(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子源を制御するように構成された電界放出型電子源のアレイ及び複数の制御接点と、
前記アレイの上方に電圧を印加するように構成されたフォーカス電極と、
前記複数の制御接点の上方に設けられたシールドと、を備え、
前記アレイは、イオン爆撃を受ける非エミッタゾーンの周囲に配置された、前記非エミッタゾーンとは異なる電子放出ゾーンに配置される、電子放出構造物。
【請求項２】
前記シールドは、前記フォーカス電極の部分を構成する
請求項１に記載の電子放出構造物。
【請求項３】
前記電子源は、ナノスピント型のエミッタである
請求項１又は２に記載の電子放出構造物。
【請求項４】
電気的に絶縁体である基板
をさらに含む請求項１乃至３のいずれか一項に記載の電子放出構造物。
【請求項５】
前記基板は、セラミック材料により構成される
請求項４に記載の電子放出構造物。
【請求項６】
前記基板の上面であるチップ実装面に実装されたエミッタチップをさらに含み、
前記アレイ及び前記複数の制御接点は、前記エミッタチップの上側に配置される
請求項４又は５に記載の電子放出構造物。
【請求項７】
前記基板は前記複数の制御接点のそれぞれに対応する複数の制御ビアを含み、該各ビアの上端は前記シールドの下に配置される
請求項６に記載の電子放出構造物。
【請求項８】
前記エミッタチップは、前記複数の制御接点のそれぞれが対応する制御ビアと電気的に接続された状態となることを促進するように構成された複数のビアを含む
請求項７に記載の電子放出構造物。
【請求項９】
前記複数の制御接点のそれぞれと対応する制御ビアとを接続する複数の外部導体
をさらに含む請求項７に記載の電子放出構造物。
【請求項１０】
前記基板は、前記エミッタチップの底面が前記基板の底面と電気的に接続された状態となることを促進するように構成された１以上のビアを含む
請求項６乃至９のいずれか一項に記載の電子放出構造物。
【請求項１１】
前記基板は、前記フォーカス電極を前記基板の底面と電気的に接続された状態とするように構成される
請求項４乃至１０のいずれか一項に記載の電子放出構造物。
【請求項１２】
前記シールドは、前記アレイを露出させる単一の開口を形成する、請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の電子放出構造物。
【請求項１３】
前記非エミッタゾーンは、前記アレイから放出された電子が照射される電子アノードターゲットの電子焦点における表面近傍の電界に垂直な線に沿った位置に配置される、請求項１乃至１２のいずれか一項に記載の電子放出構造物。
【請求項１４】
請求項１乃至１３のいずれか一項に記載の電子放出構造物を含む画像取込装置。
【請求項１５】
請求項１乃至１３のいずれか一項に記載の電子放出構造物を含むＸ線放出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、Ｘ線源のための電界エミッタと、画像取込装置やＸ線エミッタのような電界放出型電子源を含む装置のための電子放出構造物とを提供することに関する。特に、本電子放出構造物は、Ｘ線スペクトル内における放射を促進するように構成されており、さらに、高電圧印加時において冷カソードがイオン爆撃によるダメージを受けることを防止するためのシステム及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
光電子層を電界放出型電子源アレイと組み合わせて用いる画像装置は、典型的には、受動マトリックスアクティベーション又は能動マトリックスアクティベーションを採用する。ある既知の能動マトリックスアクティベーション法では、（例えばカラム走査ドライバから延びる）カラム選択ライン及び（例えばロウ走査ドライバから延びる）ロウ選択ラインという２つのラインの使用を通じて特定の電子源が活性化され、その２つの信号ラインのうちのひとつは、選択された電子源に対して電力を供給するための電圧源としての役割も担う。複数の電界放出型電子源アレイがそのような活性化システムを採用するケースでは、選択／電圧源ラインは、数十ボルトの電圧を取り扱う能力を必要とする。電力消費量のレベルは電圧の自乗の関数であることから、そのような高電圧が信号選択回路において使用されると、切り替え動作による電力の消費量が極めて大きくなる。さらに、信号ラインの電圧が大きくなると、電圧波形に歪みが発生するため、高速動作するスイッチング回路の能力に悪影響が及ぶ。
【０００３】
能動マトリックスアクティベーションを使用する、あるホールド型の表示装置においては、電圧源が上記２つの選択ライン（カラム及びロウ）から分離されている。すなわち、特定の電子源が第１の信号ライン及び第２の信号ラインの活性化を通じて活性化され、加えて、電子源を活性化するための電圧が第３の電圧供給ラインを通じて供給される。典型的には、２つの信号ラインのうちのひとつは、電子源活性化の長さを制御し、したがってトータルの電子放出レベルを制御するため（例えば、ピクセル表示強度を制御するため）の電圧を変化させる信号を提供する。その結果、ピクセル強度信号を運ぶ信号線の電圧が例えば１５ボルトという大きな値となる可能性があり、これは、大きなエネルギー消費量と、スイッチング回路の応答能力の劣化との原因となる。さらに、活性化トランジスタのスイッチング時間は、関連するキャパシタのチャージ時間及びチャージ能力によって制限される。これらの理由により、上記システムは、１ドットずつ（又は１ラインずつ）の連続的な活性化のような高速動作に適するものではない。
【０００４】
さらに、Ｘ線は、典型的にはＸ線生成器によって生成される電磁放射の一形態である。Ｘ線生成器はＸ線を生成するために使用される装置であり、典型的には、Ｘ線撮影法において、例えば診断又は医療上の問題の治療のために、人体の画像化を可能にする物体の内部を表すＸ線画像を取得するために使用される。Ｘ線技術は、医学の他に、非破壊検査、殺菌、開花などの分野でさらに使用され得る。
【０００５】
Ｘ線管は、典型的には、真空内に電子を放出するように構成されたカソード部品と、放出された電子を集めるように構成されたアノード部品と、管容器とを備えており、したがって、電子ビームとして知られる、管を通る電流の流れを確立する。カソードとアノードの間には電子を加速する高電圧電力源が接続されており、電子は、加速された後に高速でターゲットをたたく。電子ビームはフォーカスされており、焦点でアノードのターゲットをたたく。したがって、カソードから出た電子は、タングステン、モリブデン、又は銅のようなアノード材料に衝突し、アノード材料内の他の電子、イオン、及び原子核を加速する。生成されるエネルギーの約１％が、Ｘ線としての電子ビームの経路に対して通常垂直な方向に放射／放射される。残りのエネルギーは、熱として解放される。
【０００６】
典型的なＸ線源は、そのエミッタのために、フィラメントを通る電流によって加熱されるフィラメントタイプの熱カソードを有していることが特筆される。フィラメントによって電子的に加熱されない他のタイプのカソードは、熱カソードの代替品として使用され得る冷カソードである。しかしながら、冷カソードを有するＸ線源は、高電圧印加時の頑強さに欠ける。
【０００７】
Ｘ線源のようなエミッタを用いて高電圧を印加する際には、アノードから幾らかの（脱）ガス分子が電離され、放射カソードに向かうイオンのビーム内で加速される。このビームは、高エネルギーイオンの爆撃により、エミッタに深刻なダメージを与える可能性がある。
【０００８】
頑強で、高電圧印加時におけるそのようなイオン爆撃に対して打たれ強い冷カソードの対するニーズがある。本開示は、このニーズを扱う。
【発明の概要】
【０００９】
本書で開示される主題の一側面によれば、以下を含む電子放出構造物が提供される。
・電子源を制御するように構成された電界放出型電子源アレイ及び複数の制御接点
・前記アレイの上方に電圧を印加するように構成されたフォーカス電極
・前記複数の制御接点の上方に設けられたシールド
【００１０】
前記シールドは、前記フォーカス電極の部分を構成し得る。
【００１１】
前記電子源は、ナノスピント型のエミッタであり得る。
【００１２】
前記電子放出構造物はさらに、電気的に絶縁体である基板を含んでもよい。前記基板は、セラミック材料により構成され得る。
【００１３】
前記電子放出構造物はさらに、前記基板の上面であるチップ実装面に実装されたエミッタチップを含んでもよく、前記アレイ及び前記複数の制御接点は、前記エミッタチップの上側に配置され得る。
【００１４】
前記基板は、前記複数の制御接点のそれぞれに対応する制御ビアを含み、各ビアの上端は前記シールドの下に配置されることとしてもよい。
【００１５】
前記エミッタチップは、前記複数の制御接点のそれぞれが対応する制御ビアと電気的に接続された状態となることを促進するように構成された複数のビアを含み得る。
【００１６】
前記電子放出構造物はさらに、前記複数の制御接点のそれぞれと対応する制御ビアとを接続する複数の外部導体を含み得る。
【００１７】
前記基板は、前記エミッタチップの底面が前記基板の底面と電気的に接続された状態となることを促進するように構成された１以上のビアを含み得る。
【００１８】
前記基板は、前記フォーカス電極を前記基板の底面と電気的に接続された状態とするように構成され得る。
【００１９】
本書で開示される主題の他の側面によれば、上述した電子放出構造物を含む画像取込装置が提供される。
【００２０】
本書で開示される主題の他の側面によれば、上述した電子放出構造物を含むＸ線放出装置が提供される。
【００２１】
本書で開示される主題の他の側面によれば、以下を含むＸ線エミッタ装置が提供される。
・その表面の近傍に電界を生成する電子アノードターゲット
・前記電子アノードターゲットに向かって電子を放出するように構成された少なくとも１つの電子放出ゾーンを有する冷カソード電子源
【００２２】
前記Ｘ線エミッタ装置は、さらに以下を含む。
・前記電子アノードターゲットの表面近傍の前記電界に垂直な線に沿って配置され、前記冷カソード電子源の前記電子放出ゾーンとは異なる少なくとも１つのイオン爆撃ゾーン
【００２３】
前記Ｘ線エミッタ装置はさらに、電子が１つの角度で１つの電子焦点をたたくこととなるよう、前記電子アノードターゲットの方に前記電子を向かわせるように構成されたフォーカス構造を含む。
【００２４】
必要に応じて、前記Ｘ線エミッタ装置の前記少なくとも１つのイオン爆撃ゾーンは、前記電子焦点において、前記電子アノードターゲットの表面に対して垂直な線に沿って配置される。
【００２５】
必要に応じて、前記Ｘ線エミッタ装置の前記少なくとも１つのイオン爆撃ゾーンは、前記電子焦点より大きな広がりを有する。
【００２６】
前記Ｘ線エミッタ装置の前記少なくとも１つのイオン爆撃ゾーンは、元素材料によってコートされ得る。前記元素材料は、純金属及びカーボンを含むグループから選択され得る。
【００２７】
前記Ｘ線エミッタ装置の前記少なくとも１つのイオン爆撃ゾーンは、前記冷カソード電子源の前記電子放出ゾーンによって囲まれた中央エリアを含み得る。
【００２８】
前記冷カソード電子源の前記放出ゾーンの間に、前記Ｘ線エミッタ装置の非エミッタゾーンが設定される。
【００２９】
前記Ｘ線エミッタ装置の前記電気的に絶縁体でありエミッタである基板はさらに、前記電気的に絶縁体でありエミッタである基板の上面であるチップ実装面に実装されたエミッタチップを含む。
【００３０】
前記Ｘ線エミッタ装置の前記電子アノードターゲットは、前記電子放出源に対して角度を形成するように構成された傾斜電子アノードターゲットを含むことができ、前記電子傾斜アノードはさらに、段付き電子アノードを形成するために段を含み得る。
【００３１】
前記Ｘ線エミッタの前記フォーカス構造は、前記段の近くにある焦点に前記電子を向かわせるよう動作可能であり得る。
【００３２】
前記Ｘ線エミッタ装置の前記傾斜電子アノードターゲットの角度は、前記イオン爆撃ゾーンが前記冷カソード電子源のエミッタエリアの外となるように選択され得る。
【００３３】
前記Ｘ線エミッタ装置の前記電子放出ゾーンは、複数の電界放出型電子源を含み得る。
【００３４】
前記Ｘ線エミッタ装置の前記電子放出ゾーンは、スピント型の電子源であり得る。
【００３５】
前記Ｘ線エミッタ装置はさらに、前記電界放出型電子源と前記カソードとの間に位置する抵抗層を含む。
【００３６】
前記Ｘ線エミッタ装置の前記基板は、シリコンベース又はシリコンカーバイドベースであり得る。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
本発明のよりよい理解のため、及び、実際問題としてそれがどのように実行され得るかを示すため、純粋に限定されない例として、添付図面に対する参照が以下になされる。
【００３８】
図面に対して具体的かつ詳細に言及するにあたり、示される特徴が、例として本発明の好ましい実施の形態の実例を議論する目的のためのものに過ぎず、最も有用で、かつ、本発明の原理及び概念的な側面の容易に理解可能な描写であると信じられるものを提供するために提示されるものであることを強調しておく。この点において、本発明の基礎的な理解のために必要な限度を超えて詳細に本発明の構造的な詳細を示すことについての試みは行われていない。図面に付随する記述は、本発明のいくつかの形態が実際問題としてどのように具体化され得るかを当業者に明らかにするものである。添付図面は、以下を含む。
【図１】本書で開示される主題による装置の模式図である。
【図２Ａ】図１に示した画像取込装置の電子放出構造物の例の側面断面図である。
【図２Ｂ】図１に示した画像取込装置の電子放出構造物の例の側面断面図である。
【図３】図２Ａ及び図２Ｂに示した電子放出構造物のエミッタチップの上面図である。
【図４Ａ】図２Ａ及び図２Ｂに示した電子放出構造物の基板のチップ実装面の一部を示す平面図である。
【図４Ｂ】基板の底面の一部を示す平面図である。
【図５Ａ】本書で開示される主題による反射型装置の一例を示す模式図である。
【図５Ｂ】本書で開示される主題による透過型装置の一例を示す模式図である。
【図６Ａ】爆撃抵抗性冷カソードＸ線エミッタ装置の実施の形態を示す模式図である。
【図６Ｂ】電子ビームがアノードターゲットに向かって加速され、ターゲットから解放された金属蒸気が部分的にイオン化されたときにおける、Ｘ線エミッタ装置の電子放出カソードとアノードターゲットとの間のイオン圧力分布の模式的な説明である。
【図７】放出ゾーンによって囲まれた非放出イオン収集ゾーンを有するＸ線エミッタ装置の電子放出カソードの第１の実施の形態を示す上面図及び断面図である。
【図８Ａ】放出ゾーンによって囲まれた正方形の非放出イオン収集ゾーンを有する正方形エミッタ構成の上面図である。
【図８Ｂ】２つの放出ゾーンの間に配置された長方形の非放出イオン収集ゾーンを有する長方形エミッタ構成の上面図である。
【図８Ｃ】円形の放出ゾーンによって囲まれた円形の非放出イオン収集ゾーンを有する円形エミッタ構成の上面図である。
【図９】傾斜ターゲットアノードを含む爆撃抵抗性冷カソードＸ線エミッタ装置の第２の実施の形態を説明する図である。
【図１０Ａ】傾斜アノードの一例である。
【図１０Ｂ】段付きアノードの一例である。
【図１１】ビームランディングのシミュレーション構成の一例である。
【図１２Ａ】可能性のあるシステムのエミッタチップを表す図である。
【図１２Ｂ】１ｍｍ半径の電子ビーム焦点サイズを用い、色々なアノード−カソード間距離について行ったイオンランディングシミュレーションのシミュレーション結果を示すグラフである。
【図１３Ａ】様々なアノードの表面角に対する選択された電子ビームシミュレーションを説明する図である。
【図１３Ｂ】様々なアノードの表面角に対する選択された電子ビームシミュレーションを説明する図である。
【図１４Ａ】様々な電子アノード角について行ったビームランディングシミュレーションの結果の模式的な説明である。
【図１４Ｂ】１ｍｍ半径の電子ビーム焦点サイズを用い、様々なアノード−カソード間距離について行ったビームランディングシミュレーションの結果を示すグラフである。
【図１５Ａ】傾斜アノード及び段付きアノードの間におけるイオン軌道の違いを説明する図である。
【図１５Ｂ】傾斜アノード及び段付きアノードの間におけるイオン軌道の違いを説明する図である。
【図１６Ａ】傾斜電子アノード及び段付き電子アノードの間におけるイオンランディングスポットの違いを説明する図である。
【図１６Ｂ】傾斜電子アノード及び段付き電子アノードの間におけるイオンランディングスポットの違いを説明する図である。
【図１７】段付き及び段無しの傾斜アノードを用いる場合のイオンランディングスポットのシフトを示すシミュレーション結果を表すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
［電子放出構造物］
図１に模式的に示すように、全体に１０として示される装置が提供される。装置１０は、エミッタの冷カソードを構成する電子放出構造物１２と、エミッタのアノードを構成する電子受信構造物１４とを含む。電子放出構造物１２は、電子受信構造物１４に向けて電子ビームを放出するように構成され、以下に記されるように、それによって所定スペクトラムの放射線を生成する。この装置は、例えば、Ｘ線エミッタや画像取込装置などであり得る。
【００４０】
図２Ａ及び図２Ｂに示すように、電子放出構造物１２は、電界放出型電子源22のアレイ２０が実装されるエミッタチップ１８を含む。部分的にエミッタチップ１８上方に配置され、開口２８を有して形成される張り出し２６を含むフォーカス電極２４が、電子放出構造物１２の上方に配置される。特に、開口２８が電界放出型電子源22のアレイ２０の上方に配置される一方で、張り出し２６は、エミッタチップ１８のマージンエリア３０の上方に配置される。電子放出構造物１２及びフォーカス電極２４は、電気的に絶縁体である基板３２上に実装される。
【００４１】
電子源２２は、例えば量子力学的トンネル効果により選択的に電子ビームを生成することに適した任意の要素であってよい。適切な電子源２２の限定されない例としては、ナノスピント型のエミッタ、カーボンナノチューブ型の電子源、金属−絶縁体−金属型の電子源、金属−絶縁体−半導体型の電子源が挙げられる。或いは、タイプの異なる複数の電子源２２の組み合わせにより、アレイを構成することとしてもよい。
【００４２】
基板３２は、電気的な絶縁を提供する任意の適切な材料により形成されてよい。例えば、セラミックで形成されてよい。
【００４３】
エミッタチップ１８に動作電力を供給するため、基板３２には１以上のチップビア３４が設けられ、これにより、基板３２の上面であるチップ実装面３６がその底面３８と電気的に接続された状態となる（本開示において、用語「上」「上面」「下」「底面」及びこれらと類似の用語は、図面に対する言及の中で説明される方位に関して使用される）。底面３８には、電気的に導体であるコンタクトプレート４０が用意される。したがって、エミッタチップに接続するためにコンタクトプレート４０及びチップビア３４を利用することによってエミッタチップに対して必要な電力を提供するように、電力源を使用することができる。
【００４４】
図３に模式的に示すように、エミッタチップ１８は、その一辺に沿って複数のロウ制御接点４２を含み、隣接する一辺に沿って複数のカラム制御接点４４を含む。これら制御接点４２，４４は、エミッタチップ１８のマージンエリア３０内に配置されており、したがって、フォーカス電極２４の張り出し２６によってシールドされている。これらは、電界放出型電子源２２が配置されるグリッドを定義する。電子源２２のそれぞれは、それぞれのロウ制御接点４２及びカラム制御接点４４を活性化することによって制御される。例えば、２２ａによって示される電子源２２は、４２ａで示されるロウ制御接点４２ａと、４４ａで示されるカラム制御接点とを活性化することによって、制御され得る。
【００４５】
図４Ａに示すように、基板２２のチップ実装面３６には、線状に配置され、エミッタチップ１８のロウ制御接点４２に対応する複数のロウ制御パッド４６と、ロウ制御パッドの線と実質的に垂直な線状に配置され、エミッタチップのカラム制御接点４４に対応する複数のカラム制御パッド４８とが設けられる。図２Ａ及び図２Ｂに戻ると、制御パッド４６，４８は、（図２Ａ及び図２Ｂに示される）制御ビア５０によって、（図４Ｂに図示される）基板３２の底面３８と電気的に接続される。各制御ビア５０は、その上端に位置する制御パッド４６，４８と、その下端に位置し、エミッタチップの動作を指示するように構成された駆動回路又は他の類似の回路のような制御装置（図示せず）に接続されるよう構成されたエミッタ駆動パッド５２との間に延在している。
【００４６】
図２Ａ及び図２Ｂに戻ると、エミッタチップ１８の上側に位置するロウ制御接点４２及びカラム制御接点４４は、それぞれロウ制御パッド４６及びカラム制御パッド４８に接続される。一例によれば、図２Ａに示すように、各接点４２，４４は外部導体５４を介して、それぞれの制御パッド４６，４８と電気的に接続される。導体５４は、ワイヤ、固体リード、又は任意の適切な接続要素であってよい。他の例によれば、図２Ｂに示すように、制御接点４２，４４のそれぞれと関連付けられたスルーシリコンビア（ＴＳＶ）５４をエミッタチップ１８に設けることとしてもよい。制御接点４２，４４のそれぞれに関連付けられた複数のＴＳＶ５４はそれぞれ、対応する制御パッド４６，４８に接続される。
【００４７】
上記の例によれば、エミッタ駆動パッド５２と制御接点４２，４４の間の電気的な経路がフォーカス電極２４の張り出し２６によって完全にシールドされていることが保証される。
【００４８】
フォーカス電極２４は、電子源２２から放出された電子の軌道を修正し、望ましくない軌道で放出された電子のロスを最小化するように構成される。したがって、フォーカス電極２４は、自身によって定義され、電子源２２によって放出された電子がそれを通過して電子受信構造物１４に到達する開口２８を横切ってフォーカス電圧を印加するように構成される。
【００４９】
したがって、基板３２の底面３８には、制御装置と接続されるように構成されたフォーカスパッド５６が用意される。また、フォーカス電極２４をフォーカスパッド５６に電気的に接続するフォーカスビア５８が用意される。フォーカス電極２４は電気的に導体である材料によって形成されており、そのことは、フォーカス電極２４が開口２８にフォーカス電圧を印加することを可能にする。
【００５０】
図示しない変形例によれば、フォーカス電極２４の上方に面する表面６４と下方に面する表面６６との少なくとも一方又は両方が電気的に絶縁体である材料を含みつつ、その底面６０及び開口に面する表面６２は互いに電気的に接続されている。
【００５１】
電子受信構造物１４は、任意の適切なデザインで提供され得る。例えば、図１に示すように、フェイスプレート６８、アノード７０、及び、下方に面する放射源７２を有し得る。放射源７２は、当該技術分野で知られているように、例えばＸ線エミッタのケースでは金属ターゲットであり、画像取込装置のケースでは光伝導体である。
【００５２】
ここで添付図面を参照して説明する装置１０は、本書に開示される主題の範囲を超えることなく、変更すべきところは変更して、任意の適切な電子受信構造物を含むことができる、ということが理解されるであろう。例えば、図５Ａに示すように、装置１０は反射型であってよい。この例によれば、電子受信構造物１４は、電子放出構造物１２と出力開口部７６の間に面する傾斜面７４を含む。電子放出構造物１２から放出された電子ビームが電子受信構造物１４をたたくと、放射源７２の構成によって決定される所定スペクトラムの放射線、例えばＸ線、が生成される。電子放出構造物１２及び出力開口部７６に対する傾斜面７４の配置は、放射線が出力開口部から出て行くように選択される。
【００５３】
他の例によれば、図５Ｂに示すように、装置１０は透過型である。この例によれば、電子受信構造物１４は、電子放出構造物１２が電子を放出する方向と実質的に垂直に配置される。この例によれば、電子受信構造物１４の放射源７２は、電子放出構造物１２から見て外方に向いている。電子放出構造物１２から放出された電子ビームが電子受信構造物１４をたたくと、放射源７２の構成によって決定される所定スペクトラムの放射線、例えばＸ線、が生成される。
【００５４】
本書で開示される主題によれば、フォーカス電極２４は、制御接点４２，４４と、エミッタ駆動パッド５２に対するそれぞれの接続とに対するシールドとしての役割を果たす。これは、例えばＸ線源のような、その動作に先立って行う必要のあるバーンインプロセス（例えば、真空の生成）がエミッタチップにダメージを及ぼす原因となり得る放電をもたらす可能性のあるエミッタを利用する高電圧のアプリケーションにおいて、特に有用である。
【００５５】
添付図面を参照する前述の描写は画像取込装置又はＸ線エミッタのための電子放出構造物に向けられたものであるけれども、当業者は、変更すべきところは変更しつつ他のアプリケーションで使用するためのその有用性を直ちに認識するであろう。ここで定義される構造は、例えばＸ線場を生成するために、冷カソード技術の使用を促進できる。
【００５６】
本書で開示される手段に関係する技術分野の当業者は、多数の変更、バリエーション、及び変形が、変更すべきところは変更しつつ本開示の範囲を離れることなくなされ得ることを、容易に認識するであろう。
【００５７】
本開示の他の側面は、少なくとも１つの電子ビームを放出するよう動作可能な電子放出構造物に関連する。この側面において、電子ビームは電界により、電子アノードターゲット上の焦点に向かってフォーカスされかつ加速される。電子放出構造物は、冷カソード基板に対するイオン爆撃のダメージを回避するように構成され得る。それゆえ冷カソードは、明瞭な電子放出及び非放出ゾーンを有することができる。
【００５８】
冷カソードのようなＸ線源のエミッタは、電子アノードターゲットに向けて電子ビームを放出するよう動作できる。ターゲットと衝突するときの電子の大きな流れ（医療用Ｘ線で３０から５００ｍＡ）はターゲットを摂氏２０００度にまで加熱することができ、それによって電子アノードターゲットからＸ線が放出される。そのような電子アノードターゲットは、例えば、タングステン又はモリブデンなどによって形成され得る。
【００５９】
結果としての高温及び低圧力のため、電子の焦点の周囲ではターゲットの材料が蒸発する。電子アノードターゲットに隣接する電子ビームの経路内の蒸発した金属原子は、高エネルギーの電子によって容易にイオン化され得る。３０ｋＶから１５０ｋＶのオーダーとなり得る電子アノードターゲットとカソードの間の高電圧は、正に帯電した電子アノードターゲットに隣接し、イオン化が起こるエリアにおいて、特に強い電界を発生させる。
【００６０】
したがって、電子アノードターゲットに隣接するエリアで生成される金属陰イオンは、典型的には電子アノードターゲットの表面に平行であるローカルな電界に対して垂直な線に沿って、電子アノードターゲットから離れる方向に強く加速され得る。加速されたイオンは、電子アノードターゲットに隣接する電界に対して垂直な軌道に沿って方向付けられたイオンビームを形成する。冷カソードがイオンビームの軌道に沿って配置されていると、イオン爆撃のダメージを受けやすくなる。
【００６１】
本開示は、いかなるマイクロ構造もダメージを受けないよう、脆弱な冷カソードから離れ、専用かつ明確なイオン収集ゾーンに向かうようにイオンビームをそらすことにより、高電圧の真空内のイオンが冷カソードを爆撃することを防止するように構成された冷カソードＸ線エミッタの実施の形態を紹介する。そのようなデザインは、医療用Ｘ線源内の冷カソードのアプリケーションにとって極めて重要であり得る。
【００６２】
イオン爆撃のダメージを減らすため、冷カソードの放出ゾーンから離れたイオン軌道をさらに移動させるように動作できる放出及び非放出ゾーン、傾斜電子アノードターゲット、段付き電子アノードターゲットなどを明確に有する分割カソードが、本開示の様々な側面に含まれる。
【００６３】
［電子ビームの分布］
図６Ａには、Ｘ線エミッタ、画像取込装置などである爆撃抵抗性装置６００Ａとして可能な技術的構成を模式的に示している。
【００６４】
爆撃抵抗性装置６００Ａは、エミッタの冷カソードを含む電子放出構造物１２と、エミッタの電子アノードターゲットを含む電子受信構造物１４とを含む。電子放出構造物１２は、基板３２、冷カソード２２、及び、電子受信構造物１４に向けて電子ビーム８０を放出するために構成されたフォーカス構造４２を含み、所定スペクトラムで放射線を生成する。
【００６５】
電子放出構造物１２はさらに、図１３Ａを参照して後に説明するようなエミッタチップも含む。
【００６６】
電子受信構造物１４は、任意の適切な構成により提供され得る。図６Ａに示すように、電子受信構造物１４の一実施の形態は、フェイスプレート６８、アノード７０、及び、当該技術分野で知られているようにＸ線エミッタのケースでは例えば金属ターゲットとなる放射源７２を含み得る。電子は、ターゲットの焦点９２に向けられる。
【００６７】
蒸発した金属は、イオン化されてイオンビーム９０を形成し、焦点から出てターゲットから離れる方向に向かう。イオン爆撃は、従来式のＸ線エミッタに属する従来式の金属フィラメントカソードにさえもダメージを与え得る。冷カソードエミッタは特に傷つきやすく、冷カソードのマイクロ構造は爆撃によって深刻に破壊される可能性があることに特に注目すべきである。そのようなダメージを避けるため、爆撃抵抗性エミッタの冷カソード２２は、以下で記述するように、電子放出ゾーン及び非エミッタゾーンを含み得る。非エミッタゾーン２３は、アノードとカソードの間の高圧の電界によって加速されたイオン化重金属を受け止めるため、焦点から延在し、電子アノードターゲットの表面に対して垂直な線に沿って配置され得る。
【００６８】
現開示の側面は、以下で記述されるように冷カソード及びターゲットアノードに適用されるもので、いかなるマイクロ構造もダメージを受けないようにするため、高電圧の真空中でイオンビームを傷つきやすい冷カソードの方向からそらし、収集ゾーンに衝突させるであろう。したがって、現開示の実行は、医療用Ｘ線源における冷カソードの応用を促進することができる。
【００６９】
図６Ｂには、上記装置構成の電子アノードターゲット７０と冷カソード２２の間の考えられる圧力分布６００Ｂを模式的に示している。
【００７０】
上記装置構成（図６Ａの６００Ａ）の圧力分布は、冷カソード２２付近のエリア６０２Ｂでは低圧のガスを提供し、６０４Ｂのエリアで増加し、その結果としてアノード７０付近のエリア６０６Ｂではより高いガス圧力となっている。ここで、いくらかのガスイオンが電子爆撃によってイオン化され、生成されたイオンは、焦点から延びる線に沿ってエミッタの方向に戻るように電界によって加速されることに注意すべきである。
【００７１】
［エミッタの考えられる構成］
図７には、電子エミッタ７００のための考えられる冷カソード構成の上面図及び断面図を示している。この冷カソード構成は、中心に、Ｘ線エミッタ装置のエミッタゾーン７０４によって囲まれた四角形の非エミッタゾーン７０６を有する。
【００７２】
電子エミッタ７００は、基板７０２（断面図）、エミッタゾーン７０４、及び非エミッタゾーン７０６を含む。非エミッタゾーン７０６は、イオン爆撃がエミッタエリア７０４上で発生せず、それゆえそれに対する爆撃ダメージを防ぐことができるよう、エミッタゾーン７０４によって囲まれるように構成される。
【００７３】
非エミッタゾーン７０６の材料は、純金属、カーボン、又は、Ｃ：Ｈ層などの様々なカーボン成分のような、酸素を含まない材料によって形成され若しくはコートされ得ることに特に注意が必要である。
【００７４】
さらに、非エミッタゾーン７０６のサイズは、電子の焦点のそれよりも大きくてよい。これによれば、焦点から出た広がりのあるイオンビームが、エミッタゾーン７０４内にはっきりと広がることなく、非エミッタゾーン７０６内に収集され得る。
【００７５】
必要に応じて、フォーカス構造４２（図６Ａ）が放出ゾーンと電子アノードターゲットの間に配置され、できれば放出メカニズムを囲むべきである。これにより、電子ビームは、エミッタゾーンから焦点に向かってフォーカスされ、ターゲットから非エミッタゾーン７０２に対して垂直な線に沿って位置合わせされることができる。電子は、垂直に対して角度を持って焦点をたたくよう電子を方向付け得るフォーカス構造によって方向付けられ得ることが認識されるであろう。
【００７６】
冷カソード基板の四角形の断面図は例として提示されたものに過ぎず、様々な他の構成が利用され得ることが認識されるであろう。そのような例が、以下で図８Ａ〜図８Ｃを参照して記述するように、さらに詳述される。
【００７７】
オプションで、エミッタゾーンは、非エミッタゾーンが完全に囲まれること、又は、非エミッタゾーンがエミッタゾーン要素の間に位置することを許容する付加的な放出要素により構成され得る。
【００７８】
図８Ａ、図８Ｂ、図８Ｃには、本書で開示される主題によるＸ線源として動作可能な放出構造物の様々な冷カソード構成の模式的な図を示している。これらのデザインは、例えばＸ線管のようなＸ線エミッタ装置内の電子アノードターゲットの近くで生成される、考えられるイオン爆撃ダメージを実質的に低減することを目的とするものである。
【００７９】
図８Ａは、正方形の放出ゾーン８０２Ａと正方形の非放出ゾーン８０４Ａとを有する矩形の冷カソード構成を示す上面図８００Ａである。
【００８０】
図８Ｂは、矩形の放出ゾーン８０２Ｂと正方形の非放出ゾーン８０４Ｂとを有する矩形の冷カソード構成を示す上面図８００Ｂである。
【００８１】
図８Ｃは、円形の放出ゾーン８０２Ｂと円形の非放出ゾーン８０４Ａとを有する円形の冷カソード構成を示す上面図８００Ｃである。
【００８２】
図８Ａ〜図８Ｃに示される様々な冷カソード基板のデザインは、例として持ち込まれたものであることに注意すべきである。追加で又は代わりに、適切なゾーンサイズで成形された放出ゾーン及び成形された非放出ゾーンを提供する様々な他のデザインが利用され得る。
【００８３】
（図８Ａの）８０２Ａのサイズのような、エミッタゾーンに囲まれた又はエミッタゾーンの間にセットされた非放出ゾーンのサイズは、どれであっても電子焦点のそれより大きいことに、さらに注意すべきである。
【００８４】
［段付き／傾斜アノード］
図９には、爆撃抵抗性装置構成９００の第２の実施の形態を示すとともに、考えられる電子ビーム及びイオンビームのシミュレーションを示している。装置構成９００は、Ｘ線エミッタ、画像取込装置などのような装置に適用可能であり得る。
【００８５】
第２の実施の形態の装置構成９００は、傾斜ターゲットアノード９０４に対し、フォーカス構造９０６を介して軌道９０８で電子ビームを放出するように構成された電子エミッタ９０２を含む。傾斜ターゲットアノード９０４は、その大部分において傾斜したターゲット９０４の表面に平行となるローカル電界９１２を生成する、ということに注意が必要である。したがって、イオンは、ローカル電界に対して垂直な軌道９１０に沿い、エミッタである基板に当たらない電子エミッタから離れた位置に向かって加速され、これにより、考えられるイオン爆撃のダメージが防止される。
【００８６】
Ｘ線源のための冷カソード電子銃は、電子ビームをターゲットアノードの焦点に向かわせるフォーカス構造を有し得ることに注意が必要である。現開示の第２の実施の形態は、イオンビームが電子放出構造物から離れた位置に向けられるように構成された傾斜ターゲットアノード９０４を含み得る。したがって、ターゲットアノードとカソードの間の距離及びターゲットの角度は、イオンビームの衝突ポイント９１１が放出ゾーン９０２又はフォーカス構造９０６から離れた位置となるよう選択される。
【００８７】
以下の図面では、様々な傾斜アノードの影響と、イオン軌道を変えることに関連する影響とを説明する様々なシミュレーションが示される。
【００８８】
アノードは、傾斜ターゲットアノード上の焦点を電子でヒットする放出された電子ビームが、垂直に対して角度をなして焦点に衝突するよう、放出基板の平面に対して角度を持って傾いて構成され得る。
【００８９】
電子が加速され、ターゲットアノードをヒットするので、焦点の温度は実質的に（摂氏２０００度まで）上昇し、アノード材料が部分的に蒸発する可能性がある。さらに、気化した電子のいくらかが電子ビームによってイオン化される。ターゲットアノードの近くで生成されたイオンは低い初期速度を有し、イオンビームがエミッタゾーンの外に着地するよう、傾いたアノード平面に対して平行なローカル電界に対して垂直な軌道に沿って加速され得る。
【００９０】
ターゲットアノード、冷カソードエミッタ、及びフォーカス構造の間の位置、角度、及び距離は、エミッタエリアに対するイオン爆撃のダメージが防止されるような方法で選択され得ることに注意が必要である。
【００９１】
図１０Ａ及び図１０Ｂに示すように、傾斜アノード（図９の４０４）を含む受信構造物（電子アノードターゲット）は、電子放出基板の表面（図９の４０２）に対して傾斜面であり得る。
【００９２】
図１０Ａは考えられるデザイン１０００Ａを示しており、そのような傾斜アノード１００２Ａを説明する。デザイン１０００Ａにおいては、表面の角度が、傾斜ターゲットアノードの表面に隣接し、アノードの傾斜面に対して概ね平行となるローカル電界に対して垂直な（図９の）イオン軌道９１０を決定する。
【００９３】
図１０Ｂは考えられるデザイン１０００Ｂを示している。デザイン１０００Ｂにおいては、傾斜面は、傾斜アノードの表面内に段を有するように構成された段付き傾斜面１００２Ｂを含み、段付きアノードを形成する。
【００９４】
アノードの傾斜面の途中にある段は、それが１ｍｍサイズの小さな段であったとしても、段を有しない傾斜アノードによって逸らされたときよりもイオンを外側に向かってさらに移動させる結果となるよう、電子ターゲットアノードの近くの電界をより非対称とし、イオンがより大きな編角をもって軌道に沿って加速される原因となることが、シミュレーションの最中に驚きを持って発見された。
【００９５】
図１０Ｂにはまっすぐに曲がる段付き表面が示されているが、これは説明目的のものに過ぎないことが理解されるであろう。他の実施の形態（図示せず）は、必要に応じて、凹形の表面部分、凸形の表面部分、波打つ表面部分などを有する段のようなまっすぐ又は曲がった段や、適切な要求に応じてそれらの組み合わせを有し得る。
【００９６】
段の位置は、もしターゲットアノードの焦点の近くに位置するならば、イオンビームを逸らすうえで大きな影響を有し得ることにさらに注意が必要である。
【００９７】
したがって、段付きアノードを有して構成されたＸ線エミッタ装置は、そのような特徴を有し得る。このアノードは少なくとも１つの段を有して構成されることができ、段は、フォーカス構造により電子ビームの目標とされる電子アノードターゲットの焦点の近くに位置付けられる。非エミッタゾーン又はフォーカス構造は、アノード材料と同じ材料であり得るＭｏやＷのような純金属で形成され又はコートされる。非エミッタゾーン又はフォーカス構造は、カーボン、カーボンナノチューブ（ＣＮＴ）、又はダイヤモンド類似カーボン（ＤＬＣ）コーティングのようなカーボン材料で形成され又はコートされる。
【００９８】
［ビームランディングシミュレーション］
図１１を参照すると、ビームランディングシミュレーション１１００の構成が示されている。このビームランディングシミュレーションは、２０ｍｍの距離にあるターゲットアノード１１０４に向けて電子ビーム１１１０を形成する３ｍｍのフォーカスゲートを有する冷カソード１１０２を含む放出構造物に対して実行されたものである。
【００９９】
図１２Ａを参照すると、基板１２１０上に実装されるものとして説明されるエミッタチップ１２１２を有するエミッタの実施の形態１２００Ａが示されている。エミッタチップ１２１２は、３×３のアレイ状に配置された９つの別個のゾーンＥ１１，Ｅ１２，Ｅ１３，Ｅ２１，Ｅ２２，Ｅ２３，Ｅ３１，Ｅ３２，Ｅ３３を含む。これらのゾーンは、エミッタチップ１２１４のロウ制御接点及びカラム制御接点（図示せず）に対応し得る。エミッタチップ１２１２のチップ実装面は、３ｍｍ×３ｍｍの広がりを有している。エミッタチップは、電子放出ゾーンと、明確な非放出イオン爆撃ゾーンとを含むことに注意が必要である。放出ゾーンは、例えば８つの周辺ゾーンＥ１１，Ｅ１２，Ｅ１３，Ｅ２１，Ｅ２３，Ｅ３１，Ｅ３２，Ｅ３３を含むことができ、一方、中央ゾーン２２は専用の非放出イオン爆撃ゾーンとなり得る。
【０１００】
図１２Ｂに示すように、３ｍｍ×３ｍｍのエミッタエリアから得られるビームランディングプロファイル１２００Ｂのグラフは、マイクロメートルの単位でプロットされるビームランディング幅１２３０、及び、パーセンテージで測定されるビームエリア圧縮１２４０という２つのプロットによって表され、ボルトで測定されるフォーカス電圧１２２０の水平軸に対してプロットされる。
【０１０１】
［ビームシミュレーション構成及び結果］
図１３Ａ及び図１３Ｂを参照すると、電子エミッタの様々な構成についてのビームシミュレーションが説明される。具体的には、図１３Ａは１６度の角度を有して構成される傾斜アノードのシミュレーションを示し、図１３Ｂは７度の角度を有して構成される傾斜アノードのシミュレーションを示している。
【０１０２】
図１３Ａは、傾斜アノードについてのビームシミュレーション構成１３００Ａを説明するもので、結果としてイオン爆撃ダメージの効果を低減するイオン軌道が得られている。ビームシミュレーション１３００Ａはエミッタ１３０２Ａを含んでおり、傾斜アノード１３０４Ａに対して電子ビーム１３０６Ａを放出している。
【０１０３】
ビームシミュレーション構成１３００Ａの設定パラメータは、アノード表面角度が１６度、エミッタとアノードの間の距離が２５ｍｍ、エミッタとフォーカスの間の距離が３ｍｍというものである。
【０１０４】
電子ビーム１３０６Ａは、フォーカス構造１３０８Ａを介することによって傾斜アノード１３０４Ａ上の焦点１３０５Ａに向けられ、それによって、傾斜アノードに隣接するローカル電界に対して垂直な軌道に沿うイオンビーム１３１０Ａがイオンランディングエリア１３１４Ａでエミッタの平面をたたく原因を作っている。
【０１０５】
図１３Ｂは、傾斜アノードについての他のビームシミュレーション構成１３００Ｂを説明するもので、結果としてイオン爆撃ダメージの効果を低減するイオン軌道が得られている。ビームシミュレーション１３００Ｂはエミッタ１３０２Ｂを含んでおり、傾斜アノード１３０４Ｂに対して電子ビーム１３０６Ｂを放出している。
【０１０６】
ビームシミュレーション構成１３００Ｂの構成パラメータは、アノード表面角度が７度、エミッタとアノードの間の距離が５０ｍｍ、エミッタとフォーカスの間の距離が３ｍｍというものである。
【０１０７】
電子ビーム１３０６Ｂは、フォーカス構造１３０８Ｂを介することによって傾斜アノード１３０４Ｂ上の焦点１３０５Ｂに向けられ、それによって、傾斜アノードに隣接するローカル電界に対して垂直な軌道に沿うイオンビーム１３１０Ａがイオンランディングエリア１３１４Ｂでエミッタの平面をたたく原因を作っている。
【０１０８】
カソード表面に対するアノード表面の角度及びカソードからアノードまでの距離の各構成が、以下の図面で記述される特徴的なイオンランディングスポットを生成することに注意が必要である。イオンランディングエリア１３１４Ａ，１３１４Ｂが電子放出ゾーンの外に位置するように構成のパラメータが選択されることは、現開示のこの実施の形態の特徴である。
【０１０９】
図１４Ａに示すように、傾斜ターゲットアノードのビームシミュレーションについての結果のサマリ１４００Ａが提供される。この結果のサマリ１４００Ａは、様々な傾斜ターゲットアノードの表面についてのイオンランディングシミュレーション構成を、０度から２０度まで５度刻みで、かつ、アノードとカソードの間の距離が３０ｍｍでカバーするものでり、そのカソードの中央から離れたところに着地するイオンビームを説明している。
【０１１０】
サマリー結果セット１４００Ａの各プロットは、特定のアノード角１４０２でのイオンランディング距離の結果を表している。冷カソードの中央からのｍｍ単位での距離が、関連する水平距離軸１４１６Ａ上に示されている。サマリ結果セット１４００Ａは、エミッタエリアの表示１４１０Ａ、フォーカス開口の表示１４１２Ａ、及び、イオンランディングエリアの表示１４１４Ａを提供しており、各表示はエミッタエリア１４１０Ａの中央からのミリメートル距離で測定されている。
【０１１１】
カソードの平面に対するアノードの角度が大きくなるほど、イオンビームのランディングエリアが冷カソードの中央から遠くなることが発見された。
【０１１２】
サマリ結果セット１４００Ａはカソードとアノードの間の距離を３０ｍｍに固定した状態でプロットされ、一方で、モード表面角は、イオンランディング測定ごとに異なる角度に設定されることに注意が必要である。
【０１１３】
図１４Ｂに示すように、カソードと傾斜アノードの間の距離の様々な値に対するイオンランディングシミュレーション結果が提示される。
【０１１４】
図１４Ｂのイオンランディングシミュレーション結果１４００Ｂは、電子ビーム焦点サイズを１ｍｍとした場合の、様々なアノード−カソード間距離に関連している。イオンランディングシミュレーション結果１４００Ｂのプロットは、度数法で測定されるアノード角１４１０Ｂの水平軸、対、ｍｍで測定される中央からイオンランディングエッジまでの距離でプロットされる。
【０１１５】
図１４Ｂに示すように、プロットＡは、１０ｍｍのアノード−カソード間距離に対応するイオンランディングを提供し、プロットＢは、２０ｍｍのアノード−カソード間距離に対応するイオンランディングの振る舞いを提供し、プロットＣは、３０ｍｍのアノード−カソード間距離に対応するイオンランディングの振る舞いを提供する。
【０１１６】
図１５Ａ及び図１５Ｂを参照すると、段付きアノードに関連してシミュレーションの驚くべき結果が提示される。ｚ軸に沿って１ｍｍの高さの段を有する段付きアノードを有する構成がシミュレートされ、そのような小さな段でさえイオン軌道をさらに外側へシフトさせることを示している。
【０１１７】
図１５Ａ及び図１５Ｂは、滑らかな傾斜ターゲットアノードと、段付きの傾斜ターゲットアノードとの間でのイオン軌道の違いを説明する。
【０１１８】
図１５Ａは、電子受信構造物の電子傾斜アノード（電子アノードターゲット）を有するＸ線エミッタ装置１５００Ａを表している。エミッタ装置１５００Ａは、フォーカス構造１５０８Ａを介して傾斜アノード１５０４Ａに向けて電子ビーム１５０６Ａを放出するエミッタ１５０２Ａを含み、アノードの表面に隣接する電界に対して垂直な軌道に沿って加速されたイオンをドライブする。
【０１１９】
図１５Ｂは、段付きアノードを用いる本発明の他の側面を表すもので、図１５Ａに示した傾斜アノードと比較して、追加の改良されたデザインオプションを可能にする。図１５Ｂは、電子受信構造物の段付きアノードを有するＸ線エミッタ装置１５００Ｂを表している。エミッタ装置１５００Ｂは、フォーカス構造１５０８Ｂを介して段付きアノード１５０４Ｂに向けて電子ビーム１５０６Ｂを放出するエミッタ１５０２Ｂを含み、アノードの表面に対して平行な電界に対して垂直な軌道に沿って加速されたイオンをドライブする。さらに、図解するように、段付きアノードは、加速されたイオンを、軌道１５１０Ａに比べてさらに遠くに位置する軌道１５１０Ｂに沿ってドライブする能力を有する。したがって、イオン爆撃に起因して被り得るダメージをさらに減らすことができる。
【０１２０】
傾斜ターゲットアノード内に導入された段は、段付きターゲットアノードを形作り、アノード１５０４Ｂ（図１５Ｂ）近傍の電界をより非対称なものとし、イオン軌道を外側に強制的に移動させることに注意が必要である。
【０１２１】
アノードの表面の途中にある段の位置は、イオンビーム軌道を大きく逸らすためには、電子ビーム焦点ＦＳの外側かつ近くとなるように構成され得ることに、驚きを持ってさらに注意すべきである。
【０１２２】
図１６Ａ及び図１６Ｂを参照すると、イオンランディングスポットの軌道の移動が、段付きアノードと比較しつつ傾斜アノードについて提供される。このシミュレーションのための構成パラメータは１０ｍｍのアノード−カソード間距離及び１０度の傾斜アノードを含み、３０ｋＶのアノード電圧が適用される。
【０１２３】
図１６Ａは、（図１５Ａの）Ｘ線エミッタ装置１５００Ａの滑らかな傾斜アノードを用いる場合の、イオンランディングスポット１６００Ａのシミュレーション結果を表している。イオンランディングスポット結果１６００Ａは、エミッタエリア１６０３Ａ、フォーカス開口１６０２、及び、エミッタエリア１６０１のエッジの方にあるイオンランディングエリア１６０３Ａの位置を示す。
【０１２４】
図１６Ｂは、（図１５Ｂの）Ｘ線エミッタ装置１０００Ｂの段付きアノードを用いる場合の、イオンランディングスポット１６００Ｂのシミュレーション結果を表している。イオンランディングスポット結果１６００Ｂは、図１６Ａのヒット位置１６０３Ａよりさらに遠くにあるイオンランディングエリア１６０３Ｂの位置を示していることに特に注意が必要である。
【０１２５】
図１７に示すように、段付き及び段無しの場合のイオンランディングの移動がグラフ１７００上に示される。グラフ１７００のデータは、度数法によるアノード角（アノード角の軸１７１０）ごとに、中央からイオンランディングエッジまでのミリメートル距離としてデータ線１７３０に表されている。
【０１２６】
したがって、ポイント位置１７３２は、例えばエミッタエリアの中央から１ｍｍ離れたポイント位置を結果として生ずる１０度の傾斜アノードを示し、一方ポイント位置１７３４は、アノードに１ｍｍサイズの段を使用したときのエミッタエリアの中央から３ｍｍのオフセットを示している。
【０１２７】
本書で使用される技術上及び科学上の用語は、本開示が関連する技術分野において通常のスキルを持つものによって共通の理解されるものと同じ意味を有している。にもかかわらず、この出願から成熟する特許の存続期間の間には、多くの関連するシステム及び方法が開発されるであろうと予測される。したがって、コンピューティングユニット、ネットワーク、ディスプレイ、メモリ、サーバなどのような用語の範囲は、そのような新技術のすべてを演繹的に含むことが意図されている。
【０１２８】
用語「備える」「備えている」「含む」「含んでいる」「有している」及びこれらの活用形は「含んでいるが限定されない」を意味し、列挙された要素が含まれるが、一般的に他の要素の除外でないことを示す。そのような用語は、用語「〜からなる」「本質的に〜からなる」を含む。
【０１２９】
「本質的に〜からなる」という句は、構成物又は方法が追加の要素及び／又はステップを含み得るが、それは、追加の要素及び／又はステップが、その構成物又は方法の実質的に基本的かつ新規な特徴を代替するものでない場合のみである。
【０１３０】
本書使用されるように、単数形「１つの」及び「その」は、コンテキストが明確に他を規定していない限り、複数の参照を含み得る。例えば、用語「１つの化合物」又は「少なくとも１つの化合物」は、それらの混合物を含む複数の化合物を含み得る。
【０１３１】
単語「典型的」は、本書では「１つの例、実例、又は例証として役立つこと」を意味するために使用される。「典型的」として記述された如何なる実施の形態も、他の実施の形態に対して好ましい又は有利であるものとは必ずしも解釈されず、また、他の実施の形態の特徴の組み込みを除外するものでもない。
【０１３２】
単語「オプション」は、本書では「いくつかの実施の形態では提供され、他の実施の形態では提供されない」ことを意味するために使用される。本開示の任意の具体的な実施の形態は、そのような特徴が矛盾しない限り、複数の「オプション」である特徴を含み得る。
【０１３３】
明快さのために別々の実施の形態のコンテキストで記述された本開示のある特徴はまた、単一の実施の形態としても組み合わせとしても提供され得る。逆に、簡潔さのために１つの実施の形態のコンテキストで記述された本開示の様々な特徴はまた、別々に、又は、任意の適切なサブコンビネーションで、又は、本開示で記述された任意の他の実施の形態にふさわしいものとして提供され得る。様々な実施の形態のコンテキストで記述される一定の特徴は、それらの要素なしでは実施の形態が動作不可能となるものでない限り、それらの実施の形態の本質的な特徴とみなされるものではない。
【０１３４】
本開示は、その特定の例と合わせて説明したけれども、多くの代替、変形、及びバリエーションが当業者にとって明らかであろうことは明白である。したがって、本開示の精神及び広い範囲の中には、そのような代替、変形、及びバリエーションのすべてを含むことが意図される。
【０１３５】
この明細書中で言及されるすべての公開物、特許、特許出願は、あたかもそれぞれの個別の公開物、特許、特許出願について参照により本書に組み込まれていることが具体的かつ個別に示されているのと同程度に、参照により全体として本書に組み込まれる。加えて、この出願内における任意の参照文献の引用又は特定は、そのような参照文献が本開示にとっての先行技術として利用可能であることの自白として解釈されるべきでない。セクションの見出しが使用される限度について、それらは必ずしも限定として解釈されるべきでない。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図９】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１１】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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【図１５Ａ】
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【図１５Ｂ】
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【図１６Ａ】
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【図１６Ｂ】
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【図１７】
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