KR970003233B1

KR970003233B1 - 칼라 음극선관

Info

Publication number: KR970003233B1
Application number: KR1019880009384A
Authority: KR
Inventors: 요하네스 스틸 람베르트
Original assignee: 엔. 브이. 필립스 글로아이람펜파브리켄; 이반 밀러 레르너
Priority date: 1987-07-29
Filing date: 1988-07-26
Publication date: 1997-03-15
Also published as: GB2208564A; CN1013626B; JPS6441147A; CN1031778A; KR890002962A; US4940917A; GB8717984D0; DE3852978D1; EP0301648B1; JP2700664B2; DE3852978T2; EP0301648A3; EP0301648A2

Abstract

내용없음.

Description

칼라 음극 선관

제1도는 인-라인(In-Line) 전자총을 갖는 칼라 음극 선관의 단면도.

제2도는 제1도 음극 선관에 사용된 인-라인 평면상에 있는 전자총의 일실시예에 관한 단면도.

제3도 및 제4도는 외부구멍에 의해 전극의 피치가 바깥쪽으로 (제3도), 또는 안쪽으로 (제4도)

연장된 전극의 평면도.

제5도는 삽입핀 상의 전자총 전극의 개략적인 구성도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 유리 밀폐 용기 12 : 표시 윈도우

14 : 넥 16 : 전자총

22 : 표시 스크린 23 : 샤도우 마스크

27, 28, 29 : 음극 30, 36 : 그리드

본 발명은 인-라인(In-Line) 전자총을 갖는 칼라 음극 선관에 관한 것이다.

칼라 음극 선관의 전자총은 전파 경로가 일반적으로 수평인 한 평면 상에 놓이는 세개의 전자빔을 발생하도록 배열된다. 상기와 같은 전자총의 구조는, 각 빔에 대해 하나의 개별 전자총을 갖거나, 또는 다수개 공통전극이 있는 구조 즉 집적 전자총 구조를 갖도록 구성될 수 있다. 집적 전자총 구조는 보다 밀집하여 결과적으로 공간이 필요한 좁은 넥(necked) 및 미니-넥의 칼라 음극 선관에서 많이 사용된다. 칼라 음극 선관의 전자총을 설계하고 제조할때, 다양한 형태의 에러가 고려되어야 하고 상기 에러를 최소화하기 위하여 최적의 타협점이 결정되어야 한다. 특히 관심을 끄는 에러의 형태로는 코어 헤이즈 편심(Core haze eccentricity : CHE), 빔 변위(beam displacement : BD) 및 자유 낙하 에러(free fall error : FFE) 등이 있다. 코어 헤이즈 편심은 스크린 상의 올바른 스포트(Spot) 주위의 헤이즈(haze)가 스포트 중심에 대해 편심하여 위치했을때 발생한다. 빔 변위는 중앙 전자빔에 대한 외측 전자빔의 상대적인 위치에 따라서 발생한다. 자유 낙하 에러는 스크린에서 집중(convergence) 에러이다. FFE 에러는 궤도의 원하는 각도를 얻기 위한 전자총 3극관 부분의 전극 내의 중앙 구멍에 대해 외측 구멍의 피치(pitch)를 변경함으로써 정정될 수 있다. 그러나, 이것은 또한 CHE 및 BD 에러에 대해서도 영향을 미친다. CHE 에러는 집중 전자빔이 그들의 각 포커스(focus) 렌즈의 중심을 통과하는 것을 확실히 함으로써 감소시킬 수 있다. 이들 에러는 간단히 포커스 에러와 집중 에러의 두 부류로 그룹 지을 수 있다. 또한 특별한 방지책을 취하지 않으면, 한 형태의 에러 효과를 줄이기 위한 수단은 다른 형태의 에러를 악화시킨다.

영국 특허(제2031221 A호)는 포커스와 집중을 독립적으로 조절할 수 있는 인-라인 전자총 장치를 공포하였다. 공포된 전자총의 실시예에 있어서, 외측 전자빔의 집중은 전자총의 예비-포커싱부(prefocusing part)에서 일어나고 전자빔 포커스는 이중 전위(bi-potential) 전자 렌즈를 사용하여 수행된다. 상기 특허(제2031221 A호)의 제4도에서 도시된 집적 전자총의 실시예는 세개의 인-라인 음극, 제1그리드, 제2그리드, 예비-포커싱 그리드(prefocusing grid), 포커스 전극 및 가속 전극을 가지며, 모든 그리드와 전극들은 전자총의 중앙 세로축과 직교한다. 각 그리드와 전극은 세개의 인-라인 구멍을 가지며, 이것의 중앙 구멍은 상기 중앙 세로축과 동축적이다. 그러나 필요한 자유도를 얻기 위하여, 예비-포커싱 그리드, 포커스 전극 및 가속 전극의 각 외측 구멍은 크기가 서로 다를뿐만 아니라 피치, 즉 그것의 중심에서 중앙 세로축까지의 길이도 다르다. 따라서 두개의 그리드 및 전극 중 어느 것도 서로 같지 않다.

미합중국 특허(제4,612,474호)에서는 반사 대칭의 주 포커싱 전극과 가속 전극을 갖는 인-라인 집적 전자총을 공포하였다. 예비-포커싱 전극은 전자총의 3극관(또는 빔형상) 부분과 주 포커싱 렌즈 사이에 제공된다. 3극관 부분 전극의 외측 구멍은 각 축과 동축적이다. 예비-포커싱 전극의 외측 구멍축은 첫번째로 언급한 축에 대해 외측으로 변형된다. 마지막으로 주 렌즈 전극 내의 구멍축은 첫번째 언급된 축에 대해 안쪽으로 변형된다. 이 방법으로 축을 엇갈리게(옵셋팅)(offsetting)함으로써, 외측 전자빔은 예비-포커싱 렌즈에 의해 집중된다. 이러한 배열은 2개의 자유도 즉, 스포트 에러, 빔 변위 및 비대칭을 최적화하기 위한 예비접속 전극 내의 외측 구멍에 대한 편심과 각 축에 대한 엇갈림을 제공한다. 그러므로 타협이 이루어져야 한다.

고려하여야 할 또 다른 면은 전자총을 구비한 전극들의 조립에 관한 것이다. 일반적으로 세개의 평행 삽입핀을 갖는 지그(jig)가 이용된다. 각 핀은 서로 다른 단면의 복수 단부(段部)를 가지며, 각 단면에서 이 단부는 축 방향 내에서 일부 전극들의 상호 이격되게 하는 받침대로서 작용하고, 다른 전극의 상호 이격은 스페이서(spacer)에 의해 얻어진다. 하나 또는 그 이상의 전극의 외측 구멍축을 엇갈리게 하는 것은 특별히 이루어진 핀들을 필요로 한다. 이것은, 핀이 특별히 이루어져야 되고, 이는, 각 형태의 전자총이 그 자체의 지그를 필요로 하여 부가적인 원가를 구성하기 때문에 문제가 있다. 본 발명의 목적은 FFE, BD 및 CHE 에러 사이에서 타협해야만 하는 것을 피하기 위한 것이다.

본 발명에 따라, 전파 경로가 단일 평면을 구성하는 세개의 전자빔을 생성하기 위한 전자총 구조를 갖는 칼라 음극 선관이 제공되고, 상기의 총 구조는, 인-라인 배열된 중앙 및 두개의 음극과 각각이 음극을 통해 통과하는 각 축에 대해 대칭으로 배치된 중앙 및 두개의 외측 구멍을 갖는 제1 및 제2그리드 전극을 구성하는 3극관 부분과, 인-라인 배열된 중앙 및 외측 구멍을 갖는 제3의 전극으로서, 외측 구멍은 제1 및 제2그리드 전극의 외측 구멍을 통해 통과하는 각 축에 대해 편심되어 배치된, 제3의 전극과, 반사 대칭의 주 포커스 및 최종 가속 전극과 외측 전자빔의 빔 경로 내에서 비대칭 전계를 생성하기 위한 제3의 전극 및 상기 주 포커스 전극 사이에 배치된 수단을 포함한다.

본 발명은, 집중이 전자총의 예비-포커싱(prefocusing) 부분 내에서 결정되도록 또한 다른 비대칭인 것들이 상기 수단에 의하여 정정이 되어 외측 전자빔이 각 포커스 렌즈의 중심을 통과할 수 있도록, 전자총을 구성함으로써 반사 대칭의 렌즈 및 가속 그리드 성분을 갖는 전자총에서, FEE, BD 및 CHE 에러를 최적화하는 최소한 세개의 자유도가 얻어질 수 있다는 사실에 기초한다. 최소한 세개의 자유도를 제공할 수 있게 함으로써, 두개의 자유도만을 갖는 종래의 일부 전자총에서 필요했던 절충은 불필요하다.

본 발명의 실시예의 비대칭 전계발생 수단은 하나 또는 두개의 추가의 전극을 가질 수 있다. 두개의 추가 전극중 하나 또는 최소한 하나의 전극에서 외측 구멍은 전자빔 평면내에서 연장된다.

삽입핀상에 전자총 구조내의 전극들의 조립을 용이하게 하기 위해, 인-라인 평면을 교차 횡단하는 각 연장구멍의 주위의 최소한 한 부분이 제1 및 제2그리드 전극내의 외측 구멍을 통과하는 각 축과 동축적이다. 연장방향은 관련 추가 전극의 중앙 구멍을 향한 또는 이로부터 벗어나는 방향이다. 상기와 같은 방식으로 구멍을 연장시킴에 따라, 표준세트의 장착 핀이 여러 다른 형태의 전자총 조립에 사용될 수 있고, 이는 융통성 있는 소자의 적용뿐 아니라 비용 절감을 야기한다.

본 발명을 도면을 참조하여 실시예를 기초로 설명한다. 동일한 부분을 나타내기 위해 대응하는 도면부호가 사용되었다. 제1도는 넥(14)을 갖는 유리 밀폐용기(10), 표시 윈도우(12) 및 원추형 부분(13)을 포함하는 음극 선관의 단면도이다. 세개의 전자빔(18, 19, 20)을 발생하기 위해 넥(14) 부분 내에서 집적된 인-라인 전자총(16)이 제공된다. 이들 전자총의 축은 도면의 면인 한 평면상에 위치한다. 전자총(16)의 세로축은 밀폐용기의 주축(21)과 일치한다. 다수개의 3중 형광선을 포함하는 표시 스크린(22)은 표시 윈도우의 내측에 제공된다. 각 3중선은 녹색 발광 형광선, 청생 발광 형광선 및 적색 발광 형광선을 포함한다. 형광선은 도면의 면과 수직으로 연장된다. 형광선과 평행하고 이를 통해 전자빔(18, 19, 20)이 통과하는 다수개의 연장 구멍(24)을 갖는 샤도우 마스크(23)는 표시 스크린(22) 앞에 위치한다. 전자빔은 서로에 대해 작은 각도를 유지하면서 표시 스크린상에 집중되기 때문에, 각 빔은 연장 구멍을 통해 한 색상의 형광선에만 입사된다.

이제 제2도를 참조하면, 도시된 인-라인 집적 전자총(16)은 설명의 편의를 위하여, 전극이 접속되는 방법 때문에, 4중 전위 포커스 전자총으로 간주될 수 있다. 전자총(16)은 세개의 음극(27, 28, 29), 제1 및 제2그리드 전극(30, 36)으로 구성된 3극관을 포함한다. 그리드(30, 36)는 대체로 크기가 동일한 중앙 구멍과 외측 구멍을 갖는다. 제1 및 제2그리드에서 중앙 구멍은 주축(21)에 대해 대칭적이며, 제1 및 제2그리드에서의 외측 구멍은 그들의 각 축(32, 34)에 대해 대칭적이다. 중앙 구멍과 두개의 외측 구멍을 갖는 제3의 예비-포커싱 그리드(38)가 제공된다. 중앙 구멍은 축(21)과 동축적이고, 반면 외측 구멍은 축(32, 34)에 대해 편심되어 위치하여, 이를 통과하는 전자빔에 대한 대부분의 집중이 행해진다. 제4그리드 전극(40)은 제3그리드(38) 다음에 위치한다. 현재 서술된 예에 있어서, 이 그리드(40)는 주축(21)과 동축인 원형의 중앙 구멍(42)과 대칭축이 축(32, 34)과 동축적이 아닌 비대칭 외측 구멍(44)을 갖는다. 이 구멍(44)은 다른 원형 구멍을 인-라인 평면 방향에서 외측으로 (제3도) 또는 내측으로 (제4도) 연장시킴으로써 비대칭적으로 이루어진다. 두 경우에 있어서, 연장 구멍(44)은 중앙 구멍(42) 보다도 더 크다. 인-라인 평면을 교차 횡단하는 구멍(44)의 연장이 안된 주위부분은 그들의 축(32, 34)에 대해 각각 동축적이다.

제5전극(46)은 그들의 가장자리(rim)에서 서로 결합된 컵모양의 부재(部材)(46A, 46B)를 갖는다. 부재(46A)의 중앙 구멍(48) 및 외측 구멍(50)은 그들의 각 축(21, 32, 34)에 대해 동축적이다. 본 예에 있어서, 구멍(48, 50)은 전극(40) 내의 구멍(42)과 동일한 크기이다.

전극(40, 46A)은 외측 전자빔에 대해 비대칭적인 전계를 발생하기 위해 협동하며, 이 전계는 제1 및 제2전극(30, 36) 내의 구멍의 피치와 예비-포커싱 전극(38) 내의 외측 구멍의 편심에 의해이미 제공된 자유도와는 별도의 두개의 자유도를 제공한다. 이들 별도의 자유도는 스포트 에러, 빔교체 및 빔 비대칭 등을 중화시키기 위해 사용될 수 있다. 이들 특별 자유도는, 전극(40, 46A) 내에 있을때 구멍의 연장된 형태에 의해 얻어지는 피치를 변화시키고 전극(40, 46A)간에 상호 길이를 적절하게 조정함으로써 얻어진다. 설명의 편의상 구멍(44)을 확대했다. 그러나 본 발명의 도시되지 않은 다른 실시예에 있어서, 전극(46A) 내의 구멍(50)은 비대칭적이고 중앙 구멍보다 더 큰 반면에, 구멍(44)은 원형적으로 대칭이고 축(32, 34)에 대해 동축적이거나, 전극(40, 46A)의 외측 구멍(44, 50)은 비대칭적이고 각 중앙 구멍보다 크거나, 또는 비대칭적인 전계가 전극(40)이 생략된 단일의 전극 즉 전극(46A)에 의해 발생될 수도 있다.

컵모양으로 된 부재(46B)는 주 포커스 전극을 구성하고, 가속 전극(52)과 함께 전자빔을 최종적으로 포커스를 맞추는 렌즈 전계를 형성한다. 부재(46B)와 전극(52)은 반사대칭의 전극들이기 때문에, 이들 전극 중의 어느 하나에서의 결함으로 인한 전자빔에 야기된 결함은, 이들 전극의 다른 전극의 대응하는 결함에 의해 최소한 한 부분에서 보상된다. 각 전극(46B, 52)은 주위의 가장자리와 세개의 인-라인 배열 구멍이 제공되는 기초부분을 포함하는 "배쓰 탭(bath tab)" 전극으로 형성된다. 예컨대 본원에서 참조로서 병합된 유럽 특허출원 제0134059호에 공포된 바와 같이, 구멍은 다각형일 수 있다.

전극(36과 40, 38과 46)을 전기적으로 접속시킴으로써, 전자총은 0V를 전극(30)에 가하고, 500V를 전극(36, 40)에 가하고, 7750V(최종 양극 전압의 31%)를 전극(38, 46)에 가하고, 25KV를 가속 전극(52)에 가함으로써 4-전위 전자총으로서 동작될 수 있다.

제2도 및 제4도에 도시된 실시예에서, 각 전극간의 간격(S)은 다음과 같다.

S27.30=0.08mm

S30.36=0.405mm

S36.38=1.0mm

S38.40=1.0mm

S40.46=1.0mm

S46.52=0.9mm

전극의 축의 두께(또는 축의 길이)(d)는

d30=0.085mm

d36=0.30mm

d38=0.40mm

d40=0.80mm

d46=20.00mm

공칭 피치, 즉 중앙축(21)과 외측 축(32, 34) 사이의 거리는 4.86mm이다. 그러나 축(21)에 대한 제3그리드 전극(38) 내의 편심 구멍의 피치는 4.91mm이다. 그리드 전극(40) 내의 연장 구멍(44)인 경우, 피치는 연장구멍에 대칭의 축에 대해 측정되고, 이 예에 있어서의 피치값은 4.77mm이다. 구멍의 가장 밖의 표면은 축(32, 34)과 각각 일치하는 곡률의 중심을 갖는 원형이다.

전극(30, 36) 내에 있는 구멍의 직경은 0.6mm이며, 전극(38 및 46A) 내의 구멍 직경은 각각 1.15mm 및 3.0mm이다. 전극(40) 내의 구멍(42)의 경우, 직경이 3.0mm인 반면에 연장 구멍(44)은 중심 사이의 거리가 0.18mm인 직경 3.0mm인 두개의 겹쳐진 원에 의해 효과적으로 형성된다.

제5도는 지그(60)를 도시하고 이 위에 유리 로드(rod)(도시 않됨) 수단에 의해 서로 고정되기 전에 전극이 집적된 전자총을 구성한다. 지그(60)는 기본 부재(62)를 포함하고, 이 위에 세개의 직립(直立)한 삽입핀(64, 66, 68)이 제공된다. 각 핀(64, 66, 68)상에 형성된 계단부분은, 일부 그리드 및 전극이 접합부를 향하여 위치하고 이에 의해 그들의 상대적인 축의 위치를 확실하게 하고 반면 다른 것들은 스페이서(spacer)(72, 74 및 76)에 의해 서로 분리되게, 이루어진다. 또한 정확한 배열 상태를 얻기 위하여, 수평적인 또는 회전적인 어긋남 또는 이들 둘 모두가 전혀 없도록 하는 것이 필요하다. 이들의 발생 가능한 어긋남은, 핀(64, 66, 68) 상에 올바른 윤곽을 정확하게 맞춤으로써, 피할 수 있다. 그러나 이것은 각 지그가 특정 전자총에 관해서만 적합하고, 여러 전자총에 대해서는 알맞지 않다는 것을 의미한다. 이것은 본 발명에 따라 제작된 칼라 음극 선관의 전자총에 대해서는 필요하지 않다. 그 이유는 전극(40) 내의 구멍(44)을 그 주위의 최소한 한 부분이 각 축(32, 34)과 동축적이 되도록 연장함으로써, 요구되는 별도의 자유도를 얻기 위해 필요한 필수 변경과 전극에 요구되는 배열을 동시에 얻을 수 있기 때문이다. 이러한 유연성을 얻기 위하여, 외측 삽입핀(66, 68) 상의 해당 계단부분(70)은 상기의 숫자예에서 구멍(44)의 동축 부분의 공칭 직경 즉 3.0mm에 대응하는 직경을 갖는 원형이다. 따라서 구멍(44)이 제3도에 도시된 바와 같이 바깥쪽으로 연장되면, 내측 주변 부분이 핀(66, 68) 상의 계단부분(70)에 지탱되고, 구멍(44)이 제4도에 도시된 바와 같이 안쪽으로 연장되면, 외측 주변 부분이 핀(66, 68)상의 계단 부분(70)에 지탱된다. 어떤 경우이든 전극(40)의 수평 변화와 회전적인 변화는 방지된다.

Claims

형광 화면을 향하는 세개의 인라인 전자빔을 생성하기 위해, 형광 화면과 전자총을 갖는 밀폐 용기를 포함하는 칼라 음극 선관에 있어서, 상기 전자총은, a, 전자빔을 형성하기 위한 3극관으로, (1) 각 중앙, 제1 및 제2외측 인라인 축에 전자빔을 방사시키기 위하여 상기 각 축에 배열된 중앙, 제1 및 제2외측 음극의 순서와, (2) 방사된 전자를 전자빔으로 형성하기 위해, 상기 각 축에 대해 대칭적으로 배열된 중앙, 제1 및 제2외측 구멍을 각각이 갖는 제1 및 제2인접 전극의 순서로 음극과 전극을 포함하는 3극관과, b. 상기 각 축에 대해 배열된 중앙, 제1 및 제2외측 구멍을 갖는 예비 포커싱 전극 수단으로, 상기 제1 및 제2외측 구멍은 상기 화면에 가까운 전자빔의 집중에 영향을 주기 위해 상기 각 축에 대해 편심되어 배치된, 예비 포커싱 전극 수단과, c. 상기 각 축에 대해 배열된 중앙, 제1 및 제2외측 구멍을 갖는 전극을 포함하는 에러 정정 전극 수단으로, 상기 제1 및 제2외측 구멍은 상기 각 축에 대해 편심되어 배치되는 에러 정정 전극 수단과, d. 각 전자빔을 상기 화면에 초점을 맞추기 위한 중앙, 제1 및 제2외측 주 포커싱 필드 렌즈를 생성하기 위해 각각이 중앙, 제1 및 제2외측 구멍을 갖는 한쌍의 반사 대칭 전극을 포함하는 것을 특징으로 하는 칼라 음극 선관.
제1항에 있어서, 상기 에러 정정 전극 수단은, 각각이 각 축에 대해 배치된 중앙, 제1 및 제2외측 구멍을 갖는, 서로 떨어진 전극들을 포함하고, 상기 전극들 사이의 간격과, 외측 축 사이의 거리에 대한 상기 전극들 중 최소한 하나에서 외측 구멍들 사이의 거리는 빔 에러를 정정하도록 조정되는 것을 특징으로 하는 칼라 음극 선관.
제1항 또는 제2항에 있어서, 에러 정정 수단 전극의 각 외측 구멍들은 연장되고, 상기 축 중 각 하나에 대해 동축적이고 상기 축들이 놓이는 평면을 횡단하는 한 부분을 포함하는 것을 특징으로 하는 칼라 음극 선관.
제2항에 있어서, 에러 정정 전극들 중 하나는 반사 대칭 전극 중 하나와 기계적으로 접속되고, 3극관 부분의 제2전극은 에러 정정 전극 중 하나와 전기적으로 접속되고, 예비 포커싱 전극은 반사 대칭 전극 중 가장 인접한 하나에 전기적으로 접속되는 것을 특징으로 하는 칼라 음극 선관.
제1항에 있어서, 에러 정정 전극 수단에서의 외측 구멍은 연장되는 것을 특징으로 하는 칼라 음극 선관.
제5항에 있어서, 상기 연장된 구멍의 각각은 상기 축의 각 하나에 대해 동축적이고 상기 축이 놓이는 평면을 횡단하는 한 부분을 포함하는 것을 특징으로 하는 칼라 음극 선관.
제6항에 있어서, 상기 연장 구멍은 중앙 구멍에 대해 외측으로 연장된 것을 특징으로 하는 칼라 음극 선관.
제6항에 있어서, 상기 연장 구멍은 중앙 구멍에 대해 내측으로 연장된 것을 특징으로 하는 칼라 음극 선관.