KR100927191B1 - Method for Improving Field Emission of Carbon Nanotubes - Google Patents

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Abstract

본 발명은 탄소나노튜브의 전계방출 특성 향상방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 산화성 가스 분위기에서 탄소나노튜브 사이의 길이 차이를 줄이는 전기적 균질화 처리를 통해 전계방출 균일도와 소자 수명을 향상시킬 수 있는 탄소나노튜브의 전계방출 특성 향상방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for improving the field emission characteristics of carbon nanotubes, and more particularly, to improve the field emission uniformity and device life through an electric homogenization treatment that reduces the length difference between carbon nanotubes in an oxidizing gas atmosphere. The present invention relates to a method for improving field emission characteristics of nanotubes.

본 발명에 따른 탄소나노튜브의 전기적 균질화 처리는 긴 탄소나노튜브가 집중적인 전자방출에 의한 Joule 열 때문에 약 2000 K 정도의 고온까지 가열될 될 때 전자방출에 의해 팁 끝이 손상 받아 끊어지는 현상을 이용하여 작동하는 탄소나노튜브 에미터의 수를 증가시키는 것이다. The electrical homogenization treatment of carbon nanotubes according to the present invention has a phenomenon that the tip ends are damaged and broken by electron emission when long carbon nanotubes are heated to a high temperature of about 2000 K due to Joule heat by intensive electron emission. To increase the number of carbon nanotube emitters that operate.

이때 대표적인 산화성 가스인 산소와 오존을 사용하여 수행함으로써 짧은 시간에 전계방출 균일도와 수명을 효과적으로 향상시킬 수 있다. 특히 산화성이 더욱 강한 오존의 경우가 산소의 경우보다 처리시간이 더욱 짧은 것이 특징이다.In this case, by using oxygen and ozone, which are representative oxidizing gases, field emission uniformity and lifetime can be effectively improved in a short time. In particular, ozone, which is more oxidative, is characterized by a shorter treatment time than oxygen.

일정 전류 모드에서 실시한 산화성 가스를 이용한 균질화 처리의 경우 Joule 열을 일정하게 하며 방출하므로 균질화 처리시간을 매우 짧게 할 수 있다.In the case of the homogenization treatment using the oxidizing gas in the constant current mode, the homogenization treatment time can be made very short because the Joule heat is made constant and released.

Description

탄소나노튜브의 전계방출 향상 방법 {Improvement Of Field Emission Characteristic Of Cabon Nanotubes By Oxidative Electrical Conditioning}Improving Field Emission of Carbon Nanotubes {Improvement Of Field Emission Characteristic Of Cabon Nanotubes By Oxidative Electrical Conditioning}

본 발명은 탄소나노튜브의 전계방출 특성 향상방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 산화성 가스 분위기에서 탄소나노튜브 사이의 길이 차이를 줄이는 전기적 균질화 처리를 통해 전계방출 균일도와 소자 수명을 향상시킬 수 있는 탄소나노튜브의 전계방출 특성 향상방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for improving the field emission characteristics of carbon nanotubes, and more particularly, to improve the field emission uniformity and device life through an electric homogenization treatment that reduces the length difference between carbon nanotubes in an oxidizing gas atmosphere. The present invention relates to a method for improving field emission characteristics of nanotubes.

본 발명은 다양한 형태로 제작되는 모든 탄소나노튜브 소자의 전계방출 향상을 위해 적용될 수 있다.The present invention can be applied to improve the field emission of all carbon nanotube devices manufactured in various forms.

종래의 탄소나노튜브를 이용한 전계방출소자를 제조하는 방법에는 기판에 촉매를 형성한 후 화학기상증착법(chemical vapor deposition)으로 탄소나노튜브를 수직 성장시키는 방법, 여러 합성방법으로 제조된 탄소나노튜브를 액상의 용매와 배합 후 스핀코터(spin coater)나 스프레이(spray), 잉크젯(ink-jet)을 사용해 형성하는 방법, 점성이 있는 고분자 수지와 용매, 충진제, 기타 첨가물등을 탄소나노 튜브와 배합하여 페이스트를 만든 후 스크린 인쇄하는 방법 등이 있다.Conventional methods of manufacturing field emission devices using carbon nanotubes include a method of forming a catalyst on a substrate and then vertically growing the carbon nanotubes by chemical vapor deposition, and using carbon nanotubes manufactured by various synthetic methods. After mixing with liquid solvent, spin coater, spray, ink-jet method, viscous polymer resin, solvent, filler, and other additives are mixed with carbon nanotubes. There is a method of screen printing after making a paste.

여러 공정을 통해 2, 3, 4극관 구조로 전계방출소자를 만들 수 있으며 캐소드(cathode)와 애노드(anode)는 일정한 절연 공간을 두고 패키징 된다. 디스플레이로의 응용을 위해서는 애노드 형광막과 스페이서가 장착된다. Through several processes, field emission devices can be made in 2-, 3-, and 4-pole structures, and cathodes and anodes are packaged with a certain insulating space. An anode fluorescent film and a spacer are mounted for application to a display.

FED나 BLU 등 현재 연구 중인 탄소나노튜브 전계방출 평판디스플레이 소자들은 수은을 전혀 포함하지 않는 친환경 소자로서 기판 전체가 고르게 발광하는 면발광체이기 때문에 두께가 얇고 광학부품의 수를 크게 줄일 수 있다. Carbon nanotube field emission flat panel display devices, such as FED and BLU, which are currently being studied, are eco-friendly devices that do not contain mercury at all, and because they emit light evenly across the substrate, they are thin and can greatly reduce the number of optical components.

또한 기존 LCD의 소비전력 및 명암비를 획기적으로 개선할 수 있는 로컬 디밍(local dimming)과 빠른 동영상에서의 잔상 현상을 없앨 수 있는 임펄스(impulse) 구동이 가능하다는 많은 장점을 가지고 있음에도 불구하고 아직도 기술 완성도가 낮아 상용화까지는 극복해야 할 난관들이 많이 남아있다. In addition, despite the many advantages of local dimming, which can drastically improve the power consumption and contrast ratio of existing LCDs, and impulse driving that can eliminate afterimages in a fast video, the technology is still completed. There are many difficulties to overcome until commercialization.

그 중에서도 대 면적에서 균일하게 전자를 방출하고 장시간의 수명을 유지해야 하는 등의 문제는 가장 어려우면서도 상용화 측면에서 반드시 해결되어야 할 과제이다. Among them, the problem of uniformly emitting electrons in a large area and maintaining a long lifespan is the most difficult and must be solved in terms of commercialization.

일정한 면적의 시편에서 필요한 양의 전자를 방출시킬 때, 시편의 전계방출 수명과 균일도는 전자방출에 실제 참여하는 에미터의 수에 의해 좌우될 것이다. 그러나 스크린 인쇄법으로 제조된 시편은 탄소나노튜브들의 길이가 크게 달라 전계방출시 길이가 긴 것들만 작동을 하게 되어 적은 수의 탄소나노튜브들만이 전자를 방출하므로 불균일한 발광을 보이며 에미터의 수명도 짧아지는 문제가 생긴다.When releasing the required amount of electrons in a certain area of the specimen, the field emission lifetime and uniformity of the specimen will depend on the number of emitters actually participating in the electron emission. However, the specimens produced by screen printing have large carbon nanotubes, so only the long ones operate during field emission, and only a few carbon nanotubes emit electrons, resulting in uneven emission and lifetime of emitters. There is a problem of shortening.

또한 스크린 인쇄에 의해 탄소나노튜브 에미터를 제조할 때 하나의 도트(dot) 내에는 많은 탄소나노튜브 에미터들이 존재하게 되는데 이들은 앞에서 언급하였듯이 서로 다른 길이를 가지고 있다. 동일한 크기의 외부 전계(electric field)를 길이가 서로 다른 탄소나노튜브에 가하게 되면 길이가 가장 긴 탄소나노튜브의 팁 끝에서 가장 높은 전계가 걸리게 된다. In addition, when manufacturing carbon nanotube emitters by screen printing, there are many carbon nanotube emitters in one dot, which have different lengths as mentioned above. When the same electric field is applied to carbon nanotubes of different lengths, the highest electric field is applied at the tip of the longest carbon nanotube.

이 때 탄소나노튜브의 팁 끝에 걸리는 전계의 크기(E)는 외부전계(E0)에 전계보강인자(β)를 곱한 크기에 해당한다. 즉, E=βE0이다. 여기서 전계보강인자 β는 탄소나노튜브의 형상, 즉 길이 ℓ과 반지름 r에 의해 결정되며, 그 관계는 β=ℓ/r로 주어지게 된다. At this time, the magnitude (E) of the electric field applied to the tip end of the carbon nanotube corresponds to the magnitude of the external electric field (E 0 ) multiplied by the electric field reinforcement factor (β). That is, E = βE 0 . The field reinforcement factor β is determined by the shape of the carbon nanotubes, that is, the length l and the radius r, and the relationship is given by β = l / r.

탄소나노튜브의 길이가 서로 다르면 가해진 외부전계(E0)에 의해 길이가 서로 다른 탄소나노튜브 팁 끝에 걸리는 전계(E)가 차이를 보이게 되므로 이들 탄소나노튜브 사이의 전계방출 특성이 달라진다. If the length of the carbon nanotubes are different from each other, the electric field (E) applied to the tip of the carbon nanotube tips having different lengths is different depending on the applied external electric field (E 0 ), so that the field emission characteristics between the carbon nanotubes are different.

결국 길이가 긴 소수의 탄소나노튜브에서만 집중적으로 전자가 방출되고, 상대적으로 길이가 짧은 대다수의 나머지 탄소나노튜브는 전계방출에 참여하지 못하게 된다. 길이가 짧은 탄소나노튜브들은 긴 탄소나노튜브들에 의해 전계가 차폐(shielding)되어 전자방출에 기여하지 못하게 되는 것이다. As a result, only a small number of long carbon nanotubes emit electrons intensively, and most of the remaining short carbon nanotubes do not participate in field emission. Shorter carbon nanotubes do not contribute to electron emission because the electric field is shielded by the long carbon nanotubes.

결국 소수의 탄소나노튜브에서만 전자가 방출됨으로써 전체 면적에서의 전계방출 균일도가 떨어지고 수명도 짧아지게 된다. 또한, 탄소나노튜브 에미터가 비슷한 길이를 가지더라도 높은 밀도로 형성될 경우 서로 전계를 상쇄시켜 효과적인 전계방출을 기대하기 어렵다. As a result, electrons are emitted from only a few carbon nanotubes, resulting in poor field emission uniformity and short lifetime. In addition, even if carbon nanotube emitters have a similar length, it is difficult to expect effective field emission by canceling electric fields from each other when formed at high density.

요구되는 전계방출 균일도 및 수명을 확보하기 위해 탄소나노튜브 에미터 사이의 길이를 최대한 균일하게 할 수 있도록 탄소나노튜브 페이스트 및 에미터 제조공정을 최적화하는 기술이 필요하다. In order to secure the required field emission uniformity and lifetime, there is a need for a technique for optimizing the carbon nanotube paste and emitter manufacturing process to make the length between the carbon nanotube emitters as uniform as possible.

하지만 스크린 프린팅을 이용한 에미터 제조방법에서 모든 탄소나노튜브 에미터가 같은 길이를 갖도록 하는 것은 원천적으로 불가능한 문제가 있었다.However, in the method of manufacturing an emitter using screen printing, it is fundamentally impossible to make all carbon nanotube emitters have the same length.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로써 본 발명의 목적은 탄소나노튜브를 산화성 가스 분위기에서 전계방출 시킴으로써 탄소나노튜브의 길이 분포를 균일하게 하여 대 면적에서 균일하게 전자를 방출하고 수명을 향상시킬 수 있는 탄소나노튜브의 전계방출 향상 방법을 제공하는 데 있다.In order to solve the above problems, an object of the present invention is to emit the electrons uniformly in a large area and to improve the lifetime by uniformly distributing the carbon nanotubes in the oxidizing gas atmosphere by electric field emission. The present invention provides a method for improving field emission of carbon nanotubes.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로써, 본 발명에 따른 탄소나노튜브의 전계방출 향상 방법은 산화성 가스 분위기에서 탄소나노튜브를 전기적 균질화 처리하는 것을 특징으로 한다. In order to solve the above problems, the method for improving the electric field emission of carbon nanotubes according to the present invention is characterized in that the electric homogenization treatment of carbon nanotubes in an oxidizing gas atmosphere.

여기서, 상기 산화성 가스는 산화성이기만 하면 무엇이나 가능하며, 산소(O2) 또는 오존(O3)인 것이 바람직하다.Here, the oxidizing gas may be anything as long as it is oxidizing, and is preferably oxygen (O 2 ) or ozone (O 3 ).

그리고, 상기 전기적 균질화 처리는 일정전압모드 또는 일정전류모드에서 수행되는 것을 특징으로 한다.The electric homogenization process may be performed in a constant voltage mode or a constant current mode.

상기 일정전압모드에서 수행되는 경우 일정 압력하에서 전기적 안정화 처리를 수행한 후, 산화성 가스를 주입하여 수행하되, 초기 방출전류밀도의 1/4까지 감소하는데 걸리는 시간까지 균질화 처리를 수행하는 것을 특징으로 한다.When performed in the constant voltage mode, the electrical stabilization treatment is performed under a constant pressure, followed by injection of an oxidizing gas, and the homogenization treatment is performed until the time taken to decrease to 1/4 of the initial emission current density. .

여기서, 상기 일정 압력은 10-7 torr 이하의 압력인 것이 바람직하다.Here, the constant pressure is preferably a pressure of 10 -7 torr or less.

또한, 상기 일정전류모드에서 수행되는 경우 일정 기준 전류를 유지하면서 산화성 가스를 주입하여 수행하되, 전압이 설정된 기준 전압까지 상승할 때까지 균질화 처리를 수행하는 것을 특징으로 한다.In the case where the constant current mode is performed, the oxidizing gas is injected while maintaining a constant reference current, and the homogenization treatment is performed until the voltage rises to a predetermined reference voltage.

여기서, 상기 일정 기준 전류는 전류밀도 8mA/cm2에 해당하는 기준 전류 28uA를 유지하는 것이 바람직하다.Here, the constant reference current preferably maintains a reference current of 28 uA corresponding to a current density of 8 mA / cm 2 .

그리고, 상기 기준전압은 600V(전계 2V/um)인 것이 바람직하다.In addition, the reference voltage is preferably 600V (2V / um electric field).

또한, 상기 주입되는 산화성 가스는 5X10-5 torr ~ 5 X 10-4 torr 범위로 주입되는 것이 바람직하다.In addition, the injected oxidizing gas is preferably injected in the range of 5X10 -5 torr to 5 X 10 -4 torr.

길이가 서로 다른 탄소나노튜브에 전계를 가하면 강한 전계가 걸리는 긴 탄소나노튜브만이 전자를 방출하게 되며, 이 때 전자를 방출하는 탄소나노튜브는 줄(Joule) 열에 의해 상당한 고온까지 가열될 수 있다. When an electric field is applied to carbon nanotubes of different lengths, only long carbon nanotubes that emit a strong electric field emit electrons, and the carbon nanotubes that emit electrons can be heated to a considerable temperature by Joule heat. .

여기서, 본 발명에 따른 산화성 가스 분위기에서 전계방출 시킴으로써 전자방출로 인해 가열된 탄소나노튜브는 산화성 가스에 공격을 받으며, 산화성 가스는 전계방출 중인 탄소나노튜브와 반응하여 팁 끝에서부터 태우거나 결함이 있는 약한 몸통부분에서 탄소나노튜브를 자름으로써 긴 탄소나노튜브의 길이만을 선택적으로 감소시켜 탄소나노튜브의 길이분포를 균일하게 하여 발광 균일도와 수명을 향상시킬 수 있는 탁월한 효과가 발생한다.Here, the carbon nanotubes heated by the electron emission by the field emission in the oxidizing gas atmosphere according to the present invention is attacked by the oxidizing gas, the oxidizing gas reacts with the carbon nanotubes in the field emission and burns from the tip end or is defective. By cutting the carbon nanotubes in the weak body part, only the length of the long carbon nanotubes is selectively reduced to uniform the length distribution of the carbon nanotubes, thereby producing an excellent effect of improving the uniformity and lifetime of the light emission.

이하, 본 발명의 구체적인 실시예에 대해 도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 탄소나노튜브의 전자방출에 대한 모식도이다.1 is a schematic diagram of electron emission of carbon nanotubes.

도 1을 참조하면, 탄소나노튜브가 전자방출을 하는 동안 줄(Joule) 열에 의해 상당히 높은 온도까지 가열되며 이는 공지된 사실이다.Referring to FIG. 1, carbon nanotubes are heated to a considerably high temperature by Joule heat during electron emission, which is a known fact.

주어진 전계에서 길이가 긴 탄소나노튜브 일수록 더 많은 전자를 방출하고 따라서 열도 많이 발생하여 산화성 가스와의 반응속도도 빨라지게 된다.Longer carbon nanotubes in a given electric field emit more electrons and thus generate more heat, resulting in faster reaction rates with oxidizing gases.

따라서, 산화성 가스 분위기에서의 전기적 균질화 처리는 길이가 긴 탄소나노튜브를 선택적으로 산화시킴으로써 단시간 내에 짧게 만들어 탄소나노튜브 사이의 길이 차이를 크게 감소시켜 전계방출에 참여하는 탄소나노튜브 에미터 수가 증가하게 된다.Therefore, the electric homogenization treatment in the oxidizing gas atmosphere shortens the length of carbon nanotubes selectively by short oxidizing by selectively oxidizing the long carbon nanotubes, thereby greatly reducing the length difference between the carbon nanotubes and increasing the number of carbon nanotube emitters participating in the field emission. do.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 단계별로 수직 배열된 탄소나노튜브를 도시한 것이다.Figure 2 shows the carbon nanotubes arranged vertically in stages according to a preferred embodiment of the present invention.

보다 구체적으로, 도 2의 (a)는 스크린 인쇄법으로 형성 후 소성 시킨 탄소나노튜브 필름을 도시한 것이고, (b)는 접착성 테이프로 페이스트 내에서 돌출시킴으로써 수직 배열된 탄소나노튜브를 도시한 것이고, (c)는 고진공에서 강한 전계에 의해 수직 배열된 탄소나노튜브를 도시한 것이고, (d)는 본 발명에 따른 산화성 가 스(산소 O2)에 의한 전기적 균질화 처리 후 수직 배열된 탄소나노튜브를 도시한 것이다.More specifically, (a) of FIG. 2 illustrates a carbon nanotube film formed by screen printing and then fired, and (b) illustrates a vertically arranged carbon nanotube by protruding in a paste with an adhesive tape. (C) shows carbon nanotubes arranged vertically by a strong electric field at high vacuum, and (d) shows carbon nanotubes arranged vertically after an electric homogenization treatment with an oxidizing gas (oxygen O 2 ) according to the present invention. The tube is shown.

도 2를 참조하면, (a)처럼 스크린 인쇄 후 소성하였을 때 탄소나노튜브는 페이스트에 뒤덮여 그 모습을 전혀 드러내고 있지 않지만, 접착성 테이프로 페이스트의 표면층을 제거한 후에는 (b)처럼 많은 수의 에미터들이 밖으로 드러나 수직으로 서 있는 모습을 보이고 있다. Referring to FIG. 2, carbon nanotubes are not covered at all when they are baked after screen printing as shown in (a), but after removing the surface layer of the paste with an adhesive tape, as shown in (b) Ruins appear outward and stand vertically.

여러 개의 탄소나노튜브들이 표면에서 길게 드러나 서있지만 대부분의 탄소나노튜브들은 서로 엉켜 바닥 쪽에 붙어 있는 것을 볼 수 있다. 겉으로 드러난 긴 탄소나노튜브들의 표면을 보면 불순물 입자들이 붙어 있어 지저분해 보인다. 붙어 있는 입자들은 고분자나 필러(filler)일 것으로 추측된다. Although several carbon nanotubes stand long on the surface, most of the carbon nanotubes are entangled with each other and can be seen attached to the bottom. If you look at the surface of the long carbon nanotubes that are exposed, the particles appear to be messy. The attached particles are presumably polymers or fillers.

테이프로 처리한 탄소나노튜브 에미터에 고진공에서 강한 전계를 가해 장시간 전계방출을 시킨 후 (c)의 이미지를 얻었다. 탄소나노튜브에 강한 전계를 가하면 구부러지고 접혀 있던 탄소나노튜브들이 곧게 펴지는 현상을 보였으며, 탄소나노튜브들이 곧게 펴지면서 상대적인 길이분포가 더 커지고 있다. 고진공에서의 전계방출에 의해 탄소나노튜브가 가열됨에 따라 표면에 붙어있던 불순물들이 분해되어 탄소나노튜브의 표면이 깨끗해졌다. The carbon nanotube emitter treated with tape was subjected to a long field emission by applying a strong electric field under high vacuum to obtain an image of (c). When a strong electric field is applied to the carbon nanotubes, the bent and folded carbon nanotubes are straightened. As the carbon nanotubes are straightened, the relative length distribution becomes larger. As the carbon nanotubes were heated by the field emission in a high vacuum, impurities on the surface were decomposed to clean the surface of the carbon nanotubes.

탄소나노튜브 사이의 길이 차이가 크기 때문에 (c)의 시편은 불균일한 전계방출을 보인다. 따라서 길이가 긴 탄소나노튜브들의 길이를 줄이기 위해 산화성 분위기에서 전계방출을 시켜주었으며, 이를 (d)에 나타내었다. Due to the large length difference between the carbon nanotubes, the specimen of (c) shows uneven field emission. Therefore, in order to reduce the length of long carbon nanotubes, the field emission was performed in an oxidizing atmosphere, which is shown in (d).

여기서 볼 수 있는 바와 같이 긴 탄소나노튜브들이 사라지고 그 길이 분포가 비슷해졌음을 확인할 수 있다. As can be seen here, the long carbon nanotubes disappeared and their length distribution was similar.

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 산화성 분위기에서 전기적 균질화 처리 전후 탄소나노튜브의 길이의 분포를 도시한 그래프이다.Figure 3 is a graph showing the distribution of the length of the carbon nanotubes before and after the electric homogenization treatment in an oxidizing atmosphere according to a preferred embodiment of the present invention.

보다 구체적으로, 도 3의 (a)는 접착성 테이프로 페이스트의 표면층을 제거한 후의 탄소나노튜브의 길이 분포이며, (b)는 고진공에서 강한 전계에 의해 전기적으로 처리된 탄소나노튜브의 길이 분포이며, (c)는 본 발명에 따른 산화성 분위기(산소O2 이용)에서의 전기적 균질화 처리 후의 탄소나노튜브의 길이 분포이다.More specifically, Figure 3 (a) is the length distribution of the carbon nanotubes after removing the surface layer of the paste with an adhesive tape, (b) is the length distribution of the carbon nanotubes electrically treated by a strong electric field at high vacuum. (c) is the length distribution of carbon nanotubes after the electric homogenization treatment in an oxidizing atmosphere (using oxygen O 2 ) according to the present invention.

도 3을 참조하면, (b)처럼 균질화 처리 전에는 평균 길이가 6.7 μm이었으나 (c)처럼 전기적 균질화 처리 이후에는 3.8 μm로 줄어들었으며, 표준편차도 3.47에서 2.48로 감소하였다. Referring to FIG. 3, the average length was 6.7 μm before the homogenization treatment as shown in (b), but decreased to 3.8 μm after the electric homogenization treatment as in (c), and the standard deviation decreased from 3.47 to 2.48.

이는 산화성 가스를 이용한 전기적 균질화 처리가 단시간에 탄소나노튜브 에미터의 길이를 짧게 만드는 효과가 큼을 보여준다. 이렇게 탄소나노튜브 사이의 길이 차이가 줄어들게 되면 인가된 전계 하에서 더 많은 탄소나노튜브가 전자방출에 참여하게 됨으로써 전계방출 균일도도 향상되고, 탄소나노튜브 하나당 방출하는 전류의 양도 감소하여 에미터의 수명이 크게 향상될 것이다. This shows that the electric homogenization treatment using oxidizing gas has a great effect of shortening the length of the carbon nanotube emitter in a short time. As the length difference between the carbon nanotubes is reduced, more carbon nanotubes participate in electron emission under the applied electric field, thereby improving the field emission uniformity and reducing the amount of current emitted per carbon nanotube, thereby reducing the lifetime of the emitter. It will be greatly improved.

산화성 가스 분위기에서의 전기적 균질화 처리는 길이가 긴 탄소나노튜브 에미터에서 전자방출이 집중적으로 일어나 줄(Joule) 열에 의해 산화성 가스와의 반응성이 커져 그들의 길이를 빠른 시간 안에 줄여 전체적으로 에미터의 길이 차이를 감소시킴으로써 휘도 균일도 및 수명특성을 향상시킨다. The electric homogenization treatment in oxidizing gas atmosphere is focused on electron emission in long carbon nanotube emitters, which increases the reactivity with oxidizing gases by Joule heat and shortens their length in a short time to make the overall difference in emitter length. The luminance uniformity and lifespan characteristics are improved by reducing

한편, 탄소나노튜브를 좀 더 빠른 시간에 균질화 시키기 위해 산소보다 반응성이 좋은 오존을 사용하여 실험한 결과는 하기와 같다.On the other hand, in order to homogenize the carbon nanotubes at a faster time, the results of experiments using ozone that is more reactive than oxygen are as follows.

도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 산화성 가스인 산소와 오존의 전기적 균질화 처리 속도를 일정전압모드에서 비교한 그래프이다.Figure 4 is a graph comparing the electrical homogenization treatment rate of oxygen and ozone as oxidizing gas according to a preferred embodiment of the present invention in a constant voltage mode.

측정은 주파수(frequency) 100 Hz, duty 1/1000, 기판 간격 500 μm에서 일정 전압 모드로 실행되었다. 10-7 torr 이하의 압력에서 전기적 안정화 처리를 시행한 후 산소와 오존을 5×10-5 torr까지 주입하였다.Measurements were performed in constant voltage mode at frequency 100 Hz, duty 1/1000, and substrate spacing 500 μm. After the electrical stabilization treatment at a pressure of 10 -7 torr or less, oxygen and ozone were injected up to 5 × 10 -5 torr.

여기서, 상기 압력과 주입되는 산화성 가스(산소 또는 오존)의 양은 환경이나 조건에 따라 선택적으로 조절 가능하다.Here, the pressure and the amount of the oxidizing gas (oxygen or ozone) to be injected can be selectively adjusted according to the environment or conditions.

본 실험에서는 전기적 균질화 처리 시간을 초기의 방출전류밀도가 1/4까지 감소하는데 걸리는 시간으로 하였다. 이에 따라 [도 4]에서 볼 수 있듯이 산소를 이용한 전기적 균질화 처리에는 약 7분이 걸렸던 시편이 오존 분위기에서는 2분 만에 방출전류밀도가 초기값의 1/4로 감소하였다. In this experiment, the electrical homogenization treatment time was taken as the time taken for the initial emission current density to decrease to 1/4. Accordingly, as shown in FIG. 4, the specimen, which took about 7 minutes for the electric homogenization treatment using oxygen, had a discharge current density reduced to 1/4 of its initial value in 2 minutes in an ozone atmosphere.

이를 통해 오존이 산소에 비해 약 3배 정도 빠른 처리 효과를 나타냄을 알 수 있다. This shows that ozone has a treatment effect about three times faster than oxygen.

일반적으로 오존을 발생시키는 방법은 UV-C 파장을 갖는 UV램프를 사용하여 오존을 발생시키는 방법과 산소를 코로나 방전시켜 오존을 생성하는 방법이 있다. 본 발명의 경우 더욱 강한 오존을 발생시키는 코로나 방전을 이용한 오존발생기로 오존을 발생시킨 후 leak valve를 통해 챔버에 주입하였으며 진공게이지를 통해 진공도를 확인하였다.Generally, ozone generation methods include ozone generation using a UV lamp having a UV-C wavelength and ozone generation by corona discharge of oxygen. In the case of the present invention, ozone was generated using an ozone generator using corona discharge to generate stronger ozone, and then injected into the chamber through a leak valve, and the degree of vacuum was confirmed through a vacuum gauge.

오존 균질화 처리의 가스분위기는 오존을 5 X 10-4 torr가 될 때까지 주입하였으며, 참고로 산화성 가스는 ~10-7 torr에서 전자방출 중인 탄소나노튜브를 급격하게 손상시킨다.The gas atmosphere of the ozone homogenization process was injected with ozone until 5 X 10 -4 torr. For reference, the oxidizing gas rapidly damages the carbon nanotubes which are emitting electrons at ~ 10 -7 torr.

오존은 산소의 동위체로서 3개의 산소 원자 중에 제 3원자의 결합이 약해 쉽게 분리되어 발생기 산소(nascent oxygen)가 되는 성질이 있다. Ozone is an isotope of oxygen, and the bond of the third atom in the three oxygen atoms is weak and easily separated and becomes the generator oxygen (nascent oxygen).

상기 발생기 산소는 화학결합이 매우 불안정하여 다른 물질을 쉽게 산화시키는 성질이 있으며, 산화분해 작용이 염소보다 6배 강한 효능을 가지고 있다. 화학적으로 불안정한 오존은 전계방출 후 빠른 속도로 움직이는 전자에 의해 쉽게 분해되고 여기서 생성된 발생기 산소가 탄소나노튜브를 적극적으로 공격함으로써 산소보다 빠른 전기적 균질화 처리 효과를 나타내는 것으로 추측된다.The generator oxygen is very unstable in chemical bonds and easily oxidizes other substances, and the oxidative decomposition effect has 6 times stronger efficacy than chlorine. Chemically unstable ozone is easily decomposed by electrons moving at high speed after field emission, and it is assumed that the generated generator oxygen aggressively attacks carbon nanotubes, thereby exhibiting an effect of faster electric homogenization than oxygen.

그러나 오존의 경우도 산소와 마찬가지로 전기적 균질화 처리 후 전류 회복 현상을 보였다.However, ozone also showed a current recovery after electric homogenization, like oxygen.

도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 산화성 가스인 오존의 전기적 균질화 처리 속도를 일정전류모드에서 측정한 그래프이다.Figure 5 is a graph measuring the electrical homogenization treatment rate of the oxidizing gas ozone according to a preferred embodiment of the present invention in a constant current mode.

전계방출 특성은 주파수(frequency) 500 Hz, duty 1/60, 기판 간격 300 μm에서 측정되었으며, 오존 처리의 반복에 따라 균질화 처리 시간을 단축하기 위해 단위 면적당 8mA의 방출전류(8mA/cm2)를 유지하면서 수행하였다. 전류밀도 8 mA/cm2 에 해당하는 기준 전류 28 μA를 방출하기 위한 전압의 거동을 살펴보았다. Field emission characteristics were measured at a frequency of 500 Hz, duty 1/60, and substrate spacing of 300 μm, and 8 mA emission current (8 mA / cm 2 ) per unit area was applied to shorten the homogenization time according to the repeated ozone treatment. It was performed while maintaining. The behavior of the voltage to emit a reference current of 28 μA, corresponding to a current density of 8 mA / cm 2 , was investigated.

고진공에서 기준 전류 28 μA를 장시간 유지하면서 전압이 안정화된 후 오존을 5x10-4 torr까지 주입하였으며, 이 때 전압이 급격히 상승하였다. 일정 전압 모드보다 일정 전류 모드에서 방출전류가 더 크기 때문에 일정 전류 모드에서 오존에 의한 탄소나노튜브의 산화속도가 더 빨라져 균질화 처리 시간이 짧아졌다. In high vacuum, ozone was injected to 5x10 -4 torr after the voltage was stabilized while maintaining the reference current of 28 μA for a long time, and the voltage rapidly increased. Since the emission current is larger in the constant current mode than in the constant voltage mode, the homogenization time is shortened because the oxidation rate of carbon nanotubes by ozone is faster in the constant current mode.

여기서, 일정전류모드란 일정한 전류를 유지하면서 시간에 따른 전압변화를 확인하는 것이며 탄소나노튜브가 손상 받음으로써 길이가 짧아지게 되고 결국 방출 전류가 감소되며, 일정전류모드이므로 전류를 일정하게 하기 위해 프로그램이 자동으로 전압을 상승시켜 동일 전류를 유지하게된다.Here, the constant current mode is to check the voltage change over time while maintaining a constant current, and the length is shortened by the damage of the carbon nanotubes and eventually the emission current is reduced, the constant current mode is a program to make the current constant This automatically raises the voltage to maintain the same current.

오존 균질화 처리는 탄소나노튜브 에미터에 과도한 전류를 발생시키기 위해 28uA(단위 면적당 8mA)의 일정전류모드에서 전압이 600 V(전계 2 V/μm) 상승하였을 때 오존 주입을 중단하였다. The ozone homogenization treatment stopped ozone injection when the voltage increased to 600 V (2 V / μm electric field) in a constant current mode of 28 uA (8 mA per unit area) to generate excessive current in the carbon nanotube emitter.

여기서, 상기 기준 전류, 주입되는 오존의 양 및 전기적 균질화 시간의 기준이 되는 전압은 실험 또는 조건에 따라 임의적으로 선택될 수 있다.Here, the reference current, the amount of ozone injected and the voltage that is the reference for the electrical homogenization time may be arbitrarily selected according to the experiment or the conditions.

오존 주입을 중단함과 동시에 전압이 떨어져 회복되는 모습을 보였다. 탄소나노튜브의 전계방출 특성을 떨어뜨리는 것으로 알려진 산소가 오존 주입 중단 후 고진공에서 탄소나노튜브 표면으로부터 탈착되면서 전자방출 특성이 향상되기 때문에 일정 전류를 내기 위한 전압이 떨어지는 것으로 추측된다. 오존 균질화 처리 시간은 약 20 분, 산소의 탈착은 2시간 소요되었다.As soon as the ozone injection was stopped, the voltage dropped and recovered. Oxygen, which is known to degrade the field emission characteristics of carbon nanotubes, is desorbed from the surface of carbon nanotubes at high vacuum after ozone injection stops, and thus the electron emission characteristics are improved. The ozone homogenization treatment time was about 20 minutes and oxygen desorption took 2 hours.

도 6a는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 오존 처리에 따른 전계방출 I-V 특성을 측정한 그래프이며, 도 6b는 도 6a의 I-V 그래프로부터 얻은 F-N 곡선을 도시한 것이다.Figure 6a is a graph measuring the field emission I-V characteristics of the ozone treatment according to a preferred embodiment of the present invention, Figure 6b shows the F-N curve obtained from the I-V graph of Figure 6a.

도 6a를 참조하여 설명하면 접착성 테이프로 처리한 시편에 대해 먼저 첫 번째 I-V 특성을 측정하였다. 이 시편에 대해 탄소나노튜브들이 충분히 직립하고 안정된 구동을 하도록 고진공에서의 전기적 안정화 처리를 단계적으로 실행한 후 고진공에서 다시 I-V 특성을 측정하였다. Referring to FIG. 6A, first I-V characteristics of the specimens treated with the adhesive tape were measured. The carbon nanotubes were subjected to electrical stabilization in high vacuum step by step so that the carbon nanotubes were fully upright and stable in operation, and then I-V characteristics were measured again in high vacuum.

다시 동일 시편에 대해 일정 전류 모드에서 전류를 28 μA로 고정시킨 후 5× 10-4 torr까지 오존을 주입하고 전압이 600 V 만큼 상승할 때까지 오존 균질화 처리를 수행하였다. 오존 주입을 중단하고 고진공에서 충분히 전압이 회복되도록 한 뒤 마지막 I-V 특성을 측정하였다. In the same specimen again, the current was fixed at 28 μA in constant current mode, ozone was injected to 5 × 10 −4 torr, and ozone homogenization was performed until the voltage increased by 600 V. The final IV characteristics were measured after stopping the ozone injection and allowing sufficient voltage recovery at high vacuum.

접착성 테이프 처리 후 시편의 문턱전계가 6.5 V/μm이었던 것에 비해 전기적 균질화 처리 후엔 8 V/μm 로 크게 증가하였다. 전계방출에 의한 Joule 가열로 탄소나노튜브의 취약한 부분이 끊어져 나가며 길이가 긴 탄소나노튜브들이 일부 제거되고 전자방출을 돕던 탄소나노튜브 표면의 흡착물질들이 제거되면서 문턱전계가 증가되는 것으로 생각된다. 문턱전계는 오존 처리 후 약 10 V/μm 까지 증가하여 전체적인 구동전압이 크게 증가하는 모습을 보이고 있다.After the adhesive tape treatment, the threshold electric field of the specimen was 6.5 V / μm, which was significantly increased to 8 V / μm after the electric homogenization treatment. Joule heating by field emission breaks the vulnerable part of carbon nanotubes, removes long carbon nanotubes and removes adsorbents on the surface of carbon nanotubes, which help electron emission. The threshold electric field increases to about 10 V / μm after ozone treatment, and the overall driving voltage is greatly increased.

또한, 도 6b의 F-N 곡선을 통해 알 수 있듯이, 각 그래프의 전계보강인자(β)를 계산해보면 접착성 테이프 처리 후와 전기적 균질화 처리 후 전계보강인자가 1037과 1014로 나와 약간 감소한데 반해 오존 균질화 처리 후엔 802로 크게 떨어졌다. 오존 처리에 의해 탄소나노튜브의 길이가 크게 감소했음을 간접적으로 알 수 있다.In addition, as can be seen from the FN curve of FIG. 6B, the field reinforcement factor (β) of each graph was calculated, and the field reinforcement factors after the adhesive tape treatment and the electric homogenization treatment were reduced to 1037 and 1014, while the ozone homogenization was slightly reduced. After treatment, it dropped significantly to 802. It can be seen indirectly that ozone treatment significantly reduced the length of carbon nanotubes.

도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 오존 균질화 처리를 수행하기 전과 후에 전력을 변화시켜 가며 발광이미지를 관찰한 것을 도시한 것이고, 도 8은FIG. 7 illustrates observing a light emitting image while changing power before and after performing an ozone homogenization treatment according to a preferred embodiment of the present invention.

도 7의 0.3W 처리 전 후의 확대 발광 이미지이다.7 is an enlarged light emission image before and after 0.3W processing.

이때의 측정은 frequency 500 Hz, duty 1/60, gap 300 μm의 사각 펄스파를 사용하였다. 도 7에는 각 전력에서의 전압 및 전류, 발광 균일도 a-du를 계산하여 Table.에 나타내었다. The measurement at this time used a square pulse wave of frequency 500 Hz, duty 1/60, gap 300 μm. In Fig. 7, the voltage and current at each power, and the uniformity of light emission a-du are calculated and shown in Table.

도 7을 통해 오존 균질화 처리 전에 비해 균질화 처리 후 같은 전력에서 전압은 상승하고 전류는 줄어들었으며, 오존 균질화 처리 후의 a-du는 균질화 처리 전에 비해 모두 상승하여 작게는 2.7%에서 많게는 6.8% 증가함을 알 수 있다.7 shows that the voltage increases and the current decreases at the same power after the homogenization treatment, compared to before the ozone homogenization treatment, and the a-dus after the ozone homogenization treatment are all higher than before the homogenization treatment, increasing from as little as 2.7% to as much as 6.8%. Able to know.

오존 균질화 처리에 의한 발광 균일도 향상을 구체적으로 비교하기 위해 도 7의 (d)와 (h)의 0.3 W 이미지를 도 8에 확대하여 나타내었다. In order to specifically compare the light emission uniformity improvement by the ozone homogenization treatment, the 0.3 W images of FIGS. 7D and 7H are enlarged in FIG. 8.

도 8을 참조하면, 오존 처리 전에도 대부분의 도트(dot)들이 발광을 하고 있지만, 직사각형으로 표시한 도트(dot)들을 서로 비교해 보면 오존 처리에 의해 약했던 도트(dot)들의 발광이 강해지고, 강했던 도트(dot)들의 발광이 약해져 도트(dot) 사이의 밝기 차이가 감소하였다. 이는 오존 처리로 도트(dot) 사이의 탄소나노튜브 길이 차이가 줄어들면서 발광 균일도가 향상된 것으로 판단된다. Referring to FIG. 8, most of the dots emit light even before ozone treatment, but when the dots marked as rectangles are compared with each other, the dots that were weak by the ozone treatment become stronger, and the dots which are strong The light emission of the dots was weakened, and the brightness difference between the dots was reduced. It is believed that the uniformity of luminescence is improved as ozone treatment reduces the carbon nanotube length difference between dots.

도 9는 도 7의 a-du를 그래프로 도시한 것이다.FIG. 9 graphically illustrates a-du of FIG. 7.

여기서, 상기 a-du(average-dot uniformity)는 챔버에 장착된 CCD를 이용하여 도트(dot) 패턴된 탄소나노튜브 에미터 시편의 전계방출 발광 이미지를 촬영한 후 각각의 도트(dot)에 256 그레이 스케일(gray scale)의 휘도를 할당하여 도트(dot) 간의 휘도 균일도를 계산하여 산출된 값을 의미한다.Here, the a-du (average-dot uniformity) is a field emission emission image of a dot patterned carbon nanotube emitter specimen using a CCD mounted in a chamber, and then 256 points on each dot. A value calculated by assigning luminance of gray scale to calculate luminance uniformity between dots.

상기 a-du는 하기와 같은 식에 의해 정의된다.The a-du is defined by the following equation.

a-du = {1-(σ/m)}×100 (%) a-du = {1- (σ / m)} × 100 (%)

여기서, m과 σ는 여러 dot이 보이는 휘도의 평균값과 표준편차를 나타내며, 대개의 경우 10x10, 즉 100 개 이상의 도트(dot)에 대해 측정된다.도 9를 참조하면, 오존 처리에 따라 a-du가 전체 전력에서 평균적으로 약 3.9% 높아졌슴을 알 수 있다.Here, m and sigma represent average values and standard deviations of luminance at which several dots are seen, and are usually measured for 10x10, that is, 100 or more dots. Referring to FIG. 9, a-du according to ozone treatment is shown. Shows an average increase of about 3.9% in total power.

이를 실제 디스플레이 소자의 픽셀(pixel) 개념을 도입하여, 하나의 픽셀(pixel)에 20개의 도트(dot)가 들어있다고 가정하고 아래 <수학식 1>을 사용하여 a-pu를 계산하였다. By adopting the pixel concept of the actual display device, a-pu was calculated using Equation 1 below assuming that 20 dots are included in one pixel.

여기서, 상기 a-pu(average-pixel uniformity)는 픽셀 간의 균일도를 계산하여 산출된 값을 의미하고, 하기의 <수학식 1>에 의해 계산될 수 있다.Here, the a-pu (average-pixel uniformity) means a value calculated by calculating uniformity between pixels, and may be calculated by Equation 1 below.

Figure 112008009466164-pat00001
Figure 112008009466164-pat00001

오존 처리에 따라 a-pu가 저전력에서는 약 1.5%, 고전력에서는 약 0.5%, 평균적으로는 약 0.9% 증가하였다. 디스플레이 소자의 상업화를 위해 요구되는 발광 균일도 조건인 95%를 기준으로 오존 처리 전에는 0.3 W 이상의 전력에서 이 기준을 만족하고 있으나 오존 처리를 하면 약 0.2 W에서 이 기준을 만족시키고 있다.Ozone treatment increased a-pu about 1.5% at low power, about 0.5% at high power, and about 0.9% on average. 95%, which is required for the commercialization of display devices, meets this criterion at power of 0.3 W or more before ozone treatment, but meets this criterion at about 0.2 W when ozone treatment.

도 10은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전기적 균질화 처리만 한 시편과 오존 균질화 처리한 시편의 수명을 비교한 그래프이다. 10 is a graph comparing the lifespan of the specimens subjected to the electric homogenization treatment only and the ozone homogenization treatment according to the preferred embodiment of the present invention.

전기적 균질화 처리만 한 시편과 오존 균질화 처리한 시편의 수명을 비교한 그래프이다. 여기서 수명은 방출 전류가 초기값의 1/2까지 감소하는데 걸리는 시간으로 정의하였으며, 실험에는 진공도 ~10-8 torr, frequency 500 Hz, duty 1/60, gap 300 μm의 사각 펄스파를 사용하였다. .(시편의 수명은 초기 기준 전류 7 μA(전류밀도 2 mA/cm2)가 나오는 전압으로 고정한 후 일정 전압 모드에서 전류가 초기 전류의 1/2인 3.5 μA(전류밀도 1 mA/cm2)로 떨어질 때까지의 시간을 측정한 것이다.) It is a graph comparing the lifespan of specimens subjected to electrical homogenization and ozone homogenization. The lifetime is defined as the time taken for the emission current to decrease to 1/2 of the initial value. Square pulse waves with vacuum degree of ~ 10 -8 torr, frequency 500 Hz, duty 1/60, and gap 300 μm were used for the experiment. (The lifetime of the specimen is fixed at a voltage with an initial reference current of 7 μA (current density of 2 mA / cm 2 ) and then 3.5 μA (current density of 1 mA / cm 2 ) with current equal to 1/2 of the initial current in constant voltage mode. It is a measure of the time until it falls to.)

오존 균질화 처리 전에는 45 시간이던 수명이 오존 균질화 처리 후에는 180 시간으로 약 4배 정도 증가한 것을 확인하였다. 이는 오존 균질화 처리가 긴 탄소나노튜브를 제거하여 실제 작동하는 탄소나노튜브의 개수를 증가시킴으로써 개개의 탄소나노튜브가 부담하는 전류량을 줄여 같은 조건에서도 더 오래 견디는 것으로 추측된다. 여기서 측정한 디스플레이 소자의 수명은 단시간에 실험할 수 있도록 실제의 구동조건보다 훨씬 가혹한 조건에서 측정된 것이다. It was confirmed that the lifespan of 45 hours before the ozone homogenization treatment increased about four times to 180 hours after the ozone homogenization treatment. It is estimated that the ozone homogenization treatment can remove the long carbon nanotubes and increase the number of carbon nanotubes that are actually operated, thereby reducing the amount of current burdened by individual carbon nanotubes, and thus enduring the same conditions longer. The lifetime of the display device measured here is measured in much harsher conditions than the actual driving conditions so that it can be tested in a short time.

이상에서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 본 발명의 보호범위는 상기 실시예에 한정되는 것이 아니 며, 해당 기술분야의 통상의 지식을 갖는 자라면 본 발명의 사상 및 기술영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although the detailed description of the present invention described above has been described with reference to the preferred embodiment of the present invention, the protection scope of the present invention is not limited to the above embodiment, and those skilled in the art will appreciate It will be understood that various modifications and changes can be made in the present invention without departing from the spirit and scope of the invention.

도 1은 탄소나노튜브의 전자방출에 대한 모식도이다.1 is a schematic diagram of electron emission of carbon nanotubes.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 단계별로 수직 배열된 탄소나노튜브를 도시한 것이다.Figure 2 shows the carbon nanotubes arranged vertically in stages according to a preferred embodiment of the present invention.

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 산화성 분위기에서 전기적 균질화 처리 전후 탄소나노튜브의 길이의 분포를 도시한 그래프이다.Figure 3 is a graph showing the distribution of the length of the carbon nanotubes before and after the electric homogenization treatment in an oxidizing atmosphere according to a preferred embodiment of the present invention.

도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 산화성 가스인 산소와 오존의 전기적 균질화 처리 속도를 일정전압모드에서 비교한 그래프이다.Figure 4 is a graph comparing the electrical homogenization treatment rate of oxygen and ozone as oxidizing gas according to a preferred embodiment of the present invention in a constant voltage mode.

도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 산화성 가스인 오존의 전기적 균질화 처리 속도를 일정전류모드에서 측정한 그래프이다.Figure 5 is a graph measuring the electrical homogenization treatment rate of the oxidizing gas ozone according to a preferred embodiment of the present invention in a constant current mode.

도 6a는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 오존 처리에 따른 전계방출 I-V 특성을 측정한 그래프이며, 도 6b는 도 6a의 I-V 그래프로부터 얻은 F-N 곡선을 도시한 것이다.Figure 6a is a graph measuring the field emission I-V characteristics of the ozone treatment according to a preferred embodiment of the present invention, Figure 6b shows the F-N curve obtained from the I-V graph of Figure 6a.

도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 오존 균질화 처리를 수행하기 전과 후에 전력을 변화시켜 가며 발광이미지를 관찰한 것을 도시한 것이고, 도 8은FIG. 7 illustrates observing a light emitting image while changing power before and after performing an ozone homogenization treatment according to a preferred embodiment of the present invention.

도 7의 0.3W 처리 전 후의 확대 발광 이미지이다.7 is an enlarged light emission image before and after 0.3W processing.

도 9는 도 7의 a-du를 그래프로 도시한 것이다.FIG. 9 graphically illustrates a-du of FIG. 7.

도 10은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전기적 균질화 처리만 한 시편과 오존 균질화 처리한 시편의 수명을 비교한 그래프이다.10 is a graph comparing the lifespan of the specimens subjected to the electric homogenization treatment only and the ozone homogenization treatment according to the preferred embodiment of the present invention.

Claims (9)

고진공상태의 챔버에 오존(O3)이 투입된 분위기에서 전계를 인가하여, 탄소나노튜브의 집중적인 전자방출에 의해 서로 길이가 다른 탄소나노튜브의 길이차이를 균일화시켜 탄소나노튜브 간의 전자방출특성을 균일화하는 것을 특징으로 하는 탄소나노튜브의 전계방출 특성 향상방법.By applying an electric field in an atmosphere in which ozone (O 3 ) is introduced into a chamber in a high vacuum state, electron emission characteristics of carbon nanotubes are uniformed by uniformizing the length difference of carbon nanotubes having different lengths by intensive electron emission of carbon nanotubes. Method for improving the field emission characteristics of carbon nanotubes, characterized in that the uniformity. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 탄소나노튜브의 전계방출 특성 향상방법은,Method for improving the field emission characteristics of the carbon nanotubes, 고진공상태의 챔버에 전류를 일정하게 유지하고, 상기 일정하게 유지되는 전류하에서 전압이 안정화된 이후에,After maintaining a constant current in the high vacuum chamber, and the voltage is stabilized under the constant current, 오존(O3)을 챔버 내에 주입하여 탄소나노튜브의 집중적인 전자방출에 의해 불균일한 탄소나노튜의 팁 끝을 제거하여 탄소나노튜브 에미터의 길이차이를 균일화시키고, 이로써 탄소나노튜브 간의 전자방출특성을 균일화하는 것을 특징으로 하는 탄소나노튜브의 전계방출 특성 향상방법.Ozone (O 3 ) is injected into the chamber to remove the tip tip of the non-uniform carbon nanotubes by intensive electron emission of the carbon nanotubes, thereby equalizing the length difference of the carbon nanotube emitters, thereby emitting electrons between the carbon nanotubes. A method for improving field emission characteristics of carbon nanotubes, characterized in that the characteristics are uniform. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 탄소나노튜브의 전계방출 특성 향상방법은,Method for improving the field emission characteristics of the carbon nanotubes, 고진공상태의 챔버에 오존(O3)을 지속적으로 투입하여 일정한 압력을 유지시킨 상태에서,In a state in which a constant pressure is maintained by continuously adding ozone (O 3 ) to a high vacuum chamber, 전압을 인가하여 탄소나노튜브의 집중적인 전자방출에 의해 탄소나노튜브의 팁 끝을 제거하여 탄소나노튜브 에미터의 길이차이를 균일화시키고, 이로써 탄소나노튜브 간의 전자방출특성을 균일화하는 것을 특징으로 하는 탄소나노튜브의 전계방출 특성 향상방법.By applying a voltage to remove the tip end of the carbon nanotubes by intensive electron emission of the carbon nanotubes to equalize the length difference of the carbon nanotube emitters, thereby uniformizing the electron emission characteristics between the carbon nanotubes Method for improving field emission characteristics of carbon nanotubes. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete
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