KR950000652B1 - 칼라음극선관용 전자총의 다이나믹 포커스 전극계 구조 - Google Patents

칼라음극선관용 전자총의 다이나믹 포커스 전극계 구조 Download PDF

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Abstract

내용 없음.

Description

칼라음극선관용 전자총의 다이나믹 포커스 전극계 구조
제 1 도는 종래의 전자총 전극부 사시도
제 2 도는 본 발명에 의한 전자총의 전극부 사시도
제 3 도는 본 발명에 의한 전자총 다른 실시예 사시도
제 4 도는 본 발명에 의한 다단 2 극자렌즈를 구성하는 개구부 전극상, 하면 평면도
제 5 도는 (a)는 제 2 도의 다단 2극자렌즈 부분을 X-X'방향으로 절단하여 본 단면도
(b)는 (a)의 다른 실시예를 나타낸 단면도
제 6 도는 본 발명에 의한 다단 2극자 렌즈작용을 도시한 단면도
제 7 도는 본 발명의 2극자 렌즈 작용에 의한 전자빔 형상을 나타내는 원리도
제 8 도는 본 발명에 의한 수평편향 핀쿠션 자계에서의 전자빔의 작용을 나타낸 원리도
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
G1,G2: 제 1, 2 그리드 전극 G3,G4: 제 1, 2 가속 및 집속전극
G5: 제 2 가속전극 G3' : 개구부 전극
G3" : 포커스 그리드 전극 G4' : 원통형 전극
Vf : 직류집속 전압 Vd : 교류전압
Vd' : 다이나믹 접속전압 Ha1,Ha2: 상면개구부
Hb1,Hb2: 하면 개구부 I0: 개구 가로길이
S0: 개구 세로길이 Z1,Z2: 개구 중심축
P, P' : 상, 하 수평판 m1,m2,m3: 전극부재
f : 개구부 안쪽면 d, d' : 개구와 수평판과의 거리
본 발명은 칼라음극선관용 다이나믹 전자총에 관한 것으로 이것은 특히 전자빔을 적절하게 제어하여 브라운관의 해상도를 크게 개선하는데 적당하도록 한 것이다.
브라운관의 전자총은 일반적으로 통평면의 그리드 전극상에 수평 인-라인(in-line)으로 복수개의 전자빔 통과공이 전원으로 천공된 인-라인 일체화 그리드 전극을 다수개 적층시켜 외부의 힘에 의해서 소정의 그리드 전극 사이의 간격을 유지한채 비트 글라스로 고정 유지시킴으로써 그 주요부가 구성되며, 상기 다수개의 순차적으로 적층된 그리드 전극은 도면 제 1 도에서와 같이 각각의 히터(H1)(H2)(H3)를 내장한 캐소드(K1)(K2)(K3)에서 발사된 열전자를 전자빔으로 형성시키기 위한 전자빔 형성 역역(Electron Beam Forming Region)을 구성하는 제 1 그리드 전극(G1)과 제 2 그리드 전극(G2), 연이어 입사하는 전자빔을 가늘게 집속(Focusing)시켜 칼라음극선관의 화면상에 빔스포트(Beam Spot)를 형성시키기 위한 주정전 집속렌즈(Main Focusing Lens)를 구성하는 제 1 가속 및 집속전극(G3)과 제 2 가속 및 집속전극(G4)순서로 배열된다.
또한 종류에 따라서는 집속효과를 강화한 다단집속형으로 하기위해 전자빔 형성영역을 구성하는 그리드전극과 주정전 집속렌즈를 구성하는 전극사이에 전단집속을 위한 제 3 그리드 전극과 제 4 그리드 전극을 추가삽입(도면에는 도시되지 않음)하여 구성한다.
상기한 일반 브라운관용 전자총에 있어서는 제 1 그리드 전극(G1)과 제 2 그리드전극(G2)을 통하여 전자빔을 형성시키며 제 1 가속 및 집속전극(G3)과 제 2 가속 및 집속전극에 인가되는 전압의 차이에 의해 주 정전렌즈를 지나면서 가늘게 집속되고 가속되어 화면상에 빔 스포트를 형성하게 되는데, 이때 제 1 전극(G1)에서부터 순차적으로 배열된 제 2 가속 및 집속전극(G4)까지의 모든 전극의 전자빔 통과공은 진원에 가까운 원형으로 천공되어 있기 때문에 전자총을 떠날때의 전자빔은 원형으로 되며 편향요크의 영향을 받지않는 칼라음극선관의 화면중앙에 도달할 때의 전자빔은 원형인체로 가늘게 집속되어 작은 원형의 빔 스포트를 형성시킨다.
전자총을 떠난 전자빔을 전자총 출구 근방에서 화면쪽으로 소정구간 배설되는 편향요크에서의 편향자기장에 의해 화면 전체에 걸쳐 주사시킴으로써 화상을 재현시키며 이 자기장은 복수개의 전자빔을 화면 가득히 편향시킴과 동시에 복수개의 전자빔을 화면상 한지점에서 집중시켜야 하는데 이를 위해서 상기에서 언급한 것과 같이 전자총에서 수평 인-라인으로 전자빔을 방출시키고 상기 편향요그에서 발생하는 자기장을 비균일 자계로 함으로써 목적을 달성하는 셀프-컨버젼스(Self-Convergence)방식을 채택하고 있다.
여기서 비균일차계가 전자빔 전체를 좌, 우측으로 편향시킬때 각부분에 미치는 자기장 성분이 다르기 때문에, 상, 하에서는 전자빔을 압축하고, 좌우에서는 전자빔을 인장하는 4극자렌즈(Quadrupole lens)성분으로 작용하므로 편향영역을 지나면서 전자빔 전체로 보아서는 주사됨과 동시에 횡장형으로 찌그러지는 형상을 갖게 된다.
이 횡장형 스포트는 전자밀도가 높은 코아(Core)부분과 전자밀도가 낮은 할로(Halo)부분으로 구성되는 빔스포트를 형성하게 되는데 이것은 화면주변부로 갈수록 비균일자계의 세기가 세어지기 때문에 화면주변부에서 더욱 현저해지며, 이러한 현상과 전자빔의 촛점궤적과 화면까지의 거리가 화면주변부로 갈수록 커지는 현상때문에 칼라음극선관의 화면주변부로 가면 갈수록 화면상에 나타나는 빔스포트에서 코어부분은 가늘어지고 할로부분은 커셔 화면의 해상도를 크게 저하시키게 되었다.
본 발명은 상기의 문제점을 해소하기 위해 안출한 것으로서 이것은 특히 칼라음극선관의 주변부 뿐만아니라 중앙부의 빔스포트 특성을 양호하게 하여 화면주변에서 중앙에 걸쳐 빔스포트의 양호한 균일성을 갖게한 칼라 음극선관용 전자총을 제공하고자 한 것이다.
본 발명에 의한 칼라음극 선관용 전자총은 집속렌즈 전극계의 두개의 2극자렌즈계와 주집속렌즈계로 되며, 이때 두개의 2극자 렌즈계는 상면과 하면에 관축방향(X-X')에 수직으로 장변을 갖는 두개의 직사각형 개구부를 갖게한 개구부 전극(G'3)면에 공경이 없는 단순한 원통형으로 된 원통형 전극(G'4)으로 형성하여 개구부전극(G'3)이 원통형 전극(G'4)으로 삽입된 형태를 취하고, 상기 개구부 전극에는 일정한 직류집속 전압이인가 되어지게 하며, 원통형 전극에는 전자빔의 편향량에 따라 포물선 형태를 가지는 교류전원의 다이나믹 집속전압을 중첩시켜 인가시키는 구성을 특징으로 하는 것으로서, 이를 첨부도면에 의해 상세히 설명하면 다음과 같다.
즉 도면 제 2 도에서와 같이 본 발명의 구체적인 전극구성은 수평일직선상에 배열된 3개의 캐소우드(K1)(K2)(K3) 각각 내부에 히터(H1)(H2)(H3)를 수용하고 있으며, 여기에 순차적으로 제 1 그리드 전극(G1)과 제 2 그리드 전극(G2) 및 다단 2극자 렌즈계와 주집속 렌즈계로 되는 집속렌즈 전극계에 이어져 구성된다.
상기의 다단 2극자 렌즈계는 전극의 평면부분인 상면과 하면에 직사각형의 개구부(Ha1)(Ha2)(Hb1)(Hb2)를 형성한 개구부 전극(G'3)과, 상기 개구부 전극과의 바깥면에 공경이 없는 단순히 원통형전극(G'5)을 형성하여 개구부 전극(G'3)이 원통형전극(G'4)에 삽입되게 구성하며, 도면 제 4 도의 평면도에서와 같이 상기 개구부전극(G'3)의 상면 개구부(Ha1)(Ha2)와 하면 개구부(Hb1)(Hb2)는 상, 하 대칭으로 서로 동일하게 형성하며, 다단 2극자 렌즈를 구성하는 전극 평면부의 가로길이(h0)에 대하여 가로길이(I0)를 0.7h0-0.8h0로 하고, 세로길이는 가로 길이(I0)보다 더 작게 형성하며, 삽입된 개구부 전극(G'3)과 원통형 전극(G'4)간의 상수평판(P)에서의 거리(d)와 하수평판(P')에서의 거리(d')는 일정하게 형성하여 구성한다.
상기에서의 다단 2극자 렌즈계는 도면 제 5 도 (b)에서와 같이 원통형 전극(G'4)의 수평판(P)(P')에 전극부재(m1)(m2)(n1)(n2)를 부착하여 개구부 전극(G'3)의 상면 개구부(Ha1)(Ha2) 및 하면 개구부(Hb1)(Hb2)에 상기 전극부재(m1)(m2)(n1)(n2)를 사용하여 개구부 안쪽면(f)까지 함몰시킨 형태로도 구성 가능하게 된다.
한편 도면 제 3 도는 본 발명의 다른 실시상태를 나타내는 것으로서 제 2 그리드 전극과 포커스 개구부 전극(G'3)사이에 2개의 보조전극(G''', G2')을 삽입시켜 전단 집속렌즈 전그계(L)를 형성한 형태이며, 이 전달 집속렌즈 전극계(L)는 제 2 그리드 전극(G2)과 원원형 전극(G'3)사이에서 이루어지게 된다.
이와같이 되는 본 발명은 그 작용 및 효과가 다음과 같다.
본 발명의 전자초에서는 도면 제 6 도에서와 같이 개구부 전극(G'3)에 직류전원에 의하여 일정한 집속전압(Vf)이 주어지며 원통형 전극(G'4)에는 상기 집속전압(Vf)에 전자빔의 평향량에 따라 변화하는 교류전압(Vd)을 중첩시킨 다이나믹 집속전압(Vf+Vd ; Dynamic Focus Voltage Vd')이 인가되고, 이때 다이나믹 집속전압(Vd')은 편향요크의 편향전류 파형과 편향전류가 0일때 전자빔은 화면의 중앙부에 위치하고 전자빔의 위치가 중앙에서부터 편향량의 증가에 따라서 원통형 전극(G'4)에 일정한 집속전압(Vf)보다 크게 된다.
편향량이 증가하면 다이나믹 집속전압(Vd')이 상승되면서 개구부 전극(G'3)과 원통형 전극(G'4)사이에 증가된 만큼의 전위차가 발생하여 양전극간에는 각 전자빔에 대해서 제 6 도에 도시된 바와같이 두개의 2극자렌즈를 생성된다.
여기서 관축방향(X-X')으로 통과하는 전자빔은 수직방향으로 발산작용을 두 번받게 되며 그 결과 도면 제 7 도에 나타나 있는 바와같이 종장형으로 형성되어 수직방향과 수평방향의 촛점길이가 달라지게 된다.
도면 제 5 도 (b)는 전극부재(m1)(m2)(n1)(n2)를 사용하여 개구부 전극(G'3)에 함몰시키므로써 다만 2극자 렌즈작용을 좀더 강하게 만든 구조로써 전극부재를 사용한 것만을 제외하면 그 작용효과는 동일하다.
또한 편향량에 따라 점차로 증가하는 다이나믹 전압(V'd)이 원통형 전극(G'4)에 인가되면 제 2 가속 전극(G5)과 대면하고 있는 원통형 전극(G'4)사이에 작용하는 주집속렌즈의 작용이 편향량에 따라 달라지게 되며 이는 제 2 가속전극(G5)에 인가되는 전압(V'd)이 주정렌즈에 의해서 집속된 전자빔은 항상 일정하게 화면상에 형성될 수 있게된다.
즉 도면 제 8 도에서와 같이 편향량의 증가에 따라 횡장형으로 찌그러지는 것을 미리 다단 2극자 렌즈를 사용하여 미리 보상함으로써 화면의 주변부에서도 거의 원형인 빔형상을 얻을 수 있고, 또한 종래의 전자총에서 발생하는 전자빔 촛점궤적과 칼라음극선관의 화면까지의 거리가 화면 주변부로 갈수록 커지는 현상을 개구부전극(G'3)에서 동시에 인가되는 원통형 전극(G'4)의 편향량에 따른 다이나믹전압(Vd')에 의하여 주집속렌즈의 렌즈작용을 약화시켜 주집속렌즈의 촛점을 화면에 일치시켜 코어(Core)부분을 둘러싸는 전자밀도가 낮은 할로(Halo)부분을 대폭 줄이게 되며, 상기한 다단 2극자 렌즈의 작용과 주렌즈의 두께 조절이 동시에 발생하므로 화면 전체에서 전자빔의 균일성도 갖게 된다.
따라서 본 발명에 의한 칼라음극선관용 전자총에 의하면 화면의 중앙부는 물론 주변부까지 거의 원형으로 되며, 빔스포트(Beam Spot)의 전자밀도가 높은 거의 코어(Core)부분만으로 되기 때문에 본 발명에 의한 전자총을 채용한 브라운관은 화면의 중앙부는 물론 주변부까지 고해상도를 얻을 수 있게 되는 유용함이 있다.

Claims (3)

  1. 화면방향(X-X')으로 순차배치되는 캐소우드(K1)(K2)(K3)와 전자빔 형성전극계(삼극부), 집속렌즈 전극계등을 구비한 칼라음극선관용 전자총에 있어서, 상기 집속렌즈전극계는 다단 2극자렌즈 전극계와 주집속렌즈계로 되고, 그 다단 2극자렌즈 전극계는 직사각형의 상면 개구부(Ha1)(Ha2)와 하면 개구부(Hb1)(Hb2)를 형성하여 직류접속전압(Vf)을 인가하게 한 개구부 전극(G'3)과, 개구부 전극(G'3)과의 대면에 공경이 없는 원통형 수평판(P)(P')을 형성하여 교류전원의 다이나믹 집속전압(Vd')을 인가하게 한 원통형 전극(G'4)으로 되게 하여 상기 개구부전극(G'3)이 원통형 전극(G'4)의 수평판(P)(P')으로 일정한 거리(d)(d')를 유지하면서 삽입되게 구성한 것을 특징으로 하는 칼라음극선관용 전자총의 다이나믹 포커스 전극계 구조.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 개구부 전극(G'3)의 상면 개구부(Ha1)(Ha2)와 하면 개구부(Hb1)(Hb2)는 평면부분의 가로길이(h0)에 대해 관축수직방향(Y-Y')으로 0.7n0∼0.8h0가 되는 개구 가로길이(I0)와 관축에 수직한 방향(X-X')으로 상기 개구 가로길이 보다 작은 개부 세로길이(S0)를 갖는 개구부로 되면서 상, 하 수평판(P)(P')동일한 간격을 유지하도록 배치된 것을 특징으로 하는 칼라음극선관용 전자총의 다이나믹 포커스 전극계 구조.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 원통형전극(G'4)의 상, 하 수평판(P)(P')에 전극부재(m1)(m2)(n1)(n2)를 부착하여 개구부 전극(G'3)의 상, 하 개구부(Ha1)(Ha2)(Hb1)(Hb2)에 삽입되게 구성하는 것을 특징으로 하는 칼라음극선관용 전자총의 다이나믹 포커스 전극계 구조.
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