KR910007830B1 - 칼라수상관 장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

칼라수상관 장치

제1a도 및 제1b도는 수평 및 수직편향자계중의 전자비임의 단면도.

제2도는 종래의 칼라수상관의 중앙부, 주변부의 전자비임 형상의 정면도.

제3도는 본 발명에 따른 칼라수상관장치의 사시도.

제4a도 및 제4b도는 본 발명의 칼라수상관장치의 전자총 구조의 개략적 단면도.

제5a도 및 제5b도는 본 발명의 칼라수상관장치의 전자총의 부분단면도.

제6a도 및 제6b도는 전자비임이 형광면의 중앙부에 있을때의 본 발명의 동작원리를 광학모델을 사용하여 설명한 모식도.

제7a도 및 제7b도는 전자비임이 형광면의 주변부에 편향될때의 본 발명의 동작원리를 광학모델을 사용하여 설명한 모식도.

제8a도 및 제8b도는 종래의 칼라수상관장치에 있어서의 전자총 구조의 부분단면도.

제9a도 및 제9b도는 전자비임이 화면중앙부에 있을때의 종래의 칼라수상관의 전자총의 주렌즈의 광학모델의 모식도.

제10a도 및 제10b도는 전자비임이 화면주변부에 편향될 때의 종래의 칼라수상관의 전자총의 주렌즈의 광학모델의 모식도.

제11a도 및 제11b도는 본 발명의 대하여 집속전압상에 중첩되는 동적 집속전압과 편향전류의 타임챠트.

제12도는 본 발명에 따른 형광면의 중앙부와 주변부에서의 전자비임형상의 정면도.

제13도는 본 발명의 다른 구체적 실시예의 집속 및 가속전극들의 정면도.

제14도는 본 발명의 다른 구체적 실시예의 집속 및 가속전극들의 사시도.

제15도는 본 발명의 다른 구체적 실시예의 전자총의 부분단면도.

제16도는 본 발명의 또다른 구체적 실시예의 전자총의 부분단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1, 2, 3 : 전자비임 11 : 퍼낼

12 : 페이스플레이트 13 : 새도우마스크

15 : 형광스크린 16 : 전자총구조

17 : 네크 18 : 편향코일

KR, KG, KB : 음극 30 : 제1전극

40 : 제2전극 50 : 제3전극

60 : 제4전극 70 : 제5전극

80, 90 : 중간전극 100 : 제6전극

110 : 컨버전스컵 120 : 저항기

130 : 동작전압공급장치 200, 210, 220 : 집속렌즈

300, 310 : 발산렌즈 400 : 판형상의 부재

본 발명은 칼라수상관장치의 전자총의 개선에 관한 것이다.

일반적으로, 3전자총시스템을 가진 칼라수상관들이 오늘날 사용되고 있다.

특히 3전자총의 자기집중(self-convergence)이 3전자비임(1)(2)(3)들을 편향시키기 위해 비균일 편향자계들을 사용하여 쉽게 이루어지므로, 인라인형 전자총을 가진 칼라수상관이 오늘날 사용된다.

이들 자계들은 제1a도에 도시된 핀쿠션형(pincushion type) 수평편향자계 및 제1b도에 도시된 배럴형(barrel type)수직편향자계로 구성된다.

게다가, 자기집중형 칼라수상관에 있어서 전력소비를 줄일 수 있고, 또한 간단한 구조이므로 품질과 성능을 향상시킬 수 있다.

한편 칼라수상관은 그러한 비균일 편향자계로 인해서 화면주변부에서의 해상도가 감소되는 단점이 있다.

즉, 화면상의 전자비임의 형상이 전자비임의 편향각에 따라 왜곡된다.

제2도에 도시된 바와 같이, 화면중앙에서의 비임스폿(beam spot)(4)은 거의 원형이나, 화면주변부에서의 비임스폿(5)은 왜곡되어 있어서, 전자비임이 고광도의 수평으로 늘어난 타원형 코어(6) 및 저광도의 수직으로 신장된 헤일로우(halo)(7)로 구성된다.

따라서, 화면주변부에서의 해상도가 크게 감소한다. 제2도에 도시된 비균일 편향자계로 인한 그러한 비임왜곡은, 편향자계내의 전자비임의 촛점이 수평방향으로 약화되고, 반면에 수직방향에서의 촛점은 강화되는 메카니즘에 기인한다.

따라서, 화면주변부의 전자비임이 일그러진다.

그러한 비임왜곡으로 인한 해상도 감소는 주렌즈 및 편향영역을 통과하는 전자비임의 직경을 억압함으로써 어느정도 줄일수 있다.

일반적으로 이러한 목적을 위하여, 예비 집속렌즈로 전자비임을 예비 집속시킬 수 있다.

그러나, 이러한 설계에는, 교차직경이 증가하므로, 호면중앙부에서의 비임스폿 (beam spot)의 크기가 증가하는 단점이 있다.

그러한 비임왜곡을 보상하기 위한 또 다른 설계로서, 예비 집속렌즈로서 비대칭 렌즈(비점수차 렌즈, astigmatic lens)를 사용하는 것이 제안되었었다.

예를들어, 미합중국 특허 제4,443,736호(1984. 4. 17. 첸(Chen))에는 원형 개구부를 가진 제1부분, 적어도 하나의 늘어난 개구부를 가진 제2부분 및 원형 개구부를 가진 제3부분을 포함하는 개선된 화면 그리드구조가 기술되어 있다.

전자비임이 비대칭 렌즈에 의해 수직방향으로 언더 포커싱된 상태(under-focused state)에 있으므로, 그러한 평향왜곡을 줄일 수 있다.

그러나 이러한 설계에서는, 화면중앙부에서의 비임스폿이 수직방향으로 장축인 타원형이 되어 화면중앙부에서의 해상도가 감소한다.

비임왜곡을 보상하기 위한 또다른 설계로서, 4극 렌즈(quadrupole lens)를 사용하는 것이 제안되었었다.

예로서, 일본국 특개소 61-39346호 및 61-39347호에는 제1및 제2집속전극 사이에 구비된, 비원형 개구부들을 가진 제1 및 제2쌍의 판형 전극이 기술되어 있다.

제1의 판형 전극쌍 및 제1집속전극에 제1집속전압을 인가하고, 제2의 판형 전극쌍 및 제2집속전극에 제2집속전압을 인가한다.

따라서, 판형 전극들에 4극 렌즈가 형성된다.

추가로, 전체 화면을 통해 비임을 보상하기 위하여 적어도 하나의 집속전압이 편향각에 따라 변화한다. 유럽 특허 출원 제231964호 및 제235975호에는 비임왜곡을 보상하기 위해 4극 렌즈를 가진 전자총 구조가 기술되어 있다.

유럽 특허출원 제231964호에는, 4극 렌즈를 제공하기 위하여, 비임형성 영역과 주빚속 렌즈 영역사이에 제1및 제2의 4극 렌즈전극을 포함하는 칼라수상관의 전자총 구조가 기술되어 있다.

4극 렌즈전극에는 각각 제1및 제2집속전압을 인가한다.

유럽 특허출원 제235975호에는, 그르 사이에 주집속렌즈를 제공하기 위하여 제1 및 제2집속전극을 가지는 칼라수상관의 전자총이 기술되어 있다.

제1집속전극은 그들 사이에 판형상의 추가전극을 가진 한쌍의 컵형상의 전극으로 구성된다.

판형상의 추가즌극은 전자비임이 지나가는 곳에서 3비원형 개구부들을 가진다.

추가전극에 제어전압을 인가함으로써 추가전극에는 4극 렌즈가 구성되어 있으므로 전체 화면을 통해 최적 크기의 비임스폿이 얻어진다.

주집속렌즈와 분리된 4극 렌즈를 가진 그러한 전자총은 예비 집속렌즈로서 비대칭 렌즈를 가지는 전자총구조와 비교해서 화면중앙부와 주변부에서 어느정도 개선된 해상도를 얻을 수 있다.

그러나, 이들 전자총 구조에는 적지 않은 단점들이 있다.

즉, 분리제공된 주집속렌즈의 의해 4극 렌즈의 작용이 약화되므로, 화면주변부에서의 해상도가 충분히 향상되지 않는다.

4극 렌즈는 주집속렌즈에서 허상의 물체지점간의 거리를 수평방향과 수직방향에서 다르게 하는 작용을 한다.

동시에 주집속렌즈에 입사한 전자비임의 확산이 또한 수평방향 및 수직방향에서 다르게 된다.

물체지점의 위치와 주집속렌즈에 입사하는 전자비임의 확산간의 관계는 4극 렌즈의 작용을 약화시킨다.

따라서, 집속전압이 비임편향에 따라 크게 변화하면, 화면주변부에서의 해상도 (이하, 감도라 한다.)의 개선이 만족스럽게 이루어질수 없다.

특히, 대전류동작 및 대형 광범위 편향각 관인 경우에, 충분한 감도를 필요로 하므로, 화면주변부에서의 해상도가 전술한 설계로 된 전자총에 의해서는 충분히 개선될 수 없다.

게다가, 전자총 구조는 비임편향과 동기화하여 변화하는 가변집속 전압과, 주집속렌즈를 설정하기 위하여 일정한 집속전압으로 된 2개의 값을 가진 집속전압들을 공급할 수 있는 집속전압전원을 필요로 한다.

일반적으로, 집속전압이 7KV-8KV로서 고압이므로 종래의 칼라수상관은 수상관의 네크부분에 장착된 핀(pin)들에 부착되는 수켓 유닛을 통하여 집속전압을 공급하는 것이 필수적이다.

그러므로, 전자총 구조를 가진 칼라수상관은 종래의 수상관과 호환성이 없다.

게다가, 그러한 2접속전압이 소켓유닛을 통해 공급될 때 집속전압이 고압이므로, 소켓유닛에서의 방전을 방지하기 위해서는 특별한 구조를 필요로 한다.

본 발명의 목적은 화면의 중앙부 및 주변부 양쪽에서 고해상도를 가진 전자총을 갖는 칼라수상관장치를 제공하는데 있다.

그러므로 본 발명은 집속전압, 집속전압보다 높은 가속전압 및 집속전압과 가속전압 사이의 적어도 하나의 중간전압을 포함하는 다수의 전압들에 반응하며, 전측면과 후측면을 갖는 퍼넬(funnel), 내부면을 가진 퍼넬의 전측면상의 페이스플레이트(face plate) 및, 퍼넬의 후측면상의 네크(neck)를 포함하는 엔빌로프(envelope), 페이스플레이트의 내부면상의 형광스크린, 형광스크린 근처에 배치되어 그내에 다수의 구멍을 가진 새도우마스크, 적어도 하나의 전자비임을 발생하기 위해 네크내에 있는, 전자비임을 방출하기 위한 음극장치, 한 방향에 수직인 다른 방향으로의 집속작용과 비교해서 한 방향으로의 집속작용이 상대적으로 강한 집속전극 근방에서 비대칭 집속전계를 발생하는 제1장치를 포함하는 집속전압에 반응하는 집속전극, 다른 방향에서의 발산작용과 비교해서 한 방향으로의 발산작용이 상대적으로 강한 가속전극 근방에서 비대칭 발산전계를 발생하는 제2장치를 포함하는 가속전압에 반응하는 가속전극, 및 발산전계로부터 집속전계를 분리하기 위한 중간전압에 반응하는 가속전극과 집속전극 사이에 있는 적어도 하나의 중간전극을 포함하는 전자총 구조, 전자층 구조에 적어도 하나의 중간전압을 공급하기 위해 엔빌로프 안쪽에 있는 저항기장치, 및 화면상에 전자비임을 편향시키기 위해 비균일 자계를 발생하는 편향장치로 이루어진 칼라수상관장치를 구비한다.

칼라수상관장치에 있어서, 각각의 전자비임은 주집속렌즈를 통하여 집속되고 발산되어, 마지막으로 형광면상에 집속된다.

전자비임의 비임스폿은 편향장치의 비균일 편향자계로 인해 왜곡된다.

비균일 자계로 인한 비임의 왜곡은, 전자비임이 수직방향으로는 퍼지게 되고, 수평방향으로는 압박을 받게 되므로 "4극 왜곡"으로 고려된다.

따라서, 편향자계로 인한 비임의 왜곡을 보상하기 위하여 주집속렌즈로서 4극 렌즈를 사용하는 것이 바람직하다.

4극 렌즈는 수직 및 수평방향들간의 상이한 방향으로 전자비임에 작용하는 렌즈이다.

예를들어, 4극 렌즈는 수직방향으로는 전자비임을 압박하고, 수평방향으로는 전자비임을 퍼지게 한다.

그러나, 3전자 비임의 집속조건을 변경시키지 않고 비임왜곡을 보상하기 위하여 집속전압을 조정하기는 어려우므로, 4극 렌즈를 주집속렌즈로서 사용할 수는 없다.

즉, 화면상에서의 각 전자비임의 집속조건을 조정하기 위해 집속전압을 바꾸면 집속전극과 가속전극간의 전압차이가 바뀌므로, 3전자비임이 집속되지 않게 된다.

따라서, 일본 특개소 61-39346호 및 61-39347호와 유럽특허 출원공개 제231964호 및 제235975호에 도시된 전자총과 같은, 칼라수상관용 전자총의 종래의 설계에 있어서, 4극 렌즈가 주집속렌즈로부터 분리설치되어 있다.

본 발명의 칼라수상관장치에 사용되는 전자총 구조에 있어서, 주집속렌즈의 주전계(main electric field)는 집속전극과 가속전극 사이에 배치된 중간전극에 의해 집속전극측상의 집속전계와 가속전극측상의 발산전계로 나뉘어진다.

따라서, 주집속렌즈 자체를 4극 렌즈로 만들 수 있다.

유럽 특허출원 공개 제226,145호에는 집속전극과 가속전극 사이에 개재된 중간전극이 기술되어 있다.

그러나 집속전극과 가속전극 사이의 주집속렌즈는 4극 렌즈같은 비대칭 렌즈가 아니라, 대칭 렌즈이다.

첨부도면을 참조하여 본 발명의 구체적 실시예를 설명하면 다음과 같다.

제3도로부터 알 수 있듯이, 본 발명에 따른 칼라수상관은 퍼넬(11), 퍼넬(11) 전면에 형성된 페이스플레이트(12), 페이스플레이트(12)의 내면에 코팅된 형광면(15)과 근접하도록 페이스플레이트(12) 안쪽에 배치된 슬릿장치(14)를 가진 새도우마스크(13)및, 네크(17)내에 수납되어, 3전자비임을 방출하는 선형으로 배치된 3전자총(16a), (16b), (16c)를 갖는 인라인 전자총 구조(16)로 이루어진다.

제1도에 도시된 핀쿠션형 수평편향자계와 배럴형 수직편향자계를 발생하는 편향코일(18)은 퍼넬(11)상에 장착된다.

형광면(15)은 적, 녹, 청의 빛을 각기 방출하는 적, 녹 ,청색 형광 스트라이프(19a), (19b), (19c)들 및, 형광 스트라이프(19a), (19b), (19c)를 사이에 개재되는 흑색 스트라이프(20)로 이루어진다.

핀(22)들을 절연지지하는 스템(21)은 네크(17) 단부에 장착된다.

핀(22)은 전자총 구조(16)의 전극들에 소정의 전압들을 공급하도록 스템(21)을 관통하여 있다.

소켓유니트(도시않음)는 핀(22)에 부착된다.

제4a도에 도시된 것과 같이, 전자총 구조(16)는 선형으로 배치된 3음극(KR)(KG)(KB)들 및, 하우징히터(도시않음)를 각각 포함한다.

또한 전자총 구조(16)는 제1전극(30), 제2전극(40), 제3전극(50), 제4전극(60), 제5전극(70), 복수의 중간전극(80),(90), 제6전극(100) 및 컨버전스컵(110)을 포함한다.

이들 전극들은 한쌍의 절연지지봉(도시않음)에 의해 지지된다.

제4b도에 도시된 바와 같이, 전자총 구조(16) 근처에는 중간전극(80)(90)들에 소정의 일정전압들을 공급하기 위한 저항기(120)가 구비되어 있다.

저항기(120)의 한쪽 단자(121)에는 제6전극(100)이, 다른쪽 단자(122)에는 접지가 각기 연결되어 있다.

저항기(12)의 중간단자(123)(124)에는 중간전극(80)(90)들이 각기 연결되어 있다

또한 저항기(120)의 단자(121)에는 동작전압공급장치(130)가 연결된다.

예로서, 미합중국 특허 제4672269호(1987. 1. 9)에 도시된 저항기를 본 발명의 저항기(120)로 사용할 수 있다.

제1전극(30)은 전자비임의 통로에 대해 수평방향으로 선형으로 배치된 3개의 작은 구멍이 있는 박판 전극으로 만들어진다.

또한 제2전극(40)은 선형으로 배치된 3개의 구멍을 가진 박판 전극으로 만들어진다.

제3전극(50)은 개방단에서 서로 고정된 제1 및 제2의 컵형상의 전극(51)(52)으로 구성된다.

제1컵형상의 전극(51)은 제2전극(40)측상의 구멍들보다 지름이 약간 큰 3개의 구멍을 가진다.

제2의 컵 형상의 전극(52)에는 제4전극(60)측상의 제1의 컵형상의 전극(52)의 구멍들보다 지름이 큰 3개의 구멍이 있다.

또한 제4전극(60)은 그들의 개구단부들에서 서로 고정된 제1 및 제2의 컵형상의 전극(61)(62)들로 구성된다.

제1및 제2의 컵형상의 전극(61)(62)에는 각각 지름이 큰 3개의 구멍이 있다.

제5전극(70)은 4개의 컵형상의 전극(71)(72)(73)(74)들로 구성되며, 그 각각에는 지름이 큰 3개의 구멍이 나있다.

중간전극(80)(90)들은 지름이 큰 3개의 구멍이 있는 후판 전극들로 만들어진다.

제6전극(100)은 2개의 컵형상의 전극(101)(102)들로 구성되며, 그 각각에는 지름이 큰 3개의 구멍이 나있다.

컨버전스컵(110)은 컵형상의 전극(102)의 바닥에 고정된다.

제1전극(30)에서 컨버전스컵(110)까지의 모든 전극들에는 원형 구멍들이 나있다.

전자총을 동작시키기 위해, 전극들에 다음 전압들을 각각 인가한다.

음극(KR)(KG)(KB)에는, 예를들어, 화상에 해당하는 변조영상신호들과 150V의 직류전압이 가해진다.

제1전극(30)은 접지에 연결되고, 제2전극에는 약 600V의 직류전압이 인가된다.

따라서, 음극(KR)(KG)(KB), 제1전극 (30) 및 제2전극(40)은 3극부를 형성한다.

제3및 제5전극(50)(70)들은 앤빌로프 내부에 연결되어 집속전압으로서 약 7KV-8KV가 인가된다.

또한, 이들 전극(50)(70)들에는 편향각에 따라 변화하는 동적 집속전압(V_D)이 중첩된다.

제4전극(60)에는 엔빌로프 내부에서 제2전극(40)이 연결된다.

또한, 약 25KV-30KV의 가속전압이 제6전극 (100)상에 걸린다.

제2 및 제3전극(40)(50)은 3극부를 통해 통과하는 전자비임을 예비 집속하는 예비 집속렌즈를 형성한다.

제3, 제4 및 제5전극 (50)(60)(70)은 보조 집속렌즈를 형성하며, 전자비임들은 보조 집속렌즈에서 집속된다.

가속전압의 40% 및 65%의 전압들이 각각 저항기 (120)을 통해 중간전극(80)및 (90)에 인가된다.

제5전극(70), 중간전극(80)(90)및 제6전극 (100)은 각 전자비임들을 집속하여, 형광면상에 3전자비임을 집속시키는 주집속렌즈를 형성한다.

이러한 주집속렌즈에 있어서, 주집속렌즈의 영역이 중간전극(80)(90)에 의해 확장되므로, 주집속렌즈는 확장 전계렌즈로 불리는 장초점 렌즈로 만들어질 수 있다.

다음으로, 제5a도 및 제5b도를 참조하여, 본 발명의 구체적 실시예에 따른 전자총의 주렌즈에 형성되는 등전위 분포를 설명하기로 한다.

먼저, 전계의 수평방향 단면도를 나타내는 제5a도에서, 제5전극(70)의 컵형상의 전극(80)으로 침투하는, 컵형상의 전극 (74)과 하나의 중간전극(80) 사이의 집속성 전계는 중앙구멍(74G)과 양측구멍 (74R)(74B)에 공통인 등전위선으로 구성된다.

추가로, 수평방향 단면에서의 등전위선들이 이들 구멍 (74G)(74R)(74B)에서 공통이므로, 전계의 곡률이 작다.

한편, 전계의 수직방향 단면도가 도시된 제5b도에 도시된 바와 같이, 수직방향 단면의 전계의 곡률은 전극의 측벽(75)의 영향으로 인해 수평방향 단면에서 보다 크다.

따라서, 수직방향에서의 전자비임 집속작용이 수평방향에서 보다 상대적으로 강하다.

또한, 동일한 이유로 해서 제6전극(100)내로 침투하는 다른 중간전극(90)과 제6전극(100)간의 발산성전계도 수평방향에서 보다 수직방향에서 강하다.

전술한 바와 같이, 전자총 (16)의 주집속렌즈는 중간전극(80)과 (90)에 의해 서로 분리 독립된 제5전극(70)근방의 집속전계 및 제6전극(100)근방의 발산전계로 구성된다.

또한, 수직방향에서의 집속 및 발산전계의 곡률이 수평방향에서 보다 상대적으로 크므로, 주집속렌즈는 수직방향에서 강한 집속전계와, 수직방향에서 상대적으로 강한 발산전계를 가진다.

주집속렌즈의 작용을 설명하기로 한다.

전자비임이 스크린의 중앙에 있을 때에는, 제5전극 (70)에 소정의 집속전압을 인가하여 비대칭성 집속전계와 비대칭성 발선전계가 평형상태로 되어 전자비임이 거의 원형상으로 집속된다.

다음으로, 전자비임이 화면주변부에 편향될 때에는, 집속전압이 편향각에 따라서 소정값 이상으로 증가된다.

이때에, 집속전압이 중간전극(80)에 인가된 전압값에 접근하게 되므로, 집속전계가 약화된다.

반면에, 중간전극(90)과 제6전극(100)사이의 전위차는 변하지 않으므로, 중간전극(90)과 제6전극간의 발산전계의 변동은 없다.

따라서, 발산전계가, 집속전계와 비교해서, 주집속렌즈에서 보다 상대적으로 강하게 된다.

따라서, 전자비임에 있어서, 언더-포커싱상태가 수직방향에서 발생하고, 편향자계에 의해 발생되는 오버-포커싱상태(over-focused state)는 해소될 수 있다.

제6도 및 제7도에 도시된 광학모델을 이용하여, 주집속렌즈의 동작을 상세히 설명하기로 한다.

제6a도에 도시된 바와 같이, 수평방향의 주집속렌즈는 편향을 받지 않을때 상대적으로 약한 집속렌즈(볼록렌즈)(200)와 발산렌즈(오목렌즈)(300)의 조합으로 표현될 수 있다.

또한, 제6b도에 도시된 바와 같이, 수직방향의 주집속렌즈는 상대적으로 강한 집속렌즈(210)와 발산렌즈(310)의 조합으로 표현될 수 있다.

따라서, 전자비임은 수평 및 수직방향 양쪽으로 화면상에 집속되어, 원형 비임스폿이 얻어진다.

제7a도에 도시된 바와 같이, 전자비임이 편향될 때에는, 집속렌즈(200)와 분산렌즈(300)가 제6a도에 도시된 렌즈들과 비교해서 변화하지 않는다.

한편, 제7b도에 도시된 바와 같이, 제5전극(70)과 중간전극(80)사이의 전위치는 수직방향에서의 집속전압이 증가하여 감소되므로, 집속렌즈가 렌즈(220)로 도시된 것처럼 약화되고, 반면에 발산렌즈는 강한 렌즈(310)로서 남고, 변화하지 않는다.

따라서, 언더-포커싱상태가 전자비임의 수직방향에서 발생한다.

중간전극을 가진 본 발명의 전자총 구조와 중간전극이 없는 전자총 구조간의 차이를 명확히 하기 위해서, 중간전극이 없는 전자총에서의 주집속렌즈의 작용을 제8도 내지 제10도를 참조하여 설명하기로 한다.

제8a도 및 제8b도는 수평 및 수직방향 단면의 등전위 분포를 각기 도시한 것이다.

제8b도에 도시된 바와 같이, 강한 발산전계가 집속전극(70) 근방의 주집속렌즈의 수직방향에서 형성되고, 또한 강한 발산전계는 본 구체적 실시예의 전자총과 마찬가지로 수직방향에서 형성된다.

그러나, 집속 및 발산전계가 서로 분리되지 않으므로, 집속전계를 약화시키기 위해 집속전압이 증가될 때 발산전계가 약화된다.

그러므로, 화면상으로서 최적비임 집속상태를 화면주변부에서 얻을 수 없다.

이 현상은 제9도와 제10도를 참조하면 명백히 알수 있다.

제9도및 제10도는 전자비임이 화면중앙부와 주변부에 각기 있을때의 광학모델을 나타낸 것이다.

제10b도에 도시된 바와 같이, 수직방향에서의 집속렌즈와 발산렌즈는 둘다, 화면주변부에 전자비임이 편향될때 증가된 집속전압으로 인해서 약화된다.

그래서, 수직방향에서만의 전자비임의 언더-포커싱상태를 얻을 수 없다.

따라서, 편향자계로 인한 비임왜곡이 보상되지 않는다.

전자비임의 편향과 동기화되어 접속전압에 중첩되는 동적 전압(V_D)이 본 구체적 실시예의 제5전극(70)에 인가되는 것이 제11b도에 도시되어 있다.

제11a도에 도시된 편향전류가 0이면, 즉, 전자비임이 화면의 중앙부에 있으면, 동적 전압도 0이다.

전자비임이 화면주변부에 편향되면, 동적 전압도 포물선으로 증가한다.

전술한 바와 같이, 집속전압이 화면주변부로의 편향에 동기화되어 증가하므로, 수직방향에서만의 전자비임의 언더-포서싱상태를 얻을 수 있다.

동적 전압은 집속전압에 중첩될 수 있기 때문에 집속전압을 공급하기 위하여 하나의 단자를 가진 종래의 수켓유닛을 사용할 수 있다.

본 구체적 실시예의 전자비임 스폿형상은 화면중앙부에서 거의 원형이고, 화면주변부에서는, 수직바향에서의 헤일로우(halo)가 제12도에 도시된 것과 같이 거의 제거될 수 있다.

그러므로, 전체 화면상에서 고해상도를 얻을 수 있다. 본 발명의 다른 구체적 실시예를 제13도를 참조하여 설명하기로 한다.

일반적으로, 수상관의 크기가 크면 클수록, 편향자계로 인한 전자비임의 왜곡이 크게 되고, 화면주변부에서 수직방향으로 나타나는 헤일로우도 크게 된다.

이 경우에, 집속전압이 상승하면, 수직방향에서의 언더-포커싱 상태도 증가해야 한다.

즉, 집속전계와 발산전계의 비대칭성이 강하게 되는 것이 필요하다.

제4a도와 제4b도에 도시된 구체적 실시예에 있어서, 제5전극과 제6전극의 개구부가 중간전극측들 상에서 원형이지만 예를들어, 수평방향으로 장축인 장원형 개구부 (74R')(74G')(74B')가 제13도에 도시된 바와 같이 사용될 수 있다.

신장된 개구부로 인해서, 집속전계가 수직방향으로 강하게 되고, 발산전계는 수직방향으로 강하게 된다.

장원형 개구부의 단축에 대한 장축의 비율을 제5 및 제6전극 둘다에서 동일하게 할 수 있거나, 또는 다르게 할 수 있다.

또한 측면 개구부(74R'(101R'))및 (74B'(101B'))양쪽의 개구부들에 대한 중심 개구부(74G'(101G'))의 비율을 다르게 할 수 있다.

전술한 이들 설계들을 결합하므로써 집속전압에 동적 집속전압이 중첩되는 것을 과도하게 커지는 것을 억제할 수 있다.

제14도에 도시된 바와 같은 본 발명의 또다른 구체적 실시예에서처럼, 한쌍의 판형상의 부재(300)를 제5전극(70)의 컵형상의 전극(74)과 제6전극(100)의 컵 형상의 전극(101)내부에서 수직방향으로 서로 대향하게 배치할 수 있다.

이러한 복합전극에서는, 전계의 침투가 수직방향으로만 구속되므로 집속전계가 수직방향으로 강하게 되고, 발산전계도 수직방향으로 강하게 된다.

또한 관축방향으로 판형상의 부재(300)의 길이 (ℓ)가 더 크게 되면 수직방향으로의 전계의 강도가 증가될 수 있다.

제5 및 제6전극 내부에 배치되는 부재(300)의 관축방향으로의 길이 (ℓ)는 같거나 다를 수 있다.

또한 제13도에 도시된 장원형 개구부와 제14도에 도시된 부재를 조합할 수 있다.

이러한 복합전극에서 비대칭성 집속전계와 비대칭성 발산전계의 강도는 제13도 및 제14도에 도시된 구체적 실시예에서 보다 훨씬 강하게 된다.

또한 이들 복합전극들을 사용하므로써 동적 집속전압이 중첩되어 과도하게 커지는 것을 억제할 수 있다.

제15도에 도시된 것과 같은 다른 구체적 실시예로서, 개구부안으로 뻗어있는 원통형 벽(76)(103)들이 제5 및 제6전극들의 한쪽 또는 양쪽에 구비될 수 있다.

원통형 벽(76)(103)의 길이 (K)를 길게 만들면 원형 개구부인 경우에는 비대칭성을 약화시킬 수 있으나, 장원형 개구부인 경우에는 비대칭성이 강하게 된다.

또한, 제16도에 도시된 바와 같이, 후판형상의 부재(77)(104)를 제5및 제6전극들의 한쪽 또는 양쪽에 추가시킬 수 있다.

이들, 후판형상의 부재의 두께(m)를 증가시키면, 원형 개구부인 경우에는 비대칭성이 약하게 되나, 장원형 개구부인 경우에는 비대칭성이 강하게 된다.

본 발명의 구체적 실시예들에 있어서, 쿼드러포텐셜형(quadrupotential type)이라 불리는 복합형 전자총에 대해 설명하였지만, 본 발명은 다른 복합형 전자총들에도 적용될 수 있고, 또한 바이포텐셜형과 유니포텐셜형 전자총에도 적용될 수 있다.

또한, 전자총이 2개의 중간전극을 가질지라도, 본 발명은 하나의 중간전극 및 그 이상의 중간전극들을 가지는 전자총에도 적용될 수 있다.

게다가, 본 발명은 다른 멀티비임시스템과 단일비임시스템에도 적용될 수 있다.

또한, 본 발명은 델타형 전자총에도 적용될 수 있다.

Claims (10)

1. 집속전압, 집속전압 보다 높은 가속전압 및 집속전압과 가속전압 사이의 적어도 하나의 중간전압을 포함하는 다수의 전압들에 응답하며, 전측면과 후측면을 갖는 퍼넬(11), 내부면을 가진 퍼넬의 전측면상의 페이스플레이트(12), 퍼넬의 후측면상의 네크(17)를 포함하는 엔빌로프, 수직방향으로 뻗어서, 수평방향으로 배치되는 다수의 형광 스트라이프(19a)(19b)(19c)를 포함하는 페이스플레이트 내면상의 형광스크린(15), 형광스크린 근처에 배치되어 그 내에 다수의 구멍을 가진 새도우마스크(13), 수평방향과 평행한 방향으로 배치된 3전자비임들을 발생하기 위해 네크내에 있는, 전자비임을 방출하기 위한 음극장치 , 집속전압에 반응하는 집속전극(70), 가속전압에 반응하는 가속전극(100) 및, 집속전극과 가속전극 사이에서 중간전압에 반응하는 중간전극(80)(90)을 포함하는 전자총 구조(16), 전자총 구조에 중간전압을 공급하기 위하여 엔빌로프 내부에 있는 저항기장치(120) 및 화면상에 전자비임을 편향시키기 위하여 비균일 자계를 발생하기 위한 편향장치(18)로 이루어진 칼라수상관장치에 있어서, 집속전극은 한 방향에 수직인 다른 방향으로의 집속작용과 비교하여 수직방향과 평행한 한 방향으로의 집속작용이 상대적으로 강한 집속전극 근방에서 비대칭 집속전계를 발생하기 위한 제1장치(74)를 포함하며, 가속전극은 다른 방향으로의 발산작용과 비교하여 한방향으로의 발산작용이 상대적으로 강한 가속전극 근방에서 비대칭 발산전계를 발생하기 위한 제2장치(101)를 포함하며, 집속전계가 중간전극에 의해 발산전계와 분리되도록 되어있는 것을 특징으로 하는 칼라수상관 장치.
2. 제1항에 있어서, 전자비임들의 편향에 따라서 집속전압을 변화시키는 장치를 또한 포함하는 것을 특징으로 하는 칼라수상관장치.
3. 제1항에 있어서, 적어도 하나의 집속전극과 가속전극은 중간전극과 대면하는 다른 방향과 평행한 장축의 비원형 구멍들을 포함하는 것을 특징으로 하는 칼라수상관장치.
4. 제2항에 있어서, 적어도 하나의 집속전극과 가속전극은 중간전극과 대면하는 원형 구멍들을 포함하는 것을 특징으로 하는 칼라수상관장치.
5. 제3항에 있어서, 적어도 하나의 집속전극과 가속전극은 그 사이에 공간이 형성된 한쌍의 판형상의 부재를 또한 포함하며, 구멍들은 공간과 일렬로 되어있는 것을 특징으로 하는 칼라수상관장치.
6. 제1항에 있어서, 적어도 하나의 집속전극과 가속전극은 중간전극과 대면하는 원형 구멍들과 그 사이에 공간이 형성된 한쌍의 판형상의 부재를 포함하며, 구멍들은 공간과 일렬로 되어 있는 것을 특징으로 하는 칼라수상관장치.
7. 제4항에 있어서, 적어도 하나의 집속전극과 가속전극은 각각 구멍이 형성되어 하나의 전극을 향해 뻗은 원통형 벽을 또한 포함하는 것을 특징으로 하는 칼라수상관장치.
8. 제3항에 있어서, 적어도 하나의 집속전극과 가속전극은 각각 구멍이 형성되어 하나의 전극을 향해 뻗은 원통형 벽을 또한 포함하는 것을 특징으로 하는 칼라수상관장치.
9. 제1항에 있어서, 적어도 하나의 집속전극과 가속전극은 다수의 원형 개구부를 가진 후판 부재를 또한 포함하며, 각 개구부는 구멍들중 하나와 일렬로 되어 있는 것을 특징으로 하는 칼라수상관장치.
10. 제1항에 있어서, 적어도 하나의 집속전극과 가속전극은 다수의 비원형 개구부를 가진 후판부재를 또한 포함하며, 각각의 개구부는 구멍들중 하나와 일렬로 되어 있는 것을 특징으로 하는 칼라수상관장치.

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