KR100329080B1

KR100329080B1 - 음극선관

Info

Publication number: KR100329080B1
Application number: KR1020007002482A
Authority: KR
Inventors: 아와노다카시; 기미야준이치
Original assignee: 니시무로 타이죠; 가부시끼가이샤 도시바
Priority date: 1998-07-10
Filing date: 1999-07-08
Publication date: 2002-03-18
Also published as: EP1037251A4; MY121783A; TW439080B; EP1037251A1; KR20010023808A; CN1141730C; WO2000003410A1; JP2000082417A; CN1277733A; US6479926B1

Abstract

본 발명은 음극선관에 관한 것으로서, 음극선관의 전자총은 제 1, 제 2, 제 3 및 제 4 그리드(5, 6, 7, 8)의 순서로 배치된 적어도 4개의 전극으로 구성된 주전자렌즈부를 갖고, 제 1 그리드(5)에는 중간의 제 1 전압이 인가되고, 제 4 그리드(8)에는 양극전압이 인가되어 있으며, 서로 인접하는 제 2 그리드(6)와 제 3 그리드(7)는 저항기(100)에서 접속되고, 상기 중간의 제 1 전압 및 상기 양극전압의 대략 중간의 전위에 상당하고, 대략 같은 전위의 제 2 및 제 3 전압이 각각 인가되어 있으며, 제 1 및 제 2 그리드(5, 6) 간의 제 1 정전용량 및 제 3 및 제 4 그리드(7, 8) 간의 제 3 정전용량보다도 상기 제 2 및 제 3 그리드(6, 7) 간의 제 2 정전용량이 작아지도록 각 그리드가 구성배치되어 있으며, 그 결과, 화면주변에서 일어나는 수평수직방향의 렌즈배율차에 의한 전자빔의 옆으로 찌그러지는 현상을 경감하는 것에 의해 화면 전역에 있어서 양호한 화상특성을 가진 음극선관을 제공할 수 있는 것을 특징으로 한다.

Description

음극선관{CATHODE RAY TUBE}

일반적으로 컬러수상관은 도 1에 나타낸 바와 같이, 패널(1) 및 이 패널(1)에 일체로 접합된 퍼넬(2)로 이루어진 외관용기를 갖고, 그 패널(1) 내면에 청, 녹 및 적으로 발광하는 스트라이프 형상 또는 도트 형상의 3색 형광체층으로 이루어진 형광체 스크린(3)(타겟)이 형성되고, 이 형광체 스크린(3)에 대향하여 그 안쪽에 다수의 개구가 형성된 섀도우마스크(4)가 장착되어 있다. 한편, 퍼넬(2)의 네크(5) 내에 3전자빔(6B, 6G, 6R)을 방출하는 전자총(7)이 배치되어 있다. 그리고, 이 전자총(7)에서 방출되는 3전자빔(6B, 6G, 6R)은 퍼넬(2) 바깥쪽에 장착된 편향요크(8)가 발생하는 수평 및 수직편향자계에 의해 편향되고, 섀도우마스크(4)를 통해 형광체 스크린(3)이 이 3전자빔(6B, 6G, 6R)에 의해 수평 및 수직주사되는 것에 의해 컬러화상이 표시되는 구조로 형성되어 있다.

이와 같은 컬러수상관에 있어서, 특히 전자총(7)을 동일 수평면 상을 통과하는 센터빔(6G) 및 그 양쪽에 한쌍의 사이드빔(6B, 6R)으로 이루어진 일렬배치의 3전자빔(6B, 6G, 6R)을 방출하는 인라인형 전자총으로 하고, 전자총의 주렌즈부분의저압측 그리드 및 고압측 그리드의 사이드빔 통과구멍의 위치를 편심시키는 것에 의해 스크린 중앙에 3개의 전자빔을 집중시키고, 편향요크(8)가 발생하는 수평편향자계를 핀쿠션형, 또 편향요크(8)가 발생하는 수직편향자계를 배럴형으로 하여 상기 일렬배치의 3전자빔(6B, 6G, 6R)을 화면 전역에서 자기집중하는 셀프 컨버전스 방식 인라인형 컬러수상관이 널리 실용화되고 있다.

이 셀프 컨버전스 방식의 인라인형 컬러수상관에서는 일반적으로 비균일 자계를 통과한 전자빔은 비점수차를 받고, 예를 들면 도 2a에 나타낸 바와 같이 왜곡(11H, 11V)이 주어져 형광체 스크린 주변부 상의 전자빔의 빔 스폿(12)은 도 2b에 나타낸 바와 같이 휜다. 이 전자빔이 받는 편향수차는 전자빔이 수직방향으로 과집속 상태가 되기 때문에 생기는 것이고, 도 2b에 나타낸 바와 같이 수직방향으로 큰 후광(halo)(13)(번짐)이 발생한다. 이 전자빔이 받는 편향수차는 관이 커지는 만큼, 또 각편향이 커질 만큼 커져서 형광체 스크린의 주변부의 해상도가 현저하게 열화된다.

이와 같은 편향수차에 의한 해상도의 열화를 해결하는 수단이 일본 특개소 61-99249호 공보 및 일본 특개평 2-72546호 공보에 개시되어 있다. 이러한 전자총은 모두 기본적으로 도 3에 나타낸 바와 같이 제 1 그리드(G1)∼제 5 그리드(G5)로 이루어지고, 전자빔의 진행방향을 따라 전자빔 발생부(GE), 4극자 렌즈(QL), 최종집속렌즈(EL)가 형성된다. 각 전자총의 4극자 렌즈(QL)는 각각 인접전극(G3, G4)의 대향면에 도 4a 및 도 4b에 나타낸 바와 같은 각 3개의 대칭 전자빔 통과구멍(14a, 14b, 14c, 15a, 15b, 15c)을 설치하는 것에 의해 형성된다. 이 4극자 렌즈(QL)와 최종집속렌즈(EL)가 상기 편향요크의 자계의 변화와 동기하여 변화되는 것에 의해 화면 주변에 편향되는 전자빔이 편향자계의 편향수차를 받아 현저하게 휘는 것을 보정할 수 있다. 이와 같이 하여 화면 전체에 양호한 스폿을 얻을 수 있는 것이다.

그러나, 이와 같은 보정수단을 설치해도 화면 주변에서는 편향요크에 의한 편향수차가 매우 커 전자빔·스폿의 수직방향의 후광부분을 없앨 수는 있어도, 전자빔·스폿의 옆으로 찌그러지는 현상까지는 보정할 수 없는 문제가 있다.

이 종래의 전자총에 있어서의 문제에 대해 도 5를 참조하여 설명한다. 도 5는 종래 전자총의 렌즈동작을 나타내고 있다. 도 5에 있어서, 실선은 화면 중앙에 전자빔이 집속될 때의 전자빔의 궤도와 렌즈의 작용을 나타내고, 파선은 화면 주변에 전자빔이 집속될 때의 전자빔의 궤도와 렌즈의 작용을 나타내고 있다. 종래의 전자총에서는 도 5에 나타낸 바와 같이 주전자렌즈(EL)의 캐소드측에 4극자 렌즈(QL)가 배치되고, 전자빔이 화면 중앙을 향할 때에는 실선으로 나타낸 주전자렌즈(EL)의 작용만으로 전자빔은 화면 상에 집속된다. 한편, 화면 주변에 전자빔이 편향되면, 도 5에 파선으로 나타낸 바와 같은 편향자계에 의해 편향렌즈(DYL)가 발생된다.

일반적으로 컬러음극선관에 있어서는 셀프 컨버전스형의 편향자계를 갖고 있는 점에서 수평방향(H)의 집속력은 변화하지 않고, 수직방향(V)으로만 편향렌즈(DYL)로서의 집속렌즈가 발생되게 된다.

또, 도 5에서는 셀프 컨버전스형의 편향자계에 관한 문제를 지적하기 위해수평방향, 즉 수평면 내의 편향자계의 렌즈작용은 도시되어 있지 않다.

또, 편향렌즈(DYL)가 발생될 때, 즉 화면주변에 전자빔이 집속될 때에는 전자렌즈(EL)는 파선과 같이 약해지고, 그 수평방향(H)의 집속작용을 보상하도록 4극자 렌즈(QL1)가 파선과 같이 발생된다. 그리고, 전자빔은 도면 중 파선으로 나타낸 바와 같은 전자빔 궤도를 통과하여 화면 주변의 화면상에 집속된다. 전자빔은 이 때, 수평방향(H), 즉 수평면 내에서 전자빔을 집속시키는 렌즈의 주면(가상적인 렌즈중심에 있어서, 출사빔 궤도와 화면 입사빔 궤도의 교차점)은 전자빔이 화면 중앙을 향할 때에는 주면(A)의 위치에 있고, 전자빔이 화면 주변에 편향되어 4극자 렌즈가 발생되면, 수평방향(H)의 주면 위치는 주전자렌즈(EL)와 4극자 렌즈(QL1) 사이의 위치(주면(B))로 이동된다. 또, 수직방향(V)의 주면 위치는 주면(A)에서 주면(C)의 위치로 이동된다. 따라서, 수평방향(H)의 주면 위치는 주면(A)에서 주면(B)으로 후퇴되고, 배율이 나빠지며 또 수직방향(V)의 주면(A)은 주면(C)으로 전진하여 배율이 좋아진다. 그 때문에, 결과적으로 수평방향과 수직방향에서 배율차가 발생, 화면 주변에서의 전자빔 스폿이 옆으로 길어지게 된다.

본 발명은 음극선관에 관련된 것으로서, 특히 다이나믹 애스틱 보상을 실행하는 전자총을 탑재한 음극선관에 관한 것이다.

도 1은 일반적인 음극선관을 개략적으로 나타낸 단면도,

도 2a 및 도 2b는 핀쿠션형의 편향자계에 의한 전자빔이 옆으로 찌그러지는 현상을 설명하는 도면,

도 3은 도 1에 나타낸 음극선관의 전자총 구조 및 그 주변회로의 회로구성을 나타낸 개략도,

도 4a 및 도 4b는 도 3에 나타낸 전자총의 전극의 전극형상을 나타낸 평면도,

도 5는 도 1에 나타낸 음극선관에 탑재된 전자총의 렌즈동작을 나타낸 도면,

도 6a 및 도 6b는 본 발명의 한 실시예에 관련된 음극선관에 탑재된 전자총의 구조를 나타낸 단면도,

도 7a부터 도 7d는 도 6에 나타낸 전자총의 각 전극의 형상을 나타낸 평면도,

도 8은 도 6에 나타낸 전자총의 주렌즈부를 구성하는 전극구조 및 그 전극구조를 포함한 회로를 나타낸 상세도,

도 9는 도 8에 나타낸 각 전극에 인가된 전압 및 그 변화를 나타낸 그래프,

도 10은 도 8에 나타낸 전극에 인가된 전압파형을 나타낸 그래프,

도 11은 도 8에 나타낸 전극의 교류적인 등가회로를 나타낸 도면,

도 12는 본 발명의 한 실시예에 관련된 음극선관에 탑재된 전자총의 전자렌즈의 동작을 나타낸 도면,

도 13은 본 발명의 다른 실시예에 관련된 음극선관에 탑재된 전자총의 주렌즈부를 구성하는 전극구조 및 그 전극구조를 포함한 회로를 나타낸 상세도이다.

본 발명은 상기 문제점을 감안하여 이루어진 것으로서, 화면 주변에서 일어나는 수평수직방향의 렌즈배율차에 의한 전자빔의 옆으로 찌그러지는 현상을 해결, 또는 경감하는 것에 의해 화면 전역에 있어서 양호한 화상특성을 얻는 것을 목적으로 한다.

본 발명에 의하면,

적어도 1개의 전자빔을 형성하고 사출하는 전자빔 형성부와, 이 전자빔을 가속 집속시키고 주전자렌즈부를 갖는 전자총 및 이 전자총에서 방출한 전자빔을 화면상에 수평 및 수직방향으로 편향주사하는 편향자계를 발생하는 편향요크를 적어도 구비한 음극선관에 있어서,

상기 주전자렌즈부는 제 1, 제 2, 제 3 및 제 4 그리드의 순서로 배치된 적어도 4개의 전극으로 구성되고, 제 1 그리드에는 중간의 제 1 전압이 인가되고, 제 4 그리드에는 양극전압이 인가되며, 서로 인접하는 상기 제 2 그리드와 상기 제 3 그리드는 저항기에서 접속되고, 이 제 2 그리드 및 제 3 그리드에는 상기 제 1 전압보다도 높고, 상기 양극전압보다도 낮은 제 2 전압 및 제 3 전압이 각각 주어지고, 상기 제 1 그리드 및 제 2 그리드 사이의 제 1 정전용량 및 상기 제 3 그리드 및 제 4 그리드 사이의 제 3 정전용량보다도 상기 제 2 그리드 및 제 3 그리드 사이의 제 2 정전용량이 작아지도록 각 그리드가 구성배치되고, 상기 제 1 그리드 및 제 2 그리드 사이에 제 1 렌즈영역이 형성되고, 상기 제 3 그리드 및 제 4 그리드 사이에 제 3 렌즈영역이 형성되며, 상기 인접하는 제 2 그리드 및 제 3 그리드 사이에 제 2 렌즈영역이 형성되고, 이 제 2 렌즈 영역에 비대칭 렌즈가 형성되는 것을 특징으로 하는 음극선관이 제공된다.

본 발명의 음극선관에 있어서는 전자빔은 도 12에 나타낸 바와 같이 전자렌즈계를 갖고, 이 렌즈계에 의해 도 12에 나타낸 렌즈작용을 받아 전자빔 궤도를 그리게 된다. 여기에서, 실선은 화면 중앙에 전자빔이 집속되는 때의 전자빔 궤도와 렌즈작용을 나타내고, 파선은 화면 주변에 전자빔이 집속될 때의 전자빔 궤도와 렌즈작용을 나타내고 있다. 이 도 12에 나타낸 바와 같이 본 발명에 의한 전자총에서는 4극자 렌즈(QL1)는 주전자렌즈(EL)의 대략 중심부근에 위치하도록 형성되고, 전자빔이 화면 중앙을 향할 때에는 이 4극자 렌즈(QL1)는 도면 중 실선으로 나타낸 바와 같이 수평방향으로 발산작용 및 수직방향으로 집속작용을 갖고, 전자빔이 화면 주변에 편향될 때에는 도면 중 파선으로 나타낸 바와 같이 수평방향으로 집속작용 및 수직방향으로 발산작용을 갖게 된다.

또, 전자빔이 화면 중앙을 향할 때에는 4극자 렌즈(QL1)가 수평방향으로, 즉 수평면 내에 발산렌즈, 수직방향으로, 즉 수직면 내에 집속렌즈로 형성되는 점에서 주전자렌즈(EL)는 이 수평 및 수직면 내의 집속차를 보상하도록, 수평방향으로 집속력이 강한 대략 원통렌즈로 형성된다. 그리고, 이 주전자렌즈(EL)는 화면 주변에 전자빔이 편향되면 전체적으로 약해져서 수평방향에 있어서, 앞의 4극자 렌즈(QL1)의 렌즈동작을 없애도록 동작한다.

이 때, 전자빔의 궤도는 수직방향으로는 파선으로 나타낸 바와 같은 궤도가 되는데, 수평방향의 전자빔 궤도는 4극자 렌즈(QL1)의 위치와 주전자렌즈의 위치가 거의 일치하기 때문에, 화면 중앙에 전자빔이 집속되는 경우와 변함이 없다.

따라서, 수평방향(H)의 전자빔을 집속시키는 렌즈주면(가상적인 렌즈중심; 출사빔 궤도와 화면 입사빔 궤도의 교차점)은 전자빔이 화면 중앙에 있는 때와 화면 주변에 편향될 때 변함이 없고(주면(A')=주면(B')), 수직방향은 DY렌즈가 발생한 만큼 주면위치가 전진하는데, 종래의 전자총과 비교하면, 종래의 전자총에서는 4극자 렌즈(QL1)가 주전자렌즈보다도 캐소드측에 위치하고, 그 4극자 렌즈(QL1)에의해 수직방향은 발산되고, 전자빔 궤도는 주전자렌즈(EL)의 보다 중심축에서 떨어진 위치를 통과하여 그 만큼 주면위치(C)는 보다 스크린쪽에 전진하게 되는데, 본 발명에 의한 전자총에서는 주전자렌즈(EL)의 내부에 4극자 렌즈(QL)가 있기 때문에, 주전자렌즈(EL)에 들어오는 전자빔 궤도는 변함없이, 그 만큼 수직방향의 주면의 이동위치(주면(C'))는 종래 전자총의 주면 위치(C)보다도 바로 앞(캐소드측)이 되어 수직방향의 배율은 종래의 전자총만큼 커지지 않고, 화면 주변에서의 전자빔의 수직지름은 찌그러지지 않는다. 따라서, 종래의 전자총에 비해 본 발명에 의한 전자총의 화면 주변에서의 수평 및 수직방향의 주면위치의 어긋남 양은 적고, 그 만큼 화면 주변에서의 전자빔이 옆으로 찌그러지는 현상은 경감되어 보다 둥근 전자빔이 된다.

따라서, 본 발명에 의한 전자총을 이용하는 것에 의해 화면 주변에서의 옆으로 찌그러짐 감소가 경감되어 보다 화면 전역에서 보다 양호한 해상도를 가진 음극선관을 얻을 수 있다. 또, 제 2 그리드, 제 3 그리드를 전자총 근방에 배치한 저항기에 접속하고, 제 4 그리드에 인가된 양극전압을 저항분할한 전압을 주기 때문에, 음극선관 외부에서 여분의 전압을 줄 필요가 없어 상기에 나타낸 바와 같은 고품위의 음극선관을 용이하게 얻을 수 있다.

또, 주렌즈 내의 4극렌즈는 제 1 그리드에 교류전압성분을 인가하는 것에 의해 각 전극간의 정전용량을 통해 제 2 그리드, 제 3 그리드로 교류전압을 중첩시키고, 이 때 발생하는 제 2, 제 3 그리드간의 전위차에 의해 이러한 전극간에 4극자 렌즈를 형성시켜 동작시킬 수 있다.

또, 제 2, 제 3 그리드 간의 정전용량은 제 1, 제 2 그리드 간의 정전용량 및 제 3, 제 4 그리드 간의 정전용량보다도 작게 구성되어 있기 때문에, 제 2 그리드에 중첩되는 제 1 그리드에 인가되는 교류에 의해 생기는 교류성분은 제 2, 제 3 그리드간의 정전용량이 제 1, 제 2 그리드간의 정전용량 및 제 3, 제 4 그리드 간의 정전용량과 같거나, 또는 큰 경우보다도 커지고, 또 제 3 그리드에 중첩되는 제 1 그리드에 인가되는 교류에 의해 생기는 교류성분은 작아진다. 따라서, 제 2, 제 3 그리드의 전위차가 커지기 때문에, 제 1 그리드에 인가되는 교류전압성분을 효율적으로, 제 2, 제 3 그리드간의 4극자 렌즈의 형성, 동작에 기여시킬 수 있고, 제 1 그리드로 인가되는 교류성분을 작게 할 수 있다.

또, 제 2 그리드, 제 3 그리드에는 전자총 근방에 배치한 저항기에 의해 제 4 그리드에 인가되는 양극전압을 저항분할한 전압을 주기 때문에 음극선관 외부에서 여분의 전압을 줄 필요가 없고, 상기에 나타낸 바와 같은 고품위의 음극선관을 용이하게 제공할 수 있다.

이하 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 관련된 음극선관의 전자총을 설명한다.

도 6a 및 도 6b는 본 발명의 한 실시예에 관련된 음극선관의 전자총부분의 구조를 개략적으로 나타낸 단면도이다. 도 6a에 있어서, 히터(도시하지 않음)를내장한 전자빔을 발생하는 3개의 음극(KB, KG, KR), 제 1 그리드(1), 제 2 그리드(2), 제 3 그리드(3), 제 4 그리드(4), 제 5 그리드(5), 제 6 그리드(6), 제 7 그리드(7) 및 제 8 그리드(8), 컨버전스 컵이 이 순서로 배치되어 절연지지체(도시하지 않음)에 의해 지지고정되어 있다.

제 1 그리드(1)는 얇은 판형상 전극이고, 지름이 작은 3개의 전자빔 통과구멍이 뚫어 설치되어 있다. 제 2 그리드(2)도 얇은 판형상 전극이고, 지름이 작은 3개의 전자빔 통과구멍이 뚫어 설치되어 있다. 제 3 그리드(3)는 한개의 컵형상 전극과 두꺼운 판전극이 끼워 맞추어지고, 제 2 그리드(2)쪽에는 제 2 그리드(2)의 전자빔 통과구멍보다도 약간 지름이 큰 3개의 전자빔 통과구멍이 뚫려 설치되고, 제 4 그리드(4)쪽에는 지름이 큰 3개의 전자빔 통과구멍이 뚫려 설치되어 있다. 제 4 그리드(G4)는 2개의 컵형상 전극의 열린 쪽이 마주보는 구조를 갖고, 각각 지름이 큰 3개의 전자빔 통과구멍이 뚫려 설치되어 있다. 제 5 그리드(5)는 전자빔 통과방향에 긴 2개의 컵형상 전극, 판형상 전극(52), 3전자빔에 공통의 열린 구멍을 갖고, 도 7d에 나타낸 바와 같은 통형상 전극(51)으로 구성되며, 제 5 그리드(5)는 제 6 그리드측에서 제 5 그리드(5)를 보면 도 7a와 같은 형상을 갖고 있다. 다음에 제 6 그리드(6)는 3전자빔에 공통의 열린 구멍을 갖는 도 7d와 같은 통형상 전극(61), 3개의 전자빔 통과구멍이 뚫려 설치되어 있는 판형상 전극(62)의 순서로 구성되고, 이 판형상 전극의 제 7 그리드측에는 도 7b에 나타낸 바와 같은 3개의 전자빔 통과구멍의 상하에 전자빔의 진행방향으로 뻗는 차양형상 전극이 일체형성되어 있다.

또, 제 7 그리드에는 제 6 그리드측에 도 7c에 나타낸 바와 같은 3개의 전자빔 통과구멍의 좌우에 전자빔의 진행방향으로 뻗는 차양형상 전극이 일체성형된 판형상 전극(72), 3전자빔에 공통의 열린 구멍을 가진 도 7d에 나타낸 바와 같은 통형상 전극(71)의 순서로 배치되고, 이와 같은 구조로 하는 것에 의해 제 6, 제 7 그리드간에 강력한 4극자 렌즈가 형성되어 있다. 그리고, 제 8 그리드(8)는 3전자빔에 공통의 열린 구멍을 갖는 도 7d에 나타낸 바와 같은 통형상 전극(81), 3개의 전자빔 통과구멍이 뚫어 설치된 판형상 전극(82)의 순서로 배치되고, 제 8 그리드(8)를 제 7 그리드(7)측에서 보면, 도 7a와 같은 형상으로 형성되어 있다.

그리고, 3개의 음극(KG, KB, KR)에는 약 100∼200V 정도의 전압(Ek)이 인가되고 제 1 그리드(1)는 접지되어 있다. 제 2 그리드(2)와 제 4 그리드(4)에는 약 600∼800v정도의 전압(Ec2)이 인가되고, 제 3 그리드(3)와 제 5 그리드(5)에는 편향자계에 동기하여 변화되는 약 6∼10Kv정도의 집속전압(Vf+Vd)이 인가되며, 제 8 그리드(8)에는 약 25∼34Kv 정도의 양극전압(Eb)이 인가되고, 제 7 그리드(7)에는 전자총 근방에 구비된 저항기(100)에 의해 제 5 그리드(5)와 제 8 그리드(8)의 대략 중간의 전압이 주어지고, 제 6 그리드(6)에는 제 7 그리드로부터 저항(103)을 통해 전압이 공급되고 있다. 이와 같이 제 5 그리드(5)와 제 8 그리드(8) 사이의 중간전극(제 6 그리드(6), 제 7 그리드(7))에 의해 전계확장된 렌즈계가 형성되고, 이 렌즈계는 긴 초점의 대구경 렌즈가 되는 점에서 스크린 상에서는 전자빔은 보다 작은 전자빔 스폿으로 형성된다.

이 본 발명의 한 실시예의 주전자렌즈부(5∼8)의 대략 구성이 도 8에 나타나있다. 이 도 8에 나타낸 전극에 인가된 전압의 모습이 도 9에 나타나 있다. 이 도 9에 있어서, 종축은 전압 레벨을 나타내고, 횡축은 관축을 따른 위치를 나타내고 있다. 또, 도 9에 있어서 실선으로 나타낸 전압분포는 전자빔이 화면 중앙을 향한 경우를 나타내고, 일점 파선은 전자빔이 화면 주변을 향한 경우의 전압분포를 나타내고 있다. 제 5 그리드에는 전압(Vf)을 기준으로 하여 파라볼라형상의 다이나믹 전압(Vd)이 인가되고, 제 8 그리드(8)에는 양극전압(Eb)이 인가되어 있다.

제 5 그리드(5)와 제 8 그리드(8) 사이에 배치된 제 6 및 제 7 그리드(6, 7)에는 관내에 배치된 저항기(100)에 의해 제 5 그리드에 공급되는 포커스 전압(Vf)보다 높고 제 8 그리드에 공급되는 양극전압(Eb)보다 낮은 전압(VM)이 양극전압(Eb)을 저항분할하여 공급되어 있다. 또, 그 중간전압(VM)을 기준으로 하여 제 5 그리드(5)에 공급되는 편향자계에 동기한 파라볼라 형상의 다이나믹 전압(Vd)이 제 5 그리드(5)와 제 6 그리드(6) 사이의 전극간 용량(C56), 제 6 그리드(6)와 제 7 그리드(7) 사이의 전극간 용량(C67), 제 7 그리드(7)와 제 8 그리드(8) 사이의 전극간 용량(C78)에 의해 커패시턴스 분할되고, 도 6에 나타낸 바와 같이 제 6 그리드(6)에는 A×Vd, 제 7 그리드(7)에는 B×Vd의 교류전압이 중첩된다. 이 정수(A, B)는 도 11에 나타낸 등가적인 교류회로를 푸는 것에 의해 이하와 같이 구한다.

제 6 그리드의 중첩전압(교류분): A×Vd

A=C56·(C78+C67)/(C56·C67+C67·C78+C78·C56)

제 7 그리드의 중첩전압(교류분): B×Vd

B=C56·C67/(C56·C67+C67·C78+C78·C56)

이와 같이, 제 5 그리드(5)에는 다이나믹 전압(Vd)이, 제 6 그리드(6)에는 그 중첩전압(A×Vd)이 인가되고, 제 7 그리드(7)에는 그 중첩전압(B×Vd)이 인가된다. 즉, 제 6 및 제 7 그리드(6, 7)에는 도 10에 나타낸 바와 같이 편향자계에 동기하여 변화하는 전압이 인가되고, 따라서 각 전극간의 전계렌즈는 편향자계에 동기하여 그 렌즈작용이 변화된다.

주전자렌즈(EL)는 도 12에 나타낸 바와 같은 렌즈작용을 갖고, 이 도 12에 나타낸 바와 같이 본 발명에 의한 전자총에서는 4극자 렌즈(QL1)는 주전자렌즈(EL)의 대략 중심부근에 위치된다. 전자빔이 화면 중앙에서 화면 주변으로 편향될 때, 제 5 그리드(5)에는 다이나믹 전압(Vd)이 인가되고, 제 5 그리드(5)에서 제 8 그리드(8)로, 주로 제 5 그리드와 제 6 그리드 사이에 형성되는 제 1 렌즈영역에서 제 7 그리드(7)와 제 8 그리드(8) 사이에 형성되는 제 3 렌즈영역에서 형성되는 전계확장형의 주전자렌즈(EL)는 실선에서 파선과 같이 약해지고, 또 제 6 그리드(6)와 제 7 그리드(7) 사이에 형성되는 제 2 렌즈영역의 4극자 렌즈(QL1)는 도 9에 나타낸 바와 같은 제 6 그리드(6)에 중첩되는 A×Vd의 교류전압, 제 7 그리드(7)에 중첩되는 B×Vd의 교류전압의 전압차에 의해 그 렌즈작용은 변화되어 전자빔이 화면중앙을 향할 때에는 도면 중 실선으로 나타낸 바와 같이 수평방향으로 발산작용, 수직방향으로 집속작용을 갖고, 전자빔이 화면 주변에 편향될 때에는 도면 중 파선으로 나타낸 바와 같이 수평방향으로 집속작용, 수직방향으로는 발산작용을 갖게 된다. 이 렌즈작용의 변화에 의해 주전자렌즈(EL)의 수평방향의 렌즈작용과 4극자렌즈(QL)의 수평방향의 렌즈작용이 서로 없어지고, 주렌즈 전체(제 1, 제 2, 제 3 렌즈영역 모두)의 총합적인 수평방향의 집속력이 거의 보존된다.

이 때의 전자빔 궤도는 수직방향으로는 파선으로 나타낸 바와 같은 궤도가 되는데, 수평방향의 전자빔 궤도는 4극자 렌즈의 위치와 주전자렌즈의 위치가 거의 일치하기 때문에, 화면 중앙에 전자빔이 집속되는 경우와 변함이 없게 된다.

따라서, 수평방향(H)의 전자빔을 집속시키는 렌즈주면(가상적인 렌즈중심; 출사빔 궤도와 화면 입사빔 궤도의 교차점)은 전자빔이 화면 중앙에 있을 때와 화면 주변에 편향될 때 변함이 없고(주면(A')= 주면(B')), 수직방향, 즉 수직면 내에서는 DY렌즈가 발생된 만큼, 주면위치가 전진하지만, 종래의 전자총과 비교하면 종래의 전자총에서는 도 5에 나타낸 바와 같이 4극자 렌즈(QL)가 주전자렌즈보다도 캐소드측에 위치하고, 그 4극자 렌즈에 의해 수직방향, 즉 수직면 내에서 발산되고, 전자빔 궤도는 주전자렌즈의 보다 중심축에서 떨어진 위치를 통과하여 그 만큼 주면 위치(C)는 보다 전진하게 되는데, 본 발명에 의한 전자총에서는 주전자렌즈(EL) 내부에 4극자 렌즈(QL1)가 형성되기 때문에, 주전자렌즈(EL)에 들어오는 전자빔의 궤도는 변함이 없고, 그 만큼 수직방향의 주면의 이동위치(주면(C'))는 종래 전자총의 주면위치(C)보다도 바로 앞(캐소드측)이 되고, 수직방향의 배율은 종래 전자총에 비해 커지지 않고, 화면 주변에서의 전자빔의 수직지름은 그다지 찌그러지지 않는다.

따라서, 종래의 전자총에 비해 본 발명에 의한 전자총의 화면주변에서의 수평 및 수직방향의 주면위치의 어긋남 양은 적고(수직방향의 배율은 나쁘고, 수평방향의 배율은 좋다), 그 만큼 화면주변에서의 전자빔의 옆으로 찌그러지는 현상은 경감되어 보다 둥근 전자빔을 얻을 수 있다.

즉, 본 발명에 의한 전자총을 이용하는 것에 의해 화면 주변에서의 옆으로 찌그러짐이 없고, 보다 화면 전역에서 양호한 해상도를 가진 음극선관을 얻을 수 있다.

또, 제 5 그리드(5) 및 제 6 그리드(6) 사이의 정전용량(C56)과 제 7 그리드(7) 및 제 8 그리드(8) 사이의 정전용량(C78)을 같은 값(C56=C78)으로 하고, 제 6 그리드(6) 및 제 7 그리드(7) 간의 정전용량(C67)을 αC(α<1)로 하면, 제 6 그리드의 중첩전압(A×Vd)과 제 7 그리드의 중첩전압(B×Vd)은,

제 6 그리드의 중첩전압(교류분): A×Vd

A=α/(1+2α)C²

제 7 그리드의 중첩전압(교류분): B×Vd

B=α/(1+2α)C²

가 되고, 제 6 그리드(6) 및 제 7 그리드(7)간의 전위차(A-B)×Vd는,

(A-B)×Vd=1/(1+2α)C²×Vd

가 된다. α가 1보다 작을 때, 즉 제 6 그리드 및 제 7 그리드 간의 전극간 용량(C67)이 제 5 그리드(5) 및 제 6 그리드(6) 간의 전극간 용량 및 제 7 그리드(7) 및 제 8 그리드 간의 전극간 용량보다 작은만큼, 제 6 그리드(6) 및 제 7 그리드 간의 전위차를 크게 할 수 있고, 제 5 그리드에 인가되는 교류전압 성분을 효율적으로 제 5 그리드(5) 및 제 6 그리드(6) 간의 4극자 렌즈의 형성, 동작에 기여시킬 수 있고, 제 5 그리드로 인가하는 교류전압 성분을 작게 할 수 있다.

또, 제 6 그리드(6) 및 제 7 그리드(7)에는 전자총 근방에 배치한 저항기(100)에 의해 제 8 그리드(8)에 인가되는 양극전압(Eb)을 저항분할한 전압이 주어지기 때문에, 음극선관 외부에서 여분의 전압을 줄 필요가 없고, 상기에 나타낸 바와 같은 고품위의 음극선관을 용이하게 실현할 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 대해 도 13을 참조하여 설명한다. 도 13에는 본 발명의 다른 실시예에 관련된 음극선관의 전자총의 주렌즈부를 구성하는 그리드(5∼9)의 구조 및 배치의 개략 구성이 나타나 있다. 제 5 그리드(5)에는 직류전압(Vf)을 기준으로 하는 파라볼라 형상의 다이나믹 전압(Vd)이 인가되고, 제 9 그리드(9)에는 양극전압(Eb)이 인가되어 있다. 그리고 제 5 및 제 9 그리드(5, 9) 사이에 배치된 제 6, 제 7, 제 8 그리드(6, 7, 8)에는 관내에 배치된 저항기(110)에 의해 제 5 그리드에 공급되는 포커스 전압(Vf)보다 높고, 제 9 그리드에 공급되는 양극전압(Eb)보다 낮은 전압(VM)이 양극전압(Eb)을 저항분할하여 공급되고 있다. 또, 그 전압(VM)을 기준으로 하여 제 5 그리드에 공급도는 편향자계와 동기한 파라볼라 형상의 다이나믹 전압(Vd)이 제 5, 제 6 그리드(5, 6) 간의 전극간 용량, 제 6, 제 7 그리드(6, 7)간의 전극간 용량, 제 7, 제 8 그리드(7, 8) 간의 전극간 용량, 제 8, 제 9 그리드(8, 9) 간의 전극간 용량에 의해 본 발명의 상기 한 실시예와 같이 커패시턴스 분할되고, 이 교류전압이 제 6, 제 7 및 제 8 그리드(6, 7, 8)에 중첩된다.

이와 같이 제 5 그리드(5)에는 다이나믹 전압(Vd)이, 제 6, 제 7 및 제 8 그리드(6, 7, 8)에는 각각의 그리드 사이의 정전용량의 관계로 결정되는 중첩전압이 인가되고, 각 그리드간의 전계 렌즈는 편향자계에 동기하여 그 렌즈작용이 변화된다. 즉, 주전자렌즈의 렌즈작용은 본 발명의 상기 한 실시예와 같이 도 12에 나타낸 바와 같이 변화되고, 또 4극자 렌즈(QL1)는 주전자렌즈(EL)의 대략 중심부근에 형성된다. 그리고, 전자빔이 화면 중앙부터 화면 주변에 편향될 때, 제 5 그리드(5)에는 다이나믹 전압(Vd)이 인가되고, 제 5 그리드(5), 제 6 그리드(6) 간에 형성되는 제 1 렌즈 영역과 제 8 그리드(8), 제 9 그리드(9) 간에 형성되는 제 3 렌즈 영역으로 형성되는 전계확장형의 주전자렌즈(EL)는 실선에서 파선과 같이 약해지고, 또 제 6, 제 7 및 제 8 그리드 간에 형성되는 제 2 렌즈영역의 4극자 렌즈(QL1)는 제 6, 제 7 및 제 8 그리드에 중첩되는 교류전압의 전압차에 의해 그 렌즈작용이 변화되어 전자빔이 화면주변에 편향될 때에는 도면 중 파선으로 나타낸 바와 같이 수평방향에 집속작용, 수평방향에는 발산작용을 갖도록 변화된다. 이 렌즈작용의 변화에 의해 주전자렌즈(EL)의 수평방향의 렌즈작용과 4극자 렌즈(QL1)의 수평방향의 렌즈작용이 서로 없어지고, 주렌즈 전체(제 1, 제 2, 제 3 렌즈영역 모두)의 총합적인 수평방향의 집속작용을 거의 보존하게 된다.

이 때 전자빔의 궤도는 수직방향으로는 파선으로 나타낸 바와 같은 궤도가 되는데, 수평방향의 전자빔 궤도는 4극자 렌즈의 위치와 주전자렌즈의 위치가 거의 일치하기 때문에, 화면 중앙에 전자빔이 집속되는 경우와 다르지 않다.

따라서, 수평방향(H)의 전자빔을 집속시키는 렌즈주면(가상적인 렌즈 중심;출사빔 궤도와 화면 입사빔 궤도의 교차점)은 전자빔이 화면 중앙에 있는 때와 화면 주변에 편향될 때와 다름이 없고(주면(A')= 주면(B')), 수직방향은 DY렌즈가 발생된 만큼, 주면위치가 전진하지만, 종래의 전자총과 비교하면, 종래의 전자총에서는 4극자 렌즈(QL)가 주전자렌즈보다도 캐소드측에 위치하고, 그 4극자 렌즈에 의해 수직방향은 발산되고, 전자빔 궤도는 주전자렌즈의 보다 중심축에서 떨어진 위치를 통과하여 그 만큼 주면위치(C)는 보다 전진하게 되는데, 본 발명에 의한 전자총에서는 주전자렌즈 내부에 4극자 렌즈를 갖고 있기 때문에, 주전자렌즈에 들어오는 전자빔 궤도는 변함이 없고, 그 만큼 수직방향의 주면의 이동위치(주면(C'))는 종래 전자총의 주면위치(C)보다도 바로 앞(캐소드측)이 되고, 수직방향의 배율은 종래 전자총과 비해 좋아지지 않으며, 화면 주변에서의 전자빔의 수직지름은 그다지 찌그러지지 않는다.

따라서, 종래의 전자총에 비해 본 발명에 의한 전자총의 화면 주변에서의 수평, 수직방향의 주면위치의 어긋남 양은 적고(수직방향의 배율은 나쁘고, 수평방향의 배율은 좋다), 그 만큼 화면 주변에서의 전자빔의 옆으로 찌그러지는 현상은 경감되어 보다 둥근 전자빔을 얻을 수 있다.

즉, 본 발명에 의한 상기 실시예의 주렌즈 구성으로 하는 것에 의해 상기한 실시예와 같이 화면 주변에서의 옆으로 찌그러지는 것이 없고, 보다 화면 전역에서 양호한 해상도를 갖는 음극선관을 얻을 수 있다.

또, 상기한 실시예는 QPF구조의 전자총에 대해 설명했는데, 마찬가지의 주렌즈구조를 갖는 전자총이라면, QPF구조에 한정되지 않고 같은 효과를 얻을 수 있는것은 명백하다.

이상 서술한 바와 같이 본 발명의 음극선관에서는 적어도 1개의 전자빔을 형성하고, 사출하는 전자빔 형성부와, 이 전자빔을 가속집속시켜 주전자렌즈부를 가진 전자총 및 이 전자총에서 방출한 전자빔을 화면상, 수평 및 수직방향으로 편향주사하는 편향자계를 발생하는 편향요크를 적어도 구비한 음극선관에 있어서,

상기 주전자렌즈부는 제 1, 제 2, 제 3 및 제 4 그리드의 순서로 배치된 적어도 4개의 전극으로 구성되고, 제 1 그리드에는 중간의 제 1 전압이 인가되고, 제 4 그리드에는 양극전압이 인가되며 서로 인접하는 상기 제 2 그리드와 상기 제 3 그리드와는 저항기에서 접속되고, 이러한 제 2 그리드 및 제 3 그리드에는 상기 제 1 전압 및 상기 양극전압의 대략 중간 전위에 상당하고, 제 2 전압 및 제 3 전압이 각각 주어지고, 상기 제 1 그리드 및 제 2 그리드 사이의 제 1 정전용량 및 상기 제 3 그리드 및 제 4 그리드 사이의 제 3 정전용량보다도 상기 제 2 그리드 및 제 3 그리드 사이의 제 2 정전용량이 작아지도록 각 그리드가 구성배치되고, 상기 제 1 그리드 및 제 2 그리드와의 사이에 제 1 렌즈영역이 형성되고, 상기 제 3 그리드 및 제 4 그리드와의 사이에 제 3 렌즈영역이 형성되고, 상기 인접하는 제 2 그리드 및 제 3 그리드와의 사이에 제 2 렌즈영역이 형성되고, 이 제 2 렌즈영역에 비대칭 렌즈가 형성된다.

이와 같은 구성으로 하는 것에 의해 4극자 렌즈(QL1)는 주전자렌즈(EL)의 대략 중심부근에 위치하기 때문에 전자빔이 화면 중앙으로 향할 때와 전자빔이 화면주변에 편향될 때는 수평방향의 전자빔 궤도는 변하지 않는다. 즉, 수평방향(H)의 전자빔을 집속시키는 렌즈주면(가상적인 렌즈중심; 출사빔 궤도와 화면 입사빔 궤도의 교차점)은 전자빔이 화면 중앙에 있는 때와 화면 주변에 편향될 때 변함이 없고(주면(A') = 주면(B')), 종래의 전자총에서 생긴 수평방향의 주면의 후퇴에 의한 화면 주변에서의 전자빔의 옆으로 찌그러지는 현상을 경감시킬 수 있으며, 보다 화면 전역에서 양호한 해상도를 가진 음극선관을 얻을 수 있다.

또, 주렌즈 내의 4극 렌즈는 제 1 그리드에 교류전압 성분을 인가하는 것에 의해 각 전극간의 정전용량을 통해 제 2 그리드, 제 3 그리드로 교류전압을 중첩시키고, 이 때 발생하는 제 2, 제 3 그리드 간의 전위차에 의해 이러한 전극간에 4극자 렌즈를 형성시키고, 동작시킬 수 있다. 또, 제 2, 제 3 그리드 간의 정전용량은 제 1, 제 2 그리드 간의 정전용량 및 제 3, 제 4 그리드 간의 정전용량보다도 작아지도록 구성되어 있기 때문에, 제 2 그리드에 중첩한 제 1 그리드에 인가되는 교류성분은 제 2, 제 3 그리드 간의 정전용량이 제 1, 제 2 그리드 간의 정전용량 및 제 3, 제 4 그리드 간의 정전용량과 같거나, 또는 큰 경우보다도 커지고, 또 제 3 그리드에 중첩한 제 1 그리드에 인가되는 교류성분은 작아진다. 따라서, 제 2, 제 3 그리드의 전위차가 커지기 때문에, 제 1 그리드에 인가되는 교류전압 성분을효율적으로 제 2 그리드 및 제 3 그리드 간의 4극자 렌즈의 형성, 동작에 기여시킬 수 있고, 제 1 그리드로 인가하는 교류성분을 작게 할 수 있다.

또, 상기한 주렌즈에 있어서, 제 2 비대칭 렌즈영역을 형성하는 3개 이상의 그리드가 음극에서 스크린 방향을 향해 순차 배치되고, 상기 3개 이상의 각 그리드에는 제 1 전압보다는 높고 양극전압보다는 낮은 중간전압이 주어지며 또한 상기 3개 이상의 각 그리드 간의 정전용량의 총합이 제 1 그리드와 상기 3개 이상의 그리드 내의 제 1 그리드에 인접한 그리드와의 사이의 정전용량 및 제 4 그리드와 상기 3개 이상의 그리드 내의 제 4 그리드에 인접한 그리드와의 사이의 정전용량보다 작아지도록 구성, 배치되어 있다면, 상기한 바와 같이 제 2, 제 3 그리드 간의 전위차를 크게 할 수 있기 때문에, 제 1 그리드에 인가되는 교류전압성분을 효율적으로 제 2, 제 3 그리드 간의 4극자 렌즈의 형성, 동작에 기여시킬 수 있다.

Claims

적어도 1개의 전자빔을 형성하고 사출하는 전자빔 형성부 및 이 전자빔을 가속집속시키고 주전자렌즈부를 갖는 전자총에 있어서, 상기 주전자렌즈부는, 제 1, 제 2, 제 3 및 제 4 그리드의 순서로 배치된 적어도 4개의 전극으로 구성되고, 서로 인접하는 상기 제 2 그리드와 상기 제 3 그리드를 접속하는 저항기를 포함하고, 상기 제 1 그리드와 제 2 그리드 사이의 제 1 정전용량 및 상기 제 3 그리드와 제 4 그리드 사이의 제 3 정전용량보다도 상기 제 2 그리드와 제 3 그리드 사이의 제 2 정전용량이 작아지도록 각 그리드가 구성되어 배치되어 있는 전자총과,

이 전자총에서 방출된 전자빔을 화면상에 수평 및 수직방향으로 편향주사하는 편향자계를 발생하는 편향요크와,

중간의 제 1 전압 및 양극전압을 발생하는 수단에 있어서, 제 1 그리드에는 상기 중간의 제 1 전압이 인가되고, 제 4 그리드에는 양극 전압이 인가되고, 상기 제 1 전압보다도 높고 상기 양극전압보다도 낮은 제 2 전압 및 제 3 전압이 상기 저항에 의해 양극전압을 분할하는 것에 의해 발생되고, 이 제 2 전압 및 제 3 전압이 제 2 그리드 및 제 3 그리드에 주어지고,

상기 제 1 그리드 및 제 2 그리드와의 사이에 제 1 렌즈영역이 형성되고, 상기 제 3 그리드 및 제 4 그리드와의 사이에 제 3 렌즈영역이 형성되고, 상기 인접하는 제 2 그리드 및 제 3 그리드와의 사이에 제 2 렌즈영역이 형성되고, 이 제 2 렌즈영역에 비대칭 렌즈가 형성되는 것을 특징으로 하는 음극선관.
제 1 항에 있어서,

상기 제 2 비대칭 렌즈영역을 형성하는 3개 이상의 그리드가 음극에서 스크린 방향을 향해 순차 배치되고, 상기 3개 이상의 각 그리드에는 제 1 전압보다도 높고 양극전압보다도 낮은 중간전압이 주어지고, 또 상기 3개 이상의 각 그리드간의 정전용량의 총합이 제 1 그리드와 상기 3개 이상의 그리드 내의 제 1 그리드에 인접한 그리드와의 사이의 정전용량 및 제 4 그리드와 상기 3개 이상의 그리드 내의 제 4 그리드에 인접한 그리드와의 사이의 정전용량보다 작아지도록 구성되어 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 음극선관.