KR100301323B1

KR100301323B1 - 칼라수상관

Info

Publication number: KR100301323B1
Application number: KR1019980022235A
Authority: KR
Inventors: 히사카즈 오카모토
Original assignee: 니시무로 타이죠; 가부시끼가이샤 도시바
Priority date: 1997-06-10
Filing date: 1998-06-10
Publication date: 2001-09-22
Also published as: CN1165947C; TW388052B; MY120155A; US6069438A; DE69814739T2; JPH1167123A; DE69814739D1; CN1206219A; EP0884756A1; KR19990006969A; EP0884756B1

Abstract

본 발명은 칼라 수상관에 관한 것으로서, 특히 인라인형 전자총을 구비하여 컨버젼스 특성을 향상시킨 인라인형 칼라 수상관에 관한 것으로, 컨버젼스 자석(32)은 일렬 배치의 3전자 빔에 작용하는 외부 자계를 실드하기 위해서, Z축방향으로 연장된 한쌍의 제 1 자성체(33A, 33B)가 X축 위에서 서로 대향하도록 배치되어 있고, 링형상의 6극 자석 플레이트(30)의 내면에는 Y축 부근에서 대향하는 한쌍의 제 2 자성체(60A, 60B)가 배치되어 있으며, 이에 의해 양 사이드 빔에 작용하는 힘의 성분을 저감하지 않고 센터 빔에 작용하는 힘의 성분을 저감할 수 있어, 원하지 않는 센터 빔의 이동을 방지할 수 있는 것을 특징으로 한다.

Description

칼라 수상관{COLOR PICTURE TUBE}

본 발명은 칼라 수상관에 관한 것으로, 특히 인라인형 전자총을 구비하여 컨버젼스 특성을 향상시킨 인라인형 칼라 수상관에 관한 것이다.

일반적으로 인라인형 칼라 수상관은 도 1 및 도 2에 나타난 바와 같이 패널(1)과 이 패널(1)에 연접하는 퍼넬(2)로 이루어지는 외관용기를 갖고 있다. 패널(1)의 내면에는 적(R), 녹(G), 청(B)으로 각각 발광하는 삼색 형광체층으로 이루어지는 형광면(3)이 설치되고, 이 형광체면(3)에 근접 대향하여 섀도우 마스크(4)가 배치되어 있다.

또, 퍼넬(2)의 넥(5) 속에는 수평축, 즉 X축과 동일 축위에 배열된 3개의 전자 빔을 방출하는 인라인형 전자총이 배치되어 있다.

또한, 퍼넬(2)에서 넥(5)에 걸친 외부둘레에 장착된 편향장치(6)의 후단부에는 서로 대향하도록 배치된 1조의 N극 및 S극으로 이루어지는 2극 자석(7)이 배치되어 있다. 이 2극 자석(7)은 랜딩 조정에 사용된다.

넥(5)의 바깥쪽에는 컨버젼스 자석(8)이 배치되어 있다. 이 컨버젼스 자석(8)은 적어도 2조의 N극 및 S극으로 이루어지는 4극의 정자계를 발생하는 한쌍의 링형상의 자석 플레이트(11)와, 3조의 N극 및 S극으로 이루어지는 6극의 정자계를 발생하는 한쌍의 링형상의 자석 플레이트(10)을 갖고 있다.

이렇게 2극 자석(7) 및 컨버젼스 자석(8)은 무편향 시에 전자총에서 방출된 일렬 배열의 3전자 빔 즉 센터 빔으로서의 녹색용 전자 빔과, 사이드 빔으로서의 적색용 전자 빔 및 청색용 전자 빔을 형광면(3)의 중앙에서 정합하여, 충분한 색순도 및 컨버젼스를 달성할 수 있도록 조정하고 있다.

그리고, 이 3전자 빔이 편향장치(6)에 의해 편향되어 형광면을 주사함으로써 형광면(3) 위에 칼라 화상이 재현된다.

이러한 인라인형 칼라 수상관에 있어서는 전자총의 캐소드부분에 자성재료가 이용되고 있기 때문에, 전자 빔이 지자기(地磁氣)와 같은 외부자계의 영향을 받기 쉽다. 또, 조정시와는 다른 방향에 배치하여 사용한 경우나 지자기 조건이 다른 지역에서 사용한 경우에는 외부자계의 조건이 다르다. 예를 들면, 사용 환경에 있어서 지자계와 같은 외부로부터의 정자계가 넥부 속으로 진입하여 그 관축, 즉 Z축방향으로 쇄교(鎖交)하는 성분이 발생한 경우, 3전자 빔 중 사이드 빔에 대하여 각각 역방향의 힘이 작용한다. 즉, 각각의 사이드 빔에 대하여 수직방향, 즉 Y축방향의 양의 방향과 음의 방향에 힘이 작용하기 때문에, 사이드 빔에 의해 형광 대면에 표시되는 적화상과 청화상이 상대적으로 위 아래에서 어긋나는 문제가 있다. 이 때문에 관축방향에서 쇄교하는 외부 자계의 성분을 실드하기 위해서 넥의 수평축 상의 양 바깥쪽에 관축방향을 따라서 긴 한쌍의 자성체(9)가 배치된다.

이 자성체(9)는 도 2에 나타난 바와 같이 전자 빔의 궤도에 가능한 가깝게하기 위해서 컨버젼스 자석(8)에서 통형상의 홀더(H)의 내면에 접촉하여 관축방향을 따라서 고정된다.

한편, 6극 자석 플레이트(10)는 링형상의 자석 플레이트 상에 같은 간격으로 그리고 교대로 배치된 N극 및 S극의 합계인 6개의 극에 의해, 도 3에 나타난 바와 같은 분포의 자계를 발생한다. 이 자계는 그 분포에 의해 양 바깥측의 전자 빔 즉, 사이드 빔에 동일방향의 힘을 부여하고, 사이드 빔의 궤도를 변하게 할 수 있다. 한편, 센터 빔의 궤도 위, 즉, 칼라 수상관의 중심축 위에서 자계강도는 상쇄되어 거의 제로가 되고, 궤도를 변화시키는 힘이 작용하지 않도록 설계되어 있다.

상술한 바와 같이 3전자 빔의 궤도를 보정하기 위한 정자계를 형성하는 컨버젼스 자석과 외부 자계를 실드하기 위한 자성체를 한정된 넥부의 크기 속에서 배치하면, 도 2에 나타난 바와 같이 자성체와 자석 플레이트가 관축방향의 일부에서 겹치는 위치가 생긴다.

이렇게 자성체와 자석 플레이트가 근접하여 배치된 경우, 자석 플레이트, 특히 6극 자석 플레이트의 자극의 작용에 의해 자성체가 자기를 띠게 됨으로써 이하와 같은 문제가 생긴다.

도 4는 전자 빔을 수직축의 윗방향 즉, Y축방향의 ＋방향으로 보정할 때의 6극 자석 플레이트가 형성하는 자계의 분포 및 자성체가 자기를 띠는 모습을 나타내고 있다. 여기에서 ＋ 및 －의 방향은, 도 4에서 점 "0"에서 교차하는 X-Y축을 도 4의 면에서 보았을 때에 화살표가 붙어 있는 방향을 ＋방향으로 하고, 화살표와는 반대방향을 －방향으로 한다.

이 도 4의 경우에는 수평축 즉, X축위에 6극 자석 플레이트(10)의 N극 및 S극이 대향하도록 배치한다. 이 때, X축 위에 대향 배치되어 있는 자성체(9A, 9B)는 각각 6극 자석 플레이트(10)의 N극 및 S극에 근접하여 배치되어 있다. 이 때문에 도 4에 확대하여 나타낸 바와 같이 6극 자석 플레이트(10)의 극에 근접하는 자성체(9A, 9B)의 부분은 자석 플레이트 극과는 반대 극성으로 자화한다. 자성체 전체는 길이방향 즉, Z방향을 따라서 자화하고, 그 결과 자성체의 전단부(前端部), 즉 자석 플레이트에 근접하는 측의 단부 및 자성체의 후단부에는 2극 자계가 발생한다. 즉, X ＋측에 위치하는 자성체(9A)의 자석 플레이트의 N극에 접하는 면에 S극이 발생하고, 자성체(9A)의 전단부 및 후단부에는 N극이 발생한다. 동일하게 X －측에 위치하는 자성체(9B)의 자석 플레이트의 S극에 접하는 면에 N극이 발생하고, 자성체(9B)의 전단부 및 후단부에는 S극이 발생한다.

이에 의해 자성체(9A, 9B)의 후단부에서는 자성체(9A)에서 자성체(9B)를 향하는 자계 즉, X축방향을 따라서 ＋측에서 －측을 향하는 자계가 형성된다. 이러한 자계에 의해 자성체의 후단부를 통과하는 전자 빔에 대해서는 윗방향의 힘이 작용한다.

또, 자석 플레이트(10)의 면부근에서는, X축 위에 위치하는 극의 자속이 자성체에 유도되기 때문에 자석 플레이트(10)가 형성하는 X축위의 ＋측에서 －측을 향하는 자계는 약하다. 자석 플레이트(10)는 상술한 바와 같이 자성체가 배치되지 않은 상태에서 수평축 위의 2극과 Y축 부근의 4극과의 자계 균형에 의해 센터 빔의 궤도 위에서 자계 강도가 제로가 되도록 설계되어 있지만, 자성체가 배치되는 경우, X축 위의 자계가 약하기 때문에, 자석 플레이트(10)에서 Y축 부근의 4극이 발생하는 X축방향의 －측에서 ＋축을 향하는 자계가 상대적으로 강해진다. 결국, 자성체의 전단부에서는 후단부와 동일하게 X축상의 ＋측에서 －측으로의 자계가 발생하지만, Y축부근의 4극이 발생하는 X축방향 －측에서 ＋측으로의 자계가 강하기 때문에, 센터 빔의 궤도 상에서의 자계의 총계에서 X축 방향 －측에서 ＋측으로의 자계가 발생하고 있다.

결국, 자석 플레이트(10)의 근방의 사이드 빔의 궤도 상에서는 X＋에서 X－방향의 자계, 센터 빔 궤도 상에서는 X－에서 X＋방향의 자계가 발생하여, 사이드 빔과 센터 빔과의 궤도 상에서 자석 자계의 방향이 서로 반대가 된다.

이 때문에 자석면에서 자계의 전자 빔으로의 작용을 고려하면, 사이드 빔은 윗방향으로, 센터 빔은 아랫방향으로 각각 반대방향의 전자력을 받는다.

그 결과, 6극 자석에 의한 전자 빔 궤도의 조정 시에 자성체가 없는 상태에서 센터빔의 이동이 제로로, 양 사이드 빔을 Y축방향 ＋측으로 1.3㎜ 이동할 수 있는 자석 플레이트에 있어서 자성체를 장착하면, 양 사이드 빔이 Y축방향 ＋측으로 0.5㎜ 이동하고 센터 빔이 Y축방향 －측으로 0.8㎜ 이동한다.

이것은 자석 플레이트의 조작성을 악화시키는 것 뿐만 아니라, 2극 자석에 의한 랜딩 조정후의 6극 보정시에 센터 빔의 이동이 발생하기 때문에, 다시 2극 자석에 의해 랜딩의 조정을 실시할 필요가 생기고, 조정작업 효율을 저하시킨다.

이렇게 자성체의 장착시에 있어서 수직방향으로의 전자 빔의 궤도 보정에 있어서 양 사이드 빔의 이동량이 저하함과 동시에 센터 빔이 사이드 빔과는 반대방향으로 이동한다고 하는 문제가 생긴다.

본 발명의 목적은 조작성이 양호함과 동시에 조정 효율이 뛰어난 칼라 수상관을 제공하는 데에 있다.

도 1은 종래의 인라인형 칼라 수상관의 전체의 구조를 개략적으로 나타내는 측면도,

도 2는 도 1에 나타난 종래의 인라인형 칼라 수상관의 컨버젼스 자석을 개략적으로 나타내는 사시도,

도 3은 도 2에 나타난 6극 자석 플레이트가 형성하는 자계 분포의 모습을 나타내는 도면,

도 4는 도 2에 나타난 컨버젼스 자석과 자성체와의 배치 위치의 관계를 나타내는 도면,

도 5는 본 발명의 인라인형 칼라 수상관의 전체 구조를 개략적으로 나타내는 측면도,

도 6은 도 5에 나타난 인라인형 칼라 수상관의 넥에 구비되는 전자총의 구조를 개략적으로 나타내는 일부 단면도,

도 7은 도 5에 나타난 본 발명의 인라인형 칼라 수상관의 컨버젼스 자석을 개략적으로 나타내는 사시도,

도 8은 도 7에 나타난 컨버젼스 자석과 제 1 및 제 2 자성체의 배치 위치의관계를 나타내는 사시도,

도 9는 도 8에 나타난 제 1 및 제 2 자성체의 변형예 및 그 배치를 나타내는 사시도,

도 10은 종래 인라인형 칼라 수상관의 전자 빔 궤도상의 수평방향 자계강도를 나타내는 그래프,

도 11은 본 발명의 인라인형 칼라 수상관의 전자 빔 궤도상의 수평방향 자계강도를 나타내는 그래프,

도 12는 종래의 인라인형 칼라 수상관의 전자 빔 궤도상의 수평방향 자계 강도를 나타내는 그래프,

도 13은 제 2 자성체가 배치되는 점유 각도를 설명하기 위한 도면, 및

도 14는 자성체의 점유 각도와 센터 빔 및 사이드 빔의 이동량과의 관계를 나타내는 그래프이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

21: 패널 22: 퍼넬

23: 형광면 24: 섀도우 마스크

25: 넥 30: 자석 플레이트(6극)

31: 자석 플레이트(4극) 32: 컨버젼스 자석

33A, 33B: 제 1 자성체 34: 스템 핀

36: 편향장치 37: 2극 자석

40: 전자총 41R, 41G, 41B: 전자 빔

50: 홀더 51: 조임 밴드

52: 조임 나사 60A, 60B: 제 2 자성체

본 발명에 의하면,

내면에 형광체면이 형성된 패널과 이 패널에 퍼넬을 통해서 연접하는 넥으로 이루어지는 외관용기,

상기 넥 속에 설치되어 수평축 위에 배열된 복수의 전자 빔을 상기 패널을 향하는 관축방향으로 방출하는 캐소드를 포함하는 전자총,

상기 넥의 바깥쪽에 설치되어 상기 전자총의 근방에 6극 자계를 발생하는 자석 플레이트를 적어도 갖는 컨버젼스 자석,

상기 넥의 바깥쪽의 상기 수평축 위에 상기 전자총을 사이에 두고 대향하도록 설치되어 상기 관축방향으로 연장된 한쌍의 제 1 자성체, 및

상기 자석 플레이트 근방에서 상기 수평축을 X축으로 하고 상기 수평축 및 관축에 대하여 직교하는 수직축을 Y축으로 할 때, X－Y 평면내에 있어서, 상기 Y축 근방에 소정의 범위에 걸쳐 배치된 한쌍의 제 2 자성체를 구비한 것을 특징으로 하는 칼라 수상관이 제공된다.

또, 본 발명에 의하면,

내면에 형광체 면이 형성된 패널과 이 패널에 퍼넬을 통해서 연접하는 넥으로 이루어지는 외관용기,

상기 넥의 바깥쪽에 설치되어, 상기 전자총 근방으로 6극 자계를 발생하는 자석 플레이트를 적어도 갖는 컨버젼스 자석,

상기 자석 플레이트의 근방에서 상기 수평축을 X축으로 하고, 상기 수평축 및 관축에 대하여 직교하는 수직축을 Y축으로 하며, 상기 관축을 Z축으로 하여, 상기 X축과 Y축과 Z축과의 교점을 원점으로 할 때, X－Y평면 내에 있어서 상기 원점을 중심으로 하는 원주상의 Y축의 근방에 Y축을 대칭축으로서 25도 이상, 40도 이하의 각도 범위에 걸쳐서 X－Z평면에 대하여 대칭이 되도록 배치된 한쌍의 제 2 자성체를 구비한 것을 특징으로 하는 칼라 수상관이 제공된다.

본 발명의 칼라 수상관에 의하면, 자석 플레이트의 근방에 있어서 수평축을 X축으로 하고, 수평축 및 관축에 대하여 직교하는 수직축을 Y축으로 한 때, X－Y평면 내에 있어서, Y축 근방에 소정의 범위에 걸쳐서 제 1 자성체와는 불연속이 되도록 한쌍의 제 2 자성체가 배치되어 있다. 보다 구체적으로는 관축을 Z축으로 하고, X축과 Y축과 Z축과의 교점을 원점으로 한 때, X－Y 평면 내에 있어서, 원점을 중심으로 하는 원주상의 Y축 근방에 Y축을 대칭축으로 하여 ±25도 이상, ±40도 이하의 각도 범위에 걸쳐서 X－Z 평면에 대하여 대칭이 되도록 한쌍의 제 2 자성체가 배치되어 있다.

이 때문에 전자총에서 방출되는 복수의 전자 빔 중 센터 빔의 양 사이드 빔에 작용하는 자계를 줄이지 않고, 센터 빔에 작용하는 자계를 억제하는 것이 가능해지며, 원하지 않는 센터 빔의 이동을 줄일 수 있다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명에 관한 칼라 수상관, 특히 인라인형 전자총을 구비한 인라인형 칼라 수상관의 실시예에 대하여 상세하게 설명한다.

이 실시예에 관한 인라인형 칼라 수상관은 도 5 및 도 6에 나타난 바와 같이 패널(21)과, 이 패널(21)에 연접하는 퍼넬(22), 이 퍼넬(22)에 연접하는 직경이 작은 단부로서의 넥(25)으로 이루어지는 외관용기를 갖고 있다. 패널(21)의 내면에는 적(R), 녹(G), 청(B)으로 각각 발광하는 삼색 형광체층으로 이루어지는 형광면(23)이 설치되고, 이 형광체면(23)에 근접 대향하여 다수의 전자 빔 통과구멍을 갖는 섀도우 마스크(24)가 배치되어 있다.

또, 외관용기의 넥(25)의 내부에는 도 6에 나타난 바와 같이 수평축 즉 X축의 동일축 위에 배열된 3개의 전자 빔을 방출하는 인라인형 전자총(40)이 배치되어 있다. 이 인라인형 전자총(40)은 히터가 내장된 일렬 배치의 3개의 캐소드를 구비하고, 이 캐소드에서 형광면 방향으로 차례로 각 캐소드로부터의 전자 빔을 제어, 집속, 가속하는 복수의 전극을 갖고, 각 전극이 캐소드와 함께 절연 지지체에 고정되어 지지되고 있다. 또, 넥(25)의 후단부에는 인라인형 전자총(40)에 소정 전압을 공급하기 위한 스템 핀(34)이 설치되어 있다.

또한, 퍼넬(22)에서 넥(25)에 걸친 외부 둘레에는 편향장치(36)가 장착되어 있다. 이 편향장치(36)는 한쌍의 새들(saddle)형 수평 편향 코일과 한쌍의 새들형 수직 편향 코일을 갖고 있다. 수평 편향코일은 핀 쿠션(pin cushion)형의 편향자계를 형성하고 수직편향 코일은 배럴형의 편향자계를 형성한다.

그리고, 인라인형 전자총(40)과 비제일(非齊一) 자계를 형성하는 편향장치를 조합시킴으로써 전자총에서 방출되는 3개의 전자 빔(41R, 41G, 41B)을 패널(21) 내면에 형성된 형광면(23) 위에서 일치시키는 이른바 셀프 컨버젼스를 달성할 수 있다.

편향장치(36)의 후단부에는 서로 대향하도록 배치된 1조의 N극 및 S극으로 이루어지는 링형상의 2극 자석(37)이 배치되어 있다. 이 2극 자석(37)에 의해 형성되는 자계는 전자 빔의 축 어긋남 즉 전자 빔의 섀도우 마스크에 대한 입사각의 어긋남을 조정하고, 형광면 위에 형성된 각 색마다의 형광체 도트에 각각 대응하는 전자 빔을 쏘아 충돌시킨다. 즉, 2극 자석(37)은 이러한 랜딩 조정에 사용된다.

2극 자석(37)과 넥(25)의 후단의 사이의 넥(25)의 바깥쪽에는, 도 6 및 도 7에 나타난 바와 같이 컨버젼스 자석(32)이 배치되어 있다. 이 컨버젼스 자석(32)은 적어도 2조의 N극 및 S극으로 이루어지는 4극의 정자계를 발생하는 한쌍의 링형상의 자석 플레이트(31)와, 3조의 N극 및 S극으로 이루어지는 6극의 정자계를 발생하는 한쌍의 링형상의 자석 플레이트(30)를 갖고 있다. 이 4극 자석 플레이트(31)와 6극 자석 플레이트(30)가 형성하는 정자계는, 일렬 배열의 3전자 빔 중 특히 사이드 빔에 대하여 수평방향 및 수직방향으로 작용하고, 센터 빔으로서의 녹색용 전자 빔(41G)의 양 바깥쪽에 사이드 빔 즉 적색용 전자 빔(41R) 및 청색용 전자 빔(41B)이 균등하게 배열되도록 3전자 빔을 정합한다.

이렇게 2극 자석(37) 및 컨버젼스 자석(32)은 무편향 시에 전자총(40)에서 방출된 일렬 배열의 3전자 빔을 형광면(3)의 중앙에서 충분한 색순도 및 컨버젼스를 달성할 수 있도록 3전자 빔을 조정하고 있다.

그리고, 이 3전자 빔을 편향장치(36)에 의해 편향, 주사함으로써 형광면(3) 위에 칼라 화상을 재현하고 있다.

이러한 인라인형 칼라 수상관에 있어서는 전자총에서 방출된 전자 빔에 악영향을 부여하는 지자기와 같은 외부 자계, 특히 Z축 방향을 따른 외부 자계를 실드하기 위해서 도 7에 나타난 바와 같이 넥(25)의 X축상의 양 바깥쪽에는 Z축방향을 따라서 긴 한쌍의 제 1 자성체(33A, 33B)가 배치된다.

컨버젼스 자석(32)은, 넥부(25)에 설치되기 위한 원통형상의 홀더(50)에 설치된 정자계를 발생하는 링형상 자석 플레이트를 갖고 있다. 이 컨버젼스 자석(32)은 적어도 6극 자석 플레이트(30)와 4극 자석 플레이트(31)를 갖고 있다.

이 컨버젼스 자석(32)은 2장으로 1조의 6극 자석 플레이트(30) 및 4극 자석 플레이트(31)로 구성되고, 2장의 6극 자석 플레이트(30)의 그 극사이의 열린 각을 조정하는 손잡이가 일치되면, 2장의 자계가 서로 없어져, 자석이 발생하는 자계가 최소가 된다. 동일하게 2장의 4극 자석 플레이트(31)의 그 극사이의 열린 각을 조정하는 손잡이 부분이 일치되면, 2장의 자계가 서로 없어져, 자석이 발생하는 자계가 최소가 된다. 4극 자석 플레이트(31)는 그 열린 각이 90도인 때에 최대의 자계를 발생한다. 또, 6극 자석 플레이트(30)는 그 열린 각이 60도인 때에 최대의 자계를 발생한다.

이 컨버젼스 자석(32)에 있어서는 통형상 홀더(50)에 스템 핀(34)측에서 6극 자석 플레이트(30), 4극 자석 플레이트(31) 및 고정링이 차례로 배치되어 있다. 또, 6극 자석 플레이트(30)와 4극 자석 플레이트(31) 사이에는 제 1 분할 스페이서가 배치되고 4극 자석 플레이트(31)와 고정 링 사이에는 제 2 분할 스페이서가 배치되어 있다.

이러한 구조를 갖는 컨버젼스 자석(32)은 홀더(50)의 단부를 조임 밴드(51)와 조임 나사(52)를 이용하여 넥(25)에 고정한다.

제 1 자성체(33A, 33B)는 원통형상의 홀더(50)의 내면에서 X축 위를 따라서 서로 대향하도록 고정된다.

이 실시형태에서는 제 1 자성체(33A, 33B)는 냉간 압연 규소 강판을 이용하여 형성되고, 그 크기의 일례로서 판두께가 0.35㎜, 길이 35㎜, 폭이 4㎜이다.

또, 도 7에 나타난 바와 같이 6극 자석 플레이트(30)에서 Z축을 향하여 0.5㎜ 떨어진 위치에 있어서 홀더(50)의 내면에는 X－Y평면에 있어서 Y축을 중심으로서 ±30도의 범위에 대향 배치된 한쌍의 제 2 자성체(60A, 60B)가 배치되어 있다. 이 제 2 자성체(60A, 60B)는 6극 자석 플레이트(30)의 내형(內形)과 대략 동일한 곡률로 정형된 판형상 부재, 예를 들면 폭 0.5㎜, 판두께 0.25㎜의 냉간 압연 규소 강판에 의해 형성되어 있다.

도 8은 전자 빔에 수직축의 위쪽방향 즉 Y축방향의 ＋방향의 화살표로 나타낸 것과 같은 힘이 부여되도록 전자 빔이 보정된 때의 6극 자석 플레이트와, 제 1 및 제 2 자성체(33A, 33B, 및 60A, 60B)의 위치관계를 나타내고 있다. 도 8에 있어서 X, Y, Z축에 관하여 플러스(＋)측이라 칭하는 경우는, 도 8에 있어서 각 축의 화살표가 향하는 방향을 나타내고, 또 Y, Z축에 관하여 마이너스(－)측이라 칭하는 경우는 도 8에 있어서 각 축의 화살표와는 반대 방향을 나타내고 있다.

이 경우, 6극 자석 플레이트(30)는 수평축 즉 X축 위에서 6극 자석 플레이트(30)의 N극 및 S극이 서로 대향되도록 배치된다. 이 때, X축 위에 대향하여 배치되어 있는 제 1 자성체(33A, 33B)의 전단부 즉 Z축 －측의 단부는 각각 6극 자석 플레이트(30)의 N극 및 S극에 근접된다. 이 때문에 6극 자석 플레이트(30)의 극에 근접하는 제 1 자성체(33A, 33B)의 부분은 자석 플레이트의 극과는 반대 극성으로 자화된다.

제 1 자성체 전체는 길이방향 즉 Z축 방향을 따라서 자화되고, 그 결과 제 1 자성체의 전단부 즉 Z축의 －측의 단부 및 자성체의 후단부 즉 Z축의 ＋측 단부에는 2극 자계가 발생된다.

즉, X축의 ＋측에 위치하는 제 1 자성체(33A)의, 6극 자석 플레이트(30)의 N극에 접하는 면에 S극이 발생하고, 제 1 자성체(33A)의 전단부 및 후단부에는 N극이 발생한다. 동일하게 X축의 －측에 위치하는 제 1 자성체(33B)의, 6극 자석 플레이트(30)의 S극에 접하는 면에 N극이 발생하고, 제 1 자성체(33B)의 전단부 및 후단부에는 S극이 발생한다.

이에 의해 자성체(33A, 33B)의 후단부에서는 자성체(33A)에서 자성체(33B)를 향하는 자계 즉 X축방향을 따라서 ＋측에서 －측으로 향하는 자계가 형성된다. 이러한 자계에 의해 제 1 자성체(33A, 33B)의 후단부를 통과하는 전자 빔에 대해서는 Y축에 따른 윗방향의 힘이 작용한다.

또, 6극 자석 플레이트(30)의 면 부근에서는 X축 위에 위치하는 극의 자속이 제 1 자성체(33A, 33B)에 유도되기 때문에 6극 자석 플레이트(30)가 형성하는 X축 위의 ＋측에서 －측을 향하는 자계는 약해진다.

또한, 6극 자석 플레이트(30)의 내면측에 배치된 제 2 자성체(60A, 60B)는 6극 자석 플레이트의 Y축의 양측으로 4극을 발생하지만, 이 4극에 의해 생기는 X축방향의 －측에서 ＋측으로 향하는 자계를 우회하게 된다. 이에 의해 Y축 부근의 4극이 발생하는 자계 중 센터 빔 궤도 상에 쇄교하는 Y축방향 －측에서 ＋측을 향하는 자계는 감소된다.

결국, 제 1 자성체(33A, 33B) 및 제 2 자성체(60A, 60B)가 6극 자석 플레이트(30)에 근접하여 배치됨으로써 수평축 위의 2극이 발생하는 X축 방향의 ＋측에서 －측으로 향하는 자계가 약해지고, 또 Y축 부근의 4극이 발생하는 X축방향의 －측에서 ＋측으로 향하는 자계가 약해진다. 이 때문에 6극 자석 플레이트(30)의 6극이 발생하는 자계 중 센터 빔의 궤도 상에 작용하는 자계 강도는 상대적으로 대략 제로로 할 수 있다.

이 때문에 6극 자석 플레이트(30)는 통상, 제 1 및 제 2 자성체(33A, 33B 및 60A, 60B)가 배치되지 않은 상태에서 수평축 상의 2극과 Y축 부근의 4극의 자계의균형에 의해 센터 빔의 궤도 상에서 자계 강도가 제로가 되도록 설계되어 있지만, 제 1 및 제 2 자성체가 배치된 후라도 센터 빔의 궤도 상에 작용하는 자계 강도를 상대적으로 대략 제로로 하는 것이 가능해진다. 이것에 의해 2극 자석에 의한 랜딩 조정후의 6극 보정시에 센터 빔이 크게 이동하는 것이 방지되어 다시 2극 자석에 의한 랜딩 보정을 실시할 필요가 없어진다.

도 8에 있어서 제 2 자성체(60A, 60B)는 플레이트 형상으로 6극 자석 플레이트(30)의 내부 둘레를 따라서 배치되어 있다. 이에 대하여 도 9에 나타난 바와 같이 제 2 자성체(60A, 60B)는 원호 막대형상으로 6극 자석 플레이트(30)의 링형상의 외부표면에 대향, 또는 접촉하도록 배치되어도 좋다. 이러한 원호 막대형상의 제 2 자성체(60A, 60B)라도 도 9에 나타난 바와 같이 수평축 상의 2극이 발생하는 X축 방향의 ＋측에서 －측을 향하는 자계가 약해지고, 또 Y축 부근의 4극이 발생하는 X축 방향의 －측에서 ＋측을 향하는 자계가 약해진다. 이 때문에 6극 자석 플레이트(30)의 6극이 발생하는 자계 중 센터 빔의 궤도상에 작용하는 자계 강도는 상대적으로 대략 제로로 할 수 있다. 도 8 및 도 9에 나타낸 상기 한쌍의 제 2 자성체(60A, 60B)는 상기 자석 플레이트(30)의 내면의 곡률에 대략 동일한 곡률을 갖는 원호 플레이트 형상 또는 막대형상으로 형성되는 것이 바람직하다.

도 10에는 종래의 칼라 수상관에서 일렬 배치의 3전자 빔의 각 궤도상에서 수평방향 자계의 강도 분포 곡선이 나타나고, 도 11에는 이 실시형태의 칼라 수상관에서 일렬 배치의 3전자 빔의 각 궤도 상에 있어서 수평방향 자계의 강도분포 곡선이 나타나 있다.

도 10 및 도 11에 나타난 그래프의 가로축은 관축방향 즉 Z축방향의 위치를 나타내고, "0"이 6극 자석 플레이트의 중심 위치이고, 음이 편향장치측, 양이 스템 핀측이다. 또, 세로축은 3전자 빔 중 센터 빔 및 사이드 빔의 각 궤도 상에 있어서 자계 강도의 상대값을 나타내고, 부호는 자계의 방향을 나타내고 있다. 양은 X축 상의 ＋방향으로 향하는 자계를 나타내고, 음은 X축 상의 －방향으로 향하는 자계를 나타내고 있다.

도 10 및 도 11에서는 각 자계 분포 곡선의 적분값이 각 전자 빔에 작용하는 자계 강도에 상당하고 이에 의해 전자 빔의 Y축방향의 이동량이 결정된다.

도 10에 나타난 예는 컨버젼스 자석에 제 1 자성체만이 배치된 예이고, 제 1 자성체의 전단부는 6극 자석에 근접 배치되어 있다. 이 경우, 제 1 자성체가 설치된 스템 핀측의 영역에 있어서 센터 빔 및 사이드 빔의 각각의 궤도상에 음의 자계가 발생하고 있고, 6극 자석 위치 근방에서 전방(前方)에 걸쳐 센터 빔의 궤도 상에 강한 양의 자계가 발생하고 있다. 센터 빔의 궤도상에서는 상대적으로 양의 자계 강도 쪽이 강하기 때문에 센터 빔에 대하여 아래방향 즉 Y축방향의 음의 방향으로 힘이 작용한다. 따라서, 센터 빔의 이동량을 감소시키기 위해서는 이 양의 자계 강도를 감소시킬 필요가 있다.

도 11에 나타낸 예는 도 8에 나타난 바와 같이 제 1 자성체 및 제 2 자성체를 구비한 컨버젼스 자석의 예이다. 이 경우, 6극 자석의 근방에서는 제 2 자성체의 작용에 의해 양의 자계가 감소하고, 센터 빔의 궤도상에서 양 및 음의 자계 성분이 상쇄된다. 이 때문에 상대적으로 총계에서는 센터 빔에 작용하는 힘을 최소한으로 억제하는 것이 가능해진다.

이 실시형태에서는 전자 빔의 이동량은 양 사이드 빔이 Y축 방향의 ＋측으로 1.3㎜이고, 센터 빔이 Y축 방향의 －측으로 0.2㎜이다. 이 때의 랜딩의 변화량은 2㎛이고, 허용 조정 오차의 범위내이다.

이것은 Y축 근방의 4극에서 발생하고 있는 자계가 제 2 자성체에 의해 인접하는 극에 우회되기 때문이고, 이에 의해 6극 자석 플레이트가 센터 빔의 궤도 상에 작용하는 X축방향의 －측에서 ＋측으로 향하는 자계와, ＋측에서 －측으로 향하는 자계의 강도가 균형된다. 자계 강도의 조정은 제 2 자성체의 판 두께, 투자(透磁)율, 폭 등에 의해 임의로 조정할 수 있다.

종래예 중에서 일본국 특개평 7－250335와 같이 6극 자석 플레이트의 근방에 링형상의 자성체를 배치한 것도 있다. 이 종래예도 6극 자석의 6부분의 자극의 강도의 균형을 조정하는 효과가 있다. 그러나 일본국 특개평 7－250335의 경우, 링형상의 자성체가 전자 빔의 통과 영역 전체를 덮고 있기 때문에 양 사이드 빔의 궤도상에서의 자계 강도도 약해지는 문제가 있다.

도 12는 일본국 특개평 7－250335에 나타난 구조의 칼라 수상관에서 일렬 배치의 3전자 빔의 각 궤도상에서의 수평방향 자계의 강도 분포 곡선이 나타나 있다. 이렇게 센터 빔의 궤도상에서 양방향의 자계는 감속하고 있지만, 양 사이드 빔의 궤도상에서의 자계도 감소하고 있다. 동일한 자력의 자석을 사용한 경우, 센터 빔의 이동량은 Y축 방향의 －측으로 0.2㎜로 감소할 수 있지만, 양 사이드 빔의 이동량도 0.6㎜까지 감소한다.

따라서 필요가 되는 양 사이드 빔의 보정량을 확보하기 위해서는 자석 플레이트의 자계 강도를 올리지 않으면 안된다. 자계 강도를 올리기 위해서는 자석 플레이트에 사용하고 있는 플라스틱 자석의 자분 비율을 올리는 등의 재설계가 필요하게 된다.

따라서 일본국 특개평 7－250335에 기재한 바와 같이 6극 자석 플레이트의 근방에 링형상으로 제 2 자성체를 배치하는 것은 바람직하지 않다.

이 실시형태에 관한 칼라 수상관에서는 도 13에 나타난 바와 같이 6극 자석 플레이트(30)의 내형과 대략 동일한 곡률로 정형된 한쌍의 제 2 자성체(60A, 60B)는 Y축 근방의 위치에만 배치되어 있다. 즉, 6극 자석 플레이트(30)가 원형의 내형을 갖는 링형상으로 형성되어 있는 경우, 제 2 자성체(60A, 60B)는 X축 및 Y축의 교점 "0"을 중심으로 한 원주를 따르는 것과 같은 형상으로 형성되어 있다. 그리고, 이 제 2 자성체(60A, 60B)는 교점 "0"을 중심으로 Y축에서 소정의 각도 범위, 즉 점유각도 ±A범위에 걸쳐 대향하여 배치된다. 제 2 자성체(60A, 60B)의 길이는 교점 "0"을 중심으로 한 점유 각도에 비례한다.

도 14는 전자 빔의 이동량과 제 2 자성체의 길이, 즉 점유각도(A)와의 관계를 나타내는 그래프이다. 이 그래프의 가로축은 Y축을 중심으로 한 한쪽의 점유각도(A)이다. 즉, 제 2 자성체의 길이는 점유 각도(A)에 대응하는 길이의 2배에 상당한다.

도 14에 나타난 바와 같이 센터 빔은 점유 각도가 20도 정도에서 이동량이 감소하고, 25도 이상에서 허용 레벨인 0.3㎜ 이하까지 감소한다. 또 사이드 빔은30도 부근에서 이동량의 감소가 시작되고, 50도 부근에서는 이동량이 제 2 자성체를 배치하지 않는 상태의 약 50% 정도까지 감소한다.

즉, 센터 빔에 대해서는 이동량을 0.3㎜ 이하로 억제하고, 사이드 빔에 대해서는 이동량의 저감을 억제하도록 하기 위해서는 제 2 자성체의 점유 각도(A)는 ±25도 이상 ±40도 이하의 범위가 적당하고 바람직하게는 제 2 자성체의 점유 각도는 ±30도 부근인 것이 바람직하다.

상술한 바와 같이 본 발명의 칼라 수상관에 의하면, 자성체의 장착 시에 있어서 수직방향으로의 전자 빔의 궤도 보정에 있어서 전자 빔에 작용하는 외부 자계를 실드하기 위해서 대향배치되는 한쌍의 제 1 자성체 외에, 6극 자석 플레이트의 내면에 수직축 부근에 대향하는 한쌍의 제 2 자성체를 배치하고 있다. 이 제 2 자성체는 6극 자석 플레이트의 내형과 대략 동일한 곡률로 정형되고, 수직축에서 ±25도 이상 ±40도 이하의 범위에 걸쳐 배치되어 있다. 이 때문에 6극 자석에서 수직축 부근의 극에서 발생되는 센터 빔을 향하는 자계가 우회된다. 따라서, 일렬 배치의 3전자 빔 중 양 사이드 빔에 작용하는 자계를 저감하지 않고 센터 빔에 작용하는 자계를 억제하는 것이 가능해진다. 이에 의해 센터 빔에 대해서는 거의 힘을 작용시키지 않고, 사이드 빔에 대해서 수직 방향으로 힘을 작용하는 것이 가능해진다.

이 때문에 컨버젼스 자석의 조작성이 양호해짐과 동시에 2극 자석에 의한 랜딩 조정 후에 6극 보정시의 센터 빔의 이동을 방지할 수 있기 때문에 다시 2극 자석에 의해 랜딩의 조정을 실시할 필요가 없어지고, 조정 효율이 뛰어난 인라인형칼라 수상관을 제공할 수 있다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 조작성이 양호함과 동시에 조정 효율이 뛰어난 칼라 수상관을 제공할 수 있다.

Claims

내면에 형광체면이 형성된 패널과, 이 패널에 퍼넬을 통해 연접하는 넥으로 이루어진 외관용기,

상기 넥 속에 설치되고, 수평축 상에 배열된 복수의 전자빔을 상기 패널을 향하는 관축방향으로 방출하는 캐소드를 포함하는 전자총,

상기 넥의 바깥쪽에 설치되어 상기 전자총의 근방에 6극 자계를 발생하는 자석 플레이트를 적어도 갖는 컨버젼스 자석,

상기 넥의 바깥쪽의 상기 수평축 상에 상기 전자총을 사이에 두고 대향하도록 부착되고, 상기 관축을 따라 연장된 한 쌍의 제 1 자성체, 및

상기 자석 플레이트의 근방에서 상기 수평축을 X축으로 하고, 상기 수평축 및 관축에 대해 직교하는 수직축을 Y축으로 하며, 상기 관축을 Z축으로 할 때, 원점을 중심으로 하는 원둘레 상의 Y축 상에서 대향하여 배치되고, 또 Y축을 대칭축으로 하여 25도 이상, 40도 이하의 각도 범위에 걸쳐 X-Y 평면에서 대칭이 되도록 연장된 한 쌍의 제 2 자성체를 구비한 것을 특징으로 하는 칼라수상관.
제 1 항에 있어서,

상기 한쌍의 제 2 자성체는 상기 자석 플레이트 내면의 곡률에 대략 동일하게 형성되는 것을 특징으로 하는 칼라 수상관.
제 1 항에 있어서,

상기 관축을 따라 연장된 한 쌍의 제 1 자성체는 3전자빔 중 양측 전자빔에 작용하는 외부 자계를 실드하는 것을 특징으로 하는 칼라수상관.
제 1 항에 있어서,

상기 제 2 자성체는 상기 넥의 외면에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 칼라 수상관.
제 1 항에 있어서,

상기 제 2 자성체는 상기 컨버젼스 자석에 일체로 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 칼라 수상관.
제 1 항에 있어서,

상기 컨버젼스 자석은 원통형상 홀더, 4극 자계를 발생하는 링형상의 제 1 자석 플레이트, 6극 자계를 발생하는 링형상의 제 2 자석 플레이트, 및 상기 제 1및 제 2 자석 플레이트의 사이에 설치된 스페이서를 구비하고, 상기 제 2 자성체는 상기 원통형상 홀더의 내면에 대향하여 배설(配設)되어 있는 것을 특징으로 하는 칼라 수상관.