KR100335087B1 - 칼라 음극선관용 전자총 - Google Patents

Abstract

본 발명은 광각화된 음극선관에 알맞게 전극구조를 개선하여, 광각화에 따른 이심거리를 미연에 제거함과 더불어 헤이즈를 제거하도록 한 것이다.

이를 위해, 본 발명은, 음극에서 방사된 R,G,B빔을 제어하는 제1 전극과, 상기 제어된 R,G,B빔을 가속시키는 제2 전극과, 상기 가속된 R,G,B빔을 집속시키는 제3 전극과, 상기 집속된 R,G,B빔을 가속시키는 제4 전극이 포함된 칼라 음극선관용 전자총에 있어서, 상기 제2 전극의 R,G,B빔 통과공 주위에 횡장형의 함몰부가 형성되되, R,B빔 측에 형성된 함몰부의 깊이가 G빔측에 형성된 함몰부의 깊이와 서로 다르게 형성되고, 상기 제4 전극에는 R,G,B빔 통과공이 형성되되, R,B빔 통과공의 크기가 상대적으로 G빔 통과공의 크기보다 크게 형성되어 이루어진 칼라 음극선관용 전자총을 제공한다.

Description

칼라 음극선관용 전자총{electron gun for a cathode ray tube}

본 발명은 음극선관에 관한 것으로서, 더 상세하게는 광각화(廣角化)에 알맞는 칼라 음극선관용 전자총에 관한 것이다.

일반적으로 칼라 음극선관은, 도 1에 도시된 바와 같이 내측면에 R,G,B의 형광막이 도포되어 있는 패널(1)과, 상기 패널의 후단에 융착되어 브라운관 내부의 진공상태를 유지하는 판넬(2)과, 상기 판넬의 네크부(3)에 봉입되어 전자빔(4)을 발산하는 전자총(5)과, 상기 전자총으로부터 방사된 전자빔을 편향시키는 편향요크(6)와, 상기 편향요크에 의해 편향된 전자빔의 색선별 기능을 가진 색선별 전극(7)으로 구성된다.

그리고 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 전자총(5)은, 상호 독립되어 R빔, G빔, B빔을 각각 방사시키는 음극(10)과, 상기 음극으로부터 일정 간격 떨어져 배치되어 있는 세 개의 음극의 공통 격자인 제1 전극(11)과, 상기 제1 전극으로부터 소정 간격을 두어 제2 전극(12), 제3 전극(13), 제4 전극(14), 제5 전극(15) 그리고 제6 전극(16)이 순차적으로 배치되어 있고, 상기 제6 전극 상부에는 외부전계 및 자계를 차폐하기 위하여 B.S.C(Bulb Space Connecter)(도시생략)가 부착된 실드컵(17)이 포함되어 구성된다.

이러한 구성을 가진 칼라 음극선관의 화상재현 과정은 다음과 같다.

상기 판넬(2)의 네크부(3)에 봉입되어 있는 전자총(5)으로 영상신호가 입력되면 상기 전자총의 캐소드(도시 생략)로부터 전자빔(4)이 방사되고, 방사된 전자빔은 전자총의 각 전극에 인가된 전압에 의해 제어, 가속, 집속된 다음 편향요크(6)의 정자계에 의해 수평 및 수직 방향으로 궤도가 수정된 상태로 색선별 전극(7)을 통과하여 패널(1)의 내면에 도포된 형광체(8)를 발광시킴으로써 스크린상에 화상이 재현된다.

한편, 상기 스크린의 중앙에 집속되는 전자빔(4)을 스크린 전영역으로 편향시키기 위해서는 판넬(2)에 부착된 편향요크(6)가 작용하게 된다.

즉, 인라인(in-line)형 전자총을 이용한 칼라 음극선관에서는, 적색, 녹색, 청색의 3개의 전자빔(4)이 수평으로 나란하게 배열되기 때문에, 3전자빔을 스크린의 한곳에 수렴시키기 위하여, 비균일자계를 이용한 자기 집중형(self-convergence)의 편향요크(6)가 사용된다.

상기 자기 집중형을 적용한 편향요크(6)에서 생성되는 자계는 다음과 같이 분포된다.

수평 편향 자계는, 도 3a에 도시된 바와 같이 핀쿠션(pin-cusion)형으로 분포되고, 수직 편향자계는, 도 3b에 도시된 바와 같이 배럴(barrel)형으로 분포된다.

따라서 스크린 상에서 전자빔의 미스컨버젼스(mis-convergence)를 방지하게 된다.

하지만, 도 4a와 도 4b에 도시된 바와 같이, 상기 편향자계는 2극 성분과 4극 성분으로 분리하여 설명할 수 있는데 그에 대한 자세한 설명은 다음과 같다.

첫째, 2극 성분은 전자빔을 수평(H) 및 수직(V)방향으로 편향시키는 역할을 하고, 4극 성분은 전자빔을 수직방향으로 집속함과 더불어 수평 방향으로 발산시키는 역할을 하게 된다.

즉, 상기 4극 성분 의해, 비점수차가 발생됨에 따라 상기 전자빔의스폿(spot)을 왜곡시키게 된다.

따라서, 비록 균일에 가까운 자계일지라도 미세한 핀쿠션이나 배럴자계 성분 때문에 스크린 주변부에서는 전자빔이 현저한 비점수차를 받게되어 전자빔의 스폿이 왜곡된다.

한편, 도 5a와 도 5b는 이러한 전자빔 스폿의 왜곡현상을 더 구체적으로 나타내고 있다.

도 5a와 도 5b에 의하면, 스크린 중앙부에서는 편향자계가 가해지지 않으므로 전자빔 스폿이 정확한 형상을 갖지만, 스크린 주변부에서는 상기에 언급된 바와 같이 수평방향으로 발산되고 수직방향으로 과집속되어, 왜곡된 고밀도의 횡장형 코어(core)(20)와 그 상하로 저밀도의 상퍼짐 현상인 헤이즈(hase)(21)가 발생된다.

요컨데, 스크린 주변부에서의 해상도 열화를 초래하게 된다.

이러한 문제점은 음극선관이 대형일수록, 또는 편향각이 클수록 더욱더 커지게 된다.

즉, 스크린이 대형화되는 반면 브라운관의 전/후 폭이 줄어드는 광각화(廣角化)에 따라 화면 주변부에서의 해상도 열화는 더욱더 커지게 된다.

따라서, 상기와 같은 스크린 주변부에 방생되는 헤이즈를 적게하기 위해, 렌즈를 형성시키는 전극의 구조를 개선하여, 상기 전자빔을 조정해줄 필요성이 증대되고 있는 추세에 있다.

요컨데, 상기 필요성에 따라 무수한 특허들이 나왔으며, 그 중 대표적인 몇 개만 나열하면, 일본 특허 공고 소 60-34783, 일본 특허 공개 평7-29511, 일본 특허 공개 평1-194246, 일본 특허 공개 평4-249837, 미국 특허 usp 4,641,058, 미국 특허 usp 4,886,998, 미국 특허 usp 4,358,703, 미국 특허 usp 4,558,253, 미국 특허 usp 4,629,933 등이 있다.

첫째, 도 6a에 도시된 바와 같은 종래의 전자총의 경우에는, 전자빔이 주렌즈에 입사되기 전(前), 제2 전극(12)의 함몰부(12a)에 의해서 상기 전자빔은 횡장화된다.

그리고 도 6b에 도시된 바와 같이, 주변빔 통과공(14a)과 중앙빔 통과공(14b)이 모두 원형으로 형성된 제4 전극(14)이 추가되면, 도 6c와 같이, 상기한 주렌즈 입사전 전자빔의 횡장화 추세를 그대로 유지하게 된다.

즉, 상기 제2 전극(12)은, 전자빔을 수평으로 발산시키고 수직으로 집속시켜 주므로, 주렌즈 입사 전(前) 상기 전자빔이 횡장화되어 전자빔이 편향 중심을 지날 때 수직 방향의 편향 수차를 적게 받게 됨에 따라 주변부 헤이즈(hase)(도 5a의 21참조)도 따라서 줄어든다.

그러나, 도 6c에 도시된 바와 같이, 제2 전극(12)에 형성된 함몰부(12a, 12b)에 의해 스크린 중앙에서는 전자빔의 형태가 종장화되는 추세를 나타내며, 이는 제2 전극의 함몰부 힘을 강하게 하면 할수록 더욱 종장화된다.

따라서 스크린 중앙에서 화소의 수직크기(V-size)가 증가되어 화면 중앙의 해상도를 떨어뜨리는 역할을 한다. 이에 따라 화소의 크기를 원형에 가깝게 조절하기 위해서 함몰부(12a, 12b)의 설계가 중요하게 작용한다.

둘째, 도 6d에 도시된 점선과 같이 종래의 전자총의 경우, 전자총 내부에서는, 일정의 전자빔 통과공의 이심거리(S)를 갖지만 스크린 중앙에서는 이 거리가 줄어들어 거의 한 점에 맺게 된다.

하지만, 최근 개발되고 있는 칼라 음극선관은 수상관의 전/후 폭을 최대한 줄이려는 시도가 진행되고 있다.

따라서 전/후 폭이 줄어듦에 따라 편향각이 커지는데, 예컨데 그 양은 종래 90도에서 110도 내지 124도까지 커지는 추세이며, 이 경우, 메인렌즈(M)에서 스크린까지의 거리(이하 "L치수"라 칭함)가 줄어들게 된다.

도 6d에 도시된 실선과 같이, 상기 L치수가 줄어들면 스크린 중심에서의 이심거리(OCV)(S2 ×2)가 커지게 되고, 결국은 한 점에 R,G,B 3전자빔이 맺히지 못하기 때문에 컨버젼스 에러(convergence error)가 발생되게 된다.

본 발명은 종래기술에 대한 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 광각화된 음극선관에 알맞게 전극구조를 개선하여, 광각화에 따른 이심거리를 미연에 제거함과 더불어 헤이즈를 제거하는데 그 목적 있다.

도 1은 일반적인 음극선관의 구조를 나타낸 단면도.

도 2는 일반적인 전자총의 구조를 나타낸 단면도.

도 3a는 일반적인 편향요크에서 생성되는 수평 편향자계를 나타낸 개략도.

도 3b는 일반적인 편향요크에서 생성되는 수직 편향자계를 나타낸 개략도.

도 4a는 일반적인 편향요크에서 생성되는 수평 편향자계에 의해 전자빔의 형상이 변화되는 상태를 나타낸 개략도.

도 4b는 일반적인 편향요크에서 생성되는 수직 편향자계에 의해 전자빔의 형상이 변화되는 상태를 나타낸 개략도.

도 5a는 일반적인 편향요크에서 생성되는 편향자계에 의해 스크린 상에 스폿된 전자빔의 형상을 나타낸 정면도.

도 5b는 일반적인 스크린 주변부와 스크린 중앙부의 스폿차이를 나타낸 개략도.

도 6a는 종래기술에 따른 제2 전극의 형상을 나타낸 정면도.

도 6b는 종래기술에 따른 제4 전극의 형상을 나타낸 정면도.

도 6c는 종래기술인 제2 전극과 제4 전극에 의한 전자빔의 진행상태를 나타낸 개략도.

도 6d는 종래기술인 제4 전극의 이심과 OCV의 관계를 나타낸 개략도.

도 7a는 본 발명에 따른 제4 전극의 제1 실시예를 나타낸 정면도.

도 7b는 도 7a의 단면도.

도 7c는 본 발명인 제4 전극에 의한 전자빔의 진행상태를 나타낸 개략도.

도 8은 본 발명에 따른 제2 전극의 형상을 나타낸 단면도.

도 9는 본 발명인 제2 전극과 제4 전극에 의한 전자빔 진행상태를 나타낸 개략도.

도 10a는 본 발명에 따른 제4 전극의 제2 실시예를 나타낸 정면도.

도 10b는 도 10a의 단면도.

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

4: R,G,B빔 10: 음극

11: 제1 전극 13: 제3 전극

24, 25: 전극체 120: 제2 전극

121a: R,B빔측 함몰부 122a: G빔측 함몰부

140: 제4 전극 141: R,B빔 통과공

142: G빔 통과공

상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명은, 음극에서 방사된 R,G,B빔을 제어하는 제1 전극과, 상기 제어된 R,G,B빔을 가속시키는 제2 전극과, 상기 가속된 R,G,B빔을 집속시키는 제3 전극과, 상기 집속된 R,G,B빔을 가속시키는 제4 전극이 포함된 칼라 음극선관용 전자총에 있어서, 상기 제2 전극의 R,G,B빔 통과공 주위에 횡장형의 함몰부가 형성되되, R,B빔 측에 형성된 함몰부의 깊이가 G빔측에 형성된함몰부의 깊이와 서로 다르게 형성되고, 상기 제4 전극에는 R,G,B빔 통과공이 형성되되, R,B빔 통과공의 크기가 상대적으로 G빔 통과공의 크기보다 크게 형성되어 이루어진 칼라 음극선관용 전자총을 제공한다.

상기 내용을 더 상세하게 설명하기 위해 도면을 참조하면 다음과 같다.

도 7a는 본 발명에 따른 제4 전극의 제1 실시예를 나타낸 정면도이고, 도 7b는 도 7a의 단면도이다.

도 7a와 도 7b에 도시된 바와 같이, 본 발명은 제4 전극(140)에 형성된 R,B빔인 주변빔 통과공(141)의 중심과 G빔인 중앙빔 통과공(142)의 중심과의 거리인 이심거리(S)를 줄여서 해결한 것으로서, 더 상세하게는 다음과 같다.

상기 제4 전극의 주변빔 통과공인 R,B빔 통과공(141)의 형상을 중앙빔 통과공인 G빔 통과공(142)측으로 이심시킨 것으로서, 주변빔 통과공의 최 외각부인 반원이 위치한 곳에는 기존의 주변빔 통과공의 최 외각부인 반원이 위치한 곳과 동일 위치로 셋팅시킨다.

그리고 상기 반원의 중심으로부터 소정량 중앙빔 통과공(142)측으로 이동시키되 반원의 양끝단 또한 이동시키면서 소정량(W)을 제거시킨 후, 다시 이동된 곳을 중심으로 반원을 형성시킨 것이다.

부연 설명하면, 최 외각부에 위치한 반원의 중심과 중앙빔 통과공(142)의 중심과의 거리는 기존과 동일하게 S로 하고, 상기 소정량(W) 이동되어 제거된 부의 중심과 상기 중앙빔 통과공의 중심과의 거리는 S'로 하며, 이동된 후 형성된 상기 반원의 중심과 상기 중앙빔 통과공의 중심과의 거리는 S"로 한다.

즉, 주변빔 통과공(141)의 형상은, 일정 크기의 R1과 R2를 갖도록 양측에 반원이 형성되되, 외측으로 볼록한 형상을 하고, 이때의 R1과 R2는 같아도 되고, 같지 않아도 상관없다.

그리고 R1의 중심과 중앙빔 통과공(142)의 중심과의 거리는 다른 전극의 S와 동일하게 구성하고, R2의 중심과 중앙빔 통과공의 중심과의 거리를 S"라고 할 때, (S"+S)/2의 값이 S'가 된다.

한편, S'는 S보다 작게 구성하여 R1이 그리는 원의 중심이, 다른 전극과 같게 하므로서, 스크린 주변에 나타나는 헤이즈와 광각화에 따른 이심거리를 제거할 수 있을 뿐만 아니라 종래 비딩공정시 사용되는 맨드릴을 그대 사용할 수 있기 때문에 제작비용이 절감되는 효과가 있다.

또한, 제4 전극의 중앙빔 통과공은 원형으로 하고, 주변빔 통과공은 횡장형으로 하되, 도 7b에 도시된 바와 같이, h2<h1이 되도록 형성시킨다.

한편, 도 10a는 본 발명에 따른 제4 전극의 제2 실시예를 나타낸 정면도이고, 도 10b는 도 10a의 단면도이다.

도 10a와 도 10b에 도시된 바와 같이, 제4 전극은 2장으로 적층되어 이루어질 수 있다.

즉, 한 장은 S를 갖도록 전자빔 통과공이 형성된 전극체(24)이고, 다른 한 장은 S'를 갖도록 전자빔 통과공이 형성된 전극체(25)로서, 상호 적층시켜 이루어질 수 있다.

한편, 제2 전극(120)은, 도 8에 도시된 바와 같이, 중앙빔 통과공(122)측에형성된 함몰부(122a)의 깊이를 tc라 하고, 주변빔 통과공(121)측에 형성된 함몰부(121a)의 깊이를 ts라고 하면, tc > ts인 조건이 되도록 하여 이루어진다.

그 이유는, 상기 제4 전극(140)의 구조적인 한계를 극복하기 위한 것으로서, 상기와 같이 제2 전극의 주변빔 통과공측에 형성된 함몰부(121a)의 깊이를 중앙빔 통과공측에 형성된 함몰부(122a)의 깊이 보다 얕게 하므로서, 이심거리를 미연에 제거할 수 있다.

따라서, 본 발명은 도 6d에 도시된 광각화에 따른 이심거리인 OCV(Outer Convergnce Variance)(실선 참조)를 줄이기 위해, 도 7a와 도 7b에 도시된 바와 같이 제4 전극(도 6b의 14참조)의 S 치를 줄여 S'로 한 것이다.

상기와 같이 S'로 전자빔 통과공을 형성할 경우, 전자빔이 종래보다 더 내측으로 입사되고 이로 인해서 화면에서 전자빔의 이심거리(OCV)가 줄게 되어, 스크린 중앙에서의 컨버젼스를 만족시킨다.

하지만, 도 7a와 도 7b에 도시된 바와 같이, 제4 전극(140)이 횡장화되어 있다 보니, 도 7c에 도시된 바와 같이 수평(H)으로 발산작용(화살표 및 실선참조)과 수직(V)으로 집속작용(화살표 및 실선참조)이 더하여져서 제2 전극(120)에 의해서 횡장화된 전자빔이 더욱더 횡장화되는 현상이 발생하게 된다.

이러한 현상은 중앙빔(G빔)의 경우에는 발생되지 않는다. 왜냐하면, 제4 전극의 중앙빔 통과공(142)은 원형으로 구성되어 있기 때문이다.

따라서 제4 전극의 주변빔 통과공(141)에 의해 전자빔이 횡장화됨에 따라 화면 중앙에서 전자빔의 언발란스(unbalance)를 발생시키게 된다.

또한, 중앙빔(G빔)은 원형에 가까우나, 주변빔(R빔, B빔)은 종장형의 전자빔이 되기 때문에 이 또한 문제가 된다.

이를 해결하기 위해, 도 8과 도 9에 도시된 바와 같이 제2 전극(120)의 작용을 약화시켜 전자빔 종장화를 해결할 수 있다.

즉, 종래의 제2 전극(도 6a의 12참조)에서, 주변빔 통과공측에 형성된 함몰부(121a)의 깊이를 중앙빔 통과공측에 형성된 함몰부(122a)의 깊이보다 더 얕게 형성시키되, 상기 주변빔 통과공측에 형성된 함몰부의 깊이가, 상기 중앙빔 통과공측에 형성된 함몰부 깊이의 10∼30%가 되도록 한다.

이와 같이 제2 전극(120)에 형성된 중앙빔 통과공측 함몰부(122a)와 주변빔 통과공측 함몰부(121a)의 깊이를 다르게 하지 않을 경우에는, 제4 전극(140)의 주변빔 통과공(141)의 횡장화와 동일하게 중앙빔 통과공(142)도 동일하게 횡장화로 만들어 주어야 한다.

만약 이렇게 구성할 경우에는, 제2 전극(120)에 형성된 함몰부(121a,122a)의 깊이를 종래와 동일하게 얇게 하므로 전체적으로 동일한 함몰부의 깊이를 유지시킬 수 있게 된다.

이상에서와 같이, 본 발명은 광각화에 따른 OCV의 커짐을 방지하기 위하여 제4 전극의 S치를 변경하고, 이로 인해 발생되는 전자빔의 커짐을 방지하기 위하여 제2 전극의 함몰부의 깊이를 조절하여, 전자빔이 종장화에 기인한 헤이지를 미연에 제거함과 더불어 광각화에 대응한 전자빔의 OCV를 줄일 수 있다.

따라서, 음극선관이 사용되는 모니터 및 각종 영상매체의 폭을 줄이더라도 정확한 컨버젼스와 정확한 포커스를 얻을 수 있다.

또한, 음극선관의 폭이 줄어듦에 따라 그 만큼의 공간을 활용할 수 있고, 재료비를 감소시킬 수 있다.

그리고, 발명의 상세한 설명에 언급한 모든 효과를 다 포함한다.

Claims (6)

1. 음극에서 방사된 R,G,B빔을 제어하는 제1 전극과, 상기 제어된 R,G,B빔을 가속시키는 제2 전극과, 상기 가속된 R,G,B빔을 집속시키는 제3 전극과, 상기 집속된 R,G,B빔을 가속시키는 제4 전극이 포함된 칼라 음극선관용 전자총에 있어서,

   상기 제2 전극의 R,G,B빔 통과공 주위에 횡장형의 함몰부가 형성되되, R,B빔 측에 형성된 함몰부의 깊이가 G빔측에 형성된 함몰부의 깊이와 서로 다르게 형성되고,

   상기 제4 전극에는 R,G,B빔 통과공이 형성되되, R,B빔 통과공의 크기가 상대적으로 G빔 통과공의 크기보다 크게 형성되어 이루어짐을 특징으로 하는 칼라 음극선관용 전자총.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 R,B빔 통과공측에 형성된 함몰부의 깊이가, 상기 G빔 통과공측에 형성된 함몰부의 깊이보다 얕게 형성됨을 특징으로 하는 칼라 음극선관용 전자총.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 R,B빔 통과공측에 형성된 함몰부의 깊이가, 상기 G빔 통과공측에 형성된 함몰부 깊이의 10∼30%가 됨을 특징으로 하는 칼라 음극선관용 전자총.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 제4 전극의 R,B빔 통과공이, G빔 통과공측으로 이심됨을 특징으로 하는 칼라 음극선관용 전자총.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 제4 전극의 R,B빔 통과공은, G 빔통과공측으로 횡장되어 이심됨을 특징으로 하는 음극선관용 전자총.
6. 제 1 항 또는 제 5 항에 있어서,

   상기 제4 전극은;

   원형의 R,G,B빔 통과공을 갖는 전극체와, 상기 횡장형으로 이심된 R,B빔 통과공과 함께 원형의 G빔 통과공을 갖는 전극체가 상호 적층되어 이루어짐을 특징으로 하는 칼라 음극선관용 전자총.