KR100311475B1 - 칼라 음극선관용 전자총의 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 칼라 음극선관용 전자총의 구조에 관한 것으로써, 외측 부분의 외측빔이 화면 주변부로 편향될 때 중앙빔 보다 상기 외측빔의 다이나믹 전압이 증가하지 않도록 함으로써 상기 외측빔의 화소가 증가하는 현상을 방지할 수 있도록 하여 화면 주변부에서의 해상도를 향상시킬 수 있도록 한 것이다.

이를 위해 본 발명은 전자빔을 방사하는 복수개의 전자빔 방사 수단(4b)과, 상기 전자빔의 방사량 조절 및 크로스오버를 형성하기 위한 제어전극(4c)과 가속전극(4d)으로 구성된 삼극부와, 상기 전자빔을 튜브 스크린(tube screen)에 집속시키기 위한 주정전 집속 렌즈를 형성하는 복수개의 집속전극(400) 및 양극전극(4f)으로 구성되어 있고, 상기 각 전자빔 방사 수단 및 각 전극들은 서로 일정간격 떨어져 있으며, 상기 각 집속전극중 적어도 1개 이상에 전자빔 편향량에 따라서 변화하는 가변전압을 인가하여 가변전압 집속전극을 형성하고, 상기 각 집속전극들 사이에는 적어도 2개 이상의 사극자(quadrupole) 렌즈가 형성되는 칼라 음극선관용 전자총에 있어서, 상기 사극자 렌즈는 수직, 수평 집속력의 차이를 가지며, 주렌즈부에 가까이 형성된 제1다이나믹 사극자 렌즈(131)와, 상기 제1다이나믹 사극자 렌즈의 전자빔 방사 수단측으로 제2다이나믹 사극자 렌즈(132)가 각각 형성되고, 제2다이나믹 사극자 렌즈 형성전극의 외곽 전자빔 통과공은 수평과 수직의 집속력이 중앙공의 수평과 수직의 집속력과 다른 것을 특징으로 하는 칼라 음극선관용 전자총의 구조가 제공된다.

또한, 본 발명은 전자빔을 방사하는 복수개의 전자빔 방사 수단(4b)과, 상기 전자빔의 방사량 조절 및 크로스오버를 형성하기 위한 제어전극(4c)과 가속전극(4d)으로 구성된 삼극부와, 상기 전자빔을 튜브 스크린(tube screen)에 집속시키기 위한 주정전 집속 렌즈를 형성하는 복수개의 집속전극(400) 및 양극전극(4f)으로 구성되어 있고, 상기 각 전자빔 방사 수단 및 각 전극들은 서로 일정간격 떨어져 있으며, 상기 각 집속전극중 적어도 1개 이상에 고정전압을 인가하여 고정전압 집속전극을 형성하고, 나머지 집속전극 중 적어도 1개 이상에 전자빔 편향량에 따라서 변화하는 가변전압을 인가하여 가변전압 집속전극을 형성하고, 상기 각 집속전극들 사이에는 적어도 2개 이상의 사극자(quadrupole) 렌즈가 형성되는 칼라 음극선관용 전자총에 있어서, 상기 사극자 렌즈는 수직, 수평 집속력의 차이를 가지면서 주렌즈부의 아랫단에 형성되는 제1다이나믹 사극자 렌즈(131)와, 상기 제1다이나믹 사극자 렌즈의 전자빔 방사 수단측에 형성되며 그 외곽 전자빔 통과공은 수평과 수직의 집속력이 중앙측 전자빔 통과공의 수평과 수직의 집속력과 다른 제2다이나믹 사극자 렌즈(132)와, 제2다이나믹 사극자 렌즈의 전자빔 방사 수단측에 형성되는 제3다이나믹 사극자 렌즈(133)를 각각 갖는 것을 특징으로 하는 칼라 음극선관용 전자총의 구조가 제공된다.

Description

칼라 음극선관용 전자총의 구조{structure for electron gun in color cathod ray tube}

본 발명은 대형 TV 또는 고정세도 산업용 모니터에 사용되는 전자총에 관한 것으로써, 보다 상세하게는 전자빔의 편향량에 따른 비점수차를 보정하여 화면 주변부에서의 해상도를 향상시키고, 주변부에서 외측 전자빔 즉, Red 형광체 및 Blue 형광체를 발광시키는 전자빔의 Dynamic 전압 증가 현상을 개선하기 위한 칼라 음극선관용 전자총에 관한 것이다.

일반적으로, 칼라 음극선관은 도 1에 도시된 바와 같이 크게 패널(1)과, 상기 패널의 내면에 결합된 벌브 형태의 펀넬(2)과, 상기 펀넬의 후방으로 후퇴된 관 형상으로 형성되어 그 내부에는 전자빔(3)이 발사되는 전자총(4)이 봉입된 상태로써 고 진공을 유지하고 있는 네크부(5)로 크게 구성된다.

상기 패널의 내면에는 적(Red),녹(Green),청(Blue)의 형광체가 도포된 형광면(6)이 구비되어 있고, 상기 패널의 내면에 도포된 형광면의 근접 부위에는 전자총(4)에서 방사되는 전자빔(3)의 색 선별 역할을 하도록 새도우마스크(7)가 지지프레임(8)에 고정된 상태로 설치되어 있다.

또한, 상기 펀넬의 외주면에는 전자총에서 방사된 전자빔을 수직 또는 수평 방향으로 편향시키는 편향요크(9)가 설치되어 있다.

상기 전자총의 뒷부분, 즉 네크부(5)의 끝단에는 스템(도시는 생략함)이 외부로 노출된 상태로써 고정되어 있어, 상기 스템에 고정된 다수개의 스템핀(도시는 생략함)을 통해 전자총(4)의 각 전극에 전압을 인가하게 된다.

한편, 상기 전자총은 도 2에서와 같이 크게 삼극부와 주 렌즈부로 구성된다.

상기 삼극부는 열원인 히터(4a)가 각각 내장되어 있고 상호 독립되게 수평으로 나란하게 배열된 3개의 음극(cathode)(4b)과, 상기 음극에서 일정간격이 유지되게 배열되어 음극에서 발생되는 열전자를 제어하는 제어전극(4c)과, 상기 제어전극에서 일정간격 유지된 상태로 배치되어 음극(4b)의 전자 방사 물질면에 모여있는 열전자를 당겨내어 가속시키는 가속전극(4d)으로 구성된다.

또한, 상기 메인렌즈부는 삼극부에서 생성된 전자빔을 집속 및 최종 가속시키는 집속전극(4e)과, 양극(anode)(4f)로 구성된다.

상기에서 제어전극(4c)은 접지되어 있고, 가속전극(4d)에는 약 500∼1000V의 저전압이 인가되며, 양극(4f)에는 약 25∼35kV의 고전압이 인가되고, 집속전극(4e)에는 양극(4f)에 인가되는 전압의 25∼35％에 해당하는 중간 전압이 인가된다.

이와 같이 구성된 종래의 전자총은 각 전극에 소정의 전위가 인가됨에 따라 집속전극(4e)과 양극(4f)의 전압차에 의해 이들 사이에는 메인렌즈가 형성되어, 삼극부에서 생성된 전자빔(3)이 집속전극(4e)과 양극(4f)을 통과하면서 메인렌즈에 의해 집속된 다음 형광면(6)의 중앙에서 집속되는 것이다.

이 때, 상기 형광면의 중앙에 집속되는 전자빔을 화면의 전 영역, 즉 형광면이 수평이나 수직방향으로 편향시키기 위해 수평 및 수직 편향코일이 구비된 편향요크(9)가 작동된다.

통상, 인라인(In-Line)형 전자총을 이용한 칼라 음극선관에서는 적색, 녹색, 청색등 3가지 색의 형광체가 규칙적으로 배열되어 있기 때문에 3개의 전자빔을 형광면의 한 곳으로 집중시키기 위하여 비균일 자계를 이용한 자기 집중형(self convergence)의 편향요크를 적용하고 있다.

상기 자기 집중형을 적용한 편향요크에서 생성되는 자계의 분포는 도 3a 및 도 3b에 도시한 바와 같이 수평 편향자계는 핀 쿠션(pin cushion)형으로 하고, 수직 편향자계는 배럴(barrel)형으로 함으로써 형광면 주변부에서의 집중의 어긋남이 보정되도록 하였다.

상기한 수평 및 수직 편향자계는 도 3c 및 도 3d에 도시된 바와 같이 2극 성분과 4극 성분으로 분리하여 설명할 수 있다.

즉, 2극 성분은 전자빔을 수평 및 수직 방향으로 편향시키는 역할을 하고, 4극 성분은 전자빔을 수직방향으로 집속함과 동시에 수평방향으로는 발산시키는 역할을 함으로써 수평방향의 전자빔보다 수직방향의 전자빔이 더 짧은 거리에서 집속되어 스크린상에서 전자빔의 수직방향이 볼록하게 솟아오르는 할로(halo) 현상을 발생시켜 화질의 열화를 초래하게 된다.

도 4a, 4b는 이러한 전자빔 스폿(spot)의 왜곡 현상이 스크린 상에서 어떻게 나타나는지에 대해 더욱 구체적으로 나타내고 있다.

즉, 화면 중앙부에서는 편향자계가 가해지지 않으므로 전자빔 스폿이 정확한 형상을 갖지만, 그 주변부에서는 DY렌즈(12)의 작용에 의해 수평방향으로 발산되고 수직방향으로 과집속되어 왜곡된 고밀도의 횡장형 코어(10)와, 그 상하로 저밀도의 상퍼짐 현상인 헤이즈(haze)(11)가 발생됨으로써 특히 화면 주변부에서의 해상도 열화를 초래하게 된다.

이러한 문제점은 음극선관이 대형일수록 또는 편향각이 클수록 더욱 더 커지게 된다.

상기한 문제점을 개선하기 위해 종래에는 전자빔이 화면 주변부로 편향될 때 편향 신호에 동기하여 비점수차를 보정해주는 방법이 많이 채용되고 있는데, 그 보정수단으로는 집속전극을 2분할하여 제1집속전극(41)과 제2집속전극(42)으로 구성하고, 그 둘 사이에 사극자 전극(quardrupole)을 설치하여 다이나믹 사극자 렌즈(dynamic quardrupole lens)(13)를 형성시킴으로써 비점수차를 보정한다.

제5도는 미국특허 제4,772,827호에 개시된 수단으로써, 분할 형성된 각 집속전극(41)(42)중 음극측 집속전극인 제1집속전극(41)에 장방형의 전자빔 통과공(41a)이 형성되어 있고, 상기 전자빔 통과공 양측과 사이에는 수직 평판전극(41b)을 각각 고정되어 있다.

그리고, 고압이 걸리는 제2집속전극(42)에는 상,하방향에 수평 평판전극(42b)이 고정되어 있고, 상기 제1집속전극에 형성된 각 전자빔통과공(41a)에 대응하도록 3개의 전자빔 통과공(41a)이 형성되어 있다.

이와 같이 구성된 전자총의 동작과정을 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

우선, 주변부의 해상도를 향상시키기 위한 칼라 수상관용 전자총은 삼극부(beam forming region)에서 생성된 전자빔이 2분할된 집속전극(제1집속전극, 제2집속전극(41)(42)을 통과하고 특히, 사극자 전극부(제1집속전극측의 사극자 전극, 제2집속전극측의 사극자 전극)를 통과하여 메인렌즈(14)에서 집속되고 튜브 스크린에 상을 맺게된다.

특히, 전자빔이 주변부로 편향될 때 제1집속전극(41) 전압(static전압)은 일정하게 고정되어 동작하지만 제2집속전극(42) 전압(dynamic전압)은 전자빔의 편형량에 따라서 변한다.

즉, 사극자 전극에 의해 다이나믹 사극자 렌즈(13)가 동작하면서 비 점수차를 보정하게 된다.

일반적으로 음극선관이 대형화 되거나 편향각이 크면 클수록 제2집속전극 전압은 제1집속전극 전압 보다 높게 걸린다.

제2집속전극 전압은 TV 또는 모니터의 회로에서 파라볼라(parabola) 파형으로 공급하며 보통 제1집속전극 전압보다 300V에서 1000V 정도 높게 인가된다.

즉, 제2집속전극(42)으로 전압이 인가 되었을 때 제1집속전극(41) 전압과 제2집속전극(42) 전압의 차이로 인하여 다이나믹 사극자 렌즈(13)가 동작하여 전자빔의 형태가 종장형으로 변화하게 되고, 메인렌즈(14)를 통과하여 편향요크(9)의 비균일 자계에 의해 발생된 주변부의 헤이즈(haze)를 개선하는 방향으로 작용하게된다.

다이나믹 사극자 렌즈에 대한 설명은 다음과 같다.

도 6a는 전자빔(3)이 편향되지 않을 때, 즉, 화면 중앙에서는 수평/수직 방향에서 거의 정확하게 집속되지만, 주변부로 전자빔이 편향되었을 때는 그렇지 않다.

도면에서 점선으로 나타낸 부분이 주변부로 편향될 때의 편향요크(9)에 의한 비점수차 및 반궤도이다.

편향요크(9)에 의해 형성되는 DY렌즈(12)는 전자빔(3)을 수평 방향으로 발산시키고 수직 방향으로는 집속시키는 역할을 하여 전자빔(3)이 주변부로 편향되었을 때에 수평 방향에서는 거리차에 의한 오버 포커싱(over-focusing) 성분과 편향요크(9)에 의한 언더 포커싱(under-focusing) 성분이 중첩되어 심한 오버 포커싱 현상을 나타내므로 전자빔이 주변부로 편향 되었을 때 전자빔의 수직 방향에서의 상퍼짐 현상은 심하게 나타나 주변부 해상도 변화를 가져온다.

도 6b는 상기와 같은 상퍼짐 현상을 개선하기 위하여 사극자 전극을 적용한 상태로써, 메인렌즈(14)의 집속력을 동일하게하여 다이나믹 사극자에 의한 편향요크(9)의 비점수차를 보상하는 상태를 나타낸다.

이를 위해 편향요크의 수평방향 발산력 만큼 다이나믹 사극자 렌즈(13)가 수평 방향으로 집속시켜 주도록 구성되어 있고, 편향요크의 수직방향 집속량 만큼 다이나믹 사극자 렌즈가 수직방향으로 발산시켜 주도록 구성되어 있다.

또한, 여기에 메인렌즈 약화 성분(dynamic전압)이 필요하며, 이 메인렌즈 약화 성분은 도시한 바와 같이 수평/수직 방향에서 일치된 전자빔을 필요로 하는 주변부의 위치에 집속되도록 하는 역할을 한다.

따라서, 상기와 같은 적절한 사극자 렌즈와 인가 다이나믹 전압으로써 화면 주변부의 최적 집속력을 갖도록 할 수 있게 된다.

하지만, 종래 상술한 바와 같은 음극선관용 전자총은 인라인 셀프 컨버전스 요크를 사용하기 때문에 편향 중심에서 일정한 세 전자빔간의 간격을 갖는다.

이에 따라 적색 전자빔과 청색 전자빔 즉, 외곽측 전자빔은 중앙측 전자빔과 다른 편향력을 갖게 되고, 이로 인해 상기 전자빔이 주변부로 편향될 때 중앙측 전자빔 보다 외곽측 전자빔의 다이나믹 전압이 증가하는 현상이 발생한다.

이러한 현상은 주변부에서 외곽측 전자빔의 화소를 크게하는 즉, 수직 방향에 할로(halo) 성분을 갖는 상태가 되는데, 이를 개선하기 위해서는 다이나믹 전압을 높여야 하지만 이는, 중앙측 전자빔이 언더 포커스(under focus) 됨에 따라 상기 중앙측 전자빔이 더욱 커지게 되는 현상을 발생하게 되었다.

상기와 같은 현상은 편향 중심에서 각 전자빔간의 간격이 달라 편향 수차를 다르게 받으므로 다이나믹 사극자 렌즈를 갖는 전자총이라 하더라도 주변부에서 중앙빔과 외측빔의 불균형(unbalance) 현상을 초래하게 되어 결국, 음극선관의 주변부 해상도 저하를 유발시키게 되는 문제점이 된다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 외측 부분의 외측빔이 화면 주변부로 편향될 때 중앙빔 보다 상기 외측빔의 다이나믹전압이 증가하지 않도록 함으로써 상기 외측빔의 화소가 증가하는 현상을 방지할 수 있도록 하여 화면 주변부에서의 해상도를 향상시킬 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.

도 1 은 일반적인 음극선관의 종단면도

도 2 는 일반적인 전자총의 내부구조를 나타낸 단면도

도 3a, 3b, 3c, 3d 는 종래 편향요크에서 생성되는 자계의 분포도

도 4a, 4b 는 종래 전자빔 스포트의 왜곡현상을 나타낸 상태도

도 5a, 5b 는 종래 전자총 내부구조의 일 실시예를 나타낸 구성도

도 6a 는 다이나믹 사극자렌즈를 적용하지 않았을때의 전자빔 화면 집속상태를 나타낸 구성도

도 6b 는 다이나믹 사극자렌즈를 적용하였을때의 전자빔 화면 집속상태를 나타낸 구성도

도 7 은 본 발명에 따른 전자총의 내부구조를 나타낸 단면도

도 8a 는 도 7의 Ⅰ-Ⅰ선 단면도

도 8b 는 도 7의 Ⅱ-Ⅱ선 단면도

도 8c 는 도 7의 Ⅲ-Ⅲ선 단면도

도 8d 는 8b의 다른 실시예

도 9a, 9b, 9c 는 본 발명에 따른 전자빔 화면 집속상태를 나타낸 구성도

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

130. 메인렌즈 131. 제1다이나믹 사극자렌즈

132. 제2다이나믹 사극자렌즈 133. 제3다이나믹 사극자렌즈

400. 집속전극 410. 제1집속전극

420. 제2집속전극 430. 제3집속전극

440. 제4집속전극

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 형태에 따르면, 전자빔을 방사하는 복수개의 전자빔 방사 수단과, 상기 전자빔의 방사량 조절 및 크로스오버를 형성하기 위한 제어전극과 가속전극으로 구성된 삼극부와, 상기 전자빔을 튜브 스크린(tube screen)에 집속시키기 위한 주정전 집속 렌즈를 형성하는 복수개의 집속전극 및 양극전극으로 구성되어 있고, 상기 각 전자빔 방사 수단 및 각 전극들은 서로 일정간격 떨어져 있으며, 상기 각 집속전극중 적어도 1개 이상에 전자빔 편향량에 따라서 변화하는 가변전압을 인가하여 가변전압 집속전극을 형성하고, 상기 각 집속전극들 사이에는 적어도 2개 이상의 사극자(quadrupole) 렌즈가 형성되는 칼라 음극선관용 전자총에 있어서, 상기 사극자 렌즈는 수직, 수평 집속력의 차이를 가지며, 주렌즈부에 가까이 형성된 제1다이나믹 사극자 렌즈와, 상기 제1다이나믹 사극자 렌즈의 전자빔 방사 수단측으로 제2다이나믹 사극자 렌즈가 각각 형성되고, 제2다이나믹 사극자 렌즈 형성전극의 외곽 전자빔 통과공은 수평과 수직의 집속력이 중앙공의 수평과 수직의 집속력과 다른 것을 특징으로 하는 칼라 음극선관용 전자총의 구조가 제공된다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 형태에 따르면 전자빔을 방사하는 복수개의 전자빔 방사 수단과, 상기 전자빔의 방사량 조절 및 크로스오버를형성하기 위한 제어전극과 가속전극으로 구성된 삼극부와, 상기 전자빔을 튜브 스크린(tube screen)에 집속시키기 위한 주정전 집속 렌즈를 형성하는 복수개의 집속전극 및 양극전극으로 구성되어 있고, 상기 각 전자빔 방사 수단 및 각 전극들은 서로 일정간격 떨어져 있으며, 상기 각 집속전극중 적어도 1개 이상에 고정전압을 인가하여 고정전압 집속전극을 형성하고, 나머지 집속전극 중 적어도 1개 이상에 전자빔 편향량에 따라서 변화하는 가변전압을 인가하여 가변전압 집속전극을 형성하고, 상기 각 집속전극들 사이에는 적어도 2개 이상의 사극자(quadrupole) 렌즈가 형성되는 칼라 음극선관용 전자총에 있어서, 상기 사극자 렌즈는 수직, 수평 집속력의 차이를 가지면서 주렌즈부의 아랫단에 형성되는 제1다이나믹 사극자 렌즈와, 상기 제1다이나믹 사극자 렌즈의 전자빔 방사 수단측에 형성되며 그 외곽 전자빔 통과공은 수평과 수직의 집속력이 중앙측 전자빔 통과공의 수평과 수직의 집속력과 다른 제2다이나믹 사극자 렌즈와, 제2다이나믹 사극자 렌즈의 전자빔 방사 수단측에 형성되는 제3다이나믹 사극자 렌즈를 각각 갖는 것을 특징으로 하는 칼라 음극선관용 전자총의 구조가 제공된다.

이하, 본 발명을 일 실시예로 도시한 도 7 내지 도 9c 를 참조로 하여 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 7 은 본 발명에 따른 전자총의 내부구조를 나타낸 단면도이고, 도 8a 는 도 7의 Ⅰ-Ⅰ선 단면도이며, 도 8b 는 도 7의 Ⅱ-Ⅱ선 단면도이고, 도 8c 는 도 7의 Ⅲ-Ⅲ선 단면도이며, 도 8d 는 8b의 다른 실시예이고, 도 9a, 9b, 9c 는 본 발명에 따른 전자빔 화면 집속상태를 나타낸 구성도로서, 본 발명은 주렌즈부 가까이에 수직, 수평 집속력의 차이를 가지는 제1 다이나믹 사극자 렌즈(131)가 형성되도록 하고, 상기 제1 다이나믹 사극자 렌즈의 전자빔 방사 수단측에 제2 다이나믹 사극자 렌즈(132)가 형성되도록 하며, 상기와 같이 형성되는 제2 다이나믹 사극자 렌즈 형성전극의 외곽측 전자빔 통과공은 수평과 수직의 집속력이 중앙공의 수평과 수직의 집속력과 다르게 구성하고, 상기 제2다이나믹 사극자 렌즈의 전자빔 방사 수단측에 제3다이나믹 사극자 렌즈(133)가 형성되도록 한 것이다.

이 때, 상기 주렌즈부에 따른 집속전극(400)은 서로 일정 간격을 가지도록 다수개로 분리함과 함께 상기 분리된 각 집속전극에는 전압 인가장치(도시는 생략함)를 연결하여 상기 각 집속전극으로 다이나믹(dynamic) 전압 혹은 스태틱(static) 전압을 선택적으로 인가하도록 한다.

또한, 상기 각 집속전극에 전압을 인가하는 전압 인가장치는 종래 일반적으로 각 집속전극에 전압을 인가하는 전압 인가장치와 동일한 구조를 이룸과 함께 동일한 동작원리를 이룸에 따라 그 상세한 설명은 생략하도록 한다.

따라서, 상기 전압 인가장치를 양극측에 가장 근접하여 위치되는 제1집속전극(410)에 다이나믹 전압을 인가하도록 연결하고, 그 다음 위치인 제2집속전극(420)에는 스태틱 전압을 인가하도록 연결하며, 그 다음 위치인 제3집속전극(430)에는 다이나믹 전압을 인가하도록 연결하고, 그 다음 위치인 제4집속전극(440)에는 스태틱 전압을 인가한다.

또한, 상기 전압 인가장치는 전술한 바와 같이 각 집속전극으로 서로 다른 전압을 인가할 뿐만 아니라 적정한 시기에 적절한 전압을 인가할 수 있도록 한다.

결국, 전술한 구조에 의해 제1집속전극(410)과 양극(4f) 사이에는 메인렌즈(130)가 형성되고, 제1집속전극(410)과 제2집속전극(420) 사이에는 제1다이나믹 사극자 렌즈(131)가 형성되며, 상기 제2집속전극(420)과 제3집속전극(430) 사이에는 제2다이나믹 사극자 렌즈(132)가 형성되고, 상기 제3집속전극(430)과 제4집속전극(440) 사이에는 제3다이나믹 사극자 렌즈(133)가 형성되는 것이다.

한편, 상기와 같은 각 집속전극은 캡(cap) 및 컵(cup)의 결합으로써 하나의 집속전극을 이루게 되는데, 이 때 상기 각 집속전극의 캡과 컵에는 서로 다른 형상 혹은 같은 형상으로 이루어진 전자빔 통과공이 형성되어 각각의 사이에 형성되는 다이나믹 사극자 렌즈(131)(132)(133)는 서로 다른 렌즈 강도를 갖게 된다.

이와 같은 각 전자빔 통과공의 형상은 도 8a 내지 도 8d를 참조하여 보다 상세히 설명하면 후술하는 바와 같다.

우선, 제1집속전극의 캡(이하, “제1캡”이라 한다)(411)에 형성된 전자빔 통과공은 양극측에 형성된 전자빔 통과공과 동일한 형상으로 이루어져 있음에 따라 그 상세한 설명은 생략하도록 하고, 상기 제1집속전극의 컵(이하, “제1컵”이라 한다)(412)에 형성된 전자빔 통과공은 제2집속전극의 캡(이하, “제2캡”이라 한다)(421)에 형성된 전자빔 통과공에 대응하면서 그 상, 하부에 평판형 또는 원호형 전극편(412a)을 돌출 형성한다.

상기 제2캡에 형성된 전자빔 통과공(421a)은 제1컵(412)에 형성된 각 전극편(412a)이 삽입됨과 함께 수직이 수평보다 큰 키-홀(key-hole)형 또는 직사각형 구멍으로 이루어진다.

또한, 상기 제2다이나믹 사극자렌즈(132)가 형성되는 제2집속전극의 컵(이하, “제2컵”이라 한다)(422) 및 제3집속전극의 캡(이하, “제3캡”이라 한다)(431)의 각 전자빔 통과공중 외측부에 형성되는 전자빔 통과공(422a)(431a)은 수직과 수평의 집속력이 같도록 원형으로 형성하고, 중앙측에 형성되는 전자빔 통과공(422b)(431b)은 수평과 수직의 집속력이 다르도록 키-홀(key-hole)형 혹은 직 사각형으로 구성한다.

이 때, 상기 제2다이나믹 사극자렌즈가 형성되는 제2컵(422) 및 제3캡(431)에 형성된 각 전자빔 통과공중 외측 전자빔 통과공(422a)(431a)은 굳이 전술한 바와 같이 원형으로 하지 않고, 수직이 수평보다 큰 구멍으로 형성할 수도 있다.

상기 제3다이나믹 사극자렌즈가 형성되는 제3집속전극의 컵(이하, “제3컵”이라 한다)(432)에 형성된 각 전자빔 통과공(432a)은 수직이 수평보다 크도록 형성하고, 제4집속전극의 캡(이하, “제4캡”이라 한다)(441)에 형성된 각 전자빔 통과공(441a)은 수평이 수직보다 크도록 형성한다.

상기와 같은 구조에 의해 제1집속전극과 양극 사이에 형성되는 메인렌즈(130)는 수평이 수직보다 집속력이 큰 형태로 이루어진다.

이하, 본 발명의 작용을 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

먼저, 전압 공급장치의 제어를 통해 각 집속전극으로 공급되는 스태틱 전압()과 다이나믹 전압()을 동일하게 하여 화면의 주변부로 전자빔을 먼저 편향시킴으로써 화면의 주변부에 전자빔의 저스트(just)를 맞춘다.

이 때에는, 도시한 도 9a와 같이 메인렌즈(130)와 요크렌즈(DY)만 작용할 뿐제1, 제2, 제3다이나믹 사극자렌즈(131)(132)(133)는 동작되지 않는다.

이와 같은 상태에서 전자빔을 화면 중앙에 맞추기 위해서는 도 9b와 같이 상기 다이나믹 전압()을 스태틱 전압()보다 낮추어야만 하는데, 이 역시 전압 공급장치의 제어를 통해 가능하며, 이 때에는 요크렌즈(DY)가 작용하지 않는다.

즉, 최초 화면의 중앙에 전자빔의 저스트를 맞춘후 점차적으로 다이나믹 전압()을 높임으로써 화면의 외곽측 전자빔을 개선하는 종래 일반적인 방법과는 반대로써 그 동작을 수행하는 것이다.

이에 따라 중앙빔과 외측빔의 작용이 서로 다르게 이루어짐은 이해 가능하다.

즉, 외측빔이 집속되는 메인렌즈(130)의 주변부보다 중앙빔이 집속되는 메인렌즈의 중앙측 렌즈강도가 더 강하게 이루어지는 것이다.

또한, 이 때에는 각 집속전극(410)(420)(430)(440)간의 전위차로 인해 상기 각 집속전극 사이에는 사극자 렌즈(131)(132)(133)가 각각 형성된다.

이 때, 상기와 같이 형성되는 각 다이나믹 사극자 렌즈(131)(132)(133)의 렌즈 강도는 상호 다르도록 하는 것이 바람직하다.

즉, 제1집속전극(410)에는 다이나믹 전압()이 인가되고, 제2집속전극(420)에는 상기 제1집속전극에 인가되는 다이나믹 전압보다 높은 전압인 스태틱 전압()이 인가되어 이의 전위차로 인해 상기 제1집속전극과 제2집속전극 사이에 형성되는 제1다이나믹 사극자렌즈(131)는 수평은 발산 작용을, 수직은집속 작용을 하게 된다.

이는, 제2캡(421)에 형성된 전자빔 통과공(421a)의 형상이 수직이 수평보다 크게 형성되어 있고, 제1컵(412)의 전자빔 통과공 상, 하부에 전극편(412a)이 돌출 형성되어 있음에 따라 상기 제1컵과 제2캡 사이를 통과하는 전자빔은 수평으로 발산을 행하고, 수직으로 집속을 행하게 됨이 가능하다.

또한, 제3집속전극(430)에는 다이나믹 전압()이 인가되고 있는 상태임에 따라 상기 제2집속전극과 제3집속전극 사이에 제2다이나믹 사극자렌즈(132)를 형성하게 되는 외측 전자빔은 수직, 수평이 동일한 집속력을 가지는 반면, 중앙측 전자빔은 수평 방향으로는 집속되고 수직 방향으로는 발산하게 된다.

이는, 제3캡(431)에 형성된 중앙측 전자빔 통과공(431b)의 형상이 수직이 수평보다 크게 형성되어 있고, 제2컵(422)에 형성된 중앙측 전자빔 통과공(422b)의 형상이 수평이 수직보다 큰 키-홀(key-hole)형 혹은 직사각형으로 형성되어 있음에 따라 상기 제2컵과 제3캡 사이의 중앙측을 통과하는 전자빔은 수평으로 집속하고, 수직으로 발산을 행하게 됨이 가능하다.

그리고, 제4집속전극(440)에는 스태틱 전압()이 인가되므로 상기 제3집속전극과 제4집속전극 사이에 형성되는 제3다이나믹 사극자렌즈(133)는 수평은 집속을, 수직은 발산하는 작용을 행하게 된다.

이는, 제4캡(441)에 형성된 전자빔 통과공(441a)의 형상이 수평이 수직보다 크게 형성되어 있고, 제3컵(432)에 형성된 전자빔 통과공(432a)의 형상이 수평이수직보다 크게 형성되어 있음에 따라 상기 제3컵과 제4캡 사이를 통과하는 전자빔은 수평으로 집속되고, 수직으로 발산하는 작용을 행하게 됨이 가능하다.

즉, 제3다이나믹 사극자 렌즈(133)는 전술한 제1다이나믹 사극자 렌즈(131)와는 반대로 작용을 행하게 되며, 이 때, 상기 제3다이나믹 사극자 렌즈를 형성하는 각 전극의 중앙측 전자빔 통과공의 렌즈 강도와 외측 전자빔 통과공의 렌즈강도는 서로 다르게 되는 것이다.

결국, 전술한 바와 같은 작용에 의해 각 집속전극 사이에 형성되는 각 다이나믹 사극자렌즈의 형상에 따라 전자빔의 편향이 적절히 이루어지게 되어 도 9b와 같이 화면의 중앙측에서도 선명한 상을 맺게될 수 있는 것이다.

한편, 각 집속전극에 인가되는 다이나믹 전압을 더 낮게 하기 위해서는 제2다이나믹 사극자렌즈를 형성하는 제2집속전극과 제3집속전극 사이의 각 전자빔 통과공 형상을 변경함으로써 가능하다.

즉, 도시한 도 8d와 같이 제2컵 및 제3캡의 각 전자빔 통과공중 외곽측에 형성된 전자빔 통과공의 형상을 수직이 수평보다 크도록 형성함으로써 도 9c와 같이 상기 제2다이나믹 사극자렌즈의 수직 집속력을 더욱 강하게 하여 수평 방향은 더 앞쪽에 상이 맺힐 수 있는 것이다.

한편, 본 발명은 집속전극을 4개로 분할하여 다이나믹 사극자 렌즈를 3개로 형성하는 구성에만 한정되는 것은 아니다.

즉, 일반적인 형태와 동일하게 2개의 다이나믹 사극자 렌즈를 사용하더라도 그 동작은 수행될 수 있다.

하지만, 이 때에는 반드시 제2다이나믹 사극자 렌즈 형성 전극의 외측 전자빔 통과공이 수직, 수평이 동일한 집속력을 가지도록 하여야 하며, 중앙공 전자빔 통과공은 수평이 집속작용을, 수직이 발산작용을 행하도록 하여야 한다.

이는, 기 전술한 실시예와 같이 제2다이나믹 사극자 렌즈를 형성하는 전극에 상호 대향되는 면의 중앙측 전자빔 통과공은 키-홀형 또는 직사각형 형상을 가진 상태로써 서로 교차하도록 형성하고, 그 외측 전자빔 통과공은 수직이 수평보다 크거나 혹은 원형으로 형성하여 제1다이나믹 사극자 렌즈와, 제2다이나믹 사극자 렌즈를 형성하는 전극의 중앙측 전자빔 통과공의 렌즈강도와 외측 전자빔 통과공의 렌즈강도가 서로 다르도록 함으로써 가능하다.

즉, 최초 화면의 주변부에서 저스트를 맞춘 후 화면 중앙측을 맞출수 있도록 각 집속전극에 인가되는 다이나믹 전압 및 스태틱 전압의 인가 형태를 달리 하고, 상기와 같이 인가되는 다이나믹 전압을 스태틱 전압보다 낮춤에 따라 각 다이나믹 사극자 렌즈의 형상이 변화되도록 각 전자빔 통과공의 형상만 정확히 이루어지면 다이나믹 사극자 렌즈의 개수가 2개이든지 혹은 3개 이상이든지 상관은 없는 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 집속전극을 다분할 하고, 각 집속전극에는 다이나믹 전압과 스태틱 전압을 선택적으로 각각 인가하며, 상기 각 집속전극에 형성된 전자빔 통과공의 형상을 적절히 변경 및 배열 함으로써 낮은 다이나믹 전압을 인가하더라도 화면 중앙측과 주변부의 해상도를 향상시킬 수 있는 효과가있다.

또한, 상기한 바와 같이 스태틱 전압보다도 낮은 전압을 다이나믹 전압에 인가하도록 구성함으로써 종래 다이나믹 전압이 증가하는 현상을 적절히 방지하여 비 점수차를 보상할 수 있게 된 효과가 있다.

Claims (10)

1. 전자빔을 방사하는 복수개의 전자빔 방사 수단과, 상기 전자빔의 방사량 조절 및 크로스오버를 형성하기 위한 제어전극과 가속전극으로 구성된 삼극부와, 상기 전자빔을 튜브 스크린(tube screen)에 집속시키기 위한 주정전 집속 렌즈를 형성하는 복수개의 집속전극 및 양극전극으로 구성되어 있고, 상기 각 전자빔 방사 수단 및 각 전극들은 서로 일정간격 떨어져 있으며, 상기 각 집속전극중 적어도 1개 이상에 전자빔 편향량에 따라서 변화하는 가변전압을 인가하여 가변전압 집속전극을 형성하고, 상기 각 집속전극들 사이에는 적어도 2개 이상의 사극자(quadrupole) 렌즈가 형성되는 칼라 음극선관용 전자총에 있어서,

   상기 사극자 렌즈는 수직, 수평 집속력의 차이를 가지며, 주렌즈부에 가까이 형성된 제1다이나믹 사극자 렌즈와, 상기 제1다이나믹 사극자 렌즈의 전자빔 방사 수단측으로 제2다이나믹 사극자 렌즈가 각각 형성되고, 제2다이나믹 사극자 렌즈 형성전극의 외곽 전자빔 통과공은 수평과 수직의 집속력이 중앙공의 수평과 수직의 집속력과 다른 것을 특징으로 하는 칼라 음극선관용 전자총의 구조.
2. 제 1 항에 있어서,

   제2다이나믹 사극자 렌즈 형성 전극의 외측 전자빔 통과공은 수직 수평이 동일한 집속력을 가지고, 중앙공 전자빔 통과공은 수평이 집속작용을, 수직이 발산작용을 행하도록 구성한 것을 특징으로 하는 칼라 음극선관용 전자총의 구조.
3. 제 2 항에 있어서,

   제2다이나믹 사극자 렌즈를 형성하는 전극에 상호 대향되는 면의 중앙측 전자빔 통과공은 키-홀(key-hole)형 또는 직사각형으로 형성하고, 그 외측 전자빔 통과공은 원형으로 형성하여서 됨을 특징으로 하는 칼라 음극선관용 전자총의 구조.
4. 제 2 항에 있어서,

   제2다이나믹 사극자 렌즈를 형성하는 전극에 상호 대향되는 면의 중앙측 전자빔 통과공은 키-홀(key-hole)형 또는 직사각형이 서로 교차하도록 형성하고, 그 외측 전자빔 통과공은 수직이 수평보다 크게 형성하여서 됨을 특징으로 하는 칼라 음극선관용 전자총의 구조.
5. 제 1 항에 있어서,

   제1다이나믹 사극자 렌즈와 제2다이나믹 사극자 렌즈를 형성하는 전극의 중앙측 전자빔 통과공의 렌즈강도와 외측 전자빔 통과공의 렌즈강도가 서로 다른 것을 특징으로 하는 칼라 음극선관용 전자총의 구조.
6. 전자빔을 방사하는 복수개의 전자빔 방사 수단과, 상기 전자빔의 방사량 조절 및 크로스오버를 형성하기 위한 제어전극과 가속전극으로 구성된 삼극부와, 상기 전자빔을 튜브 스크린(tube screen)에 집속시키기 위한 주정전 집속 렌즈를 형성하는 복수개의 집속전극 및 양극전극으로 구성되어 있고, 상기 각 전자빔 방사 수단 및 각 전극들은 서로 일정간격 떨어져 있으며, 상기 각 집속전극중 적어도 1개 이상에 고정전압을 인가하여 고정전압 집속전극을 형성하고, 나머지 집속전극 중 적어도 1개 이상에 전자빔 편향량에 따라서 변화하는 가변전압을 인가하여 가변전압 집속전극을 형성하고, 상기 각 집속전극들 사이에는 적어도 2개 이상의 다이나믹 사극자(quadrupole) 렌즈가 형성되는 칼라 음극선관용 전자총에 있어서,

   상기 사극자 렌즈는 수직, 수평 집속력의 차이를 가지면서 주렌즈부의 아랫단에 형성되는 제1다이나믹 사극자 렌즈와, 상기 제1다이나믹 사극자 렌즈의 전자빔 방사 수단측에 형성되며 그 외곽 전자빔 통과공은 수평과 수직의 집속력이 중앙측 전자빔 통과공의 수평과 수직의 집속력과 다른 제2다이나믹 사극자 렌즈와, 제2다이나믹 사극자 렌즈의 전자빔 방사 수단측에 형성되는 제3다이나믹 사극자 렌즈를 각각 갖는 것을 특징으로 하는 칼라 음극선관용 전자총의 구조.
7. 제 6 항에 있어서,

   제3다이나믹 사극자 렌즈를 형성하는 전극의 집속력이 제1다이나믹 사극자 렌즈와 반대의 작용을 갖는 것을 특징으로 하는 칼라 음극선관용 전자총의 구조.
8. 제 6 항에 있어서,

   제3다이나믹 사극자 렌즈를 형성하는 전극의 중앙측 전자빔 통과공과 외측 전자빔 통과공은 수직이 수평보다 크거나 수평이 수직보다 큰 구멍의 조합으로 서로 직교하도록 구성하여서 된 것을 특징으로 하는 칼라 음극선관용 전자총의 구조.
9. 제 6 항에 있어서,

   제3다이나믹 사극자 렌즈를 형성하는 전극의 중앙측 전자빔 통과공의 렌즈강도와 외측 전자빔 통과공의 렌즈강도가 서로 다른 것을 특징으로 하는 칼라 음극선관용 전자총의 구조.
10. 제 6 항에 있어서,

    제1다이나믹 사극자 렌즈와 제2다이나믹 사극자 렌즈 및 제3다이나믹 사극자 렌즈를 형성하는 전극의 중앙측 전자빔 통과공의 렌즈강도와 외측 전자빔 통과공의 렌즈강도가 각각 다른 것을 특징으로 하는 칼라 음극선관용 전자총의 구조.