JP2006120586A - 電界電子放出ランプおよびその製造方法およびその使用方法 - Google Patents

Abstract

【課題】低抵抗な導電性を備えた蛍光板を供えた電界電子放出ランプおよびその製造方法およびその使用方法を提供する。
【構成】円筒形のカソード電極外面にカーボンナノチューブが配設され、前記円筒形と同軸でかつ外側に略半円筒形金属電極が配設され、前記略半円筒形金属電極の内面に蛍光体が配設されていることを特徴とする電界電子放出ランプ。
【選択図】図１

Description

産業上の利用分野

本発明は電界電子放出ランプおよびその製造方法およびその使用方法に関する。

従来、電解電子放出についてはたとえばカーボンナノチューブを用いた三極管構造のアイディアに関しては特開２００１−１２６６０９にその技術が開示されている。ＦＥＬすなわちフィールドエミッションライトと呼ばれる電界電子放出ランプと類似した照明技術に関しては、特開２００４−２２０８９５、特開２００４−２０７０６６、特開２００４−２２０８９６、特開２００４−２８８４７５、特開２００１−５２６５２でその技術が開示されている。ＦＥＬをスキャナーに応用するアイディアについては特開２００４−２３９９５３にその技術が開示されている。

公知の従来技術文献

特開２００４−２２０８９５、特開２００４−２０７０６６、特開２００４−２２０８９６、特開２００４−２８８４７５、特開２００１−５２６５２、特開２００４−２３９９５３、特開２００１−１２６６０９

発明が解決しようとする課題

従来のＦＥＤ（フィールドエミッションディスプレイ）やＦＥＬと呼ばれる技術はガラス基板上に塗布された蛍光体に電子を照射発光させて、その発光をガラス基板の反対側からその透明なガラス基板を介して観察させたり対象物に照射する技術である。照明の場合、基板を介して発光を外部に取り出すので、基板は透明でなければならない。蛍光体の多くはそれ自身絶縁物であることが多く、絶縁物の蛍光体が電子照射によってチャージアップして電子を跳ね返して発光輝度が低下したり、チャージアップした電荷を瞬時に放電する際に放電破壊したりする問題を抱えていた。このチャージアップ起因も問題を低減することを目的として透明導電性膜をガラス基板上に配設する対策等が採られているが導電性と透明および低コストを総て見たすことは困難である。

課題を解決するための手段

本発明の電界電子放出ランプは、第一に円筒形のカソード電極外面にカーボンナノチューブが配設され、前記円筒形と同軸でかつ外側に略半円筒形金属電極が配設され、前記略半円筒形金属電極の内面に蛍光体が配設されていることを特徴とし、
第２に、前記第１の特徴に加えて、前記略半円筒形金属電極の内面にＴｉ表面が一部露出していることを特徴とし、
本発明の電界電子放出ランプの製造方法は、前記第１または第２の特徴を備える電界電子放出ランプの製造方法において、金属薄板に蛍光体ペーストを塗布、乾燥、焼成後に前記金属薄板を前記蛍光体ペースト塗布面が内面となるように湾曲させることで前記略半円筒形金属電極を形成することを特徴とし、
本発明の電界電子放出ランプの使用方法は、前記第１または第２の特徴を備える電界電子放出ランプにおいて、前記略半円筒形金属電極に対して前記カソード電極に負電位を付与することで前記カソード電極から前記略半円筒形金属電極内面に配設した蛍光体に電子を照射発光させることを特徴とする。

本発明の電界電子放出ランプは、円筒形または丸棒形状のカソード電極１の外面にカーボンナノチューブ２をスプレー塗布で付着させたものである。前記円筒形とその中心軸を同じにする略半円筒形金属電極３が前記カーボンナノチューブ表面よりも外側方向に距離を保って配設されている。前記略半円筒形金属電極の内面に蛍光体４が配設されている。前記１から４の記号を付与された部品は５真空容器の内部に保持されて、高圧電源６によって真空状態で電子７を放出して前記蛍光体に照射する。電子に照射された蛍光体はその蛍光体の特性に応じた色で発光する。

第１の特徴に加えて、前記略半円筒形金属電極の内面にＴｉ表面が一部露出していることを特徴とする第２の電界電子放出ランプの場合には、その露出した表面にも電子が照射されて前記Ｔｉの表面を清浄化、活性化させて残留ガスを吸着してくれる。

本発明の電界電子放出ランプの製造方法は、前記第１または第２の特徴を備える電界電子放出ランプの製造方法において、金属薄板に蛍光体ペーストを塗布、乾燥、焼成を行い、その後に前記金属薄板を前記蛍光体ペースト塗布面が内面となるように湾曲させることで前記略半円筒形金属電極を形成することを特徴とする。

本発明の電界電子放出ランプの使用方法は、前記第１または第２の特徴を備える電界電子放出ランプにおいて、前記略半円筒形金属電極に対して前記カソード電極に負電位を付与することで前記カソード電極から前記略半円筒形金属電極内面に配設した蛍光体に電子を照射発光させることを特徴とする。

本発明の実施例１について説明する。図１を用いて説明する。直径０．５ｍｍで長さ３２０ｍｍのタングステンワイヤー製のカソード電極１の表面にはカーボンナノチューブ２のエタノール懸濁液をスプレー塗布してある。チタン金属製の略半円筒形金属電極３の内面には図に示すように蛍光体４が塗布されている。前記蛍光体は前記内面全てを覆っているのではなく、ところどころ開口がり、チタン（Ｔｉ）の表面が露出されている。前記略半円筒形金属電極は厚み０．２ｍｍのチタン金属を用いており、湾曲した筒状形状の直径は１ｍｍ、長さが３００ｍｍである。前記部品を全て真空容器５の内側に納めて真空引きした後、高圧電源６に３ｋＶを印加するとカーボンナノチューブから放出された電子によって蛍光体が明るく発光する。

本発明の実施例２について説明する。図２を用いて説明する。図２は図１の構造が横３連に並べた構造である。略半円筒形金属電極はもともと連続したアルミの０．２ｍｍの薄板を図２のように波型に折り曲げて製造した。

本発明の実施例３について説明する。電界電子放出ランプの製造方法に関する実施例である。図３において、まず第１の工程として（あ）に示すように金属薄膜７を用意する。この金属薄膜は幅３．２ｍｍ、長さ３００ｍｍ厚み０．２ｍｍのベリリウム銅である。（い）の工程ではスクリーン印刷で幅３ｍｍ、長さ２９５ｍｍの寸法で蛍光体４を塗布する。乾燥、焼成後に（う）の工程で湾曲させて略半円筒形状に整形する。前記焼成は（う）の工程の後に行う場合がある。最後の（え）の工程で、カーボンナノチューブを塗布したカソード電極１を絶縁スペーサを間に挟んでその軸位置に設置する。

本発明の実施例４を説明する。図１と同様の構造である。相違点はず１でカソード電極であった部品が穴あき半円筒カソード電極になっている点である。穴あき半円筒カソード電極表面（外面）にカーボンナノチューブが塗布されている。図４においては穴あき半円筒カソード電極の外形が１ｍｍ厚みが０．２ｍｍで穴が０．２ｍｍである。穴のピッチは最近接の穴との互いの中心距離が０．６ｍｍである。略半円筒形金属電極３の内径（直径）は１０ｍｍである。高圧電源６に１０ｋＶを印加して電子１００を放出して蛍光体４を光らせる。蛍光体の発光は前記穴あき半円筒カソード電極からもれて上部を照らす。前記穴は電子放出部分、蛍光体部分での局部真空度が劣化しないための通気口の役目も果たしている。

発明の効果

本発明の電界電子放出ランプを用いると線状の光源を低コストで製造することができる。

本発明の実施例１を示す構成図である。 本発明の実施例２を示す構成図である。 本発明の実施例３を示す製造工程フローチャートである。 本発明の実施例４を示す構成図である。

符号

１はカソード電極、２はカーボンナノチューブ、３は略半円筒形金属電極、４は蛍光体、５は真空容器、６は高圧電源、７は金属薄膜、８は穴あき半円筒カソード電極、１００は電子である。

Claims (4)

1. 円筒形のカソード電極外面にカーボンナノチューブが配設され、前記円筒形と同軸でかつ外側に略半円筒形金属電極が配設され、前記略半円筒形金属電極の内面に蛍光体が配設されていることを特徴とする電界電子放出ランプ。
2. 請求項１の電界電子放出ランプにおいて、前記略半円筒形金属電極の内面にＴｉ表面が一部露出していることを特徴とする電界電子放出ランプ。
3. 請求項１または２の電界電子放出ランプの製造方法において、金属薄板に蛍光体ペーストを塗布、乾燥、焼成後に前記金属薄板を前記蛍光体ペースト塗布面が内面となるように湾曲させることで前記略半円筒形金属電極を形成することを特徴とする電界電子放出ランプの製造方法。
4. 請求項１または２の電界電子放出ランプの使用方法において、前記略半円筒形金属電極に対して前記カソード電極に負電位を付与することで前記カソード電極から前記略半円筒形金属電極内面に配設した蛍光体に電子を照射発光させることを特徴とする電界電子放出ランプの使用方法。

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