KR20010068586A - 음극선관용 전자총 - Google Patents

Abstract

본 발명은 음극선관용 전자총에 관한 것이다.

본 발명은 음극과 상기의 음극 전방에 차례로 배치되며 전자빔을 제어하는 제1,2,3 전극을 포함하는 음극선관용 전자총에 있어서, 상기 제3 전극에는 종장형의 세 전자빔 통과공이 형성되며, 제4 전극에는 원형의 중앙 전자빔 통과공과 횡장형의 외곽 전자빔 통과공이 형성된 것을 특징으로 한다.

따라서, 프리스폿의 컨버젼스특성을 만족시킴과 동시에 편향수차에 의한 포커스가 열화되는 것을 방지하고, 그에 따라 최적의 포커스 특성을 구현하므로써 칼라음극선관의 해상도를 향상시킨다.

Description

음극선관용 전자총{Electron gun for CRT}

본 발명은 음극선관용 전자총에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 프리스폿의 컨버젼스 특성을 만족시킴과 동시에 편향수차에 의한 포커스가 열화되는 것을 방지하고, 그에 따라 최적의 포커스 특성을 구현하므로써 칼라음극선관의 해상도를 향상시키는 음극선관용 전자총에 관한 것이다.

일반적으로, 음극선관은 텔레비젼 수상기를 비롯하여 오실로스코우프나 레이다의 관측용 등으로 가장 널리 사용되는 표시장치이다.

도 1에는 일반적인 음극선관의 내부구성을 보인 단면도가 도시되어 있다.

도시된 바와 같이, 음극선관은 그 전면에 해당되는 패널(10)과 상기 패널(10)의 후면에 대해 실링에 의해 일체로 융착되며 내부를 진공상태로 유지시키는 펀넬(20)에 의해 그 외관이 형성된다.

상기 패널(10)의 내측면에는 적색(R), 녹색(G), 청색(B)의 형광체가 도포된 형광면(11)이 형성되고 그 형광면(11)과 이격된 후방에는 상기 형광면(11)으로 조사되는 전자빔(12)의 색선별 기능을 갖는 새도우마스크(13)가 배치된다.

한편, 상기 펀넬(20)의 후방 외측에는 후술하는 전자빔(12)을 편향시키기 위한 편향요크(21)가 설치되고, 펀넬은 후방으로 갈수록 폭이 점차 좁아지며 관체 형상의 네크부(22)가 구비된다. 또 상기 네크부(22)의 내측에는 전자빔(12)을 방출하는 전자총(30)이 장착된다.

또 상기 전자총(30)이 장착되는 상기 펀넬(20)의 끝단부에는 후술하는 전자총(30)의 히터에 대해 전원을 공급하는 스템핀(50)이 일부 노출된 상태에서 설치되어 있다.

도 2에는 일반적인 인라인형 전자총의 내부구조를 상세하게 보인 단면도가 도시되어 있다.

도시된 바와 같이, 전자총은 스템핀(41)으로부터 전원을 공급받아 발열되는 히터(31) 및 히터(31)의 발열에 의해 전자가 방출되는 음극(32)과, 상기 음극(32) 의 전방에 배치되며 전자빔(12)을 제어 및 가속하는 기능을 하는 제1,2 전극(33) (34)과, 상기 제1,2 전극(33)(34)의 전방에 배치되는 제3,4 전극(35)(36) 그리고상기 제3,4 전극(35)(36)의 전방에 배치되며 주렌즈 형성전극의 기능을 하는 포커스 전극인 제5 전극(37)으로 구비된다. 상기 제3,4 전극(35)(36)은 도 3의 a와 같이 종장형의 세 전자빔 통과공(35a)을 가지며, 제4 전극(36)은 도 3b와 같이 원형의 세 전자빔 통과공(36a)을 가진다.

상기 제3 전극(35)에 형성된 홀(35a)은 편향요크(21)에 의한 디프렉션 디포커싱현상(셀프 컨버젼스 편향요크의 채용에 의해 비균일 편향자계로 전자빔이 편향될 때 수평방향의 집속력은 떨어지고 수직방향의 집속력은 강해져 전자빔이 열화되는 현상)을 보상하기 위하여 홀(35a)의 수평(Dh)방향 길이보다 수직(Dv)방향의 길이를 길게 구성하므로써 수평방향의 집속력보다 수직방향의 집속력을 더 강하게 하여 횡장화(橫長化)된 전자빔을 구현할 수 있게 된다.

한편, 상기 제5 전극(37)의 전방에는 전자빔에 대해 집속/가속의 기능을 하는 애노드 전극인 제6 전극(38)이 배치되며 상기 제6 전극(38)의 전방에는 전자총(30)과 펀넬(20)을 전기적으로 연결해 주면서 전자총(30)을 네크부(22)에 고정시키는 기능을 하는 B.S.C(40)가 부착된 실드컵(39)이 배치된다.

따라서 상기 음극(32)에 내장된 히터(31)가 스템핀(50)을 통하여 공급되는 전원에 의해 발열하게 되고 그 히터(31)의 열을 전도받아 상기 음극(32)에서는 전자를 방출하게 된다.

상기와 같이 방출되는 전자는 제어전극과 가속전극의 기능을 하는 제1,2 전극(33)(34)에 의해 제어 및 가속되고 주렌즈의 형성전극인 제5 전극(37)과 제6 전극(38)을 통과하며 집속 및 가속된 상태에서 도 1의 도면상 가시화 된 바와 같은전자빔(12)을 방사하게 된다.

또한 상기와 같이 방사되는 전자빔(12)은 상기 새도우마스크(13)를 통과하여 상기 패널(10)의 내측면에 형성된 형광면(11)에 대해 충돌되어 형광면(11)을 발광시키게 된다.

한편 최근들어 칼라음극선관의 대형화와 그에 따른 편향각도의 증대가 요구되고 있는 추세에 의해 편향력의 증대가 절실하게 되었고, 이러한 편향력을 증대시킴에 따라 전자빔 스폿이 열화 되는 또다른 구조적인 문제점이 발생되었으며 그와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제3 전극(35)의 홀(35a) 형상을 종장공 (縱長孔)의 형상으로 형성시켜 주므로써 상술했던 바와 같이 편향요크에 의한 편향수차를 효과적으로 제거하고 있다.

그러나 상기와 같은 구조를 갖는 대부분의 칼라음극선관은 셀프 컨버젼스 (Self Convergence)시스템을 채택하고 있으므로 R.G.B 의 빔이 한점에 모이는 컨버젼스 특성을 만족시키기 위해서는 편향요크의 편향자계가 없는 상태에서 세 전자빔 프리스폿이 한점에 집중되어야 하는데, 상술했던 일반적인 제3,4 전극 (35)(36) 그리고 제5 전극(37)의 구조로는 전극에 형성된 각 홀(35a)(36a)간의 거리"S"가 동일하므로 그 사이를 통과하는 전자빔(12)이 도 4와 같이 홀(35a)(36a) 의 중심을 통과하게 되므로 OCV(R빔과 B빔의 이격거리)를 효과적으로 제어할 수 없는 구조적인 문제점을 갖고 있었다.

따라서 OCV를 효과적으로 제어하기 위해서는 제5 전극(37)과 제6 전극(38) 사이에 형성되는 주렌즈를 새롭게 변경, 설계하여야 하는데 주렌즈 설계시 고려할중요한 특성으로서 세 전자빔에 동일한 집속도와 사양으로서 요구되는 비점수차, 수평 집속 전압과 수직 집속 전압의 차이, 그리고 세 전자빔의 집속도를 나타내는 OCV 특성을 모두 동시에 만족시켜야 하지만, 상기한 주렌즈 설계특성들은 어느 하나의 특성이 변경되면 다른 특성들이 변경되므로 OCV 특성만을 변경시키기란 사실상 불가능하였다.

따라서 OCV 특성을 만족시키지 못할 경우 셀프 컨버젼스가 되지 못하기 때문에 칼라음극선관의 해상도가 저하되는 결과를 초래하였다.

따라서, 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제, 즉 본 발명의 목적은, 종래와 같은 칼라음극선관 전자총에 대한 문제점을 해결하기 위하여 창출한 것으로, 프리스폿의 컨버젼스특성을 만족시킴과 동시에 편향수차에 의한 포커스가 열화되는 것을 방지하고, 그에 따라 최적의 포커스 특성을 구현하므로써 칼라음극선관의 해상도를 향상시키는 칼라음극선관의 전자총을 제공하는데 있다.

도 1은 본 발명에 따른 전자총이 적용되는 일반적인 음극선관의 내부구성을 보인 단면도.

도 2는 본 발명이 적용되는 일반적인 전자총의 내부구성을 보인 단면도.

도 3의 a 내지 b는 종래 제3,4 전극에 홀이 형성된 상태를 보인 정면도.

도 4는 종래 전자총에 의해 전자빔이 방사되는 상태를 예시한 단면 구성도.

도 5의 a 내지 b는 본 발명에 따른 제3,4 전극에 종장공과 전자빔 통과공이 형성된 상태를 보인 정면도.

도 6의 a 내지 b는 본 발명이 적용된 전자총에 의해 전자빔이 방사되는 상태를 예시한 단면 구성도.

도 7은 제4 전극에 형성된 홀사이의 거리 S'치에 의해 OCV값이 변하는 상태를 보인 그래프.

도 8은 제3,4 전극에 형성된 각각의 홀의 길이에 따라 수직 발산각과 수평 발산각이 변화되는 상태를 보인 그래프.

*** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ***

10;패널 11;형광면

12;전자빔 13;새도우마스크

20;펀넬 21;편향요크

22;네크부 30;전자총

31;히터 32;음극

33;제1 전극 34;제2 전극

35;제3 전극 35a,35b,35c;종장형의 세 전자빔 통과공

36;제4 전극 36a,36c;외곽 전자빔 통과공

36b;중앙 전자빔 통과공 37;제5 전극

38;제6 전극 39;실드컵

50;스템핀

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 음극과 상기의 음극 전방에 차례로 배치되며 전자빔을 제어하는 제1,2,3 전극을 포함하는 음극선관용 전자총에 있어서, 상기 제3 전극에는 종장형의 세 전자빔 통과공이 형성되며, 제4 전극에는 원형의 중앙 전자빔 통과공과 횡장형의 외곽 전자빔 통과공이 형성된 것을 특징으로하는 음극선관용 전자총을 제공한다.

바람직한 본 발명의 제1 실시예로는, 상기 제3전극의 전자빔 통과공 중심간의 거리와 제4 전극의 전자빔 통과공 중심간의 거리가 다르게 구비되는 것이 바람직하다.

또 바람직한 본 발명의 제2 실시예로는, 상기 제3전극의 중앙 전자빔 통과공의 수직 길이가 외곽 전자빔 통과공의 수직길이 보다 길게 구비되는 것이 바람직하다.

이하에서는 상기의 목적을 달성하는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1 내지 도 2는 본 발명이 적용되는 일반적인 칼라음극선관과 전자총의 내부구성을 각각 보인 단면도이고, 도 5의 a 내지 b는 본 발명에서 적용되는 제3,4 전극에 대해 종장공과 홀이 관통된 형상을 보인 구성도이며, 도 6의 a 내지 b는 본 발명이 설치된 상태에서 전자빔이 방사되는 상태를 보인 예시도이다.

부연하면 설명의 편의를 위해 종래와 동일한 부분, 부재에 대해서는 동일 부호를 부여하여 설명한다.

이에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 전자총은 스템핀(50)으로부터 전원을 공급받아 발열되는 히터(31) 및 히터(31)의 발열에 의해 전자가 방출되는 음극(32)이 구비된다.

상기 음극(32)의 전방에는 전자빔(12)을 제어 및 가속하는 기능을 하는 제1,2 전극(33)(34)이 배치된다.

또 상기 제1,2 전극(33)(34)의 전방에는 본 발명에 따른 제3,4 전극(35)(36) 이 배치되고 상기 제3,4 전극(35)(36)의 전방에는 주렌즈 형성전극의 기능을 하는 포커스 전극인 제5 전극(37)이 배치되는데 이들 구성은 상술했던 일반적인 전자총의 내부구성과 동일하다.

한편 본 발명에 따른 제3,4 전극(35)(36)의 구조를 살펴보면, 제3 전극(35)에는 종장형의 세 전자빔 통과공(35a)(35b)(35c)이 형성되며, 제4 전극(36)에는 원형의 중앙전자빔 통과공(36b)과 횡장형의 외곽 전자빔 통과공(36a)(36c)이 형성된다.(도 5a 및 도5b 참조)

상기 제3 전극(35)에 형성된 중앙 전자빔 통과공(35b)의 수직방향의 길이 (Dv')는 외곽 전자빔 통과공(35a)(35c)의 수직방향의 길이 Dv보다 길게 구비되는 것이 바람직하다.

상기와 같은 구성의 본 발명에 따른 전자총의 동작과, 그 전자총에 의해 칼라음극선관의 형광면이 발광되는 기술은 상술했던 종래의 동작과 동일하므로 이에 대한 중복적인 설명은 생략하고, 단지 본 발명의 특징부에 대해서만 한정하여 설명한다.

즉 본 발명에 따른 제3 전극(35)에 형성된 종장형 세 전자빔 통과공(35a)(35b)(35c)은 수평방향의 길이(Dh) 보다 수직방향의 길이(Dv')가 길게 종방향으로 형성됨에 따라 수평방향보다 수직방향의 집속력이 큰 비대칭 렌즈가 형성되므로 횡장화(橫長化)된 전자빔이 만들어지게 된다.

따라서, 횡장화된 전자빔이 편향요크(21)의 디프렉션 디포커싱현상을 보상할수 있게 된다.

좀더 구체적으로 설명하면, 횡장형 전자빔은 주렌즈, 즉 제5,6 전극(37) (38)을 통과하여 상술했던 바와 같이 형광면(11)이 도포된 칼라음극선관의 패널(10) 내측면에 집속될 때 수평방향의 물점거리가 수직방향에 비해 길게 형성되므로 전자빔이 편향요크(21)에 의해 편향될 때 비균일 편향자계에 의한 집속력의 차이(수평방향으로는 발산작용, 수직방향으로는 집속작용)를 보상하게 된다는 점이다.

한편, 본 발명에 따른 제4 전극(36)에 형성된 전자빔 통과공 (36a)(36b)(36c) 사이의 거리S'는 제3 전극(35)(또는 제1,2,3 전극)에 형성된 종장형의 세 전자빔 통과공(35a)(35b)(35c)사이의 거리S와 다르게 구비되고, 제4 전극(36)에 형성된 원형의 세 전자빔 통과공(36a)(36b)(36c)의 중심위치가 도 6의 a,b와 같이 외측 또는 내측으로 편향되게 함으로써 그 중심이 이동됨에 따라 일정한 S치로 입사된 전자빔의 경로가 바뀌게 되므로 OCV를 제어할 수 있게 된다.

즉 도 7과 같이 제4 전극(36)의 S'가 커질수록 OCV는 감소하고, S'가 작아질수록 OCV는 증가하게 된다.

일반적으로 제3 전극(35)의 전자빔 통과공이 종장공이거나 제4 전극(36)의 전자빔 통과공이 횡장공일 경우 횡장화된 전자빔이 만들어진다. 한편 상기 제4 전극(36)의 전자빔 통과공이 중앙공은 원형이고, 외곽공은 횡장형으로 형성됨에 따라 외곽공을 통과한 전자빔이 중앙공을 통과한 전자빔에 비하여 더욱 횡장화 되어진다. 이것을 효과적으로 보상해 주기 위하여 제3 전극(35)의 외곽 전자빔 통과공을중앙 전자빔 통과공에 비하여 수직방향으로의 길이를 작게 형성하는 것이 바람직하다.

즉 도 8은 제3 전극(35)의 수직방향 길이Dv에 따른 발산각의 변화를 보여주고 있다. 즉 종장형 전자빔 통과공(35a)(35b)(35c)의 길이가 길수록 수평방향의 발산각αh은 커지고 수직방향 발산각αv은 작아지는 것을 알 수 있다.

반대로 제4 전극(36)의 원형의 세 전자빔 통과공(36a)(36b)(36c)의 수평방향 길이Dh가 길수록 수평방향 발산각αh은 커지고 수직방향 발산각αv은 작아지는 특징으로 보이고 있다.

따라서 제4 전극(36)의 외곽 전자빔 통과공(36a)(36c)이 횡장화 된만큼 제3 전극(35)의 종장형의 외곽 전자빔 통과공(35a)(35c)의 수직방향 길이Dv를 종장형의 중앙 전자빔 통과공(35b)의 길이보다 작게 함으로써 발산각의 조정을 해주어야만 최적 발산각, 즉 최소의 스폿 사이즈를 구현할 수 있게 된다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명이 적용된 전자총에 의하면 셀프 컨버젼스 편향요크에 의한 비균일 편향자계는 전자빔을 수평방향으로 발산, 수직방향으로는 집속시키는 편향수차를 보상해줄 수 있으므로 포커스의 특성을 향상시키는 특징이 있다.

또 본 발명은 패널의 주변부에서 수평 스폿의 크기를 줄이면서 수직 스폿의 크기를 확대할 수 있어 수평 포커스 개선효과 및 모아레 개선효과도 함께 얻을 수있는 특징도 있다.

또한 본 발명은 OCV 특성, 즉 세전자빔(R.G.B)을 패널의 내측면 중앙에 대해 효과적으로 집속시킬 수 있으므로 컨버젼스 특성을 향상시키게 되는 특징도 있다.

지금까지는 본 발명에 따른 바람직한 실시예에 대하여 한정하여 도시하고 설명하였지만 이에 한정되지 않고 당 분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양하게 변경 사용이 가능하다.

그러나, 그와 같은 변경은 청구의 범위에 기재된 본 발명의 권리범위에 속함이 명백하다.

Claims (3)

1. 음극과 상기의 음극 전방에 차례로 배치되며 전자빔을 제어하는 제1,2,3 전극을 포함하는 음극선관용 전자총에 있어서,

   상기 제3 전극에는 종장형의 세 전자빔 통과공이 형성되며, 제4 전극에는 원형의 중앙 전자빔 통과공과 횡장형의 외곽 전자빔 통과공이 형성된 것을 특징으로 하는 음극선관용 전자총.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 제3전극의 전자빔 통과공 중심간의 거리와 제4 전극의 전자빔 통과공 중심간의 거리가 다르게 구비된 것을 특징으로 하는 음극선관용 전자총.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 제3전극의 중앙 전자빔 통과공의 수직 길이가 외곽 전자빔 통과공의 수직길이 보다 큰 것을 특징으로 하는 음극선관용 전자총.