JP5044005B2 - 電界放射装置 - Google Patents
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Description
前記フランジ部においては、集束電極やゲッター材が配置されたものでも良い。
一例としては、図2(A)(概略正面図)、(B)(概略上面図)、(C)(概略下面図)、(D)(概略断面図)、(E)(A−A矢視図)に示すように集束電極14を用いた電界放射装置が挙げられる。図2における集束電極14は、冷陰極側容器21と陽極側容器22との間に挟持される平板状(図2中では円板状)の胴体部14bと、電子線が通過可能な大きさの貫通孔14aが形成された部材であって前記胴体部14bの中央部に形成された嵌合孔に嵌合するリング状部材14cと、から成る。貫通孔14aの開口面積は、例えば冷陰極9の電極面積よりも小さく、冷陰極9と陽極11との間の電子流領域の一部を遮蔽できるものとする。
本発明の電界放射装置に適用される冷陰極の一例としては、特許文献3に開示されたものが挙げられる。すなわち、基板表面に形成(例えば、プラズマCVD法により成膜して形成)される炭素膜構造に対し、その炭素膜構造及び/又は基板と同電位のガード電極(例えば、炭素膜構造に当接し電気的に接続されたガード電極)を当該炭素膜構造の外周側に設け、炭素膜構造における周囲の見かけ上の曲率半径を大きくすることにより、炭素膜構造(特に外周縁部)で起こり得る局部的な電界集中が抑制された冷陰極が挙げられる。
例えば、図5に示すように、冷陰極9の電極面側(炭素膜構造が形成される側の面)の形状が凹状(電極面中央部が凹み曲率半径を有する形状)の基板7を適用し、その基板7表面に炭素膜構造10が形成されたものでも良い。このように凹状の基板7に形成される炭素膜構造10は、電極面が平坦な基板に形成された炭素膜構造と比較して、外周縁部が陽極11方向に対しより湾曲した凹状となる。すなわち、冷陰極9と陽極11との間の電子流領域は、陽極11に近づくに連れて集束し、陽極11における電子スポットは冷陰極9の電極面の面積よりも小さく均一な分布となり、より高い電流密度が得られ易くなる。
9…冷陰極
10…炭素膜構造
11…陽極
14…集束電極
15…ゲッター材
20…真空容器
20a…フランジ部
21…冷陰極側容器
22…陽極側容器
43…ガード電極
Claims (9)
- 筒状の真空容器内に、基板表面に炭素膜構造が形成された電子放出体から成る冷陰極と、その電極面が前記冷陰極の電極面と対向するように配置される陽極と、を備え、
前記冷陰極と前記陽極との間に電圧を印加して、前記冷陰極から電界放射により電子線を放出する電界放射装置であって、
前記真空容器は、前記冷陰極と前記陽極との間の一部の側壁が前記電子線の放出方向に対して直交する方向に拡径された中空部を有するフランジ部が形成されたことを特徴とする電界放射装置。 - 前記真空容器は、内周側に前記冷陰極を収容できる筒状の冷陰極側容器と、内周側に前記陽極を収容できる筒状の陽極側容器とが、前記フランジ部を介して連通されており、
前記冷陰極側容器は、一方の開口部側の側壁において径方向に拡径された拡径部と、該拡径部の周縁側において前記陽極側容器と連通させる方向に突出した環状の封止部と、が形成され、
前記陽極側容器は、一方の開口部側の側壁において径方向に拡径された拡径部と、該拡径部の周縁側において前記冷陰極側容器と連通させる方向に突出した環状の封止部と、が形成されたことを特徴とする請求項1に記載の電界放射装置。 - 前記フランジ部に、集束電極が配置されたことを特徴とする請求項1又は2に記載の電界放射装置。
- 前記フランジ部に、ゲッター材が配置されたことを特徴とする請求項1乃至3の何れかに記載の電界放射装置。
- 前記炭素膜構造は、グラフェンシートが多層に重なって内部中空となり、かつ、先端に向けて半径が小さくなる尖頭形状が複数個分散して形成され、
前記炭素膜構造の外周側に、前記炭素膜構造の成膜方向に凸の曲面部を有し、前記炭素膜構造及び/又は前記基板と同電位のガード電極を設け、
前記ガード電極の曲面部は、前記ガード電極の外周側の曲率半径が前記炭素膜構造側の曲率半径以上であることを特徴とする請求項1乃至4の何れかに記載の電界放射装置。 - 前記ガード電極の曲面部の頂部は、前記炭素膜構造の外周縁部よりも成膜方向に突出していることを特徴とする請求項5に記載の電界放射装置。
- 前記基板の炭素膜構造が形成される側の面は凹状であることを特徴とする請求項5又は6に記載の電界放射装置。
- 前記炭素膜構造は、前記基板の電極面側の中央部に形成されたことを特徴とする請求項5乃至7の何れかに記載の電界放射装置。
- 前記基板は、
前記冷陰極の電極面側に位置し、その中央部に貫通孔が前記電子線の放出方向に穿設された電極面側基板と、
前記電極面側基板を前記電極面の反対側から支持し、前記貫通孔に挿通可能な突出部が形成された炭素膜構造支持基板と、
を合体させて成り、
前記突出部の先端部に、前記炭素膜構造が形成されたことを特徴とする請求項8に記載の電界放射装置。
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