JP2003142011A - Electron gun and its manufacturing method, cathode-ray tube and display device - Google Patents

Electron gun and its manufacturing method, cathode-ray tube and display device

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JP2003142011A
JP2003142011A JP2001341021A JP2001341021A JP2003142011A JP 2003142011 A JP2003142011 A JP 2003142011A JP 2001341021 A JP2001341021 A JP 2001341021A JP 2001341021 A JP2001341021 A JP 2001341021A JP 2003142011 A JP2003142011 A JP 2003142011A
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JP
Japan
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electron
electron emission
cathode
electrode
electron gun
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JP2001341021A
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Japanese (ja)
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Akihiro Kojima
章弘 小嶌
Tadakatsu Nakahira
忠克 中平
Yoshinori Yamada
義禮 山田
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electron gun capable of obtaining optimum hollow beams, a cathode-ray tube and a display device capable of obtaining an image with high brightness and high resolution. SOLUTION: This electron gun 1 has an electron emission suppressing region 9 formed by including laser beam machining utilizing a plasma liberation phenomenon (for example, laser beam machining using femtosecond laser), and is composed of a cathode body structure 2 emitting hollow electron beams having no heat modified part and/or no heat deformed part caused by laser beam machining in the periphery of the electron emission suppressing region 9, and a plurality of electrodes G1 , G2 , and 3. The cathode-ray tube has the electron gun 1. The display device has the cathode-ray tube.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、画像、文字等の情
報を表示する陰極線管、表示装置等に用いて好適な電子
銃とその製造方法、並びにこの電子銃を備えた陰極線管
及び表示装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a cathode ray tube for displaying information such as images and characters, an electron gun suitable for use in a display device, a manufacturing method thereof, and a cathode ray tube and a display device equipped with this electron gun. Regarding

【0002】[0002]

【従来の技術】来るべきブロードバンド時代では、一般
家庭のお茶の間に置かれているテレビジョン受像機が情
報端末の役目を担う。その際、文字情報を大画面上で高
解像度に表示すること、及びデジタル・ビデオ・ディス
ク(DVD)等の高画質映像を迫力ある大画面表示で明
るく高精細で表示することが要求される。
2. Description of the Related Art In the coming broadband era, a television receiver placed in a tea room of a general household plays a role of an information terminal. At that time, it is required to display the character information on a large screen in a high resolution and to display a high quality image such as a digital video disc (DVD) in a powerful large screen in a bright and high definition.

【0003】陰極線管は、電子ビームを走査することに
より画像を発光表示しているため、画面サイズが大きく
なるに従い、ビーム走査範囲が広くなり、同一カソード
電流では、蛍光面輝度が低下する。このため大画面化に
従い、より大きいカソード電流で画像表示する必要があ
る。しかし、カソード電流が大きくなると、一般に電子
ビームスポット径(Vss)が肥大化することは避けら
れない。電子ビームスポット径が大きくなると、画面に
表示される画像がぼやけて見えるようになり、解像度の
劣化を招く。
Since the cathode ray tube emits and displays an image by scanning with an electron beam, the beam scanning range becomes wider as the screen size increases, and the luminance of the fluorescent screen decreases with the same cathode current. Therefore, as the screen becomes larger, it is necessary to display an image with a larger cathode current. However, when the cathode current increases, it is generally unavoidable that the electron beam spot diameter (Vss) increases. When the electron beam spot diameter becomes large, the image displayed on the screen becomes dim and the resolution deteriorates.

【0004】従来よりこの対策として、主レンズ系の口
径拡大、共有化、多段収束化等、電子レンズ系の球面収
差の低減策が営々と実行されて来たが、要求水準が時代
と共に高くなってきたことも合わせ、未だ十分ではな
い。
Conventionally, as measures against this, measures for reducing the spherical aberration of the electronic lens system such as enlargement of the diameter of the main lens system, sharing, multi-stage convergence, etc. have been steadily implemented, but the required level has increased with the times. Combined with what has been done, it is still not enough.

【0005】一方、上記とは異なる解決策として、中空
状の電子ビーム(以下、中空ビームという)を利用する
発想が以前よりある。中空ビームを用いる試みは、19
60年代より高周波増幅真空管において行われ、また陰
極線管の電子銃への応用の試みも1970年代に行われ
ている(米国特許第4091311号参照)。以前より
中空ビームを用いた陰極線管の特性の良さは知られてい
たが、組み立ての困難さにより商品化には至っていな
い。
On the other hand, as a solution different from the above, there has been an idea of using a hollow electron beam (hereinafter referred to as a hollow beam). Attempts to use hollow beams have been
Since the 1960s, it has been carried out in a high-frequency amplification vacuum tube, and an attempt to apply a cathode ray tube to an electron gun has been made in the 1970s (see US Pat. No. 4,091,311). It has been known for some time that the characteristics of a cathode ray tube using a hollow beam are good, but it has not been commercialized due to the difficulty of assembly.

【0006】また、中空ビーム電子銃は、特開2001
ー93438号公報でも提案されている。この技術は、
カソードドライブ特性とエミッタンス特性の両特性を同
時に向上させる中空ビーム電子銃の構造を簡易にし、量
産性を向上させるために、レーザを用いてカソード電子
放射領域を加工する方法である。
A hollow beam electron gun is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2001-2001.
It is also proposed in Japanese Patent Publication No. 93438. This technology
This is a method of processing a cathode electron emission region using a laser in order to simplify the structure of a hollow beam electron gun that simultaneously improves both the cathode drive characteristic and the emittance characteristic and improve mass productivity.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】ところで、中空ビーム
電子銃においては、カソード構体の電子放射部分を高精
度に形成されることが重要である。しかし、微細加工が
要求される電子放射部分を高精度に形成することが困難
であり、画面上でより微細ビームスポットとなる中空ビ
ームを得るのが困難であった。
By the way, in the hollow beam electron gun, it is important that the electron emitting portion of the cathode structure is formed with high precision. However, it is difficult to accurately form an electron emission portion that requires fine processing, and it is difficult to obtain a hollow beam that becomes a finer beam spot on the screen.

【0008】本発明は、上述の点に鑑み、画面上で微細
ビームスポットとなる最適な中空ビームが得られる電子
銃とその製造方法を提供するものである。本発明は、高
輝度、高解像度(高精細)の画像が得られる陰極線管及
びこれを備えた表示装置を提供ものである。
In view of the above points, the present invention provides an electron gun capable of obtaining an optimum hollow beam which becomes a fine beam spot on a screen, and a manufacturing method thereof. The present invention provides a cathode ray tube capable of obtaining an image of high brightness and high resolution (high definition), and a display device including the same.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明に係る電子銃は、
プラズマ遊離現象を利用したレーザ加工を含んで形成さ
れた電子放射抑制領域を有し、この電子放射抑制領域の
周囲にレーザ加工による熱変質部又は/及び熱変形部が
なく中空状の電子ビームを放射するようにしたカソード
構体と、複数の電極とから成る。
The electron gun according to the present invention comprises:
It has an electron emission suppression region formed by including laser processing utilizing the plasma release phenomenon, and a hollow electron beam is formed around this electron emission suppression region without a heat-altered portion or / and a heat deformed portion due to laser processing. It is composed of a cathode structure adapted to emit light and a plurality of electrodes.

【0010】本発明の電子銃では、カソード構体の電子
放射抑制領域がプラズマ遊離現象を利用したレーザ加工
で形成されているので、電子放射抑制領域の周囲には熱
変質部、バリのような突起状の熱変形部等が存在しな
い。このため、高精度に形成された所望面積の電子放射
抑制領域を有するので、画面上で十分に小さいスポット
径になる最適な中空状電子ビームを放射することができ
る。
In the electron gun of the present invention, since the electron emission suppressing region of the cathode structure is formed by laser processing utilizing the plasma release phenomenon, a thermally altered portion and a protrusion such as a burr are formed around the electron emission suppressing region. There is no heat-deformed part. Therefore, since the electron emission suppressing region having a desired area formed with high precision is provided, it is possible to emit an optimum hollow electron beam having a sufficiently small spot diameter on the screen.

【0011】本発明に係る電子銃の製造方法は、カソー
ド構体の電子放射本体の一部にプラズマ遊離現象を利用
したレーザ加工を施して電子放射抑制領域を形成する工
程を有し、中空状の電子ビームを放射するようにしたカ
ソード構体を形成する。
The method of manufacturing an electron gun according to the present invention has a step of forming an electron emission suppression region by performing laser processing utilizing a plasma release phenomenon on a part of the electron emission main body of the cathode structure. A cathode assembly adapted to emit an electron beam is formed.

【0012】プラズマ遊離現象を利用したレーザ加工
は、いわゆる非熱加工である。本発明の電子銃の製造方
法では、カソード構体の電子放射本体に対して、プラズ
マ遊離現象を利用したレーザ加工を施して電子放射抑制
領域を形成するので、レーザ照射領域以外の電子放射領
域に熱的影響を与えることがない。従って、最適な中空
状電子ビームを放射するカソード構体を精度良く作成で
きる。
Laser processing utilizing the plasma release phenomenon is so-called non-thermal processing. In the method of manufacturing an electron gun of the present invention, the electron emission main body of the cathode structure is subjected to laser processing utilizing the plasma liberation phenomenon to form the electron emission suppression region, so that the electron emission region other than the laser irradiation region is heated. It does not affect the target. Therefore, it is possible to accurately create a cathode structure that emits an optimal hollow electron beam.

【0013】本発明に係る陰極線管は、プラズマ遊離現
象を利用したレーザ加工を含んで形成された電子放射抑
制領域を有し、この電子抑制領域の周囲にレーザ加工に
よる熱変質部又は/及び熱変形部がなく中空状の電子ビ
ームを放射するようにしたカソード構体と、複数の電極
とからなる電子銃を備えて成る。
The cathode ray tube according to the present invention has an electron emission suppression region formed by including laser processing utilizing a plasma release phenomenon, and a heat-altered portion or / and heat generated by laser processing is provided around the electron suppression region. It is provided with an electron gun including a plurality of electrodes and a cathode structure which does not have a deformed portion and emits a hollow electron beam.

【0014】本発明の陰極線管では、高精度に形成れた
所望面積の電子放射抑制領域を有するカソード構体を配
した電子銃を備えているので、最適な中空状電子ビーム
が得られ、高電流時でも高解像度の画像が得られる。
Since the cathode ray tube of the present invention is provided with the electron gun having the cathode structure having the electron emission suppressing region of the desired area formed with high precision, the optimum hollow electron beam can be obtained and the high current can be obtained. High resolution images are often obtained.

【0015】本発明に係る表示装置は、プラズマ遊離現
象を利用したレーザ加工を含んで形成された電子放射抑
制領域を有し、この電子抑制領域の周囲にレーザ加工に
よる熱変質部又は/及び熱変形部がなく中空状の電子ビ
ームを放射するようにしたカソード構体と、複数の電極
とからなる電子銃を有した陰極線管を備えて成る。
The display device according to the present invention has an electron emission suppression region formed by including laser processing utilizing a plasma release phenomenon, and a heat-altered portion or / and heat generated by laser processing is provided around the electron suppression region. It is provided with a cathode ray tube having an electron gun composed of a plurality of electrodes and a cathode structure which emits a hollow electron beam without a deformed portion.

【0016】本発明の表示装置では、上記陰極線管を備
えるので、最適な中空状電子ビームが得られ、高電流時
でも高解像度の表示画像が得られる。
Since the display device of the present invention is provided with the above-mentioned cathode ray tube, an optimum hollow electron beam can be obtained and a high resolution display image can be obtained even at a high current.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態による電子銃
は、プラズマ遊離現象を利用したレーザ加工を含んで形
成された電子放射抑制領域を有し、この電子放射抑制領
域の周囲にレーザ加工による熱変質部又は/及び熱変形
部がなく中空ビームを放射するようにしたカソード構体
と、複数の電極とから構成される。プラズマ遊離現象を
利用したレーザ加工としては、発振パルス幅が1ピコ秒
以下の超短パルスレーザ(以下、フェムト秒レーザとい
う)を照射する加工を用いることができる。このプラズ
マ遊離現象を利用したレーザ加工の場合は、加熱を伴わ
ずいわゆる非加熱で加工される。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION An electron gun according to an embodiment of the present invention has an electron emission suppression region formed by including laser processing utilizing a plasma release phenomenon, and laser processing is performed around the electron emission suppression region. It is composed of a plurality of electrodes, and a cathode structure that emits a hollow beam without a heat-altered portion and / or a heat-deformed portion. As the laser processing utilizing the plasma release phenomenon, processing in which an ultrashort pulse laser with an oscillation pulse width of 1 picosecond or less (hereinafter referred to as femtosecond laser) is irradiated can be used. In the case of laser processing utilizing this plasma release phenomenon, so-called non-heating processing is performed without heating.

【0018】電子放射抑制領域は、電子放出物質を有し
たいわゆる電子放射本体の中央に形成され、その面積
は、第1電極のビーム透過孔の面積の5%〜45%が望
ましい。この面積は、カソード表面の電界強度分布に依
存する。動作時のカソード−第1電極間距離が50μ
m、第1電極板厚45μm、第1電極−第2電極間距離
400μm、第1電極電位0V、第2電極電位600V
時においては、この電子放射抑制領域面積は、第1電極
のビーム透過孔の面積の約25%で最適値となった。5
%〜45%から外れると、後述するように中空ビームと
する効果が顕著に得られない。本実施の形態のカソード
構体は、酸化物による電子放出物質を塗布してなるオキ
サイド塗布型カソード構体、あるいは多孔質金属に電子
放出物質を含浸してなる含浸型カソード構体のいずれも
適用できる。
The electron emission suppression region is formed in the center of a so-called electron emission body having an electron emitting substance, and its area is preferably 5% to 45% of the area of the beam transmission hole of the first electrode. This area depends on the electric field intensity distribution on the cathode surface. The distance between the cathode and the first electrode during operation is 50μ
m, first electrode plate thickness 45 μm, first electrode-second electrode distance 400 μm, first electrode potential 0 V, second electrode potential 600 V
At this time, the area of this electron emission suppression region became the optimum value at about 25% of the area of the beam transmission hole of the first electrode. 5
If it deviates from 45% to 45%, the effect of forming a hollow beam cannot be remarkably obtained as described later. As the cathode structure of the present embodiment, either an oxide-coated cathode structure formed by coating an electron emission substance of oxide or an impregnated cathode structure formed by impregnating a porous metal with an electron emission substance can be applied.

【0019】電子放射抑制領域は、電子放射本体の窪み
部(凹溝)で形成することができる。このとき、窪み部
位の深さは、3極部(カソード、第1電極及び第2電
極)における電極から窪み部への電界のしみ込みが少な
く、電子放射に寄与しない程度の電界強度になる深さに
設定される。即ち、電子放射抑制領域から電子が放射さ
れないような深さの窪みとする。電子放射抑制領域は、
電子放射本体の切除部で形成することができる。例えば
電子放射本体を厚み方向に全て切除して電子放射抑制領
域を形成しても良い。
The electron emission suppressing region can be formed by a depression (concave groove) of the electron emission body. At this time, the depth of the recessed portion is such that the electric field does not soak into the recessed portion from the electrode in the three-pole portion (cathode, first electrode, and second electrode) so that the electric field strength does not contribute to electron emission. Is set to That is, the depth is such that no electrons are emitted from the electron emission suppression region. The electron emission suppression region is
It can be formed at the cutout of the electron emitting body. For example, the electron emission main body may be entirely cut off in the thickness direction to form the electron emission suppression region.

【0020】本発明の実施の形態による電子銃の製造方
法は、カソード構体の電子放射本体の一部にプラズマ遊
離現象を利用したレーザ加工を施して電子放射抑制領域
を形成する工程を有し、中空状の電子ビームを放射する
ようにしたカソード構体を形成する。プラズマ遊離現象
を利用したレーザ加工は、上述したように、フェムト秒
レーザを照射して行う非熱加工を用いることができる。
A method of manufacturing an electron gun according to an embodiment of the present invention includes a step of performing laser processing utilizing a plasma release phenomenon on a part of an electron emission main body of a cathode structure to form an electron emission suppression region, A cathode structure adapted to emit a hollow electron beam is formed. The laser processing using the plasma release phenomenon can be performed by non-thermal processing performed by irradiating a femtosecond laser, as described above.

【0021】本製法では、プラズマ遊離現象を利用した
レーザ加工で、電子放出物質を有したいわゆる電子放射
本体に切除部を形成し、この切除部によって電子放射抑
制領域を形成することができる。例えば、電子放射本体
を厚み方向に全て切除して電子放射抑制領域を形成する
ことができる。また、プラズマ遊離現象を利用したレー
ザ加工で、電子放出物質を有したいわゆる電子放射本体
に窪み部を形成し、この窪み部によって電子放射抑制領
域を形成することができる。
In the present manufacturing method, laser cutting utilizing a plasma release phenomenon can be used to form a cut portion in a so-called electron emission body having an electron emitting substance, and this cut portion can form an electron emission suppression region. For example, the electron emission main body can be entirely cut off in the thickness direction to form the electron emission suppression region. Further, by laser processing utilizing the plasma release phenomenon, a recessed portion can be formed in a so-called electron emission body having an electron emitting substance, and the electron emission suppression region can be formed by this recessed portion.

【0022】本製法では、電子放射本体が形成されたカ
ソード構体と電子銃電極系の一部又は全部、例えばプリ
フォーカス電極系の一部又は全部、或いはプリフォーカ
ス電極系及び主フォーカス電極系を含む全電極又はその
一部とを組み立て、電極のビーム透過孔を通して上記フ
ェムト秒レーザを照射して電子放射本体に電子放射抑制
領域を形成することができる。このレーザ加工におい
て、カソード構体のカソード面及びカソード面と対向す
る電極間に所定の電圧を印加し、プラズマ遊離した物
質、いわゆる加工飛散物の電極への付着を防ぎながら、
上記レーザ加工を行うことが好ましい。または、プラズ
マ遊離した物質、いわゆる加工飛散物を吸引除去しなが
ら、レーザ加工を行うことが好ましい。さらに、これら
電圧の印加と、吸引除去を組み合わせながら、上記レー
ザ加工を行うことが好ましい。さらには、カソード構体
に対して仮の電子銃電極系の一部又は全部、例えばプリ
フォーカス電極系の一部又は全部、或いはプリフォーカ
ス電極系及び主フォーカス電極系を含む全部又はその一
部を組み立て、この仮の電極のビーム透過孔を通してレ
ーザ照射して電子放射抑制領域を形成した後、この仮の
電極を外し、改めて真の電子銃電極系の一部又は全部を
配置することもできる。
In the present manufacturing method, the cathode structure in which the electron emission body is formed and a part or all of the electron gun electrode system, for example, a part or all of the prefocus electrode system, or the prefocus electrode system and the main focus electrode system are included. It is possible to assemble all the electrodes or a part thereof and irradiate the femtosecond laser through the beam transmission holes of the electrodes to form an electron emission suppression region in the electron emission body. In this laser processing, a predetermined voltage is applied between the cathode surface of the cathode structure and the electrodes facing the cathode surface to prevent the substances released in the plasma, so-called processing scattering, from adhering to the electrodes.
It is preferable to perform the above laser processing. Alternatively, it is preferable to perform laser processing while sucking and removing a substance liberated by plasma, so-called processing scattered matter. Further, it is preferable to perform the laser processing while combining the application of these voltages and the suction removal. Further, a part or all of the provisional electron gun electrode system, for example, part or all of the prefocus electrode system, or all or part thereof including the prefocus electrode system and the main focus electrode system is assembled to the cathode structure. It is also possible to irradiate the laser through the beam transmission hole of the temporary electrode to form the electron emission suppression region, and then remove the temporary electrode to newly arrange a part or all of the true electron gun electrode system.

【0023】中空電子ビームを電子銃に導入する重要な
点は、如何に精度良く電子銃軸に合わせるかにある。本
発明は、電極のビーム透過孔、好ましくは第1電極のビ
ーム透過孔G1 を基準にレーザ加工、いわゆる電極のビ
ーム透過孔を通してレーザ照射して切削加工するもので
ある。
An important point of introducing the hollow electron beam into the electron gun is how to accurately align it with the electron gun axis. In the present invention, the beam transmission hole of the electrode, preferably the beam transmission hole G 1 of the first electrode is used as a reference for laser processing, that is, laser irradiation is performed through the beam transmission hole of the so-called electrode for cutting.

【0024】本発明の実施の形態による陰極線管は、上
述の電子銃を備えて構成される。本発明の実施の形態に
よる表示装置は、上述の電子銃を有した陰極線管を備え
て構成される。
A cathode ray tube according to the embodiment of the present invention comprises the above-mentioned electron gun. A display device according to an embodiment of the present invention is configured to include a cathode ray tube having the electron gun described above.

【0025】更に、図面を参照して本発明の実施の形態
を詳述する。
Further, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

【0026】レーザ照射による切削加工には、図10に
示すように、エネルギー密度と発振パルス幅により、溶
融化、気化、プラズマ化(原子から電子雲が剥ぎ取られ
た原子核だけの裸の状態)の3種の加工がある。例え
ば、発振パルス幅が広いレーザを被加工金属に照射する
と被照射領域は溶ける(溶融化)。同じエネルギー量で
発振パルス幅の狭いレーザを被加工金属に照射すると被
照射領域は気化する(気化)。これら溶融化加工、気化
加工は、熱振動が伴うので熱加工である。同じエネルギ
ー量でさらに発振パルス幅の狭いレーザを被加工金属に
照射すると金属原子がプラズマ化して遊離する。このプ
ラズマ化加工は、短時間に高エネルギーを照射すること
により、被照射領域の原子を急激に励起し、原子を原子
周囲の電子雲から離脱するように原子間結合を切断し、
プラズマ化して原子が遊離する現象を利用した加工法で
ある。つまり、非常に高強度の光エネルギーを極めて短
い時間間隔だけ被照射領域の原子に注入し、その領域の
原子をプラズマ化して遊離させると共に、その周辺の原
子が熱振動を開始する以前にエネルギー注入を終えてし
まう加工法である。このプラズマ化加工は、非熱加工で
ある。
For cutting by laser irradiation, as shown in FIG. 10, depending on the energy density and the oscillation pulse width, melting, vaporization, or plasma formation (a bare state of only atomic nuclei in which electron clouds are stripped from atoms) There are three types of processing. For example, when a metal to be processed is irradiated with a laser having a wide oscillation pulse width, the irradiated region is melted (melted). When the metal to be processed is irradiated with a laser having the same energy amount and a narrow oscillation pulse width, the irradiated region is vaporized (vaporized). These melt processing and vaporization processing are thermal processing because they are accompanied by thermal vibration. When the metal to be processed is irradiated with a laser having the same energy amount and a narrower oscillation pulse width, metal atoms are turned into plasma and released. In this plasma processing, by irradiating high energy in a short time, atoms in the irradiated region are rapidly excited, and the interatomic bond is cut so that the atoms are separated from the electron cloud around the atoms,
This is a processing method that utilizes the phenomenon that atoms are released by being made into plasma. That is, very high intensity light energy is injected into the atoms in the irradiated area for an extremely short time interval, the atoms in that area are plasmatized and released, and the energy injection is performed before the surrounding atoms start thermal vibration. It is a processing method that ends. This plasma processing is non-thermal processing.

【0027】本発明は、このプラズマ化加工を利用する
ものである。本実施の形態では発振パルス幅が1ピコ秒
以下のフェムト秒レーザを用いる。具体例として、Er
ーNdーYAG発振レーザの2倍波、波長:775n
m、発振パルス幅:0.15ピコ秒を用いることができ
る。
The present invention utilizes this plasma processing. In this embodiment mode, a femtosecond laser whose oscillation pulse width is 1 picosecond or less is used. As a specific example, Er
-Nd-YAG oscillation laser double wave, wavelength: 775n
m, oscillation pulse width: 0.15 picoseconds can be used.

【0028】図1は、本発明の一実施の形態に係る電子
銃、特にその要部である3極部(カソード、第1電極及
び第2電極からなる構成部)の構成を示す。本例は含浸
型カソード構体を有する電子銃に適用した場合である。
本実施の形態に係る電子銃1は、含浸型カソード構体2
と、第1電極(制御電極)G1 、第2電極(制御電極)
2 、図示せざるも第3電極G3 以降の各電極群3(主
電子レンズ系等を構成する電極群)からなる複数の電極
とを配列して構成される。カラー陰極線管用の電子銃で
は、赤(R)、緑(G)及び青(B)に対応する各カソ
ード構体2がインライ配列され、これら3つのカソード
構体2に対して共通の第1電極G1 、第2電極G2 、・
・の複数の電極が配列される。
FIG. 1 shows the structure of an electron gun according to an embodiment of the present invention, in particular, a three-pole part (a constituent part consisting of a cathode, a first electrode and a second electrode) which is a main part thereof. This example is applied to an electron gun having an impregnated cathode structure.
The electron gun 1 according to the present embodiment includes an impregnated cathode structure 2
And a first electrode (control electrode) G 1 and a second electrode (control electrode)
G 2 and a plurality of electrodes (not shown) each including an electrode group 3 (an electrode group forming the main electron lens system) after the third electrode G 3 are arranged. In an electron gun for a color cathode ray tube, cathode structures 2 corresponding to red (R), green (G) and blue (B) are arranged in a line, and a first electrode G 1 common to these three cathode structures 2 is arranged. , The second electrode G 2 ,
・ A plurality of electrodes are arranged.

【0029】含浸型カソード構体2は、例えばタンタル
(Ta)等の金属からなる円筒状スリーブ4の一端に例
えばタンタル(Ta)等の耐熱性材からなる断面U字状
のカップ6を接合し、カップ6内に含浸型カソード基体
(即ち、電子放射本体)7を配置し、さらにスリーブ4
内に含浸型カソード基体7を加熱するためのヒータ5を
内蔵して構成される。含浸型カソード基体7は、多孔質
金属基体、例えばタングステン粉末を焼結させ一定の空
孔率を持つ多孔質タングステン(W)基体に、電子放出
物質、即ち、例えば炭酸バリウムBaCo3 と、炭酸カ
ルシウムCaCo3 と、酸化アルミニウムAl2 3
を混合し、この混合粉体を水素雰囲気、高温中で焼成
し、粉砕して得た所定粒径の電子放出物質を一様に含浸
して形成される。なお、図示せざるも、含浸型カソード
基体7の電子放射側の表面には、仕事関数を低減させる
ための薄膜、例えばIr,Os,Ru,Re,Sc2
3 等の高融点金属による被膜、又はSc2 3 等を含む
多孔質焼結体による層を形成することもできる。
In the impregnated cathode structure 2, for example, a cylindrical sleeve 4 made of a metal such as tantalum (Ta) is joined to one end of a cup 6 made of a heat-resistant material such as tantalum (Ta) and having a U-shaped cross section. The impregnated cathode substrate (that is, the electron emission body) 7 is placed in the cup 6, and the sleeve 4
A heater 5 for heating the impregnated cathode substrate 7 is built therein. The impregnated cathode substrate 7 is a porous metal substrate, for example, a porous tungsten (W) substrate having a certain porosity obtained by sintering tungsten powder, and an electron emitting material, for example, barium carbonate BaCo 3 and calcium carbonate. CaCo 3 and aluminum oxide Al 2 O 3 are mixed, and the mixed powder is fired in a hydrogen atmosphere at a high temperature, and is uniformly impregnated with an electron-emitting substance having a predetermined particle size obtained by pulverization. It Although not shown, a thin film for reducing the work function, such as Ir, Os, Ru, Re, Sc 2 O, is formed on the surface of the impregnated cathode substrate 7 on the electron emission side.
Coating with a high melting point metal 3 and the like, or Sc 2 O 3 or the like can also be formed layer by porous sintered body containing.

【0030】本実施の形態においては、特に、含浸型カ
ソード基体7の表面中央(即ち、第1電極G1 のビーム
透過孔h1 に対応する中央部)に、フェムト秒レーザを
用いたプラズマ化加工により所定深さの窪み部8を形成
し、この窪み部8によって電子放射抑制領域9を形成す
る。窪み部8の上面から見た面積は、後述するように第
1電極G1 のビーム透過孔h1 の面積より小さく設定さ
れる。窪み部8の深さd1 は、窪み部8での電界強度が
電子放射に寄与しない程度の電界強度になる深さ、例え
ば40μm以上の深さに設定される。
In the present embodiment, in particular, at the center of the surface of the impregnated cathode substrate 7 (that is, the central portion corresponding to the beam transmission hole h 1 of the first electrode G 1 ), plasma conversion using a femtosecond laser is performed. A recess 8 having a predetermined depth is formed by processing, and the recess 8 forms an electron emission suppression region 9. The area viewed from the upper surface of the recess 8 is set smaller than the area of the beam transmission hole h 1 of the first electrode G 1 as described later. The depth d 1 of the recess 8 is set to a depth at which the electric field strength at the recess 8 does not contribute to electron emission, for example, 40 μm or more.

【0031】次に、この電子銃1の製造方法、特に、カ
ソード構体2の製造方法の一実施の形態を説明する。先
ず、図2Aに示すように、スリーブ4内にヒータ5を内
蔵し、カップ6内に表面が平面状に成型された含浸型カ
ソード基体7を収納してカソード構体2を組み立てた
後、プリフォーカス電極系の一部又は全部、本例では一
部の第1電極G 1 を、カソード構体2から所定の間隔、
例えば80μm程度の間隔を置いて配置する。第1電極
1 のビーム透過孔h1 の直径φ1 は、本例では300
μmとした。この第1電極G1 の位置は、実際の電子銃
を構成する位置と同じとする。
Next, a method of manufacturing the electron gun 1, particularly,
An embodiment of a method of manufacturing the sword structure 2 will be described. Destination
Without the heater 5 inside the sleeve 4, as shown in FIG. 2A.
An impregnated mold whose surface is molded flat inside the cup 6
The cathode assembly 2 was assembled by accommodating the sword base 7
After that, a part or all of the prefocus electrode system, in this example, one
Part of the first electrode G 1At a predetermined distance from the cathode assembly 2,
For example, they are arranged at intervals of about 80 μm. First electrode
G1Beam transmission hole h1Diameter φ1Is 300 in this example
μm. This first electrode G1The position of the actual electron gun
Is the same as the position that constitutes

【0032】プリフォーカス電極系は、ここではカソー
ド構体2を除く電極を指す。本例では第1電極G1 及び
第2電極G2 をプリフォーカス電極系とする。プリフォ
ーカス電極系は、プリフォーカスの定義によって、また
電子銃を構成する電極構造によって、電極数等において
多少異なる場合もある。
The prefocus electrode system here refers to the electrodes excluding the cathode assembly 2. In this example, the first electrode G 1 and the second electrode G 2 are a prefocus electrode system. The prefocus electrode system may be slightly different in the number of electrodes depending on the definition of prefocus and the electrode structure forming the electron gun.

【0033】次に、図2Bに示すように、第1電極G1
のビーム透過孔h1 の位置を計測し、この計測位置を基
準にして光学レンズ系13を用いてフェムト秒レーザ1
4を照射し、第1電極G1 のビーム透過孔h1 を通して
照射されたフェムト秒レーザ14により、含浸型カソー
ド基体7の表面中央部をレーザ加工して窪み部8を形成
し、この窪み部8によって電子放射抑制領域9を形成す
る。窪み部8の開口径、即ち電子放射抑制領域9の直径
φ2 は、第1電極G1 のビーム透過孔径φ1 より小さ
く、例えば50〜200μm程度にすることができる。
このレーザ加工は、例えば、図3Aに示すように、含浸
型カソード基体7表面に仕事関数を低減させる薄膜15
を形成した状態でレーザ照射して窪み部8を形成するこ
とも出来るし、或いは図3Bに示すように、薄膜15を
形成する前にレーザ照射して窪み部8を形成したのち、
窪み部8内面を含む含浸型カソード基体7表面に上記薄
膜15を被着形成することもできる。
Next, as shown in FIG. 2B, the first electrode G 1
The position of the beam transmission hole h 1 of the femtosecond laser 1 is measured by using the optical lens system 13 based on the measured position.
4 is irradiated with, the femtosecond laser 14 is irradiated through the beam transmission holes h 1 of the first electrode G 1, the surface central portion of the impregnated cathode base 7 forms the laser processing to recess 8, the recess portion The electron emission suppression region 9 is formed by 8. The opening diameter of the recessed portion 8, that is, the diameter φ 2 of the electron emission suppression region 9 is smaller than the beam transmission hole diameter φ 1 of the first electrode G 1 , and can be, for example, about 50 to 200 μm.
This laser processing is performed, for example, as shown in FIG. 3A, on the surface of the impregnated cathode substrate 7, a thin film 15 for reducing the work function.
It is also possible to irradiate the laser in the state where the thin film is formed to form the recessed portion 8, or, as shown in FIG. 3B, after the laser irradiation is performed to form the recessed portion 8 before forming the thin film 15,
The thin film 15 may be deposited on the surface of the impregnated cathode substrate 7 including the inner surface of the recess 8.

【0034】含浸型カソード構体2の場合、例えばレー
ザ波長775nm、パワー200μJ、照射時間200
msec、絞り径2mmとして、図4に示すようなトレ
パリング法で、例えば直径150μm、深さ100μm
の電子放射抑制領域9を作成することができる。16は
レーザビームである。このトレパリング法により、電子
放射抑制領域9の径、深さ、形状を任意に変えることが
できる。電子放射抑制領域9の形状は、第1電極G1
ビーム透過孔h1 の形状に合わせて、例えば、円形、楕
円形、矩形(非点形状)等任意に変えられる。窪み部8
の深さ方向の制御は、レーザのパルス数(時間)により
制御することができる。
In the case of the impregnated cathode structure 2, for example, the laser wavelength is 775 nm, the power is 200 μJ, and the irradiation time is 200.
With a msec and a diaphragm diameter of 2 mm, a treparing method as shown in FIG.
The electron emission suppression region 9 can be created. 16 is a laser beam. The diameter, depth, and shape of the electron emission suppression region 9 can be arbitrarily changed by this treparing method. The shape of the electron emission suppression region 9 can be arbitrarily changed according to the shape of the beam transmission hole h 1 of the first electrode G 1 , for example, a circle, an ellipse, a rectangle (an astigmatism), or the like. Depression 8
The control in the depth direction can be controlled by the pulse number (time) of the laser.

【0035】図11は、第1電極G1 のビーム透過孔h
1 に対する電子放射抑制領域9の軸ズレ(μm)と、画
面上での電子ビームスポット径Vss(μm)との関係
を示すグラフである。同図中、■印は従来の電子ビー
ム、●印は本発明の中空ビームである。図11に示すよ
うに、軸ズレが40μm以上から、電子ビームスポット
径が劣化し始めるが、上記本方法により第1電極G1
ビーム透過孔h1 に対する電子放射抑制領域9の軸ズレ
を10μm以下に抑えることができ、電子ビームスポッ
ト径は劣化しない。
FIG. 11 shows a beam transmission hole h of the first electrode G 1.
6 is a graph showing the relationship between the axial deviation (μm) of the electron emission suppression region 9 with respect to 1 and the electron beam spot diameter Vss (μm) on the screen. In the figure, the mark ■ indicates a conventional electron beam, and the mark ● indicates a hollow beam of the present invention. As shown in FIG. 11, the electron beam spot diameter starts to deteriorate when the axial deviation is 40 μm or more, but the axial deviation of the electron emission suppressing region 9 with respect to the beam transmission hole h 1 of the first electrode G 1 is 10 μm by the above method. It can be suppressed to the following, and the electron beam spot diameter does not deteriorate.

【0036】因みに、図18A、Bに示すように、カソ
ード構体41の電子放射本体42中央部に、例えばYA
Gレーザ照射、機械的切削、金型成型等で電子放射抑制
領域43を作製した後、カソード構体41と第1電極G
1 を所定寸法に組み立てることが考えられるが、この方
法では第1電極G1 のビーム透過孔h1 と電子放射抑制
領域43の軸ズレを10μm以下に抑えることが困難で
ある。軸ズレが大きいと、ハレーションを引いた電子ビ
ームスポットとなり、電子ビームスポット径の劣化とな
る。
Incidentally, as shown in FIGS. 18A and 18B, for example, at the center of the electron emission main body 42 of the cathode assembly 41, for example, YA
After forming the electron emission suppression region 43 by G laser irradiation, mechanical cutting, mold molding, etc., the cathode structure 41 and the first electrode G
It is conceivable to assemble 1 to a predetermined size, but this method is difficult to suppress the axial displacement of the first electrode G 1 of the beam transmission hole h 1 and the electron emission suppression area 43 to 10μm or less. If the axis shift is large, an electron beam spot with halation is drawn, and the electron beam spot diameter is deteriorated.

【0037】本実施の形態のレーザ加工は、フェムト秒
レーザを用いた非熱加工であるので、すなわち、発振パ
ルス幅を10-13 秒程度に絞り、その短い時間内に高輝
度エネルギーを照射することで、被加工領域は瞬時にプ
ラズマ遊離し、被加工物が熱加工される以前に加工が終
了する非熱加工であるので、レーザ照射部部の周辺、従
ってカソードの電子放射領域を熱的、化学的損傷をほと
んど受けずに加工することができる。従来の炭酸ガスレ
ーザや、YAGレーザによる加工では、被加工材料に照
射された光エネルギーのほとんどが熱エネルギーに変換
され、それによって融解、分解、飛散による加工が進行
するが、フェムト秒レーザでは極めて短時間でエネルギ
ーが被加工材料に集中するため、ナノプラズマ、ナノシ
ョック、ブレークダウン、格子歪み、衝撃波が超高速で
発生し、熱が発生する前に加工が進行し、照射部位のみ
が誘起され周囲にあらゆる損傷が及ばない。従って、本
実施の形態の製造方法では、電子放射抑制領域となる窪
み部8の形成に際して、窪み部8の周辺に熱変質領域、
溶融した金属がバリのように付着する熱変形部等が全く
発生せず、安定して、且つ高精度に電子放射抑制領域と
なる窪み部8を形成することができる。
Since the laser processing of this embodiment is non-thermal processing using a femtosecond laser, that is, the oscillation pulse width is narrowed down to about 10 -13 seconds, and high-luminance energy is irradiated within the short time. As a result, plasma is released in the processed region instantaneously, and the process ends before the workpiece is thermally processed, which is non-thermal processing, so that the periphery of the laser irradiation part, that is, the electron emission region of the cathode is thermally processed. It can be processed with little chemical damage. In conventional processing using a carbon dioxide gas laser or a YAG laser, most of the light energy applied to the material to be processed is converted into heat energy, which causes processing by melting, decomposition, and scattering, but with femtosecond lasers, it is extremely short. Since energy is concentrated on the material to be processed over time, nanoplasma, nanoshock, breakdown, lattice distortion, and shock wave are generated at ultra-high speed, processing progresses before heat is generated, and only the irradiated area is induced. No damage to. Therefore, according to the manufacturing method of the present embodiment, when forming the recessed portion 8 that becomes the electron emission suppression region, a thermal alteration region is formed around the recessed portion 8,
It is possible to form the recessed portion 8 serving as the electron emission suppressing region stably and with high accuracy without any thermal deformation portion or the like to which the molten metal adheres like burrs.

【0038】本実施の形態の電子銃1では、カソード構
体2の含浸型カソード基体7の表面中央に窪み部8によ
る電子放射抑制領域9が形成されるので、動作時、電子
放射抑制領域9からは電子放射がなく、含浸型カソード
基体7の上面から図 に示すように、同心円状の中空ビ
ーム11が放射される。即ち、カソード中央の電子放射
抑制領域9を構成する窪み部8では、深さdが40μm
以上であるため、カソード中央の電界強度が電子放射に
寄与しない程度の電界強度になり、高電流(例えば1m
A以上、2〜3mA以上)時にも良好な中空ビームが放
射されることになる。因みに、軸対称電子ビーム系のカ
ソード中央部は、電界強度が最も高い。このため、電子
放射抑制領域9となる窪み部8の深さが浅いと、カソー
ド表面を電子が移動し電子放射抑制領域9より空間へ電
子放射されることになる。本発明者らの実験では、40
μm以下の浅い深さの窪み部では、高電流時に中空ビー
ム効果を発揮できなかった。
In the electron gun 1 of the present embodiment, since the electron emission suppression region 9 is formed by the recess 8 at the center of the surface of the impregnated cathode substrate 7 of the cathode assembly 2, during operation, the electron emission suppression region 9 is removed. Does not emit electrons, and a concentric hollow beam 11 is emitted from the upper surface of the impregnated cathode substrate 7 as shown in the figure. That is, the depth d is 40 μm in the hollow portion 8 forming the electron emission suppression region 9 at the center of the cathode.
Because of the above, the electric field strength at the center of the cathode is such that the electric field strength does not contribute to electron emission, and a high current (for example, 1 m
A good hollow beam will be emitted even in the case of A or more and 2-3 mA or more). Incidentally, the central part of the cathode of the axisymmetric electron beam system has the highest electric field strength. For this reason, if the depth of the recessed portion 8 that becomes the electron emission suppression region 9 is shallow, electrons move on the cathode surface and are emitted from the electron emission suppression region 9 into the space. In our experiments, 40
The hollow beam effect could not be exhibited at a high current in the recess having a shallow depth of μm or less.

【0039】本実施の形態によれば、電子放射抑制領域
9を構成する窪み部8がフェムト秒レーザを照射してプ
ラズマ化加工、すなわち非熱加工により形成されるの
で、窪み部8近傍の周辺には熱変質部、バリ(突起)な
どの熱による変形(熱変形部)等が全く形成されない。
従って、電子放射抑制領域9は窪み部8の領域のみで広
がることがなく、バリによる不要電子放射も発生せず、
電子放射が安定化し精度の良い中空ビームを放射するこ
とができる。因みに、通常のレーザ照射による熱加工で
窪み部8を形成したときは、窪み部51の周辺に溶融領
域、酸化された変色領域(大気中で加工するため)等の
熱変質部が生じる(図12A参照)。この熱変質部は電
子放射に寄与しないので、結果として電子放射抑制領域
が広くなる。また、レーザ照射時の熱によって窪み部の
周辺にバリ(突起)52が形成され(図12A参照)、
電子放出物がなくても、この突起から電子放射が起こり
不具合が生じる。
According to the present embodiment, the recessed portion 8 forming the electron emission suppressing region 9 is formed by plasma processing, that is, non-thermal processing by irradiating the femtosecond laser, so that the vicinity of the recessed portion 8 is formed. No heat-deteriorated part, burrs (projections), or other deformation due to heat (heat-deformed part) is formed at all.
Therefore, the electron emission suppression region 9 does not spread only in the region of the recessed portion 8 and unnecessary electron emission due to burrs does not occur,
Electron radiation is stabilized, and a highly accurate hollow beam can be emitted. Incidentally, when the recessed portion 8 is formed by thermal processing by ordinary laser irradiation, a heat-altered portion such as a melted area and an oxidized discolored area (for processing in the atmosphere) occurs around the recessed portion 51 (Fig. 12A). Since the thermal alteration portion does not contribute to electron emission, the electron emission suppression region is widened as a result. In addition, burrs (projections) 52 are formed around the recessed portion due to the heat generated during laser irradiation (see FIG. 12A).
Even if there is no electron emission substance, electron emission occurs from this protrusion, which causes a problem.

【0040】図12は、含浸型カソード基体表面をレー
ザ加工したときの表面状態を示す。通常のNdーYAG
レーザ(波長:532nm、パルス幅:0.05ミリ
秒)でカソード構体の電子放射抑制領域を加工した場
合、図12Aに示すように、加工領域端面に熱溶融した
金属がバリ52のように突起状に付着する。一方、フェ
ムト秒ErーNdーYAGレーザ(波長:775nm、
パルス幅:0.15ピコ秒)で加工すると、図12Bに
示すように、金属の熱溶融がないため、加工領域端面が
滑らかであり、電子放射領域の熱変成も引き起こさな
い。
FIG. 12 shows the surface condition when the surface of the impregnated cathode substrate is laser processed. Normal Nd-YAG
When the electron emission suppression region of the cathode structure is processed with a laser (wavelength: 532 nm, pulse width: 0.05 msec), as shown in FIG. 12A, the heat-melted metal is projected on the end face of the processed region like burrs 52. Adhere to the shape. On the other hand, a femtosecond Er-Nd-YAG laser (wavelength: 775 nm,
When processed with a pulse width of 0.15 picoseconds, as shown in FIG. 12B, since the metal does not melt by heat, the end face of the processed region is smooth, and thermal transformation of the electron emission region does not occur.

【0041】図5は、本発明の他の実施の形態に係る電
子銃、特にその要部である3極部(カソード、第1電極
及び第2電極からなる構成部)の構成を示す。本例はオ
キサイド塗布型カソード構体を有する電子銃に適用した
場合である。本実施の形態に係る電子銃21は、オキサ
イド塗布型カソード構体22と、第1電極(制御電極)
1 、第2電極(制御電極)G2 、図示せざるも第3電
極G 3 以降の各電極群3(主電子レンズ系等を構成する
電極群)からなる複数の電極とを配列して構成される。
カラー陰極線管用の電子銃では、赤(R)、緑(G)及
び青(B)に対応する各カソード構体22がインライン
配列され、これら3つのカソード構体22に対して共通
の第1電極G1 、第2電極G2 、・・の複数の電極が配
置される。
FIG. 5 shows a battery according to another embodiment of the present invention.
Child gun, especially the three-pole part (cathode, first electrode)
And the structure of the second electrode). This example is
Applied to an electron gun with a cathode-coated cathode assembly
This is the case. The electron gun 21 according to the present embodiment is equipped with an ox
Id coating type cathode structure 22 and first electrode (control electrode)
G1, Second electrode (control electrode) G2, Third electric power
Pole G 3Subsequent electrode groups 3 (constituting the main electron lens system and the like)
And a plurality of electrodes each composed of an electrode group).
Electron guns for color cathode ray tubes use red (R), green (G) and
In-line each cathode structure 22 corresponding to blue and blue (B)
Arranged and common to these three cathode assemblies 22
First electrode G1, The second electrode G2, ...
Placed.

【0042】オキサイド塗布型カソード構体22は、金
属で形成された円筒状スリーブ24の上部に例えばニッ
ケル(Ni)、ニッケル合金その他等で形成されたベー
スメタル25を接合し、ベースメタル25上にオキサイ
ド層からなる電子放出物質層(即ち、電子放射本体)2
7を塗布し、さらにスリーブ24内に電子放出物質層2
7を加熱するためのヒータ26を内蔵して構成される。
電子放出物質層27は、例えば炭酸バリウムBaC
3 ,炭酸ストロンチウムSrCo3 ,炭酸カルシウム
CaCo3 を結合剤に混ぜた電子放出物質を塗布し真空
中で加熱して酸化物に変化させて形成される。
In the oxide-coated cathode assembly 22, a base metal 25 made of, for example, nickel (Ni), nickel alloy, or the like is joined to the upper portion of a cylindrical sleeve 24 made of metal, and the oxide is formed on the base metal 25. Layer of electron-emitting material (ie, electron-emitting body) 2
7 is applied, and the electron emission material layer 2
A heater 26 for heating 7 is built in.
The electron emission material layer 27 is formed of, for example, barium carbonate BaC.
It is formed by applying an electron-emitting substance in which O 3 , strontium carbonate SrCo 3 , and calcium carbonate CaCo 3 are mixed in a binder and heating in a vacuum to convert it into an oxide.

【0043】本実施の形態においては、特に、オキサイ
ド塗布型カソード構体22の中央(即ち、第1電極G1
のビーム透過孔h1 に対応する中央部)に、フェムト秒
レーザを用いたプラズマ化加工により、膜厚方向に全て
の電子放出物質層27を除去した切除部28を形成し、
この切除部28により電子放射抑制領域29を形成す
る。この切除部28は、本例では電子放出物質層27の
膜厚方向の全てが除去され、下地のベースメタル25が
露出するようにして形成される。切除部28の上面から
見た面積は、後述するように第1電極G1 のビーム透過
孔h1 の面積より小さく設定される。電子放出物質層2
7の膜厚d2 は、前述の含浸型カソード基体7の窪み部
8の深さと同じように、切除部28(カソード中央)で
の電界強度が電子放射に寄与しない程度の電界強度にな
る深さ、例えば40μm以上の膜厚に設定される。
In the present embodiment, in particular, the center of the oxide coating type cathode assembly 22 (that is, the first electrode G 1
In the central portion corresponding to the beam transmission hole h 1 of), a cutout portion 28 is formed by removing all the electron emission material layers 27 in the film thickness direction by plasma processing using a femtosecond laser.
An electron emission suppression region 29 is formed by this cutout portion 28. In this example, the cutout portion 28 is formed such that the electron emission material layer 27 is entirely removed in the film thickness direction and the base metal 25 of the base is exposed. The area viewed from the upper surface of the cutout portion 28 is set smaller than the area of the beam transmission hole h 1 of the first electrode G 1 as described later. Electron emitting material layer 2
The film thickness d 2 of 7 is the same as the depth of the recessed portion 8 of the impregnated cathode substrate 7 described above, so that the electric field strength at the cutout portion 28 (cathode center) does not contribute to electron emission. For example, the film thickness is set to 40 μm or more.

【0044】次に、この電子銃21の製造方法、特に、
カソード構体22の製造方法に一実施の形態を説明す
る。先ず、図6Aに示すように、スリーブ24に接合さ
れたベースメタル25上に表面が平面状にななるように
電子放出物質層27を塗布形成し、スリーブ24にヒー
タ26を内蔵したカソード構体22を組み立てた後、プ
リフォーカス系電極の一部又は全部、本例では一部の第
1電極G1 を、カソード構体22から所定の間隔、例え
ば80μm程度の間隔を置いて配置する。第1電極G1
のビーム透過孔h1 の直径φ1 は、本例では300μm
とした。この第1電極G1 の位置は、実際の電子銃を構
成する位置と同じとする。
Next, a method of manufacturing the electron gun 21, particularly,
An embodiment of a method of manufacturing the cathode structure 22 will be described. First, as shown in FIG. 6A, an electron emission material layer 27 is formed by coating on a base metal 25 joined to a sleeve 24 so that the surface is flat, and a cathode assembly 22 having a heater 26 built in the sleeve 24. After assembling, part or all of the prefocus system electrodes, in this example, part of the first electrodes G 1 are arranged at a predetermined distance from the cathode structure 22, for example, a distance of about 80 μm. First electrode G 1
The diameter φ 1 of the beam transmission hole h 1 is 300 μm in this example.
And The position of the first electrode G 1 is the same as the position forming the actual electron gun.

【0045】次に、図6Bに示すように、第1電極G1
のビーム透過孔h1 の位置を計測し、この計測位置を基
準にして光学レンズ系13を用いてフェムト秒レーザ1
4を照射し、第1電極G1 のビーム透過孔h1 を通して
照射されたフェムト秒レーザにより、電子放出物質層2
7の中央部をレーザ加工して切除部28を形成し、この
切除部28によって電子放射抑制領域29を形成する。
切除部28の開口径、即ち電子放射抑制領域9の直径φ
2 は、第1電極G1 のビーム透過孔h1 の径より小さ
く、例えば50〜200μm程度とすることができる。
Next, as shown in FIG. 6B, the first electrode G 1
The position of the beam transmission hole h 1 of the femtosecond laser 1 is measured by using the optical lens system 13 based on the measured position.
4 and the femtosecond laser irradiated through the beam transmission hole h 1 of the first electrode G 1 is used to emit the electron emission material layer 2
The central portion of 7 is laser-processed to form a cut portion 28, and the cut portion 28 forms an electron emission suppression region 29.
The opening diameter of the cutout portion 28, that is, the diameter φ of the electron emission suppression region 9
2 is smaller than the diameter of the beam transmission hole h 1 of the first electrode G 1 and can be, for example, about 50 to 200 μm.

【0046】オキサイド塗布型カソード構体22の場合
も、前述した含浸型カソード構体2と同様に、、例えば
レーザ波長775nm、パワー200μJ、照射時間2
00msec、絞り径2mmとして、図4に示すような
トレパリング法で、例えば直径150μmの電子放射抑
制領域29を作成することができる。このトレパリング
法により、電子放射抑制領域29の径、形状を任意に変
えることができる。また、図11で説明したように、オ
キサイド塗布型カソード構体22においても、本方法に
より第1G1 のビーム透過孔h1 に対する電子放射抑制
領域29の軸ズレを10μm以下に抑えることができ、
電子ビームスポット径の劣化がなくなる。
In the case of the oxide coating type cathode structure 22, as in the case of the impregnating type cathode structure 2 described above, for example, the laser wavelength is 775 nm, the power is 200 μJ, and the irradiation time is 2.
The electron emission suppression region 29 having a diameter of 150 μm can be formed by a treparing method as shown in FIG. By this treparing method, the diameter and shape of the electron emission suppression region 29 can be arbitrarily changed. Further, as described with reference to FIG. 11, also in the oxide-coated cathode structure 22, the axial deviation of the electron emission suppression region 29 with respect to the beam transmission hole h 1 of the first G 1 can be suppressed to 10 μm or less by this method,
The electron beam spot diameter does not deteriorate.

【0047】本実施の形態のオキサイド塗布型カソード
構体22でのレーザ加工も、フェムト秒レーザを用いた
非熱加工であるので、前述したように、電子放射抑制領
域29となる切除部28の形成に際して、切除部28周
辺に熱変質領域、溶融してバリのように付着する熱変形
部等が全く発生せず、安定して、且つ高精度に電子放射
抑制領域となる切除部28を形成することができる。電
子放出物質層27であるオキサイド層は、白色を呈し、
従来のレーザ加工を試みと、同一エネルギー量でも切削
される場合、切削されない場合が起こり、安定に加工で
きない。原因は、従来のレーザ加工法では、オキサイド
層が白色のため光が乱反射し、レーザ照射領域の反射率
の影響を大きく受け、さらに照射領域が白色のためレー
ザ光の吸収が悪くなるためである。フェムト秒レーザ加
工では、一瞬にして被照射領域をプラズマ化して加工し
てしまうため、照射領域の物性には左右され難く、白色
を呈するオキサイド層に対する良好な切削を可能にす
る。従来からの中空ビームの作成例は、含浸型カソード
構体に限られていたが、本発明ではオキサイド塗布カソ
ード構体においても作成が可能になる。
Since the laser processing in the oxide-coated cathode structure 22 of the present embodiment is also non-thermal processing using a femtosecond laser, as described above, the cut portion 28 to be the electron emission suppressing region 29 is formed. At this time, a thermally altered region, a thermally deformed portion that melts and adheres like burrs, etc. does not occur at all around the excision portion 28, and the excision portion 28 serving as an electron emission suppression region is formed stably and with high accuracy. be able to. The oxide layer, which is the electron emission material layer 27, has a white color,
When the conventional laser processing is tried, there are cases where even the same energy amount is cut, and cases where it is not cut occur, and stable processing cannot be performed. The reason is that in the conventional laser processing method, light is diffusely reflected because the oxide layer is white, and is greatly affected by the reflectance of the laser irradiation region, and further, since the irradiation region is white, the absorption of laser light is poor. . In the femtosecond laser processing, since the irradiated region is processed into plasma in an instant and processed, the physical properties of the irradiated region are less likely to affect and good cutting of the white oxide layer is possible. Conventional examples of forming hollow beams have been limited to the impregnated cathode structure, but the present invention also enables the formation of an oxide-coated cathode structure.

【0048】本実施の形態の電子銃21によれば、その
オキサイド塗布型カソード構体22の電子放射抑制領域
29を構成する切除部28が、フェムト秒レーザ照射に
よるプラズマ化加工、すなわち非熱加工で形成されるの
で、切除部28近傍の周辺には熱変質部、バリ(突起)
などの熱による変形(熱変形部)等が全く形成されな
い。従って、電子放射抑制領域29は切除部28の領域
のみで広がることがなく、バリによる不要電子放射も発
生せず、電子放射が安定化し精度の良い中空ビームを放
射することができる。
According to the electron gun 21 of the present embodiment, the excision portion 28 forming the electron emission suppression region 29 of the oxide coating type cathode structure 22 is formed by plasma processing by femtosecond laser irradiation, that is, non-thermal processing. Since it is formed, a thermally altered portion and a burr (protrusion) are formed in the vicinity of the cut portion 28.
Deformation due to heat such as (thermal deformation part) is not formed at all. Therefore, the electron emission suppression region 29 does not spread only in the region of the cutout portion 28, unnecessary electron emission due to burrs does not occur, and the electron emission is stabilized and a precise hollow beam can be emitted.

【0049】上述したように、本実施の形態の電子銃
1、21は、大カソード電流時において電子ビームスポ
ット径が肥大化せず、高輝度、高解像度が要求されるブ
ロードバンド時代に於ける大画面陰極線管用の電子銃に
適用して好適ならしめるものである。
As described above, the electron guns 1 and 21 of the present embodiment are large in the broadband era in which the electron beam spot diameter is not enlarged at the time of a large cathode current and high brightness and high resolution are required. It is suitable for application to an electron gun for a screen cathode ray tube.

【0050】上例では、レーザ加工において、カソード
構体とプリフォーカス電極系を構成する一部又は全部の
電極とを組み立ててフェムト秒レーザをビーム透過孔を
通して電子放射本体に照射するようにしたが、その他、
例えばカソード構体と、プリフォーカス電極系及び主フ
ォーカス電極系を含む全電極とを組み立てて、フェムト
秒レーザをビーム透過孔を通して電子放射本体に照射し
て電子放射抑制領域を形成することもできる。
In the above example, in the laser processing, the cathode structure and some or all of the electrodes constituting the prefocus electrode system are assembled and the femtosecond laser is irradiated onto the electron emission body through the beam transmission hole. Other,
For example, the cathode structure and all the electrodes including the prefocus electrode system and the main focus electrode system can be assembled, and the femtosecond laser can be applied to the electron emission body through the beam transmission hole to form the electron emission suppression region.

【0051】なお、上例の含浸型カソード構体2及びオ
キサイド塗布型カソード構体22では、窪み部8の深
さ、切除部28の深さ(電子放出物質層27の膜厚)
を、電子放出に寄与しない程度の電界強度になる値に設
定したが、その他、フェムト秒レーザ加工で窪み部8、
切除部28を形成するも、その窪み部8の深さ、切除部
28の深さを浅くし、窪み部8、切除部28を例えば絶
縁物、その他の電子放射されない層で被覆してカソード
構体を形成することも可能である。但し、この場合は、
工程数が増え、また信頼性も上述の実施の形態より劣
る。
In the impregnated cathode structure 2 and the oxide-coated cathode structure 22 of the above example, the depth of the recessed portion 8 and the depth of the cut portion 28 (film thickness of the electron emission material layer 27)
Was set to a value at which the electric field strength was such that it did not contribute to electron emission.
Even if the cutout portion 28 is formed, the depth of the recessed portion 8 and the cutout portion 28 are reduced, and the recessed portion 8 and the cutout portion 28 are covered with, for example, an insulating material or another layer that does not emit electrons, thereby forming a cathode structure. Can also be formed. However, in this case,
The number of steps is increased, and the reliability is inferior to that of the above embodiment.

【0052】一方、フェムト秒レーザを用いて電子放射
抑制領域9、29を加工する際、加工飛散物を除去しな
がら、レーザ加工するとが望ましい。例えばオキサイド
塗布型カソード構体22においては、被加工物であるオ
キサイドが超高速でプラズマ化し、直ぐにオキサイドへ
戻るが、そのオキサイドは加工飛散物として第1電極G
1 へ付着されないようにし、不要電子放射の発生がない
ようにする必要がある。因みに、図19A,B示すよう
に、YAGレーザ45を照射して加工した場合、レーザ
照射によって発生する加工飛散物46が第1電極G1
ビーム透過孔h 1 周りに付着し不要電子放射e- が発生
することが考えられる。
On the other hand, a femtosecond laser is used to emit electrons.
When processing the suppression areas 9 and 29, do not remove processing scatterers.
However, laser processing is desirable. For example oxide
In the coating type cathode structure 22, an object to be processed is
The quiside turns into plasma at ultra-high speed and immediately becomes oxide.
Returning to that, the oxide is the first electrode G as processing scattered matter.
1To prevent unwanted electron emission.
Need to do so. By the way, as shown in FIGS.
In the case of processing by irradiating the YAG laser 45 on the
The processing scattered matter 46 generated by irradiation is the first electrode G.1of
Beam transmission hole h 1Unnecessary electron emission attached to the surrounding area e-Occurs
It is possible to do it.

【0053】本発明は、このような不具合を抑制して更
に信頼性の高い電子銃の製造方法を提供する。図7は、
その一実施の形態である。本実施の形態においては、フ
ェムト秒レーザを用いた電子放射本体27に対する加工
において、第1電極G1 にカソードに対してプラス電
位、例えば0V〜+10Vの電圧を印加し、カソード側
にマイナス電位、例えば0V〜−10V程度の電圧を印
加して加工部付近に電界を形成しながらレーザ加工す
る。本実施の形態のレーザ加工によれば、加工飛散物は
プラズマ化してプラスに帯電しているので、プラス電位
の第1電極G1 に反発し、加工飛散物の第1電極G1
の付着を防止することができ、不要電子放射の発生を防
止することができる。逆に、加工飛散物はカソード電子
放射本体側に付着される。これは、電子放出物質が増え
ることになり好ましいことである。
The present invention provides a method of manufacturing an electron gun which suppresses such a defect and has higher reliability. Figure 7
This is one embodiment. In the present embodiment, in processing the electron emission body 27 using a femtosecond laser, a positive potential, for example, 0V to + 10V is applied to the first electrode G 1 with respect to the cathode, and a negative potential is applied to the cathode side. For example, laser processing is performed while applying a voltage of about 0 V to −10 V to form an electric field near the processed portion. According to the laser processing of the present embodiment, since the processed flying material is turned into plasma and is positively charged, it repels the first electrode G 1 having a positive potential and adheres the processed flying material to the first electrode G 1 . Can be prevented, and generation of unnecessary electron emission can be prevented. On the contrary, the processed scattered material is attached to the cathode electron emission body side. This is preferable because the electron emission material is increased.

【0054】図8は、他の実施の形態である。本実施の
形態においては、フェムト秒レーザを用いた電子放射本
体27に対す加工において、電極、本例では第1電極G
1 及び光学レンズ系13(必要であれば、レーザ照射源
側も)を気密状態にし、飛散加工物を第1電極G1 のビ
ーム透過孔h1 の上から吸引し外部へ除去しながらレー
ザ加工する。本実施の形態のレーザ加工によれば、加工
飛散物の第1電極G1とベースメタル25への付着を防
ぐことができ、不要電子放射の発生を防止することがで
きる。図7の電圧印加法と図8の吸引法の両方を組み合
わせれば、効果はより高まる。
FIG. 8 shows another embodiment. In the present embodiment, in processing the electron emission body 27 using the femtosecond laser, an electrode, in this example, the first electrode G is used.
1 and the optical lens system 13 (and also the laser irradiation source side if necessary) are made airtight, and the scattered workpiece is laser-treated while being sucked from above the beam transmission hole h 1 of the first electrode G 1 and removed to the outside. To do. According to the laser processing of the present embodiment, it is possible to prevent the processing scattered particles from adhering to the first electrode G 1 and the base metal 25, and to prevent generation of unnecessary electron emission. If the voltage application method of FIG. 7 and the suction method of FIG. 8 are combined, the effect is further enhanced.

【0055】さらに図示せざるも、他の実施の形態を説
明する。ダミーとなる仮のプリフォーカス電極系の一
部、又は全部を用意する。好ましくは仮の第1電極G1
のみを用意する。そして予め、電子放射本体を有したカ
ソード構体と仮のプリフォーカス電極系の一部又は全
部、本例では仮の第1電極G 1 とを組み立てる。仮の第
1電極G1 のビーム透過孔h1 の位置を計測し、この計
測結果を基準にしてフェムト秒レーザを照射し、仮の第
1電極G1 のビーム透過孔h1 を通して照射されたフェ
ムト秒レーザにより、電子放射本体をレーザ加工して電
子放射抑制領域を形成する。その後、この仮の第1電極
1 を取り外し、仮の第1電極G1 と同一位置に真の第
1電極G1 が配置されるようにプリフォーカス電極系を
組み立てるようになす。本実施の形態によれば、予め仮
のプリフォーカス電極系の一部又は全部を組み立ててレ
ーザ加工し、その後この仮の電極を取り外して、真のプ
リフォーカス電極系を組み立てるので、レーザ加工時に
加工飛散物が仮の電極に付着したとしても、完成後の電
子銃では加工飛散物は付着しておらず、不要電子放射の
発生を防止することができる。
Although not shown, another embodiment will be explained.
Reveal One of the temporary pre-focus electrode system that becomes a dummy
Prepare all or part. Preferably the temporary first electrode G1
Only prepare. Then, in advance, the
Part or all of the sword structure and the temporary prefocus electrode system
Part, in this example, the provisional first electrode G 1And assemble. Provisional first
1 electrode G1Beam transmission hole h1The position of
Irradiate femtosecond laser based on the measurement result,
1 electrode G1Beam transmission hole h1The light emitted through
The electron emission body is laser-processed with a mutosecond laser
A child radiation suppression region is formed. Then, this temporary first electrode
G1Remove the temporary first electrode G1True to the same position as
1 electrode G1The prefocus electrode system so that
Assemble. According to this embodiment,
Assemble part or all of the prefocus electrode system of
Laser processing, then remove this temporary electrode and
Since the refocus electrode system is assembled, it is possible to
Even if the processed scattered material adheres to the temporary electrode, the
With the sub-gun, the scattered material is not attached,
Occurrence can be prevented.

【0056】上述の加工飛散物の電極への付着防止策
(図7、図8の方法及び仮電極を用いる方法)は、オキ
サイド塗布型、含浸型のいずれにも適用できる。
The above-mentioned measure for preventing the processing scattered particles from adhering to the electrode (the method of FIGS. 7 and 8 and the method of using the temporary electrode) can be applied to both the oxide coating type and the impregnating type.

【0057】図15は、上述した本発明による電子銃を
備えた陰極線管の一実施の形態を示す。本実施の形態に
係るカラー陰極線管31は、管体32のパネル32P内
面にカラー蛍光面34が形成され、このカラー蛍光面3
4の対向して色選別機構35が配置され、ネック部32
Nに本発明の電子銃36〔例えば、前述した電子銃1又
は21〕が配置されて成る。管体32のネック部32N
からファンネル部にかかる外側には、電子ビームBR
G ,BB を水平、垂直方向に偏向させる偏向ヨーク3
7が配置される。かかるカラー陰極線管31によれば、
上記電子銃36を備えることにより、大カソード電流時
において電子ビームスポット系が肥大化せず、高輝度、
高解像度の画像が得られる。
FIG. 15 shows an embodiment of a cathode ray tube equipped with the electron gun according to the present invention described above. In the color cathode-ray tube 31 according to the present embodiment, the color fluorescent screen 34 is formed on the inner surface of the panel 32P of the tubular body 32.
4, the color selection mechanism 35 is arranged to face each other, and the neck portion 32
The electron gun 36 of the present invention [for example, the electron gun 1 or 21 described above] is arranged in N. Neck part 32N of tube 32
The electron beam B R ,
Deflection yoke 3 for deflecting B G and B B horizontally and vertically
7 is placed. According to such a color cathode ray tube 31,
By providing the electron gun 36, the electron beam spot system does not become large at the time of a large cathode current, and high brightness,
High resolution images are obtained.

【0058】本発明の電子銃36〔例えば、前述した電
子銃1又は21〕は、例えば3ガンタイプ電子銃、複ビ
ーム単電子銃等に適用できる。図16は、3ガンタイプ
電子銃の代表例を示す。本実施の形態の電子銃361
は、インライン配列された赤、緑及び青に対応する3つ
のカソードK〔KR ,K G ,KB 〕に対して共通となる
ように、複数の電極、即ち第1電極G1 、第2電極
2 、第3電極G3 、第4電極G4 、第5電極G5 、第
6電極G6 がこの順に配列されて成る。第6電極G6
後段には、之と一体のシールドカップG7 が設けられ
る。第6電極G6 には高圧電位(アノード電圧)が供給
される。第5電極G5 と第3電極G3 は互いに接続され
てフォーカス電圧Fsが供給される。第4電極G4 と第
2電極G2 は互いに接続され低電圧が供給される。第1
電極G1 には0Vが供給さる。第5電極G5 と第6電極
6 間で主電子レンズが形成される。
The electron gun 36 of the present invention [for example,
Child gun 1 or 21] is, for example, a 3-gun type electron gun, compound
It can be applied to single electron guns. 16 gun type
A representative example of an electron gun is shown. Electron gun 361 of the present embodiment
Is the three corresponding to red, green and blue arranged inline
The cathode K [KR, K G, KB] Is common
, A plurality of electrodes, that is, the first electrode G1, The second electrode
G2, Third electrode G3, The fourth electrode GFour, Fifth electrode GFive, First
6 electrodes G6Are arranged in this order. Sixth electrode G6of
In the latter part, the shield cup G that is integrated with you7Is provided
It Sixth electrode G6Is supplied with a high voltage potential (anode voltage)
To be done. Fifth electrode GFiveAnd the third electrode G3Are connected to each other
The focus voltage Fs is supplied. Fourth electrode GFourAnd the
2 electrodes G2Are connected to each other and are supplied with a low voltage. First
Electrode G1Is supplied with 0V. Fifth electrode GFiveAnd 6th electrode
G6A main electron lens is formed therebetween.

【0059】図17は、複ビーム単電子銃の代表例を示
す。本実施の形態の電子銃362は、インライン配列さ
れた赤、緑及び青に対応する3つのカソードK〔KR
G,KB 〕に対して共通となるように、複数の電極、
即ち第1電極G1 、第2電極G2 、第3電極G3 、第4
電極G4 及び第5電極G5 が順次に配列され、第5電極
5 の後段に4枚の静電偏向板P1 、P2 、P3 、P4
からなる静電コンバーゼンス手段Cが配置されて成る。
第5電極G5 と第3電極G3 にアノード電圧HVが供給
され、第4電極G4 にフォーカス電圧Vfが供給され、
第3電極G3 、第4電極G4 及び第5電極G5 にて主電
子レンズが形成される。内側静電偏向板P2 及びP3
はアノード電圧HVが供給され、外側静電偏向板P1
びP4 にはアノード電圧より低いコンバーゼンス電圧が
供給される。この電子銃362の動作は次の通りであ
る。カソードKR ,KG ,KB から出射した3つの電子
ビームBR ,BG ,BB は、主電子レンズで交叉し、そ
の後センタビームBG が静電偏向板P2 及びP3 間を直
進し、両サイドビームBR ,B B が夫々静電偏向板P3
とP4 間、及び静電偏向板P1 とP2 間において内側へ
偏向され、蛍光面上でコンバーゼンスされる。
FIG. 17 shows a typical example of a double beam single electron gun.
You The electron gun 362 of this embodiment has an in-line arrangement.
Three cathodes K [KR
KG, KB], A plurality of electrodes,
That is, the first electrode G1, The second electrode G2, Third electrode G3, 4th
Electrode GFourAnd the fifth electrode GFiveAre arranged in sequence and the fifth electrode
GFive4 electrostatic deflection plates P in the subsequent stage1, P2, P3, PFour
The electrostatic convergence means C consisting of is arranged.
Fifth electrode GFiveAnd the third electrode G3The anode voltage HV is supplied to
And the fourth electrode GFourFocus voltage Vf is supplied to
Third electrode G3, The fourth electrode GFourAnd the fifth electrode GFiveMain train
A child lens is formed. Inner electrostatic deflector P2And P3To
Is supplied with the anode voltage HV, and the outer electrostatic deflection plate P1Over
And PFourHas a convergence voltage lower than the anode voltage
Supplied. The operation of this electron gun 362 is as follows.
It Cathode KR, KG, KBThree electrons emitted from
Beam BR, BG, BBCross with the main electron lens,
Rear center beam BGIs the electrostatic deflection plate P2And P3Straight between
Go ahead, both side beams BR, B BEach is an electrostatic deflection plate P3
And PFourAnd the electrostatic deflection plate P1And P2Inward between
It is deflected and converges on the phosphor screen.

【0060】本発明は、上述の電子銃を備えたカラー陰
極線管、あるいは単色陰極線管、白黒陰極線管をセット
に組み込み、テレビジョン受像機、コンピュータディス
プレイ、或いは投射型表示装置鵜等の表示装置として構
成することができる。かかる表示装置によれば、上記電
子銃を備えることにより、大カソード電流時において電
子ビームスポット系が肥大化せず、高輝度、高解像度の
表示画像が得られる。
The present invention is used as a display device such as a television receiver, a computer display, or a projection-type display device cormorant, etc. by incorporating a color cathode ray tube equipped with the above-mentioned electron gun, a monochromatic cathode ray tube or a black and white cathode ray tube into a set. Can be configured. According to such a display device, since the electron gun is provided, the electron beam spot system does not become large at the time of a large cathode current, and a display image with high brightness and high resolution can be obtained.

【0061】中空ビームを陰極線管及び表示装置に適用
した場合の利点は、次の4点である。 1)電子ビーム中の電子間の反発を軽減する。 通常の構造では、ビーム軸付近の電流密度が高く、電子
間の反発によりカソード面から蛍光面に到達するまでに
電子ビーム束の径が増大する。ドーナッツ状の中空ビー
ムの場合、電流密度が高い部分がビーム中心にないた
め、電子間の反発が軽減され、蛍光面上により小さく収
束でき電子ビームスポット径を小さくできる。
The advantages of applying the hollow beam to the cathode ray tube and the display device are the following four points. 1) Repulsion between electrons in the electron beam is reduced. In the usual structure, the current density near the beam axis is high, and the repulsion between the electrons increases the diameter of the electron beam bundle before reaching the fluorescent surface from the cathode surface. In the case of a donut-shaped hollow beam, since there is no high current density portion in the center of the beam, repulsion between the electrons is reduced, and the electron beam spot diameter can be reduced because the electron beam spot can be converged smaller on the phosphor screen.

【0062】即ち、3電極(カソードK、第1電極G1
及び第2電極G2 )配置によりカソード電流制御を行う
場合、カソードKと第1電極G1 の間にクロスオーバー
が形成される。このクロスオーバーが主電子レンズ系の
物点になる。主電子レンズ系からみたクロスオーバーの
径、発散角が蛍光面上での電子ビーム径に大きく関わ
る。蛍光面上の電子ビームスポット径をφとおくと、数
1が成り立つ。
That is, three electrodes (cathode K, first electrode G 1
And when the cathode current is controlled by the arrangement of the second electrode G 2 ), a crossover is formed between the cathode K and the first electrode G 1 . This crossover becomes the object point of the main electron lens system. The diameter and divergence angle of the crossover seen from the main electron lens system are greatly related to the electron beam diameter on the phosphor screen. If the electron beam spot diameter on the phosphor screen is φ, then Equation 1 holds.

【0063】[0063]

【数1】φ=M・φc+M・Cs・θ3 +Rep. ここで、M:主電子レンズ系の像倍率、Cs:主電子レ
ンズ系の球面収差 φc:主電子レンズ系からみたクロスオーバー径 θ:主電子レンズ系からみた発散角 Rep:飛行電子間の反発効果
[Formula 1] φ = M · φc + M · Cs · θ 3 + Rep. Here, M: image magnification of main electron lens system, Cs: spherical aberration of main electron lens system φc: crossover diameter seen from main electron lens system θ: divergence angle seen from main electron lens system Rep: repulsion between flying electrons effect

【0064】カソード表面から放射された電子は、電子
ビーム軸に近いカソード表面から放射されるほど、カソ
ードより離れた点でクロスオーバーし、主電子レンズ系
からみたクロスオーバー径は電子ビーム軸近傍の電子軌
道によって決定される。よって中空状の電子ビーム束に
することにより、クロスオーバー径を縮小することがで
き、数1より蛍光面上の電子ビームスポット径を小さく
できる。
The electrons emitted from the cathode surface crossover at a point farther from the cathode as the electrons are emitted from the cathode surface closer to the electron beam axis, and the crossover diameter seen from the main electron lens system is near the electron beam axis. Determined by electron orbit. Therefore, by forming a hollow electron beam bundle, the crossover diameter can be reduced, and the electron beam spot diameter on the phosphor screen can be made smaller than in the formula 1.

【0065】2)メインレンズの球面収差の影響を軽減
できる。 電子ビーム中心部の電子軌道と電子ビーム最外郭部の電
子軌道とでは、電子銃の主電子レンズ系の球面収差によ
り焦点位置がずれる。電子ビームの外郭部ほど焦点位置
が電子銃側になる。中空ビームの場合、電子ビーム中心
部を通る電子軌道がないため、焦点位置の差がより少な
く、従来電子銃より小さく収束でき、蛍光面上の電子ビ
ームスポット径を小さくできる。 3)イオンダメージを受け難い。 カソード表面上の最も電界強度の強い部分に電子放射物
質を配置しないので、真空中に発生するプラスイオンの
アタックを受け難い。これはカソード電流スランピン
グ、異常放電によるカソードの損傷の耐性が向上するこ
とを意味する。 4)高カソード電流時のドライブ特性が改善する。 従来の電子銃を高カソード電流で駆動する場合、カソー
ド表面の電子ビーム中心軸付近では、ほとんど飽和電流
密度に近い状態になり、高電流域におけるこの部分から
の電子放射は、カソード駆動電圧の変化に対して感度が
鈍くなる。中空ビームの場合、この部分からの電子の供
給は無く、より広い、飽和電流密度に至らないカソード
領域からの電子放射によるため、高電流域にてドライブ
特性が改善される。
2) The influence of spherical aberration of the main lens can be reduced. The focus position is deviated between the electron trajectory at the center of the electron beam and the electron trajectory at the outermost portion of the electron beam due to spherical aberration of the main electron lens system of the electron gun. The focus position is closer to the electron gun as the outer part of the electron beam is closer. In the case of a hollow beam, since there is no electron orbit passing through the center of the electron beam, the difference in focal position is smaller, the electron beam can be converged smaller than in the conventional electron gun, and the electron beam spot diameter on the fluorescent screen can be reduced. 3) It is hard to receive ion damage. Since the electron emitting material is not arranged on the portion of the cathode surface where the electric field strength is the strongest, it is difficult to receive the attack of positive ions generated in a vacuum. This means that resistance to cathode current slumping and damage to the cathode due to abnormal discharge is improved. 4) The drive characteristics at high cathode current are improved. When driving a conventional electron gun with a high cathode current, near the center axis of the electron beam on the cathode surface, the state is almost close to the saturation current density, and the electron emission from this part in the high current region is caused by the change in the cathode drive voltage. Is less sensitive to. In the case of a hollow beam, there is no supply of electrons from this portion, and the electron emission is from the wider cathode region that does not reach the saturation current density, so the drive characteristics are improved in the high current region.

【0066】図13は、カソード電流1000μAにお
ける第1電極G1 のビーム透過孔h 1 面積に対する電子
放射抑制領域の面積率と、中空ビームのビームスポット
径との関係を示すグラフである。電子放射抑制領域が小
さいと、上述の数1より主電子レンズ系からみたクロス
オーバー径は大きく、電子ビームを十分に絞ることがで
きない。逆に、電子放射抑制領域が大きいと、上述の数
1より主電子レンズ系からみた発散角は大きくなるた
め、レンズ収差の影響を強く受け、ハレーションを引い
た電子ビームスポットとなり、電子ビームスポット径は
小さくならない。そのため、図13に示したような電子
放射抑制領域の面積率には、最適値を持つ。このグラフ
によれば、第1電極G1 のビーム透過孔面積に対する電
子放射抑制領域の面積率は、5%〜45%とすることが
でき、この値を外れると中空ビームとする効果が顕著に
得られない。図13の例では、電子放射抑制領域の面積
率を25%程度にするのが望ましいと言える。
FIG. 13 shows that the cathode current is 1000 μA.
First electrode G1Beam transmission hole h 1Electron for area
Area ratio of radiation suppression region and beam spot of hollow beam
It is a graph which shows the relationship with a diameter. Small electron emission suppression area
Finally, from the above Equation 1, the cross as seen from the main electron lens system.
The over diameter is large, and the electron beam can be sufficiently focused.
I can't come. On the contrary, if the electron emission suppression area is large,
The divergence angle seen from the main electron lens system becomes larger than 1
Therefore, it is strongly affected by lens aberrations and halation is reduced.
Electron beam spot, and the electron beam spot diameter is
It doesn't get smaller. Therefore, the electrons as shown in FIG.
The area ratio of the radiation suppression region has an optimum value. This graph
According to the first electrode G1For the beam transmission hole area of
The area ratio of the child radiation suppression region may be 5% to 45%.
If this value is exceeded, the effect of forming a hollow beam becomes remarkable.
I can't get it. In the example of FIG. 13, the area of the electron emission suppression region
It can be said that it is desirable to set the rate to about 25%.

【0067】図14は、本発明を21インチ型モニタ用
陰極線管に応用した場合の、画面中央でのカソード電流
Ikー電子ビームスポット径Vss特性を示すグラフで
ある。なお、電子放射抑制領域は25%とした。図中、
曲線(点線)Aが比較のために示した従来の電子銃の特
性であり、曲線(B)が本発明の中空ビームの電子銃の
特性である。曲線Bから明らかなように、中空ビームの
効果は、カソード電流0.3mA付近より効き始め、大
電流時ほど従来電流より電子ビームスポット径Vssが
小さくなっている。電子ビームスポット径Vssは、カ
ソード電流0.5mA時に13%、0.7mA時に23
%、1.0mA時に27%、それぞれ縮小している。
FIG. 14 is a graph showing the cathode current Ik-electron beam spot diameter Vss characteristics at the center of the screen when the present invention is applied to a 21-inch monitor cathode ray tube. The electron emission suppression region was set to 25%. In the figure,
A curve (dotted line) A is the characteristic of the conventional electron gun shown for comparison, and a curve (B) is the characteristic of the hollow beam electron gun of the present invention. As is clear from the curve B, the effect of the hollow beam begins to be effective near the cathode current of 0.3 mA, and the electron beam spot diameter Vss becomes smaller than the conventional current as the current increases. The electron beam spot diameter Vss is 13% at a cathode current of 0.5 mA and 23 at 0.7 mA.
% And 27% at 1.0 mA.

【0068】[0068]

【発明の効果】本発明に係る電子銃によれば、カソード
構体における電子放射抑制領域が高精度の形成され、そ
の周辺に熱変質部、熱変形部が形成されないので、電子
放出が安定し、不要電子放射あるいはビーム径の劣化の
ない最適な中空状の電子ビームを放射することができ
る。 発振パルス幅が1ピコ秒以下のレーザにより加工
された電子放射抑制領域を有するときは、非熱加工によ
る電子放射抑制領域となり、最適な中空状の電子ビーム
を放射することができる。電子放射抑制領域の面積を第
1電極のビーム透過孔面積の5%〜45%に設定すると
きは、中空状電子ビームの効果が顕著に得られ、微細ビ
ームスポット径を得ることができる。
According to the electron gun of the present invention, the electron emission suppressing region in the cathode structure is formed with high accuracy, and the heat-altered portion and the heat-deformed portion are not formed around the region, so that electron emission is stable, It is possible to emit an optimum hollow electron beam without unnecessary electron emission or deterioration of the beam diameter. When there is an electron emission suppression region processed by a laser having an oscillation pulse width of 1 picosecond or less, it becomes an electron emission suppression region by non-thermal processing, and an optimum hollow electron beam can be emitted. When the area of the electron emission suppression region is set to 5% to 45% of the beam transmission hole area of the first electrode, the effect of the hollow electron beam is remarkably obtained, and the fine beam spot diameter can be obtained.

【0069】電子放射抑制領域を電子放射本体の切除部
で形成するときは、簡単な構成で最適な中空状電子ビー
ムを放射することができる。電子放射抑制領域を電子放
射本体の窪み部で形成し、窪み部の深さを電子放射に寄
与しない程度の電界強度になる深さに設定するときは、
簡単な構成で最適な中空状電子ビームを放射することが
できる。従って、本発明の電子銃を陰極線管、表示装置
に適用すれば、大電流時でも微細ビームスポットが得ら
れ、画像の高輝度、高解像度化を図ることができる。
When the electron emission suppressing region is formed at the cutout portion of the electron emission body, the optimum hollow electron beam can be emitted with a simple structure. When the electron emission suppression region is formed by the recessed portion of the electron emission main body and the depth of the recessed portion is set to a depth at which the electric field strength does not contribute to electron emission,
An optimal hollow electron beam can be emitted with a simple structure. Therefore, if the electron gun of the present invention is applied to a cathode ray tube and a display device, a fine beam spot can be obtained even at a large current, and high brightness and high resolution of an image can be achieved.

【0070】本発明に係る電子銃の製造方法によれば、
カソード構体の電子放射本体の一部にプラズマ遊離現象
を利用したレーザ加工を施して電子放射抑制領域を形成
するので、精度の良い電子放射抑制領域を容易に形成す
ることができる。従って、電子放出が安定し、不要電子
放射あるいはビーム径の劣化のない最適な中空ビーム電
子銃を製造することができる。この加工用レーザとし
て、発振パルス幅が1ピコ秒以下のレーザを用いるとき
は、非熱加工が可能になり、電子放射抑制領域を精度良
くで形成することができる。上記レーザによる非熱加工
で電子放射本体に切除部を形成し、この切除部によって
電子放射抑制領域を形成するときは、製造が簡単になり
量産化を可能にする。上記レーザによる非熱加工で電子
放射本体に窪み部を形成し、窪み部によって電子放射抑
制領域を形成するときは、製造が簡単になり量産化を可
能にする。本法は、含浸型陰カソード構体及びオキサイ
ド塗布型カソード構体の何れにも適用することができ
る。
According to the electron gun manufacturing method of the present invention,
Since a part of the electron emission main body of the cathode structure is subjected to laser processing utilizing the plasma release phenomenon to form the electron emission suppression region, it is possible to easily form the electron emission suppression region with high accuracy. Therefore, it is possible to manufacture an optimum hollow beam electron gun with stable electron emission and without unnecessary electron emission or deterioration of the beam diameter. When a laser having an oscillation pulse width of 1 picosecond or less is used as this processing laser, non-thermal processing becomes possible, and the electron emission suppression region can be formed with high accuracy. When the ablation portion is formed in the electron emission body by the non-thermal processing by the laser and the electron emission suppressing region is formed by the ablation portion, the manufacturing becomes simple and mass production becomes possible. When the recessed portion is formed in the electron emission body by the non-thermal processing by the laser and the electron emission suppression region is formed by the recessed portion, the manufacturing is simplified and mass production is possible. The present method can be applied to both the impregnated negative cathode structure and the oxide-coated cathode structure.

【0071】電子放射本体が形成されたカソード構体と
電子銃電極系の一部又は全部とを組み立てて、電極のビ
ーム透過孔を通してレーザ照射して電子放射抑制領域を
形成するときは、軸ズレが無く或いは極めて小さく抑制
され、精度の良い電子放射抑制領域を形成することがで
きる。予め、カソード構体と仮の電子銃電極系の一部又
は全部を組み立てて、レーザ照射して電子放射抑制領域
を形成し、その後にこの仮の電極系を外し、同じ位置に
真の電子銃電極系の一部又は全部を組み立てるときは、
電極に対する加工飛散物の影響を回避することができ
る。カソード構体のカソード面と之に対向する電極間に
電圧を印加し加工飛散物の付着を防ぎながらレーザ加工
するときは、電極に対する加工飛散物の影響を回避する
ことができる。加工飛散物を吸引除去しながらレーザ加
工するときは、電極に対する加工飛散物の影響を回避す
ることができる。
When the cathode assembly on which the electron emission body is formed and a part or the whole of the electron gun electrode system are assembled and laser irradiation is performed through the beam transmission hole of the electrode to form the electron emission suppression region, the axial deviation is generated. It is possible to form an electron emission suppression region with high accuracy and without or extremely small suppression. In advance, the cathode structure and a part or all of the temporary electron gun electrode system are assembled, laser irradiation is performed to form an electron emission suppression region, and then the temporary electrode system is removed, and a true electron gun electrode is placed at the same position. When assembling part or all of the system,
It is possible to avoid the influence of processing scattered matter on the electrodes. When laser processing is performed while applying a voltage between the electrodes facing the cathode surface of the cathode structure to prevent the deposition of the processing debris, the influence of the processing debris on the electrodes can be avoided. When performing laser processing while suction-removing the processed flying material, the influence of the processed flying material on the electrode can be avoided.

【0072】本発明に係る陰極線管によれば、上記電子
銃を備えることにより、高輝度、高解像度の画像を得る
ことができる。本発明に係る表示装置によれば、上記陰
極線管を備えることにより、高輝度、高解像度の表示画
像を得ることができる。本発明は、例えばブロードバン
ド時代に適した陰極線管及び表示装置を提供することが
できる。
According to the cathode ray tube of the present invention, it is possible to obtain an image of high brightness and high resolution by including the electron gun. According to the display device of the present invention, by including the cathode ray tube, it is possible to obtain a display image with high brightness and high resolution. The present invention can provide a cathode ray tube and a display device suitable for the broadband age, for example.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明に係る電子銃の一実施の形態を示す要部
の構成図である。
FIG. 1 is a configuration diagram of a main part showing an embodiment of an electron gun according to the present invention.

【図2】A〜B 図1の電子銃の製造方法の一実施の形
態を示す工程図である。
2A to 2B are process diagrams showing an embodiment of a method for manufacturing the electron gun of FIG.

【図3】A 図2で得られるカソード構体の一例を示す
断面図である B 図2で得られるカソード構体の他の例を示す断面図
わる。
3 is a sectional view showing an example of the cathode assembly obtained in FIG. 2B. FIG. 3 is a sectional view showing another example of the cathode assembly obtained in FIG.

【図4】トレパリング法で電子放射抑制領域を形成する
例を示す説明図である。
FIG. 4 is an explanatory diagram showing an example of forming an electron emission suppression region by a treparing method.

【図5】本発明に係る電子銃の他の実施の形態を示す要
部の構成図である。
FIG. 5 is a configuration diagram of a main part showing another embodiment of the electron gun according to the present invention.

【図6】A〜B 図5の電子銃の製造方法の一実施の形
態を示す工程図である。
6A to 6B are process diagrams showing an embodiment of a method of manufacturing the electron gun of FIGS.

【図7】本発明の電子銃の製造方法の他の実施の形態を
示す工程図である。
FIG. 7 is a process drawing showing another embodiment of the method for manufacturing an electron gun of the present invention.

【図8】本発明の電子銃の製造方法の他の実施の形態を
示す工程図である。
FIG. 8 is a process drawing showing another embodiment of the electron gun manufacturing method of the present invention.

【図9】中空ビームを放射するカソード構体の説明図で
ある。
FIG. 9 is an explanatory diagram of a cathode assembly that emits a hollow beam.

【図10】発振パルス幅とエネルギー密度によるレーザ
加工の加工現象を示す説明図である。
FIG. 10 is an explanatory diagram showing a processing phenomenon of laser processing based on an oscillation pulse width and energy density.

【図11】本発明の電子放射抑制領域の加工時の軸ズレ
とビームスポット径の関係を示すグラフである。
FIG. 11 is a graph showing the relationship between the axis deviation and the beam spot diameter during processing of the electron emission suppression region of the present invention.

【図12】A 従来のレーザ加工によるカソード面の状
態を示す状態図である。 B 本発明のレーザ加工によるカソード面の状態を示す
状態図である。
FIG. 12 is a state diagram showing a state of a cathode surface by A conventional laser processing. B is a state diagram showing a state of the cathode surface by laser processing of the present invention. FIG.

【図13】本発明の中空ビーム電子銃と従来の電子銃を
比較したカソード電流とビームスポット径の関係を示す
グラフである。
FIG. 13 is a graph showing the relationship between the cathode current and the beam spot diameter when comparing the hollow beam electron gun of the present invention with a conventional electron gun.

【図14】第1電極のビーム透過孔面積に対する電子放
射抑制領域の面積率とビームスポット径の関係を示すグ
ラフである。
FIG. 14 is a graph showing the relationship between the area ratio of the electron emission suppression region and the beam spot diameter with respect to the beam transmission hole area of the first electrode.

【図15】本発明に係る陰極線管の一実施の形態を示す
構成図である。
FIG. 15 is a configuration diagram showing an embodiment of a cathode ray tube according to the present invention.

【図16】本発明に係る電子銃の電極構造の一例を示す
構成図である。
FIG. 16 is a configuration diagram showing an example of an electrode structure of an electron gun according to the present invention.

【図17】本発明に係る電子銃の電極構造の他の例を示
す構成図である。
FIG. 17 is a configuration diagram showing another example of the electrode structure of the electron gun according to the present invention.

【図18】A〜B 電子銃の製造方法の比較例の問題点
を示す工程図である。
FIG. 18 is a process chart showing the problems of the comparative example of the method for manufacturing the A to B electron guns.

【図19】A〜B 電子銃の製造方法の比較例の問題点
を示す工程図である。
FIG. 19 is a process chart showing the problems of the comparative example of the method for manufacturing the A to B electron guns.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1、21・・・電子銃、2、22・・・カソード構体、
3・・・電極群、4、24・・・スリーブ、5、26・
・・ヒータ、6・・・カップ、28・・・切除部、14
・・・フェムト秒レーザ、7、27・・・電子放射本
体、8・・・窪み部、9、29・・・電子放射抑制領
域、31・・・陰極線管、32・・・管体、34・・・
蛍光面、35・・・色選別機構、36・・・電子銃、3
7・・・偏向ヨーク、G1 〜G6 ・・・電極、K
〔KR ,KG ,KB 〕・・・カソード
1, 21 ... Electron gun, 2, 22 ... Cathode structure,
3 ... Electrode group, 4, 24 ... Sleeve, 5, 26 ...
..Heaters, 6 ... Cups, 28 ... Excisions, 14
... Femtosecond laser, 7, 27 ... Electron emission main body, 8 ... Recessed portion, 9,29 ... Electron emission suppression region, 31 ... Cathode ray tube, 32 ... Tube, 34 ...
Fluorescent screen, 35 ... Color selection mechanism, 36 ... Electron gun, 3
7 ... deflection yoke, G 1 ~G 6 ... electrode, K
[K R, K G, K B] .. cathode

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山田 義禮 東京都品川区北品川6丁目7番35号 ソニ ー株式会社内 Fターム(参考) 5C027 CC01 5C031 DD09 DD15 DD19 5C041 AA03 AB03    ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    (72) Inventor Yoshida Yamada             6-735 Kita-Shinagawa, Shinagawa-ku, Tokyo Soni             -Inside the corporation F term (reference) 5C027 CC01                 5C031 DD09 DD15 DD19                 5C041 AA03 AB03

Claims (26)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 プラズマ遊離現象を利用したレーザ加工
を含んで形成された電子放射抑制領域を有し、 該電子放射抑制領域の周囲に前記レーザ加工による熱変
質部又は/及び熱変形部がなく中空状の電子ビームを放
射するようにしたカソード構体と、複数の電極とから成
ることを特徴とする電子銃。
1. An electron emission suppressing region formed by laser processing utilizing a plasma liberation phenomenon, wherein a thermal alteration portion and / or a thermal deformation portion due to the laser processing is not provided around the electron emission suppressing region. An electron gun comprising a cathode structure adapted to emit a hollow electron beam and a plurality of electrodes.
【請求項2】 発振パルス幅が1ピコ秒以下のレーザに
より非熱加工された電子放射抑制領域を有し、中空状の
電子ビームを放射するようにしたカソード構体と、複数
の電極とから成ることを特徴とする電子銃。
2. A cathode assembly having an electron emission suppression region which is non-thermally processed by a laser having an oscillation pulse width of 1 picosecond or less, and which emits a hollow electron beam, and a plurality of electrodes. An electron gun characterized by that.
【請求項3】 電子放射本体の中央に電子放射抑制領域
を有し、該電子放射抑制領域の面積が第1電極のビーム
透過孔の面積の5%〜45%に設定され、中空状の電子
ビームを放射するようにしたカソード構体と、複数の電
極とから成ることを特徴とする電子銃。
3. An electron emission suppressing region is provided at the center of the electron emission main body, and the area of the electron emission suppressing region is set to 5% to 45% of the area of the beam transmission hole of the first electrode, and a hollow electron is formed. An electron gun comprising a cathode structure adapted to emit a beam and a plurality of electrodes.
【請求項4】 前記カソード構体がオキサイド塗布型又
は含浸型であることを特徴とする請求項1、2又は3記
載の電子銃。
4. The electron gun according to claim 1, 2 or 3, wherein the cathode structure is an oxide coating type or an impregnating type.
【請求項5】 前記電子放射抑制領域が、電子放射本体
の切除部で形成されて成ることを特徴とする請求項1、
2、3、又は4記載の電子銃。
5. The electron emission suppressing region is formed by a cutout portion of an electron emission body.
The electron gun according to 2, 3, or 4.
【請求項6】 前記電子放射抑制領域が、電子放射本体
の窪み部で形成され、該窪み部の深さが、電子放射に寄
与しない程度の電界強度になる深さに設定されて成るこ
とを特徴とする請求項1、2、3、又は4記載の電子
銃。
6. The electron emission suppressing region is formed by a recessed portion of the electron emission body, and the depth of the recessed portion is set to a depth at which the electric field strength does not contribute to electron emission. The electron gun according to claim 1, 2, 3, or 4.
【請求項7】 カソード構体の電子放射本体の一部にプ
ラズマ遊離現象を利用したレーザ加工を施して電子放射
抑制領域を形成する工程を有し、 中空状の電子ビームを放射するようにしたカソード構体
を形成することを特徴とする電子銃の製造方法。
7. A cathode configured to emit a hollow electron beam, including a step of forming an electron emission suppression region by performing laser processing utilizing a plasma release phenomenon on a part of an electron emission main body of a cathode structure. A method of manufacturing an electron gun, which comprises forming a structure.
【請求項8】 前記プラズマ遊離現象を利用した加工用
レーザとして、発振パルス幅が1ピコ秒以下のレーザを
用いることを特徴とする請求項7記載の電子銃の製造方
法。
8. The method of manufacturing an electron gun according to claim 7, wherein a laser having an oscillation pulse width of 1 picosecond or less is used as the processing laser utilizing the plasma release phenomenon.
【請求項9】 前記レーザ加工で前記電子放射本体に切
除部を形成し、該切除部によって前記電子放射抑制領域
を形成することを特徴とする請求項7記載の電子銃の製
造方法。
9. The method of manufacturing an electron gun according to claim 7, wherein a cutout portion is formed in the electron emission body by the laser processing, and the electron emission suppression region is formed by the cutout portion.
【請求項10】 前記レーザ加工で前記電子放射本体に
窪み部を形成し、該窪み部によって前記電子放射抑制領
域を形成することを特徴とする請求項7記載の電子銃の
製造方法。
10. The method of manufacturing an electron gun according to claim 7, wherein a recess is formed in the electron emission main body by the laser processing, and the electron emission suppression region is formed by the recess.
【請求項11】 電子放射本体が形成されたカソード構
体と電子銃電極系の一部又は全部とを組み立て、 前記電極のビーム透過孔を通して前記レーザを照射し、
前記電子放射本体に電子放射抑制領域を形成することを
特徴とする請求項7、8、9又は10記載の電子銃の製
造方法。
11. A cathode assembly having an electron emission body formed therein and part or all of an electron gun electrode system are assembled, and the laser is irradiated through a beam transmission hole of the electrode,
The method for manufacturing an electron gun according to claim 7, 8, 9 or 10, wherein an electron emission suppression region is formed in the electron emission body.
【請求項12】 予め電子放射本体が形成されたカソー
ド構体と仮の電子銃電極系の一部又は全部とを組み立て
て、前記仮の電極のビーム透過孔を通して前記レーザを
照射し、前記電子放射本体に前記電子放射抑制領域を形
成した後、 前記仮の電極を外し、前記仮の電極と同一位置に真の電
子銃電極系の一部又は全部を組み立てることを特徴とす
る請求項7、8、9又は10記載の電子銃の製造方法。
12. A cathode assembly having an electron emission body formed in advance and part or all of a temporary electron gun electrode system are assembled, and the laser is irradiated through a beam transmission hole of the temporary electrode to emit the electron. 9. After forming the electron emission suppressing region in the main body, the temporary electrode is removed, and a part or all of the true electron gun electrode system is assembled at the same position as the temporary electrode. The method of manufacturing an electron gun according to item 9 or 10.
【請求項13】 前記カソード構体のカソード面及び該
カソード面に対向する前記電極間に電圧を印加し、前記
電極にプラズマ遊離した物質の付着を防ぎながら、前記
レーザ加工を行うことを特徴とする請求項11又は12
記載の電子銃の製造方法。
13. The laser processing is performed while applying a voltage between the cathode surface of the cathode structure and the electrode facing the cathode surface to prevent the plasma liberated substance from adhering to the electrode. Claim 11 or 12
A method of manufacturing the described electron gun.
【請求項14】 プラズマ遊離した物質を吸引除去しな
がら、前記レーザ加工を行うことを特徴とする請求項1
1又は12記載の電子銃の製造方法。
14. The laser processing is performed while suction-removing a plasma liberated substance.
13. The method for manufacturing an electron gun according to 1 or 12.
【請求項15】 プラズマ遊離現象を利用したレーザ加
工を含んで形成された電子放射抑制領域を有し、該電子
放射抑制領域の周囲に前記レーザ加工による熱変質部又
は/及び熱変形部がなく中空状の電子ビームを放射する
ようにしたカソード構体と、複数の電極とからなる電子
銃を備えて成ることを特徴とする陰極線管。
15. An electron emission suppressing region formed by including laser processing utilizing a plasma liberation phenomenon, wherein there is no thermal alteration portion and / or thermal deformation portion due to the laser processing around the electron emission suppressing area. A cathode ray tube comprising a cathode structure for emitting a hollow electron beam, and an electron gun comprising a plurality of electrodes.
【請求項16】 発振パルス幅が1ピコ秒以下のレーザ
により非熱加工された電子放射抑制領域を有し、中空状
の電子ビームを放射するようにしたカソード構体と、複
数の電極とからなる電子銃を備えて成ることを特徴とす
る陰極線管。
16. A cathode assembly having an electron emission suppressing region that is non-thermally processed by a laser having an oscillation pulse width of 1 picosecond or less, and configured to emit a hollow electron beam, and a plurality of electrodes. A cathode ray tube comprising an electron gun.
【請求項17】 電子放射本体の中央に電子放射抑制領
域を有し、該電子放射抑制領域の面積が第1電極のビー
ム透過孔の面積の5%〜45%に設定され、中空状の電
子ビームを放射するようにしたカソード構体と、複数の
電極とからなる電子銃を備えて成ることを特徴とする陰
極線管。
17. An electron emission suppressing region is provided in the center of the electron emission main body, and the area of the electron emission suppressing region is set to 5% to 45% of the area of the beam transmission hole of the first electrode, and a hollow electron is formed. A cathode ray tube comprising an electron gun composed of a cathode structure for emitting a beam and a plurality of electrodes.
【請求項18】 前記電子銃のカソード構体がオキサイ
ド塗布型又は含浸型であることを特徴とする請求項1
5、16又は17記載の陰極線管。
18. The cathode structure of the electron gun is an oxide coating type or an impregnating type.
The cathode ray tube according to 5, 16, or 17.
【請求項19】 前記電子銃におけるカソード構体の電
子放射抑制領域が、電子放射本体の切除部で形成されて
成ることを特徴とする請求項15、16、17又は18
記載の陰極線管。
19. The electron emission suppressing region of the cathode structure of the electron gun is formed by a cutout portion of an electron emission body.
The described cathode ray tube.
【請求項20】 前記電子銃におけるカソード構体の電
子放射抑制領域が、電子放射本体の窪み部で形成され、 該窪み部の深さが、電子放射に寄与しない程度の電界強
度になる深さに設定されて成ることを特徴とする請求項
15、16、17又は18記載の陰極線管。
20. The electron emission suppression region of the cathode structure of the electron gun is formed by a recessed portion of the electron emission body, and the depth of the recessed portion is such that the electric field strength does not contribute to electron emission. 19. The cathode ray tube according to claim 15, 16, 17 or 18, wherein the cathode ray tube is set.
【請求項21】 プラズマ遊離現象を利用したレーザ加
工を含んで形成された電子放射抑制領域を有し、該電子
放射抑制領域の周囲に前記レーザ加工による熱変質部又
は/及び熱変形部がなく中空状の電子ビームを放射する
ようにしたカソード構体と、複数の電極とからなる電子
銃を有した陰極線管を備えて成ることを特徴とする表示
装置。
21. An electron emission suppressing region formed by including laser processing utilizing a plasma liberation phenomenon, wherein there is no heat-altered portion or / and thermal deformation portion due to the laser processing around the electron emission suppressing region. A display device comprising: a cathode structure for emitting a hollow electron beam; and a cathode ray tube having an electron gun including a plurality of electrodes.
【請求項22】 発振パルス幅が1ピコ秒以下のレーザ
により非熱加工された電子放射抑制領域を有し、中空状
の電子ビームを放射するようにしたカソード構体と、複
数の電極とからなる電子銃を有した陰極線管を備えて成
ることを特徴とする表示装置。
22. A cathode assembly having an electron emission suppressing region that is non-thermally processed by a laser having an oscillation pulse width of 1 picosecond or less, and configured to emit a hollow electron beam, and a plurality of electrodes. A display device comprising a cathode ray tube having an electron gun.
【請求項23】 電子放射本体の中央に電子放射抑制領
域を有し、該電子放射抑制領域の面積が第1電極のビー
ム透過孔の面積の5%〜45%に設定され、中空状の電
子ビームを放射するようにしたカソード構体と、複数の
電極とからなる電子銃を有した陰極線管を備えて成るこ
とを特徴とする表示装置。
23. An electron emission suppression region is provided in the center of the electron emission main body, and the area of the electron emission suppression region is set to 5% to 45% of the area of the beam transmission hole of the first electrode, and a hollow electron is formed. A display device comprising a cathode ray tube having an electron gun including a cathode structure for emitting a beam and a plurality of electrodes.
【請求項24】 前記電子銃のカソード構体がオキサイ
ド塗布型又は含浸型である陰極線管を備えて成ることを
特徴とする請求項21、22又は23記載の表示装置。
24. The display device according to claim 21, 22 or 23, wherein the cathode structure of the electron gun comprises a cathode ray tube of an oxide coating type or an impregnation type.
【請求項25】 前記電子銃におけるカソード構体の電
子放射抑制領域が、電子放射本体の切除部で形成された
陰極線管を備えて成ることを特徴とする請求項21、2
2、23又は24記載の表示装置。
25. The electron emission suppressing region of the cathode structure of the electron gun comprises a cathode ray tube formed by a cutout portion of the electron emitting body.
The display device according to 2, 23 or 24.
【請求項26】 前記電子銃におけるカソード構体の電
子放射抑制領域が、電子放射本体の窪み部で形成され、 該窪み部の深さが、電子放射に寄与しない程度の電界強
度になる深さに設定された陰極線管を備えて成ることを
特徴とする請求項21、22、23又は24記載の表示
装置。
26. The electron emission suppression region of the cathode structure of the electron gun is formed by a recessed portion of the electron emission body, and the depth of the recessed portion is such that the electric field strength is such that it does not contribute to electron emission. 25. The display device according to claim 21, 22, 23 or 24, comprising a set cathode ray tube.
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