KR20020072866A - 칼라 음극선관용 전자총 - Google Patents

칼라 음극선관용 전자총 Download PDF

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KR20020072866A
KR20020072866A KR1020010012891A KR20010012891A KR20020072866A KR 20020072866 A KR20020072866 A KR 20020072866A KR 1020010012891 A KR1020010012891 A KR 1020010012891A KR 20010012891 A KR20010012891 A KR 20010012891A KR 20020072866 A KR20020072866 A KR 20020072866A
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배민철
홍영곤
허우석
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삼성에스디아이 주식회사
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J29/00—Details of cathode-ray tubes or of electron-beam tubes of the types covered by group H01J31/00
    • H01J29/46—Arrangements of electrodes and associated parts for generating or controlling the ray or beam, e.g. electron-optical arrangement
    • H01J29/48—Electron guns
    • H01J29/50—Electron guns two or more guns in a single vacuum space, e.g. for plural-ray tube
    • H01J29/503—Three or more guns, the axes of which lay in a common plane

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Abstract

본 발명에 따르면, 칼라 음극선관용 전자총은 전자빔을 방출하는 캐소오드 및 제어전극과 스크린전극을 포함하는 삼극부와, 삼극부와 동축상에 설치되어 사중극 렌즈를 형성하는 적어도 두 개의 집속 전극들과, 상기 집속 전극과 세 전자빔이 공히 통과하는 대구경렌즈를 형성하는 최종 집속 전극을 포함하며, 상기 사중극 렌즈를 형성하는 인라인으로 배열된 양측 전자빔에 작용하는 보정 전극 들의 적어도 하나에 편향신호에 동기하는 보정력이 중앙의 전자빔에 작용하는 보정력 보다 크게하는 보정수단을 포함한다.

Description

칼라 음극선관용 전자총{Electron gun for color cathode ray tube}
본 발명은 칼라 음극선관용 전자총에 관한 것으로, 더 상세하게는 인라인형으로 배열 설치되며, 적어도 하나의 사중극 렌즈를 형성하는 전극들이 개선된, 칼라 음극선관용 전자총에 관한 것이다.
통상적으로 칼라 음극선관용 전자총은 음극선관의 네크부에 설치되어 열전자를 방출하는 것으로, 이 전자총으로부터 방출된 전자빔이 형광막에 랜딩되는 상태에 따라 칼라 음극선관의 성능이 좌우되게 된다. 따라서 전자총으로부터 방출된 전자빔이 형광막의 형광점에 정확하게 랜딩시킬 수 있도록 포커스 특성과 전자렌즈의 수차를 줄일 수 있는 많은 전자총이 개발되어 왔다. 특히 최근 음극선관의 전장을 줄이기 위하여 음극선관의 편향각을 크게하고 전자총의 길이를 줄이고 있는데, 이 경우 형광막의 중앙부에 랜딩되는 전자빔의 포커싱 길이보다 형광막의 주변부에 랜딩되는 전자빔의 포커싱 길이가 상대적으로 길어지게 되어 화면주변부에서의 전자빔의 포커스 특성이 저하된다.
또한 편향각이 커짐에 따라 형광막에 대한 전자빔의 입사각이 작아짐으로 인하여 전자빔의 왜곡량이 지수적으로 증가하여 형광막에 랜딩되는 전자빔의 빔경이 커지게 되는 문제점이 있다. 셀프 콘버어젼스 방식의 인라인 칼라 음극선관은 전자총으로부터 방출된 전자빔을 편향하기 위해 비 균일 자계를 형성하는 편향요크로부터 방출된 전자빔들은 전자총내에 설치된 주렌즈에 의해 빔의 집중 및를 구비하고 있다. 상기 전자총의 편향자계에 의한 핀쿠션형의 수평편향자계 및 배렐형 수직 편향자계로 이루어진 비균일 자계에 의해 화면의 전역에서 콘버젼스 된다. 그러나 비균일 자계는 빔을 수평으로 발산, 수직으로 집속력이 작용되어 횡장형의 빔을 화면 주변에 만들어 해상도 저하를 야기한다. 이와 같이 비균일 자계를 통과한 전자빔은 인라인으로 배열된 세 전자빔 중 중앙의 전자빔에 비하여 주변에 위치되는 전자빔이 비점수차를 더 크게 받기 때문에, 주변에 위치된 전자빔의 보정력을 중앙의 전자빔에 비하여 크게하는 것이 포커스 특성에 유리하다.
상술한 바와 같은 전자빔의 왜곡을 상쇄하며 포커스 길이를 조정하기 위하여 종래의 전자총들은 사중극 렌즈를 채용하고 있는데, 이의 작용을 설명하면 다음과 같다.
전자총의 삼극부로부터 출사된 전자빔이 프리 포커스 지점을 지나 사중극 렌즈로 도달하였을 때에 사중극 렌즈를 이루는 전극에 인가된 다아니믹 전압을 상승시키면, 사중극렌즈를 이루는 전계방향으로 전자빔이 이동되어 수직으로는 발산, 수평으로는 집속되는 방향으로 전자빔을 이루는 전자들이 힘을 받게 된다. 이는 화면 주변부로 편향시 편향자계 및 전자빔의 입사각과 스크린면의 곡율에 의한 전자빔의 왜곡을 상쇄하게 된다.
그러나 상기 사중극 렌즈를 이루는 전극에 인가된 다이나믹 전압의 상승시 인라인으로 배열된 세 전자빔 간에 초점거리와 빔 형상의 왜곡은 대구경 렌즈의 구경 및 좌우 비율차이로 인하여 보정 정도의 차이를 갖게 된다.
상술한 바와 같이 전자빔의 화면의 주변부로 편향시 전자빔의 비점수차를 보정하기 위한 전자총이 미국특허 4,701,677호와 미국 특허 4,814,670호, 미국특허 5,027,043호에 개시되어 있다.
개시된 전자총은 직선 패스로부터 전자빔의 변환을 위한 수단을 구비하는데, 이러한 수단은 셀프 컨버어젼스 타입 편향요오크에 의해 알려진 비점수차를 보정하기 위해 사중극렌즈가 이용된다. 사중극 렌즈 수단은 종장형의 전자빔 통과공 또는 횡장형의 전자빔 통과공이 형성된 전극에 서로 다른 전압을 인가하는 구성을 가진다.
이러한 전자총은 인라인상으로 배열된 세 전자빔을 정 집중 시킴과 아울러 전자빔의 편향을 위한 수직 및 수평 편향자계에 의한 빔의 왜곡을 보정할 수 있다. 음극선관을 광 편향각화 및 평면화 하면서 화면주변에서 화면 중앙주변의 초점거리차가 증가하고 편향요오크에 의한 비점수차의 발생은 더욱 커지게 되므로 전자총은 강한 비점수차 보정력과 초점거리 보정력이 필요하게 된다.
강한 비점수차 보정력과 강한 초점거리 보정력을 얻기 위해서는 사중극 렌즈를 형성하는 전극간에는 큰 전위 차이가 발생하여야 하고, 이를 위해서는 높은 전압이 필요하게 된다. 하지만 이 높은 전압의 필요는 회로상의 신뢰성 문제와 전자총 전극간의 내전압 문제를 야기시킨다. 또한 화면의 주변에서 입사할 경우 주렌즈에 근접한 사중극 렌즈의 작용 중 수평으로는 집속하고 수직으로는 발산하는 작용에 의해 화면 주변부에서는 화면에 입사하는 빔의 입사각이 수평은 작고 수직은 커짐으로 인한 화면 주변에서 수평경이 커지는 문제점이 발생하게 된다.
한편, 상기와 같이 전자빔의 편향에 따른 비점수차는 편향요오크에 의한 전자빔의 편향각이 넓어짐에 따라 심화되고, 콘버어젼스 특성 또한 저하되는데, 이를 보상하기 위한 사중극 렌즈를 가진 칼라 음극선관이 미국 특허 6,051,919호에 개시되어 있다.
이 음극선관은 전자총의 사중극 렌즈를 형성하는 전극들의 대향하는 면에 형성된 플레이트 전극들의 플레이트 길이를 양측 전자빔측 보다 중앙의 전자빔 측이 길게 형성하여 화면의 주변부에서 콘버어젼스와 비점수차 보정을 위해 중앙의 전자빔을 강하게 포커싱 보정하도록 하고 있다.
그러나 이러한 사중극렌즈를 갖는 음극선관은 전자빔의 편향각이 광각화 됨에 따라 화면 주변부에서 사중극렌즈를 형성하는 전극에 인가되는 다이나믹 전압이 높아지는데, 이 다이나믹 전압이 높아짐에 따라 화면주변부에서 인라인으로 배열된 중앙의 전자빔과 주변의 전자빔의 비점수차 보정 효과의 차이로 인해 화면의 주변부에서 포커스 특성이 열화되는 문제점이 있다.
특히, 이러한 현상은 주렌즈에 대구경을 채용한 전자총에 있어서 심하게 나타난다. 즉, 대구경 전극에 편향신호에 동기하는 다이나믹 전압을 인가할 경우 중앙의 전자빔 통과공의 수직 /수평으로의 정전렌즈 변화 비율이 양측 전자빔 통과공의 수직/ 수평 변화율 보다 크기 때문이다. 이러한 현상은 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 중앙의 전자빔이 통과하는 영역은 수직 방향의 등전위선(1; 도 1참조)에 비하여 수평방향으로의 완만한 등전위선(2; 도 2참조)의 분포가 되어 정전렌즈의 유효경이 수직방향의 유효경보다 크게 때문에 다이나믹 전압의 변화로 인한 주렌즈의 강도 변화시 수직방향의 변화율이 수평방향의 변화율보다 크기 때문이다. 그러나 양측의 전자빔은 대구경의 편측에 위치되므로 다이나믹 전압의 변경시 수평방향의 등전위선 변화효과가 중앙보다 크게 발생하여 전자빔의 수평방향으로 그 형태가동시에 변화되어 전자빔의 종장화율이 중앙의 전자빔 변화율보다 적어지게 된다. 그러므로 도 3에 도시된 그래프에 나타난 바와 같이 양측 전자빔을 화면주변부로 편향하기 위한 다이나믹 전압은 중앙의 전자빔의 편향을 위한 다이나믹 전압에 비해 더 높은 전압이 필요하게 된다.
결과적으로 대구경 타입의 주렌즈를 채용한 전자총은 다이나믹 전압의 인가시 화면 중앙과 주변에서 높은 해상도를 얻기 위해서는 양측의 전자빔에 대해 더 높은 전압을 인가하거나 양측 전자빔에 더 강한 사중극 렌즈를 구성하여야 한다.
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로, 편향각의 광각화에 따라 형광막의 주변부에 랜딩되는 세 전자빔의 편향요오크에 의한 비점수차 보정 및 포커스 특성을 향상시켜 전 형광막에 균일한 전자빔 스폿을 형성할 수 있는 칼라 음극선관용 전자총을 제공함에 그 목적이 있다.
도 1은 대구경의 주렌즈를 이루는 전극들의 수직 단면도,
도 2는 대구경의 주렌즈를 이루는 전극의 수평단면도,
도 3은 사중극렌즈를 채용한 종래 저자총의 다이나믹 전압과 전자빔의 주사위치 관계를 나타내 보인 그래프.
도 4는 본 발명에 따른 칼라 음극선관용 전자총의 단면도,
도 5는 도 4에 도시된 사중극렌즈를 형성하는 전극을 발췌하여 도시한 분리 사시도,
도 6 내지 도 9는 사중극렌즈를 형성하는 전극들의 다른 실시예들을 도시한 사시도,
도 10은 본 발명에 따른 전자총의 다른 실시예를 도시한 단면도,
도 11은 도 10에 도시된 사중극렌즈를 형성하는 전극을 발췌하여 도시한 분리 사시도
도 12는 사중극렌즈를 채용한 본 발명에 따른 저자총의 다이나믹 전압과 전자빔의 주사위치 관계를 나타내 보인 그래프.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 칼라 음극선관용 전자총은,
전자빔을 방출하는 캐소오드 및 제어전극과 스크린전극을 포함하는 삼극부와, 삼극부와 동축상에 설치되어 사중극렌즈를 형성하는 적어도 두 개의 집속 전극들과, 상기 집속전극과 세 전자빔이 공히 통과하는 대구경렌즈를 형성하는 최종 집속전극을 포함하며, 상기 사중극렌즈를 형성하는 집속 전극들의 적어도 하나에 편항신호에 동기하는 다이나믹 전압의 인가시 인라인으로 배열된 양측 전자빔에 작용하는 보정력이 중앙의 전자빔에 작용하는 보정력보다 크게하는 보정수단을 포함하여 된 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 한 바람직한 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 따른 전자총은 세 전자빔이 공히 통과하는 대구경 렌즈를 채용한 것으로, 세 전자빔이 편향 요오크에 의한 편향시 세 전자빔에 작용하는 사중극 렌즈의 세기를 가변시켜 양측 전자빔에 작용하는 보정력이 중앙의 전자빔에 작용하는 보정력 보다 크게한 것으로, 실시 예를 도 4에 나타내 보였다.
도시된 바와 같이 전자총(10)은 전자빔 방출원인 캐소오드(11), 제어전극(12) 및 스크린 전극(13)으로 이루어진 삼극부와 상기 삼극부와 동축상에 순차적으로 설치되는 제1,2집속전극(14)(15)과, 적어도 하나의 사중극 렌즈를 형성하는 제3,4집속전극(16)(17)과, 상기 제4집속 전극과 인접되게 설치되어 세 전자빔이 공히 통과하는 대구경의 주렌즈를 이루는 최종 집속 전극(18)를 포함한다. 그리고 상기 사중극렌즈를 이루는 제3,4집속 전극(16)(17)에는 편향시 세 전자빔에 작용하는 사중극렌즈의 세기를 가변시켜 양측 전자빔에 작용하는 보정력이 중앙의 전자빔에 작용하는 보정력보다 크게하는 보정수단이 설치된다.
상기 전자총을 이루는 각각의 전극에는 하나 또는 세 개의 전자빔 통과공이 각각 형성되며, 특히 대구경 주렌즈를 이루는 제4포커스 전극(17)의 출사측과 최종집속전극(18)의 입사측은 각각 세 전자빔이 공히 통과하는 대구경 전자빔 통과공(17H)(18H)이 형성된 외부전극부재(17a)(18a)와, 상기 외부전극부재(18a)(18a)의 내부에 설치되며 독립된 세 개의 전자빔통과공(21)(22)이 형성된 판상의 내부전극부재(17b)(18b)로 이루어진다.
그리고, 상기 전자총에 있어서, 도 5에 도시된 바와 제3집속전극(16)의 출사측면에 인라인상으로 배열된 세 개의 종장형의 전자빔 통과공(16R)(16G)(16B)이 형성되고, 상기 제4집속전극(17)의 입사측면에 세 개의 횡장형 전자빔통과공(17R)(17G)(17B)이 형성되는데, 상기 보정수단은 세 개의 전자빔 통과공(16R)(16G)(16B),(17R)(17G)(17B)들중 양측에 위치되는 전자빔 통과공(16R)(16B), (17R)(17B)의 수직길이(L1)가 중앙에 위치되는 전자빔 통과공(16G)(17G)의 수직길이(L2) 보다 작게 형성되어 이루어진다. 또한 세 개의 전자빔 통과공(16R)(16G)(16B),(17R)(17G)(17B)들 중 양측에 위치되는 전자빔 통과공(16R)(16B), (17R)(17B)의 수평길이(L3)가 중앙에 위치되는 전자빔 통과공(16G)(17G)의 수평길이(L2) 보다 크게 형성함이 바람직하며, 상기 제3,4 집속전극(16)(17)의 상호 대향되는 면에 각각 형성되어 사중극렌즈를 이루는 세 개의 전자빔 통과공(16R)(16G)(16B),(17R)(17G)(17B)들중 양측에 위치되는 전자빔 통과공의 수직길이/수평길이의 값이 중앙의 전자빔 통과공의 수직길이/수평길이 값보다 작게 형성되도록 함이 바람직하다.
상기 제3,4집속전극(16)(17)에 형성된 전자빔 통과공(16R)(16G)(16B), (17R)(17G)(17B)의 형상은 종장형과 횡장형을 예로 들어 설명하였으나 이에 한정되지는 않고 사중극 렌즈를 가변시킬 수 있는 구조이면 어느 것이나 가능하다.
도 6 내지 도 9에는 본 발명에 따른 전자총에 있어서, 보정수단의 다른 실시예들을 나타내 보였다.
상기 전자총에 있어서, 보정수단의 다른 실시예는 도 6에 도시된 바와 같이상기 제3,4집속전극(16)(17)의 상호 대향되는 면에 각각 세 개의 원형의 전자빔 통과공(21R)(21G)(21B),(22R)(22G)(22B)이 형성되고, 상기 제3집속전극(16)의 출사측면에 각 전자빔 통과공(21R)(21G)(21B)의 사이 및 양측에 위치되는 수직 브레이드(23-26)들중 양측 전자빔 통과공(21R)(21B)의 외측에 위치되는 수직 브레이드(23)(26)의 길이가 길게 형성되고, 상기 제4집속전극(17)의 입사측면에 상기 세 전자빔 통과공(22R)(22G)(22B)의 상하부에 위치되며 중앙의 전자빔 통과공(21G)과 대응되는 측에 만곡부(27a)(28a)가 형성된 수평브레이드(27)(28)들이 형성된다.
상기 실시예에 있어서, 상기 수평브레이드는 다양한 형태로 변형이 가능하다. 즉, 도 7에 도시된 바와 같이 상기 제4집속전극(17)의 입사측면에 상기 세 전자빔 통과공(22R)(22G)(22B)의 상하부에 위치되며 양측의 전자빔 통과공(21B)(22R)과 대응되는 측에 상호 대향되는 방향으로 연장되는 연장부(29a)(30a)를 가진 수평브레이드(29)(30)들이 형성될 수 있으며, 도 8에 도시된 바와 같이 상기 제4집속전극(17)의 입사측면에 상기 세 전자빔 통과공(22R)(22G)(22B)의 상하부에 위치되며 상기 수직 브레이드(23-26)들의 사이에 위치되며 중앙전자빔 통과공에 위치되는 브레이드(31)(32)의 길이보다 양측에 위치되는 브레이드(33)(34)(35)(36)의 길이가 길게 형성될 수 있다. 또한 도 9에 도시된 바와 같이 상기 제4집속전극(17)의 입사측면에 상기 세 전자빔 통과공(22R)(22G)(22B)의 상하부에 위치되며 중앙의 전자빔 통과공과 대응되는 측의 수직 간격(W1)이 양측에 양측 전자빔 통과공과 대응되는 부위의 수직 간격(W2)보다 높도록 절곡된 수평브레이드(38)(39)들이 형성될 수 있다.
그리고 상기와 같이 구성된 각 전자총의 전극에는 각각 소정의 전압이 인가되는데, 이를 설명하면 다음과 같다. 상기 스크린전극(13)과 제2집속전극(15)에 소정의 정전압(VS)이 인가되고, 상기 제 1,3집속 전극(14)(16)에는 상기 정전압(VS)보다 높은 포커스 전압(VF)이 인가된다. 그리고 상기 제4집속전극(17)에는 편향신호에 동기하는 파라볼라형 다이나믹 전압(VD)인가되고, 상기 최종집속전극(18)에는 고압의 에노우드 전압(VE)이 인가된다. 상기 에노우드 전압(VE)은 28 내지 35kV의 전압이 인가되며, 상기 포커스 전압(VF)는 에노우드 전압(VE)의 28 % 정되어 전압이 인가되며 상기 다이나믹 전압(VD)는 에노우드 전압의 28 +3%의 내외로 상기 포커스 전압(VF)를 기저전압으로 한다.
도 10 및 도 11에는 보정수단을 가지는 본 발명에 따른 전자총의 다른 실시예를 나타내 보였다.
도시된 바와 같이 전자총은 삼극부를 이루는 것으로, 인라인상으로 배열된 세 개의 캐소오드(51), 제어전극(52) 및 스크린전극(53)과, 스크린 전극(53)으로부터 순차적으로 설치되어 보조렌즈를 형성하는 제1,2,3집속전극(54 -56)과, 상기 제3집속전극(56)과 인접되게 설치되어 사중극렌즈를 형성하는 제4,5집속전극(57)(58)과, 상기 제5집속전극(58)와 인접되게 설치되어 세전자빔이 공히 통과하는 대구경의 주렌즈를 형성하는 최종집속전극(59)을 포함한다. 그리고 상기 사중극렌즈를 이루는 제3,4,5집속 전극(56)(57)(58)에는 편향시 세 전자빔에 작용하는 사중극렌즈의 세기를 가변시켜 양측 전자빔에 작용하는 보정력이 중앙의 전자빔에 작용하는 보정력보다 크게하는 보정수단이 설치된다.
상기 대구경의 주렌즈를 이루는 제5포커스 전극(58)의 출사측과 최종집속전극(59)의 입사측은 각각 세 전자빔이 공히 통과하는 대구경 전자빔 통과공(58H)(59H)이 형성된 외부전극부재(58a)(59a)와, 상기 외부전극부재(58a)(59a)의 내부에 설치되며 독립된 세 개의 전자빔통과공(58e)(59e)이 형성된 내부전극부재(58b)(59b)로 이루어진다.
한편, 상기 전자총에 있어서, 도 11에 도시된 바와 상기 제3집속전극(56)의 출사측면에 인라인상으로 배열된 세 개의 횡장형의 전자빔 통과공(56R)(56G)(56B)이 형성되고, 판상으로 이루어진 상기 제4집속전극(57)에는 세 개의 종장형 전자빔통과공(57R)(57G)(57B)이 형성되며, 상기 제5포커스 전극(58)의 입측면에는 인라인상으로 배열된 세 개의 횡장형의 전자빔 통과공(58R)(58G)(58B)이 형성되는데, 이들을 포함하는 상기 보정수단 다음과 같다. 상기 보정수단은 사중극렌즈를 형성하기 위하여 제3,4,5집속전극(56-58)중 제3집속전극의 출사측면 및 제5포커스 전극(58)의 입사측면에 각각 형성된 세 개의 횡장형의 전자빔 통과공(56R)(56G)(56B), (58R)(58G)(58B)중 중앙 전자빔 통과공(56G)(58G)의 수직 및 수평폭이 양측 전자빔 통과공(56R)(56B),(58R)(58B)의 수직 및 수평폭보다 작게 형성되고, 제4포커스전극(57)에 형성된 세 개의 전자빔 통과공(57R)(57G)(57B)중 중앙의 전자빔 통과공(57G)의 수직 및 수평길이가 양측에 위치되는 전자빔 통과공(57R)(57B)의 수평 및 수직 길이보다 작다.
그리고 상기 전자총을 이루는 각 전극에는 전자총을 구동시키기 위한 전압이 인가된다. 즉, 상기 스크린전극(53)과 제2집속 전극(55)에 소정의 정전압(VS)이인가되고, 상기 제 1,4집속전극(54)(57)에는 상기 정전압(VS)보다 높은 포커스 전압(VF)이 인가된다. 그리고 상기 제3,5집속 전극(56)(58)에는 편향신호에 동기하는 파라볼라형 다이나믹 전압(VD)인가되고, 상기 최종집속전극(59)에는 상기 전압들 보다 높은 에노우드 전압(VE)이 인가된다.
이와같이 구성된 본 발명에 따른 칼라 음극선관용 다이나믹 포커스 전자총의 작용을 설명하면 다음과 같다.
먼저 도 4에 도시된 칼라 음극선관용 전자총을 이루는 전극에 소정의 전위가 인가됨에 따라 각 전극들의 사이에는 전기력선 및 등전위선에 의한 전자렌즈가 형성되는데, 이를 전자빔이 형광막의 중앙부에 주사될 때와 주변부에 주사될 때로 나누어 설명하면 다음과 같다.
전자빔이 형광막의 중앙부로 주사되는 경우 포커스 전압(VF)를 기저전압으로 하는 다이나믹 전압(VD)이 인가되지 않는다. 따라서 상기 스크린전극(13)과 제1집속전극(14)의 사이에는 프리 포커스 렌즈가 형성되고, 상기 제1,2,3집속전극(14,15,16)의 사이에는 보조렌즈가 형성되며, 제3,집속전극(16)(17)의 사이에는 전위차가 크게 발생되지 않으므로 전자빔에 영향을 주는 사중극렌즈가 형성되지 않게 된다. 그리고 상기 제4집속 전극(17)과 최종집속전극(18)의 사이에는 주렌즈가 형성된다.
따라서 상기 캐소오드(31)로부터 방출된 전자빔이 프리포커스 렌즈에 의해 예비집속 및 가속된 후 주렌즈에 의해 최종집속 및 가속되어 형광막의 중앙부에 랜딩된다.
그리고 상기 전자총으로부터 방출된 전자빔이 형광막의 주변부로 주사되는 경우에는 상기 제4포커스 전극(17)에 편향신호에 동기하는 다이나믹 전압(VD)이 인가된다. 따라서 스크린전극(13)과 제1집속전극(14)의 사이에는 프리포커스 렌즈가 형성되고, 제1,2,3집속전극(14,15,16)의 사이에는 포커스 전압(VF)과 정전압(VS)에 의한 전기력선과 등전위선에 의해 보조렌즈가 형성된다. 그리고 상기 제3집속전극(16)과 제4집속전극(17)의 사이에는 사중극렌즈들이 형성되고, 상기 제4집속전극(18)와 최종집속전극(19)의 사이에는 다이나믹 전압(VD)이 인가됨에 따라 상대적으로 배율이 약화된 대구경의 주렌즈가 형성된다.
상술한 바와 같이 렌즈가 형성된 상태에서 캐소오드(11)로부터 방출된 전자빔은 프리 포커스 렌즈와 보조렌즈를 통과하면서 예비집속 및 가속된 후 사중극렌즈들를 통과하게 되는데, 상기 사중극렌즈들을 이루는 제3,4집속전극에 각각 형성된 종장형의 전자빔 통과공(16R)(16G)(16B)과 횡장형의 전자빔 통과공(17R)(17G)(17B)들중 양측에 위치되는 전자빔 통과공(16R)(16B), (17R)(17B)의 수직길이(L1)가 중앙에 위치되는 전자빔 통과공(16G)(17G)의 수직길이(L2) 보다 작게 형성되어 있거나 세 개의 전자빔 통과공(16R)(16G)(16B),(17R)(17G)(17B)들중 양측에 위치되는 전자빔 통과공(16R)(16B), (17R)(17B)의 수평길이(L3)가 중앙에 위치되는 전자빔 통과공(16G)(17G)의 수평길이(L2) 보다 크게 형성되어 있으므로 양측의 전자빔이 통과하는 사중극렌즈의 수직 발산 전계가 강해져 전자빔의 단면을 종장황화 시키는 보정작용이 중앙의 전자빔이 통과하는 사중극렌즈의 보장작용보다 강해진다.
이를 더욱 상세하게 설명하면, 사중극렌즈를 이루는 전계의 수직 방향분력과 수평방향분력의 차가 강할수록 전기장의 왜곡이 커지고 사중극렌즈를 강하게 하는데, 상술한 바와 같이 사중극렌즈를 형성하는 상기 전자빔 통과공중 주변의 전자빔이 통과하는 양측의 종,횡장형의 전자빔통과공의 전자빔 통과공의 수직거리/수평거리의 값이 중앙 전자빔통과하는 종,횡전자빔 통과공의 통과공의 수직거리/수평거리 의 값보다 작으므로 중앙의 전자빔 통과공(16G)(17G)에 의해 형성되는 사중극렌즈의 작용보다 양측의 전자빔 통과공((16R)(16B),(17R)(17B)들에 의해 형성되는 사중극렌즈의 작용이 강화되어 이들을 통과하는 인라인 상의 세 전자빔은 중앙의 전자빔에 비하여 양측의 전자빔이 상대적으로 큰 전자빔의 보정작용을 받게 된다.
상술한 바와 같이 전자빔의 보정작용으로 중앙의 전자빔에 비하여 양측의 전자빔의 종장형화 정도가 다르게 변형된 전자빔은 대구경의 주렌즈와 편향 요오크의 불균일 자계에 의한 전자빔의 왜곡이 보정되어 전 형광막에 균일한 전자빔의 스폿을 이루게 된다. 이 과정에서 상기 제4집속 전극(17)에는 다이나믹 전압이 인가되어 최종 집속 전극(18)과의 전압차가 작아져 주렌즈의 배율이 상대적으로 약화되어 이를 통과한 구면수차를 받게 되고, 초점거리가 길어지게 된다.
그리고 상술한 실시예의 전자총에 있어서, 도 9에 도시된 바와 같이 제3,4집속 전극(16)(17)들과 전기적으로 연결된 수직 및 수평브레이드로 다이나믹 사중극렌즈를 구성하는 경우 양측의 전자빔이 통과하는 인라인 방향에 수직한 방향으로 평행판 간의 거리가 중앙의 전자빔이 통과하는 수직 거리보다 작게 되어 있으므로 사중극렌즈를 통과하는 중앙의 전자빔 보다 양측의 전자빔에 가하여지는 사중극렌즈의 강도가 커지므로 상기 보정수단의 실시 예와 같이 형광막의 주변에서 다이나믹 전압의 인가 시 균일한 포커스 특성을 얻을 수 있다.
이러한 수직 브레이드 및 수평 브레이드들에 의한 작용은 도 6,7,8에 도시된 바와 같이 수평 브레이드의 길이와 수직 브레이드의 길이를 조정하거나 수평브레이드의 단부에 각 전자빔과의 간격을 가변시키는 연장부를 형성하여도 상술한 바와 같은 효과를 얻을 수 있다.
그리고 상기 도 10에 도시된 전자총의 경우에도 종장형 전자빔 통과공과 횡장형 전자빔 통과공의 수직길이 및 수평길이를 가변시켜 전지빔의 비점수차 보정를 보정하므로 그 주된 작용은 상기 실시예와 같다.
이와 같이 본 발명 칼라 음극선관용 전자총은 사중극렌즈들에 의한 집발산력에 의해 변화된 각 전자빔의 단면이 편향요오크의 불균일 자계에 의해 편향시 수평경 확대 및 빔이 왜곡되는 것을 방지할 수 있으며 나아가서는 화면의 중앙부와 주변부에서 균일한 포커스 특성을 얻을 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 일 실시 예를 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 청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

Claims (21)

  1. 전자빔을 방출하는 캐소오드 및 제어전극과 스크린전극을 포함하는 삼극부와, 삼극부와 동축상에 설치되어 사중극렌즈를 형성하는 적어도 두 개의 집속전극들과, 상기 집속전극과 세 전자빔이 공히 통과하는 대구경렌즈를 형성하는 최종 집속전극을 포함하며, 상기 사중극렌즈를 형성하는 집속전극들의 적어도 하나에 편향신호에 동기하는 다이나믹 전압의 인가시 인라인으로 배열된 양측 전자빔에 작용하는 보정력이 중앙의 전자빔에 작용하는 보정력보다 크게하는 보정수단을 포함하여 된 것을 특징으로 하는 칼라 음극선관용 전자총,
  2. 제1항에 있어서,
    상기 보정수단은 집속전극의 상호 대향되는 면에 각각 형성되어 사중극렌즈를 이루는 세 개의 전자빔 통과공들 중 양측에 위치되는 전자빔 통과공의 수직길이가 중앙에 위치되는 전자빔 통과공의 수직길이 보다 작게 형성된 것을 특징으로 하는 칼라 음극선관용 전자총.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 보정수단은 집속전극의 상호 대향되는 면에 각각 형성되어 사중극렌즈를 이루는 세 개의 전자빔 통과공들중 양측에 위치되는 전자빔 통과공의 수평길이가 중앙에 위치되는 전자빔 통과공의 수평길이 보다 크게 형성된 것을 특징으로 하는 칼라 음극선관용 전자총.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 보정수단은 집속전극의 상호 대향되는 면에 각각 형성되어 사중극렌즈를 이루는 세 개의 전자빔 통과공들중 양측에 위치되는 전자빔 통과공의 수직길이/수평길이의 값이 중앙의 전자빔 통과공의 수직길이/수평길이 값보다 작게 형성된 것을 특징으로 하는 칼라 음극선관용 전자총.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 보정수단은 사중극렌즈를 형성하기 위하여 집속전극중 캐소오드 측에 위치되는 집속전극의 출사측면에 세 개의 종장형의 전자빔 통과공중 중앙 전자빔 통과공의 수직 및 수평폭이 양측 전자빔 통과공의 수직 및 수평폭보다 작게 형성되고, 이와 대응되는 집속전극에 세 개의 횡장형의 전자빔 통과공중 중앙 전자빔 통과공의 수직 및 수평폭이 양측 전자빔 통과공의 수직 및 수평폭 보다 작게 형성된 것을 특징으로 하는 칼라 음극선관용 전자총.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 사중극 렌즈를 형성하는 집속 전극들의 사이에 전자빔 통과공의 형성된 판상의 보조전극의 더 구비된 것을 특징으로 하는 칼라 음극선관용 전자총.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 보정수단은 사중극렌즈를 형성하기 위하여 집속전극중 캐소오드 측에 위치되는 집속전극의 출사측면에 세 개의 횡장형의 전자빔 통과공중 중앙 전자빔 통과공의 수직 및 수평폭이 양측 전자빔 통과공의 수직 및 수평폭보다 작게 형성되고, 이와 대응되는 집속전극에 형성된 세 개의 횡장형의 전자빔 통과공중 중앙 전자빔 통과공의 수직 및 수평폭이 양측 전자빔 통과공의 수직 및 수평폭 보다 작으며, 상기 보조전극에 형성된 세 개의 전자빔 통과공중 중앙의 전자빔 통과공의 수직 및 수평길이가 양측에 위치되는 전자빔 통과공의 수평 및 수직 길이보다 작은 것을 특징으로 하는 칼라 음극선관용 전자총.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 보정수단은 상기 두 집속전극의 상호 대향되는 면에 각각 세 개의 원형의 전자빔 통과공이 형성되고,
    상기 캐소오드측의 집속전극의 출사측면에 각 전자빔 통과공의 양측에 위치된 수직 브레이드들중 양측 전자빔 통과공의 외측에 위치되는 수직 브레이드의 길이가 길게 형성되고,
    상기 최종집속전극측 집속전극의 입사측면에 상기 세 전자빔 통과공의 상하부에 위치되며 중앙의 전자빔 통과공과 대응되는 측에 만곡부가 형성된 수평브레이드들이 형성된 것을 특징으로 하는 칼라 음극선관용 전자총.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 보정수단은 상기 두 집속전극의 상호 대향되는 면에 각각 세 개의 원형의 전자빔 통과공이 형성되고,
    상기 캐소오드측의 집속전극의 출사측면에 각 전자빔 통과공의 양측에 위치된 수직 브레이드들중 양측 전자빔 통과공의 외측에 위치되는 수직 브레이드의 길이가 길게 형성되고,
    상기 최종집속전극측 집속전극의 입사측면에 상기 세 전자빔 통과공의 상하부에 위치되며 양측의 전자빔 통과공과 대응되는 측에 상호 대향되는 방향으로 연장되는 연장부를 가진 수평브레이드들이 형성된 것을 특징으로 하는 칼라 음극선관용 전자총.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 보정수단은 상기 두 집속전극의 상호 대향되는 면에 각각 세 개의 원형의 전자빔 통과공이 형성되고,
    상기 캐소오드측의 집속전극의 출사측면에 각 전자빔 통과공의 양측에 위치된 수직 브레이드들중 양측 전자빔 통과공의 외측에 위치되는 수직 브레이드의 길이가 길게 형성되고,
    상기 최종집속전극측 집속전극의 입사측면에 상기 세 전자빔 통과공의 상하부에 고정되어 상기 수직 브레이드들의 사이에 위치되며 중앙전자빔 통과공에 위치되는 브레이드의 길이보다 양측에 위치되는 브레이드의 길이가 길게 형성된 것을 특징으로 하는 칼라 음극선관용 전자총.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 보정수단은 상기 두 집속전극의 상호 대향되는 면에 각각 세 개의 원형의 전자빔 통과공이 형성되고,
    상기 캐소오드측의 집속전극의 출사측면에 각 전자빔 통과공의 양측에 위치된 수직 브레이드들중 양측 전자빔 통과공의 외측에 위치되는 수직 브레이드의 길이가 길게 형성되고,
    상기 최종집속전극측 집속전극의 입사측면에 상기 세 전자빔 통과공의 상하부에 위치되며 중앙의 전자빔 통과공과 대응되는 측의 수직 간격이 양측에 양측 전자빔 통과공과 대응되는 부위의 수직 간격보다 높도록 절곡된 수평브레이드들이 형성된 것을 특징으로 하는 칼라 음극선관용 전자총.
  12. 전자빔 방출원인 캐소오드, 제어전극 및 스크린 전극로 이루어진 삼극부와 상기 삼극부와 동축상에 설치되는 되어 적어도 하나의 제1사중극렌즈를 형성하는 제1,2집속 전극 및 사중극렌즈를 형성하는 제3,4집속 전극과, 상기 제4집속 전극과 인접되게 설치되어 세 전자빔이 공히 통과하는 대구경 렌즈를 형성하는 최종집속전극를 포함하며,
    상기 제4집속 전극에 편항신호에 동기하는 다이나믹 전압의 인가시 인라인으로 배열된 양측 전자빔에 작용하는 보정력이 중앙의 전자빔에 작용하는 보정력보다 크게하는 보정수단을 포함하여 된 것을 특징으로 하는 칼라 음극선관용 전자총.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 보정수단은 집속전극의 상호 대향되는 면에 각각 형성되어 사중극렌즈를 이루는 세 개의 전자빔 통과공들중 양측에 위치되는 전자빔 통과공의 수직길이/수평길이의 값이 중앙의 전자빔 통과공의 수직길이/수평길이 값보다 작게 형성된 것을 특징으로 하는 칼라 음극선관용 전자총.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 보정수단은 사중극렌즈를 형성하기 위하여 제3집속전극의 출사측면에 세 개의 종장형의 전자빔 통과공중 중앙 전자빔 통과공의 수직 및 수평폭이 양측 전자빔 통과공의 수직 및 수평폭보다 작게 형성되고, 이와 대응되는 제4집속 전극의 입사측에 세 개의 횡장형의 전자빔 통과공중 중앙 전자빔 통과공의 수직 및 수평폭이 양측 전자빔 통과공의 수직 및 수평폭 보다 작게 형성된 것을 특징으로 하는 칼라 음극선관용 전자총.
  15. 제12항에 있어서,
    상기 보정수단은 상기 제3,4 집속전극의 상호 대향되는 면에 각각 세 개의 원형의 전자빔 통과공이 형성되고,
    상기 제3집속전극의 출사측면에 각 전자빔 통과공의 양측에 위치된 수직 브레이드들중 양측 전자빔 통과공의 외측에 위치되는 수직 브레이드의 길이가 길게형성되고,
    상기 제4집속전극의 입사측면에 상기 세 전자빔 통과공의 상하부에 위치되며 중앙의 전자빔 통과공과 대응되는 측에 만곡부가 형성된 수평브레이드들이 형성된 것을 특징으로 하는 칼라 음극선관용 전자총.
  16. 제12항에 있어서,
    상기 보정수단은 상기 제3,4집속전극의 상호 대향되는 면에 각각 세 개의 원형의 전자빔 통과공이 형성되고,
    상기 제3집속전극의 출사측면에 각 전자빔 통과공의 양측에 위치된 수직 브레이드들중 양측 전자빔 통과공의 외측에 위치되는 수직 브레이드의 길이가 길게 형성되고,
    상기 제4집속전극의 입사측면에 상기 세 전자빔 통과공의 상하부에 위치되며 양측의 전자빔 통과공과 대응되는 측에 상호 대향되는 방향으로 연장되는 연장부를 가진 수평브레이드들이 형성된 것을 특징으로 하는 칼라 음극선관용 전자총.
  17. 제12항에 있어서,
    상기 보정수단은 상기 제3,4 집속전극의 상호 대향되는 면에 각각 세 개의 원형의 전자빔 통과공이 형성되고,
    상기 제3집속전극의 출사측면에 각 전자빔 통과공의 양측에 위치된 수직 브레이드들중 양측 전자빔 통과공의 외측에 위치되는 수직 브레이드의 길이가 길게형성되고,
    상기 제4집속전극의 입사측면에 상기 세 전자빔 통과공의 상하부에 고정되어 상기 수직 브레이드들의 사이에 위치되며 중앙전자빔 통과공에 위치되는 브레이드의 길이보다 양측에 위치되는 브레이드의 길이가 길게 형성된 것을 특징으로 하는 칼라 음극선관용 전자총.
  18. 제1항에 있어서,
    상기 보정수단은 상기 제3,4집속전극의 상호 대향되는 면에 각각 세 개의 원형의 전자빔 통과공이 형성되고,
    상기 제3집속전극의 출사측면에 각 전자빔 통과공의 양측에 위치된 수직 브레이드들중 양측 전자빔 통과공의 외측에 위치되는 수직 브레이드의 길이가 길게 형성되고,
    상기 제4집속전극의 입사측면에 상기 세 전자빔 통과공의 상하부에 위치되며 중앙의 전자빔 통과공과 대응되는 측의 수직 간격이 양측에 양측 전자빔 통과공과 대응되는 부위의 수직 간격보다 높도록 절곡된 수평브레이드들이 형성된 것을 특징으로 하는 칼라 음극선관용 전자총.
  19. 전자빔 방출원인 캐소오드, 제어전극 및 스크린 전극로 이루어진 삼극부와 상기 삼극부와 동축상에 설치되는 되어 적어도 하나의 제1사중극렌즈를 형성하는 제1,2집속 전극 및 사중극렌즈를 형성하는 제3,4,5집속 전극과, 상기 제4집속 전극과 인접되게 설치되어 세 전자빔이 공히 통과하는 대구경 렌즈를 형성하는 최종집속전극를 포함하며,
    상기 제3,5집속 전극에 편항신호에 동기하는 다이나믹 전압의 인가시 인라인으로 배열된 양측 전자빔에 작용하는 보정력이 중앙의 전자빔에 작용하는 보정력보다 크게하는 보정수단을 포함하여 된 것을 특징으로 하는 칼라 음극선관용 전자총.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 스크린 전극과 제2집속 전극에 정전압이 인가되고, 상기 제1집속 전극과 제4집속 전극에 정전압 보다 높은 포커스 전압이 인가되며, 상기 제3,5집속 전극에 편향신호에 동기하며 상기 포커스 전압을 기저전압으로 하는 다이나믹 포커스 전압이 인가되며, 상기 최종가속전극에는 상기 전압들 보다 높은 고압의 에노우드 전압이 인가된 것을 특징으로 하는 칼라 음극선관용 전자총.
  21. 제19항에 있어서,
    상기 보정수단은 사중극렌즈를 형성하기 위하여 제3,4,5집속전극중 제3집속전극의 출사측면에 세 개의 횡장형의 전자빔 통과공중 중앙 전자빔 통과공의 수직 및 수평폭이 양측 전자빔 통과공의 수직 및 수평폭보다 작게 형성되고, 제5집속전극에 형성된 세 개의 횡장형의 전자빔 통과공중 중앙 전자빔 통과공의 수직 및 수평폭이 양측 전자빔 통과공의 수직 및 수평폭 보다 작으며, 상기 제4집속전극에 형성된 세 개의 전자빔 통과공중 중앙의 전자빔 통과공의 수직 및 수평길이가 양측에 위치되는 전자빔 통과공의 수평 및 수직 길이보다 작은 것을 특징으로 하는 칼라 음극선관용 전자총.
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