研究開発された技術紹介

自動車産業者は、水銀フリーでより低消費電力のヘッドライト光源の市場投入を渇望している。FEL(フィールドエミッションランプ)は、この条件を満たすが、エミッター薄膜生成に使われる加熱炉に構造的問題がある。本研究では、この問題を克服した試作炉をアップグレードして大型の実験炉、付随するシステムの構築、必要技術の開発を行う。さらに開発して炉を用いてエミッター薄膜の大量生産実証実験を成功させる事を目標とする

自動車向け次世代型ヘッドライト光源として注目されているFEL(フィールドエミッションランプ)のエミッター薄膜の工業的大量生産技術を確立し、FELのエミッター薄膜生成時の歩留りを改善し、FELの低価格化及び安定供給を可能にする
(新技術)
310～320℃で40分間温度を維持可能で緻密な温度制御が可能なシステムを構築する
(新技術の特徴)
加熱装置と炉内温度の差が1℃以内で循環させることで、エミッター薄膜生成時の歩留まりの改善が可能になる

・加圧ファン、大型加熱炉の開発
‐系内が加圧状況下で窒素ガスを100～300m3/hr循環出来る能力を有することを確認した
‐内部にスパイラル構造を有す加熱装置を持ち、短時間(15分)で100m3/hrの循環窒素ガスを15℃→300℃に昇温出来ることを確認した

・窒素循環型大型加熱装置
・窒化処理装置

・短時間での昇温および間接加熱が可能な窒素循環型大型加熱装置の試作機開発に成功した
・しかし、FELの実用化のためには、エミッターの製造方法について基礎から全製造プロセスの再構築を行う必要がある

短時間での昇温および間接加熱が可能な窒素循環型大型加熱装置の提供が可能
・内部にスパイラル構造を有し、短時間(15分)で100m3/hrの循環窒素ガスを15℃→300℃に昇温させることが可能である
・加熱炉内温度を400℃まで昇温できる
・加圧状況下で窒素ガスを100～300m3/hr循環出来る
・循環窒素ガス温度の均一な昇温が可能である

・将来的には、加熱装置をFEL以外の用途に転用することを検討している
・大型加熱装置の試作機ができ、改善課題も残っているが、今後、医療機器、半導体、食品等の汚れを嫌う機器の熱処理装置としての活用への展開が期待できる