KR940000713Y1 - 칼라수상관용 전자총 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

칼라수상관용 전자총

제1도는 일반적인 인라인형 칼라수상관의 개략단면도.

제2도는 일반적인 칼라수상관용 전자총의 정면도.

제3도는 제2도의 개략단면도.

제4도는 제3도의 요부확대 단면도.

제5도의 (a)(b)는 본 고안에 의한 제2전극으로 (a)는 제2전극의 평면도이고, (b)는 정단면도이다.

제6도는 본 고안에 의한 전차총의 요부 단면도.

제7도의 (a)(b)(c)는 본 고안의 다른 실시예로서 (a)는 제2전극의 평면도이고, (b)는 (a)의 정단면도이며, (c)는 (a)를 실시한 전자총의 요부단면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

Bs, Bc : 전자빔 19, 20 : 요홈

161a, 161b, 162a, 162b, 163a, 163b : 전자빔의 통과공

V, V', V" : 등전이선

본 고안은 칼라수상관용 전자총에 관한 것으로 특히, 3개의 전자빔이 칼라수상관축의 수평방향으로 방출될때 이 전자빔을 형광 스크린상의 한접에 효과적으로 집중시켜 컨버젼스(Convergence)의 향상을 도모하고, 칼라 수상관이 편향요크에 의해 기인되는 편향 디포커싱(Deflection Defocusing) 작용을 극소화시킨 인아린형 칼라 수상관의 전자총에 관한 것이다.

일반적인 칼라수상관은 제1도에 도시한 것과 같이 휀넬의 후단에 설치된 전자총(2)으로 부터 3개의 전자빔(R, G, B)을 방출시켜 형광스크린(3)의 한점에 집중시킴으로서 이 전자빔에 의해 발광된 형광체의 발광색을 조합하여 색상을 재현하는 방식이 사용되고 있는데 여기서 전자총(2)은 수상관의 축(X-X)의 수평방향으로 동일 평면내에서 3 전자빔을 방출시키는 인라인형으로, 음극으로 부터 상호 일정한 거리(S)를 유지하며 평행하게 방출된 3개의 전자빔을 형광스크린(3)상의 한점으로 집중시키기 위한 집중구조를 갖게 된다.

제3도는 현용되고 있는 전자총(2)의 집중구조를 도시한 것인데 3개의 전자빔을 방출시키기 위한 3개의 음극(18)과 제1전극(17), 제2전극(16) 그리고 제1포커스인 제3전극(15)의 전자빔통과공은 서로 일치하나 제2포커스전극인 제4전극(14)은 중앙전자빔통과공(142)만 제1, 제2, 제3전극(17, 16, 15)의 중앙통과공과 일치하고 양외측 공과공(141)(143)은 △S만큼 외향으로 이심되어 있다.

여기서 이심량(△S)은, 제4전극(14)의 양외측통과공(141)(143)의 직경(D₃)을 제3전극(15)의 전자빔통과공(151)(153)의 직경(D)에 대해 DaD로 하고, 상기 양외측통과공(141)(143)의 중심측과 중앙통과공(142)의 중심축과의 거리(Sa)를 제3전극(15)의 양외측통과공(151)(153)의 중심축과 중앙통과공(152)의 중심축과의 거리(S)에 대해 Sa>S로 되게하여 칼라수상관의 크기에 대응하여 설정함으로서 정해진다.

제4도는 상기의 전자총(2)의 집중구조를 나타낸 것으로 제3전극(15)과 제4전극(14)의 대향되는 관계와 이 전극(14, 15)들에 의한 각 등전위선(V', V)의 형성관계를 도시하였다.

즉 전자총(2)에 동작전압이 인가되면 제3전극(15)과 제4전극(14)간에는 주전자렌즈인 등전위선(V', V)이 형성되는데 이 등전위선(V', V)들에 의해 음극(18)에서 방사된 전자빔(Bs, Bc)이 형광스크린(3)상에 빔.스포트(Beam. Spot)로서 접속하게 된다.

이때 제3전극(15), 제4전극(14)의 양외측통과공(151, 141), (153, 143)간에는 전술한 이심량(△S)에 의해 제4전극(14)측의 등전위선(V')들이 외향으로 왜곡되어 제3전극(15)측과는 비대칭으로 형성된다.

그러므로 이 등전위선(V')을 통과하는 전자빔(Bs)은 전기장에서의 전자의 굴절관계식인 라그랑즈 방정식 vo. ro.에 의해 점차 진행하여 형광스크린(3)에서 중앙전자빔(Bc)의 위치에 한점으로 집중하게 된다.

이때 중앙전자빔(Bc)에 대한 외측전자빔(Bs)의 집중각()은 일반적으로 다음과 같은 관계식을 갖는다.

여기서 Vb는 제4전극(14)에 인가되는 전압이고, Vf는 제3전극(15)에 인가되는 전압이며 K는 비례상수이다.

여기서 상기한 바와 같이 제3전극(15)과 제4전극(14)간의 주전자렌즈는 개개의 전자빔에 대해서는 집속(forcusing)을, 양외측전자빔(Bs)에 대해서는 중앙전자빔(Bc)측으로 집중(converging)을 시켜야 되는데 이 집속특성을 양호하게 하기 위하여 제3전극의 전압(Vf)을 조정하면 상기 식①에 의해 집중특성이 변화하여 집속과 집중특성 모두를 만족하기가 곤란하므로 수상관에서 양호한 화질을 얻을 수가 없게 되었다.

또한 종래의 칼라수상관에서는 전자총(2)을 떠난 전자빔을 수상관외측에 설치한 편향요크코일에서 발생시킨 자기장(magenticfield)으로 수상관의 화면 가득히 주사시킴으로서 화상을 재현시키는데, 화면전체에 전자빔을 편향시키기만 하면 3개의 전자빔이 형광스크린(3)상의 한점에 집중되는 셀프. 컨버젼스(Self-convergence) 방식을 채택하고 있다.

이러한 셀프.컨버젼스를 이루기 위해서는 수평인라인으로 배열된 전자총과 이 전자총에서 방사된 3개의 전자빔을 수평방향으로 편향시키기 위한 핀.쿠션(Pin-cushion)형 비균일자계와 수직방향으로 편향시키기 위한 바렐(Barrel)형 비균일자계를 발생시키는 편향요크를 조합하여 사용케 되는데 이러한 비균일자계는 3개의 전자빔을 편향시킴과 동시에 전자빔 각각에 대해서는 4극자렌즈(Quadrupole Lens) 작용을 줌으로서 각각 전자빔을 횡장형으로 찌그러뜨리며 종방향의 밀도가 낮은 헤일로(Halo) 부분을 생기게 하여 집속특성이 저하된다.

이러한 4극자렌즈작용은 전자빔이 화면주변부로 편향되면 될수록 비균일자계가 강하게 되어 상기의 작용이 더욱 크게 일어난다.

따라서 수상관의 화면주변부에서는 중앙부와 비교하여 열화된 집속 특성이 발생된다.

본 고안은 상기의 제반문제를 일거에 해소코저 안출된 것으로서, 전자총의 제3전극과 대향하는 제2전극의 대향면에 전자빔의 통과공을 따라 직사각형의 요홈을 요설하여 비대칭전기장이 형성되게 하므로써 제3전극의 전압(Vf)조정에 의해 얻어지는 집속특성과는 별도로 제2전극의 비대칭 전기장에 의해 양호한 집중특성을 얻게 되며, 이 제2전극의 직사각형의 요홈에 의해 편향요크의 4극자 렌즈작용에 대해 역방향인 4극자 렌즈작용이 발생되어 집속특성의 열화를 극소화되게 한 것이다.

첨부도면에 의거 본 고안을 더욱 상세히 설명하면, 먼저 제5도의 (a)(b)에 있어서 평면상에 횡으로 전자빔통과공(161a, 162a, 163a)이 천설된 종래의 제2전극(16) 구조에다 직사각형의 긴 요홈(19)을 상기 통과공(161a, 162a, 163a)을 따라 요설하여서 본 고안의 제2전극(16')은 구성되었다.

즉 제1포커스전극인 제3전극(15)의 바닥(Bottom)에 대향하는 제2전극(16')의 전자빔통과공(161a, 162a, 163a)을 따라 상기 전자빔통과공(161a, 162a, 163a)의 직경과 동일하거나 근사치로 크게 횡방향의 긴 요홈(19)을 요설하였는데 양외측통과공(161a)(162a)의 중심에서 요홈(19)까지의 거리가(ℓ)가 상기 통과공(161a)(163a)의 중심에서 중앙의 통과공(162a)의 중심까지의 거리(S)보다 작게 설정하고, 요홈(19)의 폭(W)과 상기 거리(ℓ)는 W<2ℓ의 범위에서 선택하며, 상기 요홈(19)의 깊이(t)는 제2전극(16')부재의 두께(T)에 대해 tT/2의 범위에서 설정하여서 본 고안의 제2전극(16')은 구성되었다.

제6도는 비대칭전기장을 형성하는 제2전극(16')이 집중구조로서 작용하는 것을 나타낸 요부단면도이다.

여기서 제2전극(16')과 제3전극(15)의 저면사이에서 다수의 전자빔(Bs, Bc)의 통과공(161a, 151)(162a, 152)(163a, 153)은 서로 동축으로 인접하는 거리로서 배열되었는데, 비대칭전기장형성용 제2전극(16')의 양외측전자빔통과공(161a, 163a) 주위에 형성된 직사각형의 요홈(19)이 필드트랩(field trap)으로 작용하여 이 부근의 등전위선(V, V")은 외측은 구매(Gradient)가 급격하고, 내측은 완만한 비대칭전기장을 형성한다.

따라서 중앙통과공(162a)을 지나는 전자빔(Bc)은 그대로 직진하고, 양외측의 통과공(161a, 163a)을 지나는 전자빔(Bc)은 상기 비대칭전기장의 영향으로 인해 중앙전자빔(Bs)쪽으로 집중각()만큼 굴절진행하여 형광스크린(3)상의 한점에 집중된다.

따라서 제3전극(15)에 인가되는 포커스(focus) 전압을 조정하여 양호한 집속특성을 얻는 것과는 별도로 상기 제2전극(16')에 의한 비대칭전기장형성에 의해 양호한 집중특성을 얻을 수 있는 것이다.

본 고안은 전자총(2)의 양외측전자빔(Bs)의 굴절위치가 종래와는 달리 제2전극(16')면에서 행하게 되는데 일반적으로 외측 전자빔(Bs)의 집중각은 아주 적은양이므로 굴절위치변경에 의한 다른전극에의 영향 및 집중도에는 영향을 미치지 않는다.

상기의 굴정위치에 따른 집중각은제②식에 의해 정해지는데, 여기서 P는 상호인접한 전자빔 사이의 거리이고 C는 굴절위치에서 형광스크린(3)사이의 거리이며, 각 전자빔의 통과공중심축간 거리(S)와 상기 전자빔사이의 거리(P)는 P=S의 관계이다.

한편 편향요크의 비균일자계에 의한 4극자렌즈작용에 기인하여 횡장형으로 찌그러진 전자빔의 형상은 전자총(2)내에서 상기 편향 요크의 4극자렌즈작용의 방향에 대해 역으로 나타나는 다른 4극자렌즈작용을 발생시켜 보상하게 되는데 제2전극(16')에 형성된 직사각형의 요홈(19)에 의해 이러한 역4극자렌즈작용이 발생케된다.

즉, 상기 요홈(19)의 폭(W)과 양외측통과공(161a, 163a)의 중심에서 요홈(19)의 양선단까지의 거리(ℓ)가 W<2ℓ의 관계로 되어 있으므로 직사각형의 요홈(19)에 의해 발생된 전기장은 수평방향으로는 약한 접속작용이 있게 되고 수직방향으로는 강한 집속작용을 갖기 때문이다.

이와 같이 제2전극(16')에 의해 집속된 전자빔은 주전자렌즈에 수평방향으로는 렌즈축으로 부터 멀리 떨어져 입사되고, 수직방향으로는 렌즈축으로 부터 근접하여 입사되는데 주전자렘즈는 렌즈축으로 부터 멀리 떨어져 있는 수평방향에 대해서는 강하 집속력을 주고 렌즈축에 근접한 수직방향에 대해서는 상대적으로 약한 집속력을 주기 때문에 전자총에서 방사되어 편향요크의 비균일자기 장영역으로 입사되기 직전의 전자빔은 종장형으로 나타나게 된다.

따라서 이 전자빔을 횡장형으로 형성하려고 하는 4극자렌즈 작용을 받아 형광스크린상에는 원형의 전자빔 스프트로 나타나게 되고 주변부에서의 집속특성이 향상된다.

제7도의 (a)(b)는 본 고안의 다른 실시예인데 이는 비대칭 전기장을 형성시키기 위한 직사각형의 요홈(20)을 양외측전자빔(Bs)의 통과공(161b, 163b)의 주위에만 각각 요설하였다.

이 요홈(20)은 제7도의 (b)에서와 같이 L>ℓ, W<2ℓ, tT/2의 범위내에서 설정되며, 요홈(20)의 폭(W) 설정은 제5도, 제6도에서와 같다.

여기서는 L은 제2전극(16")의 양외측통과공(161b)(163b)에 형성된 요홈(20)의 내측선단과 상기 통과공(161b)(163b)의 중심까지의 거리이다.

이와 같이 구성된 제2전극(16")의 집중작용은 제7도의 (c)에서와 같이 중앙통과공(162b) 주위는 대칭인 전기장이 형성되고, 양외측 통과공(161b)(163b)주위에는 비대칭전기장이 형성되어, 이 비대칭전기장에 의해 양외측전자빔(Bs)이 중앙의 전자빔(Bc)으로 굴절진행되어 형광스크린(3)의 한점에 집중케 된 것으로 제5도, 제6도에서와 동일한 효과가 있게 된다.

상술한 바와 같이 본 고안은 전자총(2) 내의 제2전극에 횡으로 요설된 3개의 통과공주변에 직사각형의 요홈을 요설하여서 비균일 자기장에 의한 집속특성의 열화를 보상하고 편향요크에 의한 디포커싱작용을 극소케하여 칼라수상관의 집속 및 집중특성을 크게 향상시킴은 물론 그 구성 또한 간단하여 제작이 용이하며 칼라수상관의 규격에 관계치 않고 단일의 조립지그(jig)로서 조립이 가능한 효과가 있는 대단히 유용한 고안이다.

Claims (1)

1. 복수개의 전극이 순차 배열되고 이 전극들에 각각 형성된 다수의 전자빔 통과공을 통해 3개의 전자빔을 각각 집속시킴과 동시에 동평면 동축상으로 상기 전자빔을 이동시켜 형광 스크린상의 한점에 집중시키는 칼라수상관의 전자총에 있어서, 상기 전자총의 제3전극과 대향되는 제2전극에는 대향면에 전자빔의 통과공을 따라 상기 제2전극의 양외측 통과공의 중심에서 요홈의 양선단까지의 거리를 S라 하고, 상기 통과공의 중심에서 중앙의 통과공의 중심까지의 거리를 ℓ이하 하며, 요홈의 폭을 W, 두께를 t, 제2전극의 전극부재의 두께를 각각 T라 할때 ℓ<s, W<2ℓ, t≤T/2가 되도록 1개 이상의 요홈을 형성한 것을 특징으로 하는 칼라 수상관용 전자총.