KR20050026867A - 개선된 선명도를 가진 음극선관용 전자총 - Google Patents

Abstract

본 발명은 한 축(Z)을 따라 배향된 음극선관용 전자총에 관한 것이며, 상기 전자총은 3개의 전극(5, 6, 7)을 포함하는 4극 디바이스(quadripolar device)를 포함한다. 각 전극은 중앙 개구, 우측 개구 및 좌측 개구를 구비하는데 3개 모두 대체로 사각형이다. 3개의 전극들의 중앙 개구들의 중심들(c5.2, c6.2, c7.2)은 상기 전자총 축(Z)을 따라 정렬된다. 제 2 전극(6)의 좌측 개구 및 우측 개구의 중심들(c6.1, c6.3)은 각각 상기 전자총 축(Z)에 평행한 제 1 축(z1) 및 제 2 축(z3)을 따라서 각각 위치된다. 제 1 전극 및/또는 제 3 전극(5, 7)의 좌측 및 우축 개구들(5.1, 5.3, 7.1, 7.3)의 중심들(c5.1, c5.3, c7.1, c7.3)은 제 2 전극의 개구들의 중심들을 통과하여 지나가는 축들(z1, z3)에 대하여 오프셋되어 있다.

응용분야: 텔레비젼 음극선관

Description

개선된 선명도를 가진 음극선관용 전자총{ELECTRON GUN FOR CATHODE RAY TUBE WITH IMPROVED DEFINITION}

본 발명은 음극선관용 전자총에 관한 것이며, 더 상세하게는 컬러 텔레비젼 음극선관용 고-선명 전자총에 관한 것이다.

종래의 텔레비젼 음극선관은 사각형의 거의 평면인 전면 즉 스크린을 포함한다. 스크린에는 그 내면 상에 형광체 조각들의 모자이크 즉 픽셀들이 갖추어져 있으며, 전자빔에 의해 여기된 픽셀들은 여기된 형광체에 따라 청, 녹, 또는 적색일 수 있는 광을 방출한다.

음극선관의 엔벨로프 내에 밀봉된 전자총은 스크린의 중심을 향하여 있고, 다공 마스크(즉 새도우 마스크)를 통하여 스크린의 여러 점들을 향해 전자빔을 방출하는 것을 가능하게 한다. 전자총은 형광체를 가진 스크린의 내면 상으로 전자빔을 포커싱하는 것을 가능하게 한다.

음극선관 주위 또는 어느 한 측면에 배치되는 편향 시스템은 전자빔의 방향에 대해 작용하여 그 궤도를 편향시키는 것을 가능하게 한다. 따라서 편향 시스템의 연속적인 작용은 스크린의 수평적 스캔 및 수직적 스캔을 허용하여 전체 형광체 모자이크를 비출 수 있게 한다.

전자빔의 편향이 없는 상태 및 전자총 내에서 대칭적인 전기장을 생성하는 전자총의 대칭적인 전극들이 있는 상태에서는, 전자빔은 스크린의 중심에 도달한다.

편향 시스템이 작용하여 빔의 방향이 편향될 때, 스크린 상의 스폿은 변형되며 이 문제는 빔이 스크린의 주변지역을 향하여 그리고 더욱이 스크린의 코너를 향하여 편향될 때 더욱 심각하다. 구체적으로, 수평 방향으로 긴 길이의 사각 스크린의 경우, 좌우 에지를 향한 수평 편향은 수평적으로 변형된 스폿을 발생시킨다. 코너에서는 수직적 변형과 수평적 변형이 결합된다.

이들 결함을 교정하기 위하여, 본 기술분야에서는 4극(quadripole)들의 형태로 제작되고 수직 방향과 수평 방향에서 상이한 방식으로 전기적으로 제어됨으로서 방금 기술된 빔의 변형을 예비-보상하는 전극을 제공한다.

따라서 4극 효과(quadripolar effects)는 전자빔을 위한 형태 팩터(shape factors)를 얻는 것을 가능하게 한다. 이들 효과는, 스크린의 주변지역을 향하여 편향되는 상황에서 편향장치에 의해 생성되는 빔 형태의 왜곡 현상과 이에 따른 스크린 상의 스폿 크기의 변형을 정반대로 하는 경향이 있다. 형태 팩터는 빔의 편향의 함수로서 동적이어야만 한다.

따라서 스크린의 주변지역을 향하는 전자빔의 수평적 왜곡은, 스크린의 스캐닝을 수행하도록 빔을 편향시키는 편향장치에 의해 의해 야기되는 자기적 편향 및, 이 편향장치와 연관되어 있는 전자총 내의 출구 4극의 작용의 결과이다. 이들 효과의 결합은 수평 해상도의 열화 및 수직 해상도의 큰 개선이라는 결과를 가져온다.

하나의 4극 구조는, 4극 효과를 생성하는 것을 가능하게 하는 사각형 구멍들 및 전자총의 여러 요소들이 적절히 정렬되도록 보장하는 원형 구멍들을 포함하는 3개의 전극들을 포함할 수 있다.

텔레비젼 스크린 상의 정렬된 컬러 픽셀들을 여기시키는 목적의 전자총에서, 각 전극은 3개의 구멍을 포함하며, 이 구멍들은 적색, 녹색, 및 청색 전자빔이라 불리는 3개의 전자 빔의 처리 및 전송을 허용하고 또한 상기 전자 빔은 스크린 상의 적색, 녹색, 및 청색 형광체의 픽셀을 각각 여기시키려는 목적을 가진다.

더 나아가, 소위 "고 선명" 전자총들은 또한 두번째 4극을 포함하는데, 이 두번째 4극의 효과는 이후의 설명에서 "인터디지트(interdigits)"라고 불리는 서로 맞물린 요소들을 통해 성취된다. 이 4극은 영상 에지에서 스폿의 수직 크기를 적응시키는 것을 가능하게 한다. 이들 "인터디지트"는 또한, 구멍 구조 레벨에서 비대칭을 발생시킴에 의해 "MODEC"(beam deconvergence modulation 이라는 표현에서 유래됨)과 같은 전자총에 관련된 결함을 정정하는데도 사용된다. 한편 이 비대칭은 "고-선명" 전자총에서 작동할 때 너무 커진다.

전자총의 설계를 완성하기 위하여, 다음의 파라미터들을 적응시키는 것이 필요하다:

- 통상적으로 ("focusing refraction alignment test" 라는 표현에서 유래하는) FRAT 라고 지칭되는 ±1000 V 에서 정상 동작의 전압 V6 및 Vf 바깥에서의 빔의 충돌 지점과 정상 동작의 전압 V6 및 Vf 바깥에서의 빔의 스크린 상의 충돌 지점 사이의 차이. 정상 동작이란 스크린의 중심에서 정확하게 전자 빔이 포커싱되는 것을 가능하게 하는 전압 쌍 V6 및 Vf 이라는 점이 주목되어야 한다.

- 전압 V6 + 1000 V 및 정상 전압 Vf 바깥에서 빔의 충돌 지점과 (정상적인) 동작의 전압 V6 및 Vf 바깥에서 빔의 충돌 지점 사이의 차이인 ("modulation deconvergence" 라는 표현에서 유래하는) MODEC. V6는, Vf 에 전자빔의 편향 상황에서 인가되는 변조를 더한 값과 동일할 수 있다는 점(V6 = Vd + Vf)이 주목되어야 한다.

- 정상 전압 V6 및 전압 Vf + 1000 V 바깥에서 빔의 충돌 지점과 (정상적인) 동작의 전압 V6 및 Vf 바깥에서 빔의 충돌 지점 사이의 차이인 ("focusing deconvergence" 라는 표현에서 유래하는) FODEC.

일반적인 규칙으로서, FRAT 는 전자총의 ("beam formation region"이라는 표현에서 유래하는) BFR 부분에 대한 설계 파라미터들에 의해 정정된다.

그것에 관해, MODEC 는 "인터디지트"의 레벨에서 발생하는 설계 파라미터에 의해 정정된다. "인터디지트"는 스크린의 에지 상에서 수직 크기를 개선시키는 것을 가능하게 하는 4극 구조를 형성한다. "인터디지트"(도 5 및 도 6a와 도6b)는 거리 D.id (도 6a) 만큼 대향하여 서로 떨어져 있고 각각 3개의 적, 녹, 청 전자빔에 대응하는 3개의 구멍들(14, 15, 16 과 같은)이 뚫려있는 2개의 플레이트로 이루어진다. 플레이트의 구멍들 각각은, X축 또는 Y축에서 대칭으로 2개의 원통의 유사 1/4부분 벽(A, B 와 같은)을 포함한다. 대향하는 구멍들 상의 원통의 유사 1/4부분 벽은 4극 효과를 생성하기 위하여 Z축으로 90°만큼 회전된다. 바깥 구멍들에 있어서, 제로 MODEC 를 보장하기 위하여 이들 원통의 유사 1/4부분 벽들 사이에 차 Diff (도 6b)를 만드는 것이 필요하다.

특정 전자총, 더 구체적으로 "고-선명" 텔레비젼용으로 설계된 전자총을 고려할 때, 바깥 구멍들의 2개의 원통의 유사 1/4부분 벽의 차 Diff 는 너무 커서 빔의 형태 레벨에서 강한 비대칭을 발생시킬 수 있다.

본 발명은 전극들의 바깥 구멍들의 대향하는 실린더 4분벽의 높이를 비대칭화할 필요없이 MODEC 를 정정하는 것을 가능하게 한다.

이것의 장점은 전자빔의 중심을 재설정하지만 전자빔을 교란시키지 않는다는 것이며, 또한 전자총의 여러 요소들의 종래 정렬 상태를 보존하는 것을 가능하게 한다.

따라서 본 발명은 하나의 전자총 축을 따라 배향된 음극선관을 위한 전자총에 관한 것이며, 상기 전자총은 상기 전자총 축을 따라 일렬로 평행하게 배치되는 제 1 전극, 제 2 전극 및 제 3 전극을 포함하는 적어도 하나의 첫번째 4극 디바이스를 포함한다. 각 전극은 중앙 개구, 우측 개구 및 좌측 개구를 구비하는데 3개 모두 대체로 사각형이다. 제 1 전극 및 제 3 전극의 개구들의 긴 측부는 제 1 방향을 따라 배향되고 한편 제 2 전극의 개구들의 긴 측부는 제 1 방향과 직교하는 제 2 방향을 따라 배향된다. 각 개구는 하나의 중심을 구비한다. 3개의 전극들의 중앙 개구들의 중심들은 상기 전자총 축을 따라 정렬된다. 제 2 전극의 좌측 개구 및 우측 개구의 중심들은 각각 상기 전자총 축에 평행한 제 1 축 및 제 2 축을 따라서 각각 위치된다. 제 1 전극 및/또는 제 3 전극의 좌측 개구의 중심들은 상기 전자총 축에 평행하고 제 1 축과는 구별되는 제 3 축 상에 위치된다. 제 1 전극 및/또는 제 3 전극의 우측 개구의 중심들은 상기 전자총 축에 평행하고 제 2 축과는 구별되는 제 4 축 상에 위치된다.

본 발명의 일 실시예에 따라, 제 1 전극의 좌측 개구의 중심은 상기 제 3 축 상에 위치되고, 제 3 전극의 좌측 개구의 중심은 전자총 축에 평행하고 제 1 축과는 구별되거나 다른 제 5 축 상에 위치된다. 이 경우 제 1 전극의 우측 개구의 중심은 상기 제 4 축 상에 위치되고, 제 3 전극의 우측 개구의 중심은 전자총 축에 평행하고 제 2 축과 구별되거나 다른 제 6 축 상에 위치된다.

바람직하게, 제 1 전극, 제 2 전극, 및 제 3 전극은 평면 형태이다.

본 발명의 일 실시예에 따라, 제 1 축, 제 3 축, 및 제 5 축은 전자총 축에 대하여 제 2 축, 제 4 축, 제 6 축과 각각 대칭이다.

또한, 제 1 축 및 제 2 축은 전자총 축에 대하여 제 3 축 및 제 4 축과 각각 대칭일 수 있다.

더 나아가, 개구(aperture)들은 전극들의 정렬을 허용하는 구멍(hole)들을 구비한다. 3개의 전극들의 좌측 개구들을 정렬하기 위한 구멍들은 상기 제 1 축을 따라 위치된다. 유사하게, 3개의 전극들의 우측 개구들을 정렬하기 위한 구멍들은 상기 제 2 축을 따라 위치된다.

바람직하게, 제 1 전극 및 제 3 전극은 고정 분극 전위(polarization potential)로 설정된다. 제 2 전극은 스크린 스캔에 동기화하여 변동하는 분극 전위로 설정된다.

바람직한 일 실시예에 따라, 본 발명의 전자총은 연속적으로 전자총 축을 따라 일렬로 정렬된:

- 전자-방출 캐소드와;

- 전자빔의 성형 및 소위 교차점(crossover point)으로의 전자빔 포커싱을 수행하는 전극 시스템과;

- 전자빔의 예비-포커싱을 위한 전자렌즈와;

- 상기 첫번째 4극 디바이스와;

- 스크린 에지에서 빔 포커싱 결함을 정정하기 위하여 스크린 스캔과 동기화되어 동적 방식으로 전기적으로 제어되는 두번째 4극 디바이스와;

- 스크린 상에 전자빔을 포커싱하는 것을 가능하게 하는 메인 전자렌즈를 포함한다.

유리하게, 상기 스크린은 사각형 형태이며 그 긴 측부는 첫번째 4극 디바이스의 제 1 전극 및 제 3 전극의 전극들의 개구들의 긴 측부의 제 1 배향 방향과 평행하게 배향되어 있다.

마찬가지로 유리하게, 첫번째 4극 디바이스의 제 1 전극 및 제 3 전극은 동일 디바이스의 제 2 전극으로부터 하나의 동일한 거리 d 만큼 떨어져 있다.

바람직하게, 전극들의 개구들의 긴 측부들은 원형 형태의 리세스(recess)들을 구비하며, 이 원형 형태의 반지름 R은

R = (H/2) / cos(α·π/2 ) 와 같고,

여기서 H 는 개구의 2 개의 긴 측부 사이의 거리, α는 반지름 R 인 원형 경계부의 백분율이다.

본 발명의 여러 양상들 및 특징들은 첨부된 도면을 참조하는 아래의 상세한 설명에서 더욱 명확하게 분명해질 것이다.

따라서, 도 1을 참조하여, 음극선관용 더 구체적으로는 텔레비전 음극선관을 위한 고-선명 전자총을 위한 본 발명에 따른 4극 디바이스(quadripolar device)의 예시적인 일 실시예가 기술될 것이다.

4극 디바이스는 3개의 전극(5, 6, 7)을 포함한다.

여러 전극(5, 6, 7)의 형태는 도 1 내지 3에 도시되어 있다. 3-컬러 동작용 따라서 3개의 전자빔을 처리하여는 목적의 전자총에 있어서, 각 전극은 2개의 측부 개구들 즉 전극(5)에 대해서는 측부 개구(5.1, 5.3), 전극(6)에 대해서는, 측부 개구(6.1, 6.3), 전극(7)에 대해서는 측부 개구(7.1, 7.3)을 포함하며, 또한 각각의 전극(5, 6, 7)에 대하여 하나의 중앙 개구(5.2, 6.2, 7.2)를 포함한다. 이들 개구들은 전체적으로 사각형 형태를 한다. 이들 개구들의 각각의 긴 측부는, 전극(5)의 개구(5.3)에 대한 확장부(E5.3)와 같이, 하나의 확장부를 포함한다. 이들 확장부는 전자총 전극들의 포지셔닝을 위한 장착 로드(mounting rod)가 통과하는 원호 또는 구멍의 형태를 한다.

전극들의 개구들은 유사한 형태를 한다. 이들 개구들의 가장 짧은 치수는 H값을 가지며 가장 긴 치수는 L 값을 가진다(도 3).

전극(5, 7)은 긴 치수가 수평(도 3에서)으로 되는 방식으로 그 개구들을 배향시키는 반면 전극(6)은 긴 치수가 수직으로 즉 전극(5, 7)의 개구에 수직으로 되도록 그 개구들을 배향시킨다. 원호 형태인 확장부의 표면은 3개의 전극들의 여러 개구에 대해 동일한 치수를 가지는 것이 바람직하다.

본 발명에 따라, 전극(5, 6, 7)은 평면 형태를 한다.

각각의 사각형 개구(5.1 내지 5.3, 6.1 내지 6.3, 7.1 내지 7.3)는 대응하는 사각형의 중심인 중심(c5.1 내지 c5.3, c6.1 내지 c6.3, c7.1 내지 c7.3)을 각각 구비한다. 4극 디바이스의 전극은 전자총에서 전자빔의 평균 정상 방향을 결정하는 Z축을 따라 배열된다. 3개의 전극의 중앙 개구(5.2, 6.2, 7.2)의 중심(c5.2, c6.2, c7.2)은 이 Z축을 따라 정렬된다.

다른 한편, 도 4에서 알 수 있는 바와 같이, 전극(5, 7)의 좌측 개구들은 전극(6)의 좌측 개구에 대하여 오프셋되어 있다. 우측 개구들에 대해서도 마찬가지이다. 따라서, 만약 전극(6)의 좌측 개구(6.1)의 중심(c6.1)이 Z축에 평행한 z1축 상에 있다면, 좌측 개구(5.1, 7.1)의 중심(c5.1, c7.1)은 Z축에 평행하지만 z1축과는 구별되는 z'1축을 따라 정렬된다는 것을, 도 4에서 알 수 있다. 유사하게, 우측 개구(5.3, 7.3)의 중심(c5.3, c7.3)은 Z축에는 평해하지만 Z축에 평행한 z3축과는 구별되는 z'3축을 따라 정렬되며, z3축은 개구(6.3)의 중심(c6.3)를 통과하여 지나간다.

도 4의 예시적인 실시예에 따라, z1축 및 z'1축은 Z축에 대하여 z3축 및 z'3축과 각각 대칭이다. z'1축과 z'3축 사이의 거리는 측부 개구(6.1, 6.3)의 중심들(c6.1, c6.3)사이의 거리보다 더 크거나 더 작다.

확장부(E5.2)와 같은, 3개의 전극의 중앙 개구의 확장부 또는 구멍은, Z축을 따라 정렬된다. 도 4에서 좌측 개구(5.1, 6.1, 7.1)의 확장부 또는 구멍(E5.1, E6.1, E7.1)은 z1축을 따라 정렬된다. 유사하게, 우측 개구(5.3, 6.3, 7.3)의 확장부 또는 구멍은 z3축을 따라 정렬된다. 이런 방식에 있어, 전극(6)의 개구들의 구성은 아무런 수정을 겪지 않으며 그 대칭성을 보존한다. 오직 전극(5, 7)의 측부 개구들만이 알려져 있는 기술에 대하여 약간 수정된다. 그러나, 이러한 수정의 결과는 단순히, 전극(6)의 개구(6.1, 6.3)의 위치에 대하여 이들 사각형 개구들의 위치가 그 사각형 개구들의 긴 측부를 따라 오프셋된다는 점이다.

동적 전압 V6가 라인 스캔에 동기화하여 전극(6)에 인가되고 다른 2개의 전극(5, 7)에는 고정 전압 Vf가 인가된다.

이전에 기술된 바와 같이, 따라서 본 발명은, 빔의 중심을 재설정하고 이에 따라 결과적으로 MODEC 결함을 정정하기 위하여, 전극(5 및 7)(도 4)의 측부 사각형 개구들을 전극(6)의 측부 사각형 개구들에 대하여 비정렬시키는 것으로 이루어진다. 이러한 비정렬(dealignment)은 도 4에서 z 로 표시되어 있다. 다른 한편, 전자총의 전극들의 종래 정렬 상태를 보존할 수 있도록 하기 위하여, 원형 구멍들의 위치는 수정되지 않는다. 또한 비정렬 z는 최대값 maxi을 초과하지 않아야할 필요가 있는데, 상기 최대값은:

이고, 여기서, 전극의 일 개구를 도시하고 있는 도 7에서 알 수 있는 바와 같이, L 은 전극 개구의 가장 긴 길이이고, R 은 확장부(또는 장착 구멍)의 반지름이다.

3개의 전극(5, 6, 7) 조립체로 이루어진 이 4극 시스템은, 이전에 지적된 바와 같이, 확장부 또는 구멍(F)(도 3)을 요구하며, 이 확장부 또는 구멍들의 치수는 각도 θ에 관련되고, 이 각도는 구멍(F)의 총 경계부의 특정 백분율 α에 대응하며 도 7과 관련된 방식으로 아래에서 기술된다. 반지름 R의 구멍(F)의 점들(A, B) 사이의 거리 P1는 점들(C, D) 사이의 거리 P2와 동일하다. 이 경우 우리는 구멍의 원형 부분의 경계부 p = P1 + P2 = 2 × p 를 얻는다.

보조 둘레 : p = α×Π×R (1)

반지름 R 및 각도 θ(라디안 단위)인 원호에 대하여, 다음의 공식 p = R × θ (2) 에 따라 각도에 대한 호의 치수를 연결시키는 관계식에 이를 수 있다는 점이 알려져 있다(도 7).

(1) 과 (2) 는 θ = α×Π 를 내포한다.

마지막으로 기본 삼각법 관계식에 따라:

따라서, 결정된 높이 H에 대하여, 다음 관계식이 만족되도록 하는 반지름(도 7)을 가진 개구(F)(도 3)를 도입하는 것이 필수적이다:

상기 설명에서, 전극(5, 7)의 좌측 개구 및 우측 개구는 두 축(z'1, z'3) 상에 위치되는 것으로 고려되었다. 따라서 두 전극(5, 7)의 좌측 개구 및 우측 개구는 전극(6)의 우측 개구 및 좌측 개구에 대하여 동일한 방식으로 오프셋된다. 이것은 산업적으로 구현하기 쉬운 실시예이다. 그러나, 도 9a 및 도 9b 는 각각 본 발명의 변형된 실시예를 도시한다.

도 9a는 한 세트의 전극(5, 6, 7)을 단면도로 보여주는데, 여기서 전극(7)의 개구(7.1, 7.3)는 전극(6)의 개구(6.1, 6.3)에 대하여 각각 오프셋되어 있고, 전극(5)의 개구(5.1, 5.3)는 오프셋되어 있지 않다. 좌측 개구(5.1, 6.1)는 따라서 Z축에 평행한 하나의 동일 z1축 상에 있고, 개구(5.3, 6.3)는 Z축에 대하여 z1축과 대칭인 z3 축 상에 있다. 개구(7.1, 7.3)는 Z축에 대하여 서로 대칭이며 z1축 및 z3축과는 구별되는 z'1축 및 z'3축 상에 있다. 개구(7.1, 7.3)이 아니라 개구(5.1, 5.3)가 개구(6.1, 6.3)에 대하여 오프셋된 예가, 동일한 방식으로 고안될 수 있다는 것은 명백하다.

도 9b는 본 발명의 다른 변형예를 단면도로 보여주는데, 여기서 우측 개구뿐만 아니라 좌측 개구도 서로에 대해 오프셋되어 있다.

따라서, 전극(6)의 개구(6.1, 6.3)는 Z축에 대하여 서로 대칭인 z1축 및 z3축 상에 위치된다.

개구(7.1, 7.3)는 Z축에 대하여 서로 유사하게 대칭이며 z1축 및 z3축과는 각각 구별되는 z'1축 및 z'3축 상에 있다.

개구(5.1, 5.3)는 Z축에 대하여 서로 유사하게 대칭이며 상기의 여러 축들과는 구별되는 z"1축 및 z"3축 상에 있다.

도 8은 본 발명의 4극 디바이스를 구현하는 것을 가능하게 하는 예시적인 고-선명 전자총을 도시한다.

이 전자총은 연속적으로 Z축을 따라 일렬로 배치된:

- 열방출에 의해 전자를 방출하는 캐소드(K)와;

- 캐소드에 의해 방출된 전자에 기초하여, Z축을 따라 전자 빔 형성을 초기화하는, 전극(G2)와 협력하여 동작하는 전극(G1)으로서, 전극(G2)은 "교차(crossover)"라고 불리우는 포커싱 지점을 향해 이렇게 성형된 빔을 포커싱한다. 이 포커싱 지점의 크기는 가능한한 점(point)과 같다. 예를 들어, 전극(G1)은 접지와 100 V 사이의 정적 전위를 가진다. 전극(G2)는 300 V 와 1200 V 사이의 전위를 가지는, 전극(G1) 및 전극(G2)과;

- 본 예에서, 6000 V 및 9000 V 사이의 전위까지 상승되어, 전자의 가속에 기여하는 전극(G3)과;

- 전극(G2)의 전위와 대체로 등가의 전위까지 상승되어, 전극(G3) 및 전극(G4)를 면하고 있는 전극(5) 부분과 함께 전자빔을 위한 예비-포커싱 전자렌즈를 구성하는 전극(G4)과;

- 도 1 내지 도 4를 참조하여 이전에 기술된, 수직 평면에서 전자빔을 압축하고 수평 평면에서 왜곡시키는 힘을 가하는 방식으로 빔에 대해 4극 효과를 유도하는 첫번째 4극 디바이스를 구성하는 전극(5, 6, 7)으로서, 빔의 변형은 스크린의 주변지역에서 특히 스크린의 코너에서 더 크며 스크린의 중심에서 주변지역으로 갈수록 연속적으로 증가되며, 전극 즉 4극의 세트(5, 6, 7)는 빔의 편향의 함수로서 예비-정정을 수행하고, 따라서 이 정정은 스크린 스캔 시스템과 동기화하여 연속적으로 수행되어야만 하는, 전극(5, 6, 7)과;

- 수평 평면에서 전자빔을 압축하고 수직 평면에서 왜곡시키는 힘을 전자 빔에 가하는 방식으로 4극 효과를 발생시키는 두번째 4극 디바이스(G7, G8)와;

- 전극(G8)과 함께 전자총의 메인 출구 렌즈를 구성하는 전극(G9)을 포함한다.

본 발명의 예시적인 일 실시예에 따라, 전극(6)은 전극(5, 7)과 동일한 거리만큼 떨어져 위치된다.

전극(5, 7)은, 예컨대 6000 V 및 9000 V 사이인 하나의 동일한 고정 전위까지 상승된다.

전극(6)은 라인 스캔과 동기화하여 변동되는 동적 전위(dynamic potential)라고 불리기도 하는 변동가능 전위를 인가받는다. 동적 전압 Vd 는 예컨대 거의 0 V와 최대 2000 V 까지의 사이에서 변동한다. 전극(6)은 전위 V6 = Vf + Vd 를 가진다. 전자빔이 음극선관의 스크린의 중심을 향하여 진행할 때, 전극(G6)의 전위는 V6 = V5 = V7 = Vf 와 같다. 동적 전압 Vd (0 - 2000 V)은 전자빔이 편향되는 상황에서 전극(G6)에 인가된다.

전극(6)의 전압은 따라서 스크린의 코너 및 주변지역에서 합 Vf + Vd = V6 이다.

더 나아가, 도 8에 도시된 바와 같이, 전극(5, 6, 7) 세트로 구성된 4극 디바이스는 캐소드(K)에 대하여 거리 d0 만큼 떨어져 위치하며 또한 4극 출구 디바이스에 대하여는 거리 d1 만큼 떨어져 위치하고, 한편 4극 출구 디바이스는 메인 출구 렌즈로부터 거리 d2 만큼 떨어져 있다.

바람직하게, d0, d1, d2 값의 결정은 4극들에 인가된 동적 전압 Vd 의 레벨과 광학적 가로 배율(transverse magnification) Gt 에 의존한다.

가로 배율의 변동은 단순 다항식의 형태로 표현된다:

Gt = a0 + a1*d1 + a2*d2

4극(5-6-7)에 인가되는 동적 전압은 다항식의 형태로 표현된다:

Vd = b0 + b1*d1 + b2*d2

이들 관계식에서 계수 a0 내지 b2는 예컨대 다음의 값들을 가질 수 있다:

a0 = -25.74

a1 = +0.51

a2 = +0.27

b0 = +470.21

b1 = +34.04

b2 = +27.17

예시적인 응용의 틀 안에서 우리는 유리하게 다음과 같이 고정시킬 수 있다:

Vd ≤ Vdmax (Vdmax = 1100 V)

Gt ≥ Gtmin (Gtmin = -17.5)

상기 관계식은 다음과 같이 쓰여질 수 있다:

Vd = b0 + b1*d1 + b2*d2 ≤ Vdmax (4)

Gt = a0 + a1*d1 + a2*d2 ≥ Gtmin (5)

따라서, 우리가 얻는 것은:

(Gtmin - a0 - a1·d1) / a2 ≤ d2 ≤ (Vdmax - b0 - b1·d1) / b2

만약 d1 이 11 mm 내지 14 mm 의 범위에서 변동한다면:

11 mm ≤ d1 ≤ 14 mm

거리 d2는 다양한 d1 값에 대하여 다음의 방식으로 선택될 수 있다:

d1 (mm)	d2 min (mm)	d2 max (mm)
11	9.7	10.7
11.09	9.5	10.5
12	7.8	9.3
13	5.8	7.8
14	3.9	6.4

상술한 바와 같이, 본 발명은 전극들의 바깥 구멍들의 대향하는 실린더 4분벽의 높이를 비대칭화할 필요없이 MODEC 를 정정하는 것을 가능하게 한다. 이것의 장점은 전자빔의 중심을 재설정하지만 전자빔을 교란시키지 않는다는 것이며, 또한 전자총의 여러 요소들의 종래 정렬 상태를 보존하는 것을 가능하게 한다.

도 1은 고-선명 전자총에 응용가능한 본 발명에 따른 음극선관용 전자총을 위한 4극 디바이스의 예시적인 일 실시예.

도 2는 도 1의 4극 디바이스의 사시도.

도 3은 도 2의 디바이스의 전극들의 평면도.

도 4는 본 발명에 따른 4극 디바이스의 전극들의 상세도.

도 5, 도 6a, 및 도 6b는 본 기술분야에서 알려져 있는 디바이스들.

도 7은 예시적인 전극의 일 개구.

도 8은 본 발명을 구현하고 있는 예시적인 전자총.

도 9a 및 도 9b는 본 발명의 변형예.

<도면의 주요 부호의 간단한 설명>

5, 6, 7 : 전극 5.1, 5.2, 5.3 : 개구

6.1, 6,2, 6,3 : 개구 7.1, 7.2, 7.3 : 개구

c5.1, c5.2, c5.3 : 중심 c6.1, c6,2, c6,3 : 중심

c7.1, c7.2, c7.3 : 중심 E5.3 : 확장부

Claims (10)

1. 하나의 전자총 축(Z)을 따라 배향된 음극선관을 위한 전자총으로서,

   상기 전자총은 상기 전자총 축(Z)을 따라 일렬로 평행하게 배치되는 제 1 전극(5), 제 2 전극(6) 및 제 3 전극(7)을 포함하는 적어도 하나의 첫번째 4극 디바이스(quadripolar device)를 포함하며.

   각 전극은 중앙 개구, 우측 개구 및 좌측 개구를 구비하는데 3개 모두 대체로 사각형이고,

   상기 제 1 전극 및 제 3 전극(5, 7)의 개구들의 긴 측부는 제 1 방향을 따라 배향되고 한편 상기 제 2 전극(6)의 개구들의 긴 측부는 제 1 방향과 직교하는 제 2 방향을 따라 배향되고,

   각 개구는 하나의 중심(c5.1 내지 c7.3)을 구비하며,

   3개의 전극들의 중앙 개구들의 중심들(c5.2, c6.2, c7.2)은 상기 전자총 축(Z)을 따라 정렬되고,

   상기 제 2 전극(6)의 좌측 개구 및 우측 개구의 중심들(c6.1, c6.3)은 각각 상기 전자총 축(Z)에 평행한 제 1 축(z1) 및 제 2 축(z3)을 따라서 각각 위치되고,

   상기 제 1 전극 및/또는 제 3 전극(5, 7)의 좌측 개구의 중심들(c5.1, c7.1)은 상기 전자총 축(Z)에 평행하고 상기 제 1 축(z1)과는 구별되는 제 3 축(z'1) 상에 위치되고,

   상기 제 1 전극 및/또는 제 3 전극(5, 7)의 우측 개구의 중심들(c5.3, c7.3)은 상기 전자총 축(Z)에 평행하고 상기 제 2 축(z3)과는 구별되는 제 4 축(z'3) 상에 위치되는,

   음극선관용 전자총.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 전극(5)의 좌측 개구의 중심은 상기 제 3 축(z'1) 상에 위치되고, 상기 제 3 전극(7)의 좌측 개구의 중심은 상기 전자총 축(Z)에 평행하고 상기 제 1 축(z1)과는 구별되거나 다른 제 5 축(z"1) 상에 위치되고, 한편 상기 제 1 전극(5)의 우측 개구의 중심은 상기 제 4 축(z'3) 상에 위치되고, 상기 제 3 전극(7)의 우측 개구의 중심은 상기 전자총 축(Z)에 평행하고 상기 제 2 축(z3)과 구별되거나 다른 제 6 축(z"3) 상에 위치되는 것을 특징으로 하는, 음극선관용 전자총.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 제 1, 제 2, 및 제 3 전극(5, 6, 7)은 평면 형태인 것을 특징으로 하는, 음극선관용 전자총.
4. 제 3 항에 있어서, 상기 제 1, 제 3, 및 제 5 축(z1, z'1, z"1)은 상기 전자총 축(Z)에 대하여 상기 제 2, 제 4, 및 제 6 축(z3, z'3, z"3)과 각각 대칭인 것을 특징으로 하는, 음극선관용 전자총.
5. 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서, 상기 개구(aperture)들은 상기 전극들의 정렬을 허용하는 구멍(hole)들 또는 확장부들(E5.1 내지 E7.3)을 구비하고, 상기 3개의 전극들(5, 6, 7)의 좌측 개구들을 정렬하기 위한 상기 구멍들은 상기 제 1 축(z1)을 따라 위치되고, 유사하게, 상기 3개의 전극들(5, 6, 7)의 우측 개구들을 정렬하기 위한 구멍들은 상기 제 2 축(z3)을 따라 위치되는 것을 특징으로 하는, 음극선관용 전자총.
6. 제 5 항에 있어서, 상기 제 1 전극(5) 및 상기 제 3 전극(7)은 고정 분극 전위(polarization potential)로 설정되고, 상기 제 2 전극(6)은 스크린 스캔에 동기를 맞추어 변동하는 분극 전위로 설정되는 것을 특징으로 하는, 음극선관용 전자총.
7. 제 6 항에 있어서, 상기 전자총은 연속적으로 상기 축(Z)을 따라 일렬로 정렬된:

   - 전자-방출 캐소드(K)와;

   - 전자빔의 성형 및 소위 교차점(crossover point)으로의 전자빔 포커싱을 수행하는 전극(G1, G2) 시스템과;

   - 전자빔의 예비-포커싱을 위한 전자렌즈(G3, G4, 5)와;

   - 상기 첫번째 4극 디바이스(5, 6, 7)와;

   - 스크린 에지에서 빔 포커싱 결함을 정정하기 위하여 스크린 스캔과 동기화되어 동적 방식으로 전기적으로 제어되는 두번째 4극 디바이스(G7, G8)와;

   - 스크린 상에 전자빔을 포커싱하는 것을 가능하게 하는 메인 전자렌즈(G8-G9)를

   포함하는 것을 특징으로 하는, 음극선관용 전자총.
8. 제 7 항에 있어서, 상기 스크린은 사각형 형태이며 그 긴 측부는 상기 첫번째 4극 디바이스의 제 1 및 제 3 전극(5, 7)의 전극들의 개구들의 긴 측부의 제 1 배향 방향과 평행하게 배향되어 있는 것을 특징으로 하는, 음극선관용 전자총.
9. 제 8 항에 있어서, 상기 첫번째 4극 디바이스의 상기 제 1 및 제 3 전극(5, 7)은 동일 디바이스의 제 2 전극(6)으로부터 하나의 동일한 거리 d 만큼 떨어져 있는 것을 특징으로 하는, 음극선관용 전자총.
10. 제 5 항에 있어서, 상기 확장부는 상기 전극들의 개구들의 긴 측부에 위치하며 원형태로서, 이 원 형태의 반지름 R은

    R = (H/2) / cos(α·π/2 ) 와 같고,

    여기서 H 는 임의의 개구의 2 개의 긴 측부 사이의 거리, α는 반지름 R 인 원 경계부의 백분율인 것을 특징으로 하는, 음극선관용 전자총.