KR0169165B1

KR0169165B1 - 음극선관 및 전자총

Info

Publication number: KR0169165B1
Application number: KR1019950006158A
Authority: KR
Inventors: 히사까즈 야마네
Original assignee: 기따오까 다까시; 미쯔비시덴끼 가부시끼가이샤
Priority date: 1990-01-12
Filing date: 1995-03-23
Publication date: 1999-01-15
Also published as: JPH03210736A; KR950027893A; CN1116360A; JPH07262935A

Abstract

전자총에서 방출된 전자빔이 편항되어 형광스크린상의 화상을 투영하는 음극선관에 관한 것이고, 또, 음극선관에 사용되는 전자총에 관한 것으로써 스크린 전역에 있어서 고해상도가 얻어지는 음극선관 및 전자총을 제공하기 위해서 다단계 집속형의 전자총은 여러개의 집속전극을 포함하는 것으로 음극에 가장 가까운 4극렌즈는 수평 주사방향으로 발산작용 및 수직 주사방향으로 집속작용을 갖고, 다음 단계의 4극렌즈는 수평 주사방향으로 접속작용 및 수직 주사방향으로 발산작용을 가지므로, 이와 같은 구성에서는 편향전류와 동기하여 일정한 포커스 전압에 중첩되는 전압이 집속전극에 인가되는 경우, 4극렌즈의 작용은 그다지 영향을 받지 않는다.

이러한 구성으로 하는 것에 의해 스크린 주변에서의 전자빔스폿의 지름을 감소하고 그 원형성을 향상시킬 수 있다.

Description

음극선관 및 전자총

제1도는 종래의 전자총을 구비한 음극선관을 도시한 모식적 횡단면도.

제2도는 종래의 전자총을 도시한 확대 단면도.

제3도는 제1보조전극의 정면도.

제4도는 제2보조전극의 이면도.

제5도는 제1집속전극의 음극측에서 본 이면도.

제6도는 제1집속전극의 스크린측에서 본 정면도.

제7도는 제2집속전극의 음극측에서 본 이면도.

제8도는 전자빔을 스크린 주변부 측으로 편향시킨 경우의 전자빔의 수평단면도 및 전자렌즈의 작용을 설명하기 위한 도면.

제9도는 전자빔을 스크린 주변부 측으로 편향시킨 경우의 전자빔의 수직단면도 및 전자렌즈의 작용을 설명하기 위한 도면.

제10도는 종래의 다단집속형 전자총의 구성을 도시한 모식적 횡단면도.

제11도는 본 발명에 관한 전자총을 도시한 단면도.

제12도는 제3집속전극의 최종가속전극측(스크린측)을 도시한 정면도.

제13도는 제1집속전극의 음극측을 도시한 이면도.

제14도는 전자빔을 스크린 주변부 측으로 편향시킨 경우의 전자빔의 단면도 및 전자렌즈의 작용을 설명하기 위한 도면.

제15도는 전자빔을 스크린 주변부 측으로 편향시킨 경우의 전자빔의 단면도 및 전자렌즈의 작용을 설명하기 위한 도면.

제16도는 본 발명에 관한 전자총의 다른 실시예에 있어서의 전극을 도시한 도면.

제17도는 본 발명에 관한 전자총의 다른 실시예에 있어서의 전극을 도시한 도면.

제18도는 본 발명에 관한 전자총의 다른 실시예에 있어서의 전극을 도시한 도면.

본 발명은 전자총에서 출사된 전자빔을 편향시켜 형광체 스크린상에서 화상을 투영하는 음극선관 및 음극선관에 사용되는 전자총에 관한 것이다.

제1도는 종래의 전자총을 구비한 음극선관을 도시한 모식적 단면도로서, 컬러음극선관인 경우를 도시하고 있다. 도면중(31)은 통상의 음극선관형상을 이루고 있으며, 네크부(32), 퍼넬부(33) 및 앞면부(face)(34)를 포함하는 유리봉입용기(glass enclosure)이다. 이 유리봉입용기(31)의 네크부(32)에 전자총(24)가 구비되어 있다. 정면부(34)의 앞면판(27)의 내측면에는 적,녹,청색용의 형광체물질이 모자이크형상으로 도포된 형광체층(26)이 형성되어 있다. 퍼넬부(33)의 내면에는 고전압을 도통시키기 위한 내장덕(inner duck)(23)이 형성되어 있다. 퍼넬부(33)과 네크부(32)와의 접합부 외주에는 전자총(24)에서 출사된 전자빔을 편향시키는 편향요크(22)가 마련되어 있다.

전자총(24)는 전자를 방출하는 음극(1), 음극(1)에서 방출된 전자빔의 진로를 제어하는 제어진극(2), 전자빔을 가속시키는 가속전극(3), 전자빔을 집속시키는 집속전극(35) 및 전자빔을 최종적으로 가속시키는 최종가속전극(8)을 구비한다.

최종가속전극(8)은 실드컵(shield cup)(36)과 도통해서 용접되어 있고, 애노드버튼에서 내장덕(23) 및 실드컵(36)을 거쳐서 고전입이 인가된다. 다른 전극 즉 제어전극(2), 가속전극(3) 및 집속전극(35)에는 네크부(32)의 끝부에 배치된 핀(37)을 거쳐서 미리 정해진 전압이 인가된다. 음극(1)은 적색빔용 음극(1a), 녹색빔용 음극(1b) 및 청색빔용 음극(1c)로 구성되어 있다.

이상과 같이 구성된 음극선관에 있어서 전자총(24)에서 출사된 전자빔은 편향요크(22)에 의해 편향되고, 형광체층(26)으로 사출되어 그것과 충돌하며 그곳에 가시화상을 형성한다.

음극선관에 있어서의 해상도 특성은 형광체층(26)으로 사출되어 그것과 충돌하는 전자빔의 스폿지름 및 스폿형상에 크게 의존한다. 특히, 스폿지름이 작고 스폿형상이 진원에 가까울수록 해상도는 향상된다.

그리고, 스폿지름이 작은 것과 스폿형상이 진원에 가까운 것은 형광체층(26)상에 화상이 형성되는 스크린에 있어서 요구된다.

그러나, 음극선관의 스크린면(형광체층(26) 및 앞면판(27))은 통상 평탄한(플랫) 형상이기 때문에, 전자빔의 궤도는 전자빔이 스크린 주변부측으로 편향되는 경우일 수록 길어진다. 따라서, 스크린 중앙부에 있어서의 전자빔의 스폿지름을 작고 또한 스폿형상이 진원에 가깝게 되도록 집속전극(35)에 인가되는 포커스전압을 조절한 경우, 스크린 주변부에 있어서의 전자빔은 오버포커스(over-focused)상태로 되어 작은 지름의 전자빔스폿이 형성되지 않는다. 따라서, 해상도도 저하하게 된다.

이와 같은 관점에서 소위 다이나믹포커스방식이 제안되었다. 이 방식은 전자빔의 편향량이 증가함에 따라서 집속전극(35)에 인가하는 포커스전압을 높여 집속전극(20)에서 형성하는 주전자렌즈의 집속작용을 약화시키는 것이다.

그러나, 이방식은 다음과 같은 이유에 의해서 최근 일반적으로 사용되고 있는 인라인형 전자총에서 사용되는 셀프컨버젼스(self-convergence)방식에는 적합하지 않다. 즉, 3개의 전자빔이 수평일직선상에 따라 출사되는 인라인형 전자총은 수평편향자계를 핀쿠션형상으로 왜곡시키고 수직편향자계를 배럴(barrel)형상으로 불규칙하게 왜곡시키는 셀프컨버젼스 방식을 채용하고 있다.

이곳을 통과하는 전자빔은 수평방향으로 발산작용을 받고 수직방향으로는 집속작용을 받으므로, 가로로 긴(橫長)편평형상으로 된다.

따라서, 스크린주변부측으로 편향된 전자빔의 수평방향의 스폿지름은 최적 집속상태가 유지되지만, 수직방향의 스폿지름은 오버포커스 상태로 되어 소위 헤일(halo)라고 하는 저휘도 부분이 발생한다.

이와 같은 상태하에서 다이나믹 포커스 방식을 채용한 경우, 오버포커스 상태에 있는 수직방향의 스폿지름은 보정되어 저휘도부분 즉 헤일로의 발생을 회피할 수 있어 최적한 집속상태가 유지된다.

그러나, 반대로 수평방향의 스폿지름은 최적한 집속상태에서 벗어나 언더포커스(under-focus)상태로 된다. 이것에 의해, 수평방향의 스폿지름이 커져 수평방향의 해상도가 현저하게 악화된다. 따라서, 스크린 주변부에 있어서의 해상도는 향상되지 않는다.

제2도는 이와 같은 문제점을 개선하기 위한 종래의 전자총(24)를 도시한 확대 단면도로서, 일본국 특허공개공보 평성 3-93135호(1991년)에 개시되어 있다.

이 전자총(24)는 음극(1a), (1b), (1c), 제어전극(2), 가속전극(3), 제1보조전극(4), 제2보조전극(5), 제1집속전극(6), 제2집속전극(7) 및 최종가속전극(8)이 이러한 순으로 배열되어 구성되어 있다. 이 종래의 전자총은 바이포텐셜형(bi-potential type) 전자총이라 불린다. 그 밖의 구성은 제1도에 도시한 것과 마찬가지이다.

제3도는 제1보조전극(4)의 정면도이다. 제1보조전극(4)는 평판형상을 이루고, 음극(1a), (1b), (1c)에 대응하는 위치에 원형의 구멍(4a), (4b), (4c)가 마련되어 있다. 그리고, 스크린에 근접해 있는 제1보조전극(4)의 표면상으로서 구멍(4a), (4b), (4c)의 상하 양측에는 폭이 구멍(4a), (4b), (4c)의 직경보다 조금 크고 미리 정해진 두께를 갖고 있는 쌍의 평판(플레이트)(4d), (4e), (4f)가 각각 배치되어 있다.

제4도는 제2보조전극(5)의 음극(1a), (1b), (1c)측에서 본 이면도이다.

제2보조전극(5)는 평판형상을 이루고, 음극(1a), (1b), (1c)에 대응하는 위치에 원형의 구멍(5a), (5b), (5c)가 마련되어 있다. 그리고, 제2보조전극(5)의 음극(1a), (1b), (1c)측으로서 구멍(5a), (5b), (5c)의 좌우 양측에는 폭이 구멍(5a), (5b), (5c)의 직경보다 조금 크고 미리 정해진 두께를 갖고 있는 쌍의 평판(5d), (5e), (5f)가 각각 세워마련되어 있다. 또, 제2보조전극(5)의 스크린측에는 평판(5g), (5h), (5i)가 세워마련되어 있다.

제5도는 제1집속전극(6)의 음극(1a), (1b), (1c)측에서 본 이면도이다. 제1집속전극(6)은 박스형상을 이룬다. 제1집속전극(6)의 음극(1a), (1b), (1c)측의 면에는 음극(1a), (1c), (1c)에 대응하는 위치에 원형의 구멍(6a), (6b), (6c)가 각각 마련되어 있다. 또, 이 면에 있어서 구멍(6a), (6b), (6c)의 상하 양측에는 폭이 구멍(6a), (6b), (6c)의 직경보다 조금 크고 미리 정해진 두께를 갖고 있는 쌍의 평판(6d), (6e), (6f)가 각각 마련되어 있다.

제6도는 제1집속전극(6)의 스크린측에서 본 정면도이다. 제1집속전극의 스크린측의 면에는 폭이 구멍(6a), (6b), (6c)의 직경보다 조금 크고 상하방향의 길이가 이 폭보다 긴 장방형의 구멍(6g), (6h), (6i)가 각각 마련되어 있다.

제7도는 제2집속전극(7)의 음극(1a), (1b), (1c)측에서 본 이면도이다. 제2집속전극(7)은 박스형상을 이룬다. 제2집속전극(7)의 음극(1a), (1b), (1c)측의 면에는 상하방향의 길이가 구멍(6a), (6b), (6c)의 직경보다 조금 크고 좌우방향의 폭이 이 수직방향의 길이보다 조금 긴 장방형의 구멍(7a), (7b), (7c)가 각각 마련되어 있다.

제1보조전극(4) 및 제1집속전극(6)의 접속용구(커넥터)에 의해 동일전위로 유지되며 일정한 포커스전압 V_F가 인가된다.

또, 이 제2보조전극(5) 및 제2집속전극(7)에는 편향전류와 동기하고 또한 전자빔의 편향량이 증대함에 따라 높아지는 전압이 회로(9)에 의해 중첩해서 공급된다.

이하, 이상과 같이 구성된 전자총(24)의 동작에 대해서 설명한다.

제8도 및 제9도는 전자빔을 스크린 주변부측으로 편향시킨 경우의 전자빔 및 전자렌즈의 광학적 동작을 도시한 단면도이다. 특히, 제8도는 전자빔의 수평 단면을 도시한 것이고, 제9도는 수직단면을 도시한 것이다. 이들 도면중(10)은 물점에 상당하는 전자빔의 교차(크로스오버)위치를 나타낸다. 또, 도면중(11)은 최외각에 있어서의 전자빔의 궤도(path)를 나타낸다.

먼저, 수평방향에 대해서 설명한다. 물점(10)으로부터 발신각 θ로 발산된 전자빔은 제1보조전극(4), 제2보조전극(5) 및 제1집속전극(6)으로 형성되는 제1의 4극렌즈의 수평작용인 오목렌즈(12), 제1집속전극(6) 및 제2집속전극(7)로 형성되는 제2의 4극렌즈의 수평작용인 볼록렌즈(13), 제2집속전극(7) 및 최종가속전극(8)로 형성되는 주전자렌즈인 볼록렌즈(14) 및 편향요크(22)의 (수평성분) 자계에 의해 형성되는 오목렌즈(15)를 통과한 후, 입사각 θ_H로 스크린(형광체층)(26)으로 사출되어 그것과 충돌한다.

다음에, 수직방향에 대해서 설명한다. 물점(10)으로부터 발신각 θ로 발산된 전자빔은 제1보조전극(4), 제2보조전극(5) 및 제1집속전극(6)으로 형성되는 제1의 4극렌즈의 수직작용인 볼록렌즈(16), 제1집속전극(6) 및 제2집속전극(7)로 형성되는 제2의 4극렌즈의 수직작용인 오목렌즈(17), 제2집속전극(7) 및 최종가속전극(8)로 형성되는 주전자렌즈인 볼록렌즈(14) 및 편향요크(22)의 (수직성분)자계에 의해 형성되는 볼록렌즈(18)을 통과한 후, 입사각θ_V로 스크린(형광체층)(26)으로 사출되어 그것과 충돌한다.

편향요크(22)가 만들어내는 불규칙한 자계는 제1의 4극렌즈(12), (16), 제2의 4극렌즈(13), (17) 및 주전자렌즈(14)에 의해 보정되어 스크린 주변부에 있어서 수평방향 및 수직방향 모두 전자빔의 최적한 포커스상태가 얻어진다. 또, 제1의 4극렌즈(12), (16)의 작용에 의해 전자빔의 스크린에 대한 수평방향의 입사각 θ_H및 수직방향의 입사각 θ_V를 거의 동일하게 형성할 수 있다. 그 결과, 전자빔의 스폿형상은 원형에 가까워진다.

상술한 바와 같이 바이포텐셜형의 전자총은 구조가 간단하기는 하지만, 예비집속하기 위한 렌즈가 마련되어 있지 않기 때문에 주전자렌즈에 입사되는 전자빔의 직경이 크다. 또, 주전자렌즈에 입사되는 전자빔직경은 전자빔의 전류량에도 비례하기 때문에, 고휘도화되어 있는 주변영역 즉 고휘도영역을 주사하는 전자빔의 직경은 크다. 이와 같이, 전자빔의 직경이 큰 경우에는 주전자렌즈의 구면수차의 영향을 받아 포커스가 악화한다는 문제점이 있었다.

이러한 문제점을 해결하기 위해서 미리 전자빔을 예비집속하는 것을 목적으로 해서 가속전극(3)과 제1보조전극(4) 사이에 제1보조렌즈(20) 및 제2보조렌즈(21)을 삽입해서 제10도에 도시한 바와 같은 다단집속형 전자총으로 하였다. 그러나, 이와 같이 하면 구조가 현저하게 복잡하게 된다는 문제가 발생한다.

본 발명의 목적은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로, 전단렌즈 및 다단의 4극렌즈를 구비한 다단 집속형의 구조로 형성하는 것에 의해 스크린 전역에 있어서 고해상도의 화상이 형성되는 음극선관 및 음극선관에 구비되는 전자총을 제공하는 것이다.

본 발명에 관한 음극선관 및 전자총은 다단의 4극렌즈의 렌즈작용을 수평 주사방향과 수직 주사방향에 있어서 다르게 하고 있다. 따라서, 수평 주사방향과 수직 주사방향에 있어서의 전자빔의 배율(발산각도)를 개별적으로 보정할 수 있다.

또, 본 발명에 관한 음극선관 및 전자총은 다단의 4극렌즈 중 음극측에 가장 가까운 4극렌즈가 수평주사방향으로 발산 작용을 갖고 수직 주사방향으로 집속 작용을 갖는다. 그리고, 다음단의 4극렌즈는 수평 주사방향으로 집속작용을 갖고 수직 주사방향으로 발산작용을 갖는다. 따라서, 상술한 셀프 컨버젼스 방식을 채용한 경우에 발생하는 수직 주사방향의 오버 포커스를 회피할 수 있도록 전자빔의 형상을 보정할 수가 있다.

또, 본 발명에 관한 음극선관 및 전자총에 있어서 상기 다단의 4극렌즈는 종래부터 구비되고 있던 제1집속전극 및 제2집속전극의 전단(음극측)에 제3집속전극이 마련된 구성으로 되어 있다. 이들 전극의 각각의 원형의 전자빔 통과 구멍을 갖고 있으며, 이하의 구성중 어느 1개를 선택할 수가 있다. 즉, 제3집속전극의 제1집속전극측의 면에는 전자빔 통과구멍의 수평주사방향 양측에 평판이 배치되어 있고, 제1집속전극의 제3집속전극측의 면에는 원형의 전자빔 통과 구멍의 수직 주사방향 양측에 평판이 배치되어 있다. 또는, 제3집속전극의 제1집속전극측의 면에는 수직주사방향으로 긴 비원형의 전자빔 통과구멍이 마련되어 있고, 제1집속전극의 제3집속전극측에 면에는 수평 주사방향으로 긴 비원형의 전자빔 통과구멍이 마련되어 있다. 이들 구성에 의해, 음극측에 가장 가까운 4극렌즈는 수평주사 방향으로 발산작용을 발생시키고, 수직 주사방향으로 집속작용을 발생시킬 수가 있다. 또, 다음단의 4극렌즈는 수평 주사방향으로 집속작용을 발생시키고, 수직 주사방향으로 발산작용을 발생시킬 수가 있다.

상술한 구성중 어느 하나의 구성에 있어서 상기 제1집속전극으로는 일정한 포커스전압을 인가하고 제2 및 제3집속전극으로는 일정한 포커스전압 및 그위에 중첩되는 전압을 인가하는 구성으로 하며, 상기 일정한 포커스 전압상에 중첩되는 전압은 편향전류와 동기하고 또한 편향량이 증가함에 따라서 높아지는 것이다. 따라서, 전자빔의 교차위치와 가속전극에 의해 형성되는 전계는 서로 접근해 있지 않다. 이것에 의해, 편향전류와 동기한 전압을 집속전극에 중첩해서 인가하더라도, 4극렌즈의 작용은 이것에 의해 영향을 받지 않는다. 또, 스크린 주변부에 있어서의 전자빔스폿 직경을 작게 할 수 있다.

본 발명의 상기 및 그 밖의 목적과 새로운 특징은 본 명세서의 기술 및 첨부도면에 의해 명확하게 될 것이다.

이하, 본 발명을 그 실시예를 도시한 도면을 참조해서 설명한다.

[실시예 1]

제11도는 본 발명에 관한 전자총을 도시한 단면도로서, 컬러음극선관인 경우를 도시하고 있다. 전자총은 다단집속형의 구성을 이루고 있으며, 적, 녹, 청색의 전자빔을 방출하는 음극(1a), (1b), (1c), 이 음극(1a), (1b), (1c)에서 방출된 전자빔의 진로를 제어하는 제어전극(2), 이 전자빔을 가속시키는 가속전극(3), 제1전단렌즈전극(20), 제2전단렌즈전극(21), 제1집속전극(30), 제2집속전극(6), 제3집속전극(7) 및 최종가속전극(8)을 이러한 순으로 배열해서 구성되어 있다. 가속전극(3) 및 제2전단렌즈전극(21)에는 동일한 전압이 인가되고, 제1전단렌즈전극(20) 및 제2집속전극(6)에는 일정한 포커스전압 V_F가 인가된다. 제3집속전극(7) 및 제1집속전극(30)에는 일정한 포커스전압 V_F가 인가되고, 또 편향전류와 동기해서 전자빔의 편향량이 많아짐에 따라서 높아지는 전압이 회로(9)에 의해서 중첩되도록 되어 있다.

제1전단렌즈전극(20)은 종래와 마찬가지로 편평한 박스형상을 이루고, 스크린측(제2전단렌즈전극(21)측)의 면에 형성된 구멍은 음극(1a), (1b), (1c)의 면에 형성된 구멍보다 크다. 또, 제2전단렌즈전극(21)은 평판형상을 이루고, 제1전단렌즈전극(20)의 스크린측의 면에 형성된 구멍과 동일정도의 크기의 구멍이 마련되어 있다.

제12도는 제10도에 도시된 종래기술에 있어서 제1보조전극(4) 및 제2보조전극(5) 대신에 사용되는 제1집속전극(30)의 최종가속전극(8)측(스크린측)을 도시한 정면도이다. 제1집속전극(30)은 평판형상을 이루고, 음극(1a), (1b), (1c)에 대응하는 위치에 제2전단렌즈전극(21)의 구멍과 동일정도 크기의 원형의 구멍(30a), (30b), (30c)가 마련되어 있다. 제3집속전극(30)의 정면측의 면으로서 구멍(30a), (30b), (30c)의 좌우 양측에는 폭이 구멍(30a), (30b)(30c)의 각각의 직경보다 조금 큰 평판(30d), (30e), (30f)가 세워 마련되어 있다.

제13도는 제1집속전극(6)의 음극(1a), (1b), (1c)측을 도시한 이면도이다.

제1집속전극(6)은 박스형상을 이루고, 제1집속전극(6)의 음극(1a), (1b), (1c)측의 면에는 음극(1a), (1b), (1c)에 대응하는 위치에 원형의 구멍(6a), (6b), (6c)가 마련되어 있다. 또, 이면에 있어서 구멍(6a), (6b), (6c)의 상하 양측에는 폭이 구멍(6a), (6b), (6c)의 직경보다 조금 크고 미리 정해진 두께를 갖고 있는 쌍의 평판(6d), (6e), (6f)가 각각 세워마련되어 있다.

제1집속전극(6)의 최종가속전극(8)측(스크린측)의 면에는 구멍(6a), (6b), (6c)의 직경과 동일정도의 폭을 각각 갖고 상하방향으로 긴 장방형의 구멍(6g), (6h), (6i)가 형성되어 있다.

제2집속전극(7)은 박스형상을 이루고 있다. 제2집속전극(7)의 음극 (1a), (1b), (1c)측의 면에는 상하방향의 길이가 구멍(6a), (6b), (6c)의 직경보다 조금 크고 좌우방향으로 긴 장방형의 구멍(7a), (7b), (7c)가 각각 형성되어 있다.

이상과 같은 구성의 전자총에 있어서는 음극(1a), (1b), (1c)에서 방출된 전자빔은 상술한 각 전극에 의해 가속 및 집속되고 형광체층을 향해서 출사된다. 이하, 각 전극에 의한 집속작용에 대해서 설명한다.

제14 및 제15도는 전자빔을 스크린 주변부측으로 편향시킨 경우의 전자빔 및 전자렌즈의 작용을 도시한 단면도이다. 제14도에는 전자빔의 수평단면을 도시하고, 제15도에는 전자빔의 수직단면을 도시하고 있다. 도면중(10)은 물점에 상당하는 전자빔의 교차(크로스오버)위치이고, (11)은 최외각에 있어서의 전자빔의 궤도를 나타낸다.

먼저, 수평방향에 대해서 설명한다. 물점(10)에서 발산각θ로 발산한 전자빔은 제1보조(전단)렌즈전극(20), 제2보조(전단)렌즈전극(21) 및 제3집속전극(30)으로 형성되는 전단렌즈의 수평작용인 볼록렌즈(40), 제3집속전극(30) 및 제1집속전극(6)으로 형성되는 제1의 4극렌즈의 수평작용인 오목렌즈(12), 제1집속전극(6) 및 제2집속전극(7)로 형성되는 제2의 4극렌즈의 수평작용인 볼록렌즈(13), 제2집속전극(7) 및 최종가속전극(8)로 형성되는 주전자렌즈인 볼록렌즈(14), 편향요크(22)(제1도 참조)의 (수평성분) 자계에 의해 형성되는 오목렌즈(15)를 통과한후, 입사각 θ_H로 스크린(26)으로 사출되어 그것과 충돌한다.

다음에, 수직방향에 대해서 설명한다. 물점(10)에서 발산각θ로 발산한 전자빔은 제1전단렌즈전극(20), 제2전단렌즈전극(21) 및 제3집속전극(30)으로 형성되는 전단렌즈의 수직작용인 볼록렌즈(40), 제3집속전극(30) 및 제1집속전극(6)으로 형성되는 제1의 4극렌즈의 수직작용인 볼록렌즈(16), 제1집속전극(6) 및 제2집속전극(7)로 형성되는 제2의 4극렌즈의 수직작용인 오목렌즈(17), 제2집속전극(7) 및 최종가속전극(8)로 형성되는 주전자렌즈인 볼록렌즈(14), 편향요크(22)(제1도 참조)의 수직성분 자계에 의해 형성되는 볼록렌즈(18)을 통과한 후, 입사각 θ_V로 스크린(26)으로 사출되어 그것과 충돌한다.

본 발명에 있어서의 4극렌즈의 작용은 종래의 4극렌즈에 있어서의 작용에 비해서 약간 약하게 되지만, 이것은 평판(6d), (6e), (6f), (30d), (30e), (30f)의 전자빔 진행방향의 길이를 길게 하는 것에 의해서 해결할 수 있다.

종래의 전자총은 집속전극 2개와 보조전극 2개의 합계 4개의 전극을 포함하는 구성이었지만, 본 발명에 관한 전자총은 3개의 전극 즉 집속전극 3개를 포함하는 간단화된 구성으로서 스크린주변부에 있어서의 전자빔스폿 직경을 작게 할 수 있고, 또한 진원에 가깝게 할 수가 있다. 이것에 의해, 스크린 전역에 있어서 고해상도를 실현할 수 있게 된다.

본 발명의 특징은 다단집속형 전극을 채용한 전자총에 있어서 구조를 간소화 할 수 있다는 것이다.

제11도에 도시된 구성에 있어서 제1전단렌즈전극(20) 및 제2전단렌즈전극(21)을 구비하지 않는 바이포텐셜형 전자총인 경우, 제3집속전극(30)은 가속전극(3)과 대향하게 된다. 가속전극(3) 부근에 생성되는 전계는 전자빔의 교차위치가 매우 가깝기 때문에, 전자빔의 스폿특성에 큰 영향을 미친다. 따라서, 제3집속전극(30)에 편향전압과 동기한 전압을 중첩시키는 것은 상기 가속전극(3) 부근에 전계에 직접 영향을 미치고, 그 결과 전자빔의 스폿특성에 큰 영향을 미치게 된다. 이 경우, 높은 해상도는 얻어지지 않는다.

한편, 제11도에 도시한 이 실시예에 있어서는 제2전단렌즈 전극(21)과 제3집속전극(30) 사이에 발생하는 전계는 편향전류와 동기하고 또한 일정한 집속전압에 중첩시킨 전압을 제3집속전극(30)에 인가한 경우에도 제3집속전극(30)의 구멍(30a), (30b), (30c) 및 제2전단렌즈전극(21)의 구멍이 충분히 크기 때문에 조금 밖에 변동하지 않는다. 또, 제3집속전극(30)은 전자빔의 교차위치에서 충분히 멀기 때문에, 전자빔 스폿특성에 미치는 영향은 거의 없다. 따라서, 본 발명은 다단집속형 전극에 사용가능하다. 또, 종래의 경우에 비해 볼록렌즈(40)의 작용이 부가되어 있으며, 이 볼록렌즈(40)은 고휘도영역에 있어서의 주전자렌즈(14)의 구면수차를 저감하는 작용을 갖는다. 따라서, 고휘도영역에 있어서의 포커스의 악화를 방지할 수 있게 된다.

[실시예 2]

제16도, 제17도 및 제18도는 본 발명에 관한 전자총의 다른 실시예에 있어서의 전극을 도시한 도면이다. 제16도는 제3집속전극(30) 및 제1집속전극(6)의 주요부를 도시한 단면도이다. 제17도는 제3집속전극(30)의 정면도이다. 제18도는 제1집속전극(6)의 이면도이다. 본 실시예에 있어서는 제11도 및 제12도에 도시한 제3집속전극(30) 및 제1집속전극(6) 대신에 이하와 같은 구성의 제3집속전극(30) 및 제1집속전극(6)을 구비한다. 즉, 평판형상의 제3집속전극(30)에는 그의 두께방향의 음극(1a), (1b), (1c)측 절반부분은 상술한 실시예와 마찬가지로 원형의 구멍(30a), (30b), (30c)가 마련되어 있고, 반대측의 절반부분은 폭이 구멍(30a), (30b), (30c)의 직경과 동등하고 상하방향으로 긴 장방형의 구멍(30g), (30h), (30i)가 마련되어 있다. 또, 제1집속전극(6)의 음극(1a), (1b), (1c) 측의 면에는 상하방향의 길이가 구멍(30a), (30b), (30c)의 직경과 동등하고 좌우방향의 길이가 긴 장방형의 구멍(6j), (6k), (6l)이 마련되어 있다.

이들 구멍(30a), (30b), (30c), (6j), (6k), (6l)의 크기를 적당한 값으로 설정하는 것에 의해서 실시예1과 동등한 효과가 얻어진다. 또, 실시예2쪽이 구조적으로 간단화 되어 있다.

이상과 같이, 본 발명에 관한 음극선관 및 전자총은 다단집속형 전자총에 있어서의 집속전극을 여러개 포함하는 것으로 하고, 음극측에 가장 가까운 4극렌즈는 수평주사방향으로 발산작용을 갖고 수직주사방향으로 집속작용을 갖고 있으며, 다음단의 4극렌즈는 수평주사방향으로 집속작용을 갖고 수직 주사방향으로 발산작용을 갖는 구성으로 되어 있다. 이러한 구성에서는 편향전류와 동기한 전압을 일정한 집속전압에 중첩시킨 전압이 집속전극에 인가되더라도, 4극렌즈작용은 이러한 작용을 받는 일이 적다. 이것에 의해, 종래기술에 비해 간단한 구조로 스크린주변부에 있어서의 전자빔 스폿지름을 작게 하고 또한 진원에 가깝게 하는 것이 가능하게 된다.

이상, 본 발명자에 의해서 이루어진 발명을 실시예에 따라서 구체적으로 설명했지만, 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것은 아니고, 그 요지를 이탈하지 않는 범위내에서 여러 가지로 변형가능한 것은 물론이다.

Claims

네크부(32), 퍼넬부(33) 및 앞면부(34)를 갖는 봉입용기(31), 상기 네크부(32)에 마련된 적어도 1개의 음극(1a, 1b, 1c), 상기 앞면부(34)에 형성된 형광체층(26), 제어전극(2), 가속전극(3), 제1전단렌즈전극(20), 제2전단렌즈전극(21), 상기 제1전단렌즈 전극(20)과 상기 제2전단렌즈전극(21)과 함께 전단렌즈를 형성하는 제1집속전극(30), 상기 제1집속전극(30)과 함께 수평방향과 수직방향중의 어느 한 방향에서 볼록렌즈 작용을 갖고 또한 수평방향과 수직 방향중의 다른 한 방향에서 오목렌즈 작용을 갖는 제1의 4극렌즈를 형성하는 제2집속전극(6), 상기 제2집속전극(6)과 함께 수평방향과 수직방향중의 어느 한 방향에서 볼록렌즈작용을 갖고 또한 수평방향과 수직방향중의 다른 한 방향에서 오목렌즈 작용을 갖는 제2의 4극렌즈를 형성하는 제3집속전극(7), 상기 제3집속전극(7)과 함께 주렌즈를 형성하는 최종가속전극(8), 상기 가속전극(3)과 상기 제2전단렌즈전극(21)을 전기적으로 접속하는 수단, 상기 제1전단렌즈전극(20)과 상기 제2집속전극(6)을 전기적으로 접속하고 미리 정해진 집속전압을 인가하는 수단 및 상기 제1집속전극(30)과 상기 제3집속전극(7)을 전기적으로 접속하고 편향전류와 동기하며 또한 편향량이 증대함에 따라 높아지는 전압을 상기 미리 정해진 집속전압에 중첩해서 얻어진 전압을 인가하는 수단을 포함하며, 상기 전극들은 상기 적어도 1개의 음극에서부터 이 순서로 배치되고 전자빔 통과구멍을 각각 갖는 것을 특징으로 하는 다단구조의 음극선관.
제1항에 있어서, 상기 다단의 4극렌즈 중 상기 음극측에 가장 가까운 4극렌즈는 수평주사방향으로 발산작용을 갖고 수직주사방향으로 집속작용을 갖고, 다음단의 4극렌즈는 수평주사방향으로 집속작용을 갖고 수직 주사방향으로 발산작용을 갖는 것을 특징으로 하는 음극선관.
제2항에 있어서, 상기 다단의 4극렌즈는 원형의 전자빔 통과구멍을 각각 갖는 제3집속전극, 제1집속전극 및 제2집속전극을 음극측에서부터 이 순으로 배치해서 형성되며, 상기 제3집속전극의 상기 제1집속전극측의 면에서 상기 전자빔 통과구멍의 수평 주사방향 양측에 평판이 세워 마련되어 있고, 상기 제1집속전극의 상기 제3집속전극측의 면에서 상기 원형의 전자빔 통과구멍의 수직 주사방향 양측에 평판이 세워 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 음극선관.
제2항에 있어서, 상기 다단의 4극렌즈는 전자빔 통과구멍을 각각 갖는 제3집속전극, 제1집속전극 및 제2집속전극을 음극측에서부터 이 순으로 배치해서 형성되며, 상기 제3집속전극의 상기 제1집속전극측의 면에는 수직주사방향으로 긴 비원형의 전자빔 통과구멍이 마련되어 있고, 상기 제1집속전극의 상기 제3집속전극측의 면에는 수평 주사방향으로 긴 비원형의 전자빔 통과구멍이 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 음극선관.
제3항에 있어서, 상기 제1집속전극에는 일정한 포커스전압이 인가되고, 상기 제2 및 제3집속전극에는 편향전류와 동기하고, 또한 편향량이 증가함에 따라서 높아지는 전압을 일정한 포커스전압에 중첩시키는 것에 의해서 형성되는 전압이 인가되는 것을 특징으로 하는 음극선관.
제4항에 있어서, 상기 제1집속전극에는 일정한 포커스전압이 인가되고, 상기 제2 및 제3집속전극에는 편향전류와 동기하고 또한 편향량이 증가함에 따라서 높아지는 전압을 일정한 포커스 전압에 중첩시키는 것에 의해서 형성되는 전압이 인가되는 것을 특징으로 하는 음극선관.
적어도 1개의 음극(1a,1b,1c) 제어전극(2), 가속전극(3), 제1전단렌즈 전극(20), 제2전단렌즈 전극(21), 상기 제1전단렌즈 전극(20)과 상기 제2전단렌즈 전극(21)과 함께 전단렌즈를 형성하는 제1집속전극(30), 상기 제1집속전극(30)과 함께 수평방향과 수직방향 중의 어느 한 방향에서 볼록렌즈 작용을 갖고 또한 수평방향과 수직방향 중의 다른 한방향에서 오목렌즈 작용을 갖는 제1의 4극렌즈를 형성하는 제2집속전극(6), 상기 제2집속전극(6)과 함께 수평방향과 수직방향중의 어느 한 방향에서 볼록렌즈 작용을 갖고 또한 수평방향과 수직방향중의 다른 한 방향에서 오목렌즈 작용을 갖는 제2의 4극렌즈를 형성하는 제3집속전극(7), 상기 제3집속전극(7)과 함께 주렌즈를 형성하는 최종가속 전극(8), 상기 가속전극(3)과 상기 제2전단렌즈 전극(21)을 전기적으로 접속하는 수단, 상기 제1전단렌즈 전극(20)과 상기 제2집속전극(6)을 전기적으로 접속하고 미리 정해진 집속전압을 인가하는 수단 및 상기 제1집속전극(30)과 상기 제3집속전극(7)을 전기적으로 접속하고 편향전류와 동기하며 또한 편향량이 증대함에 따라 높아지는 전압을 상기 미리 정해진 집속전압에 중첩해서 얻어진 전압을 인가하는 수단을 포함하며, 상기 전극들은 상기 적어도 1개의 음극에서부터 이 순서로 배치되고 전자빔 통과구멍을 각각 갖는 것을 특징으로 하는 다단구조의 전자총.
제7항에 있어서, 상기 다단의 4극렌즈 중 상기 음극측에 가장 가까운 4극렌즈는 수평주사방향으로 발산작용을 갖고 수직 주사방향으로 집속작용을 갖고, 다음단의 4극렌즈는 수평 주사방향으로 집속작용을 갖고 수직 주사방향으로 발산작용을 갖는 것을 특징으로 하는 전자총.
제8항에 있어서, 상기 다단의 4극렌즈는 원형의 전자빔 통과구멍을 각각 갖는 제3집속전극, 제1집속전극 및 제2집속전극을 음극측에서부터 이 순으로 배치해서 형성되며, 상기 제3집속전극의 상기 제1집속전극측의 면에는 상기 전자빔 통과구멍의 수평주사방향 양측에 평판이 세워 마련되어 있고, 상기 제1집속전극의 상기 제3집속전극측의 면에는 상기 원형의 전자빔 통과구멍의 수직 주사방향 양측에 평판이 세워 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 전자총.
제8항에 있어서, 상기 다단의 4극렌즈는 전자빔 통과구멍을 각각 갖는 제3집속전극, 제1집속전극 및 제2집속전극을 음극측에서부터 이 순으로 배치해서 형성되며, 상기 제3집속전극의 상기 제1집속 전극측의 면에는 수직 주사방향으로 긴 비원형의 전자빔 통과구멍이 마련되어 있고, 상기 제1집속전극의 상기 제3집속 전극측의 면에는 수평 주사방향으로 긴 비원형의 전자빔 통과 구멍이 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 전자총.
제9항에 있어서, 상기 제1집속전극에는 일정한 포커스 전압이 인가되고, 상기 제2 및 제3집속전극에는 편향전류와 동기하고 또한 편향량이 증가함에 따라서 높아지는 전압을 일정한 포커스 전압에 중첩시키는 것에 의해서 형성되는 전압이 인가되는 것을 특징으로 하는 전자총.
제10항에 있어서, 상기 제1집속전극에는 일정한 포커스 전압이 인가되고, 상기 제2 및 제3집속전극에는 편향전류와 동기하고 또한 편향량이 증가함에 따라서 높아지는 전압을 일정한 포커스 전압에 중첩시키는 것에 의해서 형성되는 전압이 인가되는 것을 특징으로 하는 전자총.