KR100527691B1 - Alternating current type fluorescent tube with carbon nano tube - Google Patents
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Abstract
본 발명은 탄소나노튜브를 갖는 교류형 형광표시관에 관한 것으로 소정의 진공영역을 갖고, 형광층이 내벽에 도포된 진공 유리관, 표면에 다수개의 탄소나노튜브가 분산 설치되고, 진공 유리관내 진공 영역에 위치하는 제1 및 제2 필라멘트 및 제1 및 제2 필라멘트에 일단이 연결되고 타단이 진공 유리관의 외부로 돌출되어 교류전원으로부터 동작전원을 제공받는 제1 및 제2 전극을 포함한다. 본 발명의 탄소나노튜브를 갖는 교류형 형광표시관은 교류전원을 동작 전원을 사용함으로서 일반 상용 교류전원을 쉽게 채용할 수 있으며, 탄소나노튜브가 분산 설치된 두 개의 필라멘트를 사용함으로서 휘도를 높일 수 있는 효과가 있다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an AC fluorescent display tube having carbon nanotubes, the vacuum glass tube having a predetermined vacuum region, the fluorescent layer being coated on the inner wall, a plurality of carbon nanotubes dispersed on the surface thereof, and the vacuum region in the vacuum glass tube. The first and second filaments and the first and second filaments positioned in the one end and the first end and the other protruding to the outside of the vacuum glass tube, and includes a first and second electrodes receiving an operating power from the AC power source. AC type fluorescent display tube having a carbon nanotube of the present invention can easily adopt a general commercial AC power by using an AC power source operating power, it is possible to increase the brightness by using two filaments in which carbon nanotubes are dispersed It works.
Description
본 발명은 탄소나노튜브(carbon nano tube)를 갖는 형광표시관(fluorescent tube)에 관한 것으로, 구체적으로는 교류전원(alternating current)을 사용할 수 있는 탄소나노튜브를 갖는 형광표시관에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a fluorescent tube having carbon nanotubes, and more particularly, to a fluorescent tube having carbon nanotubes capable of using an alternating current.
탄소 나노 튜브는 1985년 크로토(Kroto)와 스몰리(Smalley)가 탄소의 동소체 (Allotrope)의 하나인 풀렌런스(Fullerence;탄소원자가 60개가 모인 것, C60)를 처음으로 발견한 이후, 1991년 이 새로운 물질을 연구하던 일본전기회사 부설연구소의 이지마(Iijima) 박사가 전기방전법을 사용하여 흑연음극상에 형성시킨 탄소덩어리를 분석하는 과정에서 가늘고 긴 대롱 모양의 탄소나노튜브를 발견하여 처음으로 발표하여 알려지게 되었다. 이때 성장한 탄소나노튜브는 길이가 수십나노미터 내지 수나노미터이고, 외경은 2.5 내지 30나노미터 정도로 극히 작고, 탄소나노튜브에서 하나의 탄소원자는 3개의 다른 탄소원자와 결합(sp2)의 육각형 벌집무늬를 이루며, 이 튜브의 직경은 대략 수 나노미터 정도로 극히 작기 때문에 나노튜브라고 부르게 되었다.Carbon nanotubes were introduced in 1991, when Croto and Smalley first discovered Fullerence (a group of 60 carbon atoms, C60), one of the allotrope of carbon. Dr. Iijima of a research institute affiliated with a Japanese electric company, who was researching a new material, first discovered a long and long carbon nanotube in the process of analyzing carbon lumps formed on graphite cathode by using electric discharge method. Became known. At this time, the grown carbon nanotubes are tens of nanometers to several nanometers in length, and the outer diameter is extremely small, such as 2.5 to 30 nanometers, and one carbon atom in the carbon nanotubes is a hexagonal honeycomb pattern of three spontaneous carbon atoms (sp2). The tube is called a nanotube because its diameter is extremely small, about a few nanometers.
1998년에 렌(Ren)등이 플라즈마화학기상증착법을 사용하여 글라스기판위에 수직 배향된 고수노의 탄소나노튜브를 합성시킴으로써, 탄소나노튜브의 합성과 응용기술면에서 획기적인 진전을 가져오게 되었고, 그 이후로 탄소나노튜브 합성 및 응용에 관한 연구가 이루어지고 있다. 최근에는 이러한 탄소나노튜브를 필라멘트에 설치하여 저전류를 공급하여도 사용 가능한 형광표시관이 사용되고 있다.In 1998, Ren et al. Synthesized carbon nanotubes of vertically oriented high-density carbon nanotubes on a glass substrate using plasma chemical vapor deposition, which is a major step forward in the synthesis and application of carbon nanotubes. Since then, research on the synthesis and application of carbon nanotubes has been made. Recently, a fluorescent display tube that can be used even by supplying a low current by installing such carbon nanotubes on a filament has been used.
이러한 종래의 탄소나노튜브를 사용한 형광표시관은 동작전원으로 직류전원을 사용하고 있으나 본 발명자는 교류전원을 동작전원으로 사용하는 탄소나노튜브를 사용한 형광표시관을 제공하고자 한다.The fluorescent display tube using the conventional carbon nanotubes uses a DC power source as an operating power source, but the present inventors provide a fluorescent display tube using carbon nanotubes using an AC power source as an operating power source.
본 발명의 목적은 교류전원을 동작전원으로 하는 탄소나노튜브를 사용한 형광표시관을 제공하는데 있다. An object of the present invention is to provide a fluorescent display tube using carbon nanotubes using an AC power source as an operating power source.
이와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 특징에 따른 탄소나노튜브를 갖는 교류형 형광표시관은: 형광층(15)이 내벽에 도포되고 상부면(18)은 대략 사각의 평판 형상을 갖으며 하부 중심영역이 길이 방향으로 융기되어 소정의 제1 및 제2 진공영역(12a, 12b)으로 구분되되, 제1 및 제2 진공 영역(12a, 12b)은 서로 막혀있지 않는 소정의 진공영역을 갖는 진공 유리관(11); 표면에 다수개의 탄소나노튜브(14)가 분산 설치되고, 제1 및 제2 진공 영역(12a, 12b)의 일측벽에서 타측벽까지 길이 방향을 따라서 각기 설치된 봉형상의 제1 및 제2 필라멘트(13a, 13b); 제1 및 제2 필라멘트(13a, 13b)에 일단이 연결되고 타단이 진공 유리관 양측단의 외부로 돌출되어 교류전원(19)으로부터 동작전원을 제공받는 제1 및 제2 전극(14a, 14b) 및; 상기 진공 유리관(11)의 내측에서 형광층(15) 위에 형성되며 접지와 전기적으로 연결되는 금속박막층(16)을 포함한다.In order to achieve the above object, the AC fluorescent tube having a carbon nanotube according to an aspect of the present invention: the fluorescent layer 15 is applied to the inner wall and the upper surface 18 has a substantially rectangular flat plate shape The lower center region is raised in the longitudinal direction to be divided into the predetermined first and second vacuum regions 12a and 12b, and the first and second vacuum regions 12a and 12b are formed in a predetermined vacuum region which is not blocked from each other. A vacuum glass tube 11 having; A plurality of carbon nanotubes 14 are distributed on the surface thereof, and rod-shaped first and second filaments 13a respectively provided along the length direction from one side wall to the other side wall of the first and second vacuum regions 12a and 12b. , 13b); First and second electrodes 14a and 14b having one end connected to the first and second filaments 13a and 13b and the other end protruding outward from both ends of the vacuum glass tube, and receiving operating power from the AC power source 19 and ; A metal thin film layer 16 is formed on the fluorescent layer 15 inside the vacuum glass tube 11 and electrically connected to the ground.
본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 진공 유리관의 내측 상부면은 반사경이 장착된다.In a preferred embodiment of the present invention, the inner upper surface of the vacuum glass tube is equipped with a reflector.
본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 형광층과 금속박막층은 상기 진공 유리관의 내측 하부의 융기된 곡면을 따라 형성된다.본 발명의 다른 특징에 따른 탄소나노튜브를 갖는 교류형 형광표시관은: 형광층(25a, 25b)이 내벽에 도포되고 서로 막혀있는 소정의 진공 영역을 형성하는 두 개의 원통형 유리관(22a, 22b)이 길이 방향으로 결합 구성된 진공 유리관(21); 표면에 다수개의 탄소나노튜브(14)가 분산 설치되고, 두 개의 원통형 유리관(22a, 22b)의 내측 영역의 일측벽에서 타측벽으로 길이 방향을 따라 각기 설치된 봉형상의 제1 및 제2 필라멘트(23a, 23b); 제1 및 제2 필라멘트(23a, 23b)에 일단이 연결되고 타단이 진공 유리관의 외부로 돌출되어 교류전원(39)으로부터 동작전원을 제공받는 제1 및 제2 전극(24a, 24b) 및; 두 개의 원통형 유리관(22a, 22b)의 마주보는 내측면으로 형광층(25a, 25b) 위에 형성되며 접지와 전기적으로 연결되는 금속박막층(26, 26b)을 포함한다.In a preferred embodiment of the present invention, the fluorescent layer and the metal thin film layer are formed along the raised curved surface of the inner lower portion of the vacuum glass tube. According to another aspect of the present invention, an AC type fluorescent display tube having carbon nanotubes includes: A vacuum glass tube 21 in which two cylindrical glass tubes 22a and 22b are formed in which the fluorescent layers 25a and 25b are applied to the inner wall and formed in a predetermined vacuum region, and are joined in the longitudinal direction; A plurality of carbon nanotubes 14 are distributed on the surface thereof, and rod-shaped first and second filaments 23a respectively installed along one side wall in the longitudinal direction from one side wall of the inner region of the two cylindrical glass tubes 22a and 22b to the other side wall. , 23b); First and second electrodes 24a and 24b, one end of which is connected to the first and second filaments 23a and 23b and the other end of which protrudes out of the vacuum glass tube, to receive operating power from the AC power source 39; Opposing inner surfaces of the two cylindrical glass tubes 22a and 22b include metal thin layers 26 and 26b formed on the fluorescent layers 25a and 25b and electrically connected to the ground.
본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 형광층은 두 개의 원통형 유리관이 마주보는 양쪽 내측면으로 길이 방향을 따라 형성된다.In a preferred embodiment of the present invention, the fluorescent layer is formed along the longitudinal direction to both inner surfaces facing two cylindrical glass tubes.
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(실시예)(Example)
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되어지는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되어지는 것이다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments described herein and may be embodied in other forms. The embodiments introduced herein are provided to make the disclosed contents thorough and complete, and to fully convey the spirit of the present invention to those skilled in the art.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 탄소나노튜브를 갖는 교류형 형광표시관의 사시도이고, 도 2는 도 1의 A-A선 단면도이다.1 is a perspective view of an AC fluorescent display tube having carbon nanotubes according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line A-A of FIG.
도면을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 교류형 형광표시관(10)은 소정의 진공영역을 갖고, 형광층(15)이 내벽에 도포된 진공 유리관(11)으로 구성된다. 진공 유리관(11)의 내부에는 표면에 다수개의 탄소나노튜브(14)가 분산 설치된 제1 및 제2 필라멘트(13a, 13b)가 설치된다.Referring to the drawings, the AC fluorescent display tube 10 according to an embodiment of the present invention has a predetermined vacuum region, and is composed of a vacuum glass tube 11 having a fluorescent layer 15 coated on an inner wall thereof. Inside the vacuum glass tube 11, first and second filaments 13a and 13b are provided with a plurality of carbon nanotubes 14 dispersed on a surface thereof.
진공 유리관(11)의 상부면(18)은 대략 사각의 평판 형상을 갖고, 하부 중심영역이 길이 방향으로 융기되어 제1 및 제2 진공영역(12a, 12b)으로 구분된다. 제1 및 제2 진공 영역(12a, 12b)은 서로 막혀있지 않으며 상부 영역으로 통하게 된다. 상기 제1 및 제2 필라멘트(13a, 13b)는 각기 제1 및 제2 진공영역(12a, 12b)의 일측벽에서 타측벽까지 길이 방향으로 위치하게 된다.The upper surface 18 of the vacuum glass tube 11 has a substantially rectangular flat plate shape, and the lower center region is raised in the longitudinal direction to be divided into the first and second vacuum regions 12a and 12b. The first and second vacuum regions 12a and 12b are not blocked from each other and lead to the upper region. The first and second filaments 13a and 13b are positioned in the length direction from one side wall to the other side wall of the first and second vacuum regions 12a and 12b, respectively.
제1 및 제2 전극(14a, 14b)은 제1 및 제2 필라멘트(13a, 13b)에 일단이 연결되고 타단이 진공 유리관의 외부로 돌출되어 교류전원(20)으로부터 동작전원을 제공받는다. One end of the first and second electrodes 14a and 14b is connected to the first and second filaments 13a and 13b, and the other end of the first and second electrodes 14a and 14b is provided with an operating power source from the AC power source 20.
진공 유리관(11)의 내측 저면에는 융기된 곡면을 따라 도포된 형광층(15) 위에 금속박막층(16)을 선택적으로 형성할 수 있으며, 금속박막층(16)은 선택적으로 접지와 전기적으로 연결되도록 할 수 있다. 그리고 진공 유리관(11)의 내측 상부면(18)에는 반사경(19)을 장착하여 빛의 반사를 유도할 수 있다.On the inner bottom surface of the vacuum glass tube 11, the metal thin film layer 16 may be selectively formed on the fluorescent layer 15 applied along the raised curved surface, and the metal thin film layer 16 may be selectively connected to the ground. Can be. In addition, a reflector 19 may be mounted on the inner upper surface 18 of the vacuum glass tube 11 to induce reflection of light.
도 3은 본 발명의 다른 실시예를 보여주는 탄소나노튜브 갖는 교류형 형광표시관의 사시도이고, 도 4는 도 2의 B-B선 단면도이다.3 is a perspective view of an AC fluorescent tube having carbon nanotubes showing another embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line B-B of FIG.
도면을 참조하여, 본 발명의 다른 실시예에 따른 교류형 형광표시관(20)은 두 개의 원통형 유리관(22a, 22b)이 결합 구성된 진공 유리관(21)을 갖는다. 각 원통형 유리관(22a, 22b)은 서로 막혀있고 상기 제1 및 제2 필라멘트(23a, 23b)는 각 유리관의 일측벽에서 타측벽으로 길이 방향으로 설치되어 각기 따로 위치한다. 그리고 두 개의 원통형 유리관(22a, 22b)이 마주보는 내측 면으로 형광층(25a, 25b)이 도포되며, 그 위에 선택적으로 금속박막층(26a, 26b)이 적층된다. 이 금속박막층(26a, 26b)은 선택적으로 접지와 전기적으로 연결된다.Referring to the drawings, the AC fluorescent display tube 20 according to another embodiment of the present invention has a vacuum glass tube 21 configured by combining two cylindrical glass tubes 22a and 22b. Each cylindrical glass tube (22a, 22b) is closed to each other and the first and second filaments (23a, 23b) are installed in the longitudinal direction from one side wall to the other wall of each glass tube and are located separately. The fluorescent layers 25a and 25b are applied to the inner surfaces of the two cylindrical glass tubes 22a and 22b facing each other, and the metal thin layers 26a and 26b are selectively stacked thereon. These metal thin layers 26a and 26b are optionally electrically connected to ground.
본 발명에 사용되는 금속박막(16, 26a, 26b)은 투명한 재질로서 예를 들어 인듐틴옥사이드를 들 수 있다. 본 발명에 사용하는 형광층(15, 25a, 25b)은 단파장 백색 발광을 일으키는 형광물질(3Ca3(PO4)2CaFCl/Sb,Mn)이나 삼파장 백색파장을 일으키는 형광물질을 들 수 있다. 금속박막(16, 26a, 26b)은 투명이므로 진공 유리관(11, 21)의 내면에 직접 금속박막(16, 26a, 26b)이 형성되어도 형광층(15, 25a, 25b)을 통하여 발산하는 빛의 발산을 방해하지 않도록 기능한다.The metal thin films 16, 26a, 26b used in the present invention may be, for example, indium tin oxide as a transparent material. Examples of the fluorescent layers 15, 25a, and 25b used in the present invention include fluorescent materials (3Ca 3 (PO 4 ) 2 CaFCl / Sb, Mn) generating short wavelength white light emission and fluorescent materials generating three wavelength white wavelengths. Since the metal thin films 16, 26a and 26b are transparent, even if the metal thin films 16, 26a and 26b are directly formed on the inner surfaces of the vacuum glass tubes 11 and 21, the light emitted through the fluorescent layers 15, 25a and 25b is It does not interfere with divergence.
본 발명에서 사용하는 필라멘트(13a, 13b, 23a, 23b)는 봉상의 텅스턴 외주면에 탄소나노튜브(14, 24)를 결합시킨 구성이나, 관체형 세라믹에 탄소나노튜브(14, 24)를 결합시켜 구성할 수도 있다. 물론 이를 위해서는 텅스텐이나 세라믹 표면에 탄소나노튜브를 고정시킬 전도성 고분자를 도포한 후에 탄소나노튜브를 함침 시켜 경화 예컨대, 섭씨 300도 이하의 저온으로 경화반응 시킨다.The filaments 13a, 13b, 23a, and 23b used in the present invention have a structure in which carbon nanotubes 14 and 24 are bonded to a rod-shaped tungsten outer circumferential surface, or carbon nanotubes 14 and 24 are bonded to a tubular ceramic. It can also be configured. Of course, for this purpose, after coating a conductive polymer to fix the carbon nanotubes on the tungsten or ceramic surface, the carbon nanotubes are impregnated and cured, for example, at a low temperature of 300 degrees Celsius or less.
이상에서 본 발명에 따른 탄소나노튜브를 갖는 교류형 형광표시관의 구성 및 작용을 상기한 설명 및 도면에 따라 도시하였으나, 이는 일예를 들어 설명한 것에 불과하며 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능함은 물론이다.Although the configuration and operation of the AC fluorescent display tube having carbon nanotubes according to the present invention have been described in accordance with the above description and drawings, these are merely described by way of example and do not depart from the spirit of the present invention. Of course, various changes and modifications are possible.
이상에서 상세하게 설명한 바에 의하면, 본 발명의 탄소나노튜브를 갖는 교류형 형광표시관은 교류전원을 동작 전원을 사용함으로서 일반 상용 교류전원을 쉽게 채용할 수 있으며, 탄소나노튜브가 분산 설치된 두 개의 필라멘트를 사용함으로서 휘도를 높일 수 있는 효과가 있다.As described in detail above, the AC fluorescent lamp having the carbon nanotube of the present invention can easily adopt a general commercial AC power supply by using an AC power source as an operating power source, and two filaments having carbon nanotubes dispersed therein. By using this, the brightness can be increased.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 탄소나노튜브를 갖는 교류형 형광표시관의 사시도;1 is a perspective view of an AC fluorescent tube having carbon nanotubes according to an embodiment of the present invention;
도 2는 도 1의 A-A선 단면도;2 is a cross-sectional view taken along the line A-A of FIG.
도 3은 본 발명의 다른 실시예를 보여주는 탄소나노튜브 갖는 교류형 형광표시관의 사시도; 그리고3 is a perspective view of an AC fluorescent tube having carbon nanotubes showing another embodiment of the present invention; And
도 4는 도 2의 B-B선 단면도이다.4 is a cross-sectional view taken along the line B-B in FIG.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 * Explanation of symbols on the main parts of the drawings
10, 20: 형광표시관 11, 21: 진공 유리관10, 20: fluorescent tube 11, 21: vacuum glass tube
13a, 13b, 23a, 23b: 필라멘트 14, 24: 탄소나노튜브13a, 13b, 23a, 23b: filament 14, 24: carbon nanotube
15, 25a, 25b: 형광체 16, 26a, 26b: 금속박막층15, 25a, 25b: phosphor 16, 26a, 26b: metal thin film layer
18a: 반사경 19, 29: 교류전원18a: reflector 19, 29: AC power
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