KR100236105B1 - 칼라음극선관용 전자총 - Google Patents

Abstract

본 발명은 칼라음극선관용 전자총에 관한 것으로 주렌즈에 입사되기 전의 전자빔 형태를 횡장형으로 형성함에 의해 화면 전역에서의 전자빔 스폿 왜곡현상을 방지하여 해상도를 향상시킬 수 있게 한 것이다.

본 발명은, 열전자를 방사하는 복수개의 음극과, 상기 음극에서 일정거리 떨어져 배치되어 전자빔이 초점이 화면상에 맺히도록 하여 주는 다수의 전극들을 구비한 칼라음극선관용 전자총에 있어서, 상기 제 4 그리드 전극에 복수개의 사각형 전자빔 통과공을 형성하고 상기 전자빔 통과공의 수평방향 양측에 사각형상의 요홈부를 형성하여서 된 것이다.

Description

칼라음극선관용 전자총

본 발명은 칼라음극선관용 전자총에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 주렌즈에 입사되기 전의 전자빔 형태를 횡장형으로 형성함에 의해 화면 전영역에서의 전자빔 스폿 왜곡 현상을 방지하여 해상도를 향상시킬 수 있게 한 것이다.

일반적으로 칼라음극선관용 전자총은 도 1에 도시한 바와 같이, 히터(2)가 내장된 복수개의 음극(1)과, 상기 음극으로부터 방사되는 열전자를 전자빔으로 형성시키기 위해 전자빔 형성영역을 구성하는 제 1 그리드 전극(3) 및 제 2 그리드 전극(4)과, 상기 전자빔을 가늘게 집속하여 형성시키기 위해 주정전 집속렌즈를 구성하는 집속전극(7a)(7b), 가속 및 집속전극(8), 실드컵(9)등으로 구성되어 있다.

상기 각 전극들은 전자빔의 통과방향에 대해 수직을 이루도록 순차적으로 배열되어 있으며, 종류에 따라서는 전자빔의 집속효과를 강화하기 위해 전자빔 형성 영역을 구성하는 그리드 전극과 주정전 집속렌즈를 구성하는 전극사이에 전단 집속을 위한 제 3 그리드 전극(5)과 제 4 그리드 전극(6)을 추가하여 전자총을 구성하기도 한다.

상기와 같은 일반적인 칼라음극선관용 전자총에 있어서는 제 1 그리드 전극(3)과 제 2 그리드 전극(4)을 통하여 전자빔을 형성시키게 되고, 제 3 그리드 전극(5)과 제 4 그리드 전극(6) 및 집속전극(7a)에 인가되는 전압차이에 의해 형성되어지는 유니포텐셜 렌즈(Uni-Potential Lens) 형태의 전단 집속렌즈(11)(도 2참조)에서 전자빔(10)이 일차적으로 집속되며, 집속전극(7b)과 가속 및 집속전극(8)사이의 전압차에 의해 형성되는 바이포텐셜 형태의 주렌즈(12)를 지나면서 집속 및 가속되어 화면(13)상에 빔 스폿(Spot)을 형성하게 된다.

이때 전단 집속렌즈(11)의 집속정도는 도 1과 같이 제 3 그리드 전극(5)과 제 4 그리드 전극(6)사이의 간격(L1)과 제 4 그리드 전극의 두께(t), 그리고 제 4 그리드 전극(6)과 집속전극(7a)사이의 간격(L2)에 의해 결정된다.

그리고 제 1 그리드 전극(3)에서 가속 및 집속전극(8)에 이르기 까지 순차적으로 배열된 모든 전극에는 진원에 가까운 원형으로된 전자빔 통과공이 형성되어 있으며, 도 3은 전극중의 하나인 제 4 그리드 전극을 도시한 사시도로서 제 4 그리드 전극(6)에도 원형으로된 3개의 전자빔 통과공(6a)이 형성되어 있다.

제 2 가속 및 집속전극을 통과한 전자빔은 편향요크(도시는 생략함)의 편향자기장에 의해 편향하면서 화면 전체에걸쳐 주사되어 화상을 재현하게 된다.

이때 복수개의 전자빔을 화면상 한지점에 집중시키기 위해 전자총에서는 전자빔을 수평 인라인(In-Line)으로 방출시키게 되고 편향요크에서 상기 자기장을 비균일 자계로 하기 위해 셀프 컨버전스(Self Convergence) 방식의 편향요크를 채택하고 있다.

상기와 같은 비균일 자계는 핀쿠션(Pincushion) 자계와 바렐(Barrel)자계로 나누어지는데, 전자빔의 편향시 바렐자계에 의한 전자빔의 찌그러짐은 약하나 핀쿠션 자계에 의한 찌그러짐은 전자빔의 각 부분에서 다르게 나타나기 때문에 상,하에서는 전자빔을 압축하고 좌,우에서는 전자빔을 인장하는 4극자 성분으로 작용하게 된다.

따라서 도 4와 같이 편향영역을 지나면서 전자빔은 전자빔 밀도가 높은 횡장형의 코어부(14)와 전자빔 밀도가 낮은 희미한 할로(Halo)(15)를 형성하게 되며, 화면 주변부로 갈수록 비균일 자계의 세기가 세어지기 때문에 상기와 같은 전자빔 스폿의 횡장화 현상은 더욱 현저하게나타나 화면의 해상도를 크게 저하시키는 원인이 된다.

한편, 상기와 같은 화면의 해상도 저하는 주렌즈에 입사되기 전의 전자빔을 횡장형으로 형성하는 수단에 의해 개선할 수 있다.

예를 들어 도 5와 같이 제 2 그리드 전극(4)의 양면중 제 3 그리드 전극(5)과 대향하는 면의 전자빔 통과공(16) 주위에 전극(5)과 대향하는 면의 전자빔 통과공(16)주위에 직사각형의 함몰부(17)(슬롯이라고도 함)를 형성하여 전자빔을 횡장화시키는 방법이 있으나, 이와 같은 방법은 전극의 가공성이 나쁘고 스트레이 에미션(Stray Emission)이나 컷오프 특성 등의 문제로 충분한 효과를 거두기가 어려웠다.

본 발명의 목적은 보다 간단한 구조에 의해 화면 주변부 및 중앙부의 전자빔 특성을 양호하게 하고 전자빔 스폿의 균일성을 얻을 수 있는 칼라음극선관용 전자총에 관한 것이다.

상기와 같은 본 발명의 목적에 따라 전단 집속렌즈를 구성하는 제 4 그리드 전극에 복수개의 전자빔 통과공을 형성하고 각 전자빔 통과공의 상,하 중심부의 양측에 요홈부를 형성한 칼라 음극선관용 전자총이 제공된다.

도 1은 일반적인 칼라음극선관용 전자총의 구성도

도 2는 전자총에 의해 전자빔이 형성되는 상태를 나타낸 광학 모식도

도 3은 종래 전자총에 적용된 제 4 그리드 전극의 사시도

도 4는 핀쿠션 자계에 의해 전자빔이 왜곡된 상태를 나타낸 전자빔 스폿 형성도

도 5는 종래 전자총에 적용된 제 2 그리드 전극의 일예를 나타낸 정면도

도 6은 본 발명에 적용되는 제 4 그리드 전극의 사시도

도 7은 본 발명에 적용되는 제 4 그리드 전극의 전자빔 통과공 형상도

도 8은 본 발명에 따른 전자빔 스폿 형성도

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

6 : 제 4 그리드 전극20: 전자빔 통과공

20a: 요홈부

본 발명에 따른 전자총의 기본적인 구성은 도 1과 같이 복수개의 음극(1)과 상기 음극으로부터 일정거리 떨어져 순차적으로 배열된 제 1 그리드 전극(3), 제 2 그리드 전극(4), 제 3 그리드 전극(5), 제 4 그리드 전극(6), 집속전극(7a)(7b), 가속 및 집속전극(8)으로 구성되어 있다.

제 4 그리드 전극(6)에는 도 6과 같이 복수개의 전자빔 통과공(20)이 형성되어 있고, 상기 전자빔 통과공의 상,하중심부분 양측에는 요홈부(20a)가 형성되어 있다.

도 7에 도시한 바와 같이 전자빔 통과공(20)은 정사각형으로 형성되어 있고, 한변의 길이(A)는 종래 원형 전자빔 통과공의 지름(4.0 ∼ 4.4mm)과 같다.

또한, 전자빔 통과공 양측의 요홈부(20a) 역시 사각형상으로 형성되어 전자빔 통과공과 서로 통하여져 있으며, 상기 사각형 요홈부(20a)의 수평방향길이(B)는 전극의 제작 및 전자빔의 집속 특성상 0.5 ∼ 0.7mm로 되어 있고 수평방향 길이(C)는 0.5 ∼ 2.0mm로 되어 있다.

상기와 같이된 본 발명의 전자총은 제 4 그리드 전극(6)의 전자빔 통과공(20)이 사각형상으로 되고 그 양측에 역시 사각형태의 요홈부(20a)가 형성되어 있기 때문에 정사각 전자빔 통과공이 수직 방향보다 수평방향이 길게 되며, 따라서 전자렌즈의 집속작용이 수평방향으로는 약하게 작용하고 수직방향으로는 강하게 작용하여 주렌즈에 입사되기 전의 전자빔은 횡장형으로 형성된다.

즉, 전단렌즈의 수직방향 집속력이 수평방향 집속력보다 강하게 되므로 주렌즈에 입삭되기 전의 전자빔 경이 작아져 횡장형의 전자빔을 얻을 수 있게 되는 것이다.

상기와 같이 주렌즈에 입사되기 전의 전자빔이 횡장형으로 되면 편향영역에서의 편향수차가 최소화되어 화면 주변부에서도 할로현상이 나타나지 않게 된다.

또한 제 4 그리드 전극(6)에 형성된 요홈부(20)의 수평길이(B)를 길게하면 할수록 더욱더 횡장화된 전자빔을 얻을 수 있지만 각 전자빔 통과공(20)사이의 길이가 1.2 ∼ 1.7mm로 제작되므로 요홈부의 수평길이를 0.5 ∼ 0.7mm로 구성해야 전극의 제작이 용이하면서도 최대한 횡장화된 전자빔을 얻을 수 있다.

그리고 상기 요홈부(20a)의 수직길이(C)는 전단렌즈의 수평 및 수직방향 집속정도에 영향을 미치게 되는데, 실험결과 0.5 ∼ 2.0mm로 구성하였을 때 만족할만한 결과를 얻을 수 있었다.

도 8은 본 발명 전자총이 적용된 칼라음극선관의 화면에 나타낸 전자빔 스폿의 형상도로서, 화면의 중앙부에서는 약간의 종장형 전자빔 스폿(20)이 형성되는 반면 화면 주변부에서는 할로가 없는 전자빔 스폿(21)이 형성되어 전체적으로 화면 전영역에서의 해상도가 향상됨을 알 수 있다.

본 발명은 제 4 그리드 전극에 사각형의 전자빔 통과공과 요홈부를 형성함에 의해 주렌즈에 입사되게 전의 전자빔을 횡장화시켜 화면의 중앙부는 물론 주변부까지 전자빔의 밀도가 높은 코어부분이 형성되기 때문에 고해상도를 얻을 수 있게 된다.

Claims (1)

1. 열전자를 방사하는 복수개의 음극과,

   상기 음극에서 일정거리 떨어져 배치되어 전자빔이 촛점이 화면상에 맺히도록 하여 주는 다수의 전극들인 제 1 내지 제 4 그리드 전극과 집속전극과 집속 및 가속전극을 구비한 칼라음극선관용 전자총에 있어서,

   상기 제 4 그리드 전극에 복수개의 사각형 전자빔 통과공을 형성하고 상기 전자빔 통과공의 수평방향 양측에 사각형상의 요홈부를 형성하여서 된 것을 특징으로 하는 칼라음극선관용 전자총.

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