KR930007365B1 - 개선된 확대 접속 렌즈형의 인라인 전자총을 구비한 컬러 수상관 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

개선된 확대 접속 렌즈형의 인라인 전자총을 구비한 컬러 수상관

제1도는 본 발명을 구체화 하는 새도우 마스크 컬러 수상관을 축방향으로 절취한 단면도.

제2도는 및 제3도는 제1도에서 점선으로 도시된 전자총의 측면도.

제4도는 제2도 및 제3도의 전차총의 집속 렌즈 전극의 정면도.

제5도, 제6도 및 제7도는 종래의 집속 전극들의 정면도.

제8도는 네크의 횡단면도.

제9도 및 제10도는 종래 기술의 전자총을 포함한 네크의 횡단면도.

제11도는 본 발명에 따른 전자총을 포함한 네크의 횡단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

40 : G3 전극 42 : G4 전극

58,60,62,64,66,68 : 인라인 개구들 74,76,78,80 : 지지봉

본 발명은 개선된 인라인 전자총(inline elctron gun)을 구비한 컬러 수상관에 관한 것으로, 특히 구면수차(spherical aberration)를 감소시키기 위한 개선된 확대 집속 렌즈를 갖는 그러한 전자총에 관한 것이다.

인라인 전자총은 동일 평면상에 3개의 전자비임들을 발생시켜, 그 전자비임들이 수렴 통로를 따라 스크린 가까이의 한점 즉 작은 수렴 영역으로 향하도록 설계된 전자총이다. 상기 구성의 인라인 전자총 예컨대, 1975년 3월 25일에 알.에이취.휴즈에게 허여된 마합중국 특허 제 3,873,879호에 개시된 일형태의 인라인 전자총에서는, 전자비임들을 집속하기 위한 주 전자 집속렌즈가 제1가속·집속 전극과 제2가속·집속 전극으로 언급되는 두 전극간에 형성되어 있다. 이러한 전극들은 컵모양의 부재로써 그 부재의 밑면이 서로 대향하는 구성을 하고 있다. 3개의 전자비임들을 통과시키고, 각 전자비임에 대해 3개의 분리된 주집속 렌즈들을 형성할 수 있도록 상기 컵모양의 부재 밑면 각각에 3개의 개구가 형성되어 있다. 양호한 실시예에 있어서, 전자총의 전체 지름 크기는 상기 전자총이 수상관의 네크(29mm)내에 삽입될 수 있는 크기이다. 상기와 같은 사이즈 요구 때문에, 3개의 집속 렌즈들은 서로 매우 밀접하게 간격을 두게 되므로, 집속 렌즈 설계시 엄격한 제한이 가해지게 된다. 집속 렌즈의 지름이 커질수록 집속 특성을 제한하는 구면 수차가 작아진다는 사실은 종래 기술에서 공지된바 있다.

집속 렌즈의 지름 이외에 집속 렌즈 전극 표면간의 간격은 그 간격이 커질수록 렌즈에서 훨씬 완만한 전위 경도가 제공되고 구면수차도 감소하기 때문에 매우 중요하다. 그러나, 상기 전극들간의 간격은 특정 제한값(일반적으로 1 .27mm)을 넘어설 수 없다. 왜냐하면, 두 전극들간의 간격 사이로 관통하는 네크 글라스 상에서 상기 비임이 정전기 대전으로 인해 휘기 때문에, 전자비임을 수렴되지 못하게 하기 때문이다.

1983년 1월 25일 알.에이취. 휴즈와 비이.지.닥스에게 허여된 미합중국 특허 제 4,370,592호에 기재된 전자총에서는 주집속 렌즈가 이격된 전극들에 의해 형성되어 있다. 상기 각 전극은 전자비임들과 같은 갯수로 상기 전극내에 형성된 복수의 개구와 서로 대향한 두 전극들의 주변 테두리를 포함한다. 각 전극의 투공부(aperture portion)는 테두리의 안쪽에 위치한 오목부(recess)내에 위치한다. 상기 주집속 렌즈의 효과는 구면수차를 줄이도록 완만한 전위 경도를 제공하는 것이다. 상기 특허에서는, 두 전극의 주변 테두리의 비대칭 형상으로 인해, 전자총의 내부 및 외부에 대한 수평 및 수직 집속 전압 성분이 동일하지 않다. 수직방향에 있어서, 기하학적 집속이 원형의 아아크로 부분적으로 제한되는 한, 중앙의 전자비임은 주변의 전자비임보다 더 많은 슬롯을 찾아내고 더 많은 집속 동작을 하게된다. 이것은 필드가 수직방향에서 내접된 원형의 경계보다 더 쉽게 슬롯을 관통하기 때문이다. 이와 마찬가지로, 주변 전자비임에서의 수평 집속 성분은 중심 전자비임에서 보다 훨씬 더 액티브 할 수 있는데, 왜냐하면, 수평방향에서의 필드가 우묵하게 들어간 공동의 중심부에서 보다 주변 테두리의 주변부에서 훨씬 빠르게 감쇠하기 때문이다. 제5도에는 상기 미합중국 특허 제 4,370,592호에 기재된 것과 같은 집속 전극이 도시되어 있고, 이하 그 집속 전극에 관해 설명한다.

다른 두 특허에는 신장된 형상의 테두리와 오목부에 의해 야기된 수평 및 수직 집속 강도간의 차이를 최소한 부분적으로 보상하도록 하는 수정된 형상의 테두리와 오목부에 관해서 기재되어 있다. 이들 특허중 하는 1982.6.14일자로 피.티.그레닝거에게 허여된 미합중국 특허 제 4,388,522호에 기재된 집속 전극으로써 제6도에 도시되어 있고, 나머지 하나는 1983.8.23일자로 에이취.-와이.첸에게 허여된 미합중국 특허 제 4,400,649호에 기재된 집속 전극으로써 제7도에 도시되어 있다.

전기한 특허에 기재된 전자총들이 종래 기술의 인라인 전자총보다 나은 성능을 갖는다 하더라도, 수평 집속 필드와 수직 집속 필드간에서의 강도 차이를 줄이고, 집속 전극들의 오목부를 확대시켜서 주집속 렌즈를 확대시킬 수 있는 더욱 개선된 그러한 전자총이 요구된다. 그러나, 이러한 오목부의 확장은 종래의 전자총들이 두 대형 전극 지지봉 혹은 비이드를 사용하기 때문에 전기한 종래 기술의 전자총 설계시 크게 제한 받는다.

본 발명에 따르면, 개선된 컬러 수상관은 3개의 전자비임(중앙 비임 1개와 주변 비임 2개)을 생성해서 동일 평면상의 통로를 따라 수상관의 스크린으로 향하게 하는 인라인 전자총을 갖고 있다. 상기 전자총은 전자비임을 집속하기 위한 주집속 렌즈를 포함한다. 주집속 렌즈는 분리된 3개의 인라인 개구를 각각 갖는 두개의 이격된 전극에 의해 형성된다. 각 전극들은 또한 주변 테두리를 포함한다. 두 전극의 주변 테두리들은 서로 대향하고 있다. 각 전극의 투공부는 테두리의 안쪽에 위치한 오목부내에 위치한다. 상기 전극들의 오목부는 인라인 개구들의 인라인 방향에 수직인 방향에서의 치수와 인라인 개구들의 인라인 방향에 평행인 방향에서의 치수가 동일하다. 그러나, 상기 오목부들은 인라인 개구들의 인라인 방향에 대해 대략 45도로 각이진 대각선상에서는 작은 치수를 갖는다.

양호한 실시예에 있어서, 전극들은 전극의 대각선상 주변에 부착되는 지지봉 4개에 의해 연결된다.

본 발명은 오목부를 확대시키고, 수평 및 수직 집속 필드들을 더욱 동일하게 함으로써, 전기한 특허에 기술된 집속 전극들을 개선시킨 집속 전극들을 제공한다.

이제 도면을 참조해서 본 발명에 관해 설명한다.

제1도에는 사각 퍼널(16)에 의해 연결된 사각면판 패널(1)과 관형네크(14)로 구성된 유리외피(glass envelope)(10)를 구비한 사각 컬러 수상관이 도시되어 있다. 상기 패널(12)은 사각퍼널(16)에 의해 밀폐되는 주변 플랜지 또는 측벽(20)과 뷰잉 면판(18)을 구비한다. 모자이크 3-색 인광 스크린(22)은 면판(18)의 내부 표면에 부착되어 있다. 상기 스크린은 수상관의 고주파 래스터 라인 스캔에 대해 수직 방향으로(제1도의 평면에 대해 수직인 방향으로) 연장하는 인광 라인을 갖는 라인 스크린이다. 또한, 스크린은 도트 스크린일 수 있다. 다공 컬러 선택 전극 즉 새도우 마스크(24)는 일반적인 수단에 의해 스크린(22)으로 부터 기설정 거리만큼 이격되어 이동가능하게 설치된다. 제1도에 점선으로 대략 도시된 개량 인라인 전자총(26)은 3전자비임(28)들을 발생시켜 동일 평면상의 수렴 통로를 다라 새도우 마스크(24)를 거쳐 스크린(22)으로 향하도록 하기 위해 네크(14)내의 중앙에 설치된다.

제1도에 도시된 수상관은 퍼널과 네크와의 결합 인접부에 위치하는 외부자계 편향 요오크(30)와 함께 사용되도록 설계된 것이다. 상기 수상관이 동작할때, 요오크(30)는 비임들이 스크린(22)위의 사각 래스터에 수평 및 수직적으로 스캔되도록 하는 자계에 대해 3전자비임(28)이 영향을 받도록 한다. 편향 개시 평면(편향이 0인 곳)은 제1도에서 요오크(30)의 중간지점에 P-P라인으로 도시되어 있다. 프린지 필드(fringe field) 때문에, 수상관의 편향 구역은 요오크(30)에서 축방향으로 전자총(26)의 영역내로 확장한다. 설명을 간략히 하기 위해, 편향 구역내에서의 편향 비임 통로의 실제 곡률은 제1도에 도시하지 않았다.

제2도 및 제3도에는 전자총(26)이 상세히 도시되어 있다. 상기 전자총(26)은 동일 평면상에서 또같이 이격된 음극(34) 3개(각 비임당 1개씩), 제어 그리드 전극(36)(G1), 스크린 그리드 전극(38)(G2), 제1가속·집속 전극(40)(G3) 및 제2가속·집속 전극(42)(G4)등이 열거순으로 이격되어 배치된 구성을 하고 있다. 상기 전극들(G1-G4) 각각은 동일 평면상에서 3전자비임들을 통과시키기 위해 3개의 인라인 개구(inline aperture)를 갖는다. 전자총(26)에서 주정전 집속 렌즈는 G3 전극(40)과 G4 전극(42)간에 형성된다. G3 전극(40)은 컵모양의 부재 4개(44, 46, 48, 50)로 형성된다. 상기 부재들중 두부재(44, 46)의 개방 단부(open-end)는 서로 부착되고, 나머지 두부재(48, 50)의 개방 단부들도 서로 부착된다. 상기 제3부재(48)의 투공 폐쇄 단부(apertured closed end)는 상기 제2부재(46)의 투공 폐쇄 단부에 부착된다. 도시된 G3 전극(40)은 4조각으로 구성되어 있지만, 동일한 길이를 얻기 위해 몇조각으로도 제작될 수 있다. G4 전극(42)도 또한 컵모양의 부재이지만, 투공 시일드 컵(52)으로 폐쇄된 개방 단부를 갖는다.

G3 전극(40)과 G4 전극(42)의 대향 투공 폐쇄 단부들은 각기 새로운 큰 오목부(recess)(54, 56)를 갖는다. 오목부들(54, 56)은 3개의 개구(64, 66, 68)를 포함하는 G4 전극(42)의 폐쇄 단부로 부터 3개의 개구(58, 60, 62)를 포함하는 G3 전극(40)의 폐쇄 단부의 안쪽에 설정된다. G3 전극(40)과 G4 전극(42)의 폐쇄 단부의 나머지 부분은 오목부들(54, 56)의 주변으로 신장하는 테두리(70, 72) 각각을 형성한다. 각 테두리들(70, 72)은 두 전극(40, 42)간에서 가장 가까운 거리를 유지하게 된다.

두 가속·집속 전극들(40, 42)은 4개의 전기 절연성 지지봉(74, 76, 78, 80)에 의해 연결된다. 지지봉들은 전자총(26) 주변에서 약 90°의 간격을 두고 대칭적으로 위치한다. 상기 지지봉들은 G1 및 G2 그리드 전극(36, 38)까지 연장될 수 있고 G1 및 G2 그리드 전극(36, 38)을 지지할 수 있으며, 이들 그리드 전극들은 다른 어떤 수단에 의해 G3 전극(40)에 부착될 수 있다. 양호한 실시예에 있어서, 지지봉들은 전극에서 신장된 클로우(claw)위에 가열되고 가압되는 유리로써 클로우를 지지봉에 박을 수 있다.

4개의 지지봉(74, 76, 78, 80)을 사용하면 종래 기술의 공지된 기술에 의해 집속 자계 전극(40, 42) 각각의 오목부들(54, 56)을 상당히 확장시킬 수 있다. 제4도에는 G3 전극(40)의 정면도가 도시되어 있다. G4 전극(42)은 동일할 수도 있고, 특정한 설계 요구를 충족시키기 위해 다소 가변될 수도 있다. 예컨대, 제2도에 도시한 바와같이 G4 전극(42)의 오목부(56)의 폭은 전자비임의 수렴을 돕기 위해 G3 전극(40)의 오목부(54)의 폭보다 약간 넓을 수 있다. 인라인 방향에서 오목부(54)의 측면의 반지름은 외부 비임의 무수차 집속(stigmatic focusing)을 보장하기 위해 즉, 원하는 양의 비수점차(astigmatism)를 초점으로 유도하기 위해 오목부(54)의 관련 반지름과 다를 수 있다. 인라인 방향에 대해 수직인 방향에 놓인 오목부들(54, 56) 길이와 상기 방향에서 오목부들의 측면의 반지름은 중앙 비임의 집속시 더 나은 비수점차를 제공하기 위해 다를 수도 있다. 제4도를 다시 참조하면, G3 전극(40)의 오목부(54)는 인라인 개구들(58, 60, 62)의 인라인 배열 방향에 수직인 방향의 폭이 인라인 개구들의 인라인 배열 방향의 폭과 실질적으로 동일하게 구성된다. 확대된 오목부(54)는 전극(40)상의 4개의 지지클로우(82, 84, 86, 88)를 열십자 형상의 전극에 형성된 4개의 오목한 곳에 위치시킴으로써 제조가 가능하다. G3 전극(40)내의 확대된 오목부(54)와 G4 전극(42)내의 확대된 오목부(56) 때문에, 각각의 테두리들(70, 72)은 종래의 테두리를 훨씬 연장시켜서 형성된 렌즈들보다 작은 수차(aberration)를 갖는 확대된 정전 집속 렌즈를 형성한다.

제2도 및 제3도의 전자총(26)과 같은 전자총에 관한 몇몇 전형적인 치수는 이하의 표로 주어진다.

[표]

수상관 네크의 외부 지름 29.00mm

수상관 네크의 내부 지름 24.00mm

G3 전극(40)과 G4 전극(42)들간의 최소 간격 1.27mm

(예, 테두리-테두리)

G3 전극(40)과 인접 개구간의 중심-중심 간격 5.1 mm

G3 전극(40)의 개구들(58, 60, 62)의 내부 지름 4.1 mm

G3 전극(40)의 오목부(54)의 최대 길이 19.0 mm

G3 전극(40)의 오목부(54)의 대각선 길이 12.7 mm

G3 전극(40)의 오목부(54)와 G4 전극(42)의 2.92mm

오목부(56)의 깊이

제5, 제6 및 제7도에는 전기한 바 있는 종래 기술로 설계된 집속 전극이 각기 도시되어 있다. 제5도에 도시된 제1전극(90)은 미합중국 특허 제 4,370,592호에 개시되어 있다. 상기 제1전극(90)은 주변 테두리(92)와, 상기 구변 테두리(92)에서 이격된 투공부(apertured portion)(96)의 안쪽에 설치된 확대된 오목부(94)를 갖는다. 상기 확대된 오목부(94)는 2개의 직선 평행부와 2개의 곡선 모양의 주변부를 포함한다. 이미 언급한 바와같이, 상기 전극(90)의 설계는 전자총에서 다른 수단에 의해 보정되어야만 하는 슬롯 비점수차를 야기시킨다.

제6도에 도시된 종래 기술의 제2전극(98)은 미합중국 특허 제 4,388,522호에 개시되어 있다. 상기 제2전극(98)도 주변 테두리(100)와 확대된 오목부(102)를 포함한다. 그러나, 이러한 설계에서, 오목부(102)는 전기한 슬롯 비수점차를 최소한 부분적으로 보상하기 위해 중앙 비임 통로에서 보다 주변 비임 통로에서 더 넓게 형성된다.

제7도에 도시된 제3 종래 기술의 제3전극은 미합중국 특허 제 4,400,649호에 개시되어 있다. 상기 제3전극(104)도 주변 테두리(106)와 확대된 오목부(108)를 포함한다. 이 전극 설계에서, 확대된 형상의 오목부(108)에 의해 야기된 수평 및 수직 집속 전압차를 최소로 하기 위하여 오목부(108)의 폭은 주변 비임 통로에서 보다 중앙 비임 통로에서 더 넓고, 중앙 비임 개구는 주변 비임 개구보다 더 적다.

전기한 종래 기술의 세 전극들은 확대된 오목부를 포함한다. 이러한 오목부들을 둘러싸는 테두리들은 종래 기술의 2개의 지지봉 구조체를 실제 이용해서 최대 집속 렌즈들을 형성한다.

개선된 전극 구조체의 중요성은 제8, 제9, 제10도 및 제11도를 비교함으로써 이해할 수 있을 것이다. 제8도에는 관형네크(14')의 단면도가 도시되어 있다. 네크(14')내의 원형 점선은 전자총과 내부벽과의 아아킹을 방지하도록 전자총과 내부벽과의 간격을 최소로 유지시키기 위해 전자총의 지름에 대한 필수 제한을 나타낸 것이다. 제9도에는 종래의 전자총들중 한 전자총(112)의 집속 전극부와 네크(14')가 함께 도시되어 있다. 상기 전자총(112)은 2개의 지지봉(114, 116)을 포함한다.

제10도에는 다른 종류의 전자총(118)이 네크(14')에 삽입된 상태로 도시되어 있다. 상기 전자총(118)은 1976년 4월 21일자로 공중 심사에서 공표된 일본 공개 실용신안 공보 소 제 51-52668호에 기재된 전자총류이다. 전자총(118)의 각 집속 전극은 원형 테두리(120)와 상기 테두리(120)의 안쪽에 설치된 투공부(122)를 포함한다. 주집속 렌즈의 대부분이 테두리(120)에 의해 형성된다. 원형 구조가 최대의 가능한 주집속 렌즈를 제공할 수 있다고 생각되지만, 제10도에 도시한 바와같이 지지봉(124, 126)에 대한 요구 때문에 테두리(120)의 지름이 제한을 받는다.

제11도에는 본 발명을 따라 구성된 전자총의 집속 전극부가 네크(14')에 삽입된 상태로 도시되어 있다. 다소 작은 4개의 지지봉(74, 76, 78, 80)과 함께 열십자형 구조를 사용하면, 점선(110)으로 한정된 범위내에서 종래의 어느 렌즈보다도 큰 집속 렌즈를 형성할 수 있다. 전기한 실시예에서, 집속 렌즈의 대부분은 각 오목부들(54, 56)을 둘러싸는 대향 테두리들(70, 72)에 의해 형성된다. 집속 전극내의 오목부들(54, 56)이 확대되기 때문에 예컨대, 제5도에 도시된 종래 기술의 19mm×7mm에서 19mm×19mm로 증가하므로 집속 렌즈의 정전자계 라인들은 수직방향에서 훨씬 긴 곡률 반지름을 갖는다. 따라서, 집속 렌즈의 수평 및 수직 집속 동작은 거의 동일하게 이루어진다.

Claims (3)

1. 중앙 비임 1개와 주변 비임 2개로 형성되는 3개의 전자비임을 생성해서 동일 평면상의 통로를 따라 수상관의 스크린으로 조사하는 인라인 전자총을 구비하는데, 상기 전자총은 상기 전자비임들을 집속하는 주집속 렌즈를 포함하며, 상기 주집속 렌즈는 3개의 분리된 인라인 개구들을 각각 갖는 이격된 두 전극에 의해 형성되고, 각 전극은 또한 주변 테두리를 포함하며, 상기 두 전극들의 주변 테두리는 서로 면하여 있고, 각 전극의 투공부는 상기 테두리의 안쪽에 위치한 오목부내에 위치하는 컬러 수상관에 있어서, 상기 전극들(40, 42)의 오목부(54, 56)는 인라인 개구(58, 60, 62, 64, 66, 68)들의 인라인 방향에 평행한 방향에서의 치수와 인라인 개구들(58, 60, 62, 64, 66, 68)의 인라인 방향에 수직인 방향에서의 치수가 동일하고, 인라인 개구들의 인라인 방향에 대해 45도로 각이진 대각선상에서의 치수가 상기 치수들 보다 작은 특징으로 하는 개선된 확대 집속 렌즈형의 인라인 전자총을 구비한 컬러 수상관.
2. 제1항에 있어서, 4개의 지지봉들(74, 76, 78, 80)이 상기 대각선을 따라 상기 전극들(40, 42)에 부착되는 것을 특징으로 하는 개선된 확대 집속 렌즈형의 인라인 전자총을 구비한 컬러 수상관.
3. 중앙 비임 1개와 주변 비임 2개로 형성되는 3개의 전자비임을 생성해서 동일 평면상의 통로를 따라 수상관의 스크린으로 조사하는 인라인 전자총을 구비하는데, 상기 전자총은 상기 전자비임들을 집속하는 주집속 렌즈를 포함하며, 상기 주집속 렌즈는 3개의 분리된 인라인 개구들을 각각 갖는 이격된 두 전극에 의해 형성되고, 각 전극은 또한 주변 테두리를 포함하며, 상기 두 전극들의 주변 테두리는 서로 면하여 있고, 각 전극의 투공부는 상기 테두리의 안쪽에 위치한 오목부내에 위치하는 컬러 수상관에 있어서, 상기 전극들(40, 42)은 십자형이고, 상기 십자형에 의해 형성된 오목한 곳에서 지지봉들(74, 76, 78, 80)이 상기 전극들에 부착되는 것을 특징으로 하는 개선된 확대 집속 렌즈형의 인라인 전자총을 구비한 컬러 수상관.

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