JP3942635B2 - 焼きなまし炭素すす電界放射体およびそれを用いて製造した電界放射体陰極 - Google Patents

Description

発明の分野
本発明は一般に焼きなまし炭素すす（ａｎｎｅａｌｅｄ ｃａｒｂｏｎ ｓｏｏｔ）を電子電界放射体（ｅｌｅｃｔｒｏｎ ｆｉｅｌｄ ｅｍｉｔｔｅｒ）として用いること、特にそれを電界放射体陰極（ｆｉｅｌｄ ｅｍｉｔｔｅｒ ｃａｔｈｏｄｅ）の製造で用いることに関する。
発明の背景
しばしば電界放射材料（ｆｉｅｌｄ ｅｍｉｓｓｉｏｎ ｍａｔｅｒｉａｌ）または電界放射体（ｆｉｅｌｄ ｅｍｉｔｔｅｒｓ）と呼ばれる電界放射電子源（ｆｉｅｌｄ ｅｍｉｓｓｉｏｎ ｅｌｅｃｔｒｏｎ ｓｏｕｒｃｅｓ）は、いろいろな電子用途、例えば真空電子装置、フラットパネル（ｆｌａｔ ｐａｎｅｌ）のコンピューターおよびテレビディスプレイ（ｄｉｓｐｌａｙ）、放射ゲート増幅器（ｅｍｉｓｓｉｏｎ ｇａｔｅ ａｍｐｌｉｆｉｅｒｓ）、クライストロン真空管および照明具などで使用可能である。
ディスプレイスクリーンは幅広く多様な用途、例えば家庭用および商業用テレビ、ラップトップ（ｌａｐｔｏｐ）およびデスクトップコンピューター、屋内および屋外広告および情報表示などで用いられている。大部分のテレビおよびデスクトップコンピューターで見られる深いブラウン管モニターとは対照的に、フラットパネルディスプレイの厚みはほんの数インチである。ラップトップコンピューターではフラットパネルディスプレイが必須であるばかりでなくまた他の多くの用途でも重量およびサイズの点で有利である。ラップトップコンピューターのフラットパネルディスプレイでは現在のところ液晶が用いられており、これの切り換えは、小さい電気シグナルをかけて透明な状態を不透明な状態に変えることで実施可能である。このようなディスプレイをラップトップコンピューターで用いるに適切なサイズより大きいサイズに信頼できる様式で製造するのは困難である。
液晶ディスプレイの代替としてプラズマディスプレイが提案された。プラズマディスプレイでは帯電ガスの小さなピクセルセル（ｐｉｘｅｌ ｃｅｌｌ）が画像形成で用いられており、それを作動させるには比較的大きな電力が必要である。
電界放射電子源（即ち電界放射材料または電界放射体）を利用した陰極と蛍光体（これは、上記電界放射体が放射する電子が衝突した時に光を発し得る）が備わっているフラットパネルディスプレイが提案された。そのようなディスプレイは、通常のブラウン管が有するビジュアルディスプレイの利点と他のフラットパネルディスプレイが有する深さ、重量および電力消費の利点を与える可能性を有する。米国特許第４，８５７，７９９号および５，０１５，９１２号には、タングステン、モリブデンまたはケイ素で作られたマイクロチップ陰極を利用したマトリックスアドレスド（ｍａｔｒｉｘ−ａｄｄｒｅｓｓｅｄ）フラットパネルディスプレイが開示されている。ＷＯ９４−１５３５２、ＷＯ９４−１５３５０およびＷＯ９４−２８５７１には、陰極に比較的平らな放射表面を持たせたフラットパネルディスプレイが開示されている。
電界放射が２種類のナノチューブ（ｎａｎｏｔｕｂｅ）炭素構造物に観察された。
Ｌ．Ａ．Ｃｈｅｍｏｚａｔｏｎｓｋｉｉ他Ｃｈｅｍ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔｅｒｓ２３３，６３（１９９５）およびＭａｔ．Ｒｅｓ．Ｓｏｃ．Ｓｙｍｐ．Ｐｒｏｃ．Ｖｏｌ３５９，９９（１９９５）では、グラファイトの電子蒸発（ｅｌｅｃｔｒｏｎ ｅｖａｐｏｒａｔｉｏｎ）を１０^-5−１０^-6トールで行っていろいろな基質上にナノチューブ炭素構造物のフィルムを生じさせている。このようなフィルムは互いに林立して配列している管様炭素分子から成る。２種類の管様分子が生じる、即ち直径が１０−３０ｎｍのフィラメント束を形成する単層のグラファイト様細管（ｔｕｂｕｌｅｓ）を含む構造を有するＡチューブライト（Ａ−ｔｕｂｅｌｉｔｅｓ）と、直径が１０−３０ｎｍの大部分が多層のグラファイト様管を含んでいて円錐形またはドーム様キャップが付いているＢチューブライトが生じる。彼らは、そのような構造物の表面からかなりの電界電子放射が起こるがそれはナノ寸法の先端の所に電界が高度に集中することによるものであると報告している。
Ｂ．Ｈ．Ｆｉｓｈｂｉｎｅ他Ｍａｔ．Ｒｅｓ．Ｓｏｃ．Ｓｙｍｐ．Ｐｒｏｃ．Ｖｏｌ３５９，９３（１９９５）には、バッキーチューブ（ｂｕｃｋｙｔｕｂｅ）（即ち炭素ナノチューブ）冷電界放射体が配列している陰極を開発することに向けた実験および理論が考察されている。
Ｗ．Ａ．ｄｅ Ｈｅｅｒ ＆ Ｄ．Ｕｇａｒｔｅ，Ｃｈｅｍ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔｅｒｓ２０７，４８０（１９９３）およびＤ．Ｕｇａｒｔｅ．Ｃａｒｂｏｎ３２，１２４５（１９９４）に、炭素すすの製造および熱処理が考察されている。電気アークで生じさせた炭素蒸気を低圧雰囲気中で凝縮させるとフレレンス（ｆｕｌｌｅｒｅｎｅｓ）が生じる。この生じたフレレンスは可溶で上記すすから容易に除去される。次に、このすすに熱処理を受けさせて２０００℃以上の温度にすると小さい閉殻粒子が生じる。このような玉ねぎ様粒子は中空の多面体粒子であり、その壁は２から約８層の炭素基底平面層（ｃａｒｂｏｎ ｂａｓａｌ ｐｌａｎｅ ｌａｙｅｒｓ）から成る。
必要とされている材料は、電界放射体陰極（これは次にディスプレイパネルおよび他の電子装置で用いるに有用である）で用いるに適切な追加的および／または改良電界放射性（ｆｉｅｌｄ ｅｍｉｔｔｉｎｇ）材料である。本明細書の以下に示す図および本発明の詳細な説明を参照することで本発明の他の目的および利点が本分野の技術者に明らかになるであろう。
発明の要約
本発明は、焼きなまし炭素すす、即ち不活性雰囲気中で少なくとも約２０００℃、好適には少なくとも約２５００℃、最も好適には少なくとも約２８５０℃の温度に加熱した炭素すすで構成させた電子電界放射体を提供するものである。加熱中、上記温度を好適には少なくとも約５分間維持する。
本発明はまた基質の表面に付着させた焼きなまし炭素すすで構成させた電界放射体陰極も提供する。
焼きなまし炭素すす電界放射体およびそれを用いて製造した電界放射体陰極は、真空電子装置、フラットパネルコンピューターおよびテレビディスプレイ、放射ゲート増幅器、クライストロン真空管および照明具などで用いるに有用である。ディスプレイパネルは平らであるか或は湾曲していてもよい。
【図の簡単な説明】
図１は、焼きなましを受けさせていない炭素すすの透過電子顕微鏡（ＴＥＭ）画像である。
図２は、焼きなましを受けさせていない炭素すすの高解像電子顕微鏡画像であり、これは「綿玉」外観を示している。
図３は、焼きなましを受けさせた炭素すすの低倍率明視野透過電子顕微鏡（ＴＥＭ）画像であり、これは多面体粒子の均一な外観を示している。
図４は、焼きなましを受けさせた炭素すすの高解像電子顕微鏡画像であり、これは各多面体粒子が空の中心空洞部を取り巻く２−５層の基底平面炭素から成る壁を含むことを示している。
図５に、焼きなましを２５００℃でいろいろな時間受けさせた４種類の焼きなまし炭素すすサンプル（実施例２−５）の電子放射結果のプロットを示す。
図６に、焼きなましを２８５０℃でいろいろな時間受けさせた４種類の焼きなまし炭素すすサンプル（実施例６−９）の電子放射結果のプロットを示す。
図７に、異なる２種類の焼きなまし炭素すすサンプル（実施例１０および１０Ａ）の電子放射結果のプロットを示す。
図８に、ファウラ−ノルドハイム（Ｆｏｗｌｅｒ−Ｎｏｒｄｈｅｉｍ）プロットである以外は図７と同じデータを示す。
図９に、銀を付着用材料として用いた場合の３種類の焼きなまし炭素すすサンプル（実施例１１−１３）の電子放射結果のファウラ−ノルドハイムプロットを示す。
図１０に、金を付着用材料として用いた場合の３種類の焼きなまし炭素すすサンプル（実施例１４−１６）の電子放射結果のファウラ−ノルドハイムプロットを示す。
好適な態様の詳細な説明
本発明は、新規な電子電界放射体である焼きなまし炭素すすそして基質に付着させた焼きなまし炭素すすで構成させた電子電界放射体陰極を提供するものである。
本明細書で用いる如き「ダイヤモンド様炭素」は、炭素が適度にショートレンジのオーダー（ｓｈｏｒｔ ｒａｎｇｅ ｏｒｄｅｒ）を有することを意味する、即ちｓｐ²結合とｓｐ³結合を適切に組み合わせることでも高い電流密度を伴う電界放射材料を得ることができることを意味する。「ショートレンジのオーダー」は、一般に、原子が如何なる次元にも約１０ナノメートル（ｎｍ）以内に秩序正しく配列していることを意味する。
炭素すすは、Ｋｒａｔｓｃｈｍｅｒ他Ｎａｔｕｒｅ（Ｌｏｎｄｏｎ）３４７，３５４（１９９０），Ｗ．Ａ．ｄｅ Ｈｅｅｒ ＆ Ｄ．Ｕｇａｒｔｅ．Ｃｈｅｍ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔｅｒｓ２０７，４８０（１９９３）およびＤ．Ｕｇａｒｔｅ，Ｃａｒｂｏｎ３２，１２４５（１９９４）に記述されているように、電気アークで生じさせた炭素蒸気を低圧の不活性雰囲気中で濃縮させると得られる。
本発明の実施例で用いる炭素すすは、典型的に、炭素電極を２つ含む圧力管理反応チャンバ内で生じさせたものである。その陰極の直径を約９ｍｍから約１３ｍｍにしそして陽極の直径を約６ｍｍから約８ｍｍにした（常に陰極の直径の方を陽極の直径よりも大きくすべきである）。上記チャンバに不活性ガス、例えばヘリウムまたはアルゴンなどを通し、そして圧力を約１００トールから約１０００トールのレベルで一定に保持した。電極間の電流は上記電極の直径、電極間の溝の距離、および不活性ガスの圧力に依存した。電流を典型的に５０Ａから１２５Ａの範囲にした。コンピューター制御モーターを用いて溝の距離が１ｍｍになるように陰極に対して陽極の位置を調整した。このアーク放電過程中に陽極が連続的に消費された。炭素が陰極に付着しかつ反応容器の壁およびフィルター（すすを捕捉して集めるように配置した）にすすが多量に付着し、その後に上記すすを不活性ガスでポンプに輸送した。このフィルターおよび壁からすすを集めた後、溶媒、例えばトルエンまたはベンゼンなどを用いて、その集めたすすからフレレンス、例えばＣ₆₀およびＣ₇₀などを抽出した。
図１に示すように、透過電子顕微鏡（ＴＥＭ）測定を行った結果、このようにして得た炭素すすは非晶質構造を有していて粒子サイズは典型的に約５０−１００ｎｍの範囲であることが示された。図２に示すように、高解像電子顕微鏡測定を行った結果、上記炭素すすの外観は「綿玉」であることが示された。この材料は高度に無秩序であり、炭素基底平面のオーダーはショートレンジオーダーのみであった。
その後、上記炭素すすに焼きなましを受けさせることで本発明の焼きなまし炭素すすを製造し、これは電子電界放射体として用いるに有用である。この炭素すすを高温の不活性雰囲気中で加熱することで構造および特性を所望通りに変化させた。
Ｗ．Ａ．ｄｅ Ｈｅｅｒ ＆ Ｄ．Ｕｇａｒｔｅ．Ｃｈｅｍ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔｅｒｓ２０７，４８０（１９９３）およびＤ．Ｕｇａｒｔｅ．Ｃａｒｂｏｎ３２，１２４５（１９９４）に焼きなましを２０００℃から２４００℃の温度で行うことが記述されている。この炭素すすを不活性雰囲気、例えばアルゴンまたはヘリウム中で少なくとも約２０００℃、好適には少なくとも約２５００℃、最も好適には少なくとも約２８５０℃の温度に加熱した。この温度を少なくとも約５分間維持した。約３０００℃に及ぶ温度も使用可能であるが、より高い温度は実用的でない可能性があり、従ってあまり好適でない（例えば蒸発で材料が失われる）。また、この炭素すすをガラス状材料が生じる中間的な温度に加熱してその温度に保持した後、温度を最高温度にまで上昇させることも可能である。
この焼きなまし炭素すすが示す放射特性は、主に、焼きなまし処理の最大温度およびその温度における時間で決定された。焼きなましを行うと炭素すすの微細構造が実質的に変化する。それによって大きさが約５ｎｍから約１５ｎｍの非常に秩序正しく配列した多面体ナノ粒子が生じ、これを大きさが１−５ミクロンの大型粒子と混合することも可能である。このような多面体ナノ粒子の外観は図３の低倍率明視野ＴＥＭ画像で示されるように均一である。図４の高解像電子顕微鏡画像は、各多面体粒子が空の中心空洞部を取り巻く２−５層の基底平面炭素から成る壁を含むことを示している。
上記焼きなまし炭素すすに関する電界放射試験をフラットプレートの放射測定装置（これには電極が２つ入っていて、その１つは陽極または集電器として働きそしてもう１つは陰極として働く）を用いて実施した。これを本実施例では測定装置Ｉと呼ぶものとする。この装置には１．５インチｘ１．５インチ（３．８ｃｍｘ３．８ｃｍ）の正方形の銅板が２枚含まれており、電気アークを最小限にする目的でその隅および縁は全部丸くなっている。各銅板は個々別々の２．５インチｘ２．５インチ（４．３ｃｍｘ４．３ｃｍ）のポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）ブロックに埋め込まれていて、上記ＰＴＦＥブロックの前面側で１つの銅板表面［１．５インチｘ１．５インチ（３．８ｃｍｘ３．８ｃｍ）］が露出している。金属ねじが上記ＰＴＦＥブロックの背面を貫いて銅板の中に伸びていることで、上記銅板に電気接触していて上記板に電圧を供給する手段を与えておりかつ上記銅板を適切な位置にしっかりと保持する手段を与えている。上記２つのＰＴＦＥブロックを２つの露出している銅板表面が互いに面するように整合させて位置させて、この板と板の間の距離を上記ＰＴＦＥブロックとブロックの間に位置させたガラス製スペーサーで固定するが、表面から電流が漏れることもアークが生じることもないように上記銅板から距離を置いて位置させる。電極と電極の間の分離距離は調整可能であるが、サンプルの測定で設定を決めて一度選択したならばそれを固定する。典型的には、０．０４ｃｍから約０．２ｃｍの分離距離を用いた。
上記焼きなまし炭素すすサンプルの放射特性の測定では、この焼きなまし炭素すすを導電性基質に付着させて、その基質を、陰極として作用する銅板上に位置させた。この陰極に負の電圧をかけて、そのかけた電圧の関数として放射電流を測定した。上記板と板の間の分離距離ｄと電圧Ｖは測定値であることから、電界Ｅを計算することができ（Ｅ＝Ｖ／ｄ）、そしてこの電界の関数として電流をプロットすることができた。焼きなまし炭素すすの放射特性を便利かつ迅速に測定しようとする場合には、この焼きなまし炭素すすを上記銅テープの接着側に位置させ、そして導電性銅テープを更に２片用いて、その焼きなまし炭素すすが付着している銅テープ接着側が陽極に面するようにして上記銅テープを陰極板に保持した。
焼きなまし炭素すすサンプルに関する電界放射試験をフラットプレートの放射測定装置（これには電極が２つ入っていて、その１つは陽極または集電器として働きそしてもう１つは陰極として働く）を用いて実施した（上記装置を本実施例では測定装置ＩＩと呼ぶものとする）。この２つの電極、即ち１．５インチｘ１インチｘ１／８インチ（３．８ｃｍｘ２．５ｃｍｘ０．３２ｃｍ）の銅板をセラミック絶縁体スペーサーで分離した。この絶縁体の厚みによって、電極間の距離、即ち溝が決定され、厚みが約０．０５５ｃｍから約１．０ｃｍのスペーサーを利用することができた。上記電極の背面に位置させたねじを用いて上記電極を電気接触させた。上記焼きなまし炭素すすサンプルの放射特性の測定では、この焼きなまし炭素すすを導電性基質に付着させて、その基質を、陰極として作用する銅板上に位置させた。この陰極に負の電圧をかけ、陽極につなげた電流計を用いて、そのかけた電圧の関数として放射電流を測定した。上記板と板の間の分離距離ｄと電圧Ｖは測定値であることから、電界Ｅを計算することができ（Ｅ＝Ｖ／ｄ）、そしてこの電界の関数として電流をプロットすることができた。
ワイヤーまたは繊維を基質として用いた時には別の放射測定装置（本実施例では測定装置ＩＩＩと呼ぶ）を用いた。ダイヤモンド粉末粒子を付着させたワイヤーから放射される電子を筒状の試験固定具で測定した。この固定具では、シリンダー（陽極）の中心に、試験すべき導電性ワイヤー（陰極）を位置させた。陽極である上記シリンダーは、典型的に、蛍光体が被覆されている微細メッシュの筒状金属スクリーンから成っていた。この陰極と陽極の両方をアルミニウム製ブロック（この中には半円柱形の穴が開いている）で適切な場所に保持した。
直径が１／１６インチのステンレス鋼製管を２本用いて上記導電性ワイヤーを適切な場所に保持した（１つを各末端に）。上記管の各末端部を切断して開放状態にすることで、長さが１／２インチで直径が１／１６インチの円柱形の半分の形状をした開放といの形状にし、その結果として生じた開放といの中に上記ワイヤーを入れて銀ペーストで適切な場所に保持した。この連結用管を締まりばめポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）製スペーサー（これは陽極と陰極を電気的に分離する働きをする）でアルミニウム製ブロック内に適切に保持した。露出しているワイヤーの長さ全体を一般に１．０ｃｍに設定したが、保持具である管の位置を調節することで、より短いか或はより長いものも試験することができた。上記半円柱形といの中に上記筒状スクリーンメッシュ陰極を入れて上記アルミニウム製ブロック内に位置させ、それを銅テープで適切な場所に保持した。この陰極を上記アルミニウム製ブロックに電気接触させた。
電気リード線を陽極と陰極の両方につなげた。陽極を地電位（０Ｖ）に維持しそして０−１０ｋＶの電力供給を用いて陰極の電圧を調節した。陰極が発する電流を陽極で集めて電位計で測定した。上記電位計が電流スパイク（ｃｕｒｒｅｎｔ ｓｐｉｋｅｓ）の損傷を受けないように、直列につないだ１ ＭΩの抵抗器と並列につないだダイオード（これによって高い電流スパイクは上記電位計を迂回してアースに流れる）でそれを保護した。
長さが約２ｃｍの測定用サンプルをより長い加工ワイヤーから切り取った。それを、上記蛍光体付き軟質ステンレス鋼製スクリーンを取り除いた状態で、２つのホルダーアーム（ｈｏｌｄｅｒ ａｒｍｓ）の円柱形といの中に挿入した。それに銀ペーストを塗布してそれをペースト内に保持した。この銀ペーストを乾燥させ、上記発光体スクリーンを再び取り付けて、２つの末端の所に銅テープを付着させることでそれを適切な場所に保持した。この試験装置を真空系に挿入して、この系の真空排気を行うことで３ｘ１０^-6トール以下の基礎圧力にした。
かけた電圧の関数として放射電流を測定した。陰極から放射される電子が陽極上の蛍光体に当たると発光が起こる。この蛍光体／ワイヤーメッシュスクリーン上に作り出された光の模様を用いて、被覆ワイヤー上の電子放射部位の分布および強度を観察した。ワイヤー表面における平均電界Ｅを関係Ｅ＝Ｖ／［ａ ｌｎ（ｂ／ａ）］［ここで、Ｖは陽極と陰極の間の電圧差であり、ａはワイヤーの半径であり、そしてｂは筒状ワイヤーメッシュスクリーンの半径である］で計算した。
典型的には、上記焼きなまし炭素すすを導電性基質の表面に付着させることで電界放射体陰極を生じさせる。この基質は如何なる形状のものであってもよく、例えば平面体、繊維、金属ワイヤーなどであってもよい。適切な金属ワイヤーにはニッケル、銅およびタングステンが含まれる。この付着手段は、電界放射体陰極を組み入れる装置を製造する条件およびそれの使用を取り巻く条件、例えば典型的には真空条件そして約４５０℃に及ぶ温度条件に耐えてそれの一体性を保持する必要がある。その結果として、有機材料は上記粒子を基質に付着させようとする場合には一般に適用不能でありそして更に数多くの無機材料は炭素に対して劣った接着性を示すことから使用可能な材料の選択は制限される。
導電性金属、例えば金または銀などの薄金属層を基質上に作り出して上記焼きなまし炭素すす粒子をその薄金属層の中に埋め込むことで、この焼きなまし炭素すすを基質に付着させることができる。この薄金属層で上記焼きなまし炭素すす粒子を上記基質につなぎ止める。焼きなまし炭素すす粒子が電子放射体として効果を示すには、その粒子が有する少なくとも１つの表面を露出させる必要がある、即ち上記薄金属層から金属を取り除いてそれを突き出させる必要がある。上記表面を一連の焼きなまし炭素すす粒子の表面で構成させてその粒子と粒子の間の隙間が金属で満たされるようにすべきである。そのような表面の形成が助長されるように焼きなまし炭素すす粒子の量および金属層の厚みを選択すべきである。この導電性金属層は、上記焼きなまし炭素すす粒子を上記基質に付着させる手段を与えることに加えて、また、上記焼きなまし炭素すす粒子に電圧を供給する手段も与える。
このような結果を達成する方法は、溶媒中の金属化合物溶液と焼きなまし炭素すす粒子を基質の表面に付着させることを含む。上記溶液を最初に上記表面に塗布した後に上記焼きなまし炭素すす粒子を付着させてもよいか、或はこの焼きなまし炭素すす粒子を上記溶液に分散させた後にそれを上記基質表面に塗布することも可能である。このような金属化合物は、容易に金属に還元される化合物、例えば硝酸銀、塩化銀、臭化銀、ヨウ化銀および塩化金などである。この方法の追加的説明を本出願と同時に提出した表題が“Ｐｒｏｃｅｓｓ Ｆｏｒ Ｍａｋｉｎｇ Ａ Ｆｉｅｌｄ Ｅｍｉｔｔｅｒ Ｃａｔｈｏｄｅ Ｕｓｉｎｇ Ａ Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ Ｆｉｅｌｄ Ｅｍｉｔｔｅｒ Ｍａｔｅｒｉａｌ”である暫定的出願番号６０／００６，７４７（これの内容は引用することによって本明細書に組み入れられる）に与える。
多くの場合、上記溶液が容易に上記基質上に存在したままになるように、上記溶液に有機結合剤材料を添加してその粘度を高くするのが望ましいであろう。このような粘度改良剤の例にはポリエチレンオキサイド、ポリビニルアルコールおよびニトロセルロースが含まれる。
この溶液と上記焼きなまし炭素すす粒子を上記基質に付着させた後、これを加熱して上記金属化合物を金属に還元させる。有機結合剤材料を用いる場合、これはそのような加熱を行っている間に沸騰して出て行く（分解する）。上記金属化合物の完全な還元がもたらされるように加熱温度と時間を選択する。典型的には約１２０℃から約２２０℃の温度で還元を実施する。還元雰囲気または空気を用いることができる。典型的には、アルゴンが９８％で水素が２％の混合物である還元雰囲気を用い、気体の圧力を約５−１０ｐｓｉ（３．５−７ｘ１０⁴Ｐａ）にする。
この製作品は上記金属の薄層で被覆されている基質（上記薄層の中に上記焼きなまし炭素すすが埋め込まれていて上記基質に固着している）である。このような製作品は電界放射体陰極どして用いるに適切である。
本発明を更に説明し、可能にしかつ記述する目的で以下の非制限実施例を与える。以下に示す実施例では、この上に記述したフラットプレート放射測定装置または被覆ワイヤー放射測定装置を用いて該材料の放射特性を得た。
実施例１および比較実験Ａ
焼きなまし炭素すすを調製して実施例１で用いた。陽極および陰極それぞれの直径が８ｍｍおよび１２ｍｍのグラファイト製電極を用いて炭素すすの調製を行った。チャンバ内の雰囲気を圧力が約１５０トールのヘリウムにしそしてアーク放電実験中の電極間の電流を約１２５アンペアにした。コンピューター制御モーターを用いて陰極に対する陽極の位置を調整した。アーク放電過程中に陽極が消費されて陰極上で炭素の成長が起こり、電極間の電圧を２０から３０ボルトに維持しながら上記モーターで陽極と陰極の間の距離が約１ｍｍになるように管理する。炭素のすすがチャンバ壁に付着することからそれをかき取り、そしてチャンバの圧力を管理するポンプに向かう途中に位置させたフィルターにも炭素のすすが付着し、このすすを集めた。上記チャンバの壁から集めたすすと上記フィルターから集めたすすに焼きなましを受けさせることで放射性材料を製造した。このようにして製造した炭素すすの一部、即ち焼きなましを受けさせていない炭素すすを、比較実施例Ａの電子放射測定を行う目的で取って置いた。この焼きなましを受けさせていない炭素すすを用いて、この上で考察した図１および２の電子顕微鏡画像を得た。
実施例１で用いる焼きなまし炭素すすの製造で用いた焼きなまし方法は下記の通りであった。炭素のすすをグラファイト製るつぼに入れてアルゴン流中で加熱した。温度を１分当たり２５℃の加熱速度で１，７００℃にまで上昇させた。温度を１，７００℃に１時間保持した後、１分当たり２５℃で２，５００℃にまで上昇させた。これを２，５００℃に１時間保持した後、炉への電力供給を切って、炭素すすを上記炉内で室温になるまで冷却した。この使用した炉の場合には室温への冷却に通常約１時間要し、そして次に、その焼きなましを受けた炭素すすを炉から取り出した。この焼きなまし炭素すすを用いて、この上で考察した図３および４の電子顕微鏡画像を得た。
比較実験Ａでは、焼きなましを受けさせていない炭素すすの一部を銅テープの接着側に位置させ、そして銅テープを更に２片用いて、上記銅テープを放射測定装置（測定装置Ｉ）の陰極板に保持した。電極の分離距離を０．１９ｃｍにした。電圧を３０００ボルト（Ｅ＝１．６ｘ１０⁶Ｖ／ｍ）にまで高めたが放射は全く観察されなかった。
実施例１では、焼きなまし炭素すすを銅テープの接着側に位置させ、そして導電性銅テープを更に２片用いて、上記銅テープを放射測定装置（測定装置Ｉ）の陰極板に保持した。電極の分離距離を０．１９ｃｍにした。電圧を３０００ボルト（Ｅ＝１．６ｘ１０⁶Ｖ／ｍ）にまで高めると放射電流が観察された。１５００ボルト（Ｅ＝８ｘ１０⁵Ｖ／ｍ）の時の電流は９．２５μＡで３０００ボルト（Ｅ＝１．６ｘ１０⁶Ｖ／ｍ）の時の電流は２６．７μＡであった。
この結果は、焼きなましを受けさせていない炭素すすでは３０００ボルトにしても放射が起こらなかったが同じ源から得た焼きなまし炭素すすでは３０００ボルト未満の電圧でも放射が起こったことを示している。
実施例２−５
実施例２−５で用いる炭素すすの調製では、実験でチャンバ内の雰囲気を圧力が約５００トールのヘリウムにする以外は実施例１に記述したのと同じ方法を用いた。
実施例２−５で用いる焼きなまし炭素すすの製造で用いた焼きなまし方法は下記の通りであった。炭素のすすをグラファイト製るつぼに入れてアルゴン流中で加熱した。温度を１分当たり２５℃の加熱速度で２，５００℃にまで上昇させた。実施例２のサンプルでは炭素すすを２，５００℃に１５分間保持し、実施例３のサンプルでは３０分間保持し、実施例４のサンプルでは１時間保持し、そして実施例５のサンプルでは２時間保持した後、実施例１に記述したように上記炉内で室温になるまで冷却した。次に、この焼きなましを受けた炭素すすを炉から取り出した。
今度は、各実施例の焼きなまし炭素すすサンプルを銅テープの接着側に位置させ、そして導電性銅テープを更に２片用いて、上記銅テープを放射測定装置（測定装置ＩＩ）の陰極板に保持した。電極の分離距離を０．０５５ｃｍにした。電圧をかけると放射電流が測定された。
実施例２のサンプルの場合、５００ボルト（Ｅ＝９ｘ１０⁵Ｖ／ｍ）の時の電流は５．３７μＡで、８００ボルト（Ｅ＝１．５ｘ１０⁶Ｖ／ｍ）の時の電流は１４．１μＡで、１３００ボルト（Ｅ＝２．４ｘ１０⁶Ｖ／ｍ）の時の電流は１１３．５μＡであった。
実施例３のサンプルの場合、６００ボルト（Ｅ＝１ｘ１０⁶Ｖ／ｍ）の時の電流は６．３２μＡで、９００ボルト（Ｅ＝１．６ｘ１０⁶Ｖ／ｍ）の時の電流は１４．１μＡで、１３００ボルト（Ｅ＝２．４ｘ１０⁶Ｖ／ｍ）の時の電流は９４．９μＡで、１４００ボルト（Ｅ＝２．５ｘ１０⁶Ｖ／ｍ）の時の電流は１１０．２μＡであった。
実施例４のサンプルの場合、７００ボルト（Ｅ＝１．３ｘ１０⁶Ｖ／ｍ）の時の電流は５．７９μＡで、９００ボルト（Ｅ＝１．６ｘ１０⁶Ｖ／ｍ）の時の電流は３３．０μＡで、１３００ボルト（Ｅ＝２．４ｘ１０⁶Ｖ／ｍ）の時の電流は６２．１μＡで、１４００ボルト（Ｅ＝２．５ｘ１０⁶Ｖ／ｍ）の時の電流は７９．６μＡであった。
実施例５のサンプルの場合、３５４ボルト（Ｅ＝６．４ｘ１０⁵Ｖ／ｍ）の時の電流は４．７９μＡで、８５０ボルト（Ｅ＝１．５ｘ１０⁶Ｖ／ｍ）の時の電流は３５．４μＡで、１０００ボルト（Ｅ＝１．８ｘ１０⁶Ｖ／ｍ）の時の電流は９７．８μＡであった。
実施例２−５の放射結果を図５にプロットする。この結果は２５００℃の時の焼きなまし時間はあまり重要でないことを示している。
実施例６−９
炭素すすの調製を実施例２−５に記述したのと実質的に同様にして行った。しかしながら、実施例６−９で用いる焼きなまし炭素すすの調製で用いた焼きなまし過程は下記の通りであった。炭素のすすをグラファイト製るつぼに入れてアルゴン流中で加熱した。温度を１分当たり２５℃の加熱速度で２，８５０℃にまで上昇させた。実施例６のサンプルでは上記すすを２，８５０℃に１５分間保持し、実施例７のサンプルでは３０分間保持し、実施例８のサンプルでは１時間保持し、そして実施例９のサンプルでは２時間保持した後、実施例１に記述したように上記炉内で室温になるまで冷却した。次に、この焼きなましを受けた炭素すすを炉から取り出した。
今度は、各実施例の焼きなまし炭素すすサンプルを銅テープの接着側に位置させ、そして導電性銅テープを更に２片用いて、上記銅テープを上記放射測定装置の陰極板に保持した。電極の分離距離を０．１９ｃｍにした。電圧をかけると放射電流が測定された（測定装置Ｉ）。
実施例６のサンプルの場合、３００ボルト（Ｅ＝１．６ｘ１０⁵Ｖ／ｍ）の時の電流は４．５７μＡで、５００ボルト（Ｅ＝２．６ｘ１０⁵Ｖ／ｍ）の時の電流は３４．８μＡで、６５０ボルト（Ｅ＝３．４ｘ１０⁵Ｖ／ｍ）の時の電流は１４６．９μＡであった。
実施例７のサンプルの場合、１５００ボルト（Ｅ＝８ｘ１０⁵Ｖ／ｍ）の時の電流は１．１μＡで、３０００ボルト（Ｅ＝１．６ｘ１０⁶Ｖ／ｍ）の時の電流は１３．１μＡであった。
実施例８のサンプルの場合、１５００ボルト（Ｅ＝８ｘ１０⁵Ｖ／ｍ）の時の電流は１１．１μＡで、２５００ボルト（Ｅ＝１．３ｘ１０⁶Ｖ／ｍ）の時の電流は４３．０μＡであった。
実施例９のサンプルの場合、１５００ボルト（Ｅ＝８ｘ１０⁵Ｖ／ｍ）の時の電流は１．８８μＡで、２０００ボルト（Ｅ＝１．６ｘ１０⁶Ｖ／ｍ）の時の電流は４．３９μＡであった。
実施例６−９の放射結果を図６にプロットする。この結果は２８５０℃で焼きなまし時間を長くすると放射量が少なくなることを示している。これは、恐らくは、温度が高いと粒子が凝集する度合が高くなることによるものであろう。更に焼きなまし温度を高くすると放射量が若干低下し、これも再び恐らく粒子が凝集することによるものであろう。
温度をより高くした時には焼きなまし時間全体の長さが重要になると思われる。焼きなまし時間全体の長さが比較的短いことを条件として、焼きなまし温度は高い方が好適であり、例えば中間的な１７００℃の段階を置かないで２８５０℃にまで短時間に加熱しそしてその温度に短期間置くことで炭素すすの焼きなましを行った時に最も高い放射結果が得られた。
実施例１０および１０Ａ
実施例１０では、焼きなまし炭素すす粒子を基質に付着させて電界放射体陰極を得る方法を記述し、ここでは、焼きなまし炭素すす粒子を、ガラススライド上にスパッタ（ｓｕｐｕｔｔｅｒｅｄ）しておいた１００ｎｍの銀フィルムに付着させた。
炭素すすの調製をこの上の実施例２−５に記述したのと実質的に同様にして行った。焼きなまし過程は実施例６と同じであった。
１インチｘ０．５インチ（２．５ｃｍｘ１．３ｃｍ）のガラススライドに１００ｎｍの銀フィルムをスパッタした。Ｄｅｎｔｏｎ ６００（Ｄｅｎｔｏｎ Ｃｏｍｐａｎｙ、Ｃｈｅｒｒｙ Ｈｉｌｌ、ＮＪ）スパッタリング（ｓｐｕｔｔｅｒｉｎｇ）装置を用いて、銀のスパッタリングをアルゴン雰囲気中０．４ｎｍ／秒の付着速度で行った。このスパッタした銀フィルムを含むガラススライドを電界放射性焼きなまし炭素すす粒子用の基質として用いた。
硝酸銀（ＡｇＮＯ₃）が２５重量％とポリビニルアルコール（ＰＶＡ）が３重量％と水が７１．９重量％入っている溶液の調製を、７２ｇの沸騰Ｈ₂ＯにＭ．Ｗ．が８６，０００のＰＶＡ（Ａｌｄｒｉｃｈ、Ｍｉｌｗａｕｋｅｅ、ＷＩ）を３ｇ加えて約１時間撹拌してＰＶＡを完全に溶解させることを通して行った。このＰＶＡ溶液に周囲温度でＡｇＮＯ₃（ＥＭ Ｓｃｉｅｎｃｅ、Ｏｎｔａｒｉｏ、ＮＹ）を２５ｇ加えて、その溶液を撹拌してＡｇＮＯ₃を溶解させた。また、この溶液が銀フィルムを湿らせる度合を向上させる目的で、上記溶液に、フッ素置換されている界面活性剤であるＺＯＮＹＬ（商標）ＦＳＮ［デュポン社（Ｅ．Ｉ．ｄｕ Ｐｏｎｔ ｄｅ Ｎｅｍｏｕｒｓ ａｎｄ Ｃｏｍｐａｎｙ、Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ、ＤＥ）］を０．１重量％加えた。
＃３ワイヤーロッド（Ｉｎｄｕｓｔｒｙ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ、Ｏｌｄｓｍａｒ、ＦＬ）を用いて、上記ＰＶＡ／ＡｇＮＯ₃／ＺＯＮＹＬ（商標）ＦＳＮ溶液を上記銀フィルムに塗布した。この湿っているＰＶＡ／ＡｇＮＯ₃／ＺＯＮＹＬ（商標）ＦＳＮ表面に上記焼きなまし炭素すすを０．１ミル（３０ミクロン）のシルクスクリーンに通して均一に振りかけた。この表面が焼きなまし炭素すすで完全に覆われた時点で、この焼きなまし炭素すすで覆われた湿潤ＰＶＡ／ＡｇＮＯ₃／ＺＯＮＹＬ（商標）ＦＳＮフィルムを含むガラススライド基質を石英製ボートに入れた後、それを管炉の中心に位置させた。水素を２％とアルゴンを９８％含有させた還元雰囲気中で加熱を実施した。温度を１分当たり１４℃の加熱速度で１４０℃にまで上昇させて、この温度を１時間保持した。同じ還元雰囲気の上記炉内でサンプルを室温に冷却した後、炉から取り出した。還元で生じた銀金属が薄い銀フィルム層を与え、このフィルム層によって、上記焼きなまし炭素すすは上記基質のスパッタした銀フィルムに付着して固定され、その結果として、電界放射体陰極として用いるに適切な電子放射体が生じた。電子放射の測定を、この上に測定装置Ｉとして記述したフラットプレート放射測定装置を用いて行った。図７に、２．４９ｍｍの電極間分離距離で測定した放射結果のプロットを示す。
実施例１０Ａでは、実施例１０で用いた焼きなまし炭素すす粒子のいくらかを銅製接着テープ（Ｅｌｅｃｔｒｏｌｏｃｋ，Ｉｎｃ．、Ｃｈａｇｒｉｎ Ｆａｌｌｓ、ＯＨから商業的に入手可能）の接着側に直接振り掛けることで、上記焼きなまし炭素すす粒子を上記銅テープの接着側に付着させた。この焼きなまし炭素すすサンプルの電子放射をフラット−プレート測定装置（測定装置Ｉ）で測定した。１．５ｍｍの電極分離距離を用い、このデータも図７に示す。実施例１０のデータと実施例１０Ａのデータを比較することで、湿式処理に続く焼成手順を用いても焼きなまし炭素すすの放射性がほとんど低下しないことが分かる。
図８に、ファウラ−ノルドハイムプロット以外は図７と同じデータを示す。
実施例１１−１３
実施例１１−１３では、薄い銀層を用いて焼きなまし炭素すす粒子を金属ワイヤーに付着させることで電界放射体陰極を得る方法を記述する。この上の実施例２−５に記述したのと実質的に同様にして炭素すすを調製した。焼きなまし過程は実施例６と同様であった。
上記焼きなまし炭素すすを支持させる目的でこれらの実施例で用いるワイヤーを全部、このワイヤーを５％のＨＮＯ₃溶液に１分間浸漬した後に濯ぎを多量の水を用いて行い次に濯ぎをアセトンそしてメタノールを用いて行うことで奇麗にした。
実施例１１では、硝酸銀（ＡｇＮＯ₃）が２５重量％とポリビニルアルコール（ＰＶＡ）が３重量％と水が７２重量％入っている溶液の調製を、７２ｇの沸騰Ｈ₂ＯにＭ．Ｗ．が８６，０００のＰＶＡ（Ａｌｄｒｉｃｈ、Ｍｉｌｗａｕｋｅｅ、ＷＩ）を３ｇ加えて約１時間撹拌してＰＶＡを完全に溶解させることを通して行った。このＰＶＡ溶液に周囲温度でＡｇＮＯ₃（ＥＭ Ｓｃｉｅｎｃｅ、Ｏｎｔａｒｉｏ、ＮＹ）を２５ｇ加えて、その溶液を撹拌してＡｇＮＯ₃を溶解させた。
４ミル（１００μｍ）の銅ワイヤーを上記ＰＶＡ／ＡｇＮＯ₃溶液に浸漬した後、上記焼きなまし炭素すすの中に入れた。この銅ワイヤーの表面が焼きなまし炭素すすで完全に覆われた時点で、このワイヤーを石英製ボートに入れた後、それを管炉の中心に位置させて、焼成をこの上に記述したのと同様に行った。
実施例１２および１３では、硝酸銀（ＡｇＮＯ₃）が２５重量％とポリビニルアルコール（ＰＶＡ）が３重量％とフッ素置換界面活性剤であるＺＯＮＹＬ（商標）ＦＳＮが０．５重量％と水が７１．５重量％入っている溶液の調製を、７１．５ｇの沸騰Ｈ₂ＯにＭ．Ｗ．が８６，０００のＰＶＡ（Ａｌｄｒｉｃｈ、Ｍｉｌｗａｕｋｅｅ、ＷＩ）を３ｇ加えて約１時間撹拌してＰＶＡを完全に溶解させることを通して行った。このＰＶＡ溶液に周囲温度でＡｇＮＯ₃（ＥＭ Ｓｃｉｅｎｃｅ、Ｏｎｔａｒｉｏ、ＮＹ）を２５ｇ加えて、その溶液を撹拌してＡｇＮＯ₃を溶解させた。この溶液が上記ワイヤーを湿らせる度合を向上させる目的でフッ素置換界面活性剤であるＺＯＮＹＬ（商標）ＦＳＮ（デュポン社）を０．５ｇ加えた。
実施例１２では、４ミル（１００μｍ）の銅ワイヤーを上記ＰＶＡ／ＡｇＮＯ₃／ＺＯＮＹＬ（商標）ＦＳＮ溶液に浸漬した後、上記焼きなまし炭素すすの中に入れた。このワイヤーの表面が焼きなまし炭素すすで完全に覆われた時点で、このワイヤーを石英製ボートに入れた後、それを管炉の中心に位置させた。
実施例１３では、４ミル（１００μｍ）の銅ワイヤーを上記ＰＶＡ／ＡｇＮＯ₃／ＺＯＮＹＬ（商標）ＦＳＮ溶液に浸漬した後、上記焼きなまし炭素すすの中に入れた。このワイヤーの表面が焼きなまし炭素すすで完全に覆われた時点で、直径がミクロンの液滴で構成される微細な霧を発生させるネブライザーヘッド（ｎｅｂｕｌｉｚｅｒ ｈｅａｄ）（Ｍｏｄｅｌ １２１−Ｓｏｎｏ−Ｔｅｋ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ、Ｐｏｕｇｈｋｅｅｐｓｉｅ、ＮＹ）を用いて、実施例１２で使用したＰＶＡ／ＡｇＮＯ₃／ＺＯＮＹＬ（商標）ＦＳＮ溶液の薄い液状被膜で上記焼きなまし炭素すす粒子を被覆した。シリンジポンプを用いて上記溶液を上記ネブライザーヘッドに１８μＬ／秒の輸送速度で約３０秒間ポンプ輸送した。この付着時間中、上記ワイヤーを移動かつ回転させることで上記溶液による被覆を均一に行った。次に、このワイヤーを石英製ボートに入れた後、それを管炉の中心に位置させた。
この３実施例全部の焼成を水素を２％とアルゴンを９８％含有させた還元雰囲気中で実施した。温度を１分当たり１４℃の加熱速度で１４０℃にまで上昇させて、この温度を１時間保持した。同じ還元雰囲気の上記炉内で各サンプルを室温に冷却した後、炉から取り出した。各実施例において、還元で生じた銀金属が薄い銀フィルム層を与え、このフィルム層によって上記ワイヤーが被覆されて上記焼きなまし炭素すすが上記ワイヤーに付着し、その結果として、電界放射体陰極として用いるに適切な電子放射体が生じた。電子放射の測定を、この上に測定装置ＩＩＩとして記述した筒状の放射測定装置を用いて行った。
このデータを図９に示し、この図は、実施例１２がより高い放射性を示すことを表しており、これは恐らく、ＡｇＮＯ₃が銅ワイヤーを湿らす度合がより高いことでワイヤー表面に粘着する粒子の量が多くなることが原因でワイヤー上の粒子密度が高くなることによるものであろう。実施例１３では上部を被覆したことから粒子がワイヤーに固定される効果は向上したが粒子の放射性は低下したことが分かる。
実施例１４−１６
実施例１４−１６では、薄い金層を用いて焼きなまし炭素すす粒子を金属ワイヤーに付着させることで電界放射体陰極を得る方法を記述する。実施例２−５と実質的に同様にして炭素すすを調製した。焼きなまし過程は実施例６と同様であった。
この焼きなまし炭素すすを支持させる目的でこれらの実施例で用いるワイヤーを全部、そのワイヤーを３％のＨＮＯ₃溶液に１分間浸漬した後に濯ぎを多量の水を用いて行い次に濯ぎをアセトンそしてメタノールを用いて行うことで奇麗にした。
実施例１４では、金を有機基材（Ａｅｓａｒ １２９４３、Ｗａｒｄ Ｈｉｌｌ、ＭＡ）に分散させて、その製造業者の提案に従って５ミル（１２５μｍ）のタングステンワイヤーにはけ塗りした。この金化合物で被覆したワイヤーに、１００ミクロンのふるいに通した焼きなまし炭素すすを付着させた。このワイヤーの表面が焼きなまし炭素すすで完全に覆われた時点で、このワイヤーを石英製ボートに入れた後、それを炉に入れた。
加熱を空気雰囲気中で実施した。温度を１分当たり２５℃の加熱速度で５４０℃にまで上昇させて、この温度を３０分間保持することで、有機材料を全部焼失させた。上記炉内でサンプルを室温に冷却した後、炉から取り出した。上記金金属が薄い金フィルムを与え、このフィルム層によって上記ワイヤーが被覆されて上記焼きなまし炭素すすが上記ワイヤーに付着し、その結果として、電界放射体陰極として用いるに適切な電子放射体が生じた。
実施例１５では、サンプルを炉から取り出した後にその構造物を更に密封する目的で５０ｎｍのダイヤモンド様炭素層をグラファイト標的のレーザーアブレーション（ｌａｚｅｒ ａｂｌａｔｉｏｎ）でその表面に付着させる以外は本質的に実施例１４に記述したのと同様にしてサンプルの調製を行った。レーザーアブレーションを用いたダイヤモンド様炭素による繊維またはワイヤーの被覆に関する追加的説明を、Ｄａｖａｎｌｏｏ他、Ｊ．Ｍａｔｅｒ．Ｒｅｓ．、５巻、Ｎｏ．１１、１９９０年１１月、そして１９９５年２月１３日付けで提出した表題が「Ｄｉａｍｏｎｄ Ｆｉｂｅｒ Ｆｉｅｌｄ Ｅｍｉｔｔｅｒｓ」である係属中の米国出願連続番号０８／３８７，５３９（Ｂｌａｎｃｈｅｔ−Ｆｉｎｃｈｅｒ他）（これの内容は全体が引用することによって本明細書に組み入れられる）に見ることができる。アブレーションチャンバの中心部に位置させたグラファイト標的に対する入射角が４５度になるように、波長が２６４ｎｍのレーザービームを用いた。１０ナノ秒のレーザーパルスを２Ｈｚの反復率で用いた。４Ｊ／ｃｍ²のエネルギー密度を１分間維持しそして一対のモーター付きミクロメーターを用いてレーザービームを上記標的にラスタさせた（ｒａｓｔｅｒｅｄ）。上記アブレーションチャンバを２ｘ１０^-7トール（２．６７ｘ１０^-5パスカル）に保持した。この用いたワイヤーを、上記標的に垂直な方向に沿って上記標的から５ｃｍ離して位置させた。
実施例１６では、４ミル（１００μｍ）の銅ワイヤーをタングステンワイヤーの代わりに用いる以外は本質的に実施例１４に記述したのと同様にしてサンプルの調製を行った。
上記３サンプル全部の電子放射の測定を、この上に測定装置ＩＩＩとして記述した筒状の放射測定装置を用いて行った。このデータを図１０に示し、そこに、トップコートで被覆した場合と被覆しなかった場合のいろいろなワイヤーで起こる放射を示す。
この上に行った説明で本発明の特別な態様を記述して来たが、本発明は本発明の精神からも必須属性からも逸脱することなく数多くの修飾、置換および再配置を受け得ることを本分野の技術者は理解するであろう。本発明の範囲を示すことに関しては、この上に示した明細ではなくむしろ添付請求の範囲を参照すべきである。

Claims (11)

1. 焼きなまし炭素すすを含む電界放射用放射体。
2. 該焼きなまし炭素すすが約２０μｍ以下の粒子サイズを有する請求の範囲第１項記載の電界放射用放射体。
3. 該焼きなまし炭素すすが１μｍ以下の粒子サイズを有する請求の範囲第１項記載の電界放射用放射体。
4. 該焼きなまし炭素すすが約５０から約１００ｎｍの範囲の粒子サイズを有する請求の範囲第２項記載の電界放射用放射体。
5. 基質の表面に付着している焼きなまし炭素すすを含む電界放射用陰極。
6. 該基質が平面体である請求の範囲第５項記載の電界放射用陰極。
7. 該基質が繊維である請求の範囲第５項記載の電界放射用陰極。
8. 該基質が金属ワイヤーである請求の範囲第５項記載の電界放射用陰極。
9. 該金属ワイヤーがニッケルである請求の範囲第８項記載の電界放射用陰極。
10. 該金属ワイヤーがタングステンである請求の範囲第８項記載の電界放射用陰極。
11. 該金属ワイヤーが銅である請求の範囲第８項記載の電界放射用陰極。

Images