JPH11120931A - Electron gun and its manufacture - Google Patents

Electron gun and its manufacture

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Publication number
JPH11120931A
JPH11120931A JP28159597A JP28159597A JPH11120931A JP H11120931 A JPH11120931 A JP H11120931A JP 28159597 A JP28159597 A JP 28159597A JP 28159597 A JP28159597 A JP 28159597A JP H11120931 A JPH11120931 A JP H11120931A
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JP
Japan
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work function
cathode
electron gun
grid electrode
electron
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Application number
JP28159597A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hiroyuki Teramoto
浩行 寺本
Takuya Ohira
卓也 大平
Masato Saito
正人 斉藤
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electron gun capable of limiting the electron emission area of a cathode without increasing the number of part items and to provide its manufacturing method. SOLUTION: This electron gun is constituted of a cathode, a first grid electrode 16G1 and a second grid electrode 16G2 serving as grid electrodes guiding the electrons emitted from the cathode in one direction, and a conductive plate formed with an electron passing hole having the central axis B passing through the center section of the surface of the cathode, passing through the center sections of the surfaces of the first grid electrode 16G1 and the second grid electrode 16G2 , and perpendicular to the surfaces of the first grid electrode 16G1 . and the second grid electrode 16G2 . A low-work function area A1 is provided at the center section of the surface of the cathode, and a high-work function area A2 is provided at the peripheral section of the center section of the surface of the cathode.

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、陰極線管(CR
T)、電子顕微鏡、または電子ビーム露光装置などに用
いられる陰極線管用の電子銃およびその製法に関し、と
くに電子銃のカソードの改良に関するものである。
The present invention relates to a cathode ray tube (CR)
T), an electron gun for a cathode ray tube used in an electron microscope, an electron beam exposure apparatus, and the like, and a method for producing the same, and particularly to an improvement in a cathode of the electron gun.

【0002】[0002]

【従来の技術】図6は、特開平5−198250号公報
に示された従来の電子銃のカソード近傍の一例を示す拡
大断面説明図である。図6において、1はヒーター、2
は該ヒーター1を囲むように形成されたモリブデンから
なる円筒形状上のスリーブ、3は、酸化物カソードでは
電子放出物質を塗布または吹きつけるためのベースメタ
ルであり、含浸型カソードではペレットを保持するため
の部材であるカップ、4は電子放出物質であるカソード
ペレット、12はキャップを示す。
2. Description of the Related Art FIG. 6 is an enlarged sectional view showing an example of the vicinity of a cathode of a conventional electron gun disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-198250. In FIG. 6, 1 is a heater, 2
Is a cylindrical sleeve made of molybdenum formed so as to surround the heater 1, 3 is a base metal for applying or spraying an electron-emitting substance for an oxide cathode, and holds a pellet for an impregnated cathode. And 4 are cathode pellets, which are electron-emitting substances, and 12 is a cap.

【0003】従来の電子銃は、所定径の開口部11を有
するキャップ12を、カップ3の、カソードペレット4
が形成されている面側からカソードに取り付けて、カソ
ードペレット4からの電子の放出を開口部11によって
制限するようにした構成となっている。本従来例によれ
ば、カソードとして酸化物カソードを用いたばあいに
も、後で述べる含浸型カソードを用いたばあいにもほぼ
同様な効果がえられる。
In a conventional electron gun, a cap 12 having an opening 11 having a predetermined diameter is attached to a cathode pellet 4 of a cup 3.
Is attached to the cathode from the side where the is formed, and the emission of electrons from the cathode pellet 4 is restricted by the opening 11. According to this conventional example, substantially the same effect can be obtained when the oxide cathode is used as the cathode and when the impregnated cathode described later is used.

【0004】図7は、特開平7−85807号公報に示
された従来の電子銃のカソード近傍の他の例を示す拡大
断面説明図である。図7において、1はヒーター、2
は、該ヒーター1を囲むように形成されたモリブデンか
らなる円筒形状の内側スリーブ2aおよび外側スリーブ
2bが互いに重ね合わされて構成されたスリーブ、4は
カソードペレット、9はアイレット、10はリボン、1
G1は第1グリッド電極、16G2は第2グリッド電極を
示す。スリーブ2はリボン10によって金属からなる円
筒形状のアイレット9から釣り下げられるような形で固
定されている。内側スリーブ2aはその上部が閉塞され
ており、外側スリーブ2bには上部に開口部11があ
る。
FIG. 7 is an enlarged sectional explanatory view showing another example near the cathode of a conventional electron gun disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-85807. In FIG. 7, 1 is a heater, 2
Is a sleeve formed by laminating a cylindrical inner sleeve 2a and an outer sleeve 2b made of molybdenum formed so as to surround the heater 1; 4, a cathode pellet; 9, an eyelet;
6 G1 indicates the first grid electrode, and 16 G2 indicates the second grid electrode. The sleeve 2 is fixed by a ribbon 10 such that it can be hung down from a cylindrical eyelet 9 made of metal. The upper portion of the inner sleeve 2a is closed, and the outer sleeve 2b has an opening 11 at the upper portion.

【0005】電子放出可能領域は、内側スリーブ2aの
閉塞部の上部中央表面に固着されて載置されたカソード
ペレット4表面の露出部で構成されている。本従来例で
使用されているカソードは、一般に含浸型カソードと呼
ばれているものである。カソードペレット4は、多孔質
のタングステンの基体に、BaO、CaO、Al23
4:1:1(モル比)の比率で混合されているエミッタ
剤を含浸させたものである。さらに、表面の仕事関数を
低下させて、動作温度を下げ信頼性を向上させるため
に、電子放出面をIrまたはOsなどで数100nmコ
ーティングして使用される。前記スリーブ2とリボン1
0とアイレット9とカソードペレット4でカソードが形
成される。
[0005] The electron emission possible region is constituted by an exposed portion of the surface of the cathode pellet 4 fixed and mounted on the upper central surface of the closed portion of the inner sleeve 2a. The cathode used in this conventional example is generally called an impregnated cathode. The cathode pellet 4 is obtained by impregnating a porous tungsten base with an emitter agent in which BaO, CaO, and Al 2 O 3 are mixed at a ratio of 4: 1: 1 (molar ratio). Further, in order to lower the work function of the surface, lower the operating temperature and improve the reliability, the electron emission surface is coated with Ir or Os for several 100 nm and used. The sleeve 2 and the ribbon 1
The cathode is formed by the 0, the eyelet 9, and the cathode pellet 4.

【0006】カソードの上部には該カソードから離隔し
て金属電極板である第1グリッド電極16G1が設けられ
る。該第1グリッド電極16G1には第1グリッド電子通
過孔26G1が形成されている。
[0006] A first grid electrode 16 G1 which is a metal electrode plate is provided above the cathode and separated from the cathode. The first grid electrode 16 G1 is formed with a first grid electron passing apertures 26 G1.

【0007】さらに、第1グリッド電極16G1の上部に
は金属電極板である第2グリッド電極16G2が配置され
る。該第2グリッド電極16G2には第2グリッド電子通
過孔26G2が形成されている。なお、図示されていない
が第2グリッド電極の上部には、さらに複数のグリッド
電極が配置される。また、図中「B」で示される破線
は、各グリッド電子通過孔の中心軸を示す。
Further, a second grid electrode 16 G2 which is a metal electrode plate is disposed above the first grid electrode 16 G1 . The second grid electrode 16G2 has a second grid electron passage hole 26G2 . Although not shown, a plurality of grid electrodes are further arranged above the second grid electrode. The broken line indicated by "B" in the figure indicates the central axis of each grid electron passage hole.

【0008】図8は、組立て中の従来の電子銃を示す断
面説明図であり、外側スリーブ、第1グリッド電極およ
び第2グリッド電極の位置合わせを行う工程を示す説明
図である。図8において、図7と同一の箇所は同じ符号
を用いて示す。さらに、14は軸合わせ棒、16G3は第
3グリッド電極、16G4は第4グリッド電極、16G5
第5グリッド電極、26G3は第3グリッド電子通過孔、
26G4は第4グリッド電子通過孔、26G5は第5グリッ
ド電子通過孔を示す。軸合わせ棒14を外側スリーブ2
b、第1グリッド電極16G1、第2グリッド電極1
G2、第3グリッド電極16G3、第4グリッド電極16
G4および第5グリッド電極16G5の各開口部または通過
孔に挿入した状態で、図示しないビードガラスによって
外側スリーブ2b、第1グリッド電極16G1、第2グリ
ッド電極16G2、第3グリッド電極16G3、第4グリッ
ド電極16G4および第5グリッド電極16G5を固着す
る。
FIG. 8 is a cross-sectional explanatory view showing a conventional electron gun being assembled, and is an explanatory view showing a step of aligning an outer sleeve, a first grid electrode, and a second grid electrode. 8, the same parts as those in FIG. 7 are indicated by the same reference numerals. Further, 14 is an alignment rod, 16 G3 is a third grid electrode, 16 G4 is a fourth grid electrode, 16 G5 is a fifth grid electrode, 26 G3 is a third grid electron passage hole,
26 G4 indicates a fourth grid electron passage hole, and 26 G5 indicates a fifth grid electron passage hole. Aligning rod 14 with outer sleeve 2
b, first grid electrode 16 G1 , second grid electrode 1
6 G2 , third grid electrode 16 G3 , fourth grid electrode 16
In the inserted state to each opening or passage holes G4 and fifth grid electrode 16 G5, the outer sleeve 2b by the bead glass (not shown), the first grid electrode 16 G1, second grid electrode 16 G2, third grid electrode 16 G3 Then, the fourth grid electrode 16 G4 and the fifth grid electrode 16 G5 are fixed.

【0009】このようにして、外側スリーブの開口部の
中心部に、第1グリッド電極の電子通過孔および第2グ
リッド電極の電子通過孔の中心軸Bが通過するように調
整することができる。
In this way, it can be adjusted so that the central axis B of the electron passage hole of the first grid electrode and the electron passage hole of the second grid electrode pass through the center of the opening of the outer sleeve.

【0010】図9は、組立て中の従来の電子銃を示す断
面説明図であり、外側スリーブに内側スリーブを挿入す
る工程を示す説明図である。図9において、図7および
図8と同一の箇所は同じ符号を用いて示す。かかる工程
では、軸合わせ棒14を取り除いた後、外側スリーブ2
b内に、内側スリーブ2aを矢印Cで示される方向から
挿入し固着させる。
FIG. 9 is an explanatory sectional view showing a conventional electron gun being assembled, and is an explanatory view showing a step of inserting an inner sleeve into an outer sleeve. 9, the same parts as those in FIGS. 7 and 8 are denoted by the same reference numerals. In this step, after removing the alignment rod 14, the outer sleeve 2 is removed.
b, the inner sleeve 2a is inserted from the direction shown by the arrow C and fixed.

【0011】図10は、通常の電子放出領域を限定しな
いカソードを使用した従来の電子銃において、カソード
から放出される電子の電子軌道を示すカソード近傍の断
面説明図である。図10において、図9と同一の箇所は
同じ符号を用いて示す。さらに、15はカソードから放
出された電子の電子軌道である。なお、図10は、電子
軌道15を分かりやすく示すために、カソードペレット
4、電子軌道15、第1グリッド電極16G1、第2グリ
ッド電極16G2、第3グリッド電極16G3のみが示され
ている。図から分かるように、中心軸の近傍から放射さ
れる電子の電子軌道は、カソードから遠いところで他の
電子軌道と交差点をもつが、中心軸Bから離れた箇所か
ら放射される電子の電子軌道は、カソードから近距離の
位置にて他の電子軌道と交差点をもつことになる。中心
軸から離れたところから放射された電子の前記交差点が
中心軸近傍から放射された電子の前記交差点と一致しな
いことが、蛍光面に電子ビームが入射する際にハローが
生じる一因となる。
FIG. 10 is a cross-sectional view of the vicinity of the cathode showing the electron trajectory of electrons emitted from the cathode in a conventional electron gun using a cathode which does not limit a normal electron emission region. 10, the same parts as those in FIG. 9 are indicated by the same reference numerals. Further, reference numeral 15 denotes an electron orbit of electrons emitted from the cathode. FIG. 10 shows only the cathode pellet 4, the electron trajectory 15, the first grid electrode 16G1 , the second grid electrode 16G2 , and the third grid electrode 16G3 in order to clearly show the electron trajectory 15. . As can be seen from the figure, the electron trajectory of an electron radiated from near the central axis has a crossing point with another electron trajectory far from the cathode, but the electron trajectory of an electron radiated from a position distant from the central axis B is , And has an intersection with another electron orbit at a position close to the cathode. The fact that the intersection of the electrons emitted from a position away from the central axis does not coincide with the intersection of the electrons emitted from the vicinity of the central axis contributes to a halo when the electron beam is incident on the phosphor screen.

【0012】このことから、電子放出可能領域の直径は
小さい方が、中心軸から大きく離れた箇所から電子放出
がなされることが無くなるため好ましい。また、電子放
出可能領域の直径を小さくすると、該直径が大きいと同
じ電流を取り出したばあい電流密度が増す。従って、中
心軸から離れた箇所から放出された電子は中心軸の外側
方向への斥力を強く受け、電子軌道の交差点が蛍光面側
に移動しより多くの電子軌道が同一の交差点で交差する
ようになる。これらの理由で、電子放出可能領域の直径
を小さく限定すると、ハローの発生を低減させることが
できるため、集束特性の向上をはかることができるとい
う効果がえられる。しかし、この効果を充分にうるため
には、電子放出領域の直径をたとえば第1グリッド電極
の直径の4分の1程度にかなり小さく形成しなくてはな
らない。さらに、電子放出可能領域の中心点が第1グリ
ッド電極、第2グリッド電極などの中心点上に位置して
いることが必要である。前述のように本従来例における
電子銃は、電子放出可能領域がたとえば直径0.1mm
程度の小さい面積で形成されており、さらに電子放出可
能領域の中心点が第1グリッド電極、第2グリッド電極
などの中心点上に位置しているため、集束特性の向上を
はかることができる。
[0012] For this reason, it is preferable that the diameter of the electron-emitting region be small, since the electron is not emitted from a place far away from the central axis. Further, when the diameter of the electron-emitting area is reduced, the current density increases when the same current is extracted when the diameter is large. Therefore, electrons emitted from a location away from the central axis are strongly repulsed outward from the central axis, so that the intersection of the electron orbits moves to the phosphor screen side and more electron orbits intersect at the same intersection. become. For these reasons, if the diameter of the electron-emission-possible region is limited to a small value, the generation of halos can be reduced, so that the effect of improving the focusing characteristics can be obtained. However, in order to obtain this effect sufficiently, the diameter of the electron emission region must be formed to be considerably smaller, for example, about one fourth of the diameter of the first grid electrode. Furthermore, it is necessary that the center point of the electron emission possible region is located on the center point of the first grid electrode, the second grid electrode, or the like. As described above, the electron gun according to the conventional example has an electron emission area of, for example, 0.1 mm
Since it is formed with a small area and the center point of the electron dischargeable region is located on the center point of the first grid electrode, the second grid electrode, or the like, the focusing characteristics can be improved.

【0013】[0013]

【発明が解決しようとする課題】電子放出可能領域を限
定したカソードを製造する方法としては図6に示される
従来例1のばあいのような方法が考えられる。しかし、
部品点数が増え、コスト上昇を招くだけでなく、限定し
たカソードの電子放出面の中心点とグリッド電極の電子
通過孔の中心軸を正確に合わせて作製することが困難で
ある。
As a method for manufacturing a cathode having a limited electron emission area, a method as in the case of Conventional Example 1 shown in FIG. 6 can be considered. But,
Not only does the number of parts increase, which leads to an increase in cost, but also it is difficult to accurately align the center point of the limited electron emission surface of the cathode with the center axis of the electron passage hole of the grid electrode.

【0014】また、電子通過孔の中心軸を合わせる課題
を解決した図7に示される従来例2についても、たとえ
ばつぎのような理由で製造することが難しい。まず、軸
合わせ棒を取り除いた後、外側スリーブの開口部に、内
側スリーブに固着されたカソードペレットを挿入し、外
側スリーブと内側スリーブを溶接などして固定しなけれ
ばならない。この作業は、グリッド電極側から覗きなが
ら作業しなければならず、このときカソードペレットも
外側スリーブの開口部も非常に小さく、かつ、グリッド
電極からスリーブまである程度の距離があるため高精度
の組立技術が必要になる。さらに、図7から明らかなよ
うに、このばあいスリーブが2個必要になる。したがっ
て、とくに含浸型カソードのばあい、Ta、Moなどか
らなる高価な加工部品を使用する必要があるため、コス
ト上昇を招き望ましくない。さらに、部品数が増えるこ
とで全体の熱容量が増加し、駆動時に必要な電力の増加
や、ヒータに電流を流してから電子が放出されるまでに
時間がかかるなど多くの問題がある。
The conventional example 2 shown in FIG. 7 which solves the problem of aligning the center axes of the electron passing holes is also difficult to manufacture for the following reasons, for example. First, after removing the alignment rod, the cathode pellet fixed to the inner sleeve must be inserted into the opening of the outer sleeve, and the outer sleeve and the inner sleeve must be fixed by welding or the like. This operation must be performed while looking through the grid electrode side. At this time, the cathode pellet and the opening of the outer sleeve are very small, and there is a certain distance from the grid electrode to the sleeve. Is required. Further, as is apparent from FIG. 7, two sleeves are required in this case. Therefore, particularly in the case of the impregnated cathode, it is necessary to use expensive processed parts made of Ta, Mo, or the like, which undesirably increases the cost. Furthermore, the increase in the number of parts increases the total heat capacity, and causes many problems, such as an increase in power required for driving and a long time from the passage of current to the heater to the emission of electrons.

【0015】前記問題点としては、複数のグリッド電極
がある状態で、カソードの電子放出可能領域の位置合わ
せをすることに起因する製造上の問題が第1点目。すな
わち、カソードからグリッド電極まではある程度の距離
があるうえに、部品数が多くなると取り回しが悪くな
り、カソードの電子放出可能領域を軸合わせする際に障
害となる。また、部品数が増加することによる、コスト
上昇や電力の増加といった弊害が多く発生することが第
2点目の問題として上げられる。
[0015] The first problem is that there is a problem in manufacturing due to the positioning of the electron-emitting area of the cathode in the presence of a plurality of grid electrodes. In other words, there is a certain distance from the cathode to the grid electrode, and when the number of components is large, the handling becomes poor, and it becomes an obstacle when the electron emission area of the cathode is axially aligned. A second problem is that many adverse effects such as an increase in cost and an increase in power due to an increase in the number of components are raised.

【0016】本発明は、かかる問題を解決し、部品数を
増やすことなく、容易に、電子放出可能領域を限定した
カソードを含む電子銃およびその製法を提供することを
目的とする。
An object of the present invention is to provide an electron gun including a cathode having a limited electron emission area without increasing the number of parts, and to provide a method of manufacturing the same.

【0017】[0017]

【課題を解決するための手段】本発明の請求項1記載の
電子銃は、カソードと、該カソードから放出された電子
を一方向へ導くグリッド電極とからなり、前記カソード
表面の中心部を通り該カソード表面に対して垂直な軸が
前記グリッド電極表面の中心部を通り該グリッド電極表
面に対して垂直であり、前記グリッド電極が前記軸を中
心軸とする電子通過孔が形成された導電板からなる電子
銃であって、前記カソード表面の中心部に低仕事関数領
域を設け、前記カソード表面の中心部の周辺部に高仕事
関数領域を設けるものである。
According to a first aspect of the present invention, there is provided an electron gun comprising a cathode, and a grid electrode for guiding electrons emitted from the cathode in one direction, and passing through a central portion of the cathode surface. A conductive plate in which an axis perpendicular to the cathode surface passes through the center of the grid electrode surface and is perpendicular to the grid electrode surface, and the grid electrode has an electron passage hole having the axis as the central axis. Wherein the low work function region is provided in the center of the cathode surface, and the high work function region is provided in the periphery of the center of the cathode surface.

【0018】本発明の請求項2記載の電子銃は、前記低
仕事関数領域の仕事関数が1.9eV以下であり、前記
高仕事関数領域の仕事関数が2.1eV以上である。
In the electron gun according to claim 2 of the present invention, the work function in the low work function region is 1.9 eV or less, and the work function in the high work function region is 2.1 eV or more.

【0019】本発明の請求項3記載の電子銃は、前記低
仕事関数領域の仕事関数が0.5〜1.9eVであり、
前記高仕事関数領域の仕事関数が2.1〜6.0eVで
ある。
According to a third aspect of the present invention, in the electron gun, the work function of the low work function region is 0.5 to 1.9 eV,
The work function of the high work function region is 2.1 to 6.0 eV.

【0020】本発明の請求項4記載の電子銃は、前記低
仕事関数領域の仕事関数と前記高仕事関数領域の仕事関
数との差が0.2eV以上である。
In the electron gun according to a fourth aspect of the present invention, a difference between a work function in the low work function region and a work function in the high work function region is 0.2 eV or more.

【0021】本発明の請求項5記載の電子銃は、前記低
仕事関数領域の仕事関数と前記高仕事関数領域の仕事関
数との差が0.2〜5.5eVである。
In the electron gun according to a fifth aspect of the present invention, a difference between a work function in the low work function region and a work function in the high work function region is 0.2 to 5.5 eV.

【0022】また、本発明の請求項6記載の電子銃は、
前記低仕事関数領域表面に、Ir、Os、RuおよびR
eのうちの少なくとも1つの金属からなる薄膜が設けら
れるものである。
The electron gun according to claim 6 of the present invention has the following features.
Ir, Os, Ru and R are formed on the surface of the low work function region.
e, a thin film made of at least one metal of e is provided.

【0023】また、本発明の請求項7記載の電子銃は、
前記低仕事関数領域表面に、Ir、Os、RuおよびR
eのうちの少なくとも2つの金属の合金からなる薄膜が
設けられるものである。
The electron gun according to claim 7 of the present invention comprises:
Ir, Os, Ru and R are formed on the surface of the low work function region.
e, a thin film made of an alloy of at least two metals is provided.

【0024】また、本発明の請求項8記載の電子銃は、
前記高仕事関数領域表面に、Si、Pt、Ta、Moお
よびZrのうちの少なくとも1つの金属からなる薄膜が
設けられるものである。
Further, the electron gun according to claim 8 of the present invention comprises:
A thin film made of at least one metal of Si, Pt, Ta, Mo and Zr is provided on the surface of the high work function region.

【0025】また、本発明の請求項9記載の電子銃は、
前記高仕事関数領域表面に、Si、Pt、Ta、Moお
よびZrのうちの少なくとも1つの金属の酸化物からな
る薄膜が設けられるものである。
Further, the electron gun according to the ninth aspect of the present invention comprises:
A thin film made of an oxide of at least one metal of Si, Pt, Ta, Mo and Zr is provided on the surface of the high work function region.

【0026】また、本発明の請求項10記載の電子銃
は、前記高仕事関数領域表面に、Si、Pt、Ta、M
oおよびZrのうちの少なくとも2つの金属の合金から
なる薄膜が設けられるものである。
In the electron gun according to claim 10 of the present invention, Si, Pt, Ta, M
A thin film made of an alloy of at least two metals of o and Zr is provided.

【0027】また、本発明の請求項11記載の電子銃
は、前記高仕事関数領域表面に、Si、Pt、Ta、M
oおよびZrのうちの少なくとも2つの金属の合金の酸
化物からなる薄膜が設けられるものである。
According to the eleventh aspect of the present invention, there is provided the electron gun, wherein Si, Pt, Ta, M
A thin film made of an oxide of an alloy of at least two metals of o and Zr is provided.

【0028】本発明の請求項12記載の電子銃の製法
は、カソード上部に該カソードから放出された電子を一
方向へ導くグリッド電極を所定の間隔を保ちつつ配置す
る電子銃の製法であって、前記電子銃が請求項1記載の
電子銃であり、前記カソード上部にグリッド電極を配置
したのち、前記電子通過孔に成膜用治具を挿入して、前
記電子通過孔の中心軸が前記低仕事関数領域となる箇所
の中心点を通るように調整した状態で、スパッタリング
法および蒸着法のうちの一方を用いて低仕事関数領域と
なる箇所表面に薄膜を設けるものである。
According to a twelfth aspect of the present invention, there is provided a method for manufacturing an electron gun, wherein a grid electrode for guiding electrons emitted from the cathode in one direction is arranged at a predetermined interval above the cathode. The electron gun according to claim 1, wherein a grid electrode is disposed above the cathode, and a film forming jig is inserted into the electron passage hole so that a center axis of the electron passage hole is the same as that of the electron gun. A thin film is provided on the surface of the low work function region by using one of the sputtering method and the vapor deposition method while adjusting so as to pass through the center point of the low work function region.

【0029】本発明の請求項13記載の電子銃の製法
は、カソード上部に該カソードから放出された電子を一
方向へ導くグリッド電極を所定の間隔を保ちつつ配置す
る電子銃の製法であって、前記電子銃が請求項1記載の
電子銃であり、前記カソード上部にグリッド電極を配置
したのち、前記カソードの電子が放出される部分にマス
クを設けた状態で、前記高仕事関数領域を形成し、さら
に前記マスクを除去した状態で、前記低仕事関数領域を
形成するものである。
A method of manufacturing an electron gun according to a thirteenth aspect of the present invention is a method of manufacturing an electron gun, wherein a grid electrode for guiding electrons emitted from the cathode in one direction is arranged at a predetermined interval above the cathode. The electron gun according to claim 1, wherein a grid electrode is arranged on the cathode, and the high work function region is formed in a state where a mask is provided on a portion of the cathode where electrons are emitted. Then, the low work function region is formed with the mask removed.

【0030】[0030]

【発明の実施の形態】つぎに、本発明の電子銃およびそ
の製法の実施の形態について説明する。
Next, an embodiment of the electron gun of the present invention and a method of manufacturing the same will be described.

【0031】実施の形態1.図面を参照しつつ、本発明
の電子銃およびその製法の実施の形態1について説明す
る。
Embodiment 1 Embodiment 1 of an electron gun and a method for manufacturing the same according to the present invention will be described with reference to the drawings.

【0032】図1は、本発明の電子銃の実施の形態1を
示す説明図である。図1において、、図6と同一の箇所
は同じ符号を用いて示す。さらに、16G1は第1グリッ
ド電極、16G2は第2グリッド電極、26G1は第1グリ
ッド電子通過孔、26G2は第2グリッド電子通過孔を示
す。図1(a)は、本発明の電子銃の実施の形態1を示
す断面説明図であり、図1(b)は、図1(a)の電子
銃を第2グリッド電極側から見た上面説明図である。
FIG. 1 is an explanatory view showing Embodiment 1 of the electron gun of the present invention. 1, the same parts as those in FIG. 6 are denoted by the same reference numerals. Further, 16 G1 denotes a first grid electrode, 16 G2 denotes a second grid electrode, 26 G1 denotes a first grid electron passage hole, and 26 G2 denotes a second grid electron passage hole. FIG. 1A is an explanatory sectional view showing Embodiment 1 of the electron gun of the present invention, and FIG. 1B is a top view of the electron gun of FIG. 1A viewed from the second grid electrode side. FIG.

【0033】図1において、カソードペレット4は含浸
型カソードである。カソードペレット4表面には第1グ
リッド電子通過孔よりも小さい面積にIr(イリジウ
ム)薄膜5が厚さ200nmコーティングされている。
カソードペレット4表面のうちIr薄膜5がコーティン
グされた部分を低仕事関数領域Aといい、第1グリッ
ド電極16G1を含むすべてのグリッド電極の電子通過孔
の中心軸Bが低仕事関数領域Aの中心点を通るように
形成されている。
In FIG. 1, the cathode pellet 4 is an impregnated cathode. The surface of the cathode pellet 4 is coated with a 200 nm thick Ir (iridium) thin film 5 in an area smaller than the first grid electron passage hole.
A portion Ir thin film 5 is coated out of cathode pellet 4 surface called a low work function area A 1, the central axis B is low work function area A of the electron passing holes of all of the grid electrode comprising a first grid electrode 16 G1 1 is formed so as to pass through the center point.

【0034】前記薄膜として、Ir薄膜以外に、Os
(オスミウム)、Ru(ルテニウム)またはRe(レニ
ウム)からなる薄膜、もしくはIr、Os、Ruおよび
Reの少なくとも2つからなる多層構造の薄膜を用いて
もよい。さらに、Ir、Os、RuおよびReのうちの
少なくとも2つの金属の合金からなる薄膜を用いてもよ
い。たとえばOs、Os−Ru合金、Reを用いてもほ
ぼ同様の効果がえられる。なお、成膜方法は薄膜の材料
により適切な方法を選択すればよく、たとえばスパッタ
リング法または蒸着法などが用いられる。
As the thin film, other than the Ir thin film, Os
A thin film made of (osmium), Ru (ruthenium) or Re (rhenium), or a thin film having a multilayer structure made of at least two of Ir, Os, Ru and Re may be used. Further, a thin film made of an alloy of at least two metals of Ir, Os, Ru and Re may be used. For example, substantially the same effect can be obtained by using Os, an Os-Ru alloy, or Re. Note that an appropriate method for forming a film may be selected depending on the material of the thin film. For example, a sputtering method or an evaporation method is used.

【0035】前述のように形成された低仕事関数領域の
仕事関数は1.9eV以下、好ましくは0.5〜1.9
eVとなる。低仕事関数領域を1.9eV以下とした理
由は、1.9eV以下であれば、通常の含浸型カソード
の動作温度である1000℃から1050℃程度で、電
子銃として充分なエミッションをうることができるため
である。
The work function of the low work function region formed as described above is 1.9 eV or less, preferably 0.5 to 1.9.
eV. The reason for setting the low work function region to 1.9 eV or less is that if it is 1.9 eV or less, sufficient emission as an electron gun can be obtained at about 1000 ° C. to 1050 ° C. which is the operating temperature of a normal impregnated cathode. This is because it can be done.

【0036】また、カソードペレット4表面のうちコー
ティングをしていない高仕事関数領域Aの仕事関数は
2.1eV以上、好ましくは2.1〜6.0eVとな
る。高仕事関数領域の仕事関数を2.1eV以上とした
理由は、先に述べた通常の含浸型カソードの動作温度で
は、電子放出が僅かであるため、カソードの中心部以外
から不要な電子が放出されることを防げるためである。
このように、カソードが電子銃において有効に機能する
ためには、低仕事関数領域Aと高仕事関数領域A
差が0.2eV以上、好ましくは0.2〜5.5eVの
差が必要である。
Further, the work function of the high work function regions A 2 which is not a coating of cathode pellet 4 surface 2.1eV or more, preferably a 2.1~6.0EV. The reason for setting the work function of the high work function region to 2.1 eV or more is that at the operating temperature of the above-described ordinary impregnated cathode, electron emission is slight, and unnecessary electrons are emitted from portions other than the center of the cathode. It is to prevent that.
Thus, the cathode in order to function effectively in the electron gun, the difference between the low work function regions A 1 and the high work function regions A 2 is more than 0.2 eV, preferably a difference of 0.2~5.5eV is necessary.

【0037】つぎに、図面を用いて本発明の電子銃の製
法の実施の形態1として、とくに電子銃組立ての際の位
置合わせについて説明する。図2は、組立て中の図1の
電子銃のカソード近傍を示す断面説明図である。図2に
おいて、図1と同一の箇所は同じ符号を用いて示す。さ
らに、8はハーメチック部品、7aは成膜用治具を示
す。
Next, a description will be given of a position adjustment in assembling an electron gun as Embodiment 1 of the method for manufacturing an electron gun of the present invention with reference to the drawings. FIG. 2 is an explanatory sectional view showing the vicinity of the cathode of the electron gun of FIG. 1 during assembly. 2, the same parts as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals. Further, reference numeral 8 denotes a hermetic component, and 7a denotes a film forming jig.

【0038】はじめに、カソードに固着したハーメチッ
ク部品8と第1グリッド電極16G1を予め溶接して組み
立てる(溶接部は図示されていない)。つぎに、成膜
(すなわちコーティング)用の治具(以下、「成膜用治
具」という)7aを第1グリッド電極16G1側から挿入
する。続いて、カソードをハーメチック部品に挿入す
る。このときカソードと第1グリッド電極16G1との距
離を正確に規定する必要がある。これは、電子銃中に設
けた際に電子を放出しない程度の電圧、すなわちカット
オフ電圧は、カソードと第1グリッド電極および第2グ
リッド電極との間隔により決定されるためである。この
ため、成膜用治具7aは予め正確な全長に設定してお
き、カソード表面が成膜用治具7aに接触した段階で、
レーザー溶接などによりハーメチック部品8にカソード
を固定する。なお、前記成膜用治具7aの中心部には、
貫通孔27が設けられており、カソード表面のうち所望
の箇所のみが露出される。この状態でスパッタ装置内に
図2に示される一体の部品を設置し、Ir薄膜を直径1
20μmで200nmの厚さにコーティングした。な
お、図中には示していないが、このとき第1グリッド電
極などにIrが付着しないよう所定の治具で被い成膜し
た。
[0038] First, assembled hermetically part 8 which is fixed to the cathode and previously welded to the first grid electrode 16 G1 (welded portion is not shown). Next, a film forming (ie, coating) jig (hereinafter, referred to as a “film forming jig”) 7a is inserted from the first grid electrode 16G1 side. Subsequently, the cathode is inserted into the hermetic component. At this time, it is necessary to accurately define the distance between the cathode and the first grid electrode 16G1 . This is because a voltage that does not emit electrons when provided in an electron gun, that is, a cutoff voltage is determined by the distance between the cathode and the first grid electrode and the second grid electrode. For this reason, the film-forming jig 7a is set to an exact length in advance, and when the cathode surface contacts the film-forming jig 7a,
The cathode is fixed to the hermetic component 8 by laser welding or the like. At the center of the film forming jig 7a,
A through hole 27 is provided so that only a desired portion of the cathode surface is exposed. In this state, the integrated component shown in FIG.
It was coated at 20 μm to a thickness of 200 nm. Although not shown in the drawing, at this time, a film was formed with a predetermined jig so as to prevent Ir from adhering to the first grid electrode and the like.

【0039】最後に、この第1グリッド電極およびとカ
ソードが一体となった部品のいずれかの箇所と、第2グ
リッド電極以降の電極とにあらかじめ設けられた別途軸
合わせ用の切り込みを利用して第2グリッド電極以降を
組み立て、ビードガラスによって各部品を固定すること
により電子銃をうる。
Lastly, by utilizing a separate axial alignment notch provided beforehand in any part of the part where the first grid electrode and the cathode are integrated, and the electrodes after the second grid electrode. An electron gun is obtained by assembling the second and subsequent grid electrodes and fixing each part with bead glass.

【0040】カソード単体でのエミッション特性、とく
に電子放出分布がどのように行われているのかを評価す
るために、図1に示される電子銃のうちハーメチック部
品よりカソードのみ取りだして、電子放出分布測定を行
った。本測定はカソードを10μmステップでX、Yス
テージ上で移動させながら、カソードに対向させた直径
10μmのMo板の孔を通過した電子をファラデーカッ
プで捕らえることにより、カソード表面上での電子放出
がどのように分布しているかを評価できる装置を用いて
行った。図3は、図1の電子銃のカソードの電子放出分
布を示すグラフである。図3において、縦軸は放出電流
(μA)、横軸は測定を行った位置をX、Yステージの
任意の点からの距離(μm)で示す。このようにIr薄
膜をコーティングした低仕事関数領域Aからは、コー
ティングしていない高仕事関数領域Aに比較して約4
倍の電子放出がえられている。ただし図3から分かる通
り、高仕事関数領域からも、若干の電子放出が行われて
いることがわかる。
In order to evaluate the emission characteristics of the cathode alone, especially how the electron emission distribution is performed, only the cathode is taken out of the hermetic part of the electron gun shown in FIG. Was done. In this measurement, while the cathode was moved on the X and Y stages in 10 μm steps, electrons that passed through the holes of the Mo plate with a diameter of 10 μm facing the cathode were captured by a Faraday cup, so that the electron emission on the cathode surface was reduced. The measurement was performed using an apparatus capable of evaluating how the particles are distributed. FIG. 3 is a graph showing the electron emission distribution of the cathode of the electron gun of FIG. In FIG. 3, the vertical axis indicates the emission current (μA), and the horizontal axis indicates the position where the measurement was performed, as a distance (μm) from an arbitrary point on the X and Y stages. This is from a low work function regions A 1 coated with Ir thin as about as compared to the high work function regions A 2 uncoated 4
Double electron emission is obtained. However, as can be seen from FIG. 3, it can be seen that some electron emission is also performed from the high work function region.

【0041】このように、本発明の電子銃の製法であれ
ば、部品点数を増やすことなく、容易に、電子放出可能
領域を限定したカソードを含む電子銃を組み立てること
が可能である。このようにしてえられた電子銃では、低
仕事関数領域Aからなる電子放出可能領域の直径が小
さく限定されているため、中心軸Bから遠く離れた箇所
から電子放出がなされることが無くなるので、中心軸B
から遠く離れた該箇所からの電子放出によって生じるい
わゆるハローの発生を低減させることができ、集束特性
の向上をはかることができる。
As described above, according to the method of manufacturing an electron gun of the present invention, it is possible to easily assemble an electron gun including a cathode having a limited electron emission area without increasing the number of parts. In such an electron gun which is E and in, because the diameter of the low work function regions consist A 1 electron emitting region is limited smaller, there is no possible central axis electron emission from a place far away from the B is performed So the central axis B
It is possible to reduce the occurrence of a so-called halo caused by the emission of electrons from the location far away from the device, and to improve the focusing characteristics.

【0042】実施の形態2.前述の本発明の電子銃およ
びその製法の実施の形態1によれば、電子を放出しない
領域からのBaの蒸発が比較的活発に起きるため、グリ
ッドエミッションに対しては効果がない。この点につい
て改良を加えた一例を、本実施の形態で説明する。
Embodiment 2 According to the above-described first embodiment of the electron gun and the method for manufacturing the same according to the present invention, Ba is relatively actively vaporized from a region that does not emit electrons, and thus has no effect on grid emission. An example in which this point is improved will be described in the present embodiment.

【0043】本発明の電子銃およびその製法の実施の形
態2について図面を用いて説明する。図4は、組立て中
の本発明の電子銃の実施の形態2を示す説明図である。
図4(a)は、電子銃の断面説明図であり、図4(b)
は、紙面において上側から見た図4(a)の成膜用治具
を示す説明図である。図4において、図1と同一の箇所
は同じ符号を用いて示す。さらに、7bは、コーティン
グ時のマスクとしての成膜用治具を示す。
Embodiment 2 of an electron gun and a method of manufacturing the same according to the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 4 is an explanatory view showing Embodiment 2 of the electron gun of the present invention during assembly.
FIG. 4A is an explanatory cross-sectional view of the electron gun, and FIG.
FIG. 4 is an explanatory view showing the film forming jig of FIG. 4, the same parts as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals. Reference numeral 7b denotes a film forming jig as a mask at the time of coating.

【0044】前記成膜用治具7bは、カソードペレット
4表面のうち低仕事関数領域を覆うことができるもので
ある。成膜用治具7bは、高仕事関数領域のうち少なく
とも第1グリッド電子通過孔26G1下部に位置する部分
を露出できる孔37aを有する。なお、成膜用治具7b
の低仕事関数領域を覆う部分37bは前記孔37aの中
心軸に沿って設けられた円柱状の部材である。さらに、
前記低仕事関数領域を覆う部分37bは、低仕事関数領
域を覆う部分37bおよび孔37aの壁面間に架設され
た薄板状の部材37cを用いて、前記孔の中心部に固定
される。前記薄板状の部材側面は前記孔の端面と面一に
なっている。したがって、前記薄板状の部材37cは、
当該部材の厚さ分だけ前記孔37aの一部を塞ぐ。しか
し、薄板状の部材37cの厚さが充分薄ければ、薄板状
の部材37cの下部にも成膜が行われるので問題は生じ
ない。
The film forming jig 7b can cover a low work function region on the surface of the cathode pellet 4. Deposition jig 7b has a hole 37a that can expose a portion located lower G1 least first grid electron passing apertures 26 of the high work function regions. The film forming jig 7b
The portion 37b covering the low work function region is a columnar member provided along the central axis of the hole 37a. further,
The portion 37b covering the low work function region is fixed to the center of the hole using a portion 37b covering the low work function region and a thin plate-like member 37c provided between the wall surfaces of the hole 37a. The side surface of the thin plate member is flush with the end surface of the hole. Therefore, the thin plate-like member 37c is
Part of the hole 37a is closed by the thickness of the member. However, if the thickness of the thin plate-like member 37c is sufficiently small, no problem occurs because the film is formed below the thin plate-like member 37c.

【0045】はじめに、実施の形態1と同様にカソード
に固着したハーメチック部品8と、第1グリッド電極1
G1とを予め溶接して組み立てる(溶接部は図示されて
いない)。つぎに、成膜用治具7bを第1グリッド電極
16G1側から挿入し、成膜用治具7bの全長で先ほどと
同様に第1グリッド電極とカソードとのあいだの距離を
規定して、レーザー溶接などによりハーメチック部品8
にカソードを固定する。この状態でスパッタあるいは蒸
着装置内に図4に示される一体の部品を設置し、含浸型
カソード表面のうち成膜用治具7bにより覆われた直径
120μmの電子放出部分がコーティングされないよう
に、高仕事関数領域にSiO2(酸化シリコン)薄膜6
を厚さ100nmコーティングした。
First, as in the first embodiment, the hermetic component 8 fixed to the cathode and the first grid electrode 1
6 G1 is assembled by welding in advance (the welded portion is not shown). Next, the film-forming jig 7b is inserted from the first grid electrode 16G1 side, and the distance between the first grid electrode and the cathode is defined in the same manner as the above over the entire length of the film-forming jig 7b. Hermetic parts 8 by laser welding, etc.
Fix the cathode to. In this state, the integral component shown in FIG. 4 is set in the sputtering or vapor deposition apparatus, and the electron emitting portion having a diameter of 120 μm covered by the film forming jig 7b on the impregnated cathode surface is not coated. SiO 2 (silicon oxide) thin film 6 in work function region
Was coated to a thickness of 100 nm.

【0046】前記薄膜として、SiO2薄膜以外に、S
i(シリコン)、Pt(白金)、Ta(タンタル)、M
o(モリブデン)またはZr(ジルコニウム)からなる
薄膜、もしくは、Si、Pt、Ta、MoおよびZrの
うちの少なくとも2つからなる多層構造の薄膜を用いて
もよい。さらに、Ptの酸化物、Taの酸化物、Moの
酸化物またはZrの酸化物からなる薄膜、もしくは、S
iの酸化物、Ptの酸化物、Taの酸化物、Moの酸化
物およびZr酸化物のうちの少なくとも2つからなる多
層構造の薄膜を用いてもよい。また、Si、Pt、T
a、MoおよびZrのうちの少なくとも2つの金属の合
金からなる薄膜、もしくは、Si、Pt、Ta、Moお
よびZrのうちの少なくとも2つの金属の合金の酸化物
からなる薄膜を用いてもよい。なお、成膜方法は薄膜の
材料により適切な方法を選択すればよく、たとえばスパ
ッタリング法または蒸着法などが用いられる。
As the thin film, other than SiO 2 thin film, S
i (silicon), Pt (platinum), Ta (tantalum), M
A thin film made of o (molybdenum) or Zr (zirconium), or a thin film having a multilayer structure made of at least two of Si, Pt, Ta, Mo, and Zr may be used. Further, a thin film made of an oxide of Pt, an oxide of Ta, an oxide of Mo, or an oxide of Zr, or S
A thin film having a multilayer structure composed of at least two of the oxide of i, the oxide of Pt, the oxide of Ta, the oxide of Mo, and the oxide of Zr may be used. Also, Si, Pt, T
A thin film made of an alloy of at least two metals of a, Mo, and Zr, or a thin film made of an oxide of an alloy of at least two metals of Si, Pt, Ta, Mo, and Zr may be used. Note that an appropriate method for forming a film may be selected depending on the material of the thin film. For example, a sputtering method or an evaporation method is used.

【0047】続いて、図5に示すようにマスクを取り除
いた状態でIr薄膜5を200nm全面にコーティング
した。図5は、組立て中の本発明の電子銃の実施の形態
2を示す断面説明図である。図5において、図1および
図4と同一の箇所は同じ符号を用いて示す。なお、図中
には示していないが、SiO2薄膜、Ir薄膜のいずれ
の成膜においても、第1グリッド電極の表面等に成膜物
質がスパッタされないよう、第1グリッド電極を治具で
覆った。
Subsequently, as shown in FIG. 5, an Ir thin film 5 was coated on the entire surface with a thickness of 200 nm with the mask removed. FIG. 5 is an explanatory sectional view showing Embodiment 2 of the electron gun of the present invention during assembly. 5, the same parts as those in FIGS. 1 and 4 are denoted by the same reference numerals. Although not shown in the figure, the first grid electrode is covered with a jig so that the film-forming substance is not sputtered on the surface of the first grid electrode in forming any of the SiO 2 thin film and the Ir thin film. Was.

【0048】このようにして組み立てたカソード単体に
対して、前述の実施の形態1と同様にエミッション特性
を評価した結果、高仕事関数領域からは、ほとんど電子
放出がなく、低仕事関数領域からは実施の形態1と同様
のエミッション特性がえられた。
The emission characteristics of the thus assembled cathode alone were evaluated in the same manner as in the first embodiment. As a result, almost no electrons were emitted from the high work function region, and no emission was observed from the low work function region. Emission characteristics similar to those of the first embodiment were obtained.

【0049】実施の形態2に示される製法であれば、部
品点数を増やすことなく、容易に、電子放出可能領域を
限定したカソード含む電子銃を組み立てることが可能で
ある。このようにしてえられた電子銃では、低仕事関数
領域からなる電子放出可能領域の直径が小さく限定さ
れ、しかもその周辺部からは電子の放出が起きない。し
たがって、中心軸Bから遠く離れた箇所から電子放出が
なされることが無くなるので、中心軸Bから遠く離れた
箇所からの電子放出によって生じるいわゆるハローの発
生を低減させることができ、集束特性を大幅に向上する
ことができる。また、電子を放出しない部分からのBa
の不要な蒸発がほぼ完全に抑制されるため、グリッドエ
ミッションに対しても非常に有効である。
According to the manufacturing method shown in the second embodiment, it is possible to easily assemble an electron gun including a cathode having a limited electron emission area without increasing the number of parts. In the electron gun obtained in this manner, the diameter of the electron-emitting region composed of the low work function region is limited to a small value, and no electron is emitted from the peripheral portion. Therefore, since electrons are not emitted from a location far from the central axis B, so-called halo generation caused by electron emission from a location far from the central axis B can be reduced, and the focusing characteristics can be greatly improved. Can be improved. In addition, Ba from a portion that does not emit electrons
Unnecessary evaporation is almost completely suppressed, which is very effective for grid emission.

【0050】なお、本実施の形態、図4および図5で
は、カソードペレット4表面のうち高仕事関数領域にS
iO2薄膜6を設けたのち、カソードペレット4表面の
露出した部分およびSiO2薄膜6表面にIr薄膜5を
設けている。しかし、カソードペレット全表面にIr薄
膜を設けたのち、カソードペレットの高仕事関数領域上
方のみにSiO2薄膜を設けてもよい。
In this embodiment, FIG. 4 and FIG. 5, the S
After the iO 2 thin film 6 is provided, the Ir thin film 5 is provided on the exposed portion of the surface of the cathode pellet 4 and on the surface of the SiO 2 thin film 6. However, after the Ir thin film is provided on the entire surface of the cathode pellet, the SiO 2 thin film may be provided only above the high work function region of the cathode pellet.

【0051】また、本実施の形態においては、電子放出
可能領域を、円としたが、正確な円である必要はなく、
楕円形、長方形などにして、水平方向または垂直方向な
どの目的とする方向における集束特性を良くしてもよ
い。さらに、水平方向でも垂直方向でもないある方向に
傾いていてもよい。電子放出可能領域の形状は、電子銃
または電子銃が使用されるCRTなどの装置の仕様に合
わせて適宜選択すればよい。
Further, in the present embodiment, the electron-emitting area is a circle, but it is not necessary that the area is an accurate circle.
An oval shape, a rectangular shape, or the like may be used to improve focusing characteristics in a target direction such as a horizontal direction or a vertical direction. Further, it may be inclined in a direction that is neither horizontal nor vertical. The shape of the electron-emitting area may be appropriately selected according to the specifications of the electron gun or a device such as a CRT in which the electron gun is used.

【0052】また、電子放出領域をどのように限定する
のかについてはとくに規定していないが、電子ビームの
収束性、ドライブ回路の負荷などを考慮して決定する必
要がある。
Although there is no particular limitation on how the electron emission region is limited, it must be determined in consideration of the convergence of the electron beam, the load on the drive circuit, and the like.

【0053】[0053]

【発明の効果】本発明の請求項1記載の電子銃は、カソ
ードと、該カソードから放出された電子を一方向へ導く
グリッド電極とからなり、前記カソード表面の中心部を
通り該カソード表面に対して垂直な軸が前記グリッド電
極表面の中心部を通り該グリッド電極表面に対して垂直
であり、前記グリッド電極が前記軸を中心軸とする電子
通過孔が形成された導電板からなる電子銃であって、前
記カソード表面の中心部に低仕事関数領域を設け、前記
カソード表面の中心部の周辺部に高仕事関数領域を設け
るものであるので、部品数を増やすことなく、カソード
の電子放出領域を限定することができる。
According to the first aspect of the present invention, there is provided an electron gun comprising a cathode, and a grid electrode for guiding electrons emitted from the cathode in one direction. An electron gun having an axis perpendicular to the grid electrode surface and having an axis perpendicular to the grid electrode surface, wherein the grid electrode is formed of a conductive plate having an electron passage hole formed around the axis. The low work function region is provided in the center of the cathode surface, and the high work function region is provided in the periphery of the center of the cathode surface. The area can be limited.

【0054】本発明の請求項2記載の電子銃は、前記低
仕事関数領域の仕事関数が1.9eV以下であり、前記
高仕事関数領域の仕事関数が2.1eV以上であるの
で、通常の動作温度で電子銃を利用することができ、か
つ、カソードの中心点以外から電子が放出されることを
防ぐことができる。
In the electron gun according to claim 2 of the present invention, the work function in the low work function region is 1.9 eV or less and the work function in the high work function region is 2.1 eV or more. The electron gun can be used at the operating temperature, and electrons can be prevented from being emitted from other than the center of the cathode.

【0055】本発明の請求項3記載の電子銃は、前記低
仕事関数領域の仕事関数が0.5〜1.9eVであり、
前記高仕事関数領域の仕事関数が2.1〜6.0eVで
あるので、通常の動作温度で電子銃を利用することがで
き、かつ、カソードの中心点以外から電子が放出される
ことを防ぐことができる。
According to a third aspect of the present invention, in the electron gun, the work function of the low work function region is 0.5 to 1.9 eV,
Since the work function of the high work function region is 2.1 to 6.0 eV, the electron gun can be used at a normal operating temperature and electrons are not emitted from a point other than the center of the cathode. be able to.

【0056】本発明の請求項4記載の電子銃は、前記低
仕事関数領域の仕事関数と前記高仕事関数領域の仕事関
数との差が0.2eV以上であるので、カソードを電子
銃において有効に機能させることができる。
In the electron gun according to the fourth aspect of the present invention, since the difference between the work function in the low work function region and the work function in the high work function region is 0.2 eV or more, the cathode can be effectively used in the electron gun. Can function.

【0057】本発明の請求項5記載の電子銃は、前記低
仕事関数領域の仕事関数と前記高仕事関数領域の仕事関
数との差が0.2〜5.5eVであるので、カソードを
電子銃において有効に機能させることができる。
In the electron gun according to the fifth aspect of the present invention, the difference between the work function in the low work function region and the work function in the high work function region is 0.2 to 5.5 eV. It can function effectively in a gun.

【0058】また、本発明の請求項6記載の電子銃は、
前記低仕事関数領域表面に、Ir、Os、RuおよびR
eのうちの少なくとも1つの金属からなる薄膜が設けら
れるものであるので、容易に低仕事関数領域を形成でき
る。
The electron gun according to claim 6 of the present invention is
Ir, Os, Ru and R are formed on the surface of the low work function region.
Since a thin film made of at least one metal of e is provided, a low work function region can be easily formed.

【0059】また、本発明の請求項7記載の電子銃は、
前記低仕事関数領域表面に、Ir、Os、RuおよびR
eのうちの少なくとも2つの金属の合金からなる薄膜が
設けられるものであるので、容易に低仕事関数領域を形
成できる。
The electron gun according to claim 7 of the present invention has the following features.
Ir, Os, Ru and R are formed on the surface of the low work function region.
Since a thin film made of an alloy of at least two metals of e is provided, a low work function region can be easily formed.

【0060】また、本発明の請求項8記載の電子銃は、
前記高仕事関数領域表面に、Si、Pt、Ta、Moお
よびZrのうちの少なくとも1つの金属からなる薄膜が
設けられるものであるので、カソードペレットの電子を
放出しない部分からBaが蒸発することを抑制できる。
The electron gun according to claim 8 of the present invention has the following features.
Since a thin film made of at least one metal of Si, Pt, Ta, Mo and Zr is provided on the surface of the high work function region, Ba is evaporated from a portion of the cathode pellet that does not emit electrons. Can be suppressed.

【0061】また、本発明の請求項9記載の電子銃は、
前記高仕事関数領域表面に、Si、Pt、Ta、Moお
よびZrのうちの少なくとも1つの金属の酸化物からな
る薄膜が設けられるものであるので、カソードペレット
の電子を放出しない部分からBaが蒸発することを抑制
できる。
The electron gun according to claim 9 of the present invention is
Since a thin film made of an oxide of at least one of Si, Pt, Ta, Mo and Zr is provided on the surface of the high work function region, Ba evaporates from a portion of the cathode pellet that does not emit electrons. Can be suppressed.

【0062】また、本発明の請求項10記載の電子銃
は、前記高仕事関数領域表面に、Si、Pt、Ta、M
oおよびZrのうちの少なくとも2つの金属の合金から
なる薄膜が設けられるものであるので、カソードペレッ
トの電子を放出しない部分からBaが蒸発することを抑
制できる。
In the electron gun according to claim 10 of the present invention, Si, Pt, Ta, M
Since a thin film made of an alloy of at least two metals of o and Zr is provided, Ba can be suppressed from evaporating from a portion of the cathode pellet that does not emit electrons.

【0063】また、本発明の請求項11記載の電子銃
は、前記高仕事関数領域表面に、Si、Pt、Ta、M
oおよびZrのうちの少なくとも2つの金属の合金の酸
化物からなる薄膜が設けられるものであるので、カソー
ドペレットの電子を放出しない部分からBaが蒸発する
ことを抑制できる。
Further, in the electron gun according to claim 11 of the present invention, the surface of the high work function region is provided with Si, Pt, Ta, M
Since a thin film made of an oxide of an alloy of at least two metals of o and Zr is provided, Ba can be suppressed from evaporating from a portion of the cathode pellet that does not emit electrons.

【0064】本発明の請求項12記載の電子銃の製法
は、カソード上部に該カソードから放出された電子を一
方向へ導くグリッド電極を所定の間隔を保ちつつ配置す
る電子銃の製法であって、前記電子銃が請求項1記載の
電子銃であり、前記カソード上部にグリッド電極を配置
したのち、前記電子通過孔に成膜用治具を挿入して、前
記電子通過孔の中心軸が前記低仕事関数領域となる箇所
の中心点を通るように調整した状態で、スパッタリング
法および蒸着法のうちの一方を用いて低仕事関数領域と
なる箇所表面に薄膜を設けるものであるので、カソード
の中心部以外からの電子放出により生じるハローの発生
を低減することができる。
A method of manufacturing an electron gun according to a twelfth aspect of the present invention is a method of manufacturing an electron gun in which a grid electrode for guiding electrons emitted from the cathode in one direction is arranged at a predetermined interval above the cathode. The electron gun according to claim 1, wherein a grid electrode is disposed above the cathode, and a film forming jig is inserted into the electron passage hole so that a center axis of the electron passage hole is the same as that of the electron gun. In the state adjusted so as to pass through the center point of the low work function region, a thin film is provided on the surface of the low work function region by using one of the sputtering method and the vapor deposition method. It is possible to reduce the occurrence of halos caused by the emission of electrons from other than the center.

【0065】本発明の請求項13記載の電子銃の製法
は、カソード上部に該カソードから放出された電子を一
方向へ導くグリッド電極を所定の間隔を保ちつつ配置す
る電子銃の製法であって、前記電子銃が請求項1記載の
電子銃であり、前記カソード上部にグリッド電極を配置
したのち、前記カソードの電子が放出される部分にマス
クを設けた状態で、前記高仕事関数領域を形成し、さら
に前記マスクを除去した状態で、前記低仕事関数領域を
形成するものであるので、カソードペレットの電子を放
出しない部分からBaが蒸発することを抑制できる。
A method of manufacturing an electron gun according to a thirteenth aspect of the present invention is a method of manufacturing an electron gun in which a grid electrode for guiding electrons emitted from the cathode in one direction is arranged at a predetermined interval above the cathode. The electron gun according to claim 1, wherein a grid electrode is arranged on the cathode, and the high work function region is formed in a state where a mask is provided on a portion of the cathode where electrons are emitted. In addition, since the low work function region is formed with the mask removed, Ba can be suppressed from evaporating from a portion of the cathode pellet that does not emit electrons.

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

【図1】 本発明の電子銃の実施の形態1を示す説明図
である。
FIG. 1 is an explanatory diagram showing Embodiment 1 of an electron gun of the present invention.

【図2】 組立て中の図1の電子銃のカソード近傍を示
す断面説明図である。
FIG. 2 is an explanatory sectional view showing the vicinity of a cathode of the electron gun of FIG. 1 during assembly.

【図3】 図1の電子銃のカソードの電子放出分布を示
すグラフである。
FIG. 3 is a graph showing an electron emission distribution of a cathode of the electron gun of FIG.

【図4】 組立て中の本発明の電子銃の実施の形態2を
示す説明図である。
FIG. 4 is an explanatory view showing Embodiment 2 of the electron gun of the present invention during assembly.

【図5】 組立て中の本発明の電子銃の実施の形態2を
示す断面説明図である。
FIG. 5 is an explanatory sectional view showing Embodiment 2 of the electron gun of the present invention during assembly.

【図6】 従来の電子銃のカソード近傍の一例を示す拡
大断面説明図である。
FIG. 6 is an enlarged sectional view illustrating an example of the vicinity of a cathode of a conventional electron gun.

【図7】 従来の電子銃のカソード近傍の他の例を示す
拡大断面説明図である。
FIG. 7 is an enlarged sectional explanatory view showing another example near the cathode of a conventional electron gun.

【図8】 組立て中の従来の電子銃を示す断面説明図で
ある。
FIG. 8 is an explanatory sectional view showing a conventional electron gun being assembled.

【図9】 組立て中の従来の電子銃を示す断面説明図で
ある。
FIG. 9 is an explanatory sectional view showing a conventional electron gun being assembled.

【図10】 従来の電子銃において、カソードから放出
される電子の電子軌道を示すカソード近傍の断面説明図
である。
FIG. 10 is an explanatory cross-sectional view near the cathode, showing an electron trajectory of electrons emitted from the cathode in the conventional electron gun.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ヒーター、2 スリーブ、3 カップ、4 カソー
ドペレット、5 Ir薄膜、6 SiO2薄膜、7a,
7b 成膜用治具、8 ハーメチック部品、9アイレッ
ト、10、リボン、14 軸合わせ棒。
1 heater, 2 sleeves, 3 cups, 4 cathode pellets, 5 Ir thin film, 6 SiO 2 thin film, 7a,
7b Film forming jig, 8 hermetic parts, 9 eyelets, 10, ribbon, 14 axes alignment rod.

Claims (13)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 カソードと、該カソードから放出された
電子を一方向へ導くグリッド電極とからなり、前記カソ
ード表面の中心部を通り該カソード表面に対して垂直な
軸が前記グリッド電極表面の中心部を通り該グリッド電
極表面に対して垂直であり、前記グリッド電極が前記軸
を中心軸とする電子通過孔が形成された導電板からなる
電子銃であって、前記カソード表面の中心部に低仕事関
数領域を設け、前記カソード表面の中心部の周辺部に高
仕事関数領域を設ける電子銃。
1. A cathode and a grid electrode for guiding electrons emitted from the cathode in one direction, wherein an axis passing through a center portion of the cathode surface and perpendicular to the cathode surface is a center of the grid electrode surface. An electron gun formed of a conductive plate passing through a portion and being perpendicular to the grid electrode surface, wherein the grid electrode is formed with an electron passage hole having the axis as a central axis, and a low electrode is provided at the center of the cathode surface. An electron gun having a work function region and a high work function region around a central portion of the cathode surface.
【請求項2】 前記低仕事関数領域の仕事関数が1.9
eV以下であり、前記高仕事関数領域の仕事関数が2.
1eV以上である請求項1記載の電子銃。
2. The work function of the low work function region is 1.9.
eV or less, and the work function of the high work function region is 2.
The electron gun according to claim 1, wherein the electron gun is 1 eV or more.
【請求項3】 前記低仕事関数領域の仕事関数が0.5
〜1.9eVであり、前記高仕事関数領域の仕事関数が
2.1〜6.0eVである請求項2記載の電子銃。
3. The work function of the low work function region is 0.5
3. The electron gun according to claim 2, wherein the work function of the high work function region is 2.1 to 6.0 eV.
【請求項4】 前記低仕事関数領域の仕事関数と前記高
仕事関数領域の仕事関数との差が0.2eV以上である
請求項1記載の電子銃。
4. The electron gun according to claim 1, wherein a difference between a work function in the low work function region and a work function in the high work function region is 0.2 eV or more.
【請求項5】 前記低仕事関数領域の仕事関数と前記高
仕事関数領域の仕事関数との差が0.2〜5.5eVで
ある請求項4記載の電子銃。
5. The electron gun according to claim 4, wherein a difference between a work function in the low work function region and a work function in the high work function region is 0.2 to 5.5 eV.
【請求項6】 前記低仕事関数領域表面に、Ir、O
s、RuおよびReのうちの少なくとも1つの金属から
なる薄膜が設けられる請求項1記載の電子銃。
6. The surface of the low work function region, wherein Ir, O
2. The electron gun according to claim 1, wherein a thin film made of at least one of s, Ru and Re is provided.
【請求項7】 前記低仕事関数領域表面に、Ir、O
s、RuおよびReのうちの少なくとも2つの金属の合
金からなる薄膜が設けられる請求項1記載の電子銃。
7. The surface of the low work function region, wherein Ir, O
2. The electron gun according to claim 1, wherein a thin film made of an alloy of at least two of s, Ru and Re is provided.
【請求項8】 前記高仕事関数領域表面に、Si、P
t、Ta、MoおよびZrのうちの少なくとも1つの金
属からなる薄膜が設けられる請求項1記載の電子銃。
8. The method according to claim 1, wherein the surface of the high work function region includes Si, P
The electron gun according to claim 1, wherein a thin film made of at least one metal of t, Ta, Mo, and Zr is provided.
【請求項9】 前記高仕事関数領域表面に、Si、P
t、Ta、MoおよびZrのうちの少なくとも1つの金
属の酸化物からなる薄膜が設けられる請求項1記載の電
子銃。
9. Si, P
The electron gun according to claim 1, wherein a thin film made of an oxide of at least one of t, Ta, Mo, and Zr is provided.
【請求項10】 前記高仕事関数領域表面に、Si、P
t、Ta、MoおよびZrのうちの少なくとも2つの金
属の合金からなる薄膜が設けられる請求項1記載の電子
銃。
10. A high work function region surface comprising Si, P
The electron gun according to claim 1, wherein a thin film made of an alloy of at least two metals of t, Ta, Mo, and Zr is provided.
【請求項11】 前記高仕事関数領域表面に、Si、P
t、Ta、MoおよびZrのうちの少なくとも2つの金
属の合金の酸化物からなる薄膜が設けられる請求項1記
載の電子銃。
11. The method according to claim 1, wherein the surface of the high work function region has Si, P
2. The electron gun according to claim 1, wherein a thin film made of an oxide of an alloy of at least two metals of t, Ta, Mo and Zr is provided.
【請求項12】 カソード上部に該カソードから放出さ
れた電子を一方向へ導くグリッド電極を所定の間隔を保
ちつつ配置する電子銃の製法であって、前記電子銃が請
求項1記載の電子銃であり、前記カソード上部にグリッ
ド電極を配置したのち、前記電子通過孔に成膜用治具を
挿入して、前記電子通過孔の中心軸が前記低仕事関数領
域となる箇所の中心点を通るように調整した状態で、ス
パッタリング法および蒸着法のうちの一方を用いて低仕
事関数領域となる箇所表面に薄膜を設ける電子銃の製
法。
12. An electron gun according to claim 1, wherein a grid electrode for guiding electrons emitted from the cathode in one direction is arranged above the cathode while maintaining a predetermined interval. After a grid electrode is arranged above the cathode, a film forming jig is inserted into the electron passage hole, and the center axis of the electron passage hole passes through the center point of a location where the low work function region is formed. A method for producing an electron gun in which a thin film is formed on a surface where a low work function region is formed by using one of a sputtering method and a vapor deposition method in such a state.
【請求項13】 カソード上部に該カソードから放出さ
れた電子を一方向へ導くグリッド電極を所定の間隔を保
ちつつ配置する電子銃の製法であって、前記電子銃が請
求項1記載の電子銃であり、前記カソード上部にグリッ
ド電極を配置したのち、前記カソードの電子が放出され
る部分にマスクを設けた状態で、前記高仕事関数領域を
形成し、さらに前記マスクを除去した状態で、前記低仕
事関数領域を形成する電子銃の製法。
13. An electron gun according to claim 1, wherein a grid electrode for guiding electrons emitted from said cathode in one direction is arranged above said cathode while maintaining a predetermined interval. After arranging a grid electrode on the cathode, the high work function region is formed in a state where a mask is provided in a portion of the cathode from which electrons are emitted, and the mask is removed in a state where the mask is removed. A method of manufacturing an electron gun that forms a low work function region.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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US6653771B2 (en) 2000-08-23 2003-11-25 Kabushiki Kaisha Toshiba Electron gun assembly and cathode ray tube apparatus
WO2020118957A1 (en) * 2018-12-13 2020-06-18 陕西利友百辉科技发展有限公司 Suspended grid cathode structure, electron gun, electron accelerator and irradiation device

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