KR200154147Y1 - 칼라수상관용 전자총 - Google Patents

Abstract

본 고안은 칼라수상관용 전자총에 관한 것으로, 특히 대형 TV 또는 고정세도 산업용 모니터에 사용되는 전자총에 있어서 전자빔의 전극 통과시 편향량에 따른 비점수차를 보정함으로서 화면 주변부에서의 해상도를 향상시킬 수 있도록 하는데 목적이 있다.

이를 실현하기 위하여 본 고안은 제 1 집속전극의 내부에 설치되어 있는 가이드 인너전극의 중앙 전자빔 통과공 좌우측에 수직평판전극을 설치하고, 제 2 집속전극의 수평평판전극의 S'치는 전자총의 S 치보다 작게 구성하였다.

Description

칼라수상관용 전자총

본 고안은 칼라수상관에 관한 것으로서, 특히 음극에서 발생된 전자를 집속 및 가속시켜 스크린상의 형광체에 전자빔이 랜딩되도록 하는 전자총 내부의 전극구조에 관한 것이다.

일반적으로 칼라수상관은 도 1 에 도시한 바와 같이 내측면에 형광면(3a)이 도포된 판넬(3)과, 상기 판넬(3)내측면에 결합되어 색선별 기능을 갖는 새도우 마스크(4)와, 상기 판넬(3)의 후단에 결합되는 펀넬(1)과, 상기 펀넬(1)의 네크부(5a)에 장착되는 전자총(6)과, 상기 전자총(6)에서 발사된 전자빔(9)을 편향시키는 편향요크(7)로 구성된다.

그리고 도 2 에 나타낸 상기 전자총(6)의 내부구성은 삼극부와 주렌즈로 구성되는데, 삼극부는 히터(10)가 내장되어 전자를 방사하는 음극(11)과, 상기 음극(11)에서 방사되는 열전자를 제어 및 가속시키는 제어전극(12) 및 가속전극(13)으로 구성되고, 주렌즈부는 삼극부에서 생성된 전자빔(9)을 집속 및 최종 가속시키는 집속전극(14)과 양극(15)으로 구성된다.

여기서 제어전극(12)에는 접지되고, 가속전극(13)에는 500∼1000V, 양극(15)에는 25∼35KV의 고전압이 인가되고, 집속전극(14)에는 양극전압의 20∼30%의 중간전압이 인가된다.

이와같이 구성된 종래의 칼라수상관용 전자총은 각 전극에 소정의 전위가 인가됨에 따라 특히 집속전극(14)과 양극(15)의 전압차에 의해 정전렌즈가 형성되게 되어 삼극부에서 생성된 전자빔(9)이 형광면의 중앙에 집속되게 된다. 이때 형광면의 중앙에 집속된 전자빔을 화면 전영역으로 편향시키기 위해서는 펀넬(5)에 부착된 편향요크가 작용하게 된다. 통상 인라인형 전자총을 이용한 칼라 수상관에서는 적색, 녹색, 청색의 3개의 전자빔이 수평으로 나란하게 배열되게 때문에 3전자빔을 형광면의 한곳에 수렴시키기 위하여 편향요크(7)는 비균일자계를 이용한 자기집중형(Self-Convergence)을 적용하고 있다.

상기 자기 집중형을 적용한 편향요크에서 생성되는 자계의 분포는 도 3 의 (가)(나)에 도시된 바와같이 수평편향자계는 핀쿠션형으로 하고, 수직 편향 자계는 배럴(barrel)형으로 함으로서 형광면에서의 집중의 어긋남을 방지하게 된다.

그러나 도 3 의 (다)(라)에 도시된 바와같이 상기 자계는 2극 성분과 4극성분으로 분리하여 설명할 수 있는데, 2극성분은 전자빔을 수평 및 수직방향으로 편향시키는 역할을 하고, 4극 성분은 전자빔을 수직방향으로 집속하고 수평방향으로는 발산시키는 역할을 함으로써 비점수차를 발생시켜 전자빔 스포트를 왜곡시킨다.

비록 균일에 가까운 자계라도 미세한 핀쿠션이나 배럴자계 성분 때문에 형광면 주변부에서는 전자빔이 현저한 비점수차를 받게 되어 빔 스포트가 왜곡된다. 도 4 의 (가)(나)에서는 이러한 전자빔 스포트의 왜곡현상을 더욱더 구체적으로 나타내고 있다. 도 4 에 의하면 화면 중앙부에서는 편향자계가 가해지지 않으므로 전자빔 스포트가 정확한 형상을 갖지만, 그 주변부에서는 수평방향으로 발산되고 수직방향으로 과집속되어 왜곡된 고밀도의 횡장형 코어(17)와 그 상하로 저밀도의 상퍼짐 현상인 헤이즈(haze)(18)가 발생됨으로서 특히 화면 주변부에서의 해상도 열화를 초래하게 된다. 이러한 문제점은 수상관이 대형일수록, 또는 편향각이 클수록 더욱더 커지게 된다.

상기의 문제점을 개선하기 위하여 전자빔이 화면 주변부로 편향될 때 편향 신호에 동기하여 비점수차를 보정해주는 방법이 많이 채용되고 있는데, 그 보정수단으로는 집속전극을 2분할하여 제 1 집속전극(80)과 제 2 집속전극(90)으로 구성하고, 그 둘 사이에 4극자 전극을 설치하여 4극자렌즈를 형성시킴으로써 비점수차를 보정한다.

종래의 실시예를 통한 비점수차의 보정수단들을 첨부도면을 참조하여 간략히 설명하면 다음과 같다.

도 5 에서 종래의 구성은 전자빔을 생성시키는 삼극부와 이 전자빔을 집속시키는 주렌즈를 가지며, 주렌즈를 형성하는 집속전극(14)은 제 1 집속전극(80)과 제 2 집속전극(90)으로 2분할되어 있다. 이때, 제 1 집속전극(80)은 제 2 집속전극(90)과 대향되고 제 2 집속전극(90)은 양극(15)측에 대향되도록 구성한다. 제 1 집속전극(80)은 수직방향으로 긴 장공(801,802,803)이 뚫려져 있고, 이 장공의 수평방향에 연이어 수직평판전극(82,820,821,822,823)이 제 1 집속전극 내부로 연장되어 있고, 이 수직평판전극의 높이는 외측전자빔 통과공의 외측의 높이(82)가 외측 전자빔 통과공의 내측과 중앙전자빔 통과공 양측의 높이보다 높게 구성되어 있다. 제 2 집속전극(90)에는 원형의 3전자빔 통과공(111,112,113)과 3전자빔 통과공의 상하 방향에 평판(101,102,103)이 절곡되어 형성된 보정전극(100)이 부착되었고, 제 1 집속전극(80) 방향으로 돌출되어 있다. 또한 제 1 집속전극 내부에는 제 1 집속전그을 지지할 수 있는 가이드인너전극(81)이 형성되어져 있다.

제 1 집속전극(80)에 형성되어진 수직장공(801,802,803)과 장공의 양측에 형성된 수직평판전극(82,820,821,822,823)과 가이드인너전극(81)으로 제 1 집속전극을 구성하고, 제 2 집속전극(90)에 형성되어진 원형의 3전자빔통과공(111,112,113)과 3전자빔통과공의 상하방향에 평판(101,102,103)이 절곡되어 형성된 보정전극(100)을 부착시켜 제 2 집속전극(90)을 형성시킨다.

상기의 이 전극들은 다이나믹 4극자렌즈를 형성하는 기본구성이다.

이와같은 구성을 갖는 종래 칼라수상관용 전자총은 삼극부에서 생성된 전자빔이 2분할된 집속전극(80)과 제 2 집속전극(90)을 통과하고 특히, 4극자 전극부(82,820,821,822,823,801,802,803, 100,101,102,103)을 통과하여 주렌즈에서 집속되고 스크린상에 상을 맺게된다. 특히 전자빔이 주변부로 편향될 때, 제 1 집속전극전압(스테틱전압)은 일정하게 고정되어 동작하지만 제 2 집속전극전압(다이나믹전압)은 전자빔의 편향량에 따라서 변한다. 즉, 4극자전극에 의해 4극자렌즈가 동작하게 된다.

일반적으로 브라운관이 대형화 되거나 편향각이 크면 클수록 제 2 집속전극전압은 제 1 집속전극전압보다 높게 걸리게 된다. 제 2 집속전극 전압은 TV 또는 모니터의 회로에서 파라볼라형으로 공급하며 보통 제 1 집속전극전압보다 300V 에서 1000V 정도 높게 인가된다. 제 2 집속전극전압이 인가되었을 때 제 1 집속전극전압과 제 2 집속전극전압의 차이로 인하여 4극자렌즈가 동작하여 전자빔의 형태가 종장형으로 변화하게 되고 주렌즈를 통과하여 편향요크의 비균일자계에 의해 발생된 주변부의 헤이즈를 개선하는 방향으로 작용하게 된다. 4극자렌즈에 대한 설명은 다음과 같다.

도 6 의 (가)는 전자빔이 편향되지 않을 때, 즉 화면 중앙에서는 수평/수직 방향에서 거의 정확하게 집속되지만, 주변부로 편향될때의 편향요크에 의한 비점수차 및 빔궤도를 나타낸 설명도이다. 편향요크는 전자빔을 수평방향으로 발산시키고 수직방향으로는 집속시키는 역할을 하여 전자빔이 주변부로 편향되었을 때에 수평방향에서는 거리차에 의한 오버-포커싱 성분과 편향요크에 의한 언더-포커싱 성분이 서로 상쇄되어 거의 정확한 집속상태를 나타내고 있으나, 수직방향에서는 거리차에 의한 오버-포커싱 성분과 편향요크의 수직방향의 오버-포커싱 성분이 중첩되어 심한 오버-포커싱 형상을 나타내므로 전자빔이 주변부로 편향되었을 때 전자빔의 수직방향에서의 상퍼짐 현상은 심하게 나타나 주변부 해상도 열화를 가져온다.

도 6 의 (나)는 이러한 상퍼짐 현상을 개선하기 위하여 4극자 전극을 적용하였을때의 설명도이다. 주렌즈의 집속력을 동일한 상태에서 4극자에 의한 편향요크 비점수차를 보상한 상태를 나타내고 있다. 편향요크의 수평방향의 발산력 만큼 4극자 렌즈가 수평방향으로 집속시켜 주고, 편향요크의 수직방향의 집속량 만큼 4극자 렌즈가 수직방향으로 발산시켜 주도록 구성한다. 여기에 주렌즈 약화 성분(즉, 다이나믹 전압)이 필요하며 이 주렌즈약화 성분은 도 6 의 (나)에서와 같이 수평/수직 방향에서 일치된 전자빔을 필요로 하는 주변부의 위치에 집속되도록 하는 역할을 한다. 위와 같은 적절한 사극자 렌즈와 인가 다이나믹전압으로서 화면 주변부의 최적 집속력을 갖도록 할 수 있다.

일반적으로 집속 전극에 인가되는 전압은 양극 전압의 20∼33%정도 된다. 이 집속전압에 따라 4극자 전극의 구조가 달라지게 되는데, 집속전압비가 낮을 경우 4극자전극의 ACTION은 약해도 되지만 집속전압이 높은 경우에는 주렌즈가 약화되기 때문에 렌즈경이 커지게 된다. 그러므로 4극자렌즈 ACTION이 둔감하게 작용한다. 둔감하게 작용한다는 것은 조립오차에 둔감하다는 말도 되지만 4극자렌즈 ACTION이 강해야 된다. 종래의 전자총은 4극자렌즈 ACTION이 강하게 작용하게 하기위한 좋은 방법이다.

그러나 종래 전자총의 문제점은 금형가공성 측면에서 문제점이 있는데, 제 1 집속전극의 장공전극의 S치(장공전극의 중앙 전자빔 통과공의 중심과 외측 전자빔 통과공의 중심과의 거리)는 4.75mm이고 장공 전극의 수평경의 크기는 3.90mm이다. 이렇게 구성하였을 경우 평판전극폭(B)은 4.75에서 3.90을 뺀값 즉, 0.85mm가 된다.

그런데 제 1 집속전극을 구성하기 위해서는 원재료 두께(t)는 일반적으로 0.33mm∼0.40mm 정도는 되어야 되므로 평판전극폭(B) 0.85mm 내에 수직평판전극(820,821,822,832)이 두장 들어감으로 0.66∼0.80mm 정도는 원재료 두께가 된다. 다시 말하면 브리지폭(C)은 0.05mm∼0.19mm 밖에 되지 않게된다. 브리지폭(C) 0.05mm∼0.19mm로는 브리지폭(C)부위의 평면도를 유지할 수 없으며, 변형이 너무 쉽게 일어나 금형가공이 불가능한 문제점이 발생하였다.

본 고안은 이러한 점을 해결하기 위하여 외측 전자빔 통과공의 외측에만 수직격벽전극을 설치하고, 나머지 외측 전자빔 통과공의 내측 수직격벽 전극과, 중앙 전자빔 양측에 있는 수직격벽전극은 제거하였으며, 제 1 집속전극의 내부에 설치되어 있는 가이드 인너전극은 중앙전자빔 통과공의 좌우측에 수직평판전극을 설치함으로서, 다이나믹 전압이 인가될 때 전자빔 이동을 보상하여 4극자전극의 다이나믹 ACTION을 강하게 하는데 목적이 있다.

도 1 은 일반적인 칼라수상관의 단면도.

도 2 는 전자총의 내부구조를 나타낸 단면도.

도 3 은 종래 편향요크에서 생성되는 자계의 분포도.

도 4 는 종래 전자빔 스포트의 왜곡현상을 나타낸 도면.

도 5 는 종래 전자총의 집속전극부 상세 구조도.

도 6 은 전자빔의 화면 집속상태를 나타낸 것으로서,

(가)는 4극자렌즈를 적용하지 않았을때의 비다이나믹 상태도.

(나)는 4극자렌즈를 적용하였을때의 다이나믹 상태도.

도 7 은 본 고안이 적용된 전자총의 집속전극부 상세 구조도.

도 8 은 본 고안 가이드인너전극의 제 1 및 제 2 실시예에 의한 사시도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

6 : 전자총9 : 전자빔

10 : 히터11 : 음극

12 : 제어전극13 : 가속전극

14 : 집속전극15 : 양극

80 : 제 1 집속전극81 : 가이드인너전극

82,814,815 : 수직평판전극90 : 제 2 집속전극

100 : 보정전극

101,102,103 : 수평평판전극801,802,803 : 장공

811,812,813,901,902,903 : 전자빔 통과공

814,815 : 수직평판전극

본 고안을 첨부도면을 참조하여 이하에서 상세히 설명한다.

본 고안은 전자빔의 4극자렌즈 ACTION을 강하게 하기 위하여 외측 전자빔 통과공의 외측에만 수직 격벽전극(82)을 설치하고 나머지 외측 전자빔 통과공의 내측 수직 격벽전극(820,823)과, 중앙 전자빔 양측에 있는 수직격벽전극(821,822)은 제거하였다. 그리고 제 1 집속 전극의 내부에 설치되어 있는 가이드 인너전극(81)은 3전자빔 통과공을 가지며, 중앙 전자빔 통과공의 좌우측에 수직평판전극(814,815)이 설치되어 있고, 제 2 집속전극(90)의 수평평판전극(101,102,103)의 S'치는 전자총의 S치 보다 작게 구성하였다. 수평평판전극의 S치는 외측 전자빔 통과공의 상하에 형성된 수평평판 전극의 중앙과 중앙공 전자빔 통과공 상하에 형성된 전자빔 통과공의 수평평판 전극 중심과의 거리를 의미하며, S'는 S보다 작게 구성하였다. 이렇게 하면 다이나믹 전압이 인가될 때 외측 전자빔 통과공의 외측 즉, 제 1 집속전극의 수직평판전극에 의한 침투 전계가 깊이 침투하므로 다이나믹 전압이 인가될 때 전자빔 이동을 보상하게 된다. 그리고 상기와 같이 구성하였을 경우 4극자 전극의 다이나믹 ACTION이 강해진다.

가이드인너전극(81)에 부착된 수직평판전극은 도8의 (가)에서 보는 것 처럼ㄷ자 형태의 부품으로 제작하여 중앙공을 중심으로 부착하면 용접시의 불량을 제거할 수 있는 것이다.

이상 설명한 바와같이 본 고안 전자총의 전극구조는 전자빔의 전극 통과시 편향량에 따른 비점수차를 보정함으로서 화면주변부에서의 해상도를 향상시키는 효과가 있다.

Claims (2)

1. 전자빔을 방사하는 복수개의 전자방사 수단과, 상기 전자빔의 방사량 조절 및 크로스오버를 형성하기 위한 제어전극과 가속전극으로 구성된 삼극부와, 상기 전자빔을 집속시키기위한 주정전 집속렌즈를 형성하는 복수개의 집속전극과, 양극전극으로 구성되어 있고, 상기 복수개의 전자방사수단 및 복수개의 전극들은 서로 일정간격 떨어져 있으며, 상기 복수개의 집속전극 중 적어도 1개에 고정전압 집속전극을 형성하고, 상기 복수개의 집속전극 중 적어도 1개에 전자빔 편향량에 따라서 변화하는 가변전압을 인가하여 가변전압 집속전극을 형성하고 있는 칼라음극선관용 전자총에 있어서,

   가변전압 집속전극 대향면의 고정전압 집속전극에는 복수개의 수평방향보다 수직방향이 큰 전자빔통과공이 형성되어 있으며, 상기 전자빔 통과공중 외측 전자빔통과공의 외측 수평방향에 고정전압 집속전극 내부로 형성된 수직 평판 전극이 돌출되어 있고, 그 내부에는 3전자빔 통과공을 갖는 가이드인너전극이 삽입되어 있으며, 가이드인너전극의 중앙 전자빔 통과공 좌우에 수직평판전극이 형성되어 있고, 고정전압 집속전극 대향면의 가변전압 집속전극에는 복수개의 원형 전자빔 통과공을 가지며, 각각의 전자빔 통과공 상하에는 수직방향으로 평판전극이 절곡되어 있는 보정전극이 부착되고, 이 보정전극과 상기 고정전압 집속전극의 장공 전극과 서로 대향 또는 삽입되는 것을 특징으로 하는 칼라수상관용 전자총.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 가이드인너전극의 중앙공 좌우측에 부착되어 있는 수직평판전극은 ㄷ자 형상으로 중앙공에 부착되어 있는 것을 특징으로 하는 칼라수상관용 전자총.