JPH0864151A

JPH0864151A - ビームスポット歪み防止用電子銃

Info

Publication number: JPH0864151A
Application number: JP6328163A
Authority: JP
Inventors: Jin Yeol Choi; 鎭烈崔
Original assignee: LG Electronics Inc; Gold Star Co Ltd
Current assignee: LG Electronics Inc
Priority date: 1994-08-13
Filing date: 1994-12-28
Publication date: 1996-03-08
Anticipated expiration: 2012-11-05
Also published as: KR100192456B1; JP2673111B2; CN1125355A; US6184617B1; CN1068706C

Abstract

(57)【要約】【目的】カラー受像管の画面周辺部および画面中央部
において、電子ビームの特性（集束の度合い）を良好に
することにより、画面全体でのビームスポットの均一性
を実現すること。【構成】画面方向にむかって、カソード、第１グリッ
ド、第２グリッド、第３グリッドがこの順番で配置され
る。第１グリッドおよび第３グリッドに形成されている
電子ビーム通過孔の垂直方向の大きさを水平方向の大き
さより大きく形成し、第２グリッドに形成される電子ビ
ーム通過孔の垂直方向の大きさを水平方向の大きさより
小さく形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はカラー受像管用電子銃に
関し、さらに詳しくは画面の周辺部でのビームスポット
歪み現象を防止するカラー受像管用電子銃に関する。

【０００２】

【従来の技術】図１は、従来の電子銃を示している。図
１の左側には、電子ビーム形成領域部（ＢＦＲ：Beam F
orming Region）が示されている。この電子ビーム形成
領域部は、入力される赤（Ｒ）、緑（Ｇ）および青
（Ｂ）の電気信号それぞれに基づいて熱電子を放出する
カソード１と、カソードの一方の側に設けられてカソー
ドから放出された電子ビームを制御する第１グリッド電
極２と、第１グリッド電極２の一方の側に設けられてカ
ソード面に集まっている熱電子を引き出して加速する第
２グリッド電極３とから構成される。第２グリッド電極
３の一方の側には、電子ビーム形成領域部から相次いで
入射する電子ビームを細く集束させて、電子ビームスポ
ットを形成するための主静電集束レンズ（Main Focusin
g Lens）が設けられている。この主静電集束レンズは、
第１集束加速電極４および第２集束加速電極５がインラ
イン（In-line）状に配列されて構成されている。な
お、第２集束加速電極５には遮蔽電極（不図示）が固定
されて偏向ヨーク（Deflection Yoke）の漏洩磁界を遮
蔽し、弱化させる役割を果たす。

【０００３】電子銃の種類としては、集束効果を強化す
るために用いられる多段集束形がある。図２は、多段集
束形の電子銃を示す。この多段集束形の電子銃には、電
子ビーム形成領域部ＢＦＲと主静電集束レンズを構成す
る電極との間に、前段集束（front focusing）のための
第３グリッド電極６と、第４グリッド電極７とが、追加
して挿入されている。これらが前段集束レンズ系を構成
している。

【０００４】カソード１で生成されたＲ、ＧおよびＢの
電子ビームが各々通過されるように、３つの電子ビーム
通過孔が形成されている電極は、対のビードグラス（Be
ad Glass）により所定の間隔で融着固定されて一体化さ
れている。

【０００５】このように構成された従来の電子銃は、ヒ
ータによってカソード１が加熱されると、熱電子が放出
されて電子ビームが形成される。この電子ビームは、第
１グリッド電極２で制御されるとともに、第２グリッド
電極３により加速される。続いて電子ビームは、主レン
ズ系の第１集束加速電極４と第２集束加速電極５とを通
り過ぎながら、第１集束加速電極４と第２集束加速電極
５に印加される電圧の差によって、細く集束され加速さ
れる。細く集束され加速された電子ビームは、パネルの
内面に塗布された蛍光体を発光させる。すなわち、画面
上に画像が結ばれる。

【０００６】こうした従来の電子銃では、第１グリッド
電極２から第２集束加速電極５までの電極における電子
ビーム通過孔が真円に近い状態で穿孔されている。第１
集束加速電極４と第２集束加速電極５とにより形成され
る主静電集束レンズも、円形軸対称のレンズである。電
子銃の動作に必要な電圧が各電極に印加されたとき、電
子ビーム通過孔を過ぎる電子ビームは、ラグランジュ
（Lagrange）の屈折法則により回転対称的に集束して、
円形の形状で電子銃を離れる。偏向ヨークの影響を受け
ない画面の近くに到達するまで、電子ビームは形状が変
形せず、細く集束するので、スクリーン上に小さい円形
の電子ビームスポットが形成される。

【０００７】電子銃から発射された電子ビームは、偏向
ヨークの偏向磁場（Deflection Magnetic field）によ
って画面全体を走査することにより、画像を再現する。
この偏向ヨークの偏向磁場は、電子ビームを画面いっぱ
いに偏向させると同時に、複数個の電子ビームを画面上
のある一点に集中させることもしなければならない。こ
のため、電子ビームを水平（Ｘ−Ｘ）インラインで放出
し、偏向ヨークから発生する偏向磁場を非均一磁界にし
ている。非均一磁界とは、中央部分とエッジ部分（画面
の周辺部）とで磁界の強さが異なる磁界をいう。セルフ
コンバーゼンス（self convergence）方式においては、
非均一磁界を使用する。Ｒ、ＧおよびＢの電子ビーム
は、セルフコンバーゼンス方式の磁界によって、画面の
全域で自動的に集束される。このセルフコンバーゼンス
磁界は、図３（ａ）に示す垂直偏向磁界のピンクッショ
ン（pincushion）磁界と、図３（ｂ）に示す水平偏向磁
界のバレル（barrel）磁界とに分けることができる。

【０００８】これらの磁界は、図４（ａ）および図４
（ｂ）に示すように、各々２極成分および４極成分で構
成される。図４（ａ）および図４（ｂ）に示すように、
電子ビームは、電子銃から放出された後、２極成分によ
り矢印方向に主偏向され、微視的には４極成分により矢
印方向に電磁力を受ける。ここで電子ビームは、図４
（ｃ）に示すように、水平方向には拡散磁界レンズ、垂
直方向には集束磁界レンズの作用を受けることになる。

【０００９】これにより、カソード１から放出される水
平断面の電子ビームおよび垂直断面の電子ビームは、カ
ソードレンズ、プリフォーカスレンズ、そして主静電集
束レンズによって、この順番で順次、集束され、偏向磁
場の影響の無い画面の中央部においては、垂直（Ｙ−
Ｙ）方向および水平（Ｘ−Ｘ）方向での集束作用が同一
となる。その結果、電子ビームは、ほぼ円形の電子ビー
ムスポットを形成する。しかし、偏向磁場の影響を受け
る画面の周辺部においては、垂直断面の電子ビームが垂
直（Ｙ−Ｙ）方向の集束磁界レンズにより強く集束して
オーバーフォーカス（Over focus）になる。また、水平
方向の電子ビームは水平（Ｘ−Ｘ）方向の拡散磁界レン
ズにより発散してアンダフォーカス（Under Focus）に
なる。その結果、画面周辺部において解像度が低下す
る。

【００１０】このように偏向磁場によって画面周辺部に
おいて解像度が低下することを改善する方法として、プ
リフォーカスレンズの垂直（Ｙ−Ｙ）方向および水平
（Ｘ−Ｘ）方向において、電子ビームの拡散作用を異に
して、主静電集束レンズで垂直方向および水平方向の電
子ビームの入射角が異なるようにした構造が提案されて
きた。

【００１１】このような構造では、電子ビームは、プリ
フォーカスレンズにより入射角が異なった状態で主静電
集束レンズを通過する。そのため、主静電集束レンズを
通過した電子ビームは、垂直方向および水平方向の軌跡
が異なって、集束磁界レンズおよび拡散磁界レンズを通
過するときに可変される電子ビームの経路を補償するこ
とによって、画面の周辺部での解像度の低下を防止する
ことができる。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかしこのような構造
により、あるいは図３および図４に図示した非均一偏向
磁場により、電子ビームは、垂直（Ｙ−Ｙ）方向に強い
集束力を受けて横長化されようとする現象がある。なぜ
なら、画面のエッジ（周辺部）に行くほど非均一磁界の
強度が強くなるためである。

【００１３】電子ビームの焦点軌跡と画面までの距離差
が、画面エッジ（周辺部）に行くほど大きくなる。その
ため、図５（ａ）に示すように、電子ビームスポット８
は、画面のエッジでコア（Core）部分９が細くなり、電
子密度の低いハロー（halo）部分１０は大きくなるの
で、カラー受像管の解像度を大きく低下させることにな
った。

【００１４】このように横長化されたコア部分９と、コ
ア部分の上下に生じかつ電子密度の低いハロー部分１０
とを除去するために、図２に示すように電子ビームを主
静電集束レンズ（３と４の間）に入射する前に、あらか
じめ横長化されるようにプリフォーカス部分を非軸対称
プリフォーカスレンズにする方法が提案された。なお、
主静電集束レンズの円形軸対称レンズを通過して偏向領
域に入射する電子ビームを縦長形にするための一方法と
して、第２グリッド電極３に横長形電子ビーム通過孔３
ａを形成する方法が提案されている。しかし、この方法
のみでは、画面のエッジで焦点軌跡と画面までの距離差
に該当するハロー成分を完全に除去することができず、
画面の中央部では電子ビームスポット８ａが縦長化され
る。

【００１５】図５（ａ）は、画面の各位置における、円
形軸対称の電子ビーム通過孔を有する電子銃の電子ビー
ムスポット８の形状を示す。電子ビームスポットは、非
均一磁界の影響を受けない画面中央部においては、円形
のコアで形成されるが、画面の周辺部ではコア部分９の
幅が細く上下に広くなるハロー部分１０が現れることが
わかる。図５（ｂ）は、電子ビーム形成領域部ＢＲＦに
横長形電子ビーム通過孔３ａを形成した場合の電子ビー
ムスポット８ａの形状を示す。電子ビームスポット８ａ
の形状は、画面のエッジにおいてはコア部分９の上下ハ
ロー部分１０がある程度改善されていることがわかる
が、この場合にもハロー部分１０が完全には除去されて
いないのがわかる。このような現象は、電子ビームの偏
向角が大きくなるほど、さらにカラー受像管が大型化さ
れるほど、よりひどくなる。

【００１６】本発明は、上記課題を解決するためになさ
れたものであり、その目的は、カラー受像管の画面周辺
部および画面中央部における電子ビームの特性を改善し
て、画面全体にわたってビームスポットの均一性を実現
することである。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明のビームスポット
歪み防止用電子銃は、熱電子を放出するカソードと、電
子ビーム通過孔の垂直方向の大きさを水平方向の大きさ
より大きく形成して、該放出された熱電子を制御する第
１グリッドと、電子ビーム通過孔の垂直方向の大きさを
水平方向の大きさより小さく形成して、該放出された熱
電子を加速する第２グリッドと、電子ビーム通過孔の垂
直方向の大きさを水平方向の大きさより大きく形成し
て、該放出された熱電子を集束する第３グリッドと、を
備えており、そのことにより上記目的が達成される。

【００１８】好ましくは、前記第１グリッドの電子ビー
ム通過孔の垂直方向の大きさが水平方向の大きさの１．
１倍以上１．４倍以下である。

【００１９】好ましくは、前記第１グリッド、前記第２
グリッドおよび前記第３グリッドに形成される電子ビー
ム通過孔が長方形である。

【００２０】ある実施例では、前記電子ビーム通過孔の
中心部分に、円形の凹部が形成されていてもよい。

【００２１】

【作用】本発明によれば、第１グリッドおよび第３グリ
ッドの電子ビーム通過孔の垂直方向の大きさは、水平方
向の大きさより大きく、第２グリッドの電子ビーム通過
孔の垂直方向の大きさは、水平方向の大きさより小さく
形成されている。そのため、主レンズに入射するときの
電子ビームの形態が横長形になる。その結果、垂直方向
への偏向収差を小さくできる。

【００２２】また、各グリッドの電子ビーム通過孔を長
方形状とすることにより、垂直方向への偏向収差をより
小さくできる。

【００２３】さらに、長方形状である電子ビーム通過孔
の中心部分に、円形の凹部を形成することにより、この
凹部を利用して各グリッドをジグに挿入することができ
る。

【００２４】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図６から図１０を
参照して説明する。

【００２５】図６は本発明の一実施例を示す斜視図であ
り、図７は本発明による水平方向および垂直方向の電子
ビーム集束図であり、図９は本発明の電子銃の電子ビー
ムの変形を説明するための光学的模式図である。

【００２６】図６に基づいて、本発明の構成を説明す
る。カソード１から画面方向にむかって、第１グリッド
２、第２グリッド３および第３グリッド６が、この順番
で設けられている。第１グリッド２および第３グリッド
６には、垂直方向の大きさＶが水平方向の大きさＨより
大きい電子ビーム通過孔１１および１３が、それぞれ形
成されている。第２グリッド３には、垂直方向の大きさ
Ｖが水平方向の大きさＨより小さい電子ビーム通過孔１
２が形成されている。これらの電子ビーム通過孔１１、
１２および１３の形状は長方形にするのが好ましい。ま
た本実施例においては、第１グリッド２に形成される電
子ビーム通過孔１１の垂直方向の大きさＶは、水平方向
の大きさＨの１．１倍以上１．４倍以下の孔形状であ
る。

【００２７】このように構成された本発明は、電子ビー
ムが画面周辺部に偏向されるとき、電子ビームの歪みが
最小化できるように構造を改善したものであり、電子ビ
ームが主レンズに入射するとき、電子ビームの形態を横
長形（図８参照）にして垂直方向への偏向収差を最小化
させる。そのため、画面周辺部でハロー部分をなくして
解像度を向上させることができる。

【００２８】図７（ａ）および図７（ｂ）を参照して、
本発明により横長形の電子ビームを作る原理を説明す
る。電子ビームの集束度からわかるように、電子ビーム
通過孔の形態によって垂直方向および水平方向の電子レ
ンズの集束作用が異なる。すなわち垂直方向（図７
（ｂ）参照）では、水平方向（図７（ａ）参照）に比べ
て、第１グリッド２の電子ビーム通過孔１１が大きいた
めに、クロスオーバー（cross over）がカソード１面か
らよりいっそう遠くに形成される。その結果、電子ビー
ムの発散角α’が小さくなり、また第２グリッド３およ
び第３グリッド６の形態によりプリフォーカスレンズの
集束作用が強められる。そのため、図８に示すように主
レンズを通過する前の電子ビームの形状が横長化され
る。

【００２９】図９に示すように、このように横長化され
た電子ビームが主レンズＭＬを通過すると、垂直方向で
の焦点軌跡は、水平方向での焦点軌跡より長くなる。そ
の結果、画面の周辺部において垂直方向の焦点軌跡が短
くなることが補償される。これにより画面Ｓでは、縦長
形のビームスポットが形成される。

【００３０】この横長形の電子ビームは、第１グリッド
においてＨ＜Ｖ、第２グリッドにおいてＨ＞Ｖ、第３グ
リッドにおいてＨ＜Ｖを満足する場合において、特に良
好な特性を有する。そして、電子ビームの放出面積を考
慮すれば、第１グリッド２に形成される電子ビーム通過
孔の垂直方向Ｖの大きさは、水平方向Ｈの大きさの１．
１倍以上、１．４倍以下にするのが好ましい。

【００３１】図１０は本発明の他の実施例を示す斜視図
である。長方形の形状からなる電子ビーム通過孔の中心
部分に、円形の一部をなす凹部（円形の凹溝）１４が形
成されている。そのため電子銃の組み立て時には、円形
の凹部１４を利用して、各グリッドをジグに挿入でき
る。その結果、各グリッドをアライン（align）させる
ことが容易になるという利点が生じる。

【００３２】

【発明の効果】本発明によれば、第１グリッドおよび第
３グリッドの電子ビーム通過孔の垂直方向の大きさは、
水平方向の大きさより大きく、第２グリッドの電子ビー
ム通過孔の垂直方向の大きさは、水平方向の大きさより
小さく形成されている。その結果、垂直方向への偏向収
差による歪み現象を小さくでき、画面の中央部はもとよ
り、画面の周辺部においても、高い解像度を得ることが
できる。

【００３３】また、各グリッドの電子ビーム通過孔を長
方形状とすることにより、電子ビームの偏向収差による
歪み現象を無くすことができる。したがって、画面の中
央部はもとより画面の周辺部までも電子密度の高いコア
部分でのみビームスポットを形成することができる。つ
まり、画面の中央部はもちろん、周辺部においても高解
像度を得ることができる。

【００３４】さらに、長方形状である電子ビーム通過孔
の中心部分に、円形の凹部を形成することにより、この
凹部を利用して各グリッドをジグに挿入することができ
るので、電子銃の組立時のアラインが容易になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の単一主静電レンズ形の電子銃を一部切開
して示す斜視図である。

【図２】図１の構造で前段集束レンズ系が備えられた電
子銃の斜視図である。

【図３】従来の電子銃の電子ビームスポットとセルフコ
ンバーゼンス磁界との関係図であり、（ａ）はピンクッ
ション磁界との関係図であり、（ｂ）はバレル磁界との
関係図である。

【図４】（ａ）〜（ｃ）は、磁界により電子ビームが偏
向力を受ける状態を説明するための参考図である。

【図５】（ａ）および（ｂ）は、画面の各部位別に電子
ビームスポットの形状を示す参考図である。

【図６】本発明の一実施例を示す斜視図である。

【図７】（ａ）は、本発明による水平方向の電子ビーム
の集束図であり、（ｂ）は、垂直方向の電子ビーム集束
図である。

【図８】本発明による電子ビームの形状を示すグラフで
ある。

【図９】本発明電子銃の電子ビームの変形を説明するた
めの光学模式図である。

【図１０】本発明の他の実施例を示す斜視図である。

【符号の説明】

１カソード２第１グリッド電極３第２グリッド電極４第１集束加速電極５第２集束加速電極６第３グリッド電極７第４グリッド電極１１、１２、１３電子ビーム通過孔１４凹溝Ｖ垂直方向の大きさＨ水平方向の大きさ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】熱電子を放出するカソードと、電子ビーム通過孔の垂直方向の大きさを水平方向の大き
さより大きく形成して、該放出された熱電子を制御する
第１グリッドと、電子ビーム通過孔の垂直方向の大きさを水平方向の大き
さより小さく形成して、該放出された熱電子を加速する
第２グリッドと、電子ビーム通過孔の垂直方向の大きさを水平方向の大き
さより大きく形成して、該放出された熱電子を集束する
第３グリッドと、を備えることを特徴とするビームスポ
ット歪み防止用電子銃。
【請求項２】前記第１グリッドの電子ビーム通過孔の
垂直方向の大きさが水平方向の大きさの１．１倍以上
１．４倍以下である孔形状からなることを特徴とする請
求項１に記載のビームスポット歪み防止用電子銃。
【請求項３】前記第１グリッド、前記第２グリッドお
よび前記第３グリッドに形成される電子ビーム通過孔が
長方形であることを特徴とする請求項１に記載のビーム
スポット歪み防止用電子銃。
【請求項４】前記電子ビーム通過孔の中心部分に、円
形の凹部が形成されていることを特徴とする請求項３に
記載のビームスポット歪み防止用電子銃。