TW413828B - Electron gun provided with a field emission cold cathode and an improved gate structure - Google Patents

Description

電 加 2 施vg 間壓 之電 1 加 極·施 陰則 與間 壓 K t OC 之 V 1 壓 極電 陰的 與上 3 2 極，極 閘閘 二一 第第 而於 ，加 gl施 定 設 彤 隹 g 鋪 V 自壓 可電 子的 電 3 得極 使閘 點 頂 的 1 極 陰 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 二且 第， 於低 ο 1 力 β τι— 施 來 出 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本貫) 射 發發壓 發 f 黏子電 極 閘 1 第 於 加 施 較 壓 ?& 的 頂電的 的致 00 1 ，極 極低陽 陰減於 形會加 錐度施 自速 c 使 cm 射 為極發 定閘子 設二電 值第制 其經抑

行地閘 在效二 子有第 電時於 的少加 來量施 出數較 射射 V 的蛮 3 使 極而 7 二質 第物 經光 行螢 使擊 為撞 定子 設電 值速 其加 且 ， 8 ，極 陽 g ] V 向 壓衝産 電速.7 的加質 3 子檢 極電光 髙 光 螢 生 電 述的 上槍 是子 ，電 的極 示陰 展熱 所具 2 他 圖其 及 具 流 搶所 子 9 電線 的虛 1 ο 極線 陰曲 冷性 射特 發壓 致電 場· 0 ^ ^ 熱¾¾ 這， 表 伽 代L的 與Tfr顯 曲^有 ™是ΐ 性073具 待Μ線 ® Ϊ自S- ^ -®特 流二 電質1 S性1 表馬流 代伽電 極 陰 冷 射 發 致 -I g 場 V 具壓 述.電 上的 表 3 代極 3 1 wft 和二 壓 2 電 V 於1> 定VI 固中 別其 分， 且線 線 虛 實 搶R>T線 的 戈的 2 成 丨1 達 想 的 表 代 第 ， 於的 加變 施不 ，持 槍維 子是 電下 的 g V L壓 ?3~ 的 同 不 在 和 電 的vg 13壓 rf 電 定 決 若 流 遵 曲式 性程 特方 壓列 電下 -循 顯 明 有 具 且 9 線 虛 成 表 可 線 曲 性 特 壓 電. - 流 ： 電質 要性 想馬 則 ΰ -的

g V a 量 恆 為 ο V 及 中 其 則 時 線 曲 性 待 壓 電 - 流 電 的 示 所 9 線 虛 如 槍 子 Ι^ΕΓ 當 本紙張尺度適用中國國家標準（.CNS ) Α4规格（21〇Χ 297公釐） -訂 413828 A7 B7 五、發明説明（'） 發昍背晉 本發明提供一種設有場致發射冷陰極之電子槍，特別 是使電流-電壓特性及閘極所發射之電子束的收斂性質 獲得改進，而具場致發射冷陰極之改良式電子槍蘭極結 構。 通常電子槍設有一尖鋭錐形頂點的陰極，能産生一種電 場濃度使電子自陰極頂點發射。雖然這種陰極亦可稱為 發射器，但我們仍將延用陰極這値名詞。設置一蘭棰， 其在陰極頂點周圍有一開口部位。正電壓施加·於閘極上 使陰極頂點周圍産生夠強的電場而導致電子的發射在 與陰極及閘極相對的另一邊設置陽極，使電子自陰極頂 點發射出而航向陽極。 上述具錐形陰極的電子槍之電流一電壓特性可由下列 代表Fowler Nordheim穿隧電流的方程式給定： (諳先間讀背面之注意事項再填寫本頁) •-"T- 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（2Ι0Χ297公釐）

413828 A7 B7 五、發明説明（β ) 經濟部中央標準局員工消費合作社印裂 在陽掻8與陰極1之間施加電壓V a ,並於第一閘極2 與陰極1之間施加電歷V g 1 ,而第二閘極3與陰極1之 間|!J施加電壓V g 2。設定施加於第一閘極2上的電壓V g 1 ，使得電子可自錐形陰極1的頂點發射出來。施加於第 二閘極3的電壓V g 2較施加於第一閘極2的電壓V g 1低， 且其值設定為為使自錐形陰極1的頂點發射出來的電子 在行經第二閘極3速度會減低，致電子發射數量少時有 效地抑制電子發射》施加於陽極8的電壓V a較施加於第 二閘極3的電壓Vg2髙，且其值設定為使行經第二蘭極3 的電子加速衝向陽極8，加速電子撞擊螢光物質7而使 螢光物質7産生螢光。 回頭參閲圖2，虛線9所代表的電流-電壓特性曲線與 代表熱陰極電子槍想達成的伽馬性質之粗實综1Q是平行 的。這表示虛線9所代表的電流-電壓特性曲線具有明潁 的伽馬.性質。實線U、1 2、和1 3代表上逑具場致發射冷 陰極1的電子槍，施加於第二閛極3的電壓Vg2在不同 的電壓Vgl下是維持不變的，且分別固定於電壓VII、V12 、和V13的電流-電壓特性曲線，其中Vll>V12>V13e若 決定電壓Vg2遵循下列方程式，則想要電流-電壓特性曲 線可表成虛線9,且具有明顯的伽馬性質： a (Vsl — Vo)其中α及V。為恆量。 當電子槍如虛線3所示的電流-電壓待性曲線時，則 可在低電流區有效抑制電子發射β反之，當電子槍有像 -31- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 -"Γ— 413828 Α7 Β7 五、發明説明（> ) 1 - k 2/Φ )exp[-B^s/2/V] 其中I是發射電流、V是施加於閘極上的電壓，a和b 為常數而#是工作函數。 此外，高品質顯示器需要榇大與棰小亮度的比值大概 是1000。為了得到這麼高的亮度反差，陰極射線管的極 大與極小霉流變化範圍是電漿顯示器以時間共享達高反 差所需極大電流的1 (1 0 0倍。 另一方面，傳統具熱陰極的陰掻射線管在信號電壓與 和發射電流緊密開連的發光翰出之間有伽馬性質的顔像 。伽馬性質可表成下列的方程式： L ^ KEr * 其中L是發光輸出、k和：κ是常數，而£是倍號罨壓。 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 如上所述，場致發射冷陰極之電子搶具有F〇wler Nordheint方程式所代表的電流-電壓特性 故無法藉放 大器對閑極施加影像信號β待別是在低電整的範圍時， Fowler Nordheia的筲流-電®待性與伽馬性質的差異更 是驚人。為了補俊Fowler Nordheiu的電_電^ _肖丨 伽馬性質之間的差異，必需用充霄線輅補足將F〇wler Nordtiein的電流-電饜特性提升到伽馬性質 或達成的 元件時間共享。這有些缺點搔待克服。 此外，電子束會從陰棰頂黏發射出而航ggg。 束在某些分布角度會呈現分散現象。苕分散的角度過大 ，則電子會打在陰極射線管的内壁上而到達陽極。 例如分布角度確定只能落在20到3G度之間β由習用製程 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2I0X297公釐） p η;.413 828 A7 奶_'，:，._B7 _ 、發明説明（w) 與陰極1之間則施加電壓V g 2 ^設定施加於第一閘極2 i ·- 上的電壓Vgi,使得電子可自錐形陰極1的頂點發射出 ! 來。施加於第二閘極3的電壓V g 2較施加於第——閘極2 的電壓V g 1低，且其值設定為可減低位在遠處且大部分 •不是來自錐形陰極1的頂點發射的電子速度，致電子 發射數量少時能有效地抑制電子發射。施加於陽極8 的電壓Va較施加於第二閘極3的電壓Vg2高，且其值設 定為使行經第二閘極3的電子加速衝向陽極8 ,加速 電子撞撃螢光物質7而使螢光物質7産生螢光。 回頭參閲圖2,虛線9所代表的電流-電壓特性曲線與 代表熱陰極電子槍想逹成的伽馬性質之粗實線10是平行 的。這表示虛線9所代表的電流-電壓持性曲線具有明 顙的伽馬性質。實線11、1 2、和1 3代表上述具場致發射 冷陰極1的電子槍，施加於第二閘極3的電壓V g 2在不 同的電壓Vgl下是維持不變的，且分別固定於電壓VII、 V12、和V13的電流-電壓特性曲線，其中V11：>V12>V13。 若決定電壓Vg2遵循下列方程式，則想要電流-電壓恃性 曲線可表成虛線9，且具有明顯的伽馬性質 Vg2=a 經濟部中央標準局貝工消费合作社印製 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

Vs2= a (Vgl - Vo)其中cf及Vo為恆量。 當電子槍如虛線9所示的電流-電壓待性曲線時，則 可在低電流區有效抑制電子發射。反之，當電子槍有像 宵線11、12、或13之一的電流-電壓待性曲線時，則其 電子發射在低電流區未受抑制。也就是説，若施加於第 本紙浪尺度適用中國國家標率（CNS > A4規格（21〇X 297公釐） 413828 A7 _B7__ 五、發明説明ί $ ). 己知可用偏轉電榇或收斂電s來抑制電子束的分散。此 類方法如日本公開的専利刊物第5-34300、5-242794、 5-266806及7-29484號中所掲示的。 在習用製程中偏轉電極或收斂電棰與閘極間需有足夠 空間β因此若以陰槿的行列形式製造褊轉電樯或收斂電 極，便無法使自陰極發射出而落在遴綠匾域内的電子收 斂得夠好。上述問題極待克服。 發明槪述 本發明的目的之一 •是提供一種具場致發射冷陰極及 改良之閘極結構的新形電子搶，使所發射電子之電流-電整特性有明顯的伽馬性質。 *' 本發明還有一锢目的，是用改良之閛極結構使場致發 射冷陰極的新形電子槍的電流-電壓特性有明潁的伽馬 性質。 · 本發明的另一锢Μ的，是提供一種改良的閘極結 構，使具場致發射冷陰棰的新形電子槍由陰掻發射的電 子，其垂直於行進方向之速度與平行於行進方向之速度 的平均比值大概逹成一最小值《 經濟部中央樣準局員工消費合作社印製 (請先閲读背面之注^>項再填窝本頁) -fv. 上述及其他有關本發明的目的、特性和優點可由卞列 説明而彰顯〇 本發明所提供新形電子搶的閛極結構，有箸加了第一 電位的場致發射冷陰極。而閘極結構包栝了下列元件。 第一閛桎在陰極頂點眉圍有第一開口部位。第一閘極上 的第二電位比第一罨位高而使電子自陰棰頂點發射出來 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS > Α4規格（210Χ297公釐）

41SB2B 五、發明説明（私） 主要元件之爾照表 A7 B7

經濟部中央標準局舅工消費合作社印裝 1 陰 極 2 第 閘 極 3-1 第 二 閘 極 3 ~ 2 第 三 閘 極 4 基 Η 5 第 一 ψ tiiU m 層 膜 6 第 二 絕 緣 層 膜 7 第 絕 m 層 膜 8 陽 極 9 基 η 11 第 一 直 流 電 源 供 應 器 1 3 第 二 直 流 電 源 供 應 器 14 第 直 流 電 源 供 應 器 15 電 阻 31 第 閘 極 32 第 二 閘 極 33 第 三 閘 極 34 陰 極 35 第 一 絕 緣 層 膜 36 第 二 絕 緣 層 膜 37 第 三 絕 線 層 膜 38 陽 極 4 8 - (請先閲讀背面之注意事項再填寫本育) -裝· -訂 線 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 413828 ' A7 B7 五、發明説明（.4 ) 。沿平行電子自陰極頂點發射出之行進方向舆第一閘棰 隔開處，至少有一周圍具第二開口部位的第二閘極ο第 二閘掻有第三電位，此電位高於第一電位而低於第二電 位以提供抑制電子發射的電流-電壓特性，特別是在低 電流區β 本發明還為電子搶提供了另一傾具第一電位的場致發 射冷陰極的閘極結構。此閘極結構包括了下列元件。第 一閘極'在陰極頂點周圍有第一開口部位》第一閘極 上的第二電位比第一電位高而使電子自陰極頂點發射出 來。圍繞第一閛極而具第二開口部位的第二閘極。第二 閘極是沿垂直電子自陰極頂點發射出之行進方~向與第一 閘極隔開。第二閘極有第三電位，此電位高於第一電位 而低於第二電位以提供抑制電子發射的電流-電壓特性， 待別是在低電流區。 / 本發明之電子槍包括了下列元件《基Η上長有場致發 射冷陰極，而此一場致發射冷陰極具第一電位。第一閘 極是沿平行電子自陰極頂點發射出之行進方向與基片隔 開。第一閛極在陰搔頂點周圍有第一開口部位。第一 閛極上的第二電位比第一電位高而使電子自陰極頂點發 射出來。沿平行電子自陰極頂點發射出之行進方向與第 一閘極隔開處，至少有一周圍具第二開口部位的第二閘 極。第二閘極有第三電位，此電位高於第一罨位而低於 第二電位以提供抑制電子發射的電流-電壓待性，特別 是在低電流區。而陽極則沿平行電子自陰極頂黏發射出 本紙張又度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先聞讀背面之注意事項再染寫本頁) > 1Τ4Ν ^^^1 ^^^1 ^i·— ^^^1 ^^^1 m ^ 1 V nn —l·—— f > i ^^^1 HI— rlt4 a 413828 A7 B7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 五、發明説明（ ) 1 之 行 進 方 向 與 第 一 及 第 二 閘 極 隔 開 〇 1 1 本 發 明 還 有 另 一 種 電 子 槍 包 括 了 下 列 元 件 0 基 片 上 長 1 | 有 場 致 發 射 冷 陰 極 » 而 此 場 致 發 射 冷 陰 極 具 第 一 電 位 請 1 1 〇 第 - 閘極是沿平行電子 白 陰 極 頂 點 發 射 出 之 行 進 方 向 先 閲 I J | 讀 1 1 與 基 Μ 隔 開 0 第 一 閘 極 在 陰 極 頂 點 周 圍 有 第 — 開 P 部 位 背 1 之 。 第 — 閘 掻 上 的 第 二 電 位 比 第 —· 電 位 高 而 使 電 子 白 陰 極 注 意 1 I 頂 點 發 射 出 來 〇 第二閘極沿垂 直 電 子 g 陰 極 頂 點 發 射 出 事 項 1 I 再 1 I 之 行 進 方 向 與 第 — 閛 極 隔 開 > 具 第 二 開 口部位的第二閘 填 寫 極 圍 繞 著 第 一 閘 極 0 第 二 閘 極 有 第 三 電 位 » 此 電 位 高 於 本 頁 1 第 一 電 位 而 低 於 第 二 電 位 以 提 供 抑 制 電 子 發 射 的 電 流 - 1 1 電 壓 特 性 9 待 別 是 在 低 電 流 區 0 而 陽 極 則 沿 平 行 電 子 白 1 1 陰 極 頂 點 發 射 出 之 行 進 方 向 與 第 一 及 第 二 閛 極 隔 開 » 使 i ϊ if 電 子 從 陰 極 頂 點 發 射 出 而 航 向 陽 極 〇 1 本 發 明 還 提 供 一 種電子槍的閘極結構 * 其 場 致 發 射 冷 I 陰 槿 具 第 電 位 0 此 閘 棰 結 構 包 括 了 下 列 元 件 Q 第 ,— 閘 1 1 極 在 陰 極 頂 點 周 圍 有 第 開口 部 位 0 第 閘 極 上 的 第 二 1 1 電 位 比 第 一 電 位 高 而 使 電 子 白 陰 極 頂 點 發 射 出 來 〇 沿 平 々 行 電 子 白 陰 極 頂 黏 發 射 出 之 行 進 方 向 與 第 一 閘 極 隔 開 處 1 t 至 少 有 一 周 圍 具 第 二 開 P 部 位 的 第 二 閘 極 〇 第 二 閘 極 * 1 有 苐 ΖΤ 電 位 ， 此 電 位 低 於 第 一 電 位 以 降 低 垂 直 於 電 子 自 .1 陰 極 頂 點 發 射 出 之 行 進 方 向 的 垂 直 速 度 分 量 〇 具 第 zr 開 I 1 P 部 位 的 第 三 閘 極 是 沿 平 行 電 子 行 進 方 向 與 第 二 閘 極 隔 1 開 〇 第 tr 閘 極 有 較 第 —> 電 位 高 的 第 四 電 位 9 以 加 速 平 行 1 罨 子 行 進 方 向 的 速 度 分 量 * 7 使 得 在 第 閘 棰 的 輔 肋 下 » 1 1 1 1 1 1 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） .413828 A7 __B7__' 五、發明説明（办）. 第三閛棰會産生電場而使由陰極發射的電子，其垂直於 行進方向之速度分量與平行於行進方向之速度分量的平 均比值大概達成一最小值》 本發明還有另一種具第一電位之場致發射冷陰極電子 搶的閘極結構。此一閛掻結構包括了下列元件。第一閛 槿在陰極頂點周圍有第一開口部位。第一閘棰上的第二 電位比第一電位高而使電子自陰極頂點發射出來。沿平 行電子自陰搔頂點發射出之行進方向與第一閘極隔開處 ，至少有一周圍具第二開口部位的第二閘極》第二閘 極有第三電位，此電位低於第一電位以降低垂直於電子 自陰極頂點發射出之行進方向的垂直速度分量》具第三 開口部位的第三瞄極圍繞著第一闞棰。第三閘極是沿連 直電子行進方向與第一關棰隔開❶第三關極有較第一電 位高的第四電位，以加速平行電子行進方向的速度分量 ，使得在第二閘極的輔肋下，第Η閘極會産生電場而使 由陰極發射的電子，其垂直於行進方向之速度分量與平 行於行進方向之速度分量的平均比值大概達成一最小值。 經濟部中央標準局貝工消费合作社印製 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本發明還有另一種電子槍包括了下列元件。基片上長 有具第一電位的場致發射冷陰捶》第一閘捶在陰極頂點 周圍有第一開口部位。第一閘極上的第二電位比第一罨 位高而使電子自陰極頂點發射出來。沿平行轚子自陰極 頂點發射出之行進方向與第一閛極隔開處，至少有一周 圍具第二開口部位的第二閘極。第二闞極有第三電位， 此電位低於第一電位以降低垂直於電子自陰極頂點發射 -8 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210 X 297公漦） 413828 A7 B7 經濟部中央標準局員工消費合作社印裝 五、發明説明'( 7 ). 出之行進方向的垂 直 速 度 分 量 0 具 第 三 開 口 部 位 的 第 三 閘 極 是 沿 平 行 電 子 行 進 方 向 與 第 二 閘 極 隔 開 〇 第 閘 極 有 較 第 —* 電 位 高 的 第 四 電 位 * 以 加 速 平 行 電 子 行 進 方 向 的 速 度 分 量 使 得 在 第 二 閘 極 的 輔 助 下 第 三 閘 極 會 産 生 電 場 而 使 由 陰 極 發 射 的 電 子 9 其 垂 直 於 行 進 方 向 之 速 度 分 量 舆 平 行 於 行 進 方 向 之 速 度 分 童 的 平 均 th 值 大 概 達 成 一 最 小 值 〇 陽 極 則 沿 平 行 電 子 白 陰 極 頂 鞋 發 射 出 之 行 進 方 向 與 第 一 第 二 及 第 三 閘 極 隔 開 使 電 子 從 陰 極 頂 點 發 射 而 航 向 陽 極 〇 本 發 明 還 有 A 種 於 基 片 上 長 場 致 發 射 冷 陰 極 的 電 子 槍 0 而 場 致 發 射 冷 陰 極 上 加 了 第 一 電 位 〇 第 —‘ •閘 極 是 沿 平 行 電 子 g 陰極頂點發射出之行進方向與基片 隔 開 ϋ 第 一 閛 極 在 陰 極 頂 點 周 圍 有 第 —* 開 Π 部 位 0 第 —- 閘 極 上 的 第 二 電 位 比 第 一 電 位 高 而 使 電 子 自 陰 極 頂 點 發 射 出 來 〇 沿 平 行 電 子 白 陰 棰 頂 點 發 射 出 之 行 進 方 向 與 第 -r— 閘 極 隔 開 處 » 至 少 有 —* 周圍具第二開 P 部 位 的 第 二 閘 極 〇 第 閘 極 有 第 三 電 位 此 電 位 低 於 第 電 位 以 降 低 垂 直 於 電 子 自 陰 極 頂 點 發 射 出 之 行 進 方 向 的 垂 直 速 度 分 量 〇 具 第 三 開 π 部 位 的 第 二 閘 極 圍 繞 箸 第 閛 極 〇 第 三 閘 極 是 沿 垂 直 電 子 行 進 方 向 與 第 一 閘 極 隔 開 〇 第三問極有較第 一電 p 位髙的第四電位 » 以 加 速 平 行 電 子 行 進 方 向 的 速 度 分 量 » 使 得 在 第 二 閘 極 的 輔 助 下 » 第 三 閘 極 産 生 電 場 而 使 由 陰 槿 發 射 的 電 子 9 其 垂 直 於 行 進 方 向 之 速 度 分 董 與 平 行 於 行 進 方 向 之 速 度 分 量 的 9 平 均 比 值 大 概 達 成 最 小 值 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS > A4現格（210X297公釐） ,413828 A7 B7 五、發明説明_(牙）. 。陽極則沿平行電子自陰棰頂點發射出之行進方向與第 一、第二及第三閘極隔開，使電子從陰棰頂點發射出而 航向陽極。 圖式簡述 本發明較佳具體實例將參閲下列圖示作詳細說明β 第1圖、係根據本發明第一實例具場致發射冷陰極及 改良之閘槿結構的新形電子槍之截面層次國。 第2圖、係根據本發明具場致發射冷陰極及改良之閘 極結構的新形電子槍之電流-電壓特性_。 第3圖、係根據本發明第二實例具場致發射冷陰極及 改良之閘極結構的新形電子槍之截面層次·» 第4圖、係根據本發明第三實例具揚致發射冷陰極及 改良之閘極結構的新形電子槍之截面層次_β 第5.圖、傺根據本發明第四實例具場致發射冷陰極及 改良之閲極結構的新形電子槍之截面層次圖。 第6圔、係根據本發明第五實例具場致發射冷陰極及 改良之閘極結構的新形電子槍之截面層次_β 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 第7圖、僳根據本發明第五實例，自陰極發射之電子 在另一場致發射冷陰極及另一改良之蘭極結構新形電子 槍中傳送的軌跡。 第8圖、偽陰極發射的電子在傳統場致發射冷陰極電 子槍及習用實例中熟知的閛極結構中傳送的軌跡 第9圖、像根據本發明第六實例的具場致發射冷陰極 及改良之閘極結構的新形電子槍之截面層次圖 — 10-本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（2丨ΟΧ 297公釐） 413828 A7 B7 五、發明説明i： 9 ) 第10匾、俗根據本發明第七實例的具場致發射冷陰極 及改良之閘極結構的新形電子槍之截面層次圖。 第11圃、偽根據本發明第八實例的具場致發射冷陰極 及改良之閘極結構的新形電子槍之截面層次_。 第12圖、傺根據本發明第九實例的具場致發射冷陰極 及改良之閘極結構的新形電子槍之截面層次圔》 發明的詳細説明 本發明所提供的是一種具有加了第一電位之場致發射 冷陰極閘極結構的電子槍。此一閘掻結構包括了下列元 件。第一閘搔在陰極頂點周圍有第一開口部位0第一閛 極上的第二電位比第一電位髙而使電子自陰極*頂點發射 出來。沿平行電子自陰極頂點發射之行進方向與第一閘 極隔開處，至少有一周圍具第二開口部位的第二閘極。 第二閘極上有第三電位，此電位高於第一電位而低於第 二電位以提供抑制電子發射的電流-電壓特性，待別是 在低電流區Ο . 第一和第二電位間的電位差所定義的第一電壓，其大 小隨正比於由第一和第三電位間的電位差所定義的第二 電壓而變化，使得電流-電壓特性有明顯的伽馬性質乂 經濟部中央標準局負工消費合作社印裝 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 第一、第二和第三電位，可替代地決定於陰極髙度、 第一和第二閘極之間沿平行方向的距離、及第一和第二 閘極所含開口部位的値別尺寸等所構成的基底，使得電 流-電壓特性有明顯的伽馬性質β在此例中，第一閘極 開口部位的尺寸較第二閘搔開口部位的尺寸還大。 -11- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） 經濟部中央標率局貝工消費合作社印装 A7 _._ B7____ 五、發明説明) 第一和第二閘極之間有一絶線層膜。可替代地第一和 第二閘極之間有一空間。 通常陰極是具尖鋭錐形頂點的陰極。 更有利的是提供了圍繞第一閘極的具第三開口部位的 第三閘極。此一第三閘極是沿垂直於行進方向與第一閘 極隔開。第三閘極有較第一電位高而較第二電位低的第 η 四電位，使得在第二閘極的輔肋下，第三閛極的電流-電壓持性能抑制電子發射，特別是在低電流區》 如上所逑，有較第一電位高而較第二電位低的第三電 位的第二閘極，所提供的電流-電壓特性能抑制電子發 射，特别是在低電流區，通常還提供了明顯的伽馬性質 。第一、第二和第三電位，決定於陰極高度、第一和第 二閘極之間沿平行方向的距離、及第一和第二閘極所含 開口部位的掴別尺寸等所構成的基底，使得電流-電壓 特性像熱陰極一樣具有明顯的伽馬性質。陰極和第二電 極間的電位差通常設成正比於陰極和第一閘極的電位差 。這讓我們能將具伽馬性質的影像信號直接加到閘極或 發射器上，而不必用到像時間分割控制器或性質轉換線 路等其他線路或裝置。這種設備簡化了線路架構及電子 槍的結構（同時還明確地控制了電子槍的驅動。 本發明還提供了具有加了第一電位之場致發射冷陰極 的另一種閘極結構的電子搶。此一閘極結構包括了下列 元件β第一閘極在陰極頂點周圍有第一開α部位。第一 -1 2 - 本紙浪尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) tr- 413828 A7 _B7_^_ 五、發明説明（》_ ) 閘極上的第二電位比第一電位高而使電子自陰極頂點發 射出來。具第二開口部位的第二閘極圍繞著第一閘極， 且第二閘極沿垂直自陰極頂點發射出之電子行進方向與 第一閘極隔開。第二閘極有第三電位，此電位高於第一 電位而低於第二電位以提供抑制電子發射的電流-電壓 待性，特別是在低電流區》 第一和第二電位間的電位差所定義的第一電壓，其大 小随正比於由第一和第三電位間的電位差所定義的第二 電壓而變化，使得電流··電壓特性有顯示的伽馬性質。 第一、第二和第三電位，可替代地決定於陰極高度、 第一和第二電極之間沿垂直方向的距離、及第一和第二 電極所含開口部位昀個別尺寸等所構成的基底，使得電 流-電壓特性有明顯的伽馬性質。在此例中，第一電極 開口部位的尺寸較第二電極開口部位的尺寸還大。 第一和第二閘極之間有一絶綠層膜。可替代地第一和 第二電極之間有一空間^ 通常陰極是具尖鋭錐形頂點的陰極。 經濟部中央標準局貝工消费合作社印製 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 至少還提供了具第三開口部位且沿平行於行進方向與 第一蘭極隔開的第三閘極。第三閘極有較第一電位高而 較第二電位低的第四電位，使得在第二閘極的輔肋下， 第三閘極之電流-電壓特性能抑制電子發射，恃別是在 低電流區。 如上所述，有較第一電位高而較第二電位低的第三電 位的第二閘極，所提供的電流-電壓特性能抑制電子發 射，特別是在低電流區，更好的是提供了明顯的伽馬性 _ 1 3 - 本紙張^度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 29ϋ .413828 A7 B7___ 五、發明説明（>) (請先閲讀臂面之注頃再填寫本頁) 質。第一、第二和第三電位，決定於陰極高度、第一和 第二閛捿之間沿平行方向的距離、及第一和第二閘極所 含開口部位的個別尺寸等所構成的基底，使得霍流-電 壓特性像熱陰極一樣具有明顯的伽馬性質。陰槿和第二 電捶間的電位差通常設成正比於陰極和第一閛極的電位 差。這譲我們能將具伽馬性質的影像信號直接加到闞搔 或發射器上，而不必用到像時間分割控制器或性質轉換 線路等其他線路或裝置。這種設備簡化了線路架構及電 子槍的結構，同時蓮明確地控制了電子槍的驅動。 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 本發明還提供一種電子槍其元件如下。基片上長有場 致發射冷陰極，而此一場致發射冷陰搔具第一\k。第 一閘棰是沿平行電子自陰極頂點發射出之行進方向與基 Η隔開》第一閘極在陰極頂點周圍有第一開口部位。第 一閛槿上的第二電位比第一電位高而使電子自陰極頂點 發射出來》沿平行自陰極頂點發射出之電子行進方向與 第一閘極開處，至少有一個具第二開口部位的第二閘棰 β第二閘極有第三電位，此電位高於第一電位而低於第 二電位以提供抑制電子發射的電流-電壓特性，特別是 在低電流區。陽極則沿平行電子自陰極頂點發射出之行 進方向與第一及第二閘極隔開，使電子從陰搐頂點發射 出而航向陽極。 笫一罨極和基Η之間由一具圍鏡陰極之開口部位 緣層膜所隔開。第一和第二甯極之間則隔著第二絶錄雇 膜。可替代地第一和第二閘棰之間有一空間。 -1 4 -本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4规格（210X297公嫠） 413828 A7 B7 經濟部♦中央標準局貝工消費合作社印製 五、發明説明 ( ) 1 第 一 和 第 二 電 位 間 的 電 位 差 所 定 義 的 第 一 電 m 參 其 大 1 1 小 隨 正 tt 於 由 第 一 和 第 二 電 位 間 的 電 位 差 所 定 義 的 第 二 1 I 電 壓 而 變 化 * 使 得 電 流 -電壓特性有明顯的伽馬性質β 請 ί 1 第 一 S 第 二 和 第 三 電 位 * 可 替 代 地 決 定 於 陰 極 高 度 、 先 閱--讀 1 1 第 和 第 二 閘 極 之 間 沿 平 行 方 向 的 距 離 、 及 第 一 和 第 二 背 面· 1 I 之. 1 閘 極 所 含 開 部 位 的 個 別 尺 寸 等 所 構 成 的 基 底 9 使 得 電 注 畫 1 I 流 -踅壓特性有明顯的伽馬性質。 在此例中， 第- -閘極 事 項 1 1 再 開 Ρ 部 位 的 尺 寸 較 第 二 電 棰 開 口 部 位 的 尺 寸 還 大 〇 ό 通 常 陰 極 是 具 尖 銳 錐 形 頂 點 的 陰 m 〇 本 頁 Sw>· 1 I 還 提 供 了 以 第 三 開 口 部 位 圉 嬈 第 - 閘 棰 的 第 三 閘 極 〇 1 1 沿 垂 直 於 行 進 方 向 舆 第 一 閘 極 隔 開 的 第 三 蘭 極 〇 第 三 閘 極 有 fcb 第 電 位 高 而 較 第 二 電 位 低 的 第 四 電 位 t 使 得 在 ί 訂- 第 二 閘 極 的 輔 助 下 ， 第 三 閛 極 之 電 流 -電壓特性能抑制 1 電 子 發 射 待 別 是 在 低 電 流 區 0 1 如 上 所 述 有 較 第 一 電 位 高 而 較 第 二 電 位 低 的 第 三 電 1 I 位 的 第 二 電 極 » 所 提 供 的 電 流 -電壓特性能抑制電子發射 1 1 » 特 別 是 在 低 電 流 匾 通 常 還 提 供 了 明 顧 的 伽 馬 性 質 0 ? 第 —* X 第 二 和 第 三 電 位 t 決 定 於 陰 極 高 度 第 1 II 和 第 二 1 電 棰 之 間 沿 平 行 方 向 的 距 離 及 第 和 第 二 閘 極 所 含 開 * * 1 1 口 部 位 的 個 別 尺 寸 等 所 構 成 的 基 底 9 使 得 電 流 -罨壓特 : _ a 1 Ι 性 像 熱 陰 極 —·. 樣 具 有 明 顯 的 伽 馬 性 質 〇 陰 極 和 第 二 雷 槿 1 1 間 的 電 位 差 通 常 設 成 正 th 於 陰 極 和 第 —"* 蘭 極 間 的 電 位 差 1 1 0 這 m 我 們 能 將 具 伽 馬 性 質 的 影 像 信 貼 撕 直 接 加 到 閘 極 或 1 發 射 器 上 9 而 不 必 用 到 像 1 時 5- 間 分 割 控 制 器 或 性 質 轉 換 線 f 1 1 1 1 1 Μ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ).Α4規格（2丨ΟΧ^7公釐） 413828 A7 B7 五、發明説明（对） 路等其他線路或裝置這種設備簡化了線路架構及電子 槍的結構，同時還明確地控制了電子槍的驅勤。 本發明還提供另一種電子槍其元件如下p基片上長有 場致發射冷陰極，而此一場致發射冷陰極具第一電位。 第一閘極晕沿平行電子自陰極頂點發射出之行進方向與 基Η隔開。第一閘極在陰極頂點周圍有第一開口的部位 β第一閘極上的第二電位比第一電位髙而使電子自陰槿 頂點發射出來。第二閘極沿垂直電子行進方向與第一閘 -極隔開。第二閘極以第二開口的部位圍嬈第一閘極。第 二閘極上有第三電位，此電位高於第一電位而低於第二 電位以提供抑制電子發射的電流-電壓特性，待別是在低 電流區。陽極則沿平行電子自陰極頂點發射出之行進方 向與第一及第二閘極隔開，使電子從陰極頂點發射出而 航向陽極β 第一和第二閘極與基Η之間，是透過具圍繞陰極之開 口部位的絶緣層膜而由一空間分隔開的〇 第一和第二電位間的電位差所定義的第一電壓，其大 小随正比於由第一和第三電位間的電位差所定義的第二 電壓而變化，使得電流-電壓持性有明顯的伽馬性質。 經濟部中央標準局貝工消费合作社印製 (請先間讀背面之注意事項再填寫本頁) 第一、第二和第三電位，可替代地決定於陰極高度、 第一和第二閘極之間沿平行方向的距離、及第一和第二 閘極所含開口部位的痼別尺寸等所構成的基底，使得電 流-電壓恃性有明顯的伽馬性質。在此例中，第一閛極 開口部位的尺寸較第二閘極開口部位的尺寸還大。 通常陰極是具尖鋭錐形頂點的陰極。 -1 6 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 經濟部中央標準局負工消費合作社印裂 ,413828 A7 _B7_^_ 五、發明説明（^ ) 至少還提供了一悃具第三開口部位且沿平行於行進方 向與第一間極隔開的第三閘極。第三閘極有比第一電位 高而較第二電位低的第四電位，使得在第二閘極的輔肋 下，第三蘭極之電流··電壓特性能抑制電子發射，特別 是在低電流區。 如上所述，有較第一電位高而較第二電位低的第三電 位的第二閛極，所提_供的電流-電壓特性能抑制電子發 射，特別是在低電流區，通常還提供了明顯的伽馬性質 。第一、第二和第三電位，決定於陰極高度、第一和第 二電極之間沿平行方向的距離、及第一和第二閘極所含 開口部位的個別尺寸等所構成的基底，使得電流-電壓 特性像熱陰極一樣具有明顯的伽馬性質》陰極和第二電 極間的電位差通常設成正比於陰槿和第一閘極間的電位 差。這讓我們能將具伽馬性質的影像信號直接加到閘極 或發射器上，而不必用到像時間分割控制器或性質轉換 線路等其他線路或裝置》這種設備簡化了線路架構及電 子槍的結構，同畤還明確地控制了電子槍的驅動<· 本發明還提供了具有加了第一電位之場致發射冷陰極 的B —種閘極結構的電子槍。此一閘槿結構包括了下列 元件β第一閘極在陰極頂點周圍有第一開口部位。第一 閘極上的第二電位比第一電位高而使電子自陰極頂點發 射出來。沿平行自陰極頂點發射出之電子行進方向與第 一閘極隔開處，至少有一®具第二開口部位的第二閘極 -17- 本紙張Μ適用中國國家標準（CNS ) ( 210Χ297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

If- 413828 A7 B7 經濟部中央標準局貝工消費合作社印策 五、發明説明 ( b ) 0 第 二 閘 極 上 的 第 三 電 位 較 第 一 電 位 低 t 以 降 低 垂 直 於 電 子 自 陰 極 頂 點 發 射 出 之 行 進 方 向 的 垂 直 速 度 分 量 〇 具 第 開 口 部 位 的 第 三 閘 極 是 沿 平 行 電 子 行 進 方 向 與 第 二 閘 極 隔 開 〇 第 三 閘 極 有 較 第 一 電 位 高 的 第 四 電 位 ί 以 加 速 平 行 於 電 子 行 進 方 向 的 速 度 分 量 » 使 得 在 第 二 閘 極 的 輔 助 下 , 第 三 閘 極 iSSe Et 産 生 電 場 而 使 由 陰 極 發 射 的 電 子 t 其 直 於 行 進 方 向 之 速 度 分 畺 與 平 行 於 行 進 方 向 之 速 度 分 量 的 平 均 比 值 大 概 達 成 一 最 小 值 Ο 第 一 第 二 第 和 第 四 電 位 ί 可 替 代 地 決 定 於 陰 極 高 度 第 一 和 第 二 閘 極 之 間 沿 平 行 方 向 的 相 對 距 離 及 第 一 V 第 二 和 第 二 閘 極 所 含 開 口 部 位 的 個 別 尺 寸 等 所 構 成 的 基 底 ύ 使 得 在 第 二 閘 極 的 輔 助 下 9 第 三 閘 極. 産 生 電 場 而 使 由 陰 極 發 射 的 電 子 * 其 垂 直 於 行 進 方 向 之 速 度 分 量 與 平 行 於 行 進 方 向 之 速 度 分 量 的 平 均 比 值 大 概 達 成 最 小 值 〇 笫 一 閘 棒 開 口 部 位 的 尺 寸 較 第 二 和 第 三 閘 極 開 部 位 的 尺 寸 還 大 4 第 一 和 第 二 電 極 之 間 隔 著 絶 緣 層 膜 » 第 二 和 第 三 閘 極 電 極 之 間 隔 署 絶 線 層 膜 Ο 可 替 代 地 第 一 和 第 二 電 極 之 間 隔 箸 空 間 > 而 第 二 和 第 閘 極 之 間 也 可 以 隔 箸 空 間 〇 通 常 陰 極 是 具 尖 銳 錐 形 頂 點 的 陰 極 Ο 至 少 還 提 供 了 具 第 四 開， η 部 位 且 圍 繞 第 一 閘 極 的 第 四 閘 極 4 是 沿 垂 直 於 行 進 方 向 與 第 一 閘 極 隔 開 〇 第 三 閘 極 有 較 第 一 電 位 高 的 第 五 電 位 9 以 加 速 平 行 於 電 子 白 陰 極 -1 8 ^ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS > A4規格（2I0X297公嫠） 之 注 意

413828 A7 B7 經濟部中央標準局貝工消費合作社印裂 五、發明説明（ \Ύ ) 1 1 頂 點 發 射 出 之 行 進 方 向 的 速 度 分 量 9 使 得 在 第 二 和 第 二 1 1 閘 極 的 輔 助 下 9 第 四 閘 極 所 産 生 的 電 場 使 由 陰 極 發 射 的 [ 電 子 其 垂 直 於 行 進 方 肉 之 速 度 分 量 與 平 行 於 行 進 方 向 >—S 請 ί 之 速 度 分 量 的 平 均 比 值 大 概 逹 成 -~i 最 小 值 〇 先 閲 i / 1 讀 1 \ 如 上 所 述 第 二 閘 極 上 的 第 二 電 位 較 第 — 電 位 低 9 以 背 面 1 之 降 低 垂 直 於 電 子 自 陰 極 頂 點 發 射 出 之 行 進 方 向 的 垂 直 速 注 I 意 I 度 分 畺 而第三閘極上的第 四 電 位 則 較 第 一 電 位 高 9 以 事 項 1 I 再 1 I 加 速 平 行 於 電 子 自 陰 極 頂 點 發 射 出 之 行 進 方 向 的 速 度 分 f 量 0 使 得 在 第 二 閘 極 的 輔 '1 m 肋 下 第 三 閘 極 電 極 所 産 生 的 本 頁 1 電 場 使 由 陰 極 發 射 的 電 子 其 垂 直 於 行 進 方 向 之 速 度 分 1 1 量 與 平 行 於 行 進 方 向 之 速 分 量 的 平 均 比 值 大 概 達 成 1 最 小 值 0 其中垂直速度分量意指垂直於由 陰 極 發 射 的 電 I 1 子 行 進 方 向 之 速 度 分 量 9 而 平 行 速 度 分 童 居、 指 平 行 於 由 訂 1 陰 極 發 射 的 電 子 行 進 方 向 之 速 度 分 童 〇 這 白 陰 極 發 射 出 I 來 而 分 布 受 抑 制 的 電 子 束 » 形 成 收 斂 良 好 的 電 子 束 〇 結 1 果 » i 陰 m 發 射 出 來 的 電 子 不 可 能 轉 向 並 到 達 第 一 和 第 1 1 三 閘 極 上 〇 這 確 實 避 免 了 任 何 不 必 要 的 電 極 電 流 〇 Q 若 第 三 閘 極 像 本 發 明 中 具 較 高 電 位 9 而 第 二 閘 極 之 Ί 1 電 位 則 稂 據 本 發 明 是 低 於 陰 極 電 位 9 則 於 陰 極 上 曰 形 成 I 低 於 産 生 電 子 發 射 所 需 電 位 的 等 壓 面 S 結 果 就 不 •iS» 曰 導 致 1 „ 1 任 何 電 子 發 射 然 而 若 第 三 閘 極 如 本 發 明 具較高電位 9 1 1 但 是 第 二 閘 極 之 電 位 不 若 本 發 明 而 是 高 於 陰 掻 電 位 9 則 1 I 白 陰 極 發 射 出 來 的 電 子 會 轉 向 且 可 能 到 達 第 二 m 極 上 ί 1 而 造 成 不 必 要 的 電 極 電 流 〇 ί ! "1 9， 1 1 1 1 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2丨OX297公釐） .413828 A7 B7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 五、發明説明（β) i 1 由 於 上 逑 原 因 » 本 發 明 的 重 要 之 處 在 於 ： 使 第 二 閘 極 1 1 上 的 第 .....» 電 位 較 第 一 電 位 低 » 以降低垂直於電子 白 陰 極 1 I 頂 點 發 射 出 之 行 進 方 向 的垂直速度分量 而 第 三 閘 極 上 1 ·_ 的 第 四 電 位 則 較 第 — 電 位 高 以 加 速 平 行 於 電 子 白 陰 極 先 閱 1 -Μ % \ I 頂 點 發 射 出 之 行 進 方 向 的 速 度 分 量 使 得 在 第 二 閘 極 的 背 面 1 之 輔 助 下 y 第 三 閘 極 所 産 生 的 電 場 使 由 陰 極 發 射 的 電 子 t 注 意 1 其 垂 直 於 行 進 方 向 之 速 度 分 量 與 平 行 於 行 進 方 向 之 速 度 事 項 1 I 再 1 1 分 量 的 平 均 比 值 大 概 逹 成 最 小 值 〇 § 寫 C 本發明還提供了具有加了第 一 電 位 之 場 致 發 射 冷 陰 極 夺 頁 1 的 另 一 種 閘 極 結 構 的 電 子 槍 0 此 * 閘 極 結 構 包 括 了 下 列 1 1 兀 件 0 第 一 閘 極 在 陰 極 頂 點 周 圍 有 第 一 開 P 部 位 0 第 一 1 I ~ 閘 極 上 的 第 二 電 位 比 第 一 電 位 高 而 使 電 子 白 陰 極 頂 點 發 I 射 出 來 Ο 沿 平. 行 i 陰 極 頂 點 發 射 出 之 電 子 行 進 方 向 與 第 if i 一 閘 極 隔 開 處 * 至 少 有 一 個 具 第 二 開 P 部 位 的 第 二 閘 極 1 〇 笫 二 閘 極 上 的 第 三 電 位 較 第 —* 電 位 低 以 降 低 垂 直 於 1 1 電 子 白 陰 極 頂 點 發 射 出 之 行 進 方 向 的 垂 直 速 度 分 量 〇 以 1 第 三 開 口 部 位 圍 繞 第 一 閘 極 的 第 二 閘 極 9 是 沿 直 電 子 〇 行 進 方 向 與 第 二 閘 極 隔 開 Ο 第 三 閘 極 有 較 第 閘 極 的 第 l 1 .四 電 位 > 以 速 度 平 行 於 陰 極 頂 點 發 射 出 來 電 子 之 行 進 Ο 1 I 方 向 的 速 度 分 量 使 得 在 第 二 閘 極 的 輔 肋 下 9 第 三 閘 極 Γ • 1 曰 産 生 電 場 而 使 得 由 陰 極 發 射 的 電 子 9 其 垂 直 於 行 進 方 1 1 .向 之 速 度 分 量 與 平 行 於 行 進 方 向 之 速 度 分 量 的 平 均 fch 值 1 I 大 概 達 成 一 最 小 值 〇 1 1 第 一 、 第 二 第 二 和 第 四 電 位 > 可 決 定 於 陰 極 高 度 1 1 -2 0 - 1 1 1 1 本紙張尺度適用t國國家標準（CNS > A4規格（2[0X297公釐） 4138S8 A7 B7 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 五、發明説明（β) 第 和 第 二 閘 極 之 間 沿 平 行 方 向 的 距 離 、 第 一 和 第 三 電 極 之 間 沿 垂 直 方 向 的 距 離 及 第 一 S 第 二 和 第 三 閛 極 所 含 開 Ρ 部 位 的 嫡 別 尺 寸 等 所 構 成 的 基 底 ί 使 得 在 第 二 閘 掻 的 輔 肋 下 > 第 三 閘 極 會 産 生 電 場 而 使 得 由 陰 極 發 射 的 電 子 » 其 垂 直 於 行 進 方 向 之 速 度 分 量 與 平 行 於 行 進 方 向 之 速 度 分 量 的 平 均 bb 值 大 概 達 成 一 最 小 值 〇 在 此 例 中 S 第 一 閘 極 開 P 部 位 的 尺 寸 較 為 第 二 閘 極 開 η 部 位 的 尺 寸 還 大 0 第 一 和 第 二 電 極 之 間 隔 m 絶 綠 層 膜 * 可 替 代 地 第 和 第 二 電 極 之 間 隔 箸 空 間 0 可 替 代 地 第 二 和 第 閘 極 之 間 隔 替 空 間 0 通 常 陰 極 是 具 尖 鋭 錐 形 頂 點 的 陰 極 0 還 提 供 了 具 第 四 開 P 部 位 的 第 四 閘 極 電 極 * 是 沿 垂 直 於 行 進 方 向 與 第 二 閘 極 隔 開 0 第 四 閘 極 有 較 第 一 電 位 高 的 第 五 電 位 » 以 加 速 平 行 於 電 子 白 陰 極 頂 點 發 射 出 之 行 進 方 向 的 速 度 分 量 r 使 得 在 第 二 和 第 閛 極 的 輔 肋 下 t 第 四 閛 極 所 産 生 的 電 場 使 得 由 陰 極 發 射 的 電 子 » 其 垂 直 於 行 進 方 向 之 速 度 分 量 與 平 行 於 行 進 方 向 之 速 度 分 量 的 平 均 tb 值 大 概 達 成 一 最 小 值 〇 如 上 所 逑 9 第 二 閘 極 上 的 第 三 電 位 較 第 一 電 位 低 9 以 ·** . 降 低 垂 直 於 電 子 白 陰 極 頂 點 發 射 出 之 行 進 方 向 的 垂 直 速 度 分 量 而 第 三 閘 極 上 的 第 四 電 位 則 第 一 電 位 高 以 加 速 平 行 於 電 子 自 陰 極 頂 點 發 射 出 之 行 進 方 向 的 速 度 分 量 〇 使 得 在 第 閛 極 的 輔 助 -2 下 1 - t 第三閘搔所産生的電場使 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS )八4規格（2丨0X297公釐） 413828 A7 B7 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 五、發明説明 (〆） 由 陰 極 發 射 的 電 子 9 其 垂 直 於 行 進 方 向 之 速 度 分 量 與 平 行 於 行 進 方 向 之 速 度 分 量 的 平 均 fcb 值 大 概 逹 成 —— 最 小 值 〇 其 中 垂 直 速 度 分 量 思 指 垂 直 於 由 陰 極 發 射 的 電 子 行 進 方 向 之 k 度 分 童 > .· 而 平 行 速 度 分 量 意 指 平 行 於 由 陰 極 發 射 的 電 子 行 進 方向 之 速 度 分 量 〇 這 白 陰 極 發 射 出 來 而 分 布 受 抑 制 的 電 子 耒 9 形 成 收 斂 良 好 的 電 子 束 〇 結 果 9 白 陰 極 發 射 出 來 的 電 子 不 可 能 轉 向 並 到 達 第 二 和 第 三 .閘 極 上 0 這 確 實 避 免 了 任 何 不 必 要 的 電 極 電 流 〇 若 第 三 閘 極 不 像 本 發 明 中 具 較 高 電 位 » 而 第 二 閘 極 之 電 位 則 根 據 本 發 明 是 低 於 陰 極 電 位 9 則 於 陰 極 上 會 形 成 低 於 産 生 電 子 發 射 所 需 電 位 的 等 壓 面 * 結 果 就 不 曰 導 致 任 何 電 子 發 〇 然 而 若 第 三 閘 極 如 本 發 明 具 有 較 高 萌 % 位， 但 是 第 二 閘 極 之 電 位 不 若 本 發 明 而 是 高 於 陰 極 電 位 > 則 白 陰 極 發 射 出 來 的 電 子 轉 向 且 可 能 到 達 第 二 閘 極 上 9 而 造 成 不 必 要 的 電 極 電 流 〇 由 於 上 述 原 因 本 發 明 的 重 要 之 處 在 於 使 第 二 閘 極 上 的 第 電 位 較 第 一 電 位 低 t 以 降 低 垂 直 於 電 子 白 陰 極 頂 點 發 射 出 之 行 進 方 向 的 垂 直 速 度 分 量 而 第 三 閘 極 上 的 第 四 電 位 則 較 第 一 電 位 高 以 加 速 平 行 於 電 子 i 陰 極 頂 點 發 射 出 之 行 進 方 向 的 速 度 分 量 〇 使 得 在 第 二 蘭 广 極 的 輔 助 下 第 —* 閘 極 所 産 生 的 電 場 使 由 陰 極 發 射 的 電 子 9 其 垂 直 於 行 進 方 向 之 速 度 分 量 與 平 行 於 行 進 方 向 速 度 分 量 的 平 均 fcb 值 大 概 達 成 一 最 小 值 〇 本 發 明 還 提 供 了 具 有 加 了 第 電 位 之 場 致 發 射 冷 陰 極 ™ 2 2 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS > A4規格（210X297公釐） 413828 A7 B7 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 五、發明説明'(y ) 的 另 種 閘 極 結 構 的 電 子 槍 0 基 片 上 長 有 場 致 發 射 冷 陰. 極 〇 而 此 一 場 致 發 射 冷 陰 極 具 第 一 電 位 〇 第 一 閘 極 是 沿 平 行 自 陰 極 頂 點 發 射 出 之 電 子 行 進 方 向 與 基 片 隔 開 〇 第 —* 閘 極 在 陰 極 頂 點 周 圍 有 第 一 開 □ 部 位 分 C 第 一 閘 極 上 的 第 二 電 位 比 第 一 電 位 髙 而 使 電 子 陰 極 頂 點 發 射 出 來 0 沿 平 行 白 陰 極 頂 點 發 射 出 之 電 子 行 進 方 向 與 第 一 閘 極 隔 開 處 至 少 有 一 個 具 第 二 開 η 部 位 的 第 二 閘 極 〇 第 二 閘 極 上 的 第 三 電 位 較 第 一 電 位 低 » 以 降 低 垂 直 於 電 子 . 陰 極 頂 點 發 射 出 之 V —· 仃 進 方 向 的 直 速 度 分 量 〇 具 第 三 開 P 部 位 的 第 三 閘 極 ί 是 沿 平 行 電 子 行 進 方 向 與 第 二 閘 極 隔 開 0 第 三 閘 極 電 極 有 較 第 一 電 位 高 的 第 四 電 η * 以 加 速 平 行 於 白 陰 極 頂 點 發 射 出 來 電 子 之 行 進 方 向 的 速 度 分 量 参 使 得 在 第 二 閘 極 的 輔 助 下 » 第 三 閘 極 會 産 生 電 場 而 使 得 由 陰 極 發 射 的 電 子 » 其 垂 直 於 行 進 方 向 之 速 度 分 量 與 平 行 於 行 進 方 向 之 速 度 分 童 的 平 均 比 值 大 概 達 成 一 最 小 值 〇 pa 陽 極 則 沿 平 行 電 子 自陰極頂黏發射出之行進方向 與 第 、 第 二 及 第 三 閘 極 隔 開 9 使 電 子 從 陰 極 頂 點 發 射 出 而 航 向 陽 槿 〇 第 一 第 二 第 二 和 笫 四 電 位 9 可 決 定 於 陰 搔 高 度 * 9 第 一 、 第 一 和 第 二 閘 極 之 間 沿 平 行 方 向 的 距 離 及 第 一 ·'， t 第 二 和 第 三 閘 極 所 含 開 Ρ 部 位 的 艏 別 尺 寸 等 所 構 成 的 基 底 〇 使 得 在 第 二 閘 極 的 輔 肋 下 » 第 三 閘 極 會 産 生 電 場 而 使 得 由 陰 m 發 射 的 電 子 S 其 垂 直 於 行 進 方 向 之 速 度 分 量 與 平 行 於 行 進 方 向 之 速 度 分 量 的 平 均 bb 值 大 概 達 成 一 -23- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 413828

A7 B7 經濟部中央標準局員工消費合作社印装 五、發明説明（W) 最 小 值 〇 在 此 例 中 » 第 一 閛 槿 開 口 部 位 的 尺 寸 較 第 二 和 第 三 閘 極 開 P 部 位 的 尺 寸 還 大 〇 第 一 和 第 二 電 極 之 間 隔 箸 绝 «I1U 緣 層 部 9 第 一 和 第 二 閘 極 之 間 也 隔 箸 絶 線 層 膜 P 可 替 代 地 第 一 和 第 二 電 極 之 間 隔 箸 空 間 第 二 和 第 三 閘 極 之 間 也 可 以 隔 著 空 間 0 通 常 陰 極 是 具 尖 鋭 錐 形 頂 點 的 陰 極 0 還 提 供 了 沿 平 行 於 行 進 方 向 與 基 Η隔開的第四閘極 0 第 四 閘 極 以 第 四 開 P 部 位 圍 繞 第 一 閘 極 〇 第 四 閘 極 沿 垂 直 行 進 方 向 與 第 一 閘 極 隔 開 Ο 第 四 閘 極 有 較 第 一 電 位 高 的 五 電 位 9 以 進 步 加 速 平 行 於 電 子 自 陰 極 頂 點 發 射 出 之 行 進 方 向 的 速 度 分 量 » 使 得 在 第 二 和 第 二 閘 極 的 輔 助 下 9 第 四 閘 極 所 産 生 的 電 場 由 陰 極 發 射 的 電 子 ί 其 垂 直 於行進方向之速度分量與平行於行進方向之速度分量的 平 均 bb 值 大 槪 達 成 一 最 小 值 Ο 如 上 所 述 9 第 二 閘極上的第三電位較第 一 電 位 低 9 以 降 低 垂 直 於 電 子 白 m 極 頂 點 發 射 出 之 行 進 方 向 的 垂 直 速 度 分 童 而 第 三 閘 極 上 的 第 四 電 位 則 較 第 «L 電 位 高 9 以 加 速 平 行 於 電 子 白 陰 極 頂 點 發 射 出 之 平 行 方 向 的 速 度 分 量 Ο 使 得 在 第 二 閘 極 的 輔 助 下 ί 第 二 閘 極 電 極 所 産 生 的 電 場 使 由 陰 極 發 射 的 電 子 * 其 垂 直 於 行 進 方 向 之 速 度 分 ί 量 與 平 行 於 行 進 方 向 之 速 度 分 量 的 平 均 bb 值 大 概 逹 成 一 最 小 值 〇 其 中 垂 直 速 度 分 量 意 指 垂 直 於 由 陰 極 發 射 的 電 子 行 進 方 向 之 速 度 分 量 9 而 平 行 速 度 分 量 意 指 平 行 於 由 陰 極 發 射 的 電 子 行 進 方 向 之 速 度 分 量 〇 這 白 陰 極 發 玢 出 -2 4- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公漦） 413828 A7 B7 經濟部中央標率局貝工消費合作社印製 五、發明説明（Μ) 1 1 來 而 分 布 受 抑 制 的 電 子 束 9 形 成 收 斂 良 好 的 電 子 束 〇 結 1 1 果 % 自 陰 極 發 射 出 來 的 電 子 不 可 能 轉 向 並 到 達 第 二 和 第 1 I 三 閘 極 上 0 這 確 實 避 免 了 任 何 不 必 要 的 電 極 電 流 〇 ^S 請 1 若 第 三 閘 極 不 像 本 發 明 中 具 較 高 電 位 * . 而 第 二 閘 極 之 先 閲 1 讀 1 I 電 位 則 根 據 本 發 明 是 低 於 陰 極 電 位 9 則 於 陰 極 上 形 成 背 1 低 於 産 生 電 子 發 射 所 需 電 位 的 等 壓 面 9 結 果 就 不 會 導 致 注 | 意 I 任 何 電 子 發 射 〇 然 而 若 第 二 閘 極 如 本 發 明 具 較 高 電 位 > 事 項 1 I 再 1 I 但 疋 第 一 閘 極 之 電 位 不 若 本 發 明 而 是 高 於 陰 極 電 位 9 則 1 (κ 白 陰 極 發 射 出 來 的 電 子 轉 向 且 可 能 到 達 第 二 閘 極 上 本 頁 1 而 造 成 不 必 要 的 電 極 電 流 0 1 1 由 於 上 述 原 因 9 本 發 明 的 重 要 之 處 在 於 使 ’第 二 閘 極 1 上 的 第 rr 電 位 較 第 電 位 低 以降低垂直於電子 白 陰 1- 極 頂 點 發 射 出 之 行 進 方 向 的 垂 直 速 度 分 量 而 第 三 閘 ΐΓ 1 極 上 的 第 四 電 位 則 較 第 一 電 位 高 > 以 加 速 平 行 於 電 子 自 陰 極 頂 點 發 射 出 之 行 進 方 向 的 速 度 分 量 〇 使 得 在 第 二 閘 ί 1 極 的 輔 肋 下 * 第 三 閘 極 電 極 所 産 生 的 電 場 使 由 陰 極 發 射 1 的 電 子 其 垂 直 於 行 進 方 向 之 速 度 分 量 與 行 於 行 進 方 向 Q 之 速 度 分 量 的 平 均 tb 值 大 槪 達 成 最 小 值 〇 1 i 本 發 明 還 提 供 了 另 一 種 電 子 槍 包 括 了 下 列 兀 件 〇 此 一 e i j 閘 極 結 構 包 括 了 下 列 元 件 0 基 片 上 長 有 場 致 發 射 冷 陰 極 1 J > 而 此 一 場 致 發 射 冷 陰 極 具 第 電 位 Ο 第 一 閘 極 是 沿 平 1 1 行 白 陰 極 頂 點 發 射 出 之 電 子 行 進 方 向 與 基 Η 隔 開 〇 第 一 1 I 閘 極 在 陰 極 頂 點 周 圍 有 第 開 P 部 位 〇 第 一 閘 極 上 的 第 1 二 電 位 fcb 第 一 電位高而使電子自 陰 極 頂 點 發 射 出 來 〇 沿 1 1 "2 5- 1 1 1 1 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） ,413828 A7 B7 五、發明説明（对） 平行自陰極頂點發射出之電子行進方尚與第一閛極隔開 處，至少有一個具第二開口部位的第二閘槿β第二閘極 上的第三電位較第一電位低，以降低垂直於電子自陰極 頂點發射出之行進方向的垂直速度分量。以第三開口部 位圍繞第一閘極的第三閘極，是沿垂直電子行進方向與 第一閘極隔開。第三閘極有較第一電位高的第四電位， 以加速平行於自陰極頂點發射出來電子之行進方向的速 度分量，使得在第二閘極的輔肋下，第三閘極會産生電 場而使得由陰極發射的電子，其垂直於行進方向之速度 分量與平行於行進方向之速度分量的平均比值大概達成 一最小值β陽極則沿平行電子自陰極頂點發射出之行進 方向與第一、第二及第三閘極隔開，使電子從陰極頂黯 發射出而航向陽極。 經濟部中央標準局員工消費合作社印掣 (請先闖讀背面之注意事項再填寫本頁) 第一、第二、第三和第四電位，可決定於陰極高度、 第一和第二電極之間沿平行方向的距離、第一和第三電 極之間沿垂直方向的距離、及第一、第二和第Η閘極所 含開口部位的個別尺寸等所構成的基底，使得在第二閘 極的輔助下，第三閘極會産生電場而使得由陰極發射的 電子，其垂直於行進方向之速度分量與平行於行進方向 之速度分量的平均比值大概逹成一最小值。在此例中， 第一閘極開口部位的尺寸較第二閘極電極開口部位的尺 寸還大。 第一和第二電極之間隔箸絶線層膜，可替代地第一和 第二電極之間隔著空間。可替代地第二和第三閘極之間 -2 6-本紙張尺度適用中國國家標準（（：灿）八4见格（210乂297公釐） 經濟部中央樣準局員工消費合作社印製 A7 -〜_ B7__ 五、.發明説明ί： 隔著空間， 通常陰極蹇具尖銳錐形頂點的陰極。 遼提供了具第四開口部位的第四閘搔，是沿平行於行 it方向與第二閛極隔開<> 第四閘極有較第一轚位高的第 S電位’以加速平行於電子自陰極頂點發射出之行進方 向的速度分鸶，使得在第二和第三閘極的輔助下，第四 蘭極所産生的電場使得由陰極發射的電子，其垂直於行 ϋ方向之速度分量與平行於行進方向之速度分量的平均 比值大概達成一最小值。 如上所述，第二閘槿上的第三電位較第一電位低，以 降低垂直於電子自陰極頂點發射出之行進方向~的垂直速 度分量；而第三閘極上的第四電位則較第—電位高，以 加速平行於電子自陰極頂點發射出之:行進方向的速度分 量〇使得在第二閛棰的輔助下，第三閘極電槿所産生的 電場使由陰極發射的電子，其垂直於行進方向之速度分 量與平行於行進方向之速度分量的平均比值大概達成一 最小值。其中垂直速度分量意指垂直於由陰槿發射的電 子行進方向之速度分量，而平行速度分量意指平行於由 陰極發射的電子行進方向之速度分量。這自陰棰發射出 來而分布受抑制的電子束，形成收斂良好的電子束》結 果，自陰極發射出來的電子不可能轉向並到速第二和第 三閘極上。這確實避免了任何不必要的電搔電流。 若第三閘極不像本發明中具較髙電位，而第5蘭極之 罨位則粮據本發明是低於陰電位，則於陰極上會形成低 -27- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4规格（210X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -i. 明 説明發 、 五 8 £ 8 3 1 4 B7 面本 壓如 等極 的.閘 位三 電第 需若 所而 射然 發 〇 子射 電發 生子 産電 於何 是 而 明 發 本 若 不 位 電 之 極二 第 是 發高 任但 致 -導位 會電 不高 就較 果具 結明 自 HU 貝 J1 電 極 陰 於 而 上 極 閘二 第 達 到 few 可 且 向 轉。 會流 子電 電極 的電 來的 出要 射ig 發不 極成 陰造 極自閘 閘子三 二電第 第於而 使直； :垂量 於低分 在降度 處以速 之 ，真 要低垂 重位的 的電向 明 一 方 發第進 本較行 ，位之 因電出 原三射 述第發 上的點 於上頂 由極極 電陰 自閘 子二 電第 於在 行得 平使 」泛| 逋 〇 加量 以分 ，度 高速 位的 電向 一 方 第進 較行 則之 位出 身 四發 第點 的頂 上極 極陰 電之 的向 射方 發進 極行 陰於 由行 使平 場與 電量 的分 生度 産速 所之 極向 閘方 三進 第行 , 於 下直 助垂 輔其 的 ， 極子 值· 小 最1 成 達 概 大 值 比 均 平. 的 量例 分實 度考 速參 圖 照U 參極 將陰 1 的 例點 實頂 的形 發銳 本尖 據具 根長 . 上 Η 基 在 明 説 以 加 基 在 長 5 膜 層 緣 絶1 第 ®第® 狀罾製 環1。靥 具極金 。陰 0 1 的小 極形度 陰錐高 嬈繞的 圍圔 1 層隙極 間鏠陰 空以形 以一〇 錐 位膜較 —^1 ^ 部層度 口緣厚 開絶，的 其 一 5 且第膜 ，的層 上位緣 4 部絶 片口 一 (請先閲請背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央樣準局貝工消費合作社印装 第 在Ιο 長極 2 陰 極的 閘形 一 錐 第撓 膜 層 緣 絶 上 之 圍 位 部 口 開 其 且 膜 層 緣 絶二 第 極 閘1 第 在 長 上 極 閘二 第 使 上 之 6 Ο 膜離 層隔 緣性 絶電 二成 第形 在間 長之 則 2 3 極 極閘 閘一 二第 第與 而 3 壓 電 Ρ 力 施 間 7 之 質 1 物 極 光·。陰 螢外與 和之 βο 8 離極 極距陽 陽的在 大 當 相 3 極 蘭二 第 距 於 設 則 合 組 的 極 閘1 第 於 並 --.2-S -- 本紙張尺度適用中國國家榇準（CNS ) A4规格（2IOX297公釐）

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g V a 量 恆 為 ο V 及 中 其 則 時 線 曲 性 待 壓 電 - 流 電 的 示 所 9 線 虛 如 槍 子 Ι^ΕΓ 當 本紙張尺度適用中國國家標準（.CNS ) Α4规格（21〇Χ 297公釐） -訂 413828 A7 B7

五、發明説明（>M 可在低電流區有效抑制電子發射<»反之，當電子槍有像 實線11、12、或13之一的電流-電壓特性曲線時，則其電 子發射在低電流區未受抑制。也就是説，若施加於第二 閘極3的電壓Vg2遵循上述方程式時，則該電子槍的電 流-電壓特性曲線就有明顯的伽馬性質。 如上所述，第二閘極3上的第三電位Vg2,是比陰_ 1的電位高但又比第一閘極的電位低。這提供了可在低 電流區有效抑制電子發射的電流-電壓特性曲線，且通 常會有明顯的伽馬性質。第二閘極3與陰極.1之間的電 壓設定通常是正比於陰極1與第一閘極2之間的電壓。 這讓我們能將具伽馬性質的影像信號直接加到閘極或發 射器上，而不必用到像時間分割控制器或性質轉換線路 等其他線路或裝置。這種設備簡化了線路架構及電子槍 的結構，同時還明確地控制了電子槍驅動。 經濟部中央橾準局貝工消费合作社印製 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 根據本發明的實例2將參照圖3加以說明。在基片4 上長具尖銳錐形頂點的陰極1。第一絶緣層膜5.長在基 Η 4上，且其開口部位以空間層圍繞陰極1。具環狀開 口部位的第一絶線層膜5以縫隙圍繞錐形的陰極1。第 一絶緣層膜5的厚度較錐形陰極1的高度小。金屬製的 第一閘極2長在第一絶緣層膜5之上，且其開口部位圍 繞錐形的陰極1。再成長第二閘極3使與第一閘極2隔 開，且其間達成電性隔離。 陽極8和螢光物質7的组合則設於距第二閘極3相當 大的距離之外。 "SO*" 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2H)X297公釐）

413828 A7 B7 五、發明説明（β ) 經濟部中央標準局員工消費合作社印裂 在陽掻8與陰極1之間施加電壓V a ,並於第一閘極2 與陰極1之間施加電歷V g 1 ,而第二閘極3與陰極1之 間|!J施加電壓V g 2。設定施加於第一閘極2上的電壓V g 1 ，使得電子可自錐形陰極1的頂點發射出來。施加於第 二閘極3的電壓V g 2較施加於第一閘極2的電壓V g 1低， 且其值設定為為使自錐形陰極1的頂點發射出來的電子 在行經第二閘極3速度會減低，致電子發射數量少時有 效地抑制電子發射》施加於陽極8的電壓V a較施加於第 二閘極3的電壓Vg2髙，且其值設定為使行經第二蘭極3 的電子加速衝向陽極8，加速電子撞擊螢光物質7而使 螢光物質7産生螢光。 回頭參閲圖2，虛線9所代表的電流-電壓特性曲線與 代表熱陰極電子槍想達成的伽馬性質之粗實综1Q是平行 的。這表示虛線9所代表的電流-電壓特性曲線具有明潁 的伽馬.性質。實線U、1 2、和1 3代表上逑具場致發射冷 陰極1的電子槍，施加於第二閛極3的電壓Vg2在不同 的電壓Vgl下是維持不變的，且分別固定於電壓VII、V12 、和V13的電流-電壓特性曲線，其中Vll>V12>V13e若 決定電壓Vg2遵循下列方程式，則想要電流-電壓特性曲 線可表成虛線9,且具有明顯的伽馬性質： a (Vsl — Vo)其中α及V。為恆量。 當電子槍如虛線3所示的電流-電壓待性曲線時，則 可在低電流區有效抑制電子發射β反之，當電子槍有像 -31- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 -"Γ— 413828 A7 B7 五、發明説明（V ) 實線11、12、或13之一的電流-電壓特性曲線時，則其 電子發射在低電流區未受抑制。也就是說，若施加於第 二閛極3的電壓Vg2遵循上述方程式時，則該電子槍的電 流-電壓特性曲線就有明顯的伽馬性質。 如上所述，第二閘極3上的第三電位Vg2，是比陰極1 的電位高但又比第一閘極的電位低β這提供了可有效抑 制電子發射的電流-電歷特性曲線，特別是荏低電流區 ;且通常會有明顯的伽馬性質。第二閘極3與陰極1之 間的電壓設定通常是正比於陰極1與第一閘極2之間的 電壓。這譲我們能將具伽馬性質的影像信號直接加到閘 極或發射器上，而不必用到像時間分割控制器或性質轉 換線銘等其他線路或裝置。這種設備簡化了線路架構友 電子槍的結構，同時還明確地控制了電子搶的驅動。 經濟部中央標準局負工消費合作社印製 (請先閲讀背面之注意事項再填窝本頁) 根據本發明的實例3將參照圖4加以說明。在基Η4 上長具尖鋭錐形頂點的陰極第一絶緣層膜5長在基 Η 4上，且其開口部位以空間層圍繞陰極1 β具環狀開 口部位的第一絶緣層膜5以縫隙圍繞錐形的陰極1。第 一絶綠層膜5的厚度較錐形陰極1的高度小。金靥製的 第一閘極2長在部分的第一絶緣層膜5上，.且其開口部 位圍繞錐形的陰極U再成長以開口部位圍嬈於第一絶 緣層膜5周圍部分的第二閘極3,使第二閛極電極3與 1 . 第一閘極2之間由空間層隔開。 陽極8和螢光物質7的組合則設於距第二閘極3相當 大的距離之外。在陽極8與陰極1之間施加電壓V a，並 於第一閘極2與陰極1之間施加電壓Vgl,而第二閘極3 -32-本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） p η;.413 828 A7 奶_'，:，._B7 _ 、發明説明（w) 與陰極1之間則施加電壓V g 2 ^設定施加於第一閘極2 i ·- 上的電壓Vgi,使得電子可自錐形陰極1的頂點發射出 ! 來。施加於第二閘極3的電壓V g 2較施加於第——閘極2 的電壓V g 1低，且其值設定為可減低位在遠處且大部分 •不是來自錐形陰極1的頂點發射的電子速度，致電子 發射數量少時能有效地抑制電子發射。施加於陽極8 的電壓Va較施加於第二閘極3的電壓Vg2高，且其值設 定為使行經第二閘極3的電子加速衝向陽極8 ,加速 電子撞撃螢光物質7而使螢光物質7産生螢光。 回頭參閲圖2,虛線9所代表的電流-電壓特性曲線與 代表熱陰極電子槍想逹成的伽馬性質之粗實線10是平行 的。這表示虛線9所代表的電流-電壓持性曲線具有明 顙的伽馬性質。實線11、1 2、和1 3代表上述具場致發射 冷陰極1的電子槍，施加於第二閘極3的電壓V g 2在不 同的電壓Vgl下是維持不變的，且分別固定於電壓VII、 V12、和V13的電流-電壓特性曲線，其中V11：>V12>V13。 若決定電壓Vg2遵循下列方程式，則想要電流-電壓恃性 曲線可表成虛線9，且具有明顯的伽馬性質 Vg2=a 經濟部中央標準局貝工消费合作社印製 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

Vs2= a (Vgl - Vo)其中cf及Vo為恆量。 當電子槍如虛線9所示的電流-電壓待性曲線時，則 可在低電流區有效抑制電子發射。反之，當電子槍有像 宵線11、12、或13之一的電流-電壓待性曲線時，則其 電子發射在低電流區未受抑制。也就是説，若施加於第 本紙浪尺度適用中國國家標率（CNS > A4規格（21〇X 297公釐） 413828 經濟部中央標準局員工消費合作社印策 Α7 Β7 五、發明説明（0) 二閘極3的電壓Vg2遵循上逑方程式時，則該電子槍的 電流-電壓特性曲線就有明顯的伽馬性質β 如上所迷，第二閘極3上的第三電位Vg2，是比陰極1 的電位高但又比第一閘極2的電位低。這提供了可有效抑 制電子發射的電流-電壓特性曲線，特別是在低電流區； 且通常會有明顯的伽馬性質。第二閘極3與陰極1之間 的電壓設定通常是主比於陰.極1與第一閘極2之間的電 壓《這譲我們能將具伽馬性質的影像信號直接加到閘極 或發射器上，而不必用到像時間分割控制器或性質轉換 線路等其他線路或裝置。這種設備簡化了線路架構及電 子槍的結構，同時還明確地控制了電子槍的驅動。 根據本發明的實例4將參照圖5加以說明。在基片4 上長具尖鋭錐形頂點的陰極U第一絶緣層膜5長在基 Μ 4上，旦其開口部位以空間層圍繞陰極1。具環狀開 口部位的第一絶緣層膜5以縫隙圍繞錐形的陰極1。第 一絶緣層膜5的厚度較錐形陰極1的高度小 金屬製的 第一閘槿2長在部分的第一絶緣層膜5上，且其開口部 位圍繞錐形的陰極1。再成長第二閘極3 - 1使與第一閘極 2隔開，且其間逹成電性隔離。在第一絶縁層膜5的周 圍部分成長且開口部位的第三閘極3 - 2，使第三閘極3 - 2 的開口部位與第一閘極2之間由空間層隔開。 陽極8和螢光物質7的組合則設於距第二閛極3 - 1相 當大的距離之外。 在陽極8與陰極1之間施加電壓Va，並於第一閘極2 -34 - 本紙張Λ度適用中國國家標準（CNS ) A4現格（2丨0X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填窝本頁) -訂 ΛΡ· 413828 Α7 Β7 五、發明説明（ο ) ~~ (請先閲讀背面之注$項再填寫本買) 舆陰極1之間施加甯踺Vgl，而第二閘極電極3與陰槿工 之間則施加電壓Vg2。設定施加於第一閘極2上的電壓Vgl ，使得電子可自錐形陰極1的頂點發射出來。施加於第 二閘極3-1的電壓Vg2較施加於第一閘極2的電壓低， 且其值設定為為使自錐形陰極1的頂點發射出來的電子 在行經第一開極3速度會减低，致電子發射數量少時能有, '效地抑制電子發射。施加於於第二蘭極3-2的電壓Vg3較 施加於第一閛極2的電整^81低，且其值設定為使自錐 形陰棰i㈣點發射出來的電子在行經第二蘭極Η速 度會減低，致電子發射數童少時能有效地抑制電子發射 。施加於陽極8的電驗ν&較施加於第二和第三·間極3_ι 和3-2的電睡Vg2和Vg3高，且其值設定為使經第二間極. 3的電子加速衝向陽極8，加速電子撞擊螢光物質7而 使螢光物質7産生螢光。 經濟部中央揉準局貝工消費合作社印製 @頭參閲圖2，處[線9所代表的電流電壓特性曲線與 代表熱陰極電子槍想逵成的伽馬性質之粗實線是平行 的。遣表7F虛線9所代表的電流-電壓待性曲線具有明顯 的伽馬性質。實線11、12、和13代表上述具場致發射冷 陰接1的電子搶，施加於第二閘極3_1和3_2的電壓Vg2 和Vg3在不闻的電JEVgl下是維持不變的且分別固定於 V12、和V13的電流_電壓持性曲線，其中vn> V12>V13e若決定電壓▽82和^3遵循下列方程式，則辉 要電流-電歷特性曲線可表成虛線9·且具有明顯的伽馬 性質： -35 本紙張尺度逋用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） 413828 a? ^ B7 五、發明説明（料）

Vg2= a (Vgl = Voff}且 Vg3=泠（Vgi = v〇ff) 其中a，彡是常數而Voff是電子發射消失的臨界電壓。 當電子槍如虛線3所示的電流-電壓待性曲線時，則 可在低電流區有效抑制電子發射β反之，當電子搶有像 實線11、12、或13之一的電流-電壓特性曲線時，則其 電子發射在低電流匾未受抑制。也就是說，若施加於第 二閘極3的電壓Vg2和Vg3遵循上逑方程式時，則該電子 槍電流-電壓待性曲線就有明顯的伽馬性質β 如上所述，第二閘極3-1和3-2上的第三電位Vg2和Vg3 ，是比陰極1的電位高但又比第一閘極2的電位低。這提 供了可有效抑制電子發射的電流-電壓特性曲 是在低電流區；且通常會有明顯的伽馬性質。第二 3 - 1和3 - 2與陰極1之間的電壓設定通常是正比於陰棰L 與第一蘭極2之間的電壓β這讓我們能將具伽馬性質& 影像信號直接加到閘極或發射器上，而不必用到像時冑 分割控制器或性質轉換線路等其他線路或裝置<* .這種& 備簡化了線路架構及電子槍的結構，同時還明確地控_ 了電子槍的驅動。 經濟部中央標準局員工消费合作社印製 根據本發明的實例5將參照圖6加以說明。在基片9 上長具尖鋭錐形頂點的陰極4。第一绝緣層膜5長在基 Η9上，且其開口部位以空間靥圍繞陰極4。具環狀開 口部位的第一絶緣層膜5以縫隙圍鐃錐形的陰極4β第 一絶緣層膜5的厚度較錐彤陰搔4的高度小。金鹛製的 第一閘極1長在第一絶緣層膜5之上，且其開口部位圍 -3 6 _ 本紙張尺度通用中國國家樣準（CNS ) Α4規格（2丨0Χ297公釐） 413828 A7 B7 五、發明説明（从）. (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 繞錐形的陰極4。第二閘極層膜6長在第一閘極1上。 而具開口部位的第二閘極2則長在第二絶緣層膜6之上 ，使第二閘極2與第一閛極1之間形成電性隔離。第三 絶緣層膜7長在第二閘極2上。而具開口部位的第三閘 極3則長在第三絶緣層膜7之上，使第三閘極3與第二 閘極2之間形成電性隔離。 陽極8則設於距第二蘭極3相當大的距離之外。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 在陽極8與陰極4之間施加電壓Va，並於第一閘極1 與陰極4之間施加電壓VI,而第二閘極電極2與陰棰4 之間則施加電壓V2。設定施加於第一閘極1上的電壓V 1 ，使得電子可自錐形陰極4的頂點發射出來。~施加於第 二閘極2之電壓V2的設定，是使第二閘極電極2上的電 位較陰極4的電位低，且電壓V2的絶對值比施加於第一 閘極1上的電壓卩1小。電壓V2設定為使自錐形陰極4的 頂點發射出來的電子，在行經第二閘極2速度會減低。 由於第二閘極2上的電位較陰極4的電位低，肯定能避 免電子抵逹笫二閘極2。施加於第三閘極3之電壓V3的 設定，是讓第三閘極3上的電位較陰極4的電位髙許多 ，使得通過第二閘極2的電子會加速衝向陽極8。施加 於陽極8的電釅Va的設定t是使通過第二閘極2的電子 進一步加速撞擊陽極8。陰搔4的電位是0V,第一閘極1 上的電位是7 Ο V ,第二閘極2上的電位是-1 G V ,第三閛 極3上的電位是150V。第一閘極1開口部位的直徑是Q.8 微米，第二閘極2開口部位的直徑是1 . 2撤米，第三闊 -37 -本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4C格（210X297公釐） 413828 B7 經濟部中央橾準局貝工消費合作社印装 五、發明説明（4 ) 極 3 開 P 部 位 的 直 徑 白 疋 1 . 4徹米〇 第- -絶緣層膜5 的厚 度 疋 0 , 5徹米， 第二絶緣層膜6 的厚度是〇 .5撒米 9 第 二 絶 緣 層 膜 7 的厚度是0 . 5微米。 圖 7 所 展 現 的 傜 根 據 本 發 明 * 白 陰 極 發 射 之電 子 在 具 另 一 場 致 發 射 冷 陰 極 及 另 改 良 之 閘 極 結 構 的新 形 電 子 .搶 中 傳 送 的 軌 跡 0 如 圖 7 所 示 第 二 閘 極 2 上 的 第 一 電 位 較 陰極 4 的 電 位 低 以 降 低 垂 直 於 電 子 沿 航 向 陽 極 8 之 行 進方 向 的 速 度 9 並 避 免 電 子 抵 達 第 二 閘 極 2〇 相反的， 第三蘭.極3 上 的 電 位 較 第 閘 極 1 的 電 位 高 9 以 加 速 平 行於 電 子 白 陰 極 頂 點 發 射 出 而 航 向 陽 極 8 之 行 進 方 向 的 速度 分 量 0 使 得 在 第 二 閘 極 2 的 輔 助 下 ， 第 三 閘 極 3 所 産生 的 電 塲 使 由 陰 極 發 射 的 電 子 9 其 垂 直 於 行 進 方 向 之速度分童與 平行於行進方向之速度分量的平均比值大概逹成 一 曰 取 小 值 〇 這 g 陰極發射出來而分布受抑制的電子束， 形 成 收 斂 良 好 的 電 子 束 〇. 結 果 4 白 陰 極 發 射 出 來 的 電子 不 可 能 轉 向 並 到 逹 第 二 和 第 三 閘 極 上 〇 這 確 實 避 免 了任 何 不 必 要 的 電 極 電 流 若 第 三 開 極 3 不 像 本 發 明 中 具 較 高 電 位 而第 二 閘 極 2 之 電 位 則 根 據 本 發 明 是 低 於 陰 極 電 位 則 於陰 極 上 9 形 成 低 於 産 生 電 子 發 射 所 需 電 位 的 等 壓 面 9 結果就不會 導 致 任 何 電 子 發 射 〇 然 而 若 第 二 閘 極 3 如 本 發 明 具 較 高 電 位 i 但是 第 二 閘 極 2 之 電 位 不 若 本 發 明 而 是 高 於 陰 極 電 位 則自 陰 極 發 -38- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（21 OX的7公釐） 4138SB a? B7 五、發明説明（衫） 射出來的電子會轉向且可能到達第二閘棰上，而如圔8 所示造成不必要的電極電流，其中施加於第一閘極1的 電壓是70V,施加於第二閘極2上的電壓是5V·,此外施 加於第三閘極3上的電壓是7 Ο V。 由於上述原因，本發明的重要之處在於：使第二閘極 電極2上的電位較陰極4的電位低，以降低垂直於電子 自陰極頂點發射出之行進方向的垂直速度分量；而第三 閛極3上的電位則較陰極4的電位高，以加速平行於電 子自陰極頂點發射出之行進方向的速度分量。使得在第 二閘極2的輔肋下，第三閘極3所産生的電場使由陰極 發射的電子，其垂直於行進方向之速度分量與平行於行 進方向之速度分量的平均比值大概達成一最小值β 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 根據本發明的實施6 Ιί#參照圖9加以説明。在基Η 3 S 上長各具尖鋭錐形頂點的陰極列34。第一絶緣層膜35長 在基片3 9上，且其成列的開口部位以空間層圍嬈陰極列 34。第一絶緣層膜35的厚度較各錐形陰極34的高度小。 金屬製的第一閘極31長在第一絶線層膜35之上。且其成 列的開口部位圍嬈錐形的陰極34。第二絶綠層膜38長在 第一閜極31上。而第二閘極32則長在第二絶緣層膜36之 上，使第二閘極32與第一閘極31之間形成電性隔離。第 二閘極32有成列的開口部位，分別圍繞陰極列34。第三 絶緣層膜3 7長在第二閘極32上，且第三絶緣層膜37有很 大的開口部位，分別圍嬈陰極列3 I而具開口部位的第 三閘極3 3則長在第三絶緣層膜3 7之上，使第三閘極3 3與 -3 9-本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公嫠） 經濟部中央樣牟局貝工消費合作社印製 413828 A7 B7 五、發明説明（π ) 第二閘極32之間形成電性隔離。第二閘極33則有單掲一 個很大的開口部位，其直徑和第三絶緣層膜37相同。 陽極38則設於距第三閘極33相當大的距離之外。 在陽極38與陰極34之間施加電壓Va,並於第一閘極31 與陰極3 4之間施加電壓v 1，而第二閘極3 2與陰極3 4之間 則施加電壓V 2 «>設定施加於第一閘極3 1上的電壓V 1 ,使 得電子可自錐形陰極34的頂點發射出來。施加於第二間 極3 2之電壓V2的設定，是使第二閘極32上的電位較陰 極34的電位低，且電壓V2的絶對值比施加於第一閘極 31上的電壓電壓V2設定為使自錐形陰棰34的頂點 發射出來的電子，在行經第二閘極33速度會減低。由於 第二閘極32上的電位較陰極34的電位低*肯定能避免電 子抵逹第二閘極3 2。施加於第三閘搔33之電匾V 3的設定 ，是譲第三.閘極33上的電位較陰極34的電位高許多，使 得通過第二閛極32的電子會加速衝向陽極38。施加於陽 極38的電歷V a的設定，是使通過第二閘極32的電子進一 歩加速撞擊陽掻38。陰極34的電位是〇V，第一閘極31上 的電位是7GV,第二閘極32上的電位是-10V，第三閘極 33上的電位是1501 第二閘極電極3 2上的電位較陰棰3 4的第一電位低，以 降低垂直於電子沿航向陽極38之行進方向的速度，並避 免電子抵逹第二閘極32。相反的，第三閘極33上的電位 較第一閘極3 1的電位高，以加速平行於電子自陰極頂點 發射出而航向陽_38之行進方向的速度分置。使得在第 -4 0- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS > A4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注$項再填寫本頁) ----tt 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 413828 A7 B7 五、發明説明（对） 二閘極3 2的輔助下，第三閘極3 3所産生的電場使由陰搔 發射的電子，其垂直於行進方向之速度分量與平行於行 進方向之速度分童的平均比值大概達成一最小值。這自 陰極發射出來而分布受抑制的電子束，形成收斂良好的 電子束。結果，自陰極發射出來的電子不可能轉向並列 到達第二和第三閘極上。這確實避免了任何不必要的電 極電流0 由於上述原因，本發明的重要之處在於：使第二閘極 32上的電位較陰極34的電位低，以降低垂直於電子自 陰極頂點發射出之行進方向的垂直速度分量；而第三 閘極3 3上的電位則較陰極3 4的電位高，以加速平行於電 子自陰極頂點發射出之行進方向的速度分量。使得在第 二閘極32的輔助下，第三閘極3 3所産生的電場使由陰極 發射的電子，其垂直於行進方向之速度分量與平行於行 進方向之速度分量的平均比:值大概逹成一最小值。 根據本發明的實施7將參照圔ΙΟ加以説明。在基片49 上長各具尖銳錐胗頂點的陰極列44。第一絶緣層膜4 5長 在基Η 4 3上，且其成列的開口部位以空間層圍繞陰極列 44。第一絶緣層膜45的厚度較各錐形陰極4 4的高度小。 金屬製的第一閘極41長在第一絶緣層膜45之上。且其成 列的開口部位圍繞錐形的陰極41第二絶緣層膜46長在 第一閘極4 1上。而第二閘極4 2則長在第二絶緣層膜4 6之 上，使第二閘極42與第一閘極41之間形成電性隔離。第 二閘極42有成列的開口部位，分別圍繞陰極列44。第三 -4 1 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

經濟部中央標準局員工消費合作社印製 413828 a7 B7 五、發明説明（ 4。） 絶線層膜47長在笫二閛極42上’且第二絶緣層膜47有很 大的開口部位，分別圍嬈陰極列44β而具開口部位的第 三閘極43則長在第三絶緣層膜47之上，使第三閘極43與 第二閘極4 2隔開。第三閘極4 3則有單獨一個很大的開口 部位以空間層圍繞第—閘極4 1 ° 陽極4 8則設於距第二閘極4 3相當大的距離之外。 .在陽極48與陰極44之間施加電壓Va，並於第一閘極41 與陰極44之間施加電壓vi，而第二閘極電極42與陰極44 之間則施加電歷V2»設定施加於第一閘極41上的電壓〇 ，使得電子可自錐形陰極44的頂點發射出來。施加於第 二閘極42之電壓V2的設定，是使第二蘭極電極42上的電 位較陰極44的電位低，且電壓V2的絶對值比施加於第一 閘極41上的電壓VI小。電壓V2設定為使自錐形陰極44的 頂點發射出來的罨子，在行經第二蘭極電極42速度會減 低。由於第二閑極42上的電位較陰極44的電位低，肯定 能避免霄子抵逹第二閛極42。施加於第三閘極4 3之霍壓 V3的設定，是譲第三閘極4 3上的電位較陰極44的電位 高許多，使得通過第二閘極42的電子會加速衝向陽極 施加於陽極48的電壓Va的設定，是使通過第二閘極 42的電子進一步加速而撞擊陽極48。陰極44的電位是〇V ，第一閘極41上的電位是70V,第二閛極42上的電位是 -10V,第三閘棰43上的電位是150V。 笫二閘掻電極42上的電位較陰極44的第一電位低，以 降低垂直於電子沿航向陽極48之行進方向的速度，並避 -42- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公嫠） (请先間讀背面之注意事項再填寫本頁)

413828 A7 B7 五、發明説明（:^) 免電子抵達第二閘槿42β相反的，第三閘極43上的電位 較第一閘極41的電位髙，以加速平行於電子自陰槿頂點 發射出而航向陽極48之行進方向的速度分量。使得在第 二閘極42的輔助下，第三閘極4 3所産生的電場使由陰極 發射的電子，其垂直於行進方向之速度分量與平行於行 進方向之速度分量的平均比值大概連成一最小值。這自 陰極發射出來而分布受抑制的電子束，形成收斂良好的 電子束。結果，自陰極發射出來的電子不可能轉向並列 到逹第二和第三閘極4 2和4 3上。這確實避免了任何不必 要的電極電流。 由於上述原因，本發明的重要之處在於：使第二閘 極42上的電位較陰極44的電位低，以降低垂直於電子 自陰極頂點發射出之行進方向的垂直速度分量；而第三 閘極43上的電位則較陰極44的電位高，以加速平行於電 子自陰極頂點發射出之行進方向的速度分量〇使得在第 二閘極42的輔肋下，第三閘極43所産生的電場使由陰極 發射的電子，其垂直於行進方向之速度分量與平行於行 進方向之速度分量的平均比值大概逹成一最小值。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 根據本發明的實例8將參照画1 1加以說明。在基片5 9 上長各具尖鋭錐形頂點的陰極列54。第一絶緣層膜55長在 部分的基片5 9上，且其成列的開口部位以空間層圍繞陰極 列5 4 ^第一絶緣層膜5 5的厚度較各錐形陰極5 4的高度小。 金屬製的第一閘極51長在第一絶緣層膜5 5之上。且其成 列的開口部位圍繞錐形的陰極54。第二絶緣層膜56長在 -4 3-本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） 4138SB Α7 Β7 五、發明说明（A) 第一閛極51上。而第二閘極52則長在第二絶綠層膜56之 上，使第二鬧極5 2與第一閘極5 1之間形成電性隔離。第 二閘極52有成列的開口部位，分別圍嬈陰捶列54°第三 絶線磨膜57長在第二閘極52上，且第三絶緣層膜57有很 大的開口部位，分別圍繞陰極列54。第三閘極53-1則長 在第三絶緣層膜57之上，使第三閘極53」與第二閘極52 隔開。第三閘極5 3 - 1則有單獨一傾很大的開口部位，其 直徑和第三絶緣層膜57相同。第四閛極53-2則長在第二 絶緣層膜57的周圍部分，使第四閘極53-2與第一閘極電 極5 1隔賻❶第四閘極5 3 - 2有單獨一値很大的開口部位， 以空間層圍繞第一閲極 陽極58則設於距第二閘極Η—1相當大的距離之外。 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 在陽極5 8與’陰極3 4之間施加電壓v a，並於第一鬧極5 1 與陰極5 4之間施加電壓V 1，而第二蘭極5 2與陰極5 4之間 則施加電壓設定施加於第一閘搐51上的電壓0’使 得電子可自錐形陰極54的頂點發射出來》施加於第二鬧 極52之電壓V2的設定，是使第二蘭極電極52上的電位較 陰極5 4的電位低，且電壓v 2的絶對值比施加於第一閲極 5 1上的電壓VI小。電壓V2設定為使自雜形陰極54的頂點 發射出來的電子，在行經第二閘極電極5 2速度會減低。 由於第二閘極52上的電位較陰極54的電位低，肯定能避 免電子抵達第二閘極52。施加於第三閘極53-1之電壓父3 的設定，是讓第三閛極53-1上的電位較陰棰54的電位高 許多，使得通過第二閘極52的電子會加速衝向陽極58。 -4 4 _ 本紙張尺度適用中國國家橾準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） 413828 A7 B7 五、發明説明 施加於第四閘極53-2之電壓V4的設定，是譲第四閘極53 -2上的電位較陰極54的電位高許多，使得通過第二閘極 52的電子會加速衝向陽極58。施加於陽極58的電壓Va的 設定，是使通過第二閘極52的電子進一步加速而撞擊陽 極58β 第二閘極52上的電位較陰極54第第一電位低，以降低 垂直於電子沿航向陽極5 8之行進方向的速度，並避免電 子抵逹第二閘搔52。相反的，第三和第四閘極電極53-1 和53-2上的電位較第一閘極51的電位高，以加速平行於 電子自陰極頂點發射出而航向陽極58之行進方向的速度 分量。使得在第二閘極52的輔助下，第三和第四閘極53 -1和53-2所産生的電場使由陰極發射的電子，其垂直於 行進方向之速度分量與平行於行進方向之速度分量的平 均比值大槪達成一最小值《•這自陰極發射出來而分布受 抑制的電子束，形成收斂良好的電子束。結果，自陰極 發射出來的電子不可能轉向並到達達第二和第三閘極5 2 和53上^這確實避免了任何不必要的電極電流。 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 {請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 由於上述原因，本發明的重要之處在於：使第二閘極 電極52上的電位較陰極54的電位低，以降低垂直於電子 自陰極頂點發射出之行進方向的垂直速度分量；而第三 和第四閘極53-1和53-2上的電位則較陰極54的電位高， 以加速平行於電子自陰極頂點發射出之行進方向的速度 分量。使得在第二閜極5 2的輔助下，第三和第四閘極5 3 -1和53-2所産生的電場使由陰極發射的電子，其垂直於 -45-本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 413828 A7 _ B7_'_ 五、發明説明（料） 行進方向之速度分量與平行於行進方向之速度分量的平 均比值大概達成一最小值。 根據本發明的實例9將參照疆12加以說明。在基片9 上長具尖鋭錐形頂點的陰極4。第一絶緣層膜5長在基 Μ 9上，且其開口部位以空間層圍繞陰極4。具環狀開口 部位的第一絶綠層膜5以縫隙圍繞錐形的陰極4。第一 絶緣層膜5的厚度較錐形陰極4的高度小。金屬製的第 一閘極1長在第一絶緣層膜5之上，且其開口部位圍嬈 錐形的陰極4。第二絶緣層膜6長在第一閘極1上。而 具開口部位的第二閘極2則長在第二絶緣層膜6之上， 使第二閘極2與第一閘極1之間形成電性隔離。第三絶 緣層膜7長在第二閘極2上，而具開口部位的第三閘極 3則長在第三絶緣層膜7之上，使第三閘極3與第二閘 極2之間形成電性隔離。 陽極8則設於距第二閘極3相當大的距離之外。 在與陰極4連線的基片9上連接一電阻15,使陰極4 與基Κ9實質上電位相同。第一直流電源供應器11所産 生的電壓VI施加於第一闊極1與電阻15之間。而笫二蘭 極2透過電阻15與基片9形成導電通路。第二直流電源 供應器13所産生的電壓V 3施加於第三閘極3與電阻15之 間。第三直流電源供應器14所産生的電壓Va施加於電阻 1 5與陽極8之間的通路。設定施加於笫一閘極1和電阻 15上的電壓VI.，使得電子可自錐形陰極4 頂點發射出 來。電阻1 5譲第二閘極2的電位降低，使第二閘極2上 -46- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210ΧΜ7公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -訂._ 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 413828 Λ7 B7 五、發明説明（4〇 的電位較陰極4的電位低，而電壓V2的絶對值比施加於 第一閘極1上的電壓V 1絶對值小β電阻1 5的選取是為了 使自錐形陰極4的頂點發射出來的電子，在行經第二閘 極2速度會減低。由於第二閘極2上的電位較陰.極4的 電位低，肯定能避免電子抵達第二閘極2。施加於第三 閘極3之電壓V 3 的設定，是讓第三閘極3上的電位較 陰極4的雷位髙許多，使得通過第二閘極2的電子會加 速衝向陽極8。施加於陽8的電壓Va的設定，是使通過 第二閘極2的電子進一步加速撞擊陽極8 。陰極4的電 位是Ο V，第一閘極1上的電位是7 Ο V，第‘二閘極2上的 電位是-10V,第三閘極3上的電位是150V。第一閘極1 開口部位的直徑是0 . 8徹米，第二閘極2開口部位的直 徑是1.2徹米，第三閘極3開口部位的直徑是1.4微米。 第一絶緣層膜5的厚度是0.5微米，第二絶緣層膜6的 厚度是0.5撤米，第三絶緣層膜7的厚度是0.5撤米。 第二閛極2上的第一電位較陰極4的電位低，以降低 垂直於電子沿航向陽極8之行進方向的速度，並避免電~ 子抵達第二閘極2 ^相反的，第三閘極3上的電位較第一 閘極1的電位高，以加速平行於電子自陰極頂點發射出 而航向陽極8之行進方向的速度分量。使得在第二閘極 2的輔助下，第三閘極3所産生的電場使由陰極發射的 電子，其垂直於行進方向之速度分量與平行於行進方向 之速度分量的平均比值大概逹成一最小值。這自陰極發 射出來而分布受抑制的電子束，形成收歛良好的電子束 -4 7- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填窝本頁)

413828 A7 B7 五、發明説明（ 4·〇 。結果，自陰極發射出來的電子不可能轉向並到逵第二 和第三閘極2和3上。這確實避免了任何不必要的電極 電流。 由於上述原因，本發明的重要之處在於：.使第二閘 極2上的電位較陰極4的電位低，以降低垂直於電子 自陰極頂點發射出之行進方向的垂直速度分量；而第Η 閘極3上的電位則較陰極4的電位高，以加速平行於電 子自陰極頂點發射出之行進方向的速度分量》使得在第 二閘極2的輔助下，第三閘極3所産生的電場使由陰極 發射的電子，其垂直於行進方向之速度分量與平行於行 進方向之速度分量的平均比值大概達成一最小值。 雖然本發明完全是參照所附圖表之的例子而作的描逑 ,那可不是本發明極限，應該了解的是很顯然地熟悉習 用技術的人可以作各種改變或修正。所以除非偏離此一 發明之精神及架構，皆應照描述於此的方式建構。 ------------ *-*'. \ (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) JK"- 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 -48- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐）

41SB2B 五、發明説明（私） 主要元件之爾照表 A7 B7

經濟部中央標準局舅工消費合作社印裝 1 陰 極 2 第 閘 極 3-1 第 二 閘 極 3 ~ 2 第 三 閘 極 4 基 Η 5 第 一 ψ tiiU m 層 膜 6 第 二 絕 緣 層 膜 7 第 絕 m 層 膜 8 陽 極 9 基 η 11 第 一 直 流 電 源 供 應 器 1 3 第 二 直 流 電 源 供 應 器 14 第 直 流 電 源 供 應 器 15 電 阻 31 第 閘 極 32 第 二 閘 極 33 第 三 閘 極 34 陰 極 35 第 一 絕 緣 層 膜 36 第 二 絕 緣 層 膜 37 第 三 絕 線 層 膜 38 陽 極 4 8 - (請先閲讀背面之注意事項再填寫本育) -裝· -訂 線 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 413828 五、發明説明（4“） 39 基 Η 41 第 一 閘 極 42 第 二 閘 極 43 第 三 閘 m 44 錐 形 陰 極 45 第 ψ 緣 層 膜 46 第 二 緣 層 膜 47 第 三 絕 緣 層 膜 48 陽 極 49 基 η 51 第 一 閘 極 52 第 二 閘 極 53-1 第 閘 極 53-2 第 四 閘 極 54 錐 形 陰 極 55 第 一 絕 緣 層 膜 56 第 二 緣 層 膜 57 第 二 絕 緣 層 膜 58 陽 極 59 基 Η -48a~ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本I) 裝. -訂 線_ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐）

Claims (1)

1. 413828 AS P---------------- 一4 經濟部中央標率局負工消費合作社印製 六、申請專利範圍 ~~—ml 第851 0 8376號「設有場致發射冷陰極及改良式閘極結構之 電子槍J專利案 (88年1月30日修正） λ申請專利範圍： 1. 一種電子槍之閘極結構，該電子槍具有一含第一電位 之場致發射冷陰極，該閘極結構包括： 一第一閘極，在該陰極頂點周圍有一第一開口部位 ' ，該第一閘極具有比該第一電位高之第二電位，用以 使電子自該陰極頂點發射出來；以及 至少一具有第二開口部位的第二閘柽以行於電子 自該陰極頂點發射出之行進方向之方向與該第一閘極 隔開，該第二閘極具有高於該第一電位而低於該第二 電位之第三電位，以提供在低電流區中，抑制該電子 發射的電流_電壓特性， 其中一界定為該第一與第三電位間差異之第二電壓 成比例於一界定為該第一與第二電位間差異之第一電 壓而變化，使得該電流-電壓特性具有明顯的伽馬性 質。 2. 如申請專利範圍第1項之閘極結構，其中該第一閘極 之該第一開口部位係小於該第二閘極之該第二開口部 位。 3. 如申請專利範圍第1項之閘極結構，其中該第一與第 二閘極傜藉一絕緣層膜來隔開。 (請先閱讀背面乏注意事項再填寫本頁) 裝. JM. -訂 線 本紙張尺度逋用令國國家梯準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） 413828 AS P---------------- 一4 經濟部中央標率局負工消費合作社印製 六、申請專利範圍 ~~—ml 第851 0 8376號「設有場致發射冷陰極及改良式閘極結構之 電子槍J專利案 (88年1月30日修正） λ申請專利範圍： 1. 一種電子槍之閘極結構，該電子槍具有一含第一電位 之場致發射冷陰極，該閘極結構包括： 一第一閘極，在該陰極頂點周圍有一第一開口部位 ' ，該第一閘極具有比該第一電位高之第二電位，用以 使電子自該陰極頂點發射出來；以及 至少一具有第二開口部位的第二閘柽以行於電子 自該陰極頂點發射出之行進方向之方向與該第一閘極 隔開，該第二閘極具有高於該第一電位而低於該第二 電位之第三電位，以提供在低電流區中，抑制該電子 發射的電流_電壓特性， 其中一界定為該第一與第三電位間差異之第二電壓 成比例於一界定為該第一與第二電位間差異之第一電 壓而變化，使得該電流-電壓特性具有明顯的伽馬性 質。 2. 如申請專利範圍第1項之閘極結構，其中該第一閘極 之該第一開口部位係小於該第二閘極之該第二開口部 位。 3. 如申請專利範圍第1項之閘極結構，其中該第一與第 二閘極傜藉一絕緣層膜來隔開。 (請先閱讀背面乏注意事項再填寫本頁) 裝. JM. -訂 線 本紙張尺度逋用令國國家梯準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） 413828 AS BS C8 D8 申請專利範圍 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 第 有 極閘該 ， 位 位以 閘之有以性位該特 與 具 閘一於下。電 部用 一出具，特電含壓 一 極 三第低助射 I 口 - 第射極钇壓 j 包電 第 陰 第該而輔發第 開位 該發閘電電之壓 I 該 該 ..一 與位的子含 一電 著點二三 | 間電流 中 中 含之向電極電一 第二 繞頂第第流位一電 其其尚位方一閘該有：一第 圍極該之電電第該 - , -部之第二 制具括有之及.，陰 ，位的三該得 構 構 構口 向該第抑槍包圍高以極該開電射第 ，使 結 結 結開方於該能子構周位‘，閛自隔二 發與化 ， 極 極 極三進髙在匾電結點電來二子極第子一變差 閘。閘 閘第行 一 得流該極頂一出第電閘該電第而位 之開之 之一該有使電，.閘極第射的於一於該該壓電 項隔項 項有於具，低構該陰該發位直-第低制含電 一 1 來 1 。1 具直極位在結，該比點部垂一該而抑包 一 之 第間第形第極垂閘電性極極在有頂口以與位中壓第間 圍空圍錐圍閘以三四特閘陰，具極開極向電區電一位 範一範之範 一極第第壓之冷極極陰二閘方一流二於電 利藉利點利第閘該之電槍射閘閘該第二之第電.第例二 專條專頂專該三.位 | 子發一 一自有第向該低一比第 請極請鋭請繞第開電流電致第第子具該方於茌中成與 申閘申尖申圍該隔二電種場 一 該電一 ，進高供其 ，一 如二如一如 ，極第該一之 ，使 極行一提 差第 *··· (請先閣讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國固家標準（CNS) A4规格（210X297公釐） 413828 A8 B8 CB D8 六、申請專利範圍 經濟部中央標牟局員工消費合作社印装 極。第 與 具 行有得在 冷 行極比黠 閘位與 一 棰 該具使性 射 之陰一頂 一部一 第 陰 於極，特發 出該有極 第口第 該 該 ：行閘低壓 致 射在具陰 該開該 中 中 含平 三位電 場 發極極該 中棰中 其 其 尚以第電- 該 點閘閘自 其閘其 ，_, ，極該二流 而 頂 一子 , 二 ， 構 構 構蘭 ，第電 .， 極 第電 構第構 結 結 結三開該該 極 陰第該使 結該結。極 極 極第隔較供。 陰 該該，以 搔於極開閘。閘 閘的來而提射 冷 自，位用 閘小閘隔之開之 之位極高以發 射 子開部 ， 〇 之寸之來項隔項 項部閘位 ·子 發 電隔口位 質項尺項膜 7 來 7 。7口一 電下電： 致；於M開電 性 7 的 7 層第間第形第開第一助該括 場位行基一二 馬第位第緣圍空圍錐圍三該第輔制包 一電平該第第 伽圍部圍絕範 一 範之範第與該的抑 * 置 一 以與一之 的範口範-1利藉利點利有向比極能槍 設第極向有高 顯利開利藉專偽專頂專具方位閛中子上一閘方具位 明専一專傜請極請鋭請一之電二區電片Η有一之圍電 有請第請極申閘申尖申少向四第流種基基具第向周 I 具申該申閘如二如一如至方第該電一 一 該極一方點第 性如之如二 .第.有. 進一 在低. 陰 進頂該 . · 0 12 3 (請先®讀背VS-之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 413828 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 發射出來； (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 至少有一具有第二開口部位的第二閘極以平行於該 行進方向之方向與該第一閘極隔開，該第二閘極具有 高於該第一電位而低於該第二電位之第三電位，以提 供在低電流區中抑制電子發射的電流-電壓特性； 其中一第二電壓包含該第一與第三電位間之一電位 差，成比例於一第一電壓而變化，該第一電壓包含該 第一與第二電位間之一電位差，使得該電流_電壓特 性具有明顯的伽馬性質， 一陽極以平行於該行進方向之方向與該第一及第二 閘極隔開，使電子從該陰極發射出而航向該陽極。 14. 如申請專利範圍第13項之電子槍，其中該第一閘極 與該基Μ之間像藉一第一絕緣層膜來隔開，該膜具有 一圍繞該陰極的開口部位。 15. 如申請專利範圍第13項之電子槍，其中該第一與第 二閘極之間係藉一第二絕緣層膜來隔開。 16. 如申請專利範圍第13項之電子槍，其中該第一與第 二閘極傺藉一空間來隔開。 經濟部中央標準局員工消費合作社印裝 17. 如申請專利範圍第13項之電子槍，其中該第一閘極 開口部位僳小於該第二閘槿開口部位。 18. 如申請專利範圍第13項之電子槍，其中該陰極具有 一尖鋭頂點之錐形。 19. 如申諳專利範圍第13項之電子槍，尚含： -4- 本紙張尺度適用中國國家操準（CNS ) Α4規格（210Χ297公羡） 經濟部中央襟隼局員工消費合作社印策 413828 Aa Ao βδ C8 D8 六、申請專利範圍 具有一第三開口部位圍嬈該第一閛極之一第三閘極 ，該第三閘極垂直該行進方向之方向與該笫一閘極隔開 ，該第三閘極具有一比該第一電位高而較該第二電位 低之第四電位，使得在該第二閘極的輔助下，使得該 電流-電壓特性在低電流區中能抑制該電子發射。 20. —種電子槍，包括： 一基片； 該基Η上設置一場致發射冷陰極，而該場致發射冷 陰極具有一第一電位； 一第一蘭極以平行於電子自該陰極頂點發射出之行 進方向之方向與該基Η隔開，該該第一閘極在該陰極 頂點周圍具有一第一開口部位，該第一閘極具有一 l：b 該第一電位高之第二電位，用以使電子自該陰極頂點 發射出來； 一第二閘極以垂直於該行進方向之方向與該第一閘 極隔開，該第二閘極具有一第二開口部位圍繞該第一 閘極，該第二閘極具有一高於該第一電位而低於該第 二電位之第三電位，以提供在低電流區中抑制該電子 發射的電流-電壓特性； - 其中一第二電壓包含該第一與第三電位間之一電位 差，成比例於一第一電壓而變化，該第一電壓包含該 第一與第二電位間之一電位差，使得該電流-電壓特 性具有明顯的伽馬性質， -5 - 本紙張尺度適用中國國家椟準（CNS ) A4規格（210X297公釐） ---------裝 -----^---^訂-Γ-----線 (請先閣讀背&之注意事項再填寫本頁) 413828 Ββ C8 D8 t、申請專利範圍 一陽極以平行電子自該陰極頂點發射出之行進方向 之方向與該第一及第二閘極隔開，使電子從該陰極發 射出而航向該陽極β 21. 如申請專利範圍第20項之電子槍，其中該第一和第 二閘極與該基Μ之間是透過一具圍嬈陰極之開口部位 的第一絕緣層膜來隔開，且該第一和第二閘極以一空 間來隔開。 22. 如申請專利範圍第20項之電子槍，其中該第一閘極 之第一開口部位係小於該第二閘極之第二開口部位。 23. 如申請專利範圍第20項之電子槍，其中該陰極具有 一尖鋭頂點之錐形。 24. 如申請專利範圍第20項之電子槍，尚含： 至少一具有第三開口部位的第三閘極，以平行於該 行進方向之方向與該第一閘極來隔開，該第三閘極具 有一第四電位比該第一電位高而較該第二電位低，使 得在該第二閘極的輔助下，以提供該電流-電壓特性在 低電流區中能抑制該電子發射。 (請先聞讀背面乏注意事項再填寫本頁) -裝- -訂， 線 經濟部中央標準局男工消費合作社印m 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐）