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公開番号2025000078
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-01-07
出願番号2023099723
出願日2023-06-19
発明の名称電子ビーム放出構造および電界放射装置
出願人株式会社明電舎
代理人個人,個人,個人,個人
主分類H01J 35/14 20060101AFI20241224BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】電子ビームを集束制御し易くし、電界放射装置の所望の機能を発揮し易くすることに貢献可能な技術を提供する。
【解決手段】陽極2に対向した姿勢で配置される冷陰極1の柱状電極基体11の外周側を、当該柱状電極基体11の軸心に対して同軸状に配置される筒状電極基体31(筒状部30)を有した集束電極3により、包囲する。筒状電極基体31は、冷陰極軸心に対して同軸状に配置されて柱状電極基体11の外周側を包囲する筒状部30と、筒状部30おける陽極2側の端部32から冷陰極軸心側に突出し、当該冷陰極軸心の延在方向において電子放出部4の周縁部41と重畳している環状の基体縮径部33と、基体縮径部33の内周側において前記延在方向に貫通している電子ビーム通過孔34と、を有したものとする。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
軸心の一端が陽極に対向した姿勢で配置される柱状電極基体を有し、前記柱状電極基体における前記陽極側の端面に電子放出部が設けられている冷陰極と、
筒状電極基体を有し、前記冷陰極から絶縁された状態で設けられている集束電極と、
を備え、
前記筒状電極基体は、
前記軸心に対して同軸状に配置されて前記柱状電極基体の外周側を包囲する筒状部と、
前記筒状部おける前記陽極側の端部から前記軸心側に突出し、前記軸心の延在方向において前記電子放出部の周縁部と重畳している環状の基体縮径部と、
前記基体縮径部の内周側において前記延在方向に貫通している電子ビーム通過孔と、
を有していることを特徴とする電子ビーム放出構造。
続きを表示（約 670 文字）【請求項２】
前記冷陰極は、前記柱状電極基体と前記筒状電極基体との間において前記軸心に対して同軸状に配置されている筒状の電極カバーにより、前記柱状電極基体の外周側が包囲されており、
前記電極カバーにおける前記陽極側の端部は、前記軸心側に突出し、前記軸心の延在方向において前記電子放出部の周縁部と重畳している環状のカバー縮径部を、備えていることを特徴とする請求項１記載の電子ビーム放出構造。
【請求項３】
前記電子放出部の表面が凹状に形成されていることを特徴とする請求項１または２記載の電子ビーム放出構造。
【請求項４】
前記筒状電極基体は、前記筒状部と前記基体縮径部とが別体で構成されていることを特徴とする請求項１または２記載の電子ビーム放出構造。
【請求項５】
前記基体縮径部における前記電子放出部側に、前記軸心に対して同軸状の環状フランジ部が設けられていることを特徴とする請求項１または２記載の電子ビーム放出構造。
【請求項６】
前記電子ビーム通過孔は、電子放出部側から陽極側に近づくに連れて孔径が大きくなっている形状であることを特徴とする請求項１または２記載の電子ビーム放出構造。
【請求項７】
請求項１または２記載の電子ビーム放出構造を有していることを特徴とする電界放射装置。
【請求項８】
前記陽極と前記集束電極との間に印加する電圧を変更可能な電圧制御部を、備えていることを特徴とする請求項７記載の電界放射装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばＸ線装置，電子管，照明装置等の種々の機器に適用可能な電子ビーム放出構造および電界放射装置に関するものである。
続きを表示（約 1,400 文字）【背景技術】
【０００２】
電界放射は、電界集中により電子が真空雰囲気下（例えば絶縁性の真空容器中）に放出される現象であり、この現象を利用してＸ線装置，電子管，照明装置等の種々の電界放射装置を構成することが検討されてきた。
【０００３】
電界放射の一例としては、所定距離を隔てて対向配置された電子源（冷陰極等）と陽極（ターゲット）との両者に所定の電圧を印加できる構成であって、当該印加によって電子源に発生する電子により、陽極に向かって電子ビームを放出できる態様が挙げられる。このような電子ビームを陽極に照射（衝突）させることにより、所望の機能（例えばＸ線装置の場合はＸ線の外部放出による透視分解能）を発揮できることとなる。
【０００４】
電子源においては、Ｓｉ基板やＳＵＳ基板等の電極基体を有したものであって、当該電極基体における陽極に対向している側の端面（以下、単に陽極側対向面と適宜称する）に電子放出部が設けられた冷陰極が、挙げられる。また、電子放出部としては、例えばグラフェンシートが多層に重なって内部中空状に形成された炭素膜構造の態様が、挙げられる。
【０００５】
電子ビームは、電子源と陽極との両者間方向の中心軸（以下、単に中心軸と適宜称する）に集束させて当該陽極に照射できるように、集束制御することが求められる。この集束制御は、例えば、当該電子源から陽極に近づくに連れて電子ビームのビーム径を小さくしたり、当該電子ビームが陽極に衝突する領域である焦点サイズ（電子スポット）を小さくすることが挙げられる。
【０００６】
例えば特許文献１，２では、冷陰極の外周側にガード電極を設けたり、陽極側対向面の形状を凹状に成形する等により、電子ビームを集束し易くすることが検討されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
特許第４３９０８４７号
特許第５４２４０９８号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１，２のように単にガード電極を設けたり陽極側対向面の形状を凹状に成形する等しても、以下に示す理由により、電子ビームを所望通りに集束制御できない場合があり、電界放射装置においては所望の機能を発揮できなくなるおそれがある。
【０００９】
例えば、電子源やガード電極等においては、中心軸に対して同軸状に位置するように、軸心出し調整（アライメント）することが求められる。しかしながら、電子源やガード電極等の構成要素の公差等による組立誤差が存在している場合には、所望通りに軸心出し調整することが困難となる。これにより、電子ビームのバラツキが生じて分散し易くなり、ビーム径や焦点サイズが大きくなってしまうことも考えられる。
【００１０】
そこで、電子源の電子源径を小さくすることにより、当該電子源によって形成された直後の電子ビームのビーム径を、小さくすることが考えられる。しかしながら、電子源の電子源径を小さくし過ぎると、当該電子源に対して所望の物性（例えば膜質等）の電子放出部を安定的に形成（例えば、ＣＶＤ法等により安定的に形成）することが、困難となるおそれがある。また、前記のような組立誤差が生じ易くなり、所望の軸心出し調整がより困難となるおそれもある。
（【００１１】以降は省略されています）

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