JP3068434B2 - Electron gun - Google Patents

Electron gun

Info

Publication number
JP3068434B2
JP3068434B2 JP12318095A JP12318095A JP3068434B2 JP 3068434 B2 JP3068434 B2 JP 3068434B2 JP 12318095 A JP12318095 A JP 12318095A JP 12318095 A JP12318095 A JP 12318095A JP 3068434 B2 JP3068434 B2 JP 3068434B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
electron
electron gun
constant current
group
amount
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP12318095A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH08293271A (en
Inventor
恵三 山田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NEC Corp filed Critical NEC Corp
Priority to JP12318095A priority Critical patent/JP3068434B2/en
Publication of JPH08293271A publication Critical patent/JPH08293271A/en
Priority to JP10338087A priority patent/JPH11224596A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3068434B2 publication Critical patent/JP3068434B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Cold Cathode And The Manufacture (AREA)
  • Control Of Indicators Other Than Cathode Ray Tubes (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は複数の電子放出素子を配
列した固体電子ビーム発生装置としての電子銃に関し、
特に電子放出量の制御を容易に行い得る電子銃に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electron gun as a solid-state electron beam generator in which a plurality of electron-emitting devices are arranged.
In particular, the present invention relates to an electron gun capable of easily controlling the amount of emitted electrons.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の電子銃は3極管として構成されて
おり、図9にその概念構成を示すように、フィラメント
111、グリッド112,コレクタ(プレート)113
で構成され、フィラメント111に対してグリッド11
2とコレクタ113に制御電圧源114からの電圧を印
加することでフィラメント111からコレクタ113に
向けて電子が放出される。このとき、フィラメント11
1とグリッド112間の電圧を制御することで放出電子
量が制御される。
2. Description of the Related Art A conventional electron gun is configured as a triode. As shown in FIG. 9, a conceptual diagram shows a filament 111, a grid 112, and a collector (plate) 113.
And the grid 11 with respect to the filament 111
By applying a voltage from the control voltage source 114 to the collector 2 and the collector 113, electrons are emitted from the filament 111 toward the collector 113. At this time, the filament 11
By controlling the voltage between 1 and the grid 112, the amount of emitted electrons is controlled.

【0003】これに対し、近年では固体電子ビーム発生
装置として構成される電子銃が提案され、その適用も拡
大されている。この電子銃は図10にその概略構成を示
すように、図外のカソード電極の上面に形成された半導
体層からなる基板211上に絶縁膜212を設け、さら
にこの絶縁膜上にゲート213を設ける。そして、この
絶縁膜212とゲート213に設けた開口214内に円
錐形をしたエミッタ215を設ける。さらに、エミッタ
215に対向してコレクタ216を配設する。そして、
基板211(エミッタ215)、ゲート213、コレク
タ216間に制御電圧源217からの電位を印加するこ
とでエミッタ215とゲート213及びコレクタ216
間の電界によってエミッタ215から電子を放出させ
る。このとき、エミッタとゲート間の印加電圧を制御す
ることで放出電子量が制御される。
On the other hand, recently, an electron gun configured as a solid-state electron beam generator has been proposed, and its application has been expanded. As shown in FIG. 10, the electron gun has an insulating film 212 provided on a substrate 211 made of a semiconductor layer formed on an upper surface of a cathode electrode (not shown), and a gate 213 provided on the insulating film. . Then, a conical emitter 215 is provided in the opening 214 provided in the insulating film 212 and the gate 213. Further, a collector 216 is provided to face the emitter 215. And
By applying a potential from the control voltage source 217 between the substrate 211 (emitter 215), the gate 213, and the collector 216, the emitter 215, the gate 213, and the collector 216 are applied.
Electrons are emitted from the emitter 215 by the electric field between them. At this time, the amount of emitted electrons is controlled by controlling the voltage applied between the emitter and the gate.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】このような従来の電子
銃では、印加する電圧を制御して電子の放出量を制御し
ているが、いずれの場合も原理的には3極管構造である
ために、制御電圧に対して5/2乗に比例して電流が変
化され、この電流変化に対応して電子銃から放出される
電子量も制御電圧に対応してアナログ的に変化される。
特に、この種の電子銃では電流量の揺らぎがあり、これ
によって放出電子量が不安定なものとなる。また、近年
のデジタル化された電子機器に電子銃を適用する場合の
ように、放出電子量をデジタル的に制御する要求がなさ
れた場合に、この要求を満たすことが難しいという問題
がある。
In such a conventional electron gun, the amount of emitted electrons is controlled by controlling the applied voltage. In any case, the electron gun has a triode structure in principle. For this reason, the current is changed in proportion to the control voltage in the 5/2 power, and the amount of electrons emitted from the electron gun is changed in an analog manner in accordance with the control voltage.
In particular, in this type of electron gun, the amount of current fluctuates, which makes the amount of emitted electrons unstable. Further, when a request is made to digitally control the amount of emitted electrons, such as when an electron gun is applied to a digitized electronic device in recent years, there is a problem that it is difficult to satisfy the request.

【0005】このような問題に対し、例えば特開平4−
249026号公報では、各電子銃に定電流素子を接続
して電流の揺らぎによる放出電子量の安定化を図ってい
る。しかし、この構成では放出電子量を一定に制御する
場合には有効であるが、放出電子量をデジタル的に変化
することはできない。また、このデジタル的に制御する
ものとして特開昭63−153585号公報では、放出
電子量が異なる電子銃を構成し、これらを組み合わせる
ことで放出電子量をデジタル的に制御している。しかし
ながら、放出電子量の制御範囲を広くするためには、サ
イズや特性を相違させた多数種類の電子銃を作製する必
要があり、構造が複雑になるとともに製造工程が煩雑に
なるという問題がある。
To solve such a problem, see, for example,
In Japanese Patent No. 249026, a constant current element is connected to each electron gun to stabilize the amount of emitted electrons due to current fluctuation. However, this configuration is effective in controlling the amount of emitted electrons to be constant, but cannot change the amount of emitted electrons digitally. Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-153585 discloses an electronic gun having a different amount of emitted electrons, and digitally controls the amount of emitted electrons by combining them. However, in order to widen the control range of the amount of emitted electrons, it is necessary to manufacture many types of electron guns having different sizes and characteristics, which causes a problem that the structure becomes complicated and the manufacturing process becomes complicated. .

【0006】[0006]

【発明の目的】本発明の目的は、放出電子量をデジタル
的にかつ安定に制御することを可能する一方で、構造の
簡略化、及び製造の容易化を可能にした電子銃を提供す
ることにある。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide an electron gun capable of digitally and stably controlling the amount of emitted electrons, while simplifying the structure and facilitating manufacture. It is in.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明の電子銃は、定電
流駆動される複数の電子放出素子をそれぞれ異なる個数
毎の電子銃グループとしてグループ分けされ、かつ各電
子銃グループは個別にまたは複数個が同時に選択されて
駆動されるように構成する。
In the electron gun of the present invention, a plurality of electron-emitting devices driven at a constant current are grouped as electron gun groups of different numbers, and each electron gun group is individually or in plural. Are simultaneously selected and driven.

【0008】また、グループ分けされた電子放出素子は
同一平面上に配置され、各グループの中心位置が略直線
上に配置されることが好ましい。
The electron-emitting devices divided into groups are
Arranged on the same plane, the center position of each group is almost straight
Preferably, it is arranged on top.

【0009】また、グループ分けされた電子放出素子は
同一平面上に配置され、各グループの電子放出素子が同
心円状に配列されることが好ましい。
The electron-emitting devices divided into groups are
The electron-emitting devices of each group are arranged on the same plane.
Preferably, they are arranged in a concentric manner.

【0010】また、電子放出素子は、半導体層等の基板
上に絶縁膜を介して形成されるゲートと、この絶縁膜及
びゲートの開口内において前記基板上に設けられるエミ
ッタと、このエミッタに対向配置されるコレクタとで構
成され、エミッタに対向配置されるコレクタを複数に分
割し、分割された各コレクタに定電流を個別に供給する
構成とする。
[0010] The electron-emitting device may be a substrate such as a semiconductor layer.
A gate formed thereover via an insulating film,
An emitter provided on the substrate in the opening of the gate and gate.
And a collector arranged opposite to the emitter.
And the collector arranged opposite to the emitter
Split and supply constant current individually to each divided collector
Configuration.

【0011】[0011]

【作用】異なる数の電子放出素子、すなわち微小電子銃
でグループ分けされた各電子銃グループをそれぞれ定電
流駆動することで、各電子銃グループの放出電子量は微
小電子銃の数に比例したものとなる。このため、各電子
銃グループを個別に或いは複数個を同時に選択して駆動
することで、放出電子量をデジタル的に変化させた制御
を行うことが可能となる。
By emitting a different number of electron-emitting devices, that is, each electron gun group divided by micro electron guns at a constant current, the amount of emitted electrons of each electron gun group is proportional to the number of micro electron guns. Becomes Therefore, by individually selecting or driving a plurality of electron gun groups simultaneously, it is possible to perform control in which the amount of emitted electrons is digitally changed.

【0012】[0012]

【実施例】次に、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。図1は本発明の参考例を示す概念構成図である。
本参考例では電子銃1を多数個の微小電子銃10で構成
しており、その全体としての放出電子量を、1単位から
15単位まで、1単位段階で変化制御することができる
ように構成した例を示している。ここで、微小電子銃1
0の構成自体は、図2にその断面構成を示すように、従
来の固体電子ビーム発生装置としての電子銃と同様の構
成であり、半導体層等からなる基板11上に絶縁膜1
2、ゲート13が形成され、かつこの絶縁膜12とゲー
ト13に設けられた開口14内に円錐形のエミッタ15
が形成されたものである。そして、このエミッタ15に
は定電流回路2が接続され、制御信号SCによって制御
されるスイッチ回路としてのドライブ回路3を介して制
御電圧源4からの電圧を定電流回路2に印加し、各微小
電子銃1のエミッタ15に所定の定電流が供給されるよ
うに構成される。なお、前記定電流回路2としては、例
えば特開平4−249026号公報に記載されているよ
うに、エミッタに定電流素子としてのダイオードを接続
した構成とすることも可能である。
Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a conceptual configuration diagram showing a reference example of the present invention.
In the present embodiment , the electron gun 1 is composed of a large number of micro electron guns 10, and the total amount of emitted electrons can be controlled to change from 1 unit to 15 units in one unit step. An example is shown. Here, the micro electron gun 1
As shown in FIG. 2, the cross-sectional structure itself is the same as that of a conventional electron gun as a solid-state electron beam generator, and an insulating film 1 is formed on a substrate 11 made of a semiconductor layer or the like.
2. A gate 13 is formed, and a conical emitter 15 is formed in an opening 14 provided in the insulating film 12 and the gate 13.
Is formed. The emitter 15 is connected to the constant current circuit 2 and applies a voltage from the control voltage source 4 to the constant current circuit 2 via the drive circuit 3 as a switch circuit controlled by the control signal SC. It is configured such that a predetermined constant current is supplied to the emitter 15 of the electron gun 1. The constant current circuit 2 may have a configuration in which a diode as a constant current element is connected to the emitter, as described in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-24926.

【0013】図1において、電子銃1は、複数個の微小
電子銃10が同一基板上に配列形成されており、そのう
ちそれぞれ隣接する微小電子銃が1個、2個、4個、8
個毎にそれぞれ電子銃グループG1,G2,G3,G4
として構成され、各電子銃グループ内ではそれぞれの微
小電子銃を同時に駆動し得るように構成される。そし
て、各電子銃グループG1〜G4はそれぞれのグループ
毎に一括して前記ドライブ回路3に接続され、このドラ
イブ回路3において各電子銃グループのいずれか1つ、
或いは複数の電子銃グループが同時に選択されて制御電
圧4が印加され、そのグループ内の各微小電子銃に定電
流回路2を介して定電流が供給されるように構成され
る。
In FIG. 1, an electron gun 1 has a plurality of micro electron guns 10 arranged and formed on the same substrate, of which one, two, four, eight
Each of the electron gun groups G1, G2, G3, G4
In each electron gun group, each micro electron gun can be driven simultaneously. The electron gun groups G1 to G4 are collectively connected to the drive circuit 3 for each group. In the drive circuit 3, any one of the electron gun groups,
Alternatively, a plurality of electron gun groups are selected at the same time, the control voltage 4 is applied, and a constant current is supplied via the constant current circuit 2 to each micro electron gun in the group.

【0014】この参考例では、放出電子量を制御するた
めのアナログ制御信号SCをA/D変換器5に入力し、
このA/D変換器5において前記制御信号SCをデジタ
ル信号に変換し、コード化された信号、ここではバイナ
リコード化されたBCD信号とする。ついで、このデジ
タル信号を前記ドライブ回路3に入力させることで、前
記各電子銃グループG1〜G4を選択して定電流回路2
をオン動作させ、選択されたグループの各微小電子銃に
定電流を供給するように構成される。なお、前記制御電
圧4は、定電流回路2を通して各微小電子銃10に印加
されたときに所定量の電子を放出するように予め設定さ
れている。具体的には、1個の微小電子銃当たり1マイ
クロアンペアの電流を通流し得る値に設定されている。
In this embodiment , an analog control signal SC for controlling the amount of emitted electrons is input to the A / D converter 5,
The A / D converter 5 converts the control signal SC into a digital signal, which is converted into a coded signal, in this case, a BCD signal that is coded as a binary code. Then, by inputting the digital signal to the drive circuit 3, each of the electron gun groups G1 to G4 is selected and the constant current circuit 2 is selected.
Is turned on to supply a constant current to each of the micro electron guns in the selected group. The control voltage 4 is set in advance so as to emit a predetermined amount of electrons when applied to each micro electron gun 10 through the constant current circuit 2. Specifically, the value is set to a value that allows a current of 1 microamp per microelectron gun to flow.

【0015】この構成の電子銃による放出電子量の制御
の一例を説明する。ここで、全ての微小電子銃はマイク
ロアンペア1で定電流動作するように設定されている場
合を考える。アナログ制御信号SCが0の時は、A/D
変換器5のコード化された出力、ここでは4ビットの各
出力は全て0になり、いずれの電子銃グループG1〜G
4もスイッチオフになる。したがって、電子放出量は0
となる。A/D変換器5の最小出力であるLSBが1ビ
ットのみオンになるようにアナログ信号が入力される
と、LSBに相当する電子銃グループG1の各微小電子
銃10がオンになり、その結果、マイクロアンペア1の
電子放出が行われる。
An example of controlling the amount of emitted electrons by the electron gun having the above configuration will be described. Here, it is assumed that all the small electron guns are set to operate at a constant current of 1 microampere. When the analog control signal SC is 0, A / D
The coded output of the converter 5, here each output of 4 bits, is all 0, and any of the electron gun groups G1-G
4 also switches off. Therefore, the electron emission amount is 0
Becomes When an analog signal is input such that only one bit of the LSB, which is the minimum output of the A / D converter 5, is turned on, each micro electron gun 10 of the electron gun group G1 corresponding to the LSB is turned on. , Microamps 1 are emitted.

【0016】次の段階のアナログ入力電圧が増加する
と、電子銃クループG2のみがスイッチオンになり、マ
イクロアンペア2の電流の電子放出が行われる。次に、
電子銃グループG1と電子銃クループG1がスイッチオ
ンになり、マイクロアンペア3の電流の電子放出が行わ
れる。次にグループG3のみがスイッチオンになりマイ
クロアンペア4の電流の電子放出が行われる。以下、電
子銃グループの1つ、2つ、或いは3つが選択され、最
大電流量の時は、4つの電子銃グループ全てがスイッチ
オンとなり、マイクロアンペア15の電流の電子放出が
行われる。これにより、マイクロアンペア1からマイク
ロアンペア15までマイクロアンペア1単位毎のデジタ
ル的な放出電子量の制御が可能となる。
When the analog input voltage at the next stage increases, only the electron gun group G2 is turned on, and electrons of the current of the microamp 2 are emitted. next,
The electron gun group G1 and the electron gun group G1 are switched on, and the electron emission of the microamp 3 current is performed. Next, only the group G3 is switched on, and the electron emission of the current of the microamp 4 is performed. Hereinafter, one, two, or three of the electron gun groups are selected. When the current amount is the maximum, all the four electron gun groups are switched on, and the electron emission of the current of the microamp 15 is performed. This makes it possible to digitally control the amount of emitted electrons from microamp 1 to microamp 15 for each microamp unit.

【0017】なお、この参考例では、各微小電子銃10
のエミッタ15にそれぞれ定電流回路2が設けられてい
るため、各微小電子銃の電流量を正確に定めることが可
能であり、デジタル制御による電子量放出量の直線性、
安定性を高めることができ、前記したデジタル的な放出
電子量の制御を高精度に行うことが可能となる。
In this reference example , each micro electron gun 10
Since the constant current circuit 2 is provided in each of the emitters 15, the current amount of each micro electron gun can be accurately determined, and the linearity of the electron amount emission amount by digital control,
The stability can be improved, and the above-mentioned digital control of the amount of emitted electrons can be performed with high accuracy.

【0018】ここで、微小電子銃の定電流回路は全ての
微小電子銃が同じ値である必要はなく、電子銃グループ
ごとに微小電子銃の個数は同数とし、各微小電子銃に接
続する定電流回路の電流値を例えばnの累乗を構成する
ように変化させても前記参考例と同様に各電子銃グルー
プで異なる放出電子量に制御することが可能となる。特
に、引き出す電流量が非常に小さい用途では、この構成
の方がエミッタの占める面積を小さくすることができ
る。また、各電子銃グループに属する微小電子銃の数を
変化することによって幾らでも最大電子量を増加あるい
は分割能を増加することが可能である。
Here, in the constant current circuit of the micro electron gun, it is not necessary that all the micro electron guns have the same value, the number of the micro electron guns is the same for each electron gun group, and the constant current circuit connected to each micro electron gun Even if the current value of the current circuit is changed so as to constitute, for example, a power of n, it is possible to control the amount of emitted electrons to be different for each electron gun group as in the above-described embodiment . In particular, in applications where the amount of current drawn is extremely small, this configuration can reduce the area occupied by the emitter. Further, by changing the number of micro electron guns belonging to each electron gun group, it is possible to increase the maximum electron amount or increase the division ability arbitrarily.

【0019】あるいは、図3に示すように、各電子銃グ
ループG1〜G4をグループ単位毎に1つの定電流回路
21〜24に接続し、この定電流回路21〜24をドラ
イブ回路3によってスイッチ動作することで、各電子銃
グループG1〜G4に対する電流の供給を選択するよう
にしてもよい。このように構成すれば、前記参考例のよ
うに各微小電子銃毎に定電流回路を接続する場合に比較
して定電流回路の数が削減でき、全体としての回路規模
を縮小化することができる。
Alternatively, as shown in FIG. 3, each of the electron gun groups G1 to G4 is connected to one constant current circuit 21 to 24 for each group, and the constant current circuits 21 to 24 are switched by the drive circuit 3. By doing so, the current supply to each of the electron gun groups G1 to G4 may be selected. With this configuration, the number of constant current circuits can be reduced as compared with the case where a constant current circuit is connected to each micro electron gun as in the above reference example , and the overall circuit scale can be reduced. it can.

【0020】また、図4に示すように、各電子銃グルー
プG1〜G4の各微小電子銃10のゲート131〜13
4を一体的に形成し、各電子銃グループのゲート131
〜134に印加される電圧をドライブ回路3によって選
択することで各電子銃グループ単位での電子の放出を行
うように構成してもよい。このように構成すれば、通常
の微小電子銃ではエミッタは基板側に接続されるために
複雑な回路を設ける場所がないのに対し、ゲートは基板
上なので、チップ周辺部に制御回路を配置することがで
き、A/D変換器やドライブ回路を一体的に構成して電
子銃の小型化を図ることも可能となる。
As shown in FIG. 4, the gates 131 to 13 of the micro electron guns 10 in each of the electron gun groups G1 to G4.
4 are integrally formed, and the gate 131 of each electron gun group is formed.
The drive circuit 3 may be used to select the voltage to be applied to .about.134 to emit electrons for each electron gun group. With this configuration, in a normal micro electron gun, the emitter is connected to the substrate side, so there is no place to provide a complicated circuit, but since the gate is on the substrate, the control circuit is arranged around the chip. It is also possible to reduce the size of the electron gun by integrally configuring the A / D converter and the drive circuit.

【0021】更に、図5に示すように、各電子銃グルー
プG11〜G14における微小電子銃10の数を、前記
参考例の各電子銃グループG1〜G4の2倍の数にした
構成とし、しかも各電子銃グループではそのうちの1/
2の微小電子銃を使用し、他の1/2の微小電子銃を予
備の電子銃として構成してもよい。このようにすると、
微小電子銃が破壊した際には他の微小電子銃を使用する
ことができ、その冗長度を高めることができる。また、
1/2の微小電子銃を交互に使用することで、各微小電
子銃の総合的な寿命を長くすることができる。また、場
合によっては、各電子銃グループの各微小電子銃の全て
を動作させるようにすることで、放出電子量の制御範囲
を更に拡大することも可能となる。
Further, as shown in FIG. 5, the number of the small electron guns 10 in each of the electron gun groups G11 to G14 is
The number of electron gun groups G1 to G4 of the reference example is twice as many as that of the reference example.
Two micro electron guns may be used, and another half micro electron gun may be configured as a spare electron gun. This way,
When the micro electron gun is destroyed, another micro electron gun can be used, and the redundancy can be increased. Also,
By alternately using 1/2 micro electron guns, the overall life of each micro electron gun can be extended. In some cases, by operating all of the small electron guns in each electron gun group, the control range of the amount of emitted electrons can be further expanded.

【0022】なお、この例では、各電子銃グループの微
小電子銃の数は、図示のような2倍に限られるものでは
なく、3倍、或いはそれ以上の倍数に設定でき、特に倍
数の大きさを非常に大きくとった際にはその効果が顕著
なものとなる。現在の半導体技術では、数百万個の微小
電子銃を1mm□に作ることができるので、通常の8b
it程度のデジタル制御であれば、倍数の大きさを1万
程度にとることができる。
In this example, the number of micro electron guns in each electron gun group is not limited to two times as shown in the figure, but can be set to three times or more times. When the size is very large, the effect becomes remarkable. With current semiconductor technology, millions of micro electron guns can be made in 1 mm square,
In the case of digital control of about it, the size of the multiple can be set to about 10,000.

【0023】図6は本発明の実施例を模式的に示す図で
ある。本実施例では、微小電子銃を構成するエミッタ1
5に対向配置されるコレクタ16を複数個、ここでは3
個のコレクタ161〜163に分割し、かつ各コレクタ
161,162,163にそれぞれ定電流回路211〜
213を接続し、しかも各定電流回路をドライブ回路3
によって1つ単位で、或いは同時に選択させるように構
成している。この構成によれば、定電流を供給するコレ
クタの数に応じて放出電子量が制御でき、1単位から3
単位まで1段階毎での制御が可能となる。また、この構
成では微小電子銃のエミッタに定電流回路を接続する必
要がないため、微小電子銃の構造が簡略化できる。
FIG. 6 is a diagram schematically showing an embodiment of the present invention. In the present embodiment, the emitter 1 constituting the micro electron gun
5 and a plurality of collectors 16 opposed to each other, here 3
The collectors 161 to 163 are divided into constant current circuits 211 to 163, respectively.
213 and connect each constant current circuit to the drive circuit 3
Are configured to be selected one by one or simultaneously. According to this configuration, the amount of emitted electrons can be controlled in accordance with the number of collectors that supply a constant current.
The control can be performed in units of one step up to the unit. Further, in this configuration, since it is not necessary to connect a constant current circuit to the emitter of the micro electron gun, the structure of the micro electron gun can be simplified.

【0024】ここで、本発明においては、多数個の微小
電子銃を複数のグループに分割し、その選択を変更する
ことで放出電子量の変化制御を行っているが、その場合
には平面配列された各微小電子銃の選択を変化させる
と、即ち輝度を変化させるとこれに伴って放出される電
子流の分布の中心位置が変化されることになる。このた
め、電子銃を実際に各種電子機器に適用する場合には、
この電子流の中心位置の変動に伴ってこれを補正する偏
向回路が必要とされるが、中心位置の変動に規則性がな
いと、その偏向回路による補正も困難なものとなる。
Here, in the present invention, the change control of the amount of emitted electrons is performed by dividing a large number of micro electron guns into a plurality of groups and changing the selection thereof. When the selection of each of the small electron guns is changed, that is, when the luminance is changed, the center position of the distribution of the emitted electron flow is changed accordingly. For this reason, when an electron gun is actually applied to various electronic devices,
A deflection circuit is required to correct the change in the center position of the electron flow, but if the change in the center position is not regular, the correction by the deflection circuit is also difficult.

【0025】このため、図7に示す微小電子銃の数配列
を有する各電子銃グループG1〜G6の配列では、電子
銃の放射する電子の空間分布の中心位置が、輝度に対し
て直線的に移動するように配列を行っている。このた
め、微小電子銃の選択を偏向して輝度が増加されると、
これに伴って左上から右下に向かって放出電子の分布中
心が変化する。したがって、偏向回路は、輝度に対して
一定のオフセットを掛けるように動作させることで、好
適な補正が実現可能となる。
Therefore, in the arrangement of each of the electron gun groups G1 to G6 having the number arrangement of the small electron guns shown in FIG. 7, the center position of the spatial distribution of the electrons emitted from the electron guns is linear with respect to the luminance. The arrangement is made to move. Therefore, when the brightness is increased by deflecting the selection of the micro electron gun,
Along with this, the distribution center of the emitted electrons changes from upper left to lower right. Therefore, by operating the deflection circuit so as to apply a constant offset to the luminance, it is possible to realize a preferable correction.

【0026】一方、図8に示す微小電子銃からなる電子
銃グループG21〜G23の配列では、微小電子銃10
をN進数の要素を構成しながら同心円になるように配列
している。このようにすると、輝度の変化に対しても放
出電子の分布中心が変化されることがないので、輝度に
対する偏向の補正を行う必要がなくなる。また、偏向を
行わない電子機器では、電子流を常に一定の位置に固定
でき、電子銃としての品質と信頼性を高めることができ
る。
On the other hand, in the arrangement of the electron gun groups G21 to G23 comprising the micro electron guns shown in FIG.
Are arranged so as to form concentric circles while forming N-ary elements. With this configuration, the distribution center of the emitted electrons is not changed even when the luminance changes, so that it is not necessary to correct the deflection with respect to the luminance. In an electronic device that does not perform deflection, the electron flow can always be fixed at a fixed position, and the quality and reliability of the electron gun can be improved.

【0027】[0027]

【発明の効果】以上説明したように本発明は、定電流駆
動される複数の電子放出素子をそれぞれ異なる個数毎の
電子銃グループとしてグループ分けし、かつ各電子銃グ
ループは個別または複数個が同時に選択されて駆動され
る構成とされるので、各電子銃グループの放出電子量は
微小電子銃の数に比例したものとなり、その選択に応じ
て放出電子量をデジタル的に変化させた制御を行うこと
が可能となる。また、この場合、各電子放出素子は同一
構成のものとして構成されるため、電子銃の構成を簡略
化することができ、かつその製造も容易に行うことがで
きる。
As described above, according to the present invention, a plurality of electron-emitting devices driven at a constant current are divided into groups each having a different number of electron guns. Since it is configured to be selected and driven, the amount of emitted electrons of each electron gun group is proportional to the number of micro electron guns, and control is performed by digitally changing the amount of emitted electrons according to the selection. It becomes possible. In this case, since the electron-emitting devices have the same configuration, the configuration of the electron gun can be simplified, and the electron gun can be easily manufactured.

【0028】また、グループ分けされた電子放出素子
を、グループ単位で定電流駆動することで、定電流源の
数を削減でき、構成を簡略化することができる。
Further, by driving the grouped electron-emitting devices with a constant current in group units, the number of constant current sources can be reduced and the configuration can be simplified.

【0029】また、本発明では、各グループに属する電
子放出素子の数がnの累乗の整数倍毎に相違される構成
とすることで、最小単位毎に放出電子量をデジタル制御
することが可能となる。
Further, according to the present invention, the number of electron-emitting devices belonging to each group is different for each integral multiple of the power of n, so that the amount of emitted electrons can be digitally controlled for each minimum unit. Becomes

【0030】さらに、グループ分けされた電子放出素子
を同一平面上に配置し、各グループの中心位置を略直線
上に配置することで、放出電子量を変化制御した場合
に、その電子分布の中心を一定の方向に補正するだけで
偏向を行うことができ、偏向制御を容易なものとする。
特に、各グループの電子放出素子を同心円状に配列する
ことで、電子分布の中心を偏向する必要もない。
Further, by arranging the grouped electron-emitting devices on the same plane and arranging the center position of each group on a substantially straight line, when the amount of emitted electrons is controlled to change, the center of the electron distribution is controlled. Can be deflected simply by correcting in a certain direction, and the deflection control is facilitated.
In particular, by arranging the electron-emitting devices of each group concentrically, it is not necessary to deflect the center of the electron distribution.

【0031】特に、本発明においては、前記した電子放
出素子は、半導体層上に絶縁膜を介して形成されるゲー
トと、この絶縁膜及びゲートの開口内において前記半導
体層上に設けられるエミッタと、このエミッタに対向配
置されるコレクタとで構成される固体電子ビーム発生装
置として構成し、ゲートに定電流を供給することで、ゲ
ートは基板上に存在するため、チップ周辺部にA/D変
換器やドライブ回路等の制御用の回路を一体的に構成し
て電子銃の小型化を図ることができる。或いはコレクタ
を複数に分割し、分割された各コレクタに定電流を個別
に供給することで、電子放出素子における電子放出のオ
ン、オフ動作を行うことが可能となる。
In particular, in the present invention, the above-mentioned electron-emitting device includes a gate formed on a semiconductor layer via an insulating film, and an emitter provided on the semiconductor layer in an opening of the insulating film and the gate. A solid-state electron beam generator composed of a collector arranged opposite to the emitter and supplying a constant current to the gate,
Since the board is on the board, A / D conversion occurs around the chip.
Control circuits such as a converter and a drive circuit.
Thus, the size of the electron gun can be reduced. Alternatively, by dividing the collector into a plurality of parts and supplying a constant current to each of the divided collectors individually, it becomes possible to perform an on / off operation of electron emission in the electron-emitting device.

【0032】なお、本発明によれば、電子放出素子にお
ける破壊、各電子放出素子における電流の揺らぎによる
ノイズ,放出電流値の不揃いによる性能の悪化が防止で
きる。また、デジタルスイッチを駆動するに足りる非常
に低い電圧で電流値を制御でき、従来の電子銃に比べて
格段に消費電力を減らすことができ、駆動回路の出力負
荷を著しく小さくすることが可能で、高速動作が可能と
なる。外部から加えたアナログ信号は勿論のこと、デジ
タル信号によっても制御が行えるので、将来のジデタル
制御電子銃が実現できる等の効果を得ることもできる。
According to the present invention, it is possible to prevent the destruction of the electron-emitting devices, the noise caused by the fluctuation of the current in each electron-emitting device, and the deterioration of the performance due to the unevenness of the emission current values. In addition, the current value can be controlled with a very low voltage enough to drive a digital switch, the power consumption can be significantly reduced compared to conventional electron guns, and the output load of the drive circuit can be significantly reduced. , High-speed operation becomes possible. Since control can be performed not only by an analog signal added from the outside but also by a digital signal, it is possible to obtain effects such as realization of a future digital control electron gun.

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

【図1】本発明の電子銃の参考例の概念構成図である。FIG. 1 is a conceptual configuration diagram of a reference example of an electron gun of the present invention.

【図2】本発明にかかる微小電子銃の一例の断面構成図
である。
FIG. 2 is a sectional view showing an example of a micro electron gun according to the present invention.

【図3】本発明の参考例の変形例の概念構成図である。FIG. 3 is a conceptual configuration diagram of a modification of the reference example of the present invention.

【図4】本発明の参考例の他の変形例の概念構成図であ
る。
FIG. 4 is a conceptual configuration diagram of another modification of the reference example of the present invention.

【図5】本発明の参考例の電子銃グループ構成の変形例
を示す平面図である。
FIG. 5 is a plan view showing a modification of the configuration of the electron gun group according to the reference example of the present invention.

【図6】本発明の実施例の概念構成を示す断面構成図で
ある。
FIG. 6 is a cross-sectional configuration diagram showing a conceptual configuration of an embodiment of the present invention.

【図7】本発明の電子銃グループの配列構成の変形例を
示す平面図である。
FIG. 7 is a plan view showing a modification of the arrangement of the electron gun groups according to the present invention.

【図8】本発明の電子銃グループの配列構成の他の変形
例を示す平面図である。
FIG. 8 is a plan view showing another modification of the arrangement of the electron gun groups according to the present invention.

【図9】従来の電子銃の構成を示す概念的な断面図であ
る。
FIG. 9 is a conceptual sectional view showing a configuration of a conventional electron gun.

【図10】従来の電子銃の他の例を示す概念的な断面図
である。
FIG. 10 is a conceptual sectional view showing another example of the conventional electron gun.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 電子銃 2 定電流回路 3 ドライブ回路 4 制御電圧源 5 A/D変換器 10 微小電子銃 11 基板 12 絶縁膜 13 ゲート 15 エミッタ 16 コレクタ G1〜G4 電子銃グループ Reference Signs List 1 electron gun 2 constant current circuit 3 drive circuit 4 control voltage source 5 A / D converter 10 micro electron gun 11 substrate 12 insulating film 13 gate 15 emitter 16 collector G1 to G4 electron gun group

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平4−272638(JP,A) 特開 平4−249026(JP,A) 特開 昭56−35182(JP,A) 特開 昭51−42464(JP,A) 特開 平3−295138(JP,A) 特開 平6−67621(JP,A) ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of front page (56) References JP-A-4-272638 (JP, A) JP-A-4-249026 (JP, A) JP-A-56-35182 (JP, A) JP-A-51- 42464 (JP, A) JP-A-3-295138 (JP, A) JP-A-6-67621 (JP, A)

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】複数の電子放出素子を有し、かつ各電子放
出素子が定電流駆動される電子銃において、前記複数の
電子放出素子は、それぞれ異なる個数の電子銃グループ
としてグループ分けされ、かつ前記グループは個別にま
たは複数個が同時に選択されて駆動されるように構成さ
れており、前記電子放出素子は、半導体層等の基板上に
絶縁膜を介して形成されるゲートと、この絶縁膜及びゲ
ートの開口内において前記基板上に設けられるエミッタ
と、このエミッタに対向配置される複数に分割されたコ
レクタとで構成され、分割された各コレクタに定電流を
個別に供給する構成としたことを特徴とする電子銃。
1. An electron gun having a plurality of electron-emitting devices, wherein each of the electron-emitting devices is driven at a constant current, wherein the plurality of electron-emitting devices are grouped as different numbers of electron gun groups, respectively. The group is configured to be individually or plurally selected and driven at the same time, and the electron-emitting device includes a gate formed on a substrate such as a semiconductor layer via an insulating film; And an emitter provided on the substrate in the opening of the gate, and a plurality of divided collectors arranged opposite to the emitter, and a constant current is individually supplied to each of the divided collectors. An electron gun.
【請求項2】前記グループ分けされた電子放出素子は同
一平面上に配置され、各グループの中心位置が略直線上
に配置される請求項1記載の電子銃。
2. The electron gun according to claim 1, wherein said grouped electron-emitting devices are arranged on the same plane, and the center position of each group is arranged on a substantially straight line.
【請求項3】前記グループ分けされた電子放出素子は同
一平面上に配置され、かつ各グループの電子放出素子が
同心円状に配列される請求項1記載の電子銃。
3. The electron gun according to claim 1, wherein the grouped electron-emitting devices are arranged on the same plane, and the electron-emitting devices of each group are arranged concentrically.
JP12318095A 1995-04-24 1995-04-24 Electron gun Expired - Fee Related JP3068434B2 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP12318095A JP3068434B2 (en) 1995-04-24 1995-04-24 Electron gun
JP10338087A JPH11224596A (en) 1995-04-24 1998-11-27 Electron gun

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP12318095A JP3068434B2 (en) 1995-04-24 1995-04-24 Electron gun

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP10338087A Division JPH11224596A (en) 1995-04-24 1998-11-27 Electron gun

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH08293271A JPH08293271A (en) 1996-11-05
JP3068434B2 true JP3068434B2 (en) 2000-07-24

Family

ID=14854177

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP12318095A Expired - Fee Related JP3068434B2 (en) 1995-04-24 1995-04-24 Electron gun
JP10338087A Expired - Lifetime JPH11224596A (en) 1995-04-24 1998-11-27 Electron gun

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP10338087A Expired - Lifetime JPH11224596A (en) 1995-04-24 1998-11-27 Electron gun

Country Status (1)

Country Link
JP (2) JP3068434B2 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002313213A (en) * 2001-04-10 2002-10-25 Matsushita Electric Ind Co Ltd Driving method of cold cathode, drive device thereof, and applied device using the same
KR100473523B1 (en) * 2002-08-22 2005-03-08 한국과학기술원 Micropower devices

Also Published As

Publication number Publication date
JPH11224596A (en) 1999-08-17
JPH08293271A (en) 1996-11-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100194368B1 (en) Field emission type fluorescent display and driving method thereof
JP3171121B2 (en) Field emission display
EP0500920B1 (en) Cold-cathode filed emission device employing a current source means
JPH04272638A (en) Luminance controlling apparatus for cathode ray tube having electric-field discharging cathode
US5055744A (en) Display device
CA2120390A1 (en) Method of Manufacturing Electron Source, Electron Source Manufactured by Said Method, and Image Forming Apparatus Using Said Electron Sources
JPH05266806A (en) Device for focusing static electron beam of field emission device
JP3472985B2 (en) Display device with improved control of electron beam
EP0217003B1 (en) Fluorescent display tube
JP3068434B2 (en) Electron gun
US5786669A (en) CRT electron gun with luminance controlled by a minimum spot diameter aggregate of field emission cathodes
JPS5916255A (en) Electron gun
JP2910837B2 (en) Field emission type electron gun
JP2768238B2 (en) Field emission fluorescent display device and driving method thereof
US5172028A (en) Fluorescent display device
US8049683B2 (en) Driving circuit for a display panel and a display having same
KR100230076B1 (en) Cell driving circuit of field emission display device
JP3438391B2 (en) Field emission cathode device
JP3089115B2 (en) Electron beam exposure equipment
JP2778448B2 (en) Driving method of electron gun and cathode ray tube
JP3861484B2 (en) Electron emitting device and driving method thereof
KR100448589B1 (en) Device for conditioning control signal to electron emitter, preferably so that collected electron current varies lineary with input control voltage
JP2833475B2 (en) Field emission fluorescent tube and driving method thereof
JP4639612B2 (en) FED control circuit
JP2002313213A (en) Driving method of cold cathode, drive device thereof, and applied device using the same

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Cancellation because of no payment of annual fees