KR20010017109A - 칼라 음극선관용 전자총 - Google Patents

Abstract

본 발명은 칼라 음극선관용 전자총에 관한 것으로서, 특히 전자총의 각 전극중 집속전극의 사이간격을 넓힘에 따라 집속전극 사이에서의 전계밀도를 저하시킬 수 있도록 한 것이다.

이를 위한 본 발명은, 전자가 방사되는 음극과, 상기 음극에서 방사된 전자빔의 양을 제어 및 가속하는 제 1, 2 전극과, 상기 제 2 전극의 일측에 차례로 설치되어 가속된 전자빔을 전단 집속시키는 제 3, 4 전극과, 상기 제 4 전극의 일측에 차례로 설치되어 전단 집속된 전자빔을 다시 집속시키는 다수개의 집속전극과 이 집속전극중 적어도 하나 이상에 다이나믹 전압이 인가된 것에 있어서;

상기 제 4 전극과 그 양쪽에 위치한 다른 전극들과의 사이간격을 0.9∼1.5mm로 한 것이다.

Description

칼라 음극선관용 전자총{electron gun in color cathode ray tube}

본 발명은 칼라 음극선관에 관한 것으로서, 특히 전자총의 각 전극중 집속전극의 사이간격을 넓힘에 따라 집속전극 사이에서의 전계밀도를 저하시킬 수 있도록 한 칼라 음극선관용 전자총에 관한 것이다.

일반적으로 칼라 브라운관은 도 1에 도시된 바와 같이 패널(1)의 내면에는 적,녹,청색의 형광체가 도포되어 형광면(1a)을 이루고 있으며, 상기 패널(1) 내면의 가장자리에는 병목형상의 네크부(2a)를 가진 펀넬(2)이 프릿 글라스(frit glass)에 의해 융착되어 있다.

그리고, 상기 네크부(2a)에는 전자빔(4)을 방출하는 전자총(5)이 봉입되어 있으며, 상기 패널(1) 내면의 펀넬(2) 접합부 안쪽에는 전자빔(4)의 색선별 역할을 하는 마스크(6)가 프레임(7)에 의해 고정되어 있다.

또한, 상기 펀넬(2)과 네크부(2a)의 외측 경계면에는 전자총(5)에 방출된 전자빔(4)을 형광면(1a) 전체로 편향시켜주는 편향요크(8)가 설치되어 있고, 네크부(2a)의 끝단에는 전자빔(4)이 정확하게 형광면(1a)을 타격할 수 있도록 그 진행궤도를 수정하여주는 마그네트(9)가 설치되어 있다.

한편, 상기 전자총(5)은 도 2에서와 같이 전압의 인가에 따라 적,녹,청색의 전자빔을 각기 방사하는 3개의 음극(50)과, 상기 음극에 근접 설치되어 전자빔(4)의 방사량을 제어하는 제 1 전극(51)과, 상기 제 1 전극에 근접 설치되어 방사된 전자빔(4)을 진행방향으로 가속시키는 제 2 전극(52)과, 상기 제 2 전극에 근접 설치되어 보조 집속렌즈를 형성하는 제 3, 4 전극(53)(54)과, 상기 제 4 전극에 근접 설치되어 주정전 집속렌즈를 형성하는 제 5, 6 전극(55)(56)과, 상기 제 6 전극에 고정되어 외부 전계 및 자계를 차폐하는 쉴드컵(57)으로 구성되어 있으며, 이들 각 전극은 비드 글라스(58)에 의해 상호 소정간격을 유지하도록 지지되어 있다.

따라서, 스템핀(10)에 의해 인가되는 전원에 의해 음극(50)내에 설치된 히터(미도시)가 발열하게 되면 음극(50)의 선단부에 도포된 전자방사물질로부터 열전자가 방출된다.

이렇게 방출된 열전자는 상기한 다수개의 전극을 통과하면서 가속 및 집속되고, 형광면(1a)과 일정간격을 유지하고 있는 마스크(6)를 통과한 후 형광면(1a)과 충돌하여 형광체를 발광시키므로써 화면이 재현된다.

이 때, 화상재현을 위해서는 스크린의 전 영역에 걸쳐 순차적으로 전자빔(4)을 주사해야 하는데, 이를 위해 비균일 자계를 이용한 자기 집중형(self convergence)의 편향요크(8)를 적용하고 있다.

즉, 자기 집중형을 적용한 편향요크(8)에서 생성되는 자계의 분포는 도 3a 및 도 3b에도시된 바와 같이 수평편향자게는 핀 쿠션(pin cushion)형으로 하고, 수직편향자계는 배럴(barrel)형으로 하므로써 형광면 주변부에서 집중이 어긋함(misconvergence)을 방지함과 동시에 플레밍의 왼손법칙에 의해 전자빔(4)을 수평 및 수직방향으로 편향시키게 된다.

그러나, 도 3c 및 3d에 도시된 바와 같이 상기한 수평 및 수직편향자계는 2극성분과 4극성분으로 분리하여 설명할 수 있는데, 2극성분은 전자빔(4)을 수평 및 수직방향으로 편향시키는 역할을 하고, 4극성분은 전자빔(4)을 수직방향으로?? 집속함과 동시에 수평방향으로는 발산시키는 역할을 하므로써 수평방향의 전자빔보다 수직방향의 전자빔이 더 짧은 거리에서 집속되어 스크린 상에서 전자빔의 수직방향이 볼록하게 솟아오르는 할로(halo)현상을 야기시키게 되므로 화질의 열화를 초래하게 된다.

이러한 문제점은 도 3c 및 3d에 도시되어 있듯이 4극성분을 전자총에서 발생시켜 자기집중형 편향요크에서 발생되는 4극성분과 상쇄시키므로써 수평 및 수직방향의 전자빔이 동시에 한 점에 집속되도록 할 수 있다.

즉, 4극자 렌즈를 형성하기 위해, 제 5 전극(55)을 양분하여, 어느 한 전극에는 저전압을 인가하고, 다른 한 전극에는 고전압을 인가함에 따라 상기 다이나믹 4극자 전극에 전위차를 발생시켜 4극자 렌즈를 형성하므로써 비점수차를 보정할 수 있게 된다.

그러나, 화면 중앙부와 주변부와의 전자빔 이동거리차에 의해 주변부에서는 전자빔이 스크린 앞에서 집속되면서 여전히 할로 현상이 발생하게 된다.

이를 해결하기 위해, 전자빔이 화면 주변부로 편향될 때, 제 5 전극(55)의 어느 한 전극에 편향 주파수에 동기되는 파라볼라 파형의 다이나믹 전압(가변전압)을 인가하여 주정전 집속렌즈의 세기를 약화시켜 전자빔의 포커스 거리를 조절하는 방법이 주로 채용되고 있다.

이 때, 일정 전압이 인가되는 각 전극과 네크부 사이에는 전극에서의 방출로 인한 일정 전하가 유기되고, 그 전하량은 전하가 높을수록 커지게 된다.

이와 같이 불안정한 상태로 발생된 전하 사이에 가변 전압인 파라볼라 파형의 다이나믹 전압이 컨넥터를 통해 다이나믹 전극에 인가되면 움직이기 쉬운 전자들의 불규칙적인 운동이 유발되고 이러한 전자는 브라운관 내부에 존재할 수 있는 미세분자와 충돌하여 전리작용이 일어나게 된다.

이와 같이 전자가 충돌하여 전리되면 양이온과 전자가 발생하고 2개로 증가된 전자는 또 다른 분자에 충돌하여 4개의 전자가 되며 상기의 과정이 반복되어 전자 사태(沙汰) 현상이 발생된다.

상기한 전자들은 전극들과 충돌이 발생하며, 전극 및 비드 글라스의 진동이 전자총(5)을 네크부(2a)에 고정시켜주기 위한 BSC(bulb space contact spring)(11)로 전달되어 네크부(2a)를 통해 잡음이 발생하게 된다.

이와 같이 전자간의 충돌에 의해 발생되는 증폭된 노이즈는 통상 6~12KHz대의 주파수에서 20~70db 정도로 측정된다.

또한, 브라운관의 내부는 10^-7의 고 진공상태이므로 거의 절연 상태를 유지하지만, 전압과 다이나믹 전압이 인가되는 전극의 수, 브라운관내의 미세 분자수에 비례하는 전자 사태 현상이 커질수록 전자사태에 의한 절연파괴 전압이 낮아져 브라운관 내부에서는 절연 파괴에 의한 불꽂이 발생되는 이른바 스트레이(stray)가 발생되며, 이는 브라운관의 내전압 특성을 저하시키는 원인이 된다.

특히, 기존의 전자총에서는 향상된 포커스 특성을 얻기 위해 적어도 2개 이상의 집속전극에 다이나믹 전압이 인가됨에도 불구하고 제 4 전극(54)의 전/후면에 인접한 전극과의 간격(d)이 0.6mm 정도로 미세하기 때문에 전극간의 전계밀도가 높아져 전자가 불규칙하게 이동되는 스트레이 에미션(stray emisson)이 발생되는 문제점을 안고 있었다.

아울러, 높은 다이나믹 전압이 집속전극에 인가되면 소음발생율이 배가되면서 브라운관의 불량을 초래하게 된다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 전자총과 네크부사이, 전자총의 각 전극사이의 전하량을 최소화함을 그 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 형태는,

전자가 방사되는 음극과, 상기 음극에서 방사된 전자빔의 양을 제어 및 가속하는 제 1, 2 전극과, 상기 제 2 전극의 일측에 차례로 설치되어 가속된 전자빔을 전단 집속시키는 제 3, 4 전극과, 상기 제 4 전극의 일측에 차례로 설치되어 전단 집속된 전자빔을 다시 집속시키는 다수개의 집속전극과 이 집속전극중 적어도 하나 이상에 다이나믹 전압이 인가된 것에 있어서;

상기 제 4 전극과 그 양쪽에 위치한 다른 전극들과의 사이간격을 0.9∼1.5mm로 한 칼라 음극선관용 전자총이 제공된다.

도 1은 일반적인 전자총의 일예를 도시한 종단면도

도 2는 종래 전자총의 구성도

도 3a는 핀-쿠션형 수평편향자계의 분포도

도 3b는 배럴형 수직편향자계의 분포도

도 3c는 핀 쿠션형 수평편향자계의 2극성분과 4극성분의 분해 설명도

도 3d는 배럴형 수직편향자계의 2극성분과 4극성분의 분해 설명도

도 4는 본 발명 전자총의 일실시예

도 5는 본 발명 전자총의 다른 실시예

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

54 : 제 4 전극 55a : 제 5-1 전극

59 : 집속전극

도 4는 본 발명 전자총의 일실시예이고, 도 5는 본 발명 전자총의 다른 실시예로서, 이들 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 칼라 음극선관용 전자총에 대해 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명은, 도 4 및 도 5에서와 같이 다이나믹 전압의 인가량에 관계없이 전자빔(4)을 집속시키는 제 4 전극(54)의 양쪽에 위치한 전극인 제 3 전극(53)과 제 5-1 전극(55a)과의 사이간격(d₁)이 약 0.9~1.5mm가 되도록 한 것이다.

특히, 도 4는 제 4 전극(54)을 포함하는 다수개의 집속전극(59)중 적어도 두 개의 전극에 다이나믹 전압(Vd)을 인가하는 실시예로서, 이는 포커스 특성을 유지하면서도 제 4 전극(54)과 이에 인접하는 집속전극의 사이간격(d₁)을 확장함에 따라 이곳의 전계밀도를 낮출 수 있으므로 불규칙한 전자 이동을 다소 완화시킬 수 있게 된다.

그리고, 도 5는 제 4 전극(54)을 포함하는 다수개의 집속전극(59)중 한 개의 전극에만 다이나믹 전압(Vd)을 인가하는 실시예로서, 이는 포커스 특성이 다소 저하되기는 하지만 제 4 전극(54)과 이에 인접하는 집속전극과의 사이간격(d₁)을 확장함에 따라 이곳의 전계밀도를 낮출 수 있으므로 불규칙한 전자 이동을 확실히 저감시킬 수 있게 된다.

상기 두 실시예를 비교할 때, 전자의 경우(두 전극에 다이나믹 전압을 인가하는 경우)는 고전압이 인가되므로 전계밀도의 저하율은 다소 떨어지나, 포커스 특성을 유지할 수 있다는 잇점이 있다.

후자의 경우(한 전극에만 다이나믹 전압을 인가하는 경우)는 저전압이 인가되므로 전계밀도의 저하율은 좋으나, 포커스 특성은 다소 저하될 수도 있다.

여하튼, 집속전극 사이에서의 조밀한 전계밀도를 해결하게 되므로써 불규칙한 전자간 이동량을 줄이고 이에 따른 소음을 줄일 수 있게 된다.

한편, 제 4 전극(54)과 이에 인접한 집속전극 사이의 간격(d₁)을 0.9~1.5mm로 한정한 이유는, 이러한 간격을 가졌을 때 가장 양호한 전계밀도를 가질 수 있기 때문이며, 만약 상기 범위 이하의 간격을 가지게 되면 전계밀도가 상승하는 문제점이 발생하게 되고, 상기 범위 이상의 간격을 가지게 되면 전단 집속렌즈 작용의 강화로 포커스 특성이 저하되는 문제점이 발생하게 된다.

이와 같은 본 발명은 다이나믹 전압이 인가되는 전극과 네크부사이, 각 전극간에 발생되는 전하량을 최소화하여 불규칙한 전자이동에 의해 발생되는 잡음의 소거 및 내전압 특성을 높이는 효과를 얻게 된다.

Claims (2)

1. 전자가 방사되는 음극과, 상기 음극에서 방사된 전자빔의 양을 제어 및 가속하는 제 1, 2 전극과, 상기 제 2 전극의 일측에 차례로 설치되어 가속된 전자빔을 전단 집속시키는 제 3, 4 전극과, 상기 제 4 전극의 일측에 차례로 설치되어 전단 집속된 전자빔을 다시 집속시키는 다수개의 집속전극과 이 집속전극중 적어도 하나 이상에 다이나믹 전압이 인가된 것에 있어서;

   상기 제 4 전극과 그 양쪽에 위치한 다른 전극들과의 사이간격을 0.9∼1.5mm로 한 칼라 음극선관용 전자총.
2. 제 1 항에 있어서,

   다수개의 집속전극중 어느 한 전극에만 다이나믹 전압이 인가되도록 한 칼라 음극선관용 전자총.