KR20040099824A - 음극선관용 전자총 - Google Patents

Abstract

복수개의 VM 갭을 형성하기 위한 코일 형상 부재가 충격 또는 열에 의해 변형되는 것을 억제함으로써 VM 갭의 변형으로 인한 해상도 저하를 방지할 수 있는 음극선관용 전자총에 관한 것으로, 본 발명의 전자총은, 전자를 방출하는 캐소드와; 상기 캐소드에서 방출된 전자빔을 제어하는 복수의 그리드 전극들과; 상기 그리드 전극들을 일렬로 고정 배열하는 지지체;를 포함하며, 상기 그리드 전극들중 적어도 어느 하나의 전극은 2개 이상의 분할 전극들로 분할 형성되고, 상기한 분할 전극들은 이들 사이에 설치되는 코일형상 부재에 의해 전기적으로 통전되며, 상기 코일형상 부재는 열 및 충격에 의해 코일 피치가 변형되는 것을 방지하는 변형 방지 부재를 구비한다.

Description

음극선관용 전자총{ELECTRON GUN FOR CATHODE RAY TUBE}

본 발명은 복수개의 VM 갭을 형성하기 위한 코일 형상 부재를 갖는 음극선관용 전자총에 관한 것으로, 보다 상세하게는 충격 또는 열에 의한 코일형상 부재의 변형을 억제함으로써 VM 갭의 변형으로 인한 해상도 저하를 방지할 수 있는 음극선관용 전자총에 관한 것이다.

투사형 음극선관을 사용한 고화질 텔레비젼은 브라운관에 맺힌 상을 직접 보는 통상의 직시형 텔레비젼과 달리 크기가 작고 내부에 섀도우 마스크가 없는 복수개의 음극선관, 즉 적,녹,청색 상을 맺는 3개의 음극선관에 맺힌 상을 렌즈를 통해 스크린으로 확대 투사하고, 이 스크린상에 투사된 각 단색의 화상을 합성시킴으로써 컬러 화상을 얻는 표시 소자로서, 상기 투사형 음극선관은 상이 맺히는 페이스 패널(face panel)과, 페이스 패널을 포함하는 펀넬의 넥크부에 장착되어 전자총에서 나오는 빔을 소정 각도로 편향시키는 편향 코일 등을 구비한다.

이러한 구성의 투사형 음극선관은 예를 들어 5.5inch 정도의 화상을 40inch의 스크린에 투영하기 때문에 고휘도를 유지해야 한다. 상기한 고휘도를 실현하기 위해서는 고전류를 흘릴 필요가 있는데, 투사형 음극선관은 고전류를 흘리더라도 좋은 포커스 특성을 유지해야 한다는 과제를 안고 있다.

이로 인해, 투사형 음극선관에서는 고전류 영역에서의 포커스 특성이 우수한 유피에프(UPF: Uni-Potential Focus)형 전자총이 널리 사용되고 있다. 상기한 유피에프(UPF)형 전자총은 일반적으로 전자를 방출하는 캐소드와, 캐소드에서 방출된 전자빔을 제어하는 복수의 그리드 전극과, 상기 그리드 전극들을 일렬로 고정 배열하는 비드 글라스를 포함한다. 이때, 상기 그리드 전극은 통상 제1 내지 제5의 전극으로 구성될 수 있다.

그리고, 상기 그리드 전극은 고전류 영역에서도 포커스 특성을 양호하게 유지하기 위해 메인 렌즈의 렌즈 직경을 증가시키는 구조를 갖는다. 여기에서, 상기 메인 렌즈는 포커스 작용을 하는 제4 전극과 양극 전극으로 작용하는 제5 전극에의해 형성되는 렌즈로서, 메인 렌즈의 직경은 제4 전극의 일부를 제5 전극에 둘러싸이는 형태로 조립하는 것에 의해 달성할 수 있다.

그리고, 상기한 투사형 음극선관에서는 전자총의 각 전극을 통과하는 전자빔의 위치를 영상 신호에 동기시켜 변화시킴으로써 영상의 경계부에서의 선명도를 향상시키는 작용을 하기 위한 VM 코일(속도 변조 코일: Velocity Modulation Coil)이 넥크부 외측에 설치되는데, 상기한 VM 코일은 통상 2개의 안장형 코일을 마주보도록 배치한 상태에서 상기 코일들을 직렬로 접속하여 형성되며, 이 VM 코일에는 영상 신호의 휘도 신호를 2회 미분한 신호가 인가된다.

따라서, 상기한 전자총은 VM 코일에 의해 생성된 자계에 의해 전자빔의 위치를 정확하게 제어할 수 있도록 하기 위해 통상 제4 전극을 분할 형성하여 양 전극 사이에 VM 갭을 형성하고 있다.

이때, 속도 변조를 열화시키는 와전류의 발생을 최소화 하기 위해서는 VM 갭을 증가시켜야 하지만, 유피에프형 전자총의 경우 제5 전극과 제3 전극을 전기적으로 통전하는 커넥터가 VM 갭의 주변을 지나게 되므로, VM 갭을 증가시키는 경우에는 상기 갭을 통해 전계가 침투하여 제4 전극 내부 전계의 비대칭화가 불가피하게 된다.

그리고, 상기한 내부 전계의 비대칭화는 전자빔의 왜곡을 유발하여 스크린의 화질을 저하시키게 되므로, VM 갭을 증가시키는 것에는 일정한 한계가 있다.

다시 말하면, 상기 VM 갭을 넓게 설정할수록 VM 코일의 감도를 더욱 개선할 수 있지만, 이 경우에는 외부로부터의 전계 침투에 의해 제4 전극의 전자빔 집속작용이 약화되는 문제점이 있으므로, 상기 갭을 충분히 넓게 설정할 수 없어 VM 코일의 감도 개선이 제한적으로 이루어질 수밖에 없다.

이에, 대한민국 공개특허공보 제2002-5483호에는 분할 형성한 제4 전극에 의해 형성된 VM 갭에 코일형상 부재를 설치한 음극선관용 전자총이 개시되어 있다. 이를 도 1 및 도 2를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

상기 도 1은 전자총의 구성을 나타내는 도면을 도시한 것으로, 위에서 설명한 바와 같이 제4 전극(G4)은 두 개의 분할 전극(G4-1,G4-2)으로 분할 구성되고, 제4 전극(G4)을 기준으로 하여 캐소드(102) 쪽으로는 제3 전극(G3)이, 그리고 스크린(미도시함)을 향하는 쪽으로는 제5 전극(G5)이 배치된다. 그리고, 각 전극들의 원통부에는 상기한 각 전극들을 일렬로 고정하도록 비이드 글라스(BG)에 고정되는 지지 부재(S)가 구비된다.

한편, 상기한 분할 전극들(G4-1,G4-2) 사이에는 금속 선재(線材)를 감아서 형성한 코일형상 부재(104)가 양 분할 전극(G4-1,G4-2)을 전기적으로 도통하도록 설치되는데, 이 부재(104)는 분할 전극들(G4-1,G4-2)의 외경과 거의 동일하거나 약간 작은 내경을 갖도록 형성된다. 이로써, 상기한 분할 전극들(G4-1,G4-2)을 코일형상 부재(104)의 양 단부측에 각각 삽입하면 코일형상 부재(104)를 양 분할 전극들(G4-1,G4-2) 사이에 견고하게 설치할 수 있게 된다.

따라서, 상기한 코일형상 부재(104)는 소정 간격 이하의 VM 갭을 복수개 형성하게 되어 상기한 문제점들을 해결하게 된다.

상기 도 1에서, 미설명 도면부호 G1,G2는 제1 및 제2 전극을 각각 나타내며,106은 전극들을 일렬로 고정하는 지지체로서의 비이드 글라스를 나타낸다.

그런데, 전술한 선행 특허의 음극선관용 전자총은 도 2에 도시한 바와 같이 코일형상 부재(104)의 피치(P)가 일정한 구조로 형성되어 있으므로, 이 부재(104)의 기계적 강도가 약하고, 열변형에 취약한 단점이 있다. 이러한 변형은 열공정과 유도 가열 공정이 많은 전자총에 있어서 특히 더욱 심각하게 나타날 수 있는데, 상기한 충격 또는 열에 의해 코일형상 부재(104)의 변형이 발생된 경우에는 각 피치(P)에 의해 규정되는 VM 갭(G)의 크기가 변형될 수 있다.

그리고, 상기한 변형으로 인해 길이방향 중심부(CTR)쪽의 일부 VM 갭(G)이 필요 이상으로 커지게 되면 이 갭(G)을 통해 외부로부터의 전계가 침투하게 되어 전자빔 형상이 왜곡되고, 이로 인해 해상도가 저하되는 문제점이 있다.

이에, 본 발명은 상기한 선행 특허의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 충격 또는 열에 의한 코일형상 부재의 변형을 억제함으로써 VM 갭의 변형으로 인한 해상도 저하를 방지할 수 있는 음극선관용 전자총을 제공함에 목적이 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 음극선관용 전자총의 구성을 나타내는 도면.

도 2는 도 1의 코일형상 부재의 조립전 상태를 나타내는 도면.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 음극선관용 전자총의 코일형상 부재를 나타내는 도면.

도 4는 도 3의 "A-A" 부분 단면도.

도 5는 도 3의 변형 실시예를 나타내는 도면.

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 음극선관용 전자총의 코일형상 부재를 나타내는 도면.

도 7은 도 6의 변형 실시예를 나타내는 도면.

상기한 본 발명의 목적은, 복수개의 VM 갭을 형성하기 위한 코일형상 부재를 갖는 음극선관용 전자총에 있어서, 코일형상 부재의 내측, 외측 또는 내측 및 외측에 선재 또는 판재상의 변형 방지 부재를 설치함으로써 달성할 수 있다.

이 경우, 충격 또는 열이 가해지더라도 코일형상 부재의 코일 피치가 상기 변형 방지 부재로 인해 최초 조립 상태로 유지되므로, 피치 변형으로 인한 문제점을 방지할 수 있다.

또한 상기한 본 발명의 목적은, 코일형상 부재의 코일간 간격, 즉 피치를 조절함으로써 달성할 수 있다. 즉, 코일형상 부재는 충격 또는 열이 가해진 경우 그의 길이방향 중심부에서 변형이 발생하여 이 부분의 피치가 증가하게 된다. 따라서, 상기 중심부에서의 피치를 단부쪽 피치보다 크게 형성하여 이 부분의 변형을 억제함으로써 상기한 목적을 달성할 수 있다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 음극선관용 전자총을 상세히 설명하면 다음과 같다. 본 발명을 설명함에 있어서, 전술한 선행 특허와 동일한 부품은 도시하지 않았으며, 이에 대한 설명을 생략한다.

도 3에 도시한 바와 같이, 포커스 전극으로 기능하는 제4 전극(G4)은 4∼12mm의 간격을 두고 배치되는 제1 및 제2 분할 전극(G4-1,G4-2)으로 이루어지며, 제1 및 제2 분할 전극(G4-1,G4-2)은 금속 선재를 코일형상으로 감아서 형성한 코일형상 부재(12)에 의해 전기적으로 통전된다.

여기에서, 상기 코일형상 부재(12)는 작은 크기의 VM 갭(G)을 복수개 형성하기 위한 것으로, 상기 VM 갭(G)은 코일간의 간격, 즉 피치(P)에 의해 규정된다. 이러한 코일형상 부재(12)는 양 단부가 제1 및 제2 분할 전극(G4-1,G4-2)에 끼워맞춤식으로 조립된다. 도 3에는 상기한 코일형상 부재(12)의 내경부를 제1 및 제2 분할 전극(G4-1,G4-2)의 외경부 이하로 형성하여 제1 및 제2 분할 전극(G4-1,G4-2)이 코일형상 부재(12)의 내경부에 끼워맞춤된 것으로 도시하였지만, 제1 및 제2 분할 전극(G4-1,G4-2)은 코일형상 부재(12)의 외경부에 끼워맞춤될 수도 있다. 물론, 이 경우 제1 및 제2 분할 전극(G4-1,G4-2)의 내경부를 코일형상 부재(12)의 외경부 이하로 형성하는 것은 자명하다.

이러한 구성에 의하면, 코일형상 부재(12)를 조립하기 위해 용접 등을 실시할 필요가 없으므로, 조립 공정을 줄일 수 있다. 물론, 보다 견고한 고정을 필요로 하는 경우에는 용접을 실시하는 것도 가능하다.

그리고, 코일형상 부재(12)는 이 부재(12)의 조립 전 길이가 제1 및 제2 분할 전극(G4-1,G4-2)을 비이드 글라스(14)에 고정하는 지지 부재(16) 사이의 거리보다 크게 형성하는 것이 바람직한데, 이는 상기 지지 부재(16)가 코일형상 부재(12)의 단부 위치를 제한함으로써 이 부재(12)의 관축방향 움직임을 억제할 수 있기 때문이다.

한편, 상기한 코일형상 부재(12)가 선재를 감아서 형성되기 때문에 선단으로부터의 전계 방출이 일어나기 쉽고, 이러한 전계 방출은 전자총의 성능을 유지하는데 바람직하지 않은 영향을 미친다. 따라서, 코일형상 부재(12)를 구성하는 선재의 선단(12')을 관축과 거의 평행하게 되도록 구부리고, 이 선단을 도 4에 도시한 바와 같이 지지 부재(16)에 의해 형성되는 내부 공간, 즉 "ㄷ"자 단면의 내부에 선단부를 배치하여 노출도를 낮춤으로써, 선단(12')으로부터의 전계 방출을 저감시킨다.

상기한 구성의 코일형상 부재(12)는 충격 또는 열에 의해 길이방향 중심부(도 2의 CTR 참조)에서 변형이 발생되어 이 부분의 VM 갭이 증가될 가능성이 있다. 따라서, 증가된 VM 갭을 통해 외부로부터 전계가 침투하게 되어 전자빔 형상이 왜곡되고, 이로 인해 해상도가 저하되는 문제점을 방지하기 위해, 본 실시예는 상기한 코일형상 부재(12)의 피치(P)를 조립 초기의 상태로 유지하기 위한 변형 방지 부재(18)를 구비한다.

상기한 변형 방지 부재(18)는 도 3에 도시한 바와 같이 선재 또는 판재로 이루어지며, 코일형상 부재(12)의 외측에 설치되는데, 코일형상 부재(12)의 변형을 방지하기 위해 적어도 일부분, 바람직하게는 충격 및 열에 의한 변형이 발생되는 중심부(CTR)에서는 코일형상 부재(12)의 각 코일과 개별적으로 각각 용접된다. 따라서, 상기한 충격 및 열에 의해 코일형상 부재(12)가 변형되어 중심부(CTR)의 피치(P)가 증가되는 것을 방지할 수 있다.

상기 도 3에는 변형 방지 부재(18)가 코일형상 부재(12)의 외측에 설치된 것으로 도시하였지만, 상기한 변형 방지 부재(18)는 코일형상 부재(12)의 내측에 설치하는 것도 가능하고, 또한, 내측 및 외측 모두에 설치하는 것도 가능하다. 그리고, 복수개의 변형 방지 부재(18)를 코일형상 부재(12)에 설치하는 것도 물론 가능하며, 도 3에 도시한 바와 같이 변형 방지 부재(18)의 단부를 지지 부재(16) 또는 분할 전극(G4-1,G4-2)에 용접 고정하는 것도 가능하다.

상기한 구성의 실시예는 VM 갭(G)의 변형으로 인한 문제점을 방지할 수 있는 장점이 있지만, 변형 방지 부재(18)를 코일형상 부재(12)의 중심부 코일에 용접함으로 인해 조립 공정이 다소 증가된다. 이러한 문제점은 도 5에 도시한 변형 실시예에 따른 변형 방지 부재(18a)를 사용함으로써 어느 정도 해소할 수 있다.

도 5에 도시한 변형 방지 부재(18a)는 비이드 글라스(14)에 매립되는매립부(18a')와, 중심부(CTR)의 각 코일 피치(P)가 증가되는 것을 방지하도록 상기 매립부(18a')와 일체로 형성되는 코일 지지부들(18a")로 이루어진다. 이러한 구성의 변형 방지 부재(18a)는 매립부(18a')를 비이드 글라스(14)에 매립한 상태에서 코일 지지부들(18a")에 의해 중심부 코일이 지지되도록 함으로써 도 3의 실시예에 비해 공정을 줄일 수 있는 이점이 있다.

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 코일형상 부재를 도시한 것으로, 본 실시예의 코일형상 부재(12a)는 그의 길이 방향으로 코일간의 피치가 2개의 값을 갖도록 형성되는데, 이 부재(12a)의 양 단부로부터 중심(O)쪽으로 일정 길이만큼은 동일한 작은 피치(P1)로 형성되고, 이 부분을 제외한 나머지 부분, 즉 중심부(CTR)는 동일한 큰 피치(P2)로 형성된다.

이때, 상기 작은 피치(P1) 및 큰 피치(P2)는 코일형상 부재(12a)를 제1 및 제2 분할 전극(G4-1,G4-2)에 조립한 경우 각각의 VM 갭(G',G")이 1.0mm 이하의 값을 갖도록 형성하는 것이 바람직한데, 이는 VM 갭(G',G")이 상기 값을 초과하는 경우 전자빔이 외부 전계의 영향을 받기 쉽기 때문이다. 여기에서, 상기 VM 갭(G')은 작은 피치(P1)에 의해 형성되는 갭이고, VM 갭(G")은 큰 피치(P2)에 의해 형성되는 갭을 나타낸다.

이와 같이 중심부(CTR)의 피치(P2)가 단부쪽 피치(P1)보다 크게 형성된 코일형상 부재(12a)는 중심부(CTR)에서 VM 갭(G")이 충격 및 열에 의해 변형되는 것이 억제된다.

도 7은 도 6의 변형 실시예에 따른 코일형상 부재를 도시한 것으로, 본 실시예의 부재(12b)는 피치가 단부로부터 중심으로 갈수록 점차적으로 증가하도록 형성된 것이다.

이와 같이 본 발명의 코일형상 부재는 피치가 2개 이상의 값을 갖도록 형성할 수도 있다.

상기한 도 6 및 도 7의 실시예에서는 코일형상 부재(12a,12b)의 피치가 길이방향 중심 위치(O)를 기준으로 하여 대칭적으로 형성된 상태를 도시하였지만, 이는 필수적이지 않으며, 필요에 따라서 비대칭적으로 형성하는 것도 가능하다.

한편, 도시하지는 않았지만, 본 발명은 도 6 및 도 7의 코일형상 부재들과 도 3 및 도 5의 변형 방지 부재들을 조합하여 구성하는 것도 가능하다.

상기에서는 본 발명을 투사형 음극선관에 사용되는 유피에프형 전자총에 적용한 경우에 대해서 설명하였지만, 인라인형의 전자총에 적용하는 것도 가능하다. 이 경우 코일형상 부재를 타원형으로 형성하는 것이 바람직하다. 또한, 코일형상 부재를 설치하는 위치는 VM 코일이 설치되는 위치로 한정되지 않고, 다른 코일로부터의 자계의 투과성을 향상시키고 싶은 위치나 외부 자계에 의한 열의 발생을 저감하고 싶은 개소에 설치하는 것도 가능하다.

이와 같이, 본 발명은 상기한 실시예로 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명의 전자총은 복수의 VM 갭을 형성하도록분할 전극들 사이에 설치되는 코일형상 부재의 코일 피치가 최초 조립 상태로 유지된다. 따라서, 열 또는 충격 등에 의해 코일형상 부재의 중심부 피치가 증가되어 VM 갭이 증가되는 경우 발생할 수 있는 문제점, 즉 VM 갭을 침투한 외부 전계에 의해 전자빔을 왜곡시키고, 이로 인해 포커스 특성이 저하되어 스크린의 화질이 저하되는 문제점을 개선할 수 있다.

Claims (14)

1. 전자를 방출하는 캐소드와;

   상기 캐소드에서 방출된 전자빔을 제어하는 복수의 그리드 전극들과;

   상기 그리드 전극들을 일렬로 고정 배열하는 지지체;

   를 포함하며, 상기 그리드 전극들중 적어도 어느 하나의 전극은 2개 이상의 분할 전극들로 분할 형성되고, 상기한 분할 전극들은 이들 사이에 설치되는 코일형상 부재에 의해 전기적으로 통전되며, 상기 코일형상 부재는 열 및 충격에 의해 코일 피치가 변형되는 것을 방지하는 변형 방지 부재를 구비하는 음극선관용 전자총.
2. 제 1항에 있어서, 상기 변형 방지 부재는 선재 또는 판재로 이루어지며, 코일형상 부재의 내측, 외측 또는 내측 및 외측에 고정되는 음극선관용 전자총.
3. 제 2항에 있어서, 상기 변형 방지 부재의 단부는 상기 분할 전극들을 지지체에 고정하기 위한 지지 부재에 용접되는 음극선관용 전자총.
4. 제 2항에 있어서, 상기 변형 방지 부재는 지지체에 매립되는 매립부와, 코일을 지지하도록 상기 매립부와 일체로 형성되는 코일 지지부들을 포함하는 음극선관용 전자총.
5. 전자를 방출하는 캐소드와;

   상기 캐소드에서 방출된 전자빔을 제어하는 그리드 전극들과;

   상기 그리드 전극들을 일렬로 고정 배열하는 지지체;

   를 포함하며, 상기 그리드 전극들중 적어도 어느 하나의 전극은 2개 이상의 분할 전극들로 분할 형성되고, 상기한 분할 전극들은 이들 사이에 설치되는 코일형상 부재에 의해 전기적으로 통전되며, 상기 코일형상 부재는 코일 사이의 피치가 그의 길이방향으로 2개 이상의 서로 다른 값을 갖도록 형성되는 음극선관용 전자총.
6. 제 5항에 있어서, 상기 코일형상 부재는 길이방향 중심쪽의 피치가 단부쪽 피치보다 크게 형성되는 음극선관용 전자총.
7. 제 6항에 있어서, 상기 코일형상 부재의 피치는 단부로부터 중심으로 갈수록 점차적으로 증가하는 음극선관용 전자총.
8. 제 6항에 있어서, 상기 코일형상 부재의 피치는 양 단부로부터 중심쪽으로 일정 길이만큼은 동일한 작은 피치로 형성되고, 이 부분을 제외한 나머지 부분이 동일한 큰 피치로 형성되는 음극선관용 전자총.
9. 제 6항에 있어서, 상기 코일형상 부재의 피치는 상기 중심쪽의 피치를 기준으로 대칭 형성되는 음극선관용 전자총.
10. 제 1항 내지 제 9항중 어느 한 항에 있어서, 상기 분할 전극들의 단부는 코일형상 부재의 내경부 또는 외경부에 끼워맞춤되는 음극선관용 전자총.
11. 제 10항에 있어서, 상기 코일형상 부재의 길이는 전자총 조립 전의 상태에서, 상기 분할 전극들의 각각의 지지 부재간의 간격보다 크게 형성되는 음극선관용 전자총.
12. 제 10항에 있어서, 상기 코일형상 부재를 구성하는 선재의 단부는 지지 부재가 형성하는 공간의 내부에 배치되는 음극선관용 전자총.
13. 제 10항에 있어서, 상기 분할 전극들은 4∼12㎜의 간격을 두고 조립되는 음극선관용 전자총.
14. 제 13항에 있어서, 상기 코일형상 부재의 각 피치는 각 피치에 의해 규정되는 VM 갭이 1.0㎜ 이하가 되도록 형성되는 음극선관용 전자총.