로부터 방출된 전자빔은 상기 전자렌즈를 통과하면서 집속 및 가속되어 형광막에 랜딩됨으로써 형광체를 여기시킨다.

이 과정에서 전자총을 이루는 제어전극(G1) 및 스크린전극(G2)과 제1,2,3집속전극(G3)(G4)들은 전자방사물질을 가열하기 위한 히터와 전자빔 및 전자빔을 편향시키기 위한 편향요오크에 의해 가열됨으로써 열팽창된다. 상술한 바와 같은 열팽창은 음극선관의 작동후 각 전극들의 열적 평형상태가 이루어지는 1시간 이상 계속된다.

이 과정에서 각 전극에 형성된 전자빔 통과공은 전극의 열팽창에 따라 위치가 이동됨으로써 전극들 사이의 전자빔 통과공 들에 의해 형성된 전자렌즈를 통과한 전자빔이 전자빔 통과공의 이동방향으로 이동되는 드리프트(drift) 현상이 발생된다. 이러한 드리프트 현상은 크게 두방향으로 이루어지는데, 상기 제어전극(G1)은 열팽창계수(C1)가 상대적으로 큰 스테인레스 강(14% Ni 합금)으로 이루어지고, 상기 스크린 전극(G2)은 스테인레스 스틸보다 열팽창계수(C2)가 낮은 니켈(42%Ni 합금)로 이루어져 있으므로 이들의 열팽창량에 따른 전자빔 통과공의 상대 이동으로 전자빔의 드리프트 량이 상호 상쇄된다.

본 발명인은 실시예로서 제어전극(G1) 및 스크린 전극(G2)과 제2집속전극(G4)을 열팽창계수가 다른 재질로 만든 것을 조합하여 실험한 결과 도 3 내지 도 7에 도시된 바와 같은 그래프를 얻었다.

도 2에 도시된 바와 같이 제어전극(G1) 재질의 열팽창계수(C1)가 스크린전극(G2) 재질의 의 열팽창계수(C2) 보다 큰 전자총의 경우 제어전극(G1)과 스크린 전극(G2) 재질의 열팽창계수가 같거나 제어전극에 비하여 스크린 전극 재질의 열팽창계수가 큰 전자총(C1≤C2)에 비하여 전자빔의 드리프트 현상의 가장 짧은 시간내에 안정화 되는 것을 알 수 있었다.

그리고 도 3에 도시된 바와 같이 제어전극(G1) 재질의 열팽창계수(C1)가 제2집속전극(G4) 재질의 열팽창계수(C4) 보다 크게하고 스크린전극(G2) 재질의 열팽창계수(C2)를 제2집속전극(G4) 재질의 열팽창계수(C4)의 보다 작거나 같도록한 전자총이(C1>C4, C2≤C4)이 제어전극(G1) 지질의 열팽창계수를 제2집속전극(G4) 재질의 열팽창계수 보다 크게하고 제2집속전극(G4) 재질의 열팽창계수가 스크린 전극(G2) 재질의 열팽창계 보다 작은 전자총(C1>C4, C2>C4)에 비하여 전자빔의 이동량이 작고 전자빔의 드리프트 현상이 짧은시간내에 안정되는 것을 알 수 있다.

그리고 도 4에 도시된 바와 같이 제어전극(G1)의 재질을 스크린 전극(G2)을 이루는 재질의 열팽창계수(C2)보다 작은 열팽창계수를 갖는 재질로 형성하고 상기 제2집속전극(G4)을 스크린 전극을 이루는 재질의 열팽창계수(C2)보다 큰 열팽창계수를 갖는 재질로 제작한 전자총(C1>C2<C4)에 비하여 제어전극(G1)을 스크린 전극(G2)을 이루는 재질의 열팽창계수(C2)보다 큰 재질로 형성하고, 상기 제2집속전극(G4)을 스크린 전극을 이루는 재질의 열팽창계수(C2)보다 작은 열팽창계수를 갖는 재질로 제작한 전자총(C1>C2>C4)이 초기 전자빔의 드리프트량이 작음을 알 수 있다.

또한 본 발명인의 실험에 의하면, 도 5에 도시된 바와 같이 제어전극(G1)과 스크린전극(G2)를 열팽창계수가 같은 재질을 이용하여 제작한 전자총(C1=C2<C4)에 비하여 제어전극(G1)과 스크린전극(G2)를 열팽창계수(C1=C2)가 같은 재질을 이용하여 제작하고 제2집속전극(G4)을 스크린전극의 열팽창계수보다 팽창계수를 갖는 재질을 제작한 전자총(C1=C2>C4)이 초기 열팽창에 전자빔의 드리프트 현상이 0.15mm 이하로 작게 나타남을 알 수 있었다.

그리고 도 6에 도시된 바와 같이 스크린 전극(G2)를 이루는 재질의 열팽창계수(C2)가 제어전극(G1)를 이루는 재질의 열팽창계부(C1)보다 크고 상기 제2집속전극(G4)를 이루는 재질의 열팽창계수(C4)와 제어전극을 이루는 재질의 열팽창계수(C1)이 같은 전자총(C2>C1=C4)의 경우 전자빔의 드리프트 현상이 ±0.5mm 이내에서 안정화됨을 알 수 있었다.

도 7에는 제어전극(G1)과 스크린전극(G2)를 이루는 재질의 열팽창계수(C1)(C2)가 같고 스크린 전극을 이루는 열팽창계수(C2)보다 제2집속전극 재질의 열팽창계수(C4)가 작은 저자총(C1=C2>C4)과, 제어전극(G1)과 스크린전극(G2)를 이루는 재질의 열팽창 계수(C1)(C2)가 같고 스크린 전극(G2)를 이루는 재질의 열팽창계수(C2)보다 제2집속전극(G4) 재질의 열팽창계수(C4)가 작은 전자총과, 제어전극(G1)과 스크린전극(G2)를 이루는 재질의 열팽창 계수(C1)(C2)가 같고 스크린 전극(G2)를 이루는 재질의 열팽창계수(C2)보다 제2집속전극(G4) 재질의 열팽창계수(C4)가 큰 전자총(C1=C2<C4)의 열팽창에 따른 초기 드리프트량을 실험한 결과이다.

그래프에 나타내 보인 바와 같이 C4>G1=G2 인 경우 전극들의 열팽창에 따른 전자빔의 드리프트 량이 ±0.3mm 이내인 것을 알 수 있었다.

제어전극(G1)과 스크린 전극(G2)를 동일한 재질로 할 때 제2집속전극(G4)의 재질을 14% 정도의 Ni 함유량을 갖는 합금(스테인레스강)의 열팽창계수와 41Ni 의 열팽창계수 중간정도의 열팽창계수를 갖는 재질을 사용하면 이상의 콘버어젼스 드리프트를 실현할 수 있을 것이다. 다만 실용적인면에서 ±0.2mm 이내의 제어를 위해 14% Ni SUS의 열팽창계수는 42Ni 합금과 200℃ ± 100℃ 기준으로 10배 정도되므로 제어전극과 스크린전극의 재질이 동일할때에 때에 열팽창계수는 제어전극과 스크린전극의 3배 내지 8배의 열팽창율을 갖는 제2집속전극의 사용이 유용하다 할 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 칼라 음극선관용 전자총은 전자총을 구성하는 전극을 열팽창계수가 다른 재질을 이용함으로써 음극선관의 초기 구동시 전자총의 전극이 열적평형상태에 도달하는 동안 전자빔의 드리프트 현상을 줄일 수 있으며, 나아가서는 콘버어젼스 특성을 향상시킬 수 있는 이점을 가진다.

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

삼극부를 이루는 캐소오드, 제어전극 및 스크린 전극과, 전자렌즈를 형성하는 제1,2집속전극을 포함하고, 상기 스크린 전극을 이루는 재질의 열팽창계수가 제어전극을 이루는 전극들중의 적어도 한 전극재질의 열팽창계수보다 작은 것을 특징으로 하는 칼라 음극선관용 전자총.
제1항에 있어서, 상기 스크린 전극과 제2집속전극을 이루는 전극들중 한 개이상의 전극재질과 열팽창계수가 같은 것을 특징으로 하는 칼라 음극선관용 전자총.
제1항에 있어서,

상기 제2집속전극과 스크린 전극을 이루는 전극들중 한 개 이상의 전극재질의 열팽창 계수는 같고, 제2집속전극을 이루는 전극들중 한 개 이상의 전극재질의 열팽창계수가 상기 제어전극을 이루는 재질의 열팽창 계수보다 작은 것을 특징으로 하는 칼라 음극선관용 전자총.
삼극부를 이루는 캐소오드, 제어전극 및 스크린 전극과, 전자렌즈를 형성하는 제1,2집속전극을 포함하고, 상기 제2집속전극을 이루는 전극들중 한 개 이상의 전극재질의 열팽창계수가 제어전극을 이루는 재질의 열팽창계수보다 작거나 같고, 상기 스크린 전극을 이루는 재질의 열팽창계수가 제2집속전극을 이루는 전극들중 한 개 이상의 전극 재질의 열팽창 계수보다 작거나 같은 것을 특징으로 하는 칼라 음극선관용 전자총.
삼극부를 이루는 캐소오드, 제어전극 및 스크린 전극과, 전자렌즈를 형성하는 제1,2집속전극을 포함하고, 상기 제어전극을 이루는 재질의 열팽창계수가 스크린 전극을 이루는 재질의 열팽창계수 보다 작거나 같고, 상기 2집속전극을 이루는 전극중 한 개 이상의 전극재질의 열팽창계수가 스크린전극을 이루는 재질의 열팽창계수 보다 작은 것을 특징으로 하는 칼라 음극선관용 전자총.
삼극부를 이루는 캐소오드, 제어전극 및 스크린 전극과, 전자렌즈를 형성하는 제1,2집속전극을 포함하고, 상기 제어전극과 제2집속전극를 이루는 전극들중 한 개 이상의 전극재질의 열팽창계수가 같고, 스크린 전극을 이루는 재질의 열팽창계수는 제2집속전극을 이루는 재질의 열팽창계수 보다 작은 것을 특징으로 하는 칼라 음극선관용 전자총.
삼극부를 이루는 캐소오드, 제어전극 및 스크린 전극과, 전자렌즈를 형성하는 제1,2집속전극을 포함하고, 상기 제어전극과 스크린 전극의 열팽창계수가 같고 제2집속전극을 이루는 전극들중 전극재질의 열팽창계수가 스크린 전극의 열팽창계수의 3배 내지 8배인 것을 특징으로 하는 칼라 음극선관용 전자총.