KR101356632B1 - Fabrication method of high stable carbon nanotube field emitters against electrical discharge using metal binders and the carbon nanotube electron emitters fabricated thereby - Google Patents

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Abstract

금속 바인더를 이용한 방전에 강한 고 안정성 탄소나노튜브 전계방출형 전자빔 에미터 및 이의 제조방법을 개시한다. 상기 탄소나노튜브 전계방출형 전자빔 에미터의 제조방법은 탄소나노튜브를 정제하는 제1단계; 상기 정제된 탄소나노튜브를 휘발성 용매에 녹이는 제2단계; 상기 탄소나노튜브 용액과 금속 바인더들을 혼합하여 탄소나노튜브 페이스트를 제조하는 제3단계; 기계적, 화학적 공정을 통해 음극 기판을 연마하는 제4단계; 상기 탄소나노튜브 페이스트를 페이스트 지지기판에 액상 방울로 매달아 상기 연마된 음극 기판 상에 코팅하는 제5단계; 및 상기 탄소나노튜브 페이스트가 코팅된 음극 기판을 건조하고 고온 소결하는 제6단계를 포함한다.A high stability carbon nanotube field emission electron beam emitter resistant to discharge using a metal binder and a method of manufacturing the same are disclosed. The manufacturing method of the carbon nanotube field emission electron beam emitter may include a first step of purifying carbon nanotubes; Dissolving the purified carbon nanotubes in a volatile solvent; A third step of preparing a carbon nanotube paste by mixing the carbon nanotube solution and the metal binder; A fourth step of polishing the negative electrode substrate through a mechanical and chemical process; A fifth step of suspending the carbon nanotube paste on a polished anode substrate by hanging a liquid droplet on a paste support substrate; And a sixth step of drying and hot sintering the negative electrode substrate coated with the carbon nanotube paste.

Description

금속 바인더를 이용한 방전에 강한 고 안정성 탄소나노튜브 전계방출형 전자빔 에미터의 제조방법 및 이를 이용한 탄소나노튜브 전계방출형 전자빔 에미터{Fabrication method of high stable carbon nanotube field emitters against electrical discharge using metal binders and the carbon nanotube electron emitters fabricated thereby}Fabrication method of high stable carbon nanotube field emitters against electrical discharge using metal binders and method of manufacturing high stability carbon nanotube field emission electron beam emitter resistant to discharge using metal binder the carbon nanotube electron emitters fabricated thereby}

본 발명은 이상적인 금속 바인더의 혼합비와 고온 제조방법을 이용하여, 음극 기판과 탄소나노튜브 사이의 강한 접착을 이끌어 내어 고전압 장치 및 실험 시 빈번히 발생하는 방전에 대해 고 안전성을 가지는 금속 바인더를 이용한 방전에 강한 고 안정성 탄소나노튜브 전계방출형 전자빔 에미터의 제조방법 및 이에 의해 제조된 탄소나노튜브 전계방출형 전자빔 에미터를 제공하는 것이다.
The present invention draws a strong adhesion between the negative electrode substrate and the carbon nanotubes by using a mixture ratio of the ideal metal binder and a high temperature manufacturing method to discharge with a high-voltage device and a metal binder having high safety against the discharge frequently generated during experiments. It is to provide a method for producing a strong high stability carbon nanotube field emission electron beam emitter and a carbon nanotube field emission electron beam emitter manufactured thereby.

종래 전자총의 전자빔원으로, 텅스텐, LaB6, Ba-Oxide 등의 금속 및 금속산화물을 필라멘트 형태로 만들고, 이를 고온으로 가열할 때 발생하는 열전자를 대전된 전극과 전극 어퍼쳐를 이용하여 전자빔으로 인출한다. 열전자인출은 식 (1)의 리차드슨 관계식(Richardson Relation)에 의하면 가열된 열전자 음극의 자유전자 확산에 의한 것으로, 낮은 일함수의 필라멘트 재질을 사용할 경우 보다 높은 전류 밀도를 얻을 수 있다. As an electron beam source of a conventional electron gun, metals and metal oxides such as tungsten, LaB 6 and Ba-Oxide are formed into a filament form, and hot electrons generated when heated to a high temperature are extracted to an electron beam by using a charged electrode and an electrode aperture. do. Hot electron withdrawal is due to free electron diffusion of the heated hot electron cathode according to Richardson Relation of Equation (1), and a higher current density can be obtained when using a low work function filament material.

Figure 112012028920996-pat00001

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가열된 음극에 의해 발생되는 전자는 1~1.5 eV 가량의 초기 무작위 에너지를 가진다. 이는 전자빔 가속과 집속 시 전자빔의 궤적이 균일하지 못하게 되어 전자빔 손실이 야기되며, 전자빔 집속점이 한곳으로 모이지 못하는 근본적인 이유가 된다. 또한 가열 온도가 필라멘트 기화 온도 이하로 낮아야 하며, 낮은 일함수 음극 재료도 한정되어 있기 때문에 발생전류밀도가 수백 A/cm2 이상 인출되지 못한다. 필라멘트 저항에 전류를 흘려 가열하는 방식으로 전자빔 인출을 위해 최소한 두 개의 절연된 전선이 구비되어야 하는 것은 소형화를 어렵게 하는 단점으로 지적되고 있다.
The electrons generated by the heated cathode have an initial random energy of about 1 to 1.5 eV. This causes the electron beam trajectory to be uneven during electron beam acceleration and focusing, resulting in electron beam loss, which is a fundamental reason why the electron beam focusing point cannot be gathered in one place. In addition, the heating temperature should be lower than the filament vaporization temperature, and the low work function cathode material is also limited, so that the generated current density cannot be drawn out more than several hundred A / cm 2 . It is pointed out that at least two insulated wires must be provided for electron beam drawing by heating current through the filament resistance, making it difficult to miniaturize.

이와는 다르게, 뾰족한 도체 및 반도체 전자빔 음극의 팁 끝에 전계(Electric Field)가 인가되어 음극 내의 자유전자가 양자 터널링 효과에 의해 음극 표면으로 유도 인출되는 것을 전계방출이라고 한다. 이는 아래에 기재된 식 (2)와 같은 파울러-노드하임 관계식 (Fowler-Nordheim Relation)을 따르며 음극의 형상과 인가된 전기장, 음극의 일함수에 따라 발생전류밀도가 변화한다.In contrast, an electric field is applied at the tip of a sharp conductor and a semiconductor electron beam cathode, so that free electrons in the cathode are induced and drawn to the surface of the cathode by a quantum tunneling effect. It follows the Fowler-Nordheim relation as shown in Equation (2) below, and the generated current density varies according to the shape of the cathode, the applied electric field, and the work function of the cathode.

Figure 112012028920996-pat00002

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근래에 개발된 탄소나노튜브와 같은 나노 전계 방출원(nano field emitter)은 높은 종횡비를 가진 도체 혹은 반도체 물질 기반의 1차원적인 나노 와이어(nano wire), 나노 라드(nano rod), 나노 튜브(nano tube) 등의 형태로 만들어져 있다. Recently developed nano field emitters, such as carbon nanotubes, are one-dimensional nano wires, nano rods, and nanotubes based on high aspect ratio conductors or semiconductor materials. tube).

이를 통해 높은 전계증대비를 획득함으로써 전계방출의 전류밀도를 높일 수 있게 되었고, 나노물질을 다양한 형상의 음극기판에 성장 혹은 코팅하는 기법이 개발됨으로써 초소형 전자빔원에서부터 대면적, 대용량 전자빔원까지 광범위한 활용이 기대되고 있다.
Through this, the current density of the field emission can be increased by acquiring high electric field contrast, and the technique of growing or coating nanomaterials on the cathode substrate of various shapes is developed to utilize a wide range from ultra-small electron beam sources to large-area and large-capacity electron beam sources. This is expected.

나노 전계 방출원은 전계인가 방식으로 전자빔을 인출하므로 열이 발생하지 않을 뿐만 아니라, 전계인가에 단일 전극을 사용하기 때문에 구조와 구동 전원장치가 간단하다는 이점이 있다. 또한, 열전자 방식에 비해 발생하는 전자빔의 전류밀도가 음극기판 형상에 따라 10배~1000배 이상 커서 고출력의 전자빔을 발생할 수 있을 뿐만 아니라 음극의 크기를 소형화할 수 있다는 이점이 있으며, 전자빔이 발생하는 시간구조(time structure)를 쉽게 조절할 수 있다는 장점이 있다.
The nano field emitters do not generate heat because the electron beam is drawn out by the electric field application method, and the structure and the driving power supply are simple because the single electrode is used for the electric field application. In addition, the current density of the generated electron beam is 10 times to 1000 times or more according to the shape of the negative electrode substrate, which can generate a high power electron beam, and also can reduce the size of the cathode. The advantage is that the time structure can be easily adjusted.

현재까지 나노물질 기반의 전계방출원은 화학증기증착법(Chemical Vapor Deposition), 전기유동법(Dielectrophoresis), 아크방전법(Arc Discharge), 이온충돌법(Ion Collision), 접착제 프린팅법(Paste Printing)을 통해 다양한 음극 기판에 성장, 코팅되고 있다. 화학증기증착법은 음극 기판에 분산된 기체 환원 촉매가 기체 분자를 환원하여 1차원 나노 전계방출원을 성장하기 때문에 음극 기판 형상의 선택이 매우 자유롭다. 하지만 기체 환원 촉매와 음극 기판 사이의 접착 면적이 좁고, 이종 금속 간 접착력에 한계가 있기 때문에 장수명의 전계방출원 제작에 어려움이 있다. 전기유동법, 아크방전법, 이온충돌법 역시 전기장 인가부위나 방전 접점, 이온충돌 접점에만 국한되어 성장이 이뤄지기 때문에 전자빔 인출 전류량이 비교적 적은 단점이 있다.
To date, field emission sources based on nanomaterials have been developed through chemical vapor deposition, dielectrophoresis, arc discharge, ion collision, and paste printing. It is grown and coated on various cathode substrates. In the chemical vapor deposition method, since the gas reduction catalyst dispersed in the negative electrode substrate reduces the gas molecules to grow the one-dimensional nanofield emission source, the choice of the negative electrode substrate shape is very free. However, since the adhesion area between the gas reduction catalyst and the negative electrode substrate is narrow and the adhesion between dissimilar metals is limited, it is difficult to manufacture a long-life field emission source. Electrophoresis, arc discharging, and ion bombardment are also limited to electric field application sites, discharge contacts, and ion bombardment contacts.

접착제 프린팅법은 나노 전계방출원 파우더와 이를 음극 기판에 강하게 접착해주는 소결성 바인더를 혼합하여 음극 기판 표면에 코팅하는 방법이다. Adhesive printing is a method of coating a surface of a negative electrode substrate by mixing a nano-field emission powder and a sinterable binder that strongly adheres it to the negative electrode substrate.

그러나 상기 모든 제작 방법들의 경우 고전압 장치 및 실험 시 빈번히 발생되는 방전을 이기지 못하고 파괴되는 치명적인 단점이 있고, 이는 아직 세계적으로도 해결되지 않은 냉전계방출원의 가장 큰 문제점 중 하나이다.
However, all of the above manufacturing methods have a fatal disadvantage of failing to overcome the discharge generated frequently during high voltage devices and experiments, which is one of the biggest problems of the cold field emission source that has not yet been solved worldwide.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 고전압 장치 및 실험 시 빈번히 발생되는 방전을 극복할 수 있는 금속 바인더를 이용한 방전에 강한 고 안정성 탄소나노튜브 전계방출형 전자빔 에미터의 제조방법 및 이에 의해 제조된 탄소나노튜브 전계방출형 전자빔 에미터를 제공하는 것이다.
The problem to be solved by the present invention is a method of manufacturing a high stability carbon nanotube field emission type electron beam emitter resistant to discharge using a high-voltage device and a metal binder capable of overcoming the discharge frequently generated during the experiment and the carbon nanoparticles manufactured by the same To provide a tube field emission electron beam emitter.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 전계방출형 전자빔 에미터 제조방법은 탄소나노튜브를 정제하는 제1단계; 상기 정제된 탄소나노튜브를 휘발성 용매에 녹이는 제2단계; 상기 탄소나노튜브 용액과 금속 바인더들을 혼합하여 탄소나노튜브 페이스트를 제조하는 제3단계; 기계적, 화학적 공정을 통해 음극 기판을 연마하는 제4단계; 상기 탄소나노튜브 페이스트를 페이스트 지지기판에 액상 방울로 매달아 상기 연마된 음극 기판 상에 코팅하는 제5단계; 및 상기 탄소나노튜브 페이스트가 코팅된 음극 기판을 건조하고 고온 소결하는 제6단계를 포함한다.
The field emission electron beam emitter manufacturing method according to an embodiment of the present invention for solving the above problems is a first step of purifying carbon nanotubes; Dissolving the purified carbon nanotubes in a volatile solvent; A third step of preparing a carbon nanotube paste by mixing the carbon nanotube solution and the metal binder; A fourth step of polishing the negative electrode substrate through a mechanical and chemical process; A fifth step of suspending the carbon nanotube paste on a polished anode substrate by hanging a liquid droplet on a paste support substrate; And a sixth step of drying and hot sintering the negative electrode substrate coated with the carbon nanotube paste.

상기 제1단계의 탄소나노튜브는, 황상, 질산, 염산, 과산화수소 또는 이들의 혼합액으로 이루어진 정제 용액에 의해 0.5 ~ 24시간 동안 산 처리 과정을 거치는것을 특징으로 한다.
The carbon nanotube of the first step is characterized in that the acid treatment process for 0.5 to 24 hours by a purification solution consisting of sulfuric acid, nitric acid, hydrochloric acid, hydrogen peroxide or a mixture thereof.

상기 제2단계의 휘발성 용매는, 이소프로필 알콜, 디클로로메탄, 디클로로에탄, 또는 디클로로벤젠을 사용하는 것을 특징으로 한다.
As the volatile solvent of the second step, isopropyl alcohol, dichloromethane, dichloroethane, or dichlorobenzene is used.

상기 제2단계의 탄소나노튜브는, 휘발성 용매에 0.1 ~ 5 중량 %의 비율로 혼합된 것을 50 ~ 300W의 소비전력을 가진 소니케이션으로 0.5 ~ 5 시간동안 탄소나노튜브들 간의 이격 시키는 것을 특징으로 한다.
The carbon nanotubes of the second step are separated from the carbon nanotubes for 0.5 to 5 hours by a solution having a power consumption of 50 to 300 W, which is mixed at a ratio of 0.1 to 5% by weight in a volatile solvent. do.

상기 제3단계의 금속 바인더는 은, 구리 및 인디움의 혼합 금속 바인더로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
The metal binder of the third step is characterized by consisting of a mixed metal binder of silver, copper and indium.

상기 제3단계의 탄소나노튜브와 혼합 금속 바인더는 1:8 ~ 1:15의 중량 %의 비율로 혼합되는 것을 특징으로 한다.
The carbon nanotubes of the third step and the mixed metal binder may be mixed at a weight ratio of 1: 8 to 1:15.

상기 제4단계의 음극 기판은 판(plate), 와이어(wire), 막대(rod) 및 모든 형태의 음극 기판이 가능한 것을 특징으로 한다.
The negative electrode substrate of the fourth step may be a plate, a wire, a rod, and any type of negative electrode substrate.

상기 제4단계의 음극 기판의 재질은, 텅스텐(W), 철(Fe), 니켈(Ni) 티타늄(Ti), 은(Ag), 구리(Cu), 코바(Kovar), 스테인레스(Sus), 또는 팔라듐(Pd)인 것을 특징으로 한다.
The material of the negative electrode substrate of the fourth step is tungsten (W), iron (Fe), nickel (Ni) titanium (Ti), silver (Ag), copper (Cu), Kovar (Sova), Or palladium (Pd).

상기 제4단계의 음극 기판은 일 단면 혹은 전체에 대해 폴리싱(polishing), 갈기(grinding), 버핑(buffing), 에노다이징(anodizing) 또는 산화제 처리의 연마 과정을 거치는 것을 특징으로 한다.
The negative electrode substrate of the fourth step is characterized in that the polishing, grinding, buffing, anodizing or oxidizing treatment of one end or the entire surface.

상기 방법은, 상기 제5단계의 탄소나노튜브 페이스트 코팅 방법에 따라 대면적 전계방출형 전자빔 에미터 제작, 대면적 기판에 많은 독립된 섬 형태의 전계방출형 전자빔 에미터 제작, 필름형 전계방출형 전자빔 에미터 제작, 혹은 국소적인 면적에 소면적 에미터 제작을 할 수 있는 것을 특징으로 한다.
The method includes fabricating a large area field emission electron beam emitter according to the carbon nanotube paste coating method of the fifth step, making a large number of independent island type field emission electron beam emitters on a large area substrate, and film type field emission electron beam. Emitter fabrication, or a small area emitter can be produced in a local area.

상기 제5단계의 페이스트 지지기판은, 일 단면이 원뿔형, 원기둥형, 오목형, 볼록형, 삼각형, 사각형 및 다각형을 가진 긴 막대, 주사기, 와이어로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
The paste support substrate of the fifth step is characterized in that the cross section is made of a long rod, syringe, wire having a conical, cylindrical, concave, convex, triangular, square and polygonal.

상기 제6단계의 건조는 휘발성 용매의 경우 대기압에서 1 ~ 30분 자연 건조, 일반 극성 용매의 경우 펌프를 이용 10-1 ~ 10-3 torr의 진공에서 1 ~ 5분 건조 또는 핫건(hot gun) 및 드라이기를 이용 1 ~ 5 분 급성 건조를 통해 균일한 코팅을 이루는 것을 특징으로 한다.
The drying of the sixth step is 1 to 30 minutes natural drying at atmospheric pressure in the case of volatile solvent, 1 to 5 minutes drying in a vacuum of 10 -1 to 10 -3 torr or hot gun using a pump in the case of general polar solvent And using a dryer for 1 to 5 minutes characterized in that a uniform coating through a dry.

상기 제6단계의 소결은, 10-1 ~ 10-7 torr의 진공에서 600 ~ 1500 ℃의 초고온에서 20 ~ 80분 동안 수행되는 것을 특징으로 한다.
The sintering of the sixth step is characterized in that it is carried out for 20 to 80 minutes at an ultra-high temperature of 600 ~ 1500 ℃ in a vacuum of 10 -1 ~ 10 -7 torr.

상기 제4단계의 음극 기판의 거칠기는, 높이 및 너비가 0.01 ㎛ ~ 2 mm를 가지는 것을 특징으로 한다.
The roughness of the negative electrode substrate of the fourth step is characterized in that the height and width have a 0.01 ㎛ ~ 2 mm.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 실시 예에 따른 전계방출형 전자빔 에미터는 제1항의 제조방법으로 제조되어 음극 기판의 표면상에 탄소나노튜브가 금속 바인더로 인해 강한 접착을 이루어진 에미터인 것을 특징으로 한다.
The field emission type electron beam emitter according to another embodiment of the present invention for solving the above problems is manufactured by the method of claim 1 that the carbon nanotubes on the surface of the negative electrode substrate is an emitter with strong adhesion due to the metal binder It features.

상기 전계방출형 전자빔 에미터는, 방전의 타격에도 일정한 전계방출 특성을 가지는 것을 특징으로 한다.
The field emission electron beam emitter is characterized in that it has a constant field emission characteristic even in the strike of the discharge.

본 발명에 따른 금속 바인더를 이용한 탄소나노튜브 전계방출원의 제조방법 및 이에 의해 제조된 탄소나노튜브 전계방출원은 음극 기판 위 탄소나노튜브의 그물망 구조 형성으로 인한 기판과의 접촉면 증대와 금속 바인더의 혼합비 조절로 인한 기판과의 젖음성 향상과 기판으로의 확산으로 인한 탄소나노튜브와 기판과의 강한 접합을 이룰 수 있다.Method for producing a carbon nanotube field emission source using a metal binder according to the present invention and the carbon nanotube field emission source produced by the present invention is to increase the contact surface with the substrate and to form a metal binder on the negative electrode substrate It is possible to achieve strong bonding between the carbon nanotube and the substrate due to the improvement of the wettability with the substrate due to the mixing ratio adjustment and the diffusion into the substrate.

또한 고온 진공 소결 공정을 통해 상기 탄소나노튜브 페이스트와 기판과의 강한 접합을 도울 수 있고, 탄소나노튜브 상의 불순물을 고온으로 제거할 수 있어 동일한 전위 인가에도 전계방출 전류량을 향상시킬 수 있다. 상기 요소들은 기판과 탄소나노튜브 간의 강한 접합을 야기하여 음극 기판과 탄소나노튜브 및 이종물질간의 저항을 크게 줄여 줄 수 있고, 특히 고전압 장치 및 실험 시 빈번히 발생하는 방전에 대한 고 안전성을 보여줄 수 있다. 이는 기존의 저온으로 제조된 전계방출원에 비해 고온 브레이징 시 생길 수 있는 열적파괴에 강해, 고출력 전자총 등 고전압 장치의 현실화를 앞당길 수 있다. In addition, the high temperature vacuum sintering process may help the strong bonding between the carbon nanotube paste and the substrate, and impurities on the carbon nanotube may be removed at a high temperature, thereby improving the amount of electric field emission current even when the same potential is applied. These factors can cause a strong bond between the substrate and the carbon nanotubes to significantly reduce the resistance between the negative electrode substrate and the carbon nanotubes and dissimilar materials, in particular, it can show high safety against high voltage devices and discharges that occur frequently during experiments. This is stronger than thermal breakdown that can occur during high temperature brazing compared to the field emission source manufactured at low temperature, and can accelerate the realization of high voltage devices such as high power electron guns.

또한 고휘도 엑스선관, 강내 삽입형 비파괴 엑스선관, 우주탐사용 엑스선관, 근접암 치료를 위한 초소형 엑스선관 및 전계방출 디스플레이(FED)와 같은 방사선 영상, 의료, 나노, 첨담 기계 산업 분야에 응용될 수 있다.
It can also be applied to the radiographic, medical, nano and entanglement machine industries, such as high-brightness X-ray tubes, implantable non-destructive X-ray tubes, space probe X-ray tubes, ultra-small X-ray tubes for the treatment of proximity cancer, and field emission displays (FED). .

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 전계방출형 전자빔 에미터의 제조방법을 나타낸 플로우 챠트이다.
도 2는 도 1에 도시된 제조방법을 이용하여 탄소나노튜브 페이스트를 페이스트 지지기판을 이용해 음극 기판 상에 코팅하는 것을 나타낸 예시도이다.
도 3은 본 발명에서 만들어진 전계방출형 전자빔 에미터를 통해 전계방출을 실험한 모식도를 나타낸 예시도이다.
도 4는 본 발명에 따른 탄소나노튜브 전계방출원의 주사전자현미경 사진이다.
도 5는 본 발명에 따른 탄소나노튜브 전계방출원을 방전에 대한 전계방출 특성 분석한 그래프이다.
도 6은 본 발명에 따른 탄소나노튜브 전계방출원과 비교하기 위한 단일 금속 바인더만 이용한 탄소나노튜브 전계방출원을 방전에 대한 전계방출 특성을 분석한 그래프이다.
도 7은 본 발명에 따른 탄소나노튜브 전계방출원과 비교 예의 방전에 대한 안전성 측정을 위한 전자빔 인출 특성 분석 그래프이다.
도 8은 본 발명에 따른 탄소나노튜브 전계방출원의 방전에 대한 전계방출 및 안전성 실험 후 주사전자현미경 사진이다.
도 9는 본 발명에 따른 탄소나노튜브 전계방출원과 비교하기 위한 단일 금속 바인더만 이용한 탄소나노튜브 전계방출원의 방전에 대한 전계방출 및 안전성 실험 후 주사전자현미경 사진이다.
1 is a flow chart illustrating a method of manufacturing a field emission electron beam emitter according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an exemplary view illustrating coating a carbon nanotube paste on a negative electrode substrate using a paste support substrate using the manufacturing method illustrated in FIG. 1.
3 is an exemplary view showing a field experiment of the field emission through the field emission electron beam emitter made in the present invention.
4 is a scanning electron micrograph of a carbon nanotube field emission source according to the present invention.
Figure 5 is a graph of the field emission characteristics analysis of the discharge carbon nanotube field emission source according to the present invention.
FIG. 6 is a graph illustrating field emission characteristics of a carbon nanotube field emission source using only a single metal binder for comparison with a carbon nanotube field emission source according to the present invention.
7 is a graph illustrating electron beam extraction characteristics for measuring safety against discharge of a carbon nanotube field emission source and a comparative example according to the present invention.
8 is a scanning electron micrograph after the field emission and safety experiment for the discharge of the carbon nanotube field emission source according to the present invention.
9 is a scanning electron micrograph after the field emission and safety experiment for the discharge of the carbon nanotube field emission source using only a single metal binder for comparison with the carbon nanotube field emission source according to the present invention.

본 명세서 또는 출원에 개시되어 있는 본 발명의 개념에 따른 실시 예들에 대해서 특정한 구조적 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시 예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 개념에 따른 실시 예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본 명세서 또는 출원에 설명된 실시 예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니된다.Specific structural and functional descriptions of embodiments according to the concepts of the present invention disclosed in this specification or application are merely illustrative for the purpose of illustrating embodiments in accordance with the concepts of the present invention, The examples may be embodied in various forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein or in the application.

본 발명의 개념에 따른 실시 예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 본 명세서 또는 출원에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명의 개념에 따른 실시 예를 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.Embodiments in accordance with the concepts of the present invention can make various changes and have various forms, so that specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail in this specification or application. However, this is not intended to limit the embodiments in accordance with the concept of the present invention to a particular disclosed form, it should be understood to include all changes, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention.

제1 및/또는 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만, 예컨대 본 발명의 개념에 따른 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채, 제1 구성요소 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소는 제1 구성요소로도 명명될 수 있다.Terms such as first and / or second may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms may be referred to as a first component second component only for the purpose of distinguishing one component from another component, for example without departing from the scope of the right according to the concept of the present invention, The two components can also be named as the first component.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.When a component is referred to as being "connected" or "connected" to another component, it may be directly connected to or connected to that other component, but it may be understood that other components may be present in between. Should be. On the other hand, when an element is referred to as being "directly connected" or "directly connected" to another element, it should be understood that there are no other elements in between. Other expressions that describe the relationship between components, such as "between" and "between" or "neighboring to" and "directly adjacent to" should be interpreted as well.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합하나 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. As used herein, the terms "comprise" or "having" are intended to indicate that there is a feature, number, step, action, component, part, or combination thereof that is described, and that one or more other features or numbers are present. It is to be understood that the steps, acts, components, parts or combinations thereof, but do not preclude the presence or the possibility of addition thereof, are to be understood.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Terms such as those defined in the commonly used dictionaries should be construed as having meanings consistent with the meanings in the context of the related art, and are not construed in ideal or excessively formal meanings unless expressly defined herein. Do not.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다.BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the preferred embodiments of the present invention with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 전계방출형 전자빔 에미터의 제조방법을 나타낸 플로우 챠트이며, 도 2는 도 1에 도시된 제조방법을 이용하여 탄소나노튜브 페이스트를 페이스트 지지기판을 이용해 음극 기판 상에 코팅하는 것을 나타낸 예시도이다.1 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a field emission type electron beam emitter according to an exemplary embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a cathode substrate using a paste support substrate on a carbon nanotube paste using the manufacturing method illustrated in FIG. 1. Exemplary diagram showing coating on the.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 전계방출형 전자빔 에미터의 제조방법은 제1단계(S110) 내지 제5단계(S150)를 포함한다.As shown in FIG. 1, the method of manufacturing the field emission type electron beam emitter of the present invention includes a first step S110 to a fifth step S150.

상기 제1단계(S110)는 탄소나노튜브(21)를 정제하는 단계이다. The first step (S110) is a step of purifying the carbon nanotubes 21.

참고로, 탄소나노튜브(21)는 탄소로만 이루어져 있어 무극성을 띠며 탄소나노튜브들 간의 강한 접착 성질을 갖는다. 이러한 성질은 전계 방출시 및 탄소나노튜브의 활용에 있어 효율을 낮추기 때문에 반드시 탄소나노튜브들 간의 이격된 탄소나노튜브로 정제할 필요가 있다. For reference, the carbon nanotubes 21 are made of carbon only to be non-polar and have strong adhesion properties between the carbon nanotubes. Since this property lowers the efficiency in the field emission and the utilization of carbon nanotubes, it is necessary to purify the carbon nanotubes spaced apart between the carbon nanotubes.

또한 초기 제조된 탄소나노튜브는 불순물들이 포함되어 있기 때문에, 탄소나노튜브를 차후 극성 용매에 잘 희석시키고 불순물을 제거하기 위해 황산, 질산, 염산, 과산화수소 및 이들의 혼합액을 이용하여 0.5 ~ 24시간 정도 정제하는 것이 바람직하다. In addition, since the prepared carbon nanotubes contain impurities, the sulfuric acid, nitric acid, hydrochloric acid, hydrogen peroxide and a mixture thereof are used for about 0.5 to 24 hours to dilute the carbon nanotubes well in a polar solvent and remove impurities. It is preferable to purify.

또한 상기 정제용액의 경우, 황산, 질산, 염산, 및 과산화수소 혹은 이들의 혼합액 등 산성이 강한 용액이나 탄소나노튜브에 작용기를 달아 극성을 띠게 할 수 있고, 탄소나노튜브들 간의 이격을 도와주는 모든 정제용액이 가능하다. In addition, in the case of the purified solution, sulfuric acid, nitric acid, hydrochloric acid, and hydrogen peroxide or a mixture of these strong acidic solution or carbon nanotubes with a functional group can be polarized, to help the separation between all carbon nanotubes Solution is possible.

본 발명에서는 구체적으로 탄소나노튜브를 황산:질산 = 3:1의 혼합용액을 이용하여 24시간 정도 정제하였다.
In the present invention, the carbon nanotubes were specifically purified for about 24 hours using a mixed solution of sulfuric acid: nitric acid = 3: 1.

상기 제2단계(S120)는 탄소나노튜브(21)를 휘발성 용매(23)에 녹이는 단계일 수 있다.The second step S120 may be a step of dissolving the carbon nanotubes 21 in the volatile solvent 23.

상기 탄소나노튜브(21)의 경우 단일벽(single-walled) 또는 다중벽(multi-walled) 탄소나노튜브 모두 가능할 수 있다. 상기 용매의 경우, 이소프로필 알콜(isopropyl alcohol), 디클로로메탄(dichloromethane), 디클로로에탄(dichloro enthane), 및 디클로로벤젠(dichlorobenzene) 등 휘발성이 강하며 극성을 가진 용매로 탄소나노튜브들 간의 이격을 도와줄 수 있는 용매들은 모두 가능하다. In the case of the carbon nanotubes 21, both single-walled or multi-walled carbon nanotubes may be possible. In the case of the solvent, isovolatile alcohol, isopropyl alcohol, dichloromethane (dichloromethane), dichloro ethane (dichloro ethane), and dichlorobenzene (dichlorobenzene) is a highly volatile and polar solvent to help the separation between the carbon nanotubes Any solvent can be given.

여기서, 상기 제1단계(S110)에 의해 정제된 탄소나노튜브는 상기 휘발성 용매에 0.1 ~ 5 중량%로 섞여 소니케이션(sonication)을 통해 1 ~ 5시간 녹이면서 탄소나노튜브들 간의 이격을 시켜 주는 단계가 필요하다. Here, the carbon nanotubes purified by the first step (S110) is mixed with 0.1 to 5% by weight in the volatile solvent to dissolve the carbon nanotubes while melting for 1 to 5 hours through sonication (sonication). A step is necessary.

본 발명에서는 구체적으로 1 중량%의 단일벽 탄소나노튜브를 99 중량%의 디클로로벤젠 용매에 섞어 2시간의 소니케이션 과정을 거쳐 탄소나노튜브 용액을 완성하였다.
In the present invention, the carbon nanotube solution was completed by mixing 1 wt% single-walled carbon nanotubes with 99 wt% of dichlorobenzene solvent through a 2 hour sonication process.

상기 제3단계(S130)는 상기 2단계(S120)에서 만들어진 탄소나노튜브 용액과 금속 바인더(22)들을 혼합하여 탄소나노튜브 페이스트(2)를 제조하는 단계일 수 있다.The third step (S130) may be a step of manufacturing the carbon nanotube paste 2 by mixing the carbon nanotube solution and the metal binder 22 made in the second step (S120).

상기 제3단계(S130)의 금속 바인더는 음극기판과 탄소나노튜브의 낮은 접착성을 보완하기 위한 것으로 금속 바인더(22)를 추가하여 탄소나노튜브의 음극 기판 상의 강한 접착을 이끌어 낼 수 있다. The metal binder of the third step (S130) is to compensate for the low adhesion between the negative electrode substrate and the carbon nanotubes to add a metal binder 22 can lead to a strong adhesion on the negative electrode substrate of the carbon nanotubes.

상기 제3단계(S130)의 금속성 바인더(22)는 알루미늄, 주석, 구리, 인디움, 은, 금, 망간, 니켈, 철, 티타늄 및 이들의 혼합 금속 바인더들을 이용하여, 대기압 ~ 10-7 torr의 진공상태에서 600 ~ 1500의 고온에서 소결될 수 있다.
The metallic binder 22 of the third step S130 is made of aluminum, tin, copper, indium, silver, gold, manganese, nickel, iron, titanium, and mixed metal binders thereof, and at atmospheric pressure ˜10 −7 torr It can be sintered at a high temperature of 600 ~ 1500 in a vacuum of.

또한, 상기 탄소나노튜브 페이스트에서 탄소나노튜브 용액과 금속 바인더의 혼합비를 조절함으로써, 점성을 조절할 수 있으며, 탄소나노튜브와 음극 기판 사이의 접착력 조절, 및 최종 전계방출형 전자빔 에미터의 전계방출 특성에도 영향을 미칠 수 있다. In addition, by controlling the mixing ratio of the carbon nanotube solution and the metal binder in the carbon nanotube paste, the viscosity can be adjusted, the adhesion between the carbon nanotube and the negative electrode substrate, and the field emission characteristics of the final field emission electron beam emitter Can also affect.

본 발명에서는 구체적으로 은(65 중량%), 구리(22 중량%) 및 인디움(13 중량%)을 혼합하여 금속 바인더를 만들고, 이 금속 바인더 0.4g을 상기 제1단계(S110)에서 만든 탄소나노튜브 용액 20 μl와 혼합하여 탄소나노튜브 페이스트를 제시한다.
In the present invention, specifically, silver (65% by weight), copper (22% by weight) and indium (13% by weight) are mixed to make a metal binder, and 0.4 g of the metal binder is carbon produced in the first step (S110). Mix with 20 μl of nanotube solution to present carbon nanotube paste.

상기 제4단계(S140)는 기계적, 화학적 과정을 통해 음극 기판(31)을 연마하는 단계일 수 있다.The fourth step S140 may be a step of polishing the negative electrode substrate 31 through mechanical and chemical processes.

상기 음극 기판은 도체 혹은 반도체의 대면적 판(plate), 와이어(wire) 또는 막대(rod) 등 다양한 형태의 대면적, 소면적 음극 기판이 가능하다. The cathode substrate may be a large area or a small area cathode substrate of various types such as a large area plate, wire or rod of a conductor or a semiconductor.

또한 상기 음극 기판의 재질로는 텅스텐(W), 철(Fe), 니켈(Ni) 티타늄(Ti), 은(Ag), 구리(Cu), 코바(Kovar), 스테인레스(Sus), 및 팔라듐(Pd) 등을 사용할 수 있다. 상기 음극 기판의 거칠기(roughness)는 전계방출 실험 시 방전을 유발할 수 있어, 일반적으로 기계적, 화학적 연마 과정을 거치는 것이 바람직하다. In addition, the material of the cathode substrate is tungsten (W), iron (Fe), nickel (Ni) titanium (Ti), silver (Ag), copper (Cu), Kovar (Sova), stainless (Sus), and palladium ( Pd) and the like can be used. Roughness of the negative electrode substrate may cause a discharge during the field emission experiment, and generally, it is preferable to undergo mechanical and chemical polishing processes.

연마 과정에는 폴리싱(polishing), 갈기(grinding), 버핑(buffing), 에노다이징(anodizing) 및 산화제 처리 등 다양한 방법이 있다. 본 발명에서는 구체적으로 직경 0.8 mm, 길이 8 mm의 텅스텐 와이어 일 단면을 갈기(grinding)를 통해 기계적 처리 후 아세톤(acetone)을 이용하여 세척하였으며, 연마과정을 마친 음극 기판의 일 단면은 높이 0.1 μm, 너비 0.4 μm의 거칠기를 가졌다.
There are various methods of polishing, such as polishing, grinding, buffing, anodizing and oxidizing. In the present invention, specifically, one end surface of 0.8 mm diameter and 8 mm long tungsten wire was cleaned using acetone after mechanical treatment through grinding, and one end surface of the negative electrode substrate, which had been polished, had a height of 0.1 μm. And a roughness of 0.4 μm in width.

상기 제5단계(S150)는 상기 제3단계에서 제조된 탄소나노튜브 페이스트(2)를 페이스트 지지기판(11)에 액상 방울로 매달아 상기 제4단계에서 연마된 음극 기판(31) 상에 코팅하는 단계일 수 있다. In the fifth step S150, the carbon nanotube paste 2 prepared in the third step is suspended on the paste support substrate 11 with a liquid drop to coat the negative electrode substrate 31 polished in the fourth step. It may be a step.

상기 음극 기판의 형태가 판 혹은 넓은 직경을 가졌을 경우, 상기 페이스트지지기판은 탄소나노튜브 페이스트를 음극 기판상에 옮기는 역할을 한다.
When the form of the negative electrode substrate has a plate or a wide diameter, the paste supporting substrate serves to transfer the carbon nanotube paste onto the negative electrode substrate.

하지만, 탄소나노튜브 페이스트의 점성이 약하고 음극 기판의 직경이 좁을 경우, 상기 페이스트지지기판은 약한 표면장력에 의해 음극 기판 아래로 탄소나노튜브 페이스트가 흘러내리는 것을 방지하는 역할을 한다. 상기 페이스트지지기판의 재질로는 탄소나노튜브 페이스트에 의해 영향을 받거나 주지 않는 어떤 물질도 가능하고, 거칠기가 있어 페이스트 지지하는 데 용이하데, 음극 기판에 탄소나노튜브 페이스트 코팅 후 쉽게 제거 가능한 뾰족한 형태가 바람직하다. 하지만 이러한 모양에 국한하는 것은 아니다. However, when the viscosity of the carbon nanotube paste is weak and the diameter of the negative electrode substrate is narrow, the paste supporting substrate serves to prevent the carbon nanotube paste from flowing down the negative electrode substrate by the weak surface tension. The material of the paste support substrate may be any material that is not affected or not affected by the carbon nanotube paste, and has a roughness, and is easy to support the paste, and has a sharp shape that can be easily removed after coating the carbon nanotube paste on the anode substrate. desirable. But it is not limited to this shape.

상기 탄소나노튜브 페이스트는 소량 혹은 대량으로 조절하는 것이 쉬워 대면적 전계방출형 전자빔 에미터 제작, 대면적 기판에 많은 독립된 섬 형태의 전계방출형 전자빔 에미터 제작, 필름형 전계방출형 전자빔 에미터 제작, 혹은 국소적인 면적에 소면적 에미터 제작 등 다양한 형태의 전계방출형 전자빔 에미터를 쉽게 제작하는 것이 가능하다.
The carbon nanotube paste can be easily controlled in a small amount or in a large amount, making a large area field emission electron beam emitter, making a large number of independent island type field emission electron beam emitters on a large area substrate, making a film type field emission electron beam emitter It is possible to easily manufacture various types of field emission electron beam emitters, such as fabrication of small area emitters at local or local area.

본 발명에서는 구체적으로 2μl의 탄소나노튜브 페이스트를 원뿔형 플라스틱 페이스트 지지기판을 이용하여 일 단면이 원형으로 연마된 텅스텐 와이어의 0.8 mm 직경 안에 코팅되었으며, 본 발명에서의 탄소나노튜브 페이스트의 점성이 강해 페이스트 지지기판을 통해 음극 기판상에 코팅 후, 페이스트 지지기판은 제거되었다. In the present invention, specifically, 2 μl of carbon nanotube paste was coated in a 0.8 mm diameter of tungsten wire rounded in a circular cross section using a conical plastic paste support substrate, and the viscosity of the carbon nanotube paste in the present invention is strong. After coating on the negative substrate through the support substrate, the paste support substrate was removed.

상기 제6단계(S160)는 상기 제5단계(S150)에서 탄소나노튜브 페이스트(2)가 코팅된 음극 기판을 건조하고 고온 소결하는 단계일 수 있다. The sixth step S160 may be a step of drying and hot sintering the negative electrode substrate coated with the carbon nanotube paste 2 in the fifth step S150.

상기 제6단계(S160)에서 건조는 휘발성이 강한 용매를 사용하여 대기압에서 1 ~ 30분 사이의 건조를 마치는 경우, 펌프를 이용한 낮은 대기압으로 높은 휘발성을 유도하여 빠른 건조, 혹은 가열을 통한 급성 건조 등을 이용한 보다 균일한 탄소나노튜브 페이스트의 코팅을 이루어 낼 수 있다.
When drying in the sixth step (S160) using a highly volatile solvent to finish drying for 1 to 30 minutes at atmospheric pressure, by inducing high volatility to a low atmospheric pressure using a pump to dry quickly or acute drying by heating It is possible to achieve a more uniform coating of carbon nanotube paste using.

상기 제5단계(S150)의 고온 진공 소결은 사용하는 금속 바인더의 의해 달라 질 수 있지만, 900 ~ 1500℃의 고온을 이용하여 금속 바인더들의 음극 기판으로의 확산을 이끌어 내어 더욱 강한 결합을 유도할 수 있고, 이러한 탄소나노튜브와 음극 기판 사이의 강한 결합은 전계방출 실험 시 장수명을 가진 전계방출형 전자빔 에미터는 물론, 세계적으로 해결되지 않은 고전압 실험 시 빈번히 발생하는 방전에 대한 뛰어난 안정성을 보여준다. The high temperature vacuum sintering of the fifth step (S150) may be different depending on the metal binder used, but by inducing diffusion of the metal binders into the negative electrode substrate using a high temperature of 900 ~ 1500 ℃ can induce a stronger bond. In addition, the strong bonding between the carbon nanotubes and the cathode substrate shows excellent stability against discharges that occur frequently in high-voltage experiments that have not been solved worldwide, as well as field emission-type electron beam emitters having long lifetimes in field emission experiments.

본 발명에서는 구체적으로 10-4 torr의 진공, 1000℃에서 40분 동안 고온 진공 소결하여, 도 4에 도시된 샘플을 제작할 수 있다.
In the present invention, the sample shown in FIG. 4 may be manufactured by high temperature vacuum sintering at a vacuum of 10 −4 torr for 40 minutes at 1000 ° C.

도 3은 본 발명에서 만들어진 전계방출형 전자빔 에미터를 통해 전계방출을 실험한 모식도를 나타낸 예시도이다.3 is an exemplary view showing a field experiment of the field emission through the field emission electron beam emitter made in the present invention.

도 3을 참조하면, 음극 기판(Anode)에 음 전위가 걸리는 형식이지만, 반대로 양극쪽에 양 전위를 걸 수도 있다. 그리고 실험에서 음극 기판과 양극과의 거리(d)에 따라 전계방출 특성 및 방전에 큰 영향을 미치게 된다. 상기 거리(d)를 줄일수록 문턱 전압은 낮아지고, 거리 사이에 존재하는 기체의 양이 줄어들어 방전의 양 혹은 힘을 줄일 수 있다.
Referring to FIG. 3, although a negative potential is applied to the anode substrate, a positive potential may be applied to the anode side. In the experiment, the distance (d) between the cathode substrate and the anode has a great influence on the field emission characteristics and the discharge. As the distance d is reduced, the threshold voltage is lowered, and the amount of gas present between the distances is reduced, thereby reducing the amount or force of discharge.

도 4는 본 발명에 따른 탄소나노튜브 전계방출원의 주사전자현미경 사진이며, 도 5는 본 발명에 따른 탄소나노튜브 전계방출원을 방전에 대한 전계방출 특성 분석한 그래프이다.4 is a scanning electron micrograph of the carbon nanotube field emission source according to the present invention, Figure 5 is a graph of the field emission characteristics analysis for the discharge of the carbon nanotube field emission source according to the present invention.

도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명에서 완성된 탄소나노튜브 전계방출형 전자빔 에미터의 방전에 대한 전계방출 특성을 살펴보면, 고의적으로 전기장(applied field)를 급격히 변화시켜 많은 방전을 유도하면서 실시되었다. As shown in FIG. 5, the field emission characteristics of the discharge of the carbon nanotube field emission-type electron beam emitter completed in the present invention were deliberately changed while inducing a large number of discharges by rapidly changing the applied field. .

하지만, 강한 방전의 타격에도 불구하고 매우 균일한 전계방출 특성을 보인다.
However, despite the impact of strong discharge, it shows very uniform field emission characteristics.

도 6은 본 발명에서 완성된 탄소나노튜브 전계방출형 전자빔 에미터의 방전에 대한 전계방출 특성과 비교하기 위해, 일반적으로 금속 바인더로 많이 이용하는 은을 사용해서 만든 탄소나노튜브 전계방출형 전자빔 에미터의 방전에 대한 전계방출 특성을 나타낸 그래프이다. Figure 6 is a carbon nanotube field emission electron beam emitter made of silver commonly used as a metal binder in order to compare the field emission characteristics of the discharge of the carbon nanotube field emission electron beam emitter completed in the present invention A graph showing the field emission characteristics for the discharge of.

도 6에 도시된 바와 같이, 일반적인 전계방출형 에미터들은 강력한 방전에 의한 타격으로 인해 문턱 전압이 높아지고, 전계방출이 불안정하게 된다. 또한, 금속 바인더를 쓰지 않거나, 음극 기판과의 접합이 약한 경우, 방전에 의한 타격으로 전혀 전류가 나오지 않는 현상도 많이 관찰되는 것을 확인할 수 있다.
As shown in FIG. 6, general field emission emitters have a high threshold voltage due to a strong discharge, and field emission becomes unstable. In addition, when a metal binder is not used or the bonding with the negative electrode substrate is weak, it can be confirmed that a large number of phenomena in which no current comes out due to the blow due to the discharge are observed.

도 7은 본 발명에 따른 탄소나노튜브 전계방출원과 상기(도 6에서의 샘플) 비교예의 방전에 대한 안정성 측정을 위한 전자빔 인출 특성 분석 그래프이다. 7 is a graph illustrating an electron beam extraction characteristic for measuring stability against discharge of a carbon nanotube field emission source and a comparative example (sample in FIG. 6) according to the present invention.

도 7에 도시된 바와 같이, 이 실험 역시 급격하게 전류를 480μA(본 발명)와 450μA(비교 샘플)까지 올려, 초기 20분 동안 평균 분당 15±3회 방전이 일어났으며, 본 발명에서의 탄소나노튜브 전계방출형 전자빔 에미터는 80분 동안 단지 ±3 ~ 4% 방출 전류 변화를 보이는 것을 확인할 수 있다.
As shown in FIG. 7, this experiment also drastically raised the current to 480 μA (invention) and 450 μA (comparative sample), resulting in an average of 15 ± 3 discharges per minute during the initial 20 minutes. It can be seen that the nanotube field emission electron beam emitter shows only ± 3-4% emission current change over 80 minutes.

도 8은 본 발명에 따른 탄소나노튜브 전계방출원의 방전에 대한 전계방출 및 안정성 실험 후 주사전자현미경 사진이다. 8 is a scanning electron micrograph after the field emission and stability test for the discharge of the carbon nanotube field emission source according to the present invention.

도 8에 도시된 바와 같이, 모든 실험 동안 500회 이상의 방전을 맞았음에도 불구하고 단지 7 ~ 8%의 탄소나노튜브 페이스트 코팅의 손실만을 보이는 것을 확인 할 수 있다.
As shown in FIG. 8, it can be seen that only 7 to 8% of carbon nanotube paste coating loss is shown despite being discharged 500 times or more during all experiments.

도 9는 본 발명에 따른 탄소나노튜브 전계방출원과 비교하기 위한 단일 금속 바인더만 이용한 탄소나노튜브 전계방출원의 방전에 대한 전계방출 및 안정성 실험 후 주사전자현미경 사진이다. Figure 9 is a scanning electron micrograph after the field emission and stability test for the discharge of the carbon nanotube field emission source using only a single metal binder for comparison with the carbon nanotube field emission source according to the present invention.

도 9에 도시된 바와 같이, 모든 실험 후 탄소나노튜브와 음극 기판 사이의 약한 결합과 강력한 방전으로 인해 본래 코팅되어 있던 탄소나노튜브 페이스트의 65%이상이 손실되었다.
As shown in FIG. 9, more than 65% of the carbon nanotube paste originally coated was lost due to the weak bonding and strong discharge between the carbon nanotubes and the negative electrode substrate after all the experiments.

따라서, 금속 바인더를 이용한 방전에 강한 고 안정성 탄소나노튜브 전계방출형 전자빔 에미터의 제조방법 및 이를 이용한 탄소나노튜브 전계방출형 전자빔 에미터를 이용하면, 음극 기판 위 탄소나노튜브의 그물망 구조 형성으로 인한 기판과의 접촉면 증대와 금속 바인더의 혼합비 조절로 인한 기판과의 젖음성 향상과 기판으로의 확산으로 인한 탄소나노튜브와 기판과의 강한 접합을 이룰 수 있다.Therefore, by using a method of manufacturing a high stability carbon nanotube field emission electron beam emitter resistant to discharge using a metal binder and a carbon nanotube field emission electron beam emitter using the same, it is possible to form a network structure of carbon nanotubes on a cathode substrate. Due to the increase of the contact surface with the substrate and the control of the mixing ratio of the metal binder to improve the wettability with the substrate and the strong bonding between the carbon nanotubes and the substrate due to the diffusion to the substrate can be achieved.

또한 고온 진공 소결 공정을 통해 상기 탄소나노튜브 페이스트와 기판과의 강한 접합을 도울 수 있고, 탄소나노튜브 상의 불순물을 고온으로 제거할 수 있어 동일한 전위 인가에도 전계방출 전류량을 향상시킬 수 있다. In addition, the high temperature vacuum sintering process may help the strong bonding between the carbon nanotube paste and the substrate, and impurities on the carbon nanotube may be removed at a high temperature, thereby improving the amount of electric field emission current even when the same potential is applied.

상기 요소들은 기판과 탄소나노튜브 간의 강한 접합을 야기하여 음극 기판과 탄소나노튜브 및 이종물질간의 저항을 크게 줄여 줄 수 있고, 특히 고전압 장치 및 실험 시 빈번히 발생하는 방전에 대한 고 안전성을 보여줄 수 있다. These factors can cause a strong bond between the substrate and the carbon nanotubes to significantly reduce the resistance between the negative electrode substrate and the carbon nanotubes and dissimilar materials, in particular, it can show high safety against high voltage devices and discharges that occur frequently during experiments.

이는 기존의 저온으로 제조된 전계방출원에 비해 고온 브레이징 시 생길 수 있는 열적파괴에 강해, 고출력 전자총 등 고전압 장치의 현실화를 앞당길 수 있다. This is stronger than thermal breakdown that can occur during high temperature brazing compared to the field emission source manufactured at low temperature, and can accelerate the realization of high voltage devices such as high power electron guns.

또한 고휘도 엑스선관, 강내 삽입형 비파괴 엑스선관, 우주탐사용 엑스선관, 근접암 치료를 위한 초소형 엑스선관 및 전계방출 디스플레이(FED)와 같은 방사선 영상, 의료, 나노, 첨담 기계 산업 분야에 응용될 수 있다
It can also be applied to the radiographic, medical, nano and entanglement machine industries, such as high-brightness X-ray tubes, implantable non-destructive X-ray tubes, space probe X-ray tubes, ultra-small X-ray tubes for the treatment of proximity cancer, and field emission displays (FED).

이상과 같이 본 발명에 따른 금속 바인더를 이용한 방전에 강한 고 안정성 탄소나노튜브 전계방출형 전자빔 에미터의 제조방법 및 이를 이용한 탄소나노튜브 전계방출형 전자빔 에미터을 예시한 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시 예와 도면에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상 범위 내에서 당업자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있음은 물론이다.
As described above with reference to the drawings illustrating a method of manufacturing a high stability carbon nanotube field emission electron beam emitter resistant to discharge using the metal binder according to the present invention and a carbon nanotube field emission electron beam emitter using the same. The present invention is not limited to the embodiments and drawings disclosed herein, and various modifications may be made by those skilled in the art within the technical scope of the present invention.

11: 페이스트 지지기판 2: 탄소나노튜브 페이스트
21: 탄소나노튜브 22: 금속 바인더
23: 휘발성 용매 31: 음극 기판
11: Paste Support Substrate 2: Carbon Nanotube Paste
21: carbon nanotube 22: metal binder
23: volatile solvent 31: negative electrode substrate

Claims (16)

탄소나노튜브를 정제하는 제1단계;
상기 정제된 탄소나노튜브를 휘발성 용매에 녹이는 제2단계;
상기 탄소나노튜브 용액과 금속 바인더들을 혼합하여 탄소나노튜브 페이스트를 제조하는 제3단계;
기계적 또는 화학적 공정을 통해 음극 기판을 연마하는 제4단계;
상기 탄소나노튜브 페이스트를 페이스트 지지기판에 액상 방울로 매달아 상기 연마된 음극 기판 상에 코팅하는 제5단계; 및
상기 탄소나노튜브 페이스트가 코팅된 음극 기판을 건조하고 고온 소결하는 제6단계;를 포함하고,
상기 제6단계의 고온 소결은,
10-1 ~ 10-7 torr의 진공에서 600 ~ 1500 ℃의 초고온에서 20 ~ 80분 동안 수행되는 것을 특징으로 하는 금속 바인더를 이용한 방전에 강한 고 안정성 탄소나노튜브 전계방출형 전자빔 에미터의 제조방법.
A first step of purifying carbon nanotubes;
Dissolving the purified carbon nanotubes in a volatile solvent;
A third step of preparing a carbon nanotube paste by mixing the carbon nanotube solution and the metal binder;
Polishing the cathode substrate through a mechanical or chemical process;
A fifth step of suspending the carbon nanotube paste on a polished anode substrate by hanging a liquid droplet on a paste support substrate; And
And a sixth step of drying and hot sintering the negative electrode substrate coated with the carbon nanotube paste.
The high temperature sintering of the sixth step,
Method for producing a high stability carbon nanotube field emission electron beam emitter resistant to discharge using a metal binder, characterized in that performed for 20 to 80 minutes at a high temperature of 600 ~ 1500 ℃ in a vacuum of 10 -1 ~ 10 -7 torr .
제1항에 있어서,
상기 제1단계의 탄소나노튜브는,
황산, 질산, 염산, 과산화수소 또는 이들의 혼합액으로 이루어진 정제 용액에 의해 0.5 ~ 24시간 동안 산 처리 과정을 거치는 것을 특징으로 하는 금속 바인더를 이용한 방전에 강한 고 안정성 탄소나노튜브 전계방출형 전자빔 에미터의 제조방법.
The method of claim 1,
The carbon nanotubes of the first step,
A high stability carbon nanotube field emission type electron beam emitter resistant to discharge using a metal binder, which is subjected to an acid treatment for 0.5 to 24 hours by a purification solution composed of sulfuric acid, nitric acid, hydrochloric acid, hydrogen peroxide, or a mixture thereof. Manufacturing method.
제1항에 있어서,
상기 제2단계의 휘발성 용매는,
이소프로필 알콜, 디클로로메탄, 디클로로에탄, 또는 디클로로벤젠을 사용하는 것을 특징으로 하는 금속 바인더를 이용한 방전에 강한 고 안정성 탄소나노튜브 전계방출형 전자빔 에미터의 제조방법.
The method of claim 1,
The volatile solvent of the second step,
A method for producing a high stability carbon nanotube field emission type electron beam emitter resistant to discharge using a metal binder, characterized by using isopropyl alcohol, dichloromethane, dichloroethane, or dichlorobenzene.
제1항에 있어서,
상기 제2단계의 탄소나노튜브는,
휘발성 용매에 0.1 ~ 5 중량 %의 비율로 혼합된 것을 50 ~ 300W의 소비전력을 가진 소니케이션으로 0.5 ~ 5 시간동안 탄소나노튜브들 간의 이격시키는 것을 특징으로 하는 금속 바인더를 이용한 방전에 강한 고 안정성 탄소나노튜브 전계방출형 전자빔 에미터의 제조방법.
The method of claim 1,
Carbon nanotubes of the second step,
High stability to discharge using metal binders, which is separated from carbon nanotubes for 0.5 to 5 hours by mixing with volatile solvent at a ratio of 0.1 to 5% by weight with a power consumption of 50 to 300W. Method for producing a carbon nanotube field emission electron beam emitter.
제1항에 있어서,
상기 제3단계의 금속 바인더는,
은, 구리 및 인디움의 혼합 금속 바인더로 이루어지는 것을 특징으로 하는 금속 바인더를 이용한 방전에 강한 고 안정성 탄소나노튜브 전계방출형 전자빔 에미터의 제조방법.
The method of claim 1,
The metal binder of the third step,
A method for producing a high stability carbon nanotube field emission electron beam emitter resistant to discharge using a metal binder comprising silver, a mixed metal binder of copper and indium.
제1항에 있어서,
상기 제3단계의 탄소나노튜브와 혼합 금속 바인더는
1:8 ~ 1:15의 중량 %의 비율로 혼합되는 것을 특징으로 하는 금속 바인더를 이용한 방전에 강한 고 안정성 탄소나노튜브 전계방출형 전자빔 에미터의 제조방법.
The method of claim 1,
The carbon nanotube and the mixed metal binder of the third step
A method for producing a high stability carbon nanotube field emission electron beam emitter resistant to discharge using a metal binder, characterized in that it is mixed at a weight ratio of 1: 8 to 1:15.
제1항에 있어서,
상기 제4단계의 음극 기판은 판(plate), 와이어(wire) 또는 막대(rod) 형태의 음극 기판이 가능한 것을 특징으로 하는 금속 바인더를 이용한 방전에 강한 고 안정성 탄소나노튜브 전계방출형 전자빔 에미터의 제조방법.
The method of claim 1,
The cathode substrate of the fourth step is a plate, wire or rod (cathode) cathode substrate characterized in that the high stability carbon nanotube field emission electron beam emitter resistant to discharge using a metal binder Manufacturing method.
제1항에 있어서,
상기 제4단계의 음극 기판의 재질은,
텅스텐(W), 철(Fe), 니켈(Ni) 티타늄(Ti), 은(Ag), 구리(Cu), 코바(Kovar), 스테인레스(Sus), 또는 팔라듐(Pd)인 것을 특징으로 하는 금속 바인더를 이용한 방전에 강한 고 안정성 탄소나노튜브 전계방출형 전자빔 에미터의 제조방법.
The method of claim 1,
The material of the negative electrode substrate of the fourth step,
Metals characterized in that they are tungsten (W), iron (Fe), nickel (Ni) titanium (Ti), silver (Ag), copper (Cu), Kovar, stainless (Sus), or palladium (Pd) A method for producing a high stability carbon nanotube field emission electron beam emitter resistant to discharge using a binder.
제1항에 있어서,
상기 제4단계의 음극 기판은,
일 단면 혹은 전체에 대해 폴리싱(polishing), 갈기(grinding), 버핑(buffing), 에노다이징(anodizing) 또는 산화제 처리의 연마 과정을 거치는 것을 특징으로 하는 금속 바인더를 이용한 방전에 강한 고 안정성 탄소나노튜브 전계방출형 전자빔 에미터의 제조방법.
The method of claim 1,
The negative electrode substrate of the fourth step,
High stability carbon nano nanoparticles resistant to discharge using metal binders characterized by polishing, grinding, buffing, anodizing, or oxidizing the polishing of one or all sections Method for producing a tube field emission electron beam emitter.
제1항에 있어서,
상기 방법은,
상기 제5단계의 탄소나노튜브 페이스트 코팅 방법에 따라 대면적 전계방출형 전자빔 에미터 제작, 대면적 기판에 독립된 섬 형태의 전계방출형 전자빔 에미터 제작, 필름형 전계방출형 전자빔 에미터 제작, 혹은 국소적인 면적에 소면적 에미터 제작을 할 수 있는 것을 특징으로 금속 바인더를 이용한 방전에 강한 고 안정성 탄소나노튜브 전계방출형 전자빔 에미터의 제조방법.
The method of claim 1,
The method comprises:
According to the fifth step of the carbon nanotube paste coating method, a large area field emission electron beam emitter is fabricated, an island type field emission electron beam emitter is independent of a large area substrate, a film type field emission electron beam emitter is fabricated, or A method for producing a high stability carbon nanotube field emission type electron beam emitter, which is resistant to discharge using a metal binder, wherein a small area emitter can be manufactured in a local area.
제5항에 있어서,
상기 혼합 금속 바인더는 은 65중량%, 구리 22중량% 및 인디움 13중량%로 이루어진 것을 특징으로 하는 금속 바인더를 이용한 방전에 강한 고 안정성 탄소나노튜브 전계방출형 전자빔 에미터의 제조방법.
6. The method of claim 5,
The mixed metal binder is 65 wt% silver, 22 wt% copper, and 13 wt% indium, characterized in that the high stability carbon nanotube field emission electron beam emitter resistant to discharge using a metal binder.
제1항에 있어서,
상기 제6단계의 건조는,
상기 휘발성 용매의 경우 대기압에서 1 ~ 30분 자연 건조를 통해 균일한 코팅을 이루는 것을 특징으로 하는 금속 바인더를 이용한 방전에 강한 고 안정성 탄소나노튜브 전계방출형 전자빔 에미터의 제조방법.
The method of claim 1,
Drying of the sixth step,
In the case of the volatile solvent, a method of producing a high stability carbon nanotube field emission type electron beam emitter resistant to discharge using a metal binder, characterized in that a uniform coating is achieved through natural drying for 1 to 30 minutes at atmospheric pressure.
삭제delete 제9항에 있어서,
상기 제4단계의 음극 기판의 거칠기는,
높이 및 너비가 0.01 ㎛ ~ 2mm를 가지는 것을 특징으로 하는 금속 바인더를 이용한 방전에 강한 고 안정성 탄소나노튜브 전계방출형 전자빔 에미터의 제조방법.
10. The method of claim 9,
Roughness of the negative electrode substrate of the fourth step,
A method of manufacturing a high stability carbon nanotube field emission electron beam emitter resistant to discharge using a metal binder, characterized in that the height and width have a 0.01 to 2mm.
삭제delete 삭제delete
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101700810B1 (en) * 2015-03-10 2017-01-31 고려대학교 산학협력단 Electron emitting device using graphite adhesive material and manufacturing method for the same

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000182509A (en) * 1998-12-17 2000-06-30 Fujitsu Ltd Emitter and manufacture thereof
KR20030013552A (en) * 2001-08-08 2003-02-15 엘지전자 주식회사 Purifying method for carbon nanotube
JP2005524198A (en) * 2002-04-24 2005-08-11 イー・アイ・デュポン・ドウ・ヌムール・アンド・カンパニー Electron field emitter and related compositions
KR100892154B1 (en) * 2007-06-15 2009-04-08 충북대학교 산학협력단 Manufacturing method of cnt and titanium dioxide composite electrode for electric double layer capacitor

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20060091521A (en) * 2005-02-15 2006-08-21 삼성에스디아이 주식회사 Method for growing carbon nanotubes and manufacturing method of field emission device therewith
KR20070021756A (en) * 2005-08-19 2007-02-23 삼성에스디아이 주식회사 Process for preparing carbon nanotube electron field emitter
KR101104381B1 (en) * 2009-11-16 2012-01-16 한국전기연구원 CNT pattern manufacturing mathod using silica nano particle and field emission cathode thereby

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000182509A (en) * 1998-12-17 2000-06-30 Fujitsu Ltd Emitter and manufacture thereof
KR20030013552A (en) * 2001-08-08 2003-02-15 엘지전자 주식회사 Purifying method for carbon nanotube
JP2005524198A (en) * 2002-04-24 2005-08-11 イー・アイ・デュポン・ドウ・ヌムール・アンド・カンパニー Electron field emitter and related compositions
KR100892154B1 (en) * 2007-06-15 2009-04-08 충북대학교 산학협력단 Manufacturing method of cnt and titanium dioxide composite electrode for electric double layer capacitor

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