KR0121798B1

KR0121798B1 - 2중 전극변조 전자총을 구비한 컬러 디스플레이 시스템 및 음극선관

Info

Publication number: KR0121798B1
Application number: KR1019890015364A
Authority: KR
Inventors: 리 메이닝어 로렌; 아더 뉴 데이비드; 레오나드 룬드발 2세 칼
Original assignee: 유진 엠. 위태커; 알 씨 에이 라이센싱 코오포레이숀
Priority date: 1988-10-27
Filing date: 1989-10-24
Publication date: 1997-11-15
Also published as: JPH02127887A; JPH0795429B2; EP0366245B1; RU2030808C1; EP0366245A2; PL162108B1; EP0366245A3; DE68919803T2; US4877998A; DD288266A5; DE68919803D1; CN1042270A; KR900007037A; CA1317033C; CN1017204B

Abstract

요약 없음

Description

2중 전극변조 전자총을 구비한 컬러 디스플레이 시스템 및 음극선관

제1도는 통상의 컬러 음극선관의 부분축단면도.

제2도는 종래의 2전위 4그리드 전자총의 전체 구성을 도시하는 개략평면도.

제3도는 종래의 컬러 음극선관 스크린상의 전자빔 스폿의 형상을 나타내는 도면.

제4a도는 제2도의 전자총의 메인렌즈내의 전자빔 전류 밀도의 윤곽을 도시한 도면.

제4b도는 제2도의 전자총의 메인렌즈내의 전자빔 전류 밀도의 윤곽을 도시하는 도면.

제4c도는 제3도 스크린의 우측 상부 코너에 편향된 제2도의 전자총의 전자 빔에 대한 전류 밀도의 윤곽을 도시한 도면.

제5도 및 제6도는 본 발명에 따른 전자총의 축단 정면 및 측면도.

제7,8,9,10도는 제5도의 7-7, 8-8, 9-9, 10-10 라인을 따라 절취하여 얻어진 전자총의 단면도.

제11도는 본 발명의 전자총의 빔 형성 영역(제1렌즈)에 의한 전자빔 전류 밀도와 윤곽을 도시한 도면.

제12도는 본 발명의 전자총의 제2렌즈에서 발생된 매인렌즈내의 전자빔 전류 밀도 윤곽을 도시한 도면.

제13도는 메이저 튜브축선과 스크린의 상부를 따라 전자 빔의 수직성분을 집속하도록 G5' 전극에 인가된 7kV 접속 전압에 중첩되어진 수평율 변조 전압을 표시하는 두개의 곡선을 도시한 도면.

제14도는 튜브의 마이너 축선을 따라 전자 빔을 집속하도록 G4 전극에 인가되어진 양호한 로우 집속 전압상에 중첩된 수직을 변조 전압을 표시하는 커브를 도시한 도면.

제15도는 편향 전자 빔에 추가의 집속 보정율을 공급하도록 G4 전극에 인가된 양호한 로우 집속 전압에 중첩되어진 제2수평율 변조 전압들 표시하는 곡선을 도시한 도면.

제16도는 G4 전극에 인가된 수평율 변조 전압의 함수에 따라 3D 및 9D 위치에서의 메이저 튜브 축선을 따르는 스크린상의 전자빔 스폿 사이즈와 관련한 한쌍의 곡선을 도시한 도면.

제17도는 G4 전극에 가해진 수직을 변조 전압에 따라 6D 및 12D 위치에서 마이너 튜브 축선을 따르는 스크린상의 전자빔 스폿 사이즈와 관련한 한쌍의 곡선을 도시한 도면.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

l2 : 페이스 플레이트 패널 14 :렉크

16 : 퍼넬 18 : 뷰잉 페이스 플레이트

20 : 주변 플랜지 21 : 프릿밀봉부

22 : 형광 스크린 24 : 마스크

26 : 인라인 전자총 30 : 요크

40 : 전자총 42 : 캐소드

44 : Gl 전극 46 : G2 전극

48 : G3 전극 50 : G4 전극

본 발명은 인라인 3빔 전자총을 갖는 음극선관을 포함한 컬러 디스플레이 시스템에 관한 것으로, 구체적으로는 상기 전자 빔의 스폿 사이즈가 전자총의 두 전극에 가해진 적어도 두가지의 상이한 동적 전압으로 제어되는 시스템 및 튜브에 관한 것이다.

최근 CAD/CAM 및 오락 분야에서 대형 스크린 인라인 컬러 음극선관을 사용함에 따라, 전체 스크린에 걸쳐 전자빔 스폿 사이즈의 크기가 감소되는 것이 상기 분야에서 고해상도의 필요에 부응하도록 제거되었다. 상기 컬러 디스플레이 시스템은 튜브 스크린 전체의 장방형 라스터에서 빔이 수평 및 수직 방향으로 스캐닝되도록 하는 자계를 제공하도록 인라인 컬러 음극선관 및 자체 집속 요크를 포함하고 있다.

프린지 필드(fringe field)로 인해서, 자체 집속 요크는 튜브의 강한 난시를 초래하여 1차적으로는 편향식빔의 수직 과집속, 2차적으로는 빔의 수평 부족으로 인해 편향 집속 이탈을 발생시킨다.

보상을 위해서, 난시를 전자총의 빔 형성 영역으로 유도하여, 수직 광선 집속 이탈을 발생하고, 수평 광선의 집속을 증강시키는 것이 실용되었다. 그러한 난시빔 형성영역은 슬롯형상 개구를 구비한 G1 제어 그리드 또는 G2 스크린 그리드 수단으로 구성된다. 이러한 슬롯 형성 개구는 수직 및 수평 평면의 광선에서 상이하게 동작하는 4극성(quadrupolar) 성분으로 비축대칭 영역을 제공한다. 이러한 슬롯형성개구는 1980년 11월 18일자 Chen 등의 미합중국 특허 제4,234,814호에 개시되어 있다. 상기 구성은 정전 상태로, 상기 4극 영역은 빔이 비편향되는 경우에 난시 보상을 제공하여 요크난시를 발생시키는 일이 없다.

개선된 동적 보상을 제공하기 위하여, 1982년 3월 9일자 Chen의 미합중국 특허 제4,319,163호는 수평 슬롯 개구에 별도의 업스트림 스크린 그리드 G2a 도입하여, 가변 즉 피변조 전압을 인가하는 것을 개시하고 있다. 다운 스트림 스크린 그리드 G2b 둘레에 개구를 구비하며, 그 그리드는 고정 전압을 갖는다. G2a상의 가변 전압은 4극 영역의 강도를 변화시키므로 발생된 난시는 스캐닝된 오프축선(off-axis) 위치에 비례한다.

난시빔 형성 영역을 사용하는 것이 효과적이기는 하지만 몇가지 문제점 또한 갖고 있다. 첫째로, 빔 형성 영역은 그 크기가 작기 때문에, 구성내성에 고감도를 가지며, 둘째로, GB 그리드의 유효 길이 또는 두께 는 슬롯 개구를 구비하지 않을 때 갖는 최적값으로부터 변화되지 알을 수 없다. 셋째로, 빔전류는 가변 전압이 빔 형성 영역 그리드에 가해지는 경우에 변화할 수도 있다. 넷째로, 4극 영역의 유효성은 빔이 겹치는 위치에 따라 변화되어 빔 전류를 변화시킨다.

1988년 3월 15일자 Bloom 등의 미합중국 특허 제4,731,563호는 상기 열거한 단점을 갖지 않는 전자총의 난시 보정에 대해 개시하고 있다. 상기 전자총은 빔 형성 영역 전극, 메인집속렌즈 전극과 각각의 전자 빔 통로에서 빔 형성 영역과 메인집속렌즈 사이의 다중렌즈를 형성si는 두개의 사이 전극을 포함한다. 각각의 다중렌즈는 관련 전자 빔에 대한 보정을 제공하여 상기 빔상의 난시 편향자계의 효과를 최소한 부분적으로라도 보상하도록 지향된다. 제1다중렌즈 전극은 빔 형성 영역 전극과 메인집속렌즈 전극 사이에 위치한다. 제2다중렌즈 전극은 메인집속렌즈 전극에 집속되어 제1다중렌즈 전극과 메인집속렌즈 사이에 위치하는데, 상기 메인집속렌즈는 제1다중렌즈 전극과 이웃하여 있다. 제2다중렌즈 전극에 고정집속 전압을 공급하고, 제1다중렌즈 전극에 전자 빔의 편향과 관련한 동적 전압 신호를 인가하는 수단이 포함되며, 각각의 다중렌즈는 메인집속렌즈에 충분히 근접 배치되어 메인집속렌즈의 강도는 동적 전압 신호의 전압 변화 함수에 따라 변화한다.

상기 동적 전압 신호는 3시 및 9시(이후, 3D, 9D라함) 스크린 위치에서 전자 빔의 왜곡을 단일 파형으로 보정하도록 수평 스캔율에서 제1다중렌즈 전극을 변조시킨다. 그러나, 프린지 영역이 전자총내로 침투됨으로써, 빔에 의해 메인집속렌즈의 강한 부분으로 오프축선이 지나가게 된다. 빔의 오프축선 통로와 자체 집속 요크의 수직 편향 권선으로 인한 수직 과집속 작용은 스크린의 센터보다는 스크린의 성분에서 더 높은 수직 집속 전압을 필요로 하므로, 이러한 집속 전압 차이의 동적 보상은 수직 스캔율에서 이루어져야 한다. 이러한 것은 메인집속렌즈의 사이 구조를 사용함으로써 이루어지는데, 로우 수직율 주파수(60Hz)로 인해서, 애노드극과 관련한 집속부의 트랙킹 특성을 열화시킴이 없이 집속부내로 필요한 파형을 경제적이며 용량적으로 결합시키는 것이 어렵다.

1988년 8월 16일자 New 등의 미합중국 특허 재4,764,704호는 전자총의 빔 형성 영역과 다중렌즈 사이에 위치한 별도의 렌즈와 관련하여 미합중국 특허 제4,731,563호의 동 피변조 다중렌즈를 사용한다. 상기 렌즈는 정전보정 및 빔 형성 영역의 렌즈로부터 오프축으로 모이는 전자 빔의 굴절을 제공하며, 메인집속렌즈에 비대칭형 빔을 계공하도록 상기 빔을 집속시킨다. 상기 렌즈의 결점은 빔에 대한 정전보정을 제공하도록 사용되는 장방형 개구는 전자총의 제조시 사용된 원통형 장착핀상에 정확히 장착되기가 어렵다는 것이다.

SID DIGEST(1988)지의 136의 21 인 플랫 스케어 컬러 디스플레이 튜브용 동적 난시 제어 4전위 집속 전자총(DYNAMIC ASTIGMATISM CONTROL QUADRA POTENTIAL FOCUS GUN FOR 21-lN. FLAT SQUARE COLOR DISPLAY TUBE)이란 논문에서 Katsuma 등은 6전극을 갖는 4전위 집속 전자총을 발표한 바 있는데, 그 전자총은 3개의 별개 소자 G41, G42, G43를 구비한 제4(G4) 전극을 갖는다. 포물선 파형을 갖는 동적 전압은 G2 전극에 인가되며 또한 상기 G41 전극의 G41 및 G43에 인가된다. G42 소자는 수직 방향의 타원형 개구를 구비하는데, 그와 면하고 있는 G41, G43 소자의 등근 개구 위 아래에 위치한 수평 블레이드와 연합하여 난시 및 편향 집속 이탈에 대한 알맞은 보상을 제공하는 4극 렌즈를 형성한다. 상기 전자총의 결점은 부품의 수가 증가하여 비용이 부가되며, G42 소자의 타원형 개구는 상기 미합중국 특허 제4,764,704호에 개시된 장방형 개구와 마찬가지로 그 정렬이 용이하지 않다는 것이다.

SID DIGEST(1987)지의 162의 상기 전자총의 변형으로서, 타원형 개구 렌즈 전자총의 동적 집속 및 난시 제어용 4극 렌즈((QUADRUPOLE LENS FOR DYNAMIC FOCUS AND ASTIGMATISM CONTROL IN AN ELLIPTICAL APERTURE LENS GUN)란 논문에서 Shirai 등은 그 변형의 예를 개시하고 있다. 상기 전자총의 4극 렌즈 또한 3소자 G4 전극을 구비하는데, G42 소자내의 회전형 비대칭 관통홀로 형성되며, G4 전극의 G41, G43 소자의 원형개구 둘레의 수평 슬롯을 구비한다. 동적 전압은 G4l, G43 소자에 가해지며, 상기 전자총의 결점은 4극 렌즈의 난시 보정 능력이 메인렌즈의 이탈에 의해 제한된다는 것 이다.

본 발명에 따른 개선된 컬러 디스플레이 시스템은 음극선관과 그 음극선환에 위치한 자기 편향 요크를 구비한다. 상기 튜브는 초기에 동일 평면 통로를 따라 3개의 인라인 빔을 발생시켜서 내부면 부분상의 스크린을 향해 지향시키는 인라인 전자총을 구비한 인벨로프(envelope)를 갖는다. 상기 전자총은 3개의 렌즈를 구비한 복수의 이격진 전극을 갖는다. 제1렌즈는 제2렌즈로 사실상 대칭인 빔을 제공하는 빔 형성 영역을 갖는다. 제2렌즈는 제3렌즈로 비대칭형 빔을 제공하는 비대칭 빔 집속 수단을 갖는다. 상기 전자총에는 제2렌즈의 제1변조 전극으로 적어도 하나의 동적 전압 신호를 인가하는 수단을 구비하며, 제3렌즈의 제2변조 전극으로 동시에 다른 동적 전압 신호를 인가하는 수단을 구비한다. 제1 및 제2신호는 전자 빔의 편향 과 관련하여 스크린의 주변에서 전자빔 스폿 사이즈를 개선시킨다. 다른 별도의 동적 전압 신호 또한 빔의 편향과 관련하여 튜브의 성능을 더욱 개선시키도록 제2전극의 변조 전극에 인가될 수도 있다.

제1도는 장방형 페이스 플레이트 패널(la)과 장방형 퍼넬(rectangular funnel; 16)에 접속된 관형 넥크(14)를 구비한 유리인벨로프(11)를 갖고 있는 통상의 장방형 음극선관을 도시한다. 패널(12)은 뷰잉 페이스 플레이트(18)와 주변 플랜지 즉 측벽(20)을 구비하며, 프릿 밀봉부(21)로서 퍼넬(16)에 밀봉된다. 모자이크 3색 형광 스크린(22)븐 페이스 플레이트(18)의 내부면상에 위치한다. 스크린은 양호하게는 튜브의 고주파 라스터 라인 스캔에 사실상 수직으로 연장하는 형광 라인을 갖는 라인 스크린이다(제1도의 평면에 수직인). 이와는 다르게, 상기 스크린은 도트 스크린일 수도 있다. 다중 개구 컬러 선택 전극 즉 쉐도우 마스크(shadow mask; 24)는 스크린(22)과 소정의 간격으로 통상의 수단에 의해 제거 가능하게 장착된다. 제1도에 사선으로 개략 도시한 인라인 전자총(26)은 넥크(14)내의 중앙에 장착되어, 초기의 동일 평면 빔 통로를 따라 3개의 전자 빔(이하, 3전자 빔)을 발생시켜 마스크(24)를 통해 스크린(22)을 향해 그 빔을 지향시킨다. 통상의 한 형태의 전자총으로 제2도에 도시한 바와 갈은 4그리드 2전위 전자총을 들 수 있는데, 1986년 10월 18일자 Morrell 등의 미합중국 특허 제4,620,133호에 개시되어 있다.

제1도의 튜브는 외부 자기 편향 요크로서 퍼넬-넥크 접합부 영역에 위치한 요크(30)를 사용하도록 지정되었다. 동작시, 요크(30)는 빔이 스크린(22)의 장방형 라스터에서 수평 및 수직 방향으로 스캐닝되게 하는 자계에 3빔을 제공한다(제로 편향시). 편향의 최초 평면은 요크(30)의 중간 근처에서 제1도의 라인으로 도시된다. 프린지 필드 때문에, 튜브의 편향대의 요크(30)로부터 전자총(36) 영역으로 축방향 연장한다. 간소화를 위해, 편향대내의 편향 빔 통로의 실제 곡선은 제1도에 전자 빔을 모으도록 강한 핀큐션형(pincushion-like) 수직 편향 자계와 강한 배럴형(barrel-like) 수평 편향 자계를 갖는 내부 순일 발생(inhomogeneous) 자계를 제공한다. 전자 빔이 상기 내부 순일 발생 자계를 통과하는 경우, 빔은 왜곡과 집속 이탈되게 된다. 그 결과, 스크린(2?)의 주변 부분에 있어서, 전자 빔 스폿의 형상은 대단히 왜곡된다.

제3도는 단일 빔에 대한 전자 빔 스폿을 표시하는데, 스크린의 중심에서는 원형이고, 그 주변부에서는 여러 가지 형태를 갖는다. 제3도에 도시한 바와 같이, 빔 스폿은 수평축을 따라 편향되는 경우 수평 방향으로 연장되게 된다. 스크린의 4구석에서, 빔 스폿은 수평 연장 부분과 수직 연장 부분과 조화되는데, 할로형상(halo-shaped) 연장부와 더불어 타원 형상 스폿을 형성한다. 전자 빔의 편향시 해상도는 열화되며, 무시될 수 없는 비-균일 집속은 해소해야만 하는 문제를 낳는다.

상기 미합중국 특허 제4,620,133호는 편향 요크와 전자총을 구비한 컬러 이메이징 디스플레이 시스템을 제공함으로써 빔 집속 문제를 해소하고 있는데, 제1그리드 Gl, 제2그리드 G2, 제3그리드 G3를 갖는 빔 형성 영역 및 메인집속렌즈 G3-G4를 가지며, 그 렌즈는 스크린(22)에서 빔 스폿을 제공하도록 편향 요크와 빔 형성 영역과 연합하여 동작한다. 제4a도는 스크린(22)의 센터에서, 제2도에 도시한 전자총의 메인 렌즈 및 빔 형성 영역에 의한 전자 빔에 대한 전자 빔 전류 밀도 윤곽을 도시하고 있다. 재4a도에 도시한 전자 총의 빔 전류는 비교적 큰 중심 부분을 가지며, 이는 다시 평균 빔 전류의 약 50%인 일정 빔 전류를 가지며, 또한 상기 전류는 주변 부분을 갖는데, 여기서 빔 전류는 평균 빔 전류의 약 50%까지 강하하며, 최종적으로는 약 1%까지 강하한다. 상기 빔은 빔의 편향시 요크의 과집속 작용을 감소시키도록 수직축을 따르는 타원형 상을 갖는다. 제4b도는 제2도의 G3과 G4전극 사이에 있는 메인렌즈 L2 내의 빔 전류 밀도 윤곽을 도시한다. 그 위치에서 전자 빔은 수평 연장하지만, 빔 전류 밀도 부분의 50%는 그 빔의 소형 타원형 중심부내에 포함되며, 그 중심부는 스크린의 우측 상부 코너에 편향된 전자 빔의 50%와 1% 빔 전류 밀도 윤곽을 표시하는 대형 타원형 부분으로 에워싸져 있다. 빔 중심부의 위 아래에서 동일한 할로잉(haloing)이 발생한다. 통상의 2전위 전자총의 스크린상에 발생된 빔 스폿은 대형 스크린 TV 세트와 CAD/CAM에 적 용될 수 있다.

본 발명에 따른 전자총(40)은 제5도 및 제6도에 상세히 도시한다. 전자총(40)은 3개의 동일 간격 동일 평면 캐소드(42, 각 빔마다 하나씩), 제어 그리드(G2), 제2전극(48; G3), 재4전극(50; G4), 재5전극(52; G5), G5' 부분(54)와 G5 부분(55) 및 제6전극(56; G6)를 구비한 G5 전극을 포함하고 있다. 전극은 캐소드로부터 상기 열거한 순서로 거의 동일 간격을 가지며 한쌍의 유리 지지봉(도시않음)에 부착된다.

캐소드(42), Gl 전극(44), G2 전극(46), G2 전극(46)과 면하는 G3 전극(48)의 부분은 전자총(40)의 빔 형성 영역을 포함하고 있다. G3 전극(48)의 다른 부분, G4 전극(50)과 G5 전극(5B)의 G5 부분을 제1비대칭 렌즈를 포항하고 있다. 또한 G5 전극의 G5' 부분과 G6 전극(56)은 메인집속(또는 제2비대칭) 렌즈를 구비한다.

각각의 캐소드(42)는 본 분야에 공지된 바와 같이 전자방사 물질의 단부 코팅부(62)를 구비한 캡(60)에 의해 그 앞방향 단부에 밀접 캐소드 슬리브(58)를 구비한다. 각각의 캐소드(42)는 슬리브(58)내에 위치한(도시치 않음) 히터 코일에 의해 간접적으로 가열된다.

G1, G2 전극(44,46)은 밀접한 간격으로 배치되며. 그를 통과하는 3쌍의 인라인 개구(64,66)를 구비한 사실상 평편한 플레이트이다. 개구(64,66)는 스크린(23)을 향해 지향된(제1도 도시와 같은) 동일 간격 동일 평면 3전자 빔(28)을 방사하도록 캐소드 코팅부(62)와 더불어 중심에 위치한다. 양호하게도, 최초의 전자 빔 통로는 전자총의 중심축선 A-A과 일치하는 중간 통로와 사실상 나란하게 되어 있다.

플랫형 외향 평판(68)을 G3 전극(48)이 구비하며, 상기 평판을 그 내부를 통과하는 3개의 인라인 개구(70)를 가지며, 그 개구는 각각 G2 및 G1 전극(46,44)내의 개구(66,64)와 정렬된다. G3 전극(48)은 또한 한쌍의 컵형 제1 및 제2부분(72,74)를 가지며, 그 각각은 그 개방 단부에서 함께 결합된다. 제1부분(72)은 상기 컵의 바닥을 통해 형성된 3개의 인라인 개구(76)를 가지며, 평판(68)에서 개구(70)와 정렬된다. G3 전극와 제2부분(74)는 그 바닥을 통해 형성된 3개의 개구(78)를 가지며 이는 제1부분(72)에서 개구(76)과 정렬된다. 돌출부(79)는 개구(78)를 에워싼다. 이와는 다르게, 내부 개구(70)와 더불어 평판(68)은 제1부분(72)와 일체 부품으로서 형성될 수 있다.

신규한 G4 변조 전극(50)은 그를 통해 형성된 3개의 회전 비대칭 인라인 개구(80)를 구비한 사실상 평평한 평판을 가지며, 그 개구는 G3 전극에서 개구(78)와 정렬된다.

제7도에 도시한 바와 같이, 회전 비대칭 개구(80)는 수평 방향 즉, 인라인 개구의 방향에서 수평 방향으로 연장된다. 각각의 개구(80)는 반경 rl, 0.079인치(2.007mm)을 갖는 1차 개구(120)와 상기 1차 개구와 각 측면상에 위치한 2차 개구로 형성된 한쌍의 대향 배치 아아치형 부분(122)을 구비한 사실상 원형인 중심 부분을 포함하고 있다. 2차 개구는 사실상 1차 개구(120)상에 중첩되며, 각기 반경 r2, 0.020인치(0.511mm: 를 가지며, 개구(80)의 전체 수평치수 H가 0.174인치(4.420mm)가 되도록 개구(120)의 중심으로부터 0.067인치(2.302mm) 간격으로 수평 축선 B-B 상에 위치한다. 개구(80)의 최대 수직 치수는 0.158인치(4.013mm)이며, 1차 개구(120)의 직경과 동일하다. 원형 1차 개구는 원통형 장착 핀상의 전자총 부품의 조립을 용이하게 한다. 회전 비대칭 개구(80)는 그를 통과하는 빔의 4극 집속 효과를 제공하며, 그 효과는 전자 빔의 방향에 따라 변하는 동적 전압을 인가함으로써 향상될 수 있다. 전자총의 비교적 저전압 소자에 동적 전압을 인가하는 것은 미합중국 특허 제4,319,163호에 개시되어 있다.

G5 전극 부분(55)은 그 바닥 단부 부분에 형성된 돌출부(83)로 둘러싸인 3개의 개구(82)를 가지는 제1 깊이 패인 점형 부재를 구비한다. 사실상 평평한 평판부재(84)는 개구(82)와 정렬된 3개의 개구(86)를 가지 며, 제1컵형 부재의 개방 단부와 밀접 부착된다. 내부에 복수의 개구(90)를 구비하고 있는 제1평판부분(88) 은 상기 평판부재(84)의 대향면에 부착된다.

G5' 전극 부분(54)은 바닥 단부에 형성된 리세스(92)를 구비한 제2깊이 패인 컵형 부재를 가지며, 그 바닥면내에 형성된 23개의 인라인 개구(94)를 구비한다. 돌출부(95)는 개구(94)를 둘러싸고 있다. G5' 전극 부분(54)의 대향 개방 단부는 그를 통해 형성된 3개의 개구(열)를 구비한 제3평판부분(96)에 밀접되며, 그 부분은 이하 기술하는 방식으로 제1평판부분(88)의 개구(90)와 정렬 연동한다.

G6 전극(56)은 그 단부에서 대형 개구(100)를 구비한 컵형 깊이 패인 부재로 되며, 3전자 빔은은 그 개구를 통과하며, G5' 전극 부분(54)에서 개구(94)와 정렬된 3개의 개구(104)를 구비한 평판부재(102)와 밀접 부착 된 개방 단부를 갖는다.

제8도에 G5' 전극 부분내의 리세스(93) 형상을 도시한다. 리세스(9a)는 전자 빔 통로의 티치(teach)에서 균일한 수직폭을 가지며, 등근 단부를 구비한다. 그러한 형상은 레이스트랙(race track) 형상으로 참조된다.

제9도에 G6 전극(56)내의 대형 개구(100) 형상을 도시한다. 개구(100)는 그 중심 빔 통로보다는 측편 전자 빔 통로에서 수직 방향으로 높다. 그러한 형상은 독본(dogbone) 즉 바벨 형상으로 볼 수 있다.

G5 전극 부분(55)의 제1평판부분(88)은 G5' 전극 부분의 제2평판부분(96)과 면하며, 제1평판부분(88)내의 개구(90)는 각 개구에 대해 두개의 부분(106,108)으로 분할되는 평판부분으론부터 연장하는 돌출부를 구비하고 있다. 제2평판부분(96)내와 개구(98)는 평판부분(96)으로부터 연장하는 돌출부를 가지며, 그 부분은 각 개구용으로 두개의 부분(110,112)으로 분할된다. 제10도에 도시한 바와 같이, 부분(106,108)은 부분(110,112) 사이에 끼워지며, 이들 부분은 다른 전위가 G5와 G5' 전극 부분(55,54)에 인가되는 경우 각 전자 빔의 통로에서 다중(4극)렌즈를 생성하는데 사용된다.

G5' 전극 부분(54)에 동적 전압을 적절히 활용함으로써, 전자 빔에 대한 난시 보정을 제공하여, 전자총 또는 편향 요크내에 발생하는 난시에 대한 보상을 하도록 부분(106,108,110 및 112)으로 설치된 4극 렌즈를 사용하는 것이 가능하다. 이러한 4극 렌즈 구조는 미합중국 특허 제4,731,563호에 개시되어 있다.

27V110 튜브에 사용하기 위한 컴퓨터형 전자총의 특정 치수는 다음의 표로 제시된다.

테이블에 표시된 실시예에 있어서, 전자총(40)은 제6도에 도시한 바와 같이 전기적으로 접속된다. 전형적으로, 캐소드는 150V에서 동작하며, Gl 전극은 접지 전위로 되며, G2 전극은 약 300V에서 1000V 범위내에서 동작하며, G3 전극과 G5 전극 부분은 전기적으로 상호 접속되며, 약 7KV에서 동작하고, G6 전극은 약 25KV의 애노드 전위에서 동작한다. 적어도 하나의 동적 전압 신호는 G45 전극에 인가되며, 다른 동적 전압 신호는 G5' 전극 부분에 인가된다.

본 전자총(40)에 있어서, Gl 전극(44), G2 전극(46) 및 G3 전극(48)의 주변 부분을 구비한 제1렌즈 Ll은 제2렌즈 L2 내로 비대칭 전자 빔 보다는 대칭형 고질의 전자 빔을 제공한다. 렌즈 Ll의 빔중 하나의 빔 전류 밀도 윤곽은 제11도에 도시한다. 본 발명의 빔 형성 영역은 전자 빔내로 임의의 평가 가능한 대칭을 도입할 수 있는 것으로 생각된다.

제2렌즈 L2는 G4 변조 전극(50), G3 전극(48)의 주변 부분 및 G5 전극(52 즉 G5 전극 부분 55)을 포함하며, 제3, 즉 메인집속렌즈 L3 내에서 제12도에 빔 스폿 윤곽을 갖고 있는 수평 연장 전자 빔을 제공하는 비대칭 렌즈를 구성한다. 사실상 타원형 형상의 전자 빔은 G4 전극(50)을 통해 형성된 회전 비대칭 개구(80)와 그에 인가된 동전압의 조합으로서 형성된다.

메인 제3집속렌즈 L3는 G5' 전극 부분(54)과 C6 전극(56) 사이에 형성되며, 또한, 이하 기술되는 최적의 저 이탈 렌즈로서, 스크린의 중심에서 제로 난시에 대해 최적이며, 등전위(약 7KV)에서 메인렌즈 변조전극 두분(54)과 집속 전극(52)을 가지며, G2 전극(46)과 같이 등전위(약 350V) G4 전극(50)을 갖는다.

본 발명의 전자총(40)에 있어서, G4 변조 전극(50)은 3D로부터 90 스크린 위치까지 메이저 튜브(인라인) 축선을 따라 수평율 변조(15.75KHz)와 6D로부터 12D 스크린 위치까지(인라인 축선에 수직인) 마이너 튜브 축선을 따라 수직율 변조(60Hz) 모두에 대해 효과적이다. 그러나, 고전류에서는 전자 빔 교차 위치가 너무 밀접되기 때문에, 2D와 10D 튜브코어(또한 대칭으로는 4D와 8D 코너)에서 편향 집속 이탈에 대한 전적인 보상을 할 수 없다. 고전압 집속 공급부(7KV)에서의 수직 스캔율에서 용량 결합이 어렵기 때문에, 또 한 단지 저전압 전극(50)을 사용하는 튜브 코너(2D-lOD와 4D-8D)에서 수평율 변조가 효과적이지 못하기 때문에, 본 발명에서는 이중 변조 전극을 사용하고 있다.

수평율 변조는 편향각에 따라 증가하는 포물형 전압 신호를 G5' 전극 부분(54)에 결합된 집속 공급 전압상에 중첩시킴으로써 이루어진다. 수직율 변조는 역시 편향각에 따라 증가하는 상이한 포물선형 전압 신호를 G4 전극(50)에 인가된 저집속 전압상에 인가함으로써 이루어진다.

제13도는 3D에서 9D까지 메이저 튜브 축선을 따라 전자 빔을 집속시키도록 G5' 전극 부분(54)에 필요시 되는(스크린 중심의) 집속 전압(7KV)과 관련한 수평율 변조 전압 신호를 나타내는 제1커브(128)를 도시한다. 커브(126)는 적합한 수직율 변조 전압 신호가 6D로부터 12D까지 튜브의 마이너 축선을 따라 전자 빔 집속을 보정하도록 G4 전극(50)에 인가된 경우, 2D에서 10D(또는 4D에서 8D)까지 스크린의 상부(또는 바닥부)에 걸리는 전자 빔을 집속하도록 G5' 전극 부분(54)상에 필요시되는 더 높은 수평율 변조 전압을 도시한다 제14도에는 수직율 변조 전압 신호 곡선(128)이 도시된다.

제13도에서, 제13도와 14도의 파형으로 제시된 이중 전극 동적 변조 신호 전압이 단점으로서, 스크린이 상부를 따라 2D와 10D 코너(곡선 126)에서 전자 빔을 적절히 집속시키는데 필요시되는 수평율 변조 전압 신호가 3D에서 9D(곡선 124)까지 메이저 축선을 따르는 전자 빔 집속에 필요시되는 것보다 크다는 것을 알 수 있다. 즉, 메이저/마이너 축을 따르는 집속과 코너 위치에서의 동시 집속은 G5' 메인렌즈 전극 부분(54)의 수평율 변조와 G4 전극(50)의 수직율 변조에 의해 완벽하게 달성될 수 업다. 적당하기는 하지만, 심플 이중 전극 동적 변조는 시스템의 성능을 최대화시키지는 못한다.

메이저 축선(3D-9D)을 따라 코너(2D-lOD)에서 동일하게 전체 수평율 변조 전압을 집속시키는 복합 이중 그리드 변조를 도입함으로써 시스템 성능이 개선된다. 이것은 G4 변조 전극(50)에 별도의 수평율 변조 전압 신호를 인가함으로써 이룩될 수 있으며, 반면 G4 전극(50)이 230 및 9D 스크린 위치에서 수평율 변조를 효과적으로 하지 못하기 때문에, 2D와 10D 코너에서 효과적이지 못하다. 따라서, 3D 및 9D 위치에서 전자 빔을 과집속시키도록 G4 전극(50)에 0 내지 -300V(G2에 비례하는) 범위의 제2수평율 변조 전압 신호(130)를 인가시킴으로써, G5' 전극 부분(54)에 인가된 제1수평율 변조 전압 신호의 진폭이 곡선(126)으로 도시한 바와 같은 값으로 증가될 수 있어서, 3D와 9D에서 메이저 축선을 따르는 집속을 유지하면서 코 너 2D와 10D를 집속시킬 수 있다.

제2수평 변조율 전압 신호(130)는 재15도에 도시한다.

제16도와 제17도는 3D-9D에서 메이저 축선, 6D-l2D에서 마이너 축선을 따르는 빔 스폿 사이즈상의 G4 전극(50)에 인가된 수평율 및 수직을 변조 전압 신호의 효과를 도시하고 있다. 제16도는 메이저 축선을 따라 스크린상의 전자빔 스폿 사이즈가 350V의 G 전위 이하의 소정의 약 300V의 동작점에서 약 1.6 : 1 로 수평 연장된 것을 도시한다. 제17도는 6D와 12D 위치에서의 마이너 축선을 따라서 스크린상의 전자 빔 스폿 사이즈가 G2 전위 이상의 약 300V의 소정의 동각점에서 1.7 : 1로 수직 연장된 것을 도시한다.

상기 변조는 사실적으로 수평 스폿 사이즈에 영향을 미치지 알고 수평 스폿 사이즈를 효과적으로 구성한다.

결론적으로, 개선된 전자총(40)은 3개의 렌즈를 구비하는데, 그 제2 및 제3렌즈 인벨로프의 퍼렐 및 넥크의 접합부에서 그 튜브를 둘러싸는 자체 집속 요크로부터 전자총내에 유도된 난시를 보정하도록 개별적으로 변조될 수 있다. 계3렌즈는 메이저 튜브 축선의 방향을 따라 스크린상의 전자 빔에 대한 집속 보정을 제공하도록 수평 스캔율에서 계1천압 신호로 변조될 수 있는 G5' 전극 부분을 포함한다. 수직 스캔율 에서, 제2전압 신호는 마이너 튜브 축선의 방향을 따라 스크린상의 전자 빔의 집속 보정을 제공하도록 제2 렌즈의 G4 전극에 인가될 수 있다. 상술한 변조 전압에 부가하여 G4 전극에 가해진 별도의 수평율 변조 전압 신호를 포함한 복합 이중 변조 기술을 사용하고, G5' 전극 위치에 가해진 수평율 변조 전압을 증가시킴으로써, 메이저 및 마이너 축선을 따라 촤적화된 것에 부가하여 코너에서 전자 빔이 집속될 수 있다.

본 실시예는 27V 110 튜브를 사용하여 기술하였지만 그 크기에만 제한되지 않으며, 그 보다 대형이나 소형으로도 사용될 수 있다.

Claims

내부에 인라인 전자총을 구비한 인벨로프를 갖고 있는 음극선관을 포함하고, 상기 전자총은 3개의 인 라인 전자 빔을 발생시켜 초기의 동일평면 통로를 따라 상기 인벨로프의 내부면 상의 스크린을 향해 그 빔을 지향시키도록 동작하고 상기 전자 빔을 집속하도록 제1렌즈, 제2렌즈 및 제3렌즈를 제공하는 복수의 이격진 전극을 구비하며, 상기 제1렌즈는 상기 제2렌즈에 사실상 대칭인 빔을 제공하는 빔 형성 영역을 포함 하고, 상기 빔의 난시 편향 자계를 발생시키는 자기 편향 요크를 포함한 컬러 디스플레이 시스템에 있어서, 제2렌즈 전극(48,50,52)와 제1변조 전극(50)에 적어도 제1동적 전압 신호(138)를 인가하는 수단과; 상기 제3 렌즈(L3)의 전기적으로 분리된 제B변조 전극 부분(54)에 제3동적 전압 신호(126)를 인가하는 수단을 구비하 는데, 상기 제1 및 제2신호는 전자 빔(28)의 편향에 관련하는 것을 특징으로 하는 컬러 디스플레이 시스템.
제1항에 있어서, 상기 제2렌즈(LB)의 제1변조 전극(50)에 상기 전자 빔(28)의 편향에 관련하는 제3동적 전압 신호(130)를 인가하는 수단을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 컬러 디스플레이 시스템.
내부에 인라인 전자총을 구비한 인벨로프를 갖고 있는 음극선관을 포함하고, 상기 저자총은 3개의 인라인 전자 빔을 발생시켜 초기의 동일평면 통로를 따라 상기 인벨로프의 내부면 상의 스크린을 향해 그 빔을 지향시키도록 동작하고 상기 전자 빔을 집속하도록 제1렌즈, 제2렌즈 및 제3렌즈를 제공하는 복수의 사실상 대칭인 빔을 제공하는 빔 형성 영역을 포함하고, 상기 제2렌즈는 상기 제2렌즈의 두개의 다른 전극 사이에 배치된 제1변조 전극을 가지며, 상기 빔에 대한 난시 자계를 발생시키는 자체 집속 요크를 포함한 컬러 디스플레이 시스템에 있어서, 상기 제2렌즈(L2)는 그 제1변조 전극(50)에 제1수직율 변조 전압 신호(128)를 인가하는 수단과 상기 제3렌즈(L3)에 비대칭형 빔을 제공하는 비대칭 빔 집속 수단을 포함하고 상기 제3렌즈(L3)는 그 제2변조 전극 부분(54)에 제1수평율 변조 전압 신호(126)을 인가하는 수단을 구비하는데, 상기 제1수직 및 수평율 변조 신호는 전자 빔(28)의 편향에 관련하는 것을 특징으로 하는 컬러 디스플 레이시스템.
내부에 인라인 전자총을 구비한 인벨로프를 갖고 있는 음극선관을 포함하고, 상기 전자총은 3개의 인라인 전자빔을 발생시켜 초기의 통일평면 전자빔 통로를 따라 상기 인벨로프의 내부 부분상의 스크린을 향해 그 빔을 지향시키도록 동작하고 상기 전자 빔을 집속하도록 제1렌즈, 제2렌즈, 재3렌즈를 제공하는 복수의 이격진 전극을 구비하며, 상기 제1렌즈는 상기 제2렌즈에 사실상 대칭인 빔을 제공하도록 빔 형성 영역을 포함하고, 상기 제2렌즈는 상기 제3렌즈에 비대침형 빔을 제공하도록 회전 비대칭 빔 집속 수단을 포함하며, 상기 제3렌즈는 저이탈 메인집속렌즈로 구성되고, 상기 빔에 난시 편향 자재를 제공하는 자체 집속 요크를 포함한 컬러 디스플레이 시스템에 있어서, 상기 제2렌즈(L2)용 회전 비대칭 빔 집속 수단은 3개의 회전 비대칭 인라인 개구(80)를 구비한 제1변조 전극(50)과, 상기 제2렌즈의 제1변조 전극에 제1수직율 변조 전압 신호(128)를 인가하는 수판을 구비하며, 상기 개구 각각은 인라인 방향으로 연장되어 원형인 중심부분(120)과 상기 원형 중심부의 원주와 교차하는 두개의 대향배치 아아치형 부분(15)을 구비하며, 상기 제3렌즈(L3)는 그 제2변조 전극 부분에 제1수평율 변조 전압 신호(126)를 인가하는 수단을 포함하는데, 상기 제1수직 및 수평율 변조 신호는 전자 빔(28)의 편향에 관련하는 것을 특징으로 하는 컬러 디스플레이 시스템 .
제3항 또는 제4항에 있어서, 상기 제2렌즈(L2)의 제1변조 전극(50)에 상기 전자 빔(28)의 편향에 관련하는 제2수평율 변조 신호(130)를 인가하는 수단을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 컬러 디스플레이 시스템.
내부에 인라인 전자총을 구비한 인벨로프를 갖고 있는 음극선관을 포함하고, 상기 전자총은 3개의 인 라인 전자 빔을 발생시켜 초기의 동일평면 전자 빔 통로를 따라 상기 인벨로프의 내부 부분상의 스크린을 향해 그 빔을 지향시키도록 동작하고 상기 전자 빔을 집속하도록 제1렌즈, 제2렌즈, 제3렌즈를 제공하는 복수의 이격진 전극을 구비하며, 상기 제1렌즈는 상기 제2렌즈에 사실상 대칭인 빔을 제공하도륵 빔 형성 영 역을 포함하고, 상기 제2렌즈는 상기 제3렌즈에 비대칭형 빔을 제공하도록 회전 비대칭 빔 집속 수단을 포함하며, 상기 제3렌즈는 저 이탈 메인집속렌즈로 구성되는 컬러 음극선관에 있어서, 상기 제2렌즈(L2)용 회전 비대칭 빔 집속 수단은 3개의 회전 비대칭 인라인 개구(80)를 구비한 제1변조 전극(50)을 구비하며, 상기 개구 각각은 인라인 방향으로 연장되어 원형인 중심부분(120)과 상기 원형중심부의 원주와 교차하는 두 개의 대향 배치 아아치형 부분(122)을 구비하는 것을 특징으로 하는 음극선관.
제6항에 있어서, 상기 제1변조 전극(50)내의 각각의 개구(80)는 제1반경(rl)을 갖는 1차 개구(130)와 그 1차 개구와 부분적으로 겹치는 2개의 2차 원형 개구(23)를 구비하며, 상기 2차 개구는 제1반경보다 적은 제2반경(r2)을 각기 갖는 것을 특징으로 하는 컬러 음극선관.
제6항에 있어서, 다중렌즈는 그 각각의 전자 빔 통로에서 상기 제2렌즈(L2)와 제3렌즈(L3) 사이에 배치되며, 상기 다중렌즈 형성 전극은 제1다중렌즈 전극(88)과 제2다중렌즈 전극(96)을 포함하며, 상기 제1다중렌즈 전극은 상기 제2렌즈의 부분(55)을 포함하며, 상기 제2다중렌즈 전극은 상기 제3렌즈의 부분(54)을 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 컬러 음극선관.