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AC-PDP의 휘도와 효율 향상을 위한 Dichroic Mirror의 응용에 관한 연구
A study on the application of dichroic mirror for the improvement of luminance and luminous efficacy in an AC Plasma Display Panel

송병무   (서울대학교 전기공학부UU0000691  ); 김중균   (서울대학교 전기공학부UU0000691  ); 황만수   (서울대학교 전기공학부UU0000691  ); 황기웅   (서울대학교 전기공학부UU0000691  );
  • 초록

    차세대 평판 디스플레이로서 플라즈마표시기(Plasma Display Pannel, PDP)는 현재 350 $\textrm{cd/cm}^2$ 의 휘도와 l lm/W 정도의 효율을 갖는 AC형 PDP가 개발되어 있으나, 음극선관(CRT)의 피크 휘도가 700 $\textrm{cd/cm}^2$ , 효율이 수 1 m/W인 것을 감안하면 음극선관을 대체할 수 있는 표시기가 되기 위해서는 PDP의 휘도와 효율을 더욱 개선시킬 필요가 있다. 반사형 AC-PDP셀 내에서 가스 방전으로 발생된 진공 자외선(Vacuum Utraviolet, VUV) 중 배면판 쪽으로 진행되는 부분은 형광체를 여기시켜 가시광을 발생시키게 되지만, 전면판 쪽으로 진행되는 부분은 발광에 사용되지 못하고 있다. 본 연구에서는 PDP 셀 전면판의 유전체와 보호막 사이에 VUV를 반사시킬 수 있는 다이크로익 미러(Dichroic mirror)를 증착함으로써 셀 내의 VUV 이용 효율을 증가시켜 휘도와 효율을 향상시킬 수 있는 방법을 제안하였다. 다이크로익 미러를 정확하게 설계하기 위해서 미러에 사용되는 $MgF_2$ , $LaF_3$ , MgO 박막의 VUV 영역에서의 광학 계수(Optical Constant)를 실험과 시뮬레이션을 이용한 광도 측정법(Photometric method)을 통해서 구하였다 (1). 이 값들을 이용해서 플라즈마 표시기의 패널 방전에서 방출되는 빛의 휘도를 결정짓는 가장 중요한 요소인 147nm 부근의 진공자외선을 반사시킬 수 있는 다이크로익 미러를 설계하였다. 다이크로익 미러는 전자빔 증착기 (I-beam evaporator)를 이용하여 증착되었고, 박막의 광학 계수 결정을 위한 반사도(Reflectance), 투과도(Transmittance) 측정과 다이크로익 미러의 반사도 측정은 Reflectometer를 이용해 측정하였다. 패널 실험은 동일한 패널 내에 반쪽 면에만 다이크로익 미러를 증착시켜 방전 전압에 따른 휘도와 효율을 미러가 없는 면과 동일 조건하에 비교 측정하였다. 여러 방전 조건하에서 다이크로익 미러를 AC-PDP에 적용한 경우가 그렇지 않은 경우보다 휘도와 효율이 약 20-30% 정도 증가함을 확인하였다.


    A new application of dirchroic mirror for the improvement of luminance and luminous efficacy in an AC-Plasma Display Panel (PDP) is suggested. Only about half of the Vacuum Ultraviolet (VUV) generated in the reflective PDP cell is used for the excitation of the phosphor. We are suggesting an idea of adopting a dichroic mirror which can reflect the VUV toward the phosphor which otherwise is absorbed by the front panel. The optical constants of the thin films of dirhroic mirror were determined from the photometric measurements through an iteration process of matching calculated and measured values of the reflectance and transmittance in the VUV wavelength region. From these results, we could design such a filter whose high reflection zone is centered at 147nm by a computer simulation accurately. The 147nm VUV is radiated from Xenon 3Pl state which is dominantly used to activate the phosphor in the PDP cell. The dichroic mirror was made with an electronbeam evaporator and its reflectance was measured by a reflectometer. We confirmed the usefulness of the dichroic mirror for the improvement of efficiency with experiments done by test panels. The panel with mirror shows improved luminance and luminous efficacy by 20∼30%.


  • 참고문헌 (16)

    1. Effect of Deposition Rate and Substrate Temperature on the vacuum Ultravilolet Reflectance of $MgF_{2-}$ and LiF-Overcoated Aluminum Mirrors , E. T. Hutcheoson;G. Hass;J. T. Cox , Appl. Opt. / v.11,pp.2245-2248,
    2. Influence of the Optical Constants on Fabry-Perot Coatings Characteristics in the vacuum Ultravilolet Wavelength Range , A. Bideau-Mehu;Y. Guern;R. Abjean;D. E. Gray(ed.) , American Institute of Physics Handbook / v.,pp.265-267,
    3. Properties optiques et spectre electronique du MgF₂ et du CaF₂ de 10 a 48 eV , G. Stephan;Y. Le Calvez;J. C. Lemonier;et Mme S. Robin , J. Phys. Chem. Solids / v.30,pp.601-608,
    4. Analysis of Vacuum Ultra Violet Spectra from Plasma Display Panel with He-Ne-Xe Mixture , JeongHyun Seo;HeuiSeob Jeng(et al.) , SID Intl Symp Digest Tech Papers / v.,pp.293-296,
    5. Polarization by Reflection and Some Optical Constant in the Extreme Ultravilolet , T. T. Cole;F. Oppenheimer , Appl. Opt. / v.1,pp.709-710,
    6. Basic Study on the Gas-Discharge Panel for Luminescent Color Display , Takeo Kamegaya , IEEE Trans. Electron Devices / v.ED-25,pp.1094-1100,
    7. O. S. Heavens , Optical Properties of Thin Solid Films / v.,pp.,
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    9. Optical Transition in Disordered Thin Film of the Ionic Compounds MgF₂ and AlF₃ as a Function of Their conditions of Preparation , A. S. Barriere;A. Lachter , Appl. Opt. / v.16,pp.2865-2871,
    10. Vacuum Ultravilolet Loss in Magnesium Fluoride Films , O. R. WoodⅡ;H. G. Craighead;J. E. Sweeney;P. J. Maloney , Appl. Opt. / v.23,pp.3644-3649,
    11. Vacuum ultravilolet thin films. 1: Optical constants of BaF₂, CaF₂, LaF₃, MgF₂, Al₂O₃, HfO₂ and SiO₂ thin films , Muamer Zukic;Douglas G. Torr(et el.) , J. Appl. Optics. / v.29,pp.4284-4292,
    12. Damped Least Square Technique for the Design of Optical Multilayer filters , M. Zukik , M. S. Thesis / v.,pp.,
    13. Improvement of Luminance Efficiency in Barrier-Electrode Color ac Plasma Displays by Using a Double Protecting Layer , T. Sasaki;Y Harano (et al.) , SID 96 DIGEST. / v.,pp.283-286,
    14. Vacuum ultravilolet thin films. 2: Vacuum ultraviloet all-dielectric narrowband filters , Muamer Zukic;Douglas G. Torr (et al.) , J. Appl. Optics / v.29,pp.4293-4302,
    15. Ineterference filter for the Ultravilolet and the Surface Plasmon of Aluminum , E. Spiller , Appl. Opt. / v.13,pp.1209-1225,
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