JPH08106848A - 電子源およびそれを用いた陰極線管 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 集束特性の優れた電子線および解像度の高い
陰極線管を得る。 【構成】 集束電極１３に対向配置され、少なくとも上
記各電極に給電する端子部１９、１１０、１１２、１１
３を覆う遮蔽電極１１４を備えた。また、各電極に給電
する端子部を反電子放出側の面に引き出した。また、電
子放出点の配列を、隣接する各電子放出点との間隔が一
定で、かつ、隣接する各電子放出点を結ぶ直線の成す角
が６０度となるようにした。また、集束電極と引き出し
電極間の開口周囲の絶縁膜の中央部をくぼませた。ま
た、複数個の電子放出点が連続して配列されている領域
を複数領域有すると共に、集束電極に対向配置され各領
域に対応する複数の開口を有し発散する電子を除去する
制限電極を備えた。さらに、上記のような電子源を用い
て電子線偏向機構までクロスオーバ点のない陰極線管を
構成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、ＣＲＴ型ディスプレ
イ、真空管、半導体製造装置等に用いられる電子源、お
よびそれを用いた陰極線管に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図９は例えば特開平２−２２６６３５号
公報に記載された従来の電界放出電子源の一部の構成を
示す断面図である。図において、１１はカソード電極で
ある基板、１２は引き出し電極、１３は集束電極（制御
電極）、１５はエミッタ、１６、１７、９３は絶縁膜、
５６は電子線、７６、７７、９１は電源、９２は加速電
極である。頂点が電子放出点となる円錐形状のエミッタ
１５はＳｉの様な半導体あるいはＡｌの様な導体基板の
エッチングにより形成されている。この基板１１上に第
１絶縁膜１７を介して引き出し電極１２が形成され、更
に第２絶縁膜１６、集束電極１３、第３絶縁膜９３、加
速電極９２が順に形成されている。これらの電極や絶縁
膜にはエミッタ１５を中心とする円形の開口が形成され
ており、一例として、開口の直径は２〜３μｍ、円錐の
高さは１μｍ、円錐の先端径は０．０６μｍである。

【０００３】次に電子源の動作について説明する。引き
出し電極１２に電源７６によりカソード電極１１に対し
正の例えば１００Ｖの電圧を印加すると、エミッタ１５
の先端には約１０⁷Ｖ／ｃｍの電界が発生し、トンネル
効果によりエミッタ１５より電子が放出される。放出さ
れた電子は１エミッタ当たり２５〜１００μＡで、エミ
ッタ１５の密度しだいで高い電流密度を得ることができ
る。しかも、引き出し電極１２にはほとんど電流が流れ
ないため、消費電力は極めて小さい。ところで、上記の
ような電界放出電子源では、放出電子線５６はエミッタ
１５先端の電界の形状を反映して発散する。そのため集
束電極１３に電源７７によりカソード電極１１とほぼ同
じ電位を加え放出電子を減速し開口内に空間電荷を形成
し同時に集束させる様工夫している。これを電源９１に
より正の電位を加えた加速電極９２で加速し放出させ
る。集束電極１３は空間電荷を用いた放出電流の変調に
も用いられる。ただし個々のエミッタに加速電極９２を
付けずに外部の陽極で電子を加速させることもできる。
このような素子は写真製版と薄膜技術を用いれば数μｍ
〜１００μｍピッチで１００万個のアレイを同時に作成
することができ、こうすればピーク電流１００Ａの電子
源が得られる。しかも、その電子源はカソード電極１１
を放出電流が流れることによる消費電力以外は電力損失
はなく、電子線も発散しない低エミッタンスのものが得
られる。

【０００４】さてこの電子源の適用例としてはＣＲＴの
電子銃が考えられる。この種の電子源をＣＲＴへ適用し
た例は、特開昭４８−９０４６７号公報に述べられてい
る。ただし電子源としては、個々のエミッタ１５に引き
出し電極１２以外に集束電極１３を付けるという構成は
述べられていない。電子源以外の電子銃の構成を図１０
に示す。図において、７３は偏向マグネット、７４はシ
ャドウマスク、７５はアルミバック付き螢光体、８１は
フィールドエミッタからなるカソードすなわち電子源、
８２、８３は第１、第２アノード電極、８４、８５は電
子レンズ、８６はコンバージェンス電極である。このよ
うに構成されたものにおいて、電子源８１から放出され
た電子線は加速のための第１アノード電極８２、第２ア
ノード電極８３を通過し、電子レンズ８４、８５でクロ
スオーバ点８７を形成し、コンバージェンス電極８６で
集束され、偏向マグネット７３により方向制御されてシ
ャドウマスク７４を通ってアルミバック付き螢光体７５
の螢光面に集束される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】さて、従来の電子源お
よび陰極線管は以上のように構成されており、集束特性
の優れた電子線および解像度の高い陰極線管を得ようと
すると以下の様な問題があった。 （１）電子の軌道が設計通りに行かない。 （２）引き出し電極１２と集束電極１３の間の絶縁膜１
６の側壁で絶縁破壊を起こし易い。 （３）集束電極１３に引き出し電極１７に対して負の電
圧をかけることにより強い減速レンズを形成し、発散す
る電子線を平行に近い電子線に集束させようとしている
が、完全には集束しきれず発散する電子線が残る。 （４）電子源をＣＲＴへ適用する場合、蛍光面上でのス
ポット径が大きく解像度が劣る。

【０００６】本発明は上記の様な従来のものの問題点を
解決し、集束特性の優れた電子線を得ると共に、解像度
の高い陰極線管を得ることを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明に係
る電子源は、複数個の電子放出点を有するカソード電極
と、上記各電子放出点に対応配置された開口を有し電子
放出点より電子を引き出す引き出し電極と、上記各電子
放出点に対応配置された開口を有し電子レンズを形成し
て上記電子の向きを揃える集束電極とがそれぞれ電気的
に絶縁されて配置されるものにおいて、上記集束電極に
対向配置され、少なくとも上記各電極に給電する端子部
を覆う遮蔽電極を備えたものである。

【０００８】請求項２記載の発明に係る電子源は、複数
個の電子放出点を有するカソード電極と、上記各電子放
出点に対応配置された開口を有し電子放出点より電子を
引き出す引き出し電極と、上記各電子放出点に対応配置
された開口を有し電子レンズを形成して上記電子の向き
を揃える円形の集束電極とがそれぞれ電気的に絶縁され
て配置されるものにおいて、上記各電極に給電する端子
部を反電子放出側の面に引き出したものである。

【０００９】請求項３記載の発明に係る電子源は、複数
個の電子放出点を有するカソード電極と、上記各電子放
出点に対応配置された開口を有し電子放出点より電子を
引き出す引き出し電極と、上記各電子放出点に対応配置
された開口を有し電子レンズを形成して上記電子の向き
を揃える集束電極とがそれぞれ電気的に絶縁されて配置
されるものにおいて、上記電子放出点の配列を、隣接す
る各電子放出点との間隔が一定で、かつ、隣接する各電
子放出点を結ぶ直線の成す角が６０度となるようにした
ものである。

【００１０】請求項４記載の発明に係る電子源は、複数
個の電子放出点を有するカソード電極と、上記各電子放
出点に対応配置された開口を有し電子放出点より電子を
引き出す引き出し電極と、上記各電子放出点に対応配置
された開口を有し電子レンズを形成して上記電子の向き
を揃える集束電極と、上記引き出し電極と上記集束電極
間に介在し上記各電子放出点に対応配置された開口を有
する絶縁膜とを備えるものにおいて、上記開口周囲の絶
縁膜はその膜厚方向の中央部がくぼんでいるものであ
る。

【００１１】請求項５記載の発明に係る電子源は、複数
個の電子放出点が集合して配置されている領域を複数領
域有するカソード電極と、上記各電子放出点に対応配置
された開口を有し電子放出点より電子を引き出す引き出
し電極と、上記各電子放出点に対応配置された開口を有
し電子レンズを形成して上記電子の向きを揃える集束電
極と、上記各電極間を電気的に絶縁する絶縁膜と、上記
集束電極に対向配置され、上記各領域に対応する複数の
開口を有し、発散する電子を除去する制限電極とを備え
たものである。

【００１２】請求項６記載の発明に係る電子源は、制限
電極に流入する電流およびカソード電極の電流を検知す
る手段を備え、検知された電流値をもとに引き出し電極
および集束電極の少なくとも一方の電圧を制御するもの
である。

【００１３】請求項７記載の発明に係る陰極線管は、電
子線を偏向させる電子線偏向機構を有する陰極線管にお
いて、上記請求項１ないし６の何れかに記載の電子源か
ら発生する電子線の束を上記電子線偏向機構までクロス
オーバ点をつくらずに電極により加速および集束させる
ように構成したものである。

【００１４】

【作用】請求項１記載の電子源は、集束電極に対向配置
され、少なくとも各電極に給電する端子部を覆う遮蔽電
極を備えたので、放出された電子の軌道が端子部による
電界の影響を受けるのを防止でき、設計通りの電子軌道
が得られる。

【００１５】請求項２記載の電子源は、各電極に給電す
る端子部を反電子放出側の面に引き出したので、放出さ
れた電子の軌道が端子部による電界の影響を受けるのを
防止でき、設計通りの電子軌道が得られる。

【００１６】請求項３記載の電子源は、電子放出点の配
列を、隣接する各電子放出点との間隔が一定で、かつ、
隣接する各電子放出点を結ぶ直線の成す角が６０度とな
るようにしたので、一定の電子放出点の間隔に対して電
子放出点の密度を最大とすることができ、しかも円形領
域に配列したときその中心軸に対し最も回転対称に近い
形状とすることができる。これにより発生した電子線の
断面形状が円形に近くなるため、集束特性が向上する。

【００１７】請求項４記載の電子源は、集束電極と引き
出し電極間の開口周囲の絶縁膜のは、その膜厚方向の中
央部がくぼんでいるので、電子放出点から放出された電
子が衝突しにくく、絶縁膜表面が帯電しにくい。しかも
沿面の距離が長くなり、放電は発生しにくい。

【００１８】請求項５記載の電子源は、複数個の電子放
出点が集合して配置されている領域を複数領域有するカ
ソード電極と、上記各電子放出点に対応配置された開口
を有し電子放出点より電子を引き出す引き出し電極と、
上記各電子放出点に対応配置された開口を有し電子レン
ズを形成して上記電子の向きを揃える集束電極と、上記
各電極間を電気的に絶縁する絶縁膜と、上記集束電極に
対向配置され、上記各領域に対応する複数の開口を有
し、発散する電子を除去する制限電極とを備えたので、
それぞれの領域に対応してコリメートできない発散する
電子線を除去できる。

【００１９】請求項６記載の電子源は、請求項５記載の
ものにおいて、制限電極に流入する電流およびカソード
電極の電流を検知する手段を備え、検知された電流値を
もとに引き出し電極および集束電極の少なくとも一方の
電圧を制御するので、放出電流の安定化や電子線の集束
特性の向上が図れる。

【００２０】請求項７記載の陰極線管は、上記請求項１
ないし６の何れかに記載の電子源から発生する電子線の
束を電子線偏向機構までクロスオーバ点をつくらずに電
極により加速および集束させるように構成したので、上
記電子源からは平行な電子線が得られ、平行な電子線は
その断面積が大きくとも集束し易いため、広いカソード
面が利用でき、大きな電流値が得られるとともに、スポ
ット径も小さくすることが可能になる。また、クロスオ
ーバ点をつくる機能は不要で、電子レンズにより上記電
子源から発生する平行な電子線を加速し螢光面に集束さ
せる機能のみでよい。このためその構造は簡単になる。
さらにクロスオーバ点でのクーロン斥力の増大がないた
め、電流を上げたときのスポット径の増加を抑制でき
る。よって、解像度の高い陰極線管が得られる。

【００２１】

【実施例】 実施例１．以下、この発明の実施例１について図をもと
に説明する。図１および２は実施例１による電子源の要
部を示すそれぞれ断面図および上面図である。図におい
て、１０は開口で、各開口の中心部には頂点が電子放出
点となる円錐状のフィールドエミッタ１５が配置されて
いる。複数個のエミッタ１５がカソード電極１１に形成
され、この例ではカソード電極１１は基板１４上に形成
されている。１２はフィールドエミッタ１５に電界を印
加して電子を引き出す引き出し電極、１３は引き出され
た電子の向きを揃えるための電子レンズを形成する集束
電極である。これらの電極１１、１２、１３はそれぞれ
電気的に絶縁されて配置されている。すなわち、絶縁膜
１７、１６を介して一体化して形成されている。開口１
０とフィールドエミッタ１５は、例えば７．５μｍピッ
チで直径２００μｍの領域に配列されており、その数は
図では省略しているが６００個以上である。フィールド
エミッタ１５の先端はほぼ引き出し電極１２の高さにあ
り、また、集束電極１３の開口径１１７は約５μｍであ
る。さらに、図２に示すように、集束電極１３は上方か
ら見ると中心部に開口１０部すなわち電子放出領域のあ
る直径４００μｍの円形となるように形成されている。
ただし１ケ所ボンデイング用の端子１１０とこの端子１
１０へ接続する線状の配線３３が伸びて上部の空間に露
出しており、軸１１６に対して完全な回転対称にはなっ
ていない。同様に、引き出し電極１２およびカソード電
極１１のボンディング端子１９、１８も空間に露出して
おり、これらの端子１９、１８と電極を接続する線状の
配線３１、３２も集束電極１２の外側まで伸びている。
さらに、ボンディング端子１８、１９、１１０には電圧
を供給する導線１１８、１１２、１１３がそれぞれ接続
されている。このように各電極１１、１２、１３に給電
する端子部を構成するボンデイング用の端子１８、１
９、１１０や配線３１、３２、３３や導線１１８、１１
２、１１３の一部が電子放出空間側に露出している。１
１４は集束電極１３に対向配置され少なくとも各電極１
１、１２、１３に給電する端子部を覆う遮蔽電極であ
り、例えば集束電極１３の上方１００μｍの位置に設置
され、中心軸１１６を電子放出領域と共有する直径３０
０μｍの円形の開口１１５を形成した金属板である。集
束電極１３と同じ電位が印加されている。なお、図２で
は明確のため遮蔽電極１１４の約半分を取り除いて示し
ている。

【００２２】次にこの電子源の動作について説明する。
引き出し電極１２にカソード電極１１に対し＋６０〜１
１０Ｖの電圧を印加する。また、集束電極１３にはカソ
ード電極１１に対し０〜＋２Ｖの電圧を加える。なお、
この電子源において放出電流の変調を行うには図１にお
いて引き出し電極１２にコンデンサを介して電圧を印加
する。フィールドエミッタ１５の先端から放出された電
子は集束電極１３の形成する電界により減速され、集束
される。しかし、放出された電子の軌道は、集束電極１
３により減速されているため素子上部の電界に影響され
やすい。上述の集束電極１３のボンディング端子１１０
とその端子へつながる配線１１３は素子上部に軸１１６
に対し回転対称と異なる電界を発生する。また、引き出
し電極の露出部やボンディング端子１９とその端子につ
ながる配線１１２も素子上部に電界を発生し、しかも電
圧の変調をするとこの電界が変化する。これらの電界は
放出された電子の軌道を曲げてしまう。しかし、本実施
例では集束電極１３の上方に少なくとも端子部を覆う遮
蔽電極１１４があり、放出された電子の軌道が端子部の
電界の影響を受けることはない。また、遮蔽電極１１４
の開口の形状をカソードの中心軸を中心とする円形に形
成し、電子放出点全てを含むように構成すれば、放出さ
れた電子はすべて遮蔽電極１１４上部の空間へ飛び出
し、さらにカソードの中心軸１１６に対し回転対称な電
子線が得られ、集束特性が向上する。

【００２３】実施例２．この発明の実施例２について図
３をもとに説明する。この発明は実施例１で説明した遮
蔽電極１１４を用いないで同じ効果をあげようとするも
のであり、各電極に給電する端子部１８、１１０を反電
子放出側の面すなわち基板１４の裏面に引き出してい
る。この例では、円形の集束電極１３を引き出し電極１
２およびカソード電極１１を覆うように大きく形成して
おり、一例として、集束電極１３の外径２１を４００μ
ｍ、引き出し電極１２の外径２２を２００μｍ、カソー
ド電極１１の外径２３を３００μｍとし、さらに集束電
極１３、引き出し電極１２、およびカソード電極１１の
ボンディング端子１８、１９、１１０は全て各電極から
はみ出さないように、基板１４の裏面に形成されてお
り、基板１４および絶縁膜１６、１７に設けられた穴を
通じて各電極と接続されている。

【００２４】このように構成されたものにおいては、各
電極に給電する端子部が電子放出空間すなわち基板上部
の空間の電界に影響を与えることはなく、上記実施例１
と同様の効果が得られる。また、集束電極１３を円形に
形成すれば、基板上部空間の電界はカソードの中心軸１
１６に対し回転対称になる。このため、放出された電子
線も回転対称になる。

【００２５】実施例３．この発明の実施例３を図４をも
とに説明する。図４は集束電極１３の１部を破断して引
き出し電極１２の形成されている様子を示す上面図であ
る。この例では電子放出点（すなわち開口１０）の配列
を隣接する各電子放出点（すなわち開口１０）との間隔
を一定とすると共に、隣接する各電子放出点（すなわち
開口１０）を結ぶ直線のなす角度を６０度としている。
すなわち、開口１０の配置は正三角形配列になってい
る。

【００２６】電子線を回転対称にするためには電子放出
点すなわち開口の配列は円形に近い程よい。正三角形配
列では、１つの開口に隣接する開口数は６つである。こ
のため、例えば正方形配列の４つよりも多く、さらに一
般に正多角形配列の中で最も多い。従って同一開口間距
離では最も円形に近くできる。なおこの図４では図面の
都合上開口１０の数が１９個となっているが、実際はフ
ィールドエミッタの形成領域は直径２００μｍでフィー
ルドエミッタ間の距離は７．５μｍなので６００個以上
のフィールドエミッタがある。このため、フィールドエ
ミッタの形成領域は図４に示す正六角形よりも円形に近
くできる。なお、図では省略しているが、実施例１で示
したのと同様の遮蔽電極１１４を設ければより回転対称
な電子線を得ることができる。さらに、実施例２で示し
たように、各電極のボンディング端子１８、１９、１１
０を全て各電極からはみ出さないように基板１４の裏面
に形成したり、円形の集束電極１３を引き出し電極１２
およびカソード電極１１を覆うように大きく形成しても
よい。

【００２７】実施例４．この発明の実施例４を図５をも
とに説明する。図５に示すように、引き出し電極１２と
集束電極１３の間に形成される開口１０周囲の絶縁膜１
６はその膜厚方向の中央部がくぼんで形成されているの
で、沿面の距離が長くなり、放電は発生しにくく、しか
も、中央部がくぼんでいるので電子放出点から放出され
た電子が衝突しにくく、絶縁膜１６表面が帯電しにく
い。

【００２８】また、この例では引き出し電極１２と集束
電極１３間の絶縁膜１６は材質の異なる３層の絶縁膜１
６ａ、１６ｂ、１６ｃから形成されており、各絶縁膜１
６ａ、１６ｂ、１６ｃはそれぞれ膜厚０．１μｍのＳｉ
Ｏ蒸着膜、膜厚２．８μｍの反応性蒸着ＳｉＯ_x膜、膜
厚０．１μｍのＳｉＯ蒸着膜である。即ちＳｉＯを蒸着
源として真ん中の絶縁膜１６ｂ蒸着時にのみ酸素を導入
することにより膜中に含まれる酸素の含有率は両端の絶
縁膜１６ａ、１６ｃより真ん中の絶縁膜１６ｂが大きく
なるようにしている。開口１０の形成後、いわゆるバッ
ファード弗酸水溶液でエッチングすれば、ＳｉＯ₂のみ
エッチングされ中央部の絶縁膜１６ｂのみが後退する。
ＳｉＯはエッチングされずに残る。このように、３層の
絶縁膜１６ａ、１６ｂ、１６ｃを例えばエッチングレー
トが異なる材質で形成すると、エッチングにより簡単に
中央部をくぼませることができる。

【００２９】なお、上記実施例では組成の異なる絶縁膜
を用いた場合について説明したが、材料の異なるものを
用いてもよく、例えば両端部の絶縁膜１６ａ、１６ｃを
それぞれ膜厚０．１μｍのスパッタＳｉＮ又はスパッタ
Ａｌ₂Ｏ₃、中央部の絶縁膜１６ｂを膜厚２．８μｍのス
パッタＳｉＯ₂で形成し、後でバッファ ード弗酸に浸け
ることによりＳｉＯ₂を後退させてもよい。さらに、上
記実施例では、引き出し電極１２と集束電極１３の間に
形成される絶縁膜１６が３層の絶縁膜からなる場合につ
いて説明したが、４層以上であってもよく、また、図５
のように中央部の絶縁膜１６ｂが直線的に後退せずに曲
線的であってもよいのは言うまでもない。

【００３０】なお、図５に示した電子源は、実施例１で
説明したような遮蔽電極１１４をさらに備えていてもよ
いし、実施例２で説明したような構成の集束電極１３を
さらに備えていてもよい。また、電子放出点を実施例３
で説明したような配置としてもよい。

【００３１】実施例５．この発明の実施例５を図６をも
とに説明する。例えば上記実施例１では遮蔽電極１１４
を集束電極１３に対向配置したので設計通りの例えば回
転対称な電子を得ることができる。しかしながら、集束
電極１３のみでは完全に平行な電子ビームにはならな
い。そこで、平行な電子ビームを得るために外部に電極
を設けたのが本実施例である。この例では、図６に示す
様に、カソード電極は複数個の電子放出点が連続して配
列されている領域すなわちフィールドエミッタアレイ５
１を７領域有しており、集束電極１３の開口は各領域５
１に対応して設けられている。５４、５５は集束電極１
３に対向配置された第１、第２の制限電極であり、各領
域５１に対応する開口５２、５３を有している。１つの
領域５１の直径は例えば２００μｍであり、隣接する領
域５１の間隔は４００μｍである。また、各領域５１の
フィールドエミッタのカソード電極、引き出し電極、集
束電極は共通である。第１の制限電極５４の下面はフィ
ールドエミッタの集束電極１２から１ｍｍ離して平行に
設置され、＋０〜１００Ｖの電圧を印加する。また、第
２の制限電極５５は第１の制限電極５４に対して１ｍｍ
離して平行に設置され、第１の制限電極５４と同一の電
位を与える。これらの制限電極５４、５５は発散角が大
きくコリメート出来ない電子線を除去し、放出電子線の
エミッタンスを小さくする役割をもつ。なお、制限電極
５４、５５は集束電極１３と同電位か、あるいは集束電
極１３よりわずかに高い正の電位を持たせており、これ
はなるべく低い電位にすることにより衝突した電子によ
る電極の発熱やそれに伴う吸着ガスや２次電子の発生を
少なくするためである。なお、この実施例では第１、第
２の制限電極５４、５５を用いたので、１つの制限電極
で除去するより電極を通過する電子の角度範囲が小さく
なり、短い距離で効果的に発散する電子線を除去するこ
とができるが、これに限るものではない。

【００３２】本実施例の１つの特徴はカソードおよび電
子レンズを形成する集束電極１３を複数個の領域に分割
しているところにあるが、その利点はカソードおよび集
束電極１３を分割しないで例えば直径１ｍｍの領域にま
とめる場合に比較して領域内での電子線の発散角を１／
５にできることにある。なお、図６では図示の都合上、
７個の領域としたが、この領域の数はこれに限るもので
はなく、もっと多くても少なくてもよい。また、遮蔽電
極１１４は無くてもよい。

【００３３】実施例６．この発明の実施例６を図７をも
とに説明する。この実施例は、例えば上記実施例５にお
いて、制限電極５４、５５に流入する電子線の電流を測
定し、集束電極１３の電圧や引き出し電極の電圧にフィ
ードバックをかけることにより、電子線の集束特性の向
上や放出電流の安定化を図ろうとするものである。図７
にその制御のブロック図を示す。第１の制限電極５４は
第２の制限電極５５と接続されている。第１の制限電極
５４およびカソード電極１１には抵抗５４ａ、１１ａが
それぞれ直列に接続されており、この抵抗５４ａ、１１
ａの両端の電圧から、それぞれの電極５４、１１に流れ
る電流が分かる。そこで、第１の制限電極５４の電流値
Ａとカソード電極１１の電流値Ｂより、制限電極５４、
５５を通過する電流（Ｂ−Ａ）が求められる。ここでエ
ミッタから放出された電流は、ほとんど引き出し電極１
２や集束電極１３に流入しないのでこれらの電流は無視
できる。この通過電流（Ｂ−Ａ）と目標のアノード電流
（Ｂ０−Ａ０）から引き出し電極の電圧Ｖｇを決定す
る。また、Ａ／Ｂにより、放出電流の発散の度合いが分
かり、この値と目標の値Ａ０／Ｂ０から集束電極１３の
電圧Ｖｆが決定される。これらのフィードバックは電子
源の特性に対するエミッタから放出される電流の変動に
よる影響を少なくでき、電子源の信頼性を向上させる。
なお、上記計算および決定は、例えば、アナログまたは
デジタルの演算回路１により行われる。

【００３４】実施例７．この発明の実施例７を図８をも
とに説明する。この実施例では実施例１で示した電子源
をＣＲＴの電子銃に使用している。レッド（Ｒ）、グリ
ーン（Ｇ）、ブルー（Ｂ）に対応して３つの電子源が同
一基板１４上に形成されている。カソード電極１１およ
び集束電極１３は３つの電子源共通である。ＲＧＢの引
き出し電極１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂが分離され、独立し
て放出電流を変調できる。これらの端子にはそれぞれ電
源７６Ｒ、７６Ｇ、７６Ｒより、適当なＤＣ電位が与え
られ、これに変調のための電圧を印加する。またコンバ
ージェンス電極７１は３〜４ｋＶ、アノード電極７２に
は１５ｋＶが印加されている。電子源から放出された電
子線５６は電極７１、７２を通過し偏向マグネット７３
の磁界による偏向を受けた後、シャドーマスク７４を通
過して螢光面７５に当り発光する。電子源から出た電子
線は引き出し電圧の変調により、放出電流の変調ができ
る。

【００３５】図８に示したような例えば実施例１による
電子源はエミッタンスの小さい平行な電子線を発生す
る。よって、この電子源を、ＣＲＴのカソードに適用す
る場合、電子銃はクロスオーバ点をつくる必要がなく、
電極７１、７２により構成される電子レンズにより電子
線を加速し螢光面に集束させる機能のみでよい。このた
め、電子レンズは１つでよく電子銃の構造は従来の電子
銃よりも大幅に簡略化できる。また、平行な電子線はそ
の断面積が大きくても集束し易いため、広いカソード面
が利用でき、大きな電流値が得られるとともに、スポッ
ト径も小さくすることが可能になる。さらにクロスオー
バ点を形成する従来の電子銃に比べ、電子線間クーロン
力による反発の影響を少なくでき、電流を上げたときの
スポット径の増加を抑制できる。

【００３６】なお、上記実施例７では電子源として実施
例１で説明したものを用いた場合を示したが、これに限
るものではなく、実施例２〜６で説明したものを用いて
もよく、さらにこれらを組み合わせて用いてもよく、上
記実施例７の場合と同様の効果が得られる。

【００３７】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、複数
個の電子放出点を有するカソード電極と、上記各電子放
出点に対応配置された開口を有し電子放出点より電子を
引き出す引き出し電極と、上記各電子放出点に対応配置
された開口を有し電子レンズを形成して上記電子の向き
を揃える集束電極とがそれぞれ電気的に絶縁されて配置
されるものにおいて、上記集束電極に対向配置され、少
なくとも上記各電極に給電する端子部を覆う遮蔽電極を
備えたので、放出された電子の軌道が端子部による電界
の影響を受けるのを防止でき、設計通りの電子軌道が得
られる。

【００３８】請求項２記載の発明によれば、複数個の電
子放出点を有するカソード電極と、上記各電子放出点に
対応配置された開口を有し電子放出点より電子を引き出
す引き出し電極と、上記各電子放出点に対応配置された
開口を有し電子レンズを形成して上記電子の向きを揃え
る円形の集束電極とがそれぞれ電気的に絶縁されて配置
されるものにおいて、上記各電極に給電する端子部を反
電子放出側の面に引き出したので、放出された電子の軌
道が端子部による電界の影響を受けるのを防止でき、設
計通りの電子軌道が得られる。

【００３９】請求項３記載の発明によれば、複数個の電
子放出点を有するカソード電極と、上記各電子放出点に
対応配置された開口を有し電子放出点より電子を引き出
す引き出し電極と、上記各電子放出点に対応配置された
開口を有し電子レンズを形成して上記電子の向きを揃え
る集束電極とがそれぞれ電気的に絶縁されて配置される
ものにおいて、上記電子放出点の配列を、隣接する各電
子放出点との間隔が一定で、かつ、隣接する各電子放出
点を結ぶ直線の成す角が６０度となるようにしたので、
一定の電子放出点の間隔に対して電子放出点の密度を最
大とすることができ、しかも円形領域に配列したときそ
の中心軸に対し最も回転対称に近い形状とすることがで
きる。これにより発生した電子線の断面形状が円形に近
くなるため、集束特性が向上する。

【００４０】請求項４記載の発明によれば、複数個の電
子放出点を有するカソード電極と、上記各電子放出点に
対応配置された開口を有し電子放出点より電子を引き出
す引き出し電極と、上記各電子放出点に対応配置された
開口を有し電子レンズを形成して上記電子の向きを揃え
る集束電極と、上記引き出し電極と上記集束電極間に介
在し上記各電子放出点に対応配置された開口を有する絶
縁膜とを備えるものにおいて、上記開口周囲の絶縁膜は
その膜厚方向の中央部がくぼんでいるので、電子放出点
から放出された電子が衝突しにくく、絶縁膜表面が帯電
しにくい。しかも沿面の距離が長くなり、放電は発生し
にくい。

【００４１】請求項５記載の発明によれば、複数個の電
子放出点が集合して配置されている領域を複数領域有す
るカソード電極と、上記各電子放出点に対応配置された
開口を有し電子放出点より電子を引き出す引き出し電極
と、上記各電子放出点に対応配置された開口を有し電子
レンズを形成して上記電子の向きを揃える集束電極と、
上記各電極間を電気的に絶縁する絶縁膜と、上記集束電
極に対向配置され、上記各領域に対応する複数の開口を
有し、発散する電子を除去する制限電極とを備えたの
で、それぞれの領域に対応してコリメートできない発散
する電子線を除去できる。

【００４２】請求項６記載の発明によれば、請求項５記
載のものにおいて、制限電極に流入する電流およびカソ
ード電極の電流を検知する手段を備え、検知された電流
値をもとに引き出し電極および集束電極の少なくとも一
方の電圧を制御するので、放出電流の安定化や電子線の
集束特性の向上が図れる。

【００４３】請求項７記載の発明によれば、電子線を偏
向させる電子線偏向機構を有する陰極線管において、上
記請求項１ないし６の何れかに記載の電子源から発生す
る電子線の束を上記電子線偏向機構までクロスオーバ点
をつくらずに電極により加速および集束させるように構
成したので、解像度の高い陰極線管が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 実施例１による電子源の要部の構成を示す断
面図である。

【図２】 実施例１による電子源の要部の構成を示す上
面図である。

【図３】 実施例２による電子源の要部の構成を示す断
面図である。

【図４】 実施例３による電子源の要部の構成を示す上
面図である。

【図５】 実施例４による電子源の要部の構成を示す断
面図である。

【図６】 実施例５による電子源の構成を示す斜視図で
ある。

【図７】 実施例６による電子源のフィードバック回路
の構成を説明するブロック図である。

【図８】 実施例７による陰極線管の構成を示す断面構
成図である。

【図９】 従来の電子源を示す断面構成図である。

【図１０】 従来の陰極線管を示す断面構成図である。

【符号の説明】

１ 演算回路、 １０ 開口、 １１ カソード電極、
１２ 引き出し電極、１２Ｒ 引き出し電極Ｒ入力端
子、 １２Ｇ 引き出し電極Ｇ入力端子、 １２Ｂ 引
き出し電極Ｂ入力端子、 １３ 集束電極、 １４ 基
板、 １５ エミッタ、 １６，１７，９３ 絶縁膜、
１６ａ 第２絶縁膜の第３層、 １６ｂ 第２絶縁膜
の第２層、 １６ｃ 第２絶縁膜の第１層、 １８，１
９，１１０ 電極端子、 １１２，１１３，１１８ 配
線、 １１４ 遮蔽電極、 １１５ 遮蔽電極の開口、
１１６ カソードの中心軸、 ５１ フィールドエミ
ッタアレイ形成領域、 ５２，５３ 制限電極の開口、
５４，５５ 制限電極、５６ 電子線、 ７１ コン
バージェンス電極、 ７２ アノード電極、 ７３ 偏
向マグネット、 ７４ シャドウマスク、 ７５ アル
ミバックつき螢光体、 ８１ フィールドエミッタから
なるカソード、 ８２，８３ アノード電極、 ８４，
８５ 電子レンズ、 ８６ コンバージェンス用電極、
８７ クロスオーバ点、 ９２ 加速電極。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数個の電子放出点を有するカソード電
   極と、上記各電子放出点に対応配置された開口を有し電
   子放出点より電子を引き出す引き出し電極と、上記各電
   子放出点に対応配置された開口を有し電子レンズを形成
   して上記電子の向きを揃える集束電極とがそれぞれ電気
   的に絶縁されて配置されるものにおいて、上記集束電極
   に対向配置され、少なくとも上記各電極に給電する端子
   部を覆う遮蔽電極を備えたことを特徴とする電子源。
2. 【請求項２】 複数個の電子放出点を有するカソード電
   極と、上記各電子放出点に対応配置された開口を有し電
   子放出点より電子を引き出す引き出し電極と、上記各電
   子放出点に対応配置された開口を有し電子レンズを形成
   して上記電子の向きを揃える集束電極とがそれぞれ電気
   的に絶縁されて配置されるものにおいて、上記各電極に
   給電する端子部を反電子放出側の面に引き出したこと特
   徴とする電子源。
3. 【請求項３】 複数個の電子放出点を有するカソード電
   極と、上記各電子放出点に対応配置された開口を有し電
   子放出点より電子を引き出す引き出し電極と、上記各電
   子放出点に対応配置された開口を有し電子レンズを形成
   して上記電子の向きを揃える集束電極とがそれぞれ電気
   的に絶縁されて配置されるものにおいて、上記電子放出
   点の配列を、隣接する各電子放出点との間隔が一定で、
   かつ、隣接する各電子放出点を結ぶ直線の成す角が６０
   度となるようにしたことを特徴とする電子源。
4. 【請求項４】 複数個の電子放出点を有するカソード電
   極と、上記各電子放出点に対応配置された開口を有し電
   子放出点より電子を引き出す引き出し電極と、上記各電
   子放出点に対応配置された開口を有し電子レンズを形成
   して上記電子の向きを揃える集束電極と、上記引き出し
   電極と上記集束電極間に介在し上記各電子放出点に対応
   配置された開口を有する絶縁膜とを備えるものにおい
   て、上記開口周囲の絶縁膜はその膜厚方向の中央部がく
   ぼんでいることを特徴とする電子源。
5. 【請求項５】 複数個の電子放出点が集合して配置され
   ている領域を複数領域有するカソード電極と、上記各電
   子放出点に対応配置された開口を有し電子放出点より電
   子を引き出す引き出し電極と、上記各電子放出点に対応
   配置された開口を有し電子レンズを形成して上記電子の
   向きを揃える集束電極と、上記各電極間を電気的に絶縁
   する絶縁膜と、上記集束電極に対向配置され、上記各領
   域に対応する複数の開口を有し、発散する電子を除去す
   る制限電極とを備えたことを特徴とする電子源。
6. 【請求項６】 制限電極に流入する電流およびカソード
   電極の電流を検知する手段を備え、検知された電流値を
   もとに引き出し電極および集束電極の少なくとも一方の
   電圧を制御することを特徴とする請求項５記載の電子
   源。
7. 【請求項７】 電子線を偏向させる電子線偏向機構を有
   する陰極線管において、上記請求項１ないし６の何れか
   に記載の電子源から発生する電子線の束を上記電子線偏
   向機構までクロスオーバ点をつくらずに電極により加速
   および集束させるように構成した陰極線管。