JP2002509339A

JP2002509339A - 被覆ワイヤーのイオン衝撃された黒鉛電子エミッタ

Info

Publication number: JP2002509339A
Application number: JP2000539507A
Authority: JP
Inventors: ダニエルアーウィンジュニアエイミー; ロバートジョーゼフボウチャード; シェドイスマットウラフシャー
Original assignee: EI Du Pont de Nemours and Co
Current assignee: EI Du Pont de Nemours and Co
Priority date: 1997-12-15
Filing date: 1998-12-08
Publication date: 2002-03-26
Also published as: TW423013B; KR20010033107A; DE69829502T2; EP1040502B1; KR100550486B1; WO1999031701A1; CN1281587A; US6514112B1; EP1040502A1; DE69829502D1

Abstract

(57)【要約】ワイヤーを被覆した黒鉛電子エミッタを開示している。これらの電界エミッタは、電界放出陰極、ディスプレイパネル、および点灯デバイスに有用であるとわかる。これらの黒鉛電界エミッタは、ワイヤー上に黒鉛およびガラスフリットを含むペーストを被覆する工程と、ペーストを焼成する工程と、焼成された生成物をイオンビームで衝撃する工程と、を具える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】（発明の分野）本発明は、ワイヤーを被覆した、イオン衝撃された黒鉛電界放出電子エミッタ
、それらの製造方法、およびそれらのフラットパネルディスプレイの電界エミッ
タ陰極への使用を提供する。

【０００２】（発明の背景）しばしば電界放出材料または電界エミッタと呼ばれる電界放出電子源は、例え
ば真空電子デバイス、フラットパネルコンピュータおよびテレビジョンディスプ
レイ、放出ゲート増幅器およびクライストロン、また照明の際になど、様々な電
子的適用に使用することができる。

【０００３】表示画面は、家庭用および商用テレビジョン、ラップトップおよびデスクトッ
プコンピュータ、屋内および屋外での広告および情報の表示など、広く様々な適
用に使用される。フラットパネルディスプレイは、ほとんどのテレビジョンおよ
びデスクトップコンピュータに見られる深い陰極線管モニタとは対照的に、わず
か数インチの厚さである。フラットパネルディスプレイはラップトップコンピュ
ータにとって必需品であるが、その他の多くの適用に対しても、重量およびサイ
ズに関して利点をもたらす。現在、ラップトップコンピュータのフラットパネル
ディスプレイは、小電気信号の適用によって透明な状態から不透明な状態に切り
替えることができる液晶を使用している。ラップトップコンピュータまたは広い
温度範囲にわたる操作に適するサイズよりも大きいサイズに、これらのディスプ
レイを確実に製造することは困難である。

【０００４】液晶ディスプレイに代わるものとして、プラズマディスプレイが使用されてき
た。プラズマディスプレイは、帯電したガスの極めて小さい画素セルを使用して
画像を生成し、動作させるのに比較的高い電力を必要とする。

【０００５】電界放出電子源、すなわち電界放出材料または電界エミッタと、電界エミッタ
によって放出された電子による衝撃で光を放出することができる発光体を使用す
る、陰極を有するフラットパネルディスプレイが提案されてきた。このようなデ
ィスプレイは、慣用の陰極線管による視覚的表示の利点と、その他のフラットパ
ネルディスプレイが有する深さおよび重量に関する利点と、その他のフラットパ
ネルディスプレイよりも電力消費量が少ないという追加の利点をもたらす可能性
を有している。

【０００６】米国特許第４，８５７，７９９号および第５，０１５，９１２号は、タングス
テン、モリブデン、またはケイ素で構成されているマイクロチップ陰極を使用し
た、マトリックスアドレスによるフラットパネルディスプレイを開示している。
ＷＯ９４−１５３５２、ＷＯ９４−１５３５０、およびＷＯ９４−２８５７１は
、陰極が比較的平坦な放出面を有しているフラットパネルディスプレイを開示し
ている。

【０００７】ＷＯ９７−０７５２４は、繊維状陰極が比較的平坦の陰極を超える利点を有す
るということを開示している。

【０００８】繊維状陰極に用いるためのワイヤーまたは繊維様電子エミッタを容易にかつ経
済的に製造する方法の必要性がある。

【０００９】（発明の概要）本発明は、ワイヤーを被覆した、イオン衝撃された黒鉛電界放出電子エミッタ
の製造方法を提供し、この方法は、（ａ）ワイヤー上に、黒鉛粒子およびガラスを含む複合層を形成する工程であ
り、このガラスがワイヤーにおよび黒鉛粒子の部分に付着し、それによって黒鉛
粒子が互いにおよびワイヤーに固着する複合層を形成する工程と、（ｂ）（ａ）で形成された層の表面をイオンビームで衝撃させる工程と、を具える。

【００１０】好ましくは、複合層の表面積の少なくとも５０％は、黒鉛粒子の部分からなり
、最も好ましくは、複合層の表面積の少なくとも７０％は、黒鉛粒子の部分から
なる。

【００１１】黒鉛粒子の体積パーセントは、好ましくは黒鉛粒子およびガラスの全体積の約
３５％から約８０％であり、最も好ましくはその全体積の約５０％から約８０％
である。

【００１２】好ましくは、イオンビームはアルゴンイオンビームであり、このアルゴンイオ
ンビームは約０．１ｍＡ／ｃｍ²から約１．５ｍＡ／ｃｍ²のイオン電流密度、お
よび約０．５ｋｅＶから約２．５ｋｅＶのビームエネルギーを有し、ならびにイ
オン衝撃期間は約１５分から約９０分である。

【００１３】ガラスは、低軟化点ガラスが好ましい。

【００１４】好ましくは、複合層が黒鉛およびガラスを含むとき、ワイヤー上に複合層を形
成する方法は、黒鉛粒子およびガラスフリットを含むペーストで、ワイヤーを被
覆する工程と、ペーストを焼成する工程とを具える。種々の方法は、ワイヤーを
被覆するのに用いることができる。例えば、ワイヤーは、ペースト中に沈められ
たり、ペースト中を通して引いたりすることができる。他に、ペーストは、ワイ
ヤー上にブラッシングまたはスプレイすることができる。

【００１５】また本発明は、ワイヤー上に黒鉛およびガラスを含む複合層を形成する方法を
提供しており、この方法は、（ａ）黒鉛粒子およびガラスフリットを含むペーストであって、黒鉛粒子の体
積パーセントが黒鉛粒子およびガラスフリットの全体積の約３５％から約８０％
であるペーストを、ワイヤー上に被覆する工程と、（ｂ）ペーストを焼成してガラスフリットを軟化させ、それをワイヤーにおよ
び黒鉛粒子の部分に付着させ、それによって黒鉛粒子を互いにおよびワイヤーに
固着させて、複合層の表面積の少なくとも５０％が黒鉛粒子の部分からなる複合
層を生成する工程と、を具える。

【００１６】好ましくは、複合層の表面積の少なくとも７０％が黒鉛粒子の部分からなるこ
とが好ましい。

【００１７】そのうえ本発明は、上記方法によって作製された、ワイヤー上に黒鉛およびガ
ラスを含み、かつ引き続き処理を行って電界放出電子エミッタを製造することが
できる複合層を提供する。黒鉛およびガラスを含む複合層では、黒鉛粒子の体積
パーセントは、好ましくは黒鉛粒子およびガラスの全体積の約３５％から約８０
％であり、最も好ましくはその全体積の約５０％から約８０％である。

【００１８】また本発明は、本発明の方法によって製造された電子エミッタも提供する。こ
れらの電子エミッタおよびそれらから作製された繊維状陰極は、真空電子デバイ
ス、フラットパネルコンピュータおよびテレビジョンディスプレイ、放出ゲート
増幅器、クライストロン、および点灯装置に有用である。フラットパネルディス
プレイは、平面状または曲面状にすることができる。

【００１９】（好ましい実施形態の詳細な説明）ワイヤーを被覆した、イオン衝撃された黒鉛電界放出電子エミッタを製造する
ための本発明の方法は、ワイヤー上に黒鉛粒子およびガラスを含む複合層を形成
する工程を具える。ガラスは、ワイヤーおよび黒鉛粒子の部分に付着し、それに
よって、黒鉛粒子は互いにおよびワイヤーに固着する。複合層の表面積のできる
限り多くの部分が黒鉛粒子の部分からなり、かつ複合層の表面での黒鉛粒子の部
分はガラスを含まないことが望ましい。本発明の方法は、複合層の表面積の少な
くとも５０％が黒鉛粒子の部分からなる複合層を提供する。

【００２０】本明細書で使用する「黒鉛粒子」は、合成および天然の両方の形の普通の六方
晶黒鉛の粒子を意味する。

【００２１】ワイヤーは、ガラスが付着することができる任意の材料にすることができる。
非導電性ワイヤーは、陰電極としての役割をするための、かつ黒鉛粒子に電圧を
印加して黒鉛粒子に電子を供給する手段を提供するための、導電体のフィルムを
必要とする。

【００２２】ニッケル、タングステン、チタン、モリブデン、または銅のような材料のワイ
ヤーが用いられる。ケイ素または炭化ケイ素を用いることもできる。他の具体例
では、芯が、非導電性ポリエステル、ナイロン、またはＫｅｖｌａｒ（登録商標
）繊維（Ｋｅｖｌａｒ（登録商標）は、Ｅ．Ｉ．ｄｕＰｏｎｔｄｅＮｅｍ
ｏｕｒｓａｎｄＣｏｍｐａｎｙ、ウィルミントン、ＤＥの登録商標である）
上を被覆したタングステンのような金属化された絶縁体でもよい。

【００２３】黒鉛粒子およびガラスを含む複合層をワイヤー上に形成するのに、種々の方法
が用いられるが、好ましい方法は、黒鉛粒子およびガラスフリットを含むペース
トを、ワイヤーに被覆する。ワイヤーは、ペースト中に沈められるか、ペースト
中を通して引かれる。他には、ペーストをワイヤー上ににブラッシングすること
もできる。

【００２４】使用するペーストは、典型的に、黒鉛粒子、低軟化点ガラスフリット、有機媒
体、溶剤、および界面活性剤を含有する。媒体および溶剤の役割は、適正な流動
性を有するペースト中に、粒子成分、すなわち固形分を懸濁させ分散させること
である。当業界で既知の、そのような数多くの媒体がある。使用することができ
る樹脂の例は、エチルセルロースなどのセルロース樹脂と、様々な分子量のアル
キド樹脂である。ブチルカルビトール、ブチルカルビトールアセテート、ジブチ
ルカルビトール、フタル酸ジブチル、およびテルピネオールが有用な溶剤の例で
ある。所望の粘度および揮発性要件を得るために、これらおよびその他の溶剤を
配合する。界面活性剤は、粒子の分散を改善するために使用することができる。
オレイン酸およびステアリン酸などの有機酸、およびレシチンまたはＧａｆａｃ
（登録商標）ホスファートなどの有機ホスファートは、典型的な界面活性剤であ
る。ワイヤーおよび黒鉛粒子に付着させるのに焼成温度で十分に軟化するガラス
フリットが必要とされる。好ましくは、黒鉛粒子は、寸法が少なくとも１μｍで
ある。より高い導電性を有する複合層が望まれる場合、ペーストは、銀や金など
の金属も含有する。

【００２５】ペーストの全重量に対して、ペーストは、典型的には固形分を約４０重量％か
ら約６０重量％含有する。これらの固形分は、黒鉛粒子およびガラスフリット、
または黒鉛粒子、ガラスフリット、および金属を含む。好ましくは、黒鉛粒子の
体積パーセントは、固形分の全体積の約３５％から約８０％であり、最も好まし
くはこの全体積の約５０％から約８０％である。黒鉛粒子のサイズは、好ましく
は約０．５μｍから約１０μｍである。堆積された材料の粘度および最終の厚さ
を調整するため、この組成物の変形例を使用することができる。

【００２６】ペーストは、典型的には黒鉛粒子、低軟化点ガラスフリット、有機媒体、界面
活性剤、および溶剤の混合物を混練することによって調製する。

【００２７】種々の方法が、ワイヤー上に複合層を形成するのに用いられるが、好ましい方
法は、ワイヤー上に黒鉛粒子およびガラスを含むペーストを被覆することである
。ワイヤーは、ペースト中に沈められる、またはペースト中を通して引かれる。
他に、ペーストをワイヤー上にブラッシングまたはスプレイすることもできる。

【００２８】ペーストは、典型的には約１０分間、１２５℃で加熱することによって、焼成
する前に乾燥させる。次いで、乾燥済みのペーストは、ガラスフリットの軟化点
以上の温度で焼成する。低い軟化温度を有するガラスが用いられるとき、乾燥済
みのペーストは約４５０℃から約５７５℃の温度で１０分間にわたって焼成され
る。高い焼成温度に耐えることができるワイヤーの場合には、より高い焼成温度
を使用することができる。この焼成工程中に、有機材料は、黒鉛粒子およびガラ
スを含む複合層を残して揮発する。驚くべきことに黒鉛粒子は、その焼成中に目
に見えるほどに酸化せず、またその他の化学変化も物理変化も受けない。

【００２９】好ましくは、被覆されたワイヤーは、約１００μｍ未満の直径を有する。堆積
させたペーストの層は、焼成すると厚さが減少する。焼成済みの複合層の厚さは
、約５μｍから約３０μｍが好ましく、最も好ましくは約５μｍから約２０μｍ
である。

【００３０】ワイヤー上の黒鉛粒子およびガラスを含む複合層は、電界放出電子エミッタを
製造するために引き続き処理することができる。例えば複合層は、次に以下の条
件下でイオンビーム衝撃を受ける。アルゴン、ネオン、クリプトン、またはキセ
ノンイオンのビームを使用することができる。アルゴンイオンが好ましい。窒素
および酸素などの反応性ガスをアルゴンガスに添加して、ターンオン時の電圧、
放出開始時の電圧、および１ｍＡの放出電流を生成するための電圧を下げること
ができる。窒素と酸素のいずれの場合も、代わりに入れるのに好ましい量は約８
％から約１５％が好ましく、すなわちイオン衝撃に使用されるガスの好ましい組
成は、およそＡｒ９２％／Ｎ₂８％からおよそＡｒ８５％／Ｎ₂１５％まで、およ
そＡｒ９２％／Ｏ₂８％からおよそＡｒ８５％／Ｏ₂１５％までである。特に、Ａ
ｒ９０％／Ｎ₂１０％、およびＡｒ９０％／Ｏ₂１０％の組成が好ましい。すべて
のガスのパーセンテージは体積による。代わりに入れるガスのパーセンテージが
同じ場合、放出に必要とされる電圧を下げるには酸素よりも窒素が効果的である
。酸素イオンは、化学的に一層活性であり、ＣＯおよびＣＯ₂などの揮発種を生成する。このためエッチングがより速くなるが、このプロセスではより微細なウ
ィスカも消費される。窒素イオンはそれほど反応性がなく、反応生成物は揮発性
ではない。

【００３１】衝撃を受ける間の圧力は、約０．５×１０^-4ｔｏｒｒ（０．７×１０^-2Ｐａ）
から約５×１０^-4ｔｏｒｒ（６．７×１０^-2Ｐａ）であり、好ましくは約１．０
×１０^-4ｔｏｒｒ（１．３×１０^-2Ｐａ）から約２×１０^-4ｔｏｒｒ（２．７×
１０^-2Ｐａ）である。イオンビーム衝撃は、約０．１ｍＡ／ｃｍ²から約１．５ｍＡ／ｃｍ²、好ましくは約０．５ｍＡ／ｃｍ²から約１．２ｍＡ／ｃｍ²のイオン電流密度において、約０．５ｋｅＶから約２．５ｋｅＶ、好ましくは約１．０
ｋｅＶから約１．５ｋｅＶのビームエネルギーで行われる。約１０分から９０分
以上の衝撃時間を使用することができる。これらの条件下で黒鉛粒子表面上にウ
ィスカおよび円錐が形成され、これによって得られる生成物は、良好な電界放出
電子エミッタとなる。露出時間（exposure time)の範囲および最適な露出時間は
、その他の衝撃条件および複合層の厚さに依存する。衝撃は、黒鉛粒子上にウィ
スカおよび円錐が形成されるのに十分な時間でなければならないが、複合層の部
分がワイヤーまで通してエッチングされると放出特性が低下するので、それほど
長く行う必要はない。

【００３２】任意のイオン源を使用することができる。現在、カウフマンイオン源（Ｋａｕ
ｆｍａｎｎＩｏｎＳｏｕｒｃｅｓ）が最も容易に入手可能である。

【００３３】黒鉛粒子の表面構造は、イオン衝撃工程中に著しく変化する。エッチングの結
果として、その表面はもはや滑らかではなく、代わりにきめが感じられるように
なり、円錐を含む。円錐の直径は、約０．１μｍから約０．５μｍの範囲である
。円錐は入射イオンビームに向かう方向に発達する。イオンビームがワイヤーの
軸に直角であるとき、円錐はワイヤーの側面に沿った複合層に主に形成する。円
錐はワイヤーの中心に沿って、つまり、イオンビーム源に最も近い繊維の部分に
通常存在せず、かつ、イオンビームに直接曝されないワイヤーの裏に沿って存在
しない。円錐は、イオンビーム衝撃の間ワイヤーを回転することによって、ワイ
ヤーの周りに一層均一に形成される。

【００３４】円錐の透過型電子顕微鏡写真は、それらが結晶質炭素の小さい粒からなること
を示している。円錐は、イオンビームエッチング後に残された当初の黒鉛表面の
一部であると考えられる。

【００３５】円錐の他、黒鉛粒子表面がイオン衝撃を受けている間にウィスカも形成される
。ウィスカは、典型的に円錐の先端に位置している。ウィスカの長さは、２μｍ
から２０μｍ以上の距離に延びることができる。ウィスカの直径は０．５ｎｍか
ら５０ｎｍの範囲内である。ウィスカは、入射イオンビームに向けた方向に生じ
る。ウィスカは柔軟であり、走査電子顕微鏡測定中に動くことが観察された。円
錐が成長するのと同じ範囲でウィスカは成長し、すなわちイオンビームがワイヤ
ーの軸に直角であるとき、ウィスカは、ワイヤーの側面に沿って主に形成される
。ウィスカは、通常ワイヤーの中心に沿って、つまり、イオンビーム源に最も近
いワイヤの部分に存在せず、かつイオンビームに直接曝されないワイヤーの裏面
に沿っても存在しない。

【００３６】円錐の透過型電子顕微鏡写真は、それらが結晶質炭素の小さい粒からなること
を示している。円錐は、イオンビームエッチング後に残された当初の黒鉛表面の
一部であると考えられる。

【００３７】円錐の他、黒鉛粒子表面がイオン衝撃を受けている間にウィスカも形成される
。ウィスカは、典型的に円錐の先端に位置している。ウィスカの長さは、２μｍ
から２０μｍ以上の距離に延びることができる。ウィスカの長さは、黒鉛粒子の
当初のサイズより非常に大きい。ウィスカの直径は０．５ｎｍから５０ｎｍの範
囲内である。ウィスカは、入射イオンビームの方向に形成する。ウィスカは柔軟
であり、走査電子顕微鏡測定中に動くことが観察された。

【００３８】以下の実施例では、直径３ｃｍのイオン銃（ＫａｕｆｆｍａｎＩｏｎＳｏ
ｕｒｃｅ，ＭｏｄｅｌＩＩ）を使用して、試料表面で直径約２インチ（５ｃｍ
）のアルゴンのイオンビームを作り出した。これは、ベース圧力が１×１０^-8ｔ
ｏｒｒ（１．３×１０^-6Ｐａ）のターボポンプシステムである。ベース圧力に達
した後、安定した作動圧力１×１０^-4ｔｏｒｒ（１．３×１０^-2Ｐａ）が得られ
るまで、ニードル弁を通して作動ガスのアルゴンをこのシステム内に送り込む。
イオン銃と表面との間の距離は、４〜５インチ（１０〜１２．５ｃｍ）である。

【００３９】炭素ウィスカの透過型電子顕微鏡写真は、それらが中実であり非晶質炭素から
なることを示している。この材料は、イオンビームエッチングによって当初の黒
鉛粒子から除去され、次いで初めは典型的には円錐の先端に、次いで成長するウ
ィスカの先端に再付着した炭素と考えられる。あるいはウィスカは、円錐または
ウィスカの先端に散乱するイオンビームによって活性化された、炭素によって形
成することができる。これらの炭素ウィスカは、カーボン微小管とは構造が異な
っている。カーボン微小管は中空であり、炭素の黒鉛様シートの殻を含有する。
炭素ウィスカは中実であり、どの方向にも長いレンジの結晶秩序を示さない。複
合層で被覆されたワイヤーにおいて、炭素ウィスカは、炭素円錐が成長するのと
同じ範囲で成長する。つまり、イオンビームが繊維の軸に直角あるとき、ウィス
カは繊維の側面に沿って主に形成する。ウィスカは、通常繊維の中心に沿って、
つまり、イオンビーム源に最も近い繊維の部分に存在しなく、かつイオンビーム
に直接曝されない繊維の裏に沿っても存在しない。

【００４０】ワイヤーからの電子放出は、円筒形試験設備で測定される。この設備において
、試験されるワイヤーは、陰極として作用し、陽極として作用する円筒の中心に
取り付けられる。この陽極円筒は、典型的に、発光体で被覆された細目円筒状金
属スクリーンからなる。陰極および陽極の両方とも、切断された半円筒状ホール
を有するアルミニウムブロックによって所与の位置に維持される。

【００４１】ワイヤーは、２つの直径１／１６インチのステンレス鋼管によって、各末端で
ワイヤーを所与の場所に保持した。これらの管は、各末端で切開されており、長
さ１／２インチおよび直径１／１６インチの半分の円筒の形状で開溝を形成して
おり、ワイヤーは得られる開溝に配置され、銀ペーストによって所与の位置に保
持される。接続管は、陽極および陰極を電気的に分けるように作用する、ポリテ
トラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）スペーサーを密に取り付けることによって、
アルミニウムブロック内の所与の場所に保持される。より短いまたは長い長さは
、ホルダー管の配置を制御することによって研究されているが、曝されたワイヤ
ーの全長は、一般に１．０ｃｍにセットされた。円筒形スクリーンメッシュ陰極
はアルミニウムブロックにおける半円筒の溝内に配置され、銅テープで特定の場
所に保持される。陰極は、アルミニウムブロックと電気接触している。

【００４２】電気導線は、陽極と陰極の両方に接続される。陽極は、大地電位（０Ｖ）に保
たれ、陰極の電圧は、０〜１０ｋＶの電力供給に制御される。陰極によって放出
された電流は、陽極で集められ、電位計で測定される。電位計は、電位計から地
面に高電流スパイクをバイパスさせる、シリーズ内の１Ｍ１／２抵抗体、および
平行内のダイオードによって電流スパイクの損傷から保護される。

【００４３】約２ｃｍの長さの測定用試料を、より長い長さのワイヤー試料から切断する。
発光体を有する柔軟なステンレス鋼スクリーンを取り除いて、それらを、２つの
ホルダーアームの円筒状の溝に挿入する。銀ペーストを、ペースト中にそれらを
保持するように塗布した。銀ペーストを乾燥させ、発光体スクリーンを再付着し
、２つの末端で銅テープで決まった場所に保持する。この試験装置を真空システ
ム中に挿入し、システムをベース圧力が１×１０^-6ｔｏｒｒ（１．３×１０^-4Ｐ
ａ）未満になるまで排気する。

【００４４】放出電流は、印加電圧の関数として測定した。陰極から放出した電子は、陽極
上の発光体にあたると、光を作り出す。被覆されたワイヤーの電子放出部の分布
および密度は、発光体／ワイヤーメッシュスクリーン上に作り出された光のパタ
ーンによって観測される。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者ボウチャードロバートジョーゼフアメリカ合衆国 19810 デラウェア州ウィルミントンクレストフィールドロード 20 (72)発明者シャーシェドイスマットウラフアメリカ合衆国 19808 デラウェア州ウィルミントンベクスレイコート 2808

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電界放出電子エミッタの製造方法であって、（ａ）ワイヤー上に、黒鉛粒子およびガラスを含む複合層を形成する工程であ
り、前記ガラスが前記ワイヤーにおよび前記黒鉛粒子の部分に付着し、それによ
って前記黒鉛粒子が互いにおよび前記ワイヤーに固着する複合層を形成する工程
と、（ｂ）前記黒鉛粒子上にウィスカを形成するのに十分な時間、（ａ）で形成さ
れた層の表面に、アルゴン、ネオン、クリプトン、またはキセノンのイオンを含
むイオンビームで衝撃を与える工程と、を具えることを特徴とする電界放出電子エミッタの製造方法。
【請求項２】前記イオンビームは、アルゴンイオンを含むことを特徴とす
る請求項１に記載の製造方法。
【請求項３】前記イオンビームは、窒素イオンをさらに含むことを特徴と
する請求項２に記載の製造方法。
【請求項４】前記複合層の表面積の少なくとも５０％は、前記黒鉛粒子の
部分からなることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の製造方法
。
【請求項５】前記複合層の表面積の少なくとも７０％は、前記黒鉛粒子の
部分からなることを特徴とする請求項４に記載の製造方法。
【請求項６】前記黒鉛粒子の体積パーセントは、前記黒鉛粒子および前記
ガラスの全体積の約３５％から約８０％であることを特徴とする請求項１から３
のいずれか一項に記載の製造方法。
【請求項７】前記黒鉛粒子の体積パーセントは、前記黒鉛粒子および前記
ガラスの全体積の約５０％から約８０％であることを特徴とする請求項６に記載
の製造方法。
【請求項８】イオンビームガスは、約８５体積パーセントから約９２体積
パーセントのアルゴン、および約８体積パーセントから約１５体積パーセントの
窒素であることを特徴とする請求項３に記載の製造方法。
【請求項９】前記イオンビームは、酸素イオンをさらに含むことを特徴と
する請求項２に記載の製造方法。
【請求項１０】前記イオンビームは、約０．１ｍＡ／ｃｍ²から約１．５ｍＡ／ｃｍ²のイオン電流密度、および約０．５ｋｅＶから約２．５ｋｅＶのビームエネルギーを有し、ならびにイオン衝撃時間が約１５分から約９０分である
ことを特徴とする請求項２、３、８、または９のいずれか一項に記載の製造方法
。
【請求項１１】前記複合層は、（ａ）黒鉛粒子およびガラスフリットを含むペーストであって、前記黒鉛粒子
の体積パーセントが前記黒鉛粒子および前記ガラスフリットの全体積の約３５％
から約８０％であるペーストを、前記ワイヤー上にスクリーン印刷する工程と、（ｂ）乾燥済みのペーストを焼成して、前記ガラスフリットを軟化させそれを
前記ワイヤーにおよび前記黒鉛粒子の部分に付着させ、それによって前記黒鉛粒
子を互いにおよび前記ワイヤーに固着させて前記複合層を生成する工程と、を具える方法によって、形成されることを特徴とする請求項２に記載の製造方法
。
【請求項１２】前記ペーストは、前記ペーストの全重量に対する重量パー
センテージで、黒鉛粒子およびガラスフリットを含む固形分を約４０重量％から
約６０重量％含むことを特徴とする請求項１１に記載の製造方法。
【請求項１３】ワイヤー上に、黒鉛およびガラスを含む複合層を形成する
方法であって、（ａ）黒鉛粒子およびガラスフリットを含むペーストであって、前記黒鉛粒子
の体積パーセントが前記黒鉛粒子および前記ガラスフリットの全体積の約３５％
から約８０％であるペーストを、ワイヤー上にスクリーン印刷する工程と、（ｂ）乾燥済みペーストを焼成して、前記ガラスフリットを軟化させそれを前
記ワイヤーにおよび前記黒鉛粒子の部分に付着させ、それによって前記黒鉛粒子
を互いにおよび前記ワイヤーに固着させて複合層を形成し、前記複合層の表面積
の少なくとも５０％が前記黒鉛粒子の部分からなる複合層を生成する工程と、を具えることを特徴とする方法。
【請求項１４】請求項１、２、または１１のいずれか一項に記載の製造方
法によって製造される電子エミッタを具える点灯装置。