KR20000074316A - 칼라음극선관의 인라인형 전자총 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 조립특성을 향상시키고, 비점수차 등의 수차 성분을 보상할 수 있어 화면전체의 포커스 특성을 크게 향상시킬 수 있는 칼라음극선관의 인라인형 전자총을 제공한다.
그 전자총은, 형광면을 향해 3개의 전자빔을 발생시키는 전자빔 발생수단과 3개의 전자빔을 형광면에 집속시키기 위한 대구경 메인렌즈를 구비하는 칼라음극선관용 전자총에 있어서, 상기 메인렌즈는 집속전극부(6)와 가속전극부(7) 사이에서 형성되며, 상기 각각의 전극부(6,7)내에는 3개의 전자빔 통과공이 인-라인(IN-LINE)으로 배열된 전극판(9,10)이 전자빔 통과축에 대해 수직으로 배치되고, 상기 전극판 중 적어도 하나는 중앙 전자빔 통과공의 형상이 전자빔 통과축에 대해 수직 선대칭으로 키홀 형상으로 형성되고, 양 사이드 전자빔 통과공은, 전자빔 통과축의 수직선에 대해 비대칭으로, 적어도 2종류이상의 반경을 가지는 복수의 원호와 그 원호들이 연결되어 형성된 것을 특징으로 한다.

Description

칼라음극선관의 인라인형 전자총{Electron gun for color cathode ray tube}
본 발명은, 칼라음극선관의 인라인형 전자총에 관한 것으로, 더상세히는 전자총의 메인 렌즈사이에 적용되는 비점수차 등의 수차보정용 전계보정판에 관한 것으로서, 종래의 타원형 형상의 적용에 따른 조립오차를 보완하고자 중앙은 키홀형상으로 하고 사이드는 비대칭 원형으로 한 전계보정판을 두어 조립특성 및 포커스 특성을 개선한 칼라음극선관의 인라인형 전자총에 관한 것이다.
최근 음극선관용 전자총의 경우 전자총의 해상도 특성을 개선하기 위하여 인-라인(IN-LINE)형 전자총의 주 렌즈(LENS)를 종래의 세퍼레이트(SEPARATE)형에서 공통형 림 렌즈(RIM LENS)(8)화하고 메인 렌즈(MAIN LENS)구경을 대구경화하여 적용 하고 있다.
이러한 대구경화 전자총의 적용에 따라 수평부 및 수직부 홀(HOLE) 개구차이로 인해 주렌즈가 비대칭화됨으로서 수평부 및 수직부의 집속력차이로 수차가 발생하고 전자빔이 왜곡되는 문제점이 있었다.
즉, 주 렌즈에서 비점수차 및 코마(COMA)수차가 발생되어 전자총의 포커스(FOCUS)특성에 악영향을 미치는 문제점이 발생했다.
이러한 수차를 보상하기 위해 주 렌즈부에 도 2와 같은 전계 보정판을 대 구경 메인 렌즈(MAIN LENS)(8)사이에 적용하여 수차를 보상하는 방법이 현재 널리 사용되고 있다.
통상의 전계 보정판 전극의 경우 3개의 통과공이 인-라인(IN-LINE)으로 배열되어 있고 통과공의 홀(HOLE)형상을 도 3에 도시된 바와 같이 타원형(11)화하여 배치시킴으로써 횡방향과 종방향의 렌즈 세기를 조절하여 메인 렌즈(MAIN LENS)에서의 수차를 조정, 보상해 왔다.
그러나, 이러한 렌즈에서의 수차 보정을 명확히하고 전자총 성능을 향상시키기 위해서는 전극 보정판(9,10)의 조립정도를 높일 필요가 있다.
그러나 종래 적극 보정판의 경우 홀(HOLE)형상이 타원형(11)임에 따라 정확한 위치에 조립이 되지않음에 따라 전체 포커스(FOCUS)성능이 열화되는 문제점이 있었다.
이와 같은 문제점을 보완하고자 일본특허 평6-75378의 경우 전계보정판 전극의 중앙의 홀(HOLE)형상만 타원형으로 하고 양측 통과공을 원형으로 하여 전자총의 조립특성을 보완했거나 이러한 전계보정판 적용시 사이드 빔(SIDE BEAM)의 비점수차를 보상하는 것이 힘들고 따라서 메인 렌즈(MAIN LENS)의 전극 구조를 기존대비 복잡화하게 해야 하는 문제점이 있었다.
또한, 미합중국 특허 제4,583,024호(1986. 4.1.특허됨)에 개시된 칼라음극선관용 인라인형 전자총에 있어서는 별도의 부품없이 비점수차를 개선하기 위해 2개의 전극으로 형성되는 메인렌즈에 각각 분리된 3개의 인라인형 애퍼처가 형성되고, 그 각각이 포커스 렌즈의 일부를 변형시키는 형상으로 형성되어 적어도 부분적으로 비점수차를 보상하며, 양측의 애퍼처는 최초 전자빔의 궤적에 수직으로서 각 전자빔 축에 대해 비대칭적으로 형성된다. 그러나, 이 경우에도 부분적으로 비점수차가 보상될 뿐, 큰 효과가 없었다.
따라서, 본 발명은, 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 조립특성을 향상시키고, 비점수차 등의 수차 성분을 보상할 수 있어 화면전체의 포커스 특성을 크게 향상시킬 수 있는 칼라음극선관의 인라인형 전자총을 제공하는 데에 그 목적이 있다.
도 1은 본 발명에 적용된 음극선관용 전자총의 구성도,
도 2는 본 발명에 적용된 메인 렌즈(MAIN LENS)부 전극도,
도 3은 종래의 메인 렌즈(MAIN LENS)부 전계 보정판 전극도,
도 4는 본 발명에 적용된 메인 렌즈(MAIN LENS)부 전계 보정판 전극도,
도 5는 본 발명에 적용된 또다른 형상의 메인 렌즈(MAIN LENS)부 전계 보정판 전극도,
도 6a는 종래의 전자빔의 스포트 형상도이고 도 6b는 본 발명에 의한 스포트 형상도.
*도면의 주요부호의 설명*
1: 캐소오드(CATHODE)2: 제어 전극3: 스크린(SCRIIN)전극
4: 포커스(FOCUS)전극5: 스크린 전극6: 포커스 전극
7: 가속 전극8: 본발명에 적용된 메인 렌즈 전극
9,10: 전계 보정판 전극11: 종래의 전계 보정판 전극
12,13,14,15,16,17: 본 발명에 적용된 전계보정판 전극의 홀
이러한 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 칼라음극선관의 인라인형 전자총은, 형광면을 향해 3개의 전자빔을 발생시키는 전자빔 발생수단과 3개의 전자빔을 형광면에 집속시키기 위한 대구경 메인렌즈를 구비하는 칼라음극선관용 전자총에 있어서, 상기 메인렌즈는 집속전극부와 가속전극부 사이에서 형성되며, 상기 각각의 전극부내에는 3개의 전자빔 통과공이 인-라인으로 배열된 전극판이 전자빔 통과축에 대해 수직으로 배치되고, 상기 전극판 중 적어도 하나는 중앙 전자빔 통과공의 형상이 전자빔 통과축에 대해 수직 선대칭으로 키홀 형상으로 형성되고, 양 사이드 전자빔 통과공은, 전자빔 통과축의 수직선에 대해 비대칭으로, 적어도 2종류이상의 반경을 가지는 복수의 원호와 그 원호들이 연결되어 형성된 것을 특징으로 한다.
상기 전극부 내에 위치한 전극판의 양 사이드 전자빔 통과공의 형상은 중앙홀에서 가까운쪽 원호의 반경이 중앙홀에서 먼쪽 원호의 반경보다 작은 것이 바람직하며, 또, 상기 전극부 내에 위치한 전극판의 양 사이드 전자빔 통과공을 구성하는 원호들의 연결이 짝수의 직선으로 구성되는 것이 바람직하다.
또, 상기 전극부 내에 위치한 전극판의 양 사이드 전자빔 통과공의 형상이 중앙홀에서 가까운쪽은 키홀 형상이고, 중앙홀에서 먼쪽은 원호형상인 것이 바람직하며, 상기 양 사이드 전자빔 통과공의 형상이 전자빔 통과축의 수직선을 중심으로 일측은 키홀 형상이고, 타측은 원호인 것이 바람직하다.
또한, 상기 집속전극부내에 위치한 전극판의 3개의 전자빔 통과공을 구성하는 원호들의 반경이, 상기 원호들과 각각 대응하는 위치의 상기 가속전극부내의 전극판의 전자빔 통과공의 원호들의 반경보다 각각 더 작은 것이 바람직하고, 상기 집속전극부내에 위치한 전극판의 3개의 전자빔 통과공의 형상이 모두 키홀일 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 4에는 본 발명의 일실시예에 따라 메인 렌즈(MAIN LENS)부 전계보정판 전극(9,10)의 홀(12,13,14,15)의 형상이 도시되고, 도 5에는 본 발명의 다른 실시예에 따른 메인 렌즈(MAIN LENS)부 전계보정판 전극(9,10)이 홀(16,17)의 형상이 도시된다.
본 발명에 적용되는 칼라 음극선관용 인-라인(IN-LINE)형 전자총의 전계보정판 전극(9,10)은, 도 4에서 전자빔이 통과하는 3개의 통과공의 홀(HOLE)형상중 센터(CENTER)부는 키홀(KEYHOLE)(12,14) 형상이고, 사이드(SIDE)부는 비대칭 원호형 홀(13,15) 형상으로 구성하여 전자총의 조립정도를 높이는 것은 물론, 사이드 홀(SIDE HOLE)의 비대칭 원호형으로 인하여 전자총에서 발생하는 비점수차 및 코마(COMA)수차 등의 수차를 보상함으로써 전자총의 포커스(FOCUS) 특성을 향상한 것이다.
도 1은 본 발명에 의한 칼라 음극선관용 인-라인(IN-LINE)형 전자총의 실시예의 구성도이다. 여기에서 도 1에 표시한 주 렌즈부는 도 2에 표시한 인-라인(IN-LINE)형 전자총의 제5전극의 집속전극 및 제6전극으로 상세히 도시되어 있다.
도 1에서 인-라인(IN-LINE)형 전자총은 전자를 방출하는 캐소우드(CATHODE)(1), 제1전극(2), 제2전극(3), 제3전극(4), 제4전극(5), 제5전극(6)의 집속전극과 제6전극(7)의 가속전극으로 구성되어 있다.
음극선관의 캐소우드(1)에는 약 0∼100V의 전압이 인가되고 제1전극(2)은 어스(EARTH)되고 제2전극(3)과 제4전극(5)은 400∼800V의 전압이 인가되고 제3전극(4)와 제5전극(6)은 5∼8KV의 전압이, 제6전극(7)은 20∼30KV의 고압이 인가된다.
일반적인 전자총의 경우 화면중앙에서 전자빔이 집속되어도 화면주변부에서는 판넬(PANEL)의 곡률과 전자빔의 거리차로 인해 전자빔이 한곳에 집중되지 않고, 집속전극(6) 및 가속전극(7)인 림 메인 렌즈(RIM MAIN LENS)의 렌즈 배율차이로 인해 전자빔의 스폿이 커지고 화상의 해상도가 나빠지는 문제점이 있다.
종래의 전자총의 경우 이러한 전계의 비대칭을 보상하기 위해 전계보정판의 홀 형상을 도 3에서와 같이 타원(11)화해서 새로운 비대칭 렌즈를 형성 림 렌즈(RIM LENS)의 수차를 역 보상했으나, 타원형 전계보정판(9,10)의 경우 전자총의 조립지그의 로드(ROD)가 원형인 관계로 전자총의 조립이 불리하고 전계보정판(9,10)이 정확한 위치에 위치하지 않음에 따라 원하는 전자총의 해상도를 열화시키는 문제점이 있었다.
따라서, 본발명에서는 이러한 종래의 문제점을 개선하고자 전계보정판(9,10)의 통과공을 도 4 및 도 5에 도시한 것처럼 센터 홀(12,14)을 키홀(KEYHOLE)형상으로 하고, 사이드 홀(13,15)의 형상을 비대칭 원호 형상으로 하였다.
즉, 상기 메인렌즈는, 집속전극부(6)와 가속전극부(7) 사이에서 형성되며, 상기 각각의 전극부(6,7)내에는 3개의 전자빔 통과공이 인-라인(IN-LINE)으로 배열된 전극판(9,10)이 전자빔 통과축에 대해 수직으로 배치되고, 상기 전극판 중 적어도 하나는 중앙 전자빔 통과공의 형상이 전자빔 통과축에 대해 수직 선대칭으로 키홀 형상으로 형성되고, 양 사이드 전자빔 통과공은, 전자빔 통과축의 수직선에 대해 비대칭으로, 적어도 2종류이상의 반경을 가지는 복수의 원호와 그 원호들이 연결되어 형성된
이것을 좀더 상세히 설명하면, 제6전극(7)내 발산전극의 전계보정판 전극(10)의 사이드 홀(15)의 원호를 제5전극(6)인 집속 전계보정판 전극(9)의 사이드 홀(13,17)보다 반경(R)을 크게 함으로서 수차를 조정 및 보상하는 시스템으로서 이와 같은 비대칭 렌즈로 사이드 빔의 수차 보상이 가능하고 화면 전체의 포커스(FOCUS)성능이 개선되었다. 즉, 상기 전극부 내에 위치한 전극판의 양 사이드 전자빔 통과공의 형상은 중앙홀에서 가까운쪽 원호의 반경이 중앙홀에서 먼쪽 원호의 반경보다 작게 형성된다.
도 4의 경우 또 다른 집속 렌즈 전계보정판 전극(9)의 홀(16,17)형상을 나타낸 것으로 도 3의 집속 전계보정판 전극(9)의 홀(12,13)의 구조와 같은 역할을 하는 또 다른 실시예를 도시한 것이다.
이와 같은 본 실시예의 전계보정판 전극(9,10)을 적용한 전자총의 경우 전계 보정판 전극의 홀형상이 원형임에 따라 기존의 조립치구를 적용한 때에도 종래와 대비하여 상대적으로 조립정도가 양호해지고 또, 원형의 통과공 및 비대칭 반경(R)의 홀(13,15)의 홀형상에 의해 수차 보정이 가능하고 이에 의해 주 렌즈 인 메인 렌즈(8)의 설계가 용이하다.
또, 도 4 및 도 5에서 상기 전극부 내에 위치한 전극판의 양 사이드 전자빔 통과공을 구성하는 원호들의 연결이 짝수의 직선으로 구성된다.
이 경우, 상기 전극부 내에 위치한 전극판의 양 사이드 전자빔 통과공의 형상이 중앙홀에서 가까운쪽은 키홀 형상이고, 중앙홀에서 먼쪽은 원호형상으로 구성된다. 또, 상기 양 사이드 전자빔 통과공의 형상이 전자빔 통과축의 수직선을 중심으로 일측은 키홀 형상이고, 타측은 원호 형상으로 형성된다.
또한, 상기 집속전극부(6)내에 위치한 전극판(9)의 3개의 전자빔 통과공을 구성하는 원호들의 반경이, 상기 원호들과 각각 대응하는 위치의 상기 가속전극부(7)내의 전극판(10)의 전자빔 통과공의 원호들의 반경보다 각각 더 작게 형성될 수 있으며, 또는, 상기 집속전극부(6)내에 위치한 전극판의 3개의 전자빔 통과공의 형상이 모두 키홀 형상으로 형성될 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명을 적용한 칼라 음극선관용 전자총에서 메인렌즈(8) 사이의 전계보정 전극판(9,10)의 3개의 통과공을 종래의 타원형(11)에서 키홀(KEYHOLE)형상의 홀(12,14) 및 비대칭 원호형상의 홀(13,15)로 구성함으로서 전자총 조립특성을 향상시키고 비대칭 원형 렌즈 적용으로 주 렌즈에 발생하는 수차 성분을 역 보상함으로서 화면전체의 포커스(FOCUS) 특성이 개선되게 된다.
또한, 차지(charge) 및 내압특성에 있어서도 개선되었다. 기존 메인렌즈전극의 경우 구면수차 축소 때문에 수직 홀을 키우기 위해 피어싱(Piercing) 방향을 반대방향으로 둠에 따라 버어(Burr)가 많이 발생하고, 이에 따른 내압특성의 불리하게 되었으나, 피어싱 방향을 반대방향으로 변경함으로써 개선되었고, 또한 메인렌즈전극에 버링이 없고 전극과 네크내면의 거리가 가까움에 따라 메인렌즈의 갭(Gap)사이에서 일부 전자가 네크 내벽으로 빠져 나감에 따른 전하 드리프트(Charge Drift)의 불리함을 메인렌즈전극에 버링(Burring)을 1.2mm 추가함으로써 전하차지(charge) 드리프트의 불리함을 개선하였다.
또한, 포커스 품위에 있어서, 전자빔의 H 및 V방향의 코어 크기를 증가시키고 메인렌즈전극 변경에 따른 어스티그 플레이트(Astig. Plate) 전극의 형상을 변경시킴으로써 비점수차를 축소할 수 있었으며, 전극간 갭을 변경시켜 H 및 V 방향의 스포트 크기를 최적화시킬 수 있게 되며, IK=120㎂, IK=200㎂로의 설계 결과, 종래의 것과 개선품을 대비하면 다음과 같게 나타났다.
종래의 것은 다음과 같았다. 즉,
IK=120㎂(종래)
상술한 조건에서 본 발명에 따른 개선품은 다음과 같았다.
IK=120㎂(개선품)
SPOT SIZE(mm) FOCUS전압(Volt) CEMTER BEAM OUTER BEAM
5% EDGE 5% EDGE Centroid
6650 0.446/0.486 0.793/1.211 4.87
6700 0.236./0.446 0.610/1.118 0.370/0.460 0.721/1.267 4.88
6750 0.228/0.426 0.550/1.111 0.314/0.481 0.648/1.334 4.89
6800 0.205/0.405 0.478/1.121 0.327/0.481 0.572/1.368 4.89
6850 0.226/0.398 0.390/1.154 0.321/0.497 0.505/1.391 4.90
6900 0.251/0.409 0.328/1.182 0.343/0.520 0.486/1.406 4.91
6950 0.295/0.435 0.356/1.199
IK=200㎂(종래)
SPOTSIZE(mm)FOCUS전압(Volt) CENTER BEAM OUTER BEAM
5% EDGE 5% EDGE Centroid
6100 0.322/0.582 0.918/0.892 0.417/0.560 0.807/1.064 4.92
6150 0.242/0.600 0.749/0.927 0.413/0.589 0.757/1.018 4.93
6200 0.263/0.637 0.617/0.906 0.407/0.617 0.707/1.050 4.94
6250 0.291/0.672 0.484/.0932 0.452/0.641 0.677/1.022 4.95
IK=200㎂(개선품)
SPOT SIZE(mm) FOCUS전압(Volt) CENTER BEAM OUTER BEAM
5% EDGE 5% EDGE Centroid
6650 0.276/0.401 0.653/1.072 0.351/0.548 0.789/1.073 4.87
6700 0.232/0.426 0.535/1.092 0.330/0.579 0.687/1.112 4.88
6750 0.259/0.449 0.444/1.100 0.356/0.597 0.578/1.127 4.89
6800 0.290/0.484 0.374/1.114 0.379/0.626 0.501/1.461 4.90
6850 0.344/0.515 0.424/1.081
또한, 그 형상도는 도 6a 및 도 6 b에 도시된 바와 같다. 즉, 도 6a는 종래의 전자빔의 스포트 형상도으로서, 포커싱이 약한 반면, 도 6b는 본 발명에 의한 스포트 형상도로서 전자빔의 코어(core) 성분을 키우고 할로(halo) 성분을 줄임으로서 종래 전자총 대비 양호한 포커싱이 이루어져 크게 개선된 스폿(spot) 특성을 얻을 수 있었다.
이상과 같이 본 발명의 실시예들에 다른 칼라음극선관의 인라인형 전자총의 구성과 작용에 의하면, 메인 렌즈(8) 사이의 전계보정 전극판(9,10)의 3개의 통과공을 중앙의 키홀 형상과, 양 사이드의 비대칭원형(13,15)에의해 전자총 조립특성 및 주 렌즈의 수차 성분의 역 보상에 의한 화면전체의 포커스(FOCUS) 특성을 개선시키는 등의 효과가 있다.
이상에서 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 몇가지 실시예들에 의해 구체적으로 설명하였지만. 본 발명은 이에 의해 제한된 것은 아니고, 당업자의 통상적인 지식의 범위 내에서 그 변형이나 개량이 가능하다.

Claims (7)

  1. 형광면을 향해 3개의 전자빔을 발생시키는 전자빔 발생수단과 3개의 전자빔을 형광면에 집속시키기 위한 대구경 메인렌즈를 구비하는 칼라음극선관용 전자총에 있어서,
    상기 메인렌즈는, 집속전극부(6)와 가속전극부(7) 사이에서 형성되며, 상기 각각의 전극부(6,7)내에는 3개의 전자빔 통과공이 인-라인(IN-LINE)으로 배열된 전극판(9,10)이 전자빔 통과축에 대해 수직으로 배치되고, 상기 전극판 중 적어도 하나는 중앙 전자빔 통과공의 형상이 전자빔 통과축에 대해 수직 선대칭으로 키홀 형상으로 형성되고, 양 사이드 전자빔 통과공은, 전자빔 통과축의 수직선에 대해 비대칭으로, 적어도 2종류이상의 반경을 가지는 복수의 원호와 그 원호들이 연결되어 형성된 것을 특징으로 하는 칼라음극선관용 인라인형 전자총.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 전극부 내에 위치한 전극판의 양 사이드 전자빔 통과공의 형상은 중앙홀에서 가까운쪽 원호의 반경이 중앙홀에서 먼쪽 원호의 반경보다 작은 것을 특징으로 하는 칼라음극선관용 인라인형 전자총.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 전극부 내에 위치한 전극판의 양 사이드 전자빔 통과공을 구성하는 원호들의 연결이 짝수의 직선으로 구성되는 것을 특징으로 하는 칼라음극선관용 인라인형 전자총.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 전극부 내에 위치한 전극판의 양 사이드 전자빔 통과공의 형상이 중앙홀에서 가까운쪽은 키홀 형상이고, 중앙홀에서 먼쪽은 원호형상인 것을 특징으로 하는 칼라음극선관용 인라인형 전자총.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 양 사이드 전자빔 통과공의 형상이 전자빔 통과축의 수직선을 중심으로 일측은 키홀 형상이고, 타측은 원호인 것을 특징으로 하는 칼라음극선관용 인라인형 전자총.
  6. 제1 항 내지 제 5 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 집속전극부(6)내에 위치한 전극판(9)의 3개의 전자빔 통과공을 구성하는 원호들의 반경이, 상기 원호들과 각각 대응하는 위치의 상기 가속전극부(7)내의 전극판(10)의 전자빔 통과공의 원호들의 반경보다 각각 더 작은 것을 특징으로 하는 칼라음극선관 인라인형 전자총.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 집속전극부(6)내에 위치한 전극판의 3개의 전자빔 통과공의 형상이 모두 키홀인 것을 특징으로 하는 칼라음극선관용 인라인형 전자총.
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