전계방출 응용을 위한 탄소섬유 성질(Properties of carbon materials, especially fibers, for field emitter applications)

전문가 제언

□ 5kV/μm이상의 강한 전기장에서 금속 표면 및 반도체에서 총 위치에너지가 변해 진공 중으로 냉 전자가 tunneling한다는 것이 잘 알려져 있다. FED(Field Emission Display)의 원리는 진공 극소전자공학에 바탕을 두고 있다. 이의 장점은 진공관 소자와 달리 진공 속에서 전자가 전계 방출된다는 것이다. 미세한 금속 팁을 사용할 경우 전계방출이 크게 향상된다는 Spindt 음극이론이 발견되어 FED의 기초이론이 완성되었다. FED는 음극판 패널과 양극판 패널로 구성되고 음극판에서 방출된 전자가 양극판의 형광체에 충돌하여 영상을 나타내도록 되어 있어 기존 브라운관과 유사하면서도 평판으로 되어 있어 차세대 평판 브라운관이라고도 한다.

□ 기술개발 현황을 살펴보면, FED기술개발에 활발히 참여하고 있는 회사는 15개 정도이다. 미국의 경우 Candescent Technologies회사를 위시하여 6~7개 회사가 일본의 독주를 저지하기 위해 Consortium을 형성하였다. 일본의 경우 Futaba를 위시해 5~6기업이 저압형, 고압형, 팁형 또는 평면형 등 각기 독창성 있는 기술개발을 추진하고 있다. 국내에서도 삼성종합기술원에서 5.2인치 시제품을 만들었고, 오리온, 삼성SDI, LG전자 등에서도 기술개발에 참여하고 있다. 국내 대학과 KIST 및 ETRI 등 연구기관에서 기초기술과 응용기술을 개발을 추진하고 있다.

□ FED를 위한 전자 방출체는 Pixel당 수천~수만 개로 구성되며 공간적으로 우수한 균일성을 보장해야 한다. tip과 gate 사이의 거리는 sub-μm의 아주 짧은 거리이므로 고진공을 유지하지 않으면 아크와 breakdown 등이 일어날 수 있어 10-6torr이하의 고진공이 필수이다. 이와 같이 FED기술은 전자방출원, 형광체, 진공 패키징에 이르기 까지 요소기술이 전통적 기존의 반도체 및 디스플레이 기술과 다른 요소가 있어 기술 발전 속도가 생각보다 빠르지 않다. 더구나 TFT-LCD 및 유기 LED 등의 경쟁품목의 급속한 발전 등으로 인한 기업의 제품개발 우선순위에서 밀릴 가능성이 있다. 관련업계의 사업표준화 즉 주도적인 구조나 방식이 결정되지 않은 상태여서 사업화를 위해선 많은 인력과 연구개발 투자가 필요하다. FED의 장수명화-저가격화 목표는 일거에 달성할 수 없고, 우선 휴대용 통신기기나 자동차 GPS등에 충분한 사업경험을 쌓은 후 TV 및 모니터 등의 시장에 진출해야 할 것이다.

저자

Sheshin, E. P.

자료유형

원문언어

영어

기업산업분류

화학·화공

연도

2003

권(호)

215(1-4)

잡지명

Applied Surface Science

과학기술
표준분류

화학·화공

페이지

191~200

분석자

서*석

분석물

• 전계방출 응용을 위한 탄소섬유 성질.pdf [233,555 byte]

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