KR20020097330A - 칼라 음극선관용 전자총 - Google Patents

Abstract

본 발명은 칼라 텔레비젼의 배면에 사용되는 음극선관용 전자총에 관한 것으로, 보다 상세하게는 주렌즈의 수직/수평 크기를 확대시키기 위한 주렌즈 형성 전극의 구조에 관한 것이다.

상기 전자총은 주렌즈 형성 전극 중 애노드측 전극의 림부 또는 음극측 전극의 림부의 주렌즈 비대향면의 크기를 주렌즈 대향면의 크기와 서로 달리하여 구성함을 특징으로 한다.

Description

칼라 음극선관용 전자총{An electron gun for cathode ray tube}

본 발명은 칼라 텔레비젼의 배면에 사용되는 음극선관용 전자총에 관한 것으로, 보다 상세하게는 주렌즈의 수직/수평 크기를 확대시키기 위한 주렌즈 형성 전극의 구조에 관한 것이다.

음극선관용 인라인형 전자총의 각 전극들은 음극에서 발생된 전자빔(6)이 일정한 세기의 형태로 제어하여 형광면에 도달할 수 있도록 하기 위해 전자빔(6)이 통과하는 경로에 대해 소정 간격으로 수직하게 설치된다.

이하 도면에서 상세히 설명하면, 도1에서와 같이 상호 독립된 3개의 음극과 이 음극에서 일정거리 떨어져 배치되어 있는 세개의 음극의 공통격자인 제1 전극과 제1 전극에서 일정간격으로 배치된 제2 전극과 제3 전극, 제4 전극, 제5 전극 그리고 제6 전극의 순으로 구성도고, 제6 전극 상부에는 전자총과 튜브를 전기적으로 연결해 주면서 전자총을 튜브의 네크 부위에 고정시키는 역할의 B.S.C가 부착된 실드컵의 순서대로 구성된 인라인형 전자총을 나타낸다.

또 상기 전자총은 음극 내부에 내장된 히터가 스템핀으로부터 전자가 방출되고, 상기 전자는 제어전극인 제1 전극에 의하여 전자빔(6)이 제어되고, 가속 전극인 제2 전극에 의해 전자빔(6)이 가속되고, 제2 전극, 제3 전극, 제4 전극 그리고 제5 전극 사이에 형성되는 전단 집속렌즈에 의해 전자빔(6)이 일부 집속 및 가속되고, 주렌즈 형성전극인 포커스 전극이라고도 불리는 제5 전극과 애노드 전극이라고도 불리는 제6 전극에 의해 전자빔(6)은 주된 집속 및 가속을 하게 되어, 형광면 내면에 설치된 섀도우 마스크(3)를 통과한 형광면에 충돌되어 발광을 일으킨다.

그리고 상기 전자총 외부에서 전자총에서 방출된 전자빔(6)을 형광면 전체로 편향해주는 편향요크가 위치되어 있어 화면을 구현할 수 있게 된다.

상기 전자총의 설계 특성 중 화면상의 스폿경에 영향을 미치는 요소로써 렌즈 배율, 공간 전하 반발력 그리고 주렌즈의 구면수차 특성이 있다. 그 중 렌즈 밸율로 인한 스폿경의 영향은 기본적인 전압조건과 촛점거리 및 전자총의 길이 등이 확정되어 있는 상황이라면 전자초에서 설계 요소로써 활용할 수 있는 분분이 적고 그 효과도 미미하다. 공간 전하 반발력은 전자빔(6) 내의 전자간의 서로 반발 및 충돌로 인한 스폿경의 확대 현상으로써 , 공간 전하 반발력으로 인한 스폿경 확대를 줄이기 위해서는 전자빔(6)이 진행하는 각도가 크게 될 수 있도록 설계해 주는 것이 유리하다.

반면에 주렌즈의 구면수차 특성은 렌즈의 근축을 통과한 전자와 원축을 통과한 전자간의 촛점거리 차이로 인한 스폿경 확대를 말하는 특성으로 이 특성은 공간 전하 반발력과는 반대로 전자빔(6)이 주렌즈에 입사하는 발산각이 작아 화면상 더 작은 스폿경을 구현할 수 있다.

화면상의 스폿경은 일반적으로 아래의 식과 같이 세 가지 요소의 조합으로 나탄나다.

특히, 공간 전하 반발력을 줄이면서 구면 수차를 줄이는 방법으로 주렌즈경을 확대하는 방법이 있다. 주렌즈경을 확대함에 따라, 발산각이 큰 전자빔(6)이 입사되어도 구면수차로 인한 스폿의 증가를 줄이고, 주렌즈를 통과한 후의 공간 전하 반발력도 줄일 수 있어 화면상에서의 작은 스폿 구현이 가능하다.

도5는 주렌즈경의 크기와 스폿 사이즈의 변화에 대한 관계를 나타낸 것이다.상기 관계에서 알 수 있듯이 주렌즈경이 크면 클수록 주렌즈 구면수차로 인한 스폿경의 확대가 작아져 화면상에서의 스폿경 축소가 가능하다.

도2에 되시된 바와 같이, 종래의 전자총은 세개의 공을 가진 정전장 제어 전극체가 림(RIM)부 내부에 위치되어 세 전자빔(6)에 대한 렌즈의 작용을 동일하게 맞추어 주면서 수평과 수직의 집속 작용을 거의 동일하게 조절해 주는 구조로서 세 전자빔(6)에 공통인 림부를 통해 주렌즈경을 확대하거나, 세 전자빔(6)에 공통인 림부와 종장형 공을 가진 정전장 제어 전극체로 렌즈 작용을 최적의 상태로 맞추면서 실드컵 하단에 위치한 보정전극을 통해 전자빔(6)의 수평과 수직의 집속력 차이를 의미하는 비점수차 특성을 미세 조절하는 역할을 한다.

주렌즈경을 확대하는 방법으로는 기존 실시예인 USP4,599,534의 도2와 같이 주렌즈를 형성하는 포커스 전극과 애노드 전극의 대향면에 형성되어 3개의 전자빔(6)이 공통으로 통과하는 림부가 형성되어 있고, 상기 각 전극의 내부에는 전자빔 통과공(16)으로부터 일정간격 후퇴된 지점에 전자빔(6)의 렌즈 강도를 동일하게 구성하기 위한 정전장 제어 전극(14)를 각각 고정시켜 주렌즈경을 확대하는 방법과 도3과 같이 정전체 제어 전극(14)을 둘러 싸고 있는 전극의 림부(12)의 형상을 변형하여 주렌즈경을 확대하는 방법, 도4와 같이 정전체 제어 전극(14)을 둘러 싸고 있는 전극의 림부(12)를 삭제하여 주렌즈경을 확대하는 방법등이 있다.

그러나 도2에서의 주렌즈경을 더욱 확대하기 위해서는 주렌즈 정전장 제어 전극(14) 깊이의 확대가 필요하나, 세 전자빔(6)에 동일한 렌즈의 집속도와 요구비점수차 그리고 외곽빔의 중앙빔으로의 집속 작용으로 인한 화면상에서의 외곽빔간의 거리를 나타내는 OCV특성을 모두 만족시키는 설계가 불가능하다.

또한 도3에서 여전히 림부가 전극 내경측을 향하게 되어 주렌즈경을 확대하는데 한계가 있다. 도4의 구조가 주렌즈경을 가장 크게 확대한 기술이지만, 고정세용 추세에 맞는 최적 포커스를 구현하기 위해서는 주렌즈경의 확대가 요구되는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위한 것으로, 버링(BURRING)구조를 가지고 있는 림부 또는 버링구조가 없는 림부의 수평/수직 방향의 주렌즈경의 크기를 확대시키는 칼라 음극선관용 전자총의 제공에 그 목적이 있다.

도 1은 일반적인 음극선관의 단면도.

도 2는 종래의 양극의 U자형 버링이 있는 림부 구조를 나타낸 사시도.

도 3은 종래의 양극의 직각 형태의 버링이 있는 림부 구조를 나타낸 사시도.

도 4는 림부가 없는 양극을 나타낸 도면.

도 5의 a는 종래 전극의 림부 구조를 나타낸 도면.

도 5의 b및 c는 본 발명에 따른 전극의 림부 구조를 나타낸 도면.

도 6은 본 발명에 의한 주렌즈와 스팟 사이즈를 나타낸 도면.

도 7은 본 발명의 제 1실시예를 나타낸 도면.

도 8은 본 발명의 제 2실시예를 나타낸 도면.

도 9는 본 발명의 제 3실시예를 나타낸 도면.

도 10은 본 발명의 제 4실시예를 나타낸 도면.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 칼라 음극선관용 전자총은, 전자빔을 방사하는 복수개의 음극과 상기 전자빔의 방사량 조절을 위한 제어전극과 가속전극으로 구성된 삼극부와 상기 전자빔을 일정량 집속시키는 역할을 하는 적어도 2개 이상의 전극으로 구성된 프리 포커스 렌즈부와 상기 전자빔을 화면에 집속하기 위한 주렌즈를 형성하는 주렌즈 형성 전극과 상기 주렌즈 형성 전극은 각각 주렌즈 형성 전극의 상호 대향면에 세 전자빔에 공통인 하나의 공인 림부와 상기 림부에서 소정 거리 떨어져 위치된 정전장 제어 전극체로 구성된 음극선관용 전자총에 있어서,

상기 주렌즈 형성 전극 중 애노드측 전극의 림부 또는 음극측 전극의 림부의 주렌즈 비대향면의 크기(a)는 주렌즈 대향면(b)의 크기와 서로 달리하여 구성된다.

여기서, 상기 주렌즈 비대향면의 크기가 D51, D61인 경우 주렌즈 대향면의 크기가 각각 D52, D62로 구성됨을 특징으로 한다.

이하 본 발명에 따른 칼라 음극선관용 전자총의 구성 및 동작을 도5부터 도11를 참조하여 자세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 주렌즈 정전장 제어 전극의 구조를 도5에 나타내었다.

도 5의 a는 종래의 림부구조이며, 도5의 b와 c는 본 발명에 따른 주렌즈 형성 전극 중 애노드측 전극의 림부(22) 또는 음극측 전극의 림부(미도시)의 제1 실시예이다.

메인 렌즈부의 림부의 버링을 삭제하여 원추 형상으로 구성하여 주렌즈 집속각의 증가와 메인 렌즈의 직경의 증가를 통해 메인 렌즈의 렌즈경을 확대시켜 근축에 가까운 부분을 통과하는 전자빔의 스팟 사이즈(SPOT SIZE)의 차이에 의한 구면수차의 영향을 도6에서와 같이 최소화 하여 포커스 성능을 향상시켰다.

또한, 본 발명에 따른 애노드측 전극의 림부(22) 또는 음극측 전극의 림부의 주렌즈 비대향면(a)과 주렌즈 대향면(b)의 크기가 각각 D61, D51과 D62, D52로서 주렌즈 대향면이 크게 구성된다.

여기서 D61/D62과 D51/D52의 비율은 0.90보다 크거나 같고 0.99보다 작거나 같은 범위에 속한다. 상기 D61/D62와 D51/D52의 비율이 0.90보다 작은 경우에는 neck내측벽 및 비드 그래스(20)에 근접되어 간섭현상이 발생하며, 0.99를 초과하는 경우에는 렌즈의 확대 효과가 미미해진다.

도 7은 본 발명의 제 1실시예로서, 주렌즈의 비대향면(a)보다 주렌즈의 대향면(b)이 크게 구성되며, 림(Rim)부분(22)이 삭제되어 구성된다. 도 8은 본 발명에 따른 제 2실시예로서, 림부분(22)이 내측 버링(24)(Burring)형태로 이루어진다. 도 9는 본 발명에 따른 제 3실시예로서, 림부분(22)이 외측 버링(24)형태로 이루어진다. 도 10은 본 발명에 따른 제 4실시예로서, 림부분(22)이 내향이면서 논버링(non-burring)형태로 이루어진다.

종래의 렌즈배율은 중심축에서 멀리 떨어져 있는 끝단부의 기울기가 급격하여 통과하는 전자빔에 의해 발생하는데 SPOT 형상이 도6의 b와 같이 SPOT의 halo가 발생한다.

그러나 본 발명의 림부에 의하면, 메인 렌즈경이 확대되어 렌즈 끝단부의 기울기가 종래보다 완만하여 끝단부를 통과하는 전자빔의 각도를 변경하여 도6의 c와 같이 JUST SPOT SIZE가 되어 포커스 성능이 향상된다.

즉, 도 11에 나타난 바와 같이 메인 렌즈경이 증가되면 렌즈경의 끝단부의 기울기가 완만해져서 JUST SPOT SIZE를 형성한다.

이상의 설명에서와 같이 본 발명에 따른 칼라 음극선관용 전자총에 의하면, 주렌즈경이 확대되어 구면수차가 감소되었으며 spot size의 축소를 통한 포커스(Focus)특성이 향상되었다.

Claims (8)

1. 전자빔을 방사하는 복수개의 음극과 상기 전자빔의 방사량 조절을 위한 제어전극과 가속전극으로 구성된 삼극부와 상기 전자빔을 일정량 집속시키는 역할을 하는 적어도 2개 이상의 전극으로 구성된 프리 포커스 렌즈부와 상기 전자빔을 화면에 집속하기 위한 주렌즈를 형성하는 주렌즈 형성 전극과 상기 주렌즈 형성 전극은 각각 주렌즈 형성 전극의 상호 대향면에 세 전자빔에 공통인 하나의 공인 림부와 상기 림부에서 일정 거리 떠어져 위치된 정전장 제어 전극체로 구성된 음극선관용 전자총에 있어서,

   상기 주렌즈 형성 전극 중 애노드측 전극의 림부 또는 음극측 전극의 림부의 주렌즈 비대향면의 크기를 주렌즈 대향면의 크기와 서로 달리하여 구성함을 특징으로 하는 칼라 음극선관용 전자총.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 주렌즈 비대향면의 크기가 D51, D61인 경우 주렌즈 대향면의 크기가 각각 D52, D62로 구성됨을 특징으로 하는 칼라 음극선관용 전자총.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 주렌즈 형성 전극 중 애노드측 전극의 림부 또는 음극측 전극의 림부가 없는 원추모양인 것을 특징으로 하는 칼라 음극선관용 전자총.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 주렌즈 형성 전극 중 애노드측 전극의 림부 또는 전극의 림부가 내측 버링형태인 것을 특징으로 하는 칼라 음극선관용 전자총.
5. 제 1항에 있어서,

   상기 주렌즈 형성 전극 중 애노드측 전극의 림부 또는 음극측 전극의 림부가 외측 버링 형태인 것을 특징으로 하는 칼라 음극선관용 전자총.
6. 제 1항에 있어서,

   상기 주렌즈 형성 전극 중 애노드측 전극의 림부 또는 음극측 전극의 림부가 내측 방향이며 버링이 없는 것을 특징으로 하는 칼라 음극선관용 전자총.
7. 제 1항에 있어서,

   상기 주렌즈 비대향면의 D61과 주렌즈 대향면의 D62의 비율이

   0.90≤D61/D62≤0.99

   임을 특징으로 하는 칼라 음극선관용 전자총.
8. 제 1항에 있어서,

   상기 주렌즈 비대향면의 D61과 주렌즈 대향면의 D62의 비율이

   0.90≤D51/D52≤0.99

   임을 특징으로 하는 칼라 음극선관 용 전자총.