KR100238939B1

KR100238939B1 - 컬러음극선관

Info

Publication number: KR100238939B1
Application number: KR1019970024075A
Authority: KR
Inventors: 켄이치 와타나베; 쇼오지 시라이; 신이치 카토; 아키요시 토베
Original assignee: 가나이 쓰도무; 가부시끼가이샤 히다치 세이사꾸쇼
Priority date: 1996-06-11
Filing date: 1997-06-11
Publication date: 2000-01-15
Also published as: CN1170228A; KR980005223A; US5814930A; TW381289B; CN1073275C

Abstract

본 발명은, 형광면을 향해서 3개의 전자빔을 가로일렬로 방사하도록 구성되어 있는 인라인형 전자총을 구비한 컬러음극선관에 관한 것으로서, 대전류시에서의 포커스특성향상과, 저전류시에서의 모아래의 발생억제를 양립시킨 인라인형 전자총을 구비하는 컬러음극선관을 제공하는 것을 과제로 한 것이며, 그 해결수단으로서, 전자빔을 발생하기 위한 음극(1), 제어전극인 제 1전극(2) 및 제 2전극(3)이 순서로 배치되고, 또 상기 음극을 가열하는 히터를 적어도 구비한 복수의 전극으로 이루어진 전자빔발생수단과, 상기 3개의 전자빔을 형광면에 집속시키기 위한, 앞단계 집속렌즈를 형성하는 제 3전극(4)과 제 4전극(5) 및 제 5전극(6)과, 후단계 집속렌즈를 형성하는 제 5전극(6)과 제 6전극(7)을 가지고, 상기 제 2전극(3)과 제 4전극(5), 제 3전극(4)과 제 5전극(6)이 각각 전기적으로 접속된 인라인형 전자총을 구비하고, 상기 제 1전극(2)의 구멍직경이 0.45㎜이하, 또한 제 2전극(3)의 길이와 구멍직경의 비율A와, 제 4전극(5)의 길이와 제 4전극(5)의 구멍직경과의 비율B의 관계를, 40A+88B-57≤0, 100A-260B-22≥0, 100A+176B-112≥0, B-0.125≥0의 모든 관계식을 만족하도록 설정하는 것을 특징으로 한 것이다.

Description

컬러음극선관

제1도는 본 발명을 적용하는 컬러음극선관의 구조예를 설명하는 관축방향단면도.

제2도는 종래의 인라인형 전자총의 개략구조를 표시한 관축방향단면도.

제3도는 인라인형 전자총을 구성하는 G2전극의 관축방향의 전극길이와 개공 (開孔)직경과의 비율A와, G4전극의 관축방향의 전극길이와 G4전극의 개공직경과의 비율B와의 관계의 설명도.

제4도는 본 발명에 의한 컬러음극선관의 일실시예를 설명하는 인라인형 전자총의 개략구조를 설명하는 단면모식도.

제5a도 ~ 제5e도는 본 발명에 의한 컬러음극선관의 인라인형 전자총의 G1전극의 평면모식도.

제6a도 ~ 제6e도는 본 발명에 의한 컬러음극선관의 인라인형 전자총의 G2전극의 G1전극쪽에서 본 평면모식도이고, 제6f도 ~ 제6h도는 본 발명에 의한 컬러음극선관의 인라인형 전자총의 G2전극의 G3전극쪽에서 본 평면모식도.

제7a도 ~ 제7f도는 본 발명에 의한 컬러음극선관의 인라인형 전자총의 G4전극의 평면모식도.

제8a도 ~ 제8i도는 본 발명에 의한 컬러음극선관의 인라인형 전자총의 G4전극의 단면모식도.

제9도는 본 발명에 의한 컬러음극선관의 실시예를 설명하는 인라인형 전자총의 개략구조를 설명하는 단면모식도.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

1 : 음극 1a : 히터

2 : 제 1전극(G1전극) 3 : 제 2전극(G2전극)

4 : 제 3전극(G3전극) 5 : 제 4전극(G4전극)

6 : 제 5전극(G5전극) 7 : 제 6전극(G6전극)

8 : 제 1전극개공부(G1전극개공부) 9 : 제 2전극개공부(G2전극개공부)

10 : 제 3전극의 제 2전극쪽 개공부 11 : 제 3전극의 제 4전극쪽 개공부

12 : 제 4전극의 제 3전극쪽 개공부 12' : 제 4전극의 제 5전극족 개공부

13 : 제 5전극의 제 4전극쪽 개공부 14 : 제 5전극의 제 6전극쪽 개공부

15 : 제 6전극의 개공부(G6전극개공부)

16, 17, 18, 19 : 도 3의 직선 21 : 패널부

22 : 퍼넬부 23 : 넥부

24 : 형광체막 25 : 섀도마스크

26 : 마스크프레임 27 : 내부자기시일드

28 : 섀도마스크현가기구 28 : 인라인형 전자총

30 : 편향요크 31 : 빔보정장치

32 : 내부도전막 33 : 텐션밴드

34 : 스템핀 35 : 게터

36 : 4중극렌즈 37 : 판형상전극

38 : 주렌즈 61 : G5-1전극

62 : G5-2전극 Bc, Bs : 전자빔

[발명의 목적]

[발명이 속하는 기술분야 및 그 분야의 종래기술]

본 발명은, 형광면을 향해서 3개의 전자빔을 가로 1열로 방사하도록 구성되어 있는 인라인형 전자총을 구비한 컬러음극선관에 관한 것이다.

텔레비전수상관이나 정보단말의 모니터 관으로서 사용되는 컬러음극선관은, 진공외위기(外圍器)의 일단부에 복수(일반적으로 R, G, B 3개)의 전자빔을 발사하는 전자총을 내장하고, 타단부내면에 복수색(일반적으로, R, G, B 3색)의 형광체막을 도포한 형광면과, 이 형광면에 근접해서 설치한 색선택전극인 섀도마스크를 내장하고, 상기 전자총으로부터 출사되는 복수의 전자빔을 상기 진공외위기의 외부에 설치한 편향요크에 의해 발생한 자계에 의해 2차원 주사함으로써, 소요의 화상을 표시하도록 되어 있다.

도 1은 컬러음극선관의 구조의 일예를 설명하는 단면도이다. 도 1에 있어서, (21)은 패널부, (22)는 퍼넬부, (23)은 넥부, (24)는 형광체막, (25)는 섀도마스크, (26)은 마스크프레임, (27)은 내부자기시일드, (28)은 섀도마스크현가기구, (29)는 인라인형 전자총, (30)은 편향요크, (31)은 빔보정장치, (32)는 내부도전막, (33)은 텐션밴드, (34)는 스템핀, (35)는 게터를 표시한다.

이 컬러음극선관은, 패널부(21), 넥부(23) 및 패널부(21)와 넥부(23)를 연접하는 퍼넬부(22)로 이루어진 진공외위기를 가진다.

이 컬러음극선관은 패널부(21)내면에 R, G, B 3색의 형광체를 도포한 형광체막(24)이 형성된 표시화면(이하, 다만 화면이라 한다.)을 가지고, 넥부(23)의 내부에는 3개의 전자빔을 인라인에 출사하는 전자총(29)이 수납되고, 또, 패널부(21)의 형광체막(24)에 근접해서 다수의 개공(開孔) 혹은 발형상을 가진 섀도마스크(25)가 설치되어 있다.

또한, 도 1에 있어서, Bc, Bs는 각각 중심 및 양사이드의 전자빔을 표시한다. 또, 도 1에 있어서 퍼넬부(22)와 넥부(23)의 천이(遷移)영역에는 편향요크(30)가 외부장착되어 있다.

또, 게터(35)가, 전자총(29)선단부의 시일드컵에 일단부를 고정시킨 게터워포트스프링의 선단부에 지지되어 있다.

전자총(29)으로부터 발사된 3개의 전자빔은 편향요크(30)로부터 발생하는 수직 및 수평편향자계에 의해 수평과 수직의 2방향으로 편향되어, 섀도마스크(25)의 전자빔통과구멍에 의해 색선택을 받아서 R, G, B 각각의 형광체에 사돌하여, 형광체막(24)에 컬러화상을 형성한다.

도 2는 종래의 인라인형 전자총의 개략구조를 표시한 수직단면도이다. 도 2에 있어서, (1)은 음극, (1a)는 히터, (2)는 제 1전극(G1전극), (3)은 제 2전극(G2전극), (4)는 제 3전극(G3전극), (5)는 제 4전극(G4전극), (6)은 제 5전극(G5전극), (7)은 제 6전극(G6전극)이다. 또 도 2에 있어서, (8)은 제 1전극의 개공부(G1전극개공부), (9)는 제 2전극개공부(G2전극개공부), (10)은 제 3전극의 제 2전극쪽개공부 G3전극의 G2전극쪽 개공부), (11)은 제 3전극의 제 4전극쪽 개공부(G3전극의 G4전극쪽 개공부), (12)는 제 4전극의 제 3전극쪽 개공부(G4전극의 G3전극쪽 개공부), (12')는 제 4전극의 제 5전극쪽 트인구멍부(G4전극의 G5전극쪽 개공부), (13)은 제 5전극의 제 4전극쪽 개공부(G5전극의 G4전극쪽 개공부), (14)는 제 5전극의 제 6전극쪽 개공부(G5전극의 G6전극쪽 개공부), (15)는 제 6전극의 개공부(G6전극개공부)이다.

도 2에 있어서, 전자를 발생하는 음극 1과 제어전극인 G1전극(2)와 G2전극 (3)으로 전자빔을 생성하는 3극부를 구성하고, G3전극(4)과 G4전극(5)과 G5전극(6)으로 앞단계 집속렌즈를 형성하고, G5전극(6)과 G6전극(7)으로 주렌즈를 형성한다. 이들 앞단계 집속렌즈와 주렌즈에 의해 상기 3개의 전자빔을 형광면에 집속시킨다. 또 도 2에 있어서 전자총의 G2전극(3)과 G4전극(5), G3전극(4)과 G5전극(6)이 각각 전기적으로 접속되어 있다.

그리고, 도 2에 있어서 G1전극개공부(8)와 G2전극개공부(9)의 직경은 0.4 ~ 0.6㎜이고, G2전극개공부(9)의 관축방향의 전극길이는 약 0.3㎜, G3전극의 G4전극쪽개공부(11)와 G4전극개공부(12) 및 G5전극의 G4전극쪽 개공부(13)의 직경은 약 4.0㎜이고, 또 G4전극의 관축방향길이는 0.5~1.5㎜, G5전극의 관축방향길이는 27㎜이다.

상기 구성의 인라인형 전자총은, 다음과 같이 동작한다.

히터(1a)에 의해 가열된 음극(1)으로부터 방출된 열전자(도시생략)은, G2전극(3)에 인가된 400~1000V의 정(正)전압(Ec2)에 의해서 G1전극(2)쪽에 흡인되고, 3개의 전자빔(도시생략.)이 형성된다. 그리고 이들 3개의 전자빔은, 음극(1), G1전극(2), G2전극(3)에 의해서 구성되는 음극렌즈에 의해서 이단 크로스오버에 집속되고, 다시 발산해간다. 즉, G1전극(2)의 전자빔통과구멍(G1전극개공부)(8)과 G2전극(3)의 전자빔통과구멍(G2전극개공부)(9)을 통과한 후 발산해가는 3개의 전자빔은 G2전극과, 5~10KV정도의 저전압(집속전압Vf)이 인가된 G3전극(4)과의 사이에 형성되는 프리포커스렌즈 또, G3전극(4), G2전극(3)과 동전압의 G4전극(5), G3전극(4)과 동전압의 G5전극(6)의, G3전극(4)과 G4전극(5), G4전극(5)과 G5전극(6)사이에 형성되는 앞단계 집속렌즈에 의해, 약간 집속작용을 받고, 다음에 G5전극(6)에 인가된 정전압(Vf)에 의해서 가속되면서, G5전극(6)과 G6전극(7)사이에 형성되어 있는 주렌즈에 입사한다.

여기서, 주렌즈를 구성하고 있는 G5전극(6)과, 20~35KV정도의 고전압(Eb)이 인가된 G6전극(7)과의 사이의 전위차에 의해서, G5전극(6)과 G6전극(7)사이에 정전장(靜電場)이 형성된다. 이 때문에, 주렌즈에 공급된 상기 3개의 전자빔은, 상기 정전장에 의해 그 투사궤도가 구부려지고, 그 결과 3개의 전자빔이 각각 집속하여 형광면 위에 초점이 맺혀서 화면에 투사스폿이 형성된다.

또, 화면주변에서의 스폿(빔스폿)의 수속(收束)열악화를 방지하기 위하여, G2전극(3)의 G3전극쪽 개공부(9)에 일본국 특공소 53-18866호 공보에 표시된 가로로긴(즉, 수평방향으로 긴)직사각형의 오목부를 형성한 것도 알려져 있다.

상기와 같이 구성된 인라인형 전자총을 사용한 컬러음극선관에서는, 그 화면에 형성되는 화상의 해상도를 향상시키기 위해서는, 화면상의 빔스폿직경을 축소하지 않으면 않된다.

일반적으로, 화면상의 빔스폿직경은, 음극으로부터 방출되는 전자빔의 전류치에 크게 의존한다. 즉, 전자빔의 전류치가 증대함에 따라서, 환언하면 표시화면의 휘도가 높을수록, 집속되는 전자빔중의 전자끼리의 반발이 강해지고, 또 주렌즈부에서의 빔직경이 증대하기 때문에, 또 음극렌즈와 프리포커스렌즈의 수차증대 등에 의한 크로스오버직경의 증대 때문에, 화면상의 빔스폿직경이 증대하여 표시화상의 해상도가 저하한다. 그 때문에, 표시화상의 해상도의 저하가 문제가되는 것은 표시화상의 실용영역인 증가휘도로부터 최대휘도까지의 범위이다. 예를 들면, 유효화면대각사이즈51㎝의 CDT(소위, 21인치형 컬러디스플레이관)의 경우, 중고휘도 화상표시에서는 음극 1개당의 전류치(음극전류IK)가 300~500㎂정도의 대전류(大電流)가 되므로, 적어도 이 음극전류범위로 화면상 빔스폿직경을 축소하는 것이 중요하다.

전자총의 포커스특성을 향상시켜서 화면상의 빔스폿직경을 축소하기 위해서는, G1전극(2)과 G2전극(3)의 전자빔통과구멍(8, 9)의 구멍직경을 축소하고, 주렌즈에 의해서 형광면상에 투영되는 전자빔의 크로스오버직경을 작게 해서 화면상의 빔스폿의 전류밀도를 높이는 것이 유효하다.

상기와 같이 구성된 인라인형 전자총을 구비한 컬러음극선관에 있어서는, 단지 상기 중고휘도영역에서의 스폿직경을 축소시키는 것만으로는, 중고휘도표시의 경우보다 스폿직경이 작아지는 저휘도표시 즉 화상을 식별할 수 있는 콘트라스트의 하한(下限)의 표시에 있어서 모아레가 발생하는 문제점이 있다.

모아레란, 화면상의 빔스폿직경이 어떤 값보다 작아지면, 형광체 도트의 주기구조와 전자빔의 주사선, 혹은 주기적인 비디오신호가 간섭해서 화면상에 줄무늬 모양이 발생하여, 해상도를 손상하는 현상의 것을 말한다. 전자를 래스터모아레 또는 가로모아레, 후자를 비디오모아레 또는 세로 모아레라고 호칭한다.

상기 저휘도화상표시할때의 음극전류(IK)는 100㎂정도의 낮은 전류치이다. 모아레는 상기 중고휘도표시 즉 대전류에서의 스폿직경을 축소시키므로서, 전자빔중의 전자끼리의 반발이 약한 저전류시에서의 스포직경이 더욱 축소하기 때문에 발생한다.

또, 상기 종래 기술에서 설명한 구성의 인라인형 전자총을 구비한 컬러음극선관에서는, 일본국 특공소 53-18866호 공보에 개시되어 있는 G2전극의 G3전극쪽개구부에 가로가 긴 직사각형의 오목부를 구비하고 있지 않으면, 전자빔이 편향수차의 영향을 강하게 받아, 화면주변에서의 빔스폿이 수평방향으로 확대되고, 수직방향직경이 축소된 형상으로 되므로, 래스터모아레가 발생한다.

그래서, 상기 일본국 특공소 53-18866호 공보에 개시된 컬러음극선관에서는, G2전극의 G3전극쪽 개공부에 가로로긴 직사각형의 오목부를 형성해서 전자빔에 큰 비점수차를 가지게 하고, 화면상의 빔스폿을 세로길게 변형시켜서 편향수차를 캔설하고, 수직방향직경을 증대시켜서 래스터모아레의 발생을 억제하고 있다. 그러나, 이 컬러음극선관에서는, 빔스폿의 수평방향직경이 축소되기 때문에 래스터모아레 대신에 세로 모아레가 발생한다. 그 때문에 중고휘도영역표시화상의 해상도를 향상시키기 위하여 대전류시에 빔스폿직경을 축소하면, 소전류시에 빔스폿직경이 더욱 축소함으로, 저전류시의 모아레에 대해서 불리하게 된다는 문제가 있었다.

[발명이 이루고자 하는 기술적 과제]

본 발명의 목적은, 상기 종래 기술의 문제점을 해소해서, 대전류시에 있어서의 포커스특성의 향상과, 저전류시에 있어서의 모아레의 발생억제를 양립한 인라인형 전자총을 구비한 컬러음극선관을 제공하는 데 있다.

[발명의 구성 및 작용]

상기와 같이 구성된 인라인형 전자총을 포함한 컬러음극선관에 있어서, 빔스폿직경이, 중고휘도화상표시 즉 음극전류가 큰 대전류시에 있어서는 표시화상의 해상도를 높이기 위하여 어느 정도 작은 값이 이어야 할 것이 필요하나, 저휘도화상표시 즉 음극전류가 작은 저전류시에 있어서는, 빔스폿직경이 표시화상에 모아레를 발생하지 않을 정도로 충분히 큰 값이 이어야할 것이 필요하게 된다.

그래서, 본 발명은, G1 전극의 전자빔통과구멍인 전극의 구멍직경을 0.45㎜ 이하로 하고, 또한 G2전극의 관축방향길이와 G2전극의 개공직경과의 비율A와, G4전극의 관축방향길이와 G4전극의 개공직경과의 비율B의 관계를 특정범위에 규정한 것이다.

즉, 본 발명의 컬러음극선관은 형광면을 향해서 R, G, B 3개의 전자빔을 발생하기 위한 음극과, 제어전극인 G1전극 및 G2전극이 이 순서로 배치되고, 또 상기 음극을 가열하는 히터를 적어도 구비한 전자빔발생수단과, 상기 3개의 전자빔을 형광면에 집속시키기 위한, 앞단계 집속렌즈를 형성하는 G3전극과 G4전극 및 G5전극과, 후단계 집속렌즈(주렌즈)를 형성하는 G5전극과 G6전극을 가지고, 상기 G2전극과 G4전극, G3전극과 G5전극이 각각 전기적으로 접속된 인라인형 전자총을 구비하고 있고, 상기 제 1전극의 구멍직경이 0.45㎜이하이고, 또한 상기 G2전극의 관축방향의 길이와 개공직경의 비율A와, 상기 G4전극의 관축방향의 길이와 G4전극의 개공직경과의 비율B의 관계를 등식

40A+88B-57=0축

100A-260B-22=0축

100A+176B-112=0

B-0.125=0

으로 표시되는 4개의 직선으로 둘러싸인 영역으로 설정하였다.

본 발명에 있어서, 상기 G1전극의 개공직경이란 G1전극판에 형성된 전자빔통과구멍에 내접하는 원의 직경이다. 예를 들면 전자빔통과구멍이 타원이면 타원단경 (短徑)이고, 정사각형이면 그 1변의 길이, 직사각형이면 단변의 길이이다.

또, 상기 G2전극의 개공직경이란, G2전극판에 형성된 전자빔통과구멍에 내접하는 원의 직경이다. 이 G2전극판에 형성된 전자빔통과구멍의 형상이 G1전극쪽과 G3전극쪽이 다른 경우는, 전자빔통과구멍에 내접하는 상기 원중에서 가장 작은 원의 직경이다.

상기 G2전극의 관축방향의 길이란, G2전극의 G1전극에 대향한 평면과 G2전극의 G3전극에 대향한 평면과의 거리를 관축에 따라서 측정한 길이이다.

또, 상기 G4전극의 관축방향의 길이란, G4전극의 G3전극에 대향한 평면과 G4전극의 G5전극에 대향한 평면과 거리를 관축에 따라서 측정한 길이이다.

또 상기 G4전극의 개공직경이란, G4전극판에 형성된 전자빔통과구멍에 내접하는 원의 직경이다. 이 G4전극판에 형성된 전자빔통과구멍의 형상이 G3전극쪽과 G5전극쪽이 다른 경우는, 이들 중의 가장 작은 직경이다.

본 발명의 컬러음극선관은 상기 구성에 추가해서, 전자총의 주렌즈가 다른 전위의 대향하는 2개의 통형상전극사이에 형성되어 있다. 또 이 통형상전극은, 인라인배열한 3개의 전자빔에 공통하는 단일의 개구부를 가진다. 이 통형상전극은 관축에 수직인면에서의 단면이 장원형이고, 통형상전극내부에 전자빔통과영역을 가진 판형상의 전극을 구비하고 있다. 이 전자빔통과영역을 가진 판형상전극은, 관축방향에 두께를 가진다.

본 발명의 컬러음극선관은 상기 구성에 추가해서, 전자총의 G5전극이 복수의 부분으로 분할되어 있고, 이 분할된 G5전극에 편향요크로 흐르는 전류에 동기한 다이내믹포커스전압이 인가되어 있다.

본 발명의 컬러음극선관은, R, G, B 3개의 전자빔중 적어도 시감도가 높은 그린의 전자빔이 통과하는 상기 G1전극의 구멍직경이 0.45㎜이하이고, 또한 상기 G2전극의 관축방향의 길이와 그린의 전자빔이 통과하는 상기 G2전극의 개공직경의 비율A와, 상기 G4전극의 관축방향의 길이와 그린의 전자빔이 통과하는 G4전극의 개공직경과의 비율B의 관계를, 등식

40A+88B-57=0축

100A-260B-22=0축

100A+176B-112=0축

B=0.125=0

이 구성에 의해, 대전류시에서의 포커스특성의 향상과, 저전류시에서의 모아레의 발생의 억제를 양립시키고, 전자빔의 전체전류영역에서 화면전체영역에서 고화질의 화상을 얻을 수 있다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 3개의 전자빔을 발생하기 위한 음극, 제어전극인 G1전극 및 G2전극이 순서로 배치되고, 또 상기 음극을 가열하는 히터를 적어도 구비한 전자빔발생수단과, 상기 3개의 전자빔을 형광면에 집속시키기 위한, 앞단계 집속렌즈를 형성하는 G3전극과 G4전극 및 G5전극과, 주렌즈를 형성하는 G5전극과 G6전극을 가지고, 상기 G2전극과 G4전극, G3전극과 G4전극이 각각 전기적으로 접속된 인라인형 전자총을 구비한 컬러음극선관에 있어서의 상기 G1전극의 구멍직경을 0.45㎜이하로 하고, 또한 G2전극의 길이와 구멍직경의 비율A와, G4전극의 길이와 G4전극의 개공직경의 비율B의 관계를 소정의 영역내에 규정함으로써, 전극부품을 용이하게 제조할 수 있고, 대전류에 의한 포커스특성을 향상하면서 저전류에 의한 모아레의 발생을 억제하고, 화면의 전체영역에서 해상도가 높은 고품질의 화상을 표시할 수 있다.

도 3은 인라인형 전자총을 구성하는 G2전극의 전극길이와 개공직경의 비율과 G4전극의 전극길이와 앞단계 집속렌즈구경의 비율의 관계의 설명도이다. 도 3에 있어서, 종축은 G2전극의 관축방향의 전극길이(tG2)와 개공직경(

)의 비율A

를, 횡축은 G4전극의 관축방향의 전극길이(tG4)와 제 4전극의 개공직경 (

)의 비율B

를 표시한다.

유효화면대각사이즈51㎝, 섀도마스크의 마스크피치 0.31~0.26㎜의 CDT(컬러디스플레이관)에서는, 화면상의 빔스폿직경이 0.45㎜이상이면 모아레는 거의 눈으로 볼수 없다. 즉, 모아레를 눈으로 볼 수 없게 하는데는, 저전류시에 있어서의 화면중앙스폿직경을 0.45㎜이상으로 하는 것이 필요하다.

또, 상기 마스크피치에 있어서의 MTF(Modulation Transfer Function)를 계산하고, 초고정세가 되는 1600도트 ×1200라인(1.9m픽셀)정도의 표시화소수에 의해 해상리스폰스 0.2를 확보할 수 있는 화면상의 빔스폿직경을 구하면, 0.60㎜가 된다. 따라서 실용영역에 있어서 양호한 해상도를 얻기 위해서는, 스폿직경을 0.6㎜이하로 할 필요가 있다.

또, 상기 마스크피치에 있어서의 MTF를 계산하여, 통상 필요로 하는 표시화소스 1280도트×1024라인(1.3M픽셀)정도의 표시화소수에 의해 해상리스폰스 0.2를 확보할 수 있는 화면상의 빔스폿직경을 구하면, 0.73㎜가 된다. 따라서 음극에 최대전류가 흐르는 경우엔 있어서도 빔스폿직경을 0.73이하로 할 필요가 있다.

화면상의 빔스폿직경은, 전자총의 주렌즈에 입사하는 빔직경에 의해서 변화하고, 대전류에서의 스폿직경을 작게 하기 위해서는 주렌즈에 입사하는 빔직경을 어느 정도이상 크게 할 필요가 있다.

주렌즈에 입사하는 전자빔직경은, G2전극관축방향의 길이와 개공직경의 비율A가 작아지고, 또 G4전극관축방향의 길이와 G4전극의 개공직경(앞단계 집속렌즈구경)의 비율B가 작아지면 크게되고, 화면상의 빔스폿직경이 축소한다.

그래서, 대전류(IK=300㎂)에서의 빔스폿직경이 0.6㎜이하가 되는 G2전극관축방향의 길이tG2㎜와 구멍직경

의 비율A와, G4전극관축방향의 길이 tG4㎜와 G4전극의 개공직경(앞단계 집속렌즈구경)

와의 비율B의 관계는, 시작(試作)에 의해 구한 결과로부터, 도 3의 직선(16)의 아래쪽에 표시한 하기 부등식을 만족시키는 영역,

40A+88B-57≤0

이 된다.

또, 이 컬러CDT를 탑재한 모니터세트에 의해 허용할 수 있는 최대전류 즉 IK=500㎂에 있어서, 상기 MTF의 해상도 리스폰스 0.2를 유지하기 위해서는 화면상의 스폿직경을 0.73㎜이하로 억제할 필요가 있다.

그래서, IK=500㎂에서의 스폿직경이 0.73㎜이하가 되는 G2전극관축방향의 길이 tG2㎜와 개공직경

의 비율A와, G4전극관축방향의 길이tG4㎜와 G4전극의 개공직경(앞단계 집속렌즈구경)

의 비율B의 관계는, 시작에 의해 구한 결과로부터, 도 3의 직선 17의 위쪽에 표시한 하기 부등식을 만족시키는 영역,

100A-260B-22≥0

이 된다. 이것은, 대전류가 되면 음극렌즈, 프리포커스렌즈의 수차가 증대하므로, A를 증대 시켜서 수차의 저감을 도모할 필요가 있으나, 이것으로는 주렌즈의 빔직경이 축소해버리므로, B의 축소에 의해 주렌즈내 빔직경을 확대할 필요가 있는 것을 표시한다.

또, 저전류에 있어서의 스폿직경은 0.45㎜이상으로 할 필요가 있다. 이 경우 주렌즈에 입사하는 전자빔직경을 작게 함으로써 스폿직경을 크게 할 수 있다.

그래서, G2전극관축방향의 길이와 구경의 비율A가 커지거나, 또는 G4전극관축방향의 길이와 G4전극의 개공직경(앞단계 집속렌즈구경)의 비율B가 크게되면 빔스폿직경을 크게 할 수 있다.

저전류에서의 스폿직경을 0.45㎜이상이 되는, G2전극관축방향의 길이 tG2㎜와 개공직경

의 비율A와, G4전극관축방향의 길이 tG4㎜와 G4전극의 개공직경 (앞단계 집속렌즈구경)

의 비율B의 관계는, 시작에 의해 구한 결과로부터, 도 3의 직선(18)의 위쪽에 표시한 하기 부등식을 만족시키는 영역,

100A+176B-122≥0

이 된다.

또, G4전극관축방향의 길이와 G4전극의 개공직경과의 비율B가 작아지면, G4전극개공직경에 대한 G4전극관축방향의 길이가 짧아진다. G4전극길이가 짧아지면 전극의 기계강도가 약해지고, 또, G4전극의 개공직경이 증대하면 전극판의 각전자빔통과구멍의 개공간의 잔존구조부(브리지)가 가늘어지고, 이것도 전극의 기계강도를 약하게 한다.

G4전극관축방향의 길이와 G4전극의 개공직경(앞단계 집속렌즈구경)의 비율B가 0.125보다 작으면 전극의 기계강도가 약해지고, 전자총조립시에 전극이 변형하는 문제가 다발하고, 부품제조가 곤란해지는 것이 시작의 결과로부터 알았다.

따라서, G4전극관축방향의 길이와 G4전극의 개공직경(앞단계 집속렌즈구경)의 비율B는

B≥0.125

로 할 필요가 있다. 이 관계를 도 3중에 직선(19)으로서 표시한다.

상기의 3개 조건을 동시에 만족하는, G2전극관축방향의 길이와 개공직경의 비율A와, G4전극관축방향의 길이와 G4전극의 개공직경(앞단계 집속렌즈구경)의 비율B의 관계를, 도 3에 사선으로 표시한 영역으로서 표시한다.

이와 같이, G2전극관축방향의 길이와 개공직경의 비율A와, G4전극관축방향의 길이와 G4전극의 개공직경(앞단계 집속렌즈구경)의 비율B의 관계를, 도 3의 사선영역에 설정함으로써 전자총조립시에 전극의 변형을 발생하지 않고, 포커스특성과, 모아레의 발생을 억제하는 일을 양립할 수 있다.

도 4에 본 발명의 컬러음극선관에 사용한 인라인형 전자총의 단면모식도를 표시한다. 도 4에 있어서, (1)은 음극, (2)는 G1전극, (3)은 G2전극, (4)는 G3전극, (5)는 G4전극, (6)은 G5전극, (7)은 G6전극, (8)은 G1전극개공부, (9)는 G2전극개공부, (10)은 G3전극의 G2전극쪽 개공부, (11)은 G3전극의 G4전극쪽 개공부, (12)는 G4전극의 G3전극쪽 개공부, (12')는 G4전극의 G4전극쪽 개공부, (13)은 G5전극의 G4전극쪽 개공부, (14)는 G5전극의 G6전극쪽 개공부, (15)는 G6전극개공부를 각각 표시한다.

도 5a~도 5e에 상기 도 4에 표시한 전자총에 적용할 수 있는 G1전극(2)의 평면모식도를 표시한다. G1전극개공부(8)의 형상이 원, 4각형타원 및 이들의 복합한 형상의 어느 것이라도 된다. 또 G1전극개공부(8)의 형상이, 3개의 전자빔이 통과하는 개공의 전체가 동일해도, 중앙전자빔통과구멍과 양사이드의 전자빔통과구멍이 다른 형상이라도 된다. 또한, G1전극개공부(8)의 형상이 직사각형, 타원 및 직사각형과 타원의 복합한 형상의 경우에는 도 5c~도 5e에 표시한 바와 같이 개공부(8)가 세로긴 형상인 것이 바람직하다.

도 6a~도 6h에, 상기 도 4에 표시한 전자총에 적용할 수 있는 G2전극(3)의 평면모식도를 표시한다. 도 6a~도 6e는 G2전극의 G1전극쪽의 개공부(9)의 형상을 표시한다. 또 도 6f~도 6h는 G2전극의 G3전극쪽의 개공부(9)의 형상을 표시한다. 도 6a~도 6h에 표시한 바와 같이 G2전극의 개공부(9)에 직사각형의 오목부를 형성해도 된다. 또, G2전극의 개공부(9)의 형상은 원, 4각형, 타원의 어느 것이라도 된다. G2전극개공부(9)의 형상이, 3개의 전자빔이 통과하는 개공전체가 동일해도, 중앙전자빔통과구멍과 양사이드의 전자빔통과구멍이 다른 형상이어도 어느것이라도 된다.

도 7a~도 7f에 도 4에 표시한 전자총에 적용할 수 있는 G4전극(5)의 평면모식도를 표시한다. 도 7a~도 7g는 G4전극의 G3전극쪽의 개공부(12)의 형상을 표시한다. G4전극의 G5전극쪽의 개공부(12')의 형상도 마찬가지이다. G4전극의 개공부(12), (12')의 형상은 원, 타원 및 이들을 복합한 형상의 어느 것이라도 된다. 또 G4전극개공부(12),(12')의 형상이, 3개의 전자빔이 통과하는 개공의 전체가 동일해도, 중앙전자빔통과구멍과 양사이드의 전자빔통과구멍이 다른 형상이어도 어느 것이라도 된다.

도 8a~도 8i에 도 4에 표시한 전자총에 적용할 수 있는 G4전극(5)의 단면모식도를 표시한다. G4전극(5)은, 도 8a~도 8g에 표시한 바와 같이 상자형이라도 되고, 도 8h와 같이 평판을 맞붙인 형상으로도, 도 8i에 표시한 바와 같이 1매의 평판으로도 된다. G4전극의 G3전극쪽의 개공부(12)와, G4전극의 G5전극쪽의 개공부(12')와의 대소관계가 도 8a~도 8h에 표시한 것과 역으로 되어 있어도 된다.

이하, 본 발명의 실시예에 대해서 도면을 사용해서 상세히 설명한다.

[실시예 1]

도 4에 표시한 전자총을, 유효화면대각사이즈 51㎝, 섀도마스크의 마스크피치 0.25㎜의 CDT에 내장하였다. 도 4에 있어서, G1전극개공부(8)의 개공직경이 0.35㎜, G2전극개공부(9)의 개공직경이 0.42㎜, G2전극의 전극길이가 0.4㎜이고, G2전극의 G3전극쪽 개공부에 가로로긴 직사각형의 오목부를 형성하였다. 여기서, G3전극(4)의 G4전극쪽 개공부(11), G4전극개공부 G3전극쪽 개공부(12), G4전극의 G5전극쪽 개공부(12'), G5전극의 G4전극쪽 개공부(13)의 개공직경을 각각 4.0㎜로 하였다. 또, G4전극(5)의 전극길이를 0.5㎜, G5전극(6)의 전극길이를 27㎜로 하였다. 본 실시예에서는 G2전극(3)의 길이와 개공직경의 비율A가 0.95이고, 또한 G4전극(5)의 전극길이와 G4전극의 개공직경(앞단계 집속렌즈구경)의 비율B가 0.125이며, 도 3에 표시한 사선영역내의 값이다.

본 실시예에 의하면, 대전류 즉 음극전류 300㎂에서의 빔스폿직경은 0.57㎜이고, 또 음극전류 500㎂에 있어서 빔스폿직경은 0.70㎜이다. 이때, 저전류영역, 즉 음극전류 100㎂에 있어서의 빔스폿직경은 0.45㎜이다. 또, 화면위에서의 모아레도 거의 눈으로 볼 수 없다. 따라서, 본 실시예에 의하면 대전류시에서의 포커스특성의 향상과 저전류시에서의 모아레의 발생의 억제를 양립한 인라인형 전자총을 구비하는 컬러음극선관을 제공할 수 있었다.

[실시예 2]

도 4에 표시한 전자총을, 유효화면 대각사이즈 51㎝, 섀도마스크의 마스크피치 0.28㎜의 CDT에 내장하였다. 본 실시예에서는, 도 4의 G1전극개공부(8)의 개공직경을 0.30㎜, G2전극개공부(9)의 개공직경을 0.35㎜, G2전극의 전극길이를 0.3㎜로 하고, G2전극의 G3전극쪽 개공부에 가로로긴 직사각형의 오목부를 형성하였다. 또, G3전극(4)의 G4전극쪽 개구부(11), G4전극개구부(12), G5전극의 G4전극쪽 개구부(13)의 개공직경을 4㎜로 하고, 또, G4전극(5)의 전극길이를 0.8㎜, G5전극(6)의 전극길이를 27㎜로 하였다.

본 실시예에서는, G2전극(3)의 길이와 개공직경과의 비율A가 0.86이고, 또한 G4전극(5)의 전극길이와 G4전극의 개공직경(앞단계 집속렌즈구경)과의 비율B가 0.2이며, 도 3에 표시한 사선영역내의 값이다.

본 실시예에 의하면, 대전류 즉 음극전류 300㎂에서의 빔스폿직경이 0.57㎜, 음극전류 500㎂에 있어서의 빔스폿직경이 0.70㎜이다. 또, 저전류, 즉 음극전류가 100㎂에서의 빔스폿직경이 0.45㎜이다. 본 실시예에서는 화면위에서 모아레를 거의 눈으로 볼 수 없다.

[실시예 3]

도 4에 표시한 전자총을, 유효화면 대각사이즈 51㎝, 섀도마스크의 마스크피치 0.25㎜의 CDT에 내장하였다. 본 실시예에서는, 도 4의 G1전극개공부(8)의 개공직경을 0.40㎜, G2전극개공부(9)의 개공직경을 0.5㎜, G2전극의 전극길이를 0.45㎜로 하고, G2전극의 G3전극쪽 개공부에 가로로긴 직사각형의 오목부를 형성하였다. 또, G3전극(4)의 G4전극쪽 개구부(11), G4전극개구부(12), G5전극의 G4전극쪽 개구부(13)의 개공직경을 4㎜로 하고, 또, G4전극(5)의 전극길이를 0.6㎜, G5전극(6)의 전극길이를 27㎜로 하였다.

본 실시예에서는, G2전극(3)의 길이와 개공직경과의 비율A가 0.9이고, 또한 G4전극(5)의 전극길이와 G4전극의 개공직경(앞단계 집속렌즈구경)과의 비율B가 0.15이며, 도 3에 표시한 사선영역내의 값이다.

[실시예 4]

도 9에 개요를 표시한 전자총을, 유효화면 대각사이즈 46㎝, 섀도마스크의 마스크피치 0.26㎜의 CDT에 내장하였다. 도 9에 있어서, G5전극은, G5-1전극(61)과, G5-2전극(62)으로 분할되고, G5-1전극(61)과 G5-2전극(62)과의 사이에 4중극렌즈(36)가 형성되어 있다. 또, 본 실시예에서는 G6전극(7)과 G5-2전극(62)과의 대향부에 주렌즈(38)가 형성되어 있다. 상기 대향하는 G6전극(7)과 G5-2전극(62)은 통형상전극이고, 이 통형상전극의 내부에는 세로긴 타원형상의 전자방통과영역을 가진 판형상 전극(37)을 구비한다. 또, 이 통형상 전극의 개구부가 3개의 전자빔에 대해서 공통의 단일 개구를 형성하고, 이 통형상전극의 단일개구부의 단면은 대략 긴원형이다. 도 9에 있어서, G3전극(4)와 G5-2전극(62)에는 편향요크에 흐르는 전류, 즉 전자빔의 편향에 동기해서 변동하는 다이내믹포커스전압dVf가 인가되고 있다.

여기서 다이내믹 포커스전압dVf는, G5-2전극(62)만에 인가해도 되고, 그때는 G3전극(4)에는 G5-1전극(61)과 동일전위인, 일정한 전압Vf가 주어진다.

도 9에 있어서, G1전극(8)의 개공직경을 0.37㎜, G2전극개공부(9)의 개공직경을 0.55㎜, G2전극의 전극길이를 0.55㎜로 하였다. 또, G2전극의, G3전극쪽 개공부에는 가로로긴 직사각형의 오목부를 형성하였다. 여기서, G3전극(4)의 G4전극쪽 개구부(11), G4전극개구부(12), G5전극의 G4전극쪽 개구부(13)의 개공직경을 각각 4㎜로 하고, 또, G4전극(5)의 전극길이를 0.6㎜, G5전극(6)의 전극길이를 27㎜로 하였다.

본 실시예에서는, G2전극(3)의 길이와 개공직경과의 비율A가 1이고, 또한 G4전극(5)의 전극길이와 G4전극의 개공직경(앞단계 집속렌즈구경)과의 비율B가 0.15이며, 도 3에 표시한 사선영역내의 값이다.

본 실시예에 의하면, 대전류 즉 음극전류 300㎂에서의 빔스폿직경이 0.57㎜, 음극전류 500㎂에 있어서의 빔스폿직경이 0.70㎜이다. 또, 저전류 즉 음극전류가 100㎂에 있어서의 빔스폿직경이 0.45㎜이다. 또, 본 실시예에서는 하면위에서 모아레를 거의 눈으로 볼 수 없다.

[실시예 5]

도 4에 표시한 전자총을, 유효화면 대각사이즈 51㎝, 섀도마스크의 마스크피치 0.25㎜의 CDT에 내장하였다. 본 실시예에서는, 도 4에 있어서의 G1전극개공(8)의 개공직경을 0.35㎜, G2전극개공부(9)의 개공직경을 0.36㎜, G2전극의 전극길이를 0.38㎜로 하였다. 또 G2전극의 G3전극쪽 개공부에는 가로로긴 직사각형의 오목부를 형성하였다. 또, G3전극(4)의 G4전극쪽 개구부(11), G4전극개구부(12), G5전극의 G4전극쪽 개구부(13)의 직경을 각각4㎜로 하였다. 또, G4전극(5)의 전극길이를 0.6㎜, G5전극(6)의 전극길이를 27㎜로 하였다.

본 실시예에서는, G2전극(3)의 길이와 개공직경과의 비율A가 1.05이고, 또한 G4전극(5)의 전극길이와 G4전극의 개공직경(앞단계 집속렌즈구경)과의 비율B가 0.15이며, 도 3에 표시한 사선영역내의 값이다.

본 실시예에 의하면, 대전류 즉 음극전류 300㎂에서의 빔스폿직경이 0.57㎜, 또 음극전류 500㎂에 있어서의 빔스폿직경은 0.70㎜이다. 또, 저전류, 즉 음극전류 100㎂에서의 빔스폿직경이 0.45㎜이다. 본 실시예에서는 화면위에서 모아레를 거의 눈으로 볼 수 없다.

Claims

형광면을 향해서 3개의 전자빔을 발생하기 위한 음극, 제어전극인 제 1전극 및 제 2전극이 이 순서로 배치되고, 또 상기 음극을 가열하는 히터를 적어도 구비한 전자빔발생수단과, 상기 3개의 전자빔을 형광면에 집속시키기 위한, 앞단계 집속렌즈를 형성하는 G3전극과 G4전극 및 G5전극과, 주렌즈를 형성하는 제 5전극과 제 6전극을 가지고, 상기 제 2전극과 제 4전극, 제 3전극과 제 5전극이 각각 전기적으로 접속된 인라인형 전자총을 구비한 컬러음극선관에 있어서, 상기 제 1전극의 구멍직경이 0.45㎜이하이고, 또한 상기 제 2전극의 관축방향의 길이와 구멍직경의 비율A와, 상기 제 4전극의 관축방향의 길이와 제 4전극의 개공직경과의 비율 B의 관계를, 등식

40A+88B-57=0

100A-260B-22=0

100A+176B-112=0

B-0.125=0

으로 표시되는 4개의 직선으로 둘러싸인 영역에 있는 것을 특징으로 하는 컬러음극선관.
제1항에 있어서, 상기 인라인형 전자총의 주렌즈를 형성하는 제 5전극과 제 6전극이 대략 긴원형의 개구단면을 가진 통형상전극이며, 상기 통형상전극 내부에 전자빔통과영역을 가진 판형상전극을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 컬러음극선관.
제2항에 있어서, 상기 제 5전극과 제 6전극의 개구부가 3개의 전자빔에 대해서 공통의 단일개구로 이루어진 것을 특징으로 하는 음극선관.
제1항에 있어서, 상기 제 5전극이 복수의 부분으로 분할되어 있고, 분할된 제 5전극에 편향요크로 흐르는 전류에 동기한 전압이 인가되어 있는 것을 특징으로 하는 컬러음극선관.
제1항에 있어서, 상기 제 1전극의 구멍직경이 0.37㎜이하인 것을 특징으로 하는 컬러음극선관.
제1항에 있어서, 상기 제 1전극의 구멍직경이 0.35㎜이하인 것을 특징으로 하는 음극선관.
형광면을 향해서 R, G, B 3개의 전자빔을 발생하기 위한 음극과, 제어전극인 제 1전극 및 제 2전극이 이 순서로 배치되고, 또 상기 음극을 가열하는 히터를 적어도 구비한 전자빔발생수단과, 상기 3개의 전자빔을 형광면에 집속시키기 위한, 앞단계 집속렌즈를 형성하는 제 3전극과 제 4전극 및 제 5전극과, 주렌즈를 형성하는 제 5전극과 제 6전극을 가지고, 상기 제 2전극과 제 4전극, 제 3전극과, 제 5전극이 각각 전기적으로 접속된 인라인형 전자총을 구비한 컬러음극선관에 있어서, 상기 그린전자빔이 통과하는 제 1전극의 구멍직경이 0.45㎜이하이고, 또한 상기 제 2전극의 관축방향의 길이와 그린전자빔이 통과하는 구멍직경과의 비율A와, 상기 제 4전극의 관축방향의 길이와 그린전자빔이 통과하는 G4전극의 개공직경과의 비율B의 관계가, 등식

40A+88B-57=0

100A-260B-22=0

100A-176B-112=0

B-0.125=0

으로 표시되는 4개의 직선으로 둘러싸인 영역에 있는 것을 특징으로 하는 컬러음극선관.
제7항에 있어서, 상기 인라인형 전자총의 주렌즈를 형성하는 제 5전극과 제 6전극이 대략 긴원형의 개구단면을 가진 통형상전극이고, 상기 통형상전극내부에 전자빔통과영역을 가진 판형상전극을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 컬러음극선관.
제7항에 있어서, 상기 제 5전극과 제 6전극의 개구부가 3개의 전자빔에 대해서 공통의 단일개구로 이루어지는 것을 특징으로 하는 컬러음극선관.
제7항에 있어서, 상기 제 5전극이 복수의 부분으로 분할되어 있고, 분할된 제 5전극에 편향요크로 흐르는 전류에 동기한 전압이 인가되어 있는 것을 특징으로 하는 컬러음극선관.
제7항에 있어서, 상기 제 1전극의 구멍직경이 0.37㎜이하인 것을 특징으로 하는 컬러음극선관.
제7항에 있어서, 상기 제 1전극의 구멍직경이 0.35㎜이하인 것을 특징으로 하는 컬러음극선관.