KR0130033B1

KR0130033B1 - 칼라 수상관

Info

Publication number: KR0130033B1
Application number: KR1019940010624A
Authority: KR
Inventors: 시게루 스가와라; 준이치 기미야; 에이지 가모하라
Original assignee: 사토 후미오; 가부시키가이샤 도시바
Priority date: 1993-05-14
Filing date: 1994-05-14
Publication date: 1998-04-07
Also published as: US5517078A; DE69404744T2; DE69404744D1; JPH0729512A; KR940027021A; TW443575U; EP0624894A1; CN1052560C; EP0624894B1; MY125585A; CN1096903A

Abstract

본 발명은 일렬배치의 3전자빔을 형광체스크린(22)상에 접속 및 집중하는 주전자렌즈부를 갖는 전자총 어셈블리(26)를 구비하는 칼라수상관에 있어서, 주전자렌즈부가 실질적으로 대향하는 상대적으로 저 전위의 제1전극 G3와, 상대적으로 고전위의 제2전극 G4와의 각 대향면에 3전자빔의 배열방향에 3개의 전자빔 통과구멍이 일렬배치로 형성되고, 그 제1전극의 한쌍의 사이드빔 통과구멍에 대해서 제2전극의 한쌍의 사이드빔 통과구멍이 3전자빔의 배열방향의 외측으로 기울고, 또 제1 및 제2전극의 어느 것이든 한쪽의 사이드빔 통과구멍이 3전자빔의 배열방향을 원호로 하고, 이 원호의 길이가 3전자빔의 배열방향의 내측과 외측에서 다른 실질적을 가로가 긴 형상으로 형성하게 하므로써, 3전자빔을 양호하게 접속하여 화면 전역의 화상특성을 양호하게 함을 특징으로 한다.

Description

칼라 수상관

제1도는 종래의 칼라 수상관에 있어서 전자빔에 대한 핀쿠션(Pincushion)형 수평편향자계의 작용을 설명하기 위한 도면.

제2도는 종래의 칼라 수상관에 있어서 배럴(barrel)형 수직편향자계의 작용을 설명하기 위한 도면.

제3도는 종래의 칼라 수상관에 있어서 상기 핀큐션형 수평편향자계 및 배럴(barrel)형 수직편향자계 및 배럴형 수직편향자계에 의해 편향된 전자빔의 형광체 스크린상의 빔스폿의 형상을 설명하기 위한 도면.

제4도는 종래의 칼라 수상관에 있어서 전자총 어셈블리의 구성을 도시한 수평단면도.

제5a도, 제5b도, 제5c도 및 제5d도는 각각 사이드빔에 대한 상기 전자총 어셈블리의 제3, 제4그리드 사이에 형성되는 전자렌즈의 렌즈 성분의 작용을 설명하기 위한 도면.

제6a도, 제6b도는 각각 상기 전자총 어셈블리의 제3, 제4그리드 사이에 형성되는 전자렌즈에 의해 얻을 수 있는 형광체 스크린상의 빔스폿의 형상을 설명하기 위한 도면.

제7도는 본 발명의 제1실시예인 칼라 수상관의 구성을 도시한 도면.

제8a도 및 제8b도는 각각 제7도에 도시된 칼라 수상관의 전자총 어셈블리를 도시한 수평단면도 및 수직단면도.

제9a도 및 제9b도는 각각 제8a도 및 제8b도에 도시된 전자총 어셈블리의 제3그리드의 전자빔 통과구멍의 형상을 도시한 평면도 및 제4그리드의 전자빔 통과구멍 형상을 도시한 평면도.

제10a도, 제10b도, 제10c도 및 제10d도는 각각 사이드빔에 대한 제8a도 및 제8b도에 도시된 전자총 어셈블리의 제3, 제4그리드 사이에 형성되는 전자렌즈의 렌즈 성분의 작용을 설명하기 위한 도면.

제11a도 및 제11b도는 각각 제8a도 및 제8b도에 도시된 전자총 어셈블리의 제3, 제4그리드 사이에 형성되는 전자렌즈에 의해 얻을 수 있는 형광체 스크린상의 빔스폿의 형상을 설명하기 위한 도면.

제12a도 및 제12b도는 본 발명의 제2실시예에 관한 칼라 수상관에 있어서 전자총 어셈블리의 제3그리드의 전자빔 통과구멍의 형상을 도시한 평면도 및 제4그리드의 전자빔 통과구멍 형상을 도시한 평면도.

제13a도, 제13b도, 제13c도 및 제13d도는 각각 사이드빔에 대한 제12a도 및 제12b도에 도시된 전자총 어셈블리의 제3, 제4그리드 사이에 형성되는 전자렌즈의 렌즈 성분의 작용을 설명하기 위한 도면.

제14a도 및 제14b도는 각각 제12a도 및 제12b도에 도시된 전자총 어셈블리의 제3, 제4그리드 사이에 형성되는 전자렌즈에 의해 얻을 수 있는 형광체 스크린상의 빔스폿의 형상을 설명하기 위한 도면.

제15a도 및 제15b도는 본 발명의 제3실시예에 관한 칼라 수상관에 있어서 전자총 어셈블리를 도시한 수평단면도 및 수직단면도.

제16a도, 제16b도, 제16c도 및 제16d도는 각각 제15a도 및 제15b도에 도시된 전자총 어셈블리의 제5그리드 전자빔 통과구멍의 형상을 도시한 평면도, 제6그리드의 전자빔 통과구멍의 형상을 도시한 평면도, 제7그리드의 전자빔 통과구멍의 형상을 도시한 평면도 및 제8그리드의 전자빔 통과구멍의 형상을 도시한 평면도.

제17도는 제15a도 및 제15b도에 도시된 전자총 어셈블리의 주(主) 전자렌즈부에 형성된 전자렌즈의 광학계를 도시한 개략도.

제18a도, 제18b도, 제18c도 및 제18d도 및 제18e도는 각각 사이드빔에 대한 제15a도 및 제15b도에 도시된 전자총 어셈블리의 제5, 제8그리드 사이에 형성되는 전자렌즈의 렌즈 성분의 작용을 설명하기 위한 도면.

제19a도 및 제19b도는 각각 제15a도 및 제15b도에 도시된 전자총 어셈블리의 제5, 제8그리드 사이에 형성되는 전자렌즈에 의해 얻을 수 있는 형광체 스크린상의 빔스폿의 형상을 설명하기 위한 도면.

제20a도 및 제20b도는 각각 제15a도 및 제15b도에 도시된 전자총 어셈블리의 제5 및 제8그리드의 전자빔 통과구멍의 다른 형상을 도시한 도면, 및 제21a도 및 제21b도는 각각 제15a도 및 제15b도에 도시된 전자총 어셈블리의 제5 및 제8그리드의 전자빔 통과구멍의 또 다른 형상을 도시한 도면이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

3 : 빔스폿 5 : 헤일로(halo)부

20 : 패널(panel) 26 : 어셈블리

본 발명은 칼라 수상관에 관한 것으로서, 특히 동일 평면상을 통하는 일렬배치의 3전자빔을 방출하는 전자총 어셈블리의 집속 특성을 향상시키는 칼라 수상관에 관한 것이다. 일반적으로 칼라 수상관은 외관 용기의 넥(neck)내에 배치된 전자총 어셈블리에서 방출되는 3전자빔을 외관 용기의 외측에 장착된 편향장치에서 발생하는 수평, 수직편향자계에 의해 편향하고, 형광체 스크린을 수평, 수직 주사함에 따라 칼라 화상을 표시하는 구조를 구비하고 있다. 이와 같은 칼라 수상관에 있어서 특히 전자총 어셈블리를 동일 수평면상을 통하는 센터빔 및 한쌍의 사이드빔으로 이루어진 일렬배치의 3전자빔을 방출하는 전자총 어셈블리로 한 인라인(in-line)형 칼라 수상관에 관한 것이다. 통상, 이 칼라 수상관의 어셈블리는 캐소드(cathode)에서의 전자 방출을 제어하고 또 방출된 전자를 집속하여 3전자빔을 형성하는 캐소드 및 이 캐소드 위에 순차 인접하여 배치된 복수개의 전극으로 이루어진 전자빔 형성부와 이 전자빔 형성부에서 얻어지는 3전자빔을 형광체 스크린 위에 집속 또는 집중하는 복수개의 전극으로 이루어진 주 전자렌즈부를 갖는다. 이와같은 칼라 수상관에 있어서, 상기 형광체 스크린상에 그려진 화상 특성을 양호하게 하기 위해서는 전자총 어셈블리에서 방출되는 3전자빔을 적절히 집속하고, 또 형광체 스크린의 전역에 집중하도록 하는 것이 필요하다. 이중, 3전자빔의 집중에 대해서는 예를 들면, 미국 특허 제2,957,106호 명세서에 도시되어 있는 바와 같이 전자총 어셈블리에서 방출되는 3전자빔을 미리 경사지게 하여 방출하는 방법이 있다. 또 미국 특허 제 3,772,554호 명세서에 도시되어 있듯이 주 전자렌즈부를 형성하는 전극의 3개의 전자빔 통과구멍 중 한쌍의 사이드빔 통과구멍을 전자빔 형성부측의 인접 전극의 사이드빔 통과구멍 보다도 약간 외측으로 치우치게함에 의해 집중하는 방법이 있다. 양쪽 모두 널리 실용화 되어 있다. 그러나, 이와 같이 전자총 어셈블리를 구성해도 실제의 칼라 수상관에서는 전자빔을 편향했을 때 3전자빔의 집중 벗어남이 발생하나, 그 때문에 동일 수평면상을 통하는 센터빔 및 한쌍의 사이드빔으로 이루어진 일렬배치의 3전자빔에 대해서 편향 장치에서 발생하는 수평편향자계를 핀쿠션형으로 하며, 수직편향자계를 배럴형으로 하고, 이 불균일한 편향 자계에 의해 일렬배치의 3전자빔을 형광체 스크린의 전역에 집중하도록 한 것이 있다. 이 칼라 수상관은 셀프컨버전스(self-convergence) 인라인형 칼라 수상관으로서 알려지고, 현재 칼라 수상관의 주류가 되어 있다. 제6 상기와 같이 편향장치에서 발생하는 편향자계에 의해 3전자빔을 집중하면, 3전자빔은 현저하게 편향수차를 받아 화면주변부에서 빔스폿의 왜곡이 커지고, 해상도의 열화를 초래한다. 이 편향수차에 따른 해상도의 열화는 편향각이 90^o에서 100^o이고, 광각편향화함에 따라서 현저하게 된다. 이 화면주변부에서의 해상도의 열화는 제1도 및 제2도에 일렬배치한 3전자빔(1B, 1G, 1R) 중 한쪽의 사이드빔(1R)에 대해서 도시한 바와 같이 핀쿠션형 수평편향자계(2H) 및 배럴형 수직편향자계(2V)에 의해 수평 방향(X축 방향)에서는 집속이 약해지고 수직 방향(Y축방향)에서는 역으로 집속이 강해지기 때문이다. 그 결과 제3도에 도시한 바와 같이 화면 중앙부의 빔스폿(3)을 거의 원형으로 해도 주변부의 빔스폿(3)은 수평 방향으로 긴 타원상의 고휘도부(4)의 상하에 3전휘도의 헤일로부(5)룰 수반하는 형상이 되고, 화면 주변부의 해상도를 현저하게 열화시킨다. 위와 같은 편향 수차에 의한 화면 주변부의 빔스폿(3)의 왜곡을 경감해서 해상도의 열화를 방지하는 기술이 일본 특공소 제60-7345호 공보(미국 특허 제 4,887,001호 명세서), 일본 특개소 제64-38947호 공보(미국 특허 제 4, 8975751호 명세서), 일본 특개평 제 1-236554호 공보(미국 특허 제 4,034,652호 명세서)등에 도시되어 있다. 특히 일본 특공소 제60-7345호 공보, 일본 특개평 제 1-236554호 공보의 전자총 어셈블리에서는 화면중앙부의 빔스폿을 작게 할 수 있다.

또한 일본 특개소 제64-38947호 공보의 칼라 수상관에서는 편향량에 대해서 전자총 어셈블리의 전자렌즈의 강도를 변화시킬 수 있는, 이른바 다이나믹 포커스에 의해 화변주변부의 빔스폿의 왜곡을 매우 작게 할 수 있고, 화면 전역에 있어서 화상을 고해상도로 할 수 있다. 이것은 상기 공보에 기재되어 있듯이, 통상(筒狀)의 대칭인 원통 전자렌즈의 영역내의 전후에 비대칭의 전자렌즈를 형성하는 전자 광학계를 채용함므로써 가능해 진다. 그러나 이와 같은 비대칭의 전자렌즈를 형성하기 위해 종래에는 매스터브 전극의 내측에 덮게상의 전계 보정 전극을 삽입하거나, 또는 전자빔 통과구멍을 가로로 길게 하고 있다. 제4도에 그 한 예로서 전계 보정 전극의 배치된 전자총 어셈블리를 표시하고 있다. 이 전자총 어셈블리는 일렬 배치의 3개의 캐소드(KB, KG, KR), 이들 캐소드(KB, KG, KR)을 각별히 가열하는 3개의 히터(도시하지 않음), 상기 캐소드(KB, KG, KR)에 인접하여 순차 형광체 스크린 방향으로 설치된 제1 내지 제4그리드(G₁-G₄), 그 제4그리드 (G₄)에 부착된 컨버전스컵(C_t)을 갖고, 그 캐소드(KB, KG, KR) 및 제1 및 제4그리드(G₁-G₄)가 한쌍의 절연지지체(도시하지 않음)에 의해 일체로 고정된 구조로 조립되어 있다. 이 전자총 어셈블리에서, 제1 및 제2그리드(G₁- G₄)는 각각 캐소드(KB, KG, KR)에 대응하여 비교적 작은 3개의 전자빔 통과구멍이 일렬배치 되어 형성된 판상의 전극으로 이루어진다. 제3 및 제4그리드(G₃,G₄)는 각각 2개의 배스터브 전극 (G₃₁, G₃₂, G₄₁, G₄₂)를 맞댄 통상의 전극으로 이루어지고, 그 제3그리드 (G₃)의 제2그리드(G₂)와의 대향면에는 캐소드(KB, KG, KR)에 대응하여 제2그리드(G₂)의 전자빔 통과구멍 보다도 큰 3개의 전자빔 통과구멍이 일렬배치되어 형성되어 있다. 또 제3그리드(G₃)의 제4그리드(G₄)와의 대향면에는 캐소드(KB, KG, KR)에 대응하여 상기 제 2 그리드(G₂)와의 대향면의 전자빔 통과구멍 보다도 큰 3개의 전자빔 통과구멍(8B, 8G, 8R)이 일렬배치되어 형성되어 있다. 제4그리드(G₄)의 제3그리드(G₃)와의 대향면에도 캐소드(KB, KG, KR)에 대응하여 상기 제3그리드(G₃)의 전자빔 통과구멍(8B, 8G, 8R)과 거의 같은 크기의 3개의 전자빔 통과구멍(9B, 9G, 9R)이 일렬배치되어 형성되어 있다. 또 제4그리드(G₄) 및 컨버전스컵(Gt)의 각 대향면에도 캐소드(KB, KG,KR)에 대응하여 상기 3개의 전자빔 통과구멍(9B,9G,9R)과 거의 동일한 크기의 3개의 전자빔 통과구멍이 일렬배치되어 형성되어 있다. 제4그리드(G₄)의 제3그리드(G3)와의 대향면의 한쌍의 사이드빔 통과구멍(9B,9R)은 제3그리드(G3)의 제4그리드(G4)와의 대향면의 한쌍의 사이드빔 통과구멍(8B, 8R)에 대해서 이들 전자빔 통과구멍의 배열방향의 외측에 조금 기울어져 있다. 그리고 이들 제3 및 제4그리드(G₃, G₄)의 서로 대향하는 배스터브 전극 (G₃₂, G₄₁)의 내측에 각 3개의 전자빔 통과구멍(8B, 8G, 8R, 9B, 9G, 9R)을 수직 방향부터 좁아지도록 각각 한쌍의 전계 보정 전극(10a, 10b)이 배치되어 있다. 이 전자총 어셈블리에서는 예를 들면 캐소드(KB, KG, KR)에 200V의 컷오프 전압에 영상 신호 전압을 가하고, 제1그리드(G₁)를 접지 전위로 하고, 제2그리드(G₂)에 500-1000V, 제3그리드(G₃)에 5-10kV, 제4그리드(G₄)에 25-30kV의 양극 고전압이 인가된다. 그에 따라 전극사이에 고성능의 전자렌즈가 형성된다. 그러나 상기와 같이 전자총 어셈블리를 구성해도 이 전자총 어셈블리에서 방출되는 일렬배치의 3전자빔 중 센터빔에 대해서는 양호하게 집속할 수 있지만 한쌍의 사이드빔에 대해서는 전자렌즈의 코머 수차(coma aberration)를 받아 왜곡된다. 그 때문에 화면 중앙부의 빔스폿이 왜곡된다. 또한 화면 주변부에 편향한 경우는 더욱 강한 편향 수차를 받고 화변 주변부의 빗스폿은 현저하게 왜곡한다. 즉, 제3 및 제4그리드(G₃,G₄) 사이에 형성되는 주전자렌즈부의 한쌍의 시이드빔에 작용하는 렌즈 성분을 벡터로 나타내면, 예를 들어 시이드빔(1R)에 대해서는 제3그리드(G₃)측에 제5a도의 화살표(11H, 11V)에서 나타낸 바와 같이 수평방향으로 분산, 수직방향으로 집속하는 4극자 렌즈 성분이 작용하고, 제3그리드(G₃)에서 제4그리드에 걸쳐서 제5b도의 화살표(12H1,12H2,12V1,12V2)에서 나타낸 바와 같이 사이드빔(1R)을 센터빔 방향으로 편향시키는 프리즘 성분이 작용한다. 또 제4그리드(G₄)에 제5c도에 화살표(13H,13V)로 나타낸 바와 같이 수평 방향으로 집속, 수직 방향으로는 수직축(Y축)에 대해 조금 기운 방향으로 발산하는 비직교성의 4극자 렌즈 성분을 갖는 렌즈 성분이 작용한다. 그 때문에 사이드 빔(1R)은 제5d도에 도시한 바와 같이 프리즘 성분을 제거한 상기 각 렌즈 성분의 합성된 렌즈 성분의 작용을 받는다. 즉 사이드빔(1R)에 대한 상기 합성 렌즈 성분의 작용은 수평 방향 양측으로부터는 빔 중심을 향하여 같은 강도의 집속 작용(14H)이 움직이고, 수직방향 양측으로부터는 센터빔에서 떨어진 수평방향의 성분을 갖는 집속작용(14V)이 비스듬히 움직이고 그 때문에 제6a도에 도시한 바와 같이 왜곡이 없는 회전대칭의 사이드빔(1R)은 제6b도에 도시한 바와 같이 수직 방향의 빔 성분이 파선으로 도시한 바와 같이 원호 모양이 되도록 집속된다. 이것이 전자빔을 왜곡되게 하는 원인이 된다. 이와 같은 전자빔의 왜곡을 보정하는 수단으로서, 일본 특개평 제4-267037호 공보에는 주전자렌즈부를 형성하는 전극내에 대형상의 전자빔 통과구멍을 형성한 보정판을 설치한 전자총 어셈블리가 표시되어 있다. 그러나 이와 같이 전극내에 보정판을 설치해도 보정작용은 약하고, 대향전극과의 사이에 비직교성의 비대칭 렌즈성분을 갖는 전자렌즈로 하는 경우 충분한 보정 효과를 얻을 수 없다는 한계가 있다. 또 일본 특공평 제5-3659호 공보에는 배스터브 전극을 대향시키고, 그 각 전극내에 3개이 전자빔 통과구멍이 형성된 전극을 설치하고 전자렌즈의 다극자 렌즈 성분을 보정하는 전자총 어셈블리가 나타나 있다. 이 전자총 어셈블리는 그 서로 대향하는 배스터브 전극에 의해, 3전자빔에 대해서 공통으로 작용하는 큰 직경의 전자렌즈를 형성하고, 이 큰 직경 전자렌즈가 한쌍의 사이드빔에 대해서, 매우 강한 비직교성의 비대칭 렌즈 성분을 갖는 전자렌즈가 된다. 따라서, 이것을 보정하기 위해, 각 전극내에 설치하는 전극의 3개의 전자빔 통과구멍을 다각 형상으로 하고 있다. 그러나 이 전자총 어셈블리도 배스터브 전극내에 전극이 설치되어 있기 때문에 보정 작용이 약하다. 또 그 보정 작용을 높이기 위해서 배스터브 전극의 각 대향면에 접근하여 전극을 설치하면 큰 직경의 전자렌즈의 렌즈 실효 직경이 작아지게 되는 구조적인 딜레마가 있어 설계적인 한계가 있다. 또한 수상관에서는 인가 전압과 전자총 어셈블리의 조립의 불균형 등에 의해 전자빔은 반드시 형광체 스크린 위에 최적의 상태로 포커스된다고 한정할 수 없기 때문에 포커스 전압을 가변으로하여 최적의 빔스폿이 되도록 조정하는 것이 일반적이다. 제6 상기 2개의 예에서는 어느 것이나 대향 전극의 내측에 보정전극을 설치하고, 거기에 침투하는 전계를 정형하여 전자빔의 왜곡을 보정하기 때문에 최적의 포커스 전압과 최적의 전자빔 왜곡 보정 전압과의 사이의 차가 발생한 경우에 침투 전계의 크기에 의해 전자빔의 왜곡 보정 효과에 과부족이 발생하여 최적의 빔스폿을 얻을 수 없는 문제가 있다. 상기와 같이 동일 수평면상을 통하는 센터빔 및 한쌍의 사이드빔으로 이루어진 일렬배치의 3전자빔을 방출하는 전자총 어셈블리를 갖고, 이 전자총 어셈블리에서 방출되는 3전자빔을 편향장치가 발생하는 편향자계에 의해 형광체 스크린의 전역에 집중하도록 한 셀프컨버전스 인라이형 칼라 수상관은 편향수차 때문에 화면 주변부의 빔스폿의 왜곡이 커지고, 해상도의 열화를 초래한다. 이 해상도의 열화는 넓게 편향화함에 따라 현저해진다는 문제가 있다. 이 해상도의 열화를 개선하기 위해서는 전자총 어셈블리의 주전자렌즈부에 형성되는 통상의 대칭 원통 전자렌즈의 렌즈 영역의 앞 또는 뒤에, 비대칭의 전자렌즈성분을 형성하는 것이 유효하고, 종래부터 이 방법에 의해 해상도의 열화를 개선하는 전자총 어셈블리가 개발되고 있다. 제6 상기 해상도의 열화를 개선하는 종래의 전자총 어셈블리는 제6의 3전자빔 센터빔에 대해서는 양호하게 집속할 수 있지만 한쌍의 사이드빔에 대해서는 비직교성의 비대칭 렌즈 성분이 작용하고, 렌즈 수차를 받아 왜곡하며, 화면 중앙부에서 왜곡뿐만이 아니라 화면주변부에 편향한 경우 더욱 강한 편향 수차를 받아 현저하게 왜곡하고 해상도가 열화한다. 종래에도 이 한쌍의 사이드빔에 대한 비직교성의 비대칭 렌즈 성분이 보정하는 종래의 전자총 어셈블리는 개발되어 있지만, 이 비직교성의 비대칭 렌즈 성분을 보정하는 종래의 전자총 어셈블리는 주전자렌즈부를 형성하는 전극내에 침투하는 전계의 일부를 국부적으로 정형하는 것이고 직교 비대칭 전자렌즈계의 비직교성의 비대칭 렌즈 성분의 보정에는 감도가 낮아 충분히 보정할 수 없는 문제가 있다. 본 발명의 목적은 한쌍의 사이드빔의 받는 렌즈 수차를 적정화하고 동일 평면상을 통하는 일렬배치의 3전자빔을 양호하게 집속하여 화면 전역에 걸쳐서 양호한 화상 특성을 얻을 수 있는 칼라 수상관을 구성하는 것에 있다. 동일 평면상을 통하는 센터빔 및 한쌍의 사이드빔으로 이루어진 일렬배치의 3전자빔을 형광체 스크린상에 집속, 집중하는 복수의 전극으로 이루어진 주전자렌즈부를 가지고 있는 전자총 어셈블리를 구비하고, 이 전자총 어셈블리에서 방출되는 일렬배치의 3전자빔을 제6향 장치가 발생하는 자계에 의해 편향하여 형광체 스크린을 수평, 수직주사하는 칼라 수상관에 있어서 주전자렌즈부는 실질적으로 대향하는 상대적으로 저전위의 제1전극과 상대적으로 고전위의 제2전극을 갖고 있고, 이들 제1 및 제2전극에 대향면에 각각 제3전자빔의 배열 방향으로 센터빔 통과구멍 및 한쌍의 사이드빔 통과구멍으로 이루어진 3개의 전자빔 통과구멍이 일렬배치되어 형성되고, 이들 3개의 전자빔 통과구멍 중 제1전극의 한쌍의 사이드빔 통과구멍에 대해서 제2 전극의 한쌍의 사이드빔 통과구멍이 3전자빔의 배열 방향의 외측으로 기울어지고, 또 제1 및 제2 전극의 어는 것이든 한쪽에서 한쌍의 사이드빔 통과구멍이 3전자빔의 배열 방향을 원호로 하고, 이 원호의 길이가 3전자빔의 배열 방향의 내측과 외측에서 다른 실질적으로 가로가 긴 형상으로 형성했다. 또 그 제1 전극의 한쌍의 사이드빔 통과구멍을 실질적으로 가로가 긴 형상으로 형성하고 이 한쌍의 사이드빔 통과구멍의 3전자빔의 배열 방향의 내측의 원호의 길이를 외측의 원호의 길이보다도 길게 하고, 제1전극과 제2전극과의 사이에 한쌍의 사이드빔을 수직 방향으로 접속하는 4극자 렌즈 성분을 갖는 전자렌즈를 형성하는 것으로 했다.

또 그 제2전극의 한쌍의 사이드빔 통과구멍을 실질적으로 가로가 긴 형상으로 형성하고 이 한쌍의 사이드빔 통과구멍의 3전자빔의 배열 방향의 내측의 원호의 길이를 외측의 원호의 길이보다도 짧게 하고, 제1전극과 제2전극과의 사이에 한쌍의 사이드빔을 수직 방향으로 벌선하는 4극자 렌즈 성분을 갖는 전자렌즈를 형성하는 것으로 했다. 상기와 같이 주전자렌즈부의 실질적으로 대향하는 상대적으로 저전압의 제1전극과 상대적으로 고전위의 제2전극과의 어는 것이든 한쌍의 사이드빔 통과구멍을 3전자빔의 배열 방향을 원호로 하고, 이 원호의 길이가 3전자빔의 배열 방향의 내측과 외측에서 다른 실질적으로 가로가 긴 형상으로 하면, 이들 제1전극과 제2전극과의 사이 재 전극내에 침투하는 전계 그것을 정형함에 따라 비직교성의 비대칭 전자렌즈 성분을 제거하는 비대칭 비직교성의 전자렌즈를 형성하고 이들을 합성한 전자렌즈의 직교성을 높일 수 있다. 또 비직교성 전자렌즈 성분의 매우 작은 비대칭의 전자렌즈 성분을 형성하는 것도 가능해진다. 그 결과 비직교성의 비대칭 렌즈 성분이 작은 직교성의 우수한 비대칭 전자렌즈를 형성할 수 있고, 일렬배치의 3전자빔을 형광체 스크린상에 양호하게 집속하여 화면 전역의 화상 특성을 양호하게 할 수 있다.

[실시예 1]

제7도에 제1실시예인 칼라 수상관이 표시되어 있다. 이 칼라 수상관은 패널(20) 및 이 패널(20)에 일체로 접합된 퍼넬(funnel)(21)로 이루어진 외관 용기를 갖고, 그 패널(20)의 내면에 청, 녹, 적으로 발광하는 스트아이프상의 3색 형광체 층으로 이루어진 형광체 스크린(22)이 형성되고 이 형광체 스크린(22)에 대향하여 그 내측에 다수의 전자빔 통과구멍이 형성된 새도우마스크(23)가 설치되어 있다. 토한 퍼넬(21)의 넥(24)내에 동일 수평면상을 통하는 센터빔(25G) 및 한쌍의 사이드빔(25B,25R)으로 이루어진 일렬배치의 3전자빔(25B,25G,25R)을 방출하는 전자총 어셈블리(26)가 설치되어 있다. 그리고 이 전자총 어셈블리(26)에서 방출하는 3전자빔(25B,25G,25R)을 퍼넬(21)의 외측에 장착한 편향장치(27)가 발생하는 자계에 의해 편향하여 형광체 스크린(22)을 수평, 수직주사함에 따라 칼라 화상을 표시하는 구조로 형성되어 있다. 상기 전자총 어셈블리(26)는 제8a도 및 제8b도에 도시한 바와 같이 수평방향 (X축방향)에 일렬 배치된 3개의 캐소드(KB, KG, KR), 이들 캐소드(KB, KG, KR)를 각기 별도로 가열하는 3개의 히터(도시하지 않음), 상기 캐소드(KB, KG, KR)에 인접하여 순차 형광체 스크린 방향으로 소정 간격 떨어져서 설치된 제1 내지 제4그리드(G₁-G₄), 상기 제4그리드 (G₄)에 설치된 컨버전스컵(C_t)을 갖고, 그 히터, 캐소드(KB, KG, KR) 및 제1 및 제4그리드(G₁-G₄)가 한쌍의 절연지지체(도시하지 않음)에 의해 일체로 고정되어 있다. 그 제1 및 제2그리드(G₁,G₂)는 각각 캐소드(KB, KG, KR)에 대응하여 비교적 작은 3개의 원형전자빔 통과구멍이 3전자빔의 배열 방향(수평방향)에 일렬배치 되어 형성된 판상의 전극으로 이루어진다. 제3 및 제4그리드(G₃,G₄)는 각각 2개의 배스터브 전극 (G₃₁, G₃₂, G₄₁, G₄₂)를 맞대게 통상의 전극으로 이루어지고, 그 제3그리드(G₃)의 제2그리드(G₂)와의 대향면의 원형전자빔통과구멍보다도 큰 원형으로 형성되어 있지만 한쌍의 사이드빔 통과구멍(29B, 29R)은 3전자빔의 배열방향의 양측이 반경(R1,R2)의 원호로 이루어지고 이들 원호를 직선으로 결합한 가로가 긴 형상으로 형성되어 있다. 그 센터빔 통과구멍(29G)측의 원호의 길이는 외측의 원호의 길이보다도 길게 되어 있다. 또 원호의 반경(R1,R2)은, R1=R2이라도 좋고, 또 센터빔 통과구멍(29G)측의 원호의 반경(R1)을 외측의 원호의 반경(R2) 보다도 크게 R1R2 으로 해도 좋다. 이 제3그리드(G₃)의 전자빔 통과구멍(29B, 29G, 29R)에 대해서 제4그리드(G₄)의 제3그리드(G3)와의 대향면의 전자빔 통과구멍(30B, 30G,30R)은 제9b도에 도시한 바와 같이 각각 상기 제3그리드(G₃)의 센터빔 통과구멍(29G)과 거의 같은 크기의 원형으로 형성되어 있다. 제4그리드(G₄)의 이 전자빔 통과구멍(30B,30G,30R) 중 한쌍의 사이드빔 통과구멍 (30B,30R)은 상기 제3그리드(G3)의 제4그리드(G4)와의 대향면의 한쌍의 사이드빔 통과구멍(29B,29R)에 대해서 3전자빔의 배열 방향의 외측으로 약간 즉, ΔSg만큼 치우쳐 있다. 이 전자총 어셈블리(26)에서는 예를 들면 캐소드(KB, KG, KR)에 200V의 컷오프 전압으로 영상 신호 전압을 가하고, 제1그리드(G₁)를 접지 전위로 하고, 제2그리드(G₂)에 500-1000V, 제3그리드(G₃)에 5-10kV, 제4그리드(G₄)에 25-30kV의 양극 고전압이 인가된다. 그에 따라 캐소드(KB, KG, KR) 및 캐소드(KB, KG, KR)에 순차 인접하는 제1, 제2그리드(G₁,G₂)에 의해 각 캐소드(KB, KG, KR)에서의 전자 방출을 억제하고, 방출된 전자를 집속하여 일렬배치의 3전자빔을 형성하는 전자빔 형성부(GE)가 형성된다. 또 제3, 제4그리드(G₃,G₄)에 의해 그들 사이에 상기 전자빔 형성부(GE)에서 얻을 수 있는 전자빔을 형광체 스크린상에 집속, 집중하는 주전자렌즈부(ML)가 형성된다. 이 전자총 어셈블리의 주전자렌즈부(ML)에는 상기와 같은 제3그리드(G₃)의 제4그리드(G₄)와의 대향면에 3전자빔의 배열방향의 양측이 원호로 이루어진 가로가 긴 형상의 한쌍의 사이드빔 통과구멍(29B,29R)이 형성되고, 또 이 한쌍의 사이드빔 통과구멍(29B,29R)에 대해서 제4그리드(G₄)의 제3그리드(G3)와의 대향면에 3전자빔의 배열 방향의 외측으로 ΔSg 치우친 한쌍의 시이드빔 통과구멍(30B,30R)이 형성되어 있기 때문에, 제10a도에 사이드빔(25R)에 대해서 도시한 바와 같이 제3그리드측에서는 수평방향으로 화살표(33H)로 도시한 발산작용을 갖고, 수직방향으로 센터빔에 가까운 방향의 성분을 제6 화살표(33V)로 도시한 집속작용을 제6 비직교성의 4극자 렌즈 성분이 작용하고, 제10b도에 화살표(34H1,34H2,34V1,34V2)로 도시한바와 같이 사이드빔(25R)을 센터빔에 가깝게 하는 방향으로 편향하는 프리즘 작용을 하게 된다. 한편, 제4그리드측에서는 제10c도에 도시한 바와 같이 수평방향으로 화살표(35H)로 도시한 집속작용을 갖고, 수직방향으로 센터빔에서 떨어지는 방향의 성분을 갖는 화살표(35V)로 도시한 발산 작용을 갖는 비직교성의 4극자 렌지 성분이 작용한다. 상기 수평축에 비직교의 화살표(33V,35V)로 도시한 베터의 수평방향성분은 방향이 다르기 때문에 서로 상쇄된다. 그 결과 사이드빔(25R)에는 제10d도에 도시한 바와 같이 상기 프리즘 성분을 제거한 렌즈 성분을 합성한 렌즈 작용에 의해 사이드빔(25R)의 중심부 방향으로 움직여 직교하는 화살표(36H,36V)로 도시한 접속작용을 받고, 제11a도에 도시한 바와 같이 왜곡이 없는 대칭의 사이드빔(25R)을 제 11b도에 도시한 바와 같이 왜곡이 없는 회전 대칭 형상인 채로 형광체 스크린상에 집속, 집중시킬 수 있다. 마찬가지로 사이드빔(25B)에 대해서도 왜곡이 없는 회전 대칭의 형상대로 형광체 스크린상에 집속, 집중시킬 수 있다. 따라서, 상기와 같이 전자총 어셈블리(26)를 구성하면 동일 수평면을 통하는 일렬배치의 3전자빔(25B,25G,25R)을 양호하게 집속하고, 화면 전역에 걸쳐서 양호한 화상 특성을 얻을 수 있는 칼라 수상관이 될 수 있다.

[실시예 2]

상기 제1실시예에서는 전자총 어셈블리의 주전자렌즈부를 형성하는 제3그리드(G₃)의 제4그리드(G₄)와의 대향면에 3전자빔의 배열방향의 양측이 원호로 이루어진 가로가 긴 형상의 한쌍의 사이드빔 통과구멍이 형성된 칼라 수상관에 대해서 설명했지만, 전자총 어셈블리를 제8a도 및 제8b도에 도시한 전자총 어셈블리와 같이 수평방향으로 일렬배치된 3개소의 캐소드, 이들 캐소드를 각기 별도로 가열하는 3개의 히터, 캐소드에 인접하여 순차형광체 스크린 방향으로 설치된 제1 내지 제4그리드, 그 제4그리드에 맞닿은 컨버전스컵을 갖는 구조로 하고, 그 각 전극에 상기 실시예의 전자총 어셈블리와 동일한 전압을 인가한다. 그리고 그 주전자렌즈부를 형성하는 제3, 제4그리드를 12a도 및 제12b도에 도시한 바와 같이 형성해도 같은 효과를 갖는 칼라 수상관으로 할 수 있다. 즉 12a도에 도시한 바와 같이 제3그리드(G₃)의 제4그리드와의 대향면의 전자빔 통과구멍(29B, 29G, 29R)에 대해서는 제3그리드(G₃)의 제2그리드와의 대향면의 전자빔 통과구멍보다도 큰 원형으로 형성한다. 이에 대해서 제12b도에 도시한 바와 같이 제4그리드(G₄)의 제3그리드와의 대향면의 전자빔 통과구멍(30B,30G,30R)은 센터빔 통과구멍(30G)에 대해서는 상기 제3그리드(G₃)의 제4그리드와의 대향면의 센터빔 통과구멍(29G)과 같은 크기의 원형으로 형성하고, 한쌍의 사이드빔 통과구멍(30B,30R)에 대해서는 3전자빔의 배열 방향 양축이 반경(R1,R2)의 원호형으로 이루어지고, 이들 원호를 직선으로 묶은 가로가 긴 형상으로 형성한다. 또한 그 센터빔 통과구멍(30G)측의 원호의 길이를 외측의 원호의 길이보다 짧게 한다. 또 이 한쌍의 사이드빔 통과구멍(30B,30R)의 원호의 반경(R1,R2)은 상기 실시예와 같이 R1=R2 이어도 좋고, 또 센터빔 통과구멍(30G)측의 원호의 반경(R1)을 외측의 원호의 반경(R2) 보다도 작게 R1R2 으로 해도 좋다. 또한 이 제4그리드(G₄)의 전자빔 통과구멍(30B,30G,30R)중, 한쌍의 사이드빔 통과구멍(30B,30R)을 제3그리드(G₃)의 제4그리드(G₄)와의 대향면의 한쌍의 사이드빔 통과구멍에 대해서 29B, 30R에서 3전자빔의 배열 방향의 외측으로 약간 즉, ΔSg만큼 치우치게 한다. 이와 같이 주전자렌즈부를 형성하는제3, 제4그리드(G₃,G₄)의 전자빔 통과구멍(29B, 29G, 29R, 30B, 30G, 30R)을 형성하면, 이 경우 제13a도에 사이드빔(25R)에 대해서 도시한 바와 같이 제3그리드측에서는 수평방향으로 화살표(33H)를 도시한 발산작용, 수직방향으로 화살표(33V)로 도시한 집속작용을 갖는 직교성의 4극자 렌즈 성분이 작용하고, 제13b도에 화살표(34H1,34H2,34V1,34V2)로 도시한바와 같이 사이드빔(25R)을 센터빔에 가깝게 하는 방향으로 편향하는 프리즘 작용을 미친다. 한편, 제4그리드측에서는 종래예에서는 집속작용과 발산작용이 직행하지 않는 렌즈 성분이었지만, 본 실시예에서는 제13c도에 도시한 바와 같이 수평방향으로 화살표(35H)로 도시한 집속작용을 갖고, 수직방향으로 화살표(35V)로 도시한 발산 작용을 갖는 직교성의 4극자 렌지 성분으로서 작용시킬 수 있다. 그 결과 사이드빔(25R)에 상기의 프리즘 작용을 제외한 렌즈 성분을 합성한 렌즈 작용이 작용하고, 제13d도에 도시한 바와 같이 사이드빔(25R)의 수직방향으로 움직이는 렌즈 성분 (36V)과 수평방향으로 움직이는 렌즈성분(36H)이 상호 직행하는 집속작용을 표시한다. 따라서 제14a도에 도시한 바와 같이 왜곡이 없는 회전대칭의 사이드빔(25R)을 제14b도에 도시한 바와 같이 왜곡이 없는 회전 대칭 형상 그대로 형광체 스크린상에 집속, 집중시킬 수 있다. 마찬가지로 사이드빔(25B)에 대해서도 왜곡이 없는 회전 대칭의 형상 그대로 형광체 스크린상에 집속, 집중시킬 수 있다. 따라서, 상기와 같이 전자총 어셈블리(26)를 구성하면 동일 수평면을 통하는 일렬배치의 3전자빔을 양호하게 집속하고, 화면 전역에 걸쳐서 양호한 화상 특성을 얻을 수 있는 칼라 수상관으로 할 수 있다.

[실시예 3]

제3의 실시예로서 확장전계형의 전자렌즈를 형성하는 전자총 어셈블리를 갖는 칼라 수상관에 대해서 설명하도록 하겠다. 이 칼라 수상관의 전자총 어셈블리는 제15a도 및 제15b도에 도시한 바와 같이 수평방향으로 캐소드(KB, KG, KR), 이들 캐소드(KB, KG, KR)를 각기 별도로 가열하는 3개의 히터(도시하지 않음), 상기 캐소드(KB, KG, KR)에 인접하여 순차 형광체 스크린 방향으로 소정 간격을 이간하여 설치된 제1 내지 제8그리드(G₁-G8) 및 그 제8그리드(G8)에 설치된 컨버전스컵(C_t)을 갖고, 그 히터, 캐소드(KB, KG, KR) 및 제1 및 제8그리드(G₁-G8)가 한쌍의 절연지지체(도시하지 않음)에 의해 일체로 고정되어 있다. 또한 전자총 어셈블리의 한 측에는 제15b도에 도시한 바와 같이 양극 고전압을 소정의 전압으로 분할하여 소정의 전극에 공급하기 위한 저항기(38)가 설치되어 있다. 그 제1, 제2그리드(G₁,G₂)는 각각 3개의 캐소드(KB, KG, KR)에 대응하여 비교적 작은 3개의 원형전자빔 통과구멍이 수평방향으로 일렬배치 되어 형성된 비교적 판두께가 얇은 판상의 전극으로 이루어진다. 제3, 제4, 제5그리드(G₃, G₄, G₅)는 각각 복수 개의 배스터브 전극을 맞댄 통상전극, 즉 제3, 제4그리드 (G₃,G₄)는 각각 2개의 배스터브 전극(G₃₁, G₃₂, G₄₁, G₄₂)을 맞대게 한 통상의 전극으로 이루어지고, 제5그리드(G₅)는 4개의 배스터브 전극(G₅₁,G₅₂,G₅₃,G₅₄)을 맞댄 통상의 전극으로 이루어진다. 그리고 그 제3그리드(G₃)의 제2그리드(G₂)와의 대향면에는 3개의 캐소드(KB, KG, KR)에 대응하여 제2그리드(G₂)의 전자빔 통과구멍보다도 큰 3개의 원형 전자빔 통과구멍이 3전자빔의 배열방향으로 일렬배치되어 있다. 또 제3그리드(G₃)의 제4그리드(G₄)와의 대향면, 제4그리드(G₄)의 제3그리드(G₃)와의 대향면, 제4그리드(G₄)의 제5그리드(G₅)와의 대향면 및 제5그리드(G5)의 제4그리드 (G₄)와의 대향면에는 각각 3개의 캐소드(KB, KG, KR)에 대응하고 또한 더 직경이 큰 3개의 원형 전자빔 통과구멍이 3전자빔의 배열방향으로 일렬배치로 형성되어 있다. 5그리드(G₅)의 제 6그리드(G₆)와의 대향면에는 제16a도에 도시한 바와 같이 3개소의 캐소드에 대응하여 수평방향을 긴 직경으로 하는 거의 직사각형 형상의 3개의 전자빔 통과구멍(40B,40G,40R)이 3전자빔의 배열방향으로 일렬배치로 형성되어 있다. 제6 및 제7그리드(G₆, G₇)는 각각 비교적 판두께가 두꺼운 판상의 전극으로 이루어지고, 그 제6그리드(G₆)에는 제16b도에 도시한 바와 같이 3개소의 캐소드에 대응하여 상기 제5그리드의 제6그리드와의 대향면의 전자빔 통과구멍의 긴직경과 거의 같은 크기의 원형의 3개의 전자빔 통과구멍(41B,41G,41R)이 3전자빔의 배열방향으로 일렬배치로 형성되고, 제7그리드(G₇)에는 제16c도에 도시한 바와 같이 3개의 캐소드에 대응하여, 제6그리드이 전자빔 통과구멍과 거의 같은 크기의 원형의 3개의 전자빔 통과구멍(42B,42G,42R)이 3전자빔의 배열방향으로 일렬배치로 형성되어 있다. 제8그리드(G₈)는 2개의 배스터브 전극(G₈₁, G₈₂)을 맞대게 한 통상의 전극으로 이루어지고, 이 제8그리드(G₈)의 제7그리드(G₇)와의 대향면에는 3개의 캐소드(KB, KG, KR)에 대응해서, 3개의 전자빔 통과구멍이 3전자빔의 배열방향으로 일렬배치로 형성어 있다. 이 3개의 전자빔 통과구멍은 제16d도에 도시한 바와 같이 센터빔 통과구멍(43G)에 대해서는 수평방향을 긴 직경으로 하는 거의 직사각형으로 형성되어 있지만 한쌍의 사이드빔 통과구멍에 대해서는 수평방향의 양측이 반경(R1,R2)의 원호로 이루어지고, 이들 원호를 묶은 가로가 긴 형상으로 형성되어 있다. 그 센터빔 통과구멍(43G)측의 원호의 길이는 외측의 원호의 길이보다도 짧게 되어있다. 이 한쌍의 사이드빔 통과구멍(43B,43R)의 원호의 반경(R1,R2)은 R1=R2이어도 좋고, 도 센터빔 통과구멍(43G)측의 원호의 반경(R1)이 외측의 원호의 반경(R2)보다도 작게, R1R2으로 해도 좋다. 반경(R1)과 반경(R2)과의 중심은 반드시 일치하지 않아도 좋다. 또한 이 한쌍의 사이드빔 통과구멍(43B,43R)은 각각 그 수평방향의 중심이 제7그리드(G₇)의 각 사이드빔 통과구멍(43B,43R)의 중심에 대해서 수평방향의 외측으로 약간 즉, ΔSg만큼 치우치게 한다. 또 이 제8그리드(G₈) 및 컨버전스컵(CP)의 각 대향면에는 상기 제7그리드(G₇)의 전자빔 통과구멍과 거의 같은 크기의 3개의 전자빔 통과구멍이 3전자빔의 배열 방향에 일렬배치로 형성되어 있다. 또한 이 전자총 어셈블리에서는 제5그리드(G₅)의 제6그리드(G₆)측의 배스터브 전극(G₅₄) 및 제8그리드(G₈) 의 제7그리드측의 배스터브 형상의 전극(G₈₁)은 각각 제5, 제8그리드(G₅, G₈)의 다른 배스터브 전극 (G₅₁, G₅₂, G₅₃, G₈₂)에 비해서 3개의 전자빔 통과구멍의 배열 방향과 직교하는 수직방향의 직경이 작은 가로로 긴 형상으로 형성되고, 그에 따라 제8a도 및 제8b도에 도시한 상기 실시예 1의 전계보전전극의 작용을 갖도록 되어 있다. 이 전자총 어셈블이에서는 예를 들면 캐소드(KB, KG, KR)에 100-200V의 컷오프 전압에 영상신호 전압을 가하고, 제1그리드(G₁)를 접지전위로 하고 제2그리드(G₂)와 제4그리드(G₄)와는 관내에서 접속되고, 이들 전극에 500-1000V, 제3그리드(G₃)와 제5그리드(G₅)도 관내에서 접속되고, 이들 전극에 5-10kV의 전압이 인가된다. 또 제8그리드(G₈)에는 20-35kV의 양극 고전압이 인가되고, 제6, 제7그리드(G₆, G₇)에는 제8그리드(G₈)에 인가되는 양극 고전압을 저항기(38)에 의해 분할하고 각각 양극 고전압의 30 ∼50%, 50∼80% 전압이 인가된다. 그에 따라, 이 전자총 어셈블리에서는 캐소드(KB, KG, KR) 및 이 캐소드(KB, KG, KR)에 순차 인접하는 제1 내지 제3그리드(G₁∼G₃)에 의해 각 캐소드(KB, KG, KR)에서의 전자 방출을 억제하고, 방출된 전자를 집속하여 일렬배치의 3전자빔을 형성하는 전자빔 형성부(GE)가 형성되고, 제3 내지 제8그리드(G₃-G₈)에 의해 상기 전자빔 형성부(GE)에서 얻을 수 있는 3전자빔을 형광체 스크린상에 집속, 집중하는 주전자렌즈부(ML)가 형성된다. 이 주전자렌즈부(ML)는 제17도에 도시한 바와 같이 전자빔 형성부(GE)에서 의 전자빔을 조금 집속하는 제3 내지 제5그리드 사이에 형성되는 예비 집속렌즈(SL)와 제5, 제6그리드 사이에 형성되는 전자빔을 수직방향으로 집속, 수평방향으로 발산하는 4극자 렌즈 성분(QL1), 제6, 제7그리드 사이에 형성되는 전자빔을 수평, 수직방향으로 함께 집속하는 집속렌즈 성분(CL) 및 제7, 제8그리드 사이에 형성되는 전자빔을 수직방향으로 발산, 수평방향으로 집속하는 4극자 렌즈 성분(QL2)으로 이루어지는 렌즈 작용, 즉 극성이 다른 2개의 4극자 렌즈 성분(QL1,QL2)을 포함하는 확장전계형 이중 4극자 렌즈(DQL)로 이루어진다. 이와 같이 주전자렌즈부(ML)에 확장전계형 이중 4극자 렌즈(DQL)를 형성하면, 그 제5, 제6그리드 사이에 형성되는 4극자 렌즈 성분(QL1)에 의해 제18a도에 사이드빔(25R)에 대해서 도시한 바와 같이 수평방향으로 화살표(44H)로 도시한 발산작용, 수직방향에 화살표(44V)로 도시한 발산작용, 수직방향에 화살표(44V)로 도시한 집속작용을 받는다. 또 제6, 제7그리드 사이에 형성되는 집속렌즈 성분(CL) 에 의해 제18b도에 화살표(45H,45V)로 도시한 바와 같이 수평, 수직방향으로 각각 전자빔의 중심으로 향하는 집속작용을 받는다. 또한 제7, 제8그리드 사이에 형성되는 4극자 렌즈 성분(QL2)에 의해 제18c도에 화살표(46H1,46H2,46V1,46V2)로 도시한 바와 같이 사이드빔(25R)을 센터빔에 가깝게 하는 방향으로 편향시키는 프리즘 작용을 미친다. 또한 이 4극자 렌즈 성분(QL2)를 형성하는 제8그리드의 사이드빔 통과구멍은 제16d도에 도시한 바와 같이 형성되어 있기 때문에 사이드빔(25R)에 제18d도에 도시한 바와 같이 수평방향으로 화살표(47H)에서 도시한 집속작용, 수직방향으로 화살표(47V)에서 도시한 발산작용을 하게 한다. 그 결과 프리즘 작용을 제외한 렌즈 성분을 합성한 렌즈 작용에 의해 사이드빔(25R)에 제18e도에 도시한 바와 같이 수평, 수직방향으로 화살표(47H, 48V)로 도시한 집속작용을 받고, 제19a도에 도시한 바와 같이 원호 모양의 왜곡이 없는 회전대칭의 사이드빔(25R)을 제19b도에 도시한 바와 같이 원호 모양의 왜곡이 없는 형상대로 형광체 스크린상에 집속, 집중시킬 수 있다. 마찬가지로 사이드빔(25B)에 대해서도 원호 모양의 왜곡이 없는 대칭형상 그대로 형광체 스크린상에 집속, 집중시킬 수 있다. 따라서, 상기와 같이 전자총 어셈블리를 구성하면 동일 수평면상을 통하는 일렬배치의 3전자빔을 양호하게 집속하고 화면전역에 걸쳐서 양호한 화상 특성을 얻을 수 있는 칼라 수상관으로 할 수 있다. 또 상기 제1, 제2실시예에서는 주전자렌즈부를 형성하는 제3, 제4그리드의 각 대향면의 전자빔 통과구멍 중 어느 것이든 한쪽 전극의 한쌍의 사이드빔의 통과구멍을 3전자빔의 배열 방향의 양측의 원호로 이루어진 가로가 긴 형상으로 형성했지만, 이들 제3, 제4그리드제5그리드면의 한쌍의 사이드빔 통과구멍 각각을 제9a도 및 제12b 도에 도시한 바와 같이 3전자빔의 배열 방향 양측이 원호로 이루어진 가로가 긴 형상으로 형성해도 합성한 비대칭 전자렌즈 성분은 직교한 4극자 렌즈 성분으로서 작용하는 전자렌즈로 할 수 있고, 형광체 스크린상에 3전자빔을 양호하게 집속하고 왜곡이 없는 빔스폿을 형성하고 화면 전역에 걸쳐 양호한 화면 특성을 얻을 수 있는 칼라 수상관으로 할 수 있다. 또 상기 제3 실시예에 있어서는 주전자렌즈부를 형성하는 제5그리드의 제6그리드와의 대향면의 3개의 전자빔 통과구멍을 3전자빔의 배열 방향을 긴 직경으로 하는 거의 직사각형으로 하고(제16a도 참조), 제8그리드의 제7그리드와의 대향면의 전자빔 통과구멍을 센터빔 통과구멍에 대해서는 3전자빔의 배열 방향을 긴 직경으로 하는 거의 직사각형상으로 형성하고 한쌍의 사이드빔 통과구멍에 대해서는 수평방향의 양측의 원호로 이루어진 가로가 긴 형상으로 형성한 (제16d도 참조) 이들 전자빔 통과구멍은 제5그리드의 제6그리드와의 대향면의 전자빔 통과구멍에 대해서는 제20a도에 도시한 바와 같이 3전자빔의 배열 방향을 긴 직경으로 하는 거의 직사각형상의 센터빔 통과구멍(40G)과 3전자빔의 뱅려 방향의 양측이 R1, R2의 원호(R1=R2 또는 R1R2)로 이루어지고, 그 센터빔 통과구멍(40G)측의 원호의 길이가 외측의 원호의 길이보다도 긴 가로가 긴 형상의 사이드빔 통과구멍(40B, 40R)으로 구성하고, 제 8 그리드이 제 7 그리드와의 대향면의 전자빔 통과구멍에 대해서는 제20b도에 도시한 바와 같이 3개의 전자빔 통과구멍(43B, 43G, 43R)을 각각 수평방향을 긴 직경으로 하는 거의 직사각형으로 하고, 또 그 한쌍의 사이드빔 통과구멍(40B, 40R)의 각 중심을 제7그리드와의 대향면의 한쌍의 사이드빔 통과구멍의 각 중심에 대해서 수평방향 외측에 ΔSg 만큼 기울게 한 것으로 해도 좋다. 또 제3 실시예에 있어서 주전자렌즈부를 형성하는 제5그리드의 제6그리드와의 대향면의 3개의 전자빔 통과구멍을 제21a도에 도시한 바와 같이 수평방향을 긴 직경으로 하는 거의 직사각형상의 센터빔 통과구멍(40G)과 수평방향의 양측이 반경(R1, R2)의 원호(R1=R2 또는 R1R2)로 이루어지고, 그 센터빔 통과구멍(40G)측의 원호의 길이가 외측의 길이보다도 긴 가로가 긴 형상의 사이드빔 통과구멍(40B, 40R)으로 구성하고, 제8그리드의 제7그리드와의 대향면의 전자빔 통과구멍은 제21b도에 도시한 바와 같이 수평방향을 긴 직경으로 하는 거의 직사각형상의 센터빔 통과구멍(43G)과 수평방향의 양측이 반경(R1, R2)의 원호(R1=R2 또는 R1R2)로 이루어지고, 그 센터빔 통과구멍(43G)측의 원호의 길이가 외측의 길이보다도 짧은 가로가 긴 형상의 사이드빔 통과구멍(43B, 43R)으로 구성하고, 도 한싸의 사이드빔 통과구멍(43B, 43R)의 각 중심을 제7그리드의 대향면의 한쌍의 사이드빔 통과구멍의 각 중심에 대해서 수평방향의 외측으로 ΔSg만큼 치우치게 한 것으로 해도 좋다. 또 상기 실시예에서는 바이포텐셜형 전자총 어셈블리 및 확장전계형 전자렌즈를 형성하는 전자총 어셈블리에 대해서 설명했지만, 본 발명은 유니포텐셜형 전자총 어셈블리와 그들을 조합한 복합형의 전자총 어셈블리등에도 적용하고 마찬가지의 효과를 갖는 칼라 수상관을 구성할 수 있다. 전자총 어셈블리의 주전자렌즈부를 형성하는 실질적으로 대향하는 상대적으로 저 전위의 제1 전극과 상대적으로 고전위의 제2 전극과의 어느 것이든 한쪽의 한쌍의 사이드빔 통과구멍을 3전자빔의 배열 방향의 양측을 원호로 하고 이 원호의 길이가 3전자빔의 배열 방향의 내측과 외측에서 다른 실시적으로 가로가 긴 형상, 구체적으로는 제1 전극의 한쌍의 사이드빔 통과구멍을 실시적으로 가로가 긴 형상으로 형성하고, 이 한쌍의 사이드빔 통과구멍의 3전자빔의 배열 방향의 내측의 원호의 길이를 외측의 원호의 길이보다도 길게 하거나, 또는 제2전극의 한쌍의 사이드빔 통과구멍을 실질적으로 가로가 긴 형상으로 하고, 이 한쌍의 사이드빔 통과구멍의 3전자빔의 배열 방향의 내측의 원호의 길이를 외측의 원호의 길이보다도 짧게 하면 이들 제1전극과 제2전극과의 사이 및 전극내에 침투하는 전계를 정합함에 따라 비직교성의 비대칭 렌즈 성분이 작은 직교성이 우수한 비대칭 전자렌즈를 형성할 수 있고, 일렬배치의 3전자빔을 형광체 스크린상에 양호하게 집속하고, 화면전역의 화상특성을 양호하게 할 수 있다.

Claims

동일 평면상을 통하는 센터빔 및 한쌍의 사이드빔으로 이루어지는 일렬배치의 3전자빔을 발생하는 수단 ; 전자빔이 주사되어 부딪히면 광선을 발하는 형광체 스크린 ; 실질적으로 대향하는 제1전극과 제2전극을 적어도 포함하고, 상기 제1및 제2전극의 대향면에 각각 상기 3전자빔의 배열 방향으로 센터빔 통과구멍 및 한쌍의 사이드빔 통과구멍으로 이루어진 3개의 전자빔 통과구멍이 일렬배치로 형성되며, 이들 전자빔 통과구멍 중 상기 제1전극의 한쌍의 사이드빔 통과구멍에 대해서 상기 제2전극의 한쌍의 사이드빔 통과구멍이 상기3전자빔의 배열 방향 외측으로 중심이 치우치고, 또 상기 제1 및 제2전극의 어느 것이든 한쪽의 한쌍의 사이드빔 통과구멍이 상기 3전자빔의 배열 방향을 거의 원호 형태로 하며, 이 원호 형태의 원호의 길이가 상기 3전자빔의 배열 방향의 내측과 외측에서 다른 실질적으로 가로가 긴 형상으로 형성되어 있는 전극구조 ; 제1전극에 제1전위를 부여하고, 제2전극에 제1전위보다도 상대적으로 고전위의 제2전위를 부여하여 전자빔을 형광체 스크린에 집속하는 주 전자렌즈를 그 사이에 형성하는 1짝전위부여수단 ; 및 일렬배치의 3전자빔을 편향하여 상기 형광체 스크린을 수평, 수직 주사하는 편향수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 칼라 수상관.
제1항에 있어서, 제1전극의 한쌍의 사이드빔 통과구멍이 실질적으로 가로가 긴 형상으로 형성되고, 이 한쌍의 사이드빔 통과구멍의 3전자빔의 배열 방향의 내측의 원호의 길이가 외측의 길이보다도 길며, 이 제1전극과 제2전극과의 사이에 한쌍의 사이드빔을 수직방향으로 집속하는 4극자 렌즈 성분을 갖는 전자렌즈가 형성되는 것을 특징으로 하는 칼라 수상관.
제1항에 있어서, 제2전극의 한쌍의 사이드빔 통과구멍이 실질적으로 가로가 긴 형상으로 형성되고, 이 한쌍의 사이드빔 통과구멍의 3전자빔의 배열 방향의 내측의 원호의 길이가 외측의 원오의 길이보다도 짧으며, 이 제1전극과 제2전극과의 사이에 한쌍의 사이드빔을 수직방향으로 발산하는 4극자 렌즈 성분을 갖는 전자렌즈가 형성되는 것을 특징으로 하는 칼라 수상관.