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Introduction to Electronic DISPLAY. 전자 디스플레이 장치의 기능. 전기적 정보신호. 광 정보신호. 패턴화 정보. 발광형 수광형. 숫자 , 문자 도형 , 화상. 각종 전자기기. 위의 그림에서 보여주듯이 각종 전자기기로부터 출력되는 전기적 정보신호를 인간의 시각으로 인식 가능한 광 정보신호로 변환하는 전자 장치로 정의할 수 있다 . (Man-Machine Interface)
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전자 디스플레이 장치의 기능 전기적 정보신호 광 정보신호 패턴화 정보 발광형 수광형 숫자, 문자 도형, 화상 각종 전자기기 위의 그림에서 보여주듯이 각종 전자기기로부터 출력되는 전기적 정보신호를 인간의 시각으로 인식 가능한 광 정보신호로 변환하는 전자 장치로 정의할 수 있다. (Man-Machine Interface) 변환 광 정보신호를 2차원 공간에 형상화 하는 기능 즉, 광 정보신호를 숫자, 문자, 도형, 화상 등의 패턴화된 정보로 표시하는 기능을 갖추고 있다.
대표적인 전자 디스플레이 장치 전자디스플레이 장치 발광형, Active 수광형, Passive CRT (cathode ray tube) 브라운관 디스플레이 LCD (liquid crystal display) 액정 디스플레이 PDP (plasma display panel) 플라스마 디스플레이 ECD (electrochemical display) 일렉트로케미컬 디스플레이 ELD (electroluminescent display) 일렉트로루미네선트 디스플레이) EPID (electrophoretic image display) 전기영동 디스플레이 VFD (vacuum fluorescent display) 형광 표시판 디스플레이) TBD (twisting ball display) 착색입자회전형 디스플레이 LED (light emitting diode) 발광 다이오드 디스플레이) SPD (suspended particle display) 분산입자배향형 디스플레이
Contents • Principles of Technologies • CRT, LCD, PDP, ELD, FED • Market Trends • Technology Trends
VGA (Video Graphic Array) SVGA (Super VGA) XVGA (Extended VGA) UXGA (Ultra XGA) QXGA (Quantum Extended GA)
http://www.pcbee.co.kr/channel/community/ureport/read.asp?num=7113http://www.pcbee.co.kr/channel/community/ureport/read.asp?num=7113 슬림형 브라운관, 디지털 TV 시장 넘본다 리포터 : finetz등록일 : 2004-08-25 오전 9:14:27 '한물간' 브라운관(CRT) TV가 몸집을 줄이고 재도약에 나섰다. TV 시장의 90%가 넘는 브라운관 TV 시장을 TFT-LCD나 PDP TV에 앉아서 내줄 수는 없기 때문이다. 기존 60cm나 되던 TV 두께가 38cm 정도로 줄어들었다면 소비자들도 고민하게 된다. 비싸지만 바로 LCD나 PDP TV를 사느냐, 아니면 슬림 브라운관 제품을 보다가 몇 년 뒤 가격이 크게 떨어진 LCD TV를 살 것인가. 삼성전자 관계자 역시 "LCD TV가 보편화되려면 기존 브라운관 TV 가격의 1.2배 정도여야 된다"고 말했다. LCD 보편화까지 상당한 기간이 필요한 실정이다. 완전평면 슬림형 브라운관을 개발한 곳은 국내 삼성SDI와 LG필립스디스플레이 등 두 기업. 브라운관 두께가 35cm, TV 두께는 38cm 정도다. 기존 브라운관 TV는 60cm였다. [인터뷰:김재식, 삼성SDI 전무] "전자 빔의 편향각을 기존의 105도에서 125도로 쏘는 기술을 저희가 개발했습니다." http://www.ytn.co.kr/news/news_view.php?cd=0102&key=200407191741012985
“1897년, Karl Ferdinand Braun은 세상을 변화시킨 도구를 발명하였다.” Written by Peter A. Keller - 음극선관 탄생 100주년, Infomation Display 紙 Display로서 브라운관(음극선 진공관)은 비록 다양한 기술의 발전과 더불어 생겨난 PDP나 LCD 등 FPD(Flat Panel Display) 의 도전을 받고 있는 상황이나 품질과 가격 경쟁에 있어서 절대우위를 차지하고 있음
형광체 기본구조:브라운관의 기본 구조는 발광하는 물질, 즉 형광체가 덮어진 진공 튜브와 빔을 발생시키는 전자총, 그리고 그 전자총에서 나온 빔을 원하는 형태로 편향시켜주는 편향부(DY)로 크게 나눌 수 있다. 동작원리:전자총에 전원이 인가되면, 전자총의 Cathode에서 전자가 방출되고 이는 고전압의 영향으로 형광체가 도포된 스크린 화면쪽으로 튀어 나간다. 이 빔이 형광체를 출동하여 빛에너지를 발광하게 되고 그 빛을 우리가 화면으로 보게 되는 것이다.
Liquid Crystal (액정, LC) 이란? 액체와 같은 흐르는 성질과, 고체와 같은 광학적 특성을 보유 ex) Cholesteril benzoate (1888, F.Reinitzer) solid white liquid transparent liquid 145C 178C m.p transition temp. 융해열 크다 전이열 작다
m.p에서 위치의 질서만 깨짐 • 중심위치 : X • 분자배향 : O solid 결정처럼 복굴절성 • (double refraction) 유지 Thermotropic LC : 결정을 가열하거나 냉각하면 액정이됨 lyotropic LC 한분자에 친수성기(hydrophilic)과 친유성기(hydrophobic, lipophilic)이 있고, 적당한 용매에 녹아서 액정특성을 나타냄 • 대부분의 LC는 유기화합물이다 • 온도변화에 민감한 색의 변화를 보인다 • 전기장, 자기장, 온도, 응력(stress) 등의 외부 영향으로 • 분자구조 가 쉽게 재배열하여 광학적특성의 변화를 가져옴 • Display, 광전자소자, sensor등에 응용
Liquid Crystal의 기본구조 • Benzene고리와 육각형고리 등의 고리형태의 구조 포함. • 강직성을 갖는 가늘고 긴 분자 포함. • 단순히 원통형 막대모양으로 가정할 수 있음. • 분자내에 dipole과 이중결합을 포함.
인가전압에 따른 투과율 Example ) 비틀림 네마틱 (twist nematic, TN)형 • - 배향제 사용하여 비틀림 배열 셀 제작 (장축이 90’꼬이게) • 평행 또는 직교하는 편광자를 배치 • 전압인가시 평행 또는 직교여부에 따라 빛이 투과 또는 차단됨
그림 2.24 일반적 LCD 구조
능동방식과 수동방식의 비교 능동방식(Active) 수동방식(Passive)
Active Matrix LCD 구조 • 해상도 1600X1200이 되려면 TFT 576만개 필요
LCD의 제조공정 • Color filter 제조 • TFT array 제조 • Cell 제조 • Module 제조 • http://twinview.co.kr/monitor/guide/lecture_view.php?report_id=1001
완제품 패널을 만들기 위한 마지막 공정으로 Cell 공정으로 만들어진 패널에 편광판과 PCB, 백라이트유닛등을 부착하는 최종 단계이다.
장점 단점
PDP (Plasma Display Panel) Xe, Ne등의 불활성 가스의 플라즈마 방전에 의한 형광체의 발광을 이용.
R (red), G (green), B (blue)이 각 pixel에 포함됨. Cost down이 가장 큰 문제 중의 하나.
(thin film electroluminescent) • 가장 일반적인 ELD 구조 • exited state ground state + hv • blue color의 문제점 • 구동전압이 높음 (>200V) • 가격이 높음.
Organic Light Emitting Diodes Light Emission Cathode Electron transfer layer Light-emitting layer + dopant Hole transfer layer Buffer layer Anode Substrate • LCD보다 응답속도가 빠르다. 발광형태이므로 휘도가 높다. • 청색발광이 용이. 발광효율이 높음 (박막기술의 발달 ). • 기계적 강도가 낮음. 열에 약함.
R B Y G Or Alq-family Kodak TDK Host Red shift DPVBi modifided Alq3 Gaq3 Idemitsu Perylene ABTX Kodak quinacridone Dopant Mitsubishi Pioneer rubrene BTX DPT Mitsubishi Mitsubishi DCJTB Kodak distyrylbiphenyl Idmitsu Mitsubishi 대표적인 발광재료
CDT-Seiko Epson 2.5” AM-PLED Pioneer 5.2” PM-OLED Pioneer -95 Sanyo-Kodak 2.4” AM-OLED Pioneer, PM, 4 Area Color May, SK 5.5” AM-OLED IK-96 CDT-Seiko Epson 2” AM-PLED 5.7”PM-OELD IK-97 LG, 8”-Full color LG, 1.8” Full color LG, 3.8”, PM Organic Light Emitting Diodes 1995-7 1998 1999 2000 ETRI, 2” Flexible OELD Source : Universal Display Corporation
Organic Light Emitting Diodes 2001 2002 2003 15”, Oct. 02, SK 3.6” Nov. 02 LITI, SDI 13”, Feb. 01, Sony 3”, 521 x 218 AM-OLED, SK 2.2”, Kodak 15”, Oct. 01, SDI Feb.03, SNMD 3”, Sanyo 17” April. 02 PLED,Toshiba 2.1” Nov. 02, IJP, Epson F505i, DOCOMO
What we need for commercial applications • Improved performance • mh, me, Ion/Ioff • High stability (air stability) • Processing compatibility • High thermal conductivity • Solution process : 대형화의 걸림돌 • Green manufacturing
(Field emission display) • 원리상 CRT와 비슷. 각 pixel에 전자총이 3개 (R-G-B). • PDP, LCD와 각축 예상. • CVD CNT를 이용한 electron emission : 대면적화 용이
DISPLAY 산업의 특징 • 자본집약적이며 규모의 경제가 작용하는 산업. 적기 투자가 중요. • 유리기판 대형화에 따라 투자비용이 급격히 증대.
2-3년을 주기로 호황과 불황이 반복되는 산업 • 다양한 디스플레이의 존재로 신규시장 창출 가능성이 큰 산업 • 다양한 응용제품의 출현과 함께 복합경쟁구조를 가지면서 시장을 • 확대해나가는 산업
전-후방산업 연관효과가 높은 산업 • 부품 –소재를 공급받아 가공-조립하는 시스템산업이며, • 디지털가전-컴퓨터-정보통신기기 등의 핵심부품으로 전-후방 • 효과가 큰 산업.
우리나라 디스플레이 산업의 문제점 • LCD 관련 증착장비는 미국과 일본이 대부분 독점. • 관련부품의 자급률이 낮다. 대외의존도가 높다. 액정(LC)의 경우는 국내생산이 전무한 상태. • 기초기술분야에 대한 저변 취약. EL, PDP 와 같은 새로운 시장 개척에서 뒤쳐진다.
