KR200271015Y1 - 칼라 음극선관용 전자총 - Google Patents

Abstract

본 고안은 비점수차의 보정 및 수평 편향자계로 인한 와전류의 영향을 최소화하기 위해 적용되는 비점수차 보정전극 및 와전류 콘트롤러(Eddy Current Controller)의 구조에 관한 것으로 쉴드컵에 고정되는 비점수차 보정전극과 와전류 콘트롤러의 형상을 단순화하여 생산성 및 조립성을 향상시킬 수 있도록 한 것이다.

이를 위해, 전자빔(5)을 방사하는 음극(9)과, 상기 전자빔의 방사량을 조절하는 제어전극(10) 및 가속전극(11)으로 구성된 삼극부와, 상기 전자빔을 화면에 집속시키기 위해 집속전극 및 양극전극으로 구성된 주렌즈부 및 쉴드컵으로 구성되며, 상기 각 전극에는 적어도 하나 이상의 전자빔 통과공이 형성된 칼라 음극선관용 인라인형 전자총에 있어서, 비점수차를 보정하는 비점수차 보정전극(19)이 쉴드컵(16)의 내부에 고정되어 비점수차 보정전극의 수평판(19a)이 상기 양극전극(15)측으로 돌출되어 있으므로 화면 전영역에서 해상도가 저하되는 현상을 미연에 방지하게 됨은 물론 그 구조가 간단하여 제작이 용이하게 되므로 생산성이 향상된다.

Description

칼라 음극선관용 전자총

본 고안은 칼라 음극선관용 전자총에 관한 것으로서, 좀 더 구체적으로는 비점수차를 보정하여 중앙 전자빔과 외곽 전자빔의 스폿 열화를 개선하기 위해 적용되는 비점수차 보정전극의 구조에 관한 것이다.

도 1은 일반적인 칼라 음극선관의 개략적 구성을 나타낸 횡단면도로서, 패널(1)의 내면에 적색, 녹색, 청색의 형광체가 도포되어 형광막(2)을 이루고 있고 상기 패널(1)의 후방으로는 네크부(3a)에 전자총(4)이 봉입된 펀넬(3)이 융착되어 내부가 고진공상태를 유지하고 있다.

상기 패널(1)의 내면에 도포된 형광막(2)으로부터 근접된 부위에는 전자총(4)에서 발사된 전자빔(5)의 색선별역할을 하는 섀도우마스크(6)가 고정 설치되어 있고 상기 펀넬의 네크부 외주면에는 전자총에서 방사된 전자빔을 수직 또는 수평방향으로 편향시키는 편향요크(deflection yoke)(7)가 설치되어 있다.

따라서 음극선관의 동작시 네크부(3a)의 외부로 노출된 다수개의 스템핀(8)을 통해 전자총의 각 전극에 다른 전압을 인가하게 된다.

도 2는 종래 전자총의 구성을 나타낸 종단면도로서, 인라인형 전자총의 각 전극들은 음극(9)에서 발생된 전자빔이 일정한 세기의 형태로 제어되어 형광막(2)에 도달할 수 있도록 전자빔(5)이 통과하는 경로상에 대하여 수직되게 서로 일정한 간격을 두고 배치된다.

그 구성을 살펴보면, 상호 독립된 3개의 음극(9)과, 상기 음극으로부터 일정거리 떨어지게 배치되어 음극에서 방사되는 열전자를 제어하는 제 1 전극(10)과, 상기 제 1 전극에서 일정 간격이 유지되게 배치되어 음극의 전자 방사물질면(도시는 생략함)에 모여 있는 열전자를 당겨내어 가속시키는 역할을 하는 제 2 전극(11)과, 상기 제 2 전극으로부터 일정간격을 두고 연이어지게 설치된 제 3 전극(12), 제 4 전극(13), 제 1 가속 및 집속전극(14)(이하 "집속전극"이라 함), 제 2 가속 및 집속전극(15)(이하 "양극전극"이라 함)과, 상기 양극전극이 고정된 쉴드컵(16)과, 상기 쉴드컵에 고정되어 펀넬의 내면과 접속되는 쉴드 스프링(17)으로 구성되어 있다.

각 전자총의 컷 오프(cut-off) 전압이 반드시 같게 되기 위한 일정의 전류치를 얻기 위해 상기 음극에 각각 다른 전압이 인가된다.

전자총의 음극(9)에 내장된 히터(24)가 스템핀(8)으로부터 전원을 인가받아 발열하면 상기 히터에서 발열된 열에 의해 음극(9)으로부터 열전자가 방사된다.

이와 같이 방사된 열전자, 즉 전자빔(5)은 음극(9)에서 형광막측으로 수직되게 일정한 간격을 두고 설치된 다수 전극의 전자빔 통과공을 통과하여 화면에 도달하게 된다

즉, 전자총(4)의 음극(9)에서 방사된 전자빔(5)은 삼극부를 형성하는 제어전극인 제 1 전극(10), 제 2 전극(11)에 의해 제어 및 가속되고, 주렌즈 형성전극인 집속전극(14), 그리고 양극전극(15)과, 형광면에 근접되게 설치된 섀도우마스크(6)를 차례로 통과하여 형광면을 타격하게 되므로 화면이 재현된다.

상기한 바와 같은 동작시 형광면의 중앙에 집속되는 전자빔(5)을 화면의 전 영역, 즉 형광면의 수평이나 수직방향으로 편향시키기 위해 수평 및 수직 편향코일이 구비된 편향요크(7)가 작동하게 된다.

상기한 구조의 전자총에서 비대칭 대구경 주렌즈 전자총의 문제점인 구면수차를 보정하기 위해 집속전극(14), 그리고 양극전극(15)의 내부에 전자빔(5)의 비점수차를 제어하기 위한 보정전극(18)이 각각 설치되어 있고 상기 집속전극 및 양극전극의 전자빔 통과공(14a)(14b)은 대구경으로 형성되어 있으며, 이로 인하여 발생되는 비점수차를 보정하기 위해 쉴드컵(16)의 주렌즈측에 도 4a와 같은 비점수차 보정전극(19)을 고정하고, 도 4b와 같이 수평 편향자계로 인한 와전류의 영향으로 중앙 전자빔과 외곽 전자빔간의 컨버젼스 에러(convergence error)를 줄이기 위해 쉴드컵(16)의 내부에는 형광면측을 향해 와전류 콘트롤러(20)를 고정하도록 되어 있다.

상기 비점수차 보정전극(19)과 와전류 콘트롤러(20)는 단면이 각각 "ㄷ"형상으로서, 쉴드컵(16)에 비점수차 보정전극(19)과 와전류 콘트롤러(20)가 고정된 상태를 도 5에 나타내었다.

따라서 음극(9)으로부터 방사된 전자빔(5)이 제 1 전극(10)에 의해 제어된 다음 제 2 전극(11)에 의해 가속되어 전단 집속렌즈를 구성하는 제 3 전극(12)과 제 4 전극(13), 집속전극(14)을 차례로 통과하면서 예비 집속작용을 받고, 비대칭 대구경 주렌즈를 구성하는 집속전극(14) 그리고 양극전극(15)을 통과하면서 전자빔(5)은 집속되어 형광면에 근접되게 설치된 섀도우마스크(6)를 통과하게 되므로 형광면에 전자빔 스폿(spot)을 형성하게 된다.

상기한 바와 같이 비대칭 대구경 주렌즈를 통과하는 중앙 전자빔과 외곽 전자빔의 집속작용은 동일하게 작용하지 않는다.

특히, 외곽 전자빔의 집속작용은 수평, 수직방향에서 서로 다른 집속작용을 하게 된다.

한편, 양극전극(15)과 쉴드컵(16)사이에 설치된 비점수차 보정전극(19)은 집속전극(14) 그리고 양극전극(15)을 통과하면서 전자빔(5)의 수직방향 집속작용을 약화시켜 포커스(focus)를 최적화시켜 주는 역할을 하게 된다.

또한, 도 5와 같이 쉴드컵(16)의 내부에 고정된 와전류 콘트롤러(20)는 수평 편향자계로 인한 와전류의 영향으로 중앙 전자빔과 외곽 전자빔간의 컨버젼스 에러를 최적화시키는 역할을 하게 된다.

이러한 보정전극(18)은 전자빔 통과공(14a)(14b)이 일체화된 집속전극 및 양극전극의 내부에 전자빔(5)의 비점수차를 제어하기 위한 설치 깊이가 깊어지면 깊어질수록 렌즈경이 커져 구면수차가 줄어드는 경향이 있다.

그런데, 렌즈경을 확대시키기 위해 보정전극(18)의 설치 깊이를 깊게 하면 다음과 같은 문제점이 발생된다.

첫째, 집속전극(14)측 보정전극(18)의 설치깊이를 깊게 하면, 비점수차(전자빔 스폿의 수평 포커스전압 - 수직 포커스 전압)가 "-"경향으로 나타나 전자빔의 수평방향이 언더 포커싱되고, 수직방향은 오버 포커싱되므로 수직방향으로 상퍼짐현상이 발생된다.

그리고 외곽 전자빔의 수렴도를 나타내는 O.C.V가 오버 컨버젼스되는 경향을 나타낸다.

둘째, 양극전극(15)측 보정전극(18)의 설치깊이를 깊게 하면, 비점수차는 집속전극(14)의 상부전극측의 경향과는 반대인, 전자빔의 수평방향이 오버 포커싱되고, 수직방향은 언더 포커싱되는 경향으로 나타나 수평방향으로 상퍼짐현상이 발생하며, O.C.V는 언더 컨버젼스되는 경향을 나타낸다.

셋째, 상기한 문제점을 고려하여 보정전극(18)의 설치 깊이를 적당히 조절하면 O.C.V와 비점수차를 동시에 만족하지만, 그것은 어느 정도의 한계가 있으며, 보정전극(18)의 설치 깊이만으로는 제어가 불가능하게 된다.

그 대표적인 예가 도 6에 나타낸 것처럼 중앙 전자빔과 외곽 전자빔의 수직, 수평방향의 집속 전압차이(비점수차) 때문인데, 이를 해결하기 위해 양극전극(15)과 쉴드컵(16)사이에 설치된 비점수차 보정전극(19)으로 수직 집속력을 약화시켜 비점수차를 개선할 수 있으나, 그 효과는 매우 미흡하다.

따라서 각각의 비점수차를 보정하기 위해서는 각 비점수차 보정전극(19)의 수평판(19a) 높이를 다르게 설계하여야 되는데, 이에 따라 각 전자빔의 비점수차는 보정되지만, 높이가 달라진 비점수차 보정전극의 수평날에 의해 불균일한 전계가 형성되어 컨버젼스가 불일치되므로 외곽 전자빔간의 화면에서의 거리인 O.C.V에 불리하게 되어 해상도를 저하시키게 된다.

넷째, 비점수차 보정전극(19)과 와전류 콘트롤러(20)는 그 형상이 복잡하고, 별도의 공정을 거쳐 만들어진 다음 쉴드컵(16)의 양측면에 각각 용접 고정되므로 전자총의 조립공정에 대한 생산성의 저하를 초래하게 되었다.

본 고안은 종래의 이와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 비점수차 보정전극의 수평판이 주렌즈측으로 돌출되게 상기 비점수차 보정전극을 쉴드컵의 내부에 고정하여 전자빔의 집속력을 조절할 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.

상기 본 고안의 다른 목적은 쉴드컵에 고정되는 비점수차 보정전극과 와전류 콘트롤러의 형상을 단순화하여 생산성 및 조립성을 향상시킬 수 있도록 하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 고안의 형태에 따르면, 전자빔을 방사하는 음극, 상기 전자빔의 방사량을 조절하는 제어전극 및 가속전극으로 구성된 삼극부와, 상기 전자빔을 화면에 집속시키기 위해 집속전극 및 양극전극으로 구성된 주렌즈부 및 쉴드컵으로 구성되며, 각 전극에는 적어도 하나 이상의 전자빔 통과공이 형성된 칼라 음극선관용 인라인 전자총에 있어서, 비점수차를 보정하는 비점수차 보정전극이 쉴드컵의 내부에 고정되어 비점수차 보정전극의 수평판이 상기 양극전극으로 돌출 형성된 것을 특징으로 하는 칼라 음극선관용 전자총이 제공된다.

도 1은 일반적인 칼라 음극선관을 나타낸 횡단면도

도 2는 종래 전자총의 일 실시예를 나타낸 횡단면도

도 3은 종래 전자총의 다른 실시예를 나타낸 종단면도

제 4a는 종래의 비점수차 보정전극을 나타낸 사시도

도 4b는 종래의 와전류 콘트롤러를 나타낸 사시도

도 5는 비점수차 보정전극과 와전류 콘트롤러가 쉴드컵에 고정된 상태의 사시도

도 6은 종래의 광학 모식도

도 7은 본 고안이 적용된 전자총의 일 실시예를 나타낸 횡단면도

도 8a 내지 도 8c는 본 고안의 여러 형태를 나타낸 정면도 및 반단면도

도 9는 본 고안의 요부를 나타낸 분해 사시도

도 10은 본 고안의 다른 실시예를 나타낸 종단면도

도 11은 다른 실시예의 요부를 나타낸 분해 사시도

도 12는 도 10의 결합상태 사시도

도 13a 및 도 13b는 본 고안의 비점수차 보정전극에 의한 렌즈효과를 설명하기 위한 광학 모식도

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

9 : 음극 10 : 제 1 전극

11 : 제 2 전극 15 : 양극전극

16 : 쉴드컵 19 : 비점수차 보정전극

19a : 수평판 20 : 와전류 콘트롤러

23 : 절취공

이하, 본 고안을 일 실시예로 도시한 도 7 내지 도 13을 참고하여 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 7은 본 고안이 적용된 전자총의 일 실시예를 나타낸 횡단면도이고 도 8a 내지 도 8c는 본 고안의 여러 형태를 나타낸 정면도 및 반단면도이며 도 9는 본 고안의 요부를 나타낸 분해 사시도로서, 본 고안의 구성 중 종래의 전자총과 구성이 동일한 부분은 그 설명을 생략하고 동일부호를 부여하기로 한다.

본 고안은 비점수차를 보정하는 비점수차 보정전극(19)이 스폿 용접 등의 수단으로 쉴드컵(16)의 내부에 고정되어 상,하부에 형성된 수평판(19a)이 일 실시예로 나타낸 도 8a 내지 도 8c와 같이 전자빔 통과공(16a)(16b)을 통해 양극전극(15)측으로 돌출 형성되거나, 다른 실시예로 도시한 도 12와 같이 절취공(23)을 통해 양극전극(15)측으로 돌출 형성되어 있다.

상기 비점수차 보정전극(19)의 수평판(19a)은 도 8a 및 도 8b에 나타낸 바와 같이 각각 독립되게 분할 형성되어 있고 쉴드컵(16)에는 전자빔 통과공(16a)(16b)이 독립되게 형성되어 있어 각 수평판(19a)이 독립되게 형성된 전자빔 통과공(16a)(16b)을 통해 양극전극(15)측으로 돌출된다.

이 때, 상기 쉴드컵(16)에 형성되는 전자빔 통과공(16a)(16b)을 수평판(19a)이 통과할 수 있도록 도 8a와 같이 키홀형상으로 형성하거나, 도 8b와 같이 수직 장공형상으로 형성할 수 있다.

그러나 도 8c와 같이 상기 쉴드컵(16)에 형성되는 전자빔 통과공(16c)을 단일공인 수평 장공으로 형성하고, 비점수차 보정전극(19)의 수평판(19a)을 단일형상으로 형성할 수도 있다.

상기한 비점수차 보정전극(19)을 채용한 전자총은 제 13a에 도시한 바와 같이 전단 집속렌즈(21)를 통과한 다음 주렌즈(22)에 입사되기 전에 수평방향의 집속력을 상대적으로 약화시키므로 주렌즈(22)를 통과한 수평방향의 전자빔이 화면에 집속되는 촛점거리를 수직방향의 전자빔과 일치시킬 수 있게 된다.

이와 같이 촛점거리를 일치시키는 것은 도 8a내지 도 8c에 도시한 중앙 전자빔 통과공(16a)과 외곽 전자빔 통과공(16b)을 통해 양극전극(15)측으로 돌출되는 수평판(19a)의 높이를 조절하므로써 필요한 경우 중앙 전자빔과 외곽 전자빔의 비점수차를 효과적으로 제어할 수 있게 된다.

도 10은 본 고안의 다른 실시예를 나타낸 종단면도이고 도 11은 다른 실시예의 요부를 나타낸 분해 사시도이며 도 12는 도 10의 결합상태 사시도로서, 수평 집속전압과 수직 집속전압의 차이를 보정하여 포커스를 최적화시켜 주는 비점수차 보정전극(19)에 수평 편향자계로 인한 와전류의 영향으로 중앙 전자빔과 외곽 전자빔간의 컨버젼스 에러를 최적화시켜 주는 와전류 콘트롤러(20)와 일체로 형성되어 있다.

그리고 편향 누설자계를 차폐하기 위한 쉴드컵(16)의 전자빔 통과공(16a) 상,하부에는 수평판역할을 하는 비점수차 보정전극(19)이 양극전극측으로 돌출되게 적어도 1개 이상의 절취공(23)이 형성되어 있다.

상기한 바와 같이 일체화된 비점수차 보정전극(19)과 와전류 콘트롤러(20)는 지그(jig)(도시는 생략함)를 이용하여 쉴드컵(16)에 끼운 다음 용접작업을 실시하게 되므로 전자빔 통과공(16a)(16b)의 상,하부에 위치하는 일체화된 비점수차 보정전극(19)과 와전류 콘트롤러(20)를 평행하게 유지시킬 수 있게 되는 것이다.

이상에서와 같이 본 고안은 전자빔이 주렌즈(22)에 입사되기 전 또는 이후에 수평판(19a)의 높이 및 폭을 조정하여 전자빔의 스폿형상을 개선하게 되므로 중앙 전자빔과 외곽 전자빔의 수직, 수평방향의 집속 전압차이(비점수차)에 의한 화면 전영역에서의 전자빔 스폿이 열화되거나, 해상도가 저하되는 현상을 미연에 방지하게 되는 효과를 얻게 된다.

또한, 비점수차 보정전극(19)과 와전류 콘트롤러(20)가 일체화되어 있어 그 구조가 간단하므로 제작이 용이함과 동시에 조립공정에서도 지그에 의해 일체화된 비점수차 보정전극(19)과 와전류 콘트롤러(20)를 절취공(23)에 끼워 용접하면 되므로 생산성을 향상시킬 수 있게 된다.

Claims (7)

1. 전자빔을 방사하는 음극, 상기 전자빔의 방사량을 조절하는 제어전극 및 가속전극으로 구성된 삼극부와, 상기 전자빔을 화면에 집속시키기 위해 집속전극 및 양극전극으로 구성된 주렌즈부 및 쉴드컵으로 구성되며, 상기 각 전극에는 적어도 하나 이상의 전자빔 통과공이 형성된 칼라 음극선관용 인라인형 전자총에 있어서, 비점수차를 보정하는 비점수차 보정전극이 쉴드컵의 내부에 고정되어 비점수차 보정전극의 수평판이 상기 양극전극측으로 돌출 형성된 것을 특징으로 하는 칼라 음극선관용 전자총.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 비점수차 보정전극의 수평판이 상기 쉴드컵에 형성된 전자빔 통과공을 통해 양극전극측으로 돌출 형성된 것을 특징으로 하는 칼라 음극선관용 전자총.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 쉴드컵에 형성된 전자빔 통과공의 상,하부에 적어도 하나 이상의 절취공을 형성하고, 상기 비점수차 보정전극의 수평판이 상기 절취공을 통해 양극전극측으로 돌출 형성된 것을 특징으로 하는 칼라 음극선관용 전자총.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 쉴드컵의 내부에 와전류 콘트롤러가 고정된 것을 특징으로 하는 칼라 음극선관용 전자총.
5. 제 3 항에 있어서,

   상기 쉴드컵의 내부에 와전류 콘트롤러가 고정된 것을 특징으로 하는 칼라 음극선관용 전자총.
6. 제 5 항에 있어서,

   상기 비점수차 보정전극과 와전류 콘트롤러가 일체로 형성된 것을 특징으로 하는 칼라 음극선관용 전자총.
7. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 전자빔 통과공이 수직 장공형상인 것을 특징으로 하는 칼라 음극선관용 전자총.