PDP, ELD, LED, FED 관련 내용정리

소개글

PDP, ELD, LED, FED 관련 내용정리에 대한 보고서 자료입니다.

목차

PDP(Plasma Display Panel)란 무엇인가?
PDP의 원리
PDP의 특징
PDP의 역사
ELD(Electro Luminescence Display)란 무엇인가?
ELD의 구조와 원리
EL의 개념 및 특징
EL(Electroluminescent) Lamp 역사
LED(Light Emitting Diode)란 무엇인가?
LED의 역사
LED의 특성
LED의 종류
LED 산업의 특징 및 활용분야
FED(Field Emission Display)란 무엇인가?
LED의 동작 원리
LED 반도체 재료
LED 성장기술

본문내용

출현이 가능하게 되었다.
LED 성장기술
반도체 결정 성장기술은 반도체 발광소자를 제조하는 핵심기술로서 액상성장법( , 기상성장법, 유기금속화학 기상증착법 및 분자빔성장법 등이 LED 및 LD 양산에 사용되고 있다.
과거에는 LED 제작을 위해서는 대부분 LPE를 사용하고, 특수한 경우에만 기상성장법을 사용했었다. 그러나 MOCVD 기술이 발달함에 따라 박막 두께, 조성비 및 박막 특성 제어가 양호하여 이런 방법을 이용한 적색에서 녹색까지의 발광 다이오드 램프의 양산이 시작되었으며, 고휘도 LED 생산에도 MOCVD법이 주류를 이룰 것으로 판단된다.
핵심 요소기술
(1) 캐소드 기술
캐소드의 냉 전자원 방출은 열 전자와는 달리 전계 방출 (field emission) 메커니즘으로 이루어지는데, 전계 방출은 진공 내에 있는 금속 표면에 0.5 V/Å 이상의 전계(전기장)가 인가될 경우, 금속 표면의 전위 장벽이 얇아지면서 금속 내의 전자들이 양자 역학적으로 터널링하여 진공 내로 방출되는 현상을 일컬으며, 이때 전계 방출 전류는 식 (1)과 같은 Fowler-Nordheim (F-N) 식으로 표현된다.
이때, A는 전계방출 면적을 나타내고, Φ는 일함수, β는 전계 증배 계수(E=βV)임. 이 식에서 우세한 항은 지수항으로서, 전계가 증가하고 일함수가 감소하면(Φ = 0 ~ 5 eV) 전류 (I)는 매우 급격히 증가한다는 것을 알 수 있음. 따라서, 전자 방출원을 설계할 때 팁에 인가되는 전계가 최대가 되고, 방출원의 일함수가 최소가 되도록 설계하는 것이 작은 인가 전압에서 큰 방출 전류를 얻는데 매우 중요하며, '전자'와 '후자'는 각각 전자 방출원의 '구조'와 '재료'적인 특성에 관계됨. 일반적으로 전계를 증가시키는 방법으로는 외부 인가 전압을 증가시키는 방법이 있으나 이는 주변 회로와의 매칭 및 절연 파괴 전압에 의해 제한되며, 방출부와 전극 간의 거리를 줄이는 방법은 리소그래피 등의 공정의 한계에 의해 제한을 받음. 따라서, 방출부의 형상을 뾰족하게 형성하는 방법이 가장 효과적인데, 이와 관계되는 것이 전계 증배 계수 β이며, β는 전극에 인가되는 전압(V)과 이로 인해 방출부에 인가되는 전계(E)의 비례 상수인데, 에미터 구조에 따라 달라지는 값임. 일반적으로 β값은 에미터 팁 끝의 반경에 반비례하며, 에미터 높이에 비례하므로, 끝이 높고 뾰족한 팁일수록 β가 크므로 인가 전압(V)이 동일하더라도 방출부에는 큰 전계가 걸리게 됨. 이러한 에미터의 구조 및 재료적인 측면이 고려되어 지금까지 여러가지 형태의 에미터가 개발되고 있으며, FED에 응용하기 위하여서는 가격, 제조방법, 방출전류, 구동전압, 신뢰도, 대면적화, 균일도 등의 변수가 종합적으로 고려되어야 하며, 이러한 에미터의 개발은 FED개발에서 가장 중요한 부분이라고 할 수 있다.
(2) 아노드 기술
FED의 아노드 기술은 주로 형광체 개발에 역점을 두고 있는데, 아노드에 인가되는 전압에 따라 크게 고전압 형광체와 저전압 형광체 개발로 분류되고 있다.
고전압 형광체의 경우, 5,000V 이상의 고에너지 전자빔하에서 동작하며, 형광체는 주로 황화물계(sulfur-based) 물질로 이루어져 있으며, <표 2-1>에서 보는 바와 같이 P-22 등 확립된 CRT용 형광체를 사용하여 고휘도를 얻을 수 있음. 고전압 형광체는 발광 효율이 높고, 수명이 길고, 색 순도가 우수하며, 공급 업체들이 많다는 장점을 지니고 있으며, 또한 형광체 상에 알루미늄 박막의 활용이 가능한데, 이는 후면으로 반사되는 빛을 반사하는 역할, charging방지, 형광체 분말의 이탈에 의한 전계 에미터 오염 방지, 형광체에 전체적으로 균등한 전위가 인가되도록 하며 발생된 전자들을 흡수하는 역할 등을 수행한다.
(3) 진공 패키징 기술
FED는 기본적으로 진공 내에서 전계 방출에 의해 동작하는 소자로서 패널 내부가 반드시 진공으로 유지되어야 한다.
진공 패키징의 핵심 요소기술은 스페이서 (spacer) 기술, 정렬 및 실링 기술, 고진공 배기 기술, 팁-오프 (tip-off) 기술, 게터(getter) 기술, 잔류 가스 분석 및 패널 내부 진공도 측정 기술로 나눌 수 있으며, 이러한 요소 기술의 개발을 통해, 현재 일반적으로 사용되고 있는 배기 튜브를 이용한 진공 패키징 기술에서 배기 튜브가 없는 패키징 기술을 개발하여 진정한 평판 (flat panel) 디스플레이를 개발하여야 하고, 궁극적으로는 진공내 실링 공정과 더불어 in-line 패키징 공정 개발이 요구된다.
(4) 구동 기술
칼라 FED의 구동에 있어서는 두 종류의 어드레싱 방식이 적용되고 있는데, 스위칭 아노드 (switched anode) 방식과 비스위칭 아노드 (non-switched anode) 방식이 이에 해당한다.
-스위칭 아노드 방식의 경우, 세 개의 컬러 서브-화소 (sub-pixel)들이 한 개의 전계 에미터 어레이 화소를 공유하며, 동일 색의 모든 아노드 서브-화소들은 서로 전기적으로 연결되어 있고, 이 경우 많은 수(세 배)의 전자 방출원을 사용할 수 있어 집적도를 높일 수 있는 장점과 아노드판과 캐소드판의 정렬에 크게 민감하지 않다는 장점이 있으나, 인접한 형광체 서브-화소간에 전기적 항복을 피하기 위해 아노드 전압을 일정치 이하로 하여야 하며(주로 1,000 V 이하), 아노드 전압이 세 배 빠른 속도로 인가되어야 함. 이에 따라, 저전압 형광체를 사용한 FED에 적당하나 아직까지 형광체가 개발되지 못하여 실용화되지 못하고 있다
- 비스위칭 아노드 방식의 경우, 아노드 서브-화소마다 별도의 전계방출 서브-화소를 사용하며, 아노드의 모든 서브-화소들이 전기적으로 연결되어 있음. 이 방식에서는 아노드에 고전압을 인가하여 휘도를 크게 증가시킬 수 있으며, 아노드 전압을 직류로 인가하기 때문에 펄스 구동이 필요없는 반면에, 게이트 전극의 수가 세 배로 증가하고, 각각의 아노드 서브-화소가 사용하는 전자 방출원 수가 적어 단위 방출원당 상대적으로 높은 전류를 제공하여야 하며, 아노드판과 캐소드판의 정렬 오차가 색 순도에 영향을 미치게 된다.

키워드

PDP,   ELD,   LED,   FED