탄소나노튜브가 영상화면분야, 특히 전계방출 소자의 전자방출 팁 제조기술과 접목됨으로써 초박막이고 소모전력이 절감되며 수명이 긴 대화면의 평판 디스플레이패널 기술의 상용화를 가속화시키고 있다. 이에 따라 디스플레이 시장의 변화가 예상된다. 첨단 전자ㆍ정보화 시대가 도래함에 따라 전통적 개념의 디스플레이의 대명사였던 음극선관(CRT)이 다양한 영역에서 LCD(Liquid crystal display), LED(Light emitting diode), PDP(Plasma display panel), FED(Field emission device)와 같은 평판 디스플레이패널에게 그 자리를 내줄 날도 멀지 않았다. 특히,1991년 일본전기(NEC)의 이지마 박사에 의해 처음 연구된 탄소나노튜브라는 신소재가 개발되고 이것이 영상 디스플레이 분야에 응용되면서부터 그 가능성은 더욱 높아지고 있다. 지구상의 탄소는 다이아몬드나 흑연의 모습으로 존재하고 있는데 다이아몬드는 절연체이고 단단한 보석인 반면, 흑연은 전도성을 갖는다. 그런데 인공합성된 탄소 나노튜브는 같은 탄소이면서 직경이 보통 1나노미터(10억분의1미터)정도로 도체나 반도체로 조작이 가능하고 강도는 강철의10배이며 속이 대롱모양으로 비어 있고 가늘다는 특성을 가지고 있다. 현재 탄소나노튜브라 신소재는 개발역사가 짧지만 1997년 세계과학계의 10대 중요 연구과제에 선정될 만큼 최근 연구가 세계적으로 활발히 진행되고 있고 용도면에서의 응용범위는 전자, 기계, 화학, 의학, 생체내의 극미세장치를 요하는 생명공학분야 등 매우 넓다. 평판 디스플레이 분야에서는 현재 전계방출소자(FED)분야에서 탄소나노튜브의 응용이 가장 활발히 이루어지고 있는데 탄소나노튜브가 그 직경이 매우 작은 관 모양으로 전도성이면서 높은 강도와 전자방출에 적합하도록 뾰족한 침모양을 하고 있어 FED의 전자방출 팁의 형성에 사용될 수 있고 전자방출팁의 수명, 안정성, 그리고 전자방출효율면의 많은 문제점들을 해결해줄 가능성이 매우 크기 때문이다. FED란 TV브라운관과 유사하게 전자총에서 방출된 전자빔을 형광체에 쏘아 영상을 형성하는 장치로 칼라브라운관은 3개의 전자총으로 수십만개의 화소(Pixel)를 빠르게 주사해 가는 방식이지만 FED는 각각의 화소 뒤에 화소만을 담당하는 수많은 전자방출팁이 있어 영상을 형성하는 장치인데 FED의 전자방출팁은 반도체 제조공정으로 제조되며 팁의 재료로 탄소나노튜브를 사용하는 기술이 연구되고 있다. 현재 우리나라는 삼성종합기술원에서 탄소나노튜브를 이용한 FED기술을 독자적으로 개발했으며 앞으로 2-3년내에 탄소나노튜브로 동영상을 구현하는 기술의 상용화가 가능할 것으로 밝혔고 1999년6월에는 정보디스플레이학회가 창립되어 연구분야의 일환으로 FED 연구가 활발히 이루어지고 있으며 일본에서는 Ise전자 등이 활발히 연구하고 있다. 탄소나노튜브 응용 FED 특허 출원현황 (단위:건수) ---------------------------------- 구 분 한 국 미 국 일 본 ---------------------------------- 1997년 1 0 0 1998년 4 2 1 ---------------------------------- 특허출원면에서 볼 때 탄소나노튜브 소재 자체가 개발된지 얼마되지 않은 이유로 아직까지는 탄소나노튜브의 소재 자체에 대한 출원은 일본의 NEC가 1998년까지 대략 20건으로 가장 많고 다음으로 CANON 순으로 많은 편이다. 탄소나노튜브를 응용한 FED의 출원은 1996년 이전에는 출원이 안보이다 1997년부터 출원되기 시작하는 것을 볼 수 있는데 탄소나노튜브의 개발역사가 짧은 것에도 연유하고 있다. 우리나라는 전자통신연구소 1건, 현대전자 1건, 개인 3건,미국은 미네소타 마이닝&매뉴팩쳐링 1건, 대학관련출원 1건, 일본은 이세(Ise)전자 1건이 현재 출원중에 있으나 출원중이나 미공개된 것을 고려하면 더 많을 것으로 예상되며 탄소나노튜브 소재의 연구가 매우 활발히 진행되고 있는 관계로 앞으로 점차 관련특허 출원도 증가할 것으로 예상된다. <Chemical Daily News 2001/09/21> |
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