KR970008566B1 - 칼라 음극선관용 전자총의 제2그리드 - Google Patents

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Abstract

없음.

Description

칼라 음극선관용 전자총의 제2그리드
제 1 도는 일반적인 칼라음극선관을 나타낸 종단면도.
제 2 도는 제 1 도에 적용되는 전자총의 측면도.
제 3 도는 종래 제 1 그리드의 일 실시예를 나타낸 정면도 및 단면도.
제 4 도는 종래 제 2 그리드의 일 실시예를 나타낸 정면도 및 단면도.
제 5 도는 종래 제 1 그리드의 다른 실시예를 나타낸 정면도 및 단면도.
제 6 도는 (가),(나)는 종래 제 1,2 그리드의 다른 실시예를 나타낸 정면도 및 단면도.
제 7 도는 본 발명의 일 실시예를 나타낸 정면도 및 단면도.
제 8 도는 본 발명의 다른 실시예를 나타낸 정면도 및 단면도.
제 9 도는 본 발명의 또 다른 실시예를 나타낸 정면도 및 단면도.
제 10 도는 본 발명의 전자 광학적 개념을 설명하기 위한 사시도.
제 11 도는 본 발명 전자총의 빔 포커싱 부분(BFR)에서의 전자빔의 궤적을 나타낸 그래프로서,
(가)는 수평방향을 나타낸 그래프.
(나)는 수직방향을 나타낸 그래프.
제 12 도는 시뮬레이션상 주렌즈 입사전의 빔 사이즈를 나타낸 그래프.
제 13 도는 시뮬레이션상 스크린에서의 스폿 사이즈를 나타낸 그래프.
제 14 도는 주렌즈 입사전 빔 사이즈(계산치) 및 스크린에서의 스폿 사이즈(실측치)를 나타낸 그래프.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : 캐소우드11 : 제 1 그리드
12 : 제 2 그리드12a,12b,12c : 판상 전극
13 : 다수개의 전극14 : 비드 그라스
15 : 전자빔 통과공20a,20b : 수평 슬릿
본 발명은 칼라 음극선관용 전자총에서 캐소드(Cathode)면에 모여 있는 열전자를 잡아 당기는 역할을 하는 제 2 그리드에 관한 것으로서, 좀더 구체적으로는 고전류의 전자빔을 이용하는 대형 브라운관의 해상도 개선에 적합하도록 한 것이다.
일반적으로 칼라음극선관은 제 1 도에 도시된 바와 같이 판넬(panel)(1)에 네크부(2)가 일체로 형성된 펀넬(funnel)(3)이 그라스로 열융착되어 있고 네크부에는 R. G. B 3개의 전자빔(4)을 발사시키기 위한 전자총(5)이 봉입되어 있으며 상기 판넬(1)의 내측면에는 전자총에서 발사된 전자빔이 충돌함에 따라 3색으로 발광하는 형광막(6)이 도포되어 있다.
그리고 형광막(6)의 근접부에는 상기 형광막과 일정간격을 유지하도록 공극 형상 또는 원형상의 가는 구멍이 무수히 뚫린 섀도우마스크(7)가 지지프레임(8)과 레이저용접으로 고정되어 있고 네크부의 외주연에는 전자총에서 발사되는 전자빔을 편향시키는 편향요크(9)가 고정되어 있다.
첨부도면 제 2 도는 형광면에 전자빔을 발사시키는 전자총의 측면도를 나타낸 것으로서, 그 구성은 내부에 장착되는 히터(도시는 생략함)에 의해 가열되어 입력되는 R. G. B의 전기신호에 따라 열전자를 방출시키는 3개의 캐소우드(10)와, 상기 캐소우드의 일측(형광면측)으로 위치되어 캐소우드에서 방출되는 전자빔을 제어하는 제 1 그리드(11)와, 상기 제 1 그리드의 일측으로 위치되어 캐소우드면에 모여 있는 열전자를 잡아 당겨내어 가속시키는 제 2 그리드(12)와, 상기 제 2 그리드의 일측으로 연이어지게 위치되어 입사되는 전자빔을 가속 및 가늘게 집속시키도록 다수개의 전극(13)으로 구성된 주정전 집속렌즈(Main Focusing Lens)가 인 라인(In-Line)으로 배열되어 봉상의 전기 절연물인 비드 그라스(14)로 일체화되어 있다.
상기한 각 전극에는 전자빔의 진행방향에 수직인면의 인 라인방향으로 3개의 전자빔 통과공(15)의 천공되어 있는데, 상기 3개의 전자빔 통과공들은 각각 전극의 동일 평면상에 형성된다.
특히 상기 전극중 삼극(Triode) 전극이라 부르는 제 1 그리드(11) 및 제 2 그리드(12)는 제 3 도 및 제 4 도에 도시한 바와 같이 판상의 전극형태로 되어 수평방향으로 나란히 전자빔이 통과되는 3개의 전자빔 통과공(15)이 원형으로 천공된다.
상기한 바와 같은 전자총을 사용하는 칼라음극선관은 최근들어 점차 대형화되므로 인해 광각의 편향각을 요구하게 됨에 따라 화면의 해상도가 매우 중요시 되고 있다.
화면의 해상도를 향상시키기 위한 방법으로는 3가지 방법이 제시되고 있다.
그중 첫째 방법은 주정전 집속렌즈를 실효 대구경화하여 구면수차의 영향을 줄이는 방법이고, 둘째 방법은 다이나믹 4중극자(Dynamic Quadrupole) 렌즈를 사용하여 화면주변부에서의 편향 촛점이탈(Deflection Defocusing) 및 비점수차(Astigmatism)를 제거하는 방법이고, 셋째 방법은 삼극 전극인 제 1,2 그리드의 적정설계를 통한 화면주변부에서의 편향 수차발생을 억제하는 방법이다.
제 3 도 및 제 4 도와 같은 종래의 삼극 전극이 적용된 인 라인형 전자총은 셀프-컨버젼스(Self-Convergence) 자계로 인해 화면주변부에서 편향 자계의 수차영향을 심하게 받게되어 전자빔이 찌그러지게 된다.
이에 따라 수평면에서는 전자빔이 양호한 상태로 편향하지만, 수평면상의 전자빔으로부터 수직방향으로 떨어져 있는 성분들은 매우 오버 포커싱(Over Focusing)된 채로 편향되므로 이들은 주정전 집속렌즈의 구면 수차영향으로 인해 찌그러진 채수직으로 편향하게 된다.
이와 같은 셀프-컨버젼스자계의 4극성분에 의한 전자빔의 찌그러짐으로 해상도가 저하되는 것을 방지하기 위해 비대칭 삼극 설계방법이 몇가지 제안된 바 있다.
첨부도면 제 5 도는 미국 특허 제4,242,613호/미국 특허 제4,358,703호/미국 특허 제4,629,933호 및 일본 특허공고 평4-33099호/일본 특허공개 평5-258682호 등으로 알려진 기술이다.
상기 기술의 구성은 제 1 그리드(11)의 각 전자빔 통과공(15) 중 캐소우드 방향으로는 수직 슬릿(16)을 형성하고 제 2 그리드(12) 방향으로는 수평 슬릿(17)을 형성하여 전자빔이 삼극 전극을 통과할 때 전자빔의 수평 및 수직방향의 크로스-오버(Cross-Over)점 위치가 다르게 형성도록 한다.
즉, 수평방향보다 수직방향의 크로스-오버점의 위치를 주정전 집속렌즈측에 가깝게 형성하여 상기 주정전 집속렌즈를 통과한 전자빔이 종장형으로 방출되도록 하므로서 편향자계에 의한 전자빔의 찌그러짐을 미리 보상하도록 한 것이다.
그러나 이러한 구조의 삼극 전극은 전자빔의 양이 증가할 때(즉, 빔전류가 증가할 때) 수평 및 수직방향의 크로스-오버점의 위치비가 변하게 되므로 전자빔의 찌그러짐을 미리 보상하지 못하게 될 뿐만 아니라 제 1 그리드(11)의 전자빔 통과공 주변 두께가 매우 얇아야만 하기 때문에(보통 약 0.1mm 이하) 전자빔 통과공의 양측면으로 수직 및 수평 슬릿을 형성한다는 것은 부품가공에 있어서도 매우 불리하게 된다.
또한 제 6 도에 도시한 기술은 미국 특허 제4,558,253호에 의해 알려진 기술이다.
상기 기술은 (가)와 같은 제 1 그리드(11)에 수직 슬릿(18)을 천공하고 제 2 그리드(12)에는 (나)와 같이 수평 슬릿(19)을 천공하여 제 5 도와 동일한 역할을 하도록 구성되어 있다.
즉, 수직방향의 크로스-오버점위치를 수평방향보다 주정전 집속렌즈측에 가깝에 형성하여 전술한 기술과 동일한 효과를 얻을 수 있도록 하였다.
그러나 이러한 기술 또한, 제 5 도의 기술과 마찬가지로 빔전류의 증가시 전술한 효과를 기대할 수 없게 되었음은 물론 수평 및 수직 슬릿이 형성된 제 1,2 그리드를 다른 전극들과 조립할 때 각 전극에 형성된 전자빔 통과공의 중심을 동일축으로 얼라인(Alignment)시키기가 어렵게 되었고, 이에 따라 전자빔은 코마(Coma)라는 수차를 발생시키게 되었으므로 해상도가 열화되었다.
본 발명은 종래의 이와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로 제 2 그리드의 두께를 변화시켜 전자빔의 발산각을 줄임과 동시에 제 2 그리드의 양면으로 수평 슬릿을 형성하여 4중극자 효과를 꾀하므로서 편향수차에 의해 화면주변부에서 전자빔이 찌그러지는 것을 보상할 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 형태에 따르면 히터에 의해 가열되어 열전자를 방출시키는 3개의 캐소우드와, 상기 캐소우드의 일측으로 위치되어 방출되는 전자빔을 제어하는 제 1 그리드와, 상기 제 1 그리드의 일측으로 위치되어 캐소우드면에 모여 있는 열전자를 잡아 당겨 가속시키는 제 2 그리드와, 상기 제 2 그리드의 일측으로 연이어지게 위치되어 입사되는 전자빔을 가속 및 집속시키는 다수개의 전극과, 상기 각 전극을 일정간격으로 고정시키는 비드 그라스로 구성된 전자총에 있어서, 제 2 그리드의 전자빔 통과공 주변의 양면에 회전 비대칭부를 형성하여서 된 칼라 음극선관용 전자총의 제2그리드가 제공된다.
이하, 본 발명을 일 실시예로 도시한 첨부된 도면 제 7 도 내지 제 14 도를 참고로 하여 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.
첨부도면 제 7 도는 본 발명의 일 실시예를 나타내는 정면도 및 단면도이고, 제 10 도는 본 발명의 전자 광학적 개념을 설명하기 위한 사시도로서, 본 발명은 삼극 전극을 구성하는 제 2 그리드(12)의 전자빔 통과공(15) 주변의 양면으로 회전 비대칭부가 형성되어 있다.
상기 회전 비대칭부는 제 1 그리드(11) 방향과, 주정전 집속렌즈방향으로 각각 수평 슬릿(20a)(20b)이 형성되도록 구성한다.
이러한 수평 슬릿(20a)(20b)은 제 2 그리드(12)에 전자빔 통과공(15)을 형성할 때 동시 가공하므로서 형성할 수 있게 된다.
첨부도면 제 8 도는 본 발명의 다른 실시예를 나타낸 정면도 및 단면도이고, 제 9 도는 본 발명의 또 다른 실시예를 나타낸 정면도 및 단면도로서, 각 구성요소의 설계치 및 형상은 일 실시예로 도시한 제 7 도와 동일하다.
단, 부품 가공성을 향상시키기 위해 제 2 그리드(12)를 제 8 도와 같이 2개의 판상 전극(12a)(12b)으로 분리하여 각각 가공하거나, 제 9 도와 같이 3개의 판상 전극(12a)(12b)(12c)으로 분리하여 각각 가공한 다음 용접하도록 한 것이다.
제 8 도와 같은 경우는 주정전 집속렌즈측과 대향하는 수평 슬릿(20a)이 별도의 판상 전극(12a)에 형성되도록 판상 전극(12b)과 분리하여 구성한 것이고, 제 9 도와 같은 경우에는 주정전 집속렌즈측과 대향되는 수평 슬릿(20a)과 제 1 그리드(11)측과 대향되는 수평 슬릿(20b)이 별도의 판상 전극(12a)(12c)에 형성되도록 판상 전극(12b)과 분리하여 구성한 것이다.
전자총의 삼극 전극을 구성하는 제 2 그리드의 구체적인 설계치는 다음과 같다.
전자빔 통과공(b)=0.67mm, 수평 슬릿의 가로폭(w)=1.4mm, 수평 슬릿의 세로폭(h)=0.85mm, T=0.4mm, t1=0.1mm, t2=0.1mm, t3=0.3mm, t4=0.2mm
이와 같이 구성된 본 발명의 작용, 효과를 설명하면 다음과 같다.
제 10 도에 도시한 바와 같이 본 발명의 전자총은 제 2 그리드(12)의 전자빔 통과공(15) 주변의 양측으로 형성된 회전 비대칭부인 수평 슬릿(12a)(12b)으로 인해 4중극자(Quadruple) 정전렌즈가 생기게 되는데, 상기 4중극자 정전렌즈는 전자빔(4)의 수평 및 수직방향의 발산각을 다르게 한다.
즉, 수평방향의 발산각보다 수직방향의 발산각이 더욱 감소되어 "E"와 같은 단면을 갖는 전자빔을 발생시키게 된다.
이러한 형태의 전자빔은 주정전 집속렌즈를 통과하고 난 후에는 이러한 대상점에 대응하는 상, 즉 수직방향의 전자빔성분들이 언더 포커싱되어 전자빔 스폿이 스크린상의 중심부분(편향요크의 편향자계영향이 없는 부분)에서 수직 타원형태로 나오게 되므로 편향요크에 의해 화면의 주변부로 편향될 때 편향자계의 4극 성분으로 인해 수직방향으로 전자빔이 찌그러짐(편향수차의 영향)을 상쇄시키므로서 화면 주변부에서의 해상도 저하를 방지하게 된다.
본 발명의 제 2 그리드는 수평 및 수직방향으로 크로스-오버점의 위치를 동일하게 하면서 전자빔의 발산각만이 달라지도록 설계하였으므로 전자빔의 전류가 증가하여도 특성치의 변화가 거의 없게 된다.
첨부도면 제 11 도는 본 전자총의 빔 포커싱 부분(Beam Forming Region : BFR)에서의 전자빔의 궤적을 나타낸 그래프로서, 상기 그래프를 보면 알 수 있듯이 수평, 수직방향의 크로스-오버점의 위치는 변동이 없으며, 발산각만이 변화되었음을 알 수 있게 된다.
첨부된 (표 1)은 스크린상에서의 전자빔 스폿의 종횡비를 빔전류의 각 레벨에서 계산한 결과인데, 역시 본 발명이 적용된 전자총의 빔스폿 종횡비가 큼을 알 수 있다.
또한 제 12 도 내지 제 14 도는 주정전 집속렌즈 입사전의 빔스폿 사이즈의 실측치를 종래와 비교하여 나타낸 그래프인데, 본 발명은 제 2 그리드를 통과한 빔사이즈가수평방향보다 수직방향이 작아짐을 알 수 있으며, 실제로 측정시 화면의 주변부에 있어서 수직방향의 편향수차를 작게 받음으로 인해 수평, 수직방향의 차이가 작음을 알 수 있게 된다.

Claims (5)

  1. 히터에 의해 가열되어 열전자를 방출시키는 3개의 캐소우드(10)와, 상기 캐소우드의 일측으로 위치되어 방출되는 전자빔을 제어하는 제 1 그리드(11)와, 상기 제 1 그리드의 일측으로 위치되어 캐소우드면에 모여 있는 열전자를 잡아 당겨 가속시키는 제 2 그리드(12)와, 상기 제 2 그리드(12)의 일측으로 연이어지게 위치되어 입사되는 전자빔을 가속 및 집속시키는 다수개의 전극(13)과, 상기 각 전극을 일정간격으로 고정시키는 비드 그라스(14)로 구성된 전자총에 있어서, 제 2 그리드(12)의 전자빔 통과공(15) 주변의 양면에 회전 비대칭부를 형성하여서 된 칼라 음극선관용 전자총의 제 2 그리드.
  2. 제 1 항에 있어서, 회전 비대칭부가 슬릿으로 된 칼라음극선관용 전자총의 제 2 그리드.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 회전 비대칭부가 수평 슬릿(20a)(20b)으로 된 칼라 음극선관용 전자총의 제 2 그리드.
  4. 제 1 항에 있어서, 제 2 그리드(12)를 2개의 판상 전극(12a)(12b)으로 구성하여 일측 판상 전극(12b)의 전자빔 통과공(15) 주변에 수평 슬릿(20a)을 형성하고 다른 일측의 판상 전극(12a)에는 수평 슬릿(20b)을 천공하여서 된 칼라 음극선관용 전자총의 제 2 그리드.
  5. 제 1 항에 있어서, 제 2 그리드(12)를 3개의 판상 전극(12a)(12b)(12c)으로 구성하여 양측으로 위치되는 판상 전극(12a)(12c)에 수평 슬릿(20a)(20b)을 천공하고 가운데에 위치하는 판상 전극(12b)에는 전자빔 통과공(15)을 천공하여서 된 칼라 음극선관용 전자총의 제 2 그리드.
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