KR19990029566A - 컬러음극선관 - Google Patents

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Abstract

컬러음극선관은 3빔 인라인형 전자총을 포함한다. 주렌즈부는 집속전극 및 상기 집속전극과 대향하는 양극을 포함하며, 상기 집속전극과 양극전극의 각각은 서로 대향하는 단부에 3개의 전자빔에 공통인 단일의 개구부를 가지는 전극과, 상기 전극의 내부에 배치되고 빔통과구멍을 가진 플레이트전극을 가진다. 그리고, 집속전극과 양극은 다음의 부등식을 만족한다.
(A+566)/106＞H-2×S
여기에서, A는 V1×V2×T, V1은 단일개구부의 수직직경, V2는 빔통과구멍중 중앙의 것의 수직직경, T는 단일의 개구부와 플레이트전극사이의 축거리, H는 단일개구부의 수평직경, S는 P×L/Q, P는 3색형광면의 중심에 있는 인접한 형광체들 사이의 수평방향의 중심 대 중심의 간격, Q는 3색형광면의 중심에있는 3색 형광면과 섀도우 마스크사이의 축간격, L은 집속전극에 있어서의 섀도우마스크와 단일의 개구부사이의 축거리이다.

Description

컬러음극선관
본 발명은, 컬러음극선관에 관한 것으로서, 특히 해상도를 향상시킨 섀도마스크형의 컬러음극선관에 관한 것이다.
컬러수상관이나 디스플레이관 등의 컬러음극선관은, 그 정세(精細)한 화상재현성으로, 텔레비젼방송의 수신 또는 정보처리기기의 모니터로서 널리 사용되고 있다.
일반적으로, 이러한 컬러음극선관은 진공외위기의 패널부의 면판의 내면에 형성된 형광면과, 다수의 전자빔통과구멍을 가지며 패널부내의 형광면과 간격을 둔 섀도우마스크와, 상기 형광면을 향해 전자빔을 투사하고 진공외위기의 넥부에 내장된 인라인형의 전자총과, 진공외위기의 퍼넬부주변에 장착된 편향요크로 이루어진다.
도 6은 본 발명을 적용하는 컬러음극선관의 일예로서의 섀도마스크형 컬러음극선관의 구성을 설명하는 단면모식도로서, (20)은 페이스플레이트, (21)은 넥, (22)는 페이스플레이트와 넥을 연접하는 페넬, (23)은 페이스플레이트의 내면에 형성해서 영상표시면을 구성하는 형광체 스크린, (24)는 색선택 전극인 섀도마스크, (25)는 섀도마스크를 유지해서 섀도마스크구체를 구성한 마스크프레임, (26)은 외부자기를 차폐하는 이너실드, (27)은 섀도마스크구체를 페이스플레이트의 사이드내벽에 심어 세운 스터드에 매달아지지하는 매달기스프링기구(28)은 넥내에 수납해서 3개의 전자빔 Bs(×2), Bc를 발사하는 전자총, (29)는 전자빔을 수평과 수직으로 평향시키는 편향장치, (30)은 색순도나 센터링보정을 행하기 위한 자기장치, (31)은 게터, (32)는 내부도전막, (33)은 방폭밴드이다.
도 6의 구성에 있어서, 페이스플레이트(20)와 넥(21) 및 퍼넬(22)에 의해 진공외위기를 구성하고, 전자총(28)으로부터 인라인으로 발사된 3개의 전자빔 Bc, Bs ×2를 편향장치(29)에 의해 형성되는 평향자계에서 수평과 수직의 2방향으로 편향해서 형광체 스크린(23)위를 2차원으로 주사시킨다.
3개의 전자빔 Bc, Bs×2는 각각 녹(센터빔 Bc), 적(사이드빔Bs), 청(사이드빔 Bs)의 색신호에 의해 변조되고, 형광체스크린(23)의 바로 앞에 배치된 섀도마스크(24)의 빔통과구멍에 의해 색선택을 받아서 형광체스크린(23)을 구성하는 적, 녹, 청의 3색의 형광체모자이크의 각각에 사돌함으로써, 소요의 컬러영상을 재생한다.
도 7A∼7C는, 도 6에 표시한 컬러음극선관에 사용할 수 있는 인라인형 전자총의 구성예의 설명도로서, 도 7A는 수평방향단면도, 도 7B는 도 7A의 ⅦB-ⅦB방향에서 본 요부모식도, 도 7C는 도 7A의 ⅦC-ⅦC방향에서 본 요부모식도이다.
도 7A에 있어서, (1a)∼(1c)는 음극구체, (2)는 제어전극, (3)은 가속전극, (4)는 집속전극, (5)는 양극, (6)은 실드컵이다. 또, (41)은 제 1집속서브전극, (42)는 제 2집속서브전극이며, 양자에 의해 집속전극(4)을 구성한다.
그리고, 제 1집속서브전극(41)의 제 2집속서브전극(42)쪽에는 3개의 전자빔의 각각을 수평방향으로부터 사이에 끼우는 것처럼 제 2집속서브전극방향으로 뻗어 있게 해서 형성한 수직판(411)이 설치되고, 제 2집속서브전극(42)의 제 1집속서브전극(41)쪽에 3개의 전자빔을 수직방향으로부터 사이에 끼우는 것처럼 제 1집속서브전극방향으로 뻗어있게 해서 설치된 수평판(421)이 설치되고, 이들 수직판과 수평판에 의해서 소위 정전 4중극렌즈가 형성된다. 또, 제 2집속서브전극(42)의 내부에는 3개의 전자빔 각각을 통과시키는 전자빔통과구멍을 가진 판형상보정전극(422)이, 양극(5)의 내부에도 마찬가지로 3개의 전자빔각각을 통과시키는 전자빔통과구멍을 가진 판형상보정전극(51)이 설치되어 있다.
정전4중극렌즈를 형성하는 수직판(411)과 수평판(421)의 설치위치는 각각 도 7B, 7C에 표시한 바와 같이, 수직판(411)은 제 1집속서브전극(41)의 사이드빔통과구멍(41s), 센터빔통과구멍(41C)을 수평방향으로부터 각각 사이에 끼워유지하도록 4매의 판(411a),(411b),(411c),(411d)로 이루어지고, 수평판(421)은 제 2집속서브전극(42)의 사이드빔 통과구멍(42s)과 센터빔통과구멍(42c)을 수직방향으로부터 공통으로 사이에 끼워 유지하도록 2매의 판(421a),(421b)으로 이루어진다.
음극구체(1a)∼(1c)와 제어전극(2) 및 가속전극(3)에 의해 전자빔발생부를 구성한다. 가열된 음극구체로부터 방출된 열전자는, 가속전극(3)의 전위에 의해서 제어전극(2)의 방향으로 가속되어서 3개의 전자빔이 형성된다.
3개의 전자빔은, 제어전극(2)의 개공(開孔)부를 통과하고, 가속전극(3)의 개공부를 통과한 후, 제 1집속서브전극(41)과 제 2집속서브전극(42)과의 사이에 설치된 정전4중극렌즈에 의해 비점수차가 보정된 후, 제 2집속서브전극(42)과 양극(5)과의 사이에 형성되는 주렌즈에 입사한다.
그리고, 제 2집속서브전극(42)과 양극(5)과의 사이에 형성되는 주렌즈에 의해서 3개의 전자빔이 각각집속되고, 섀도마스크에 의해 색선택되어서 형광면을 구성하는 소정의 형광체에 사돌해서 소정색의 스폿을 형성한다.
제 1집속서브전극(41)에는 일정한 전압 Vf1이 인가되고, 제 2집속서브전극(42)에는 일정한 전압에 전자빔의 편향각도의 변화에 동기해서 변동하는 전압을 중첩한 다이내믹전압(Vf2+dVf)이 인가된다. 또한, 양극에는 최고전압 Eb가 퍼넬의 내벽에 형성된 내부도전막(32)(도 6)을 개재해서 인가된다.
이 구성에 의해, 전자빔의 편향각도에 따라서 주렌즈강도를 변화시켜서 상면만곡이 보정되고, 정전4중극렌즈에 의해 비점수차가 보정되어서 전자빔의 포커스거리나 빔스폿형상이 제어되어, 형광면상에서 항상 양호한 포커스를 얻을 수 있다.
또, 형광면 중앙에서 통상의 원형빔스폿을 얻기 위하여, 주렌즈부를 구성하는 제 2집속서브전극(42)과 양극(5)에 형성되어 있는, 3개의 전자빔을 통과시키는 단일의 개구의 각 직경과, 이들 전극(42),(5)의 내부에 배치된 전자빔통과구멍을 가진 평판보정전극(422),(51)의 전자빔 통과구멍의 각 직경과, 상기 단일의 개구로부터 이 개구를 가진 전극의 내부에 배치된 평판보정전극(422),(51)의 관축방향거리를 파라미터로해서 각 전자빔에 대한 수평방향과 수직방향의 렌즈의 실효구경을 거의 일치시킨다.
이에 의해, 형광면위를 주사하는 전자빔에 의한 해상도를 개선해서 고화질의 화상을 재현할 수 있도록 하고 있다.
또한, 이런 종류의 종래기술을 개시한 것으로는, 예를 들면 일본국 특개평 2-189842호 공보를 들 수 있다.
음극선관의 포커스특성은 수평방향휘선의 영향이 크다. 그러나, 상기 종래의 전자총에서는, 주렌즈의 구경을 수평방향과 수직방향에서 일치시키고 있기 때문에, 음극선관의 넥부에 수납되어 있는 전자총의 구조의 수평 또는 수직의 어느 한 쪽의 치수 등의 제약에 의해서 결정되는 수평 또는 수직의 어느 한 쪽의 최대 설정 가능치수중, 작은 쪽의 값에 구경이 제약되어 버린다고 하는 문제가 있다.
일반적으로는, 전자빔이 배열되는 수평방향에서 렌즈의 치수의 제약이 엄격함으로, 수직 방향의 렌즈구경을 확대할 수 있음에도 불구하고, 수평방향의 렌즈구경에 맞추어서 수직방향의 렌즈구경을 작게 설정하고 있다. 따라서, 화면상에서의 전자빔의 스폿의 세로직경을 가로직경에 비교해서 작게 할 수 없고, 수평방향휘선의 축소가 한층 더 곤란하게 된다고 하는 문제가 있다.
또, 전자총의 조립 등의 제조공정에서 전극이 편심하여, 전자빔이 주렌즈의 중심을 통과하지 않는 경우에, 세로방향의 편심에 대해서는 화면에서의 스폿의 세로직경의 증가를 작게 할 수 있음에도 불구하고, 수평방향의 편심의 경우의 가로직경의 증가와 동일정정으로되어 버린다고 하는 문제도 있다.
본 발명의 목적은, 상기 종래기술의 여러 문제를 해소해서 화면위에서의 전자빔의 스폿세로직경을 축소해서 고해상도의 화상표시를 얻을 수 있는 컬러음극선관을 제공하는 데 있다.
도 1은, 본 발명의 컬러음극선관의 제 1실시예에 사용하는 전자총의 구성을 설명하는 수평방향단면도
도 2A 및 도 2B는, 도 1의 전자총에 있어서의 제 2집속서브전극 및 양극으로서 사용할 수 있는 전극의 확대도이며, 도 2A는 도 1의 ⅡA-ⅡA선에서 본 제 2집속서브전극(42)의 정면도, 도 2B는 도 2A의 ⅡB-ⅡB선에서 절단한 제 2집속서브전극(42)의 단면도
도 3은 본 발명에 의한 컬러음극선관의 개략구조를 설명하는 수평방향단면모식도
도 4는 본 발명의 컬러음극선관의 제 2실시예에 사용하는 전자총의 구성을 설명하는 수평방향단면도
도 5는 본 발명의 컬러음극선관에 사용하는 전자총에 있어서, 주렌즈부를 구성하는 집속전극의 3개의 전자빔을 통과시키는 단일개구의 수직바향직경 V1과, 이 집속전극의 내부에 설치한 평판전극의 센터빔통과구멍의 수직방향 직경 V2와, 상기 단일 개구로부터 상기 평판전극까지의 거리 T와의 적 A와, 본 발명에 의한 렌즈와 거의 동등한 수차를 가진 등가원형렌즈의 직경D(㎜)와의 관계를 표시한 그래프.
도 6은 본 발명을 적용하는 컬러음극선관의 일예로서의 섀도마스크형 컬러음극선관의 구성을 설명하는 단면모식도
도 7A∼7C는, 도 6에 표시한 컬러음극선관에 사용되는 인라인형전자총의 구성예의 설명도로서, 도 7A는 수평방향단면도, 도 7B는 도 7A의 ⅦB-ⅦB방향에서 본 요부모식도, 도 7C는 도 7A의 ⅦC-ⅦC방향에서 본 요부모식도
(주요부분에 대한 부호의 설명)
1, 1a∼1c: 음극구체 2: 제어전극
3: 가속전극 4: 집속전극
5: 양극 5a, 42a: 개구
6: 실드컵 7: 일정한 전압
8: 제 2집속전압 20: 페이스 플레이트
21: 넥 22: 퍼넬
23: 형광체스크린 24: 섀도마스크
25: 마스크프레임 26:이너실드
28: 전자총 29: 편향장치
30: 자기장치 31: 게터
32: 내부도전막 33: 방폭밴드
41, 43: 제 1집속서브전극 42, 44: 제 2집속서브전극
45: 제 3집속서브전극 46: 제 4집속서브전극
51C, 51S, 422C, 422S: 전자빔 통과구멍
상기 목적을 달성하기 위하여,
본 발명의 컬러음극선관은, 주렌즈부가 집속전극 및 상기 집속전극에 대향하는 양극을 포함하며, 상기 집속전극 및 양극의 각각은 서로 대향하는 단부에 3개의 전자빔에 공통인 단일의 개구부를 가진 전극과, 상기 전극내부에 배치되고, 빔통과구멍을 가지는 평판전극을 포함하는 3빔 인라인형 전자총을 구비하며, 상기 양극은 다음의 부등식을 만족한다.
(A+566)/106＞H-2×S
A는 V1×V2×T, V1은 단일개구부의 수직직경, V2는 빔개구부의 중앙의 것의 수직직경, T는 단일의 개구부와 평판전극사이의 축거리, H는 단일개구부의 수평직경, S는 P×L/Q,
P는 3색 형광면의 중심에 있는 인접한 형광체 사이의 수평방향의 중심 대 중심의 간격.
Q는 3색 형광면과, 3색 형광면의 중심에 있는 섀도우마스크사이의 축간격, L은 섀도우마스크와 집속전극에 있어서의 단일의 개구부사이의 축거리이다.
이하, 본 발명의 실시예에 대해서 첨부도면을 참조하면서 상세히 설명한다.
도 1은, 본 발명의 컬러음극선관의 일실시예에 사용하는 전자총의 구성을 설명하는 수평방향단면도이다.
도 2A 및 2B는, 도 1의 전자총에 있어서의 제 2집속서브전극(42) 및 양극(5)으로서 사용할 수 있는 전극의 확대도이며, 도 2A는 도 1의 ⅡA-ⅡA선에서 본 제 2집속서브전극(42)의 정면도, 도 2B는 도 2A의 ⅡB-ⅡB선에서 절단한 제 2집속서브전극(42)의 단면도이다.
이하의 설명은, 이전극을 제 2집속서브전극(42)으로 사용한 것으로 해서 설명한다. 이하의 설명은 양극(5)에 대해서도 마찬가지임으로, 도면중의 괄호내의 참조번호가 양극(5) 및 그 관련부재를 표시하고 있다.
도 2A, 2B는 3개의 전자빔을 통과시키는 단일의 개구(42a),(5a)의 수직방향직경 V1(㎜)과, 이 단일개구(42a),(5a)를 가진 전극(42),(5)내부에 배치된 평판전극(422),(51)의 전자빔통과구멍(422C),(422S),(5/c),(5/s)의 수직방향직경 V2(㎜)와, 상기 단일의 개구(42a),(5a)로부터 상기 평판전극(422), (51)까지의 관축방향거리T(㎜)를 정의하는 것이다.
주렌즈의 수직방향의 실효구경은, 단일개구(42a),(5a)의 수직방향직경V1과, 수평전극(422),(51)의 전자빔통과구멍(422c),(422s),(51c),(51s)의 수직방향직경 V2와, 단일개구 (42a),(5a)로부터 평판전극(422),(51)까지의 관축방향거리 T에 의해서 결정된다.
여기서, V1, V2, T의 적을 적A로 표시한다.
상기 V1, V2, T의 각각의 값의 크기에 대략 비례해서 전계의 전극내부에의 침투가 커지고, 이에 비례해서 렌즈의 수직방향구경 Dv(㎜)도 확대한다. 이 때문에, 상기 적 A와 렌즈구경 Dv는 대략 선형의 관계로 된다. 여러 가지의 렌즈구조에 대해서 해석을 행한 결과, 다음의 관계를 발견했다.
A=106Dv-566 … ①
또, 본 발명의 컬러음극선관에 있어서의 전자총에서는, 편향되어 있지 않는 때의 사이드빔의 궤도중심으로부터 단일 개구의 수평단부까지의 거리 Dh/2는, 편향되어 있지 않는 때의 사이드빔의 궤도중심으로부터 단일개구의 단부까지의 최근접거리임으로, 주렌즈의 실효적인 수평방향반경의 최소치에 상당한다.
일반적으로, 전자총의 주렌즈에서는, 수평방향에 있어서도, 또 수직방향에 있어서도, 센터빔과 사이드빔에 대한 주렌즈반경이 서로 일치하도록 평판전극의 위치와 이 평판전극에 형성된 타원개구형상을 조정하고 있다. 실효적인 주렌즈구경이 센터빔과 사이드빔에서 차가 발생하면, 양쪽의 전자빔에 대한 화면상에서의 최적포커스조건이 달라져버리고, 어느 한 쪽의 빔스폿직경이 증가하여, 해상도의 저하에 연결되기 때문이다.
따라서, 본 발명의 컬러음극선관에 있어서의 전자총의 구조에서는, 수평방향의 주렌즈구경은 센터빔과 사이드빔 다같이, 실효적으로 대략 상기 Dh가 된다.
여기서, 수평방향의 주렌즈구경 Dh를, 단일개구의 수평방향H와, 주렌즈내에 있어서의 센터빔과 사이드빔과의 거리 S로 표시하면 하기식으로 된다.
Dh=H-(2×S) … ②
또, 통상의 섀도마스크형 컬러음극선관에 있어서, 후술하는 바와 같이 도 3에 있어서, 주렌즈내의 센터빔과 사이드빔의 거리 S는, 형광면중앙에서 서로 인접한 형광체도트 또는 라인의 수평방향중심간격 P와, 패널부중심의 내면과 섀도마스크의 관축방향간격 Q와, 집속전극의 3개의 전자빔을 통과시키는 단일개구로부터 섀도마스크까지의 관축방향거리 L에 의해서, 하기식으로 표시할 수 있다. 참조부호 ML은, 주렌즈위치를 표시한다.
S = P × L/Q
이것은, S의 간격을 가지고 주렌즈를 통과한 센터빔과 사이드빔의 각 전자빔이 섀도마스크에 있는 동일한 구멍을 통과하여, 패널부의 내면에 도포된 센터빔과 사이드빔의 각 전자빔에 대응하는 형광체에 사돌하는 구조로 되어 있기 때문이다.
이 관계는, 도 3에 있어서, 3각형 FGU와 3각형 RTU가 서로 닮은꼴이고, 대략 S/P=L/Q의 관계가 있음으로, 상기 S=P×L/Q의 관계가 성립되는 것을 알 수 있다.
여기서, 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 즉 수직방향의 주렌즈구경 Dv를 수평방향의 주렌즈구경 Dh보다 크게 하려면,
Dv ＞ Dh … ③
이 필요하다.
따라서, 상기 식 ③에 식 ①의 Dv와 식 ②의 Dh를 대입하면,
(A+566)/106＞H-(2×S) … ④
가 된다.
전자총구조를 상기 식 ④를 만족시키도록 함으로써, 화면상의 스폿세로직경을 축소할 수 있고, 해상도를 향상시키는 일이 가능해진다.
다음에, 본 발명의 구체적인 실시예에 대해, 도면을 참조해서 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 컬러음극선관의 제 1실시예에 사용하는 전자총의 구성을 설명하는 수평방향단면도로서, (1)은 음극구체, (2)는 제어전극, (3)은 가속전극, (4)는 집속전극, (5)는 양극, (6)은 실드컵이다. 또, (41)은 제 1집속서브전극, (42)는 제 2집속서브전극으로서, 양자에 의해 집속전극(4)을 구성한다. 또, (411)과 (421)은 정전 4중극을 구성하는 판형상의 전극편, (422)는 제 2집속서브전극(42)의 내부에 설치된 3개의 전자빔 통과구멍을 가진 평판전극, (51)은 양극(5)의 내부에 설치된 3개의 전자빔통과구멍을 가진 평판전극이다.
가열된 음극구체(1)로부터 방출된 열전자는, 가속전극(3)에 인가되어있는 전위에 의해서 제어전극(2)쪽으로 가속되어, 3개의 전자빔이 형성된다. 이들 3개의 전자빔은, 제어전극(2)의 개공부를 통과하여, 가속전극(3)의 개공부를 통과한 후, 가속전극(3)과 제 1집속서브전극(41)의 사이에 형성되는 프리포커스렌즈에 의해, 제 2집속서브전극(42)과 양극(5)의 사이에 형성되는 주렌즈에 입사하기 이전에 약간 집속작용을 받아, 제 1집속서브전극(41)의 전위에 의해서 가속되면서 주렌즈에 공급된다. 그리고, 제 2집속서브전극(42)과 양극(5)의 사이에 형성되는 주렌즈에 의해서 3개의 전자빔이 각각 집속하게 되며, 형광면상에 초점이 맺어져서 화면에 빔스폿이 형성된다.
제 2집속서브전극(42)과 양극(5)의 내부에 설치된 평판전극(422),(51)은, 후술하는 바와 같이, 그 전자빔통과구멍(422c),(422s),(51c),(51s) 의 크기, 형상 및 평판전극(422),(51)의 제 2집속서브전극(42)과 양극(5)의 대향부의 단일 개구위치로부터의 후퇴량에 의해, 화면상에서의 전자빔스폿의 형상, 포커스를 제어한다.
제 1집속서브전극(41)에는 일정한 전압(Vf1)(7)을 인가하고, 제 2집속서브전극(42)에는 전자빔을 스크린화면상에서 주사하는 편향각의 변화에 동기해서 변동하는 다이내믹전압(Vf2+dVif)(8)을 인가한다. 또한, Eb는 양극전압이다.
이 구성에 의해, 전자빔의 편향각에 따라서, 주렌즈강도를 변화시켜서 상면만곡을 보정하고, 제 1집속서브전극(41)과 제 2집속서브전극(42)에 장착한 수직전극편(411)과 수평전극편(421)에 의해 구성되는 정전4중극 렌즈에 의해 비점수차를 보정해서 전자렌즈의 포커스거리나 빔스폿형상을 제어함으로서, 스크린상에서 항상 양호한 포커스의 스폿을 얻을 수 있다.
도 2A 및 도 2B는, 도 1의 전자총에 있어서의 제 2집속서브전극(42) 및 양극(5)으로서 사용할 수 있는 전극의 확대도이다. 이하의 설명은 이 전극을 제 2집속서브전극(42)으로 사용한 것으로 해서 설명한다. 이하의 설명은 양극(50에 대해서도 마찬가지임으로, 도면중 괄호내의 참조번호가 양극(5) 및 그 관련부재를 표시하고 있다.
도 2A는 도 1의 ⅡA-ⅡA선에서 본 제 2집속서브전극(42)의 정면도, 도 2B는 도 2A의 ⅡB-ⅡB선에서 절단한 제 2집속서브전극(42)의 단면도이다.
도 2A 및 도 2B에 있어서, V1은 주렌즈부를 구성하는 제 2집속서브전극(42)의 3개의 전자빔을 통과시키는 단일개구(42a)의 수직방향직경, H는 그 수평방향직경, V2는 제 2집속전극(42)의 내부에 배치된 3개의 전자빔통과구멍(422s),(422c)을 가진 평판전극(422)의 센터전자빔통과구멍(422c)의 수직방향직경, T는 단일개구(42a)로부터 평판전극(422)까지의 관축방향거리를 표시한다.
그리고, 제 1집속서브전극(41)에는 일정한 전압에 전자빔의 편향각도에 동기해서 변동하는 다이내믹전압을 중첩한 제 2집속전압이 인가되는 것은 상기한 대로 이다.
V1을 10㎜, V2를 10㎜, T를 5㎜로 했을 때, V1, V2 및 T의 적 A는
A = 10 × 10 × 5 = 500
으로 된다.
또, 도 3은 본 발명에 의한 컬러음극선관의 개략구조를 설명하는 수평방향단면모식도로서, ML은 주렌즈위치, 도 6과 도일부호는 동일부품에 대응한다.
도 3에 있어서, 형광면중앙부에서 서로 인접한 형광체도트 또는 형광라인의 수평방향중심간격 P를 0.15㎜, 패널부(20)중앙의 내면(형광막)의 섀도마스크(24)의 광축방향간격 Q를 10.5㎜, 섀도마스크(24)로부터 주렌즈부 ML까지의 관축방향거리 L을 360㎜라고 하면, 상기한 S의 값은 S=0.15×360/10.5=5.14로 된다.
그리고, 도 2A에 있어서, 주렌즈부를 제 2집속서전극(42)의 양극(5)쪽의 단일개구(42a)의 수평방향직경 H을 19㎜라 하면, 이것을 상기 식 ④에 적용시키면
10.06＞8.72
가 되어, 식 ④의 조건이 만족되어, 전자빔의 화면상에서의 스폿의 세로직경을 축소할 수 있다.
본 실시예에서는, 식 ④를 만족하는 전자총에 있어서, 그 제 2집속서브전극(42)에 전자빔의 편향각도의 증대에 따라서 변화하는 전압의 인가에 의해 강도가 변화하는 정전 4중극 렌즈를 함유시킴으로써, 수평방향과 수직방향에서의 전자빔의 집속조건의 차이를 보정할 수 있기 때문에, 주렌즈의 구경이 수평방향과 수직방향에서 달라져 있으나, 수평방향과 수직방향에서 전자빔의 집속조건을 최적화하는 일이 용이하고, 해상도를 보다 효과적으로 향상시킬 수 있다.
이상의 설명에서는, 평판전극(422)의 센터전자빔통과구멍(422c)과의 관련에 의해 설명해왔으나, 이것은 통상 센터전자빔은 녹색신호를 표시하는 것이며, 이 녹색은 백색을 표시했을 때 적색, 청색 보다 휘도가 높음으로, 특히 고해상도가 요구되고, 상기 ④식을 만족하는 것이 필수이기 때문이다. 따라서, 사이드전자빔에 의한 해상도의 향상도 필요로 하는 경우는, 평판전극(422)의 사이드전자빔통과구멍(422s)에 대해서도 상기 ④식을 만족하도록 이것을 설정하는 것이 보다 바람직하다.
또, 상기 실시예에서는, 제 2집속서브전극(42) 및 이것에 내장되는 평판전극(422)으로 이루어진 구조물과, 양극(5)과 이것에 내장되는 평판전극(51)으로 이루어진 구조물이 동일한 것으로 해서 설명하였으나, 이들 구조물이, 서로 다른 것이라 할지라도, 각각의 구조물이, 상기 ④식을 만족하면서, 상기 실시예 마찬가지의 효과를 얻을 수 있는 것은 말할 것도 없다.
다음에, 본 발명의 제 2실시예를 설명한다.
도 4는 본 발명의 컬러음극선관의 제 2실시에에 사용하는 전차총의 구성을 설명하는 수평방향단면도로서, 도 1과 동일부호는 동일부분에 대응하며, 집속전극(4)은 제 1집속서브전극(43), 제 2집속서브전극(44), 제 3집속서브전극(45), 제 4집속서브전극(46)의 전극군으로 구성되어 있다.
그리고, 제 1집속서브전극(43)과 제 3집속서브전극(45)에는 일정한 제 1집속 전압(Vf1)(7)이 인가되어서 집속서브전극의 제 1군을 형성한다.
또한, 제 2집속서브전극(44)과 제 3집속서브전극(45)의 대향부분에는, 상기 실시예와 마찬가지의 기능을 가진 정전 4중극 렌즈가 형성되어 있다. 이 정전4중극렌즈는, 제 2집속서브전극(4)에 설치된 수평판(442)과 제 3집속서브전극(45)에 설치된 수직판(454)으로 구성된다.
이 실시예에서는, 정전4중극레즈를 제 2집속서브전극(44)과 제 3집속서브전극(45)의 대향부분에 설치하였으나, 이에 한하지 않으며, 예를 들면 제 1집속서브전극(43)과 제 2집속서브전극(44)의 사이, 또는 제 3집속서브전극(45)과 제 4집속서브전극(46)의 사이에 설치해도 된다. 또 정전4중극렌즈를 구성하는 수평판과 수직판은 도시한 순서에 한하지 않으며 음극쪽에 위치하는 전극에 수직판을, 형광면쪽에 위치하는 전극에 수평판을 설치해도 된다.
제 1집속서브전극(43), 제 2집속서브전극(44), 제 3집속서브전극(45), 제 4집속서브전극(46)의 전극군으로부터 구성되는 집속전극(4)은, 인가전압의 변화에 따라 3개의 전자빔을 수평방향 및 수직방향의 양방향에 집속하는 힘이 변화하는 상면만곡보정렌즈와, 인가전압의 변화에 따라 3개의 전자빔을 수평방향 및 수직방향 중의 한 방향에서는 집속하고, 다른 방향에서는 발산시키는 함이 변화하는 정전 4중극렌즈를 형성하고 있다.
여기서, 주렌즈를 구성하는 제 4서브집속전극(46)과 양극(5)에 대해서, 상기 실시예와 마찬가지의 치수를 설정함으로써, 제 1실시예와 마찬가지로 주렌즈의 구경이 수평방향과 수직방향에서 달라지게 하며, 수평방향과 수직방향에서 전자빔의 집속조건을 최적화하는 일이 용이해지고, 또한 해상도를 보다 더 효과적으로 향상시킬 수 있다.
또, 이 구조의 전자총에서는, 예를 들면 일본국, 특개평 4-43532호 공보에 개시된 바와 같이, 상기한 도 1의 제 1실시예에 표시된 구성의 전자총보다도 더욱 상면만곡보정감도를 향상시켜서 다이내믹포커스전압을 저감시키기 위하여, 집속전극내에도 전자빔의 편향각의 증대에 따라서 렌즈강도를 약하게 하는 상면만곡보정렌즈를 형성해서, 전자렌즈의 포커스거리를 제어하여 스크린화면주변부에서도 최량포커스의 전자빔스폿형상을 얻는 구성으로 하고 있다. 이와 같은 구성의 전자총은, 예를 들면 도 4에 표시한 바와 같은 경우, 집속서브전극의 제 1군에 인가되는 일정한 제 1집속전압 Vf1을 집속서브전극의 제 2군에 인가되는 일정한 전압 Vf2에 의해 크게 하는 동시에, 이 일정한 전압 Vf2에 중첩되는 다이내믹 전압 dVf를 전자빔의 편향각의 증대에 따라서 증가하는 전위배치로 하고 있음으로, 무편향시에 전자빔에 대해서는 제 2집속서브전극(44)과 제 3집속서브전극(45)의 대향부분에 형성되는 정전4중극렌즈에 의해 수직방향으로 집속, 수평방향으로 발산작용을 미치게 하여 전자빔스폿을 가로긴 것으로 된다. 따라서, 이 도 4에 표시한 바와 같은 구성의 전자총을 채용했을 경우, 주렌즈부는 전자빔단면을 세로 길게 하는 비점수차를 부여할 필요가 있다. 그래서, 상기한 본 발명의 조건을 만족하는 주렌즈는, 수직 방향주렌즈구경이 수평방향주렌즈구경보다 크기 때문에, 전자빔을 세로 길게 하는 비점수차를 부여하는 일이 용이해진다.
도 5는, 본 발명의 컬러음극선관에 사용하는 전자총에 있어서, 주렌즈부를 구성하는 집속전극의 3개의 전자빔을 통과시키는 단일 개구의 수직방향직경 V1과, 이 집속전극의 내부에 설치한 평판전극의 센터빔통과구멍의 수직방향직경 V2와, 상기 단일개구로부터 상기 평판전극까지의 거리 T와의 적과, 본 발명에 의한 렌즈와 거의 동등한 수차를 가진 등가원형렌즈의 직경D(㎜)와의 관계를 표시한 그래프이다.
이 도 5에 표시한 바와 같이, 상기한 실시예에서 설명한 단일개구의 수직방향직경 V1과 평판전극의 센터빔통과구멍의 수직방향직경 V2와 단일개구로부터 평판전극까지의 거리 T와의 적 A를 500으로 했을 때, 주렌즈의 수직방향의 실효구경 Dv는 대략 10㎜가 된다.
즉, 컬러음극선관의 넥부내경에 의해 제약되는 주렌즈의 구경과 상기 A의 값에는 도시한 바와 같이 선형의 관계가 있다.
이 관계에서 주렌즈를 구성하는 전극의 치수를 규정함으로써, 수평방향과 수직방향에서 전자빔의 집속조건을 최적화하는 일이 용이하고, 해상도를 보다 효과적으로 향상시킬 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 주렌즈의 구경이, 음극선관의 넥부에 수납되어 있는 전자총의 구조의 수평 또는 수직의 어느 한 쪽의 치수 등의 제약에 의해서 결정되는 수평 또는 수직의 어느 한쪽의 최대 설정가능치수중, 작은 쪽의 값 구경이 제약되어 버린다고 하는 문제를 해소해서 세로방향의 스폿직경을 축소할 수 있고, 수평방향과 수직방향에서 전자빔의 집속조건을 최적화하는 일이 용이해지고, 해상도를 보다 효과적으로 향상시킨 컬러음극선관을 제공할 수 있다.

Claims (3)

  1. 패널부와, 넥부 및 상기 패널부와 상기 넥부를 연접하는 퍼넬부로 이루어진 진공외위기와,
    상기 패널부의 내면에 형성된 3색 형광면과,
    내부에 다수의 통과구멍을 가지고 상기 형과면과 간격을 둔 섀도우마스크와,
    상기 넥부에 내장된 3빔 인-라인형 전자총과,
    3개의 제어된 전자빔을 발생하는 전자빔발생부와 상기 3색 형광면상에 상기 3개의 전자빔을 집속하는 주렌즈부를 포함하는 상기 3빔 인라인형 전자총과,
    상기 퍼넬부와 상기 넥부사이의 전이 영역근처에 장착되어 상기 3색 형과면상에 상기 3개의 전자빔을 주사하는 편향장치로 이루어지고,
    상기 주렌즈부는 집속전극 및 상기 집속전극에 대향하는 양극으로 이루어지고,
    상기 집속 및 상기 양극의 각각은 서로 대향하는 단부에서 상기 3개의 전자빔에 공통인 단일의 개구부를 가진 전극과, 상기 전극의 내부에 배치되고 상기 3개의 전자빔을 각각 통과시키는 3개의 전자빔을 통과시키는 3개의 빔통과구멍을 형성하기 위한 평판전극으로 이루어지며,
    다음의 부등식을 만족하는 것을 특징으로 하는 컬러음극선관,
    (A+566)/106＞H-2×S
    여기서 A는 V1×V2×T,
    V1은 상기 단일개구부의 수직직경,
    V2는 상기 3빔개구부중 중앙의 것의 수직직경
    T는 상기 단일의 개구부와 상기 플레이트전극사이의 축거리
    H는 상기 단일개구부의 수평직경
    S는 P×L/Q
    P는 상기 3색 형광면의 중앙에 있는 인접한 형광체사이의 수평의 중앙 대 중앙의 간격
    Q는 상기 3색 형광면의 중앙에 있는 상기 3색 형광면과 상기 섀도우마스크사이의 축간격
    L은 상기 집속전극에 있어서의 상기 섀도우마스크와 상기 단일의 개구부사이의 축거리
  2. 제 1항에 있어서, 상기 집속전극은, 제 1집속전압이 인가되는 제 1종의 집속서브전극과 제 2집속전압이 인가되는 제 2종의 집속서브전극으로 이루어지고,
    상기 제 2종의 집속서브전극중 하나는 상기 양극과 대향하며,
    상기 제 2집속전압은 상기 제 3전자빔의 편향에 의해 변화하는 다이내믹전압이 중첩되는 고정된 전압이고,
    적어도 하나의 정전 4중극렌즈는 상기 제 1종의 집속서브전극중 하나와 상기 제 1종의 집속서브전극중 상기 하나와 대향하는 상기 제 2종의 집속서브전극중 하나의 대향하는 단부사이에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 컬러음극선관.
  3. 제 2항에 있어서, 적어도 하나의 정전렌즈는 상기 제 1종의 집속서브전극중 하나와 상기 제 1종의 집속서브전극중 상기 하나와 대향하는 상기 제 2종의 집속서브전극중 하나의 대향하는 단부사이에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 컬러음극선관.
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