KR0126460B1 - 장방형 전자 빔 홀을 갖는 포커싱 그리드 전극을 구비한 칼라 음극선관장치 - Google Patents

Abstract

칼라 CRT 장치는 전자 빔 전송 방향의 축 상에 연속으로 정렬된 캐소드, 제어전극, 가속전극, 포커싱 전극, 및 아노드를 포함한다. 포커싱 전극은 수평으로 배치된 장방형 전자 빔 홀을 갖는 제1 및 제3의 그리드와, 수직으로 배치된 장방형 전자 빔 홀을 갖는 제2의 그리드 전극을 포함한다.

Description

장방형 전자 빔 홀을 갖는 포커싱 그리드 전극을 구비한 칼라 음극선관장치

제1A도 및 제1B도는 편향된 자계 분포를 도시한 설명도.

제2도는 제1A도 및 제1B도의 편향된 자계 분포로 인한 전자 빔 스폿의 왜곡된 패턴을 도시한 설명도.

제3도는 종래의 인-라인 형태의 칼라 음극선관 장치를 도시한 개략적인 투시도.

제4도는 본 발명에 따른 제1의 양호한 실시예의 장방형 전자 빔 홀을 갖는 포커싱 그리드 전극을 구비한 칼라 CRT 장치를 도시한 개략적인 횡단면도.

제5도는 제1의 양호한 실시예의 제1 내지 제3그리드 전극을 포함하는 포커싱 전극 시스템을 도시한 개략적인 투시도.

제6도는 제5도의 제1 및 제3의 그리드 전극에 인가된 동적 전압의 실시예를 도시한 설명도.

제7도는 제1의 양호한 실시예의 칼라 CRT 장치에 형성된 사중극 렌즈(quadrupole lens)를 도시한 설명도.

제8도는 본 발명에 따른 제2의 양호한 실시예의 장방형 전자 빔 홀을 갖는 포커싱 그리드 전극을 구비한 칼라 CRT 장치를 도시한 개략적인 횡단면도.

제9도는 제2양호한 실시예의 제1 내지 제3의 그리드 전극을 포함하는 포커싱 전극 시스템을 도시한 개략적인 투시도.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

22 : 제어 전극23 : 가속 전극

24 : 제1그리드 전극25 : 제2그리드 전극

26 : 아노드40 : 발광 스크린

41 : 빔 코어 42 : 헤이즈

[발명의 목적]

[발명이 속하는 기술분야 및 그 분야의 종래기술]

본 발명은 장방형(oblong)전자 빔 홀을 갖는 포커성 그리드 전극(focusing grid electrodes)을 구비한 칼라 음극선관(이하, CRT라 칭함)장치에 관한 것으로, 특히, 전자 빔 스폿 저하(electron beam spot deterioration)를 개선하고 형광 스크린의 전체 표면상의 고해상도를 제공하는 인-라인 형태의 칼라 CRT 장치에 관한 것이다.

칼라 CRT 장치의 해상도는 빔 스폿 사이즈와 빔 스폿 구성에 크게 좌우 된다. 즉, 전자 빔의 방출에 의해 형광 스크린 상에 형성되는 휘도 스폿(luminance spot)인 빔 스폿이 작은 원형이 될 때, 형광 스크린 상에서 고해상도를 얻을 수 있다.

3개의 전자 빔 방출 유니트가 수평 방향으로 공통 평면상에 정렬된 인가인 형태의 전자총을 구비한 통상적인 칼라 CRT장치는 수평 편향 자계 분포에 따른 핀 쿠션 패턴과, 수직 편향 자계 분포에 따른 배럴 패턴(barrel pattern)에서 왜곡된 편향 자계를 조합하여 형광 스크린의 임의 지점에 3개의 전자 빔이 수렴되는 자체-수렴 시스템을 채용하고 있다.

그러나, 상기 칼라 CRT 장체에 있어서, 비록 형광 스크린의 중앙 영역 상에 형성되는 전자 빔 스폿은 전자 빔이 왜곡되지 않기 때문에 원형으로 형성될지라도, 형광 스크린의 주변 영역 상에 형성되는 전자 빔 스폿은 전자 빔이 자체 수렴의 편향된 자계를 통과할 때 전자 빔이 편향된 자계에 의해 영향을 받기 때문에 수평 방향으로 긴 빔 코어(beam core)와 형광 스크린의 중앙에 대해 래디얼(radial) 방향으로 연장하는 헤이즈를 갖는 것으로 왜곡된다. 즉, 형광 스크린의 중앙 영역 상에 작은 원형의 빔 스폿을 제공하기 위해 포커스 전압(focus voltage)이 최적화 될 때, 형광 스크린의 주변 영역 상에서, 수평 방향과 비교해서 수직 방향으로 오버-포커스(over-focus)상태가 되어, 빔 스폿의 상하 측면상에 헤이즈가 발생되기 쉽다. 이것은 형광 스크린의 주변 영역 상에서 해상도의 현저한 저하로 나타난다.

이러한 해상도 저하를 억제하기 위해서, 1986년 5월 17일자로 공보된 일본 특허공보 제61-99249호(미합중국 특허 제4,814,670호에 상응)에는 수직으로 배치된 장방형 전자 빔 홀을 갖는 제1포커싱 그리드와 하나이상의 수평으로 배치된 장방형 전자 빔 홀을 갖는 제2포커싱 그리드를 구비한 인-라인 형태의 칼라 CRT 장치를 기술하고 있는데, 상기 제1포커싱 전극에는 일정한 포커스 전압이 인가되는 반면에, 일정한 포커싱 전압보다 큰 동적 전압은 전자 빔의 편향각이 증가될 때, 제2포커싱 그리드에 인가되기 위해 증가된다.

그러나, 일본 특허 공보 제61-99249호에 제시된 인-라인 형태의 칼라 CRT 장치에 있어서는, 제1포커싱 그리드에 제공된 수직으로 배치된 장방형 전자 빔 홀의 짧은 측면에 대한 긴 측면의 비율이 동적 전압의 인가에 의해 형성되는 사중극 렌즈(quadrupole lens)의 효과를 강하게 하기 위해 크게 되어야 하고, 제1포커싱 그리드의 길이가 개선된 포커싱 특성을 제공하기 위해 크게 되어야 하는 단점이 있다.

[발명이 이루고자 하는 기술적과제]

[발명의 요약]

따라서, 본 발명의 목적은, 전자 빔 홀의 구성에 대한 엄격한 요구를 적용하지 않으면서 전자 빔 스폿저하를 억제하기 위해 사중극 렌즈의 개선된 효과가 얻어지는, 장방형 전자 빔 홀을 갖는 포커싱 그리드 전극을 구비한 칼라 CRT 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은, 포커싱 그리드 전극의 과잉 길이의 필요성을 배제하면서 형광 스크린 상에 양질의 전자 빔을 형성하기 위해 개선된 포커싱 특성이 실현되는, 장방형 전자 빔 홀을 갖는 포커싱 그리드 전극을 구비한 칼라 CRT 장치를 제공하는 것이다.

본 발명에 따르면, 장방형 전자 빔 홀을 갖는 포커싱 그리드 전극을 구비한 칼라 CRT 장치는, 수평 방향으로 공통 평면상에 정렬되어, 그 수평방향에 대해 직교 축을 따라 전자 빔을 방출하는 캐소드와; 상기 축에 각각 정렬된 제어 전극, 가속 전극, 포커싱 전극 및 아노드; 및 포커싱 전극에 인가되는 전압을 제어 하기 위한 수단을 구비하고, 상기 포커싱 전극은 제1내지 제3의 그리드 전극을 포함하며, 상기 제1 및 제3의 그리드 전극은 수평으로 배치된 장방형 전자 빔 홀을 구비하고, 반면, 제2의 그리드 전극은 수직으로 배치된 장방형 전자 빔 홀을 구비하며; 상기 제어수단은 제2의 그리드 전극으로 일정한 포커싱 전압을 인가하고, 제1 및 제3의 그리드 전극으로 동적 전압을 인가하며, 상기 동적 전압은 전자 빔을 편향시키기 위한 전류와 동기로 증가 혹은 감소된다.

본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 설명한다.

[발명의 구성 및 작용]

[양호한 실시예의 상세한 설명]

본 발명은 첨부된 도면과 연계해서 더욱 상세히 설명될 것이다.

본 발명에 따른 제1양호한 실시예의 장방형 전자 빔 홀을 갖는 포커싱 그리드 전극을 구비한 칼라 CRT 장치를 설명하기 이전에, 상술한 종래의 인-라인 형태의 칼라 CRT 장치가 제1A도 내지 제3도를 참조하여 설명될 것이다.

이전에 설명한 것처럼, 제1A도에 도시된 핀 쿠션 패턴의 수평 편향된 자계 분포(1)와, 제1B도에 도시된 배럴 패턴의 수직 편향된 자계 분포(2)를 통해 전자 빔을 통과 시키는 것에 의해 형광 스크린상에 형성되는 전자 빔 스폿의 사이즈 및 구성에 따라 칼라 CRT 장치의 해상도가 좌우된다. 전자 빔은 왜곡된 자계에 의해 영향을 받게 되어(왜곡된 자계의 왜곡은 제1A도의 좌우 측면과 제1B도의 상하 측면상에서 크게 관찰된다), 형광 스크린(40)의 중앙 영역 상에는 전자 빔 스폿 원형으로 형성되지만, 제2도에 도시된 바와 같이, 형광 스크린의 주변 영역 상에는 전자 빔이 빔 코어(41) 및 헤이즈(haze; 42)를 갖는 것으로 형성된다.

제3도는 일본 특허 공개 제61-99249호에 기재되어 있는 인-라인 형태의 상술된 칼라 CRT 장치를 도시하는데, 상기 장치는 3개의 전자 빔을 방출하기 위한 3개의 캐소드(21R, 21G, 및 21B)와, 3개의 원형 전자빔 홀을 각각 갖는 제어 전극(22) 및 가속 전극(23)과, 가속 전극(23)에 접한 평면 상에 세개의 원형 전자 빔 홀 및 반대 평면상에 수직으로 배치된 3개의 장방형 전자 빔 홀(241R, 241G, 241B)을 갖는 제1의 그리드 전극(24)과, 제1그리드 전극(24)에 접한 평면상에 수평으로 배치된 장방형 전자 빔 홀(251) 및 반대 평면상에 3개의 원형 전자 빔 홀을 갖는 제2그리드 전극(25), 및 제2그리드 전극(25)에 접한 평면상에 3개의 원형 홀을 갖는 아노드(26)을 포함한다.

동작에 있어서, 제1의 그리드 전극(24)에 일정한 포커싱 전압이 인가되고, 전자 빔 편항각의 증가에 따라 수평 및 수직 편향 주기와 동기로 증가되는 포물선 형태의 파형을 갖는 동적 전압이 제2의 그리드 전극(25)에 인가되어, 전자 빔의 왜곡을 제거하기 위한 자체-수평 자계를 발생하기 위해서 사중극 렌즈가 제1및 제2의 그리드 전극(24, 25)사이에 형성되고, 이것에 의해 수평 방향에서의 발산 에너지(힘)및 수직 방향에서의 포커싱 에너지(힘)가 전자 빔에 인가된다. 결과적으로, 작은 원형의 전자 빔 스폿이 발광 스크린의 전체 표면상에 형성된다.

그러나, 상기 상술된 바와 같이, 제1의 그리드 전극(24)에 제공된 장방형 전자 빔 홀(241R, 241G, 및 241B)의 구성과 제1전극(24)의 길이에 따른 단점으로 인하여 제3도에 도시된 것 같은 칼라 CRT 장치로 나타나게 된다.

다음으로, 본 발명에 따른 제1의 양호한 실시예의 장방형 전자 빔 홀을 갖는 포커싱 그리드 전극을 구비한 칼라 CRT 장치가 제4도를 참조로 설명될 것이다.

칼라 CRT 장치는 수평 방향의 공통 평면에 정렬된 3개의 캐소드(11R, 11G, 및 11B)와, 제어 전극(12)과, 가속 전극(13)과 제1 내지 제3의 그리드 전극(14 내지 16)으로 구성된 그리드 전극 시스템, 및 아노드(17)를 포함한다.

제5도는 제1 내지 제3의 그리드 전극(14 내지 16)으로 구성된 그리드 전극 시스템을 도시하는데, 제1의 그리드 전극(14)의 수평으로 배치된 장방형 전자 빔 홀(141R, 141G, 및 141B)을 구비하고, 제2의 그리드 전극(15)은 수직으로 배치된 장방형 전자 빔 홀(151R, 151G, 및 151B)을 구비하며, 제3의 그리드 전극(16)은 수평으로 배치된 장방형 전자 빔 홀(161R, 161G, 및 161B)을 구비한다.

동작에 있어서, 제2의 그리드 전극(15)으로 일정한 포커싱 전압(Vs)이 인가되고, 제6도에 도시된 바와 같이, 전자 빔의 편향 각도의 증가에 따라 증가하게 되는 수평 및 수직 편향 주기와 동기되는 포물선 형태의 파형의 동적 전압(Vd)이 제1 및 제3의 그리드 전극(14, 16)으로 인가되어, 제1 및 제2그리드 전극(14 및 15) 사이에 비회전 대칭 렌즈가 형성되고, 제2 및 제3그리드 전극(15 및 16) 사이에 비회전 대칭 렌즈가 형성된다. 따라서, 사중극 렌즈(62)는, 제7도에 도시된 바와 같이, 비회전 대칭 렌즈의 조합에 의해 제공되어, 전자 빔에 발산 에너지가 수직 방향으로 인가되는 반면에, 전자 빔에 포커싱 에너지가 수평 방향으로 인가된다. 그 결과, 전자 빔의 횡단면 구성은 수직으로 길게 된다.

제2도에 도시된 바와 같이, 빔 코어의 횡단면은 형광 스크린의 주변 영역상에 수평으로 길게된다. 또한, 이전에 설명된 오버-포커스의 영향이 부가되어 편향 거리의 차이로 인하여 전자 빔 스폿의 품질을 저하시킨다. 이들 현상은 사중극 렌즈의 효과에 의해 제거된다. 또한, 제3의 그리드 전극(16)에 인가되는 전압이 편향각도의 증가에 따라 증가되기 때문에, 오버-포커싱 영향은 받지 않게 되므로, 제3의 그리드 전극(16)과 아노드(17) 사이의 전위차가 감소되어, 주 렌즈(main lens)의 렌즈 효과는 약화된다. 사중극 렌즈의 효과가 본 발명에 있어서 크기 때문에, 전자 빔 홀의 횡단면 영역은 크게 될 수도 있다.

제8도는 본 발명에 따른 제2의 양호한 실시예의 장방형 전자 빔 홀을 갖는 포커싱 그리드 전극을 구비한 칼라 CRT 장치를 도시하는데, 제1의 양호한 실시예에서 이용된 참조 번호와 동일한 참조 번호는 동일한 부분을 나타낸다.

그 칼라 CRT 장치는 제1 내지 제3의 포커싱 전극(141, 151, 및 160)으로 구성된 사중-전위 전계 시스템(quadrupotential field system; QPF 시스템)으로 불리우는 포커싱 시스템을 포함한다.

제9도는 제1 내지 제3의 그리드 전극(161 내지 163)으로 구성된 제3 포커싱 전극(160)을 도시한다.

동작에 있어서, 제2의 그리드 전극(162)에는 일정한 포커싱 전압(Vs)이 인가되고, 제6도에 도시된 바와 같이, 제1 및 제3그리드 전극(161 및 163)에는 포물선 형태의 동적 전압(Vd)인가되어, 제7도에 도시된 바와 같이, 사중국 렌즈(62)가 제공된다.

제2의 양호한 실시예에서, 전자 빔의 왜곡은 제1양호한 실시예에서와 동일한 방법의 자체-수렴 자계에 의해 경감되었다.

비록 본 발명이 완전하고 명백한 개시에 대한 특정 실시예에 대해서 상술되었지만, 첨부된 청구 범위는 한정적인 것이 아니라, 본 명세서에 기술한 기본적인 교시(teaching)의 범위에서 벗어나지 않으면서 본 기술에 숙련된 사람들이 실시할 수 있는 모든 수정예 및 대안의 구성을 구현하는 것으로 이해되어져야 한다.

Claims (4)

1. 수평 방향의 공통 평면상에 배치되며, 상기 수평 방향에 직교하는 축을 따라 전자 빔을 방출하는 캐소드와; 상기 축 상에 각각 정렬된 제어 전극, 가속 전극, 포커싱 전극 및 아노드와; 상기 포커싱 전극에 인가될 전압을 제어하는 수단을 포함하는 장방형 전자 빔 홀을 갖는 포커싱 그리드 전극을 구비한 칼라 CRT 장치에 있어서, 상기 포커싱 전극은 제1내지 제3의 그리드 전극을 포함하는데, 상기 제1 및 제3의 그리드 전극에는 수평으로 배치된 장방형 전자 빔 홀이 제공되고, 상기 제2의 그리드 전극은 수직으로 배치된 장방형 전자 빔 홀이 제공되며, 상기 제어수단은 상기 제2의 그리드 전극으로 일정한 포커싱 전압을 인가하고, 상기 제1 및 제3의 그리드 전극으로 동적 전압을 인가하며, 상기 동적 전압은 전자 빔을 편향시키기 위한 전류와 동기로 증가 혹은 감소되는 것을 특징으로 하는 칼라 CRT 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 제1의 그리드 전극은, 상기 제2그리드 전극에 접한 측평면(side plane)상에 상기 장방형 전자 빔 홀이 제공되고, 상기 가속 전극에 접한 측평면상에 원형 전자 빔 홀이 제공되는 박스 형태의 구조로 되어 있고; 상기 제2의 그리드 전극 플레이트(plate)로 되어 있으며; 상기 제3의 그리드 전극은, 상기 제2의 그리드 전극에 접한 측평면 상에 상기 장방형 전자 빔 홀이 제공되고, 상기 제3그리드 전극의 상기 측평면과 병렬이 되도록 상기 제2의 그리드 전극에 접한 측평면 내에 상기 원형 전자 빔 홀을 갖는 부가 플레이트(additional plate)가 제공되는, 박스 형태의 구조로 되어 있는 것을 특징으로 하는 칼라 CRT장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 제1 내지 제3의 그리드 전극을 포함하는 상기 포커싱 전극과 상기 가속 전극사이에 제공되는 두 부가 포커싱 전극을 더 포함하며, 상기 두 부가 포커싱 전극 중 한 전극은 박스 형태의 구조이고, 상기 가속 전극의 측면 상에 배치되며, 상기 두 부가 포커싱 전극 중 나머지 전극은 플레이트로되어 있는 것을 특징으로 하는 칼라 CRT 장치.
4. 제1항에 있어서, 상기 제어수단은 제1 및 제2의 그리드 전극 사이와, 상기 제2와 제3의 그리드 전극 사이에 비회전 대칭 렌즈를 각각 형성하여, 상기 비회전 대칭 렌즈의 조합 결과로서 사중극 렌즈를 제공하는 것을 특징으로 하는 칼라 CRT 장치.