KR900002904B1 - 칼라음극선관용 전자총 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

칼라음극선관용 전자총

제 1 도는 일반적인 전자총의 개략도.

제 2 도는 종래의 전자총에서 편향요크의 비균일자기장이 전자빔에 미치는 효과를 나타낸 설명도로서 (a)는 4극 자계렌즈내에서의 전자빔 형상을 보인 설명도. (b)는 화상에 나타난 전자빔 스폿트의 형상도.

제 3 도는 본 발명 전자총의 요구 단면도.

제 4 도는 본 발명 전자총의 보텀 전극에 대한 일부절결사시도.

제 5 도는 본 발명 전자총의 보조전극 사시도.

제 6 도는 제 5 도의 정면도.

제 7 도는 보텀전극의 리브와 보조전극의 방지판에 의해 형성되는 4극자 정전렌즈에 의해 종장형전자빔이 형성되는 것을 보인 설명도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1-4: 제1-4전극, 5 : 음극

3a : 보텀전극 3b : 보텀전극저면

3c : 전자빔통과공 3d : 리브

33 : 보조전극 33a, 33c : 외측통공

33b : 중앙통공 33d-33g : 방지판

본 발명은 칼라음극선관에 있어서 화면의 중앙부는 물론 화면의 주변부에서도 고화질의 선명한 화상을 나타내기 위한 전자총에 관한 것으로, 특히 복수개의 음극으로부터 발사된 전자빔을 스크린으로 주사하여 화면을 재현함에 있어서 전자빔에 작용하는 비균일편향자계의 영향을 보상하여 화면 전체에 걸쳐 균일한 빔 스폿트 특성을 나타내도록 한 칼라음극선관용 전자총에 관한 것이다.

일반적으로 칼라음극선관용 전자총은 제 1 도에 도시된 바와 같이 음극(5)의 전방으로 제1, 제2, 제3 및 제4전극(1)(2)(3)(4)을 순차적으로 배열한 다음 이들의 외부에 비드유리(6)를 융착하여 전극조립체(10)를 구성하고, 상기 제4전극(4)의 개방측에 차폐컵(7)을 스폿트 용접한 다음, 음극선관의 네크부에 전극조립체(10)의 고정을 위한 밸브스페이스 콘넥트(Bulb Space Conact)(8)를 상기 차폐컵(7)의 개방측에 용접하여 구성한다.

이와 같이 구성된 전자총은 칼라음극선관의 네크내부에 설치되어 봉입되며, 히이터를 가열함으로써 열전자를 방출하게 되는데 일단방출된 열전자는 상기 제2전극(2)에 인가된 전압에 의해 가속되어 전자빔으로 형성된다.

이 전자빔은 제1전극(1) 전방에 배열된 제2전극(2)을 통과한 후 점차 가속되어 제3전극과 제4전극 사이의 정전 집속렌드(Electrostatic Focusing Lens)를 통과하면서 가늘게 집속되어 전방의 스크린을 향하여 진행하게 된다.

이와 같이 집속된 전자빔을 스크린에 도달시켜 화상을 재현시키기 위해서는 음극선관의 외부에 설치된 편향요크에 의해 발생되는 편향자기장(Magentic Deflection Field)으로 상기 접속 전자빔의 진행경로를 편향시켜 화면가득히 주사하여야 되는 바, 특히 칼라음극선관은 복수개의 전자빔으로 칼라음극선관 화면의 다수의 색소를 발광케하여 이들 색상의 조합으로 정확한 화상을 재현하게 되므로 다수의 전자빔을 화면의 한곳으로 집중시켜 스크린에 도달된 빔스폿이 전원을 형성시켜야만 높은 해상도를 얻을 수 있다.

이에 따라, 종래의 칼라음극선관용 전자총은 복수의 전자빔을 수평 인라인(in-line)으로 방출시킴과 아울러 편향요크의 편향자기장의 강도가 칼라수상관의 관축영역과 주변영역에서 서로 다르게 비균일자계로 형성하는 소위 "셀프 컨버젼스"(self-convergence) 방식을 채택하고 있는데 이와 같은 비균일자계의 경우, 복수개의 전자빔을 편향자기장내로 주사시키는 것만으로도 복수개의 전자빔이 화면의 한곳에 자동적으로 집속된다는 이점이 있으나, 제2도의 (a)에 도시된 바와 같이 상기 비균일자기장에는 4극자 자기렌즈(Quadrupole Magnetic Lens)성분이 존재하게 되므로 이 4극자 자기렌즈 성분이 상기 전자빔에 작용하여 전자빔의 단면형상을 횡장형으로 변형시키게 된다.

또한, 상기 칼라음극선관용 전자총의 제1-제4전극(1-4)에 천공된 전자빔통과공은 대개 진원을 이루고 있으며, 특히 주정전집속렌즈를 형성시키는 제3전극(3)과 제4전극(4)에 의한 원형축 대칭렌즈를 형성함에 따라 이들 전극 및 렌즈를 통과하는 전자빔은 원형으로 가늘게 집속되고, 상기한 바와 같이 편향요크에 의한 4극자 자기렌즈의 영향을 강하게 받아 빔의 형성이 횡장형으로 왜곡됨으로써 칼라음극선관의 화면상에는 횡장형의 전자밀도가 높은 코어(core) 부분과 전자밀도가 낮은 할로(HALO)부분으로 구분되어 나타나게 된다.

이러한 현상은 비균일자계의 영향을 많이 받는 화면주변부에 현저히 나타나게 되고, 더욱이 칼라음극선관의 초점거리차 즉, 전자총의 주정전접속렌즈의 초점과 칼라음극선관 화면사이의 거리는 화면의 주변부에서 증대되기 때문에 화면주변부에 도달되는 빔스폿의 할로는 더욱 심하게 나타난다.

즉, 제 2b 도에 도시된 바와 같이 편향자기장의 영향을 받지 않은 화면 중앙부의 빔스폿은 진원형상의 코어(11)로만 형성되어 있으나, 수평 및 수직방향으로 편향된 화면주변부의 빔스폿은 횡장형의 코어(11')와 전자밀도가 낮은 할로(12)로 분리되어 나타나게 된다.

따라서, 종래의 칼라음극선관용 전자총은 상기한 바와 같이 비균일자계에 의한 비점수차와 초점거리차의 영향을 받은 빔스폿이 발생되어 양호한 화질특성을 얻을 수 없는 바, 이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 음극으로부터 발사된 전자빔이 주정전집속렌즈에 도달하기 전에 제1전극과 제2전극간에 비축대칭 렌즈계를 형성함으로써 전자빔을 종장형으로 왜곡시키는 방법이 제안된 바 있다.

그러나, 이 방법에서는 비균일자계에 의한 비점수차를 보정함으로써 화면주변부에서의 빔스폿은 개선시키는 효과를 발휘하였으나, 반대로 화면중앙부에서는 빔스폿이 크게 증가하여 오히려 화질특성을 악화시키게 되어 양호한 화질의 화면을 얻을 수 없는 결함이 발견되었다.

그리고, 일반적인 칼라음극선관용 전자총은 복수개의 전자빔이 각기 다른 빔스폿 특성을 나타내어 화질특성에 악영향을 미치는 또다른 문제점이 있다.

이를 상세히 설명하면, 음극으로부터 발사된 다수개의 전자빔은 음극의 전방에 위치하는 다수개의 전극에 의해 가속 및 집속되어 음극선관의 화면상에 복수개의 빔스폿을 형성시키게 되는데, 이들 전자빔의 비균일 자기장 영역통과시 중앙전자빔은 자계강도가 약한 관축을 따라 입사함에 비하여 양외측의 전자빔은 자계강도가 강한 외측영역을 따라 입사하게 되므로 편향자기장을 통과한 외측의 양 전자빔은 중앙 전자빔에 비해 횡방향으로 더욱 더 왜곡된 형상으로 변형됨에 따라 칼라음극선관의 화면에서 중앙빔스폿을 기준으로 최적접속(just focusing)되도록 조정하게 되면 외측의 양전자빔의 스폿은 여전히 할로를 나타내게 되고, 반대로 외측의 양 전자빔 스폿을 기준으로 최적집속되도록 조정하는 경우에는 중앙전자빔의 스폿이 확대(Blooming)되는 결과를 초래하게 되므로 결국 양호한 화질특성을 얻을 수 없는 문제점이 있다.

본 발명은 이와 같은 종래의 문제점을 감안하여 창안한 것으로, 전자빔의 편향량에 따라 증감하는 가변전압의 크기를 보조전극에 인가되는 일정접속전압에 비해 약간 크게 인가함으로써 화면의 주변부뿐만 아니라 중앙부에 나타나는 빔스폿 특성을 개선시킨 칼라음극선관용 전자총인 바, 이를 제 3 도 내지 제 7 도에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

제 3 도에 도시한 바와 같이, 음극(5)의 전방으로 제1전극, 제2전극, 제3전극 및 제4전극(1-4)을 순차적으로 배열시킴에 있어서, 제3전극(3)의 보텀전극(3a) 저면을 절결하여 한쌍의 "

"형 리브(3d)를 입설시킴과 아울러 수평방향으로 긴 슬롯을 형성하여 전자빔통과공(3c)을 형성하고 상기 제2전극(2)과 제3전극(3) 사이에 보조전극(33)을 설치하되 그 보조전극(33)의 외측통공(33a)(33c)주위에 부착형성된 방지판(33d-33g)이 상기 보텀전극(33a)저면에 형성된 전자빔통과공(3c)내로 위치하도록 구성된 구조로 되어 있다.

상기 보텀전극(3a)과 보조전극(33)을 제 4 도 및 제 5 도에 의하여 상세히 설명하면, 제4도에 도시된 바의 보텀전극(3a)은 다수개의 전자빔이 통과되는 저면(3b)의 중앙부를 "｜

｜"형으로 절개한 다음 이 절단부를 수직입설시켜 한쌍의 리브(3d)를 형성함과 동시에 장방형의 전자빔통과공(3c)을 형성하되 상기 리브(3d)는 그 중앙부 높이가 양외측의 높이의 약 절반정도가 되도록 형성한다.

다음, 제2전극(2)과 제3전극(3) 사이에 위치하는 보조전극(33)은 제 5 도에 도시된 바와 같이, 보조전극(33)상에 일정한 간격을 유지한 채 전자빔통과공를 위한 3개의 통공(33a, 33b, 33c)이 천공되며, 외측의 양 통공(33a)(33c)주위엔은 판상의 방지판(33d-33g)이 평행하게 수직입설되어 있다.

따라서, 보조전극(33)상에 천공된 복수개의 통공(33a, 33b, 33c)은 제 1,제 2 전극(1)(2) 및 제 3전극(3)의 전자빔 통과공(3c)과 동축적으로 배열되며, 보조전극(33)의 방지판(33d-33g)을 보텀전극(3a)의 장방형 전자빔통과공(3c)에 삽입시키되 리브(3b)와 접촉하지 않도록 구성한 것으로, 방지판(33d-33g)의 선단부가 보텀전극(3a)의 리브(3d) 높이(t)이상 돌출되지 않도록 형성한다.

이때, 다수의 통공(33a, 33b, 33c)이 천공된 보조전극(33) 역시 다른 전극과 마찬가지로 비드유리(6)에 융착되어 지지되는데, 이때 보조전극(33)과 보텀전극(3a)사이의 측면간격(1)을 유지되도록 구성하면, 방지판(33d-33g)의 높이(T)는 보조전극(33)과 보텀전극(3a)사이의 측면간격(1)과 보텀전극(3a)의 방지판(33d-33g)의 높이(t)를 합한 크기보다 약간 작게 구성하여야 한다.

다시 말하면, T

t+1를 관계를 만족시켜야 한다. 이와 같이 구성된 본 발명의 작용효과를 상세히 설명하면 다음과 같다.

제 3 도에 도시된 바와 같이 보조전극(33)에 일정한 집속전극(V_f)이 인가되고, 제3전극(3)에 가변전압(V'_f=V_f+편향량의 증가에 다른 다이나믹 포커싱 전압)이 인가됨으로써 다수의 전자빔 통과를 위한 통공(33a, 33b, 33c)주위의 등전위분포가 제5도에 도시된 바와 같이 화살표 방향으로 형성됨에 있어서, V'_f

V_f의 관계를 나타내도록 전압이 인가된 경우엔은 등전위선 분포하에서 보조전극(33)의 통공(33a, 33b, 33c)을 통과하는 전자빔은 수직방향으로는 발산작용을, 수평방향으로는 집속작용을 받으므로 이와 같은 정전 4극자 렌즈작용을 받은 전자빔은 제 7 도에 도시된 바와 같이 주정전집속렌즈에의 입사직전에 종장형으로 형성된다.

특히, 제 6 도에 도시된 바와 같이 보조전극(33)의 방지판(33d-33g)이 외측의 양 통공(33a)(33c)에 근접형성되어 있고, 중앙통공(33b) 주위에서 보텀전극(3a)의 리브(3d) 높이가 낮게 형성되어 있으므로 정전 4극자 렌즈를 형성하는 등전위선 분포가 외측의 양 통공(33a)(33c) 부근에서 밀집되고, 중앙통공(33b) 주위에서는 소멸하므로 외측의 양전자빔에 비해 중앙전자빔이 보다 약한 정전 4극자 렌즈의 작용을 받기 때문에 주정전집속렌즈 입사직전의 중앙전자빔은 외측의 양 전자빔에 비해 원형에 가까운 종장형으로 된다.

따라서, 축대칭을 이루고 있는 제1전극(1) 및 제2전극(2)을 통과하면서 원형으로 형성된 전자빔은 보조전극(33)과 보텀전극(3a) 사이에 형성된 정전 4극자 렌즈의 작용으로 일단 종단형을 이루게 되고 이후 축대칭 렌즈계로 이루어진 주정전렌즈를 통과하면서 종장형의 전자빔형상을 계속 유지하면서 가늘게 집속되어 편향자기장에 이르게 되면 상기한 바와 같이 비균일자기장의 작용[제 2a 도]에 의해 상기 정전 4극자 렌즈와는 반대로 작용하는 자계를 받으므로 종장형의 단면형상을 유지한채 비균일자기장으로 입사된 전자빔이 비균일자기장을 통과하는 칼라음극선관의 화면에 도달될 때에는 원형의 빔스폿으로 나타나게 된다.

이때, 상기 정전 4극자 렌즈는 중앙부의 전자빔에 비해 외측의 양 전자빔에 강하게 작용하므로 외측의 전자빔을 일층 왜곡된 종장형으로 형성시키게 되고, 반대로 편향요크에 의한 자기 4극자렌즈는 중앙전자빔에 비해 외측의 양 전자빔을 일층 왜곡된 횡장형으로 형성시키게 되는 결과 이들 정전 4극자 렌즈 및 자기 4극자 렌즈가 전자빔의 형상에 미치는 작용이 상호 보완되어 칼라음극선관의 화면상에 도달되어 나타나는 3개 전자빔의 빔스폿은 그 형상에 있어서 차이를 나타내지 않게 된다.

그러나, 가변전압(V'_f)이 고정된 경우, 상기 4극자 정전렌즈는 자기 4극렌즈에 입사되기 전의 세개의 전자빔을 종장형으로 형성시키게 되고, 이후 이들 전자빔이 비균일 자기장을 통과하면서 자기 4극자렌즈의 작용에 의해 화면 주변부에 나타나는 빔스폿은 전원을 나타내게 되나 화면중앙부에 나타나는 빔스폿은 자계의 영향을 받지 않으므로 종장형인채로 나타내게 되므로 화면중앙부의 빔스폿특성이 악화되고, 또한 화면중앙부와 주변부사이의 초점거리차이에 기인하는 할로성분은 여전히 존재하게 되므로 제3전극(3)에 인가되는 가변전압(V'_f)은 화면상에 맺히는 빔스폿의 위치에 따라서 조절되어야만 한다.

다시 말하면, 빔스폿이 화면중앙부에 형성될 때에는 가변전압(V'_f)을 일정접속전압(V_f)과 동일하게 인가함으로써 보조전극(33)과 보텀전극(3a)간에 4극자 정전렌즈의 형성을 억제하여 축대칭인 주정전 집속렌즈의 작용만으로 원형의 빔스폿을 얻고, 화면중앙부에 빔스폿이 형성될 때에는 가변전압(V'_f)을 일정접속전압(V_f)에 비해 높게 인가시킴으로써 보조전극(33)과 보텀전극(3a)간에 4극자 정전렌즈가 형성되도록 하여 종장형의 전자빔을 얻음과 동시에 가변전압(V'_f)이 화면중앙부에서의 전위보다 높게 유지되므로 제3전극(3)의 캡전극(3e)과 제4전극(4) 사이에 형성되는 축대칭인 주정전 집속렌즈를 얇게하는 효과 즉, 주정전집속렌즈의 초점길이가 길어지게 되는 효과에 의해 칼라음극선관의 화면 중앙부와 주변부에서의 초점거리 차가 보정된다.

그러므로, 상기한 바와 같이 제3전극(3)에 인가되는 가변전압(V'_f은 전자빔스폿이 맺혀지는 칼라음극선관의 화면위치에 따라 적절히 선택되어야 하는 바, 이는 고정된 집속전압(V_f)에 전자빔을 화면전체에 걸쳐 주사시키는 편향전원과 연동된 가변전압을 더하여 줌으로써 가능하게 된다.

이와 같이 본 발명의 전자총은 전자빔의 편향량에 따라 증감되는 가변전압을 보조전극에 인가되는 일정집속전압(V_f)보다 약간 높게 인가하여 화면중앙부는 물론 그 주변부까지 빔스폿을 진원으로 형성시킬 수 있으므로 화면전체에 걸쳐 양호한 빔스폿 형상을 얻을 수 있을 뿐만 아니라 보조전극(33)과 보텀전극(3a)간에 형성되는 4극자 정전렌즈의 강도를 중앙전자빔과 외측의 양 전자빔에 대하여 달리 형성함으로써 3개의 전자빔 모두에 대해서 화면의 중앙부 및 주변부에서 차이가 없는 양호한 빔스폿 특성을 얻을 수 있는 효과가 있다.

Claims (1)

1. 복수개의 음극(5) 전방으로 제1-제4전극(1-4)을 순차적으로 배열하여 음극(5)으로부터 발사된 전자빔을 상기 각 전극(1-4)에서 가속 및 집속시켜 음극선관의 화면상에 빔스폿을 형성시키는 음극선관용 전자총에 있어서, 제3전극(3)의 보텀전극(3a) 저면(3b)을 절결하여 중앙부 높이가 양외측편의 높이의 절반정도인 한쌍의 "

   

   형 리브(3d)를 입설시킴과 아울러 수평방향으로 긴 슬롯으로 구성하여 전자빔통과공(3c)을 형성하고, 상기 제3전극(3)의 보텀전극(3a)과 상기 제2전극(2) 사이에는 보조전극(33)을 설치하되 전자빔통공(33a, 33b, 33c)이 천설된 그 보조전극(33)의 양외측 통공(33a, 33c)주위에 근접하여 부착형성된 2쌍의 방지판(33d-33g)이 상기 제3전극(3)의 보텀전극(3a) 저면(3b)에 형성된 리브(3d)와 연직인방향으로 서로 접촉하지 않게 포개지도록 삽입되어, 상기 방지판(33d-33g)의 선단이 상기 리브(3d)의 높이 범위로 벗어나지 않도록 설치되며, 상기 보조전극(33)에는 일정집속전압(V_f)이 인가되며, 상기 제3전극(3)에는 일정집속전압(V_f)에 편향량의 증감에 따라 변하는 교류전원이 중첩된 다이나믹 포커싱 전압(V'_f)이 인가되는 것을 특징으로 하는 칼라음극선관용 전자총.

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