KR20050008649A - 음극선관장치 - Google Patents

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KR20050008649A KR10-2004-7013639A KR20047013639A KR20050008649A KR 20050008649 A KR20050008649 A KR 20050008649A KR 20047013639 A KR20047013639 A KR 20047013639A KR 20050008649 A KR20050008649 A KR 20050008649A
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Abstract

본 발명은 음극선관장치에 관한 것으로 프리포커스 렌즈부는 제 2 그리드(G2) 및 제 3 그리드(G3)로 구성되고 실질적으로 회전 대칭으로 형성되어 있으며, 서브 렌즈부는 제 3 그리드(G3) 및 제 1 세그먼트(4-1)로 구성되고 주렌즈부는 제 4 그리드(G4) 및 제 5 그리드(G5)로 구성되어 있으며, 제 3 그리드(G3)에는 포커스 전압(Vf1)보다 높고 애노드 전압(Eb)보다 낮은 전압이 인가되며, 주렌즈부에 입사하기 전의 전자빔의 수평방향직경은 수직방향직경보다 많아지도록 형성된다.

Description

음극선관장치{CATHODE RAY TUBE DEVICE}
최근, 하이비젼 방송의 일반화나 인터넷 텔레비전 보급에 따라, 보다 고정밀한 화상을 정확하게 재현하는 것이 요구되고 있다. 이와 같은 요구에 따라, 화소를 가늘게 할 필요가 있다. 고정밀한 화상을 표시하기 위해서는 형광체 스크린 전면에서 사이즈가 작고, 또한 변형이 적은 형상의 빔스폿을 형성하는 것이 요구된다.
그래서, 형광체 스크린 상에 작은 빔스폿을 형성하는 방법으로서, 전자빔의 가상물점 직경을 작게 형성하는 방법이 일반적으로 알려져 있다(예를 들어, 일본 특개2000-331624호 공보참조). 즉, 프리포커스 렌즈를 구성하는 전극 중, 제 3 그리드는 애노드 전압을 분압하기 위한 저항기에 접속되어 있다. 이에 의해, 제 3 그리드에는 고전압이 공급된다. 또한, 프리포커스 렌즈를 구성하는 제 2 그리드에는 저전압이 공급된다. 이에 의해, 제 2 그리드와 제 3 그리드 사이에 큰 전위차가 형성된다. 즉, 강한 프리포커스 작용을 갖는 프리포커스 렌즈가 형성된다.
이에 의해, 제 2 그리드(G2)의 전자빔 통과구멍으로 전위가 크게 침투하고, 가상물점 직경을 작게 하는 작용이 얻어진다. 이 때문에, 형광체 스크린 상에 작은 빔스폿을 형성하는 것이 가능해진다. 또한, 강한 프리포커스 작용에 의해, 전자빔의 발산각을 축소할 수도 있다. 이 때문에, 주렌즈를 통과할 때의 수차의 영향을 경감하는 것이 가능해진다.
그런데, 수평방향으로 일렬로 나열한 3개의 전자빔을 발생시키는 인라인형 전자총 구조체를 채용한 컬러음극선관 장치에서는 편향요크는 비균일한 편향자계를 발생하도록 구성되어 있다. 상기 편향자계의 영향에 의해, 형광체 스크린 상에 형성되는 빔스폿은 특히 화면 주변부에서 번짐을 발생시킨다.
상기 번짐을 경감하는 방법으로서는 수평방향보다 수직방향의 포커스력이 강한 비점수차 작용을 갖는 프리포커스 렌즈를 구성하는 방법이 일반적으로 채용되고 있다. 구체적으로는 제 2 그리드의 제 3 그리드측에서의 전자빔 통과구멍 주변에 옆으로 긴 슬릿을 형성하는 방법이나, 제 3 그리드의 제 2 그리드측에서의 전자빔 통과구멍 주변에 세로로 긴 슬릿을 형성하는 방법 등을 들 수 있다.
그러나, 작은 빔스폿을 형성하기 위해 제 3 그리드에 고전압을 공급하고 또한 제 2 그리드의 전자빔 통과구멍으로의 전위침투를 증가시키는 방법을 채용하고, 또한 번짐을 경감시키기 위해 제 2 그리드 또는 제 3 그리드에서의 전자빔 통과구멍의 주변에 슬릿을 형성하여 비점수차 작용을 부여하는 방법도 채용한 경우, 프리포커스 렌즈의 렌즈작용의 강화에 따라 비점수차 작용도 강화된다.
즉, 프리포커스 렌즈를 통과하는 전자빔은 수직방향으로 과잉으로 포커스되고 또한 수평방향으로 과잉으로 발산된다. 이 때문에, 형광체 스크린상의 빔스폿에 변형을 발생시키고, 화질의 열화를 초래한다.
상기 대책으로서 제 2 그리드 또는 제 3 그리드에 형성되는 슬릿의 깊이를 얕게 함으로써 비점수차 작용을 작게 설계할 수 있다. 그러나, 제 2 그리드나 제 3 그리드의 슬릿을 얕게 형성하고, 또한 강한 프리포커스 렌즈를 형성하는 것은 슬릿의 성형 정밀도 및 전자총의 조립 정밀도의 편차에 대한 빔스폿 형상의 변화가 민감해진다. 이 때문에, 화질열화가 일어나기 쉽다는 문제가 발생한다. 그 결과, 안정적으로 양호한 화질을 얻는 것은 곤란해진다.
상술한 바와 같이 컬러음극선관장치에 있어서, 고정밀하고 고해상도의 품위양호한 화상을 표시하기 위해서는 형광체 스크린 전면에서 작고, 또한 타원 변형이 적은 빔스폿을 형성할 필요가 있다. 또한, 성능을 제공하기 위해서는 적은 편차로 안정적으로 제조할 필요가 있다.
이에 대응하기 위해 프리포커스 렌즈를 구성하는 고전압측의 전극(예를 들어 제 3 그리드)에 고전압(예를 들어, 주렌즈를 구성하는 저전압측의 전극전위 보다 높고 또한 주렌즈를 구성하는 고전압측의 전극전위보다 낮은 전압)을 인가한다. 이에 의해, 렌즈작용을 높이고 또한 프리포커스 렌즈를 구성하는 저전압측의 전극(예를 들어 제 2 그리드)의 전자빔 통과구멍으로의 침투전압을 증가시킨다. 이에 의해, 형광체 스크린 상에 작은 빔스폿을 형성하는 것이 가능해진다.
그러나, 프리포커스 렌즈를 구성하는 전극의 단위 크기 당의 렌즈작용의 변화도 커진다. 이 때문에, 프리포커스 렌즈를 구성하는 전극에 비점수차 작용을 부여하는 슬릿 구조 등 부가하면, 프리포커스 렌즈 작용의 강도에 편차를 발생시키고, 안정적으로 양호한 형상의 빔스폿을 형성할 수 없게 된다. 즉, 상술한 방법으로는 충분히 작고 안정적인 특성의 빔스폿을 제공할 수 없다.
본 발명은 음극선관장치에 관한 것으로서, 특히 형광체 스크린 전면에서 가는 빔스폿을 형성하고, 고해상도이고 양호한 화질을 안정적으로 제공하도록 구성된 컬러음극선관장치에 관한 것이다.
도 1은 본 발명의 한 실시형태에 관한 음극선관장치의 구조를 개략적으로 도시한 수평단면도,
도 2는 도 1에 도시한 음극선관장치에 적용 가능한 전자총 구조체의 구조를 개략적으로 도시한 수평단면도,
도 3A는 도 2에 도시한 전자총 구조체에 적용 가능한 제 1 그리드의 구조를 개략적으로 도시한 사시도,
도 3B는 도 3A에 도시한 제 1 그리드의 전자빔 통과구멍 주변의 구조를 개략적으로 도시한 단면도,
도 4는 도 2에 도시한 전자총 구조체에 적용 가능한 제 2 그리드의 구조를 개략적으로 도시한 사시도,
도 5는 도 2에 도시한 전자총 구조체에 적용 가능한 제 3 그리드의 구조를 개략적으로 도시한 사시도,
도 6은 도 2에 도시한 전자총 구조체에서의 포커스 전극에 인가되는 전압과 편향전류의 관계를 도시한 도면,
도 7은 도 1에 도시한 음극선관장치에 적용 가능한 전자총 구조체의 다른 구조를 개략적으로 도시한 수평단면도,
도 8은 도 2 및 도 7에 도시한 전자총 구조체에 적용 가능한 제 1 그리드의 구조를 개략적으로 도시한 사시도,
도 9는 도 2 및 도 7에 도시한 전자총 구조체에 적용 가능한 제 3 그리드의 구조를 개략적으로 도시한 사시도,
도 10은 도 2 및 도 7에 도시한 전자총 구조체에 적용 가능한 제 1 세그먼트의 구조를 개략적으로 도시한 사시도,
도 11은 도 2 및 도 7에 도시한 전자총 구조체에 적용 가능한 중간전극의 구조를 개략적으로 도시한 사시도,
도 12는 도 1에 도시한 음극선관장치에 적용 가능한 전자총 구조체의 다른 구조를 개략적으로 도시한 수평단면도,
도 13은 도 12에 도시한 전자총 구조체에 적용되는 통형상체의 구조를 개략적으로 도시한 사시도 및
도 14는 도 1에 도시한 음극선관장치에 적용 가능한 전자총 구조체의 다른 구조를 개략적으로 도시한 수평단면도이다.
본 발명은 상술한 문제점을 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적은 고정밀하고 고해상도의 화상을 안정적으로 표시 가능한 음극선관장치를 제공하는 데에 있다.
본 발명의 제 1 측면에 의한 음극선관장치는
전자빔을 발생하는 전자빔 발생부와, 상기 전자빔 발생부로부터 발생된 전자빔을 가속하고 또한 프리포커스하는 프리포커스 렌즈부와, 상기 프리포커스 렌즈부에 의해 프리포커스된 전자빔을 더욱 프리포커스하는 서브렌즈부와, 상기 서브렌즈부에 의해 프리포커스된 전자빔을 형광체 스크린 상을 향하여 가속하고, 또한 포커스하는 주렌즈부를 갖는 전자총 구조체와,
상기 전자총 구조체로부터 방출된 전자빔을 수평방향 및 수직방향으로 편향시키는 편향자계를 발생시키는 편향요크를 포함하고,
상기 프리포커스 렌즈부는 적어도 스크린 전극과, 제 1 레벨의 전압이 인가되는 제 1 포커스 전극으로 구성되고, 또한 전자빔의 진행방향에 대해서 실질적으로 회전 대칭으로 형성되고,
상기 서브 렌즈부는 적어도 상기 제 1 포커스 전극과, 상기 제 1 레벨보다 낮은 제 2 레벨의 전압이 인가되는 제 2 포커스 전극으로 구성되고,
상기 주렌즈부는 적어도 상기 제 2 포커스 전극과, 상기 제 1 레벨보다 높은 제 3 레벨의 전압이 인가되는 애노드 전극으로 구성되고,
또한 전자총 구조체는 상기 주렌즈부에 입사하기 전의 전자빔의 수평방향 직경이 수직방향 직경보다 커지는 비대칭 전자렌즈부를 구비한 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제 2 측면에 의한 음극선관장치는
전자빔을 발생하는 전자빔 발생부와, 상기 전자빔 발생부로부터 발생된 전자빔을 가속하고, 또한 프리포커스하는 프리포커스 렌즈부와, 상기 프리포커스 렌즈부에 의해 프리포커스된 전자빔을 더욱 프리포커스하는 서브렌즈부와, 상기 서브렌즈부에 의해 프리포커스된 전자빔을 형광체 스크린 상을 향하여 가속하고, 또한 포커스하는 주렌즈부를 구비하는 전자총 구체조와,
상기 전자총 구조체로부터 방출된 전자빔을 수평방향 및 수직방향으로 편향시키는 편향자계를 발생시키는 편향요크를 포함하고,
상기 프리포커스 렌즈부는 적어도 스크린 전극과, 제 1 레벨의 전압이 인가되는 제 1 포커스 전극으로 구성되고, 또한 전자빔의 진행방향에 대해서 실질적으로 회전 대칭으로 형성되고,
상기 서브렌즈부는 적어도 상기 제 1 포커스 전극과, 상기 제 1 레벨보다 낮은 제 2 레벨의 전압이 인가되는 제 2 포커스 전극과, 상기 제 1 포커스 전극과 상기 제 2 포커스 전극 사이에 배치되는 중간전극으로 구성되고,
상기 주렌즈부는 적어도 상기 제 2 포커스 전극과, 상기 제 1 레벨보다 높으 제 3 레벨의 전압이 인가되는 애노드 전극으로 구성되고,
상기 중간전극은 상기 스크린 전극과 전기적으로 접속되고, 또한 상기 중간전극 및 상기 스크린 전극에는 상기 제 2 레벨보다 더 낮은 제 4 레벨의 전압이 인가되고,
또한 전자총 구조체는 상기 주렌즈부에 입사하기 전의 전자빔의 수평방향직경이 수직방향직경보다 커지는 비대칭 전자렌즈부를 구비한 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명의 한 실시형태에 관한 음극선관장치에 대해서 도면을 참조하여 설명한다.
도 1에 도시한 바와 같이 음극선관장치, 즉 셀프컨버전스 방식의 인라인형컬러음극선관장치는, 유리제 진공외관용기(9)를 구비하고 있다. 상기 진공외관용기(9)는 패널(1) 및 패널(1)과 일체적으로 접합된 퍼넬(2)을 구비하고 있다. 패널(1)은 그 내면에 청색, 녹색, 적색으로 각각 발광하는 도트형상 또는 스트라이프 형상의 3색 형광체층으로 이루어진 형광체 스크린(3)을 구비하고 있다. 섀도우마스크(4)는 형광체 스크린(3)에 대향하여 배치되어 있다. 상기 섀도우마스크(4)는 그 면 내에 다수의 전자빔 통과구멍을 갖고 있다.
인라인형 전자총 구조체(7)는 퍼넬(2)의 소직경부에 상당하는 원통형상의 넥(5) 내부에 설치되어 있다. 상기 전자총 구조체(7)는 동일 수평면 상을 통과하는 센터빔(6G) 및 한 쌍의 사이드빔(6B, 6R)으로 이루어진 3전자빔(6B, 6G, 6R)을 방출한다.
편향요크(8)는 퍼넬(2)의 대직경부로부터 넥(5)에 걸치는 외부면을 따라서 장착되어 있다. 상기 편향요크(8)는 전자총 구조체(7)로부터 방출된 3전자빔(6B, 6G, 6R)을 수평방향(X) 및 수직방향(Y)에 편향하는 비균일한 편향자계를 발생한다. 상기 비균일 자계는 핀쿠션형의 수평편향자계 및 배럴형 수직편향자계에 의해 형성된다.
이와 같은 컬러음극선관장치에서는 전자총 구조체(7)로부터 방출된 3전자빔(6B, 6G, 6R)은 섀도우 마스크(4)의 전자빔 통과구멍 부근에서 셀프 컨버전스하면서, 편향요크(8)가 발생하는 비균일 자계에 의해 편향된다. 이에 의해, 3전자빔(6R, 6G, 6B)은 섀도우마스크(4)를 통하여 형광체 스크린(3)을 수평방향(X) 및 수직방향(Y)로 주사한다. 이 때, 각 전자빔을 정형하여 특정색의 형광체층에 랜딩시킴으로써 컬러화상이 표시된다.
도 2에 도시한 바와 같이 전자총 구조체(7)는 수평방향(X)으로 일렬로 배치된 3개의 캐소드(K(R, G, B)), 이들 캐소드(K(R, G, B))를 개별적으로 가열하는 3개의 히터, 및 6개의 전극을 구비하고 있다. 6개의 전극, 즉 제 1 그리드(그리드 전극)(G1), 제 2 그리드(스크린 전극)(G2), 제 3 그리드(제 1 포커스 전극)(G3), 제 4 그리드(제 2 포커스 전극)(G4), 및 제 5 그리드(애노드 전극)(G5)은 캐소드(K(R, G, B))로부터 형광체 스크린을 향하여 관축(Z)을 따라서 차례로 배치되어 있다. 제 4 그리드(G4)는 관축(Z)을 따라서 차례로 배치된 적어도 2개의 세그먼트, 즉 제 1 세그먼트(G4-1) 및 제 2 세그먼트(G4-2)로 구성되어 있다. 이들 캐소드(K(R, G, B)) 및 6개의 전극은 한쌍의 절연 지지체에 의해 일체로 고정되어 있다.
제 1 그리드(G1)는 판형상 전극으로 구성되어 있다. 상기 판형상 전극은 그 판면에 3개의 캐소드(K(R, G, B))에 대응하여 수평방향(X)으로 일렬로 형성된 3개의 전자빔 통과구멍을 구비하고 있다. 즉, 도 3A에 도시한 바와 같이, 상기 제 1 그리드(G1)는 수평방향직경이 수직방향직경보다 큰 가로로 긴 전자빔 통과구멍(11A)을 구비하고 있다. 상기 실시형태에서는 전자빔 통과구멍(11A)은 수평방향(X)으로 장변을 갖고, 또한 수직방향(Y)으로 단변을 갖는 가로로 긴 장방형상으로 형성되어 있다.
또한, 상기 제 1 그리드(G1)는 제 2 그리드(G2)와 대향면의 전자빔 통과구멍(11A) 주변에 수평방향(X)으로 긴 슬릿(11B)을 갖고 있다. 상기 실시형태에서는 슬릿(11B)은 전자빔 통과구멍(11A)의 수평방향직경 보다 긴 수평방향(X)으로 연장된 장변을 갖고, 또한 전자빔 통과구멍(11A)의 수직방향직경보다 긴 수직방향(Y)으로 연장된 단변을 갖는 가로로 긴 장방형상으로 형성되어 있다.
이와 같은 제 1 그리드(G1)는 도 3B에 도시한 바와 같이 예를 들어 1㎜ 미만의 판두께(T)를 갖는 판형상 전극으로 구성되어 있다. 상기 실시형태에서는 판두께(T)는 0.15~0.20㎜이다. 또한, 전자빔 통과구멍(11A)은 수평방향직경이 약 0.6㎜로, 수직방향직경이 약 0.4㎜이다. 또한, 슬릿(11B)이 형성된 전지빔 통과구멍(11A)의 주변의 판두께(t)는 판두께(T)의 약 30~60% 정도이고, 이 실시형태에서는 0.06~0.09㎜이다.
제 2 그리드(G2)는 판형상 전극으로 구성되어 있다. 상기 판형상 전극은 그 판면에 3개의 캐소드(K(R, G, B))에 대응하여 수평방향(X)으로 일렬로 형성된 3개의 전자빔 통과구멍을 구비하고 있다. 즉, 도 4에 도시한 바와 같이, 상기 제 2 그리드(G2)는 원형의 전자빔 통과구멍(12)을 구비하고 있다.
제 3 그리드(G3)는 일체 구조의 통형상 전극으로 구성되어 있다. 상기 통형상 전극은 제 2 그리드(G2)와의 대향면 및 제 4 그리드(G4)와의 대향면에, 3개의 캐소드(K(R, G, B))에 대응하여 수평방향(X)으로 일렬로 형성된 3개의 전자빔 통과구멍을 구비하고 있다. 즉, 도 5에 도시한 바와 같이, 상기 제 3 그리드(G3)는 제 2 그리드(G2)와의 대향면에, 전자빔 통과구멍(12)보다 약간 큰 원형의 전자빔 통과구멍(13)을 구비하고 있다. 또한, 상기 제 3 그리드(G3)는 제 4 그리드(G4)와의 대향면에, 전자빔 통과구멍(13)보다 더 큰 전자빔 통과구멍을 구비하고 있다.
제 4 그리드(G4)의 제 1 세그먼트(G4-1)는 일체구조의 통형상 전극으로 구성되어 있다. 상기 통형상 전극은 제 3 그리드(G3)와의 대향면 및 제 2 세그먼트(G4-2)와의 대향면에 3개의 캐소드(K(R, G, B))에 대응하여 수평방향(X)으로 일렬로 형성된 3개의 전자빔 통과구멍을 구비하고 있다. 상기 실시형태에서는 제 3 그리드(G3)와의 대향면에 형성된 전자빔 통과구멍은 원형이고, 제 2 세그먼트(G4-2)와의 대향면에 형성된 전자빔 통과구멍은 수직방향(Y)으로 장축을 갖는 세로로 긴 형상을 갖고 있다.
제 4 그리드(G4)의 제 2 세그먼트(G4-2)는 일체 구조의 통형상 전극으로 구성되어 있다. 상기 통형상 전극은 제 1 세그먼트(G4-1)와의 대향면 및 제 5 그리드(G5)와의 대향면에, 3개의 캐소드(K(R, G, B))에 대응하여 수평방향(X)으로 일렬로 형성된 3개의 전자빔 통과구멍을 갖고 있다. 상기 실시형태에서는 제 1 세그먼트(G4-1)와의 대향면에 형성된 전자빔 통과구멍은 수평방향(X)으로 장축을 갖는 가로로 긴 형상을 갖고 있고, 제 5 그리드(G5)와의 대향면에 형성된 전자빔 통과구멍은 원형이다.
제 5 그리드(G5)는 일체 구조의 통형상 전극으로 구성되어 있다. 상기 통형상 전극은 제 2 세그먼트(G4-2)와의 대향면 및 형광체 스크린측에, 3개의 캐소드(K(R, G, B))에 대응하여 수평방향(X)으로 일렬로 형성된 3개의 전자빔 통과구멍을 구비하고 있다. 상기 실시형태에서는 통형상 전극의 양단면에 형성된 전자빔 통과구멍은 원형이다.
상술한 구성의 전자총 구조체(7)에서, 캐소드(K)에는 약 190V의 직류전압에 영상신호가 중첩된 전압이 인가된다. 제 1 그리드(G1)는 접지되어 있다. 제 2 그리드(G2)에는 약 800V의 직류전압이 인가된다. 제 4 그리드(G4)의 제 1 세그먼트(G4-1)에는 약 8.0kV의 고정의 직류전압 즉 포커스 전압(Vf1)이 인가된다.
제 4 그리드(G4)의 제 2 세그먼트(G4-2)에는 포커스 전압(Vf1)과 거의 동등한 약 8.0kV의 고정의 직류전압(Vf2)에, 패러볼러 형상으로 변화하는 교류전압성분(Vd)이 중첩된 다이나믹 포커스 전압이 인가된다. 상기 다이나믹 포커스 전압은 도 6에 도시한 바와 같이, 톱니형상의 편향 전류에 동기하여, 또한 전자빔의 편향량의 변화에 따라서 패러볼러 형상으로 변화한다. 상기 다이나믹 포커스 전압은 가장 낮을 때 8.0kV이고, 가장 높은 때 예를 들어 약 9.0kV가 된다. 제 5 그리드(G5)에는 약 30kV의 애노드 전압(Eb)이 인가된다.
제 3 그리드(G3)에는 포커스 전압(Vf1)보다 높고, 또한 애노드 전압(Eb)보다 낮은 레벨의 전압, 예를 들어 약 12.0kV의 전압이 인가된다. 상기 제 3 그리드(G3)는 음극선관장치의 넥(5)내에서의 전자총 구조체(7)의 근방에 배치된 저항기(R)에 접속되어 있다. 즉, 상기 저항기(R)의 한단은 제 5 그리드(G5)에 전기적으로 접속되어 있고, 또한 저항기(R)의 타단은 접지되어 있다. 제 3 그리드(G3)에는 저항기(R)에 의해 애노드 전압(Eb)을 분압한 전압이 인가된다. 상기 실시형태에서는 제 3 그리드(G3)는 저항기(R)의 전압공급단자(Ra)에 접속되고, 저항기(R)를 통하여 소정 레벨의 전압이 인가된다.
상술한 구성의 전자총 구조체(7)에서는 각 그리드에 상술한 바와 같은 전압을 인가함으로써 전자빔 발생부, 프리포커스 렌즈부, 서브렌즈부 및 주렌즈부가 각각 형성된다.
즉, 전자빔 발생부는 캐소드(K), 제 1 그리드(G1) 및 제 2 그리드(G2)에 의해 형성된다. 상기 전자빔 발생부는 전자빔을 발생하고, 또한 주렌즈부에 대한 물점을 형성한다. 프리포커스 렌즈부는 적어도 2개의 전극 즉 제 2 그리드(G2) 및 제 3 그리드(G3)에 의해 형성된다. 상기 프리포커스 렌즈부는 전자빔의 진행방향에 대해서 실질적으로 회전 대칭으로 형성되고, 전자빔 발생부로부터 발생된 전자빔을 가속하고 또한, 수평방향(X) 및 수직방향(Y)으로 각각 동등한 포커스력으로 프리포커스한다. 즉, 프리포커스 렌즈부는 비점수차 작용을 갖고 있지 않다.
서브렌즈부는 적어도 2개의 전극 즉 제 3 그리드(G3) 및 제 4 그리드(G4)의 제 1 세그먼트(G4-1)에 의해 형성된다. 상기 서브렌즈부는 프리포커스된 전자빔을 더욱 프리포커스하고 또한 발산각을 작게 한다. 주렌즈부는 제 4 그리드(G4) 및 제 5 그리드(G5)에 의해 형성된다. 상기 주렌즈부는 프리포커스된 전자빔을 형광체 스크린(3)을 향하여 가속하고 또한 최종적으로 대응하는 형광체층상에 포커스한다.
또한, 전자빔을 형광체 스크린 주변부를 향하여 편향하는 편향시에는 제 4 그리드(G4)의 제 1 세그먼트(G4-1)와 제 2 세그먼트(G4-2) 사이에, 수평방향(X)과 수직방향(Y)에서 포커스력이 다른 비축대칭 렌즈부가 형성된다. 즉, 편향시에는 제 1 세그먼트(G4-1)와 제 2 세그먼트(G4-2) 사이의 전위차가 전자빔 편향량의 증대에 따라서 확대된다. 상기 전위차는 전자빔의 편향각이 최대일 때 최대가 된다. 상기 전위차에 의해 제 1 세그먼트(G4-1)와 제 2 세그먼트(G4-2) 사이에는 수평방향(X)으로 포커스 작용을 갖고, 또한 수직방향(Y)으로 발산작용을 갖는 4극자 렌즈부가 형성된다. 또한, 동시에 제 2 세그먼트(G4-2)와 제 5 그리드(G5) 사이의 전위차가 작아지고, 주렌즈부의 렌즈강도가 약해진다. 즉, 전자빔이 형광체 스크린 주변부를 향하여 편향됨에 따라 전자총 구조체로부터 형광체 스크린까지의 거리가 확대되어 상점이 멀어지는 것에 대응하여, 주렌즈부의 강도를 약하게 함으로써 전자빔의 디포커스를 보상한다.
이와 같은 구성의 전자총 구조체(7)에서 캐소드(K(R, G, B))로부터 각각 출사된 전자빔(6(R, G, B))을 제 1 그리드(G1) 내지 제 2 그리드(G2)를 통과할 때, 일단 크로스오버를 연결하고, 또한 주렌즈부에 대한 가상물점을 형성한다. 이 경우, 제 3 그리드(G3)의 전위는 제 2 그리드(G2)의 전위와 비교하여 현저하게 높게 설정되어 있으므로, 제 3 그리드(G3)측으로부터의 제 2 그리드(G2)의 전자빔 통과구멍(12)으로의 전위침투가 증가하고, 형성되는 가상물점은 충분히 작아진다.
계속해서, 전자빔(6(R, G, B))는 제 2 그리드(G2)와 제 3 그리드(G3)에 의해 형성되는 프리포커스 렌즈부에 입사하고 프리포커스 작용을 받는다. 이 때, 제 3 그리드(G3)의 전위가 상대적으로 높은 것에 의해, 전자빔(6(R, G, B))은 수평방향(X) 및 수직방향(Y)에 동등한 강한 포커스 작용을 받고, 작은 전자빔 다발을 형성한다.
계속해서, 전자빔(6(R, G, B))은 제 3 그리드(G3) 및 제 4 그리드(G4)의 제 1 세그먼트(G4-1)에 의해 형성되는 서브렌즈부에 입사하고, 프리포커스 작용을 더욱 받는다. 이 때 동시에, 전자빔(6(R, G, B))은 그 발산각이 작게 억제되고, 한층 더 작은 전자빔 다발을 형성한다.
계속해서, 형광체 스크린의 주변부를 향하는 전자빔(6(R, G, B))은 제 1 세그먼트(G4-1)와 제 2 세그먼트(4-2)에 의해 형성되는 4극자 렌즈부를 통과할 때, 편향수차를 보상하는 작용을 받는다. 즉, 전자빔(6(R, G, B))은 수평방향(X)으로 포커스 작용을 받고, 또한 수직방향(Y)으로 발산작용을 받는다. 이에 의해, 형광체 스크린의 주변부에 도달한 전자빔의 빔스폿의 가로로 긴 변형이 완화된다. 또한, 형광체 스크린의 중앙부를 향하는 전자빔(6(R, G, B))은 상기 4극자렌즈부의 작용을 받지 않고 주렌즈부에 입사한다.
마지막으로 전자빔(6(R, G, B))은 제 4 그리드(G4) 및 제 5 그리드(G5)에 의해 형성되는 주렌즈부에 입사된다. 이에 의해, 전자빔(6(R, G, B))은 최종적으로 형광체 스크린을 향하여 가속되고, 또한 대응하는 형광체층상에 최종적으로 포커스된다. 또한, 프리포커스 렌즈부와 서브렌즈부의 상승효과에 의해 주렌즈부에 입사하기 전에 작은 전자빔 다발이 형성되므로, 주렌즈부의 렌즈수차의 영향이 적고, 빔스폿을 작게 형성할 수 있다. 따라서, 형광체 스크린상에, 충분히 작은 직경을 갖고, 또한 변형이 적은 빔스폿을 형성할 수 있다.
상기 실시형태에서는 전자총 구조체(7)는 주렌즈부에 입사하기 전의 전자빔의 수평방향직경이 수직방향직경보다 커지는 비대칭 전자렌즈부를 구비하고 있다. 즉, 가로로 긴 전자빔 통과구멍(11A) 및 가로로 긴 슬릿(11B)을 구비한 제 1 그리드(G1)와 제 2 그리드(G2) 사이에 형성되는 전계는 전자빔 단면을 가로로 길게 하는 비대칭 전자 렌즈부를 구성한다.
또한, 여기에서는 제 1 그리드(G1)에 전자빔 통과구멍(11A) 및 가로로 긴 슬릿(11B)을 함께 형성하고 있다. 그러나, 제 1 그리드(G1)에 가로로 긴 전자빔 통과구멍(11A) 및 가로로 긴 슬릿(11B) 중 어느 한쪽이 형성되어 있으면, 제 1 그리드(G1)와 제 2 그리드(G2) 사이에 비대칭 전자렌즈부를 형성할 수 있다. 또한, 양자를 조합시킴으로써 비대칭 전자렌즈부를 보다 효과적으로 작용시킬 수 있고, 또한 상기 렌즈작용을 용이하게 조정할 수 있다.
이에 의해, 전자빔 발생부로부터 발생된 전자빔(6(R, G, B))은 각 캐소드(K(R, G, B))를 출사한 후에 제 1 그리드(G1)와 제 2 그리드(G2) 사이에 형성된 전계에 의해 수직방향(Y)에 대해서 수평방향(X) 보다 강한 포커스 작용을 받는다. 이 때문에, 전자빔(6(R, G, B))은 관축(Z)에 수직인 단면에 있어서 가로로 긴 형상(수평방향직경이 수직방향직경 보다 큰 형상)을 갖도록 정형된 후, 프리포커스 렌즈부에 입사하게 된다. 따라서, 편향자계에 의해 받는 편향수차의 영향을 보상할 수 있고, 형광체 스크린 상에서의 빔스폿 형상의 열화를 효과적으로 억제할 수 있다.
이와 같이, 전위차가 큰 프리포커스 렌즈부에서 비점수차 작용을 부여하는 것이 아니라, 상대적으로 저전위차의 전자빔 발생부에서의 제 1 그리드와 제 2 그리드 사이에서 비점수차작용을 부여하도록 구성하고 있다. 이 때문에, 제 1 그리드 및 제 2 그리드의 가공정밀도의 변동에 대해서 비점수차 작용의 편차를 억제할 수 있고, 대량 생산한 경우에도 안정된 성능을 확보할 수 있다.
다음에, 다른 실시형태에 대해서 설명한다.
예를 들어, 도 7에 도시한 전자총 구조체(7)는 도 2에 도시한 전자총 구조체의 구성에 추가로, 제 1 포커스 전극을 구성하는 제 3 그리드(G3)와 제 2 포커스 전극을 구성하는 제 4 그리드(G4)의 제 1 세그먼트(G4-1) 사이에 중간전극(GM)을 구비하고 있다.
상기 중간전극(GM)은 판형상 전극으로 구성되어 있다. 상기 판형상 전극은 그 판면에 3개의 캐소드(K(R, G, B))에 대응하여 수평방향(X)으로 일렬로 형성된 3개의 전자빔 통과구멍을 갖고 있다. 이들의 전자빔 통과구멍은 예를 들어 원형으로 형성되어 있다.
상기 중간전극(GM)은 제 2 그리드(G2)와 전기적으로 접속되어 있다. 즉, 상기 중간전극(GM)에는 제 2 그리드(G2)와 함께 포커스 전압(Vf1)보다 낮은 전압, 예를 들어 약 800V의 직류전압이 인가된다. 그리고, 상기 중간전극(GM)은 제 3 그리드(G3)와 제 1 세그먼트(G4-1)와 함께 서브렌즈부를 구성한다.
이와 같이 구성된 전자총 구조체에 의하면 상술한 전자총 구조체에 의한 효과에 추가로, 서브렌즈부의 렌즈 강도를 더욱 강화시킬 수 있고, 주렌즈부에 입사하기 전의 전자빔을 더욱 효과적으로 프리포커스하는 것이 가능해진다.
또한, 도 2에 도시한 전자총 구조체(7)에서 제 1 그리드(G1)와 제 2 그리드(G2) 사이의 전계 이외에서 비대칭 전자렌즈부를 구성해도 좋다. 즉, 제 1 그리드(G1)는 도 8에 도시한 바와 같이 가로로 긴 전자빔 통과구멍도 가로로 긴 슬릿도 갖고 있지 않고, 원형의 전자빔 통과구멍을 갖고 있다.
이와 같은 전자총 구조체(7)에서 서브렌즈부가 비점수차를 갖는 비대칭 전자렌즈부를 구성해도 좋다. 즉, 제 3 그리드(G3)는 도 9에 도시한 바와 같이 상기제 1 세그먼트(G1-1)와의 대향면에 수직방향직경이 수평방향직경 보다 큰 세로로 긴 전자빔 통과구멍을 갖고 있다. 상기 실시형태에서는 제 3 그리드(G3)의 전자빔 통과구멍은 수평방향(X)으로 단변을 갖고, 또한 수직방향(Y)으로 장변을 갖는 세로로 긴 장방형상으로 형성되어 있다. 또한, 제 1 세그먼트(G4-1)는 도 10에 도시한 바와 같이 제 3 그리드(G3)와의 대향면에 수평방향직경이 수직방향직경보다 큰 가로로 긴 전자빔 통과구멍을 갖고 있다. 이 실시형태에서는 제 1 세그먼트(G4-1)의 전자빔 통과구멍은 수평방향(X)으로 장변을 갖고, 또한 수직방향(Y)으로 단변을 갖는 가로로 긴 장방형상으로 형성되어 있다.
이와 같은 구성에 의해 서브렌즈부는 수직방향(Y)의 포커스력이 수평방향(X)의 포커스력보다 강한 렌즈작용을 갖는다.
즉, 전자빔 발생부로부터 발생된 전자빔은 관축(Z)에 직교하는 단면에서 거의 원형을 유지한 상태에서 프리포커스 렌즈부를 통과한 후, 서브렌즈부에 입사한다. 그리고, 전자빔은 서브렌즈부로 형성되는 비점수차 작용에 의해 수평방향(X)보다 수직방향(Y)으로 강한 포커스 작용을 받는다. 이에 의해, 주렌즈부에 입사하기 전의 전자빔은 관축(Z)에 직교하는 단면에서 가로로 길어진다. 이 때문에, 앞서 설명한 실시형태와 동일하게 형광체 스크린 상에 충분히 작은 크기의 변형이 적은 빔스폿을 형성할 수 있고, 고정밀하고 고해상도의 화상을 안정적으로 표시하는 것이 가능해진다.
이와 같이, 전위차가 큰 프리포커스 렌즈부에서 비점수차 작용을 부여하는 것은 아니고, 상대적으로 저전위차의 서브렌즈부에서의 제 3 그리드(G3)와 제 1 세그먼트(G4-1) 사이에서 비점수차 작용을 부여하도록 구성하고 있다. 이 때문에, 제 3 그리드 및 제 1 세그먼트의 가공정밀도의 변동에 대해서 비점수차 작용에 편차를 억제할 수 있고, 대량 생산한 경우에도 안정적인 성능을 확보할 수 있다.
동일하게 도 7에 도시한 바와 같은 전자총 구조체(7)에서 제 1 그리드(G1)와 제 2 그리드(G2) 사이의 전계 이외에서 비대칭 전자렌즈부를 구성해도 좋다. 즉, 제 1 그리드(G1)는 도 8에 도시한 바와 같이 원형의 전자빔 통과구멍을 갖고 있다.
서브렌즈부는 수직방향(Y)의 포커스력이 수평방향(X)의 포커스력보다 강한 비점수차를 갖는 비대칭 전자렌즈부를 구성한다. 이와 같은 비점수차를 갖는 서브렌즈부는 제 3 그리드(G3)와 제 1 세그먼트(G4-1) 사이에 배치되는 중간전극(GM)에 도 11에 도시한 바와 같은 가로로 긴 전자빔 통과구멍을 형성함으로써 구성된다. 상기 실시형태에서는 중간전극(GM)의 전자빔 통과구멍은 수평방향(X)으로 장변을 갖고, 또한 수직방향(Y)으로 단변을 갖는 가로로 긴 장방형상으로 형성되어 있다. 또한, 이와 같은 가로로 긴 전자빔 통과구멍을 갖는 중간전극(GM)과, 중간전극(GM)의 대향면에 세로로 긴 전자빔 통과구멍을 갖는 제 3 그리드(G3) 및 제 1 세그먼트(G4-1)를 조합해도 좋다. 이 경우, 앞서 설명한 전자총 구조체에 의한 효과에 더하여, 서브렌즈부의 렌즈강도를 더 강화할 수 있고, 주렌즈부에 입사하기 전의 전자빔에 대해서 더 효과적으로 비점수차 작용을 부여하는 것이 가능해진다.
이와 같은 구성에 의해 앞서 설명한 실시형태와 동일하게 형광체 스크린 상에, 충분히 작은 크기의 변형이 적은 빔스폿을 형성할 수 있고, 고정밀하고 고해상도의 화상을 안정적으로 표시하는 것이 가능해진다. 또한, 대량 생산한 경우에도안정된 성능을 확보할 수 있다.
또한, 상술한 각 실시형태에서의 전자총 구조체(7)에서 주렌즈부는 전계 확장형 전자렌즈로 구성해도 좋다. 즉, 도 12에 도시한 바와 같이 제 4 그리드(G4)의 제 2 세그먼트(G4-2)는 2개의 통형상 전극과 1개의 전계 보정판으로 구성되어 있다. 즉, 제 2 세그먼트(G4-2)는 2개의 통형상 전극(G42-1 및 G42-3) 사이에 전자빔 통과구멍을 갖는 전계 보정판(G42-2)을 끼워 넣음으로써 구성되어 있다.
제 1 통형상 전극(G42-1)은 제 1 세그먼트(G4-1)에 대향하여 배치되어 있다. 상기 제 1 통형상 전극(G42-1)은 제 1 세그먼트(G4-1)와의 대향면에 3개의 캐소드(K(R, G, B))에 대응하여 수평방향으로 일렬로 형성된 3개의 전자빔 통과구멍을 갖고 있다. 전계 보정판(G42-2)은 제 1 통형상 전극(G42-1)의 제 5 그리드(G5)측에 배치된 판형상 전극이다. 상기 전계 보정판(G42-2)은 그 판면에 3개의 캐소드(K(R, G, B))에 대응하여 수평방향으로 일렬로 형성된 3개의 전자빔 통과구멍을 갖고 있다. 제 2 통형상 전극(G42-3)은 전계 보정판(G42-2)의 제 5 그리드(G5)측에 배치되어 있다. 상기 제 2 통형상 전극(G42-3)은 제 5 그리드(G5)와의 대향면에, 3전자빔을 공통으로 통과하는 개구를 갖고 있다.
제 5 그리드(G5)는 2개의 통형상 전극과 1개의 전계 보정판으로 구성되어 있다. 즉, 제 5 그리드(G5)는 2개의 통형상 전극(G5-1 및 G5-3) 사이에 전자빔 통과구멍을 갖는 전계 보정판(G5-2)을 끼워 넣음으로써 구성되어 있다.
제 1 통형상 전극(G5-1)은 제 2 세그먼트(G4-2)에 대향하여 배치되어 있다. 상기 제 1 통형상 전극(G5-1)은 제 2 세그먼트(G4-2)와의 대향면에, 3전자빔을 공통으로 통과하는 개구를 갖고 있다. 전계 보정판(G5-2)은 제 1 통형상 전극(G5-1)의 형광체 스크린측에 배치된 판형상 전극이다. 상기 전계 보정판(G5-2)은 그 판면에 3개의 캐소드(K(R, G, B))에 대응하여 수평방향으로 일렬로 형성된 3개의 전자빔 통과구멍을 갖고 있다. 제 2 통형상 전극(G5-3)은 전계 보정판(G5-2)의 형광체 스크린측에 배치되어 있다. 상기 제 2 통형상 전극(G5-3)은 그 형광체 스크린측의 단면에 3개의 캐소드(K(R, G, B))에 대응하여 수평방향으로 일렬로 형성된 3개의 전자빔 통과구멍을 갖고 있다.
제 2 세그먼트(G4-2)의 제 2 통형상 전극(G42-3) 및 제 5 그리드(G5)의 제 1 통형상 전극(G5-1)은 도 13에 도시한 바와 같은 통형상체에 의해 형성되어 있다. 또한, 전계 확장형 주렌즈를 구성하는 경우, 주렌즈부를 구성하는 전극 중 적어도 일부에 통형상체를 구비하고 있으면 좋다. 도 12에 도시한 전자총 구조체의 경우에는 제 2 세그먼트(G4-2)의 제 5 그리드(G5)와의 대향면 및 제 5 그리드(G5)의 제 2 세그먼트(G4-2)의 대향면 중 적어도 한쪽에 전자빔 진행방향으로 연장된 통형상체를 구비하고 있으면 좋다.
또한, 도 12에 도시한 예에서는 제 4 그리드(G4)와 제 5 그리드(G5)에 의해 전계 확장형 주렌즈부를 구성했지만, 이들 제 4 그리드(G4)와 제 5 그리드(G5) 사이에 적어도 1개의 중간전극을 배치해도 좋다. 예를 들어 도 14에 도시한 바와 같이, 제 4 그리드(G4)의 제 2 세그먼트(G4-2)와 제 5 그리드(G5) 사이에 주렌즈용 중간전극(GM')을 배치해도 좋다. 이 경우, 중간전극(GM')은 저항기(R)에 접속되어 애노드 전압(Eb)을 분압한 전압이 인가된다. 이 때문에, 중간전극(GM')에 인가되는 전압은 제 2 세그먼트(G4-2)의 인가전압보다 크고, 제 5 그리드(G5)의 인가전압보다 작다. 또한, 제 2 세그먼트(G4-2), 중간전극(GM') 및 제 5 그리드(G5)의 각 대향면 중 적어도 한 부분에 도 13에 도시한 바와 같은 통형상체로 이루어진 통형상 전극을 설치해도 좋다.
이와 같이 주렌즈부는 대구경의 중첩 확장형 전자렌즈이므로 충분히 배율을 작게 억제하는 것이 가능해진다. 이에 의해, 형광체 스크린상에서 보다 작은 빔스폿을 형성하는 것이 가능해진다.
이상 설명한 바와 같이 이들 실시형태에 관한 음극선관장치에 의하면 프리포커스 렌즈부를 구성하는 제 2 그리드(G2)에는 저위의 전위를 공급하고, 또한 제 3 그리드(G3)에는 제 4 그리드(G4)의 전위보다 높고 제 5 그리드(G5)의 전위보다 낮은 전위를 공급한다. 상기 제 3 그리드(G3)의 전위는 제 5 그리드(G5)로부터 저항기(R)를 통하여 공급된다.
이와 같이 하여 제 2 그리드(G2)와 제 3 그리드(G3) 사이의 큰 전위차에 의해 강한 프리포커스 작용을 갖는 프리포커스 렌즈부가 형성된다. 이에 의해, 제 3 그리드(G3)측으로부터 제 2 그리드(G2)의 전자빔 통과구멍으로의 전위침투가 증가하고 가상물점 직경이 축소된다. 또한, 강한 프리포커스 렌즈부의 작용에 의해 전자빔의 발산각의 확대를 억제하고, 주렌즈부에 입사하기 전의 전자빔 다발을 작게 할 수 있다. 이 때문에, 주렌즈부에서의 구면수차의 영향을 경감시킬 수 있다. 이들의 작용에 의해, 형광체 스크린상에서 보다 작은 크기의 빔스폿을 형성할 수 있다.
또한, 제 2 그리드(G2) 및 제 3 그리드(G3)는 거의 원형의 전자빔 통과구멍을 갖고 있고, 이들 그리드 사이에서 관축(Z)을 중심으로 한 회전대칭의 프리포커스 렌즈부가 형성된다. 당연하지만, 상기 프리포커스 렌즈부는 비점수차 작용을 갖고 있지 않다. 이에 의해, 강한 렌즈 작용의 프리포커스 렌즈부를 형성해도, 프리포커스 렌즈부를 구성하는 전극의 가공정밀도의 편차나, 전자총 조립시의 축 어긋남이 발생한 경우의 영향을 최소한으로 억제할 수 있고, 이들의 영향에 의한 빔스폿 형상의 열화를 억제하는 것이 가능해진다.
또한, 상기 실시형태에 의하면 전자총 구조체는 주렌즈부에 입사하기 전의 전자빔의 수평방향직경이 수직방향직경 보다 커지는 비대칭 전자렌즈부를 구비하고 있다.
우선, 제 1 그리드(G1)와 제 2 그리드(G2) 사이에 형성되는 전계가 비대칭 전자렌즈부를 구성하는 경우에 대해서, 예를 들어 제 1 그리드(G1)에 형성된 전자빔 통과구멍은 캐소드 배열방향으로 긴 가로로 긴 형상으로 한다. 또는, 제 1 그리드(G1)에 형성된 전자빔 통과구멍의 주변에 캐소드 배열방향으로 긴 가로로 긴 형상의 슬릿을 형성한다. 이들의 영향에 의해, 주렌즈부에 입사하기 전의 전자빔은 수직방향으로 수평방향보다 강한 포커스 작용을 받는다. 따라서, 편항자계에 의해 받는 편향수차의 영향을 경감시킬 수 있고, 형광체 스크린 상에서의 빔스폿 형상의 열화를 방지할 수 있다. 이들 제 1 그리드(G1)의 가로로 긴 구멍과 가로로 긴 슬릿을 함께 형성하면, 작용은 보다 높일 수 있다.
또한, 제 3 그리드(G3)와 제 1 세그먼트(G4-1)의 사이에 형성되는 서브렌즈가 비대칭 전자렌즈부를 구성하는 경우에 대해서, 고전위측의 전극(G3)에 형성된 전자빔 통과구멍은 수직방향으로 긴 세로로 긴 형상으로 한다. 또는 저전위측의 전극(G4-1)에 형성된 전자빔 통과구멍은 캐소드 배열 방향으로 긴 가로로 긴 형상으로 한다. 이들의 영향에 의해서도 동일하게, 주렌즈에 입사하기 전의 전자빔은 수직방향으로 수평방향보다 강한 포커스 작용을 받는다. 따라서, 편향자계에 의해 받는 편향수차의 영향을 경감시킬 수 있고, 형광체 스크린 상에서의 빔스폿 형상의 열화를 방지할 수 있다. 이들 제 3 그리드(G3)의 세로로 긴 구멍과 제 1 세그먼트(G4-1)의 가로로 긴 구멍을 조합시킴으로써 작용은 보다 높일 수 있다.
또한, 서브렌즈부는 제 3 그리드(G3)와 제 1 세그먼트(G4-1) 사이에 중간전극(GM)을 배치하여 렌즈 강도를 더욱 강하게 형성해도 좋다. 이에 의해, 주렌즈부에 입사하기 전의 전자빔을 더 효과적으로 프리포커스하는 것이 가능해진다.
따라서, 형광체 스크린 상에서 변형이 적은 작은 형상의 빔스폿을 형성할 수 있고, 고정밀하고 또한 고해상도의 화상을 표시하는 것이 가능해진다. 또한, 대량 생산한 경우에도 안정된 성능을 확보할 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 각 실시형태에 한정되는 것은 아니고 그 실시단계에서는 그 요지를 벗어나지 않는 범위에서 여러가지 변형·변경이 가능하다. 또한, 각 실시형태는 가능한 한 적절히 조합하여 실시되어도 좋고, 그 경우 조합에 의한 효과가 얻어진다.
본 발명에 의하면 고정밀하고 고해상도의 화상을 안정적으로 표시 가능한 음극선관장치를 제공할 수 있다.

Claims (14)

  1. 전자빔을 발생하는 전자빔 발생부와, 상기 전자빔 발생부로부터 발생된 전자빔을 가속하고 또한 프리포커스하는 프리포커스 렌즈부와, 상기 프리포커스 렌즈부에 의해 프리포커스된 전자빔을 더욱 프리포커스하는 서브렌즈부와, 상기 서브렌즈부에 의해 프리포커스된 전자빔을 형광체 스크린상을 향하여 가속하고 또한 포커스하는 주렌즈부를 구비하는 전자총 구조체와,
    상기 전자총 구조체로부터 방출된 전자빔을 수평방향 및 수직방향으로 편향시키는 편향자계를 발생시키는 편향요크를 포함하고,
    상기 프리포커스 렌즈부는 적어도 스크린 전극과, 제 1 레벨의 전압이 인가되는 제 1 포커스 전극으로 구성되고, 또한 전자빔의 진행방향에 대해서 실질적으로 회전 대칭으로 형성되며,
    상기 서브렌즈부는 적어도 상기 제 1 포커스 전극과, 상기 제 1 레벨보다 낮은 제 2 레벨의 전압이 인가되는 제 2 포커스 전극으로 구성되고,
    상기 주렌즈부는 적어도 상기 제 2 포커스 전극과, 상기 제 1 레벨보다 높은 제 3 레벨의 전압이 인가되는 애노드 전극으로 구성되며,
    또한 전자총 구조체는 상기 주렌즈부에 입사하기 전의 전자빔의 수평방향직경이 수직방향직경보다 커지는 비대칭 전자렌즈부를 구비한 것을 특징으로 하는 음극선관장치.
  2. 전자빔을 발생하는 전자빔 발생부, 상기 전자빔 발생부로부터 발생된 전자빔을 가속하고 또한 프리포커스하는 프리포커스 렌즈부, 상기 프리포커스 렌즈부에 의해 프리포커스된 전자빔을 추가로 프리포커스하는 서브렌즈부, 및 상기 서브렌즈부에 의해 프리포커스된 전자빔을 형광체 스크린상을 향하여 가속하고 또한 포커스하는 주렌즈부를 구비하는 전자총 구조체와,
    상기 전자총 구조체로부터 방출된 전자빔을 수평방향 및 수직방향으로 편향시키는 편향자계를 발생시키는 편향요크를 포함하고,
    상기 프리포커스 렌즈부는 적어도 스크린 전극과, 제 1 레벨의 전압이 인가되는 제 1 포커스 전극으로 구성되고, 또한 전자빔의 진행방향에 대해서 실질적으로 회전 대칭으로 형성되고,
    상기 서브렌즈부는 적어도 상기 제 1 포커스 전극과, 상기 제 1 레벨보다 낮은 제 2 레벨의 전압이 인가되는 제 2 포커스 전극과, 상기 제 1 포커스 전극과 상기 제 2 포커스 전극 사이에 배치되는 중간전극으로 구성되고,
    상기 주렌즈부는 적어도 상기 제 2 포커스 전극과, 상기 제 1 레벨보다 높은 제 3 레벨의 전압이 인가되는 애노드 전극으로 구성되고,
    상기 중간전극은 상기 스크린 전극과 전기적으로 접속되고 또한 상기 중간전극 및 상기 스크린 전극에는 상기 제 2 레벨보다 더욱 낮은 제 4 레벨의 전압이 인가되고,
    또한 전자총 구조체는 상기 주렌즈부에 입사하기 전의 전자빔의 수평방향직경이 수직방향직경보다 커지는 비대칭 전자렌즈부를 구비한 것을 특징으로 하는 음극선관장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 전자빔 발생부는 캐소드, 그리드 전극 및 상기 스크린 전극으로 구성되고,
    상기 그리드 전극과 상기 스크린 전극 사이에 형성되는 전계는 상기 비대칭 전자렌즈부를 구성하는 것을 특징으로 하는 음극선관장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 그리드 전극은 수평방향직경이 수직방향직경보다 큰, 가로로 긴 전자빔 통과구멍을 갖는 것을 특징으로 하는 음극선관장치.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 그리드 전극은 상기 스크린 전극과의 대향면의 전자빔 통과구멍 주변에 수평방향으로 긴, 가로로 긴 슬릿을 구비하는 것을 특징으로 하는 음극선관장치.
  6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 서브렌즈부는 수직방향의 포커스력이 수평방향의 포커스력보다 강한 비점수차를 갖는 상기 비대칭 전자렌즈부를 구성하는 것을 특징으로 하는 음극선관장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 포커스 전극은 상기 제 2 포커스 전극과의 대향면에 세로로 긴 전자빔 통과구멍을 갖는 것을 특징으로 하는 음극선관장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 포커스 전극은 상기 제 1 포커스 전극과의 대향면에 가로로 긴 전자빔 통과구멍을 갖는 것을 특징으로 하는 음극선관장치.
  9. 제 2 항에 있어서,
    상기 중간전극은 가로로 긴 전자빔 통과구멍을 갖는 것을 특징으로 하는 음극선관장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 1 포커스 전극의 상기 중간전극과의 대향면, 및 상기 제 2 포커스 전극의 상기 중간전극과의 대향면에 세로로 긴 전자빔 통과구멍을 갖는 것을 특징으로 하는 음극선관장치.
  11. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 애노드 전극에 인가된 전압을 분압하는 저항기를 구비하고,
    상기 제 1 포커스 전극에 인가되는 전압은 상기 저항기를 통하여 공급되는 것을 특징으로 하는 음극선관장치.
  12. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제 2 포커스 전극은 적어도 2개의 세그먼트로 구성되고, 전자빔을 편향할 때 이들 세그먼트간에 수평방향으로 포커스 작용을 갖고, 또한 수직방향으로 발산작용을 갖는 4극자 렌즈부를 형성하는 것을 특징으로 하는 음극선관장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 제 2 포커스 전극을 구성하는 상기 세그먼트 중 적어도 하나에, 상기 편향자계에 동기하여 변화하는 교류성분을 기준 전압에 중첩한 다이나믹 포커스 전압이 인가되는 것을 특징으로 하는 음극선관장치.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 포커스 전극의 상기 애노드 전극과의 대향면 및 상기 애노드 전극의 상기 제 2 포커스 전극과의 대향면 중 적어도 한쪽에, 전자빔의 진행방향으로 연장된 통형상체를 구비한 것을 특징으로 하는 음극선관장치.
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