JP2910837B2 - 電界放出型電子銃 - Google Patents
電界放出型電子銃Info
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- JP2910837B2 JP2910837B2 JP9442796A JP9442796A JP2910837B2 JP 2910837 B2 JP2910837 B2 JP 2910837B2 JP 9442796 A JP9442796 A JP 9442796A JP 9442796 A JP9442796 A JP 9442796A JP 2910837 B2 JP2910837 B2 JP 2910837B2
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- electrode
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J9/00—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture, installation, removal, maintenance of electric discharge tubes, discharge lamps, or parts thereof; Recovery of material from discharge tubes or lamps
- H01J9/02—Manufacture of electrodes or electrode systems
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J3/00—Details of electron-optical or ion-optical arrangements or of ion traps common to two or more basic types of discharge tubes or lamps
- H01J3/02—Electron guns
- H01J3/021—Electron guns using a field emission, photo emission, or secondary emission electron source
- H01J3/022—Electron guns using a field emission, photo emission, or secondary emission electron source with microengineered cathode, e.g. Spindt-type
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、複数個の尖鋭なエ
ミッタを有する電界放出型電子銃に属する。
ミッタを有する電界放出型電子銃に属する。
【０００２】
【従来の技術】電界放出型電子銃は、電界を集中させる
ための尖鋭なエミッタと、エミッタの近傍に配置された
ゲート電極にアノード電極を加えて構成されている。こ
のような電界放出型電子銃においては、電流量が必要な
場合に複数のエミッタを集積化し全電流量を増やして用
いる。
ための尖鋭なエミッタと、エミッタの近傍に配置された
ゲート電極にアノード電極を加えて構成されている。こ
のような電界放出型電子銃においては、電流量が必要な
場合に複数のエミッタを集積化し全電流量を増やして用
いる。
【０００３】電界放出型電子銃を平面表示デバイ管等に
適応する場合には、蛍光体が電子銃より１ｍｍ程度離れ
たところに配置される。この際、エミッタから放出され
た電子ビームは、蛍光体に向かって放出される。このと
き電子は、ある広がり角をもって放出される。しかし、
電子ビームは、広がり角の角度が大きい場合に蛍光体上
で十分小さい電子ビーム径とはならないことから輝度が
低くなる。
適応する場合には、蛍光体が電子銃より１ｍｍ程度離れ
たところに配置される。この際、エミッタから放出され
た電子ビームは、蛍光体に向かって放出される。このと
き電子は、ある広がり角をもって放出される。しかし、
電子ビームは、広がり角の角度が大きい場合に蛍光体上
で十分小さい電子ビーム径とはならないことから輝度が
低くなる。
【０００４】広がり角の測定では角度が２０度から３０
度程度広がっており、この広がり角を抑制することが試
みられている。例えば、特開平５−３４３００号公報、
特開平５−２４２７９４号公報、特開平５−２６６８０
６号公報、及び特開平７−２９４８４号公報等に開示さ
れている従来技術では、偏向電極や収束電極等によって
電子を反発させる構造を用いて電子ビームの広がりを抑
える工夫がなされている。
度程度広がっており、この広がり角を抑制することが試
みられている。例えば、特開平５−３４３００号公報、
特開平５−２４２７９４号公報、特開平５−２６６８０
６号公報、及び特開平７−２９４８４号公報等に開示さ
れている従来技術では、偏向電極や収束電極等によって
電子を反発させる構造を用いて電子ビームの広がりを抑
える工夫がなされている。
【０００５】図７は、従来の二重ゲート構造の電界放出
型電子銃の原理構成を示している。この電界放出型電子
銃の素子は、基板１０９上に設けた先鋭な円錐形状の複
数のエミッタ１０４と、エミッタ１０４の周辺にかつ基
板１０９上に設けられている絶縁膜１０５と、絶縁膜１
０５上でエミッタ１０４の近傍に設けられている金属膜
よりなる第１のゲート電極１０１と、基板１０９上で第
１のゲート電極１０１の周辺に設けられている金属膜よ
りなる第２のゲート電極（以下、収束電極と呼ぶ）１０
２とを有している。第１のゲート電極１０１及び収束電
極１０２は、絶縁膜１０５によって電気的に分離されて
いる。
型電子銃の原理構成を示している。この電界放出型電子
銃の素子は、基板１０９上に設けた先鋭な円錐形状の複
数のエミッタ１０４と、エミッタ１０４の周辺にかつ基
板１０９上に設けられている絶縁膜１０５と、絶縁膜１
０５上でエミッタ１０４の近傍に設けられている金属膜
よりなる第１のゲート電極１０１と、基板１０９上で第
１のゲート電極１０１の周辺に設けられている金属膜よ
りなる第２のゲート電極（以下、収束電極と呼ぶ）１０
２とを有している。第１のゲート電極１０１及び収束電
極１０２は、絶縁膜１０５によって電気的に分離されて
いる。
【０００６】さらに、エミッタ１０４、第１のゲート電
極１０１及び収束電極１０２の上位置にはアノード電極
１０８が設置されている。エミッタ１０４と第１のゲー
ト電極１０１との間には、電圧Ｖ１の電源が印加され
る。エミッタ１０４と収束電極１０２との間には、電圧
Ｖ２の電源が印加される。また、アノード電極１０８と
基板１０９との間には、電圧Ｖａの電源が印加されてい
る。
極１０１及び収束電極１０２の上位置にはアノード電極
１０８が設置されている。エミッタ１０４と第１のゲー
ト電極１０１との間には、電圧Ｖ１の電源が印加され
る。エミッタ１０４と収束電極１０２との間には、電圧
Ｖ２の電源が印加される。また、アノード電極１０８と
基板１０９との間には、電圧Ｖａの電源が印加されてい
る。
【０００７】エミッタ１０４の先端から放出された電子
は、収束電極１０２によって偏向され、ゲート通過後に
アノード電極１０８の電位によって加速されて最終的に
エミッションした電子が収束される。
は、収束電極１０２によって偏向され、ゲート通過後に
アノード電極１０８の電位によって加速されて最終的に
エミッションした電子が収束される。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、２重ゲ
ート構造の電界放出型電子銃では、エミッタ１０４の先
端から放出された電子がゲート電圧よりも負の電位をも
つ収束電極１０２に曲げられる。特に、複数のエミッタ
１０４が一つの収束電極１０２に囲まれた構造において
は、個々のエミッタ１０４の配置によりエミッタ１０４
と収束電極１０２との位置関係が異なる。特に、エミッ
タ１０４が配置されている領域のうち中心に位置するエ
ミッタ１０４と最外周のエミッタ１０４とでは、収束電
極１０２による影響が大きく異なる。即ち、エミッショ
ンする電子は、収束電極１０２に近いほど収束電極１０
２に大きく影響を受ける。
ート構造の電界放出型電子銃では、エミッタ１０４の先
端から放出された電子がゲート電圧よりも負の電位をも
つ収束電極１０２に曲げられる。特に、複数のエミッタ
１０４が一つの収束電極１０２に囲まれた構造において
は、個々のエミッタ１０４の配置によりエミッタ１０４
と収束電極１０２との位置関係が異なる。特に、エミッ
タ１０４が配置されている領域のうち中心に位置するエ
ミッタ１０４と最外周のエミッタ１０４とでは、収束電
極１０２による影響が大きく異なる。即ち、エミッショ
ンする電子は、収束電極１０２に近いほど収束電極１０
２に大きく影響を受ける。
【０００９】また、第１のゲート電極１０１及び収束電
極１０２は、電気的に分離されていなければならない
が、図７に示したように、第１のゲート電極１０１及び
収束電極１０２間に隙間が存在していることから、基板
１０９の電位が電子に影響を与える。
極１０２は、電気的に分離されていなければならない
が、図７に示したように、第１のゲート電極１０１及び
収束電極１０２間に隙間が存在していることから、基板
１０９の電位が電子に影響を与える。
【００１０】特に、エミッタ１０４の領域のうち外周側
に近い領域部分では、中心部側でエミッタ１０４が配置
されているためにエミッタ１０４の電位の影響がある。
エミッタ１０４の領域の外周側には、収束電極１０２の
エッジがあり、更に第１のゲート電極１０１及び収束電
極１０２との間に隙間（ギャップ）があり、その隙間の
外側には収束電極１０２が位置している。
に近い領域部分では、中心部側でエミッタ１０４が配置
されているためにエミッタ１０４の電位の影響がある。
エミッタ１０４の領域の外周側には、収束電極１０２の
エッジがあり、更に第１のゲート電極１０１及び収束電
極１０２との間に隙間（ギャップ）があり、その隙間の
外側には収束電極１０２が位置している。
【００１１】したがって、エミッションした電子は、内
側からゲートよりも低い電位の中心部のエミッタ１０４
から反発をうけ、外側からはゲートよりも低い電位のギ
ャップの反発をうける。しかし、ギャップからの反発は
ゲートエッジ端までの距離に依存し、遠い場合はその影
響は小さい。
側からゲートよりも低い電位の中心部のエミッタ１０４
から反発をうけ、外側からはゲートよりも低い電位のギ
ャップの反発をうける。しかし、ギャップからの反発は
ゲートエッジ端までの距離に依存し、遠い場合はその影
響は小さい。
【００１２】それ故に、本発明の課題はエミッタ領域内
のエミッタから放出される電子に対し、周辺の電位状態
による不均一性を最小限にする電界放出型電子銃を提供
することにある。
のエミッタから放出される電子に対し、周辺の電位状態
による不均一性を最小限にする電界放出型電子銃を提供
することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、基板
と、該基板上に設けた先鋭な円錐形状の複数のエミッタ
と、該エミッタの周辺にかつ前記基板上に設けられてい
る絶縁膜と、該絶縁膜上で前記エミッタの近傍に設けら
れている第１のゲート電極と、前記基板上で該第１のゲ
ート電極の周辺に設けられている第２のゲート電極とを
含む電界放出型電子銃において、前記エミッタの集合体
を配したエミッタ領域内の前記絶縁膜上に設けた第３の
ゲート電極を有していることを特徴とする電界放出型電
子銃が得られる。
と、該基板上に設けた先鋭な円錐形状の複数のエミッタ
と、該エミッタの周辺にかつ前記基板上に設けられてい
る絶縁膜と、該絶縁膜上で前記エミッタの近傍に設けら
れている第１のゲート電極と、前記基板上で該第１のゲ
ート電極の周辺に設けられている第２のゲート電極とを
含む電界放出型電子銃において、前記エミッタの集合体
を配したエミッタ領域内の前記絶縁膜上に設けた第３の
ゲート電極を有していることを特徴とする電界放出型電
子銃が得られる。
【００１４】また、本発明によれば、基板と、該基板上
に設けた先鋭な円錐形状の複数のエミッタと、該エミッ
タの周辺にかつ前記基板上に設けられている絶縁膜と、
該絶縁膜上で前記エミッタの近傍に設けられている第１
のゲート電極と、前記基板上で該第１のゲート電極の周
辺に設けられている第２のゲート電極とを含む電界放出
型電子銃において、前記エミッタの集合体を配したエミ
ッタ領域内の前記絶縁膜上に孔を有していることを特徴
とする電界放出型電子銃が得られる。
に設けた先鋭な円錐形状の複数のエミッタと、該エミッ
タの周辺にかつ前記基板上に設けられている絶縁膜と、
該絶縁膜上で前記エミッタの近傍に設けられている第１
のゲート電極と、前記基板上で該第１のゲート電極の周
辺に設けられている第２のゲート電極とを含む電界放出
型電子銃において、前記エミッタの集合体を配したエミ
ッタ領域内の前記絶縁膜上に孔を有していることを特徴
とする電界放出型電子銃が得られる。
【００１５】
【作用】本発明の電界放出型電子銃によると、エミッタ
の領域内に孔もしくは第３のゲート電極を設け、その大
きさや印加電圧を工夫することによりエミッタから放出
される電子に対し周辺の電位状態の不均一性を最小限に
して、個々の電子のエミッション特性を一様に制御す
る。
の領域内に孔もしくは第３のゲート電極を設け、その大
きさや印加電圧を工夫することによりエミッタから放出
される電子に対し周辺の電位状態の不均一性を最小限に
して、個々の電子のエミッション特性を一様に制御す
る。
【００１６】
【発明の実施の形態】図１は、電界放出型電子銃の原理
構成を示している。図１を参照して、電界放出型電子銃
の素子は、基板９上に設けた先鋭な円錐形状の複数のエ
ミッタ４と、エミッタ４の周辺にかつ基板９上に設けら
れている絶縁膜５と、絶縁膜５上でエミッタ４の近傍に
設けられている金属膜よりなる第１のゲート電極１と、
基板９上で第１のゲート電極１の周辺に設けられている
金属膜よりなる第２のゲート電極（以下、収束電極と呼
ぶ）２と、エミッタ４の集合体を配したエミッタ領域の
中央部分の絶縁膜５上に設けられている第３のゲート電
極（以下、内部収束電極と呼ぶ）６とを有している。
構成を示している。図１を参照して、電界放出型電子銃
の素子は、基板９上に設けた先鋭な円錐形状の複数のエ
ミッタ４と、エミッタ４の周辺にかつ基板９上に設けら
れている絶縁膜５と、絶縁膜５上でエミッタ４の近傍に
設けられている金属膜よりなる第１のゲート電極１と、
基板９上で第１のゲート電極１の周辺に設けられている
金属膜よりなる第２のゲート電極（以下、収束電極と呼
ぶ）２と、エミッタ４の集合体を配したエミッタ領域の
中央部分の絶縁膜５上に設けられている第３のゲート電
極（以下、内部収束電極と呼ぶ）６とを有している。
【００１７】第１のゲート電極１、収束電極２及び内部
収束電極６は、いずれも絶縁膜５によって電気的に分離
されている。さらに、エミッタ４、第１のゲート電極
１、収束電極２、及び内部収束電極６の上位置にはアノ
ード電極８が設置されている。
収束電極６は、いずれも絶縁膜５によって電気的に分離
されている。さらに、エミッタ４、第１のゲート電極
１、収束電極２、及び内部収束電極６の上位置にはアノ
ード電極８が設置されている。
【００１８】収束電極２と内部収束電極６とはそれぞれ
に電源をもっており、個々独自に電圧制御される。エミ
ッタ４と第１のゲート電極１との間には、電圧（ゲート
電圧）Ｖ１の電源が印加される。エミッタ１０４と収束
電極１０２との間には、電圧（収束電圧）Ｖ２の電源が
印加される。エミッタ４と内部収束電極６との間には、
電圧（内部収束電圧）Ｖ３の電源が印加される。さら
に、アノード電極１０８と基板１０９との間には、電圧
Ｖａの電源が印加されている。
に電源をもっており、個々独自に電圧制御される。エミ
ッタ４と第１のゲート電極１との間には、電圧（ゲート
電圧）Ｖ１の電源が印加される。エミッタ１０４と収束
電極１０２との間には、電圧（収束電圧）Ｖ２の電源が
印加される。エミッタ４と内部収束電極６との間には、
電圧（内部収束電圧）Ｖ３の電源が印加される。さら
に、アノード電極１０８と基板１０９との間には、電圧
Ｖａの電源が印加されている。
【００１９】エミッタ４の先端より放出された電子は、
収束電極２により偏向され、ゲート通過後、アノード電
極の電位により加速され最終的にエミッションした電子
が収束される。電子の広がりを抑えるために電圧Ｖ２、
Ｖ３は、ゲート電圧Ｖ１よりも小さく設定する。
収束電極２により偏向され、ゲート通過後、アノード電
極の電位により加速され最終的にエミッションした電子
が収束される。電子の広がりを抑えるために電圧Ｖ２、
Ｖ３は、ゲート電圧Ｖ１よりも小さく設定する。
【００２０】さらに、ゲート電圧Ｖ１の影響は，収束電
圧Ｖ２よりも内部収束電圧Ｖ３の方が大きいため、内部
収束電圧Ｖ３は収束電圧Ｖ２と等しいか小さくすること
が望ましい。
圧Ｖ２よりも内部収束電圧Ｖ３の方が大きいため、内部
収束電圧Ｖ３は収束電圧Ｖ２と等しいか小さくすること
が望ましい。
【００２１】図２は、図１に示した電界放出型電子銃の
原理に基づく第１の実施の形態例を示している。図１及
び図２を参照して、電界放出型電子銃は、複数のエミッ
タ４と、複数のエミッタ４が設けられている５０μｍ径
の円形のエミッション領域Ｅの中央部分に設けた内部収
束電極６と、円形でドーナツ型の収束電極２とを有して
いる。図２中の２０は第１のゲート電極１の引出線、２
１は収束電極２の引出線、２２は内部収束電極６の引出
線を示している。
原理に基づく第１の実施の形態例を示している。図１及
び図２を参照して、電界放出型電子銃は、複数のエミッ
タ４と、複数のエミッタ４が設けられている５０μｍ径
の円形のエミッション領域Ｅの中央部分に設けた内部収
束電極６と、円形でドーナツ型の収束電極２とを有して
いる。図２中の２０は第１のゲート電極１の引出線、２
１は収束電極２の引出線、２２は内部収束電極６の引出
線を示している。
【００２２】図３（ａ）〜図３（ｄ）は、図１に示した
電界放出型電子銃の素子の製造工程を示している。以
下、図３（ａ）〜図３（ｄ）を参照して、電界放出型電
子銃の製造工を説明する。
電界放出型電子銃の素子の製造工程を示している。以
下、図３（ａ）〜図３（ｄ）を参照して、電界放出型電
子銃の製造工を説明する。
【００２３】まず、図３（ａ）では、基板９上に二酸化
珪素および窒化シリコンなどの単層または複数の積層良
い形成された５００ナノメータ（ｎｍ）の絶縁膜５、第
１のゲート電極１、収束電極２及び内部収束電極６に相
当する２００ｎｍのタングステンシリサイド膜１０を形
成する。なお、タングステンシリサイド膜１０の代わり
にアルミニウム、ニオビウム、タングステン等の材料を
個々に自由に選択しても良い。
珪素および窒化シリコンなどの単層または複数の積層良
い形成された５００ナノメータ（ｎｍ）の絶縁膜５、第
１のゲート電極１、収束電極２及び内部収束電極６に相
当する２００ｎｍのタングステンシリサイド膜１０を形
成する。なお、タングステンシリサイド膜１０の代わり
にアルミニウム、ニオビウム、タングステン等の材料を
個々に自由に選択しても良い。
【００２４】次に、図３（ｂ）に示すように、タングス
テンシリサイド膜１０上にレジスト１１を塗布した後、
第１のゲート電極１、収束電極２及び内部収束電極６を
形成する。さらに、図３（ｃ）に示すように、レジスト
１１を再塗いた布後、コーンとしてのゲート孔１２を形
成する。そして、図３（ｄ）に示すように、ゲート孔１
２にエミッタ４を設ける。
テンシリサイド膜１０上にレジスト１１を塗布した後、
第１のゲート電極１、収束電極２及び内部収束電極６を
形成する。さらに、図３（ｃ）に示すように、レジスト
１１を再塗いた布後、コーンとしてのゲート孔１２を形
成する。そして、図３（ｄ）に示すように、ゲート孔１
２にエミッタ４を設ける。
【００２５】上記製造工程では、第１のゲート電極１、
収束電極２及び内部収束電極６を２００ｎｍのタングス
テンシリサイド膜１０より形成するため、製造プロセス
が極めて簡単にできる。
収束電極２及び内部収束電極６を２００ｎｍのタングス
テンシリサイド膜１０より形成するため、製造プロセス
が極めて簡単にできる。
【００２６】上記工程により製造した素子を用いてシュ
ミュレーションした結果を図４に示す。なお、エミッタ
４の径は１．２μｍ、キャップの間隔は５μｍ、最外周
または最内周のエミッタ４とギャップとのマージンの間
隔は１μｍとし、収束電圧Ｖ２を５０Ｖ、ゲート電圧Ｖ
１を７０Ｖとして内部収束電極部６を１〜４５μｍで変
化させたものである。
ミュレーションした結果を図４に示す。なお、エミッタ
４の径は１．２μｍ、キャップの間隔は５μｍ、最外周
または最内周のエミッタ４とギャップとのマージンの間
隔は１μｍとし、収束電圧Ｖ２を５０Ｖ、ゲート電圧Ｖ
１を７０Ｖとして内部収束電極部６を１〜４５μｍで変
化させたものである。
【００２７】図４は、エミッタ４の上部１ｍｍに位置す
る蛍光体により検出されたビーム径（相対値）の内部ゲ
ート径依存性を示している。ここで内部収束電極６が０
μｍのデータは内部収束ゲートのない場合である。ま
た、収束電極２および内部収束電極６の電圧は最適化し
た。図４より内部収束電極６径を大きくすることにより
エミッタ４全体からの電子の広がりは制限される。ここ
でエミッタ領域Ｅ径は５０μｍ、ギャップの間隔は５μ
ｍ、最外周または最内周のエミッタとギャップとのマー
ジン間隔は５μｍとしたが、エミッタ４の径によりギャ
ップ間隔、マージンの間隔は適宜設計することができ
る。なお、好ましい大きさとしてギャップ間隔、マージ
ンの間隔は１〜２０μｍである。
る蛍光体により検出されたビーム径（相対値）の内部ゲ
ート径依存性を示している。ここで内部収束電極６が０
μｍのデータは内部収束ゲートのない場合である。ま
た、収束電極２および内部収束電極６の電圧は最適化し
た。図４より内部収束電極６径を大きくすることにより
エミッタ４全体からの電子の広がりは制限される。ここ
でエミッタ領域Ｅ径は５０μｍ、ギャップの間隔は５μ
ｍ、最外周または最内周のエミッタとギャップとのマー
ジン間隔は５μｍとしたが、エミッタ４の径によりギャ
ップ間隔、マージンの間隔は適宜設計することができ
る。なお、好ましい大きさとしてギャップ間隔、マージ
ンの間隔は１〜２０μｍである。
【００２８】図５は、本発明の第２の実施の形態例を示
している。第１の実施の形態例では内部収束電極部６を
独立した電極としたが、第２の実施の形態例では、図１
に示した絶縁膜５上の中央部を除去し、第１のゲート電
極１の中央部分に孔７が形成されている。第２の実施の
形態例の構成によると、エミッタ４より放出された電子
に基板９電位が絶縁膜５に影響を与える構造となってい
る。
している。第１の実施の形態例では内部収束電極部６を
独立した電極としたが、第２の実施の形態例では、図１
に示した絶縁膜５上の中央部を除去し、第１のゲート電
極１の中央部分に孔７が形成されている。第２の実施の
形態例の構成によると、エミッタ４より放出された電子
に基板９電位が絶縁膜５に影響を与える構造となってい
る。
【００２９】この構造はゲート電圧Ｖ１と孔７径を最適
化することにより内部収束電極６なしにゲートを付加し
た第１の実施の形態例と同様な効果を奏する。しかも内
部収束電極６がないことから内部収束電極６の引出線２
２を必要がないため容易に対称性のある形状や円形のエ
ミッタ４を形成することが可能であり、対称性のある形
状や円形の断面形状をもつビームを形成することができ
る。
化することにより内部収束電極６なしにゲートを付加し
た第１の実施の形態例と同様な効果を奏する。しかも内
部収束電極６がないことから内部収束電極６の引出線２
２を必要がないため容易に対称性のある形状や円形のエ
ミッタ４を形成することが可能であり、対称性のある形
状や円形の断面形状をもつビームを形成することができ
る。
【００３０】図６は、本発明の第１の実施の形態の一例
を示している。複数のエミッタはエミッタ領域内でリン
グ状に一列に配列されている。
を示している。複数のエミッタはエミッタ領域内でリン
グ状に一列に配列されている。
【００３１】収束電極２及び内部収束電極６は各々のエ
ミッタ４の近傍に均等に配列できるため、収束効果は大
きくなる。
ミッタ４の近傍に均等に配列できるため、収束効果は大
きくなる。
【００３２】ところで、真空中ではアノード電極８側よ
り正のイオンやラジカルがエミッタ４に向けて飛来して
エミッタ４に衝突することから放電の原因となる。この
とき、レンズ系の構造が軸対称の場合などでは、正のイ
オンやラジカルがエミッタ４の中央部に集中する。しか
し、このような構造では、イオンの去来する部分はゲー
トまたは単純に孔７であることより長寿命化の点におい
てもよい。
り正のイオンやラジカルがエミッタ４に向けて飛来して
エミッタ４に衝突することから放電の原因となる。この
とき、レンズ系の構造が軸対称の場合などでは、正のイ
オンやラジカルがエミッタ４の中央部に集中する。しか
し、このような構造では、イオンの去来する部分はゲー
トまたは単純に孔７であることより長寿命化の点におい
てもよい。
【００３３】なお、本発明では円形の内部収束電極６や
孔７を用いているが、これらに代えて四角形の溝の形状
としたり、大きさをエミッションの状況に合わせ選択で
きる。また第１のゲート電極１、収束電極２及び内部収
束電極６等の材料の種類、膜厚等は本発明に記載したも
のに限定されるもんではない。
孔７を用いているが、これらに代えて四角形の溝の形状
としたり、大きさをエミッションの状況に合わせ選択で
きる。また第１のゲート電極１、収束電極２及び内部収
束電極６等の材料の種類、膜厚等は本発明に記載したも
のに限定されるもんではない。
【００３４】
【発明の効果】以上、各実施の形態例によって説明した
ように本発明の電界放出型電子銃によれば、エミッショ
ン領域と収束電極を有する電界放出型電子銃において、
エミッション源となるエミッタの中央部に内部電極を設
けたことから、中心より離れたエミッタからの電子と周
辺部のエミッタからの電子のエミッション方向を均一に
することができる。
ように本発明の電界放出型電子銃によれば、エミッショ
ン領域と収束電極を有する電界放出型電子銃において、
エミッション源となるエミッタの中央部に内部電極を設
けたことから、中心より離れたエミッタからの電子と周
辺部のエミッタからの電子のエミッション方向を均一に
することができる。
【００３５】また、従来のような構造を持つ電子銃で個
々のエミッタから放出される電子が広がり角をもつ場合
ではエミッタの位置によりエミッション方向が異なり、
高密度電流が得られなかったが、本発明により大きさの
あるエミッタ領域からエミッションさせても収束させる
ことが可能となる。
々のエミッタから放出される電子が広がり角をもつ場合
ではエミッタの位置によりエミッション方向が異なり、
高密度電流が得られなかったが、本発明により大きさの
あるエミッタ領域からエミッションさせても収束させる
ことが可能となる。
【００３６】したがって、エミッタ領域を増大すること
ができ、高密度電流ビームが実現する。
ができ、高密度電流ビームが実現する。
【図１】本発明の電界放出型電子銃を説明するための原
理構成図である。
理構成図である。
【図２】本発明の電界放出型電子銃の第１の実施の形態
例を示す平面図である。
例を示す平面図である。
【図３】（ａ）〜（ｄ）は、図１に示した素子の各製造
工程の過程を段階的に示した断面図である。
工程の過程を段階的に示した断面図である。
【図４】図２に示した第１の実施の形態例のシミュレー
ション結果を示すグラフである。
ション結果を示すグラフである。
【図５】本発明の電界放出型電子銃の第２の実施の形態
例を示す平面図である。
例を示す平面図である。
【図６】本発明の電界放出型電子銃の第３の実施の形態
例を示す平面図である。
例を示す平面図である。
【図７】従来の電界放出型電子銃を説明するための原理
構成図である。
構成図である。
１，１０１ 第１のゲート電極 ２，１０２ 第２のゲート電極（収束電極） ４，１０４ エミッタ（群） ５，１０５ 絶縁膜 ６ 内部収束電極部 ７ 孔 ８，１０８ アノード電極 ９，１０９ 基板 １０ タングステンシリサイド
Claims (2)
- 【請求項１】 基板と、該基板に設けた尖鋭な円錐形状
の複数のエミッタと、該エミッタの周辺にかつ前記基板
上に設けられている絶縁膜と、該絶縁膜上で前記エミッ
タの近傍に設けられている第１のゲート電極と、前記基
板上で該第１のゲート電極の周辺に設けられている第２
のゲート電極とを含む電界放出型電子銃において、前記
エミッタの集合体を配したエミッタ領域内の前記絶縁膜
上に設けた第３のゲート電極を有していることを特徴と
する電界放出型電子銃。 - 【請求項２】 基板と、該基板に設けた尖鋭な円錐形状
の複数のエミッタと、該エミッタの周辺にかつ前記基板
上に設けられている絶縁膜と、該絶縁膜上で前記エミッ
タの近傍に設けられている第１のゲート電極と、前記基
板上で該第１のゲート電極の周辺に設けられている第２
のゲート電極とを含む電界放出型電子銃において、前記
エミッタの集合体を配したエミッタ領域内の前記絶縁膜
上の前記第１のゲート電極に孔を有していることを特徴
とする電界放出型電子銃。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9442796A JP2910837B2 (ja) | 1996-04-16 | 1996-04-16 | 電界放出型電子銃 |
| TW086104880A TW319886B (ja) | 1996-04-16 | 1997-04-15 | |
| KR1019970013955A KR100230116B1 (ko) | 1996-04-16 | 1997-04-16 | 에미터로부터 방출된 전자상의 주위 전기 포텐셜 상태의 비균일 영향을 극소화시킬수 있는 전계 방출 전자총 |
| US08/840,763 US5786657A (en) | 1996-04-16 | 1997-04-16 | Field emission electron gun capable of minimizing nonuniform influence of surrounding electric potential condition on electrons emitted from emitters |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9442796A JP2910837B2 (ja) | 1996-04-16 | 1996-04-16 | 電界放出型電子銃 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09283009A JPH09283009A (ja) | 1997-10-31 |
| JP2910837B2 true JP2910837B2 (ja) | 1999-06-23 |
Family
ID=14109940
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9442796A Expired - Fee Related JP2910837B2 (ja) | 1996-04-16 | 1996-04-16 | 電界放出型電子銃 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5786657A (ja) |
| JP (1) | JP2910837B2 (ja) |
| KR (1) | KR100230116B1 (ja) |
| TW (1) | TW319886B (ja) |
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| JP3127844B2 (ja) * | 1996-11-22 | 2001-01-29 | 日本電気株式会社 | 電界放出型冷陰極 |
| JP2940498B2 (ja) * | 1996-11-25 | 1999-08-25 | 日本電気株式会社 | 冷陰極素子支持方式 |
| US6255768B1 (en) | 1999-07-19 | 2001-07-03 | Extreme Devices, Inc. | Compact field emission electron gun and focus lens |
| US6429596B1 (en) | 1999-12-31 | 2002-08-06 | Extreme Devices, Inc. | Segmented gate drive for dynamic beam shape correction in field emission cathodes |
| JP4169496B2 (ja) | 2001-07-05 | 2008-10-22 | 松下電器産業株式会社 | 受像管装置 |
| KR101065393B1 (ko) * | 2005-09-22 | 2011-09-16 | 삼성에스디아이 주식회사 | 전자 방출 디바이스와 이를 이용한 전자 방출 표시디바이스 |
| US8629609B2 (en) * | 2007-12-28 | 2014-01-14 | Selex Sistemi Integrati S.P.A. | High frequency triode-type field emission device and process for manufacturing the same |
| US9782136B2 (en) | 2014-06-17 | 2017-10-10 | The University Of North Carolina At Chapel Hill | Intraoral tomosynthesis systems, methods, and computer readable media for dental imaging |
| US10980494B2 (en) | 2014-10-20 | 2021-04-20 | The University Of North Carolina At Chapel Hill | Systems and related methods for stationary digital chest tomosynthesis (s-DCT) imaging |
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|---|---|---|---|---|
| US4578614A (en) * | 1982-07-23 | 1986-03-25 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Ultra-fast field emitter array vacuum integrated circuit switching device |
| US5191217A (en) * | 1991-11-25 | 1993-03-02 | Motorola, Inc. | Method and apparatus for field emission device electrostatic electron beam focussing |
| DE69204629T2 (de) * | 1991-11-29 | 1996-04-18 | Motorola Inc | Herstellungsverfahren einer Feldemissionsvorrichtung mit integraler elektrostatischer Linsenanordnung. |
| JP2629521B2 (ja) * | 1992-06-05 | 1997-07-09 | 双葉電子工業株式会社 | 電子銃及び陰極線管 |
| JPH0729484A (ja) * | 1993-07-07 | 1995-01-31 | Futaba Corp | 集束電極を有する電界放出カソード及び集束電極を有する電界放出カソードの製造方法 |
| US5666024A (en) * | 1995-06-23 | 1997-09-09 | Texas Instruments Incorporated | Low capacitance field emission device with circular microtip array |
-
1996
- 1996-04-16 JP JP9442796A patent/JP2910837B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1997
- 1997-04-15 TW TW086104880A patent/TW319886B/zh active
- 1997-04-16 US US08/840,763 patent/US5786657A/en not_active Expired - Fee Related
- 1997-04-16 KR KR1019970013955A patent/KR100230116B1/ko not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR970071901A (ko) | 1997-11-07 |
| TW319886B (ja) | 1997-11-11 |
| JPH09283009A (ja) | 1997-10-31 |
| KR100230116B1 (ko) | 1999-11-15 |
| US5786657A (en) | 1998-07-28 |
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