KR20040088286A - 개선된 ｇ2전극을 갖는 전자총 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전자총의 G2전극구조에 관한 것으로, 횡장형 분리슬롯으로 형성되는 G2전극의 중앙슬롯의 수직폭을 사이드슬롯의 수직폭의 72% 내지 99%로 형성하고, 사이드슬롯을 사이드 전자빔통과공의 중심과 사이드슬롯의 내측 측면까지의 거리에 대하여 사이드 전자빔통과공의 중심과 사이드슬롯의 외측 측면까지의 거리가 35% 이상 100% 미만이 되는 지점에 위치하여, 메인렌즈부로 입사하는 전자빔의 포커스특성을 개선한다.

Description

개선된 Ｇ2전극을 갖는 전자총 구조{Electron Gun with an improved G2}

본 발명은 음극선관용 전자총에 관한 것으로, 상세하게는 전자빔의 포커싱 특성을 향상시킬 수 있는 구조를 갖는 프리포커스 렌즈부의 G2전극의 형상에 관한 것이다.

도1은 일반적인 인라인형 음극선관의 전자총 전극의 구조를 분해하여 도시한 사시도이다. 도1에 도시된 바와같이, 일반적인 인라인형 음극선관용 전자총은 열전자를 방출하는 캐소드(R,G,B), 캐소드에서 방출된 전자를 통과시키면서 빔을 집속하는 프리포커스렌즈부(11), 그리고 전자빔을 최종집속 및 가속하는 작용에 의하여 미세한 전자빔을 형성하는 메인렌즈부(12) 등으로 구성된다. 여기서, 프리포커스렌즈부(11)는 G2전극 및 G3전극의 사이에서 형성되며, 메인렌즈부(12)는 G3전극 및 G4전극의 사이에서 형성된다.

그런데, 형광면에 형성되는 전자빔 스폿의 직경은 프레포커스렌즈부(11)의 집속정도, 메인렌즈부(12)의 구면수차, 형광막 근방공간에서의 전자간 반발효과 등에 의하여 결정된다. 따라서, 전자총의 구조에서, 메인렌즈부(12)의 수차성분이결정되면 이에 대응하는 적절한 강도, 위치, 형상을 가지는 프리포커스렌즈부(11)를 구성함으로서 빔스포트 직경을 최소화할 수 있다.

전자빔이 입사되는 메인렌즈부(12)를 보면, 인라인 전자총의 특성상 중앙과 사이드 빔간의 전계가 동일하지 않게 되고, 이로인한 빔간의 비점수차를 조정하기 위하여 보통 공통대구경을 사용하는 데, 여기서 메인렌즈부의 보조전극의 홀 크기를 중앙과 사이드를 다르게 하거나 보조전극의 깊이를 조절하여 비점수차를 조절하고 있다. 그런데, 홀의 크기나 보조전극 깊이를 통해 메인렌즈부(12)를 조절함으로써 예를들어 컨버전스 등과 같은 다른 특성에 영향을 주게 된다. 또한, 사이드빔의 수평방향에 대하여 코마수차의 영향을 적게 받도록 하기 위하여 보조전극의 사이드홀을 좌우 비대칭 형성시키고 있는 데, 홀을 곡선부 설계에 어려움이 있다. 결과적으로, 메인렌즈부(12)를 조절하여 포커싱을 향상하는 데는 다른 여러 특성을 고려한 복잡한 설계가 수반되어야 하는 문제가 있다. 따라서, 프리포커스렌즈부(11)의 형상을 조절함으로써, 포커싱특성을 향상시키는 방법을 찾을 필요가 있다.

도2는 프리포커스렌즈부(11)를 구성하는 G2전극의 전자빔 출구측을 도시한 단면도이다. 도2에 도시된 바와같이, 세개의 전자빔이 동일평면 상을 따라 진행하도록 된 인라인(In-line)형 전자총 구조에서, 각 전자빔 통과공(H21, H22, H23)의 전방에는 수평방향에 비해 수직방향으로 강한 전계를 형성하는 분리된 횡장형의 슬롯(S21, S22, S23)이 형성되어 있다. 이러한 슬롯(S21, S22, S23)의 효과는 수직쪽으로 전자빔을 집속하여 메인렌즈부(12)로 입사하는 전자빔의 입사각을 결정하게된다. 그런데, 슬롯의 구조를 보면, 중앙슬롯(S22)과 사이드슬롯(S21, S23)의 수직폭이 동일하게 형성되어 있는 데, 이러한 동일 크기 및 동일 간격을 갖는 슬롯(S21, S22, S23)의 구조로서는, 중앙빔과 사이드빔 사이의 전계 비대칭으로 인한 포커싱 열화나 사이드빔의 좌우 비대칭 전계로 인한 코마수차 영향을 감소시키는 데에 효과적이지 못하다.

본 발명은 전자총 구조의 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 프리포커싱렌즈부를 형성하는 G2전극의 형상을 변경하여, 전자총의 인라인 구조로 인한 중앙과 사이드 간의 전계 비대칭 영향을 감소시키고, 또한 사이드 빔의 좌우 비대칭 전계로 인한 코마 수차 영향을 감소시켜, 결과적으로 메인렌즈부에서의 수평 및 수직 방향의 포커싱 특성을 향상시키는 것을 목적으로 한다.

도1은 일반적인 인라인형 음극선관의 전자총 전극의 구조를 분해하여 도시한 사시도,

도2는 프리포커스렌즈부(11)를 구성하는 G2전극의 전자빔 출구측을 도시한 단면도,

도3은 본 발명에 따른 G2전극의 슬롯의 상대적 크기를 도시한 단면도,

도4는 슬롯의 수직폭 감소에 따른 전자빔의 이동경로,

도5는 중앙과 사이드 슬롯의 상대적 수직폭 크기에 따른 수직방향 포커싱특성,

도6은 본 발명에 따른 G2전극의 전자빔 통과공의 상대적 위치를 도시한 단면도, 그리고

도7은 사이드 전자빔 통과공의 편심정도(P1/P2)에 따른 수평방향 포커싱특성을 도시하고 있다.

- 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 -

R,G,B : 캐소드 G1,G2,G3,G4 : 제1,2,3,4전극

11: 프리포커스렌즈부 12: 메인렌즈부

S21,S22,S23,S31,S32,S33 : 슬롯

H21,H22,H23,H31,H32,H33,H61,H63: 전자빔통과공

CW : 중앙슬롯 수직폭 SW : 사이드슬롯 수직폭

P1 : 슬롯외측측면과 통과공중심 사이의 간격

P2 : 슬롯내측측면과 통과공중심 사이의 간격

이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, G2전극의 전자빔 출구측에 형성된 슬롯들의 수직폭을 중앙과 사이드를 다르게 형성시켜 메인렌즈부로 입사되는 전자빔의 수직경로를 조절함으로써 중앙과 사이드 간의 비점수차를 조절하고, 또한 G2전극의 사이드 슬롯부에 형성된 홀의 위치를 슬롯부 중앙에서 좌우로 이동시켜 메인렌즈부로 입사되는 전자빔을 안쪽으로 꺾이게 함으로써 메인렌즈부의 코마수차의 영향을 감소시킬 수 있는 구조로 형성되는 G2전극을 제공한다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.

도3은 본 발명에 따른 G2전극의 슬롯의 상대적 크기를 도시한 단면도이다.도3에 도시된 바와같이, 세개의 전자빔이 동일평면 상을 따라 진행하도록 된 인라인(In-line)형 전자총 구조에서, 각 전자빔 통과공(H31, H32, H33)의 전방에는 수평방향에 비해 수직방향으로 강한 전계를 형성하는 분리된 횡장형의 슬롯(S31, S32, S33)이 형성되어 있다. 여기서, 슬롯(S31, S32, S33)의 크기를 보면, 슬롯(S31, S32, S33)의 수평폭은 동일하지만, 슬롯(S31, S32, S33)의 수직폭은 중앙과 사이드가 다르다. 즉, 양쪽의 사이드 슬롯(S31, S33)의 수직폭(SW)은 동일하고, 중앙 슬롯(S32)의 수직폭은 사이드 슬롯(S31, S33)과 다르다. 이와같이, 중앙 슬롯(S32)과 사이드 슬롯(S31, S33)의 수직폭을 다르게 조절하면, 메인렌즈부로 입사되는 전자빔의 수직경로가 조절된다.

도4는 슬롯의 수직폭 감소에 따른 전자빔의 이동경로를 도시하고 있다. 도4에 도시된 바와같이, 실선으로 표시된 슬롯수직폭이 점선으로 표시된 슬롯수직폭으로 감소되면, 실선으로 표시된 전자빔의 경로가 점선으로 표시된 전자빔의 경로로 변경되어 메인렌즈부로 입사되므로, 중앙빔과 사이드빔의 비점수차가 조절된다. 그 결과, 수직방향 포커스 특성이 향상된다.

도5는 중앙과 사이드 슬롯의 상대적 수직폭 크기에 따른 수직방향 포커싱특성을 도시하고 있다. 도5는 중앙슬롯의 수직폭(CW)과 사이드슬롯의 수직폭(SW)의 상대적 크기를 변화시키면서 G-RB(volt)를 측정한 결과이다. 여기서 G-RB가 ±100V를 벗어나는 경우에는 포커싱에서 상퍼짐이나 블루밍 현상을 발생되어 해상도 특성이 열화되므로, G-RB가 ±100V를 만족하는 범위에 포함되도록 CW/SW 값을 설정하면, 0.72 ≤ CW/SW ≤ 1.02 로 된다. 즉, CW/SW가 이 값의 범위에 있을때, 수직에 대하여 양호한 포커싱 특성을 나타낸다. 한편, G-RB를 ±80V으로 설정할 경우에는 수직폭 비는 0.76 ≤ CW/SW ≤ 0.99 로 되고, G-RB를 ±50V으로 설정할 경우에는 수직폭 비는 0.79 ≤ CW/SW ≤ 0.95 로 된다. 여기서, 중앙슬롯의 수직폭은 사이드슬롯의 수직폭보다 작게 형성시키는 것이 바람직하므로, 수직폭비는 0.72 ≤ CW/SW ≤ 0.99로 설정하는 것이 바람직하다.

도6은 본 발명에 따른 G2전극의 전자빔 통과공의 주위에 형성된 슬롯의 상대적 위치를 도시한 단면도이다. 도6에 도시된 바와같이, 세개의 전자빔이 동일평면 상을 따라 진행하도록 된 인라인(In-line)형 전자총 구조에서 각 슬롯(S31, S32, S33)의 위치는, 양 사이드에 있는 슬롯(S31, S33)이 각 사이드 전자빔 통과공(H61, H63)의 중앙에서 수평방향으로 편심되어 있다. 즉, 수평방향에 대하여 사이드 슬롯(S31, S33)이 통과공(H61, H63)에 대하여 내측으로 이동되어 있으며, 이와같이 슬롯의 내측으로의 편심은 전자빔이 메인렌즈부의 수평방향 안쪽으로 꺾이게 입사되도록 하며, 그 결과 코마 수차의 영향을 적게 받는다. 여기서, 사이드 슬롯(S31, S33)의 이동정도는 사이드 빔 스팟의 중심에서 좌우의 빔의 크기를 나타내는 B_out/B_in의 값이 15% 이내일 때 포커스 해상여유도가 가장 양호하므로, B_out/B_in의 값이 15% 이내의 범위를 갖도록 편심정도(P1/P2)를 결정하는 것이 바람직하다.

도7은 사이드 슬롯의 편심정도(P1/P2)에 따른 수평방향 포커싱특성을 도시하고 있다. 도7은 사이드 전자빔 통과공(H61, H63)에 형성된 슬롯의 편심정도(P1/P2)를 변화시키면서 B_out/B_in값(%)을 측정한 결과이다. 도7에서 알수 있는 바와같이, 수평방향 포커싱특성이 양호한 15% 이내의 B_out/B_in의 값을 갖도록 하는 편심정도(P1/P2)는 0.35 ≤ P1/P2 〈 1.0 이다. 한편, B_out/B_in의 값이 10% 이내로 할 경우에는, 편심정도는 0.42 ≤ P1/P2 ≤ 0.85 이다.

이러한 구조의 G2전극을 사용하는 전자총에 의하면, G2전극의 전자빔 출구측에 형성된 중앙 및 사이드 슬롯의 수직폭 변경에 의하여 메인렌즈부로 입사되는 전자빔의 수직경로가 조절됨으로써 중앙과 사이드 간의 비점수차가 효과적으로 조절되고, 또한 G2전극의 사이드 전자빔 통과공부에 형성된 슬롯의 위치를 각 전자빔 통과공의 중앙에서 내측으로 편심시켜 메인렌즈부로 입사되는 전자빔을 안쪽으로 꺾이게 함으로써 메인렌즈부의 코마수차의 영향을 효과적으로 감소시킬 수 있다. 또한, 메인렌즈부의 변경에 따른 다른 특성의 변경을 고려할 필요가 없어, 전자총 제조효율을 크게 향상시킬 수 있다.

Claims (4)

1. 음극선관의 인라인형 전자총에 있어서,

   인라인형으로 소정 간격 이격되어 열전자를 방출하는 RGB캐소드;

   상기 RGB캐소드에서 방출되는 전자빔을 선택적으로 통과시키는 다수의 전자빔 통과공을 갖는 제1전극; 및

   상기 제1전극의 전자빔통과공에 대응하는 다수의 전자빔통과공이 형성되고, 상기 전자빔통과공의 각 출구측에 횡장형 분리슬롯이 형성되며, 상기 중앙슬롯의 폭이 상기 사이드슬롯의 폭보다 작게 형성되는 제2전극을 포함하는 것을 특징으로 하는 음극선관의 전자총 구조.
2. 제1항에 있어서, 상기 제2전극은

   상기 중앙슬롯의 수직폭이 상기 사이드슬롯의 수직폭의 72% 내지 99%로 형성되는 것을 특징으로 하는 음극선관의 전자총 구조.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제2전극은

   사이드 전자빔 통과공의 주위에 형성된 슬롯이 사이드 전자빔통과공의 중심에 대하여 내측으로 편심되는 것을 특징으로 하는 음극선관용 전자총
4. 제3항에 있어서, 상기 제2전극의 사이드 슬롯이

   사이드슬롯 내의 전자빔통과공의 중심과 사이드슬롯의 중심쪽 내측면까지의 거리에 대하여 전자빔통과공의 중심과 사이드슬롯의 외측 내측면까지의 거리가 35% 내지 100% 미만의 지점에 위치하는 것을 특징으로 하는 음극선관용 전자총.