JP2003502798A - Field emission cathode and method of manufacturing light source including the same - Google Patents

Field emission cathode and method of manufacturing light source including the same

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JP2003502798A JP2001503197A JP2001503197A JP2003502798A JP 2003502798 A JP2003502798 A JP 2003502798A JP 2001503197 A JP2001503197 A JP 2001503197A JP 2001503197 A JP2001503197 A JP 2001503197A JP 2003502798 A JP2003502798 A JP 2003502798A
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laser
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emitting
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フォースベルグ、グンナー
アンデルッソン、カールハーカン
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ライトラブ アーベー
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Abstract

(57)【要約】 電界放射面を有する少なくとも1つの電界放射体を含む光源用電界放射陰極の製造方法。該方法は、各電界放射面に少なくとも1つの電界を放射するための不規則形状部分を設けるために放射面を変形処理する工程を含む。本発明の方法は、少なくとも1つのレーザー光線が放射体を形成するために放射体に照射され、と同時に放射面と接触することによって放射面が変形処理されるという点で従来の方法とは異なる。本発明はまたこのように製せられた電界放射陰極及びこの放射陰極を含むに光源に関する。 (57) Abstract: A method for producing a field emission cathode for a light source including at least one field emitter having a field emission surface. The method includes the step of deforming the emitting surfaces to provide an irregularly shaped portion for emitting at least one electric field on each field emitting surface. The method of the present invention differs from the conventional method in that at least one laser beam is irradiated on the radiator to form the radiator, while the radiating surface is deformed by contact with the radiating surface. The invention also relates to the field emission cathode thus produced and to a light source comprising this emission cathode.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】 本発明は、光源用電界放射陰極の製造方法に関する。また本発明はこのように
して製せられた電界放射陰極とこれを含む光源に関する。
The present invention relates to a method for manufacturing a field emission cathode for a light source. The present invention also relates to a field emission cathode manufactured in this manner and a light source including the same.

【0002】 WO96/25753号には冷陰極を採用した電界放射照明装置及びその製造方
法が開示されている。電界放射照明装置は蛍光灯などの他の種類の照明装置に比
較して大きな利点がある。それは後者はその機能のための複雑な外部電子装置を
必要とし、且つ環境に対して負の影響を与える材料を含んでいるということであ
る。蛍光管には可視光線を発する蛍光材料への放射用に気体放電が採用されてい
る。一方、電界放射照明装置は、環境に害を与える材料を使用しておらず且つ単
純で経済的な装置を使用して機能する。
[0006] WO96 / 25753 discloses a field emission lighting device that employs a cold cathode and a manufacturing method thereof. Field emission lighting devices have significant advantages over other types of lighting devices such as fluorescent lamps. The latter requires complicated external electronics for its function and contains materials that have a negative impact on the environment. The fluorescent tube employs a gas discharge for emission to a fluorescent material that emits visible light. Field emission lighting devices, on the other hand, do not use materials that are harmful to the environment and operate using simple and economical devices.

【0003】 さらにWO96/25753号には、その電界放射光源に使用される冷電界放射
陰極は、電子界放射のために局部的に高い電界強度を得やすくするために表面に
幾何学構造が施されているということが開示されている。さらに電子界放射を促
進する特定の形状を有する放射面を有する電界放射陰極を形成することが記載さ
れている。またさらに電界放射陰極には機械的及び電気的耐性さらには作動寿命
及び表面領域ごとのエネルギー放射を高めるために不規則性を呈する部分が形成
されているということが記載されている。
Further, in WO96 / 25753, a cold field emission cathode used for the field emission light source is provided with a geometrical structure on its surface in order to easily obtain locally high electric field intensity for electron field emission. It is disclosed that it has been done. It is further described to form a field emission cathode having an emission surface having a particular shape that promotes electron field emission. Furthermore, it is described that the field emission cathode is formed with a portion exhibiting irregularity in order to improve mechanical and electrical resistance, operating life and energy emission per surface area.

【0004】 WO96/25753号によれば、これは放射端部の電子作動機能を低くするた
めに低作動機能材料のイオンで繊維の放射端部を照射することによってなされる
。この照射工程により放射端部に鋭い不規則性が形成される。その後、変形工程
が、高くそして鋭い不規則部分を丸みを帯びた形状に変形するために行われ、こ
れにより放射端部の効果及び耐久性が向上し、長期の使用に耐えうる陰極が得ら
れる。
According to WO 96/25753, this is done by irradiating the radiating end of the fiber with ions of a low-working functional material in order to reduce the electronically actuating function of the radiating end. This irradiation step forms sharp irregularities at the radiating end. Then, a deformation process is performed to deform the high and sharp irregularities into a rounded shape, which improves the effect and durability of the radiating end and provides a cathode that can withstand long-term use. .

【0005】 上記先行技術の方法によって良好に機能する陰極が得られるが、この製造方法
は、複雑で時間が掛かり、従って製造費用が高くなる。
Although the above-mentioned prior art methods result in well-functioning cathodes, the manufacturing method is complicated and time-consuming and therefore expensive to manufacture.

【0006】 本発明の主たる目的は、上記公知の方法の欠点を克服した光源用冷電界放射陰
極の製造方法を提供することである。また効果的且つ長期の使用に耐えうる冷電
界陰極を製造する方法を提供することを目的としている。
The main object of the present invention is to provide a method for manufacturing a cold field emission cathode for a light source, which overcomes the drawbacks of the known methods. Another object of the present invention is to provide a method for producing a cold field cathode that is effective and can withstand long-term use.

【0007】 この目的は、電界放射体の電界放射面に少なくとも1つの電気を放射する不規
則部を設けるために前記放射面を変形処理する工程を含む前記電界放射体を少な
くとも1つ含む光源用電界放射陰極を製造する方法において、少なくとも1つの
レーザービームが、前記放射体に当てられ、同時に電界放射面と接触させて前記
放射体の面を変形処理することを特徴とする方法により達成される。
For this purpose, for a light source including at least one field emitter, comprising the step of deforming the field emission surface to provide at least one irregular portion for emitting electricity on the field emission surface of the field emitter. A method of manufacturing a field emission cathode, characterized in that at least one laser beam is applied to said radiator and at the same time brought into contact with a field emission surface to modify the surface of said radiator. .

【0008】 電界放射光源用冷電界放射陰極をこのように製造することによって、より簡単
に製造でき、従って安価に製造することができる。さらに製造時間が短縮でき、
従来のような複雑な工程を必要としなくなる。
By manufacturing a cold field emission cathode for a field emission light source in this way, it is possible to manufacture it more easily and thus cheaply. Furthermore, the manufacturing time can be shortened,
It eliminates the need for complicated processes as in the past.

【0009】 レーザービームを放射体の電解放射面と接触させることによって行われる処理
により、熱−化学処理が、本発明の方法を実施する際に得られた電界放射エレメ
ントの寸法及び分布に対する所望の結果が得られるように確実に制御することが
可能になる。このことは上述のイオン照射及び変形処理工程では個々の繊維束に
均一な表面が形成されないという固有の弱点を有する公知の方法とは対照的であ
る。本発明による処理が良好な結果が得られる理由は、レーザービームのエネル
ギー及び長さと異なる領域が異なる特性を有する放射体の材料の僅かな不均一構
造との相乗効果によって説明される。これらの異なる領域は、レーザー処理に対
して僅かに異なる応答を示し、これにより所望の高さを有し且つ丸みを帯びた形
状を有する不規則形状が得られる。
The treatment performed by contacting the laser beam with the electrolytic emission surface of the radiator results in a thermo-chemical treatment which is desirable for the size and distribution of the field emission elements obtained in carrying out the method of the invention. It is possible to reliably control the result. This is in contrast to the known method, which has the inherent weakness that the individual ion bundles do not form a uniform surface in the ion irradiation and deformation treatment steps described above. The reason why the treatment according to the invention gives good results is explained by a synergistic effect with the energy and length of the laser beam and a slight non-uniform structure of the material of the radiator, which has different properties in different regions. These different regions show a slightly different response to the laser treatment, which results in an irregular shape with the desired height and a rounded shape.

【0010】 炭素繊維について言えば、この素材は高い強度、弾性、伝導性及びマトリック
ス内での化学的安定性を供するグラファイトに見られるクリスタライトのような
ある程度の規則性を有する相状態に配向された微細構造及びアモルファスカーボ
ンに見られるスキン層などの特徴を有する。本発明では、レーザー処理すること
によってクリスタライト及びアモルファス材料がレーザー処理に反応して所望の
局所的不規則性を呈する。
In terms of carbon fibers, this material is oriented in a phase state with some degree of regularity, such as the crystallites found in graphite, which provide high strength, elasticity, conductivity and chemical stability within the matrix. It has features such as a fine structure and a skin layer found in amorphous carbon. In the present invention, the laser treatment causes the crystallite and the amorphous material to react with the laser treatment to exhibit a desired local disorder.

【0011】 さらに規則性を有する相より劣る炭素繊維のスキン層の電気的特性は、レーザ
ー処理によって改良することができる。
Further, the electrical properties of the skin layer of the carbon fiber, which is inferior to the regularity phase, can be improved by laser treatment.

【0012】 放射体が表面処理されると同時に成形されるということは、いくつかのさらな
る利点を供する。所望の寸法及び長さ等に切り揃えるために放射体をレーザー照
射によって切断し、同時に照射された面をレーザーで変形することは効率的且つ
経済的な方法である。このレーザー処理によって機械的な切断作業を行わずに済
み、放射体表面部分の望ましくない変形などの機械的切断による不具合を防ぐこ
とができる。レーザーによる切断は、機械的切断に較べて切りくずを減らすこと
ができるという利点がある。従来の方法で製せられたエミッターを含む光源では
、このような機械的切断によって生じる切りくずが原因して効率が悪くまた作動
寿命が短いということが発見されている。
The fact that the radiator is surface treated and shaped at the same time offers several additional advantages. It is an efficient and economical method to cut the radiator by laser irradiation so as to cut it into a desired size and length, and at the same time, deform the irradiated surface with a laser. This laser treatment eliminates the need for mechanical cutting work, and can prevent problems due to mechanical cutting such as unwanted deformation of the radiator surface portion. Laser cutting has the advantage of reducing chips compared to mechanical cutting. It has been discovered that light sources, including emitters made by conventional methods, are inefficient and have a short operating life due to the chips produced by such mechanical cutting.

【0013】 さらに放射胴体がレーザーで成形され、同時に放射面が処理される本発明によ
って製せられる電界放射陰極を含む照明装置は、より効率がよい。その理由は、
より多くの電流が陰極を介して流れ、それにより均一な表面を有さない従来の光
源よりより多くの光が光源から発せられるからである。従って、より長く作動す
る光源が得られることになる。放射面をより均一にすることによって、良好な電
子放射作用が得られる。繊維を使用した場合、本発明の処理が施された繊維では
従来の方法で製せられた装置と比較した場合、5倍の電流が流れる。このことは
従来よりも長い使用寿命を有する光源及び/又は従来よりもより強い光を発する
光源を製するために利用することができる。均一な放射面を設けることは、従来
の光源と比較してより均一で快適な光の配分が得られるという点で有利である。
Furthermore, an illuminating device comprising a field emission cathode made according to the invention in which the emission body is laser-shaped and at the same time the emission surface is treated is more efficient. The reason is,
Because more current flows through the cathode, which causes more light to be emitted from the light source than conventional light sources that do not have a uniform surface. Therefore, a longer operating light source will be obtained. By making the emitting surface more uniform, good electron emission action is obtained. When fibers are used, the treated fibers of the present invention carry five times as much current as compared to devices made by conventional methods. This can be used to make a light source with a longer service life than before and / or a light source that emits more intense light than before. Providing a uniform emitting surface is advantageous in that it provides a more uniform and comfortable distribution of light compared to conventional light sources.

【0014】 本発明は、カーボンナノチューブ(carbon nano tubes、CNT)、ダイヤモンド
状カーボン(DLC)及び網状ガラス質カーボン(RVC)などの多孔質発泡炭素材料
などのWO96/25753号で使用される種類のストランド繊維などの異なる種
類の電界放射体にも適用可能である。本発明の方法が実施される材料は、炭素材
料であるが、他の類似の機能を有する材料も放射体として使用可能である。従っ
て、他の材料及び放射体形状は本発明から除外されない。
The present invention is of the type used in WO 96/25753, such as carbon foam tubes such as carbon nano tubes (CNTs), diamond-like carbons (DLCs) and reticulated vitreous carbons (RVCs). It is also applicable to different types of field emitters such as strand fibers. The material on which the method of the invention is carried out is a carbon material, but materials with other similar functions can also be used as radiators. Therefore, other materials and radiator shapes are not excluded from the present invention.

【0015】 本発明は、基本的には切断、成形及び表面処理が同時に行われるワンステップ
プロセスである。
The present invention is basically a one-step process in which cutting, shaping and surface treatment are performed simultaneously.

【0016】 しかしながら、場合によりレーザーによる切断及び表面処理は、より効果的な
放射面を得るためにさらなるレーザー処理を必要とする場合がある。本発明の一
態様では、これは最適な処理を施すために予め処理された面にさらにレーザーを
照射して行われ、このレーザーは切断のための最初のレーザー照射とは異なる種
類及び/又は強さであってもよい。
However, in some cases laser cutting and surface treatment may require additional laser treatment to obtain a more effective emitting surface. In one aspect of the invention, this is done by further irradiating the pre-treated surface with a laser for optimal treatment, which laser is of a different type and / or intensity than the first laser irradiation for cutting. May be

【0017】 本発明の方法は、発泡性炭素材料などの一体型多孔質体にも適用可能である。
このような多孔質体は一体構造をなすように薄い構造体を相互に接続することに
よって形成される。例えば、平面状又は円筒状の放射面にレーザーによる切断又
は成形を施すことによって形成することができる。得られた面は、繊維を用いた
場合に説明したように好ましい電子放射面が得られるように変形処理される。こ
のようにして製せられた電界放射陰極は、比較的容易に且つ安価に製造すること
ができる。
The method of the present invention can also be applied to an integral porous body such as a foamable carbon material.
Such a porous body is formed by interconnecting thin structures so as to form an integral structure. For example, it can be formed by cutting or molding a flat or cylindrical radiation surface with a laser. The resulting surface is modified so as to obtain the preferred electron emitting surface as described when using fibers. The field emission cathode manufactured in this manner can be manufactured relatively easily and inexpensively.

【0018】 本発明は、また炭素又は類似の材料を含む糸から製せられた織物構造にも適用
可能である。
The present invention is also applicable to woven structures made from yarns containing carbon or similar materials.

【0019】 DE−A1−19653820号には、特にフラットスクリーンに使用される電
界放射面の製造について記載されている。この方法では、レーザーがダイヤモン
ド又はダイヤモンド状炭素層に、例えばマスキング技術によって局所的に照射さ
れる。これによりその処理が施された箇所に隣接する領域上に本発明には好まし
くない突出した領域が形成される。
DE-A1-19653820 describes the production of field emission surfaces used in particular for flat screens. In this method, a laser is locally applied to the diamond or diamond-like carbon layer, for example by masking techniques. As a result, a protruding region, which is not preferable for the present invention, is formed on the region adjacent to the treated portion.

【0020】 本発明にはさらなる利点があるが、これらを添付の図面を参照して以下に詳述
する。
While the invention has further advantages, these are described in more detail below with reference to the accompanying drawings.

【0021】 本発明の方法では、電界放射陰極はポリアクリルニトリル炭素繊維として市販
されている繊維束から製せられる。炭素又は直径が2、3ミクロン(μm)の範
囲にある類似の材料を含む他の好適な材料も同等に使用することができる。図1
に示すように光源は、繊維束1の形状の電界放射陰極を有しており、これら繊維
束は、マトリックス状であり、導電性基板上に配されている。マトリックスと同
じ面で繊維束1の放射端部上の1/10mm程の近傍に変調電極12(modulato
r electrode)が設けられており、この電極は各繊維束を中心として開口部を有
する。基板17及び電極12は、上方及び下方境界ガラスプレート15、16を
有する真空ガラス容器の内側にある誘電性支持体18に支えられている。繊維束
1と電極の反対の上方境界ガラスプレート15の内側には陽極層13と発光層1
4が設けられている。陽極層13と変調電極12と基板17各々は、繊維束1か
ら変調電極の開口部を介して、陽極層13に接続した発光層14に電子を導く電
圧を加えるための端子A、B及びCを有する。電子が発光層14に入ると光が透明陽
極13とガラス容器を避けて発せられる。
In the method of the present invention, the field emission cathode is made from fiber bundles commercially available as polyacrylonitrile carbon fibers. Other suitable materials, including carbon or similar materials in the range of a few microns (μm) in diameter, can be used equally. Figure 1
As shown in FIG. 3, the light source has a field emission cathode in the shape of the fiber bundle 1, and these fiber bundles are in a matrix and arranged on the conductive substrate. The modulation electrode 12 (modulato 12) is provided in the vicinity of 1/10 mm on the radiation end of the fiber bundle 1 on the same surface as the matrix.
r electrode), which has an opening around each fiber bundle. The substrate 17 and the electrodes 12 are supported on a dielectric support 18 inside a vacuum glass container having upper and lower bounding glass plates 15,16. Inside the upper boundary glass plate 15 opposite the fiber bundle 1 and the electrode, the anode layer 13 and the light emitting layer 1
4 are provided. Each of the anode layer 13, the modulation electrode 12 and the substrate 17 has terminals A, B and C for applying a voltage for guiding electrons from the fiber bundle 1 to the light emitting layer 14 connected to the anode layer 13 through the opening of the modulation electrode. Have. When electrons enter the light emitting layer 14, light is emitted avoiding the transparent anode 13 and the glass container.

【0022】 光源を変調電極を必要としないダイオードとして構成してもよい。[0022]   The light source may be configured as a diode that does not require a modulation electrode.

【0023】 ここで重要なことは、基板17上に配された繊維束のマトリックスが、均一な
表面を有し且つ基板が電位差(potential)に曝された際に容易に電子をはねつ
けることができるように複数の不規則形状が各放射体の面に均一に設けられてい
るということである。さらにこれら不規則形状が使用時に過度に変形しないよう
に該表面の不規則形状には丸みを持たせることが重要である。該表面が変形する
と光源の使用寿命が短くなってしまう。
What is important here is that the matrix of fiber bundles arranged on the substrate 17 has a uniform surface and can easily repel electrons when the substrate is exposed to a potential difference. Thus, a plurality of irregular shapes are uniformly provided on the surface of each radiator. Further, it is important to make the irregular shape of the surface round so that these irregular shapes do not excessively deform during use. The deformation of the surface shortens the service life of the light source.

【0024】 本発明では、基板17と繊維束によって構成されるユニットはレーザー光によ
って形成、処理され、これにより繊維は全体的に均一な表面を形成するように正
確に切断され、レーザー処理された該表面は所望の丸みを帯びた不規則形状を呈
する。必要であれば、切断面を掃引するためにさらなる放射処理を施してもよい
In the present invention, the unit composed of the substrate 17 and the fiber bundle is formed and treated by laser light, whereby the fibers are precisely cut so as to form an overall uniform surface, and laser-treated. The surface exhibits the desired rounded irregular shape. If necessary, further radiation treatment may be applied to sweep the cut surface.

【0025】 図2はレーザービームによる切断及び表面変形処理後の1本の繊維9の断面を
示す。この放射端部断面は、高さを有し且つ僅かに丸みを帯びた不規則部11を
有する。
FIG. 2 shows a cross section of one fiber 9 after cutting with a laser beam and surface modification treatment. This radiating end section has a height and a slightly rounded irregularity 11.

【0026】 図3は発泡性炭素材料から製せられた電界放射陰極21を採用した電界放射光
源20を示す。符号22は変調グリッド(modulator grid)を示し、符号23は
陽極層23を示し、符号24は蛍光層(phosphorus layer)を示す。放射陰極2
1と変調グリッド22と陽極層23には、それぞれ端子A、B及びCが設けられて
いるのでこれら素子が適当な電位差に曝される。陰極の面25は、レーザーによ
って実質的に1つの面に位置する放射面が設けられるように均一に切断され、所
望の寸法に形成される。必要であれば、より完全な放射面を得るために面25に
さらなるレーザー処理を施してもよい。
FIG. 3 shows a field emission light source 20 that employs a field emission cathode 21 made from a foamable carbon material. Reference numeral 22 indicates a modulator grid, reference numeral 23 indicates the anode layer 23, and reference numeral 24 indicates a phosphor layer. Radiation cathode 2
1, the modulation grid 22 and the anode layer 23 are provided with terminals A, B and C, respectively, so that these elements are exposed to an appropriate potential difference. The face 25 of the cathode is evenly cut by the laser so as to provide an emitting face which lies substantially in one face and is shaped to the desired dimensions. If desired, surface 25 may be further laser treated to obtain a more complete emitting surface.

【0027】 上記したように本発明の方法は、異なる形状及び異なる電界放射陰極に用いる
ことが可能である。WO98/57344号又はWO98/57345号に開示され
ている繊維又は発泡性炭素材料の円筒状の多孔性構造から形成される放射状に電
界を放出するための円筒状陰極の場合、レーザーによる切断及び放射面の処理は
、例えば陰極を回転させレーザービームで掃引(sweep)しながら行われる。
As mentioned above, the method of the present invention can be used with different geometries and different field emission cathodes. Laser cutting and radiation in the case of a cylindrical cathode for radially emitting an electric field formed from a cylindrical porous structure of a fiber or expandable carbon material as disclosed in WO98 / 57344 or WO98 / 57345 The surface treatment is performed, for example, by rotating the cathode and sweeping with a laser beam.

【0028】 この工程を図4に示す。成形及び表面処理される材料が設けられた円周面を有
する円筒状放射体30を軸回転させる。そしてレーザー31が軸を中心に揺動し
てレーザーが円筒状胴体30の接線を追って破線で示すように胴体表面を掃引す
る。このようにして胴体は成形され、ある特定の高さを越えて突出した材料はレ
ーザーによって除去され、上述の表面変形処理に付される。
This step is shown in FIG. A cylindrical radiator 30 having a circumferential surface provided with a material to be molded and surface-treated is axially rotated. Then, the laser 31 oscillates about the axis, and the laser sweeps the body surface by following the tangent line of the cylindrical body 30 as shown by the broken line. In this way, the body is molded and the material protruding above a certain height is removed by laser and subjected to the above-mentioned surface modification treatment.

【0029】 これとは別の態様を図5に示す。この態様では平坦な放射体32が、レーザー
33によって掃引される。この掃引作業は、成形及び表面変形処理される放射体
の上面に対して横方向にレーザーを変位させることによって行われる。これによ
り図4で説明した方法と同じ効果が得られる。
Another mode other than this is shown in FIG. In this embodiment a flat radiator 32 is swept by a laser 33. This sweeping operation is performed by laterally displacing the laser with respect to the upper surface of the radiator to be shaped and surface-modified. As a result, the same effect as the method described with reference to FIG. 4 can be obtained.

【0030】 レーザービームによる掃引は、それ自体公知の方法に従って鏡及びレンズなど
の光学装置を移動させて行ってもよい。この点について本発明で重要なことは、
処理される面が曲面の場合、該面の接線となるようにまた該面が平面の場合その
面の方向と一致するようにその面に沿ってレーザーが向けられるということであ
る。
The laser beam sweep may be performed by moving an optical device such as a mirror and a lens according to a method known per se. In this regard, what is important in the present invention is that
This means that if the surface to be treated is a curved surface, the laser is directed along the surface so that it is tangent to the surface and if the surface is a flat surface, it coincides with the direction of the surface.

【0031】 本発明の利点は、得られた材料の純度を制御することができること及び/又は
いくつかの必要な特性に加えて異なる特徴が放射面に付与されるように得られた
材料を調整することができるということである。これはエッチングによって行わ
れる。これは処理中の放射胴体を取り巻く大気の組成、レーザービームの強度、
レーザービームが照射される部分の大きさ、大気の流動特性に依存する。不活性
大気中では、アモルファスカーボンの蒸発又は昇華を行うことができる。酸素又
は水素の存在下では、アモルファスカーボンの接触黒鉛化を行うことができる。
窒素又は空気を含む大気中では、拘束された酸素及び/又は窒素を有する表面グ
ループが、なだらかに流れる大気中で形成される。高温腐食は早く流れる大気条
件下で行うことができる。
An advantage of the present invention is that the purity of the resulting material can be controlled and / or the resulting material can be tailored to impart different characteristics to the emitting surface in addition to some required properties. It means that you can do it. This is done by etching. This is the composition of the atmosphere surrounding the radiating fuselage being processed, the intensity of the laser beam,
It depends on the size of the area irradiated by the laser beam and the flow characteristics of the atmosphere. Amorphous carbon can be evaporated or sublimated in an inert atmosphere. In the presence of oxygen or hydrogen, catalytic graphitization of amorphous carbon can be performed.
In an atmosphere containing nitrogen or air, surface groups with bound oxygen and / or nitrogen are formed in a gently flowing atmosphere. Hot corrosion can be performed under fast flowing atmospheric conditions.

【0032】 またそれ自体公知の方法で放射面の特性を変えるために放射面に種々の物質を
加えることも可能である。
It is also possible to add various substances to the emitting surface in a manner known per se in order to change the properties of the emitting surface.

【0033】 本発明は上述の先行技術文献に記載されている方法などの公知の方法に組み込
むことも可能である。炭素繊維が、例えば高分子材料で処理されており、その高
分子材料を取り除く必要がある場合、該材料はレーザー処理中に取り除かれるか
あるいは他の好適な加熱処理で取り除くことができる。
The present invention can also be incorporated into known methods such as those described in the above mentioned prior art documents. If the carbon fibers have been treated with, for example, a polymeric material and the polymeric material needs to be removed, the material can be removed during the laser treatment or by another suitable heat treatment.

【0034】 原則的には、充分な強度を有し且つ可視光領域又はその近傍の領域で作動する
あらゆる種類のレーザーを使用することができる。ライトビームは環状又は長円
状セクション状又は他の好適なセクション状であってもよい。レーザービームの
形状は処理される材料に対応する。
In principle, it is possible to use all kinds of lasers which have sufficient intensity and operate in or near the visible light range. The light beam may be in the form of an annular or oval section or any other suitable section. The shape of the laser beam corresponds to the material to be processed.

【0035】 切断、エッチング及び表面処理の全工程において、レーザーは0.01−0.
1m/sの速度で供給され、その強度は0.1−10kW/mm2の範囲で選択
される。約100−1000Wの市販されているJAG及びダイオードレーザー
を使用してもよい。レーザービームはパルス状又は非パルス状であってもよい。
放射体の形成は、不必要な材料を蒸発させ、レーザーで処理される材料の放射面
で局部的に溶融することによって行われる。このようにして放射面をきれいにす
ることができる。少量の過剰な材料及び他の不安定な材料をエッチングによって
固定するかあるいは蒸発させることができる。この処理により得られる光源が安
定し、使用寿命を延ばすことができる。
In all the steps of cutting, etching and surface treatment, the laser is 0.01-0.
It is supplied at a speed of 1 m / s and its intensity is selected in the range of 0.1-10 kW / mm 2 . Commercially available JAG and diode lasers of about 100-1000 W may be used. The laser beam may be pulsed or non-pulsed.
The formation of the radiator is carried out by vaporizing the unwanted material and melting it locally at the emitting surface of the material to be laser treated. In this way the emitting surface can be cleaned. Small amounts of excess material and other unstable materials can be fixed or evaporated by etching. The light source obtained by this treatment is stable, and the service life can be extended.

【0036】 成形作業ではいかなる形状にも成形することができる。例えば平坦又は円筒状
に形成してもよい。平坦な放射面は、放射体に対してレーザーを横方向に変位さ
せて直線状に掃引するか(図5参照)あるいはレーザービーム源を固定して成形
及び表面処理される材料を同じように横方向に変位させて製することができる。
図4で示した以外の円筒状放射面を製する方法は、例えば形成及び成型される材
料を固定されたレーザ源に対して回転させるか該材料に対してレーザーを環状に
横方向に掃引させて行う方法などが挙げられる。
The molding operation can be molded into any shape. For example, it may be formed flat or cylindrical. A flat emitting surface can be used to displace the laser laterally with respect to the radiator to sweep it in a straight line (see Figure 5) or to fix the laser beam source in the same way as the material to be shaped and surface treated. It can be manufactured by displacing in the direction.
A method of producing a cylindrical emitting surface other than that shown in FIG. 4 is, for example, by rotating the material to be formed and molded with respect to a fixed laser source or by sweeping the laser laterally in an annular direction with respect to the material. And the like.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 本発明による電界放射光源を示す。[Figure 1]   3 shows a field emission light source according to the present invention.

【図2】 放射体の放射面の拡大図。[Fig. 2]   The enlarged view of the radiation surface of a radiator.

【図3】 本発明の第2の態様による電界放射光源を示す。[Figure 3]   3 shows a field emission light source according to a second aspect of the invention.

【図4】 本発明による方法の第1の態様の略図。[Figure 4]   1 is a schematic representation of a first aspect of the method according to the invention.

【図5】 本発明による方法の第2の態様の略図。[Figure 5]   3 is a schematic representation of a second aspect of the method according to the invention.

【手続補正書】特許協力条約第34条補正の翻訳文提出書[Procedure for Amendment] Submission for translation of Article 34 Amendment of Patent Cooperation Treaty

【提出日】平成13年8月30日(2001.8.30)[Submission date] August 30, 2001 (2001.08.30)

【手続補正1】[Procedure Amendment 1]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】特許請求の範囲[Name of item to be amended] Claims

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正の内容】[Contents of correction]

【特許請求の範囲】[Claims]

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 EP(AT,BE,CH,CY, DE,DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,I T,LU,MC,NL,PT,SE),OA(BF,BJ ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GW,ML, MR,NE,SN,TD,TG),AP(GH,GM,K E,LS,MW,MZ,SD,SL,SZ,TZ,UG ,ZW),EA(AM,AZ,BY,KG,KZ,MD, RU,TJ,TM),AE,AG,AL,AM,AT, AU,AZ,BA,BB,BG,BR,BY,CA,C H,CN,CR,CU,CZ,DE,DK,DM,DZ ,EE,ES,FI,GB,GD,GE,GH,GM, HR,HU,ID,IL,IN,IS,JP,KE,K G,KP,KR,KZ,LC,LK,LR,LS,LT ,LU,LV,MA,MD,MG,MK,MN,MW, MX,NO,NZ,PL,PT,RO,RU,SD,S E,SG,SI,SK,SL,TJ,TM,TR,TT ,TZ,UA,UG,US,UZ,VN,YU,ZA, ZW─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    (81) Designated countries EP (AT, BE, CH, CY, DE, DK, ES, FI, FR, GB, GR, IE, I T, LU, MC, NL, PT, SE), OA (BF, BJ , CF, CG, CI, CM, GA, GN, GW, ML, MR, NE, SN, TD, TG), AP (GH, GM, K E, LS, MW, MZ, SD, SL, SZ, TZ, UG , ZW), EA (AM, AZ, BY, KG, KZ, MD, RU, TJ, TM), AE, AG, AL, AM, AT, AU, AZ, BA, BB, BG, BR, BY, CA, C H, CN, CR, CU, CZ, DE, DK, DM, DZ , EE, ES, FI, GB, GD, GE, GH, GM, HR, HU, ID, IL, IN, IS, JP, KE, K G, KP, KR, KZ, LC, LK, LR, LS, LT , LU, LV, MA, MD, MG, MK, MN, MW, MX, NO, NZ, PL, PT, RO, RU, SD, S E, SG, SI, SK, SL, TJ, TM, TR, TT , TZ, UA, UG, US, UZ, VN, YU, ZA, ZW

Claims (16)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 電界放射体の電界放射面に少なくとも1つの電気を放射する
不規則部を設けるために前記放射面を変形する工程を含む前記電界放射体を少な
くとも1つ含む光源用電界放射陰極を製造する方法において、少なくとも1つの
レーザービームが、前記放射体を形成するために当てられ、同時に電界放射面と
接触させて前記放射体の面を変形処理することを特徴とする方法。
1. A field emission cathode for a light source including at least one field emitter, the method comprising the step of deforming said field emission surface to provide at least one irregular portion for emitting electricity on the field emission surface of the field emitter. The method of manufacturing a method according to claim 1, wherein at least one laser beam is applied to form the radiator and at the same time contacts the field emission surface to deform the surface of the radiator.
【請求項2】 繊維状の少なくとも1つの放射体上で行われることを特徴と
する請求項1記載の方法。
2. Method according to claim 1, characterized in that it is carried out on at least one fibrous radiator.
【請求項3】 各レーザービームが前記放射面を変形すると同時に各繊維を
切断することを特徴とする請求項2記載の方法。
3. The method of claim 2, wherein each laser beam deforms the emitting surface and simultaneously cuts each fiber.
【請求項4】 一体形状の多孔性放射胴体上で行われることを特徴とする請
求項1項記載の方法。
4. The method of claim 1, wherein the method is performed on a monolithic porous radiant body.
【請求項5】 前記放射体が発泡性炭素材料から製せられることを特徴とす
る請求項4記載の方法。
5. The method of claim 4, wherein the radiator is made of a foamable carbon material.
【請求項6】 前記放射体がカーボンナノチューブから形成されることを特
徴とする請求項1記載の方法。
6. The method of claim 1, wherein the radiator is formed from carbon nanotubes.
【請求項7】 前記放射体が炭素又は類似の材料を含む糸から製せられた織
物から製せられることを特徴とする請求項1記載の方法。
7. The method of claim 1, wherein the radiator is made of a fabric made of yarn containing carbon or a similar material.
【請求項8】 前記放射面がさらなるレーザー処理が施されることを特徴と
する請求項1乃至7いずれか1項記載の方法。
8. The method according to claim 1, wherein the emitting surface is subjected to a further laser treatment.
【請求項9】 レーザービームが放射面を掃引するように配されていること
を特徴とする先行請求項いずれか1項記載の方法。
9. The method according to claim 1, wherein the laser beam is arranged to sweep the emitting surface.
【請求項10】 可視光領域又はその近傍の領域のレーザー光が使用される
ことを特徴とする先行請求項いずれか1項記載の方法。
10. The method according to claim 1, wherein laser light in the visible light region or in the vicinity thereof is used.
【請求項11】 レーザービームの強度が、約0.1乃至10kW/mm2
であることを特徴とする先行請求項いずれか1項記載の方法。
11. The laser beam has an intensity of about 0.1 to 10 kW / mm 2.
A method according to any one of the preceding claims, characterized in that
【請求項12】 レーザービームが切断又は変形処理の際、約0.01乃至
0.1m/sの速度で移動することを特徴とする先行請求項いずれか1項記載の
方法。
12. The method according to claim 1, wherein the laser beam moves at a speed of about 0.01 to 0.1 m / s during the cutting or deformation process.
【請求項13】 レーザー処理が大気中で行われることを特徴とする先行請
求項いずれか1項記載の方法。
13. Method according to any one of the preceding claims, characterized in that the laser treatment is carried out in the atmosphere.
【請求項14】 レーザー処理が不活性大気中で行われることを特徴とする
先行請求項いずれか1項記載の方法。
14. The method according to claim 1, wherein the laser treatment is carried out in an inert atmosphere.
【請求項15】 請求項1乃至14のいずれか1項に記載の方法で製せられ
る電界放射陰極。
15. A field emission cathode made by the method of any one of claims 1-14.
【請求項16】 発光層と陽極を形成する導伝層が設けられた少なくとも1
つの壁部と電界放射陰極とこの陰極から電子を放射するための電界を発生させる
手段とを含む真空容器からなる光源において、請求項15記載の電界放射陰極を
含むことを特徴とする光源。
16. At least one provided with a conductive layer forming a light emitting layer and an anode.
16. A light source comprising a vacuum container comprising one wall, a field emission cathode and means for generating an electric field for emitting electrons from the cathode, the light source comprising the field emission cathode according to claim 15.
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