[发明专利]场发射装置以及改质处理方法

说明书

在真空腔(1)中，发射器(3)和目标物(7)彼此对置。保护电极(5)围绕发射器(3)的电子生成部(31)的外周缘设置。支撑部(4)在真空腔(1)的端到端方向上可移动地支撑发射器(3)。通过操作支撑部件(4)，将发射器(3)移至敞口端(21)侧(非放电位置)并且在来自电子生成部(31)的场发射被抑制的状态下施加电压以在保护电极(5)上重复引起放电来对保护电极(5)执行改质处理。在改质处理之后，再次操作支撑部(4)。发射器(3)被移至敞口端(22)侧(放电位置)并且被置于允许来自电子生成部(31)的场发射的状态。

技术领域

本发明涉及可应用于诸如X射线设备、电子管、照明设备等各种类型的设备的场发射装置及其改质处理(reforming treatment)方法。

背景技术

已知存在如下场发射装置：该场发射装置可应用于诸如X射线设备、电子管、照明设备等各种类型的设备的场发射装置，在该场发射装置中，在真空容器的真空腔中发射器(由碳材料或类似物制成的电子源)和目标物(彼此间隔预定距离地)相互对置，从而在发射器和目标物之间施加电压以引发发射器的场发射(产生并发射电子)，由此将电子束发射到目标物上并执行期望的功能(例如在X射线设备的情况下基于外部X射线辐射的放射镜分辨率功能)。

另外，已经研究了如下技术：通过采用在发射器和目标物之间插入栅格电极的三极管结构，或者通过在发射器的电子生成部上形成弯曲表面(其中该电子生成部被置于与目标物对置并且由其生成电子)，或者通过在发射器的周围边缘侧布置与发射器相同电位的保护电极来抑制来自发射器的电子束的散射(参见专利文献1和2)。

优选地，通过如上所述地施加电压，仅从发射器的电子生成部生成电子来发射电子束。然而，当在真空腔内存在不需要的微小突起或污渍的情况下，变得会容易发生闪络(flashover)现象。从而场发射装置无法达到期望的耐压。

以上问题在如下情况下产生：在真空腔内的保护电极或其它组件(更具体而言为目标物、栅格电极、保护电极等；以下根据需要简称为“保护电极等”)具有能够容易造成局部电场集中(例如通过加工工作在保护电极等上形成微小突起)的情况，在气体组分被吸附在保护电极等上的情况，以及保护电极等包含能够容易地生成电子的元素的情况。在这些情况下，由于在保护电极等上形成电子生成部，场发射装置中生成的电子的量变得不稳定。结果是，电子束变得容易散射。这在X射线设备的情况下导致X射线散焦的问题。

因此，作为抑制闪络现象的技术(即，用于稳定电子生成量的技术)，已经研究出如下技术：执行电压放电调节处理(改质(再生(regeneration)；以下称为“改质处理”)，其中将电压(高压等)施加到保护电极等(例如保护电极和栅格电极)并且重复引起保护电极等上的放电。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2011-119084号公报

专利文献2：日本特开2010-56062号公报

发明内容

然而，当仅仅如上所述地向保护电极等施加改质处理电压时，容易产生发射器的场发射(例如在执行改质处理之前)，使得保护电极等不会被改质处理充分地改质。

本发明是鉴于上述问题而做出的。本发明的目的在于提供在抑制来自发射器的场发射的同时对保护电极等执行改质处理、并且从而获得期望的耐压的场发射装置和改质处理方法。