KR20030033217A - 유니-바이 포텐셜 렌즈를 가지는 음극선관용 전자총 - Google Patents

Abstract

유니-바이 포텐셜 렌즈를 가지는 음극선관용 전자총을 개시한다. 본 발명은 캐소우드와, 제어 전극과, 스크린 전극으로 된 삼극부;와, 스크린 전극의 전방에 설치되고, 유니 포텐셜 렌즈를 형성함과 동시에 그 강도를 변화시키도록 가변 전압이 인가되는 포커스 전극을 가지는 복수개의 제1 포커스 전극군;과, 제1 포커스 전극군의 후방에 설치되고, 최종가속전극과 바이 포텐셜 렌즈를 형성시키는 복수개의 제2 포커스 전극군;을 포함하고, 제1 포커스 전극군은 제1, 제2, 제3 포커스 전극을 포함하고, 상기 제1 및 제3 포커스 전극은 전기적으로 상호 연결되고, 그 사이에 설치되는 제2 포커스 전극은 상기 제1 및 제3 포커스 전극과는 다른 전압이 가변적으로 인가되어서 유니 포텐셜 렌즈의 강도를 임의적으로 조절하는 것이 가능하게 되어서, 동일한 전자총으로 전자총과 스크린면까지의 거리가 서로 다른 음극선관에 공히 적용시키는 것이 가능하다.

Description

유니-바이 포텐셜 렌즈를 가지는 음극선관용 전자총{Electron gun for the cathode ray tube with unipotential and bipotential lens}

본 발명은 전자총에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전자총의 각 전극에 인가되는 전압을 인가하는 결선 방식이 개선된 유니-바이 포텐셜 렌즈를 가지는 음극선관용 전자총에 관한 것이다.

통상적으로, 음극선관은 벌브의 네크부내에 전자총을 봉입하고, 소정의 전원이 인가된 전자총으로부터 전자빔을 방출하고, 방출된 전자빔이 벌브의 콘부에 설치된 편향 요오크에 의하여 선택적으로 편향되어서, 스크린면을 형성하는 패널의 내면에 도포된 형광체층의 형광막을 여기시켜서 화상을 구현하게 된다. 이러한 음극선관은 스크린면에서 수차성분을 줄이기 위하여 전자총의 결선 방식을 다양하게 채용하고 있다.

도 1을 참조하면, 전자총(10)은 전자를 방출하는 캐소우드(11)와, 제어 전극(12)과, 스크린 전극(13)으로 된 삼극부를 포함한다. 상기 스크린 전극(13)의 전방에는 적어도 하나 이상의 포커스 전극군(14내지16)이 연속적으로 설치되어 있고, 상기 포커스 전극군중 마지막 포커스 전극(16)의 전방에는 이와 대향되게 설치되어 주집속 렌즈부를 형성하는 최종가속 전극(17)이 설치되어 있다.

이때, 상기 전자총(10)은 칼라 음극선관의 경우에는 인라인 상태로 적,녹,청색의 캐소우드와, 상기 전극(12내지17)에 세 개의 전자빔통과공이 형성되는데, 여기서는 편의상 하나의 전자빔통과공에 대해서만 설명하기로 한다.

상기와 같은 구조를 가지는 종래의 전자총(10)은 제2 포커스 전극(15)에 스크린 전극(13)에 인가되는 전압과 동일한 정전압(Vs)을 인가하고 있다. 그리고, 상기 제3 포커스 전극(16)에는 제1 포커스 전극(14)에 인가되는 전압과 동일한 가속전압(Vf)을 인가하고 있으며, 상기 제1 및 제3 포커스 전극(14)(16)에 인가되는 전압은 제2 포커스 전극(15)에 인가되는 전압보다 상대적으로 고전압이 인가되어 있다. 이에 따라, 상기 제1 내지 제3 포커스 전극(14내지16) 사이에는 유니 포텐션 렌즈(unipotential lens,Lu)가 형성된다.

한편, 상기 최종가속전극(17)에는 25 내지 30 kV의 애노드 전압(Ve)을 인가하고 있다. 상기 제3 포커스 전극(16)과 최종가속 전극(17) 사이에는 바이 포텐셜 렌즈(bipotential lens,Lb)가 형성된다.

이러한 유니-바이 포텐셜 렌즈를 가지는 전자총(10)은 메인렌즈부로 입사되는 전자빔의 입사각을 조절하여 구면수차를 줄이는 것이 가능하게 되어 화상의 열화를 방지하게 된다.

그런데, 종래의 전자총(10)은 유니 포텐셜 렌즈를 구성하는 전극중 상대적으로 저전위의 제2 포커스 전극(15)이 스크린 전극(13)과 동전압이 인가되므로, 유니 포텐셜 렌즈의 강도를 조절할 수가 없다. 이에 따라, 메인렌즈부로 입사되는 전자빔의 점유반경은 인가되는 전압을 가변시켜서 임의적으로 조절하는 것이 불가능하게 되므로, 전자총으로부터 스크린면까지의 거리가 다른 음극선관에 동일한 전자총을 적용하는 것이 전자빔의 공간전자 반발효과로 인하여 어렵다고 할 수 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 유니 포텐셜 렌즈를 구성하는 전극군중 전위가 다른 전극에 인가되는 전압을 가변시키도록 구조가개선된 유니-바이 포텐셜 렌즈를 가지는 음극선관용 전자총을 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 종래의 전자총의 전극에 전압이 인가되는 상태를 도시한 단면도,

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 음극선관의 입단면도,

도 3은 도 2의 전자총의 각 전극을 도시한 사시도,

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자총의 각 전극에 전압이 인가되는 상태를 도시한 단면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 간단한 설명>

10,30...전자총11,31,41...캐소우드

12,32,42...제어 전극13,33,43...스크린 전극

14,34,44...제1 포커스 전극15,35,45...제2 포커스 전극

16,36,46...제3 포커스 전극17,37,47...최종가속 전극

20...음극선관21...패널

22...펀넬23...섀도우마스크 조립체

26...편향 요오크

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일측면에 따른 유니-바이 포텐셜 렌즈를 가지는 음극선관용 전자총은,

전자를 방출하는 캐소우드;

상기 캐소우드의 전방에 설치되는 제어 전극;

상기 제어 전극의 전방에 설치되며, 정전압이 인가되는 스크린 전극;

상기 스크린 전극의 대향되게 적어도 하나 이상의 전극이 연속적으로 설치되고, 유니포텐셜 렌즈를 형성하는 제1 포커스 전극군과, 바이 포텐셜 렌즈를 형성하는 제2 포커스 전극군으로 이루어진 포커스 전극군; 및

상기 포커스 전극과 대향되게 설치되며, 애노우드 전압이 인가되는 최종가속 전극;을 포함하고,

상기 제1 포커스 전극군중 양 사이드의 전극에는 포커스 전압이 인가되고, 그 사이의 중앙 전극에는 가변 전압이 인가되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 중앙 전극은 스크린 전극에 인가되는 전압과는 다른 독립된 전압이 인가되는 것을 특징으로 한다.

게다가, 상기 중앙 전극은 동일한 포커스 전압이 인가되는 인접한 사이드 전극보다 상대적으로 높거나 낮은 전압이 인가되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 측면에 따른 유니-바이 포텐셜 렌즈를 가지는 음극선관용 전자총은,

캐소우드와, 제어 전극과, 스크린 전극으로 된 삼극부;

상기 스크린 전극의 전방에 설치되고, 유니 포텐셜 렌즈를 형성함과 동시에 그 강도를 변화시키도록 가변 전압이 인가되는 포커스 전극을 가지는 복수개의 제1 포커스 전극군; 및

상기 제1 포커스 전극군의 후방에 설치되고, 최종가속전극과 바이 포텐셜 렌즈를 형성시키는 복수개의 제2 포커스 전극군;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제1 포커스 전극군은 제1, 제2, 제3 포커스 전극을 포함하고, 상기 제1 및 제3 포커스 전극은 전기적으로 상호 연결되고, 그 사이에 설치되는 제2 포커스 전극은 상기 제1 및 제3 포커스 전극과는 다른 전압이 가변적으로 인가되는 것을 특징으로 한다.

나아가, 상기 제2 포커스 전극은 유니 포텐셜 렌즈의 강도를 선택적으로 변화시키기 위하여 스크린 전극에 인가되는 정전압과는 다른 독립된 전압이 인가되는 것을 특징으로 한다.

이하에서, 첨부된 도면을 참조하면 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 유니-바이 포텐셜 렌즈를 가지는 음극선관용 전자총을 상세하게 설명하고자 한다.

도 2에서 보는 바와 같이, 음극선관(20)은 그 내면에 형광체막(21a)이 형성된 패널(21)과, 상기 패널(21)과 봉착되는 펀넬(22)과, 상기 패널(21)의 내측으로 소정간격 이격되게 설치되어 전자빔이 통과하는 무수개의 전자빔통과공이 형성된 섀도우마스크 조립체(23)를 포함하고 있다.

상기 섀도우마스크 조립체(23)는 상기 패널(21)의 내면에 형성된 스터드 핀(24)과 훅 스프링(25)에 의하여 고정되어서, 패널(21) 내측에서 그 위치가 정하여 진다.

상기 펀넬(22)의 네크부(22a) 내부에는 상기 패널(21)의 내측에 형성된 형광체막(21a)에 적,녹,청색의 전자빔을 주사하는 전자총(30)이 봉입되어 있고, 콘부(22b)에는 전자빔을 주사위치에 따라 편향시키는 편향요오크(26)가 설치되어 있다.

상기 펀넬(22)의 내표면과 외표면에는 유리로 된 펀넬(22)을 절연체로 하여 애노우드(미도시)에 인가되는 고압의 안정화를 기하기 위하여 콘덴서 역할을 할 수 있도록 내장 및 외장 흑연층(27)(28)이 각각 도포되어 있다.

상기 전자총(25)의 전면부에는 쉴드컵(29)이 설치되며, 상기 쉴드컵(29)의 외주면에는 다수개의 벌브 스페이서(200)가 설치되어 있다. 상기 벌브 스페이서(200)는 상기 내장 흑연층(27)과 탄성적으로 접촉하여 전자총의 마지막 전극인 최종가속전극에 양전기를 제공한다.

한편, 상기 전자총(30)은 잘 알려진 바와 같이 캐소우드와, 제어 전극과, 스크린 전극으로 된 삼극부와, 상기 스크린 전극과 대향되게 설치되어 프리포커스 렌즈부(pre focus lens)를 형성하는 적어도 하나 이상의 포커스 전극군과, 상기 포커스 전극군중 마지막 전극과 대향되게 설치되어 메인포컨스 렌즈부(main focus lens)를 형성하는 최종가속전극을 포함한다.

본 발명의 특징에 따르면, 유니-바이 포텐셜 렌즈를 가지도록 결선되어 있는전자총(30)에서 유니 포텐셜 렌즈를 형성하는 전극중 전위가 다른 전극에 인가되는 전압을 가변시키는데에 있다.

보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 발명에 따른 전자총(30)의 일 예를 도시한 것이다.

도면을 참조하면, 상기 전자총(30)은 열전자의 방출원인 캐소우드(31)와, 상기 캐소우드(31)의 전방에 설치되는 제어 전극(32)과, 상기 제어 전극(32)의 전방에 설치되며, 적어도 하나 이상이 연속적으로 설치되는 포커스 전극군(34내지36)중 제1 포커스 전극(34)과 프리포커스 렌즈부를 형성하는 스크린 전극(33)을 포함한다.

상기 캐소우드(31)는 적,녹,청색의 열전자를 생성할 수 있도록 인라인 상으로 세개가 설치되어 있다. 상기 제어 전극(32)은 상기 캐소우드(31)로부터 방출되는 전자의 방출량을 외부 신호에 의하여 제어하며, 독립된 소구경 형상의 전자빔통과공이 형성되어 있다. 상기 스크린 전극(33)에도 대향되는 제1 포커스 전극(34)과의 프리포커스 렌즈부를 형성하기 위하여 독립된 소구경 형상의 전자빔통과공이 형성되어 있다.

상기 스크린 전극(33)의 전방에는 이와 대향되게 설치되어 전자빔을 집속 및 가속하기 위한 전자 렌즈부를 형성하는 적어도 하나 이상의 포커스 전극(34내지36)이 연속적으로 설치되어 있다. 상기 포커스 전극(34내지36)중 마지막 전극(36)의 전방에는 메인포커스 렌즈부를 형성하는 최종가속 전극(37)이 설치되어 있다.

이때, 상기 포커스 전극(34내지36)의 수는 상기 언급한 수에 한정되지 않고,전자빔을 다단으로 집속하기 위한 전자 렌즈부의 형성에 따라 늘일 수 있다. 그리고, 각 전극에는 패널의 내면에 도포된 적,녹,청색의 형광체를 여기시키기 위한 전자빔이 통과하도록 세 개의 전자빔통과공이 인라인상으로 형성되며, 이 전자빔통과공은 전극들 사이에 형성되는 전자 렌즈부의 크기에 따라 달라질 수 있다. 또한, 전극에 따라 단일의 대구경 형태의 전자빔을 형성시킬 수도 있고, 세 전자빔이 각각 통과하는 소구경 형태의 전자빔통과공을 형성시킬 수도 있을 것이다.

이러한 전극들은 벌브의 네크부(22a,도2참조) 내에서 상기 전자총(30)의 양 측부에 관축 방향으로 복수개 설치되는 비드 글래스(미도시)에 융착되어 그 위치가 고정되어진다.

여기서, 상기 제1 내지 제3 포커스 전극(34)(36) 사이에는 유니 포텐셜 렌즈가 형성되고, 제3 포커스 전극(36)과 최종가속전극(37) 사이에는 바이 포텐셜 렌즈가 형성된다. 이를 위하여, 각 전극에는 소정의 전압이 인가된다.

도 4는 이러한 유니-바이 포텐셜 렌즈가 형성된 전자총을 도시한 것이다.

여기서, 전자총은 도 3에 도시된 전자총과 같은 캐소우드와 다수개의 전극중 편의상 하나의 전자빔통과공에 대해서만 발췌하여 도시한 것이다.

도면을 참조하면, 전자총은 캐소우드(41)와, 제어 전극(42)과, 스크린 전극(43)과, 적어도 하나 이상의 포커스 전극군(44내지46)과, 최종가속 전극(47)이 연속적으로 설치되어 있다.

상기 전자총은 열전자의 방출원인 캐소우드(41)로 생성된 전자가 각 전극(42내지47)에 형성된 전자빔통과공을 통과하면서 집속 및 가속시키기 위하여 각전극(42내지47)에 소정의 전압이 인가된다.

즉, 상기 전자총은 캐소우드(41)로부터 열전자가 방출되고, 상기 캐소우드(41)와 제어 전극(42) 사이의 전위차로 이 열전자의 전자량을 제어하게 된다. 그리고, 상기 스크린 전극(43)에 정전압을 인가하는 것에 의하여 전자빔은 스크린 전극(43)측으로 흡입되고, 상기 스크린 전극(43)을 통과하면서 가속된 전자빔은 포커스전극군(44내지46)과 최종가속 전극(47)에 의하여 형광막에 집속되어 화상을 구현하게 된다.

이때, 상기 제어 전극(42)에는 0 내지 200V의 정전압이 인가되고, 상기 스크린 전극(43)에는 300 내지 800V의 정전압(Vs)인가된다. 그리고, 상기 제1 및 제3 포커스 전극(44)(46)에는 3 내지 9kV의 포커스 전압(Vf)이 인가되고, 상기 최종가속 전극(47)에는 25 내지 30Kv의 애노우드 전압(Ve)이 인가된다. 이때, 상기 제2 포커스 전극(45)에는 가변 전압(Vv)이 인가된다.

여기서, 상기 제1 포커스 전극(44)에는 제3 포커스 전극(46)에 인가되는 전압과 실질적으로 동일한 전압이 인가되고, 상기 제1 및 제3 포커스 전극(44)(46) 사이에 위치하는 제2 포커스 전극(45)에는 이보다 낮은 전위를 가지는 범위내에서가변가능한 전압을 가진다. 이에 따라, 상기 제1 내지 제3 포커스 전극(44내지46) 사이에는 유니 포텐셜 렌즈(Lu)가 형성된다. 반면에, 상기 제2 포커스 전극(45)에는 제1 및 제3 포커스 전극(44내지46)보다 높은 전위를 가지는 범위내에서 가변가능한 전압을 인가하여 유니 포텐셜 렌즈를 형성시킬 수도 있을 것이다.

또한, 상기 제3 포커스 전극(46)에는 이와 대향하게 설치되어 메인렌즈부를형성하는 최종가속 전극(47)보다 낮은 전압이 인가된다. 이에 따라, 상기 제3 포커스 전극(46)과 최종가속전극(47) 사이에는 바이 포텐셜 렌즈(Lb)가 형성된다.

유니 포텐셜 렌즈를 형성하는 전극군(44내지46)에서 상대적으로 전위가 다른 전극(45)에는 유니 포텐셜 렌즈의 강도를 임의적으로 조절가능하도록 가변 전압이 인가되는데, 이는 상기 제2 포커스 전극(45)에 인가되는 전압을 다른 어떠한 전극과 결선시키지 않고, 독립적으로 인가하는 것에 의하여 가능하다.

즉, 상기 제2 포커스 전극(45)의 전압 상승은 인접하는 전극(44)(46)과의 전압차를 줄이게 되어서 유니 포텐셜 렌즈의 강도를 약화시키게 된다. 유니 포텐셜 렌즈의 강도가 약화되면, 제3 포커스 전극(46)과 최종가속전극(47) 사이에 형성되는 메인렌즈부로 입사되는 전자빔의 점유 반경을 크게 할 수 있다. 전자총을 설계시에 전자총과 스크린까지의 거리가 상대적으로 멀 경우에는 전자빔이 공간전하 반발효과에 의한 영향을 많이 받게 되어서 포커스 열화가 발생하게 되는데, 메인렌즈부로 입사되는 전자빔의 점유 반경을 크게 되도록, 상기 제2 포커스 전극(45)에 인가되는 전압을 크게 하면 이를 줄이는 것이 가능하다.

반면에, 상기 제2 포커스 전극(45)의 전압 하강은 인접하는 전극(44)(46)과의 전압차를 크게 하여서 유니 포텐셜 렌즈의 강도를 강화시키게 된다. 유니 포텐셜 렌즈의 강도가 강화되면, 메인렌즈부로 입사되는 전자빔의 점유 반경을 작게 할 수 있다.

이처럼, 상기 제2 포커스 전극(45)에 독립적으로 가변 전압을 인가하는 것에 따라서 메인렌즈부로 입사되는 전자빔의 점유 반경을 조절하는 것이 가능하다고 할수 있다.

이상의 설명에서와 같이 본 발명의 유니-바이 포텐셜 렌즈를 가지는 음극선관용 전자총은 유니 포텐셜 렌즈를 형성하는 전극군중 전위가 다른 전극에 인가되는 전압을 가변시키도록 설치함으로써, 유니 포텐셜 렌즈의 강도를 임의적으로 조절하는 것이 가능하다. 이에 따라, 동일한 전자총으로 전자총과 스크린면까지의 거리가 서로 다른 음극선관에 공히 적용시키는 것이 가능하다.

본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 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 등록청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

Claims (6)

1. 전자를 방출하는 캐소우드;

   상기 캐소우드의 전방에 설치되는 제어 전극;

   상기 제어 전극의 전방에 설치되며, 정전압이 인가되는 스크린 전극;

   상기 스크린 전극의 대향되게 적어도 하나 이상의 전극이 연속적으로 설치되고, 유니포텐셜 렌즈를 형성하는 제1 포커스 전극군과, 바이 포텐셜 렌즈를 형성하는 제2 포커스 전극군으로 이루어진 포커스 전극군; 및

   상기 포커스 전극과 대향되게 설치되며, 애노우드 전압이 인가되는 최종가속 전극;을 포함하고,

   상기 제1 포커스 전극군중 양 사이드의 전극에는 포커스 전압이 인가되고, 그 사이의 중앙 전극에는 가변 전압이 인가되는 것을 특징으로 하는 유니-바이 포텐셜 렌즈를 가지는 음극선관용 전자총.
2. 제1항에 있어서,

   상기 중앙 전극은 스크린 전극에 인가되는 전압과는 다른 독립된 전압이 인가되는 것을 특징으로 하는 유니-바이 포텐셜 렌즈를 가지는 음극선관용 전자총.
3. 제2항에 있어서,

   상기 중앙 전극은 동일한 포커스 전압이 인가되는 인접한 사이드 전극보다 상대적으로 높거나 낮은 전압이 인가되는 것을 특징으로 하는 유니-바이 포텐셜 렌즈를 가지는 음극선관용 전자총.
4. 캐소우드와, 제어 전극과, 스크린 전극으로 된 삼극부;

   상기 스크린 전극의 전방에 설치되고, 유니 포텐셜 렌즈를 형성함과 동시에 그 강도를 변화시키도록 가변 전압이 인가되는 포커스 전극을 가지는 복수개의 제1 포커스 전극군; 및

   상기 제1 포커스 전극군의 후방에 설치되고, 최종가속전극과 바이 포텐셜 렌즈를 형성시키는 복수개의 제2 포커스 전극군;을 포함하는 것을 특징으로 하는 유니-바이 포텐셜 렌즈를 가지는 음극선관용 전자총.
5. 제4항에 있어서,

   상기 제1 포커스 전극군은 제1, 제2, 제3 포커스 전극을 포함하고,

   상기 제1 및 제3 포커스 전극은 전기적으로 상호 연결되고, 그 사이에 설치되는 제2 포커스 전극은 상기 제1 및 제3 포커스 전극과는 다른 전압이 가변적으로 인가되는 것을 특징으로 하는 유니-바이 포텐셜 렌즈를 가지는 음극선관용 전자총.
6. 제5항에 있어서,

   상기 제2 포커스 전극은 유니 포텐셜 렌즈의 강도를 선택적으로 변화시키기 위하여 스크린 전극에 인가되는 정전압과는 다른 독립된 전압이 인가되는 것을 특징으로 하는 유니-바이 포텐셜 렌즈를 가지는 음극선관용 전자총.