JPH09283009A - 電界放出型電子銃 - Google Patents
電界放出型電子銃Info
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- JPH09283009A JPH09283009A JP9442796A JP9442796A JPH09283009A JP H09283009 A JPH09283009 A JP H09283009A JP 9442796 A JP9442796 A JP 9442796A JP 9442796 A JP9442796 A JP 9442796A JP H09283009 A JPH09283009 A JP H09283009A
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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
Abstract
(57)【要約】
【課題】 周辺の電位状態による影響がエミッタの位置
により不均一になることを抑え、ビーム径を小さくする
構造とすること。 【解決手段】 該基板9上に設けた先鋭な円錐形状の複
数のエミッタ4と、該エミッタ4の周辺にかつ前記基板
9上に設けられている絶縁膜5と、該絶縁膜5上で前記
エミッタ4の近傍に設けられている第1のゲート電極1
と、前記基板9上で該第1のゲート電極1の周辺に設け
られている第2のゲート電極2とを含み、前記エミッタ
4の集合体を配したエミッタ領域E内の前記絶縁膜3上
に設けた第3のゲート電極6を有している。
により不均一になることを抑え、ビーム径を小さくする
構造とすること。 【解決手段】 該基板9上に設けた先鋭な円錐形状の複
数のエミッタ4と、該エミッタ4の周辺にかつ前記基板
9上に設けられている絶縁膜5と、該絶縁膜5上で前記
エミッタ4の近傍に設けられている第1のゲート電極1
と、前記基板9上で該第1のゲート電極1の周辺に設け
られている第2のゲート電極2とを含み、前記エミッタ
4の集合体を配したエミッタ領域E内の前記絶縁膜3上
に設けた第3のゲート電極6を有している。
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3の実施の形態例を示
している。第3の実施の形態例の第3の実施の形態例に
おける電界放出型電子銃のエミッタ4の配列のみが異な
っているため、他の部分についての説明は省略する。
している。第3の実施の形態例の第3の実施の形態例に
おける電界放出型電子銃のエミッタ4の配列のみが異な
っているため、他の部分についての説明は省略する。
【0031】第3の実施の形態例における複数のエミッ
タ4はリング状に一列に配列されている。この第3の実
施例における収束電極2及び内部収束電極6はエミッタ
4の近傍に配置できるため、収束効果は大きくなる。。
タ4はリング状に一列に配列されている。この第3の実
施例における収束電極2及び内部収束電極6はエミッタ
4の近傍に配置できるため、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 (3)
- 【請求項1】 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。 - 【請求項2】 請求項1記載の電界放出型電子銃におい
て、前記エミッタはは、前記エミッタ領域内でリング状
に一列に配されていることを特徴とする電界放出型電子
銃。 - 【請求項3】 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。
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 true JPH09283009A (ja) | 1997-10-31 |
JP2910837B2 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) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6914373B2 (en) | 2001-07-05 | 2005-07-05 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Electron lens and structure for a cold cathode of a cathode ray tube |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2891196B2 (ja) * | 1996-08-30 | 1999-05-17 | 日本電気株式会社 | 冷陰極電子銃およびこれを用いた電子ビーム装置 |
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 |
KR101065393B1 (ko) * | 2005-09-22 | 2011-09-16 | 삼성에스디아이 주식회사 | 전자 방출 디바이스와 이를 이용한 전자 방출 표시디바이스 |
ATE515052T1 (de) * | 2007-12-28 | 2011-07-15 | Selex Sistemi Integrati Spa | Feldemissionsbauelement des hochfrequenz- triodentyps und herstellungsprozess dafür |
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 |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6914373B2 (en) | 2001-07-05 | 2005-07-05 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Electron lens and structure for a cold cathode of a cathode ray tube |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR100230116B1 (ko) | 1999-11-15 |
JP2910837B2 (ja) | 1999-06-23 |
TW319886B (ja) | 1997-11-11 |
KR970071901A (ko) | 1997-11-07 |
US5786657A (en) | 1998-07-28 |
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