KR0145214B1

KR0145214B1 - 컬러음극선관

Info

Publication number: KR0145214B1
Application number: KR1019950004551A
Authority: KR
Inventors: 고 우찌다; 쇼지 시라이; 타카시 키나미; 노보루 미즈카미
Original assignee: 카나이 쯔또무; 가부시기가이샤 히다찌세이사구쇼; 나시모토 류죠; 히다찌디바이스엔지니어링 가부시기가이샤
Priority date: 1994-03-09
Filing date: 1995-03-07
Publication date: 1998-07-01
Also published as: US5606216A; CN1113344A; JPH07249384A; KR950027892A; TW266303B

Abstract

본 발명은 형광면을 향해서 3개의 전자빔을 가로 일렬로 방사하도록 구성되어 있는 인라인형전자총을 구비한 컬러음극선관에 관한 것으로서, 포커스특성의 열화를 없애고, 화면전역에서 모아레가 없는 고품질의 화상표시를 얻는 것을 목적으로한 것이며, 그 구성에 있어서는 컬러음극선관에 있어서, 3개의 전자빔을 형광면에 집속시키는 전단집속렌즈를 형성하는 제 3, 제 4, 제 5전극과, 후단집속렌즈를 형성하는 제 5, 제 6전극을 가지고, 제 2전극과 제 4전극, 제 3전극과 제 5전극이 각각 전기적으로 접속된 인라인형전자의 제 4전극의 길이와 제 4전극의 개구부직경의 비율A와, 제 5전극의 축방향길이와 제 4전극개구부직경의 비율B의 관계가, 관계식:54A-5B+4≤0, 55A-5B+7≥0, A-0.18≥0, 95A+10B-73≤0을 만족하는 것을 특징으로 한 것이다.

Description

컬러음극선관

제1도는 본 발명에 의한 컬러음극선관에 사용하는 인라인형전자총의 일실시예의 구조를 설명하는 수직단면도

제2도는 제 4전극의 축방향길이와 제 4전극의 개구부직경의 비율A와 제 5전극의 축방향길이와 제 4전극의 개구부직경의 비율B의 관계의 설명도

제3도는 인라인형전자총을 가진 종래의 컬러음극선관의 개략구조를 표시하는 관축방향으로 절단한 개략단면도

제4도는 종래의 인라인형전자총의 개략구조를 표시한 수직단면도

제5도는 제 2전극의 제 3전극쪽개방구멍에 형성한 가로로긴 직사각형리세스를 설명하는 제 2전극의 평면도

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1:음극2:G1전극

3:G2전극4:G3전극

5:G4전극6:G5전극

7:G6전극8:G1전극개방구멍

9:G2전극개방구멍10:G3전극의 G2쪽개방구멍

11:G3전극의 G4쪽개구부12:G4전극개구부

13:G5전극의 G4쪽개구부14:G5전극의 G6쪽개구부

15:G6전극개구부16:54A-5B+4≤0의 영역

17:55A-5B+7≥의 영역18:95A+10B-73≤0의 영역

19:A-0.18≥0의 영역

본 발명은, 형광면을 향해서 3개의 전자빔을 가로일렬로 방사하도록 구성되어 있는 인라인형전자총을 구비한 컬러음극선관에 관한 것이다. 최근의 컬러음극선관에는, 일반적으로, 인라인형전자총이 사용되고 있다. 이 인라인형전자총은, 공통의 일평면(수평면)상에 복수(통상은 3개)의 전자빔을 발사하는 구조를 가지고, 음극선관의 형광면상에 상기 복수의 전자빔에 의해 컬러화상을 재현하는 것이다. 제 3도는 인라인형전자총을 가진 종래의 컬러음극선관의 개략구조를 표시한 관축방향으로 절단한 개략단면도로서, (10)은 패널부, (20)은 퍼넬부, (30)은 넥부, (40)은 패널부 내면에 형성한 형광면, (50)은 색선별전극인 섀도우마스크, (60)은 퍼넬부에 외부부착한 편향요우크이다. 또, (70)은 넥부(30)에 수납된 인라인형전자총(이하, 단순히 전자총이라고도함)이고, R,G,B는 적색용, 녹색용, 청색용의 전자빔을 표시한다. 동도면에 있어서, 전자총(70)으로부터 발사된 3개의 전자빔R,G,B는 편향요우크(60)에 의해 수평 및 수직방향으로 편향되고, 섀도우마스크(50)에 의한 색선별을 받아서 형광면(40)상에 발사충돌하고 이것을 여기발광시키므로써, 2차원의 화상을 재현한다. 제 4도는 종래의 인라인형전자총의 개략구조를 표시한 수직단면도로서, (01)은 음극, (02)는 제 1전극(이하, G1전극), (03)은 제 2전극(G2전극), (04)는 제 3전극(G3전극), (05)는 제 4전극(G4전극), (06)은 제 5전극(G5전극), (07)은 제 6전극(G6전극), (08)은 제 1전극의 개방구멍(G1전극의 개방구멍), (09)는 제 2전극의 개방구멍(G2전극의 개방구멍), (010)은 제 3전극(G3전극)의 제 2전극(G2전극)쪽개방구멍, (011)은 제 3전극(G3전극)의 제 4전극(G4전극)쪽개구부, (012)는 제 4전극(G4전극)의 개구부, (013)은 제 5전극(G5전극)의 제 4전극(G4전극)쪽개구부, (014)는 제 5전극(G5전극)의 제 6전극(G6전극)쪽개구부, (015)는 제 6전극(G6전극)의 개구부이다. 동도면에 있어서, G1전극(02)과 G2전극(03)의 개방구멍(08)과 (09)의 직경은 0.4∼0.6㎜, G3전극(04)의 G4쪽개구부(011), G4전극(05)의 개구부(012), G5전극(06)의 G4전극(05)쪽개구부(013)의 직경은 4.0㎜정도이며, 또 G4전극(05)의 축방향길이 1.0㎜, G5전극(06)의 축방향전극길이는 17.3㎜이다. 상기 구성으로한 인라인형전자총은, 다음과 같은 동작을 행한다. 히터에 의해 가열된 음극(01)으로부터 방열된 열전자는, G2전극(03)에 인가된 400∼1000V의 정전압에 의해서 G1전극(02)쪽으로 흡인되고, 지면에 수직인방향으로 3개의 전자빔이 각각 형성된다. 그리고, 이들 3개의 전자빔은, G1전극(02)의 개구부(08)를 통과하여, G2전극 (03)의 개방구멍(09)을 통과한 후, 5∼10KV정도의 저전압이 인가된 G3전극(04), G2전극(03)과 동전압의 G4전극(05), G3전극(04)과 동전압의 G5전극(06)의, G3전극(04)과 G4전극(05), G4전극(05)과 G5전극(06)사이에 형성되는 전단집속렌즈(Sub-main lens)에 의해, G5전극(06)과 G6전극(07)사이에 형성되는 주렌즈에 입사하기 이전에 약간 집속작용을 받아, G5전극(06)에 인가된 정전압에 의해서 가속되면서 주렌즈에 공급된다. 여기서, 주렌즈를 구성하고 있는 G5전극(06)과 20∼35KV정도의 고전압이 인가된 G6전극(07)과의 사이의 전압차에 의해서, G5전극(06)과 G6전극(07)사이에 정전계(靜電界)가 형성된다. 이 정전계에 의해, 주렌즈에 공급된 3개의 전자빔은, 상기 정전계에 의해 그 투사(投射)궤도가 구부러진다. 그 결과, 3개의 전자빔이 각각 집속하게 되기 때문에, 형광면상에 초점이 결합되어서 화면에 투사스폿(beam spot)이 형성된다. 또, 화면주변에 있어서의 빔스폿의 집속열화를 방지하기 위해, 일본국 특공서53-18866호 공보에 표시된 바와 같이, G2전극(03)의 G3전극(04)쪽개방구멍(09)에 가로로긴 직사각형의 리세스를 형성한 것도 알려지고 있다. 제 5도는 G2전극(03)의 G3전극쪽개방구멍에 형성한 가로로긴 직사각형의 리세스를 설명하는 G2전극의 평면도로서, G2전극(03)에 인라인배열된 3개의 개방구멍(9₁),(9₂),(9₃)의 G3전극쪽에 있어서, 각각을 포위해서 가로로긴 직사격형의 리세스(9a),(9b),(9c)가 형성되어 있다. 이 리세스(9a),(9b),(9c)의 전극두께방향의 깊이를 크게하므로서 전자빔에 큰 비점수차(非点收差)를 가지게 하고, 편향수차(偏向收差)를 캔슬한다. 상기와 같이 구성된 인라인형전자총을 구비한 컬러음극선관에서는, 모아레(moire)가 발생한다고하는 문제점이 있다. 모아레란, 빔스폿직경이 어떤값보다 작게되면, 형광체도트의 주기구조와 빔의 주사선, 또는 주기적인 비데오신호가 간섭해서 화면상에 줄무늬모양이 생기고, 해상도를 손상하는 현상인 것을 말한다. 전자를 래스터모아레 또는 가로모아레, 후자를 비데오모아레 또는 세로모아레라고 호칭한다. 상기 종래기술에서 설명한 G2전극(03)의 G3전극(04)쪽개방구멍(09)에 가로로긴 직사각형리세스를 형성한 인라인형전자총을 구비한 컬러음극선관에서는, 당해 리세스 때문에 빔이 세로로 길게되므로 세로모아레쪽이 보다 현저하게 발생한다. 이 원인에 대해서 이하에 설명한다. 컴퓨터 등의 모니터로서 사용되는 컬러음극선관에 있어서는 화면의 중앙, 주변 모두 양호한 해상도를 얻는 것이 필요하다. 그를 위해서는 유효하면 대각사이즈 36㎝, 수평도트수 1000도트이상, 마스크피치 0.31㎜ 이하에서는, National Technical Report (Vol.28No.1Feb.1982)“In-Line Type High-Resolution Color-Display Tube”에 표시한 바와 같이, 화면중앙의 스폿직경을 0.7㎜이하, 화면주변의 스폿직경과 화면중앙의 스폿직경의 비를 1.0∼1.3으로할 필요가 있다. 종래기술의 구성도 가진 인라인형전자총에서는, 일본국 특공소53-18866호공보에 표시된 바와 같은 G2전극의 G3전극쪽개방구멍에 가로로긴 직사각형리세스를 형성하지 않는 경우에는, 편향수차의 영향을 강하게 받아, 화면주변의 스폿직경이 현저하게 열화되고, 화면주변의 스폿직경과 화면중앙의 스폿직경의 비를 상기한 1.0∼1.3으로 할 수가 없다. 그래서, 상기 일본국 특공소 53-18866호공보에 표시된 바와같이 G2전극의 G3전극쪽개방구멍에 가로로긴 직사각형리세스를 형성하고, 그 리세스의 깊이를 크게 해서 전자빔에 큰 비점수차를 가지게하고, 편향수차와 캔슬하도록해서 화면주변의 스폿직경과 화면중앙스폿직경의 비를 1.0∼1.3으로 하고 있는 것이다. 그러나, 화면중앙의 스폿직경에 대해서는, 비점수차 때문에 수직방향직경이 크게되고, 화면중앙의 스폿직경을 0.7㎜이하로하기 위하여, 수평방향직경은 매우 작게되므로, 화면중앙, 화면전역에서 스폿수평방향직경이 작아지는 것으로 되고, 화면전역에서 세로모아레가 발생한다고하는 문제가 있다. 본 발명의 목적은, 상기 종래기술의 문제점을 해소하여, 포커스특성의 열화를 없애고, 화면전역에서 모아레가 없는 고품질의 화상표시를 얻을 수 있는 인라인형전자총을 구비한 컬러음극선관을 제공하는 데 있다. 상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 형광면을 향해서 3개의 전자빔을 발생하는 음극, 제 1전극, 제 2전극으로 이루어진 전자빔발생수단과, 상기 3개의 전자빔을 형광면에 집속시키는 전단집속렌즈를 형성하는 제 3전극, 제 4전극, 제 5전극과, 후단집속렌즈를 형성하는 제 5전극, 제 6전극을 가지고, 제 2전극과 제 4전극, 제 3전극과 제 5전극이 각각 전기적으로 접속된 인라인형전자총을 구비한 컬러음극선관에 있어서, 상기 제 4전극의 길이와 상기 제 4전극의 개구부직경의 비율 A와, 상기 제 5전극의 축방향길이와 상기 제 4전극의 개구부직경의 비율B의 관계가, 하기의 관계식

54A-6B+4≤0

55A-5B+7≥0

A-0.18≥0

95A+10B-73≤0

을 만족하는 구성으로한 것을 특징으로 한다. 유효화면대각사이즈 36㎝, 마스크피치 0.31∼0.26㎜의 컬러디스플레이관에서는 빔스폿직경이 0.6㎜이상이면 모아레는 발생하지 않는다. 따라서, 세로모아레가 발생하지 않도록 할려면, 화면중앙에서의 스폿의 수평방향직경은 0.6㎜이상이 필요하고, 해상도를 유지하기 위해 화면중앙의 스폿의 평균직경은 0.7㎜이하로하는 것을 고려하면, 화면중앙의 스폿의 수직방향직경은 0.8㎜이하로 할 필요가 있다. 또, 화면중앙의 스폿의 수직방향직경은, 주렌즈에 입사하는 빔직경에 의해서 변화하고, 화면중앙의 스폿직경을 작게하기 위해서는 주렌즈에 입사하는 빔직경을 어느정도이상 크게할 필요가 있다. 제 2도는 G4전극의 축방향길이와 G4전극개구부직경의 비율A와 G5전극의 축방향길이와 G4전극개구부직경의 비율B의 관계의 설명도이다. 주렌즈에 입사하는 빔직경은, G4전극의 축방향길이와 G4전극개구부직경의 비율A가 커질수록 크게되고, 또, G5전극의 축방향길이와 G4전극개구부직경의 비율B가 작아지면 축소된다. 그래서 화면중앙의 스폿의 수직방향직경이 0.8㎜이하로 되는, G4전극의 길이와 G4전극개구부직경의 비율A와, G5전극의 축방향길이와 G4전극개구부직경의 비율B의 관계를 시작에 의해 구한 결과, 동도면의 직선(16)으로 표시한 바와 같은,

54A-5B+4≤0

으로된다. 또, 화면주변의 스폿직경과 화면중앙의 스폿직경의 비는 1.0∼1.3으로할 필요가 있다. 화면주변의 스폿직경과 화면중앙의 스폿직경의 비는, 편향자계 내에서의 빔직경에 의해서 변화하고, 화면중앙의 스폿직경과는 반대로, 주렌즈에 입사하는 빔직경을 작게한 쪽이, 이 비를 작게 할 수 있다. 그래서, 화면주변의 스폿직경과 화면중앙의 스폿직경의 비를 1.3이하로되는, G4전극의 축방향길이와 G4전극개구부직경의 비율A와, G5전극의 축방향길이와 G4전극개구부직경의 비율B의 관계를 시작에 의해 구한결과, 동도면의 직선(17)으로 표시한 바와 같은,

55A-5B+7≥0

으로된다. 또, 전극길이와 전단집속렌즈구경의 비율을 제한하는 요인으로서, 포커스전압비가 있다. G3전극과 G5전극에 인가되는 포커스전압은, 컬러음극선관의 넥부밑면(Stem)에 매장된 금속단자로부터 공급된다. 그리고, 음극, 히터, G1전극, G2전극에 인가되는 각전압도, 마찬가지로 스템에 매장된 금속단자로부터 공급되므로, 포커스전압이 너무 높으면, 금속단자사이에서 방전되어버린다고하는 내전압 특성의 문제가 발생한다. 내전압특성이 열화하는 포커스전압의 값은, G6전극에 인가되는 전압의 30%이상이다. 이 G3전극과 G5전극에 인가되는 포커스전압과, G6전극에 인가되는 전압의 비는, 일반적으로 G4전극의 축방향길이와 G4전극개구부직경의 비율A가 커질수록 크게되고, 또 G5전극의 축방향길이와 G4전극개구부직경의 비율B가 크게되면 증대한다. 그래서, G3전극과 G5전극에 인가되는 포커스전압과, G6전극에 인가되는 전압의 비를 30%이하로하는, G4전극의 축방향길이와 G4전극개구부직경의 비율A와, G5전극의 축방향길이와 G4전극개구부직경의 비율B의 관계를 전자총시작에 의해 구한바, 동도면의 직선(18)으로 표시한바와 같은,

95A+10B-73≤0

으로된다. 전극길이가 작게되면 전극은 구조적으로 약하게 되고, 렌즈구경이 증대하면 개구부사이의 잔존구조부(브리지)가 좁게되어서, 이것도 전극구조를 약하게 하는 원인이 된다. 그 때문에, G4전극의 축방향길이와 G4전극개구부직경의 비율A를 0.18보다 작게하면, 전극이 구조적으로 약하게 되고, 전자총조립시에 변형한다고하는 문제가 많이 발생하여, 부품제조가 곤란하게 되는 것을 알게되었다. 따라서, G4전극의 축방향길이와 G4전극개구부직경의 비율A는 0.18이상으로할 필요가 있다. 이 관계를 동도면의 직선(19)으로 표시한다. 상기 4가지조건을 만족하는 G4전극의 축방향길이와 G4전극개구부직경의 비율A와, G5전극의 축방향길이와 G4전극개구부직경의 비율B의 관계를 동도면에 사선의 영역으로서 표시한다. 이와 같이, G4전극의 축방향길이와 G4전극개구부직경의 비율A와, 제 5전극의 축방향길이와 G4전극개구부직경의 비율B의 관계를, 동도면의 사선영역내로 하므로서, 내전압특성이나 부품제조에 문제를 발생하지 않게하고, 포커스특성을 손상하지 않고서, 세로모아레의 발생을 억제할 수 있다. 제 2전극과 제 4전극에 인가되는 전압은 1000V이하, 제 3전극과 제 5전극에 인가되는 전압은 제 6전극에 인가되는 전압의 20∼30%에 있는 것이 바람직하다. 제 2, 4전극에 인가되는 전압이 1000V이상으로되면, 제 1전극과 제 2전극간 및 스템에 매립된 리드간의 내전압특성이 열화되어 버린다. 또 제 3전극과 제 5전극에 인가되는 전압이, 제 6전극에 인가되는 전압의 2%이하로되면 제 5전극-제 6전극간의 내전압특성이 열화하여, 33%이상으로 되면 제 2전극과 제 3전극간의 내전압특성 및 스템에 매립된 리드간의 내전압특성이 열화되어 버린다. 전단집속렌즈구경(제 4전극의 개구부직경)은 3.0∼6.2㎜의 범위에 있는 것이 바람직하다. 이것이 3㎜이하로되면 전자총조립시의 지그강도가 열화하고 전자총조립정밀도가 열화된다. 또, 6.2㎜이상으로되면, 제 4전극부품의 외경치수는 넥직경에 의해 결정되므로, 인접한 개구부의 간격이 작게되기 때문에 부품제조가 곤란하게 된다. 이하, 본 발명의 실시예에 대하여, 도면을 참조해서 상세히 설명한다. 제 1도는 본 발명에 의한 컬러음극선관에 사용하는 인라인형전자총의 일실시예의 구조를 설명하는 수직단면도로서, (1)은 음극, (2)는 G1전극, (3)은 G2전극, (4)는 G3전극, (5)는 G4전극, (6)은 G5전극, (7)은 G6전극, (8)은 G1전극개방구멍, (9)는 G2전극개방구멍, (10)은 G3전극의 G2쪽 개방구멍, (11)은 G3전극의 G4쪽개구부, (12)는 G4전극의 개구부, (13)은 G5전극의 G4쪽개구부, (14)는 G5전극의 G6쪽개부, (15)는 G6전극개구부이다. 동도면에 있어서, G1전극(2)의 개방구멍(8)의 직경은 0.45㎜, G2전극(3)의 개방구멍(9)의 직경은, 0.52㎜, G2전극(3)의 G3전극(4)쪽 개방구멍에, 상기 제 5도에서 설명한 바와 같은 가로로긴 직사각형리세스를 형성하고 있다. 여기서, G3전극(4)의 G4전극(5)쪽개구부(11), G4전극(5)의 개구부(12)(전단집속렌즈구경에 상당), G5전극(6)의 G4전극(5)쪽개구부(13)의 직경을 3.9㎜, 또 G4전극(5)의 축방향길이를 1.0㎜, G5전극(6)의 축방향길이를 16.0㎜로 한다. 상기의 치수로하므로써, G4전극(5)의 길이와 G4전극의 개구부직경(전단집속렌즈구경)의 비율A는 0.26이되고, 또한 G5전극(6)의 축방향길이와 G4전극의 개구부직경(전단집속렌즈구경)의 비율B는 4.10으로되어서, 상기한 제 2도에 표시한 사선영역내에 수납되는 수치로 된다. 이때, 화면중앙의 스폿의 수직방향직경은 0.75㎜이고, 화면중앙의 스폿평균직경은 0.68㎜가 되고, 화면주변의 스폿직경과 화면중앙의 스폿직경의 1.20으로 된다. 비율A,B는, 제 2도에 표시한 사선영역내에서도, 또 각각 0.26±10%, 4.1±10%의 범위에 있는 것이 보다 바람직하다. 본 실시예에 의한 전자총을 구비한 컬러음극선관에서는, 내전압특성이나 부품제조상의 문제를 초래하는 일없이, 또, 화면상에서 세로모아레도 거의 발생하지 않는 양호한 화질을 얻을수 있다. 이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, G4전극의 축방향길이와 G4전극의 개구부직경(전단집속렌즈구경)의 비율A와, 제 5전극의 축방향길이와 G4전극의 개구부직경(전단집속렌즈구경)의 비율B의 관계를, 소정의 범위내에 수납하므로서, 내전압특성이나 부품제조에 문제를 발생시키지 않고, 포커스특성을 손상하지 않고서, 화면전역에서 모아레가 없는 고품질의 화상표시를 얻는 인라인형전자총을 구비한 컬러음극선관을 제공할 수 있다.

Claims

형광면을 향해서 3개의 전자빔을 발생하는 음극, 제 1전극, 제 2전극으로 이루어진 전자빔발생수단과, 상기 집속렌즈를 형성하는 제 3전극, 제 4전극, 제 5전극과, 상기 전단집속렌즈와 협동해서 상기 3개의 전자빔을 형광면에 집속시키는 후단집속렌즈를 형성하는 제 5전극, 제 6전극을 가지고, 상기 제 2전극과 제 4전극, 상기 제 3전극과 제 5전극이 각각 전기적으로 접속된 인라인형전자총을 구비한 컬러음극선관에 있어서, 상기 제 4전극의 길이와 상기 제 4전극의 개구부직경의 비율A와, 상기 제 5전극의 축방향길이와 상기 제 4전극의 개구부직경의 비율B의 관계가, 하기의 관계식

54A-5B+4≤0

55A-5B+7≥0

A-0.18≥0

95A+10B-73≤0

을 만족하는 구성으로한 것을 특징으로 하는 컬러음극선관.
제 1항에 있어서, 상기 제 2전극과 상기 제 4전극에 인가되는 전압이 1000V이하, 상기 제 3전극과 상기 제 5전극에 인가되는 전압이 상기 제 6전극에 인가되는 전압의 20∼30%인 것을 특징으로하는 컬러음극선관.
제 1항에 있어서, 상기 제 2전극의 G3전극쪽에, 빔투과용 개방구멍을 포위하는 가로로긴 직사각형리세스(recess)가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 컬러음극선관.
제 1항에 있어서, 상기 제 4전극의 개구부직경이 3.0∼6.2㎜의 범위에 있는 것을 특징으로 하는 컬러음극선관.
제 1항에 있어서, 상기 비율A가 0.23∼0.29, 상기 비율B가 3.6∼4.5의 범위에 있는 것을 특징으로 하는 컬러음극선관.