KR100261719B1

KR100261719B1 - 칼라 브라운관

Info

Publication number: KR100261719B1
Application number: KR1019980003629A
Authority: KR
Inventors: 히로후미 우에노; 츠토무 다케카와
Original assignee: 니시무로 타이죠; 가부시끼가이샤 도시바
Priority date: 1997-01-30
Filing date: 1998-01-30
Publication date: 2000-07-15
Anticipated expiration: 2018-01-30
Also published as: EP0856869A1; TW534451U; DE69803317D1; EP0856869B1; MY118543A; CN1153249C; DE69803317T2; CN1195182A; US5994826A; KR19980071181A

Abstract

본 발명은 칼라 브라운관, 특히 형광체 스크린 주변부에서의 빔 스폿 형상의 타원 왜곡을 감소시켜 고품질 화상을 표시하는 칼라 브라운관에 관한 것으로서, 전자총(17)은 제 2 그리드(G2)와 제 3 그리드(G3) 사이에 편향 요크가 발생하는 자계에 동기하여 동적으로 변화하는 전압이 인가되는 보조 그리드(SG)를 구비하고 있고, 제 2 그리드(G2), 보조 그리드(SG), 및 제 3 그리드(G3)에 의해 수직 방향의 집속력이 수평 방향의 집속력 보다 강한 비점 수차를 갖는 전자 렌즈를 형성하며, 보조 그리드(SG)에 인가되는 전압에 의해 상기 전자렌즈의 비점 수차의 강도를 동적으로 변화시키는 것을 특징으로 한다.

Description

칼라 브라운관

본 발명은 칼라 브라운관, 특히 형광체 스크린 주변부에서의 빔 스폿 형상의 타원 왜곡을 경감시켜 고품질 화상을 표시하는 칼라 브라운관에 관한 것이다.

일반적으로 인라인(in-line)형 칼라 브라운관은, 동일 평면상을 통과하는 센터빔 및 한쌍의 사이드빔으로 이루어지는 수평방향으로 일렬 배치된 3 전자빔을 방출하는 인라인형 전자총을 구비하고 있다. 상기 인라인형 전자총으로부터 방출되는 3전자빔은 편향 요크가 발생하는 비제일자계, 즉 수평 방향으로 형성되는 핀쿠션형의 편향 자계와, 수직 방향으로 형성되는 배럴형의 편향 자계에 의해 형광체 스크린 상에서 자기 집중한다.

이 인라인형 전자총으로서는 각종 방식의 것이 있지만, 그 한 종류로 동적 비점수차 보정/포커스 방식(Dynamic Astigmatism Correct and Focus 方式)으로 불리는 전자총이 있다. 이 동적 비점수차 보정/포커스 방식 전자총은, 도 1에 도시한 바와 같이 수평 방향으로 일렬로 배치된 3개의 음극(K)로부터 형광체 스크린 방향으로 차례로 배치된 제 1 그리드(G1), 제 2 그리드(G2), 2개의 세그먼트(G3-1,G3-2)를 갖는 제 3 그리드 유닛(G3), 및 제 4 그리드(G4)를 구비하고 있다. 상기 각 그리드(G1 내지 G4)는 수평 방향으로 일렬로 배치된 3개의 음극(K)에 대응하여 수평방향으로 일렬로 배치된 3개의 전자빔 통과 구멍을 갖고 있다.

이 전자총에서는 각 음극(K)에는 약 150V의 전압이 인가되고 제 1 그리드(G1)는 접지되어 있다. 또한, 제 2 그리드(G2)에는 약 700V의 전압이 인가되며 제 3 그리드의 제 1 세그먼트(G3-1)에는 약 6kV의 전압이 인가되며, 제 3 그리드의 제 2 세그먼트(G3-2)에는 약 6kV의 전압이 인가되고 제 4 그리드(G4)에는 약 26kV의 고전압이 인가된다.

이와 같은 전압이 인가됨으로써 음극(K), 제 1 그리드(G1), 및 제 2 그리드(G2)에서는 전자빔을 방출하는 전자빔 발생부가 구성되고, 후술하는 주렌즈에 대한 가상물점을 형성한다. 제 2 그리드(G2) 및 제 1 세그먼트(G3-1)에서는, 전자빔 발생부로부터 방출되는 전자빔을 예비 집속시키는 프리포커스렌즈가 형성된다. 제 2 세그먼트(G3-2) 및 제 4 그리드(G4)에서는, 예비 집속된 전자빔을 최종적으로 형광체 스크린상에 집속하는 주렌즈가 형성된다.

이 전자총에서는 전자빔이 편향되지 않고 형광체 스크린의 중앙을 향할 때에는, 제 1 세그먼트 및 제 2 세그먼트에 동일한 레벨의 전압이 인가되고 전자빔 발생부로부터 방출된 전자빔은 프리포커스렌즈 및 주렌즈에 의해 형광체 스크린의 중앙에 집속된다.

또한, 편향 요크에 의해 형광체 스크린 주변에 전자빔이 편향되는 경우, 전자빔의 편향량에 따라서 제 2 세그먼트(G3-2)에는 미리 설정된 전압이 인가된다. 이 전압은 전자빔을 형광체 스크린 중심에 집속하는 경우에 가장 낮고, 전자빔이 형광체 스크린 코너에 편향된 경우에 가장 높아지도록 점점 상승하는 포물선형상으로 변환된다. 형광체 스크린 코너에 상술한 전자빔이 편향된 경우, 제 2 세그먼트(G3-2)와 제 4 그리드(G4)의 전위차는 가장 낮아지고 상술한 주렌즈의 강도는 가장 약해진다. 동시에, 제 1 세그먼트(G3-1)와 제 2 세그먼트(G3-2) 사이에 발생하는 전위차에 의해 4극자 렌즈가 형성되고 이 렌즈 강도가 가장 강해진다. 상기 4극자 렌즈는 수평 방향이 집속, 수직 방향이 발산을 형성하도록 설정되어 있다. 이 4극자렌즈는 전자 광학적으로 전자빔이 형광체 스크린에 도달할 때까지의 거리의 증대에 의한 포커스의 어긋남을 보정하고, 편향 요크의 핀쿠션형 수평 편향 자계와 배럴형 수직 편향 자계에 의해 발생하는 편향 수차를 보정하고자 하는 것이다.

그러나, 도 2a에 도시한 바와 같이 통상의 인라인형 전자총을 구비한 인라인형 칼라 브라운관에서는 편향 수차를 충분히 보정할 수 없으므로, 형광체 스크린 중앙부에 도달한 전자빔의 빔 스폿(b1)은 실질적으로 원형인데 비해, 형광체 스크린 주변부에 편향된 전자빔의 빔 스폿(b2)은 수평방향으로 긴 타원형상으로 일그러지는 문제가 있다. 즉, 빔스폿(b2)은 수평방향으로 확장된 타원형의 고휘도의 코어 부분 및 코어 부분(1)의 주변에 수직 방향으로 확장된 저휘도의 헤일로(halo) 부분(2)을 갖도록 형성된다.

이 문제에 대해, 상술한 바와 같은 동적 비점수차 보정/포커스 방식 전자총은, 상술한 바와 같은 편향 수차를 보정하여 형광체 스크린 주변부에 편향된 전자빔(b2)의 헤일로 부분(2)을 도 2b와 같이 해소하고, 형광체 스크린 전체면에 걸쳐 전자빔을 포커스시키고 있다. 그러나, 이와 같은 전자총에서도 형광체 스크린 수평축(H)의 단부, 대각축의 단부에서 빔스폿(b2)이 가로로 길게 일그러지는 타원 왜곡은 남는다. 이 때문에, 섀도우 마스크의 전자빔 통과 구멍과의 간섭에 의해 무아레가 발생하고 빔 스폿으로 구성된 화상의 화질이 저하되는 문제가 발생한다.

이 대책으로서 도 1에 도시한 바와 같이, 제 2 그리드(G2)의 제 1 세그먼트(G3-1)와의 대향측에 가로로 긴 홈을 형성함으로서 제 2 그리드(G2) 및 제 1 세그먼트(G3-1)에서 형성하는 프리포커스렌즈의 수평 방향(H)의 집속 작용을 약화시키고 수직 방향(V)의 집속 작용을 강화시켜, 주렌즈에 대한 수평 방향(H)의 가상물점 직경을 축소시키고 수직 방향(V)의 가상물점 직경을 확대시키고 있다. 이에 의해, 형광체 스크린에 도달하는 전자빔의 빔 스폿의 수직 직경을 확대하여 형광체 스크린 주변에서의 전자빔의 타원 왜곡을 완화시키고 무아레를 감소시키고 있다.

그런데, 이 방법에서는 도 2c에 도시한 바와 같이 제 2 그리드(G2)에 형성된 가로로 긴 홈을 깊게 할수록 형광체 스크린 주변부에서의 빔스폿(b2)의 타원 왜곡은 완화되지만, 형광체 스크린 중앙부에서의 빔스폿(b1)은 수직 직경이 확대되어 세로로 길어지고, 형광체 스크린 중앙부에서의 해상도가 악화된다.

즉, 형광체 스크린 중앙부에서의 표시화상의 선명함을 중시하면, 형광체 스크린 주변부에서의 화상이 악화되고, 형광체 스크린 주변부에서의 표시화상의 선명함을 중시하면 형광체 스크린 중앙부에서의 화상이 악화된다. 즉, 종래의 기술에서는 형광체 스크린 전체면에서의 타협 설계를 하지 않을 수 없는 문제가 있다.

이와 같이, 칼라 브라운관의 화질을 양호하게 하기 위해서는 형광체 스크린전체면에서 전자빔의 포커스 특성을 양호하게 유지하고 전자빔 스폿의 타원 왜곡을 억제하는 것이 필요하다. 종래의 동적 비점수차 보정/포커스 방식의 전자총에서는, 주렌즈 강도를 편향 전류에 동기하여 가변함과 동시에, 4극자 렌즈를 형성함으로써 편향 수차에 의한 전자빔의 수직 방향의 헤일로 부분을 해소할 수 있고, 형광체 스크린 전체면에서 포커스하는 것이 가능해진다.

그러나, 형광체 스크린 주변부에서 빔스폿이 가로로 길게 일그러지는 타원 왜곡은 현저하다. 형광체 스크린 주변부에서의 빔스폿의 타원 왜곡을 완화시키기 위해, 제 2 그리드(G2)에 가로로 긴 깊은 홈을 형성하면, 형광체 스크린 중앙부에서의 빔스폿의 수직 직경의 확대에 의해 해상도가 악화된다.

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로, 그 목적은 형광체 스크린 전체면에서 전자빔의 포커스 특성을 양호하게 유지하고 형광체 스크린 전체면에서 전자빔 스폿의 타원 왜곡을 억제할 수 있는 칼라 브라운관을 제공하는 데에 있다.

도 1은 종래의 전자총의 구성을 개략적으로 도시하는 수평 단면도,

도 2a 내지 도 2c에는 종래의 전자총에 의해 발생한 형광체 스크린 상에서의 전자빔의 타원왜곡 및 헤일로를 설명하기 위한 도면,

도 3은 본 발명의 칼라 브라운관의 구조를 개략적으로 나타낸 수평단면도,

도 4는 도 3에 나타낸 칼라 브라운관에 적용된 동적 비점수차 보정/포커스 (Dynamic astigmatism correct and Focus)방식의 전자총의 구조를 개략적으로 나타내 수평단면도,

도 5는 도 4에 나타낸 전자총에 적용된 보조 그리드의 구조를 나타낸 사시도,

도 6a는 편향 요크에 공급된 수평편향 전류에 동기하여 도 5에 나타낸 보조 그리드에 인가된 전압을 나타낸 도면,

도 6b는 수직편향 전류에 동기하여 보조 그리드에 인가된 전압을 나타낸 도면,

도 7a는 도 4에 나타낸 전자총의 제 2 그리드 내지 제 3 그리드에 걸쳐 형성된 무편향시의 전위분포를 나타낸 도면,

도 7b는 도 4에 나타낸 전자총에서 보조 그리드를 제외한 경우의 제 2 그리드 내지 제 3 그리드에 걸쳐 형성된 전위분포를 나타낸 도면,

도 8은 도 4에 나타낸 전자총의 제 2 그리드 내지 제 3 그리드에 걸쳐 형성된 편향시의 전위분포를 나타낸 도면,

도 9는 본 발명의 칼라 브라운관의 형광체 스크린상에 있어서 전자빔의 빔 스폿 형상을 나타낸 도면,

도 10은 도 4에 나타낸 전자총에 적용된 보조 그리드의 다른 구조를 나타낸 사시도,

도 11a는 편향요크에 공급된 수평편향 전류에 동기하여 도 10에 나타낸 보조 그리드에 인가된 전압을 나타낸 도면,

도 11b는 수직편향 전류에 동기하여 보조 그리드에 인가된 전압을 나타낸 도면,

도 12는 도 11a 및 도 11b에 나타낸 바와 같은 전압을 보조 그리드에 인가할 때에 제 2 그리드 내지 제 3 그리드에 걸쳐 형성되는 무편향시 및 편향시의 전위분포를 나타낸 도면, 및

도 13은 도 3에 나타낸 칼라 브라운관에 적용된 4전위 포커스(Quadruple Potential Focus)형 이중 포커스 방식의 전자총의 구조를 개략적으로 나타낸 수평단면도이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

10 : 패널 11 : 퍼넬

12 : 형광체 스크린 13 : 섀도우마스크

15 : 넥 17 : 전자총

본 발명의 청구항 1에 의하면,

음극, 이 음극에 차례로 인접하여 소정 간격 떨어져 배치된 제 1 그리드, 및 제 2 그리드에 의해 형성되어 있음과 동시에 상기 음극측으로부터 수평 방향으로 일렬로 배치된 3전자빔을 발생하는 전자빔 발생부, 상기 제 2 그리드, 및 상기 제 2 그리드에 인접하여 소정 간격 떨어져 배치된 제 3 그리드에 의해 형성되어 있음과 동시에, 상기 전자빔 발생부로부터 방출된 전자빔을 예비 집속하는 프리포커스렌즈, 상기 제 3 그리드, 및 상기 제 3 그리드에 인접하여 소정 간격 떨어져 배치된 적어도 1개의 그리드에 의해 형성되어 있음과 동시에, 상기 프리포커스렌즈에 의해 예비 집속된 전자빔을 최종적으로 형광체 스크린 상에 집속하는 주렌즈를 갖는 전자총과,

상기 전자총으로부터 방출되는 전자빔을 수평 방향으로 편향하는 핀쿠션형의 수평 편향 자계 및 상기 전자빔을 수직 방향으로 편향하는 배럴형 수직 편향 자계를 발생하는 편향 요크를 구비하는 칼라 브라운관에 있어서,

상기 전자총은, 상기 제 2 그리드와 제 3 그리드 사이에 배치되어 있음과 동시에, 상기 제 2 그리드 및 제 3 그리드를 수반하여 수직 방향의 집속력이 수평 방향의 집속력 보다 강한 비점 수차를 갖는 전자렌즈를 형성하는 보조 그리드를 구비하고,

상기 보조 그리드는, 상기 편향 요크가 발생하는 자계에 동기하여 동적으로 변화하는 전압이 인가됨으로써 상기 전자렌즈의 비점 수차의 강도를 동적으로 변화시키는 것을 특징으로 하는 칼라 브라운관이 제공된다.

또한, 본 발명의 청구항 6에 의하면,

음극, 이 음극에 차례로 인접하여 소정 간격 떨어져 배치된 제 1 그리드, 및 제 2 그리드에 의해 형성되어 있음과 동시에 상기 음극측으로부터 수평 방향으로 일렬로 배치된 3전자빔을 발생하는 전자빔 발생부, 상기 제 2 그리드, 및 상기 제 2 그리드에 인접하여 소정 간격 떨어져 배치된 제 3 그리드에 의해 형성되어 있음과 동시에 상기 전자빔 발생부로부터 방출된 전자빔을 예비 집속하는 프리포커스렌즈, 상기 제 3 그리드, 및 상기 제 3 그리드에 인접하여 소정 간격 떨어져 배치된 적어도 1개의 그리드에 의해 형성되어 있음과 동시에 상기 프리포커스렌즈에 의해 예비 집속된 전자빔을 최종적으로 형광체 스크린 상에 집속하는 주렌즈를 갖는 전자총과,

상기 전자총으로부터 방출되는 전자빔을 수직 방향으로 편향하는 핀쿠션형의 수평 편향 자계 및 상기 전자빔을 수직 방향으로 편향하는 배럴형의 수직 편향 자계를 발생하는 편향 요크를 구비하는 칼라 브라운관에 있어서,

상기 전자총은, 제 2 그리드와 제 3 그리드 사이에 형성되는 전위분포 등전위면을 따라서 배치된 보조그리드를 갖고, 이 보조 그리드에는 비원형의 전자빔 통과구멍이 형성되고, 상기 보조 그리드에 인가되는 전압은 상기 편향 요크에 공급되는 편향 전류에 동기하여 동적으로 변화하는 전압이고, 전자빔을 상기 형광체 스크린의 중앙부에 도달시키는 무편향시에서, 상기 보조 그리드가 배치된 상기 등전위면의 전위에 상당하는 소정의 레벨의 전압으로 하고 전자빔을 상기 형광체 스크린의 주변부에 편향하는 편향시에서, 전자빔의 편향량의 증대에 따라 상기 소정 레벨의 전압과의 차가 증가하는 전압으로 하는 것을 특징으로 하는 칼라 브라운관이 제공된다.

이하 도면을 참조하여 이 발명에 관한 칼라 브라운관의 실시형태에 대해 설명한다.

도 3은 본 발명의 칼라 브라운관의 일례로서 인라인형 칼라 브라운관의 구조를 개략적으로 나타낸 단면도이다.

이 칼라 브라운관은 실질적으로 직사각형상의 패널(pamnel)(10)과 깔때기형상의 퍼넬(funnel)(11)로 이루어진 외관용기를 갖고 있다. 이 패널(10)의 내면에는 각각 청, 녹, 적으로 발광하는 도트형상의 3색 형광체층으로 이루어진 형광체 스크린(12)이 설치되어 있다. 또, 패널(10)의 내측에는 형광체 스크린(12)에 대향하여 섀도우 마스크(13)가 설치되어 있다. 한편, 퍼넬(11)의 넥(neck)(15)내에는 동일 수평면상을 통하는 센터 빔(16G) 및 한쌍의 사이드 빔(16b, 16R)으로 이루어진 일렬배치된 3전자빔을 방출하는 전자총(17)이 배치되어 있다. 또, 퍼넬(11)의 대직경부(18)와 넥(15)과의 경계부 부근의 외측에 핀 쿠션형의 수평편향 자계 및 배럴형의 수직편향 자계를 발생하는 편향 요크(20)가 장착되어 있다. 그리고, 전자총(17)에서 방출된 3전자빔(16b, 16G, 16R)은 퍼넬(11)의 외측에 장착된 편향요크(20)가 발생하는 수평 및 수직편향 자계에 의해 편향되고, 형광체 스크린(12)을 수평 및 수직 주사되는 것에 의해 칼라 화상이 표시된다.

도 4는 도 3에 나타낸 칼라 브라운관에 적용된 3전자빔을 방출하는 인라인형 동적 비점수차 보정/포커스 방식 전자총의 구조를 개략적으로 나타낸 도면이다.

도 4에 나타낸 바와 같이 이 전자총(17)은 수평방향, 즉 H축 방향으로 일렬로 배치된 3개의 음극(K)과, 이러한 음극(K)을 각각 별도로 가열하는 3개의 히터(도시하지 않음)와, 음극(K)에서 관축방향 즉 Z축 방향을 따라 차례대로 형광체 스크린방향에 소정 간격 떨어져서 배치된 제 1 그리드(G1) 내지 제 4 그리드(G4)를 갖고 있다. 제 3 그리드(G3)는 Z축 방향을 따라 차례대로 배치된 제 1 세그먼트(G3-1)와 제 2 세그먼트(G3-2)를 갖고 있다. 또 제 2 그리드(G2)와 제 1 세그먼트(G3-1)와의 사이에는 보조 그리드(SG)가 배치되어 있다.

제 1 그리드(G1) 및 제 2 그리드(G2)는 판형상 전극이고, 그 판면에는 각각 3개의 음극(K)에 대응하여 수평방향에 일렬로 배치된 3개의 대략 원형의 전자빔 통과구멍이 형성되어 있다. 제 3 그리드(G3)의 제 1 세그먼트(G3-1) 및 제 2 세그먼트(G3-2)는 통형상 전극이고, 인접한 그리드와의 대향면에 각각 3개의 음극(K)에 대응하여 수평방향으로 일렬로 배치된 3개의 대략 원형의 전자빔 통과구멍이 형성되어 있다. 제 4 그리드(G4)는 컵형상 전극이고, 인접한 그리드와의 대향면에 각각 3개의 음극(K)에 대응하여 수평방향으로 일렬로 배치된 3개의 대략 원형의 전자빔 통과구멍이 형성되어 있다.

보조 그리드(SG)는 도 5에 나타낸 바와 같이 판형상 전극이고, 그 판면에는 3개의 음극(K)에 대응하여 수평방향으로 일렬로 배치된 3개의 비원형의 전자빔 통과구멍(SGr, SGg, SGb)이 형성되어 있다. 이러한 3개의 전자빔 통과구멍(SGr, SGg, SGb)은 수평방향, 즉 H축 방향의 지름이 수직방향 즉 V축 방향의 지름보다 커지도록 형성되어 있다. 도 5에 나타낸 예에서는 이러한 3개의 전자빔 통과구멍(SGr, SGg, SGb)은 가로로 긴 구멍이고, H축 방향을 긴 변으로 하고 V축 방향을 짧은 변으로 하는 긴 형상으로 형성되어 있다.

이 전자총(17)에는 각 음극(K)에 약 150V의 전압이 인가되고, 제 1 그리드(G1)는 접지되며, 제 2 그리드에 약 700V의 전압이 인가된다. 제 3 그리드(G3)의 제 1 세그먼트(G3-1)에는 약 6KV의 전압이 인가된다. 제 3 그리드(G3)의 제 2 세그먼트(G3-2)에는 전자빔의 편향량에 따른 전압이 인가된다. 즉, 제 2 세그먼트(G3-2)에는 전자빔이 편향되지 않고 형광체 스크린의 중앙부를 향할 때에 가장 낮은 기준전압, 즉 제 1 세그먼트(G3-1)에 인가된 전압과 같은 약 6KV의 전압이 인가되고, 형광체 스크린의 코너부를 향할 때에 가장 높아지도록 편향량의 증대에 따라 차례로 증가하는 포물선 형상의 전압이 인가된다. 제 4 그리드(G4)에는 약 26KV의 전압이 인가된다.

보조 그리드(SG)에는 편향요크가 발생하는 편향자계에 동기하여 동적으로 변화하는 전압이 인가되어 있다. 즉, 보조 그리드(SG)에는 도 6a 및 도 6b에 나타낸 바와 같이 제 2 그리드(G2) 내지 제 3 그리드(G3)의 전자빔 통과구멍의 중심축 상의 전위분포가 쌍 전위(bi potential)형 전자렌즈와 동등하게 되는 전압(3)을 기준전압으로 하여 수평편향 전류(4H) 및 수직편향 전류(4V)에 동기하여 포물선 형상으로 감소하는 전압(5H, 5V)이 인가된다. 이 전압은 전자빔을 형광체 스크린의 중앙부를 향하게 하는 무편향시에 있어서 기준전압(3)과 동등한 최고전압이 되고 전자빔을 형광체 스크린의 주변부에 편향하는 편향시에 있어서 편향량의 증대에 따라 최고전압에서 포물선 형상으로 감소하는 전압이 된다.

상기한 바와 같은 전압이 인가되는 것에 의해 음극, 제 1 그리드(G1) 및 제 2 그리드(G2)에 의해 전자빔을 발생하고, 주렌즈에 대한 물점을 형성하는 전자빔 발생부가 구성된다. 제 2 그리드(G2), 보조 그리드(SG) 및 제 3 그리드(G3)에 의해 전자빔 발생부에서 방출된 전자빔을 예비집속하는 프리포커스렌즈가 형성된다. 제 3 그리드(G3) 및 제 4 그리드(G4)에 의해 예비집속된 전자빔을 최종적으로 형광체 스크린에 집속시키는 주렌즈가 형성된다.

또, 제 3 그리드(G3)에 있어서 전자빔이 형광체 스크린의 중앙부를 향한 무편향시에는 제 1 세그먼트(G3-1) 및 제 2 세그먼트(G3-2)에 각각 6KV의 전압이 인가되고, 양세그먼트간에 전위차가 생기지 않는다. 이에 대해 제 3 그리드(G3)에 있어서 전자빔이 형광체 스크린의 주변부에 편향되는 편향시에는 제 1 세그먼트(G3-1)에 6KV의 전압이 인가되는 한편으로 제 2 세그먼트(G3-2)에 전자빔의 편향량에 따라 포물선 형상으로 변화하는 전압이 인가되기 때문에 양세그먼트간에 전위차가 생기고, 편향요크에 의한 편향수차를 보상하는 4극자 렌즈가 형성된다. 이 4극자 렌즈는 H축방향에 집속성을 갖고, V축 방향에 발산성을 갖도록 설정되어 있다.

다음에 보조전극(SG)에 인가된 전압에 대해 보다 상세하게 설명한다.

우선 전자빔이 형광체 스크린의 중앙부를 향하는 무편향시에는 보조 그리드(SG)에 인가된 전압은 제 2 그리드(G2)내지 제 3 그리드(G3)의 전자빔 통과구멍의 중심축(O)상의 전위분포가 쌍 전위형 전자렌즈와 같은 전압으로 설정된다.

도 7a는 무편향시에 있어서 제 2 그리드(G2) 내지 제 3 그리드(G3)의 전자빔 통과구멍의 중심축(O)상에 있어서 전위분포를 나타낸 도면이고, 도 7b는 도 7a에서 보조 그리드(SG)만을 제거한 때의 전위분포를 나타낸 도면이다.

도 7b에 있어서 도 7a의 보조 그리드(SG) 위치를 파선으로 나타내고 있다 도 7b에 나타낸 바와 같이, 보조 그리드(SG)가 설치되어 있지 않은 경우, 제 2 그리드(G2)와 제 3 그리드(G3)에서 형성된 프리포커스렌즈는 회전대칭인 쌍 전위형 전자렌즈이고, 비점수차를 갖지 않는다. 이 때, 보조 그리드(SG)가 배치된 파선으로 나타낸 위치에 생긴 등전위면의 전위가 예를 들어 1500V라고 하면, 도 7a에 있어서 보조 그리드(SG)에 인가한 전압을 1500V로 하면 제 2 그리드(G2) 내지 제 3 그리드(G3) 사이에 생긴 전자빔 통과구멍 중심축(O)상의 전위분포를 도 7b에 나타낸 쌍 전위형 전자렌즈와 동등하게 할 수 있다.

즉, 보조 그리드(SG)는 제 2 그리드(G2)와 제 3 그리드(G3)와의 사이에 보조 그리드(SG)를 배치하지 않은 상태에서 형성된 전자빔 통과구멍의 중심축(O)상의 전위분포를 흐트러뜨리지 않도록 배치된다. 바꿔 말하면 보조 그리드(SG)는 제 2 그리드(G2)와 제 3 그리드(G3)와의 사이에 형성된 전위분포에 있어서 소정의 등전위면을 따라 배치되고, 보조 그리드(SG)에는 배치위치의 등전위면의 전위에 같은 전압이 인가된다.

이것에 의해 도 7a 및 도 7b에 나타낸 바와 같이, 전자빔 통과구멍의 중심축(O)상에 있어서 전위분포는 보조 그리드(SG) 배치한 경우와 배치하지 않은 경우에서 등가가 된다. 그리고, 제 2 그리드(G2), 보조 그리드(SG) 및 제 3 그리드(G3)에 의해 형성된 프리포커스렌즈는 비점수차를 갖지 않은 회전대칭인 쌍 전위형 전자렌즈와 등가가 된다.

따라서, 무편향시에 있어서 전자총의 주렌즈에 대한 가상물점 지름은 수평방향 및 수직방향 모두 동일한 크기가 되고, 최종적으로 주렌즈에 의해 집속되어 형광체 스크린 중앙부에 도달하는 전자빔 스폿 형상이 원형이 된다.

한편, 전자빔이 형광체 스크린의 주변부로 편향되는 편향시에는 보조 그리드(SG)에 인가되는 전압은 무편향시보다 낮은 전압으로 설정된다. 바꿔 말하면, 보조그리드(SG)에는 보조그리드(SG)의 배치위치에서 등전위면의 전위보다 낮은 전압이 인가된다. 이에 의해 도 8의 실선으로 나타낸 것과 같이 제 2 그리드(G2) 내지 제 3 그리드(G3)의 전자빔 통과구멍의 중심축(O)상의 전위 분포에 있어서 보조그리드(SG) 부근의 전위는 파선으로 나타낸 것과 같은 무편향 시보다 낮아진다.

보다 구체적으로는 보조그리드(SG)가 배치되는 위치에 생기는 등전위면의 전위가 예를 들면, 1500V이라고 한다면, 보조 그리드(SG)로의 인가전압을 무편향 시보다 낮은 예를 들면, 1000V로 설정하면 좋다.

이 보조그리드(SG)에는 상술한 바와 같이 편향 요크가 발생하는 편향 자계에 동기하여 동적으로 변화하는 전압이 인가된다. 즉, 보조그리드(SG)에는 도 6a 및 도 6b에 나타난 바와 같이 보조그리드(SG)가 배치된 위치에 생기는 등전위면의 전위에 상당하는 전압(3)을 기준 전압으로 하여, 수평편향 전류(4H) 및 수직편향 전류(4V)에 동기하여 전자빔의 편향량의 증대에 따라서 포물선형상으로 감소하는 전압(5H, 5V)이 인가된다. 바꿔 말하면, 보조그리드(SG)에는 무편향 시에 가장 높은 전압으로서 기준 전압에 상당하는 전압(3)이 인가되고, 편향 시에 전자빔의 편향량의 증대와 함께 감소하는 전압이 인가되며, 형광체 스크린 주변부에 전자빔이 편향되는 때에 최소의 전압이 인가된다.

편향 시에 있어서, 포물선형상으로 감소하는 전압이 보조그리드(SG)에 인가되면, 제 2 그리드(G2)와 보조그리드(SG)와의 전위차이는 작아짐과 동시에, 보조그리드(SG)와 제 3 그리드(G3)과의 전위 차이는 커지기 때문에, 보조그리드(SG)와 제 3 그리드(G3)로 형성된 전자렌즈의 작용이 보다 지배적이 된다. 결과적으로 제 2 그리드(G2), 보조그리드(SG) 및 제 3 그리드(G3)에 의해 형성되는 프리포커스렌즈는 수평방향의 집속력이 수직방향의 집속력보다 강해지고, 음의 비점수차를 갖는 비회전 대칭 렌즈가 된다. 결국, 수직방향의 전위분포와 수평방향의 전위분포가 비대칭이 된다. 이에 의해 전자빔의 주렌즈에 대한 가상물점 직경은 무편향 시보다 수평방향 직경이 작고 수직방향 직경이 커진다. 또, 전자빔 발산각은 무평향 시와 비교하여 수평방향이 확대하고 수직방향이 축소한다.

이러한 프리포커스렌즈를 통과한 전자빔은 재 3 그리드(G3)의 제 1 세그먼트(G3-1), 제 2 세그먼트(G3-2) 및 제 4 그리드(G4)로 형성되는 주렌즈에서 최종적으로 집속되고, 형광체 스크린에 도달된다.

이 때, 제 2 세그먼트(G3-2)에는 편향요크에 공급되는 편향전류에 동기하여 전자빔의 편향량이 커질수록 포물선형상으로 상승하는 전압이 인가되고 있기 때문에, 무편향 시와 비교하여 제 2 세그먼트(G3-2) 및 제 4 그리드(G4)로 형성되는 주렌즈의 강도가 약해지고, 형광체 스크린까지의 도달거리의 증대분이 보정된다. 동시에 제 1 세그먼트(G3-1) 및 제 2 세그먼트(G3-2)에 의해 양의 비점수차 즉 수평방향의 집속력이 수직방향의 집속력보다도 강한 비점수차를 갖는 4극자 렌즈가 형성되어 편향수차와 프리포커스렌즈에 발생한 음의 비점수차에서 생긴 전자빔의 발산각의 변화를 보정한다.

이 결과, 주렌즈에서 최종 집속되어 형광체 스크린에 도달한 전자빔은 수평방향, 수직방향 모두 형광체 스크린에 결상한 상태가 되어 프리포커스렌즈에서 받은 음의 비점수차에 의해 가상물점의 수평방향이 축소한 것으로 형광체 스크린 상의 전자빔 스폿의 수평직경이 축소되며 또, 가상물점의 수직방향이 확대한 것으로 형광체 스크린 상의 전자빔 스폿의 수직직경이 확대한다.

결과적으로 도 9에 나타난 바와 같이 형광체 스크린 주변부에 도달한 전자빔의 빔 스폿의 타원 왜곡은 완화되고, 대략 원형의 빔 스폿을 얻는 것이 가능해진다. 또, 화면 전체면에 걸쳐서 전자빔의 포커스 상태를 균일화하는 것이 가능해지고 양호한 품질의 화상를 표시하는 것이 가능해진다.

상술한 실시형태에서는 보조그리드(SG)에 형성된 전자빔 통과구멍이 가로로 긴 비원형인 경우에 대해서 설명했지만, 이에 한정되는 것은 아니다.

즉, 보조그리드(SG)는 도 10에 나타난 바와 같이 판형상 전극으로 하고 그 판면에는 3개의 음극(K)에 대응하여 H축방향에서 일렬로 배치된 3개의 세로로 긴 비원형의 전자빔 통과구멍(SGr, SGg, SGb)이 형성되어 있다. 이들 3개의 전자빔 통과구멍(SGr, SGg, SGb)은 H축방향의 직경이 V축방향의 직경보다 작아지도록 세로로 긴 장방형으로 형성되어 있다.

이 보조그리드(SG)에는 도 11a 및 도 11b에 나타난 바와 같이 보조그리드(SG)가 배치된 위치에 생기는 등전위면의 전위에 상당하는 전압(3)을 기준 전압으로 하고, 수평 편향전류(4H) 및 수직편향 전류(4V)에 동기하여 전자빔의 편향량의 증대에 따라서 포물선형상으로 증대하는 전압(6H, 6V)이 인가된다. 바꿔 말하면, 보조그리드(SG)에는 무편향 시에 기준 전압(3)과 동등한 가장 낮은 전압이 인가되고, 편향 시에, 전자빔의 편향량의 증대와 함께 상승하는 전압이 인가되어 형광체 스크린 주변부에 전자빔이 편향되는 때에 최대의 전압이 인가된다.

이에 의해 제 2 그리드(G2) 내지 제 3 그리드(G3)의 전자빔 통과구멍 중심축(O)상의 전위분포는 도 12에 나타난 바와 같이 된다. 즉, 무편향 시에는 파선으로 나타난 것과 같은 전위분포가 되고, 편향 시에는 실선으로 나타난 것과 같이 보조그리드(SG) 부근에서 무편향 시보다 높은 전위분포가 된다.

결과적으로 편향 시에는 무편향 시와 비교하여 제 2 그리드(G2)와 보조그리드(SG)와의 전위차가 커짐과 동시에 보조그리드(SG)와 제 3 그리드(G3)와의 전위차가 작아진다. 이 때문에 제 2 그리드(G2)와 보조그리드(SG)로 형성된 전자렌즈의 작용이 보다 지배적이 된다. 따라서, 제 2 그리드(G2), 보조그리드(SG) 및 제 3 그리드(G3)에 의해 형성되는 프리포커스렌즈는 수평방향의 집속력이 수직방향의 집속력보다도 강해지고, 음의 비점수차를 갖는 비회전 대칭 렌즈가 되어 결과적으로 동일한 효과를 얻을 수 있다.

다음에 상술한 발명의 특징으로 QPF(4전위 포커스)형 이중포커스방식의 전자총에 적용한 예에 대해서 설명한다.

도 13은 도 3에 나타난 칼라 브라운관에 적용되는 3전자빔을 방출하는 QPF형의 이중포커스방식의 전자총의 구조를 개략적으로 나타낸 도면이다.

도 13에 나타낸 바와 같이 이 전자총(17)은 H축방향으로 일렬로 배치된 3개의 음극(K)와 이들 음극(K)을 각각 별도로 가열하는 3개의 히터(도시하지 않음)와 음극(K)에서 Z축방향을 따라서 차례대로 형광체 스크린방향으로 소정 간격 떨어져 배치된 제 1 그리드(G1) 내지 제 6 그리드(G6)을 갖고 있다. 제 5 그리드(G5)는 제 4 그리드(G4)에서 Z축방향을 따라서 차례로 배치된 제 1 세그먼트(G51), 제 2 세그먼트(G52) 및 제 3 세그먼트(G53)을 갖고 있다. 또, 제 2 그리드(G2)와 제 3 그리드(G3)와의 사이에는 보조그리드(G2S)가 배치되어 있다.

제 1 그리드(G1), 제 2 그리드(G2), 제 3 그리드(G3), 제 4 그리드(G4) 및 제 5 그리드(G5)의 제 2 세그먼트(G52)는 판형상 전극이고, 그 판면에는 각각 3개의 음극(K)에 대응하여 수평방향으로 일렬로 배치된 3개의 대략 원형의 전자빔 통과구멍이 형성되어 있다. 제 5 그리드(G5)의 제 1 세그먼트(G51) 및 제 3 세그먼트(G53)는 통형상 전극이고, 인접하는 그리드와의 대향면에 각각 3개의 음극(K)에 대응하여 수평방향으로 일렬로 배치된 3개의 대략 원형의 전자빔 통과구멍이 형성되어 있다. 제 6 그리드(G6)는 컵형상 전극으로, 인접하는 그리드와의 대향면에 각각 3개의 음극(K)에 대응하여 수평방향에서 일렬로 배치된 3개의 대략 원형의 전자빔 통과구멍이 형성되어 있다.

보조그리드(G2S)는 도 5에서 설명한 바와 같이 판형상 전극으로 그 판면에는 3개의 음극(K)에 대응하여 수평방향으로 일렬로 배치된 3개의 비원형 전자빔 통과구멍(SGr, SGg, SGb)이 형성되어 있다. 이들 3개의 전자빔 통과구멍(SGr, SGg, SGb)은 H축방향의 직경이 V축방향의 직경보다 커지도록 형성되어 있다. 도 5에 나타난 예에서는 이들 3개의 전자빔 통과구멍(SGr, SGg, SGb)은 가로로 긴 구멍이고 H축 방향을 긴 변으로 하고 V축 방향을 짧은 변으로 하는 장방형으로 형성되어 있다.

이 전자총(17)에서는 각 음극(K)에 약 150V의 전압이 인가되고, 제 1 그리드(G1)에는 접지되고 제 2 그리드에 약 800V의 전압이 인가된다. 제 3 그리드(G3)에는 약 6KV의 전압이 인가된다. 제 4 그리드(G4)는 관내에서 제 2 그리드(G2)에 접지되고, 약 800V의 전압이 인가된다. 제 5 그리드(G5)의 제 2 세그먼트(G52)는 관내에서 제 3 그리드(G3)에 접지되고 약 6KV의 전압이 인가된다. 제 5 그리드(G5)의 제 1 세그먼트(G51)와 제 3 세그먼트(G53)와는 관내에서 접지되어 있다. 제 1 세그먼트(G51) 및 제 3 세그먼트(G53)에는 제 2 세그먼트(G52)에 인가되는 약 6KV의 전압을 기준 전압으로 하고 편향 요크가 발생하는 자계에 동기하여 동적으로 변화하는 전압 즉, 수평편향 전류 및 수직편향 전류에 동기하여 포물선형상으로 증대하는 전압이 인가된다. 제 6 그리드(G6)에는 약 26KV의 전압이 인가된다.

보조그리드(G2S)에는 편향요크가 발생하는 편향자계에 동기하여 동적으로 변화하는 전압이 인가되고 있다. 즉, 보조그리즈(G2S)에는 도 6a 및 도 6b에 나타난 바와 같이 제 2 그리드(G2)에 인가되는 전압(3)을 기준 전압으로 하여, 수평편향 전류(4H) 및 수직편향 전류(4V)에 동기하여 포물선형상으로 감소하는 전압(5H, 5V)이 인가된다.

상술한 바와 같은 전압이 인가됨으로서 음극, 제 1 그리드(G1), 및 제 2 그리드(G2)에 의해 전자빔을 발생하고 동시에 주렌즈에 대한 물점을 형성하는 전자빔 발생부가 구성된다. 제 2 그리드(G2)와 보조그리드(G2S) 및 제 3 그리드(G3)에 의해 전자빔 발생부에서 방출된 전자빔을 예비 집속하는 프리포커스렌즈가 형성된다. 제 3 그리드(G3), 제 4 그리드(G4) 및 제 5 그리드(G5)의 제 1 세그먼트(G51)에 의해 예비 집속된 전자빔을 다시 예비 집속하는 보조렌즈가 형성된다. 제 5 그리드(G5)의 제 1 및 제 3 세그먼트(G51, G52, G53)에 의해 편향수차를 보정하는 4극자렌즈가 형성된다. 제 5 그리드(G5)의 제 3 세그먼트(G53)와 제 6 그리드(G6)에 의해 전자빔을 최종적으로 형광체 스크린에 집속시키는 주렌즈가 형성된다.

이 전자총에서는 무편향 시에는 전자빔은 프리포커스렌즈에 의해 예비 집속된다. 이 경우, 보조그리드(G2S)에는 수평방향 직경이 수직방향 직경보다 큰 비원형의 전자빔 통과구멍이 형성되어 있기 때문에, 전자빔은 약한 음의 비점수차 즉, 수직방향의 집속력이 수평방향의 집속력보다도 강한 비점수차를 받는다. 이에 의해 주렌즈에 대한 수평방향의 가상물점 직경이 축소하고 수평방향의 발산각이 확대한다.

그리고, 이 프리포커스렌즈에 의해 예비 집속된 전자빔은 보조렌즈에 의해 다시 예비 집속된다. 이 경우, 제 5 그리드(G5)의 3개의 세그먼트(G51, G52, G53)사이에는 전자렌즈가 형성되지 않기 때문에 보조렌즈에 의해 예비 집속된 전자빔은 3개의 세그먼트(G51, G52, G53)를 통과하고 그 후, 주렌즈에 의해 최종적으로 집속되어 형광체 스크린의 중앙에 입사한다.

이 결과, 도 9에 나타난 바와 같이 형광체 스크린의 중앙에 입사한 전자빔의 빔 스폿은 약한 음의 비점수차에 의해 수직방향으로 세로로 긴 대략 타원형상이 된다.

이에 대해, 편향시에는 전자빔은 프리포커스렌즈에 의해 예비 집속된다. 이 경우, 보조 그리드(G2S)에 인가되는 전압이 무편향시 보다도 편향량의 증대에 따라 작아지기 때문에 전자빔은 강한 음의 비점수차를 받는다. 이것에 의해, 무편향시 보다 주 렌즈에 대한 수평방향의 가상물점 직경이 더욱 작아지고, 수직방향의 가상물점 직경이 더욱 확대된다. 또한, 무편향시 보다 수평방향의 발산각이 확대되고 수직방향의 발산각이 축소된다.

그리고, 이 프리포커스 렌즈에 의해 예비집속된 전자빔은 보조렌즈에 의해 또 예비 집속된다. 이때, 제 5 그리드(G5)의 제 1 세그먼트(G51) 및 제 3 세그먼트(G53)에는 제 2 세그먼트(G52)에 인가되는 전압을 기준 전압으로 하여 편향량의 증대에 따라 증가하는 전압이 인가되어 있기 때문에 전자빔은 제 1 내지 제 3 세그먼트(G51, G52, G53)에 의해 양의 비점수차, 즉 수평방향의 집속력이 수직방향의 집속력 보다도 강한 비점수차를 받는다. 이것에 의해 전자빔은 프리포커스 렌즈에 의한 발산각이 보정되고, 동시에 비점수차를 보정하는 작용을 받는다. 그 후, 전자빔은 주 렌즈에 의해 최종적으로 집속되어 형광체 스크린의 주변부에 입사된다.

이 형광체 스크린 주변부에 입사된 전자빔의 빔스폿은 보조 그리드(G2S)에 의한 강한 음의 비점수차에 의해 수평방향의 가상물점 직경이 축소되기 때문에 수평방향 직경이 축소된다. 한편, 수직방향의 가상물점 직경의 확대에 따라 수직방향 직경이 확대된다. 그 결과, 도 9에 나타낸 바와 같이, 형광체 스크린의 주변부에 입사된 전자빔의 빔스폿은 수평방향으로 일그러진 타원 왜곡이 완화되어 대략 원형이 된다.

따라서, 상기한 바와 같이 전자총을 구성하는 것에 의해 화면 전체면에 걸쳐 빔스폿의 타원 왜곡을 완화하여 대략 원형으로 하는 것이 가능해지고, 동시에 화면 전체면의 포커스상태를 균일하게 하여 양호한 화상을 표시하는 칼라 브라운관을 구성할 수 있다.

상기한 바와 같이, 본 발명에 의하면 음극, 제 1 그리드 및 제 2 그리드로 형성됨과 동시에 전자빔을 발생하는 전자빔 발생부와, 제 2 그리드 및 제 3 그리드로 형성됨과 동시에 전자빔 발생부에서 방출된 전자빔을 예비 집속하는 프리포커스 렌즈와, 제 3 그리드 및 적어도 1개의 그리드로 형섬됨과 동시에 프리포커스 렌즈로 예비 집속된 전자빔을 최종적으로 형광체 스크린상에 집속하는 주 렌즈를 갖춘 전자총을 구비한 칼라 브라운관에 있어서, 제 2 그리드와 제 3 그리드와의 사이에 수평방향으로 긴축을 갖는 가로로 긴 전자빔 통과구멍을 갖는 보조 그리드를 설치하고, 이 보조 그리드에 전자빔을 편향하는 편향 요크에 공급되는 편향 전류에 동기하여 동적으로 변화하는 전압을 인가한다.

이상 설명한 바와 같이 인라인형 동적 비점수차 보정/포커스 방식 전자총에서는 전자빔을 형광체 스크린의 중앙부에 도달시키는 무편향시에는 보조 그리드에 인가되는 전압은 제 2 그리드 및 제 3 그리드의 전자빔 통과구멍 중심축상의 전위 분포가 쌍 전위형 전자렌즈와 같은 전압으로 설정된다.

그 결과, 제 2 그리드와 보조 그리드와 제 3 그리드에 의해 형성되는 프리포커스 렌즈는 비점수차를 갖지 않은 회전 대칭인 쌍 전위형 전자렌즈와 같은 등가가 된다. 이것에 의해 전자총의 주 렌즈에 대한 가상물점 직경은 수평방향 직경 및 수직방향 직경이 동일한 크기가 되어 형광체 스크린에 도달하는 전자빔의 스폿 형상은 원형이 된다.

한편, 전자빔을 형광체 스크린의 주변부에 편향시키는 편향시에는 보조 그리드에 인가되는 전압은 무편향시 보다 낮은 전압으로 설정된다. 즉, 제 2 그리드 내지 제 3 그리드의 전자빔 통과구멍 중심축상의 전위 분포의 보조 그리드 부근의 전위를 무편향 상태의 전위 보다 낮게 하는 것에 의해 제 2 그리드와 보조 그리드와의 전위차가 작아짐과 동시에 보조 그리드와 제 3 그리드와의 전위차가 커지기 때문에 보조그리드와 제 3 그리드로 형성되는 전자렌즈의 작용이 더욱 지배적이 된다.

결과로서, 프리포커스 렌즈는 수평방향의 집속력이 수직방향의 집속력 보다도 강해져 음의 비점수차를 갖는 비회전 대칭렌즈가 된다. 이것에 의해, 전자빔의 주 렌즈에 대한 가상물점 직경이 무편향시 보다 수평방향 직경이 작고, 수직방향 직경이 커진다. 또한, 전자빔 발산각은 무편향시와 비교하여 수평방향은 확대되고, 수직방향은 축소된다. 따라서, 형광체 스크린상에 도달하는 전자빔의 빔스폿의 수평방향 직경은 축소되고, 수직방향 직경은 확대되게 되어 형광체 스크린 주변에서의 전자빔 스폿의 타원 왜곡이 완화되게 된다.

이것에 의해, 형광체 스크린 전체면에서 양호한 화질의 화상을 표시시키는 것이 가능해진다.

또한, QPF(4전위 포거스)형 이중포커스 방식의 전자총에서는 제 2 그리드, 보조그리드 및 제 3 그리드에 의해 수직방향의 집속력이 수평방향의 집속력 보다 강한 비점수차를 갖도록 구성되며, 동시에 보조그리드에 인가되는 동적으로 변화하는 전압에 의해 그 비점수차의 강도를 동적으로 변화시키는 전자렌즈를 형성한다.

이와같은 구성으로 하는 것에 의해 전자빔의 가상물점 직경을 동적으로 변화시키고, 화면 주변부에서의 빔스폿의 수평방향의 가로 왜곡을 완화할 수 있고, 화면 전체면의 포커스상태를 균일화하여 양호한 화상을 표시하는 것이 가능해진다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면 형광체 스크린 전체면에서 전자빔의 포커스 특성을 양호하게 유지하고, 동시에 형광체 스크린 전체면에서 전자빔 스폿의 타원 왜곡을 억제할 수 있는 칼라 브라운관을 제공하는 것이 가능해진다.

Claims

음극, 이 음극에 차례로 인접하여 소정 간격 떨어져 배치된 제 1 그리드 및 제 2 그리드에 의해 형성되어 있음과 동시에 상기 음극측에서 수평방향으로 일렬로 배치된 3개의 전자빔을 발생하는 전자빔 발생부;

상기 제 2 그리드 및 상기 제 2 그리드에 인접하여 소정간격 떨어져 배치된 제 3 그리드에 의해 형성되어 있음과 동시에 상기 전자빔 발생부에서 방출된 전자빔을 예비 집속하는 포커스렌즈와, 상기 제 3 그리드 및 상기 제 3 그리드에 인접하여 소정 간격 떨어져 배치된 적어도 1개의 그리드에 의해 형성되어 있음과 동시에 상기 프리포커스렌즈에 의해 예비집속된 전자빔을 최종적으로 형광체 스크린상에 집속하는 주 렌즈를 갖는 전자총; 및

상기 전자총에서 방출되는 전자빔을 수평방향으로 편향하는 핀쿠션형 수평편향자계 및 상기 전자빔을 수직방향으로 편향하는 배럴형 수직편향자계를 발생하는 편향요크를 구비하는 칼라음극선관에 있어서,

상기 전자총은 상기 제 2 그리드와 제 3 그리드 사이에 배치되어 있음과 동시에 상기 제 2 그리드 및 제 3 그리드를 수반하여 수직방향의 집속력이 수평방향의 집속력 보다 강한 비점수차를 갖는 전자렌즈를 형성하는 보조 그리드를 구비하고,

상기 보조 그리드는 상기 편향요크가 발생하는 자계에 동기하여 동적으로 변화하는 전압이 인가되는 것에 의해 상기 전자렌즈의 비점수차의 강도를 동적으로 변화시키는 것을 특징으로 하는 칼라 브라운관.
제 1 항에 있어서,

상기 보조 그리드에는 상기 제 2 그리드에 인가되는 전압을 기준 전압으로 하고, 상기 편향요크에 공급되는 편향전류에 동기하여 상기 기준 전압에서 감소하는 전압이 인가되는 것을 특징으로 하는 칼라 브라운관.
제 1 항에 있어서,

상기 전자총은 상기 제 1 내지 제 3 그리드외에 4극자 렌즈를 형성하는 적어도 3개의 인접하는 그리드를 갖고, 상기 4극자 렌즈는 수평방향의 집속력이 수직방향이 집속력 보다 강한 비점수차를 갖고, 동시에 이 3개의 그리드의 중간에 위치하는 그리드에 인가되는 동적으로 변화하는 전압에 의해 상기 4극자 렌즈의 비점수차의 강도가 동적으로 변화하는 것을 특징으로 하는 칼라 브라운관.
제 3 항에 있어서,

상기 보조 그리드에는 상기 제 2 그리드에 인가되는 전압을 기준 전압으로 하고, 상기 편향요크에 공급되는 편향 전류에 동기하여 상기 기준 전압에서 감소하는 전압이 인가되고, 상기 3개의 인접하는 그리드중 양측에 위치하는 그리드에는 중간에 위치하는 그리드에 인가되는 전압을 기준으로 하여 편향 요크에 공급되는 편향 전류에 동기하여 상기 기준 전압에서 증대하는 전압이 인가되는 것을 특징으로 하는 칼라 브라운관.
제 1 항에 있어서,

상기 보조 그리드는 수직방향으로 긴 축을 갖는 세로로 긴 전자빔 통과구멍을 갖는 것을 특징으로 하는 칼라 브라운관.
음극, 이 음극에 차례로 인접하여 소정 간격 떨어져 배치된 제 1 그리드 및 제 2 그리드에 의해 형성되어 있음과 동시에 상기 음극측에서 수평방향으로 일렬로 배치된 3개의 전자빔을 발생하는 전자빔 발생부;

상기 제 2 그리드 및 상기 제 2 그리드에 인접하여 소정간격 떨어져 배치된 제 3 그리드에 의해 형성되어 있음과 동시에 상기 전자빔 발생부에서 방출된 전자빔을 예비 집속하는 프리포커스렌즈와, 상기 제 3 그리드 및 상기 제 3 그리드에 인접하여 소정 간격 떨어져 배치된 적어도 1개의 그리드에 의해 형성되어 있음과 동시에 상기 프리포커스렌즈에 의해 예비집속된 전자빔을 최종적으로 형광체 스크린상에 집속하는 주 렌즈를 갖는 전자총; 및

상기 전자총에서 방출되는 전자빔을 수평방향으로 편향하는 핀쿠션형 수평편향자계 및 상기 전자빔을 수직방향으로 편향하는 배럴형 수직편향자계를 발생하는 편향요크를 구비한 칼라음극선관에 있어서,

상기 전자총은 상기 제 2 그리드와 제 3 그리드 사이에 형성되는 전위 분포의 등 전위면을 따라 배치된 보조 그리드를 갖고,

이 보조 그리드에는 비원형의 전자빔 통과구멍이 형성되고,

상기 보조 그리드에 인가되는 전압은 상기 편향요크에 공급되는 편향 전류에 동기하여 동적으로 변화하는 전압이며,

전자빔을 상기 형광체 스크린의 중앙부에 도달시키는 무편향시에 있어서, 상기 보조 그리드가 배치된 상기 등전위면의 전위에 상당하는 소정 레벨의 전위로 하고,

전자빔을 상기 형광체 스크린의 주변부에 편향하는 편향시에 있어서, 전자빔의 편향량의 증대에 따라 상기 소정 레벨의 전위와의 차가 증가하는 전압으로 하는 것을 특징으로 하는 칼라 브라운관.
제 6 항에 있어서,

상기 보조 그리드에 인가되는 전압은 상기 편향요크에 공급되는 편향전류에 동기하여 동적으로 변화하는 전압이며,

상기 무편향시에 있어서, 상기 제 2 그리드와 제 3 그리드와의 사이에 형성되는 상기 전자빔 통과구멍의 중심축상의 전위 분포를 쌍 전위형 전자렌즈와 동등한 전압으로 하고,

상기 편향시에 있어서, 상기 보조 그리드의 배치 위치 부근의 전위 분포를 상기 무편향시와는 다르게 하는 전압으로 하는 것을 특징으로 하는 칼라 브라운관.
제 6 항에 있어서,

상기 보조 그리드는 수평방향으로 긴 축을 갖는 가로로 긴 전자빔 통과구멍을 갖고, 상기 편향시에 있어서, 상기 보조 그리드에 인가하는 전압은 전자빔의 편향량의 증대에 따라서 무편향시에 인가되는 상기 소정 레벨의 전압 보다 낮아지는 전압으로 하는 것을 특징으로 하는 칼라 브라운관.
제 6 항에 있어서,

상기 보조 그리드는 수직방향으로 긴 축을 갖는 세로로 긴 전자빔 통과구멍을 갖고, 상기 편향시에 있어서, 상기 보조 그리드에 인가하는 전압은 전자빔의 편향량의 증대에 따라 무편향시에 인가되는 상기 소정 레벨의 전압 보다 높아지는 전압으로 하는 것을 특징으로 하는 칼라 브라운관.
제 6 항에 있어서,

상기 제 3 그리드는 4극자 렌즈를 형성하는 적어도 2개의 세그먼트를 갖고, 상기 4극자 렌즈는 수평방향의 집속력이 수직방향의 집속력 보다 강한 비점수차를 갖고 동시에 한쪽의 세그먼트에 인가되는 동적으로 변화하는 전압에 의해 상기 4극자렌즈의 비점수차의 강도가 동적으로 변화하는 것을 특징으로 하는 칼라 브라운관.