KR900006148B1 - Electron gun devices of color crt - Google Patents
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- H01J29/46—Arrangements of electrodes and associated parts for generating or controlling the ray or beam, e.g. electron-optical arrangement
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Abstract
Description
제1도는 일반적인 인라인형 전자총 구체의 단면 구조도.1 is a cross-sectional structural view of a typical inline electron gun sphere.
제2a,b도는 수평 편향 자계와 수직 편향 자계 분포도.2a and 2b are horizontal deflection magnetic field and vertical deflection magnetic field distribution charts.
제3도는 종래의 전자총 구조에 의하여 나타나는 형광 면상의 빔 형상.3 is a beam shape on a fluorescent surface exhibited by a conventional electron gun structure.
제4도는 종래의 제3전극의 캡형 전극 구조에 대한 사시도.4 is a perspective view of a cap electrode structure of a conventional third electrode.
제5도는 종래의 제4전극의 전극 구조에 대한 사시도.5 is a perspective view of an electrode structure of a conventional fourth electrode.
제6도는 본 발명에 대한 제3전극의 캡형 전극 구조 사시도.Figure 6 is a perspective view of the cap electrode structure of the third electrode according to the present invention.
제7a도는 제3전극과 제4전극에 수직 및 수평 평행판을 설치하지 않았을 때 나타나는 종래의 등 전위선 분포도.FIG. 7A is a conventional equipotential line distribution diagram when the vertical and horizontal parallel plates are not provided on the third and fourth electrodes. FIG.
(b)는 제3전극과 수평 평판을 제4전극에는 수평 평판을 설치했을 때 인라인 방향으로 나타나는 종래의 등 전위선 분포도.(b) is a conventional equipotential line distribution diagram which appears in the in-line direction when the third electrode and the horizontal plate are provided with the fourth electrode and the horizontal plate.
(c)는 제3전극에는 수직 평판을 인라인 방향과 수직인면에서 나타나는 본 고안에 대한 전위선 분포도.(c) is a potential line distribution diagram of the present invention in which the third electrode has a vertical flat plate in a plane perpendicular to the inline direction.
제8a도는 종래의 전자빔 통과공 주위에 바링부가 없는 경우에 대한 전체 및 등전위선상태도.8A is an overall and equipotential line state diagram for the case where there is no baring portion around a conventional electron beam through hole.
(b)는 본 발명에 대한 바링부가 있을 경우의 전계 및 등전위선상태도.(b) is a state diagram of the electric field and equipotential lines when there is a baring section for the present invention.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
3 : 제3전극 3M : 저면부3: third electrode 3M: bottom
3R, 3G, 3B : 전자빔 통과공 3N : 바링부3R, 3G, 3B: Electron beam passing hole 3N: Baring part
3V : 수지 평판 4V : 수지 평판3V: Resin Flat 4V: Resin Flat
4 : 제4전극4: fourth electrode
본 발명은 인라인형 칼라음극 선관용 전자총에 관한 것으로 특히 음극으로부터 다수의 전자빔을 방출시켜 각각의 전자빔을 접속시키고 그 각각의 집속되는 다수의 전자빔을 칼라 수상관 형광체 스크린 한 점에 집중시켜 재현시키는데 있어, 최적의 빔스폿트를 형성하기 위해 주 렌즈 형성 전극 구조를 개선한 칼라 음극선관용 전자총 구체에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
일반적인 칼라수상관에 있어서 전기적인 구조로 공통적인 전극을 일체화한 인라인(In-Line)형 전자총구체는 제1도에 도시한 바와같이, 다수의 전자빔을 제어하는 제1전극(1), 전자빔을 가속하는 제2전극(2) 그리고 전자빔을 집속시키는 보텀 전극(3a) 및 캡 전극(3b)으로 된 제3전극(3)과 개방단측에 정전 차폐컵(7)이 융접된 제4전극(4)이 순차적으로 배열되어 비드 글래스(5)가 상기의 전극을 소형의 간격으로 유지하면서 고정되어 있고, 제4전극(4)에 형성된 3개의 전자빔 통과공(4R, 4G, 4B)은 제3전극(3)이 캡전극(3b)의 3전자빔 통과공(3R, 3G, 3B)보다 약간 크게 천공되어 있으며, 상기 제3전극(3)의 캡 전극(3b) 및 제4전극의 중앙 전자빔 통과공(3G)(4G)은 서로 동심원이 되게하고 양 외측 전자빔 통과공(3R, 3G)(4R, 4G)은 서로 중심이 어긋나는 상태로 구성되어 있는 것이다.In general, an in-line type electron gun body integrating a common electrode with an electrical structure in a color water pipe, as shown in FIG. 1, includes a
이러한 종래의 전자총 구체 음극(6)에서 방출된 3본의 전자빔은 제1전극(1)의 제어를 받아 제2전극(2)과 제3전극(3)간에 형성되는 선단 포커스 렌즈에 의해 약간 집속된 다음에 제3전극(3)과 제4전극(4)에서 형성도는 주정전 렌즈에 의하여 집속된 후 형광면(8)에 도달하게 된다.The three electron beams emitted from the conventional electron gun sphere cathode 6 are slightly focused by the tip focus lens formed between the second electrode 2 and the third electrode 3 under the control of the
이 경우 3본의 전자빔은 도시하지 않는 편향 요크에 의해 수평 및 수직 방향으로 편향되면서 형광면(8)상에 소망의 문자나 그래프를 나타내게 되지만 형광면(8)의 곡면의 곡류과 전자빔의 집속 곡률이 다르기 때문에 형광면(8)의 중앙에 형성되는 빔 스폿트와 주변에 형성되는 빔 스폿트는 동일하게 포커스되지 않는다. 또한 형광면(8)의 곡률과 포커스의 곡률(10)이 다른 이유는 형광면(8)은 관찰자 입장에서 가능한 한 평면이 요구되므로 편향중심(9)에서 형광면(8)까지 거리가 달라지는 주 원인이 된다.In this case, the three electron beams are deflected in the horizontal and vertical directions by a deflection yoke (not shown), and the desired character or graph is displayed on the fluorescent surface 8, but the curvature of the curved surface of the fluorescent surface 8 and the focusing curvature of the electron beam are different. The beam spot formed at the center of the fluorescent surface 8 and the beam spot formed at the periphery are not equally focused. The reason why the curvature of the fluorescent surface 8 and the curvature 10 of the focus are different is that the fluorescent surface 8 needs to be as flat as possible from the observer's point of view, which is the main cause of the difference in the distance from the deflection center 9 to the fluorescent surface 8. .
상기한 편향 요크에 있어서, 수평 편향 자계는 제2도(a)와 같이 핀 쿠션상 분포로 왜곡되고 수직 편향 자계는 제2도(b)와 같이 바렐상 분포로 왜곡되는 것으로, 제3도의 형광체 스크린(8)면상, 특히 주변수(12)로 입사되는 전자빔에 의한 빔 스폿트 형상에는 커다란 왜곡이 생기게 된다. 따라서 형광체 스크린(8)면에 중앙부(11)에서는 빔 스폿트가 전원이 되는 반면 주변부(12)에서는 수평 편향으로 긴 타원형상의 고휘도인 코어부(13)와 여기에 부수되는 수직 방향으로 길어지는 저 휘도인 헤이즈(14)가 나타나게 된다.In the above-described deflection yoke, the horizontal deflection magnetic field is distorted in the pin cushion phase distribution as shown in FIG. 2 (a) and the vertical deflection magnetic field is distorted in the barrel phase distribution as in FIG. 2 (b), and the phosphor of FIG. Large distortion occurs in the shape of the beam spot on the surface of the screen 8, in particular the electron beam incident on the peripheral water 12. Therefore, the beam spot is the power source at the center portion 11 on the surface of the phosphor screen 8, while the core portion 13 is a high elliptical shape having a long elliptical shape with a horizontal deflection at the periphery portion 12, and a low length extending in the vertical direction. The haze 14 which is luminance appears.
이러한 형상은 비 균일 자계의 영향을 많이 받는 화면주변부에서 현저하게 나타나고, 또한 음극선관의 초점 거리차는 화면 주변부에서 더욱 커지기 때문에 양호한 화질의 특성을 얻을 수 없으므로서 문자나 그래픽용으로 사용할 경우에 음극 선관의 해상도가 저하됨은 물론 색상을 나쁘게 하는 등의 문제점이 발생하였다.This shape is remarkable in the periphery of the screen, which is greatly influenced by the non-uniform magnetic field, and because the focal length difference of the cathode ray tube is larger at the periphery of the screen, it is not possible to obtain a good image quality, so that the cathode ray tube can be used for text or graphics. Problems such as deterioration of the resolution of the color as well as bad color occurred.
이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 미국특허 4,086,513호에서는 제4도 및 제5도와 같이 제3전극의 캡전극(3b)에는 다수개의 수직 격벽(3V)을, 제4전극에는 수평 격벽(4V)를 설치하는 발명이 제시되고 있다. 하지만 상기 미국 특허에 있어서 제3전극의 캡전극(3b)의 수직격벽(3V)은 제4전극 방향으로 부착되어 있어 동작일 때 제3전극에는 제4전극의 전위의 26~30%(6.5~7.5KV)를 인가하였다. 그러나 종래의 구성은 고전계에 의한 수직 격벽과 제4전극간에 방전이 쉽게 일어나거나, 전자총 조립시 수직 격벽(3V)이 제4전극과 맞닿는 등 또 다른 문제를 야기시켜 결국 칼라 음극 선관의 특성에 지대한 영향을 끼치게 된다.In order to solve such a conventional problem, US Patent No. 4,086,513 shows a plurality of vertical partition walls 3V on the cap electrode 3b of the third electrode, and horizontal partition walls 4V on the fourth electrode, as shown in FIGS. 4 and 5. The invention to install is presented. However, in the U.S. patent, the vertical bulkhead 3V of the cap electrode 3b of the third electrode is attached in the direction of the fourth electrode, so that in operation, 26 to 30% of the potential of the fourth electrode (6.5 ~ 7.5 KV) was applied. However, the conventional configuration causes another problem such as discharging easily between the vertical bulkhead and the fourth electrode due to the high electric field, or when the vertical bulkhead (3V) contacts the fourth electrode when assembling the electron gun, resulting in the characteristics of the color cathode ray tube. It has a profound effect.
본 발명의 이와같은 종래의 문제점들을 해결하기 위하여 안출한 것으로 제6도는 캡형 전극 구조사시도이다.6 is a perspective view of a cap-type electrode structure to solve such a conventional problem of the present invention.
제3전극(3)은 3본의 전자빔 통과공(3'R, 3'G, 3'B)이 캡 내부의 저면부(3M)에 천공되어 있고, 각 전자빔 통과공(3'R, 3'G, 3'B)주위에는 바링부(3N)가 둘러 쌓이게 형성된다.In the third electrode 3, three electron beam through holes 3'R, 3'G, 3'B are drilled in the bottom portion 3M of the inside of the cap, and each electron beam through hole 3'R, 3 is provided. Barring portion 3N is formed to surround the 'G, 3'B).
상기 바링부(3N)주위로 일라인 배열된 전자빔 통과공(3'R, 3'G, 3'B)을 따라 등간격으로 수개의 수직 평판(3V)을 설치한다.Several vertical plates 3V are installed at equal intervals along the electron beam through holes 3'R, 3'G, 3'B arranged around the baring portion 3N.
이 수직 평판(3V)의 세로의 길이를 W', 가로의 길이를 H'라 할 때, 캡 전극의 폭 W, 높이 H에 비해서 작게 설계되며 전자빔 통과공(3'R, 3'G, 3'B)의 직경(D)과 전자빔 통과공(3'R, 3'G, 3'B)주위에 형성되는 바링부(3N)의 높이(h)보다 크게 설정함이 바람직하다. 즉 동 도면으로부터, 수직 평판(3V)의 가로길이(H')는 h<H'<H의 조건을 가지며 수직 평판(3N)의 세로 길이 W'는 D<W'<W의 조건을 갖추도록 한다.When the vertical length of the vertical flat plate 3V is W 'and the horizontal length is H', it is designed smaller than the width W and height H of the cap electrode, and the electron beam through holes 3'R, 3'G, 3 It is preferable to set larger than the diameter (H) of the 'B' and the height (h) of the baring portion (3N) formed around the electron beam through holes (3'R, 3'G, 3'B). That is, from the same drawing, the horizontal length H 'of the vertical flat plate 3V has the condition of h <H' <H and the vertical length W 'of the vertical flat plate 3N has the condition of D <W' <W. do.
이러한 구성으로 이루어진 본 발명의 작용효과를 설명하면 제3전극 캡 저면부에 천공된 각 전자빔 통과공 주위에 바링부(3N)가 없으면 제8도(a)와 같이 전계의 에치(edge)효과에 의하여 전위가 전극의 A지점에서 불안정하게 되어 전자빔의 경로에 요동을 줄 뿐만 아니라, 결국에는 할로 현상을 가중시키게 된다.Referring to the operation and effect of the present invention having such a configuration, if there is no baring portion 3N around each electron beam through hole drilled in the bottom portion of the third electrode cap, the edge effect of the electric field is as shown in FIG. As a result, the potential becomes unstable at the A point of the electrode, which not only swings the path of the electron beam but also increases the halo phenomenon.
따라서 G3 전극의 통과공주위에 바링부(3N)를 설치함으로써 제8도(b)와 같이 전극의 에지효과를 적게 하고 전자빔 경로를 안정화시켜 수직평판(3V)의 작용을 상승시켜준다.Therefore, the baring portion 3N is disposed around the through hole of the G3 electrode, thereby reducing the edge effect of the electrode and stabilizing the electron beam path as shown in FIG. 8 (b), thereby increasing the operation of the vertical plate 3V.
제5도의 제3전극의 캡전극 내부에 수직 평판(3V)에 의해서 3빔을 미리 찌그러지게 해서, 수평으로 줄어들게 하고, 제5도의 제4전극(4)의 수평 평판(4V)은 전술한 제3전극(3)을 통과하나 전자빔들을 수직축에 대하여 디포커싱 시킨다.In the cap electrode of the third electrode of FIG. 5, the three beams are crushed in advance by the vertical plate 3V, so as to be horizontally reduced, and the horizontal plate 4V of the fourth electrode 4 of FIG. It passes through the three electrodes 3 but defocuses the electron beams about the vertical axis.
이러한 역할을 제7도로 설명하면 수직, 수평 평판이 없는 제1도의 제3전극(3)의 캡 전극(3b)과 제4전극(4)에 의하여 형성되는 종래의 정전 렌즈 수직 단면도를 나타내었다.Referring to FIG. 7, a vertical cross-sectional view of a conventional electrostatic lens formed by the cap electrode 3b and the fourth electrode 4 of the third electrode 3 of FIG. 1 without a vertical or horizontal flat plate is illustrated.
정전렌즈의 등 전위선은 두 전자 경로 C와 S로 정전 렌즈의 효과를 나타냈다. 전자의 경로 C는 렌즈의 중심을 지나고, S는 중심을 벗어나서 지난다.Equipotential lines of the electrostatic lens show the effect of the electrostatic lens with two electron paths C and S. The electron path C passes through the center of the lens and S passes out of the center.
이 정전 렌즈는 중심 전자의 경로(C)에는 영향을 주지 않으나 중심을 벗어난 경로(S)의 전자들을 렌즈중심방향으로 수렴시킨다. 제4전극에 수평 평판(4V)이 부착되어 있는 제5도의 경우 등전위선은 제7b도와 같이 구평 평판(4V)방향으로 펼쳐지며 이것에 의해서 중심을 벗어난 전자의 경로(S)는 디포커싱 된다. 이 정전 렌즈의 디포커싱 작용은 중간 전자의 경로(C)에는 아무런 영향은 없지만 비중심 전자(S)에 대해서 수렴성을 감소시킨다.The electrostatic lens does not affect the path C of the center electrons but converges the electrons of the path S off the center in the lens center direction. In FIG. 5 in which the horizontal plate 4V is attached to the fourth electrode, the equipotential lines are spread in the direction of the spherical plate 4V as shown in FIG. 7B, whereby the path S of electrons out of the center is defocused. The defocusing action of this electrostatic lens has no effect on the path C of the intermediate electrons but reduces the convergence to the non-central electrons S.
따라서 수평 평판(4V)은 수직축에 따르는 전자빔에 영향을 주므로, 수직축상으로 찌그러진 정전렌즈는 전자빔을 수직적으로 가늘고 긴 평면 포커싱을 제공하게 된다.Therefore, since the horizontal flat plate 4V affects the electron beam along the vertical axis, the electrostatic lens that is distorted along the vertical axis provides the electron beam with a vertically thin long plane focusing.
제6도의 제3전극의 캡 전극의 전자빔 통과공(3'R, 3'G, 3'B)주변에 놓여 있는 수직 평판(3V)을 수직적으로 디포커싱을 유지하고, 수평적으로 집속이 증가되도록 한다.The vertical flat plate 3V positioned around the electron beam through holes 3'R, 3'G, and 3'B of the cap electrode of the third electrode of FIG. 6 is vertically defocused, and the focus is increased horizontally. Be sure to
제7b도에서 도시한 바와같이 제3전극에 수직평판(3V)의 부착으로 비중심 전자경로(S)의 수렴성을 증가시켜주는 등전위선이 형성된다. 이것은 결국 수평 집속을 증가시키는 것으로서 결과적으로 수직적으로 가늘고 길어진다.As shown in FIG. 7B, an equipotential line is formed to increase the convergence of the non-central electron path S by attaching the vertical flat plate 3V to the third electrode. This in turn increases horizontal focusing, resulting in vertical thinner and longer lengths.
이와같이 제3전극의 수직평판(3V)과 제4전극의 수평평판의 작용으로 편향요크의 수평편향자계의 핀쿠션 분포와 수직 편향 자계의 바렐 분포에 의한 전자빔을 찌그러트리는 작용을 보상해준다.As described above, the vertical plate 3V of the third electrode and the horizontal plate of the fourth electrode compensate for the distortion of the electron beam due to the pincushion distribution of the horizontal deflection magnetic field of the deflection yoke and the barrel distribution of the vertical deflection magnetic field.
따라서 상기 작용에 의한 효과로서는 제3전극의 캡 전극에 부착된 수직 편향판이 제3전극의 캡 내부로 향해 있기 때문에 제3전극과 제4전극간의 고압에 의한 방전 현상이 일어나지 않을 뿐만 아니라 전극의 접촉 현상이 일어나지 않는 안정된 칼라 음극 선관을 제공할 수 있고, 또한 형광체 스크린의 전체 화면에 걸쳐 양호한 빔 스폿트 형상을 얻을 수 있고, 선명하게 재현되는 화상을 얻을 수 있어 칼라 음극 선관의 문자나 그래픽용을 사용할 수 있는 것이다.Therefore, the effect of the above operation is that the vertical deflection plate attached to the cap electrode of the third electrode is directed toward the inside of the cap of the third electrode, so that the discharge phenomenon due to the high pressure between the third electrode and the fourth electrode does not occur and the electrode contacts. It is possible to provide a stable color cathode ray tube which does not occur, and to obtain a good beam spot shape over the entire screen of the phosphor screen, and to obtain an image that is clearly reproduced. It can be used.
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