KR0145167B1

KR0145167B1 - 칼라음극선관장치

Info

Publication number: KR0145167B1
Application number: KR1019940025424A
Authority: KR
Inventors: 준이치 기미야; 시게루 스가와라; 에이지 가모하라; 구미오 후쿠다
Original assignee: 사토 후미오; 가부시키가이샤 도시바
Priority date: 1993-09-30
Filing date: 1994-09-30
Publication date: 1998-07-01
Also published as: EP0646944A2; CN1108429A; KR950009876A; JPH07147146A; EP0646944B1; EP0646944A3; DE69426438D1; US5694004A; DE69426438T2; JP3576217B2; CN1050439C; TW279995B; MY111905A

Abstract

본 발명은 음석선관장치에 관한 것으로, 일렬배된 3전자빔을 형광체스크린위에 집속하는 주전자랜즈부를 캐소드측에서 형광체스크린쪽을 향해 설치된 적어도 제1, 제2, 제3전극(G51),(G52),(G6)을 포함하는 복수개의 전극으로 형성하고, 또한 상기 제2, 제3전극이 형성하는 제1전자렌즈의 렌즈작용영역내의 음극측으로 전자빔을 수평으로 발산, 수직방향으로 집속하는 비대칭전자렌즈를, 제1, 제2전극에 전자빔의 수평방향과 수직방향에서 작용이 다른 비대칭의 제2전다렌즈를 적어도 형성하여, 편향장치에 의한 전자빔의 편향에 따라서, 제2렌즈의 전자빔을 수평방향으로 집속, 수직방향으로 발산하는 작용을 강하게 하는 동시에 제1전자렌즈의 작용을 약하게 하므로써, 화면주변부에 있어서 빔스풋의 수평 및 수직방향의 직경을 작게 할 수 있는 것을 특징으로 한다.

Description

칼라음극선관 장치

제1도는 종래의 칼라음극선관장치의 구조를 개략적으로 나타낸 단면도,

제2A도 내지 제2G도는 스크린상에서의 좌표축과, 종래의 칼라음극선관장치에서 좌표축과 관련된 화면주변부에 형성되는 빔스폿의 형상 및 본 발명의 칼라음극선관장치에서 좌표축과 관련도니 화면주변부에 형성되는 빔스폿의 형상을 비교하여 나타낸 평면도,

제3A도 내지 제3D도는 제1도에 도시된 전자총 어셈블리의 구성과, 이에 포함되는 일부의 전극에서의 전자빔 통과구멍의 형상을 나타낸 도면,

제4도는 제3도에 나타낸 전자총 어셈블리의 각 전극에 인가되는 전압을 나타낸 도면,

제5A도 및 제5B도는 제4도에 나타낸 전압이 주어짐에 의해 제3도에 나타낸 전자총 어셈블리의 주전자렌즈부에 형성되는 전자렌즈를 나타낸 도면,

제6도는 본 발명의 한 실시예인 칼라음극선관장치의 구조를 개략적으로 나타낸 도면,

제7A도 내지 제7E도는 제6도에 도시된 전자총 어셈블리의 구성과 여기에 포함되는 일부의 전극에서의 전자빔 통과구멍의 형상을 나타낸 도면,

제8도는 제7도에 나타낸 전자총 어셈블리의 주전자랜즈부에 형성되는 전자렌즈를 나타낸 도면 및

제9도는 제7도에 나탄내 전자총 어셈블리의 각 전극에 인가되는 전압을 나타낸 도면이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1:패널2:퍼넬

3:형광체스크린4:새도우마스크

5:네크(neck)6B, 6G, 6R, 20B, 20G, 20R:3전자빔

10a,10b:빔스풋(beam spot)11:코어부(core)

12:할로우부(halo)22:저항기

24:양극단자 25:내면도전막

26:스템27:스템핀

본 발명은 칼라음극선관에 관한 것으로서, 특히 편향요크가 발생하는 자계에 의해 생기는 편향수차를 보정하는 다이나믹포커스 방식을 채용한 칼라음극선관에 관한 것이다.

일반적으로, 칼라음극선관장치는 제1도에 나타낸 바와 같이, 패널(1) 및 이패널(1)에 일체로 접합된 퍼넬(2)로 이루어지는 외관용기를 갖고 있다. 패널(1)의 내면에는 청, 녹, 적으로 발광하는 스프라이크상 또는 도트상의 3색 형광체상으로 이루어지는 스크린(3)이 형성되고, 이 형광체스크린(3)에 대향하여 그 내부에 다수의 전자빔 통과구멍이 형성된 새도우마스크(4)가 장착되어 있다. 한편, 퍼넬(2)의 네크(5)내에 3전자빔(6B,6G,6R)을 방출하는 전자총 어셈블리(7)가 설치되어 있다. 그리고, 이 전자총(7)에서 방출되는 전자빔(6B,6G,6R)이 퍼넬(2)의 외측에 장착된 편향장치(8)가 발생하는 수평, 수직 편향자계에 의해 편향되고, 새도우마스크(4)를 통해서 형과스크린(3)에 도달할 때 형광체스크린이 수평, 수직 주사됨에 의해 칼라화상이 형광체스크린(3)에 표시된다.

이와 같은 칼라음극선관장치에 있어서는 특히 전자총 어셈블리(7)를 동일 수평면상을 통과흔 정앙빔(6G)과 한 쌍의 사이드빔(6B,6R)로 이루어져 일렬배치된 3전자빔(6B,6G,6R)을 방출하는 인라인형 전자총 어셈블리로 하고, 한편 평향장치(8)가 발생하는 수평편향자계를 핀쿠션형, 수직편항자계를 배럴(barrel)형으로 (3)의 전면에 집중하도록 한 셀프컨버전스·인라인형 칼라음극선관장치가 현재 칼라음극선관의 주류로 되어 있다.

그러나, 이런 셀프컨버젼스·인라인형 칼라음극선관장치에 있어서는 편향자계의 편향수차(비점수차)(非点受差)의 영향을 받아 화면중앙부의 빔스풋(10a)을 둥근원으로 해도 화면주변부의 빔스폿(10a)이 왜곡되어 화면주변부의 해상도가 나빠진다. 즉, 스크린의 중심을 좌표의 중심으로하여 됫한 제2A도에 나타낸 바와 같이 빔스폿(10a)이 둥근원이어도 화면수평방향, 즉 H축 방향의 주변 및 화면의 대각방향, 즉 D축 방향의 주변에서는 제2C도 및 제2B도에 나타낸 바와 같이 로우부(12)를 따르는 형상으로 왜곡되어버린다.

이것은 불규칙한 편향자계가 전자빔을 수직방향으로 집속, 수평방향으로 발산하도록 등가의 4극자렌즈로서 전자빔에 작용하여 스크린상의 전자빔이 수직방향으로 과집속상태, 수평방향으로 부족집속상태의 비점수차를 받기 때문이다. 또한 화면 주변부에서 전자빔이 스크린에 경사 입사하기 때문에 빔스폿이 횡장형의 기하학적인 왜곡을 받기 때문이다.

이와 같은 편향수차에 의한 해상도의 악화를 방지하기 위해, 화면주변부로 전자빔을 편향시킴에 따라 전자총 어셈블리가 형성하는 일부 전자렌즈의 렌즈작용을 변화시켜 화면주변부에서의 편향수차를 보정하는 고성능 전자총 어셈블 리가 개발되고 있다.

이 일례로서, 일본 특개소 64-38947호 공보(대응 USP 4,897,575)에는 주전자렌즈부를 구성하는 일부 전극에 다이나믹포커스 전압을 인가하여 주전자렌즈에 작용이 다른 2개의 4극전자렌즈를 형성하는 전자총 어셈블리가 개시되어 있다. 이 전자총 어셈블리는 제3A도에 타나낸 바와 같이 일렬로 배치된 3개의 캐소드(K), 이들 캐소드(K)를 각각 별도로 가열하는 3개의 히터(되시하지 않음), 캐소드(K)로부터 차례로 소정 간격 떨어져서 형광체스크린 방향으로 배치된 제1내지 제5그리드(G1-G5), 2개의 중간전극(GM1,GM2) 및 제6그리드(G6)로 이루어지고, 제5그리드(G5)의 중간전극(GM1)측에는 제3B도에 나타낸 바와같은 수평방향(인라인방향)으로 긴, 즉 횡장형의 3개의 전자빔 통과구멍이 형성되어 있고, 2개의 중간 전극(GM1.GM2)에는 제3C도에 나타낸 바와 같은 대략 원형인 3개의 전자빔 통과구멍이 형성되어 있으며, 또한 제6그리드의 중간전극 GM2측에는 제3D도에 나타낸 바와 같은 수평방향(인라인방향)으로 긴, 즉 횡장형의 3개의 전자빔 통과구멍이 형성되어 있다. 그리고, 제5그리드(G5)에 소정의 직류전압으로 전자빔의 평향량에 대응하여 변화하는 변동전압(Vd)를 중첩시킨 다이나믹포커스 전압이 인가되어 있다. 제4도에 그 각 전극에 인가되는 전압이 도시하고 있다.

이와 같은 전압의 인가에 의해 이 전자총 어셈블리에서는 제5A도에 나타낸 바와 같이 제5그리드(G5)와 여기에 인접하는 중간전극(GM1)에 의해 제5, 제6그리드(G5,G6) 사이에 평성되는 수평방향(H)으로 발산, 수직방향(V)으로 집속작용을 갖는 4극자랜즈(QL2)와, 원통형렌즈(CL), 그리고 중간전극(GM2)과 이에 인접하는 제6그리드(G6)에 의해 2개의 중간전극(GM1,GM2)사이에 형성되는 수평방향(H)의 집속, 수직방향(V)으로 발산작용을 갖는 4극자렌즈(GL1)를 포함하는 확장전계향의 주잔자렌즈부(ML)가 형성된다. 그리고, 이 전자총 어셈블리에서는 제4도에 나타낸 바와 같이 화면주변부로 전자빔을 편향시킴에 따라 제5그리드(G5)에 인가되는 전압을 실선에서 파선으로 나타낸 바와 같이 상승시킴으로써 제5B도에 나타낸 바와 같이 4극자렌즈(QL2)와 원통형렌즈(CL)를 약하게 하고, 상대적으로 4극자렌즈(QL2)을 수지방향(V)으로 발산, 수평방향(H)으로 집속하는 작용을 갖게하여 주전자렌즈부(ML) 전체의 집속작용을 약하게 한다. 그 결과 파선으로 나타낸 바와 같이 전자빔에 대한 수직방향(V)의 발산작용이 강하고, 수평방향(H)에 대해서는 QL2의 집속작용이 강하지만, 주전자렌즈 전체의 집속작용이 약하기 때문에 거의 변화하지 않는다. 이 때분에 거의 변화하지 않는다. 이 때문에 불규칙한 전자빔의 수직방향(V)의 과집속은 전자총 어셈블리에서 전자빔의 수직방향(V)을 발산하기 위해 보정되고, 도2D 및 도2E에 나타낸 바와 같이, 화면주변부의 빔스폿(10b)의 수직방향직경의 왜곡은 개선된다. 그러나, 전자빔의 수평방향(H)이 편향자계의 등가 4극자렌즈에서 받은 발산작용과, 스크린으로 경사 입사하는 것에 의한 기하학적인 왜곡이 아직 남아 있기 때문에 화면주변부의 빔스폿 직경의 횡장형은 개선되지 않는다.

따라서, 이와 같은 전자총 어셈블리로는 고해상도의 칼라음극선관장치를 구성할 수 없다. 이 전자총 어셈블리에서는 화면주변부의 빔스폿(10b)의 편향왜곡을 보정하기 위해 높은 전압이 필요하고, 내선압 뿐만 아니라 전력손실이 발생하는 등 경제적으로도 불리하다는 문제가 있다.

상기와 같이, 전자총 어셈블리에서 방출되는 동일 수평면상을 통과하는 일렬로 배치된 3전자빔을 형광체스크린의 전면에 집증시키기 위해 편향장치가 발생하는 수평편향자계를 핀쿠션형, 수직편장자계를 배럴형으로 하면, 전자빔을 그 편향자계의 편향수차의 스크린에 경사 입사하는데 따른 기하학적인 왜곡을 받고, 화면주변부에서의 빔스풋이 왜곡되어 해상도가 현저하게 저하하는 문제가 있다.

이 편향수차에 의한 해상도의 저하를 방지하기 위해, 상기한 바와같이, 상기한 바와 같이 제5그리드와 제6그리드 사이에 2개의 증간전극을 배치하고, 제5그리드에 다이나믹포커스 전압을 인가함으로써 제5그리드와 제6그리드 사이에 수평방향으로 발산, 수직방향으로 집속작용을 갖슨 4극자렌즈와, 수평방향으로 집속, 수직방향으로 발산작용을 갖는 4극자렌즈를 포함하느 주전자렌즈 형성하도록 한 전자총 어셈블리가 있다.

이 전자총 어셈블리에서는 화면주변부에서 전자빔을 편향하는 것에 따라서 제5그리드에 인가되는 다이나믹포커스 전압을 상승시킴으로써 수평방향으로 발산, 수직방향으로 집속작용을 갖는 4극자렌즈를 약하게, 즉 주전자렌즈를 약하게하여 수직방향의 발산작용을 강하게 할 수 있지만, 수평바향의 집속작용은 거의 변화하지 않는다.

그 때문에 화면주변부의 빔스폿의 수직방향직경은 개선되지만, 수평방향직경은 거의 변화하지 않으므로, 고해상도의 칼라음극선관장치를 구성할 수 없다. 또한 이 전자총 어셈블리에서는 화면주변부의 빔스폿의 현향왜곡을 처리하기 위해서 높은 전압이 필요하고, 내전압 뿐만 아니라 전력손실이 발생하는 등의 경제적으로 불리한 문제가 있다.

본 발명의 목적은 화면주변부에서의 빔스폿의 수평직경을 개선함과 동시에 편향왜곡을 저전압을 다이나믹포커스 전압으로 보정하는 것이 가능한, 화면전역에 걸쳐 빔스폿지경이 작은 빔스폿을 형성할 수 있는 고해상도의 음극선과장치를 제공하는데 있다.

본 발명에 따르면, 캐소드를 포함하는 복수의 전극으로 이루어진 일렬배치된 3전자빔을 발생하는 전자빔발생부와 이 전자빔발생부로부터의 전자빔을 형광체스크린상에 집속하는 복수의 전극으로 이루어지는 주전자렌즈부를 갖는 전자총 어셈블리와, 이 전자총 어셈블리에서 방출되는 전자빔을 수평 및 수직방향으로 편향하는 편향장치를 구비하는 음극선관장치에 있어서, 상기 주전자렌즈부를 캐소드측에서 형광체스크린쪽으로 배치된 적어도 제1, 제2, 제3극 전극을 포함하는 복수의 전극을 갖고, 제2, 제3 전극이 형성하는 제1전자렌즈의 작용영역내의 음극측에 전자빔을 수평방향으로 발산, 수직방향으로 집속하는 비대칭 전자렌즈를 적어도 형성하고, 제1, 제2전극에 전자빔의 수평방향과 수직방향으로의 작용이 다른 비대칭의 제2 전자렌즈의 적어도 형성하며, 편향장치의 전자빔의 편향에 따라 제2전자렌즈의 잔자빔을 수평방향으로 집속, 수직방향으러 발산하는 작용을 강하게 함과 동시에 제1전자렌즈의 작용을 약하게 하는 것으로 하고 있다.

상기와 같이 주전자렌즈부를 구성하고, 전자빔의 편향에 따라 제1전자렌즈의 작용을 약하게 하는 동시에 비대칭의 제2전자렌즈를 작용시키고, 제1잔자렌즈와 제2전자랜즈의 2단계로 전자빔을 수직방향으로 발산시켜 편향자계에 의한 과집속을 보정하는 동시에, 제2전자렌즈에 의해 전자빔의수평방향직경을 집속하고, 동시에 전자빔의 수평방향이 좁혀진 상태에서 전자빔이 제1전자렌즈에 입사하고, 편향자계를 통과하는 전자빔의 수평방향을 직경이 작은 과집속상태로 하는 것에 의해 편향자계에 의한 발산작용과, 스크린에 경사 입사하는 경우의 기하학적인 왜곡을 보정할 수 있다. 또한 제2전극에 전자빔의 편향에 따라 변화하는 전압을 공급하는 것으로 실질적으로 수평방향으로 집속, 수직방향으로 발산하는 작용의 전자렌즈를 2단계로 설치할 수 있고, 종래의 1개의 전극으로 1단의 수평방향으로 집속, 수직방향으로 발산하는 작용을 하였던 경우에 비해서, 낮은 다이나믹포커스 전압으로 화면주변부의 빔스폿 왜곡을 보정할 수 있다.

이하 도면을 참조하여 본 발명의 칼라음극선관장치의 실시예를 설명한다.

이 칼라음극선관장치는 패널(1) 및 이 패널(1)에 일체로 접합된 퍼넬(2)로 이루어진 외고나용기를 갖고, 그 패널(1)의 내면에 청, 녹, 적으로 발광하는 스트라이프상의 3색 형광체층으로 이루어진형광체스크린(3)이 형성되고, 이 형광체스크린(3)에 대향하여 그 내측에 다수의 전자빔 통과구멍이 형서된 새도우마스크(4)가 장착되어 있다. 한편, 퍼넬(2)의 네크(5)내에 동일 수평면상을 통과하는 일렬비치된 3전자빔(20B, 20G, 20R)을 방출하는 전자총 어셈블리(21)가 설치되어 DtEK. 또한, 이 전자총 어셈블리(21)에 따라서 그 한 측에(도시하지 않음)가 설치되어 있다. 또한 퍼넬(2)의 외측으로 편향장치(8)가 장착되어 있다. 그리고 이 전자총 어셈블리(21)에서 발생되는 3전자빔(20B, 20G, 20R)을 편향장치(8)가 발생하는 수평, 수직평항자계에 의해 편향시키고, 새도우마스크(4)를 통과하여 평광체스크린(3)을 수평, 수직주사함으로써 형광체스크린(3)에 칼라화상을 표시하는 구졸 형성되어 있다.

전자총 어셈블리(21)는 제7A도에 나타낸 바와같이 수평방향으로 일렬배치된 3개의 캐소드(KB, KG, KR), 이들 캐소드(KB, KG, KR)를 각각 별도로 가열하는 히터(도시하지 않음), 이 캐소드(KB, KG, KR)에서 형광체스크린 방향으로 차례로 소정 간격 떨어져 배치된 제1내지 제4그리드(G1-G4), 제1전극 및 제2전극으로 2분할된 제5그리드(G1,G52), 2개의 중간전극(GM1,GM2) 및 제3전극으로서의 제6그리드(G6)로 이루어진다. 또한 제7A도에 있어어서, 22는 전자총 어셈블리의 한 측에서 설치된 저항기이다.

제1 및 제2그리드(G1,G2)는 판상전극으로 이루어지고, 제3 및 제4그리드(G3,G4), 2분할된 제5그리드(G51,G52) 및 제6그리드(G6)는 원통형상전극이고, 2개의 중간전극(GM1,GM2)은 두꺼운 판상전극으로 이루어진다.

상기 제1, 제2, 제3, 제4 그리드(G1, G2, G3, G4) 및 제 5그리드(G51)에는 제7B도에 나타낸 바와 같이 3개의 캐소드(KB, KG, KR)에 대응하여 3개의 원형 전자빔 통과구멍이 일렬로 형성되어 있다. 제5그리드(G52)의 제5그리드(51)측 및 중간전극(GM1)측에 제7C도에 도시된 바와 같이 각각의 3개의 캐소드(KB, KG, KR)에 대응하여, 수평방향, 즉 H축 방향(H)를 장축으로 하는 거의 직사각형인 3개의 전자빔 통과구멍이 일렬로 형성되어 있다. 2개의 중간전극(GM1,GM2)에는 제7D도에 됫된 바와 같이 3개의 캐소드(KB, KG, KR)에 대응하여 거의 원형인 3개의 전자빔 통과구멍이 일렬로 형성되어 있다. 제6그리드(G6)의 중간전극(GM2)측에는 제7E도에 도시된 바와 같이 3개 캐소드(KB, KG, KR)에 대응하여 수평방향을 장축으로 하는 거의 직사각형인 3개의 통과구멍이 일렬로 형성되어 있다.

이 전자총 어셈블리에서, 제2 그리드(G2)와 제 4그리드(G4), 제3 그리드(G3)와 제5 그리드(G52)가 각각 관내에서 접속되고, 제6 그리드(G6)에는 퍼넬(2)의 직경이 큰 부분에 설치된 양극단자(24)와 제6도에 도시된 바와 같이 퍼넬(2)의 내면에 도포형성된 내면도전막(25) 등을 통해서 양극 고전압(Ed)이 인가되고, 제5 그리드(G51) 및 2개의 중간전극(GM1,GM2)에는 각각 그 양극전압(Ed)을 저항기(22)로 분할하여 얻어진 소정의 전압이 인가된다. 또한 관내에서 접속된 제3 그리드(G3)와 제5그리드(G5)에는 네크(5) 단부를 봉하는 스템(26)을 기밀하게 관통하는 스템핀(27)을 통하여 전자빔의 편향을 대응하여 변화되는 다이나믹포커스 전압(Vd)이 인가된다. 또한 캐소드(KB, KG, KR)고, 제1, 제2 그리드(G1,G2)에도 각각 스템을 기밀하게 관통하는 스템핀(27)을 통하여 후술되는 바와 같은 소정의 전압이 인가된다.

이와 같은 전압의 인가에 의해 이 전자총 어셈블리(21)에서는 캐소드(KB, KG, KR) 및 이 제1, 제2, 제3 그리드(G1, G2, G3)에 의해 각 캐소드(KB, KG, KR)에서의 전자방출을 제어하고, 방출된 전자를 집속하여 전자빔을 형성하는 전자빔 형성부가 형성되고, 2분할된 제5 그리드(G51, G52)와 2개의 중간전극(GM1, GM2) 및 제6그리드(G6)에 의해 전자빔형성부로부터의 전자빔을 형광체스크린(3)위에 집속하는 주전자랜즈부가 형성된다.

이 주전자렌즈부는 제8도에 나타낸바와 같이 큰 제1전자렌즈(ML)와 4그자렌즈의 제2전자렌즈(QL3)로 구성된다. 제1전자렌즈(ML)는 제5그리드(G52), 2개의 중간전극(GM1,GM2) 및 제 6그리드(G6)로 형성된다. 또한 3전자빔이 화면 주앙우에서 주변부로 편향됨에 따라 제5그리드(G52)에 인가되는 다이나믹포커스지만, 이 변화에 따른 4극자렌즈의 제2 전자렌즈(QL3)가 제5그리드(G51, G52)사이에 형성된다. 이 제2 전자렌즈는 제8도에 도시된 바와 같이 수평방향(H)으로 집속, 수직방향(V)으로 발산작용을 갖는다. 제1 전자렌즈(ML)에서는 그 음극측의 제5그리드(G52)와 중간전극(GM1) 사이에 수평방향(H)으로 발산, 수직방향(V)을 집속작용을 갖는 4극자렌즈(QL2)가 형성되고, 2개의 중간전극(GM1,GM2)사이에는 원통형렌즈(QL2)가 형성되고, 2개의 중간렌즈(GM1,GM2)사이에는 원통형렌즈(CL)가 형성되며, 제1 전자랜즈의 스크린의 중간전극(GM2)와 제6 그리드(G6) 사이에는 수평방향(H)으로 집속, 수직방향(V)으로 발산작용을 갖는 4극자렌즈(QL1)가 형성된다.

주전자렌즈부(ML)에 이와 같은 전자렌즈(QL2, CL, QL1)를 형성하면, 전자빔(20B, 20G, 20R)이 편향되지 않는 경우에 제5그리드(G51, G52)는 대략 동일한 전위 또는 수백 V의 전위로 유지되고, 이들 제5그리드(G51, G52) 사이에 형성되는 제2 전자렌즈(QL3)의 작용은 매우 약한 상태가 되고, 실질적으로 전자빔형성부로부터의 전자빔(20B, 20G, 20R)은 제8도에 실선으로 나타낸 바와 같이 제1전자렌즈(ML)에 의해 집속되어 형광체스크린에 도달한다. 이에 대해서 전자빔(20B, 20G, 20R)이 화면주변부 방향으로 편향되는 경우는 그 편향에 대응하여 제5그리드(G52)에 인가되는 다이나믹포커스 전압이 상승되고, 제5 그리드(G51, G52) 사이에 그 다이나믹포커스 전압(Vd)의 변화에 따른 강도의 수평방향(H)으로 집속, 수직방향(V)으로 발산작용을 갖는 제2 전자렌즈(QL3)가 형성되고, 동시에 제5 그리드(G52)와 중간전극(GM1) 사이에 형성되는 수평방향(H)으로 발산, 수직방향(V)으로 집속작용을 갖는 4극즈렌즈(QL2)와 2개의 중간전극(GM1, GM2)사이의 원통형렌즈(CL)의 렌즈 집속도는 약해진다. 그 결과, 제5 그리드(G51)로부터 중간전극(GM1)에 걸쳐서 제8도에 나타낸 바와 같이 실질적으로 전자빔을 수평방향(H)으로 집속하고, 수직방향(V)으로 발산하는 작용을 갖는 렌즈가 상대적으로 발생한다.

따라서, 상기와 같이 세5 그리드를 2분할하고, 그 중간전극(GM1)과 대향하는 다른 쪽의 제5 구ㅡ리드(G52)에 다이나믹포커스 전압(Vd)을 인가하면, 한 전극의 전위를 변화시키는 것만으로 전자빔의 편향에 대응하여 수평방향(H)으로 집속, 수직방향(V)으로 발산작용을 갖는 전자렌즈(QL3)를 부가하여 2단계의 집속 및 발산작용을 전자빔에 부여함으로써 종래의 한 전극에 의해 1단꼐로 수평방향으로 집속, 수직방향으로 발산하는 작용을 전자빔에 부여하는 경우에 비하여 다이나믹포커스 감도가 향상하고, 낮은 다이나믹포커스 전압으로 화면부변부의 편향왜곡의 보정을 실현할 수 있다. 또한 4극자렌즈(QL3)를 제5그리드(G52)와 제6그리드(G6)사이에 형성되는 제1 전자렌즈(ML)의 캐소드(KB, KG, KR)측에 형성함에 의해 제1 전자렌즈(ML)에 전자빔(20B, 20G, 20R)이 수평방향직경이 미리 가늘게 좁혀진 상태에서 전자빔을 입사시킬수 있다. 따라서 화면주변부에 편향되는 전자빔(20B, 20G, 20R)이 편향자계를 통과할 때의 수평방향직경이 작아져 과집속상태과 되고, 편향자계가 갖는 수평방향으로 발산하는 작용의 영향을 줄이면서 전자빔을 보정할 수 있게 된다. 또한 동시에 전자빔의 수평방향이 가늘게 좁혀진 상태에서 전자빔이 형광스크린(3)에 집속되기 때문에 형광스크린(3)에 경사 입사할 때에 발생하는 기하학적인 전자빔의 횡장형 왜곡을 보정할 수 있다. 그 결과 제2D도와 제2E도에 나타낸바와 같이, 화면주변부에 있어서의 빔스폿(10b)의 수평방향직경을 작게 할 수 있다.

이와 같은 전자총 어셈블리에서는 제1 전자렌즈(ML)와 제2 전자렌즈(QL3)의 거리가 중요하다. 즉, 전자빔의 편향에 따라서 제2 전자렌즈(QL3)를 전자빔의 수평방향으로 집속, 수직방향으로 발산하도록 작용시키고, 수평방향의 집속작용에 의해 형과체스크린(3)의 주변에 있어서의 전자빔의 기하학적인 왜곡을 보정하고, 발산작용에 의해 편향수차를 보정한다. 이런 히학적인 왜곡의 보정에는 제2 전자렌즈(QL3)를 빔직경이 비교적 작은 음극측으로 배치하는 편이 전자빔을 보다 가늘게 집속하기 때문에 효과적이고, 편향왜곡의 보정에는 제1 전자렌즈(ML)에 가까운 위치, 즉 편향장치에 가까운 쪽에 설치하는 편이 편향자계의 등가 4극자렌즈에서 바라본 보정시의 물점위치가 편향자계의 등가 4극자렌즈측으로 이동하기 때문에 효과적이다.

제1 전자렌즈(ML)와 제2 전자렌즈(QL3)를 너무 가깝게 위치시키면, 제1 전자랜즈(ML)를 형성하는 음극측에 있는 제2전극(G52)의 수평방향으로 횡장형의 전자빔 통과구멍으로부터 침투한 전계가 제2 전자랜즈(QL3)를 형성하는 형성하는 원형 전자빔 통과구멍을 갖는 제1 전극(G51)까지 침투하고, 제1 전자렌즈(ML)의 음극측에 형성될 4극자렌즈 성분이 약해지고, 다이나믹포커스 감도가 악화하며, 본 발명의 충분한 효과가 얻어지지 않는다. 따라서, 제1 전극은 제1 전자렌즈(ML) 의 전계에 영향을 미치지 않는 위치에 배치할 필요가 있다.

원통형렌즈의 경우에 전계는 대칭축방향으로 개구직경과 거의 동일한 정도의 거리까지 침투하기 때문에, 비원형개구의 전자렌즈 계열의 경우에는 개구직경의 최대직경까지의 침투하지 않지만, 개구직경의 최소직경 이상은 전계한다고 생각된다. 그러나, 침투전계중 실질적은 렌즈작용영역은 침투전계거리의 70∼80%정도가 지배한다고 생각할 수 있다.

따라서, 제7C도에 도시된 바와 같이 제2 전극(G52)의 제 3전극(G6)측의 수평방향으로 횡장형의 전자짐 통과구멍의 수평방향직경을 DH2, 수직방향직경을 DV2라 하면, 제2 전극(52)측으로의 침투전계의 거리 DH2와 DV2의 중간 정도, 즉(DH2+DV2)/2라고 추정할 수 있다. 따라서 제7A도에 도시된 바와 같이 제2 전극(52)의 길이(L2)와 제1 전극(51)과 제2전극(52)간의 간격 g13으 ㅣ합을 0.8·(DH2+DV2)/2 이상으로 하면, 제2 전극(52)에서 음극측으로 침투하는 전계는 제1 전극의 여향을 받지 않는다고 생각할 수 있다. 즉,

0.8·(DH2+DV2)/2 ≤ L2+g12

의 관계를 만족하면 좋다.

한편, 제1 전자렌즈(ML)와 제2 전자렌즈(QL3)의 거리를 너무 멀리하면, 제2 전자렌즈(QL 3)에서 수직방향으로 발산하는 전자빔이 제1 전자렌즈(ML)의 이축부분을 통과함에 의해 제1 전자렌즈(ML)의 구면수차를 받아 집속되고, 충분한 발산작용을 얻지 못하는 상태가 된다. 극단적으로 멀어지면, 제1 전자렌즈(ML)를 구성하는 전극에 전자빔이 충돌하는 경우가 발생한다. 따라서 제2 전자렌즈(QL3)는 제1 전자렌즈(ML)의 구면수차의 영향을 받지 않는 위치에 설치할 필요가 있다.

전자렌즈는 이것을 구성하는 전극의 전자빔 통과구멍을 중심측으로부터 개구직경 D의 약 15%정도까지는 구면수차가 비교적 작고, 개구직경 D의 25%를 넘으면, 급격하게 구면수차가 증가하기 때문에 개구직경 D의 15%이하의 빔점유율로 전자빔을 집속하는 것이 일반적이다.

전자빔형성부로부터 제2 전자렌즈(QL3)까지의 거리를 S1라 하고, 제2 전자렌즈(QL3)로부터 제1 전자렌즈(ML)까지의 거리를 S2라 하면, 주전자렌즈(ML)에 입사하는 전자빔의 발산각 α는 약 1.5°정도이기 때문에, 제1 전자렌즈(ML)에 있어서의 빔점유율을 15%로 하면,

(S1+S2)·tan1.5°=0.15·D

가 되고, 제2 전자렌즈(QL3)에서는 전자빔을 발산시켜 약 2.5°정도의 발산각으로 된다. 이때, 제1 전자렌즈(QL)의 빔점유율을 50%이하로 하면,

S1·tan1.5°+S2·tan2.5° 0.5D

가 된다. 따라서,

S2≤5.7·D

가 된다. 여기서, 렌즈중심을 전극사이의 중앙으로하여 제1 전극(G51)과 제2전극(G52)의 간격을 g12, 제2 전극(G52)과 제3 전극(G6)의 간격을 g23으로 하고, 제2 전극(G52)의 길이를 L2라 하면,

S2 = L2 + (g12+g23)/2

가 되기 때문에,

L2 + (g12+g23)/25.7·D

가 되는 관계를 만족하면, 구면수차의 영향을 받는 것은 극히 작아진다.

또한, 본 발명의 바람직한 구체예를 제7도를 기초로 설명한다.

제1 및 제2 그리드(G1, G2)에는 캐소드(KB, KG, KR)에 대응하여 직경 0.3∼1.0mm의 3개의 원형 전자빔 통과구멍이 설치되고, 제3 그리드(G3)의 제2 그리드(G2)측에는 직경 1.0∼3.0mm의 3개의 원형 전자빔 통과구멍, 제3 그리드(G3)의 제4 그리드(G4)측, 제4 그리드(G4), 제5 그리드(G51)에는 직경 5.5mm의 3개의 원형 전자빔 통과구멍, 제5 그리드(G52)의 제5 그리드(G51)측에는 수직방향직경 4.7mm, 수평방향직경 6.2mm의 수평방향을 직경으로 하는 거의 직사각형의 3개의 전자빔 통과구멍, 중간전극(GM1, GM2)에는 직경 6.2mm의 3개의 원형의 전자빔 통과구멍, 제6 그리드(G6)의 중간전극(GM2)측에는 수직방향직경 4.7mm, 수평방향직경 6.2mm 의 수평방향을 긴 직경으로 하는 거의 직사각형의 전자빔 통과구멍이 설치되고, 제5 그리드(G52)와 제 6그리드(G6)의 내측에는 3전자빔을 좁히도록 수평방향으로 긴 2개의 금속조각이 각각 설치되어 있다. 한편,

제3 그리드(G3)의 길이 G3L: 3.1mm

제4 그리드(G4)의 길이 C4L: 20.3mm

재5 그리드(G51)의 길이 C51L: 8.0mm

제5 그리드(G52)의 길이 C52L: 4.8mm

중간전극(GM1)의 길이 CM1L:2.0mm

중간전극(GM2)의 길이 CM2L: 2.0mm

제6 그리드(G6)의 길이 G6L: 8.6mm

로 되어있고, 또한

제3 그리드(G3)와 제4 그리드(G4)의 간격 g34: 0.7mm

제4 그리드(G4)와 제5 그리드(G51)의 간격 g451: 0.7mm

제5 그리드(G51)와 제5 그리드(G52)의 간격 g5152: 0.5mm

제5 그리드(G52)와 중간전극(GM1)의 간격 g52M1: 0.8mm

중간전극(GM1)과 중간전극(GM2)의 간격 gM1M2: 0.8mm

중간전극(GM2)과 제6 그리드(G6)의 간격 gM26: 0.8mm

로 되어있다.

그리고 캐소드(KB, KG, KR)에는 100∼200V의 컷오프 전압으로 영상신호를 중첩시킨 전압이 인가되고, 제1 그리드(G1)를 접지전위로하여 제2, 제4 그리드(G2, G4)에 600∼1000V의 전압, 제3, 제5 그리드(G3, G52)와 2개의 중간전극(GM1, GM2)에 전자총 어셈블리 근방의 관내에 배치된 저항기에 의해 양극전압을 분할하여 제5 그리드(G51)에 제3 그리드(G3)와 거의 동일한 전압, 중간전압을 분할하여 제5 그리드(G51)에 제3 그리드(G3)와 거의 동일한 전압, 중간전극(GM1)에 양극전압의 30∼50%의 전압, 중간전극(GM2)에 양극전압의 60∼80%의 전압이 인가된다. 그리고, 전자빔의 편향에 동기하여 제3 그리드(G3)와 제5 그리드(G51)에 500∼1500p-P의 전압이 중첩되어 인가된다.

이 경우, 제1 전극, 제2 전극, 제3 전극은 각각 제5 그리드(G51), 제5 그리드(G52), 제6 그리드(G6)에 대응한다. 따라서 제5 그리드(G52)의 중간전극(GM1)측의 수평방향개구직경 DH는 6.2mm, 수직방향개구지경 DV는 4.7mm가 되고, 전극 길이 L2는 L52가 되어 4.2mm, 전극간격 g13는 0.5mm로 된다. 따라서

0.8·(DH+DV2)/2 = 0.8·(6.2+4.7)/2 + 4.36mm

한편,

L2 + g12 = 5.3mm

가 되어 앞서의 조건을 만족하고, 제5 그리드(G52)에 침투하는 전계가 제5 그리드(G51)의 영향을 받는 일이 없다. 따라서, 편향수차를 보정하는 감도가 저하하지 않는다.

또한, 제1 전자렌즈(ML)의 수평방향직경은 DV에 관계한다. 따라서, 개구직경 D를 DV로하여 4.7mm로 하고, L2는 4.8mm, g12 는 0.5mm, g23은 실적으로 제5 그리드(G52)와 제6 그리드(G6)의 전극간격으로 되기 때문에 6.4mm이다. 따라서

5.7·D = 5.7×4.7 = 26.8mm

가 된다. 한편,

L2 + (g12+g23)/2 = 4.8 + (0.5+6.4)/2 = 8.25mm

가 되어 앞서의 조건을 만족하고, 제1 전자렌즈의 구면수차의 영향을 받지 않기 때문에 편형수차를 보정하는 감도가 저하하지 않는다.

다른 실시예로서의 제5 그리드(G51)의 제5 그리드(G52)측의 3개의 전자빔 통과구멍의 수직방향직경을 수평방향직경보다 크게하여 수직방향을 긴 직경으로 하는 거의 직사각형의 빔 통과구멍으로 하고, 제2 전자렌즈의 4극자렌즈 작용을 강하게 하는 것에 의해 이 전자총 어셈블리의 효과를 ㅌ높이는 것이 가능하다.

또한, 상기 실시예에서는 제2 전극과 제3 전극의 사이에 중간전극을 끼운 4극전자렌즈를 포함하는 확장전계형 전자렌즈를 제1 전자렌즈로 하는 전자총 어셈블리에 대해서 설명했지만, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 음극측에 4극자렌즈 성분을 갖는 4극자렌즈와 BPF(Bi-Potential Focus)형 전자렌즈를 제1 전자렌즈로 하는 전자총 어셈블리 등, 4극자렌즈와 다른 전자렌즈를 조합시칸 전자총 어셈블리에 있어서, 그 4극자렌즈부로 제1 전자렌즈로 하는 전자총 어셈블리에도 적용할 수 있다.

본 발명에 따르면, 전자빔의 편향에 의해 제1 전자렌즈의 작용을 약화시키는 동시에, 비대칭의 제2 전자렌즈를 작용시켜서 제1 전자렌즈와 제2 전자렌즈의 2단계로 전자빔을 수직방향으로 발산시키고, 편항자계에 의한 과집속을 보정하는 동시에, 제2 전자렌즈에 의해 전자빔을 수평방향직경으로 집속하고, 또한 전자빔의 수평방향이 좁혀진 상태에서 직경이 작은 과집속상태로 함으로써 편항자계에 의한 발산작용과 스크린에 경사 입사할 때의 기하학적인 왜곡을 보정할 수 있다. 또한 제2 전극에 전자빔의 편향에 따라서 변화하는 전압을 공급함으로써 실질적으로 수평방향으로 집속, 수직방향으로 발산하는 작용의 전자렌즈를 2단계로 설치할 수 있고, 종래의 한 개의 전극으로 1단계로 수평방향으로 집속, 수직방향으로 발산하는 작용을 주는 경우에 비해 낮은 다이나믹포커스 전압으로 화면주변부의 빔스폿의 왜곡을 보정하는 것이 가능해지고, 다이나믹포커스 감도가 향상되고, 화면전역에 걸쳐서 빔스폿직경이 작은 고해상도의 음극선관장치로 하는 것이 가능하다.

Claims

캐소드를 포함하는 전극구조로 이루어진 일렬배치된 3전자빔을 발생하는 전자빔 발생수단 및 이 전자짐 발생수단으로부터 전자빔의 통과를 허용하고, 이 전자빔을 상기 형광체스크린상에 집속하기 위해 상기 캐소드측으로부터 상기 형광체스크린상에 집속하기 위해 상기 캐소드,측으로부터 상기 형광체스크린 방향으로 배치된 제1, 제2 및 제3 집속전극(G51, G52, G6)을 갖는 전자총 어셈블리, 상기 전자총 어셈블리에서 방출되는 전자빔을 수평 및 수직방향으로 평향시키는 편향장치 및, 제1, 제2 및 제3 집속전극(G51, G52, G6)에 전압을 인가하여 제1, 제2 및 제3집속전국(G51, G52, G6) 사이에 전자렌즈 시스템을 형성하는 전압인가수단에 있어서, 상기 전자렌즈 시스템은 상기 제2, 제3 전극(G52, G6) 사이에 형성되는 렌즈작용 영역내의 캐소드측에 적어도 전자빔을 상대적으로 수평방향로 발산, 수직방향으로 집속하는 작용이 다른 제2 전자랜즈 성분을 갖는 제1 전자렌즈(ML)와, 상기 제1 및 제2 전극(G51, G52) 사이에 형성된 상기 전자빔의 수평방향과 수직각방향으로 작용이 다른 제2 전자렌즈(QL3)를 포함하며, 편향장치에 의해 편향되는 전자빔의 편향에 따라서 상기 제2 전자렌즈(QL3) 의 전자빔을 상대적으로 수평방향으로 집속, 수직방향으로 발산하는 작용을 강하게 함과 동시에 상기 제1 전자렌즈(ML)의 작용을 약하게 하는 전압인가수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 음극선관장치.
제 1항에 있어서, 상기 제2 전극(G52)의 길이를 L2, 제1 전극(G51)과 제2 전극(G52)의 간격을 g12, 제2 전극(G52)의 수평방향 개구직경을 DH, 제2 전극(G52)의 수직방향 개구직경을 DV로 했을 때, 하기의 부등식이 성립하도록 각 값이 선정되는 것을 특징으로 하는 음극선관장치.

0.8×(DH+DV)/2 ≤ L2+g12
제1항에 있어서, 상기 제2 전극(G52)의 길이를 L2, 제1 전극(G51)과 제2 전극(G52)의 간격을 g12, 제2 전극(G52)과 제3 전극(G6)의 간격을 g23, 직경이 짧은 전극의 개구직경을 D로 했을 때, 하기의 부등식이 성립하도록 각 값이 선정되는 것을 특징으로 하는 음극선관장치.

L2+(g12+g23)/25.7×D
제1항에 있어서, 상기 전자총 어셈블리는 제2 및 제3 전극(G52, G6)사이에 설치된 제1 및 제2 중간전극(GM1, GM2)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 음극선관장치.