PDP, ELD, VFD 역사

PDP와 ELD는 모두 발광형의 평판 패널형 전자 디스플레이로서, 1936년 Destiau에 의해 발견된 전계발광현상을 이용한 분산형 AC 구동 패널을 1950년에 Sylvania사가 개발한 것으로 낮은 휘도와 수명이 짧다는 단점 때문에 실용화에 어려운 디스플레이로 간주되었다. 그러나 1968년에 이르러 Bell 연구소에서 박막형 AC 구동 EL 패널의 개발에 힘입어 실용화를 위한 연구가 본격적으로 시작되었다. 1970년경에는 면광원으로 분말 형광체인 분산형 EL이 활발하게 연구되기 시작하여 매트릭스형 EL에 의해 TV에 적용하고자 하였지만, 역시 단점을 보완하지 못하여 실용화에 거듭 실패하였다. 이후로 1978년에 Sharp사가 고휘도 및 긴 수명으로 향상시킨 2중 절연 박막형 ad 구동 el 패널을 상품화하기 시작하여, 1980년에는 더욱 개선된 고휘도의 ALE 박막형 AC 구동 EL 패널을 Lohja사가 개발하였다. 그리고 1987년에는 저전압으로 동작하는 고휘도의 다양한 발광색을 가진 유기 박막 EL 패널을 Kodak 사에서 만들었고, 1988년 Planner System 사는 풀컬러 표시가 가능한 ELD를 본격적으로 시판하였다. 역시 ELD에서 중요한 요소기술로서는 발광효율과 수명에 대한 개선이며, 특히 발광효율은 발광소재 자체의 발광뿐만 아니라 유기 EL 소자의 구조나 패널구조 등과 밀접한 관계를 가진다. 능동 매트릭스의 경우, 개구율도 발광효율에 영향을 미치며 현재 하측 에미션형의 개구율은 30%, 상측은 약 70% 정도 개선되었다. 수명에 대한 향상에서도 저분자 재료의 경우, 초기 휘도가 1,000 cd/m2의 휘도 조건에서 청색일 때 7,000시간, 녹색일 때 30,000시간, 그리고 적색일 때에 5,000시간 정도로 개선하였다. 이와 같은 결과롸서, 2인치급 휴대용 전화기의 디스플레이와 중형 및 대형 디스플레이나 TV에 시작품을 제작할 수준에 도달하였으며, 저분자 재료를 이용한 디스플레이의 경우에 저온 p-Si TFT 기판을 이용한 15.5인치 패널, 12인치 패널을 4장으로 구성한 세계 최대의 24.2 인치 패널 및 a-Si TFT 기판을 이용한 20인치 패널을 제작하기에 이르렀다. 특히, 저분자 재료를 적용한 유기 EL은 진공증착장치에서 섀도우 마스크를 고정도로 이동시켜 수십 마이크론의 화소를 증착하게 됨이며, 이를 상용화하여 휴대용 전화기의 서브 패널 및 디지털카메라에 적용하고 있다. 발광형의 VFD는 초기에 숫자 표시기나 지시등으로 사용되었다. VFD는 1967년 일본의 ISE 사가 한 자리 숫자를 세그먼트형으로 표시하는 원형 단일관을 개발하였는데, 이는 도전성 ZnO:Zn 형광체를 저속 전자선으로 여기하는 열음극과 메쉬 그리드를 통과하여 청록색 발광을 관찰하는 반사형 형광면으로 구성된 VFD이다. 1972년에는 Futaba사가 여러 자릿수를 나타내는 원형 다수관과 평판형 다수관을 개발하였다. 이후, 평판형의 다수관을 토대로 문자나 도형 표시가 가능한 대용량의 표시 평판 패널형 디스플레이로 개선하였고, 시각이나 시차를 크게 개선한 전면 발광방식의 VFD가 실용화되었으며, 1985년에는 RGB 형광체를 이용한 다중 컬러 VFD 디스플레이가 개발되었다. 초기 VFD에 있어 기본적인 전면/후면 구성을 뒤집어 형광면을 전면으로 하는 투과형 전면발광형의 경우는 시야각이 넓어지는 반면에 휘도가 저하하는 결함이 있다. 하지만 제조기술을 개선하여 특성을 햐상시킴으로서 제품화에 도달하였는데, 이러한 기술에는 구동 IC를 패널 주변에 chip-in-glass 방식으로 채용하고, 또한 기존 방식에서는 빠뜨릴 수 없었던 전자관의 진공 배기와 봉지에 사용한 침관을 배제한 칩리스 봉지 방식 등의 개발이 포함되며, 이와 같은 개선과 저을 거쳐 패널과 주변 회로를 소형화할 수 있었다. 다른 디스플레이에 비해 VFD는 세그멘트형으로 많은 수요가 지속되었기 때문에 메트릭스형 패널의 개발이 늦게 이루어졌으며, 인접 셀과의 크로스 톱을 낮추기 위해 전극 구조나 동작을 개량함으로써 고정세화를 개선하였다. 대형화면에서는 320X200화소에 8.3인치의 전면발광형 그래픽용 컬러 VFD까지 개발하였다. 그러나 VFD의 내부 구조에는 스페이서를 삽입하기 어렵고, 진공 응력으로 인하여 두꺼운 면판을 필요로 하기때문에 대형화할 경우에는 다른 디스플레이에 비해 다소 무거워진다는 단점이 있다. 이후, 고정세화면에서 그리드에 대한 정전편향을 도입하여 640X400셀의 5.9인치 초고정세 VFD 개발을 이루었으며, 여기에서 패널은 ZnO:Zn 형광체의 넓은 발광 스펙트럼을 이용하였고, 또한 액정 액티브 필터를 적용함으로써 해상도를 저하시키지 않으면서 멀티 컬러 표시가 가능하도록 개발하였다. 향후 VFD를 보다 고휘도와 고효율로 개선함으로써 응용면에서 고속전자선 역에 의한 대화면 디스플레이로 접근하고 있으며, 또한 기본적인 구조의 형상을 통하여 실내 대화면에서부터 실외의 거대 화면까지 정세패널로 변화한 발전을 나타내고 있다. 그리고 소수 매트릭스형 패널을 기초로 다수의 모듈화된 패널로 대화면을 만들 수 있을 것을 기대하고 있다. 1990년대 후반부터 현재까지 지속적으로 유지하고 있는 세계 최고의 국내 평판 디스플레이 기술 수준을 간략하게 나타내고 있다.