KR890001140B1 - 컬러수상관용 전자총 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

컬러수상관용 전자총

제1도는 컬러수상관의 구성을 표시한 요부단면 구성도.

제2도는 제1도에 표시한 주렌즈부 형성전극을 요부단면 구성도.

제3도는 내부원통을 제거하므로서 개구부의 대구경화를 가능케 한 전자총 주렌즈부의 일부파단 사시도.

제4도는 본 발명에 의한 컬러수상관용 전자총의 일실시예를 표시한 주렌즈부의 일부파단 사시도.

제5도는 제4도에 표시한 주렌즈부의 수평방향 단면도.

제6도~제10도는 제4도 실시예의 STC 특성을 계산시 시뮤레이션에 의해서 구한 도표.

제11도~제13도는 본 발명에 의한 컬러수상관용 전자총에 관한 주렌즈부의 다른 실시예를 표시한 수평방향 단면도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1 : 유리외위기 2 : 페이스플레이트부

3 : 형광면 4 : 새도우마스크

5 : 도전막 6 : 목부분

7 : 음극구체 7a,7b,7c : 음극

8 : G₁전극 9 : G₂전극

10 : G₃전극 10a,10b,10c : 내부원통

10a',10b',10c' : 개공 11 : G₄전극

11a,11b,11c : 내부원통 11a',11b',11c' : 개공

12 : 차폐컵 13,14,15,16,17 : 중심축

18 : 외부자기편향요오크 19,20,21,22 : 개공사이부분

23,24,25,26 : 비점수차 보정용 보조전극

27,28 : STC용 보조전극(부가전극) 29,30 : 등전위선

31 : 전자비임에 작용하는 힘의 방향을 나타내는 화살표

A : 전자총

본 발명은 컬러수상관용 전자총에 관한 것으로, 특히 주렌즈를 구성하는 전극의 구조에 관한 것이다.

제1도는 종래의 인라인형 전자총을 구비한 컬러수상관의 요부단면 구성도이다. 동 도면에 있어서, 유리제 외위기(1)의 페이스플레이트부(2)의 내벽에는, 3색의 형광체를 교호로 스트라이프 형상으로 도포한 형광면(3)이 형성되고, 또한 이 형광면(3)과 대향하는 부위에는 새도우마스크(4)가 지지되며, 또 이 외우기(1)의 내벽면에는 도전막(5)이 형성되어 있다. 한편, 이 새도우마스크(4)와 대향하는 외뷔기(1)의 목부분(6)내에는, 인라인형상으로 배치된 3본의 음극 (7a)(7b)(7C)으로 구성된 음극구체(7), 음극(7a)(7b)(7c)과 함께 3극부를 구성하는 G₁전극(8), G₂전극(9), 주렌즈를 구성하는 상자형성 컴형의 G₃전극(10) G₄전극(11) 및 차폐컵(12)을 관축방향에 소정거리를 이간해서 배열된 전자총(A)이 배설되어 있다. 이 경우, 음극(7a)(7b) (7c)의 중심축 (13)(14)(15)은, G₁전극(8), G₂전극(9), G₃전극(10) 및 차폐컵(12) 각각의 음극(7a )(7b)(7c)과 대향하는 개공부 및 G₃전극(10)의 개공부와 접속하는 내부원통 (10a) (10b)(10c)의 중심축과 일치하며, 공통평편상에 서로 대체적으로 평행이 되게 배치되어 있다. 또, 주렌즈를 구성하는 또 한쪽의 전극인 G₄전극(11) 중앙의 개공부 및 그것과 접속하는 내부원통(11b)의 중심축은, 상기 중심축(14)과 일치하며, 외축의 양개공 및 그것들과 접속되는 내부원통(11a)(11c)의 중심축(16)(17)은 각각 대응하는 중심축 (13)(15)과 일치하지 않고 외측에 약간 변위하고, 각 내부원통(11a) (11b) (11c)의 내경은 대응하는 개공의 직경과 일치되어 있다.

이와같이 구성되는 전자총에 있어서, 각 음극(7a)(7b)(7c)으로부터 사출린 3본의 전자비임은 중심축(13)(14)(15)에 연해서 3극으로부터 주렌즈에 입사한다. 이 경우, G₃전극(10)은 G₄전극(11)보다도 낮은 전위로 설정되며, 고전위인 G₄전극 (11)은, 차폐컵(12), 도전막(5)과 동전위로 되어 있으며, 또, G₃, G₄양전극(10)(11)의 중앙부의 개공과 대응하는 내부원통(10b)(11b)은 동축이 되어 있으며, 또한 이들 내부원통(10b)(11b)은 비축대칭인 전극외주부로부터의 영향을 지워버리므로, 중앙부에 형성되는 주렌즈는 축대칭이 되어 중앙비임은 주렌즈에 의해서 접속된 후, 축에 연한 궤도를 직진한다. 한편, 양 전극(10)(11)외측의 개공과 내부원통(10a)(10c) 및 (11a)(11c)는 서로 축이 벗어져 있으므로, 외측에는 비축대칭인 주렌즈가 형성되어 있다. 이때문에, 외측비임은 주렌즈 영역가운데, G₄전극 (11)쪽에 형성되는 발산렌즈 영역에서 렌즈중심축으로부터 중앙비임방향으로 벗어난 부분을 통과하여, 주렌즈에 의한 집속작용과 동시에 중앙비임방향에의 집중력을 받는다. 이와같이해서 3본의 전자비임은 새도우마스크(4)위에서 결상함과 동시에 서로 포개어지도록 집중한다. 이와같이 각 비임을 집중시키는 조작을 정수렴(이후 STC라 칭함)이라고 부르며, 특히 여기에 표시한 STC방식은 오프셋방식이라고 부른다. 또한 각 전자비임은 새도우마스크(4)에 의해서 색선별을 받아, 각 비임에 대응하는 색의 형광체를 여기 발광시키는 성분만이 새도우마스크(4)의 개공을 통과하여, 형광면(3)에 도달한다. 또, 전자비임을 형광면(3)위에서 주사하기 위해서 외우기(1)의 외면에 외부자기편향요오크(14)가 착설되어 있다.

이와같이 구성되는 전자총에 있어서, 주렌즈의 포커스특성을 개선하고, 해상도를 향상시키기 위해서는, G₃전극(10), G₄(11)의 개공부 및 이들에 접속되는 내부원통(10A)~(10C), (11a)~(11c)의 내경을 극력 확대하는 것이 필요하게 된다.

그러나 상기한 G₃전극(10), G₄전극(11)은, 제2도에 요부확대 단면도로 표시한 바와같이 인접하는 개공간의 부분(19)(20)(21)(22)을 개공피치(P)의 15~20% 이하로 하는 것은 프레스 가공 금형의 치수상의 제약으로 불가능하며, 예를 들면, 외경 29m /m의 목부분(6)(제1도 참조)에 수용하는 전극의 경우, 개공피치(P)치수 6.6㎜에 대해서 개공부 및 내부원통(10a)~(10c), (11a)~(11c)의 내경은 5.5㎜가 한도가 된다. 또한, 참고로 설명하면, 델타형의 같은 원통부의 내경은 6.35㎜ 취할 수 있다.

이와같은 문제점을 개선한 것으로는, 일본 특허출원 소 57-14991호에 개공직경을 상기한도 이상으로 확대시켜서 주렌즈의 포커스특성을 향상시킨 전자총이 제안되어 있다. 제3도는 상기한 일본 특허출원 소 57-14991호에 기재되어 있는 주렌즈의 일부파단 사시도를 표시한 것이다. 동 도면에 있어서는, G₃전극(10) 및 G₄전극(11)의 내부원통(10a)~(10c) 및 (11a)~(11c)을 제거하므로서 개공(10a5)* (10b'), (11a')~ (11c')을 단순한 프레스타발 가공으로 성형할 수 있도록 하고, 상기 개공(10a')(10b') (10c') 및 (11a')(11b')(11c') 상호간 부분(19)(20) 및 (21) (22)을 전극판 두께의 0.5~1.5배 정도로까지 축소할 수 있는 것을 가능하게 했다. 이로서 개공직경은 6.4~ 6.5㎜정도로까지 확대할 수 있으며, 또한 내부원통(10a)~ (10c), (11a)~(11c)을 제거하므로 인하여 발생되는 전자비임의 비점수차를 보정하기 위한 보조전극(23) (24)(25)(26)이 착설되어 있다. 또, STC 방식으로는 종래와 마찬가지로 오프셋 방식을 채용하고 있다.

그러나, 오프셋 방식에는 2개의 주렌즈를 구성하는 전극이 동축이 아니므로, 전극조립에는 부분적으로 비동축의 형상을 가진 특수한 조립지구를 필요로 하며, 조립작업의 번잡함과 정밀도의 저하를 초래한다는 결점이 있었다. 또, 외측의 주렌즈에 있어서, 발산렌즈의 중심출을 편이시키기 위해서는, 고전위측의 G₄전극(11)의 내경을 증대시키거나 혹은 저전위측의 G₃전극(10)의 내경을 감소시키거나 하는 어느 한 수단이 필요하게 되나, 전자의 수단으로는 전극조립후의 외경이 증대하므로, 수상관 부분직경이 증대해서 편향전력의 증가를 초래하고, 후자의수단으로는 구면수차의 증대로 해상도의 열화를 초래한다는 등의 결점이 있었다.

따라서 본 발명은 상기한 결점을 감안해서 이루어진 것으로서, 그 목적으로 하는 바는, 전극조립이 용이하고 또한 전극외경의 증대나 구면수차의 증대도 초래하는 일이 없는 STC방식을 사용한 컬러수상관용 전자총을 제공하는데 있다.

이와같은 목적을 달성하기 위해서 본 발명은, 전자렌즈 형성전극 가운데 적어도 한쪽은 전자비임통로와 중심축이 일치하는 개공을 가지고, 또한 적어도 한쪽의 전극에는 전자비임을 집중시키는 극판을 전기적으로 접속해서 형성한 것이다.

다음에 도면을 사용해서 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.

제4도는 본 발명에 의한 컬러수상관용 전자총에 관한 주렌즈 형성 전극의 일례를 표시한 일부파단 사시도이며, 상기한 도면과 같은 기호는 동일요소가 되므로 그 설명은 생략한다. 동 도면에 있어서, G₃전극(10)내에는 외측 개공(10a')(10c')과 G₃전극 (10)의 내벽면과의 사이에 판형상의 STC용의 보조전극(이하 단순히 부가전극이라고 칭함)(27)(28)이 각각 전기적으로 접속되어 고정배치되어 있다.

제5도는 상기 제4도에 표시한 실시예의 수평방향의 단면도를 표시한 것으로서, 도면중, 같은 기호는 동일부분을 표시한다. 실선으로 표시한 등전위선(29)은 부가전극 (27)이 존재할 때의 것이며, 대략 축대칭이 되며, 점선으로 표시한 등전위선 (30)은 부가전극(27)이 존재하지 않는때의 것으로, 비대칭이 된다.

이와같은 구성에 의하면, 전자비임은 등 전위선(30)에 수직방향의 힘을 받으므로, 외측의 축(13)위를 주행하는 전자비임은 부가전극(27)이 존재하지 않을때는 축 (13)에 대략 평행인 힘을 받아서 직진한다. 한편, 부가전극(27)이 존재할때는, 화살표 (31)로 표시한 바와같이 중앙비임방향에의 힘을 받아서 편향된다. 따라서, 부가전극 (27)의 고정위치를 적당히 정해서 편향량을 조정하므로서, STC를 취할 수 있다. 이때, 동 도면으로도 알 수 있는 바와같이 부가전극(27)의 삽입에 의해서 등전위선(29)의G₃전극(10)내에의 침입이 수평방향에서 강하게 억제를 받게 되고, 한편, 수직방향에서는 거의 억제를 받지 않으므로 양 방향에서의 전자비임에 대한 집속력이 불평형이 되어 버린다. 그래서 보조전극(23)(25)의 위치를 양 방향의 집속력이 평형되도록 다시 설정하여, 전자비임의 비점수차를 제거할 필요가 있다. 이와같이 STC를 취하는 것과 비점수차를 제거하는 두가지의 조건을 만족시키기 위한 각 전극의 실제 치수 형상을 제5도에 따라서 이하에 설명한다.

G₃, G₄전극(10)(11)의 개공직경 : α = 6.4㎜

중앙, 사이드비임간격 : S = 6.6㎜

G₃전극(10)쪽 비점주차보정용 보조전극(23)의 G₃전극 개공부로부터의 거리 : g₃= 2.5㎜

보정용 전극축방향의 길이 : W₃= 2.0㎜

G₄전극(11)쪽 비점수차보정용 보조전극(25)의 G₄전극 개공부로부터의 거리 : g₄= 0.5㎜

보정용 전극 축방향의 길이 : W₄= 3.0㎜

STC용 보조전극(부가전극)(27)의 G₃전극 개공부로부터의 거리 : g₅= 2.0㎜

보조전극 축방향의 길이 : W₅= 2.0㎜

보조전극의 사이드비임 중심축으로부터의 거리 : h =2.8㎜

G₃, G₄전극(10)(11)간의 틈새길이 : l = 1.0㎜

중심축(14)으로부터 G₃, G₄전극(10)(11) 내벽까지의 거리 : r = 10.7㎜

G₃전극(10)의 선단으로부터 새도우마스크(4)까지의 거리 : 340㎜

한편, 부가전극(27)이 없을때는, 상기 g₃= 1.0㎜, W₃= 2.5㎜, g₄= 0.5㎜, W₄= 3.0㎜로 비점수차가 보정되므로, 이에 비해서 부가전극(27)이 존재할 때는, g₃를 확대하고, W₃를 단축해서 조정전극(23)의 효과를 작게하므로서, 비점수차를 제거할 수 있는 것을 알 수 있다.

제6도는 상기 방식의 전극구조에 있어서, G₄전극(11)에 가속전압 25KV, G₂전극(10)에 포커스전압(Vf) 7KV를 부가했을때의 STC특성을 계산기 시뮤레이션에 의해서 구한 것이며, 세로축에 표시한 OCV는 양 사이드비임의 새도우마스크(4)사에서의 간격을 표시한다. 동 도면에 있어서, OCV가 0이 되면, 3본의 전자비임은 새도우 마스크(4)상에 집중되어, STC를 취할 수 있다. 또 OCV가 +의 값일때, 전자비임은 새도우마스크(4)에 도달하기 이전에 집중해 버려서, 새도우마스크(4)상에서는 서로 떨어진다. 이때, STC는 오우버하고 있다고 한다. 또 OCV가 -의 값일때는 전자비임의 편향량이 부족하여 역사 새도우마스크(4)상에서 집중하기에는 이르지 못한다. 이때 STC는 언더라고 한다. 그러나, 실용상으로는 OCV를 0으로 설정하면, 마그네트에 의해서 STC의 미조정을 행할때, 도리어 불편한 일이 생긴다고 하는 문제가 발생하므로, OCV의 목표치는 -1.0㎜정도로 설정될때가 많다. 그러나, 제6도에서 포커스전압(Vf)이 이 전자총의 정격 포커스전압인 7KV일때, OCV가 -1.0㎜로 되어 있으며, 상기 목표치가 달성되어 있는 것을 알 수 있다.

제7도, 제8도는 전극치수가 상기 치수로부터 변동했을때, 포커스전압 Vf=7KV에서의 OCV의 값이 어떻게 변동하는가를 계산기 시뮤레이션에 의해서 구한 것이다. 제7도는 상기 g₃, g₄, g₅의 변동량

g₃,

g₄,

g₅에 대한 OCV의 값을 표시한 것이다.

제9도, 제10도는 전극치수가 상기 치수로부터 변동했을때, 비점수차에 어떠한 영향이 나타나는가를 구한 것이며, 제9도는 상기

g₃,

g₄,

g₅에 대한 Vfv와 Vfh와의 차의 값의 관계를 제10도는 상기

W₃,

W₄,

W₅에 대한 Vfv와 Vfh와의 차의 값의 관계를 각각 표시한 것이며, Vfv와 Vfh가 일치하면 수직과 수평과의 포커스가 일치해서 비점수차는 제거된다. 이들 도면에서 명맥한 바와같이 상기 치수로부터의 변동이 0이면 Vfb와 Vfh와의 차는 겨우 20V이며, 거의 비점수차가 나타나지 않는다는 것을 알 수 있다.

또한, 상기한 제5도의 실시예에서는, 부가전극(27)을 축(13)과 평행으로 고정배치한 경우에 대해서 설명했으나, 제11도에 표시한 바와같이 축(13)에 각도를 주어서 배치하는 것도 가능하다. 이때, 전자비임통과용의 개공(27a)형성할 필요가 있다.

또, 제12도에서 표시한 바와같이 G₄전극(11)쪽에 부가전극(27)을 고정배치하는 것도 가능하다. 이 경우, 전자총조립을 할때, G₄전극(11)측에서 삽입하는 G₃,G₄전극 (10)(11)의 개공(10a')(11a')의 직경(α)과 동일직경의 원주형상지그를 사용할 수 없게 되어, 조립정밀도가 약간 저하한다고 하는 것도 고려될 수 있으나, 제5도의 경우와 동등한 작용효과를 얻을 수 있다. 그리고 또 비점수차보정을 위해서는 G₄전극(11)쪽의 중심축(14)으로부터 내벽까지의 거리(r) 치수를 확대하거나 혹은 G₃(10)쪽의 보정전극(23)의 G₃전극 개공부로부터의 거리(g₃)치수를 축소하거나 하는 어느 한쪽이 필요하게 되나, 전자는 목직경의 증대를 초래하며, 후자에서는 주렌즈 대구경화의 효과가 약간 저하된다는 것이 고려될 수 있으므로, 부가전극(27)은 G₃전극(10)내에 배설하는 것이 바람직하다.

제8도는 통상의 내부원통을 구비한 주렌즈부에 본 발명을 적용한 실시예이며, 상기의 도면과 같은 기호는 동일부분을 표시하고 그 설명은 생략한다. 동 도면에 있어서, G₃전극(10), G₄전극(11)의 내부원통(10b)(11b)은 축대칭전계를 형성하기 위해서 축방향의 길이가 길지만, 양측의 내부원통(10a)(11a)의 길이가 짧기때문에, 이 양자가 G₃, G₄전극(10)(11)내에 부가전극(27)을 배설하므로서, 효과적으로 비대칭전계를 형성할 수 있다.

이상 설명한 바와같이 본 발명에 의한 컬러수상관 전자총에 의하면, 전극조립시에 단일축을 자진 지그를 사용할 수 있기 때문에, 지그제작의 정밀도가 향상하여, 전극조립 정밀도를 향상할 수 있음과 동시에, 전극의 조립이 극히 용이해진다. 또, 오프셋 방식에는 G₃전극쪽의 개공직경을 G₄전극쪽의 개공직경에 비해서 작게할 필요가 있었으나, 본 발명에 의하면, 양 전극의 개공직경을 동일하게 할 수 있으므로, 대구경화에 의해서 구면수차를 저감할 수 있으며, 포커스특성을 대폭 향상할 수 있는 등의 극히 뛰어난 효과를 얻을 수 있다.

Claims (2)

1. 상자형상 컵형으로 형성되고 인라인형상으로 복수의 개공을 가진 전극을, 개공이 대향하도록 조립해서 전자렌즈를 구성하도록 한 컬러수상관용 전자총에 있어서, 상기 전극은 전자비임통로와 중심축이 일치하는 개공을 가지며, 또한 적어도 한쪽의 전극에는 전자비임을 집중시키는 극판을 전기적으로 접속해서 착설한 것을 특징으로 하는 컬러수상관용 전자총.
2. 제1항에 있어서, 상기 극판은, 자전위전극쪽의 상기 전자비임통로에 대해서 전자비임 집중방향과 반대쪽의 위치에 착설한 평판형상의 극판으로 한 것을 특징으로 하는 컬러수상관용 전자총.

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