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디스플레이 공학

Seal, 봉입가스 소재 및 PDP 의 특징에 대해서 알아보자.

8. Seal 소재 전면 및 배면 기판을 각각 조립하고 두 기판을 정렬하여 합착하게 되는데, PDP 패널 기판의 봉착에는 저융점 유리 분말이 사용되며, 8. Seal 
소재 전면 및 배면 기판을 각각 조립하고 두 기판을 정렬하여 합착하게 되는데, PDP 패널 기판의 봉착에는 저융점 유리 분말이 사용되며, seal 소재에 대한 특성은 제조에 함께 사용하는 다른 재료와 선팽창계수가 동일하고 유전 및 절연 특성이 우수하여야 하며, 또한 강도, 기밀성 및 화학 특성이 좋아야 한다. 저융점 유리 분말을 이용하여 seal line 하기 위해서는 screen printing 법으로 형성하며, 봉착 온도가 높을 경우에는 기밀성 측면에서 우수하지만, 청색 형광체의 공정 열화로 인하여 휘도 감소를 비롯하여 보호막의 미세 균열을 일으킬 수 있다. 따라서 적정 온도를 설정하고 냉각속도도 조절하여 seal line에 균열이 발생하지 않도록 주의하여야 한다. 
9. 봉입가스
PDP 제조 공정에서 두 기판을 합착하고 배기하여 방전 시에 자외선이 발생하도록 가스를 주입한다. 현재 AD PDP에는 Ne-Xe를, DC PDP에는 He-Xe가스가 주로 사용된다. PDP용 봉입 기체에서 요구하는 특성으로는 자외선 방사 강도가 높아야 하고, 기체의 가시 발광이 적어야 하며, 경시 변화가 적고 방전의 안정성이 좋으며 방전 전압이 가능한 낮아야 한다. 상온에서 적절한 압력으로 방전을 일으키기 위해서는 rare gas를 고려할 수 있지만 rare gas 단독으로 발광 특성이나 방전의 안정성 면에서 어려움이 있으며, Ne나 He 기체를 모체로 하여 파장이 비교적 긴 공명선을 갖는 Xe을 방사 기체로 혼합한 형태를 사용한다. 또한, AC 형이나 DC형에서 수명을 길게 하기 위해서는 봉입 기체의 압력을 높여야 한다. 최근에는 패널의 방전 특성을 향상하고 조기 안정화를 위해서 봉착 배기 공정과 aging 공정을 통하여 plasma 세정 공정에 대한 양산 방법이 검토되고 있다. 이상에서 기술한 바와 같이 우수한 재료를 사용함으로써 PDP의 제조 공정에서 성능 및 수율 개선을 얻을 수 있으며, PDP의 최대 특징이라 할 수 있는 대화면의 평판 디스플레이를 얻을 수 있다. 지금까지 기술한 color PDP에서 사용하는 각종 재료의 용도와 특성을 기술한다. 대화면의 PDP를 구현하기 위해서는 제조공정에서 면적이 큰 유리 기판을 사용하여야 하며, 각 공정에서 사용하는 재료도 이에 적합하고 취급이 쉬워야한다. 특히 유리 기판의 경량화는 중요한 과제이며, 이에 따른 기계적인 특성도 개선되어야 한다. PDP 특징에 대해서 알아보자. 21세기의 시작과 더불어 칼라 TV 방송에서 혁신적이라고 일컬어지는 디지털 방송에 대해 본격적으로 거론되었는데 디지털 방송은 방송제작, 전송과 수신 등의 전 과정을 디지털화하여 신호의 손상과 잡음을 제거한 멀티미디어형 방송으로서 다 채널, HDTV, 양방향 데이터 서비스를 비롯한 고기능, 고음질 및 고화질의 매력을 가진다. 따라서 디지털 방송 시스템의 새로운 서비스를 보다 실감나게 만끽하기 위해서는 디지털 신호로 처리하여 시청할 수 있는 대화면 고화질의 디지털 TV가 요구된다. 이와 같은 기대에 가장 적합한 평판 디스플레이로서 LCD, PDP, FED와 ELD 등이 있지만 그중에서 PDP는 대형화, 경량화 및 평면 박형화 등의 장점을 가진다. 특히, 다른 디스플레이와 비교하여 제작과정이 용이하고 저가격으로 40인치 이상의 대형화면을 만들 수 있기 때문에 현재 평판 디스플레이 시장에서 가장 많은 주목을 받고 있다. 이제, 구체적으로 PDP의 특징을 살펴보도록 한다. (1) 비선형성 PDP는 전압이 인가되더라도 방전 개시전압 이상이 되어야만 가스 방전이 일어나고 선택된 Cell을 제외한 나머지에서는 발광하지 않기 때문에 비선형성이 매우 강하다. 따라서 하나의 data bus에 1,000개 이상의 pixel을 가진 패널의 구조에서 passive matrix 방식으로 선택적인 방전이 가능하다. (2) 메모리 기능 PDP memory 방식과 refresh 방식이 있다. 여기서, memory 방식은 이전 상태의 조건에 의해 다음 상태가 결정되는 기능이다. AC 구동 방식의 경우에느 유전체 위에 형성되는 벽전하에 의해 DC 구동의 경우에는 pulse memory 방식에 의한 기억 기능이 가능하다. 이와 같은 기능에 의해 대형화된 PDP를 제작하더라도 휘도를 저하시키지 않고 일정한 구동 주파수로 동작시킬 수 있으며, 고화질의 화상이 가능하다. (3) 장수명 AC PDP는 유전체 위에 보호막인 MgO를 증착하여 플라즈마에 대한 내성을 키워 수명이 길어진다. 그리고 DC PDP의 경우는 전류 제어용 저항을 사용하거나 수은 가스를 첨가하여 이온 충격에 의한 전극의 sputtering 손상을 감소시켜 수명을 길게 한다. (4) 고휘도 및 고발광 효율 PDP는 형광체의 발광에 의해 구동하는 디스플레이라는 점에서 형광체를 최적화하게 되면 CRT와 같이 높은 휘도와 발광 효율을 얻을 수 있는데 이론적으로 500cd/m2 이상의 고휘도와 4lm/W 이상의 고발광 효율을 얻을 수 있지만 현재 PDP의 휘도는 250~300cd/m2이며, 발광효율은 1.8lm/W 정도이다. 따라서 PDP의 성능 개선과 형광체 재료 개발에 대해 많은 연구가 이루어지고 있다. (5) 광시야각 PDP는 자체 발광형 디스플레이로 시야각이 매우 넓으며, CRT와 유사하게 160도 이상의 시야각을 가진다. (6) Full Color 구현 PDP의 구동원리는 가스 방전에 의해 발생한 자외선이 형광체를 여기시켜 RGB 가시광선을 얻어지므로 CRT와 거의 동등한 full color 구현이 가능하다.