KR20040055421A - 음극선관용 전자총 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따르면, 음극선관용 전자총이 개시된다. 상기 음극선관용 전자총은 적,녹,청색에 대응하는 전자빔을 출사하는 캐소우드와, 전자빔의 출사량을 조절하기 위한 제어전극, 및 스크린전극을 포함하는 삼극부; 캐소우드로부터 출사된 전자빔이 통과하는 적어도 하나의 포커스전극; 이 포커스전극과 대향되게 설치되어 메인렌즈를 형성하며, 내부에 내부보조전극이 배치된 최종가속전극; 이 최종가속전극에 결합되어 최종가속전극에 고전압을 제공하는 쉴드컵; 및 최종가속전극의 내부보조전극과 쉴드컵 사이에 배치되며, 적어도 하나의 횡장형의 전자빔 통과공이 형성된 수차보정전극을 구비한다. 개시된 음극선관용 전자총에 의하면, 화상 주변부에서 빔스포트가 왜곡되는 현상을 최소화하고, 이에 따라 해상도를 개선한다.

Description

음극선관용 전자총{Electron gun for cathode ray tube}

본 발명은 음극선관용 전자총에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 편향자계에 의해 화상 주변부에서 전자빔 스포트가 왜곡되는 현상을 미리 보정한 음극선관용 전자총에 관한 것이다.

통상적으로 음극선관용 전자총은 음극선관의 네크부에 설치되어 열전자를 방출하는 것으로서, 상기 음극선관의 성능은 전자총으로부터 출사된 전자빔이 형광막에 랜딩되는 상태에 따라 좌우되게 된다. 따라서, 전자총으로부터 출사된 전자빔이 형광막의 형광점에 정확하게 랜딩시킬 수 있도록 포커스 특성을 향상시키고 렌즈의 수차를 줄일 수 있는 많은 전자총이 개발되어 왔다. 특히, 최근에는 음극선관의 전장을 줄이기 위하여 음극선관의 편향각을 크게하고 전자총의 길이를 줄이고 있는데, 이 경우 형광막의 중앙부에 랜딩되는 전자빔의 포커싱 길이보다 형광막의 주변부에 랜딩되는 전자빔의 포커싱 길이가 상대적으로 길어지게 되며, 이 때문에 화면 주변부에서 전자빔의 포커스 특성이 저하된다. 또한 편향각이 커짐에 따라 이에 대응하여 증가되는 편향요오크의 강한 편향자계에 의해 전자빔의 왜곡량이 지수적으로 증가하여 형광막에 랜딩되는 전자빔이 왜곡되는 문제점이 있다.

이와 같은 문제점을 해결하기 위한 음극선관용 전자총의 일례가 도 1a 내지도 1c에 도시되어 있는데, 이는 미국 특허 제4,814,670호에 개시되어 있다.

도면을 참조하면, 개시된 전자총은 적,녹,청색에 대응하는 전자빔을 출사하는 캐소우드(11,12,13)와, 상기 전자빔의 출사량을 조절하기 위한 제어전극(20) 및 스크린전극(30)을 포함하는 삼극부와, 상기 캐소우드로부터 출사된 전자빔이 통과하고 사중극렌즈를 형성하는 제1 및 제2포커스전극(41)(42)과, 제2포커스전극(42)과 대향되게 설치되어 메인렌즈를 형성하는 최종가속전극(50)을 구비한다. 여기서, 사중극렌즈를 형성하는 제1포커스전극(41)의 출사측면에는 캐소우드(11,12,13)에서 출사되는 세 전자빔이 통과하는 세 개의 종장형 전자빔 통과공(41a,41b,41c)을 형성하며, 이와 대응되게 설치되어 사중극렌즈를 형성하는 제2포커스전극(42)의 입사측면에는 횡장형의 전자빔 통과공(42a,42b,42c)이 형성함으로써, 편향자계에 의한 전자빔의 왜곡은 어느 정도 보정할 수 있다.

그런데, 상기 전자빔의 왜곡을 보정하기 위해서는 사중극렌즈를 형성하는 전극간에 큰 전위차이가 발생하여야 하기 때문에 화면 주변에서 높은 전압 발생이 필요하다. 그러나, 이러한 고전압은 회로상의 신뢰성, 파형의 비대칭 및 포커스의 균일도 문제를 야기시킨다.

상기와 같은 문제점 때문에 낮은 전압으로 화상 주변부의 전자빔 왜곡 현상을 보상하기 위해서는 전압에 민감한 사중극렌즈를 구성하여야 한다. 이를 위해서는 사중극렌즈를 이루는 통과공을 작게 형성할수록 유리하다. 그러나, 조립되는 다른 전극들보다 빔 통과공들의 크기가 작으면 빔 통과공을 이용하여 전자총을 조립하는 공정의 특성상 조립이 매우 어렵게 되며, 정밀도나 제작 공정이 복잡하게 되는 현실상의 문제가 있다.

도 2에는 종래 음극선관용 전자총의 또 다른 예를 나타내 입단면도로서, 이는 미국 특허 제4,678,964호에 개시되어 있다. 여기서, 도 1a 내지 도 1c에 나타낸 참조부호와 동일한 참조부호는 동일한 작용 및 효과를 갖는 동일 부재를 나타낸다.

도시된 바와 같이, 개시된 전자총은, 포커스전극(40)과 대향되게 설치되어 메인렌즈를 형성하는 최종가속전극(50)의 내부에 배치된 컵형상의 내부보조전극(51)과, 상기 최종가속전극(50)에 양전기를 제공하는 쉴드컵(60)을 구비한다. 상기 내부보조전극(51)에는 캐소우드(11,12,13)에서 출사되는 세 전자빔이 통과되는 세 개의 전자빔 통과공(51a,51b,51c)이 형성되어 편향자계에 의한 전자빔경의 왜곡량을 보정하도록 하고 있다. 그러나, 이러한 내부보조전극(51)은 최종가속전극(50)의 내부에 설치됨에 따라, 전자빔 통과공(51a,51b,51c)의 직경이 작아져서 비점수차의 보정효과가 약하며, 이에 따라 화상 주변에서의 전자빔 스포트의 왜곡 형상을 충분히 개선하지 못한다는 문제점이 있다.

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 편향자계에 의한 비점수차를 미리 보정함으로써, 화상 주변부에서 전자빔 스포트가 왜곡되는 현상을 최소화하는 음극선관용 전자총을 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1a는 종래 음극선관용 전자총의 일례를 나타낸 입단면도,

도 1b 및 도 1c는 도 1에 도시된 종장형 및 횡장형의 전자빔 통과공을 각각 나타낸 정면도들,

도 2는 종래 음극선관용 전자총의 또 다른 예를 나타낸 입단면도,

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 음극선관의 입단면도,

도 4는 도 3에 도시된 음극선관용 전자총의 입단면도,

도 5는 도 4에 도시된 음극선관용 전자총의 분리 사시도,

도 6a 및 도 6b는 도 5에 도시된 수차보정전극에 형성된 전자빔 통과공의 다른 실시예를 나타낸 정면도들,

도 7은 본 발명의 제2실시예에 따른 음극선관용 전자총의 분리 사시도,

도 8a 및 도 8b는 도 7에 도시된 쉴드컵에 형성된 전자빔 통과공의 다른 실시예를 나타낸 정면도들이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 간단한 설명>

100...전자총 111,112,113...캐소우드

120...제어전극 130...스크린전극

141,142...제1 및 제2포커스전극 150...최종가속전극

151...내부보조전극 161,162,163,164...쉴드컵

171,172,173...수차보정전극 180...벌브스페이스

본 발명의 일 측면에 의한 음극선관용 전자총은, 적,녹,청색에 대응하는 전자빔을 출사하는 캐소우드와, 상기 전자빔의 출사량을 조절하기 위한 제어전극, 및스크린전극을 포함하는 삼극부; 상기 캐소우드로부터 출사된 전자빔이 통과하는 적어도 하나의 포커스전극; 상기 포커스전극과 대향되게 설치되어 메인렌즈를 형성하며, 내부에 내부보조전극이 배치된 최종가속전극; 상기 최종가속전극에 결합되어 상기 최종가속전극에 고전압을 제공하는 쉴드컵; 및 상기 최종가속전극의 내부보조전극과 상기 쉴드컵 사이에 배치되며, 적어도 하나의 횡장형의 전자빔 통과공이 형성된 수차보정전극;을 구비한다.

상기 전자빔 통과공은 상기 캐소우드에서 출사된 적,녹,청색의 전자빔이 모두 통과 할 수 있도록 상기 캐소우드의 배열방향으로 연신된 하나의 횡장형 구멍일 수 있다.

또한, 상기 전자빔 통과공은 상기 캐소우드에서 출사된 적,녹,청색의 전자빔 각각이 대응하여 통과할 수 있는 독립적인 3개의 횡장형 구멍일 수도 있다. 이 때, 상기 각 횡장형 구멍은 횡장형의 사각형 통공과 상기 사각형 통공의 중심부에 배치된 원형공이 조합된 횡장형 키-홀의 형상일 수 있다.

본 발명의 또 다른 측면에 의하면, 적,녹,청색에 대응하는 전자빔을 출사하는 캐소우드와, 상기 전자빔의 출사량을 조절하기 위한 제어전극, 및 스크린전극을 포함하는 삼극부; 상기 캐소우드로부터 출사된 전자빔이 통과하는 적어도 하나의 포커스전극; 상기 포커스전극과 대향되게 설치되어 메인렌즈를 형성하며, 내부에 내부보조전극이 배치된 최종가속전극; 및 상기 최종가속전극에 결합되어 상기 최종가속전극에 고전압을 제공하며, 적어도 하나의 횡장형의 전자빔 통과공이 형성된 쉴드컵;을 구비하는 음극선관용 전자총이 제공된다.

상기 전자빔 통과공은 상기 캐소우드에서 출사된 적,녹,청색의 전자빔이 모두 통과 할 수 있도록 상기 캐소우드의 배열방향으로 연신된 하나의 횡장형 구멍일 수 있다.

또한, 상기 전자빔 통과공은 상기 캐소우드에서 출사된 적,녹,청색의 전자빔 각각이 대응하여 통과할 수 있는 독립적인 3개의 횡장형 구멍일 수도 있다. 이 때 상기 각 횡장형 구멍은 횡장형의 사각형 통공과 상기 사각형 통공의 중심부에 배치된 원형공이 조합된 횡장형 키-홀의 형상일 수 있다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 음극선관의 입단면도이고, 도 4는 도 3에 도시된 음극선관용 전자총의 입단면도이며, 도 5는 도 4에 도시된 음극선관용 전자총의 분리 사시도이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 음극선관은 내면에 형광막이 형성된 패널(1)과, 이 패널(1)과 봉착되는 펀넬(2)과, 상기 패널(1)로부터 내측으로 소정 간격 이격되게 설치된 섀도우마스크(3)를 구비한다. 그리고, 상기 펀넬(2) 네크부(2a) 내부에는 상기 패널(1)의 내면에 형성된 형광막에 적,녹,청색의 전자빔을 출사하는 전자총(100)이 봉입되어 있으며, 상기 펀넬(2)의 콘부(2b) 상에는 전자빔을 주사 위치에 따라 편향시키는 편향요오크(4) 설치되어 있다.

상기 전자총(100)은, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 순차 배치된 삼극부, 적어도 하나의 포커스전극, 최종가속전극(150), 및 쉴드컵(161)을 구비한다.

상기 삼극부는 열전자의 방출원으로서 적,녹,청색에 대응하는 전자빔을 출사하는 캐소우드(111,112,113)와, 상기 전자빔의 출사량을 조절하기 위한 제어전극(120), 및 스크린전극(130)을 포함한다.

상기 포커스전극은 캐소우드(111,112,113)로부터 출사된 전자빔을 집속 및 가속하기 위한 사중극렌즈를 형성하는 것으로서, 도시된 바와 같이, 제1 및 제2포커스전극(141)(142)으로 구성될 수 있다. 그러나, 도 4 및 도 5에 도시된 제1 및 제2포커스전극(141)(142)은 예시적인 것으로서, 포커스전극의 수는 위에서 언급된 수에 한정되지 않으며, 전자빔을 다단으로 집속하기 위하여 사중극렌즈의 형성 상태에 따라 그 수를 늘릴 수도 있다. 상기 제1 및 제2포커스전극(141)(142)에는 전자빔이 통과하는 세 개의 전자빔 통과공이 인-라인 상으로 각각 형성된다. 이러한 전자빔 통과공들은 상기 포커스전극들(141,142) 사이에 형성되는 사중극렌즈의 크기에 따라 형상이 달라질 수 있다. 또한, 각 포커스전극(141,142)에는 세 전자빔이 모두 통과할 수 있는 하나의 전자빔 통과공을 형성할 수도 있다.

상기 제2포커스전극(142), 즉 최종포커스전극과 이와 대향되게 설치된 최종가속전극(150) 사이에는 메인렌즈가 형성된다. 이를 위해, 최종포커스전극(142)의 출사면과 최종가속전극(150)의 입사면에는 대구경(142a,150a)이 각각 형성되어 있다.

상기 쉴드컵(161)은 최종가속전극(150)에 결합되어 고전압을 제공한다. 이를 위해, 상기 쉴드컵(161)의 외주면에는 벌브스페이스(180)가 부착되어 있다. 이러한 벌브스페이스(180)는 음극선관의 내장흑연층(5;도 3)과 접촉하여최종가속전극(150)에 양전기를 제공한다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 실시예에서, 본 발명의 일 특징에 따른 음극선관용 전자총(100)은 상기 최종가속전극(150)의 내부보조전극(151)과 쉴드컵(161) 사이에 배치되어 편향자계에 의한 비점수차를 보정함으로써 화면 주변부에서 전자빔 스포트가 왜곡되는 현상을 최소화하는 수차보정전극(171)을 더 구비한다. 비점수차의 보정을 위하여 상기 수차보정전극(171)에는 적어도 하나의 횡장형의 전자빔 통과공이 형성된다.

상기 수차보정전극(171)에 형성된 전자빔 통과공은, 도 5에 도시된 바와 같이, 캐소우드(111,112,113)에서 출사된 적,녹,청색의 전자빔이 모두 통과 할 수 있도록 캐소우드(111,112,113)의 배열방향으로 연신된 하나의 횡장형 구멍(171a)일 수 있다.

또한, 수차보정전극(172)에 형성된 전자빔 통과공은, 도 6a에 도시된 바와 같이, 캐소우드(111,112,113)에서 출사된 적,녹,청색의 전자빔 각각이 대응하여 통과할 수 있는 독립적인 3개의 횡장형 구멍(172a,172b,172c)일 수도 있다.

더욱이, 수차보정전극(173)에 형성된 전자빔 통과공은, 도 6b에 도시된 바와 같이, 3개의 횡장형 구멍(173a,173b,173c)으로서, 각 횡장형 구멍(173a,173b,173c)은 횡장형의 사각형 통공과 이 사각형 통공의 중심부에 배치된 원형공이 조합된 횡장형 키-홀의 형상일 수도 있다.

상기한 바와 같이 전자총(100)이 수차보정전극(171)을 더 구비하는 경우의 보정 작용을 설명하면 다음과 같다.

화면 중앙부에서는 편향자계가 가해지지 않으므로 전자빔 스포트가 정확한 형상을 갖지만, 그 주변부에서는 편향자계에 의해 수평방향으로 발산하고 수직방향으로 과집속되어 왜곡된 횡장형의 전자빔 스포트가 형성되며, 이 때문에 화면 주변부에서의 해상도 열화를 초래한다. 물론 위에서 언급된 포커스전극들(141,142)에 의해 형성된 사중극렌즈와 최종가속전극(150) 내부에 설치된 내부보조전극(151)의 영향으로 편향자계에 의한 비점수차를 미리 보정할 수 있지만, 전술한 바와 같이, 화면 주변부에서 전자빔 스포트가 왜곡되는 현상을 충분히 보정하기에는 한계가 있다.

그런데, 상기 수차보정전극(171)에는 쉴드컵(161)을 통해 양전기가 제공된다. 이와 같이 양전기가 제공되는 수차보정전극(171)에 형성된 횡장형의 전자빔 통과공을 전자빔이 통과하게 되면, 상기 전자빔에는 전기적 인력이 작용한다. 여기서, 상기 횡장형의 전자빔 통과공은 수직 방향의 폭이 수평방향보다 상대적으로 좁기 때문에 상기 전자빔에 수직방향으로 작용하는 전기적 인력은 수평방향보다 상대적으로 강하게 된다. 따라서, 상기 전자빔은 수직방향으로는 발산하고 수평방향으로는 집속된 종장형으로 보정된다. 이렇게 종장형으로 보정된 전자빔은 편향자계에 의한 비점수차를 보상함으로써, 화면 주변부에서 전자빔 스포트가 왜곡되는 현상을 최소화하게 된다.

이하 본 발명의 제2실시예에 따른 음극선관용 전자총을 설명하도록 한다.

도 7에는 본 발명의 제2실시예에 따른 음극선관용 전자총의 분리 사시도가 도시되어 있다. 다만, 도 7에서는 전자총에서 최종가속전극과 쉴드컵만을 발췌하여도시하였으며, 도시되지 않은 부분은 본 발명의 제1실시예와 동일하므로 반복적인 설명은 생략하도록 한다. 또한, 도 5에 나타낸 참조부호와 동일한 참조부호는 동일한 구성 및 효과를 갖는 동일부재를 나타낸다.

도시된 바와 같이, 본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 최종가속전극(150)에 결합되어 고전압을 제공하는 쉴드컵(162)에 적어도 하나의 횡장형의 전자빔 통과공이 형성되어 있다. 한편, 본 발명의 제1실시예에서 제공되었던 수차보정전극(171;도5)은 본 발명의 제2실시예에서는 제공되지 않는다.

상기 쉴드컵(162)에 형성된 전자빔 통과공은, 도 7에 도시된 바와 같이, 캐소우드(111,112,113)에서 출사된 적,녹,청색의 전자빔이 모두 통과 할 수 있도록 캐소우드(111,112,113)의 배열방향으로 연신된 하나의 횡장형 구멍(162a)일 수 있다.

또한, 상기 쉴드컵(163)에 형성된 전자빔 통과공은, 도 8a에 도시된 바와 같이, 캐소우드(111,112,113)에서 출사된 적,녹,청색의 전자빔 각각이 대응하여 통과할 수 있는 독립적인 3개의 횡장형 구멍(163a,163b,163c)일 수도 있다.

더욱이, 상기 쉴드컵(164)에 형성된 전자빔 통과공은, 도 8b에 도시된 바와 같이, 3개의 횡장형 구멍(164a,164b,164c)으로서, 각 횡장형 구멍(164a,164b,164c)은 횡장형의 사각형 통공과 이 사각형 통공의 중심부에 배치된 원형공이 조합된 횡장형 키-홀의 형상일 수도 있다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 제2실시예에서, 쉴드컵(162,163,164)의 내부에 형성된 횡장형의 전자빔 통과공은, 제1실시예와 유사하게, 전자빔이 수직방향으로는 발산되고 수평방향으로는 집속되도록 종장형으로 보정한다. 이렇게 종장형으로 보정된 전자빔은 편향자계에 의한 비점수차를 보상함으로써, 화면 주변부에서 전자빔 스포트가 왜곡되는 현상을 최소화한다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 음극선관용 전자총에 의하면, 최종가속전극의 내부보조전극과 쉴드컵 사이에 횡장형의 전자빔 통과공을 형성하여 편형자계에 의한 비점수차를 미리 보정함으로써, 화상 주변부에서 빔스포트가 왜곡되는 현상을 최소화하며, 이에 따라 해상도를 개선한다.

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 (8)

1. 적,녹,청색에 대응하는 전자빔을 출사하는 캐소우드와, 상기 전자빔의 출사량을 조절하기 위한 제어전극, 및 스크린전극을 포함하는 삼극부;

   상기 캐소우드로부터 출사된 전자빔이 통과하는 적어도 하나의 포커스전극;

   상기 포커스전극과 대향되게 설치되어 메인렌즈를 형성하며, 내부에 내부보조전극이 배치된 최종가속전극;

   상기 최종가속전극에 결합되어 상기 최종가속전극에 고전압을 제공하는 쉴드컵; 및

   상기 최종가속전극의 내부보조전극과 상기 쉴드컵 사이에 배치되며, 적어도 하나의 횡장형의 전자빔 통과공이 형성된 수차보정전극;을 구비하는 것을 특징으로 하는 음극선관용 전자총.
2. 제1항에 있어서,

   상기 전자빔 통과공은 상기 캐소우드에서 출사된 적,녹,청색의 전자빔이 모두 통과 할 수 있도록 상기 캐소우드의 배열방향으로 연신된 하나의 횡장형 구멍인 것을 특징으로 하는 음극선관용 전자총.
3. 제1항에 있어서,

   상기 전자빔 통과공은 상기 캐소우드에서 출사된 적,녹,청색의 전자빔 각각이 대응하여 통과할 수 있는 독립적인 3개의 횡장형 구멍인 것을 특징으로 하는 음극선관용 전자총.
4. 제3항에 있어서,

   상기 각 횡장형 구멍은 횡장형의 사각형 통공과 상기 사각형 통공의 중심부에 배치된 원형공이 조합된 횡장형 키-홀의 형상인 것을 특징으로 하는 음극선관용 전자총.
5. 적,녹,청색에 대응하는 전자빔을 출사하는 캐소우드와, 상기 전자빔의 출사량을 조절하기 위한 제어전극, 및 스크린전극을 포함하는 삼극부;

   상기 캐소우드로부터 출사된 전자빔이 통과하는 적어도 하나의 포커스전극;

   상기 포커스전극과 대향되게 설치되어 메인렌즈를 형성하며, 내부에 내부보조전극이 배치된 최종가속전극; 및

   상기 최종가속전극에 결합되어 상기 최종가속전극에 고전압을 제공하며, 적어도 하나의 횡장형의 전자빔 통과공이 형성된 쉴드컵;을 구비하는 것을 특징으로 하는 음극선관용 전자총.
6. 제5항에 있어서,

   상기 전자빔 통과공은 상기 캐소우드에서 출사된 적,녹,청색의 전자빔이 모두 통과 할 수 있도록 상기 캐소우드의 배열방향으로 연신된 하나의 횡장형 구멍인 것을 특징으로 하는 음극선관용 전자총.
7. 제5항에 있어서,

   상기 전자빔 통과공은 상기 캐소우드에서 출사된 적,녹,청색의 전자빔 각각이 대응하여 통과할 수 있는 독립적인 3개의 횡장형 구멍인 것을 특징으로 하는 음극선관용 전자총.
8. 제7항에 있어서,

   상기 각 횡장형 구멍은 횡장형의 사각형 통공과 상기 사각형 통공의 중심부에 배치된 원형공이 조합된 횡장형 키-홀의 형상인 것을 특징으로 하는 음극선관용 전자총.