LightLab kom till stånd p.g.a. att två unga fysiker, en rysk (Prof. Vitaly Kaftanov) och en svensk (Docent Jan Kjellman) lärde känna varandra på CERN år 1964 där de båda arbetade inom området experimentell elementarpartikelfysik. Efter många år av verksamhet inom skilda områden (Kaftanov bl.a. på IAEA i Wien och Kjellman som VD för högteknologiföretag i Geneve) var de båda tillbaka på CERN igen 30 år senare, Kaftanov ånyo som fysiker och Kjellman som kontaktman mellan CERN och svensk industri.

När Kaftanov fick veta vad Kjellman sysslade med var hans reaktion omedelbar: "Vi har massor med bra ideer i Ryssland men inga pengar. Kan Du titta på några av våra projekt och se om Du kan hitta svensk finansiering för något av dessa?"  Det som såg mest lovande ut var en ny typ av lampa som använde fältemission av elektroner för att bestråla ett fosforskikt. Resultatet var en konstruktion som hade fördelen att inte innehålla kvicksilver eller andra giftiga ämnen. De ryska fysikerna hade då ägnat drygt 15 år till att utveckla denna princip och hade kommit fram till enkla prototyper som såg intressanta ut. Med ett telefonsamtal i början av december 1994 lyckades Kjellman intressera direktören för Auralight i Karlskrona (f.d. Lumalampan) för projektet och han och några medarbetare kom till Geneve för ett möte med de ryska forskarna. Detta första möte följdes snabbt upp med ett besök i Moskva i april 1995 för att bättre förstå vad som behövdes för att föra projektet vidare. Resultatet blev att två av de ryska forskarna kom till Karlskrona för att arbeta vidare med lamputvecklingen i Auralights lokaler. Efter några månader bytte dessvärre AuraIight ägare och VD. De nya ägarna hade inget intresse av en diversifiering och det såg ut som slutet på äventyret.

Med hjälp av en svensk expert på företagsfinansiering (Per-Arne Nordlander) lyckades man hitta en lösning där insats av  riskkapital gjorde det möjligt att fortsätta arbetet. Patentansökningar av den ryska teknologien gjordes i Sverige och USA i december 1995. 1996 bildades LightLab och installerades i lokaler i Chalmers Teknikpark, detta efter att ha etablerat ett nära samarbete med Fysiska institutionen vid Chalmers där expertis fanns inom fältemissionstekniken.

Under 1997 knöts även en forskargrupp vid University of California under ledning av Prof. Charles Hunt till projektet. De  använde ett unikt poröst kolmaterial som fältemissionskatod som alternativ till ryssarnas kolfiber. Efter denna inledande period formaliserades arbetet 1998 genom att en styrelse och ett tekniskt råd tillsattes och en VD utnämndes för att leda verksamheten. De första användningsområden som studerades var ljuskällor till storbildsskärmar och trafikljus. Under första halvan av 1999 beslutades att man även skulle påbörja arbetet att ta fram prototyper till en kvicksilverfri lågenergilampa för allmänbelysning.

Efter att Kjellman under ett seminarium på CERN på våren 1998 tagit del av arbeten på EPFL (Tekniska Högskolan i Lausanne) med nanokolrör och fått veta att dessa utgjorde det mest effektiva fältemissionsmaterialet som någonsin utvecklats, vida överlägset både de ryska kolfibrerna och kolmaterialet från USA, försökta han intressera LightLab för detta alternativ. Varken den ryska gruppen eller forskarna från Kalifornien var intresserade varför Kjellman på ett informellt sätt själv uppehöll kontakten med Lausanne-gruppen. Mätningar där visade att mycket höga elekronflöden kunde skapas redan vid relativt låga spänningar (några kV).

Ett problem som uppmärksammades på ett tidigt stadium var de egenskaper fosforskiktet måste uppvisa för att kunna användas för belysningsändamål. De fosfortyper som sedan 1920-talet utvecklats för elektronbestrålning kom från användningen i TV apparater där intensiteten är mycket låg jämfört med vad som krävs för en lampa. De parametrar som måste optimeras är ljusutbytet (lm/W) och livslängden som funktion av bestrålningsintensiteten (C / cm2). De på marknaden tillgängliga fosfortyperna gav max. c:a 30 lm/W för vitt ljus och livslängden för en lampa av glödlampsstorlek motsvarande en 60 Watts lampa blev högst 1000 timmar. Det var klart att nya fosforsorter måste utvecklas för att fältemissiontekniken skulle kunna konkurrera med då befintliga lågenergilampor.

EPFL gruppen hade visat att kolnanorör kunde fås att växa på såväl platta ytor som på tunna metalltrådar. Kjellmans tidigare erfarenheter inom kärnfysiken fick honom att inse att ett lysrör skulle kunna utformas på samma sätt som en Geiger-Müller detektor. Lösningen bestod av en tunn tråd med kolnanorör som katod uppspänd i mitten av ett med fosfor belagt ledande glasrör som anod. På grund av att elektronerna nu spreds ut över en betydligt större yta var livslängdsproblemet löst och man kunde nå liknande livslängder som för vanliga lysrör, d.v.s. kring 10.000 timmar.

Tillsammans med Magnus Lindmark, mycket välmeriterad uppfinnare, utvecklade de båda ett förslag till en patentansökan baserat på denna konstruktion. Båda vände sig till styrelseordföranden och en av huvudägarna i LightLab, J-O Sandin och erbjöd LightLab att ta hand om patentansökan och tillhörande kostnader. Förvånande nog sa Sandin nej, Lightlab hade inte något intresse i detta. Uppfinnarna var fria att göra vad de ville. AWA-Patent fick uppdraget att sköta patentansökningen. För säkerhets skull kollade AWA-Patent med Sandin att allt var helt i sin ordning.

För att ta hand om patent och utvecklingsarbete behövdes ett företag och än en gång skapades efter detta möte i mitten av 1999 ett företag - Nanolight - som sedan tog in nya finansiärer. Nanolight skapades med andra ord genom att LightLab indirekt framtvingade det. Affären med lysröret satte dock igång en infekterad debatt inom LightLabs styrelse trots att det skötts helt korrekt. Advokaten Mattson i styrelsen, som var föga insatt i det hela, bråkade och ärendet hölls vid liv i ett helt år. Vissa personer i LightLab tycks inte ha accepterat styrelseordförandens beslut. Allt var dock fullständigt korrekt skött. Jan Kjellman hade fått nog och lämnade 1999 det LightLab han varit med om att starta 3 år tidigare.

Lindmark fick ta över ordförandeposten vid halvårsskiftet 1999 pga de interna slitningar som var i styrelsen. Lindmark lämnade LightLab i november 1999. Under denna period engagerades även professorn i belysningsteknik vid KTH, Allan Ottosson, i styrelsen. Ottosson kom snart till uppfattningen att fältemissiontekniken inte var rätt väg att få fram en ny ljuskälla för allmänbelysning och lämnade LightLab samtidigt som Lindmark i november 1999.

NanoLight lyckades i samarbete med EPFL utveckla och testa prototyper av lysrör, komplett med inbyggt driftdon, som hade en teoretisk livslängd på över 10.000 timmar. NanoLight gjorde denna utveckling till en kostnad som var 1/7 av LightLabs kostnader under motsvarande tid (1999 - 2004) och arbetet resulterade även i 10 vetenskapliga publikationer. NanoLight projektet ingick dessutom i de schweiziska s.k. TopNano 21 projekten. En slutlig redovisning bifogas här
.

* * *

Vetenskapliga publikationer, NanoLight -projektet

Field emission from cylindrical carbon nanotube cathodes: possibilities for luminescent tubes
J.-M. Bonard, T. Stöckli, O. Noury and A. Châtelain, Appl. Phys. Lett. 78, 2775 (2001)

Growth of carbon nanotubes on cylindrical elements
O. Noury, T. Stöckli, M. Croci, A. Châtelain and J.-M. Bonard, AIP Conf. Proc. 591, 239 (2001)

Dispositifs électroniques et éléments luminescents à nanotubes
J.-M. Bonard, Le Vide 300, 251 (2001)

Growth of Carbon Nanotubes on Cylindrical Wires by Thermal Chemical Vapor Deposition
O. Noury, T. Stöckli, M. Croci, A. Châtelain, J.-M. Bonard, Chem. Phys. Lett.  346 (2001)

Carbon Nanotubes films as electron field emitters
J.-M. Bonard, M. Croci, C. Klinke, O. Noury, and N. Weiss, Carbon, in press (2002)

Can we reliably estimate the emission field and field enhancement factor of carbon nanotube film field emitters?
J.-M. Bonard, M. Croci, I. Arfaoui, O. Noury, D. Sarangi, A. Châtelain, Diamond Rel. Mater., in press (2002)

Cold atmosphere chemical vapor deposition: a simple method for the growth of carbon nanotubes
M. Croci, J.-M. Bonard, O. Noury, T. Stöckli, A. Châtelain,          Adv. Mater. CVD, in  press (2002)

Following the growth of carbon nanotubes by field emission measurements during chemical vapour deposition
J.-M. Bonard, M.Croci, C. Klinke, F.Conus, I. Arfaoui, T. Stöckli, A.Châtelain, Phys.Rev.B, June 05 (2002)

Field emission properties of carbon nanahorn films
J.-M. Bonard, R. Gaal, S. Garaj, L. Thien-Nya, L. Forro, K. Takahashi, F. Kokai, M. Yudasaka, S. Iijima, Applied Physics 91, 10107 (2002)

A fully sealed luminescent tube based on carbon nanotube field emission
M. Croci, I. Arfaouri, T. Stöckli, A. Châtelain, J.-M. Bonard, Microelectronics 35, 329 (2004)

>>
<<
C:\Users\Staffan\Documents\My Dropbox\MyLap\ActInControl\Webpage\LLSW\FEEPL.png

Så här såg den ryska lampan   
ut när den kom till Sverige.

Och den lyste redan då!
Hem
Mål
Historik
Tekniken
Löften
Samarbeten
Lampor