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문제 정의
- 효율을 높이는 것이다. 기존의 3전극 면방전형 구조에서 격벽의 구조나, 전극의 구조, 3전극 면방전형 구조를 탈피하는 대항방전 구조의 방전셀 등으로 요약 되어지는 효율 개선의 노력을 하나씩 살펴보도록 하겠다.
- 따라서 이러한 고정세 방전 셀의 낮은 효율을 얼마나 극복할 수 있는지가 PDP 업계 최대의 문제로 지적되고 있고, 최근 학계와 업계의 연구 주제가 되고 있다. 본 고에서는 PDP 최신 기술동향을 통해 고효율 달성을 위한 노력을 살펴보도록 하겠다.
제안 방법
- 이 구조는 그림 2(a)에 나타낸 것처럼 고정세화 하는데 커다란 문제점중의 하나였던 어둠지 역(Dead zone)을 없애 표시영역을 넓힘으로서 고정세화 및 고휘도화를 꾀하였다. 즉 그림 2(b) 처 럼 X전극과 Y전극을 각각 짝수행과 홀수행으로 구분하여 이들을 교대로 반복 표시함으로써 고정세화를 실현하였고, 발광면적의 증가 및 개구율의 증가로 인하여 고휘도화를 이루었다.
- 즉 그림 2(b) 처 럼 X전극과 Y전극을 각각 짝수행과 홀수행으로 구분하여 이들을 교대로 반복 표시함으로써 고정세화를 실현하였고, 발광면적의 증가 및 개구율의 증가로 인하여 고휘도화를 이루었다. 하판의 경우 기존의 Stripe 구조의 격벽 대신 그림 2(a)에 보인 것과 같은 구불구불한 미앤더 격벽을 채용하여 사각형 모양의 RGB 셀 배치를 삼각형 (delta) 모양으로 바꾸고, 기존의 직선형 격벽에 비해 형광체의 도포면적을 증가시켰다. 이렇게 하여 휘도와 발광효율을 각각 1, 200 cd/m'와 2.
- 이 구조의 특징은 그림 4(a)에서와 같이 격벽을 6각형 구조로 형성을 함으로 해서 형광체 도포면적을 증가시 켰고, ITO 전극의 모양을 어금니 모양으로 설계하여 격벽을 형성하고 있는 전 부분에서 방전이 균일하게 일어날 수 있도록 하였다. 또한 Bus 전극을 격벽위에 위치시켜 개구율의 향상을 도모하였다.
- 3(a)처럼 ITO 투명전극을 T-자형으로 설계하여, 실제 강한 전기장이 인가되는 부분을 제외한 전극의 일부분을 제거하여 발광효율의 향상을 꾀하였다. 또한 그림 3(b)와 같은 셀구조를 채택하여 형광체 도포 면적을 증가시킴으로서 실제 발광효율에 있어서 약 20% 정도 향상시켰다.
- 즉 그림 2(b) 처 럼 X전극과 Y전극을 각각 짝수행과 홀수행으로 구분하여 이들을 교대로 반복 표시함으로써 고정세화를 실현하였고, 발광면적의 증가 및 개구율의 증가로 인하여 고휘도화를 이루었다. 하판의 경우 기존의 Stripe 구조의 격벽 대신 그림 2(a)에 보인 것과 같은 구불구불한 미앤더 격벽을 채용하여 사각형 모양의 RGB 셀 배치를 삼각형 (delta) 모양으로 바꾸고, 기존의 직선형 격벽에 비해 형광체의 도포면적을 증가시켰다.
- 삼성 SDI의 경우 HERO(High Efficiency Rib and its Optimized electrode) 구조를 제안하였다. 이 구조의 특징은 그림 4(a)에서와 같이 격벽을 6각형 구조로 형성을 함으로 해서 형광체 도포면적을 증가시 켰고, ITO 전극의 모양을 어금니 모양으로 설계하여 격벽을 형성하고 있는 전 부분에서 방전이 균일하게 일어날 수 있도록 하였다.
- 있다. 상판과 하판 사이에 전극을 포함하고 있는 세라믹 쉬트를 격벽 대신 위치시켜 대항방전을 일으키는 방식을 채택하였다. 그림 6(c)에서 보는 바와 같이 최대 효율은 3.
- 이상으로 현재 PDP의 기술동향에 대해 구조적인 측면부터 MgO 보호막, 방전기체, 화질특성 등에 대하여 살펴보았다. PDP는 우수한 화질과 단순한 패널구조의 장점을가지고 있기 때문에 다른 여타의 디스플레이 디바이스보다 발전가능성이 매우 크다.
- 파이오니아(Pioneer)사의 경우 상판의 전극구조는 T-자형 전극구조를 채택하고, 하판의 경우 와플(Waffle)형 셀구조를 적용하였으며, 구동에 있어서는 CLEAR(Hi- Contrast, Low Energy Address and Reduction of False Contour Sequence)라는 구동법을 고안하여 적용하였다. 파이오니아에서 고안한'전극구조는 그림 3(a)처럼 ITO 투명전극을 T-자형으로 설계하여, 실제 강한 전기장이 인가되는 부분을 제외한 전극의 일부분을 제거하여 발광효율의 향상을 꾀하였다.
이론/모형
- 현재 PDP의 명실명암비는 약 200:1 정도이다. 이러한 명실명암비를 개선하기 위해 보색패널 설계 기술 및 Film Filter 기술이 적용되었다.
성능/효과
- 자외선이 방출이 되에그림 8(b)] 형광체를 여기 시켜 가시광 변환 효율을 높여 기존의 1.8 S m/W 정도의 효율을 2.2 2 m/W 로 높일 수 있었다. 또한 어드레스 방전 시 Delay Time (Jitter Time)을 획기 적으로 줄예그림 8(c), (d)] 고속구동이 가능한 장점을 가지고 있다.
- 또한 Bus 전극을 격벽위에 위치시켜 개구율의 향상을 도모하였다. 따라서 그림 4(b)에서와같이 각 형광체에서의 가시광 발광량이 증가함을 볼 수 있었고 효율은 약 25%정도 향상됨을 확인하였다.
- 이러한 단점을 보완하기 위해 LG전자에서 적용한 것이 Film Filter, 즉 Clear Filter 기술이다. PDP 전면 Filter를 Film 재질로 바꾸면서 기존대비 Set 무게를 20% 정도 줄였고, Multi-Reflection 및 Double Image 현상을 줄이게 되었다.
- 기존 ITO 전극의 Gape 약 60㎛정도였으나, 이 전극의 Gap을 90, 110, 130㎛ 로 증가 시켰을 때 그림 5와 같이 효율이 증가함을 보여 주었고 최대 2.9 2 m/W를 나타내었다. 이후 여러 학계나 업계에서 전극의 Gap을 약 300~400ym 정도로 더욱 증가시켜 더 높은 효율이 나타남을 확인하였다.
- 그러나 격벽을 갈색 계열로 형성하고 상판 투명 유전체를 파란색 계열로 형성을 하면 보색관계에 의해 패널이 검게 되고 따라서 외광반사는 줄어들게 된다. 더불어 갈색 계열의 격벽은 형광체에서 나오는 가시광의 반사율도 기존 흰색 격벽보다 높여주고, 또한 상판의 파란색 계열의 유전체도 패널 색온도 증가에 도움을 주어 기존대비 패널 구조 자체에서의 화질 향상을 도모하였다.
- 또한 그림 3(b)와 같은 셀구조를 채택하여 형광체 도포 면적을 증가시킴으로서 실제 발광효율에 있어서 약 20% 정도 향상시켰다. 또한 이웃 셀과의 간섭 및 진공자외선의 손실을 막아 수직해상도를 향상시켰고, 셀들을 블록화 하여 비표시부분에서의 발광을 막음으로써 콘트라스트 (contrast)가 향상되는 결과를 얻었다. 구동에 있어서는 그림 3(c)에 나타낸 것처럼 각각의 서브-필드에 시간적인 차등을 두지 않고, 단순한겹침, 즉 단순한 시간 폭의 변조로 계조를 표현하는 방법을 고안하였다.
- 그림에서 나타나듯이 Motion Speed가 12 ppf(pixel per field)정도(스포츠경기 및 액션영화 수준) 빨라지면 LCD의 최대 해상도는 현저히 줄어들어 정지 해상도의 10분의 1 수준으로 떨어지는 것을 확인 할 수 있다. 반면 PDP는 Full HD 기종에서는 약간의 해상도 저하가 나타났지만, HD 기종에서는 해상도의 변화가 거의 없음을 확인할 수 있었다. 그림 13 (b)는 동일한 사이즈의 PDP와 LCD에 동일한 수직선 패턴을 구현한 후 Motion Speed에 따른 수직선의퍼 짐 정도를 확인한 결과를 보여주고 있다.
- 9 2 m/W를 나타내었다. 이후 여러 학계나 업계에서 전극의 Gap을 약 300~400ym 정도로 더욱 증가시켜 더 높은 효율이 나타남을 확인하였다. 그러나 그림 5에서와 같이 전극의 Gap 을 증가시키면 효율은 올라가지만, 유지전압(Sustain Voltage)이 증가하는 문제가 발생이 된다.
후속연구
- 또한 리셋 구간에서의 가시광 방출 증가로 인한 명암비의 감소 및 방전지연시간의 증가로 인해 고속구동이 어려워지는 단점이 있다. 따라서 무조건 Xe 함량을 높이는 방법 보다는 방전셀 및 구동조건의 최적화와 함께 방전기체의 연구를 진행해야 할 것이다.
- 8 6 m/W 정도를 보였다. 이러한 대항방전형 구조의 방전셀의 도입은 기존의 3전극 면방전형 구조의 탈피에 의미가 있고, 앞으로 여러 분야에서 더욱 연구가 진행이 될 것이라 생각된다.
- LCD나 Projection TV 등에 비해 많은 장점을 가지고 있다. 즉 방전현상을 이용한 디바이스의 특성으로 인한 빠른 응답속도와 넓은 시야각, 높은 색 재현력, 뛰어난 화질 등으로 인해 시장에서 최고의 경쟁력을 가진 디스플레이로 성장해 나갈 것으로 기대된다. 또한 최근 납을 사용하지 않은 친환경 제품의 개발이 국 .
- PDP는 우수한 화질과 단순한 패널구조의 장점을가지고 있기 때문에 다른 여타의 디스플레이 디바이스보다 발전가능성이 매우 크다. 특히 50 inch 이상 대화면 구현 및 Full HD 구현에 대한 가격 경쟁력도 가지고 있어향후 디지털 TV 및 홈 엔터테인먼트 시장에서 가장 독보적인 디스플레이 디바이스가 될 것이라 생각한다.
- 향후 디지털 TV는 단순한 TV의 기능뿐만 아니라 게임(XBOX360, PS3)이나 차세대 영상 저장매체 (Blue-ray, HD-DVD) 등 홈 엔터테인먼트(Home Entertainment) 의 수단으로 사용이 기대됨에 따라 해상도(1920x1080)에 있어 Full HD(High Definition)를 지원해야 한다. Full HD 지원을 위해서는 방전 셀의 크기가 줄어야 하는데 이는 방전공간의 협소화로 인해 효율이 낮아지는 결과를 초래하게 된다.
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