KR900002903B1 - 칼라음극선관용 전자총 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

칼라음극선관용 전자총

제 1 도는 종래의 DAF 전자총의 분해사시도.

제 2 도는 종래의 DAF전자총의 제1집속전극 및 제2집속전극간에 인가되는 전압파형도.

제 3 도는 전자빔과 편향요크의 상호작용을 보인 설명도로서 (a)는 핀 쿠션자계분포도. (b)는 바렐자계분포도.

제 4 도는 제 3 도의 상호작용을 2극자계와 4극자계로 분리하여 나타낸 설명도.

제 5 도는 형광체 스크린상에 나타나는 빔스폿의 형상을 보인 개략도.

제 6 도는 제1집속전극과 제2집속전극간 사이의 통공에서 전자빔과 4극전계간의 상호작용을 보인 개략도로서, (a)는 접속전극의 통공부 확대사시도. (b)는 전자빔에 작용하는 4극전계의 영향을 보인 자계분포도.

제 7 도는 전자빔에 가해지는 4극자계를 보인 설명도로서, (a)는 R, B전자빔. (b)는 G전자빔.

제 8 도는 본 발명 전자총의 사시도.

제 9 도는 제 8 도의 집속전극 전자빔 통공형상을 보인 설명도로서, (a)는 제1집속전극의 전자빔 통과공, (b)는 제2집속전극의 전자빔 통과공.

제 10 도는 R,B 4극전계렌즈효과를 보인 개략도로서, (a)는 제1집속전극과 제1집속전극의 통공부 개략도. (b)는 4극전계렌즈효과(수직발산)를 보인 설명도. (c)는 4극전계렌즈효과(수평발산)를 보인 설명도.

제 11 도는 G전자빔의 4극전계렌즈효과를 보인 개략도로서, (a)는 제1집속전극과 제2집속전극의 통공부 개략도. (b)는 4극전계효과(수직발산)를 보인 설명도. (c)는 4극전계렌즈효과(수평발산)를 보인 설명도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

70R,70G,70B : 음극 71 : 제어전극

72 : 가속전극 73 : 제1집속전극

73R,73G,73B : 통공 74 : 제2집속전극

74R,74G,4B : 통공

본 발명은 텔레비젼 수상기 등에 사용되어 소정의 화상을 나타내는 음극선관에 있어서, 음극선관의 네크부에 설치되어 전방의 형광막으로 수개의 전자빔을 발사하는 전자총에 관한 것으로, 형광막에 도달된 세개의 전자빔이 진원을 형성하도록 함으로써 화상의 해상도를 향상시킨 칼라음극선관용 전자총에 관한 것이다.

최근에 이르러 셀프컨버젼스(Self-Convengence) 음극관은 그 가격이 저렴하고 또한 신뢰성이 높다는 장점이 있어 관심의 대상이 되고 있으나, 이 음극선관은 편향요크의 수평방향으로의 핀쿠션작용과, 수직방향으로의 바렐형 작용에 의해 비점수차가 발생하여 화상의 해상도를 악화시키게 되는 문제점을 안고 있는 바, 이러한 문제점을 해결하기 위하여 개발된 전자총으로서 DAF(Dynamic Astigmatism and Focus Correction)전자총이 있다.

이 DAF전자총의 구성은 제 1 도에 도시된 바와 같이, 일정간격으로 배열된 3개의 음극(10R)(10G)(10B)전방으로 제어전극(11), 가속전극(12), 제1집속전극(13), 제2집속전극(14) 및 최종가속전극(15)이 순차적으로 배열되고, 이들 전극은 각기 음극(10R)(10G)(10B)으로부터 발사된 전자빔의 통과를 위한 전자빔 통과공이 인라인(in-line)으로 천공되어 있다.

즉, 제1집속전극(13)은 제2집속전극(14)의 대향단면상에 세로방향 직사각형의 전자빔 통과를 위한 통공(13R)(13G)(13B)이 천공되며, 제2집속전극(14)은 제1집속전극(13)의 대향단면상에 가로방향 직사각형의 통공(14R)(14G)(14B)을 보유하고, 반대쪽 단면상에는 원형의 통공(14'R)(14'G)(14'B)이 형성되어 있다. 그리고, 최종가속전극(15)의 제2집속전극(14) 대향단면상에는 원형의 통공(15R)(15G)(15B)가 형성되어 있고, 또 제2집속전극(14)과 최종가속전극(15)과의 사이에서 3개의 주렌즈가 형성된다.

또한, 제어전극(11) 및 가속전극(12) 역시 각각 3 개씩의 원형통공을 보유하며, 제 1 집속전극 (13)의 좌측 단면에도 역시 전자빔 통과를 위한 3개의 원형통공이 형성되어 있다.

이와같이 구성된 DAF전자총의 각 전극에 인가되는 대표적인 직류전위는 음극(10R)(10G)(10B)에 50-150V, 제어전극(11)에 14-OV, 가속전극(12)에 300-500V, 제1집속전극(13)에 6KV(Vfoc), 최종가속전극(15)에 25KV(Va)가 인가되고, 제2집속전극(14)에는 제 2 도의 파형도에 표시된 바와같이 수평동기신호에 동기시켜 발생시킨 포물선 전압을 인가한다.

제 2 도의 파형도에 있어서, 우선 제1집속전극(13)과 제2집속전극(14)이 동 전위인 Vfoc인 경우를 살펴보면 다음과 같다.

음극(10R,10G,10B)으로부터 발사된 3개의 전자빔이 최종가속전극(15)의 통공(15R,15GH,15B)를 통과할 때까지는 진원을 유지하고 있지만, 편향요크에 의한 수평편향자계분포의 핀쿠션상 왜곡 및 수직편향자계분포의 바렐상 왜곡에 기인하여 상기 전자빔은 이후의 스크린으로의 진행중에 왜곡현상이 일어나게 된다.

이같은 전자빔과 편향요크사이의 상호작용을 제 3 도 및 제 4 도에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 수평편향자계분포의 핀쿠션상 왜곡은 제 3a 도에 도시된 바와 같이 3개의 전자빔(R,G,B)이 지면을 향해 수직으로 진행하게 되면 이 전자빔은 핀쿠션분포(31)의 수평편향자계에 영향을 받아 화살표(32) 방향으로 편향되는데, 이 핀쿠션상의 수평편향자계를 제4(a)도와 같이 2극자계성분(41)과 4극자계성분(42)으로 분리하면 2극자계성분(41)은 전자빔(43)을 화살표(44) 방향으로 셀프콘비젼스시키는 한편 4극자계성분(42)은 수평방향(45)으로는 발산을 수직방향(46)으로는 수렴을 시키게 작용하므로 결과적으로 전자빔(43)을 왜곡시키게 된다.

또한, 제 3(b)도에 도시된 바의 바렐상분포(31')의 수직편향에 의한 전자빔의 화살표(32')방향에로의 편향 역시 제 4b 도와 같이 2극자계성분(41')과 4극자계성분(42')으로 분리되는데, 2극자계성분(41')은 전자빔(43')을 화살표방향(44')으로 셀프콘버젼스시키게 되고, 4극자계성분(42')은 상기 제 4a 도와 동일하게 작용한다. 이때, 수평방향의 발산작용(45,45')은 빔 편향각도가 커질수록 감소되고 전자빔의 궤적은 길어져서 전자빔의 오버포커스현상을 감소시키게 되므로 편향되는 동안 수평방향으로는 최적의 포커스를 유지하게 되나 수직방향에서의 수렴작용은 현저한 오버포커스 현상을 초래하게 된다.

다음, 제 5 도는 이와같이 오버포커스 현상에 의해서 왜곡된 빔스폿을 나타낸 것으로서, 형광체 스프린(50)의 중앙부 스폿(51)은 진원을 나타내나 주변부 스폿(52)은 고휘도의 코너부(53)와 저휘도의 헤이즈(54)로 이루어진 타원형으로 나타나는데, 이와같은 헤이즈(54)의 발생에 의해 포커스 특성이 악화되므로 이를 방지하기 위하여 제1집속전극(13)에는 6KV(Vfoc)를 인가하고, 최종가속전극(15)에는 25KV(Va)를 인가함과 동시에 제2집속전극(14)에는 제 2 도의 파형도에서와 같이 수평편향동기시에 변화하는 파형의 다이나믹 전압을 인가한다. 이 전압파형에서 수평편향의 주기(1H)는 전압의 피크치를 나타내는 2점(20,22)으로 되며 제1집속전극(13)이 전위 Vfoc로 되는 중간시점(21)을 수평편향이 제로로 되는 시점이다.

이같은 수평편향이 제로로 되는 경우에는 제1집속전극(13)과 제2집속전극(14) 모두 Vfoc의 전위로 되므로 양 집속전극(13)(14)의 전자빔통공(13R,13G,13B), (14R,14G,14B)은 전자빔의 형상에 영향을 미치지 않게되고 제2집속전극(14)과 최종가속전극(15) 사이에는 Va-Vfoc의 전위차가 발생되므로 이 전위차에 기인하여 주렌즈가 형성되는 결과 3개의 전자빔이 형광스크린(50)의 중앙부에서 최적의 포커스로 집속되어지게 된다.

다음, 전위가 Vfoc인 시점(21)을 지나 수평편향각도가 증가하게 되면 제2집속전극(14)의 전위가 제1집속전극(13)의 전위 Vfoc보다도 높아져서 양 집속전극(13)(14)간에는 세로형 직사각형 전자빔통공(13R,13G,13B)과 가로형 직사각형 전자빔통공(14R,14G,14B)에 의해 4극렌즈전계가 형성되고, 제2집속전극(14)과 최종가속전극(15)사이의 전위차는 감소되어 주렌즈의 작용이 약화된다.

제 6a 도 및 제 6b 도는 상기 4극렌즈전계가 전자빔에 미치는 영향을 나타낸 것으로서 세개의 전자빔 중 10개만이 도시되어 있다.

제 6a 도의 61은 제1집속전극(13)의 일부분으로서 그 내부에 세로형 직사각형 통공(61')이 천공되고, 62는 제2집속전극(14)의 일부분으로서 가로형 직사각형 통공(62')가 천공되어 있는데, 상기 전극부(61)에 전압 Vfoc를 인가하고 전극부(62)에 다이나믹전압 V를 Vfoc와 중첩되게 인가한다.

여기서 제2집속전극(14)의 전극부(62)전위는 Vfoc+V 대신 V로 표시된다. 이때 전기 4중극자장(electric quardrupolet field)은 V가 Vfoc에 비해 커질때 발생하고, 빔 효과는 제 6b 도에 도시된 바와 같이 수직방향(63)으로는 발산작용을 하고, 수평방향(64)으로는 수렴작용을 하므로 편향요크에 의한 자기 4중극자와는 반대로 된다. 또한, 상기한 바와 같이 편향각도가 길어질수록 형광체스크린(50)까지의 전자빔 진행경로가 길어지게 되나, 제2집속전극(14)의 전극부(62)에 인가된 전위 V가 증가할수록 최종가속전극(15)에 인가된 전위 Va와의 차이는 줄어들게 되어 제2집속전극(14)과 최종가속전극(15)사이에 형성되는 렌즈는 약화됨과 동시에 전자빔의 초점거리는 길어져 형광체스크린(50)상에 최적의 포커스로 집속되므로 형광체스크린(50) 전체면에 걸쳐 높은 해상도를 얻을 수 있다.

그러나, 상기한 바의 구성을 갖는 DAF 전자총에 있어서는 R,G,B 3개의 전자빔에 가해지는 편향요크의 4극자계 효과는 각기 상이하게 나타나므로 외측의 두 전자빔 즉, R, B는 제 7a 도와 같은 4극자계가 가해지고, 중앙전자빔 즉 G는 제 7b 도와 같은 4극자계가 걸리게 되어 제1집속전극(13)의 통공(13R, 13G, 13B)과 제 2집속전극(14)의 통공(14R, 14G, 14B)이 동일크기의 동일형상인 이상 제 7a 도 및 제 7b 도에서와 같이 수직방향으로의 불균일한 수렴을 보상하지 못하게 되는 결과를 낳는다. 즉, 외측의 두 전자빔(R, B)이 진원이 되도록 전위 V(=Vfoc+V)를 조종한 경우에는 중앙빔(G)이 수평으로 더욱 강한 수렴을 받게 되어 빔 자체가 수평으로 퍼지는 헤이즈 현상을 나타내게 되고, 반대로 중앙빔(G)을 진원으로 조정한 경우 외측의 두 전자빔(R,B)은 수직방향으로의 수렴효과가 증대되어 빔자체가 수직으로 퍼지는 헤이즈 현상을 초래하므로 고해상도를 얻기에는 한계점이 있다.

본 발명은 이와같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 집속전극의 전자빔 통과를 위한 통공을 형성함에 있어 중앙부 통공이 그 외측의 통공에 비해 크게 형성함으로써 형광체 스크린에 도달되는 3개의 빔이 진원을 이루도록 하여 해상도를 향상시킨 전자총을 제공하기 위한 것으로서, 이를 첨부된 제 8 도 내지 제 11 도의 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

제 8 도는 본 발명의 전자총을 보인 분해사시도로서, 도시된 바와 같이, 등간격으로 배열된 3개의 음극(70R)(70G)(70B)의 전방으로 제어전극(71), 가속전극(72), 제1집속전극(73), 제2집속전극(74) 및 최종가속전극(75)이 순차적으로 형성되고, 이들 전극은 각기 전자빔 통과를 위한 통공을 3개씩 갖고 있다.

특히 제1집속전극(73)은 제2집속전극(74)의 대향단면상에 3개의 전자빔통공(73R,73G,73B)을 형성시키되, 제 9a 도에서와 같이 중앙부통공(73G)의 가로(W_G) 및 세로(H_G)의 크기가 외측의 두 통공(73R)(73B)의 가로 및 세로(W_RB)(H_RB)에 비해 크게 형성되어 있다. 또한, 제 8(b) 도에 도시된 바와같이 제2집속전극(74)은 제1집속전극(73)의 대향단면상에 3개의 전자빔통과를 위한 통공(74R,74G,74B)을 형성시키되, 제 9(b) 도에서와 같이 중앙부통공(74G)의 가로(W'G) 및 세로(H'G)의 크기가 외측의 두 통공(74R)(74B)의 가로 및 세로(W'_RB)(H'_RB)에 비해 크게 형성된다.

즉, 제1집속전극(73)에 있어서 W_G〉W_RB, H_G〉H_RB로 되고 제2집속전극(74)의 경우 W'_G〉W'_RB, H'_G〉H_RB로 된다.

이와같이 구성된 본 발명에 의한 전자총의 동작시, 제1집속전극(73)에는 Vfoc의 전압이 인가되고, 제2집속전극(74)에는 제 2 도에서와 마찬가지의 전압파형인 V(=Vfoc+V)가 인가되는데, 시점(21) 지점에서 제2집속전극(74)에 제1집속전극(73)과 동일전압이 걸릴 경우 수평편향은 제로로 된다.

따라서, 제1집속전극(73)의 통공(73R)(73G)(73B) 및 제2집속전극(74)의 통공(74R)(74G)(74B)은 전자빔의 형상에 영향을 미치지 않을 뿐 아니라 제2집속전극(74)과 최종가속전극(75) 사이에는 Va-Vfoc의 전위차가 발생하게 되어 이 전위차에 기인하는 주렌즈가 형성되고 3개의 전자빔은 형광체스크린(50)상의 중앙부에 최적의 포커스 즉, 진원으로 집속된다.

다음, 상기 시점(21)을 지나 전자빔의 수평편향각도가 증가되게 되면 제2집속전극(74)의 전위가 제1집속전극(73)의 전위에 비해 높아지므로 집속전극(73)(74)간에는 사각형의 전자빔통공(73R)(73G)(73B),(74R)(74G)(74B)의 형상에 따른 4극전계렌즈가 형성된다.

제 10(a)도는 R,B전자빔이 통과되는 제1집속전극(73) 및 제2집속전극(74)상의 통공(73R)(74R)과 (73B)(74B)를 보인 것이고, 제 11a 도는 G전자빔이 통과하는 통공(13G)(14G)를 나타낸 것이다. 그리고 제 10b 도는 제 10a 도에 의한 4극전계효과를 나타낸 것이고, 제 11b 도는 제 11a 도에 의한 4극전계렌즈효과를 각각 나타낸 것으로 제 10b 도와 제 11b 도를 비교하여 보면 제 10b 도의 4극전계렌즈효과와 제 11(b)도의 4극전계렌즈에 비해 훨씬 강하고, 전자빔 역시 수평방향으로 강하게 수렴된다는 것을 알 수 있다.

또한 편향요크에 의하여 R,B전자빔이 받은 수평방향으로의 발산효과(제 10c 도)역시 G전자빔이 받은 수평방향으로의 발산효과(제 11c 도)에 비해 크기 때문에 전계에 의한 4극자효과와 자계에 의한 4극자효과가 R, G, B 전자빔 모두에 균등하게 보상되어 형광체스크린(50)면에는 항상 진원으로 나타나게 된다.

이상과 같이 본 발명에 의한 전자총에 있어서는 편향자계의 4극자계효과로 인한 빔스폿의 왜곡이 4극자 전계렌즈에 의해서 보상될 뿐만 아니라 형공체스프린상의 모든지점에서 3개의 전자빔이 항상 진원으로 집속되므로 칼라디스플레이의 해상도를 향상시키게 되는 효과가 있다.

Claims (1)

1. 음극의 전방에 제어전극(71), 가속전극(72), 제1집속전극(73), 제2집속전극(74), 및 최종가속전극(75)이 순차적으로 설치되고, 이들 전극의 각각에 전자빔 통과를 위한 세개의 통공이 인라인으로 천공된 전자총에 있어서, 제2집속전극(4)을 향한 제1집속전극(73)의 단면상에 3개의 직사각형통공(73R,73G,73B)을 형성시킴에 있어 중앙통로(73G)의 가로와 세로의 길이가 외측 두 통공(73R)(73B)의 가로 및 세로의 길이보다 크게 형성시키고, 제1집속전극(73)을 향한 제2집속전극(74)의 단면상에 3개의 직사각형 통공(74R,74C,74B)을 형성시킴에 있어 중앙통로(74G)의 가로 및 세로의 길이가 외측 두 통공(74R)(74B)의 가로 및 세로의 길이보다 크게 형성되며 제2집속전극(74)에는 Vfoc+V가 인가되고, 제1집속전극(73)에는 Vfoc가 인가됨을 특징으로 하는 칼라 음극선관용 전자총.

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