KR20020079309A - 편평형 음극선관, 편평형 음극선관용 전자총 및 그 제조방법 - Google Patents

편평형 음극선관, 편평형 음극선관용 전자총 및 그 제조방법 Download PDF

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Abstract

편평형 음극선관에 있어서 네크부 외측에 배치되는 마그네트 자계에 의해 메인 렌즈로 들어가기 전에 전자 빔이 이축하고, 코마 수차가 발생하여 화질을 저하시키는 것을 개선한다.
메인 포커스 렌즈(35M)의 중심을 관축(32)에 일치시킨 전자총(281)과, 편향 요크와, 네크부 외측에 배치된 마그네트(33[33A, 33B])를 구비하고, 전자총(281)의 프리 포커스 렌즈(35P)가 관축(32)으로부터 이축되어 이루어진다.

Description

편평형 음극선관, 편평형 음극선관용 전자총 및 그 제조 방법{FLAT TYPE CATHODE-RAY TUBE, ELECTRON GUN FOR FLAT TYPE CATHODE-RAY TUBE AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME}
본 발명은 편평형 음극선관, 이 편평형 음극선관에 이용되는 전자총 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
종래부터 편평형 음극선관은 스크린 패널을 보는 방향의 깊이 치수를 작게 할 수 있기 때문에, 예를 들면, 박형의 수상기가 요구되는 휴대용 텔레비젼, 차량 탑재용 모니터, 도어폰 등에 적절하게 이용된다.
종래의 편평형 음극선관을 도 22(구성도) 및 도 23(일부 단면으로 된 평면도)에 나타낸다.
이 편평형 음극선관(1)은 프론트 패널(2)과, 형광면(3)이 형성된 스크린 패널(4)과, 네크부(5)를 갖는 펀넬(6)이 플릿 접합되어 이루어지는 유리관체(7)를 갖고, 그 펀넬(6)의 네크부(5) 내에 그 중심 축선이 네크부의 관축(11)과 일치하도록 전자총(8)을 배치하여 구성된다. 유리관체(7)의 네크부(5)로부터 펀넬(6)에 이르는 외측에는 수평 편향 코일(12) 및 수직 편향 코일(13)을 갖는 편향 요크(14)가 설치되고, 편향 요크(14)의 전단 측에 전자 빔이 유효 화면, 즉 형광면 상을 주사하도록 조정하기 위한 마그네트, 소위 센터링 마그네트(9)가 배치된다. 센터링 마그네트(9)는 2장의 링 형상의 이중극 마그네트(영구 자석: 9a, 9b)로 형성된다.
편향 요크(14)에는 비용, 편향 감도 등의 이유에서, 일반적으로 수평 편향 코일(12)로서 안장형이 이용되고, 수직 편향 코일(13)로서는 토로이달(toroidal)형이 이용된다. 전자총(8)으로부터 출사된 전자 빔(15)은 편향 요크(14)에 의해 수평, 수직 방향으로 편향되어 스크린 패널(4)의 형광면(3) 상에 조사된다. 전자 빔 (15)은 수평으로는 편향 중심에 대하여 대칭으로 편향되지만, 수직으로는 비대칭으로 편향된다.
유리관체(7)는 전체로서 수평 편향 방향(도 22의 지면에 수직 방향)으로 가로 길이가 되는 편평 형상으로 형성된다. 스크린 패널(4)은 관축(11)에 대하여 비스듬히 교차하는 방향으로 경사지도록 배치된다. 스크린 패널(4) 상에 형성된 화상은 프론트 패널(2) 측으로부터 볼 수 있다. 프론트 패널(2)은 투명, 그리고 평판 형상으로 형성되어 있다. 이 경우의 편평형 음극선관은 반사형이 된다. 또한 이와는 반대측의 스크린 패널(4) 측으로부터 스크린 패널(4) 상의 화상을 보는 경우에는 투과형이 된다.
그런데 종래의 편평형 음극선관(1)에서는, 도 25에 도시한 바와 같이 스크린 패널(4) 상의 휘점에 혜성처럼 꼬리를 빼는 코마(coma) 수차가 발생하여 빔 스폿 (17)이 헐레이션(halation)을 수반하는 것처럼 보여서, 화질이 열화된다는 현상이 발생하고 있었다.
본 발명자들은 이 빔 스폿의 열화 원인을 검토한 결과, 네크부 외측의 센터링 마그네트(9)에 의한 자계가 영향을 미친다는 것을 밝혀냈다. 즉, 센터링 마그네트(9)로부터의 자계의 영향으로, 도 24에 도시한 바와 같이 전자 빔(15)이 메인 렌즈(16M)로 들어가기 전에 편향되어 전자 빔(15)이 관축(11)으로부터 벗어나는, 소위 「이축」이 발생된다. 이 이축이 메인 렌즈(16M)의 캐소드(K) 측에서 발생하기 때문에 전자 빔(15)은 메인 렌즈(16M)의 중심 O으로부터 벗어나 입사되게 된다. 이 때문에, 코마 수차가 발생되어 헐레이션을 수반하는 빔 스폿(17)이 되어 화질의 열화를 초래한다.
본 발명은 상술한 점을 감안하여 마그네트 영향에 의한 빔 스폿의 열화를 없앨 수 있는 편평형 음극선관, 이 편평형 음극선관에 사용되는 전자총 및 그 제조 방법을 제공하는 것이다.
도 1은 본 발명의 편평형 음극선관의 일 실시예를 나타내는 구성도.
도 2는 편평형 음극선관에 장착되는 센터링 마그네트의 예를 나타내는 사시도.
도 3은 본 발명에 따른 편평형 음극선관용 전자총의 일 실시예를 나타내는 구성도.
도 4는 본 발명의 전자총에 있어서의 프리 포커스 렌즈의 작용을 나타내는 설명도.
도 5는 본 발명에 따른 편평형 음극선관용 전자총의 다른 실시예를 나타내는 구성도.
도 6은 본 발명에 따른 편평형 음극선관용 전자총의 또 다른 실시예를 나타내는 구성도.
도 7은 본 발명에 따른 편평형 음극선관의 다른 실시예를 나타내는 구성도.
도 8은 본 발명에 따른 편평형 음극선관용 전자총의 제조 방법의 일 실시예의 제1 공정도이며, A는 제1 그리드의 사시도이고, B는 제2 그리드의 사시도.
도 9는 본 발명에 따른 편평형 음극선관용 전자총의 제조 방법의 일 실시예의 제2 공정도.
도 10은 도 9에서 사용하는 스페이서의 예를 나타내는 사시도.
도 11은 본 발명에 따른 편평형 음극선관용 전자총의 제조 방법의 일 실시예의 제3 공정도.
도 12는 본 발명에 따른 편평형 음극선관용 전자총의 제조 방법의 다른 실시예의 제1 공정도이며, A는 제1 그리드의 사시도이고, B는 제2 그리드의 사시도.
도 13은 본 발명에 따른 편평형 음극선관용 전자총의 제조 방법의 다른 실시예의 제2 공정도.
도 14는 도 13에서 사용하는 스페이서의 예를 나타내는 사시도.
도 15는 본 발명에 따른 편평형 음극선관용 전자총의 제조 방법의 다른 실시예의 제3 공정도.
도 16은 제2 그리드(G2)의 전자 빔 투과 구멍 hG2의 이축량을 파라미터로 한 관축 방향의 거리 Z와 전자 빔의 이축량과의 관계를 나타낸 그래프.
도 17은 제2 그리드(G2)의 전자 빔 투과 구멍 hG2의 이축량과 SP 이동량과의 관계를 시뮬레이션 결과와 실측 데이터로 나타낸 그래프.
도 18은 헐레이션이 없는 빔 스폿이 표시된 본 발명에 따른 편평형 음극선관의 평면도.
도 19는 제2 그리드(G2)의 전자 빔 투과 구멍 hG2의 이축량과 헐레이션 폭과의 관계를 나타내는 그래프.
도 20은 제2 그리드(G2)의 전자 빔 투과 구멍 hG2의 이축량을 파라미터로 한 SP 이동량과 헐레이션 폭과의 관계를 나타내는 그래프.
도 21은 센터링 마그네트 자계와 형광면 상에서의 전자 빔 스폿의 위치 편차량과의 상관의 일례를 나타내는 그래프.
도 22는 종래의 편평형 음극선관의 구성도.
도 23은 종래의 편평형 음극선관의 일부 단면으로 하는 평면도.
도 24는 종래의 편평형 음극선관의 전자총을 나타내는 확대도.
도 25는 헐레이션이 발생하고 있는 빔 스폿이 표시된 종래의 편평형 음극선관의 평면도.
〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉
21, 61 : 편평형 음극선관
22 : 프론트 패널
23 : 스크린 패널
24 : 네크부
25 : 펀넬
26 : 유리관체
27 : 형광면
28〔281, 282, 283〕 : 전자총
29 : 수평 편향 코일
30 : 수직 편향 코일
31 : 편향 요크
32 : 관축
33〔33A, 33B〕 : 센터링 마그네트
35K : 캐소드 렌즈
35P : 프리 포커스 렌즈
35M : 메인 렌즈
36 : 전자 빔
37 : 메인 렌즈의 중심
39 : 전자총의 중심 축선
K : 캐소드
G1∼G4: 제1∼제4 그리드
41 : 제2 그리드의 전자 빔 투과 구멍을 갖는 단부면
51〔51A, 51B〕, 52〔52A, 52B〕 : 인덱스 구멍
54〔54A, 54B〕 : 인덱스 핀
58〔58A, 58B〕 : 비딩 유리
62 : 스크린 패널
63 : 배면 패널
64 : 네크부
65 : 펀넬
66 : 유리관체
67 : 형광면
본 발명에 따른 편평형 음극선관은, 네크부 외측에 마그네트를 갖고 전자총의 프리 포커스 렌즈를 관축으로부터 이축시킨 구성으로 한다.
본 발명의 편평형 음극선관에서는, 프리 포커스 렌즈가 네크부 외측의 마그네트 영향으로 이축하는 전자 빔의 이축량에 상응하여 반대 방향으로 이축되어 있기 때문에, 프리 포커스 렌즈를 통과하는 전자 빔이 마그네트에 의한 이축 방향과 반대 방향으로 이동되고, 이축과 이 이동량이 상쇄되어 메인 렌즈의 중심을 통과한다.
본 발명에 따른 편평형 음극선관용 전자총은 캐소드와 복수의 그리드로 이루어지며, 프리 포커스 렌즈를 네크부 외측에 배치되는 마그네트 자계에 의한 전자 빔의 이축량이 작아지는 방향으로 이축시킨 구성으로 한다.
본 발명의 편평형 음극선관용 전자총에서는 프리 포커스 렌즈가 네크부 외측에 배치되는 마그네트 자계에 의한 전자 빔의 이축량이 작아지는 방향으로 이축되어 있기 때문에, 편평형 음극선관에 이용되었을 때, 프리 포커스 렌즈를 통과하는 전자 빔이 마그네트 자계에 의한 이축 방향과 반대 방향으로 이동되고, 이축과 이 이동량이 상쇄되어 메인 렌즈의 중심을 통과한다.
본 발명에 따른 편평형 음극선관용 전자총의 제조 방법은, 전자 빔 투과 구멍이 기준 위치에 형성되고, 위치 결정용 구멍이 다른 기준 위치에 형성된 제1 그리드와, 전자 빔 투과 구멍이 기준 위치로부터 소정 거리만큼 떨어지며, 위치 결정용 구멍이 다른 기준 위치에 형성된 제2 그리드를 준비하고, 제1 그리드와 제2 그리드 사이에 스페이서를 개삽한 상태에서 제1 그리드와 제2 그리드의 위치 결정 구멍에 위치 결정 수단을 삽입하여 양 그리드의 위치 결정을 행한다.
본 발명의 편평형 음극선관용 전자총의 제조 방법에서는, 미리 제2 그리드의 전자 빔 투과 구멍을 기준 위치로부터 소정 거리만큼 떨어지게 해 두고, 제1 그리드와 제2 그리드를, 그 사이에 스페이서를 통해 위치 결정 수단에 의해 위치 결정하기 때문에 프리 포커스 렌즈가 전자 빔의 이축을 보정할 수 있도록 형성되는 전자총을 용이하게, 그리고 정밀도 있게 제조할 수 있다.
본 발명에 따른 편평형 음극선관용 전자총의 제조 방법은, 전자 빔 투과 구멍이 기준 위치에 형성되고, 또한 위치 결정용 구멍이 다른 기준 위치에 형성된제1 그리드와, 전자 빔 투과 구멍이 기준 위치에 형성되고, 또한 위치 결정용 구멍이 다른 기준 위치에 형성된 제2 그리드를 준비하며, 제1 그리드와 제2 그리드 사이에 테이퍼를 갖는 스페이서를 개삽한 상태에서 제1 그리드와 제2 그리드의 위치 결정 구멍에 위치 결정 수단을 삽입하여 제2 그리드의 전자 빔 투과 구멍을 갖는 단부면을 제1 그리드에 대하여 경사지도록 위치 결정한다.
본 발명의 편평형 음극선관용 전자총의 제조 방법에서는, 제1 그리드와 제2 그리드를, 그 사이에 테이퍼를 갖는 스페이서를 통해 위치 결정 수단에 의해 위치 결정하기 때문에 프리 포커스 렌즈가 전자 빔의 이축을 보정할 수 있도록 형성되는 전자총을 용이하게, 그리고 정밀도 있게 제조할 수 있다.
〈실시예〉
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 편평형 음극선관의 일 실시예를 나타낸다.
본 실시예에 따른 편평형 음극선관(21)은 프론트 패널(22)과, 스크린 패널 (23)과, 네크부(24)를 갖는 펀넬(25)이 플릿 유리를 통해 접합되어 이루어지는 유리관체(26)를 갖고, 그 스크린 패널(23)의 내면에 형광면(27)을 형성하고, 펀넬 (25)의 네크부(24) 내에 그 중심 축선(39)을 관축(엄밀하게는, 기준이 되는 가상 관축이지만, 근사적으로 네크부의 관축으로 할 수 있음: 32)과 일치시키도록 한, 후술하는 본 발명의 전자총(28)을 배치하여 구성된다. 참조 번호 34는 플릿 접합부이다. 유리관체(26)는 전체로서 수평 편향 방향(도 1의 지면에 수직 방향)으로 가로 길이가 되는 편평 형상으로 형성된다. 프론트 패널(22)은 스크린 패널 (23)과 대향하는 위치에, 예를 들면, 투명, 그리고 평판 형상으로 형성된다. 스크린 패널(23)은 관축(32)에 대하여 비스듬히 교차하는 방향으로 경사지게, 또는 평행하게 배치된다. 도 1에서는 스크린 패널(23)은 관축(32)에 대하여 경사지도록 배치된다.
유리관체(26)의 네크부(24)로부터 펀넬(25)에 이르는 외측에는, 수평 편향 코일(29) 및 수직 편향 코일(30)을 갖는 편향 요크(31)가 설치된다. 편향 요크(31)는 예를 들면, 수평 편향 코일(29)로서 안장형이 이용되고, 수직 편향 코일(30)로서는 토로이달형이 이용된다. 또 수평 편향 코일(29) 및 수직 편향 코일(30)로서는 안장형, 토로이달형 중 어느 하나를 조합하여 이용할 수 있다.
또한, 편향 요크(31)의 전단 측에 대응하는 네크부(24)의 외측 위치에 전자 빔이 유효 화면, 즉 형광면(27) 상을 주사하도록 조정하기 위한 마그네트, 소위 센터링 마그네트(33)가 배치된다. 센터링 마그네트(33)는 도 2에 도시한 바와 같이 2장의 링 형상의 이중 마그네트(영구 자석: 33a, 33b)로 형성된다.
이 편평형 음극선관(21)에서는 센터링 마그네트(33)에 의해 화면이 올바른 위치, 즉 형광면 위치에 오도록 센터링 조정이 행해진다. 전자총(28)으로부터 출사된 전자 빔(36)은 편향 요크(31)에 의해 수평, 수직 방향으로 편향되어 스크린 패널(23)의 형광면(27) 상에 조사된다. 전자 빔(36)은 수평으로는 편향 중심에 대하여 대칭으로 편향되지만, 수직으로는 비대칭으로 편향된다. 스크린 패널(23) 상에 형성된 화면은, 상술과 같이 프론트 패널(22) 측으로부터 볼 수 있다. 이 경우의 편평형 음극선관(21)은 반사형이 된다. 또한 이 편평형 음극선관(21)에 있어서반대측의 스크린 패널(23) 측으로부터 스크린 패널(23) 상의 화상을 보는 경우에는 투과형이 된다.
도 3은 상술한 본 발명에 따른 전자총(28)의 일 실시예를 나타낸다.
본 실시예에 따른 전자총(281)은 캐소드(K), 제1 그리드(G1), 제2 그리드 (G2), 제3 그리드(G3) 및 제4 그리드(G4)를 관축(32) 방향을 따라 순차적으로 배열하여 구성된다. 캐소드(K)와 제1 그리드(G1)와 제2 그리드(G2) 사이에서 캐소드 렌즈 (35K)가 형성되고, 제2 그리드(G2)와 제3 그리드(G3) 사이에서 프리 포커스 렌즈 (35P)가 형성되고, 제3 그리드(G3)와 제4 그리드(G4) 사이에서 메인 렌즈(35M)가 형성된다. 이 예에서는 소위 바이포텐셜형 전자총으로서 구성된다.
그런데 센터링 마그네트(33)를 이용한 편평형 음극선관에서는 상술한 바와 같이 센터링 마그네트(33) 자계에 의해 메인 렌즈로 들어가기 전의 전자 빔에 이축이 발생하여 코마 수차가 발생한다. 이 코마 수차는 메인 렌즈로 들어가기 전의 전자 빔의 이축량에 비례한다.
본 실시예에 있어서는 특히 프리 포커스 렌즈(35P)를 관축(32)에 대하여 이축시키기 위해서, 제2 그리드(G2)를 관축(32)에 대하여 한 방향으로 벗어나도록 이축시킨다. 본 예에서는 제2 그리드(G2)를 제1 그리드(G1) 및 제3 그리드(G3)와 함께 동일 축 상에 배열하더라도, 그 전자 빔 투과 구멍 hG2의 구멍 중심이 관축(32: 전자총의 중심 축선(39)에 상당함)으로부터 소정량(거리)만큼 벗어나는, 소위 「이축」되도록 배치하여 구성한다. 제1 그리드(G1)의 전자 빔 투과 구멍 hG1및 제3 그리드(G3)의 전자 빔 투과 구멍 hG3은, 그 구멍 중심이 관축(32) 상에 존재하도록 형성한다. 제1, 제2, 제3 그리드(G1, G2, G3) 각각의 전자 빔 투과 구멍 hG1, hG2, hG3은, 본 예에서는 원형으로 형성된다.
제2 그리드(G2)를 이축시키는 방향은 전자 빔의 이축량이 작아지는 방향이 된다. 즉 상술한 도 24에 도시한 바와 같이 센터링 마그네트 자계에 의해 메인 렌즈로 들어가기 전의 전자 빔이 관축에 대하여 하측으로 이축한다. 따라서 본 실시예의 전자총(281)에서는 이축 방향과 동일 방향으로(전자 빔의 이축 방향을 마이너스 방향으로 했을 때에는 마이너스 방향으로) 제2 그리드(G2), 따라서 그 전자 빔 투과 구멍 hG2를 전자 빔의 이축량을 보정할 수 있는 양만큼 미리 거리 d만큼 이축(편심)시켜서 구성한다.
캐소드 렌즈(35K) 및 메인 렌즈(35M)의 중심은 중심 축선(39)에 일치하고, 프리 포커스 렌즈(35P)는 중심 축선(39)으로부터 소정 거리만큼 이축된다.
다음으로 이 전자총(281)을 구비한 편평형 음극선관(21)의 작용, 효과를 설명한다.
본 실시예에 따른 편평형 음극선관(21)에서는 프리 포커스 렌즈(35P)의 형성에 기여하는 제2 그리드(G2)의 전자 빔 투과 구멍 hG2가 전자 빔의 이축량에 상당하는 거리만큼 이축 방향과 동일 측으로 이축되어 있기 때문에, 도 4에 도시한 바와같이 상측 P1의 렌즈 작용이 강하고, 하측 P2의 렌즈 작용이 약한 프리 포커스 렌즈(35P)가 형성되고, 외관상 프리 포커스 렌즈(35P)가 이축한 바와 같이 형성된다. 즉, 제2 그리드(G2)의 전자 빔 투과 구멍 hG2가 편심되기 위해서 전자 빔 투과 구멍 hG2의 상부 가장자리가 관축(32)에 근접하여 상측의 전계 강도를 강하게 하고, 전자 빔 투과 구멍 hG2의 하부 가장자리가 관축(32)으로부터 벗어나 하측의 전계 강도를 약하게 한 결과, 상측 P1의 렌즈 작용이 강하고, 하측 P2의 렌즈 작용이 약해진다. 이 때문에, 프리 포커스 렌즈(35P)를 통과하는 전자 빔(36)은, 일단 도 4에 있어서 관축(32)에 의해 렌즈 작용이 강한, 즉 전계 강도가 강한 상측으로 이동하여(즉, 구부려져), 이것으로부터 되돌아가도록 굴절하여 메인 렌즈(35M)의 중심(37)을 통과하게 된다. 이에 따라 코마 수차에 의한 헐레이션을 없애어 해상도를 향상시킬 수 있다.
한편, 무편향 시에 직진하는 전자 빔(36)은 유리관체(26)의 플릿 접합부(34)를 피한 화면 무효 부분에 조사되기 때문에, 플릿 접합부(34)를 열화시키지 않고, 내구성이 우수하며 편평형 음극선관의 신뢰성을 향상시킨다.
도 5는 상술한 본 발명에 따른 전자총(28)의 다른 실시예를 나타낸다.
본 실시예에 따른 전자총(282)은 캐소드(K)와 제1 그리드(G1)와 제2 그리드 (G2)와 제3 그리드(G3) 및 제4 그리드(G4)를 관축(32) 방향을 따라 순차적으로 배열하여 구성된다. 캐소드(K)와 제1 그리드(G1)와 제2 그리드(G2) 사이에서 캐소드 렌즈(35K)가 형성되고, 제2 그리드(G2)와 제3 그리드(G3) 사이에서 프리 포커스 렌즈 (35P)가 형성되고, 제3 그리드(G3)와 제4 그리드(G4) 사이에서 메인 렌즈(35M)가 형성된다. 이 예에서는 소위 바이포텐셜형 전자총으로서 구성된다.
본 실시예에 있어서는, 특히 프리 포커스 렌즈(35P)의 형성에 기여하는 제2 그리드(G2)를 제2 그리드(G2) 및 제3 그리드(G3)와 함께 동일 축 상에 배열하더라도, 전자 빔 투과 구멍 hG2를 갖는 단부면(41)이 관축(32)에 대하여 경사진 상태로 배치하고, 상측과 하측에서 렌즈 작용, 즉 전계 강도가 다른 프리 포커스 렌즈(35P)를 형성하도록 구성한다. 이 프리 포커스 렌즈(35P)는 소위 관축(32)으로부터 이축한 상태에 있으며, 도 5에서는 모식적으로 관축(32)에 대하여 경사하여 나타내고 있다. 제1, 제2, 제3 그리드(G1, G2, G3) 각각의 전자 빔 투과 구멍 hG1, hG2, hG3은, 본 예에서는 원형으로 형성된다. 따라서 제2 그리드(G2)의 전자 빔 투과 구멍 hG2는 중심 축선(39) 방향으로부터 보아 비점 형상(이 예에서는 타원 형상)이 된다.
제2 그리드(G2)의 경사는, 본 예에서는 도 5에 있어서 제2 그리드(G2)의 상단이 제1 그리드(G1)에 근접하도록 경사시킨다.
그 다음으로, 이 전자총(282)을 구비한 편평형 음극선관(21)의 작용, 효과를 설명한다.
제2 그리드(G2)의 전자 빔 투과 구멍 hG2를 갖는 단부면(41)이 원하는 각도로 경사되기 때문에, 도 5에 있어서 상측의 렌즈 작용이 강하고, 하측의 렌즈 작용이 약해지는, 소위 전자 빔의 이축량을 상쇄하는 정도로 이축한 프리 포커스 렌즈(35P)가 형성된다. 이 프리 포커스 렌즈(35P)를 통과하는 전자 빔(36)은 도 3의 예와 마찬가지로, 도 5에 있어서 관축(32)에서 상측으로 이동하고, 이것으로부터 메인 렌즈(35M)의 중심을 통과하게 된다. 이에 따라 코마 수차에 의한 헐레이션을 없애 해상도를 향상시킬 수 있다.
그 밖에, 상술한 전자총(281)을 이용한 편평형 음극선관과 마찬가지로, 예를 들면, 편향 시에 직진하는 전자 빔(36)은 유리관체(26)의 플릿 접합부(34)를 피한 화면 무효 부분에 조사되기 때문에 플릿 접합부(34)를 열화시키지 않는다.
상술한 예에서는 제2 그리드(G2) 자체를 기울이도록 구성하였지만, 그 밖에 도 6에 도시한 바와 같이 제2 그리드(G2) 자체를 기울이지 않고, 단순히 전자 빔 투과 구멍 hG2를 갖는 단부면(41)만 기울이도록 하여 전자총(283)을 구성해도 좋다. 이 경우의 전자 빔 투과 구멍 hG2는 단부면(41) 상에서 원형을 이루고, 따라서 경사진 상태에서 관축 방향으로부터 보아 타원형이 된다. 이 구성의 전자총(283)에 있어서도, 도 5와 마찬가지의 작용, 효과를 발휘한다.
다음으로 상술한 실시예에 따른 전자총의 제조 방법을 설명한다.
도 8 내지 도 11은 상술한 전자총(281)의 제조 방법의 실시예를 나타낸다.본 실시예에서는, 우선 미리 도 8에 도시한 바와 같이 중심 축선(39) 상에 대응하는 하나의 기준 위치에 구멍 중심을 일치시킨 전자 빔 투과 구멍 hG1이 형성되고, 다른 기준 위치, 즉 전자 빔 투과 구멍 hG1을 개재하여 대칭 위치에 조립 시의 위치 결정에 제공되는 한 쌍의 소위 인덱스 구멍(51[51A, 51B])이 형성된 제1 그리드(G1: 도 8의 A 참조)와, 중심 축선(39)으로부터 원하는 거리 d만큼 떨어진 위치에 구멍 중심을 갖는 전자 빔 투과 구멍 hG2가 형성되고, 또한 제1 그리드(G1)와 마찬가지의 다른 기준 위치에 한 쌍의 인덱스 구멍(52[52A, 52B])이 형성된 제2 그리드(G2: 도 8의 B 참조)를 준비한다.
계속해서 도 9에 도시한 바와 같이 제1 그리드(G1)를 그 인덱스 구멍(51[ 51A, 51B])에 위치 결정 수단, 예를 들면, 패드(53)에 꽂아 세운 한 쌍의 인덱스 핀(54[54A, 54B])을 삽입하여 위치 결정하고, 계속해서 제1 그리드(G1) 상에 스페이서, 즉 제1 그리드(G1)와 제2 그리드(G2) 사이의 간격을 규정하는, 예를 들면, U 자형 스페이서(55: 도 10 참조)를 통해 제2 그리드(G2)를 그 인덱스 구멍(52[52A, 52B])에 인덱스 핀(54[54A, 54B])을 삽입하도록 하여 위치 결정한다.
또한, 제3 그리드(G3), 제4 그리드(G4)를 위치 결정한 후, 제1 그리드(G1)∼ 제4 그리드(G4)에 한 쌍의 비딩 유리(58[58A, 58B])를 압박하여 비딩 처리를 행한다. 그 후, 제1 그리드(G1) 내에 캐소드(K)를 배치하여 도 11에 도시한 목표의 전자총(281)을 얻는다.
도 12 내지 도 15는 상술한 전자총(282)의 제조 방법의 실시예를 나타낸다.
본 실시예에서는 우선 미리 도 12에 도시한 바와 같이 중심 축선(39) 상에 대응하는 하나의 기준 위치에 구멍 중심을 일치시킨 전자 빔 투과 구멍 hG1이 형성되고, 또한 다른 기준 위치에 한 쌍의 인덱스 구멍(51[51A, 51B])이 형성된 제1 그리드(G1: 도 12의 A 참조)와, 마찬가지로 중심 축선(39) 상에 대응하는 하나의 기준 위치에 구멍 중심을 일치시킨 전자 빔 투과 구멍 hG2가 형성되고, 또한 다른 기준 위치에 한 쌍의 인덱스 구멍(52[52A, 52B])이 형성된 제2 그리드(G2: 도 12의 B 참조)를 준비한다.
계속해서 도 13에 도시한 바와 같이 제1 그리드(G1)를 상술과 마찬가지로 그 인덱스 구멍(51[51A, 51B])에 패드(53)의 한 쌍의 인덱스 핀(54[54A, 54B])을 삽입하여 위치 결정하고, 계속해서 제1 그리드(G1) 상에 원하는 경사각의 테이퍼를 갖는 스페이서(56: 물론 제1 그리드(G1)와 제2 그리드(G2) 사이의 간격을 규정하는 스페이서이기도 하고, 도 14에 도시한 바와 같이 상면에서 보아 U자형으로 형성되어 있음)를 통해 제2 그리드(G2)를 그의 한 쌍의 인덱스 구멍(52[52A, 52B])에 인덱스 핀(54[54A, 54B])을 삽입하여 위치 결정한다.
또한, 제3 그리드(G3), 제4 그리드(G4)를 위치 결정한 후, 제1 그리드(G1)∼ 제4 그리드(G4)에 한 쌍의 비딩 유리(58[58A, 58B])를 압박하여 비딩 처리를 행한다. 그 후, 제1 그리드(G1) 내에 캐소드(K)를 배치하여 도 15에 도시한 목표의 전자총 (282)을 얻는다.
도 6의 전자총(283)의 제조 방법도 전자총(282)과 마찬가지의 제조 방법으로 제조할 수 있다.
상술한 전자총(281, 282 283)의 제조 방법에 따르면, 편평형 음극선관에 사용되었을 때, 센터링 마그네트(33)에 의한 자계의 영향을 보정할 수 있는 전자총, 즉 프리 포커스 렌즈(35P)를 통과한 전자 빔이 메인 렌즈(35M)의 중심을 통과하여 양호한 빔 스폿을 얻을 수 있는 전자총을 용이하게 제조할 수 있다.
상술한 도 1의 편평형 음극선관(21)은 스크린 패널(26)이 관축(32)에 대하여 미소한 각도로 경사진 예를 나타내었으나, 그 밖에, 도 7에 도시한 바와 같이 스크린 패널을 관축에 대하여 평행하게 배치한 구성으로 할 수도 있다.
도 7의 본 실시예에 따른 편평형 음극선관(61)은 관축(32)과 평행하는 스크린 패널(62)과 배면 패널(63)과 네크부(64)를 갖는 펀넬(65)이 플릿 유리를 통해 접합되어 이루어지는 유리관체(66)를 갖고, 그 스크린 패널(62)의 내면에 형광면 (67)을 형성하고, 펀넬(65)의 네크부(64) 내에 상술과 마찬가지로, 그 중심 축선 (39)을 관축(32)과 일치하도록 본 발명의 전자총(28)을 배치하여 구성된다. 이 편평형 음극선관(61)에서는 스크린 패널(62)이 관축(32)과 평행하게 배치된 구성으로된다. 참조 번호 34는 플릿 접합부이다. 유리관체(66)는 전체로서 수평 편향 방향으로 가로 길이가 되는 편평 형상으로 형성된다. 스크린 패널(62)은 예를 들면, 투명, 그리고 평판 형상으로 형성되어 관축(32)에 평행하게 배치된다.
전자총(28)은 상술한 도 3, 도 5, 도 6의 전자총(281, 282 283) 등을 사용할 수 있다.
유리관체(66)의 네크부(64)로부터 펀넬(65)에 이르는 외측에 상술과 마찬가지의 수평 편향 코일(29) 및 수직 편향 코일(30)을 갖는 편향 요크(31)가 설치된다. 또한 편향 요크(31)의 전단 측에 대응하는 네크부(64)의 외측 위치에 센터링 마그네트(33)가 배치된다.
이 편평형 음극선관(61)에서는 전자총(28)으로부터 출사된 전자 빔(36)이 편향 요크(31)에 의해서 수평, 수직 편향되고, 스크린 패널(62)의 형광면(67) 상에 조사된다. 스크린 패널(62) 상에 형성된 화면은 스크린 패널(62) 측으로부터 볼 수 있다. 이 경우의 편평형 음극선관(61)은 투과형이 된다.
본 실시예에 따른 편평형 음극선관(61)에 있어서도, 상술한 실시예와 마찬가지로 센터링 마그네트(33) 자계의 영향에 의해 전자 빔이 이축하더라도, 전자총(28)의 프리 포커스 렌즈(35P)가 이축하여 형성되기 때문에, 센터링 마그네트(33)에 의한 전자 빔의 이축이 상쇄되어 전자 빔이 메인 렌즈(35M)의 중심을 통과하고, 코마 수차에 의한 헐레이션을 없애어, 해상도를 향상시킬 수 있다.
〈실시예 1〉
그 다음으로 상술한 일 실시예의 편평형 음극선관, 즉 전자총(281)을 구비한편평형 음극선관(21)을 실제로 제작하여 센터링 마그네트(33) 자계에 의한 전자총 빔의 이축량과 전자총에 있어서의 프리 포커스 렌즈의 이축과의 관계를 조사한 결과를 설명한다.
도 16은 제2 그리드(G2), 따라서 그 전자 빔 투과 구멍 hG2의 중심의 이축(편심)량과 전자 빔의 이축량과의 관계를 나타낸 그래프이다. 여기서 관축 Z 제로는 메인 포커스 렌즈(35M)를 형성하는 제3 그리드(G3), 제4 그리드(G4)와의 갭 중심을 나타내고, 물점측 주평면은 제2 그리드(G2) 중심을 나타내고, 상점측 주평면은 제3 그리드(G3) 중심을 나타낸다.
이 결과에 따르면 도 3의 이축량 d로서 제2 그리드(G2)의 전자 빔 투과 구멍 hG2의 중심을 관축(32)으로부터 -10㎛와 -20㎛ 사이, 예를 들면 -15㎛ 정도 이축(편심)시킨 경우에, 메인 포커스 렌즈(35M) 중에서의 빔 이축량이 최소가 되어 센터링 마그네트(33) 자계에 의한 전자 빔의 이축이 상쇄되는 것을 알 수 있다.
또한, 동일 전자총에서의 코마 수차의 량을 정량적으로 나타내는 방법의 하나로서 SP(스폿) 이동량이 있다. SP 이동량은 전자총의 메인 포커스 렌즈 강도를 바꾸었을 때, 스크린 패널 상에서의 빔 스폿 중심핵이 이동하는 양으로 표시된다. SP 이동량이 제로일 때에는, 빔 중심은 메인 포커스 렌즈 중심을 통과하게 되어 코마 수차는 제로가 된다.
도 17은 제2 그리드(G2)의 전자 빔 투과 구멍 hG2의 중심의 이축(편심)량과SP 이동량과의 관계를 시뮬레이션 결과와 실측 데이터로 나타낸 그래프이다.
도 17에 의해 제2 그리드(G2)의 이축, 즉 전자 빔 투과 구멍 hG2의 중심이 관축(32)으로부터 -15㎛ ±15㎛(따라서, 0 내지 -30㎛, 단, 0을 포함하지 않음) 편심한 경우에 SP 이동량이 저감하고, 바람직하게는 -10 내지 -20㎛, 보다 바람직하게는 -10㎛ 내지 -15㎛ 정도로 편심한 경우에 SP 이동량이 최소가 되는 것을 알 수 있다. 또한, 제2 그리드(G2)의 전자 빔 투과 구멍 hG2의 중심이 관축(32)으로부터 0 내지 -15㎛(단, 0을 포함하지 않음), 바람직하게는 -10 내지 -20㎛, 보다 바람직하게는 -10 내지 -15㎛로 편심했을 때의 빔 스폿은 스크린 패널의 센터·상단·하단에 있어서 도 18에 도시한 헐레이션이 없는 빔 스폿 BS가 되는 것이 확인되었다. 또, 제2 그리드(G2)의 전자 빔 투과 구멍 hG2의 중심이 관축(32)으로부터 -10 내지 -20㎛ 이축한 위치에서는 시뮬레이션 결과와 실측 데이터가 대체로 일치하였다.
또한, 이 도 17에 따르면 이축량이 -8㎛ 내지 -30㎛에 있어서 SP 이동량이 0.0∼0.19㎜의 폭으로 안정되어 있다. 이에 대하여 이축량이 +10㎛ 내지 +18㎛에서는 SP 이동량이 -0.2 내지 -0.3㎜에 분산되어 있으며 변동이 크다. SP 이동량의 변동이 크면, 포커스를 조정했을 때에 화면마다 움직이기 때문에 부적합하다.
〈실시예 2〉
또한 본 발명자들이 상술한 전자총(281)을 구비한 편평형 음극선관(21)에 대한 실험을 반복하여 이축량의 최적화를 검토한 결과를 설명한다.
표 1은 제2 그리드(G2)의 전자 빔 투과 구멍 hG2의 이축량(=d)이 +15㎛와, -15㎛인 경우의 빔 스폿의 헐레이션 폭 SP 이동량 및 수평(H), 수직(V) 한계 해상도를 나타낸다.
G2빔구멍의 이축량(㎛) 한계 해상도(TV)평균치() 헐레이션 폭(㎜) SP 이동량(㎜)
수평(H) 수직(V) X Y
+15 ≥520 ≥300 0.8 0 -0.20
-15 ≥580 ≥300 0 0 0.04
표 1에 따르면 이축량이 -15㎛인 경우에는 이축량이 +15㎛인 경우에 비하여 헐레이션 폭, SP 이동량이 적어, 수평 해상도가 향상되어 있는 것을 알 수 있다. 이축량 -15㎛인 경우, 헐레이션 폭이 ″0″이 되고, SP 이동량에 대해서도 변동이 작아 안정되어 있는 것을 알 수 있다.
도 19는 제2 그리드(G2)의 전자 빔 투과 구멍 hG2의 이축량과 빔 스폿의 헐레이션 폭과의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 19에 의하면 이축량이 -8㎛ 내지 -21㎛에 있어서 헐레이션 폭이 ″0.0″에 집중되어 있으며, -30㎛에 있어서 -0.6㎜로 변동이 작은 것을 알 수 있다. 한편 이축량 0㎛ 내지 + 18㎛에 있어서 헐레이션 폭이 0.5 내지 1.5㎜까지 변동되어 있는 것을 알 수 있다.
도 20은 제2 그리드(G2)의 전자 빔 투과 구멍 hG2의 이축량이 -15㎛, +15㎛인 경우에 있어서의 SP 이동량과 빔 스폿의 헐레이션 폭의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 20에 따르면, 이축량이 -15㎛인 경우에는 SP 이동량이 0∼0.1㎜로 작게안정되어 있으며, 헐레이션 폭이 0.0으로 안정되어 있다. 한편 +15㎛인 경우에서는 SP 이동량이 -0.1 내지 -0.3㎜로 크게 변동하고, 헐레이션 폭이 0.5㎜ 이상으로 분산되어 있다. SP 이동량과 헐레이션 폭이 0.0(또는 0.0의 근방)으로 안정되어 있는 것은 전자 빔이 메인 렌즈(35M)의 중심을 통과하고 있는 것을 나타내고 있다.
또, 도 21은 센터링 마그네트 자계와 형광면 상에서의 전자 빔 스폿의 위치 편차량과의 관계, 즉 빔 스폿의 위치 편차량과 자계의 상관의 일례를 나타내는 그래프이다. 횡축에 화면 수직 방향의 전자 빔 스폿 위치(소위 형광면 중심으로부터의 편차량: 단위 ㎜)를 나타내고, 종축에 센터링 마그네트의 수직 시프트 자계(소위 전자 빔을 화면 수직 방향으로 시프트하는 자계)를 전류치로 치환한 값(단위: ㎃)을 나타낸다. 이 그래프로부터 센터링 마그네트의 자계가 전자 빔의 위치 편차에 영향을 미치고 있는 것을 알 수 있다.
본 발명 종래예
헐레이션 불량률 0% 10∼15%
상기 표 2는 종래의 편평형 음극선관과 본 발명에서 시작한 편평형 음극선관에 있어서의 빔 스폿의 헐레이션 불량률의 검토 결과를 나타낸다. 이 표 2에 나타낸 바와 같이, 제2 그리드(G2)의 전자 빔 투과 구멍 hG2를 이축시킨 본 발명의 편평형 음극선관에서는 헐레이션 불량 발생률이 0%이며, 종래의 편평형 음극선관에서는 불량 발생률이 10∼15%였다. 또한 본 발명의 편평형 음극선관에서는 423개의 음극선관에 대하여 불량 발생 갯수가 제로(불량 발생률 0%)이고, 종래의 편평형 음극선관에서는 1885개의 음극선관에 대하여 불량 발생 갯수가 239개(불량 발생률이12.7%) 있었다. 이와 같이 본 발명의 편평형 음극선관에서는 양호한 결과를 얻을 수 있었다.
상술한 예에 있어서는 본 발명을 바이포텐셜형 전자총 및 이 전자총을 구비한 편평형 음극선관에 적용한 경우이지만, 그 밖의 단일 포텐셜형 전자총 및 이 전자총을 구비한 편평형 음극선관에도 적용할 수도 있다.
또 상술한 예에서는 센터링 마그네트(33) 자계의 영향에 의한 전자 빔의 이축을 전자총의 구성에 의해 보정하였지만, 센터링 마그네트(33)에 한하지 않고, 네크부 외측, 그 밖의 위치에 배치된 다른 마그네트 자계의 영향으로 전자 빔이 이축하는 경우에도 본 발명은 적용할 수 있다.
본 발명에 따른 편평형 음극선관에 따르면, 마그네트 자계에 의한 전자 빔의 이축량이 작아지는 방향으로 프리 포커스 렌즈를 이축시킴으로써, 이축하는 전자 빔을 보정할 수 있어, 마그네트 자계에 의한 영향을 받으면서도 전자 빔을 메인 포커스 렌즈의 중심에 통과시킬 수 있다. 그 결과 코마 수차에 의한 헐레이션을 없앨 수 있어 해상도를 향상시킬 수 있다.
무편향 시의 전자 빔이 관체의 플릿 접합부를 제외한 화면 무효 부분에 조사되도록 구성할 때는, 플릿 접합부를 열화시키지 않고 내구성이 우수하며, 편평형 음극선관의 신뢰성을 더욱 향상할 수 있게 된다.
본 발명에 따른 편평형 음극선관용 전자총에 따르면, 프리 포커스 렌즈를 네크부 외측에 배치되는 마그네트 자계에 의한 전자 빔의 이축량이 작아지는 방향으로 이축시킨 구성이기 때문에, 이 전자총을 편평형 음극선관에 조립하였을 때의 마그네트로부터의 자계에 의한 전자 빔의 이축의 영향을 없앨 수 있다. 따라서 편평형 음극선관의 고해상도화를 도모할 수 있다.
본 발명의 편평형 음극선관용 전자총에 따르면, 제2 그리드의 전자 빔 투과 구멍의 중심을 이축하거나, 제2 그리드의 전자 빔을 투과시키는 구멍을 갖는 단부면을 경사지도록 구성함으로써 프리 포커스 렌즈를 이축시킬 수 있게 된다. 따라서 마그네트로부터의 자계에 의한 전자 빔의 이축의 영향을 없애어, 양호한 빔 스폿을 얻어 편평형 음극선관의 고해상도화를 도모할 수 있게 된다.
제2 그리드의 전자 빔 투과 구멍의 이축량을 0∼-30㎛(단, 0을 포함하지 않음)로 할 때는 전자 빔 스폿의 이동량, 헐레이션 폭을 가급적 0으로 하여 안정화할 수 있게 된다.
본 발명에 따른 편평형 음극선관용 전자총의 제조 방법에 따르면, 상술한 전자총, 즉 마그네트 자계에 의한 전자 빔의 이축의 보정을 가능하게 하여 양호한 빔 스폿을 얻을 수 있는 전자총을 용이하게 제조할 수 있다.

Claims (8)

  1. 편평형 음극선관에 있어서,
    메인 포커스 렌즈의 중심을 관축에 일치시킨 전자총과,
    편향 요크와, 네크부 외측에 배치된 마그네트를 구비하고,
    상기 전자총의 프리 포커스 렌즈가 상기 관축으로부터 이축되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 편평형 음극선관.
  2. 제1항에 있어서,
    무편향 시의 전자 빔이 관체의 플릿 접합부를 제외한 화면 무효 부분에 조사되도록 하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 편평형 음극선관.
  3. 편평형 음극선관용 전자총에 있어서,
    캐소드와 복수의 그리드를 구비하고,
    프리 포커스 렌즈가 네크부 외측에 배치되는 마그네트 자계에 의한 전자 빔의 이축량이 작아지는 방향으로 전자총의 중심 축선으로부터 이축되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 편평형 음극선관용 전자총.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 복수의 그리드 중, 제1 그리드와 제3 그리드 각각의 전자 빔 투과 구멍의 중심이 전자총의 중심 축선에 일치하고, 제2 그리드의 전자 빔 투과 구멍의 중심이 상기 중심 축선으로부터 이축되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 편평형 음극선관용 전자총.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제2 그리드의 전자 빔 투과 구멍 중심의 이축량이 0∼-30㎛(단, 0을 포함하지 않음)인 것을 특징으로 하는 편평형 음극선관용 전자총.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 복수의 그리드 중, 제1 그리드와 제3 그리드 각각의 전자 빔 투과 구멍의 중심이 전자총의 중심 축선에 일치하고, 제2 그리드의 전자 빔 투과 구멍을 갖는 단부면이 상기 중심 축선에 대하여 경사되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 편평형 음극선관용 전자총.
  7. 편평형 음극선관용 전자총의 제조 방법에 있어서,
    전자 빔 투과 구멍이 기준 위치에 형성되고, 위치 결정용 구멍이 다른 기준 위치에 형성된 제1 그리드와,
    전자 빔 투과 구멍이 기준 위치로부터 소정 거리만큼 벗어나고, 위치 결정용 구멍이 다른 기준 위치에 형성된 제2 그리드를 준비하고,
    상기 제1 그리드와 상기 제2 그리드 사이에 스페이서를 개삽한 상태에서, 상기 제1 그리드와 제2 그리드의 위치 결정 구멍에 위치 결정 수단을 삽입하여 상기 제1, 제2 그리드의 위치 결정을 행하는 것을 특징으로 하는 편평형 음극선관용 전자총의 제조 방법.
  8. 편평형 음극선관용 전자총의 제조 방법에 있어서,
    전자 빔 투과 구멍이 기준 위치에 형성되고, 위치 결정용 구멍이 다른 기준 위치에 형성된 제1 그리드와,
    전자 빔 투과 구멍이 기준 위치에 형성되고, 위치 결정용 구멍이 다른 기준 위치에 형성된 제2 그리드를 준비하고,
    상기 제1 그리드와 상기 제2 그리드 사이에 테이퍼를 갖는 스페이서를 개삽한 상태에서 상기 제1 그리드와 제2 그리드의 위치 결정 구멍에 위치 결정 수단을 삽입하여 제2 그리드의 전자 빔 투과 구멍을 갖는 단부면을 제1 그리드에 대하여 경사지도록 위치 결정하는 것을 특징으로 하는 편평형 음극선관용 전자총의 제조 방법.
KR1020010023737A 2001-04-03 2001-05-02 편평형 음극선관, 편평형 음극선관용 전자총 및 그 제조방법 KR100779004B1 (ko)

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