KR100341228B1 - 음극선관장치 - Google Patents

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KR100341228B1
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Abstract

본 발명의 음극선관장치에서 전자빔을 발생하는 전자빔 발생부가 캐소드 및 복수의 전극으로 구성되고, 이 전극 중의 2개의 전극(G2,G3)이 저항기(21)를 통하여 접속되며, 그 한쪽의 전극(G2)에 관 외부로부터 일정전압이 공급되고 다른 전극에 인접한 전극(G4)에 편향자계에 동기하여 동적으로 변화되는 전압이 공급되며, 따라서 스템의 리드선의 증설 등을 필요로 하지 않고 빔스폿의 형상을 양호하게 하여 화면전면의 해상도를 양호하게 할 수 있는 것을 특징으로 한다.

Description

음극선관장치{CATHODE RAY TUBE APPARATUS}
본 발명은 음극선관장치, 특히 동적 비점수차(dynamic astigmatism)을 보상할 수 있는 전자총을 탑재하는 음극선관장치에 관한 것이다.
일반적으로 칼라수상관(11)은 도 11에 도시한 바와 같이 패널(10) 및 이 패널에 일체로 접합된 퍼넬(14)로 이루어진 외관용기를 갖고, 상기 패널(10)의 내부면에 청색, 녹색, 적색으로 발광하는 스트라이프 형상 또는 도트 형상의 3색 형광체층으로 이루어진 형광체 스크린, 즉 타겟(12)이 형성되고 이 형광체 스크린(12)에 대향하여 그 내측에 다수의 애퍼처가 형성된 섀도우 마스크(13)가 장착되어 있다. 한편, 퍼넬(14)의 넥(15) 내에 3전자빔(16B,16G,16R)을 방출하는 전자총(17)이 설치되어 있다. 그리고, 이 전자총(17)으로부터 방출되는 3전자빔(16B,16G,16R)을 퍼넬(14)의 외측에 장착된 편향요크(19)가 발생하는 수평 및 수직편향자계에 의해 편향되어 섀도우 마스크(13)로 향하고, 섀도우 마스크(13)를 통과한 전자빔(16B,16G,16R)에 의해 형광체 스크린(12)이 수평 및 수직으로 주사되어 칼라화상이 표시된다.
이와 같은 칼라수상관에서는 특히 전자총(17)이 동일 수평면상을 통과하는 센터빔(16G) 및 그 양측의 한쌍의 사이드빔(16B,16R)으로 이루어진 일렬 배치의 3전자빔(16B,16G,16R)을 방출하는 인라인형 구조를 갖고 있다. 또한, 전자총의 주 렌즈부분을 형성하는 저압측 그리드의 사이드빔 통과구멍과 고압측 그리드의 사이드빔 통과구멍이 편심되고, 그 결과 스크린 중앙에서 3개의 전자빔이 집중되고 편향요크(19)에 의해 핀쿠션형 수평편향자계 및 배럴형 수직편향자계가 발생되어 상기 일렬 배치의 3전자빔(16B,16G,16R)이 화면 전역에서 자기집중되어 셀프컨버전스 방식 인라인형 칼라수상관이 널리 실용화되어 있다.
셀프컨버전스 방식 인라인형 칼라수상관에서는 이와 같은 비균일 자계 가운데를 통과한 전자빔은 비점수차를 받고, 예를 들어 도 2a에 도시한 바와 같이 핀쿠션형 자계(1)에 의해 전자빔(2)은 화살표(3H, 3V)로 나타낸 방향의 힘을 받고, 그 결과, 도 2b에 도시한 바와 같이 형광체 스크린 주변부 상에서 전자빔의 빔스폿(4)이 변형된다. 이 전자빔이 받는 편향수차는 전자빔이 수직방향으로 과집속 상태가 되기 때문에 일어나는 것이고 수직방향으로 큰 할로(5)(번짐)가 발생된다. 이 전자빔이 받는 편향수차는 관이 대형이 될수록 또한 광각편향 될수록 커지고, 형광체 스크린 주변부의 해상도를 현저하게 열화시킨다.
이와 같은 편향수차에 의한 해상도의 열화를 해결하는 수단이 일본 특개소 61-99249호 공보, 일본 특개명61-250934호 공보 및 일본 특개평2-72546호 공보에 개시되어 있다. 이 전자총은 모두 기본적으로 도 3에 도시한 바와 같이 제 1 그리드(G1)∼제 5 그리드(G5)로 이루어지고 전자빔의 진행방향을 따라서 전자빔 발생부(GE), 4극자렌즈(QL), 최종집속렌즈(EL)가 형성된다. 도 4a 및 도 4b에 도시한 바와 같이 각각 인접하는 그리드(G3,G4)의 대향면에는 각 3개의 비대칭 전자빔 통과구멍(7B,7G,7R,8B,8G,8R)이 설치되어 각 전자총의 4극자 렌즈(QL)가 형성된다.
이 4극자 렌즈(QL) 및 최종집속렌즈(EL)가 편향요크의 자계의 변화에 동기하여 변화됨으로써, 화면주변에 편향되는 전자빔은 편향자계에 의해 편향수차를 받아 현저하게 변형이 보정된다. 이와 같이 하여 화면 전역에서의 양호한 스폿을 얻을 수 있다.
그러나, 이와 같은 보정수단을 설치해도, 편향요크에 의한 편향수차는 강대하고, 전자빔 스폿의 할로부분을 없앨 수 있어도 전자빔 스폿의 가로방향 변형 현상까지도 보정할 수는 없다. 이 가로방향 변형 현상을 보정하기 위해서는 4극자 렌즈(QL)에 의한 편향수차의 보정뿐만 아니라 전자빔 발생부에서의 빔형상을 편향자계에 동기하여 보정할 필요가 있다.
이와 같은 칼라수상관장치에 USP4,319,163 및 일본 특개평8-87967 등이 있다. 이 공보에 개시된 칼라수상관 장치에서는 제 2 그리드가 2분할되고 이 제 2 그리드의 제 1 그리드측의 그리드가 원형의 전자빔 통과구멍을 갖고, 제 2 그리드의 제 3 그리드측의 그리드가 가로로 긴 구멍의 전자빔 통과구멍을 갖고 있다. 이 수상관의 전자총에서는 메인 렌즈부의 집속상태가 변화됨과 동시에 이 제 2 그리드의 제 3 그리드측의 그리드에, 편향장치의 편향전류에 동기한 다이나믹 전압이 인가되고 있다. 이와 같은 칼라수상관 장치는 전자빔을 생성하는 삼극부에서 전자빔이 편향장치의 편향전류에 동기하여 다이나믹하게 컨트롤됨과 동시에 메인렌즈 및 메인렌즈에 배치된 4극자 렌즈의 집속상태가 변화된다. 따라서, 이와 같은 구조의 전자총에 의하면 전자빔이 메인렌즈 및 메인렌즈부 근방에 배치된 4극자 렌즈의 집속상태가 변화되는 종래의 다이나믹 포커스 전자총에 비해, 가로방향 변형 현상을 해소하고 전자빔을 보다 적절하게 스크린의 주변부에 집속할 수 있다.
그러나, 상술한 공보에 개시된 칼라수상관장치에서는 칼라수상관 장치 외부로부터 중위의 포커스 전압, 또한 이 중위의 포커스 전압을 기준으로 상기 편향장치의 편향전류에 동기하여 증가하는 다이나믹 포커스 전압, 또한 제 2 그리드의 제 1 그리드측의 그리드에 인가되는 저위의 가속전압, 이 저위의 가속전압을 기준으로 하여 제 2 그리드의 제 3 그리드측의 그리드에 인가되는 상기 편향장치의 편향전류에 동기하여 증가하는 다이나믹 포커스 전압을 인가할 필요가 있다.
이와 같은 전자총은 통상 다이나믹 포커스를 실시하는 칼라수상관장치용 전자총에 비해 저위의 가속전압을 기준으로 하는 상기 편향장치의 편향전류에 동기하여 증가하는 다이나믹 포커스 전압을 새롭게 인가할 필요가 있고, 스템부에 전압을 공급하는 리드선을 새롭게 설치할 필요가 있다. 그 때문에 이 리드선의 증가에 의한 내전압 특성의 저하의 가능성이 있고, 신뢰성에서 문제가 있다. 또한, 칼라수상관장치에서는 이 리드선이 증가되므로, 스템부가 재설계될 필요가 있었다. 또한, 전압을 공급하는 구동장치에 있어서도 새롭게 이 다이나믹 전압을 생성하기 위한 회로를 새롭게 추가할 필요가 있고 이 점에서도 비용이 증가하는 문제가 있다.
상기와 같이 셀프 컨버전스 인라인형 칼라수상관은, 편향요크가 발생하는 편향자계가 비균일하므로, 전자빔은 이 편향자계의 비점수차를 받아 화면 주변부의 빔스폿이 변형된다. 그 때문에, 화면주변부의 해상도를 현저하게 열화시킨다.
이와 같은 편향수차에 의한 해상도의 열화를 해결하는 수단으로서, 전자총의 최종집속 렌즈를 형성하는 그리드에 편향자계의 변화에 동기하여 변화되는 전압을 인가하여, 최종집속렌즈의 근방에 4극자 렌즈를 형성하는 구성으로 함으로써, 전자빔이 비균일한 편향자계로부터 받는 편향수차를 보상하도록 한 다이나믹 포커스 방식의 전자총이다. 그러나, 이 다이나믹 포커스 방식의 전자총에서는 빔스폿의 할로를 없앨 수는 있어도, 빔스폿의 가로 변형까지 보정할 수는 없다. 그 때문에, 화면주변부의 해상도를 충분히 향상시킬 수 없다는 문제가 있다.
상기 화면주변부의 해상도를 향상시키는 칼라수상관으로서 편향자계의 변화에 동기하여 주렌즈의 집속을 변화시킴과 동시에 전자빔 발생부에서 전자빔의 형상을 보정하는 것이다. 그러나, 이와 같은 칼라수상관은 저위의 가속전압에 편향자계의 변화에 동기하여 변화되는 전압이 중첩된 다이나믹 전압을 스템에 공급하기 위한 리드선을 증설해야하고, 리드선의 증가에 의한 스템의 내전압 특성이 열화될 가능성이 있어 신뢰성이 문제가 된다. 또한, 스템을 새롭게 설계할 필요가 있다. 또한, 전압을 공급하는 구동회로에 대해서도 다이나믹 전압을 공급하는 회로를 새롭게 설치할 필요가 있어, 비용의 상승을 초래하는 등의 문제가 있다.
본 발명의 목적은 스템의 리드선의 증설 등을 필요로 하지 않고 빔스폿의 형상을 양호하게 하고 화면 전면의 해상도를 양호하게 하는 전자총을 구비하는 음극선관장치를 제공하는 데에 있다.
도 1은 일반적인 칼라수상관의 구조를 개략적으로 도시한 단면도,
도 2a는 셀프컨버전스 인라인형 칼라수상관의 핀쿠션형 수평편향자계가 전자빔에 미치는 영향을 설명하기 위한 설명도,
도 2b는 화면 주변부에서의 빔스폿의 형상을 도시한 설명도,
도 3은 종래의 칼라수상관에서 조립되는 전자총의 구조를 설명하기 위한 전자총의 개략 단면도,
도 4a는 도 2a, 도 2b에 도시한 전자총을 구성하는 제 3 그리드의 제 4 그리드측의 전자빔 통과구멍을 개략적으로 도시한 평면도,
도 4b는 도 2a, 도 2b에 도시한 전자총을 구성하는 제 4 그리드의 제 3 그리드측의 전자빔 통과구멍을 개략적으로 도시한 평면도,
도 5a는 본 발명의 한 실시예에 관한 칼라수상관의 전자총의 구조를 개략적으로 도시한 수평단면도,
도 5b는 동일하게 도 5a에 도시한 전자총의 구조를 개략적으로 도시한 수직단면도,
도 6a는 도 5a와 도 5b에 도시한 전자총의 제 3 그리드의 전자빔 통과구멍을 개략적으로 도시한 평면도,
도 6b는 도 5a와 도 5b에 도시한 전자총의 제 6 그리드로서, 그 제 7 그리드측의 전자빔 통과구멍을 개략적으로 도시한 평면도,
도 6c는 도 5a와 도 5b에 도시한 전자총의 제 7 그리드로서, 그 제 6 그리드측의 전자빔 통과구멍을 개략적으로 도시한 평면도,
도 6d는 도 5a와 도 5b에 도시한 전자총의 제 8 그리드의 판형상 전극의 전자빔 통과구멍을 개략적으로 도시한 평면도,
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 관한 칼라수상관에 조립되는 전자총의 구조를 개략적으로 도시한 수직 단면도,
도 8a, 도 8b는 각각 도 7에 도시한 전자총의 다른 형상을 갖는 제 3 그리드를 개략적으로 도시한 사시도,
도 9a는 본 발명의 또 다른 실시예에 관한 칼라수상관에 조립되는 전자총의 구조를 개략적으로 도시한 수평단면도,
도 9b는 동일하게 도 9a에 도시한 전자총의 구조를 개략적으로 도시한 수직단면도 및
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 관한 칼라수상관에 조립되는 전자총의 구조를 개략적으로 도시한 수직 단면도이다.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
1: 자계 4: 빔스폿
10: 패널 12: 타겟(형광체 스크린)
13: 섀도우 마스크 14: 퍼넬
21,22: 저항기 GM: 중간전극
G61: 제 G61 그리드 G62: 제 G62 그리드
C: 컨버전스컵 Eb: 양극전압
εs: 비유전율 Ci: 유전체
f: 편향자계의 주파수 Cb: 정전용량
본 발명에 의하면,
전자빔 발생부와, 전자빔 발생부로부터 방출하는 적어도 1개의 전자빔을 타겟상에 집속하는 복수개의 그리드로 형성한 주전자 렌즈부를 갖는 전자총과, 상기 전자총으로부터 방출한 전자빔을 타겟상으로 편향하고, 이 편향된 전자빔으로 화면을 주사시키는 자계를 발생시키는 편향요크를 구비한 음극선관에 있어서, 제 1 그리드로부터 제 4 그리드에 의해 전자빔을 생성하는 전자빔 형성부를 구성하고, 복수개의 그리드에 의해 메인렌즈부가 형성되고 상기 전자빔 형성부의 제 1 그리드에는 판형상의 전극에 의해 구성되고 관 외부에서 접지되고 또는 미소하게 마이너스의 전위가 공급되고, 제 2 그리드는 판형상의 전극이고 제 3 그리드와 관내에 배치한 저항기에 의해 접속되고 제 2 그리드에는 약 600v∼800v 정도의 가속전압이 공급되고, 이 전압이 관내에 배치된 저항체에 의해 제 3 그리드에 공급되고 제 4 그리드에는 약 7∼9kV 정도의 중위의 포커스 전압을 기준으로, 상기 편향장치의 편향전류에 동기하여 변화되는 전압이 인가된다. 그리고, 제 2 그리드, 제 3 그리드간에 비대칭의 렌즈가 형성된다.
또는, 상기 구성에서 상기 제 3 그리드의 상기 제 2 그리드측은 전자빔 통과구멍 부분에서 돌출된 구조를 갖고 있다.
또한, 상기 저항기에서 접속된 적어도 1개의 전극과, 상기 전극에 근접하여배치된, 동적으로 변화되는 전압이 인가되는 적어도 1개의 그리드 사이에 비유전율(εs)이 1이상의 유전체가 배치되어 있다.
또는, 상기 저항기에서 접속된 적어도 2개의 그리드 중 적어도 하나의 전극이 전자총의 그리드를 지지고정하는 절연지지체에 지지고정되지 않고, 상기 비유전율(εs)이 1이상인 유전체에 의해 상기 전극에 근접하는, 동적으로 변화되는 전압이 인가되는 적어도 1개의 그리드에 지지고정된다.
그리고, 당연하지만 상기의 구성의 유전체 Ci는 전자빔 통과에 영향을 주지 않도록 배치되고, 또한 상기 유전체 Ci는 실질적으로 온도의존성을 갖지 않는 재료로 선정된다.
이와 같은 구성으로 함으로써 제 3 그리드에는, 제 4 그리드에 공급된 다이나믹 전압의 일부가 제 2 및 제 3 그리드간의 정전용량, 제 3 및 제 4 그리드간의 정전용량에 의해 정전분할되어 공급되고 제 2 및 제 3 그리드간에 전위차가 발생되며 비대칭 렌즈가 동작된다. 또한, 동시에 제 2 및 제 3 및 제 4 그리드간의 전압이, 편향자계에 동기하여 확대되므로, 제 2 그리드로부터 제 4 그리드 사이에서 원통렌즈성분도 동시에 강해지고, 제 2 및 제 3 그리드간의 수평방향의 발산작용을 제거하고 수직방향의 집속작용을 조장하도록 동작한다.
3극부 내에서 이와 같은 작용을 발생시킴으로써 편향자계가 증가함에 따라 전자빔의 수직방향의 물점직경을 크게 하고, 또한 수평방향의 발산각을 극단적으로 크게 하는 일이 없으므로, 수평방향의 전자빔의 확장에 의한 주렌즈부에서의 수차의 증대를 초래하지 않고 수평방향의 물점직경을 작게 하는 효과를 발생시키며, 이에 의해 종래의 전자총에 비해 화면주변부에서의 가로방향 변형 현상을 보다 효과적으로 해소하고 전자빔을 보다 적절하게 스크린의 주변부에서 집속시킬 수 있다.
그리고, 전자총 내부에서 제 2 및 제 3 그리드 간에 전위차를 발생시킬 수 있으므로, 저위의 가속전압을 기준으로 한 상기 편향장치의 편향전류에 동기하여 증가하는 다이나믹 포커스 전압(Vd22)을 새롭게 인가할 필요가 없어지고, 스템부의 전압공급을 실시하는 리드선을 새롭게 설치할 필요가 없어진다. 그 때문에, 이 리드선의 증가에 의한 내전압 특성의 저하 등의 신뢰성에 미치는 문제를 회피할 수 있다. 또한, 칼라수상관 장치에서는 이 리드선 증가에 의한 스템부의 재설계를 필요로 하지 않음과 동시에, 전압을 공급하는 구동장치에서도 특히 이 다이나믹 전압을 형성하기 위한 회로를 새롭게 추가할 필요가 없어진다, 따라서, 이점에서도 비용이 증가하는 문제가 없고 고품위의 음극선관을 용이하게 얻을 수 있다.
이하 도면을 참조하여 본 발명의 한 실시예에 관한 칼라수상관을 설명한다.
도 5a와 도 5b는 본 발명의 제 1 실시예에 관한 칼라수상관의 전자총을 개략적으로 도시한 수평 및 수직단면도이다. 도 5a와 도 5b에 도시한 전자총은 도 1에 도시한 바와 같은 일반적인 구조를 갖는 칼라수상관의 넥(15)에 저장된다. 칼라수상관의 구조에 대해서는 종래 기술로서 도 1을 참조하여 설명되고 있으므로, 도 1 및 도 1을 참조한 설명을 참조하기 바란다.
도 5a에 도시한 바와 같이 전자총은 전자빔을 발생하는 수평방향으로 일렬 배치된 3개의 음극(KB,KG,KR) 및 캐소드(KB,KG,KR)를 가열하는 3개의 히터(도시하지 않음)를 구비하고 있다. 이 전자총에는 제 1 그리드(G1), 제 2 그리드(G2), 제3 그리드(G3), 제 4 그리드(G4), 제 5 그리드(G5), 제 6 그리드(G6), 제 7 그리드(G7), 중간전극(GM), 및 제 8 그리드(G8), 컨버전스컵(C)이 이 순서로 배치되고 이 전극은 절연지지체(도시하지 않음)에 의해 지지고정되어 있다.
전자총의 근방에는 도 5a에 도시한 바와 같이 저항기(R)가 설치되고 그 일단(一端)(A)은 컨버전스컵(C)을 통하여 제 8 그리드(G8)에 접속되고, 그 타단(他端)(D)은 저항기(22)를 통하여 관 외부에 접지되고 그 중간점(B)은 중간전극(GM)에 접속되어 있다. 제 8 그리드에 공급되는 전압의 50%∼70%정도의 전압이 이 중간전극(GM)에 공급되어 있다.
제 1 그리드(G1)는 얇은 판형상 전극이고, 전자빔(16R,16B,16G)의 통과를 허용하는 직경이 작은 3개의 전자빔 통과구멍이 설치되어 있다. 제 2 그리드(G2)도 동일하게 얇은 판형상 전극이고 전자빔(16R,16B,16G)의 통과를 허용하는 직경이 작은 3개의 전자빔 통과구멍이 설치되어 있다.
제 3 그리드(G3)도 동일하게 판두께가 얇은 일체 구조의 판형상 전극으로 이루어지고, 이 그리드(G3)에는 캐소드(KB,KG,KR)에 대응하여 도 6a에 도시한 바와 같이 세로로 긴 3개의 비원형 전자빔 통과구멍(25R,25G,25B)이 일렬 배치로 형성되어 있다.
또한, 상기 제 2 그리드(G2)와 제 3 그리드(G3)에는 그 그리드 사이에 비대칭 렌즈가 형성되는 비대칭 전자빔 통과구멍이 설치되어 있다.
제 4 그리드(G4)는 1개의 컵형상 전극과 판두께 전극이 조합되고, 제 3 그리드(G3)측에는 제 2 그리드(G2)의 전자빔 통과구멍 보다도 약간 직경이 큰 3개의 전자빔 통과구멍이 설치되며, 또한 제 5 그리드(G5)측에는 직경이 큰 3개의 전자빔 통과구멍이 설치되어 있다.
제 5 그리드(G5)는 2개의 컵형상 전극의 해방단(解放端)을 맞대고 있고, 각각 제 4 그리드(G4)의 제 5 그리드(G5)측의 전자빔 통과구멍과 거의 동일한 크기의 3개의 전자빔 통과구멍이 설치되어 있다.
제 6 그리드(G6)는 전자빔 통과방향으로 긴 2개의 컵형상 전극 및 판형상 전극으로 구성되고, 제 7 그리드(G7)측에는 도 6b에 도시한 바와 같이 세로로 긴 형상의 3개의 전자빔 통과구멍(26R,26G,26B)이 설치되어 있다. 또한, 제 7 그리드(G7)는 판형상 전극, 컵형상 전극 및 두꺼운 판 전극으로 구성되고, 제 6 그리드(G6)와 대향하는 판형상 전극에는 도 6c에 도시한 바와 같이 세로로 긴 형상의 전자빔 통과구멍이 설치되며, 중간전극(GM)과 대향하는 두꺼운 판 전극에는 3개의 직경이 큰 전자빔 통과구멍(27R,27G,27B)이 설치되어 있다.
중간전극(GM)은 3개의 직경이 큰 전자빔 통과구멍이 설치되어 있는 두꺼운 판 전극이고 제 8 그리드(G8)는 도 6d에 도시한 바와 같이 3개의 직경이 큰 전자빔 통과구멍(28R,28G,28B)이 설치되어 있는 전극, 3개의 인라인방향으로 세로로 길고 직경이 큰 3개의 전자빔 통과구멍이 설치된 판형상 전극, 그리고 3개의 전자빔 통과구멍이 설치되고, 해방단을 맞댄 2개의 컵형상 전극순으로 배치되는 구조를 갖고 있다. 또한, 컨버전스컵(C)의 2개의 컵형상 전극에는 각각 3개의 전자빔 통과구멍이 일렬 배치로 형성되어 있다.
그리고, 도 5a와 도 5b에 도시되는 전자총에서는 3개의 음극(KB,KG,KR)에는약 100∼150V 정도의 전압(Ek), 제 1 그리드(G1)는 접지되어 있다. 제 2 그리드(G2)와 제 4 그리드(G4)에는 약 600∼800V 정도의 전압(Ec2)이 공급되고 관내에 배치된 저항기에 의해 제 3 그리드(G3)에는 저항기(21)를 통하여 동일한 전압이 공급되어 있다. 제 4 그리드(G4)와 제 7 그리드(G7)에는 약 6∼9KV정도의 집속전압(Ec7)를 기준으로 하는 상기 편향자계에 동기한 교류전압이 공급되고, 제 6 그리드(G6)에는 약 6∼9KV 정도의 집속전압(Ec6)가 공급되어 있다. 제 8 그리드(G8)에는 약 25∼30KV 정도의 음극전압(Eb)이, 또한, 중간전극(GM)에는 상기 저항기(R)에 의해 제 8 그리드(G8)에 공급되는 전압(Eb)을 분압하여, 그 50∼70%정도의 전압이 인가되어 있다. 따라서, 제 7 그리드(G7), 중간 그리드(GM), 제 8 그리드(G8) 사이에, 확장전계형 주렌즈가 형성되어 있다.
이와 같은 구성으로 함으로써 제 3 그리드(G3)에는 제 4 그리드(G4)에 공급되는 다이나믹 전압의 일부가 제 2 및 제 3 그리드(G2,G3)간의 정전용량 및 제 3 및 제 4 그리드(G3,G4) 간의 정전용량에 의해 정전분할되어 이 정전용량을 통하여 공급되고, 제 2 및 제 3 그리드(G2,G3) 간에 전위차가 발생되고 비축대칭렌즈가 형성된다.
이 비축대칭렌즈가 형성됨으로써 전자빔을 생성하는 3극부에서 전자빔을 상기 편향장치의 편향전류에 동기하여 다이나믹하게 컨트롤하는 것이 가능해진다. 그리고, 그와 동시에 메인렌즈 및 메인렌즈에 배치된 4극자 렌즈(QL)의 집속상태를 변화시킬 수 있으므로, 전자빔을 메인렌즈와 메인렌즈부 근방에 배치된 4극자 렌즈(QL)의 집속상태를 변화시키는 종래의 다이나믹 포커스 전자총에 비해, 가로방향 변형 현상을 해소하고, 전자빔을 보다 적절하게 스크린의 주변부에서 집속시킬 수 있게 된다.
즉, 편향자계가 발생함에 따라 제 2 및 제 3 그리드(G2,G3) 간의 축대칭 렌즈가 상대적으로 수평방향으로 발산작용 및 수직방향으로 집속작용을 가지도록 작용하고, 또한 동시에 제 2, 제 3 및 제 4 그리드(G2,G3,G4)간의 전압이 편향자계에 동기하여 확대되므로, 제 2 그리드(G2)로부터 제 4 그리드(G4)간에서 원통렌즈성분도 동시에 강해지고, 제 2, 제 3 그리드(G2,G3)간의 수평방향의 발산작용을 거의 제거하여 수직방향의 집속작용을 조장하도록 동작하다.
3극부내에서 이와 같은 작용을 발생시킴으로써 편향자계가 증가함에 따라 수직방향의 물점직경을 크게 하고, 또한 수평방향의 발산각을 극단적으로 크게 하지 않으므로, 수평방향의 전자빔의 확장에 의한 주렌즈부에서의 수차의 증대를 초래하지 않고 수평방향의 물점직경을 작게 하는 효과가 생기며, 이에 의해 종래의 전자총에 비해, 화면 주변부에서의 가로방향 변형 현상을 보다 효과적으로 해소하고 전자빔을 보다 적절하게 스크린의 주변부에서 집속시킬 수 있게 된다.
그리고, 전자총 내부에서 제 2, 제 3 그리드(G2,G3) 간에 전위차를 발생시킬 수 있으므로, 저레벨의 가속전압을 기준으로 한 상기 편향장치의 편향전류에 동기하여 증가하는 다이나믹 포커스 전압을 새롭게 인가할 필요가 없어지고, 스템부의 전압공급을 실시하는 리드선을 새롭게 설치할 필요가 없어진다. 그 때문에, 이 리드선의 증가에 의한 내전압 특성의 저하 등의 신뢰성에 미치는 문제를 회피할 수 있다. 또한, 칼라수상관장치에서는 이 리드선 증가에 의한 스템부의 재설계를 할필요가 없어짐과 동시에 전압공급을 실시하는 구동장치에서도 새롭게 다이나믹 전압을 형성하기 위한 회로를 새롭게 추가할 필요가 없어지고, 따라서 이점에서도 비용이 증가하는 문제가 없고 고품위의 음극선관을 용이하게 얻을 수 있다.
이 실시예에서는 제 2 그리드(G2)와 제 5 그리드(G5)가 접속되어 있지만, 이에 한정되지 않고 예를 들어 도 7에 도시한 바와 같이 제 6 그리드(G6)가 제 G61 그리드 및 제 G62 그리드로 2분할되고 제 5 그리드측의 제 G61 그리드와 제 4 그리드(G4)가 접속되어도 좋다. 그리고, 저항기(21)에 접속된 제 3 그리드(G3)와 제 5 그리드(G5)가 접속됨으로써 제 2 및 제 3 그리드(G2,G3) 간의 정전용량 보다도 제 3 및 제 4 그리드(G3,G4)간의 정전용량을 크게 잡을 수 있으므로, 보다 효과적으로 제 3 그리드(G3)에 다이나믹 전압을 중첩시킬 수 있고, 제 2 및 제 3 그리드의 전위차를 크게 취할 수 있다. 즉, 3극부에서의 물점직경의 변화를 보다 크게 취할 수 있고 화면주변부에서의 가로방향 변형 현상을 보다 효과적으로 해소할 수 있다.
또한, 본 실시예에서는 제 3 그리드의 형상을 얇은 판형상으로 했지만, 이에 한정되는 것은 아니고, 예를 들어 도 8a와 도 8b에 도시한 바와 같은, 전자빔 통과구멍의 주변만이 제 2 그리드측으로 돌출시킨 형상을 채용함으로써 제 2 및 제 3 그리드(G2,G3) 간의 정전용량을 작게 할 수 있고 상대적으로 제 2 및 제 3 그리드(G2,G3)간의 정전용량 보다도 제 3 및 제 4 그리드(G3,G4)간의 정전용량으 크게 할 수 있고 본 발명의 효과를 현저하게 할 수 있다.
또한, 도 9a와 도 9b에 도시한 바와 같이 제 3 그리드(G3)와 제 4 그리드(G4)간에 비유전율(εs)이 1이상인 유전체(Ci)를 배치해도 좋다. 이 도 9a와 도 9b에 도시한 실시예에 있어서는 이 제 3 그리드(G3)는 전자총의 그리드를 지지고정하는 절연지지체에 지지고정 되지 않고, 제 4 그리드(G4)에 의해 지지고정되는 구조로 할 수도 있다.
이와 같은 구성으로 함으로써 제 3 그리드(G3)와 제 4 그리드(G4) 간의 정전용량을 더욱 크게 할 수 있으므로 본 발명의 효과를 현저하게 할 수 있다.
또한, 이 제 3 그리드(G3)와 제 4 그리드(G4)간의 정전용량을 더욱 크게 하는 방법으로서 도 10에 도시한 바와 같이 제 6 그리드가 제 G61 그리드 및 제 G62 그리드로 2분할되고, 제 5 그리드측의 제 G61 그리드와 제 4 그리드(G4)가 접속되며, 각 제 3 및 제 4 그리드(G3,G4)간, 제 4 및 제 5 그리드(G4, G5)간, 제 5 및 제 G61 그리드(G5,G6) 간에는 유전체(Ci)가 배치되어도 좋다. 이와 같은 구조에서는 다이나믹 전압이 효과적으로 제 3 그리드(G3)에 인가되고 제 2 및 제 3 그리드(G2,G3) 사이에 축대칭 렌즈를 형성하고 동작시킬 수 있다.
당연한 것이지만, 상기의 구성의 유전체(Ci)는 전자빔의 통과를 방해하지 않도록 배치되고, 또한 그 유전체(Ci)가 갖는 온도의존성은 실질적으로 문제 없고, 즉 변화가 미소한 것이 바람직하다.
상기 실시예에서 편향자계의 주파수를 f, 제 2 그리드(G2) 및 제 3 그리드(G3)에 접속되는 저항의 저항값을 R, 제 2 그리드(G2)와 제 3 그리드(G3) 사이의 정전용량을 Cb로 하면
여기에서
가 성립하도록 전자총의 전극구조가 설계됨으로써 효과적으로 비대칭렌즈가 형성된다.
또한, 상기 실시예에서는 주렌즈 부분이 중간전극 1장으로 구성되는 확장전계형 주렌즈로 했지만, 이에 한정되지 않고 중간전극이 2장 이상의 확장형 전계렌즈, 또는 통상의 바이포텐셜형 주렌즈, 유니포텐셜형 주렌즈이어도 좋다.
이상 설명한 바와 같이 전자빔 발생부와 전자빔 발생부로부터 방출되는 적어도 1개의 전자빔을 타겟상에 집속하는 복수개의 그리드로 형성된 주전자렌즈부를 갖는 전자총과, 이 전자총으로부터 방출된 전자빔을 타겟상에 편향주사하는 자계를 발생하는 편향요크를 적어도 구비한 음극선관에 있어서, 제 1 그리드로부터 제 4 그리드에 의해 구성된 전자빔 형성부가 있고 제 4 그리드를 포함하는 복수개의 그리드에 의해 메인렌즈부가 형성되고, 상기 전자빔 형성부의 제 1 그리드에는 판형상의 전극으로 구성되고 관 외부에 접지, 또는 약간 마이너스의 전위가 공급되고 제 2 그리드는 판형상의 전극이고, 제 3 그리드와 관내에 배치된 저항기에 의해 접속되고 제 2 그리드에는 약 600v∼800v정도의 가속전압이 공급되고, 이 전압이 관내에 배치된 저항기에 의해 제 3 그리드 사이에 공급되는 바와 같이 형성되고, 제 4 그리드에는 약 7∼9kV정도의 중위의 포커스 전압을 기준으로, 상기 편향장치의 편향전류에 동기하여 변화하는 전압이 인가되는 구성으로 했다. 그리고, 제 2 그리드, 제 3 그리드간에 비대칭의 렌즈가 형성되는 구성으로 했다.
또는, 상기의 구성에서 상기 제 3 그리드의 상기 제 2 그리드측은 전자빔 통과구멍 부분에서 돌출된 구조로 했다.
이와 같은 구성으로 함으로써, 제 3 그리드에는 제 4 그리드에 공급된, 다이나믹 전압의 일부가 제 2, 제 3 그리드간의 정전용량, 제 3, 제 4 그리드간의 정전용량에 의해 정전분할됨으로써 공급되고, 제 2, 제 3 그리드간에 전위차가 발생하고 비대칭 렌즈가 동작하게 된다. 또한, 동시에 제 2, 제 3, 제 4 그리드간의 전압이 편향자계에 동기하여 확대되므로 제 2 그리드로부터 제 4 그리드간에서 원통렌즈 성분도 동시에 강해지고, 제 2, 제 3 그리드간의 수평방향의 발산작용을 거의 제거하고, 수직방향의 집속작용을 조장하도록 동작한다.
3극부내에서 이와 같은 작용을 발생하게 함으로써 편향자계가 증가함에 따라 수직방향의 물점직경을 크게 하고, 또한 수평방향의 발산각을 극단적으로 크게 하는 일이 없으므로, 수평방향의 전자빔의 확장에 의한 주렌즈부에서의 수차의 증대를 초래하지 않고 수평방향의 물점직경을 작게 하는 효과가 얻어지고, 이에 의해 종래의 전자총에 비해 화면주변부에서의 가로방향 변형현상을 보다 효과적으로 해소하고 전자빔을 보다 적절하게 스크린의 주변부에서 집속시킬 수 있게 된다.
그리고, 전자총 내부에서 제 2, 제 3 그리드간에 전위차를 발생시킬 수 있으므로, 저위의 가속전압을 기준으로 한 상기 편향장치의 편향전류에 동기하여 증가하는 다이나믹 포커스 전압을 새롭게 인가할 필요가 없어지고, 스템부의 전압공급을 실시하는 리드선을 새롭게 설치할 필요가 없어진다. 그 때문에 이 리드선의 증가에 의한 내전압 특성의 저하 등의 신뢰성에 미치는 문제를 회피할 수 있다. 또한, 칼라수상관장치에서는 이 리드선 증가에 의한 스템부의 재설계를 필요로 하지 않음과 동시에 전압공급을 실시하는 구동장치에서도 새롭게 이 다이나믹 전압을 형성하기 위한 회로를 새롭게 추가할 필요가 없어지고, 따라서 이점에서도 비용이 증가하는 문제가 없고 고품위의 음극선관을 용이하게 얻을 수 있어 그 공업적 의미는 크다.
이상과 같이 본 발명의 음극선관장치는 스템의 리드선의 증설 등을 필요로 하지 않고 빔스폿의 형상을 양호하게 하고 화면 전면의 해상도를 양호하게 하는 전자총을 구비하는 효과를 갖는다.

Claims (15)

  1. 적어도 1개의 전자빔을 발생시키고 사출하는 전자빔 형성수단으로서, 캐소드 및 이 캐소드로부터 전자빔 진행방향을 따라서 차례로 배치된 적어도 제 1, 제 2 및 제 3 전극을 포함하는 전자빔 형성수단,
    상기 제 1 및 제 2 전극을 접속하는 저항,
    상기 전자빔 형성부로부터의 전자빔을 스크린상에 집속시키는 적어도 제 4 및 제 5 전극 및 양극전극을 포함하는 주집속 렌즈부로서, 제 2 전극이 제 3 전극에 근접하여 대향되어 있는 주집속 렌즈부를 구비하는 전자총,
    이 전자총으로부터 방출된 전자빔을 수평 및 수직방향으로 편향하고 편향된 전자빔으로 화면을 주사하는 편향자계를 발생하는 편향요크,
    상기 제 1 전극 및 제 2 전극에 상기 저항을 통하여 일정 전압을 인가하고, 제 3 전극에 상기 편향요크가 발생하는 편향자계에 동기하여 변동하는 다이나믹 전압을 인가하는 제 1 인가수단, 및
    중위의 포커스 전압을 상기 제 5 전극에 인가하고 고위의 양극전압을 양극전극에 인가하고, 상기 제 4 전극에 상기 편향요크가 발생하는 편향자계에 동기하여 변동하는 다이나믹 포커스 전압을 인가하는 제 2 인가수단을 구비한 것을 특징으로 하는 음극선관장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 전극은 서로 인접하여 배치되고, 상기 제 2 전극과 이 제 2 전극에 인접하는 제 3 전극 사이에 비축대칭렌즈가 형성되는 것을 특징으로 하는 음극선관장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 전극간의 정전용량 보다도 이 제 2 전극과 제 3 전극 사이의 정전용량이 큰 것을 특징으로 하는 음극선관장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 전극 중 적어도 한쪽은 돌출된 전자빔 개구부분을 갖는 것을 특징으로 하는 음극선관장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 전극과, 상기 제 2 전극에 근접하여 배치된, 동적으로 변화되는 전압이 인가되는 제 3 전극간에 비유전율(εs)이 1이상인 유전체가 배치되어 있는것을 특징으로 하는 음극선관장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제 2 전극은 상기 비유전율(εs)을 갖는 유전체에 의해 상기 제 2 전극에 근접하는 제 3 전극에 지지 고정되는 것을 특징으로 하는 음극선관장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 유전체는 온도의존성을 실질적으로 갖지 않는 비유전율(εs)을 갖는 것을 특징으로 하는 음극선관장치.
  8. 적어도 1개의 전자빔을 발생시키고 사출하는 전자빔 형성수단으로서, 캐소드 및 이 캐소드로부터 전자빔 진행방향을 따라서 차례로 배치된 적어도 제 1, 제 2, 제 3, 제 4 및 제 5 전극을 포함하고 제 5 전극이 제 2 또는 제 3 전극에 접속되어 있는 전자빔 형성수단,
    상기 제 2 및 제 3 전극을 접속하는 저항, 및
    상기 전자빔 형성부로부터의 전자빔을 스크린상에 집속시키는 적어도 제 6 및 제 7 전극 및 양극전극을 포함하는 주집속렌즈부에서 있어서,
    제 6 전극이 제 4 전극에 근접하여 대향되어 있는 주집속렌즈부를 구비하는 전자총,
    상기 전자총으로부터 방출된 전자빔을 수평 및 수직방향으로 편향하고 편향된 전자빔으로 화면을 주사하는 편향자계를 발생하는 편향요크,
    상기 제 1 전극을 접지하고, 상기 제 2 및 제 3 전극에 상기 저항을 통하여 일정 전압을 인가하며, 상기 제 4 전극에 상기 편향요크가 발생하는 편향자계에 동기하여 변동하는 다이나믹 전압을 인가하는 제 1 인가수단, 및
    중위의 포커스 전압을 상기 제 6 전극에 인가하고, 고위의 양극전압을 양극전극에 인가하며, 상기 제 7 전극에 상기 편향요크가 발생하는 편향자계에 동기하여 변동하는 다이나믹 포커스 전압을 인가하는 제 2 인가수단을 구비한 것을 특징으로 하는 음극선관장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 제 3 및 제 4 전극은 서로 인접하여 배치되고, 상기 제 3 전극과 이 제 3 전극에 인접하는 제 4 전극 사이에 비축대칭렌즈가 형성되는 것을 특징으로 하는 음극선관장치.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 제 2 및 제 3 전극간의 정전용량 보다도 이 제 3 전극과 제 4 전극 사이의 정전용량이 큰 것을 특징으로 하는 음극선관장치.
  11. 제 8 항에 있어서,
    상기 제 2 및 제 3 전극 중 적어도 한쪽은 돌출된 전자빔 개구부분을 갖는 것을 특징을 하는 음극선관장치.
  12. 제 8 항에 있어서,
    상기 제 3 전극과, 상기 제 3 전극에 근접하여 배치된, 동적으로 변화되는 전압이 인가되는 제 4 전극간에 비유전율(εs)이 1이상인 유전체가 배치되어 있는것을 특징으로 하는 음극선관장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 제 3 전극은 상기 비유전율(εs)을 갖는 유전체에 의해 이 제 3 전극에 근접하는 제 4 전극에 지지고정되는 것을 특징으로 하는 음극선관장치.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 유전체는 온도의존성을 실질적으로 갖지 않는 비유전율(εs)을 갖는 것을 특징으로 하는 음극선관장치.
  15. 제 12 항에 있어서,
    상기 제 3 전극은 상기 제 5 전극 및 상기 저항을 통하여 제 2 전극에 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 음극선관장치.
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