KR20000011965A

KR20000011965A - 칼라음극선관

Info

Publication number: KR20000011965A
Application number: KR1019990030293A
Authority: KR
Inventors: 오노오사무; 스가와라시게루; 사토가즈노리; 아와노다카시
Original assignee: 니시무로 타이죠; 가부시끼가이샤 도시바
Priority date: 1998-07-27
Filing date: 1999-07-26
Publication date: 2000-02-25
Also published as: JP2000048738A; US6225766B1; TW430847B; KR100345613B1

Abstract

본 발명은 칼라음극선관에 관한 것으로, 특히 그 전자총구체를 개량하여 형광체 스크린의 전면에서 고해상도를 얻을 수 있는 칼라음극선관에 관한 것으로서, 인라인형 전자총구체에서는 3전자빔을 형광체 스크린상에 집속하는 주렌즈를 갖고, 음극선관 속에는 저항기가 배치되어 있고, 저항기에 의해 고압을 분할한 전압이 중간 전극에 인가되고, 주렌즈를 구성하는 상기 집속전극, 중간전극 및 최종 가속전극의 전압이 순차 높아지도록 정해지며, 중간전극의 집속전극측 및 중간전극의 최종 집속전극측의 상기 전자빔 통과구멍이 수평방향에 비해 수직방향으로 긴 세로로 긴 구멍으로 되고, 집속전극의 중간전극측 및 최종 가속전극의 중간전극측의 전자빔 통과구멍이 측벽부를 갖고 있지 않는 열린 구멍으로 형성되어 있고 따라서, 해상도를 향상시킬 수 있는 전자총구체를 구비한 칼라음극선관을 제공할 수 있는 것을 특징으로 한다.

Description

칼라음극선관{A COLOR CATHODE RAY TUBE}

본 발명은 칼라음극선관에 관한 것으로, 특히 그 전자총구체를 개량하여 형광체 스크린의 전면에서 고해상도를 얻을 수 있는 칼라음극선관에 관한 것이다.

칼라음극선관은 전자총구체로부터 방출된 3전자빔이 수평, 수직방향으로 편향되고, 이 편향에 의해 형광체 스크린에 전자빔이 주사되고, 이 스크린상에 화상이 표시된다. 특히 셀프 컨버젼스 타입의 인라인 칼라음극선관에서는 3전자총이 동일 수평면상에 1열로 배열된 인라인형 전자총구체가 그 넥에 조립되고, 도 1a에 도시한 바와 같이 수평편향 자계가 핀쿠션형(1H)으로 형성되고, 도 1b에 도시한 바와 같이 수직편향자계가 배럴형(1V)으로 형성된다. 이렇게 편향자계로서 비제일자계(非濟一磁界)가 형성됨으로써, 특별한 장치 등을 설치하지 않고, 용이하게 3전자빔이 스크린을 향하여 자기집중되게 된다. 현재, 이 방식의 칼라음극선관이 주류를 이루고 있다.

이러한 음극선관에서는 상술의 편향자계가 비제일이기 때문에, 형광체 스크린 중앙부의 빔 스폿이 진원(眞圓)이라고 해도 형광체 스크린 주변부에서의 전자빔 스폿은 수평방향으로는 발산작용을 받아 언더 포커스상태가 되고, 수직방향으로는 집속작용을 받아 오버 포커스상태가 된다.

또한 전자총구체로부터 형광체 스크린에 이르기까지의 거리가 전자빔의 편향량이 커질면 커지기 때문에 형광체 스크린 중앙부에서 빔 스폿이 소직경인 동시에 진원으로 형성되었다고 해도 형광체 스크린 주변부에서는 빔 스폿이 오버 포커스상태가 된다.

이 결과, 형광체 스크린의 주변부에서의 빔 스폿은 수직방향에서는 상기 2개의 작용에 의해 현저한 오버 포커스상태가 되고, 수평방향에서는 상기 2개의 작용이 서로 보상하여, 대략 포커스상태가 된다. 즉, 형광체 스크린 주변부에서는 수평방향과 수직방향과의 포커스상태의 차이를 원인으로서 비점(非点) 수차를 생기게 하고, 도 2에 도시한 바와 같이 빔 스폿(2)은 고휘도의 코어부(3)와 저휘도의 헤일로(halo)부(4)로 이루어지는 비원형으로 비틀어지고, 형광체 스크린의 주변부의 해상도가 현저하게 악화하게 된다.

한편, 전자빔 직경을 개량하기 위해서는 전자총구체의 주렌즈를 형성하는 전극의 구멍직경을 크게 하여 구면 수차를 작게 하는 것이 중요하다. 그를 위해서는 3전자빔의 상호 간격을 크게 할 필요가 있다. 그러나, 3전자빔의 상호 간격을 크게 하면, 3전자빔의 컨버젼스 특성이 악화되는 문제가 있다. 또, 전자총구체가 배치되는 넥의 내부직경에 의해 주렌즈부를 형성하는 전극의 구멍 직경이 제한된다. 즉, 상술한 바와 같이 칼라음극선관의 해상도를 양호하게 하기 위해서는 3전자빔의 상호 간격을 크게하지 않고서 주렌즈를 대구경(大口俓)으로 하는 것과, 화면주변부에서의 수직방향의 오버 포커스를 개량하는 것이 필요하게 된다.

이러한 주렌즈의 대구경화 및 편향 비틀어짐의 개량을 달성하는 방법으로서 일본 특개소 64-38947공보(USP4897575)에는 다음과 같은 전자총구체의 구조가 제안되고 있다. 이 전자총구체는 도 3a 및 도 3b에 도시한 바와 같이 주렌즈가 집속전극(G5), 2개의 중간전극(Gm1, Gm2) 및 최종 가속전극(G6)에 의해 구성된다. 이 도 3에 도시한 전자총구체에서는 이 전자총구체의 전극에 따라서 배치된 저항기(T)에 의해 최종 가속전극(G6)에 인가되는 고압이 저항 분할되어 소정의 제 1 및 제 2 전압이 생성되고, 이 소정의 제 1 및 제 2 전압이 중간전압(Gm1, Gm2)에 인가되고, 또 전자빔의 편향에 동기하여 변화되는 파라볼라형상의 다이나믹전압이 일정 직류전압에 중첩된 전압이 집속전극(G5)에 인가되고 있다. 이 전자총구체의 주렌즈를 형성하는 집속전극(G5), 중간전극(Gm1, Gm2) 및 최종 가속전극(G6)의 모든 전자빔 통과구멍은 진원구멍으로 형성되고, 또 집속전극(G5) 및 최종 가속전극(G6)에는 전자빔 통과구멍의 연면(沿面)에 측벽부, 즉 버링(burring)(또는 주변가장자리)이 형성되어 있지 않기 때문에, 집속전극(G5) 및 최종 가속전극(G6) 내부에는 수평방향으로 3전자빔에 공통적인 전계가 형성된다. 이에 의해 집속전극(G5) 근방에는 상대적으로 수직방향으로 강한 집속작용을 갖는 제 1의 4극자렌즈가 형성되고, 최종 가속전극(G6) 근방에는 상대적으로 수직방향으로 강한 발산작용을 갖는 제 2의 4극자 렌즈가 형성된다.

이렇게 구성된 전자총구체에서는 중간전극(Gm1, Gm2)에 의해 주렌즈를 확장한 확장전계 렌즈를 형성할 수 있다. 또한 화면주변부에 전자빔을 편향한 경우, 집속전극(G5)에 보다 높은 전압(다이나믹전압)이 공급되고, 집속전극(G5)과 이 집속전극(G5)에 인접하는 중간전극(Gm1)과의 전압차가 작아지기 때문에, 제 1의 4극자렌즈의 작용이 약해지고, 전자빔은 수직방향으로 발산되고 편향요크의 비제일자계로부터 받는 수직방향의 오버 포커스상태를 보상할 수 있다.

따라서, 이러한 구조의 전자총구체에 의하면 상술한 대구경화와 편향 비틀어짐에 의한 해상도의 악화의 개량이라는 2개의 문제가 해결된다.

그러나, 상기 구조의 전자총구체에 의하면 주렌즈부의 집속전극(G5) 및 최종 가속전극(G6)에는 전자빔 통과구멍의 연면에 측벽부(버링)가 형성되어 있지 않기 때문에, 수평방향에 비해 수직방향의 구경은 작아지고, 따라서 수평방향에 비해 수직방향의 구면수차가 상당히 커지고, 수직방향의 전자빔 스폿직경이 수평방향의 전자빔 스폿직경보다도 커져, 화면 중앙부에서 전자빔 스폿이 세로로 길어지고, 화면 중앙부에서의 해상도가 악화한다.

특히, 음극선관의 크기나 편향각이 큰 경우에는 상기 제 1의 4극자렌즈의 작용을 강하게 할 필요가 있어, 이 경우에는 집속전극(G5) 및 최종 가속전극(G6)에 형성되어 있는 진원구멍을 가로로 긴 구멍으로 하여 수직방향의 구경을 더욱 작게 하지 않으면 안되고, 그 때문에 수직방향의 구면 수차가 더욱 증대하고, 점점 화면 중앙부에서 전자빔 스폿이 세로로 길어지고, 화면 중앙부에서의 해상도가 현저하게 악화한다.

상술한 바와 같이 음극선관의 해상도를 양호하게 하기 위해서는 3전자빔의 상호 간격을 크게 하지 않고서 주렌즈를 대구경하는 것 및 화면주변부에서의 수직 방향의 오버 포커스를 개량하는 것이 필요하게 된다.

이러한 주렌즈의 대구경화 및 편향 비틀어짐의 개량을 달성하는 전자총구체로서 주렌즈를 집속전극, 관내에 내장된 저항기에 의해 원하는 전압이 인가되는 중간전극 및 최종 가속전극에 의해 구성하고, 집속전극 근방에는 상대적으로 수직방향으로 강한 집속작용을 갖는 비대칭 집속전계를 형성하고, 최종 가속전극 근방에는 상대적으로 수직방향으로 강한 발산작용을 갖는 비대칭 발산전계를 형성하고, 이 비대칭 집속전계와 비대칭 발산전계를 중간전극에 의해 실질적으로 분리하여, 집속전극에 전자빔의 편향에 동기하여 변화하는 다이나믹전압을 공급하는 전자총구체가 있다.

그러나, 단순히 이러한 구조로 하는 것 만으로는 수평방향에 비해 수직방향의 구면 수차가 상당히 커지고, 수직방향의 전자빔 스폿직경이 수평방향의 전자빔 스폿직경보다도 커져, 화면 중앙부에서 전자빔 스폿이 세로로 길어지고, 화면중앙부에서의 해상도가 악화하며, 특히 음극세관(細管)의 크기나 편향각이 큰 경우에는 수직방향의 구면 수차가 더욱 증대하여, 해상도가 현저하게 악화한다.

본 발명의 목적은 형광체 스크린 전역에 걸쳐 빔 스폿을 작고 동시에 균일하게 하여 음극선관의 해상도를 향상시킬 수 있는 전자총구체를 구비한 칼라음극선관을 제공하는 데에 있다.

도 1a와 도 1b는 각각 인라인형 전자총구체를 조합한 셀프 컨버젼스 타입의 음극선관에서 수평편향자계 및 수직편향자계를 나타내는 도면,

도 2는 종래의 인라인형 칼라음극선관의 편향 수차를 설명하기 위한 전자빔스폿을 나타내는 평면도,

도 3a와 도 3b는 종래의 인라인형 칼라음극선관에 조합된 전자총구체의 수평방향 및 수직방향의 구조를 개략적으로 나타내는 단면도,

도 4는 본 발명의 실시예에 관한 인라인형 칼라음극선관의 구조를 개략적으로 나타내는 단면도,

도 5a와 도 5b는 본 발명의 한 실시예인 인라인형 칼라음극선관에 조합된 전자총구체의 수평방향 및 수직방향의 구조를 개략적으로 나타내는 단면도,

도 6은 도 5에 도시된 그리드를 나타내는 정면도, 및

도 7은 본 발명의 한 실시예인 인라인형 칼라음극선관에 있어서 넥과 전자총구체와의 위치관계를 개략적으로 나타내는 단면도이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10: 패널 11: 퍼넬

12: 형광체 스크린 13: 섀도우 마스크

14: 넥 15B: 센터빔

15G, 15R: 사이드빔 16: 전자총구체

17: 편향요크 18: 절연지지봉

19: 전극 110: 일단(저항기)

120: 타단(저항기) 130, 140: 중간점(저항기)

KB, KG, KR: 캐소드 G1: 제 1 그리드

G2: 제 2 그리드 G3: 제 3 그리드

G4: 제 4 그리드 G5: 제 5 그리드

G6: 제 6 그리드 Gm1: 제 1 중간전극

Gm2: 제 2 중간전극 C: 컨버젼스 컵

T: 저항기

본 발명에 의하면 동일 수평면상을 통과하는 센터빔 및 한쌍의 사이드 빔으로 이루어지는 1열 배치의 3전자빔을 발생하는 전자빔 발생부와, 상기 전자빔 발생부로부터 방출된 상기 전자빔을 최종적으로 형광체 스크린상에 집속하는 주렌즈를 갖는 전자총구체 및 상기 전자총구체 근방에서 관속에 배치된 저항기를 구비하는 칼라음극선관에 있어서, 상기 주렌즈는 상기 전자빔 발생부측에서 상기 형광체 스크린방향을 향하여 순차 배열되고, 상기 3전자빔에 대응하여 1열 배치의 3개의 전자빔 통과구멍이 형성된 집속전극, 적어도 1개 이상의 중간전극 및 최종 가속전극에 의해 구성되고, 상기 저항기에 의해 상기 최종 가속전극에 공급하는 고압을 분할하여 소정의 전압을 상기 중간전극으로 공급하고, 상기 주렌즈를 구성하는 상기 집속전극, 상기 중간전극 및 상기 최종 가속전극의 전압이 상기 전자빔 발생부측에서 상기 형광체 스크린방향을 향하여 순차 높아지는 구성으로 하고, 상기 집속전극에 인접하는 상기 중간전극의 상기 집속전극측 및 상기 최종 가속전극에 인접하는 상기 중간전극의 상기 최종 집속전극측의 상기 전자빔 통과구멍을 수평방향에 비해 수직방향으로 긴 세로로 긴 구멍으로 하는 것을 특징으로 하는 칼라음극선관이 제공된다.

또, 상기 음극선관에 있어서는 상기 집속전극의 중간전극측 및 최종 가속전극의 중간전극측의 전자빔 통과구멍이 측벽부를 갖지 않는 열린 구멍으로 형성되고, 상기 집속전극에 인접하는 중간전극의 집속전극측 및 최종 가속전극에 인접하는 중간전극의 최종 집속전극측 전자빔 통과구멍이 수평방향에 비해 수직방향으로 긴 세로로 긴 구멍으로 형성되어 있다.

상기와 같은 구조를 갖는 전자총구체에 있어서는 종래의 전자총구체와 동일하게 중간전극에 의해 주렌즈를 넓힘으로써 대구경의 확장전계 렌즈가 형성되고, 제 5 그리드와 인접하는 중간전극간에서 수평방향에 비해 수직방향의 집속작용이 강한 집속전계가 제 6 그리드와 인접하는 중간전극사이에 수평방향에 비해 수직방향의 발산작용이 강한 발산전계가 형성되고, 화면 중앙부에서는 양자가 균형을 이루고, 화면 주면부에서는 제 5 그리드와 인접하는 중간전극간의 전자렌즈가 약해져 수직방향의 집속작용이 약해지고, 편향요크의 비제일자계로부터 받는 수직방향의 오버 포커스상태를 보상할 수 있으며, 또한 종래의 전자총구체에 비해 수평방향의 구면 수차를 악화시키지 않고 수직방향의 구면 수차를 양호하게 할 수 있고, 따라서 수평방향과 수직방향의 구면 수차는 함께 거의 동일한 동시에 양호하게 할 수 있다.

그 결과, 수평방향과 수직방향과의 전자빔 스폿직경이 거의 동일해지고, 화면 전역에서 균일하고 거의 진원이며, 또한 상당히 작은 전자빔 스폿을 얻을 수 있어, 대폭적으로 해상도를 향상시키는 것이 가능해지고, 또한 음극선관의 크기나 편향각이 커진 경우라도 구면 수차를 악화시키지 않고 4극자 작용을 강하게 할 수 있기 때문에 종래 일어나고 있던 전자빔 스폿의 비틀어짐을 해소하고, 화면 전역에서 거의 원형의 전자빔 스폿을 얻을 수 있다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 한 실시예에 관한 전자총구체를 설명한다.

도 4에는 그 실시예인 인라인형 칼라음극선관이 도시되어 있다. 이 칼라음극선관은 패널(10) 및 이 패널(10)에 일체로 접합된 퍼넬(11)로 이루어지는 외관용기를 갖고, 그 패널(10) 내면, 즉 페이스 플레이트에는 청, 녹, 적으로 발광하는 스트라이프형상의 3색 형광체층으로 이루어지는 형광체 스크린(12)이 형성되고, 이 형광체 스크린(12)에 대향하여 그 내측으로 전자빔이 통과하는 다수의 전자빔 통과구멍이 형성된 섀도우 마스크(13)가 배치되어 있다. 또, 퍼넬(11)의 넥(14)내에는 동일 수평면상을 통과하는 센터빔(15G) 및 한쌍의 사이드빔(15B, 15R)으로 이루어지는 1열 배치의 3전자빔(15B, 15G, 15R)을 방출하는 전자총구체(16)가 배치되어 있다. 그리고, 이 전자총구체(16)로부터 방출되는 3전자빔(15B, 15G, 15R)은 퍼넬(11)의 외측에 장착된 편향요크(17)가 발생하는 자계에 의해 편향되고, 이 3전자빔(15B, 15G, 15R)에 의해 상기 형광체 스크린(12)이 수평방향(H방향) 및 수직방향(V방향)으로 주사되고 이 형광체 스크린(12) 상에 칼라화상이 표시된다.

이 전자총구체(16)는 도 5a 및 도 5b에 도시한 바와 같이 수평방향(H방향)으로 1열 배치된 3개의 캐소드(KB, KG, KR), 이들 캐소드(KB, KG, KR)를 가열하는 3개의 히터(도시하지 않음), 상기 캐소드(KB, KG, KR)와 형광체스크린 사이에 제 1 그리드(G1), 제 2 그리드(G2), 제 3 그리드(G3), 제 4 그리드(G4), 제 5 그리드(G5), 제 1 및 제 2 중간전극(Gm1, Gm2), 제 6 그리드(G6) 및 컨버젼스 컵(C)이 그 순서로 배열된 구조를 갖고 있다. 또 제 1 그리드(G1)에서 제 6 그리드(G6)는 절연지지봉(도시하지 않음)에 의해 지지·고정되고, 컨버젼스 컵(C)은 제 6 그리드(G6)에 설치되어 있다.

또, 전자총구체(16) 부근에는 도 5b에 도시한 바와 같은 저항기(T)를 구비하고, 그 일단(110)은 제 6 그리드(G6)에 접속되고, 그 타단(120)은 접지되고, 중간점(130, 140)은 각각 소정의 제 1, 제 2 중간전극(Gm1, Gm2)에 접속되어 있다.

각 그리드에는 수평방향(H방향)에 병렬한 소정 크기의 3개의 전자빔 통과구멍이 형성되고, 제 1 그리드(G1) 및 제 2 그리드(G2)는 얇은 판형상 전극으로 구성되고, 직경이 작은 3개의 원형 전자빔 통과구멍이 이 판형상 전극에 형성되어 있다. 제 3 그리드(G3), 제 4 그리드(G4), 제 5 그리드(G5) 및 제 6 그리드(G6)는 복수의 컵형상 전극의 해방단을 맞댄 구조를 갖고, 제 3 그리드(G3)의 제 2 그리드(G2)측에는 제 2 그리드(G2)에 형성된 전자빔 통과구멍보다도 약간 직경이 큰 3개의 원형 전자빔 통과구멍이 형성되고, 제 3 그리드(G3)의 제 4 그리드(G4)측, 제 4 그리드(G4)의 양측, 제 5 그리드(G5)의 양측, 제 6 그리드(G6)의 양측에는 직경이 큰 3개의 원형 전자빔 통과구멍이 형성되어 있다. 특히 제 5 그리드(G5)의 제 1 중간전극(Gm1)측 및 제 6 그리드(G6)의 제 2 중간전극(Gm2)측은 전자빔 통과구멍 연면의 측벽면, 즉 버링이 형성되어 있지 않은 열린 구멍을 갖도록 정해져 있다. 제 1 및 제 2 중간전극(Gm1, Gm2)은 두꺼운 판 전극에 직경이 큰 3개의 전자빔 통과구멍이 형성되어 있다. 제 5 그리드(G5)에 인접하는 제 1 중간전극(Gm1)의 제 5 그리드(G5)측 및 제 6 그리드(G6)에 인접하는 제 2 중간전극(Gm2)의 제 6 그리드(G6)측의 전자빔 통과구멍은 도 6에 도시한 바와 같이 수평방향 직경보다도 수직방향의 직경이 큰 세로로 길게 형성되어 있다. 또, 제 5 그리드(G5)에 인접하는 제 1 중간전극(Gm1)의 제 2 중간전극(Gm2)측 및 제 6 그리드(G6)에 인접하는 제 2 중간전극(Gm2)의 제 1 중간전극(Gm1)측의 전자빔 통과구멍은 진원으로 형성되어 있다.

여기에서 수평방향(H방향) 및 수직방향(V방향)의 전자빔 통과구멍에 대하여 논한다.

상술한 바와 같이 전자빔 스폿직경을 개량하기 위해서는 전자총구체의 주렌즈를 형성하는 전극의 전자빔 통과구멍 직경을 크게 하여 구면 수차를 작게 하는 방법이 유효하지만, 전자총구체가 배치되는 넥(14)의 내부직경에 의해, 주렌즈부를 형성하는 전극의 전자빔 통과구멍 직경은 제한된다. 따라서, 전극의 최대 전자빔 통과구멍은 넥직경으로 결정된다. 도 7에는 넥(14)과 전자총구체(16)와의 위치관계가 나타나 있다. 여기에서 넥(14)의 외부직경(D1)을 29.1㎜, 넥(14)의 두께(T)를 2.6㎜로 하면, 내압특성으로부터 넥(14)의 내면과 전극(19)과의 간격(P1)은 1㎜, 전극(19)의 강도를 유지하기 위해서 전극(19)의 전자빔 통과구멍단과 전극(19)단과의 거리(S1)는 1㎜, 전극(19)의 각 전자빔 통과구멍 간격(G1)은 0.4㎜ 필요하기 때문에, 수평방향의 최대 전자빔 통과구멍 직경(MH)은 약 6.3㎜가 된다. 한편, 수직방향에 대해서는 절연지지봉(18)의 최소두께(T2)를 2.8㎜, 폭(W1)을 12㎜로 하면, 동일하게 내압특성으로부터 넥(14)과 절연지지봉(18)과의 최소간격(L1)은 1㎜ 필요하기 때문에, 절연지지봉(18) 간의 간격(L2)은 약 13㎜가 되고, 동일하게 내압특성으로부터 전극(19)과 절연지지봉(18)과의 간격(L3)은 1㎜ 필요하기 때문에, 전수직방향의 최대 전자빔 통과구멍직경(MV)은 약 9㎜가 된다.

즉, 전자빔 통과구멍을 기계적으로 각각 최대로 하였을 경우에는 수평방향보다도 수직방향의 전자빔 통과구멍 직경을 크게 할 수 있지만, 이러한 전자빔 통과구멍을 형성하면, 수평방향과 수직방향으로 큰 비점 수차를 갖기 때문에, 전자빔 통과구멍은 수평방향의 최대 전자빔 통과구멍 직경(MH)에 가까운 직경의 원형구멍으로 하는 것이 일반적이다. 그러나, 비대칭 전계를 형성하기 위해서 비원형의 전자빔 통과구멍을 형성하는 경우, 전자빔 통과구멍을 크게 하는 쪽이 구면 수차를 작게 할 수 있기 때문에, 한도인 수평방향을 그대로 하고, 여유가 있는 수직방향의 전자빔 통과구멍 직경을 크게 한 세로로 긴 구멍으로 하는 쪽이 구면 수차를 작게 할 수 있다. 따라서, 본 발명의 한 실시예에 관한 전자총구체에서는 그 제 1 중간전극(Gm1)의 제 5 그리드(G5)측 및 제 2 중간전극(Gm2)의 제 6 그리드(G6)측에 형성되어 있는 세로로 긴 전자빔 통과구멍은 구면수차를 작게 할 수 있는 구조로 되어 있다.

상기 전자총구체는 동작시, 음극(KR, KG, KB)에는 100∼200V정도의 직류전압과 화상에 대응한 변조신호가 인가되고, 제 1 그리드(G1)는 접지되고, 제 2 그리드(G2)에는 500∼1000V정도가 인가되고, 이 음극(KR, KG, KB), 제 1 그리드(G1), 제 2 그리드(G2)에서 삼극부가 형성되고, 이 삼극부로부터 방출되는 전자빔이 크로스오버를 형성한다.

제 3 그리드(G3)와 제 5 그리드(G5)는 관속에서 접속되고, 전자빔의 편향에 동기하여 변화하는 파라볼라형상의 다이나믹전압을 6∼10kV정도의 일정 직류전압에 중첩한 집속전압이 인가되며, 또 제 4 그리드(G4)는 제 2 그리드(G2)와 관속에서 접속되고, 제 3 그리드(G3)와 제 4 그리드(G4)와 제 5 그리드(G5)에서 보조렌즈를 형성하여 전자빔이 예비 집속된다.

제 6 그리드(G6)에는 25∼35kV정도의 최종 가속전압이 인가되고, 제 1 중간전압(Gm1)에는 저항기(T)에 의해 최종 가속전압의 약 40%의 전압이 공급되고, 제 2 중간전극(Gm2)에는 동일하게 저항기(T)에 의해 최종 가속전압의 약 65%의 전압이 공급된다. 그리고 제 5 그리드(G5), 제 1, 제 2 중간전극(Gm1, Gm2) 및 제 6 그리드(G6)에서 주렌즈를 형성하고, 최종적으로 전자빔을 화면상에 집속한다. 이렇게 주렌즈의 영역을 상기와 같이 제 1 및 제 2 중간전극(Gm1, Gm2)에 의해 넓히고, 제 5 그리드(G5)에서 제 6 그리드(G6)로 완만하게 전위를 높힘으로써 대구경의 확장전계 렌즈가 형성된다. 따라서 이 대구경의 확정전계 렌즈에 의해 전자빔 스폿을 작게 할 수 있다.

또한, 본 전자총구체에 의하면 종래의 전자총구체와 달리 화면 전역에 걸쳐서 균일한 전자빔 스폿을 얻을 수 있고, 종래의 전자총구체보다도 대구경의 주렌즈가 되지만, 이에 대하여 본 전자총구체의 주렌즈부를 통과할 때의 전자빔의 작용을 수평방향(H방향)과 수직방향(V방향)으로 나누어 상세하게 설명한다.

우선, 제 5 그리드(G5)내부에는 각각의 전자빔 통과구멍에 버링(통과구멍에 따른 벽면부)이 형성되어 있지 않기 때문에, 수평방향(H방향)으로는 3개의 전자빔 통과구멍에 공통인 곡률이 작은 등전위선이 형성되고, 수직방향(V방향)으로는 수평방향(H방향)에 비해 곡률이 큰 등전위선이 형성된다. 따라서, 수평방향(H방향)에 비해 수직방향(V방향)의 집속작용이 강한 집속전계가 형성되고, 수평방향(H방향)의 구면 수차에 대해서는 전자빔 통과구멍을 진원 구멍으로 한 때보다도 작아지고(양호하게 된다), 또 수직방향의 구면 수차에 대해서는 전자빔 통과구멍을 진원 구멍으로 한 때와 동일하게 된다.

한편, 제 1 중간전극(Gm1)의 제 5 그리드(G5)측에는, 각각의 전자빔 통과구멍에는 통과구멍에 따른 벽면부가 형성되어 있고, 동시에 수평방향(H방향)의 직경보다도 수직방향(V방향)의 직경이 큰 세로로 긴 전자빔 통과구멍이 형성되어 있기 때문에, 수직방향(V방향)에는 수평방향(H방향)에 비해 곡률이 작은 등전위선이 형성된다. 따라서 수평방향(H방향)에 비해 수직방향(V방향)의 발산작용이 약한 발산전계이 형성되고, 수직방향(V방향)의 구면 수차에 대해서는 전자빔 통과구멍을 진원 구멍으로 한 때보다도 작아지고, 또 수평방향(H방향)의 구면 수차에 대해서는 전자빔 통과구멍을 진원 구멍으로 한 때와 동일하게 된다.

따라서, 제 5 그리드(G5)와 제 1 중간전극(Gm1) 사이에서는 수평방향(H방향)에 비해 수직방향(V방향)의 집속작용이 강한 집속전계가 형성된다. 또 구면 수차에 대해서는 수평·수직방향 모두 거의 동일하게 되고, 또한 전자빔 통과구멍을 진원 구멍으로 한 때보다도 작아진다. 동일하게 제 6 그리드(G6)와 제 2 중간전극(Gm2) 사이에서는 수평방향(H방향)에 비해 수직방향(V방향)에서 강한 발산전계가 형성되고, 수평·수직방향의 구면 수차는 모두 거의 동일하게 되고, 또한 전자빔 통과구멍을 진원 구멍으로 한 때보다도 작아진다.

따라서, 화면 중앙부에서는 상기 집속전계와 상기 발산전계가 균형을 이루고, 수평방향(H방향)과 수직방향(V방향)에서 비점 수차를 갖지 않고서 전자빔이 동위치에 집속(포커스)되고, 수평방향(H방향)과 수직방향(V방향)의 구면 수차는 모두 거의 동일하게 되기 때문에 수평방향(H방향)과 수직방향(V방향)과의 전자빔 스폿직경이 거의 동일하게 된다. 또한 전자빔 통과구멍을 진원 구멍으로 한 때보다도 수평방향(H방향)과 수직방향(V방향)의 구면 수차는 모두 작아지기 때문에, 전자빔 스폿을 작게 할 수 있다. 즉, 본 전자총구체에서는 종래예과는 달리, 전자빔 스폿을 진원으로 할 수 있고, 동시에 종래예보다도 전자빔 스폿직경을 더욱 작게 하는 것이 가능해진다.

다음에, 전자빔이 화면주변부로 편향된 때에는 집속전압에는 다이나믹전압이 인가되고 소정값보다도 높아지고, 제 1 중간전극(Gm1)에 인가된 전압에 가깝고, 제 5 그리드(G5)와 인접하는 제 1 중간전극(Gm1) 사이에 형성되어 있는 전자렌즈가 약해지고, 수직방향(V방향)의 집속작용이 약해진다. 한편, 제 6 그리드(G6)와 인접하는 제 2 중간전극(Gm2) 사이에 형성되어 있는 전자렌즈는 변화하지 않기 때문에 주렌즈 전체에서는 수직방향(V방향)의 집속작용이 약해지고, 편향요크의 비제일자계로부터 받는 수직방향(V방향)의 오버 포커스상태를 보상할 수 있다. 따라서, 화면주면부에 있어서 전자빔 스폿의 편향 비틀어짐을 없애고, 진원의 전자빔 스폿을 형성할 수 있다.

따라서, 본 전자총구체에 의하면 전자빔은 수평방향(H방향)과 수직방향(V방향)에서 비점 수차를 갖지 않고, 수평방향(H방향)과 수직방향(V방향)의 구면 수차를 거의 동일하게 작게 할 수 있기 때문에, 화면전역에서 균일하게 거의 진원이고, 동시에 상당히 작은 전자빔 스폿을 얻을 수 있으며, 대폭으로 해상도를 향상시키는 것이 가능해진다.

또한, 음극선관의 크기나 편향각이 커진 경우라도 본 전자총구체에서는 제 5 그리드(G5)와 인접하는 제 1 중간전극(Gm1) 사이에 형성되어 있는 4극자의 작용을 강하게 하기 때문에 예를 들면, 제 5 그리드(G5)의 제 1 중간전극(Gm1)측에 형성되어 있는 원형 전자빔 통과구멍을 가로로 길게, 제 1 중간전극(Gm1)의 제 5 그리드(G5)측에 형성되어 있는 세로로 긴 전자빔 통과구멍을 보다 세로로 길게 함으로써, 구면 수차를 악화시키지 않고, 4극자 작용을 강하게 할 수 있다. 그 결과, 종래 일어나고 있던 전자빔 스폿의 비틀어짐을 해소하여, 거의 원형의 전자빔 스폿을 얻을 수 있다.

또한 상기 실시예에서는 쿼드라 포텐셜(quadra potential)형의 전자총구체에 대해서 설명하였지만, 바이 포텐셜형, 유니 포텐셜형 등의 다른 전자총구체에도 적용할 수 있다.

상기와 같이 1열 배치의 3전자빔을 발생하는 전자빔 발생부와, 이 전지빔 발생부로부터 방출된 전자빔을 최종적으로 형광체 스크린 상에 집속하는 주렌즈를 갖는 전자총구체와, 전자총구체 근방에서 관 속에 구비된 저항기를 갖고, 주렌즈는 전자빔 발생부측에서 형광체 스크린방향을 향하여 순차 배열되고, 3전자빔에 대응한 1열 배치의 3개의 전자빔 통과구멍이 형성된 집속전극, 중간전극 및 최종 가속전극에 의해 구성되고, 저항기에 의해 최종 가속전극에 공급하는 고압을 분할하여 소정의 전압을 중간전극에 공급하고, 주렌즈를 구성하는 집속전극, 중간전극 및 최종 가속전극의 전압이 전자빔 발생부측에서 형광체 스크린방향을 향하여 순차 높아지는 구성으로 하고, 집속전극의 중간전극측 및 최종 가속전극의 중간전극측 전자빔 통과구멍을 측벽부가 형성되어 있지 않은 열린 구멍으로 하고, 또한 집속전극에 인접하는 중간전극의 집속전극측 및 최종 가속전극에 인접하는 중간전극의 최종 가속전극측 전자빔 통과구멍을 수평방향에 비해 수직방향으로 긴 세로로 긴 구멍으로 형성하면, 종래 전자총구체와 동일하게 중간전극에 의해 주렌즈를 넓힘으로써 대구경의 확장전계 렌즈가 형성되고, 제 5 그리드와 인접하는 중간전극사이에서 수평방향에 비해 수직방향의 집속작용이 강한 집속전계가 제 6 그리드와 인접하는 중간전극 사이에서 수평방향에 비해 수직방향의 발산작용이 강한 발산전계가 형성되고, 화면 중앙부에서는 양자가 균형을 이루고, 화면 주변부에서는 제 5 그리드와 인접하는 중간전극 사이의 전자렌즈가 약해져 수직방향의 집속작용이 약해지고, 편향요크의 비제일자계로부터 받는 수직방향의 오버 포커스상태를 보상할 수 있으며, 또한 종래의 전자총구체에 비해 수평방향의 구면 수차를 악화시키지 않고 수직방향의 구면 수차를 양호하게 할 수 있고, 따라서 수평방향과 수직방향의 구면 수차는 모두 거의 동일하고 동시에 양호하게 할 수 있어, 그 결과 수평방향과 수직방향의 전자빔 스폿직경이 거의 동일하게 되고, 화면 전역에서 균일하게 거의 진원이며 동시에 상당히 작은 전자빔 스폿을 얻을 수 있고, 대폭으로 해상도를 향상시킬 수 있으며, 또한 음극선관의 크기나 편향각이 커진 경우라도 구면 수차를 악화시키지 않고 4극자 작용을 강하게 할 수 있기 때문에, 종래 일어나고 있던 전자빔 스폿의 비틀어짐을 해소하고, 화면 전역에서 거의 원형의 전자빔 스폿을 얻을 수 있다.

Claims

형광 스크린이 형성된 페이스플레이트를 갖는 엔벌로프(envelope)와,

동일 수평면상을 통과하는 센터빔 및 한쌍의 사이드빔으로 이루어지는 1열 배치의 3전자빔을 발생하는 전자빔 발생수단 및 상기 전자빔 발생부로부터 방출된 상기 전자빔을 최종적으로 형광체 스크린상에 집속하는 주렌즈를 갖는 전자총구체에 있어서,

상기 주렌즈는 상기 전자빔 발생부측에서 상기 형광체 스크린 방향을 향하여 순차 배열되어 상기 3전자빔에 대응하여 1열 배치의 3개의 전자빔 통과구멍이 형성된 집속전극과,

적어도 1개이상의 중간전극 및 최종 가속전극에 의해 구성되고,

상기 저항기에 의해 상기 최종 가속전극에 공급하는 고압을 분할하여 소정의 전압을 상기 중간전극에 공급하고, 상기 주렌즈를 구성하는 상기 집속전극, 상기 중간전극 및 상기 최종 가속전극의 전압이 상기 전자빔 발생부측에서 상기 형광체 스크린방향을 향하여 순차 높아지는 구성으로 하고, 상기 집속전극에 인접하는 상기 중간전극의 상기 집속전극측 및 상기 최종 가속전극에 인접하는 상기 중간전극의 상기 최종 집속전극측의 상기 전자빔 통과구멍을 상기 수평방향에 비해 수직방향으로 긴 세로로 긴 구멍으로 하는 전자총구체와,

상기 전자총구체 근방에서 관속에 배치된 저항기로 이루어지는 것을 특징으로 하는 칼라음극선관.
제 1 항에 있어서,

상기 집속전극에 공급되는 집속전압이 전자빔의 편향에 동기하여 변화되는 것을 특징으로 하는 칼라음극선관.