KR100542036B1 - Fluorescent tube with carbon nano-tube - Google Patents
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Abstract
본 발명은 탄소나노튜브를 갖는 형광 표시관에 관한 것으로, 탄소나노튜브를 갖는 형광 표시관은 원뿔이 마주보는 형상의 진공 유리관 내에 탄소나노튜브가 설치된 두 개의 원반형 필라멘트를 마주보도록 설치한다. 원반형 필라멘트에 연결된 두 전극에 교류 전원이 인가되면 다수의 탄소나노튜브로부터 전자 입자가 발사되어 형광층에 충돌하여 발광이 이루어진다. 원통형의 진공 유리관을 구비하는 형광 표시관은 진공 유리관의 중심부에 길이 방향으로 관통된 홀에 자석이 설치된다. 자석에 의해 유도되는 전계에 의해 전자 입자의 회절 방향이 다양하게 유도되어 전자 입자가 형광층에 충돌하는 것을 보다 균일하게 할 수 있어 조도를 높이고 발광의 균일성을 높일 수 있다.The present invention relates to a fluorescent display tube having carbon nanotubes, wherein the fluorescent display tube having carbon nanotubes is installed to face two disk-shaped filaments in which carbon nanotubes are installed in a vacuum glass tube having a conical facing shape. When AC power is applied to two electrodes connected to the disc-shaped filament, electron particles are emitted from a plurality of carbon nanotubes and collide with the fluorescent layer to emit light. In a fluorescent display tube having a cylindrical vacuum glass tube, a magnet is installed in a hole penetrated in the longitudinal direction at the center of the vacuum glass tube. The diffraction direction of the electron particles is induced in various ways by the electric field induced by the magnet to make the electron particles collide with the fluorescent layer more uniformly, thereby increasing the illuminance and improving the uniformity of the light emission.
Description
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 탄소나노튜브를 갖는 형광 표시관의 사시도;1 is a perspective view of a fluorescent display tube having carbon nanotubes according to a first embodiment of the present invention;
도 2는 도 1의 형광 표시관의 단면도;2 is a cross-sectional view of the fluorescent display tube of FIG. 1;
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 탄소나노튜브를 갖는 형광 표시관의 사시도;3 is a perspective view of a fluorescent display tube having carbon nanotubes according to a second embodiment of the present invention;
도 4는 도 3의 진공 유리관의 홀에 영구자석을 수평으로 설치한 예를 보여주는 사시도;4 is a perspective view showing an example in which the permanent magnet is installed horizontally in the hole of the vacuum glass tube of FIG.
도 5는 도 4의 형광 표시관의 단면도; 그리고5 is a cross-sectional view of the fluorescent display tube of FIG. 4; And
도 6은 다수개의 영구 자석을 진공 유기관의 홀에 수직으로 설치한 예를 보여주는 단면도이다.6 is a cross-sectional view illustrating an example in which a plurality of permanent magnets are vertically installed in a hole of a vacuum organic tube.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 * Explanation of symbols for the main parts of the drawings
10, 30: 형광 표시관 11, 12, 31: 진공 유리관10, 30:
13, 14, 33, 34: 필라멘트 15, 35: 탄소나노튜브13, 14, 33, 34:
16, 17, 36, 37: 전극 18, 38: 형광층16, 17, 36, 37:
20, 40: 전원 39, 39a: 영구자석20, 40:
본 발명은 탄소나노튜브(carbon nano tube)를 갖는 형광 표시관(fluorescent tube)에 관한 것으로, 구체적으로는 교류(alternating current) 전원을 사용하는 탄소나노튜브를 갖는 형광 표시관에 관한 것이다.The present invention relates to a fluorescent tube having carbon nanotubes, and more particularly, to a fluorescent tube having carbon nanotubes using an alternating current power source.
탄소 나노 튜브는 1985년 크로토(Kroto)와 스몰리(Smalley)가 탄소의 동소체 (Allotrope)의 하나인 풀렌런스(Fullerence;탄소원자가 60개가 모인 것, C60)를 처음으로 발견한 이후, 1991년 이 새로운 물질을 연구하던 일본전기회사 부설연구소의 이지마(Iijima) 박사가 전기방전법을 사용하여 흑연음극상에 형성시킨 탄소덩어리를 분석하는 과정에서 가늘고 긴 대롱 모양의 탄소나노튜브를 발견하여 처음으로 발표하여 알려지게 되었다. 이때 성장한 탄소나노튜브는 길이가 수십나노미터 내지 수나노미터이고, 외경은 2.5 내지 30나노미터 정도로 극히 작고, 탄소나노튜브에서 하나의 탄소원자는 3개의 다른 탄소원자와 결합(sp2)의 육각형 벌집무늬를 이루며, 이 튜브의 직경은 대략 수 나노미터 정도로 극히 작기 때문에 나노튜브라고 부르게 되었다.Carbon nanotubes were introduced in 1991, when Croto and Smalley first discovered Fullerence (a group of 60 carbon atoms, C60), one of the allotrope of carbon. Dr. Iijima of a research institute affiliated with a Japanese electric company, who was researching a new material, first discovered a long and long carbon nanotube in the process of analyzing carbon lumps formed on graphite cathode by using electric discharge method. Became known. At this time, the grown carbon nanotubes are tens of nanometers to several nanometers in length, and the outer diameter is extremely small, such as 2.5 to 30 nanometers, and one carbon atom in the carbon nanotubes is a hexagonal honeycomb pattern of three spontaneous carbon atoms (sp2). The tube is called a nanotube because its diameter is extremely small, about a few nanometers.
1998년에 렌(Ren)등이 플라즈마화학기상증착법을 사용하여 글라스기판위에 수직 배향된 고수노의 탄소나노튜브를 합성시킴으로써, 탄소나노튜브의 합성과 응용기술면에서 획기적인 진전을 가져오게 되었고, 그 이후로 탄소나노튜브 합성 및 응용에 관한 연구가 이루어지고 있다. 최근에는 이러한 탄소나노튜브를 필라멘트에 설치하여 저전류를 공급하여도 사용 가능한 형광 표시관이 사용되고 있다.In 1998, Ren et al. Synthesized carbon nanotubes of vertically oriented high-density carbon nanotubes on a glass substrate using plasma chemical vapor deposition, which is a major step forward in the synthesis and application of carbon nanotubes. Since then, research on the synthesis and application of carbon nanotubes has been made. Recently, a fluorescent display tube that can be used even by supplying a low current by installing such carbon nanotubes on a filament has been used.
이러한 종래의 탄소나노튜브를 사용한 형광 표시관은 동작 전원이 직류 전원을 사용하도록 설계되었다. 최근에 교류 전원을 동작 전원으로 사용하도록 설계된 탄소나노튜브를 사용한 형광 표시관이 제공되고 있다.The fluorescent display tube using the conventional carbon nanotubes is designed such that the operating power source uses a DC power source. Recently, fluorescent display tubes using carbon nanotubes designed to use AC power as an operating power source have been provided.
본 발명의 목적은 교류 전원에 의해 동작하는 탄소나노튜브를 갖는 형광 표시관에 있어서 보다 높은 조도와 발광의 균일성을 얻을 수 있는 탄소나노튜브를 갖는 형광 표시관을 제공하는데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a fluorescent display tube having carbon nanotubes capable of obtaining higher illuminance and uniformity of light emission in a fluorescent display tube having carbon nanotubes operated by an AC power source.
이와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 탄소나노튜브를 갖는 형광 표시관은: 두 개의 분리된 소정의 진공 영역을 갖고 형광층이 내벽에 도포된 진공 유리관; 표면에 다수개의 탄소나노튜브가 분산 설치되고, 탄소나노튜브가 설치된 표면이 마주 보도록 두 개의 진공 영역에 각기 설치되는 제1 및 제2 평판형 필라멘트; 제1 및 제2 필라멘트에 일단이 연결되고 타단이 진공 유리관의 외부로 돌출된 제1 및 제2 전극을 포함한다.In order to achieve the above object, the fluorescent display tube having the carbon nanotubes of the present invention comprises: a vacuum glass tube having two separate predetermined vacuum regions and a fluorescent layer coated on the inner wall; First and second flat filaments respectively disposed in two vacuum regions such that a plurality of carbon nanotubes are dispersed and installed on a surface thereof and the surfaces where the carbon nanotubes are installed face each other; One end is connected to the first and second filaments and the other end includes first and second electrodes protruding out of the vacuum glass tube.
이 실시예에 있어서, 상기 진공 유리관의 두 개의 진공 영역은 마주 접하는 원뿔 형상을 갖는다.In this embodiment, two vacuum regions of the vacuum glass tube have opposite conical shapes.
이 실시예에 있어서, 상기 진공 유리관의 형광층 위에 금속박막층이 형성된다.In this embodiment, a metal thin film layer is formed on the fluorescent layer of the vacuum glass tube.
본 발명의 다른 특징에 의하면, 탄소나노튜브를 갖는 형광 표시관은: 길이 방향으로 중심부가 관통된 홀을 갖고, 내벽으로 형광층이 도포된 원통형의 진공 유 리관; 표면에 다수개의 탄소나노튜브가 분산 설치되고, 탄소나노튜브가 설치된 표면이 마주 보도록 진공 유리관의 내측 양단에 설치되는 제1 및 제2 평판형 필라멘트; 제1 및 제2 필라멘트에 일단이 연결되고 타단이 진공 유리관의 외부로 돌출된 제1 및 제2 전극을 포함한다.According to another feature of the present invention, a fluorescent display tube having carbon nanotubes comprises: a cylindrical vacuum glass tube having a hole through which a central portion penetrates in a longitudinal direction, and a fluorescent layer is applied to an inner wall; First and second flat filaments disposed on both inner ends of the vacuum glass tube so that a plurality of carbon nanotubes are dispersed and installed on the surface thereof and the surfaces on which the carbon nanotubes are installed face each other; One end is connected to the first and second filaments and the other end includes first and second electrodes protruding out of the vacuum glass tube.
이 실시예에 있어서, 상기 진공 유리관의 홀에 영구자석 또는 전자석 중 어느 하나의 자석이 삽입 설치된다.In this embodiment, the magnet of any one of a permanent magnet or an electromagnet is inserted into the hole of the vacuum glass tube.
이 실시예에 있어서, 상기 자석은 양극이 진공 유리관의 길이 방향으로 배열된다.In this embodiment, the magnet has an anode arranged in the longitudinal direction of the vacuum glass tube.
이 실시예에 있어서, 상기 자석은 양극이 진공 유리관의 길이 방향에 수직으로 배열된다. 수직으로 배열되는 다수개의 자석은 이웃하는 자석의 극성이 상호 역으로 위치한다.In this embodiment, the magnets are arranged with the anode perpendicular to the longitudinal direction of the vacuum glass tube. In a plurality of magnets arranged vertically, the polarities of neighboring magnets are reversed from each other.
(실시예)(Example)
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되어지는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되어지는 것이다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments described herein and may be embodied in other forms. The embodiments introduced herein are provided to make the disclosed contents thorough and complete, and to fully convey the spirit of the present invention to those skilled in the art.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 탄소나노튜브를 갖는 형광 표시관의 사시도이고 도 2는 도 1의 형광 표시관의 단면도이다.1 is a perspective view of a fluorescent display tube having carbon nanotubes according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view of the fluorescent display tube of FIG. 1.
도면을 참조하여, 본 발명의 제1 실시예에 따른 형광 표시관(10)의 진공 유 리관(11, 12)은 두 개의 분리된 소정의 진공 영역을 갖고 형광층(18)이 내벽에 도포된다. 두 개의 진공 영역은 마주 접하는 원뿔 형상을 갖는다. 도면에는 도시하지 않았으나 진공 유리관(11, 12)의 형광층(15) 위에 금속박막층을 선택적으로 형성할 수 있다.Referring to the drawings, the
두 개의 진공 영역에는 각기 제1 및 제2 평판형 필라멘트(13, 14)가 설치된다. 제1 및 제2 평판형 필라멘트(13, 14)는 원반 형상을 갖고, 마주 보는 일 측면에 다수개의 탄소나노튜브(15)가 분산 설치된다. 그리고 제1 및 제2 평판형 필라멘트(13, 14)에 일단이 연결되고 타단이 진공 유리관(11, 12)의 외부로 돌출되어 전원(20)에 전기적으로 연결되는 제1 및 제2 전극(16, 17)이 설치된다.The two vacuum zones are provided with first and second
전원(20)으로부터 교류가 제1 및 제2 전극(16, 17)을 통해 인가되면 제1 및 제2 평판형 필라멘트(13, 14)에 설치된 다수개의 탄소나노튜브(15)로부터 전자 입자가 발사되어 형광층(18)에 충돌하여 발광이 이루어진다.When alternating current is applied from the
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 탄소나노튜브를 갖는 형광 표시관의 사시도이다.3 is a perspective view of a fluorescent display tube having carbon nanotubes according to a second exemplary embodiment of the present invention.
도면을 참조하여, 본 발명의 제2 실시예에 따른 형광 표시관(30)은 길이 방향으로 중심부가 관통된 홀(32)을 갖고, 내벽으로 형광층(38)이 도포된 원통형의 진공 유리관(31)을 구비한다. 도면에는 도시하지 않았으나 진공 유리관(31)의 형광층(38) 위에 금속박막층을 선택적으로 형성할 수 있다.Referring to the drawings, the
진공 유리관(31)의 내측 양단에는 제1 및 제2 평판형 필라멘트(33, 34)가 설치된다. 제1 및 제2 평판형 필라멘트(33, 34)는 진공 유리관(31)에 장착되기에 적 합하도록 도우넛 형상을 갖는다. 제1 및 제2 평판형 필라멘트(33, 34)는 마주 보는 표면에 다수개의 탄소나노튜브(35)가 분산 설치된다. 그리고 제1 및 제2 평판형 필라멘트(33, 34)에 일단이 연결되고 타단이 진공 유리관(31)의 외부로 돌출되어 전원(40)에 전기적으로 연결되는 제1 및 제2 전극(36, 37)이 설치된다.First and second
전원(40)으로부터 교류가 제1 및 제2 전극(36, 37)을 통해 인가되면 제1 및 제2 평판형 필라멘트(33, 34)에 설치된 다수개의 탄소나노튜브(35)로부터 전자 입자가 발사되어 형광층(38)에 충돌하여 발광이 이루어진다.When alternating current is applied from the
여기서, 탄소나노튜브(35)로부터 발사되어 진행되는 전자 입자가 진공 유리관(31) 내부에서 회절하는 경로를 갖도록 유도하기 위해 진공 유리관(31)의 홀(32)에 전자석 또는 영구 자석을 설치할 수 있다. 이 실시예서는 영구 자석을 설치한 예를 설명한다.Here, an electromagnet or a permanent magnet may be installed in the
도 4는 도 3의 진공 유리관(31)의 홀(32)에 영구자석(39)을 수평으로 설치한 예를 보여주는 사시도이고, 도 5는 도 4의 형광 표시관(30)의 단면도이다.4 is a perspective view illustrating an example in which the
도면에 도시된 바와 같이, 영구자석(39)이 진공 유리관(31)의 홀(32)에 길이 방향으로 수평 설치되면 영구자석(39)의 자계에 의해 진공 유리관(31)의 길이 방향에 수직으로 회전하는 전계가 형성된다. 이에 따라 전자 입자는 진공 유리관(31)의 내부에서 회절하며 진행하다가 형광층(38)에 충돌하여 발광이 이루어진다.As shown in the figure, when the
도 6에 도시된 바와 같이, 다수개의 영구 자석(39a)을 진공 유리관(31)의 길이 방향에 수직으로 배열되도록 홀(32)에 설치할 수 있다. 그리고 수직으로 배열되는 다수개의 영구자석(39a)은 이웃하는 자석과 극성이 상호 역으로 위치하도록 배열한다.As shown in FIG. 6, a plurality of
이와 같이, 다수개의 영구 자석을 진공 유리관(31)의 홀(32)에 설치함으로서 전자 입자의 회절 방향을 다양하게 유도함으로서 전자 입자가 형광층(38)에 충돌하는 것을 보다 균일하게 할 수 있으며 조도를 높이고 발광의 균일성을 높일 수 있다.
상술한 바와 같은 본 발명의 탄소나노튜브를 갖는 형광 표시관은 일반적으로 형광 표시관에서 사용되고 있는 다양한 종류의 방전 가스를 사용하며, 잘 알려진 바와 같이 사용되는 가스의 종류에 따라 적합한 진공도를 갖도록 방전 가스를 충진한다.
그리고 방전 가스가 결정되고 그에 따른 진공도가 결정되면 형광 표시관의 두께를 결정할 수 있다. 형광 표시관의 두께는 전체적인 형광 표시관의 크기와 관련하여 결정되어야 한다. 즉, 형광 표시관의 크기와 형광 표시관에 충진될 가스의 종류와 진공도를 적절히 고려하여 형광 표시관의 두께를 결정한다. 이와 같은 일련의 과정은 이 분야의 통상적인 지식을 갖는 기술자들이라면 잘 알 수 있을 것이다.As such, by providing a plurality of permanent magnets in the
The fluorescent display tube having the carbon nanotubes of the present invention as described above generally uses various kinds of discharge gas used in the fluorescent display tube, and as is well known, the discharge gas has an appropriate vacuum degree according to the type of gas used. To fill.
When the discharge gas is determined and the degree of vacuum is determined accordingly, the thickness of the fluorescent display tube may be determined. The thickness of the fluorescent tube should be determined in relation to the size of the overall fluorescent tube. That is, the thickness of the fluorescent display tube is determined in consideration of the size of the fluorescent display tube, the type of gas to be filled in the fluorescent display tube, and the degree of vacuum. This series of steps will be well understood by those skilled in the art.
이상에서 본 발명에 따른 탄소나노튜브를 갖는 형광 표시관의 구성 및 작용을 상기한 설명 및 도면에 따라 도시하였으나, 이는 일예를 들어 설명한 것에 불과하며 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능함은 물론이다.Although the configuration and operation of the fluorescent display tube having carbon nanotubes according to the present invention have been described in accordance with the above description and drawings, these are merely described as an example and various changes without departing from the technical spirit of the present invention. And of course, it is possible to change.
이상에서 상세하게 설명한 바에 의하면, 본 발명의 탄소나노튜브를 갖는 형광 표시관은 진공 유리관을 두 개의 마주보는 원뿔형을 갖도록 함으로서 탄소나노튜브에서 발사되는 전자 입자가 형광층에 충돌하기에 용이한 구조를 가짐으로 보다 높은 조도와 발광의 균일성을 얻을 수 있다. 진공 유리관에 자석을 결합한 구조를 갖는 형광 표시관은 전자 입자가 진공 유리관 내에서 회절하면서 형광체에 충돌하도록 함으로서 보다 높은 조도와 발광의 균일성을 높일 수 있는 효과가 있다.As described above in detail, the fluorescent display tube having the carbon nanotubes of the present invention has a conical shape facing the vacuum glass tube so that electron particles emitted from the carbon nanotubes can easily collide with the fluorescent layer. With this, higher illuminance and uniformity of light emission can be obtained. A fluorescent display tube having a structure in which a magnet is coupled to a vacuum glass tube has an effect of increasing the illuminance and uniformity of light emission by causing electron particles to collide with the phosphor while diffracting in the vacuum glass tube.
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