KR20030068715A - 칼라 음극선관용 전자총 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따르면, 칼라 음극선관용 전자총은 전자빔의 방출원인 캐소오드와, 상기 캐소오드로부터 순차적으로 설치되며 각각 전자빔 통과공이 형성되는 제어전극 및 스크린전극과, 상기 스크린 전극으로부터 설치되며 보조렌즈 및 주렌즈를 이루는 적어도 두 개의 집속전극들을 포함하는 것으로, 상기 스크린전극과 대향되는 집속전극의 입사측면이 소정깊이 인비되어 형성된 종장형의 인입부와, 이 인입부의 저면에 형성된 전자빔 관통공을 가진 전자빔 통과공부가 형성된 것을 특징으로 한다.

Description

칼라 음극선관용 전자총{Electron gun for color cathode ray tube}

본 발명은 칼라 음극선관용 전자총에 관한 것으로, 더 상세하게는 삼극관부를 이루는 전극들의 전자빔 통과공들이 개선된 칼라 음극선관용 전자총에 관한 것이다.

대화면의 칼라 음극선관에 사용되는 전자총은 저전류 전자빔과 고전류 전자빔을 안정적으로 발생시킬 수 있어야 한다. 통상적인 음극선관은 핀쿠션형 편향자계와 바렐형 편향자계를 갖는 셀프 컨버어젼스(self-converging) 방식의 편향요오크와 인라인형 전자총이 채용된다. 상기 편향요오크의 편향자계는 전자빔을 수직방향으로 오버 포커싱 시키고 수평방향으로 언더 포커싱시켜 초점 분리현상을 일으킨다. 이와 같이 변형된 전자빔 스폿(spot)은 스크린의 주변으로 편향될 때에 비대칭형을 이루게 된다. 또한 인라인형 전자총은 초점 전압의 변화에 의해 생성된 전자렌즈의 강도변화로 인하여 포커스의 균일화를 얻을 수 없다.

상기와 같이 형광막에 랜딩되는 전자빔의 포커스 열화를 방지하기 위하여 전자총으로부터 방출되는 전자빔의 단면을 종장형으로 형성하여 편향요오크의 불균일 자계에 의한 왜곡을 보상하는 방안이 제시되었다.

상술한 바와 같이 편향요오크의 불균일 자계에 의한 전자빔의 왜곡을 보상하기 위하여 스크린의 주변부에 랜딩되는 전자빔의 단면을 종장형화 시킨 전자총이 미국 특허 US5,128,585호에 개시되어 있다.

개시된 전자총은 제어전극의 전자빔 통과공이 전자빔의 입사측면에 횡장형의 인입부가 형성되고, 전자빔의 출사측면 측에 종장형의 인입부가 형성되어 이들이 관통되어 이루어진 것이다. 이러한 제어전극을 갖는 전자총은 수평방향보다 수직 방향의 크로스 오버 포인트의 위치를 스크린 측으로 이동시켜 스크린 주변부에서 전자빔의 왜곡을 보상하고 있다. 그러나 이러한 제어전극은 횡장형과 종장형의 인입부에 의해 관통되는 사각형의 전자빔 통과공을 통과한 수직 전자빔의 직경이 작아 주사(scanning)시 전자빔의 색선별 기능을 하는 마스크와의 간섭을 일으켜 화상의 모아레가 발생하게 된다.

또한 미국특허 5,760,550호에 제어전극의 전자빔 통과공이 비원형으로 형성된 전자총을 가지는 칼라 음극선관이 개시되어 있다.

한편 도 1에는 공지된 전자총의 일예를 나타내 보였다.

도시된 바와 같이 전자총은 삼극부를 이루는 케소오드(11),제어전극(12) 및 스크린전극(13)과 주렌즈 및 보조렌즈를 이루는 집속전극(14)들이 구비된다. 상기 제어전극(12)에는 종장형 전자빔통과공(12H)이 형성되고, 상기 제어전극(12)과 대향되는 스크린전극(13)에는 횡장형의 전자빔 통과공(13H)이 형성되며, 상기 스크린전극(13)의 출사측면과 대향되는 집속전극(14)에는 원형의 전자빔 통과공(14H)이 형성된다.

상기와 같이 구성된 종래의 칼라 음극선관은 제어전극(11)에 형성된 종장형의 전자빔 통과공과 스크린전극(12)에 형성된 횡장형의 전자빔 통과공(13H)에 의해 상기 집속전극들에 의해 형성된 주렌즈로의 입사각을 줄임으로써 편향요오크의 수직편향자계에 의한 화면주변부에 랜딩되는 전자빔 스폿(spot)의 상퍼짐을 최소화 하여 수직 포커스의 균일화를 달성하게 된다.

그러나 상술한 바와 같은 전자총은 초대형 또는 완전평면의 스크린면에서는 한계가 있고, 또한 비디오 신호의 크기에 따른 전류 변화량에 대해 전자빔의 스폿이 민감하게 변화하여 전류가 증가함에 따라 화면 중앙부에서의 전자빔의 수직빔경이 급격히 커져 포커스 특성이 저하된다. 또한 상기 전자총의 경우 전자빔의 전류밀도가 낮아지는 저전류시에는 전자빔경이 작아 저휘도시에 모아레이(moire)가 발생되는 문제점이 내재되어 있다.

그리고 종래 전자총의 다른 예로서는 도 2에 도시된 바와 같이 제어전극(22)과 집속전극(24)의 전자빔 통과공(22a)(24a)을 원형으로 형성하고, 스크린 전극(23)에는 원형의 전자빔 통과공(23a)을 형성하고 스크린전극(23)의 출사측면에는 상기 전자빔 통과공의 가장자리에는 횡장형의 인입부(23b)가 형성된다. 이러한 전자총의 경우 스크린 전극(13)과 집속전극(14)의 사이에 형성되는 프리 포커스 렌즈의 집속영역의 집속력을 수평방향으로 약화시키고 상대적으로 수직방향의 집속력을 강화시켜 스크린면의 중앙부와 주변부에서 해상도를 향상시키고 있으나 전자빔인 크로스 오버 포인트의 조정이 용이하지 않다.

그리고 상술한 바와 같이 편향요오크 또는 전자빔의 편향각의 광각화에 따른 전자빔의 왜곡을 보상하기 위한 전자총들이 미국특허 US 3,952,224호, US 3,984,723호, US 5,128,586호, US 4,366,414호, US 4,242,613호, US 4,628,224호 들에 개시 되어있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 삼극부에서의 전자렌즈 강도를 수평방향과 수직 방향에서 다르게 가져감으로써 편향요오크에 의한 디포커싱 영향을 최소화하면서 화상의 수평해상도를 향상시킬 수 있으며, 형광막의 중앙부와 주변부에 랜딩되는 전자빔의 포커스 유니포미티(focus uniformity)를 향상시킬 수 있는 칼라 음극선관용 전자총을 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은 칼라 음극선관의 휘도향상을 위해 빔전류를 높이기 위한 고전류 영역에서 전자빔경의 확대를 방지할 수 있는 칼라 음극선관용 전자총을 제공함에 그 목적이 있다.

도 1 및 도 2는 종래 음극선관용 전자총를 일부 발췌하여 도시한 사시도,

도 3은 본 발명에 따른 음극선관용 전자총의 사시도,

도 4는 본 발명에 따른 칼라 음극선관용 전자총의 다른 실시예를 도시한 사시도,

도 5는 본 발명에 따른 칼라 음극선관용 전자총의 측단면도.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 칼라 음극선관용 전자총은,

삼극부를 이루는 것으로 전자빔의 방출원인 캐소오드와, 상기 캐소오드로부터 순차적으로 설치되며 각각 전자빔 통과공이 형성되는 제어전극 및 스크린전극과, 상기 스크린 전극과 보조렌즈 및 주렌즈를 이루는 적어도 두 개의 집속전극들을 포함하는 것으로, 상기 스크린전극과 대향되는 집속전극의 입사측면이 소정깊이 인입되어 형성된 종장형의 인입부와, 이 인입부의 저면에 형성된 전자빔 관통공을 구비하여 된 것을 그 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 전자빔 관통공은 원형 또는 사각형의 형상으로 형성된다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 칼라 음극선관용 전자총은,

전자빔을 방출하는 캐소오드와, 상기 캐소오드와 순차적으로 설치되며 각각 전자빔 통과공들이 형성되는 것으로 제어전극 및 스크린전극과, 상기 스크린 전극과 보조렌즈들을 형성하는 제1 내지 6집속전극들과, 상기 제6집속전극과 인접되게 설치되어 주렌즈를 이루는 최종가속전극을 포함하며,

상기 스크린전극과 제1집속전극의 사이에 비대칭렌즈를 형성하여 전자빔의 단면을 변화시키는 비대칭 렌즈 형성수단을 포함하여 된 것을 그 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 비대칭렌즈 형성수단는 상기 스크린전극에 원형 또는 종장형의 전자빔 통과공이 형성되고, 상기 스크린전극과 대향되는 제1집속전극의 입사측면이 소정깊이 인입되어 형성된 종장형의 인입부와 이 인입부의 저면에 형성된 전자빔 관통공을 가지는 전자빔 통과공부를 구비하여 된 것을 그 특징으로 한다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 한 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.

칼라 음극선관에 있어서, 전자총은 음극선관의 네크부에 설치되어 형광막을여기 시키기 위한 전자빔을 방출하는 것으로, 삼극부를 이루는 캐소오드와 제어전극 및 스크린 전극으로부터 순차적으로 설치되어 보조렌즈들과 주렌즈를 형성하는 복수개의 집속전극들 및 최종가속전극을 포함한다.

칼라 음극선관용 전자총에 있어서, 전자빔의 생성과 전자빔의 물점을 형성하는 삼극부의 일 실시예를 도 3 및 도 4에 나타내 보였다.

도시된 바와 같이 전자빔을 방출하는 캐소오드(31)는 전자방사물질이 함침되거나 도포된 전자방출부(31a)와, 상기 전자방출부(31a)를 가열하기 위한 히이터(31b)를 포함한다. 상기 전자방출부는 히이터가 내부에 설치된 슬리이브에 의해 지지된 베이스 메탈에 의해 지지될 수 있으며, 히이터(31b)에 의해 지지됨으로써 직접적으로 가열될 수 있다.

상기 캐소오드(31)와 인접되게 설치되는 제어전극(32)에는 캐소오드(31)와 대응되는 위치에 전자빔 통과공(32H)이 형성되고, 상기 제어전극(32)으로부터 순차적으로 설치되는 스크린전극(33)과 제1집속전극(34)의 상호 대향되는 면에는 집속전극들에 의해 형성되는 보조렌즈와 주렌즈로의 입사각을 조정하기 위한 비대칭렌즈를 형성하기 위한 수단이 설치된다. 이 수단은 상기 스크린전극(33)에 원형 또는 횡장형으로 형성된 전자빔 통과공(33a)과, 상기 제1집속전극(34)의 입사측면 즉, 상기 스크린 전극(33)과 대향되는 상기 제1집속전극(34)의 대향되는 면에는 종장형으로 소정깊이 인입되어 형성된 종장형의 인입부(41)와 이 인입부(41)의 저면에 형성된 전자빔 관통공(42)을 가지는 전자빔 통과공부(40)를 구비한다. 상기 제1집속전극의 입사측에 형성된 전자빔 통과공부(40)는 상술한 실시예에 의해 한정되지 않고 비대칭 렌즈를 형성할 수 있는 구조이면 어느 것이나 가능하다. 예컨대, 종장형의 사각 전자빔 통과공이 형성되어 이루어질 수 있다.

여기에서 상기 인입부는 제1수직 폭(W1)보다 제1수평폭(W2)이 작은 종장형의 직사각형 또는 종장형의 타원형 형상으로 형성될 수 있다.

상기 실시예에 있어서, 상기 제어전극(32)에 형성된 전자빔 통과공(32H))의 형상은 상술한 실시예의 원형으로 한정되지 않고 다양한 형태로 변형 가능함은 물론이다. 예컨대, 키홀 형상으로 형성될 수 있다.

상기와 같이 구성된 전자총은 캐소오드(31)의 히이터(31b)에 의해 전자방출부(31a)가열되면 이로부터 전자가 방출된다. 이와 같이 방출된 전자빔은 제어전극(32)과 스크린전극(33)의 사이에 전자빔 통과공들에 의해 형성되는 음극렌즈를 통과한 후, 스크린전극(33)에 형성된 전자빔 통과공(33H)과 제1집속전극(34)에 형성된 전자빔 통과공부(40)에 의해 형성된 프리 포커스 렌즈를 통과하게 된다.

이때에 상기 프리 포커스 렌즈는 제1집속전극(34)의 입사측면에 형성된 전자빔 통과공부(40)에 의해 수평방향으로는 강하게 집속되고 수직방향으로는 상대적으로 약하게 집속된다. 즉, 상기 전자빔 통과공부(40)는 종장형의 인입부(41)가 형성되어 있으므로 이들 사이에 형성되는 프리 포커스 렌즈는 수직 방향으로는 약한 집속력을 가지며, 수평방향으로는 강한 집속력을 가진 비대칭렌즈를 이루게 된다. 따라서 프리 포커스 렌즈를 통과한 전자빔은 전류밀도는 수직방향 보다 수평방향이 상대적으로 높아지게 되며 그 단면은 종장형을 이루게 된다.

특히, 상기 스크린전극(33)에 횡장형의 전자빔 통과공(33H)이 형성된 경우 수평방향으로의 집속력 다소 강화 시킬 수 있게 된다.

이와 같은 작용으로 전자빔의 수직방향으로의 변화를 크게 함으로써 전자총의 집속렌즈들에 의해 형성되는 사중극렌즈의 효과를 높임과 동시에 전자빔의 수평경 변화를 줄임으로써 형광막의 주변부로 랜딩되는 전자빔이 급격히 왜곡되거나 확대되는 것을 방지할 수 있다.

도 5에는 본 발명에 따른 칼라 음극선관용 전자총의 다른 실시예를 나타내 보였다.

도면을 참조하면, 칼라 음극선관용 전자총(50)은 전자빔을 방출하는 캐소오드(51), 제어전극(52) 및 스크린전극(53)과, 상기 스크린전극(53)으로부터 순차적으로 설치되어 보조렌즈들을 형성하는 제1 내지 제6 집속전극(61-66)과, 상기 제6집속전극(66)과 인접되게 설치되어 주렌즈를 이루는 최종가속전극(67)을 포함한다.

상기 전자총을 구성하는 각 전극에는 전자렌즈를 형성하기 위한 전자빔 통과공들이 형성되는데, 상기 스크린전극(53)과 제1집속전극(61)의 입사측면에 형성된 전자빔 통과공들은 비대칭 렌즈를 형성할 수 있도록 형성된다.

즉, 상기 스크린전극(53)에는 원형 또는 횡장형의 전자빔 통과공(71)이 형성되고, 상기 제1집속전극(61)의 입사측면에는 종장형의 인입부(72a)와 이 인입부(72a)의 저면에 전자빔이 통과하는 관통공(72b)으로 이루어진 전자빔 통과공부(72)가 형성된다. 여기에서 상기 종장형의 인입부는 제1집속전극(61)의 입사측면이 인입되도록 프레스 가공되어 형성될 수 있는데, 직사각형 또는 타원형 등으로 형성될 수 있다. 그리고 제6집속전극(66)과 최종가속전극(67)의 상호 대향되는 측은 대구경 전자빔 통과공을 가지는 외부전극과 상기 외부전극의 내부에 설치되는 것으로, 소구경 전자빔 통과공이 형성된 내부전극을 구비하여 구성될 수 있다.

그리고 상기와 같이 전자총을 구성하는 각 전극에는 각각 소정의 전압이 인가 되는데, 이를 설명하면 다음과 같다. 상기 스크린전극(52)에는 낮은 제1정전압(VS1)이 인가되고, 상기 제1,3,5 집속전극(61)(63)(65)에는 상기 정전압(VS1) 보다 상대적으로 높은 제2정전압(VS2)이 인가되며, 상기 제4,6 집속전극(64)(66)에는 전자빔을 편향시키기 위한 편향신호에 동기하는 다이나믹 포커스 전압(VD)이 인가되고, 상기 최종가속전극(VE)에는 상기 전압들 보다 높은 25 내지 30kV의 에노우드 전압(VE)이 인가된다. 이와 같은 각 전극에 전압의 인가는 전자렌즈의 형성상태에 따라 다양한 형태로 달라 질 수 있음은 물론이다.

상술한 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 전자총은 각 전극에 소정의 전압이 인가됨에 따라 상기 제어전극(52)과 스크린전극(53)의 사이에는 음극렌즈가 형성되고, 상기 스크린전극(53)과 제1집속전극(61)의 사이에는 프리 포커스 렌즈가 형성된다. 그리고 상기 각 제1 내지 4집속전극(61-64)에 의해 바이포텐셜형 보조렌즈들이 형성되고, 상기 제4,5,6집속전극(64-66)들에 의해 유니포텐셜형 보조렌즈들이 형성되며 상기 제6집속전극(66)과 최종가속전극(67)들의 사이에는 바이포텐셜형 주렌즈가 형성된다.

상술한 바와 같이 구성된 전자총은 캐소오드(51)로부터 방출된 전자빔은 음극렌즈를 통과하면서 크로스 오버되어 전자빔의 물점을 형성하고 이 전자빔이 프리포커스 렌즈를 통과하게 된다. 상기 프리 포커스 렌즈를 형성하는 스크린전극(53)의 출사측면에 형성된 전자빔 통과공(71)과 제1집속전극(61)의 입사측에 형성된 전자빔 통과공부(72)중 전자빔 통과공부(72)의 인입부(72a)가 종장형으로 형성되어 있으므로 상기 프리 포커스 렌즈는 수평과 수직에 대해 비대칭으로 형성된다.

따라서 이를 통과하는 전자빔은 수직 방향으로 발산되고 수평방향으로 집속되어 종장형을 이루게 된다. 이와 같이 종장형화 된 전자빔은 스크린면의 중앙부로 주사될 때에 프리 포커스 렌즈의 집속성분이 상대적으로 약하여져 주렌즈로의 입사각이 커짐으로써 스크린 상에서 종선 전자빔경을 개선할 수 있으며, 스크린 면의 주변부로 주사될 때에는 집속렌즈 성분이 강해져 메인 렌즈로의 주변 종선 전자빔경의 열화를 개선할 수 있다.

상기와 같이 본 발명에 따른 칼라 음극선관용 전자총은 프리 포커스 렌즈를 형성하는 삼극부를 이루는 스크린전극과 제1집속전극에 의해 형성되는 전자렌즈가 수평 방향에 비하여 수직 방향으로 상대적으로 큰 발산력을 가지며 수직 방향에 대해 수평방향으로 큰 집속력을 가지는 비대칭 렌즈로 형성함으로써 스크린면의 주변부로 주사되는 수직 전자빔의 확대로 인한 모아레(moire) 현상을 개선할 수 있으며 스크린 주변부에서 수평 빔경을 15% 이상 향상시킬 수 있으므로 스크린 주변부의 해상도를 향상시킬 수 있다.

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 청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

Claims (5)

1. 전자빔의 방출원인 캐소오드와, 상기 캐소오드로부터 순차적으로 설치되며 각각 전자빔 통과공이 형성되는 제어전극 및 스크린전극과, 상기 스크린 전극으로부터 설치되며 보조렌즈 및 주렌즈를 이루는 적어도 두 개의 집속전극들을 포함하는 것으로, 상기 스크린전극과 대향되는 집속전극의 입사측면이 소정깊이 인입되어 형성된 종장형의 인입부와, 이 인입부의 저면에 형성된 전자빔 관통공을 가진 전자빔 통과공부가 형성된 것을 특징으로 하는 칼라 음극선관용 전자총.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 전자빔 관통공은 원형 또는 사각형의 형상으로 형성된 것을 특징으로 하는 칼라 음극선관용 전자총.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 인입부는 타원형 또는 직사각형으로 이루어진 것을 특징으로 하는 칼라 음극선관용 전자총.
4. 전자빔을 방출하는 캐소오드와, 상기 캐소오드와 순차적으로 설치되며 각각 전자빔 통과공들이 형성되는 것으로 제어전극 및 스크린전극과, 상기 스크린 전극J으로부터 설치되어 보조렌즈들을 형성하는 제1 내지 6집속전극들과, 상기 제6집속전극과 인접되게 설치되어 주렌즈를 이루는 최종가속전극을 포함하며,

   상기 스크린전극과 제1집속전극의 사이에 비대칭렌즈를 형성하여 전자빔의 단면을 변화시키는 비대칭 렌즈 형성수단을 포함하여 된 것을 특징으로 하는 칼라 음극선관용 전자총.
5. 제 1항에 있어서,

   상기 비대칭렌즈 형성수단는 상기 스크린전극에 원형 또는 종장형의 전자빔 통과공이 형성되고, 상기 스크린전극과 대향되는 제1집속전극의 입사측면이 소정깊이 인입되어 형성된 종장형의 인입부와 이 인입부의 저면에 형성된 전자빔 관통공을 가지는 전자빔 통과공부를 구비하여 된 것을 특징으로 하는 칼라 음극선관용 전자총.