탄소나노튜브를 이용한 디스플레이

소개글

탄소나노튜브를 이용한 디스플레이에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1) 개요
2) 디스플레이 란?
3) 탄소나노튜브란?
4) 시장 동향성 및 결론

본문내용

장 능력이 뛰어납니다. 따라서 탄소나노튜브를 이용한 연료전지가 개발되면 대체 에너지원으로 크게 각광받을 것으로 기대됩니다.
이상에서 기술한 바와 같이 탄소나노튜브는 고부가가치를 창출하는 첨단 전자정보산업을 비롯한 다양한 산업분야에 이용될 수 있는 기초 신소재라 할 수 있습니다.
4. 시장 동향성 및 결론
1) 탄소나노튜브 디스플레이 시장의 규모는?
- 탄소나노튜브 디스플레이의 시장 전망에 대한 부분은 업체마다 다소 차이가 있으나, 모든 업체가 탄소나노튜브 시장의 연평균성장률이 30%이상이 될 것으로 전망하고 있다.
▼ 탄소나노튜브 디스플레이 시장 전망
위의 그래프를 보면 2004년 약 1조원에 불과했던 전세계 탄소나노튜브를 이용한 디스플레이 시장 규모는 해마다 성장을 거듭하여 2010년에는 6조원을 돌파할 것으로 전망되고 있다. 또한, 아직 연구 개발 단계라는 것을 감안한다면, 상용화가 진행될 경우, 위의 전망치보다 더욱 급속한 성장을 기록할 가능성도 있다.
이상으로, 탄소나노튜브가 주목 받고 있는 이유와 디스플레이 업계와의 연관성, 기술동향 및 향후 시장전망에 대한 부분을 살펴보았다. 위에서 거듭 이야기했듯이, 탄소나노튜브는 지금보다는 향후가 더욱 기대되는 물질이다. 또한 그 특성을 어떻게 조절하느냐에 따라 매우 다양한 분야에서 활용될 수 있는 물질이다. 따라서, 현재 탄소나노튜브는 세계 여러 나라에서 정부 지원 하에 개발이 진행 중이며, 우리나라 역시 2002년에 나노 기술 개발 촉진법을 제정하여 제도적, 경제적으로 지원을 하고 있다.
탄소나노튜브 기술개발 로드맵
Sourece : KETI, CNT 생산 및 응용분야 사업화 동향
2) 디스플레이업계에서 탄소나노튜브를 주목하는 이유는 ?
(1) ‘차세대 평면 브라운관’ FED (Field Emission Display)
- 디스플레이 업계에서 가장 먼저 탄소나노튜브에 대한 연구가 진행된 것은 FED 쪽이 아닐까 생각한다. 이미 LCD와 PDP가 디스플레이 시장을 주도 하고 있으나, LCD는 광원이 필요하다는 아킬레스건을 가지고 있으며, PDP 역시 전력소모와 열이 문제가 되었다. (허나 이 단점들도 하나 둘 개선되고 있다.) 그러한 맥락에서 살펴보면, 부담스러운 덩치만 제외한다면 CRT야말로 가장 이상적인 디스플레이일지도 모른다.
이러한 CRT의 장점과 평판 디스플레이의 장점을 하나로 모은 것이 바로 전계방출 디스플레이라 불리는 FED이다. 차세대 평면 브라운관이라고도 불리우는 FED는 CRT 수준의 화질과 저렴한 제조비, 높은 발광효율이 특징이다. 그러나 FED가 아직 시장에 진입하지 못하는 데에는 그만한 이유가 있다. 문제는 FED의 음극팁이 전계 방출 횟수와 비례하여 노후가 진행되며, 상당한 양의 불순물을 진공 패키지 내부로 방출하게 된다는 것이다. 이러한 문제점을 보완하기 위해 연구되고 있 는 것이 바로 탄소나노튜브를 이용한 음극 팁의 형성이다.

탄소나노튜브를 이용한 FED
탄소나노튜브를 이용한 FED는 지금도 일본 기업들이 주축이 되어 연구가 활발히 진행 중이며, 현재 콘트라스트, 시야각, 해상도 향상 및 응답속도 등의 면에서 개선이 더 필요한 것으로 알려져 있다.
(2) ‘친환경주의 BLU’를 꿈꾼다
- FED 다음으로 대표적인 분야가 바로 LCD 구동에 꼭 필요한 부품인 BLU이다. 그 동안 사용되던 CCFL BLU의 경우 수은을 포함하고 있어 환경 문제와 복잡한 공정이 필요하다. 그로 인해, 최근 LED를 이용한 BLU나 면광원 BLU 등 이를 대체할 BLU를 개발하기 위한 노력이 계속 되어왔다. 그 중 하나가 바로 탄소나노튜브를 이용한 BLU이다.
탄소나노튜브의 전계방출 원리를 이용한 탄소나노튜브 BLU는 수은을 전혀 사용하지 않아 환경친화적이며, 구조가 단순하고, 두께도 더욱 얇아진다는 장점이 있다. 하지만 아직은 휘도가 1만 칸델라 수준에 머물고 있어, 이를 업계 요구 수준인 1만 5,000칸델라 이상으로 개선해야 한다는 과제가 남아 있다.

(3) Non-Indium 투명전극의 선두주자
- 현재 가장 상용화에 다가선 분야는 투명전극 분야이다. 투명전극은 현재 LCD, PDP, OLED와 터치스크린, 플렉서블 디스플레이에 이르기까지 거의 대부분의 디스플레이에서 없어서는 안되는 재료이다. 그러나 투명전극으로 널리 이용되고 있는 ITO는 인듐의 희소성으로 인하여 가격이 워낙 높고, 터치스크린 등의 어플리케이션에 적용될 경우, 유연한 필름과의 물리적 특성 차이로 크랙이 발생하는 등의 문제점이 있다. 이러한 문제점을 해결해 줄 새로운 소재로 부상하고 있는 것이 탄소나노튜브다.
ITO전극은 인듐과 주석을 적절한 비율로 섞은 분말을 성형하고, 소결하여, 타겟으로 만들고, 이를 다시 배킹 플레이트에 본딩하여, 스퍼터 장비를 이용하여 유리 및 필름에 스퍼터하는 다소 복잡한 공정을 거쳐야 한다. 그러나 탄소나노튜브를 이용할 경우, 아래 그림과 같이 탄소나노 튜브를 정제하고, 분산시켜, 증착하는 세 단계를 거치면 투명한 전극을 형성할 수 있다. 이때 사용되는 탄소나노튜브의 양도 극히 소량이어서 경제적으로도 많은 이점이 있을 뿐만 아니라 탄소나노튜브는 ITO와 같은 희소성을 지닌 물질이 아니므로, 안정적인 공급도 가능할 것으로 보인다.
향후 남은 과제는 전도도와 투과도를 ITO 수준으로 끌어올려야 한다는 것과 필름이 아닌 유리 표면에 전극을 형성시키는 방법에 대한 연구일 것으로 생각된다.
탄소나노튜브 전극 형성 방법
3) 탄소나노튜브의 향후 문제점 및 과제
- 탄소나노튜브는 아직 개발되지 않은 어플리케이션이 많은 물질이다. 탄소나노
튜브가 여러 분야, 특히 디스플레이 업계에서 상용화가되기까지는 아직 많은 과제가 남아있다. 대량생산을 통한 가격 인하, 특정 응용 분야에 맞는 각각의 탄소나노튜브 개발 등이 필요하다. 또한 정제 및 커팅이라는 다소 까다로운 공정상의 문제를 해결해야 하며, 제품화를 위한 노력도 필요하다. 디스플레이 업계에서의 탄소나노튜브 활용은 현재 위의 세 가지 정도가 주목을 받고 있으나, 이 외에도 탄소나노튜브에 대한 연구가 진행되어 갈수록 더욱 많은 응용분야가 있을 것으로 생각된다.

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