KR100743345B1 - Field emission cold cathode - Google Patents

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Abstract

진공관에서 사용하기 위한 필드 방출 냉음극(11). 탄소 벨벳 물질(25)은 전극 물질에 수직으로 임베딩된 고종횡비(high aspect ratio) 탄소 섬유로 구성된다. 탄소 벨벳 물질(25)의 팁 및/또는 샤프트는 낮은 일함수를 갖는 세시에이티드염으로써 코팅된다. 탄소 벨벳 물질(25)의 전극 물질은 음극 표면(27)에 접합된다. 냉음극(11)은 900℃ 보다 낮은 온도에서 동작할 때 조차도, 전계가 인가될 때 전자를 방출한다. Field emission cold cathode 11 for use in a vacuum tube. Carbon velvet material 25 is comprised of high aspect ratio carbon fibers embedded perpendicular to the electrode material. The tip and / or shaft of the carbon velvet material 25 is coated with a sesame salt having a low work function. The electrode material of the carbon velvet material 25 is bonded to the cathode surface 27. The cold cathode 11 emits electrons when an electric field is applied, even when operating at temperatures lower than 900 ° C.

Description

필드 방출 냉음극{FIELD EMISSION COLD CATHODE} Field emission cold cathode {FIELD EMISSION COLD CATHODE}             

미국 정부 이해에 대한 진술Statement of Understanding US Government

본 발명이 행해진 조건은 공군 장관(Secretary of the Air Force)에 의해 대표되는, 행정명령(Executive Order) 10096의 조항 1(a)하에서의 미합중국의 정부에게 외국 권리를 포함하여, 전체 권리, 자격 및 그것에 있는 이해를 부여하도록 한다. The conditions under which the present invention has been made are the full rights, qualifications, and rights thereof, including foreign rights to the Government of the United States under Article 1 (a) of Executive Order 10096, represented by the Secretary of the Air Force. Make sure you have a good understanding.

본 발명은 진공관 분야에 속하며, 특히 진공관에서 전자 방출기로 행동하는 필드 방출 냉음극(field emission cold cathode)에 관련된다. The present invention belongs to the field of vacuum tubes and relates in particular to field emission cold cathodes which act as electron emitters in vacuum tubes.

음극은 텔레비전에 사용되는 음극 광선관(ray tubes) 및 레이더와 통신에서 사용되는 다양한 마이크로파관(microwave tubes)과 같은 광범위한 종류의 진공관에서 사용되는 전자 방출기이다. 이들 모든 음극은 적절한 동작을 위해서는 고진공 하에서 유지되어야 하고, 매우 높은 온도, 즉 적어도 900℃까지 가열되어야 한다. 고진공은 봉합된 장치를 갖는 것과 같은 특별한 제조 기술의 사용 뿐만 아니라 광범위한 베이킹 아웃(baking out) 절차를 필요로 한다. 또한, 이들 유형의 음극은 만약 음극이 진공으로부터 제거된다면 오염에 영향받기 쉽다. 그리하여 고진공은 취급, 동작, 및 저장과 연관되어 상당한 제약을 야기한다. Cathodes are electron emitters used in a wide variety of vacuum tubes, such as cathode ray tubes used in televisions and various microwave tubes used in communication with radar. All these cathodes must be maintained under high vacuum for proper operation and heated to very high temperatures, ie at least 900 ° C. High vacuum requires extensive baking out procedures as well as the use of special manufacturing techniques such as having sealed devices. In addition, these types of cathodes are susceptible to contamination if the cathodes are removed from the vacuum. Thus, high vacuum creates significant constraints associated with handling, operation, and storage.

고온 동작을 위한 요구는 다수의 중요한 설계 제한을 불러 일으킨다. 우선, 고온은 음극의 고온 동작을 견딜 수 있는 특별한 물질의 사용을 필요로 한다. 또한, 가열기는 에너지 효율을 감소시키고, 시스템 크기, 중량, 및 복잡도를 증가시킨다. The demand for high temperature operation raises a number of important design limitations. First, high temperatures require the use of special materials that can withstand the high temperature operation of the cathode. Heaters also reduce energy efficiency and increase system size, weight, and complexity.

따라서, 보다 덜 엄격한 진공 요건를 가지며 낮은 온도에서 동작할 수 있고, 동시에 종래의 진공관 음극과 동일한 전자 방출 특성을 산출하는 음극에 대한 필요성이 있다. Thus, there is a need for a cathode that has a less stringent vacuum requirement and can operate at lower temperatures, while at the same time yielding the same electron emission characteristics as a conventional tube cathode.

본 발명은 종래 기술의 필드 방출 음극보다 낮은 진공 및 차가운 온도에서 동작하는 필드 방출 냉음극을 제공함으로써 종래 기술의 전술한 단점에 대처한다. 특히, 본 발명은 전극(base) 물질에 수직으로 임베딩된 고종횡비 탄소 섬유로 구성된 탄소 벨벳 물질을 포함한다. 탄소 벨벳 물질은 음극에 부착된다. 세시에이티드염(cesiated salt)은 그 섬유 위에 증착된다. 전자는 충분한 전압이 음극에 인가될 때 방출된다. The present invention addresses the aforementioned drawbacks of the prior art by providing a field emitting cold cathode that operates at lower vacuum and cold temperatures than the prior art field emitting cathode. In particular, the present invention includes a carbon velvet material composed of high aspect ratio carbon fibers embedded perpendicular to the base material. Carbon velvet material is attached to the cathode. Cesiated salts are deposited on the fibers. Electrons are emitted when a sufficient voltage is applied to the cathode.

본 발명의 제 2 국면은 세시에이티드염의 용액을 형성하는 단계, 상기 용액으로써 탄소 벨벳 물질을 코팅하는 단계, 및 상기 물질을 음극에 접합하는 단계를 포함하는 필드 방출 음극 제조 방법을 제공한다. 본 발명의 제 3 국면은 기화된 세시에이티드염 용액을 탄소 벨벳 물질의 섬유 위로 증착시키는 단계, 상기 섬유 위에 세시에이티드염 결정을 형성하는 단계, 및 상기 탄소 벨벳 물질을 음극에 접 합하는 단계를 포함하는 필드 방출 냉음극 제조 방법을 제공한다. A second aspect of the present invention provides a method for producing a field emission cathode comprising forming a solution of ceside salt, coating a carbon velvet material with the solution, and bonding the material to the cathode. A third aspect of the invention involves depositing a vaporized cesitized salt solution onto a fiber of carbon velvet material, forming cesitized salt crystals on the fiber, and bonding the carbon velvet material to a cathode. It provides a field emission cold cathode manufacturing method comprising.

본 발명의 제 4 국면은 필드 방출 냉음극을 제조하기 위해 음극에 부착된 탄소 벨벳 물질을 코팅하는 방법을 제공하며, 상기 방법은 세시에이티드염과 탈이온화된 물의 용액을 상기 물질에 분무하는 단계, 1 토르(torr) 보다 작게 진공으로 된 진공 오븐에서 약 1 시간 동안 적어도 100℃의 온도에서 상기 코팅된 탄소 벨벳 물질을 베이킹하는 단계, 및 건조 질소를 이용하여 대기압까지 상기 진공 오븐을 벤팅(venting)하는 단계를 포함한다. A fourth aspect of the invention provides a method of coating a carbon velvet material attached to a cathode to produce a field emission cold cathode, the method comprising spraying a solution of cesitized salt and deionized water on the material Baking the coated carbon velvet material at a temperature of at least 100 ° C. for about 1 hour in a vacuum oven with a vacuum of less than 1 torr, and venting the vacuum oven to atmospheric pressure with dry nitrogen. Step).

본 발명의 제 5 국면은 탄소 벨벳 물질의 복수의 섬유의 각각 위에 1 옹스트롬 내지 10 미크론의 두께를 갖는 세시에이티드염의 막을 형성하고, 상기 탄소 벨벳 물질을 음극에 접합함으로써 필드 방출 냉음극을 제조하는 방법을 제공한다. 본 발명의 제 6 국면은 섬유를 갖는 탄소 벨벳 물질을 음극에 부착하고, 상기 섬유를 용해된 세시에이티드염 용액에 담그며, 상기 섬유가 상기 용액에 담긴 동안 상기 용액을 냉각함으로써 필드 방출 냉음극을 제조하는 것을 제공한다. 본 발명의 제 7 국면은 섬유를 갖는 탄소 벨벳 물질을 음극에 부착하고, 상기 섬유를 용해된 세시에이티드염 용액에 담그며, 상기 용액으로부터 상기 섬유를 제거하고, 상기 섬유를 냉각함으로써 필드 방출 냉음극을 제조하는 것을 제공한다. A fifth aspect of the invention provides a field emission cold cathode by forming a film of sesedide salt having a thickness of 1 angstrom to 10 microns on each of a plurality of fibers of carbon velvet material, and bonding the carbon velvet material to a cathode. Provide a method. A sixth aspect of the present invention provides a field emission cold cathode by attaching a carbon velvet material with fibers to a cathode, dipping the fibers in a dissolved sessate salt solution, and cooling the solution while the fibers are in the solution. To prepare. A seventh aspect of the invention provides a field emission cold cathode by attaching a carbon velvet material with fibers to a cathode, immersing the fibers in a dissolved cemented salt solution, removing the fibers from the solution, and cooling the fibers. It provides to prepare.

종래의 진공관은 적절한 동작을 위해 적어도 900℃까지 가열되어야 하는 음극 요소와 고진공을 필요로 한다. 비록 용어 "냉음극"이 실온이나 그 근처에서 동작하는 음극 뿐만 아니라 900℃ 아래의 온도에서 동작하는 음극을 가리키고 있지만, 본 발명의 냉음극은 실온에서 동작하며, 그리하여 종래 기술의 가열 및 높은 동작 온도 요건을 제거한다. 그것은 또한 종래 기술의 음극보다 더 낮은 진공 레벨에서 동작한다. 본 발명의 냉음극은 클라이스트론, 진행파관, 마그네트론, 마그니콘(magnicons), 및 클라이스트로드/IOT 텔레비전 전송기를 포함하여, 임의의 유형의 진공관의 가열된 음극을 부수적인 이점을 갖고서 대체할 수 있다. Conventional vacuum tubes require cathode elements and high vacuum that must be heated to at least 900 ° C. for proper operation. Although the term “cold cathode” refers to a cathode operating at or below 900 ° C. as well as a cathode operating at or near room temperature, the cold cathode of the present invention operates at room temperature and thus prior art heating and high operating temperatures. Remove the requirement. It also operates at lower vacuum levels than prior art cathodes. The cold cathodes of the present invention can replace the heated cathodes of any type of vacuum tubes with additional advantages, including klystrons, traveling tubes, magnetrons, magnetons, and Klystrod / IOT television transmitters.

본 발명의 냉음극의 다른 국면과 이점은 첨부된 도면과 함께, 본 발명의 원리를 한 예로서 설명하면서 아래의 상세한 설명으로부터 명백해 질 것이다. Other aspects and advantages of the cold cathode of the present invention will become apparent from the following detailed description, illustrating the principles of the invention as an example, in conjunction with the accompanying drawings.

도면은 본 발명의 필드 방출 냉음극을 시험하기 위해 사용되는 실험실 셋업의 도식도이며, 본 발명의 필드 방출 냉음극의 단면을 포함한다. The figure is a schematic of a laboratory setup used to test the field emission cold cathode of the present invention and includes a cross section of the field emission cold cathode of the present invention.

도면은 본 발명의 필드 방출 냉음극(11)을 시험하기 위해 사용되는 실험실 셋업의 도식도이며, 냉음극(11)의 단면을 도시한다. 셋업은 진공 챔버(13)와 음극 마운팅(17)을 포함한다. 샤프트(shaft)(19)는 진공 챔버(13) 속으로 내뻗으며, 냉음극(11)에 상대적으로 움츠리거나 확장될 수 있다. 양극(21)은 샤프트(19)의 끝에 설치된다. 간극(23)은 음극(11)과 양극(21)을 분리하는 거리이며, 샤프트(19)를 움츠리거나 확장함에 의해 조정될 수 있다. The figure is a schematic of a laboratory setup used to test the field emission cold cathode 11 of the present invention, showing a cross section of the cold cathode 11. The setup includes a vacuum chamber 13 and a cathode mounting 17. The shaft 19 extends into the vacuum chamber 13 and may be withdrawn or expanded relative to the cold cathode 11. The anode 21 is installed at the end of the shaft 19. The gap 23 is a distance separating the cathode 11 and the anode 21 and can be adjusted by shrinking or expanding the shaft 19.

냉음극(11)은 고전압 부싱(bushing)(24), 탄소 벨벳 물질(25), 음극 표면(27)으로 구성된다. 아래에서 상세히 설명될 것과 같이, 탄소 벨벳 물질(25)은 낮은 일함수를 갖는 세시에이티드염(low work function cesiated salt)으로써 취급되며, 음극 표면(27)에 접합된다. 탄소 벨벳 물질(25)은 전극 물질에 수직으로 임베딩된 고종횡비 탄소 섬유로 구성된다. 이러한 유형의 특정 물질은 에너지 사이언스 래버러토리즈사(Energy Science Laboratories, Inc. )의 전매 생산물인 Vel-Black®아플리케(applique)이다. Vel-Black®아플리케는 접착성 베이스(adhesive base)에 설치된 고종횡비 탄소 섬유로 구성되며, 그것의 광학적 특성을 위해, 즉 광학 시스템에서의 표유광(stray-light) 억제와 초저 반사율을 위한 흑색 아플리케로서 개발되었다. The cold cathode 11 is comprised of a high voltage bushing 24, a carbon velvet material 25, and a cathode surface 27. As will be described in detail below, the carbon velvet material 25 is treated as a low work function cesiated salt with low work function and bonded to the cathode surface 27. Carbon velvet material 25 is comprised of high aspect ratio carbon fibers embedded perpendicular to the electrode material. A particular material of this type is Vel-Black® applique, a proprietary product of Energy Science Laboratories, Inc. The Vel-Black® applique consists of a high aspect ratio carbon fiber installed on an adhesive base and for its optical properties, i.e. black applique for stray-light suppression and very low reflectivity in optical systems. Was developed as.

탄소 벨벳 물질(25)는 유연하며, 어떠한 모양의 냉음극(11)에도 쉽게 접합될 수 있다. 도전성 에폭시는 음극 표면(27)이 금속인 음극 표면(27)에 탄소 벨벳 물질(25)을 접합하기 위해 사용될 수 있다. 또는, 열접합(pyrobonding)이 탄소 벨벳 물질(25)을 탄소 기판에 접합시키기 위해 사용될 수 있다. 냉 전자 방출은 탄소 벨벳 물질(25)의 섬유의 팁(tip)에 세시에이티드염 결정을 형성함에 의해서 뿐만 아니라 1 옹스트롬 내지 10 미크론의 두께를 갖는 막을 섬유 샤프트상에 증착함에 의해서 얻어진다. The carbon velvet material 25 is flexible and can be easily bonded to the cold cathode 11 of any shape. Conductive epoxy may be used to bond the carbon velvet material 25 to the cathode surface 27 where the cathode surface 27 is a metal. Alternatively, pyrobonding may be used to bond the carbon velvet material 25 to the carbon substrate. Cold electron emission is obtained not only by forming cesitized salt crystals on the tips of the fibers of the carbon velvet material 25 but also by depositing a film having a thickness of 1 angstrom to 10 microns on the fiber shaft.

탄소 벨벳 물질(25)의 섬유 샤프트만을 코팅하기 위해서, 세시에이티드염이 부착될 수 없는 마스크가 섬유 팁에 인가된다. 마스크는 세시에이티드염이 섬유에 인가된 후 에칭되어 제거된다. In order to coat only the fiber shaft of the carbon velvet material 25, a mask to which the sesame salt cannot be attached is applied to the fiber tip. The mask is etched away after the sesame salt is applied to the fibers.

낮은 일함수를 갖는 세시에이티드염은 다수의 상이한 방법에 의해서 탄소 벨벳 물질(25)상에 증착될 수 있다. 그 방법들 중의 두 가지는 고도로 정제된 세시에이티드염 용액과 탈이온화된 물을 세시에이티드염 증착을 위한 매질로서 이용한다. 이후 탄소 벨벳 물질(25)은 분무기를 이용하여 세시에이티드염 용액이 뿌려진 다. 2개 내지 4개 코팅이 도포된다. 이후 냉음극(11)은 1토르 보다 작게 진공으로 된 진공 오븐에 놓여지며, 탈이온화된 물을 기화시키기 위해 충분한 온도와 시간으로 베이킹하고(약 1시간 동안 100℃ 이상), 이후 등급 5 건조 질소를 이용하여 대기압까지 벤팅한다. Ceside salts having a low work function can be deposited on the carbon velvet material 25 by a number of different methods. Two of the methods use a highly purified cesitized salt solution and deionized water as the medium for the seside salt deposition. After that, the carbon velvet material 25 is sprayed with the cesitized salt solution using a nebulizer. Two to four coatings are applied. The cold cathode 11 is then placed in a vacuum oven with a vacuum of less than 1 Torr, baked at a temperature and time sufficient to vaporize deionized water (at least 100 ° C. for about 1 hour), then grade 5 dry nitrogen. Vent to atmospheric pressure using.

세슘 요오드화물(CsI), 세슘 텔루레이트(tellurate)(CsTeO4), 및 세슘 브롬화물(CsBr)을 포함하여, 다수의 낮은 일함수를 갖는 세시에이티드염이 사용될 수 있다. 단일 사이클이 음극 성능을 개선하고 아웃-개싱(out-gassing)을 감소시키지만, 추가적인 사이클은 냉음극(11)의 동작 성능을 추가로 개선할 것이다. 그러나, 개선은 추가적인 사이클이 요구 턴-온 필드를 증가시키는 지점까지, 즉 전자가 음극(11)에서 양극(21)으로 흐르기 시작하는 전계 레벨까지만 얻어질 것이다. Many low work function cesitide salts can be used, including cesium iodide (CsI), cesium tellurate (CsTeO 4 ), and cesium bromide (CsBr). While a single cycle will improve cathode performance and reduce out-gassing, additional cycles will further improve the operating performance of cold cathode 11. However, improvements will only be achieved to the point where additional cycles increase the required turn-on field, i.e. up to the electric field level at which electrons begin to flow from cathode 11 to anode 21.

또는, 탄소 벨벳 물질(25)의 섬유들은 세시에이티드염 용액에 담겨질 수 있다. 냉음극(11)과 용액기로 구성된 어셈블리는 이후 그 용액이 탄소 벨벳 물질(25)의 샤프트 및/또는 팁에서 결정화될 때까지 대기압에서 약 100℃까지 베이킹된다. 이 단계에서, 냉음극(11)은 용액기로부터 꺼내여져, 상기 팁 및/또는 샤프트로부터 남아있는 물을 기화시키기 위해 진공 오븐에서 베이킹된다. 진공 오븐은 이후 건조 질소를 이용하여 대기까지 벤팅된다. Alternatively, the fibers of the carbon velvet material 25 may be immersed in the ceside salt solution. The assembly consisting of the cold cathode 11 and the solution is then baked up to about 100 ° C. at atmospheric pressure until the solution crystallizes in the shaft and / or tip of the carbon velvet material 25. In this step, the cold cathode 11 is taken out of the solution and baked in a vacuum oven to vaporize the remaining water from the tip and / or shaft. The vacuum oven is then vented to atmosphere with dry nitrogen.

또는, 섬유가 잠기도록, 용해된 세시에이티드염의 도가니에 냉음극(11)을 담금에 의해 세시에이티드염은 탄소 벨벳 물질(25)의 섬유에 증착될 수 있다. 이후, 용해된 세시에이티드염은 세시에이티드염이 상기 팁 및/또는 샤프트에서 결정화될 때까지, 여전히 잠기어 있는 섬유로써 냉각되도록 허용된다. 세시에이티드염은 또한 세시에이티드염 결정이 상기 팁 및/또는 샤프트에서 형성되도록 화학적 증기 증착에 의해 탄소 벨벳 물질(25)의 팁 및/또는 샤프트에 증착될 수 있다. 이들 처리의 각각은 세시에이티드염의 탈이온화된 수용액을 이용하는 것보다 더 비싸고 시간을 소비한다. 그러나, 각각은 세시에이티드염의 보다 더 균일한 코팅으로 귀결되며, 이들 중 어느 것도 과도한 수증기를 제거하기 위해 냉음극(11)을 베이킹하는 것이 필요하지 않다. Alternatively, the sesame salt may be deposited on the fibers of the carbon velvet material 25 by immersing the cold cathode 11 in a crucible of the dissolved sesame salt so that the fibers are submerged. The dissolved cesitated salt is then allowed to cool down with the fibers still submerged until the sesized salt crystallizes in the tip and / or shaft. Cesitated salts may also be deposited on the tips and / or shafts of carbon velvet material 25 by chemical vapor deposition such that cesitized salt crystals form on the tips and / or shafts. Each of these treatments is more expensive and time consuming than using a deionized aqueous solution of cesitized salt. However, each results in a more homogeneous coating of cesitized salts, none of which require baking the cold cathode 11 to remove excess water vapor.

음전압이 냉음극(11)에 인가될 때, 전자는 음극 표면(27)으로부터 방출되며, 양극-음극 간극(23)을 통해 가속되고, 이후 양극(21)에 충돌한다. 턴-온 필드는 0.2 kV/cm 정도였다. 이것은 종래 진공관의 일반적인 턴-온 필드보다 훨씬 작다. 전압원은 펄싱되거나 연속적일 수 있다. 냉음극(11)은 임의의 모양, 예를 들면, 구형, 원통형, 또는 평면형을 가질 수 있다. 양극-음극 간극(23)은 임의의 교차 영역이거나 또는 방출된 전자가 이용되는 다른 영역일 수 있다. 양극(21)은 방출된 전자를 모으는 임의의 영역 또는 구조일 수 있다. When a negative voltage is applied to the cold cathode 11, electrons are released from the cathode surface 27, accelerated through the anode-cathode gap 23, and then impinge on the anode 21. The turn-on field was on the order of 0.2 kV / cm. This is much smaller than the typical turn-on field of conventional vacuum tubes. The voltage source can be pulsed or continuous. The cold cathode 11 can have any shape, for example, spherical, cylindrical, or planar. The anode-cathode gap 23 may be any intersection region or another region in which emitted electrons are used. The anode 21 can be any region or structure that collects emitted electrons.

냉음극(11)의 턴-온 필드는 그것이 사용될 장치의 요건에 적합하기 위해 여러 방식으로 변경될 수 있다. 탄소 벨벳 물질(25)에 관해서, 더 길고 더 좁은 섬유 팁과 더 낮은 터프트(tuft) 밀도는 섬유 팁에서의 더 큰 필드 향상을 허용하며, 그리하여 냉음극(11)을 위한 턴-온 필드를 감소시킨다. 또한 섬유 길이의 분포, 다시 말해서 섬유가 균일하지 않은 길이를 갖는 경우 턴-온 필드를 감소시키는 경향이 있음이 발견되었다. The turn-on field of the cold cathode 11 can be modified in several ways to suit the requirements of the device in which it is to be used. With regard to the carbon velvet material 25, longer and narrower fiber tips and lower tuft densities allow for greater field enhancement at the fiber tip, thus creating a turn-on field for the cold cathode 11. Decrease. It has also been found that there is a tendency to reduce the turn-on field when the fiber length distribution, ie the fibers have non-uniform lengths.

턴-온 필드는 또한 탈이온화된 물을 갖는 용액에서의 세시에이티드염의 농도 를 변화시킴에 의해서, 그리고 탄소 섬유의 팁과 샤프트에 도포되는 코팅의 수를 변경함에 의해서 변화될 수 있는데, 이는 즉 (어느 지점까지) 코팅의 수나 농도를 증가시키는 것은 턴-온 필드를 감소시키는 것이다. 예를 들면, 어떤 마이크로파관에서는, 전압이 최고치에 도달할 때까지는 전자를 흐르게 하지 않는 것이 바람직하다. 이는 터프트 밀도를 증가시킴에 의해서 뿐만 아니라 인가된 세시에이티드염의 양을 감소시킴에 의해서, 코팅의 수를 증가시키거나 또는 탈이온화된 물을 갖는 용액에서의 세시에이티드염의 농도를 감소시킴에 의해서 성취될 수 있다. The turn-on field can also be changed by varying the concentration of cesitated salts in a solution with deionized water and by changing the number of coatings applied to the tips and shafts of the carbon fibers, ie Increasing the number or concentration of coating (to a point) reduces the turn-on field. For example, in some microwave tubes, it is desirable not to let electrons flow until the voltage reaches its maximum. This increases the number of coatings or decreases the concentration of cesitated salts in solution with deionized water, not only by increasing the tuft density, but also by reducing the amount of cesitized salts applied. Can be achieved by

Claims (24)

필드 방출 냉음극에 있어서,In field emission cold cathodes, 음극; 및cathode; And 상기 음극에 부착된 탄소 벨벳 물질을 포함하고,A carbon velvet material attached to the cathode, 상기 탄소 벨벳 물질은 균일하지 않는 길이를 갖고 세시에이티드염(cesiated salt)을 상부에 증착시킨 섬유를 구비하는 것을 특징으로 하는 필드 방출 냉음극. Wherein said carbon velvet material has a non-uniform length and comprises fibers deposited thereon with sesiated salts. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 각 섬유는 샤프트(shaft)와 팁(tip)으로 구성되며, 상기 세시에이티드염은 상기 팁 또는 샤프트 어느 한쪽에 증착되거나 상기 팁과 샤프트 모두에 증착되는 것을 특징으로 하는 필드 방출 냉음극. Wherein each fiber consists of a shaft and a tip, wherein the sesame salt is deposited on either the tip or the shaft or on both the tip and the shaft. 제 2 항에 있어서,The method of claim 2, 상기 세시에이티드염의 증착은 1 옹스트롬 내지 10 미크론의 두께를 갖는 막을 포함하는 것을 특징으로 하는 필드 방출 냉음극. And the deposition of the sesame salt comprises a film having a thickness of 1 angstrom to 10 microns. 삭제delete 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 세시에이티드염은 낮은 일함수 세시에이티드염인 것을 특징으로 하는 필드 방출 냉음극. Wherein said cesitated salt is a low work function cesitized salt. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 음극은 적어도 10-3 토르(torr)의 진공에서 동작하는 것을 특징으로 하는 필드 방출 냉음극. And the cathode is operated in a vacuum of at least 10 −3 torr. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 음극은 금속성 표면을 포함하고,The cathode comprises a metallic surface, 상기 탄소 벨벳 물질은 도전성 에폭시로 상기 표면에 접합되거나, 또는The carbon velvet material is bonded to the surface with a conductive epoxy, or 상기 음극은 탄소 기판을 포함하고,The cathode comprises a carbon substrate, 상기 탄소 벨벳 물질은 상기 기판과의 열접합(pyrobonding) 수단에 의해 상기 음극에 부착되는 것을 특징으로 하는 필드 방출 냉음극. And the carbon velvet material is attached to the cathode by pyrobonding means with the substrate. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 세시에이티드염은 결정화되고 상기 섬유에 증착되는 것을 특징으로 하는 필드 방출 냉음극. And the cesitated salt is crystallized and deposited on the fibers. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 세시에이티드염은 세슘 요오드화물, 세슘 텔루레이트(tellurate), 및 세슘 브롬화물으로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 필드 방출 냉음극. The cesitide salt is selected from the group consisting of cesium iodide, cesium tellurate, and cesium bromide. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 탄소 벨벳 물질은 접착성 베이스에 설치된 고종횡비 탄소 섬유로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 필드 방출 냉음극. And the carbon velvet material is comprised of high aspect ratio carbon fibers installed on an adhesive base. 삭제delete 필드 방출 냉음극을 제조하는 방법에 있어서,In the method for producing a field emission cold cathode, 기화된 세시에이티드염 용액을 탄소 벨벳 물질의 섬유에 증착하는 단계;Depositing a vaporized cesitized salt solution onto a fiber of carbon velvet material; 상기 섬유에 세시에이티드염 결정을 형성하는 단계; 및Forming cesium salt crystals on the fibers; And 상기 탄소 벨벳 물질을 음극에 접합하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 필드 방출 냉음극 제조 방법. Bonding the carbon velvet material to a cathode. 제 12 항에 있어서,The method of claim 12, 상기 용액은 탈이온화된 물을 포함하며, The solution comprises deionized water, 상기 형성단계는 상기 탈이온화된 물을 기화시키는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 필드 방출 냉음극 제조 방법. Wherein said forming step comprises vaporizing said deionized water. 필드 방출 냉음극을 제조하는 방법에 있어서,In the method for producing a field emission cold cathode, 1 옹스트롬 내지 10 미크론의 두께를 갖는 세시에이티드염의 막을 탄소 벨벳 물질의 복수의 섬유에 형성하는 단계; 및Forming a film of ceside salt having a thickness of 1 angstrom to 10 microns on the plurality of fibers of carbon velvet material; And 상기 탄소 벨벳 물질을 음극에 접합하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 필드 방출 냉음극 제조 방법. Bonding the carbon velvet material to a cathode. 필드 방출 냉음극을 제조하는 방법에 있어서,In the method for producing a field emission cold cathode, 섬유를 갖는 탄소 벨벳 물질을 음극에 부착하는 단계; Attaching a carbon velvet material having fibers to the cathode; 용해된 세시에이티드염 용액에 상기 섬유를 담그는 단계; 및Dipping the fibers in a dissolved cesitized salt solution; And 상기 섬유가 상기 용액에 담겨 있는 동안에 상기 용액을 냉각시키는 단계, 또는Cooling the solution while the fiber is in the solution, or 상기 용액으로부터 상기 섬유를 제거하는 단계; 및Removing the fibers from the solution; And 상기 섬유를 냉각시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 필드 방출 냉음극 제조 방법.And cooling the fibers. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete
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