JPH0729490A - 電子銃用カソード構造体の作製方法及び電子銃用カソード - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】基体１０に形成された電子放射物質層１２の中
心と第１グリッド３０に設けられた開口部３２の中心を
正確に一致させ得る電子銃用カソード構造体の作製方法
を提供する。 【構成】（イ）基体１０の電子放射物質層形成予定領域
１０Ｂの上方に第１グリッド３０に設けられた開口部３
２が配置されるように、電子銃用カソードと第１グリッ
ド３０とを組み立てる工程と、（ロ）開口部４２を有す
るマスク４０を、第１グリッド３０に設けられた開口部
３２の中心とマスク４０に設けられた開口部４２の中心
とが一致するように、第１グリッド３０の上に配置する
工程と、（ハ）マスク４０に設けられた開口部４２によ
って規制された状態で、基体１０の電子放射物質層形成
予定領域１０Ｂに電子放射物質層１２を形成する工程、
から電子銃用カソード構造体の作製方法は成る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子銃用カソード構造
体の作製方法、及び電子銃用カソードに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の電子銃用カソード（以下、単にカ
ソードと呼ぶ場合もある）は、図９に模式的な一部断面
図を示すように、スリーブキャップ状の金属製の基体１
０と、この基体１０の頂面１０Ａのほぼ全面に形成され
た電子放射物質層１２から構成されている。基体１０の
底部には円筒形のスリーブ２０が取り付けられており、
スリーブ２０の基部にはスリーブ支持部材２２が取り付
けられている。このスリーブ２０の基部の直径は頂部の
直径よりも大きく、スリーブ２０の基部外面とスリーブ
支持部材２２の内面との摩擦によって、スリーブ２０と
スリーブ支持部材２２とは嵌合している。スリーブ２０
の内側にはヒーター２６が配置されている。

【０００３】従来の電子銃用カソード構造体は、例え
ば、このような電子銃用カソードを支持体２４に取り付
け、更に、第１グリッド３０を支持体２４に取り付ける
ことによって作製される。第１グリッド３０には開口部
３２が設けられており、電子放射物質層１２から放出さ
れた電子が第１グリッド３０に設けられた開口部３２を
通過する。

【０００４】一般に、カソードから射出された電子は、
カソードから第３グリッドまでのカソードプリフォーカ
スレンズ部で予備集束され、その後、主電子レンズ部で
最終的に集束され、電子ビームとなってスクリーンに入
射する。電子ビームの集束特性は、主に電子レンズの球
面収差に依存する。主電子レンズ部においては、レンズ
の有効口径を大きくすることによって球面収差を小さく
することができる。

【０００５】然るに、カソードプリフォーカスレンズ部
においては、カソードと第１グリッドとの間の電界によ
って形成されたレンズが、集束作用だけでなく、基体１
０の頂面１０Ａ上に形成された電子放射物質層１２にお
ける電子放射領域をも決定する。図９に示した構造の従
来のカソードにおいては、基体１０の頂面１０Ａのほぼ
全面に電子放射物質層１２が形成されている。従って、
カソードと第１グリッドとの間の電界によって形成され
たレンズの有効口径の大口径化を試みた場合、電子放射
物質層１２における電子放射領域が拡大し、電子ビーム
スポットが広がるという問題がある。

【０００６】このような問題を解決するために、電子放
射領域が制限された電子銃用カソードがある。この電子
銃用カソードは、図１０に模式的な一部断面図を示すよ
うに、スリーブキャップ状の金属製の基体１０と、この
基体１０の頂面のほぼ全面に形成された電子放射物質層
１２と、基体１０に嵌合したスリーブキャップ１４から
構成されている。スリーブキャップ１４は電子放射物質
層１２を被覆している。スリーブキャップ１４には開口
部１６が設けられており、この開口部１６内には電子放
射物質が充填されている。開口部１６の直径は、第１グ
リッド３０の開口部３２の直径よりも小さい。このよう
な構造とすることによって、電子銃用カソードにおける
電子放射領域を制限し、電子銃用カソードと第１グリッ
ドとの間の電界によって形成されたレンズの球面収差の
影響を小さくし、スクリーン上での電子ビームの集束特
性を向上させ、電子ビームスポットの広がりを防止する
ことが可能になる。

【０００７】このような電子銃用カソードは、以下の方
法で作製することができる。即ち、先ず、従来の方法と
同様に、基体１０の頂面のほぼ全面に電子放射物質を塗
布して、基体１０の頂面のほぼ全面に電子放射物質層１
２を形成する。次に、基体１０にスリーブキャップ１４
を嵌合させた後、スリーブキャップ１４の頂面に電子放
射物質を塗布し、スリーブキャップ１４に設けられた開
口部１６に電子放射物質を充填する。その後、スリーブ
キャップ１４の頂面に塗布された電子放射物質を除去し
て、開口部１６内に充填された電子放射物質を残す。こ
うして、図１０に示した電子銃用カソードを作製するこ
とができる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな電子銃用カソードを用いて電子銃用カソード構造体
を組み立てた場合、スリーブキャップ１４に設けられた
開口部１６の中心と第１グリッド３０に設けられた開口
部３２の中心、即ち、電子放射領域の中心と第１グリッ
ド３０に設けられた開口部３２の中心を正確に一致させ
ることが困難であるという問題がある。電子放射領域の
中心と第１グリッド３０に設けられた開口部３２の中心
が正確に一致していない場合、カソードプリフォーカス
レンズ部の集束作用に重大な影響を与える。即ち、収差
が大きくなり、電子ビームの集束特性が劣化し、電子ビ
ームスポットが広がるという問題が生じる。

【０００９】図９に示した従来のカソードにおいては、
基体１０の頂面１０Ａのほぼ全面に電子放射物質層１２
が形成されているので、電子放射領域の中心と第１グリ
ッド３０に設けられた開口部３２の中心が正確に一致し
ないという事態は発生しない。しかしながら、先に述べ
たように、電子放射領域が拡大し、電子ビームスポット
が広がるという問題がある。

【００１０】従って、本発明の目的は、基体に形成され
た電子放射物質層の中心と第１グリッドに設けられた開
口部の中心を正確に一致させ得る電子銃用カソード構造
体の作製方法、及びかかる作製方法によって作製された
電子銃用カソードを提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記の目的は、基体及び
この基体の所定の領域に形成された電子放射物質層から
成る電子銃用カソード、並びに第１グリッドから構成さ
れた電子銃用カソード構造体の作製方法であって、
（イ）基体の電子放射物質層形成予定領域の上方に第１
グリッドに設けられた開口部が配置されるように、電子
銃用カソードと第１グリッドとを組み立てる工程と、
（ロ）開口部を有するマスクを、第１グリッドに設けら
れた開口部の中心とマスクに設けられた開口部の中心と
が一致するように、第１グリッドの上に配置する工程
と、（ハ）マスクに設けられた開口部によって規制され
た状態で、基体の電子放射物質層形成予定領域に電子放
射物質層を形成する工程、から成ることを特徴とする本
発明の電子銃用カソード構造体の作製方法によって達成
することができる。

【００１２】本発明の電子銃用カソード構造体の作製方
法においては、電子放射物質の吹き付け、あるいは又、
金属材料の蒸着によって、電子放射物質層を基体の電子
放射物質層形成予定領域に形成することができる。

【００１３】本発明の電子銃用カソードは、基体、及び
この基体の所定の領域に形成された電子放射物質層から
成ることを特徴とする。

【００１４】

【作用】本発明においては、第１グリッドに設けられた
開口部の中心とマスクに設けられた開口部の中心とが一
致するように、マスクを第１グリッドの上に配置した状
態で、基体の電子放射物質層形成予定領域に電子放射物
質層を形成するので、電子放射物質層の中心と第１グリ
ッドの開口部の中心とを簡単に且つ正確に一致させるこ
とができる。

【００１５】

【実施例】以下、図面を参照して、好ましい実施例に基
づき本発明を説明する。

【００１６】（実施例１）実施例１の電子銃用カソード
は、基体、及びこの基体の所定の領域に形成された電子
放射物質層から成る。また、実施例１の電子銃用カソー
ド構造体の作製方法においては、電子放射物質の吹き付
けによって、電子放射物質層を基体の電子放射物質層形
成予定領域に形成する。以下、図１〜図４を参照して、
実施例１を説明する。

【００１７】［工程−１００］先ず、基体１０の電子放
射物質層形成予定領域１０Ｂの上方に第１グリッド３０
に設けられた開口部３２が配置されるように、電子銃用
カソードと第１グリッド３０とを組み立てる（図１参
照）。

【００１８】そのために、先ず、電子銃用カソードを組
み立てる。電子銃用カソードは、図１に模式的な一部断
面図を示すように、スリーブキャップ状の金属製の基体
１０から成る。基体１０の底部には円筒形のスリーブ２
０が取り付けられており、このスリーブ２０の基部の直
径は頂部の直径よりも大きい。スリーブ２０の基部外面
とスリーブ支持部材２２の内面との摩擦によって、スリ
ーブ２０とスリーブ支持部材２２とを嵌合させること
で、スリーブ２０の基部にスリーブ支持部材２２を取り
付ける。スリーブ２０の内側には、後にヒーター２６を
配設する。

【００１９】スリーブ支持部材２２を支持体２４に取り
付ける。更に、開口部３２が設けられた第１グリッド３
０を支持体２４に取り付ける。この場合、基体１０の頂
面１０Ａ上の電子放射物質層形成予定領域１０Ｂの上方
に第１グリッド３０に設けられた開口部３２が配置され
るように、電子銃用カソードと第１グリッド３０とを組
み立てる。尚、電子銃用カソードと第１グリッド３０と
の組立方法は、このような方法以外で行ってもよい。

【００２０】［工程−１１０］次に、開口部４２を有す
るマスク４０を、第１グリッド３０に設けられた開口部
３２の中心とマスク４０に設けられた開口部４２の中心
とが一致するように、第１グリッド３０の上に配置する
（図２参照）。具体的には、例えば第１グリッドの一部
に位置決め用の穴３４を予め設けておき、マスク４０に
設けられた突起部４４を位置決め用の穴３４に挿入す
る。尚、マスク４０は、図２に示すように第１グリッド
３０上に配置してもよいし、マスク４０と第１グリッド
３０との間に隙間があってもよい。マスク４０に設けら
れた開口部４２の径は、第１グリッド３０に設けられた
開口部３２の径よりも小さい。

【００２１】［工程−１２０］次いで、マスク４０に設
けられた開口部４２によって規制された状態で、基体１
０の頂面１０Ａ上の電子放射物質層形成予定領域１０Ｂ
に電子放射物質層１２を形成する（図３参照）。具体的
には、電子放射物質をスプレーガン等によってマスク４
０に吹き付ける。マスク４０に吹き付けられた電子放射
物質の一部はマスク４０上に付着する。また、マスク４
０に設けられた開口部４２を通過した電子放射物質は、
基体１０の頂面１０Ａ上の電子放射物質層形成予定領域
１０Ｂに堆積する。これによって、電子放射物質層１２
が電子放射物質層形成予定領域１０Ｂに正確に且つ所望
の形状にて形成され、電子放射物質層１２の中心と第１
グリッド３０の開口部３２の中心とは正確に一致する。
最後にマスク４０を取り除く（図４参照）。こうして作
製された本発明の電子銃用カソードは、図４に示すよう
に、基体１０及びこの基体１０の所定の領域１０Ｂに形
成された電子放射物質層１２から成り、従来の電子銃用
カソードのように、電子放射物質層１２が基体１０の頂
面１０Ａの全面に形成されてはいない。

【００２２】（実施例２）実施例２の電子銃用カソード
は、所謂含浸型カソードである。実施例２の電子銃用カ
ソード構造体の作製方法においては、実施例１の［工程
−１２０］と異なり、金属材料の蒸着によって、電子放
射物質層を基体の電子放射物質層形成予定領域に形成す
る。

【００２３】［工程−２００］先ず、基体１０の電子放
射物質層形成予定領域１０Ｂの上方に第１グリッド３０
に設けられた開口部３２が配置されるように、電子銃用
カソードと第１グリッド３０とを組み立てる（図５参
照）。

【００２４】そのために、先ず、電子銃用カソードを組
み立てる。電子銃用カソードは、図５に模式的な一部断
面図を示すように、スリーブキャップ状の金属製の基体
１０から構成される。基体１０に設けられた凹部１０Ｃ
には、電子放射物質を含んだタングステンペレット１８
が納められている。このタングステンペレットは、例え
ば（Ｂａ，Ｃａ，Ｓｒ）Ｃｏから成る電子放射物質をタ
ングステンから成るペレットに含浸させることによって
作製することができる。

【００２５】基体１０の底部には円筒形のスリーブ２０
が取り付けられている。このスリーブ２０の基部の直径
は頂部の直径よりも大きく、スリーブ２０の基部にはス
リーブ支持部材２２が取り付けられている。スリーブ２
０の基部外面とスリーブ支持部材２２の内面との摩擦に
よって、スリーブ２０とスリーブ支持部材２２とを嵌合
させる。スリーブ２０の内側には、後にヒーター２６を
配設する。

【００２６】スリーブ支持部材２２を支持体２４に取り
付ける。更に、開口部３２が設けられた第１グリッド３
０を支持体２４に取り付ける。この場合、基体１０の電
子放射物質層形成予定領域１０Ｂの上方に第１グリッド
３０に設けられた開口部３２が配置されるように、電子
銃用カソードと第１グリッド３０とを組み立てる。尚、
電子銃用カソードと第１グリッド３０との組立方法は、
このような方法以外で行ってもよい。

【００２７】［工程−２１０］次に、開口部４０を有す
るマスク４０を、第１グリッド３０に設けられた開口部
３２の中心とマスク４０に設けられた開口部４２の中心
とが一致するように、第１グリッド３０の上に配置する
（図６参照）。この工程は、実施例１の［工程−１１
０］と同様とすることができ、詳細な説明は省略する。

【００２８】［工程−２２０］次いで、マスク４０に設
けられた開口部４２によって規制された状態で、電子放
射物質層１２を基体１０の電子放射物質層形成予定領域
１０Ｂに形成する。具体的には、電子放射物質の仕事関
数を低下させて電子放射特性を増加させる働きのある、
Ｏｓ、Ｒｕ、Ｒｅ、Ｉｎ、Ｓｃ等の金属をイオンスパッ
タ法等の蒸着法によって、基体１０の電子放射物質層形
成予定領域１０Ｂに堆積させて、電子放射物質層１２を
形成する。具体的には、タングステンペレット１８の一
部分上に金属材料を蒸着して金属層１２Ａを形成し、こ
れによって、タングステンペレット１８の一部分に電子
放射物質層１２を形成する（図７参照）。

【００２９】蒸着法によって形成された金属粒子の一部
はマスク４０上に付着する。また、マスク４０に設けら
れた開口部４２を通過した金属粒子は、基体１０の電子
放射物質層形成予定領域１０Ｂに堆積する。これによっ
て、電子放射物質層１２が電子放射物質層形成予定領域
１０Ｂに正確に且つ所望の形状にて形成され、電子放射
物質層１２の中心と第１グリッド３０の開口部３２の中
心とは正確に一致する。最後にマスク４０を取り除く
（図８参照）。こうして作製された実施例２における本
発明の電子銃用カソードも、図８に示すように、基体１
０及びこの基体１０の所定の領域１０Ｂに形成された電
子放射物質層１２から成り、従来の電子銃用カソードの
ように、基体１０の頂面の広い領域から電子が放射され
ることがない。

【００３０】

【発明の効果】本発明においては、電子放射領域を制限
した電子銃用カソードの中心と第１グリッドの開口部の
中心とが簡単に且つ正確に位置決めされる。その結果、
カソードプリフォーカスレンズ部の電子レンズ特性を損
なうことなく、電子銃用カソード構造体の特性を十分に
引き出すことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１の電子銃用カソード構造体の作製方法
の工程を説明するための、電子銃用カソード構造体の模
式的な断面図である。

【図２】図１に引き続き、実施例１の電子銃用カソード
構造体の作製方法の工程を説明するための、電子銃用カ
ソード構造体の模式的な断面図である。

【図３】図２に引き続き、実施例１の電子銃用カソード
構造体の作製方法の工程を説明するための、電子銃用カ
ソード構造体の模式的な断面図である。

【図４】実施例１の電子銃用カソード構造体の模式的な
断面図である。

【図５】実施例２の電子銃用カソード構造体の作製方法
の工程を説明するための、電子銃用カソード構造体の模
式的な断面図である。

【図６】図５に引き続き、実施例２の電子銃用カソード
構造体の作製方法の工程を説明するための、電子銃用カ
ソード構造体の模式的な断面図である。

【図７】図６に引き続き、実施例２の電子銃用カソード
構造体の作製方法の工程を説明するための、電子銃用カ
ソード構造体の模式的な断面図である。

【図８】実施例２の電子銃用カソード構造体の模式的な
断面図である。

【図９】従来の電子銃用カソード構造体の模式的な一部
断面図である。

【図１０】電子銃用カソードにおける電子放射領域が制
限された電子銃用カソード構造体の模式的な一部断面図
である。

【符号の説明】

１０ 基体 １２ 電子放射物質層 １２Ａ 金属層 １４ スリーブキャップ １６ スリーブキャップの開口部 １８ タングステンペレット ２０ スリーブ ２２ スリーブ支持部材 ２４ 支持体 ２６ ヒーター ３０ 第１グリッド ３２ 第１グリッドの開口部 ３４ 位置決め用の穴 ４０ マスク ４２ マスクの開口部 ４４ マスクに設けられた突起部

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】基体及び該基体の所定の領域に形成された
   電子放射物質層から成る電子銃用カソード、並びに第１
   グリッドから構成された電子銃用カソード構造体の作製
   方法であって、 （イ）基体の電子放射物質層形成予定領域の上方に第１
   グリッドに設けられた開口部が配置されるように、電子
   銃用カソードと第１グリッドとを組み立てる工程と、 （ロ）開口部を有するマスクを、第１グリッドに設けら
   れた開口部の中心とマスクに設けられた開口部の中心と
   が一致するように、第１グリッドの上に配置する工程
   と、 （ハ）該マスクに設けられた開口部によって規制された
   状態で、基体の電子放射物質層形成予定領域に電子放射
   物質層を形成する工程、から成ることを特徴とする電子
   銃用カソード構造体の作製方法。
2. 【請求項２】電子放射物質の吹き付けによって、電子放
   射物質層を基体の電子放射物質層形成予定領域に形成す
   ることを特徴とする請求項１に記載の電子銃用カソード
   構造体の作製方法。
3. 【請求項３】金属材料の蒸着によって、電子放射物質層
   を基体の電子放射物質層形成予定領域に形成することを
   特徴とする請求項１に記載の電子銃用カソード構造体の
   作製方法。
4. 【請求項４】基体、及び該基体の所定の領域に形成され
   た電子放射物質層から成る電子銃用カソード。