KR100863947B1

KR100863947B1 - 음극선관용 전자총

Info

Publication number: KR100863947B1
Application number: KR1020010064092A
Authority: KR
Inventors: 오태식
Original assignee: 삼성에스디아이 주식회사
Priority date: 2001-10-17
Filing date: 2001-10-17
Publication date: 2008-10-16
Anticipated expiration: 2021-10-17
Also published as: KR20030032360A

Abstract

형광 스크린으로 단일의 전자빔을 주사하는 음극선관용 전자총에 관한 것으로서, 형광 스크린의 수평축 방향에 대해 초미세 빔경을 갖는 전자빔을 구현하기 위하여, 메인 렌즈를 형성하는 최종 포커스 전극과 간 전극 및 애노드 전극은 음극선관의 관축 방향을 따라 소정의 간격을 두고 대향 배치되고, 상기 전극들에 제공된 전자빔 통과공들의 직경은 캐소드와 최종 포커스 전극 사이에 위치한 다른 전극들에 제공된 전자빔 통과공들의 직경보다 크게 이루어지며, 상기 간 전극에는 최종 포커스 전극에 인가되는 전압보다 높고 애노드 전극에 인가되는 전압보다 낮은 세기의 전압이 공급된다. 이로서 메인 렌즈를 대구경으로 최적화하고, 간 전극에 의해 메인 렌즈의 구면수차를 감소시켜 전자빔의 스폿경을 미세화한다.

음극선관, 빔인덱스, 전자총, 메인렌즈, 포커스전극, 애노드전극, 간전극

Description

음극선관용 전자총 {ELECTRON GUN FOR CATHODE RAY TUBE}

도 1은 본 발명의 제 1실시예에 따른 전자총의 개략적인 사시도.

도 2는 본 발명의 제 1실시예에 따른 전자총의 평면도.

도 3은 본 발명의 제 1실시예에 따른 전자총의 측단면도.

도 4a, 도 4b, 도 4c는 각각 도 2의 Ⅰ-Ⅰ선 단면도, 도 2의 Ⅱ-Ⅱ선 단면도 및 도 2의 Ⅲ-Ⅲ선 단면도.

도 5a와 도 5b는 각각 본 발명의 제 1실시예에 따른 전자총에서 수평축 및 수직축 방향의 등전위선과 이에 따른 전자빔의 궤적을 도시한 그래프.

도 6은 본 발명의 제 2실시예에 따른 전자총의 개략적인 사시도.

도 7은 본 발명의 제 2실시예에 따른 전자총의 평면도.

도 8은 본 발명의 제 2실시예에 따른 전자총의 측단면도.

도 9a, 도 9b, 도 9c는 각각 도 7의 Ⅳ-Ⅳ선 단면도, Ⅴ-Ⅴ선 단면도, Ⅵ-Ⅵ선 단면도.

도 10a와 도 10b는 각각 본 발명의 제 2실시예에 따른 전자총에서 수평축 및 수직축 방향의 등전위선과 이에 따른 전자빔의 궤적을 도시한 그래프.

도 11은 형광 스크린의 부분 확대도.

본 발명은 음극선관용 전자총에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 초미세 빔경의 전자빔을 필요로 하는 빔 인덱스형 음극선관에 적용 가능한 전자총에 관한 것이다.

음극선관의 한 종류인 빔 인덱스형 음극선관은 통상의 음극선관과 마찬가지로 패널과 펀넬 및 넥크부를 포함하는 튜브로 외관을 구성하나, 상기 넥크부 내부에는 한줄기 전자빔을 방출하는 전자총이 장착되고, 패널 내면으로는 형광 스크린과 함께 이 형광 스크린 위에 다수의 인덱스 형광체들이 추가로 형성된다. 또한, 빔 인덱스형 음극선관은 펀넬의 외주 상에 인덱스 광을 검출하는 검출기를 장착하며, 이 검출기는 인덱스 신호 회로부와 전기적으로 연결된다.

상기한 구성에 따라, 빔 인덱스형 음극선관은 인덱스 형광체들의 발광으로부터 검출된 인덱스 신호를 이용하여 전자빔을 형광 스크린의 해당 형광체에 주사시킴으로써 소정의 칼라 영상을 구현하게 된다.

이와 같이 빔 인덱스형 음극선관은, 통상의 음극선관에서 전자빔을 색분리시키는 섀도우 마스크를 구비하지 않고 칼라 영상을 구현함에 따라, 도 11에 도시한 바와 같이 형광 스크린(1)에 도달하는 전자빔(E/B)은 원하는 형광체 만을 선택적으로 발광시킬 수 있도록, 형광 스크린(1)의 수평축(x) 방향으로 미세 빔경을 갖는 종장형 스폿을 구현해야 한다.

특히 전자빔(E/B)의 수평 빔경(r)은 형광체(3) 하나의 너비(w₁)에 이 형광체(3)의 양측에 배치되는 블랙 매트릭스(5) 두개의 너비(각 블랙 매트릭스의 너비는 w₂)를 더한 것보다 작아야만 타색의 형광체(7)에 대한 침범을 방지할 수 있다.

따라서 빔 인덱스형 음극선관은 섀도우 마스크를 갖는 통상의 음극선관과 비교하여 형광 스크린의 수평축(x) 방향에 대한 전자빔의 빔경을 가능한 미세하게 구현해야 한다.

이와 관련하여 종래에 제안된 선행 기술들로는 일본 특개소53-76737호가 종장형 홀이 형성된 제 1그리드 전극과, 횡장형 홀이 형성된 제 2그리드 전극을 갖는 전자총을 개시하고 있으며, 일본 특개평6-203766호가 각각 단경(短俓)에 대한 장경(長俓)의 길이 비가 1.2∼4.5인 종장형 홀이 형성된 제 1, 2그리드 전극들을 갖는 인덱스 칼라 수상관용 전자총을 개시하고 있다.

또한 일본 특개평8-212947호는 메인 렌즈 영역에 있어서 메인 렌즈 형성 위치 또는 메인 렌즈에 대하여 캐소드 방향으로 기운 위치에 한쌍의 전자(電磁) 4중극 및/또는 정전(靜電) 4중극을 형성한 전자총을 개시하고 있으며, 일본 특개평9-259797호는 전자빔의 궤도를 8중극 전자 렌즈 수단으로 제어하는 전자총을 개시하고 있다.

상기한 선행 기술들은 저마다 제 1, 2그리드 전극들에 형성되는 전자빔 통과공의 형상을 개선하거나, 전자빔의 궤적에 영향을 줄 수 있는 4중극 또는 8중극을 설치함으로써 화면 중앙부에서 종장형의 전자빔 스폿을 구현하고, 화면 주변부에서 전자빔을 회전시켜 포커스 특성을 향상시키도록 하고 있다.

그러나 이들 전자총에 있어서 메인 렌즈를 형성하는 포커스 전극과 애노드 전극의 결합 구조는, 화면을 설경(雪景) 또는 문자 표시와 같이 밝은 화면을 구현하기 위해 캐소드 전류를 증가시키는 경우, 메인 렌즈에서 전자빔의 점유반경이 증대되어 발생하는 구면수차의 영향으로 인해, 형광 스크린에 도달하는 전자빔의 스폿경을 증가시키게 된다.

따라서 상기 전자총이 빔 인덱스형 음극선관에 채용되면, 해당 빔 인덱스형 음극선관은 증대된 빔경을 갖는 전자빔으로 인하여 원하지 않는 색상의 형광체를 동시에 발광시켜 타색 침범을 일으키게 되므로, 화면 품질에 심각한 영향을 받게 된다.

이에 따라 미국특허 제4,271,374호에 개시된 전자총과 같이, 포커스 전극의 일부, 특히 애노드 전극에 대향 배치되는 최종 포커스 전극이 애노드 전극 내부에 위치하도록 하여, 메인 렌즈 구경을 확대하면서 구면수차를 줄여 형광 스크린에 도달하는 전자빔의 스폿경을 미세화하는 구조가 제안되었다.

이러한 전자총은 최종 포커스 전극과 애노드 전극이 겹쳐 중첩됨에 따라, 최종 포커스 전극과 애노드 전극 사이에 형성되는 메인 렌즈를 대구경화하여 미세 빔경 구현에 유리하나, 메인 렌즈를 형성하는 전극들의 구조가 복잡하여 설계와 제작에 불리하며, 상기 전극들의 중첩 구조에 의해 내전압 특성이 저하되어 최종 포커스 전극과 애노드 전극 사이의 전압 차를 증가시킬 수 없는 단점을 안고 있다.

더욱이 최종 포커스 전극과 애노드 전극이 중첩된 구조에서는, 편향 장치의 주파수를 증가시키거나, 전자총과 편향 장치 사이에 별도의 보조 코일을 부착하여 전자빔의 포커스 특성을 제어하고자 하는 경우, 중첩된 전극 부분에 와전류(eddy current)가 발생하여 전자빔에 대한 제어 감도가 저하되는 한계를 안고 있다.

따라서 본 발명은 상기한 문제점을 해소하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 메인 렌즈를 형성하는 전극들의 형상을 단순화하면서도 형광 스크린의 수평 방향에 대한 전자빔의 스폿경을 미세화할 수 있는 저 구면수차의 음극선관용 전자총을 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 메인 렌즈를 형성하는 전극들에 와전류가 발생하지 않도록 하면서도 형광 스크린의 수평 방향에 대한 전자빔의 스폿경을 미세화할 수 있는 음극선관용 전자총을 제공하는데 있다.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은,

열전자를 방출하는 단일의 캐소드와, 상기 캐소드와 더불어 삼극관부를 구성하는 제 1, 2전극들과, 상기 제 2전극 다음에 순차적으로 배치되는 복수의 포커스 전극들과, 상기 복수의 포커스 전극들 중, 상기 캐소드로부터 가장 멀리 배치된 최종 포커스 전극 다음에 배치되는 간 전극과, 상기 간 전극 다음에 배치되는 애노드 전극과, 상기한 전극들을 일렬로 정렬 및 지지하는 지지체를 포함하며,

상기 최종 포커스 전극과 간 전극 및 애노드 전극이 소정의 간격을 두고 대 향 배치되고, 상기 간 전극에 형성된 전자빔 통과공과, 상기 간 전극에 각기 대향하는 최종 포커스 전극과 애노드 전극의 일측에 형성된 전자빔 통과공들의 직경이 상기 캐소드와 최종 포커스 전극 사이에 위치한 다른 전극들에 제공된 전자빔 통과공들의 직경보다 크게 이루어지며, 상기 간 전극에는 최종 포커스 전극에 인가되는 전압보다 높고 애노드 전극에 인가되는 전압보다 낮은 세기의 전압이 공급되는 음극선관용 전자총을 제공한다.

바람직하게, 어느 하나의 지지체 상부에 내열성의 고저항 부재를 설치하여, 상기 고저항 부재를 통해 애노드 전압으로부터 감소된 전압을 간 전극에 공급한다.

바람직하게, 상기 최종 포커스 전극은 캐소드를 향한 일측에 위치하는 입구부와, 간 전극을 향한 다른 일측에 위치하는 출구부를 포함하며, 상기 출구부의 내경이 입구부의 내경보다 크게 이루어진다.

상기 최종 포커스 전극의 출구부, 간 전극 및 애노드 전극은 동일한 내경과 외경을 가지며, 원형의 전자빔 통과공을 갖는 원통 형상으로 이루어지거나, 전자빔 통과공의 수평축 방향 직경이 수직축 방향 직경보다 큰 횡장형의 실린더 형상으로 이루어질 수 있다.

이와 같이 본 발명에 의한 전자총 구성에 따르면, 메인 렌즈를 형성하는 전극들의 형상을 단순화하면서도 메인 렌즈를 대구경으로 최적화하고, 더욱이 간 전극에 의해 최종 포커스 전극과 애노드 전극 사이의 전위차를 완만하게 하여 구면수차를 더욱 감소시킴에 따라, 형광 스크린의 수평 방향에 대한 전자빔의 스폿경을 미세화할 수 있다.

이하, 첨부한 도면을 참고하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 제 1실시예에 따른 음극선관용 전자총의 개략적인 사시도이고, 도 2는 상기 전자총의 평면도이며, 도 3은 상기 전자총의 측단면도이다.

도시한 바와 같이, 상기 전자총(2)은 열전자를 방출하는 단일의 캐소드(4)와, 상기 캐소드(4)와 더불어 삼극관부를 구성하는 제 1, 2전극들(6, 8)과, 상기 제 2전극(8) 다음에 순차적으로 배치되는 복수의 포커스 전극들(10, 12, 14)과, 복수의 포커스 전극들 중 캐소드(4)에서 가장 멀리 배치된 최종 포커스 전극(14) 다음에 위치하는 간 전극(16)과, 애노드 전극(18) 및 이 애노드 전극(18)에 설치되는 실드컵(28)을 포함한다.

상기한 전극들(6, 8, 10, 12, 14, 16, 18)은 비드 글래스로 이루어진 지지체(20)에 지지되어 음극선관의 관축(z) 방향을 따라 일렬로 정렬된다.

본 실시예에서 상기 전자총(2)은 3개의 포커스 전극(10, 12, 14)을 구비하고, 이들에 U-BPF(Uni-Bi Potential Focus) 방식으로 임의의 전압을 인가하여 포커스 렌즈를 형성하게 되나, 본 발명의 전자총은 포커스 전극의 개수와 이의 전압 인가 방식을 상기한 것으로 한정하는 것은 아니다.

상기 전극들의 구성을 보다 구체적으로 살펴보면, 상기 제 1전극(6)은 캐소드(4)를 둘러싸는 컵 형상이고, 제 2전극(8)은 플레이트 형상으로서, 두 전극 모두 캐소드(4)와 관축(z) 상의 동일 위치에 전자빔 통과공(6a, 8a)을 형성한다. 그리고 각각의 제 1, 2전극(6, 8)은 도시하지 않은 스템핀을 통해 각자의 전압을 공급 받으며, 캐소드(4)와의 전위 차에 의해 열전자를 예비 집속시켜 전자빔화한다.

복수의 포커스 전극들 중 제 1포커스 전극(10)은 컵 형상으로 이루어지고, 캐소드(4)와 관축(z) 상의 동일 위치에 전자빔 통과공(10a)을 형성하며, 제 2포커스 전극(12)과 최종 포커스 전극(4)은 소정의 내경과 외경을 가지면서 관축(z)과 평행하게 정렬되는 원통 형상으로서, 자신의 내경과 동일한 직경을 갖는 원형의 전자빔 통과공(12a, 14a)을 형성한다. 이러한 각각의 포커스 전극(10, 12, 14)은 도시하지 않은 스템핀을 통해 각자의 전압을 공급받는다.

특히 본 실시예에서 최종 포커스 전극(14)은 제 2포커스 전극(12)을 향한 일측에 위치하는 입구부(24)와, 간 전극(16)을 향한 다른 일측에 위치하는 출구부(26)를 포함하며, 상기 출구부(26)의 내, 외경은 입구부(24)의 내, 외경보다 크게 이루어진다.

상기 간 전극(16)과 애노드 전극(18)은 최종 포커스 전극(14)과 마찬가지로 소정의 내경과 외경을 가지면서 관축(z)과 평행하게 정렬되는 원통 형상으로 이루어져 자신의 내경과 동일한 직경을 갖는 원형의 전자빔 통과공(16a, 18a)을 형성하며, 상기 애노드 전극(18)은 실드컵(28)에 부착된 접촉 스프링(30)이 넥크부(22) 내면에 도포된 흑연막(32)과 접촉하여, 이 흑연막(32)을 통해 고압(대략 25∼33 kV)의 애노드 전압을 공급받는다.

한편, 상기 간 전극(16)은 최종 포커스 전극(14)에 인가되는 전압보다 높고, 애노드 전극(18)에 인가되는 전압보다 낮은 세기의 전압을 공급받는데, 구체적으로 상기 간 전극(16)은 도 2에 도시한 바와 같이 비드 글래스(20) 상부에 설치된 내열 성의 고저항 부재(34)를 통해 애노드 전압으로부터 감소된 전압을 공급받을 수 있다.

즉, 상기 고저항 부재(34)는 자체적으로 큰 저항값을 가지면서 상기 애노드 전극(18)과 간 전극(16)을 전기적으로 연결하고 있으므로, 애노드 전극(18)에 공급된 애노드 전압을 소정 비율로 감소시켜 간 전극(16)에 공급하는바, 상기 고저항 부재(34)의 저항값을 조절하면, 간 전극(16)에 인가되는 전압의 크기를 용이하게 제어할 수 있다.

이로서 최종 포커스 전극(14)과 간 전극(16) 및 애노드 전극(18)에 각자의 전압을 공급하면, 상기 최종 포커스 전극(14)과 애노드 전극(18)의 전위 차에 의해 메인 렌즈가 형성되며, 더욱이 상기 간 전극(16)에 의해 전위 차의 변화가 완만해진 메인 렌즈가 형성된다.

특히, 상기 전자총(2)에서 메인 렌즈를 형성하는 최종 포커스 전극(14)과 간 전극(16) 및 애노드 전극(18)이 중첩되지 않고, 관축(z) 방향을 따라 소정의 간격을 두고 일렬로 배치되어 메인 렌즈를 형성하는 전극들의 구조를 단순화시킨다. 이로서 메인 렌즈를 형성하는 전극들 사이에서 자계의 통과가 보다 용이해져 종래의 전자총과 비교하여 상기 전극들에 와전류가 발생하는 것을 완화시킨다.

이와 더불어 상기 최종 포커스 전극(14)의 출구부(26)와 간 전극(16) 및 애노드 전극(18)의 내경은 상기 세 부분을 제외한 다른 전극의 내경 혹은 다른 전극에 제공된 전자빔 통과공의 직경보다 크게 구성되어 메인 렌즈를 대구경으로 최적화하며, 더욱이 상기 간 전극(16)이 최종 포커스 전극(14)과 애노드 전극(18) 사이 의 전위 차를 완만하게 하기 때문에, 메인 렌즈의 구면수차를 더욱 감소시켜 전자빔의 집속 효율을 향상시킨다.

바람직하게, 상기 최종 포커스 전극(14)의 출구부(26)와 간 전극(16) 및 애노드 전극(18)은 동일한 내, 외경을 갖도록 구성되며, 메인 렌즈의 구면수차를 최적의 상태로 낮추기 위하여, 상기 간 전극(16)에는 다음의 조건을 만족하는 전압이 공급된다.

Vf < Vm < Vb, 0.3×Vb ≤ Vm ≤ 0.6×Vb

여기서, Vf는 최종 포커스 전극(14)에 인가되는 전압, Vm은 간 전극(16)에 인가되는 전압, Vb는 애노드 전극(18)에 인가되는 전압을 나타낸다.

도 4a는 도 2의 Ⅰ-Ⅰ선 단면도이고, 도 4b는 도 2의 Ⅱ-Ⅱ선 단면도이며, 도 4c는 도 2의 Ⅲ-Ⅲ선 단면도이다.

상기 최종 포커스 전극(14)의 입구부(24) 외경을 D1, 출구부(26)의 외경을 D2, 간 전극(16)의 외경을 D3, 애노드 전극(18)의 외경을 D4, 넥크부(22)의 내경을 D5라고 가정하면, 상기 전극들 사이의 크기 관계를 다음의 조건으로 수식화할 수 있으며, 이 때, 상기 D2와 D3 및 D4는 서로 동일한 값을 갖는다.

D1 < D2 < D5, D2 < 0.65×D5

즉, 상기 최종 포커스 전극(14)의 출구부(26)와 간 전극(16) 및 애노드 전극(18)은 그 외경이 최종 포커스 전극(14)의 입구부(24) 외경보다 크게 구성되어 메인 렌즈를 대구경화하나, 상기 전극들의 외경은 비드 글래스(20)가 위치하는 여유 공간을 고려하여, 상기 넥크부(22) 내경의 65% 이내로 설정되는 것이 바람직하다.

도 5a와 도 5b는 각각 상기 전자총의 구동 과정에서 발생하는 수평축(x) 및 수직축(y) 방향의 등전위선과 이에 따른 전자빔의 궤적을 나타낸 그래프로서, 음극선관의 수평축(x)과 수직축(y) 방향 모두에서 최종 포커스 전극(14)의 출구부(26)와 간 전극(16) 사이, 그리고 간 전극(16)과 애노드 전극(18) 사이에 형성되는 등전위선, 즉 메인 렌즈로 작용하는 등전위선이 관축(z) 상의 다른 부분에 형성되는 등전위선보다 대구경으로 형성되고 있음을 알 수 있다.

상기한 메인 렌즈를 형성하는 등전위선의 대구경화에 따라, 본 실시예에 의한 전자총(2)은 전자빔을 한점으로 집중시키는 포커스 특성이 향상되며, 더욱이 상기 간 전극(16)에 의해 최종 포커스 전극(14)과 애노드 전극(18) 사이의 전위 차가 완만하게 변화되어 메인 렌즈의 구면수차를 더욱 감소시키게 되므로, 형광 스크린의 수평축(x) 방향으로 미세 스폿경의 전자빔을 용이하게 구현할 수 있다.

도 6은 본 발명의 제 2실시예에 따른 음극선관용 전자총의 개략적인 사시도이고, 도 7은 상기 전자총의 평면도이며, 도 8은 상기 전자총의 측단면도이다.

본 실시예에서 상기 최종 포커스 전극(14)의 출구부(26)와 간 전극(16) 및 애노드 전극(18)은 수평축(x) 방향의 내, 외경이 수직축(y) 방향의 내, 외경보다 큰 횡장형의 실린더 형상으로 이루어지며, 이에 따라 상기 전극들은 수평축(x) 방향 직경이 수직축(y) 방향 직경보다 큰 횡장형의 전자빔 통과공(26b, 16b, 18b)을 형성한다.

따라서, 본 실시예는 음극선관의 수평축(x) 방향으로 메인 렌즈의 구경을 더욱 확대시켜 수평 방향에서의 구면수차를 줄이고, 메인 렌즈에서 수평과 수직 방향의 포커싱 거리가 다르게 동작하는 비점 수차를 발생시키므로, 결국 형광 스크린의 수평축(x) 방향으로 초미세 빔경을 더욱 용이하게 구현하도록 한다.

또한, 상기 최종 포커스 전극(14)의 출구부(26)와 간 전극(16) 및 애노드 전극(18)의 내경은 상기 세 부분을 제외한 다른 전극의 내경 혹은 다른 전극에 제공된 전자빔 통과공의 직경보다 크게 이루어지며, 특히 최종 포커스 전극(14)의 출구부(26)와 간 전극(16) 및 애노드 전극(18)은 동일한 내, 외경을 갖도록 구성된다.

도 9a는 도 7의 Ⅳ-Ⅳ선 단면도이고, 도 9b는 도 7의 Ⅴ-Ⅴ선 단면도이며, 도 9c는 도 7의 Ⅵ-Ⅵ선 단면도이다.

상기 최종 포커스 전극(14)의 입구부(24) 외경을 D1, 최종 포커스 전극(14) 출구부(26)의 수평축(x) 및 수직축(y) 방향 외경을 각각 Dh2 및 Dv2, 간 전극(16)의 수평축(x) 및 수직축(y) 방향 외경을 각각 Dh3 및 Dv3, 애노드 전극(18)의 수평축(x) 및 수직축(y) 방향 외경을 각각 Dh4 및 Dv4, 넥크부(22)의 내경을 D5로 정의하면, 상기 전극들 사이의 크기 관계를 다음의 조건으로 수식화할 수 있다.

D1 < Dv2 < Dh2 < D5

이 때, 상기 Dv2와 Dv3 및 Dv4는 서로 동일한 값을 가지며, Dh2와 Dh3 및 Dh4 또한 서로 동일한 값을 갖는다.

특히, 본 실시예의 구성에서 상기 간 전극(16)에는 전술한 수학식 1의 조건을 만족하는 전압이 인가되어 상기 최종 포커스 전극(14)과 애노드 전극(18) 사이의 전위 차를 완만하게 한다.

이와 같이 횡장형으로 구성되는 최종 포커스 전극(14)의 출구부(26)와 간 전극(16) 및 애노드 전극(18)은, 횡장형 구조에 따른 구면수차 변화와 비점수차 등을 고려하여, 아래 조건을 만족하도록 상기 전자빔 통과공들(26b, 16b, 18b)의 종횡비(aspect ratio)를 설정하는 것이 바람직하다.

1.2 < H/V < 1.8

여기서, H는 최종 포커스 전극(14)의 출구부(26)와 간 전극(16) 및 애노드 전극(18)에 제공된 전자빔 통과공들(26b, 16b, 18b)의 수평축(x) 방향 내경, V는 최종 포커스 전극(14)의 출구부(26)와 간 전극(16) 및 애노드 전극(18)에 제공된 전자빔 통과공들(26b, 16b, 18b)의 수직축(y) 방향 내경을 나타낸다.

또한, 상기 최종 포커스 전극(14)의 출구부(26)와 간 전극(16) 및 애노드 전극(18)이 횡장형으로 구비됨에 따라, 음극선관의 수평축(x) 방향에 있어서는 상기 전극들과 넥크부(22)와의 간격 축소에 따른 내전압 특성을 고려해야 하며, 수직축(y) 방향에 있어서는 한쌍의 비드 글래스(20)가 장착되기 위한 여유 공간을 고려해야 한다. 따라서 상기 전극들은 다음의 조건을 만족하도록 구성된다.

Dh < 0.9×D5

0.5×D5 < Dv < 0.65×D5

여기서, Dh는 최종 포커스 전극(14)의 출구부(26)와 간 전극(16) 및 애노드 전극(18)의 수평축(x) 방향 외경이고, Dv는 최종 포커스 전극(14)의 출구부(26)와 간 전극(16) 및 애노드 전극(18)의 수직축(y) 방향 외경이며, D5는 넥크부(22) 내경을 나타낸다.

이와 같이 최종 포커스 전극(14)의 출구부(26)와 간 전극(16) 및 애노드 전극(18)의 수평축(x) 방향 외경을 넥크부(22) 내경의 90% 이하로 설정하면, 상기 전극들과 넥크부(22) 내면에 도포된 흑연막(32) 사이의 방전을 억제하여 우수한 내전압 특성을 유지할 수 있다.

또한, 상기 전극들의 수직축(y) 방향 외경을 넥크부(22) 내경의 50∼65% 범위로 설정하면, 음극선관의 수직축(y) 방향으로 메인 렌즈를 대구경으로 최적화하면서 한쌍의 비드 글래스(20)가 장착될 수 있는 여유 공간을 확보할 수 있다.

도 10a와 도 10b는 각각 상기 전자총의 구동 과정에서 발생하는 수평축(x) 및 수직축(y) 방향의 등전위선과 이에 따른 전자빔의 궤적을 나타낸 그래프로서, 최종 포커스 전극(14)과 간 전극(16) 사이, 그리고 간 전극(16)과 애노드 전극(18) 사이에 형성되는 등전위선, 즉 메인 렌즈로 기능하는 등전위선은 상기 전자총(2) 내 다른 부분에 형성되는 등전위선보다 대구경으로 형성됨과 동시에, 그 수평축(x) 방향 구경이 수직축(y) 방향 구경보다 확대되었음을 알 수 있다.

따라서 본 실시예에 의한 전자총(2)은 음극선관의 수평축(x) 방향으로 메인 렌즈의 구면을 감소시키며, 더욱이 상기 간 전극(16)에 의해 최종 포커스 전극(14)과 애노드 전극(18) 사이의 전위 차가 완만하게 변화되어 메인 렌즈의 구면수차를 더욱 감소시키므로, 형광 스크린의 수평축(x) 방향으로 미세 빔경의 전자빔을 용이하게 실현할 수 있다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.

이와 같이 본 발명에 의한 전자총은 메인 렌즈를 형성하는 전극들의 형상이 단순화되어 설계와 제작이 용이하고, 상기 전극들 사이로 자계의 통과가 용이하여 와전류 발생을 억제하며, 메인 렌즈를 대구경으로 최적화하여 형광 스크린에 도달하는 전자빔의 수평 빔경을 미세화할 수 있다. 따라서 본 발명에 의한 전자총은 형광 스크린의 수평 방향으로 미세 빔경이 요구되는 빔 인덱스형 음극선관에 적합하다.

Claims

열전자를 방출하는 단일의 캐소드와;

상기 캐소드와 더불어 삼극관부를 구성하는 제 1, 2전극들과;

상기 제 2전극 다음에 순차적으로 배치되는 복수의 포커스 전극들과;

상기 복수의 포커스 전극들 중, 상기 캐소드로부터 가장 멀리 배치된 최종 포커스 전극 다음에 배치되는 간 전극과;

상기 간 전극 다음에 배치되는 애노드 전극; 및

상기 제 1, 2전극들, 상기 복수의 포커스 전극들, 상기 간 전극 및 상기 애노드 전극을 일렬로 정렬 및 지지하는 지지체를 포함하며,

상기 최종 포커스 전극과 상기 간 전극 및 상기 애노드 전극이 서로간 거리를 두고 대향 배치되고, 상기 간 전극에 형성된 전자빔 통과공과, 상기 간 전극에 각기 대향하는 상기 최종 포커스 전극 및 상기 애노드 전극의 일측에 형성된 전자빔 통과공들의 직경이 상기 캐소드와 최종 포커스 전극 사이에 위치한 상기 제 1, 2전극들 및 상기 최종 포커스 전극을 제외한 포커스 전극들에 제공된 전자빔 통과공들의 직경보다 크게 이루어지며, 상기 간 전극에는 상기 최종 포커스 전극에 인가되는 전압보다 높고 상기 애노드 전극에 인가되는 전압보다 낮은 세기의 전압이 공급되는 음극선관용 전자총.
제 1항에 있어서,

상기 전자총이 상기 지지체 상부에 설치되는 고저항 부재를 더욱 포함하며, 상기 고저항 부재를 통해 애노드 전압으로부터 감소된 전압을 상기 간 전극에 공급하는 음극선관용 전자총.
제 1항에 있어서,

상기 간 전극에 제공되는 전압이 다음의 조건을 만족하는 음극선관용 전자총.

Vf < Vm < Vb, 0.3×Vb ≤ Vm ≤ 0.6×Vb

여기서, Vf는 상기 최종 포커스 전극에 인가되는 전압, Vm는 상기 간 전극에 인가되는 전압, Vb는 상기 애노드 전극에 인가되는 전압을 나타냄.
제 1항에 있어서,

상기 최종 포커스 전극이 상기 캐소드를 향한 일측에 위치하는 입구부와, 상기 간 전극을 향한 다른 일측에 위치하는 출구부를 포함하며, 상기 출구부의 내경이 상기 입구부의 내경보다 크게 이루어지는 음극선관용 전자총.
제 4항에 있어서,

상기 간 전극이 상기 최종 포커스 전극의 출구부와 상기 애노드 전극 중 적어도 하나와 동일한 내경과 외경을 갖도록 이루어지는 음극선관용 전자총.
제 4항에 있어서,

상기 최종 포커스 전극의 전자빔 통과공과, 상기 간 전극의 전자빔 통과공 및 상기 애노드 전극의 전자빔 통과공이 원형으로 형성되는 음극선관용 전자총.
제 6항에 있어서,

상기 최종 포커스 전극의 출구부와 상기 간 전극 및 상기 애노드 전극이 동일한 내, 외경으로 형성되며, 다음의 조건을 만족하는 음극선관용 전자총.

D2 < 0.65 × D5

여기서, D2는 상기 최종 포커스 전극의 출구부 외경, D5는 넥크부 내경을 나타낸다.
제 4항에 있어서,

상기 최종 포커스 전극 출구부의 전자빔 통과공과, 상기 간 전극의 전자빔 통과공 및 상기 애노드 전극의 전자빔 통과공이 수평축(x) 방향으로 확장된 횡장형으로 형성되는 음극선관용 전자총.
제 8항에 있어서,

상기 최종 포커스 전극의 출구부와 상기 간 전극 및 상기 애노드 전극이 수평축 방향으로 동일한 내, 외경으로 형성됨과 아울러, 수직축 방향으로 동일한 내, 외경으로 형성되며, 다음의 조건을 만족하는 음극선관용 전자총.

D1 < Dv2 < Dh2 < D5

여기서, D1은 상기 최종 포커스 전극의 입구부 외경, Dv2는 상기 최종 포커스 전극 출구부의 수직축 방향 외경, Dh2는 상기 최종 포커스 전극 출구부의 수평축 방향 외경, D5는 넥크부의 내경을 나타낸다.
제 9항에 있어서,

상기 최종 포커스 전극과 상기 간 전극 및 상기 애노드 전극이 다음의 조건을 만족하는 음극선관용 전자총.

1.2 < H / V < 1.8

여기서, H는 상기 최종 포커스 전극의 출구부와 상기 간 전극 및 상기 애노드 전극에 제공된 전자빔 통과공들의 수평축 방향 내경, V는 상기 최종 포커스 전극의 출구부와 상기 간 전극 및 상기 애노드 전극에 제공된 전자빔 통과공들의 수직축 방향 내경을 나타낸다.
제 9항에 있어서,

상기 최종 포커스 전극의 출구부와 상기 간 전극 및 상기 애노드 전극이 다음의 조건을 만족하는 음극선관용 전자총.

Dh < 0.9×D5, 0.5×D5 < Dv < 0.65×D5

여기서, Dh는 상기 최종 포커스 전극의 출구부, 상기 간 전극 및 상기 애노드 전극의 수평축 방향 외경, Dv는 상기 최종 포커스 전극의 출구부, 상기 간 전극 및 상기 애노드 전극의 수직축 방향 외경, D5는 넥크부 내경을 나타낸다.