초록 ▼

PDP와 LCD Backlight용 고효율 광원으로서의 Rare Gas Halide Excimer를 방전매질로 하는 Micro Discharge의 메카니즘 규명 및 방전장치의 설계제작 기술의 개발에 연구목표를 두고 있다. 컴퓨터 시뮬레이션 및 실험에 의한 설계 파라메터의 최적화에 대한 분석을 통해 발광 강도와 효율의 극대화를 도모함으로서 현재까지 구현되지 못하고 있는 Micro Discharge에서의 고효율 Rare Gas Halide UV 광원의 실현 가능성을 검토한다. 1. 1차년도 : Micro Discharge 기술개발 Ra

PDP와 LCD Backlight용 고효율 광원으로서의 Rare Gas Halide Excimer를 방전매질로 하는 Micro Discharge의 메카니즘 규명 및 방전장치의 설계제작 기술의 개발에 연구목표를 두고 있다. 컴퓨터 시뮬레이션 및 실험에 의한 설계 파라메터의 최적화에 대한 분석을 통해 발광 강도와 효율의 극대화를 도모함으로서 현재까지 구현되지 못하고 있는 Micro Discharge에서의 고효율 Rare Gas Halide UV 광원의 실현 가능성을 검토한다. 1. 1차년도 : Micro Discharge 기술개발 Rare Gas 및 Rare Gas Halide Excimer를 방전매질로 하는 마이크로 방전의 컴퓨터 시뮬레이션코드 개발 및 방전간격 <1mm, 셀직경 <0.5mm의 단위 방전 셀의 설계제작 및 특성평가 2. 2차년도 : Array Discharge 기술개발 Rare Gas Halide Excimer를 방전매질로 하는 방전간격 <1mm, 단위 셀직경 <0.5mm의 Array Discharge Pannel, 구동 전자회로의 설계제작 및 특성평가
- 컴퓨터 시뮬레이션 코드의 개발
마이크로 엑시머 방전의 매커니즘 및 시스템 설계의 기초자료를 확보하기 위해 컴퓨터 시뮬레이션 코드를 개발하였다.
- MPCD와 MHCD 특성분석
두께 0.5T의 Mica panel를 유전체로, 두께 0.1 T의 Nickel과 Molybdem foil을 전극으로 사용하여 방전소자를 설계 및 제작, 전극의 형태에 따른 방전특성을 분석하였다. Planar cathode discharge의 경우 방전 I-V 곡선이 positive differential resistance를 나타나며 이는 Abnormal glow discharge의 방전적 특성임을 밝혔다. Hollow cathode discharge의 경우는 I-V곡선이 plat 또는 negative한 differential resistance를 나타나며 일반적인 형태의 glow discharge 임을 밝혔다.
- 마이크로 방전 어레이 소자의 제작 및 특성분석
마이크로 방전의 어레이화를 위해서는 개개의 Ballast resistor를 설치하여야 하나 N-type의 Si wafer (단결정면(100), 두께 2.1T)를 전극으로 사용함으로서 공통 ballast resistor로 구성하여 어레이 방전소자를 설계, 제작하였다. XeI를 이용한 방전실험결과, Excimer는 253nm와 375nm영역에서 가장 강력한 UV를 방출하며, pd < 20 에서 가스압력과 전류의 양이 커질수록 방출되는 광의 intensity가 강해지고, pd > 20 에서는 방전이 불안하며 가스압력이 증가할수록 점점 intensity가 감소하는 현상을 발견할 수 있었다. 이러한 조건의 최적화를 통해 이후의 반도체 공정과 MEMS를 이용하여 마이크로 방전소자를 디자인 할때 램프의 intensity를 극대화할 수 있는 최적의 가스압력을 설정할 수 있을 것이다.

Abstract ▼

We focus our attention to analyze the mechanism of micro discharge with rare gas halide excimer and to develop design and fabrication technology of discharge device for the flat panel display technology. We will investigate the optimization characteristics of micro discharge with rare gas halide by

We focus our attention to analyze the mechanism of micro discharge with rare gas halide excimer and to develop design and fabrication technology of discharge device for the flat panel display technology. We will investigate the optimization characteristics of micro discharge with rare gas halide by computer simulation code, which will be developed in this project. We will try to show the design criterion of rare gas halogen lamp, which will be used as a light source of panel display device. First year : Development of dielectric barrier discharge technology
- Theoretical analysis of micro discharge: development of computer simulation code for rare gas discharge.
- Design and fabrication of discharge cell
: discharge cell: gap=<1mm, diameter=<0.5mm
- Evaluation of discharge characteristics
Second year: Development of Array Discharge technology
- Design and fabrication of discharge device: design and fabrication of discharge cell, chamber, and electrodes, which is to be tolerance halogen gas.
- Evaluation of discharge characteristics: measurements and analysis of discharge characteristics for rare gas as functions of pressure, composition, discharge voltage and mode, cell geometry
- Development of computer simulation code We Developed a computer simultion code that is basic materials for mechanism of micro excimer discharge and system design.
- Development of micro device and analysis of the characteristics
Using a mica sheet (thickness:0.5T) as the dielectric and a Ni(or Mb) sheet (thickness:0.1T) as the electrodes, It is designed and fabricatied micro discharge device. Characteristics of discharge is analyzed as a function of the shape of electrode. At MPCD shape showed the charateristics of positive differential resistance, which is the characteristics of abnormal glow discharge. On the other hand, MHCD I-V characteristics is revealed the negative or plat differential resistance.
- Development of array device and analysis of the characteristics
For the array, each discharge cell must have a ballast resistor. In this study, it is fabricated array device using a common ballast resistor of Si wafer(100 N-type, thickness:2.1T). The XeI excimer have peak intensity at 253nm and 357nm. For pd < 20, it is revealed that the peak intensity of UV emission increased with gas pressure and current increase. However for pd > 20, it is revealed that the peak intensity of UV emission decreased with increasing gas pressure and current, and the discharge is unstable.

목차 Contents

• I. 연구계획 요약문...3
• 1. 국문요약문...3
• II. 연구결과 요약문...4
• 1. 국문요약문...4
• 2. 영문요약문...5
• III. 연구내용...6
• 1. 서론...6
• 2. 연구방법 및 이론...7
• 3. 결과 및 고찰...26
• 4. 결론...50
• 5. 인용문헌...51
• 6. 부록(Appendex)...52