KR100743041B1 - 플라즈마 디스플레이 패널의 에이징 방법 - Google Patents

플라즈마 디스플레이 패널의 에이징 방법 Download PDF

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Abstract

플라즈마 디스플레이 패널의 에이징 방법으로서, 주사 전극이 유지 전극에 대하여 고전압측이 되도록 전압을 인가하는 경우의 에이징 전압에 수반하여 발생하는 자기 소거 방전을 억제하기 위한 전압(Vd1)을 주사 전극, 유지 전극 및 어드레스 전극 중의 적어도 하나의 전극에 인가하여 에이징하는 제1 에이징 기간과, 유지 전극이 주사 전극에 대하여 고전압측이 되도록 전압을 인가하는 경우의 에이징 전압에 수반하여 발생하는 자기 소거 방전을 억제하기 위한 전압(Vd2)을 주사 전극, 유지 전극 및 어드레스 전극 중의 적어도 하나의 전극에 인가하여 에이징하는 제2 에이징 기간을 포함한다.
이 에이징 방법에 의하면 에이징 시간을 단축할 수 있으며, 전력 효율이 좋은 에이징을 수행하는 것이 가능하다.
플라즈마 디스플레이 패널, 에이징

Description

플라즈마 디스플레이 패널의 에이징 방법{PLASMA DISPLAY PANEL AGING METHOD}
본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널의 에이징 방법에 관한 것이다.
플라즈마 디스플레이 패널(이하, 'PDP'라 한다)은 대화면, 박형, 경량이며, 시인성(視認性)이 우수한 표시 장치이다. PDP의 방전 방식으로는 AC형과 DC형이 있고, 전극 구조로는 3전극 면 방전형과 대향 방전형이 있다. 그리고 현재는 고정밀화에 적합하고 제작가 용이하다는 점에서 AC형에 3전극 면 방전형인 PDP가 주류를 이루고 있다.
이러한 PDP는 일반적으로 대향 배치된 전면판과 배면판 사이에 다수의 방전 셀을 형성한 것이다. 전면판은 전면측의 유리 기판상에 주사 전극과 유지 전극으로 이루어지는 표시 전극을 다수 개 형성하고, 이 표시 전극을 덮도록 유전체층을 형성하고, 이 유전체층 상에 보호층을 형성함으로써 이루어진다. 또한, 배면판은 배면측의 유리 기판상에 표시 전극과 직교하는 방향으로 어드레스 전극을 다수 개 형성하고, 이 어드레스 전극을 덮도록 유전체층을 형성하고, 이 유전체층 상에 어드레스 전극과 평행하게 격벽을 다수 개 형성하고, 유전체층의 표면과 격벽의 측면에 형광체층을 형성함으로써 이루어진다. 방전 셀은 표시 전극과 어드레스 전극이 입 체 교차한 부분에 형성된다.
PDP를 제작하기 위해서는 먼저 유리 기판상에 주사 전극, 유지 전극 등을 형성하여 전면판을 제작하고, 다른 유리 기판상에 어드레스 전극 등을 형성하여 배면판을 제작한다. 다음으로, 주사 전극 및 유지 전극과 어드레스 전극이 직교하도록 전면판과 배면판을 대향시켜 배치하고 주위를 기밀하게 접합하는, 이른바 봉착을 수행한다. 그 후, 내부의 방전 공간에 방전 가스를 봉입함으로써 PDP를 조립한다.
이상과 같이 하여 조립된 직후의 PDP는 일반적으로 PDP를 전면 균일하게 점등시키기 위하여 필요로 하는 전압(이하, '동작 전압'이라 한다)이 높고, 방전 자체도 불안정하다. 그래서, PDP의 제작 공정에서는 에이징을 수행함으로써 동작 전압을 저하시킴과 동시에, 각 방전 셀의 방전 특성을 균일화 및 안정화시키고 있다.
PDP의 에이징 방법으로는 주사 전극과 유지 전극에 역위상의 구형 펄스를 각각 장시간에 걸쳐 인가하는 방법이 있다. 또한, 에이징 시간을 단축하기 위하여 주사 전극과 유지 전극 사이에서 방전을 발생시킴과 동시에, 주사 전극과 어드레스 전극 사이에서도 방전을 적극적으로 발생시키는 방법이 제안되고 있다(예를 들면, 일본 특허공개 2002-231141호 공보 참조). 구체적으로 예를 들면, 주사 전극과 유지 전극에 역위상의 구형 펄스를 인가함과 동시에, 어드레스 전극에도 유지 전극에 인가하는 구형 펄스와 동위상의 전압 파형을 인가하는 등이 있다.
그러나 상술한 에이징 방법에서도 에이징을 완료시키기까지, 즉 동작 전압을 낮게 하는 동시에 방전을 안정시키기까지에는 10시간 정도 필요하였다. 이러한 장시간의 에이징을 수행하면 소비 전력이 커져 PDP 제작시의 런닝 코스트를 증가시키 는 주요 원인의 하나가 되었다. 또한, 에이징 공정이 장시간에 걸쳐 이루어지기 때문에 공장의 부지 면적이 증대한다거나 혹은 공조 설비 등의 제작시의 환경 유지에 필요한 설비가 증대한다는 문제가 있었다. 그리고 이들은 앞으로의 PDP의 대화면화 및 생산량이 증대함에 따라서 한층 큰 문제가 될 것이 명백하다.
본 발명은 상기 문제점을 감안하여 이루어진 것으로, 에이징 시간을 단축하여 전력 효율이 좋은 PDP의 에이징 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 주사 전극이 유지 전극에 대하여 고전압측이 되도록 전압을 인가하는 경우의 에이징 방전에 수반하여 발생하는 자기 소거 방전을 억제하기 위한 전압을 주사 전극, 유지 전극 및 어드레스 전극 중의 적어도 하나의 전극에 인가하여 에이징하는 제1 에이징 기간과, 유지 전극이 주사 전극에 대하여 고전압측이 되도록 전압을 인가하는 경우의 에이징 방전에 수반하여 발생하는 자기 소거 방전을 억제하기 위한 전압을 주사 전극, 유지 전극 및 어드레스 전극 중의 적어도 하나의 전극에 인가하여 에이징하는 제2 에이징 기간을 갖는 것을 특징으로 하는 PDP의 에이징 방법을 제공한다.
도 1은 본 발명의 실시형태에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 일부를 나타내는 사시도.
도 2는 본 발명의 실시형태에 따른 플라즈마 디스플레이 패널을 에이징할 때의 개략 구성을 나타내는 블록도.
도 3A는 본 발명의 실시형태 1에 있어서 에이징 시에 주사 전극에 인가하는 전압 파형을 나타내는 파형도.
도 3B는 본 발명의 실시형태 1에 있어서 에이징 시에 유지 전극에 인가하는 전압 파형을 나타내는 파형도.
도 3C는 본 발명의 실시형태 1에 있어서 에이징 시에 어드레스 전극에 인가하는 전압 파형을 나타내는 파형도.
도 3D는 본 발명의 실시형태 1에 있어서 에이징 시에 어드레스 전극에 인가하는 전압 파형을 나타내는 파형도.
도 3E는 본 발명의 실시형태 1에 있어서 에이징 시에 어드레스 전극에 인가하는 전압 파형을 나타내는 파형도.
도 3F는 본 발명의 실시형태 1에 있어서 에이징 시에 어드레스 전극에 인가하는 전압 파형을 나타내는 파형도.
도 4A는 본 발명의 실시형태에 따른 에이징에서의 어드레스 방전 개시 전압의 변화를 나타내는 도면.
도 4B는 본 발명의 실시형태에 따른 에이징에서의 유지 방전 개시 전압의 변화를 나타내는 도면.
도 5A는 주사 전극에 인가하기 위하여 에이징 장치로부터 출력되는 전압 파형을 나타내는 도면.
도 5B는 유지 전극에 인가하기 위하여 에이징 장치로부터 출력되는 전압 파형을 나타내는 도면.
도 5C는 주사 전극의 단자부에 인가되는 전압 파형을 나타내는 도면.
도 5D는 유지 전극의 단자부에 인가되는 전압 파형을 나타내는 도면.
도 5E는 에이징 시에 따른 방전 셀에서의 방전 발광을 포토 센서로 검출한 발광 파형을 나타내는 도면.
도 6A는 주사 전극에 플러스 전압이 인가된 후의 벽전하의 배치를 나타내는 도면.
도 6B는 주사 전극과 어드레스 전극간의 방전이 유발되는 것을 나타내는 도면.
도 6C는 주사 전극과 유지 전극간의 방전이 유발되어 자기 소거 방전이 되는 것을 나타내는 도면.
도 6D는 벽전하가 주사 전극 및 유지 전극 상의 외측 영역에 존재하는 것을 나타내는 도면.
도 7A는 본 발명의 실시형태 2에서 에이징 시에 주사 전극에 인가하는 전압 파형을 나타내는 파형도.
도 7B는 본 발명의 실시형태 2에서 에이징 시에 유지 전극에 인가하는 전압 파형을 나타내는 파형도.
도 7C는 본 발명의 실시형태 2에서 에이징 시에 어드레스 전극에 인가하는 전압 파형을 나타내는 파형도.
도 7D는 본 발명의 실시형태 2에서 에이징 시에 어드레스 전극에 인가하는 전압 파형을 나타내는 파형도.
도 8A는 본 발명의 실시형태 3에서 에이징 시에 주사 전극에 인가하는 전압 파형을 나타내는 파형도.
도 8B는 본 발명의 실시형태 3에서 에이징 시에 유지 전극에 인가하는 전압 파형을 나타내는 파형도.
도 8C는 본 발명의 실시형태 3에서 에이징 시에 어드레스 전극에 인가하는 전압 파형을 나타내는 파형도.
도 8D는 본 발명의 실시형태 3에서 에이징 시에 유지 전극에 인가하는 전압 파형을 나타내는 파형도.
도 8E는 본 발명의 실시형태 3에서 에이징 시에 주사 전극에 인가하는 전압 파형을 나타내는 파형도.
도 8F는 본 발명의 실시형태 3에서 에이징 시에 유지 전극에 인가하는 전압 파형을 나타내는 파형도.
도 8G는 본 발명의 실시형태 3에서 에이징 시에 주사 전극에 인가하는 전압 파형을 나타내는 파형도.
(도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명)
1 : 플라즈마 디스플레이 패널
2 : 전면판
4 : 주사 전극
5 : 유지 전극
6 : 표시 전극
9 : 배면판
11 : 어드레스 전극
15 : 방전 공간
20 : 에이징 장치
본 발명은 주사 전극과 유지 전극과 어드레스 전극을 갖는 플라즈마 디스플레이 패널에 대하여, 적어도 주사 전극과 유지 전극에 전압을 인가하여 에이징 방전을 수행하는 에이징 방법에 있어서, 주사 전극이 유지 전극에 대하여 고전압측이 되도록 전압을 인가하는 경우의 에이징 방전에 수반하여 발생하는 자기 소거 방전(self-erase discharge)을 억제하기 위한 전압을 주사 전극, 유지 전극 및 어드레스 전극 중의 적어도 하나의 전극에 인가하여 에이징하는 제1 에이징 기간과, 유지 전극이 주사 전극에 대하여 고전압측이 되도록 전압을 인가하는 경우의 에이징 방전에 수반하여 발생하는 자기 소거 방전을 억제하는 전압을 주사 전극, 유지 전극 및 어드레스 전극 중의 적어도 하나의 전극에 인가하여 에이징하는 제2 에이징 기간을 갖는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 에이징 방법이다.
또한, 본 발명은 제2 에이징 기간이 제1 에이징 기간보다 짧아도 무방하다.
이하, 본 발명의 일 실시형태에 대하여 도면을 참조하면서 설명한다.
(실시형태 1)
도 1은 본 발명의 실시형태 1에 따른 PDP의 일부를 나타내는 사시도이다.
PDP(1)의 전면판(2)은 유리 기판과 같이 평활하고 투명한 동시에 절연성을 갖는 기판(3) 상에, 사이에 방전 갭을 이루면서 배치된 주사 전극(4)과 유지 전극(5)으로 이루어지는 표시 전극(6)을 다수 개 형성하고, 그 표시 전극(6)을 덮도록 유전체층(7)을 형성하고, 그 유전체층(7) 상에 보호층(8)을 더 형성함으로써 이루어진다. 기판(3)으로는 예를 들면 플로트 유리를 이용할 수 있다. 주사 전극(4)은 폭이 넓은 투명 전극(4a)과 이 투명 전극(4a) 상에 형성된 폭이 좁은 버스 전극(4b)에 의해 구성되고, 유지 전극(5)도 마찬가지로 폭이 넓은 투명 전극(5a)과 이 투명 전극(5a) 상에 형성된 폭이 좁은 버스 전극(5b)에 의해 구성된다. 투명 전극(4a, 5a)은 인듐 주석산화물(ITO) 등에 의해 형성되고, 버스 전극(4b, 5b)은 크롬/구리/크롬(Cr/Cu/Cr)의 적층체나 은(Ag) 등에 의해 형성된다. 유전체층(7)으로는 저융점 유리 재료 등을 이용된다. 또한, 보호층(8)은 플라즈마에 의한 손상으로부터 유전체층(7)을 보호할 목적으로 형성되며, 그 재료로서 예를 들면 산화 마그네슘(MgO)이 이용된다.
배면판(9)에는 예를 들면 유리 기판과 같은 절연성 기판(10) 상에 어드레스 전극(11)을 다수 형성하고, 이 어드레스 전극(11)을 덮도록 유전체층(12)이 형성되어 있다. 그리고 이 유전체층(12) 상에는, 어드레스 전극(11)에 평행한 격벽(13)이 이웃하는 격벽(13) 사이에 어드레스 전극(11)이 위치하도록 설치되어 있다. 또한, 이웃하는 격벽(13) 사이의 유전체층(12) 상에는 적색(R), 녹색(G), 청색(B)의 각 색으로 발광하는 형광체층(14R, 14G, 14B)을 각각 순서대로 설치하고 있다.
그리고 전면판(2)과 배면판(9)은, 표시 전극(6)과 어드레스 전극(11)이 직교하는 동시에 방전 공간(15)을 형성하도록 대향하여 배치된다. 방전 공간(15)에는 예를 들면 네온과 크세논의 혼합 가스가 방전 가스로서 66500Pa(500Torr) 정도의 압력으로 봉입되어 있다. 표시 전극(6)을 구성하는 주사 전극(4) 및 유지 전극(5)과 어드레스 전극(11)과의 교차부에 방전 셀(16)이 형성되고, 이 방전 셀(16)은 단위 발광 영역을 구성한다. 그리고 형광체층(14R, 14G, 14B)이 각각 형성된 인접하는 3개의 방전 셀(16)에 의해 1개의 화소를 구성한다.
PDP(1)의 구동 방법으로는 영상 신호의 1필드 기간을 휘도의 가중을 갖는 다수의 서브 필드로 분할하고, 각 서브 필드에서 휘도의 가중에 대응한 회수만큼 표시를 위한 유지 방전을 방전 셀에서 발생시킨다. 그리고 방전을 발생시키는 서브 필드를 조합시킴으로써 영상 신호의 계조를 표시하는 방법이 이용되고 있다.
각 서브 필드는 초기화 기간(reset period), 기입 기간(address period), 유지 기간(sustain period)으로 구성된다. 초기화 기간에서는 다음 기입 기간에서의 어드레스 방전을 용이하게 하기 위한 초기화 방전을 수행한다. 기입 기간에서는 점등시킬 방전 셀을 선택하기 위하여 주사 전극(4)과 어드레스 전극(11) 사이에서 발생하는 어드레스 방전을 수행한다. 유지 기간에서는 주사 전극(4)과 유지 전극(5)에 교대로 유지 펄스를 인가하여, 기입 기간에 있어서 선택된 방전 셀에서 유지 방전을 소정 기간 동안 발생시킨다. 각 서브 필드의 유지 펄스 수는 서브 필드의 휘도의 가중에 대응하여 설정되어 있으며, 유지 방전에 의해 형광체층(14R, 14G, 14B)이 발광함으로써 표시가 이루어지고, 각 서브 필드에서의 발광 및 비발광을 제어함으로써 중간 계조를 표시한다.
다음으로, PDP(1)의 제작 방법에 대하여 설명한다.
먼저, 기판(3) 상에 주사 전극(4), 유지 전극(5), 유전체층(7) 및 보호층(8)을 형성하여 전면판(2)을 제작하고, 또한 기판(10) 상에 어드레스 전극(11), 유전체층(12), 격벽(13) 및 형광체층(14R, 14G, 14B)을 형성하여 배면판(9)을 제작한다. 다음으로, 주사 전극(4) 및 유지 전극(5)과 어드레스 전극(11)이 직교하도록 전면판(2)과 배면판(9)을 대향시켜 배치하고, 주위를 유리 플릿에 의해 기밀하게 접합하는, 이른바 봉착을 수행한다. 그 후, 내부의 방전 공간에 방전 가스를 봉입함으로써 PDP(1)가 조립된다.
여기에서, 조립 직후의 PDP(1)는 PDP(1)의 전면을 균일하게 점등시키기 위해 필요한 전압인 동작 전압이 높고 방전 자체도 불안정하다. 이 원인은 보호층(8)의 표면에 H2O, CO2, 탄화수소계 가스 등의 불순 가스가 흡착되어 있기 때문으로 생각된다.
그래서 PDP(1)의 조립 후에 에이징 공정을 수행하여 에이징 방전에 따른 스퍼터로 이들 흡착 가스를 제거함으로써 동작 전압을 저하시키고, 방전 특성을 균일화 및 안정화시킨다.
다음으로, 본 발명의 일 실시형태에 따른 PDP의 에이징 방법에 대하여 설명한다.
도 2는 PDP(1)를 에이징할 때의 개략 구성을 나타내는 블록도이다. 에이징 공정에서는 각각의 주사 전극(4)(X1, X2, ..., Xn)을 단락 전극(17)으로 단락하고, 각각의 유지 전극(5)(Y1, Y2, ..., Yn)을 단락 전극(18)으로 단락하고, 각각의 어 드레스 전극(11)(A1, A2, ..., Am)을 단락 전극(19)으로 단락한다. 그리고 주사 전극(4), 유지 전극(5) 및 어드레스 전극(11)에 전압 및 전류가 공급되도록 각각의 단락 전극(17), 단락 전극(18) 및 단락 전극(19)과 에이징 장치(20)를 접속한다.
도 3은 본 발명의 실시형태 1에 있어서 주사 전극(4), 유지 전극(5) 및 어드레스 전극(11)에 인가하는 전압 파형을 나타내는 도면으로서, 에이징 장치(20)로부터 출력되는 전압 파형을 나타내고 있다. 도 3A와 도 3B는 각각 주사 전극(4), 유지 전극(5)에 인가하는 전압 파형으로서, 적어도 동작 전압보다 높은 전압(Vs)의 파고치(波高値)를 갖는 구형 펄스가 주기(T)로 번갈아 인가되고 있다. 또한, 도 3C와 도 3D는 어드레스 전극(11)에 인가하는 전압 파형을 나타내고 있으며, 도 3C는 에이징 기간(에이징을 수행하는 기간)의 전반의 기간에서, 도 3D는 에이징 기간의 후반의 기간에서 사용하는 것이다. 전반의 기간에서는 도 3C에 나타내는 바와 같이 주사 전극(4)에 구형 펄스가 인가된 시점으로부터 시간(td1)만큼 늦게 시간(tw1)의 펄스 폭으로 전압(Vd1)의 파고치를 갖는 마이너스 극성의 구형 펄스를 어드레스 전극(11)에 인가하고 있다. 또한, 후반의 기간에서는 도 3D에 나타내는 바와 같이 유지 전극(5)에 구형 펄스가 인가된 시점으로부터 시간(td2)만큼 늦게 시간(tw2)의 펄스 폭으로 전압(Vd2)의 파고치를 갖는 마이너스 극성의 구형 펄스를 어드레스 전극(11)에 인가하고 있다. 여기에서, 도 3C의 전압 파형을 어드레스 전극(11)에 인가하는 기간을 제1 에이징 기간으로 하고, 도 3D의 전압 파형을 어드레스 전극(11)에 인가하는 기간을 제2 에이징 기간으로 한다.
다음으로, 도 3에 나타내는 전압 파형을 이용하여 PDP(1)의 에이징을 수행한 결과에 대하여 설명한다. 여기에서는 화소 수 1028×768(즉 m=1028×3, n=768)이고 대각 42인치 사이즈의 PDP(1)를 이용하여 에이징을 수행하였다. 또한, 도 3에 나타낸 전압 파형의 파라미터에 대해서는 실시예 1로서 다음과 같이 설정하였다.
(실시예 1)
전압(Vs) = 230V, 주기(T) = 25㎲, 전압(Vd1) = 전압(Vd2) = -100V, 시간(td1) = 시간(td2) = 1~3㎲, 시간(tw1) = 시간(tw2) = 1.5~3㎲로 하고, 시간(td1), 시간(td2), 시간(tw1), 시간(tw2)에 대해서는 각각의 수치 범위 내의 값으로 고정하였다. 또한, 에이징의 개시로부터 3시간 경과할 때까지의 기간을 제1 에이징 기간으로 하고, 도 3C에 나타낸 전압 파형을 어드레스 전극(11)에 인가하였다. 또한, 에이징의 개시로부터 3시간이 경과한 이후의 기간을 제2 에이징 기간으로 하고, 도 3D에 나타낸 전압 파형을 어드레스 전극(11)에 인가하였다.
한편, 비교예 1로서 상술한 PDP와 같은 사양의 PDP를 사용하여 전압 파형의 파라미터를 다음과 같이 설정하였다.
(비교예 1)
전압(Vs) = 230V, 주기(T) = 25㎲, 단 어드레스 전극(11)에는 구형 펄스를 인가하지 않고 어드레스 전극(11)을 접지, 즉 0V를 인가하여 에이징을 수행하였다.
상술한 실시예 1 및 비교예 1에 대하여 에이징했을 때의 결과를 도 4에 나타낸다. 도 4A와 도 4B는 각각 에이징 시간에 대한 어드레스 방전 개시 전압, 유지 방전 개시 전압의 변화를 나타내고 있으며, 실시예 1의 결과를 실선으로 나타내고 비교예 1의 결과를 점선으로 나타내고 있다. 또한, 도 4A와 도 4B에는 실제의 화상 표시시에 각 전극에 인가하는 전압(이하, '동작 설정 전압'이라 한다)도 나타내고 있다. 여기에서, 어드레스 방전 개시 전압이라 함은 주사 전극(4)과 어드레스 전극(4) 사이에서 생기는 방전의 방전 개시 전압을 나타내고, 유지 방전 개시 전압이라 함은 주사 전극(4)과 유지 전극(5) 사이에서 생기는 방전의 방전 개시 전압을 나타내며, 어느 쪽의 방전 개시 전압도 화상 표시를 위한 구동 파형을 설계하는데 중요한 파라미터이다.
도 4에 나타내는 바와 같이, 어드레스 방전 개시 전압 및 유지 방전 개시 전압은 에이징 시간이 경과함에 따라 저하한다. 그리고 어드레스 방전 개시 전압 및 유지 방전 개시 전압이 각각 소정의 동작 설정 전압 이하로까지 저하함과 동시에 안정되게 되면, 에이징 공정의 종료라고 판단한다.
에이징의 결과는 도 4에 나타내는 바와 같이, 실시예 1에서는, 어드레스 방전 개시 전압은 에이징 개시 직후로부터 급속하게 저하하여 제1 에이징 기간에서 거의 안정되고, 제2 에이징 기간에서는 완만한 저하를 나타내었다. 또한, 유지 방전 개시 전압은 제1 에이징 기간에서 에이징 개시 직후부터 급감 및 안정화되지만, 동작 설정 전압보다 큰 전압에 머물러 있다. 그리고 제2 에이징 기간에서 유지 방전 개시 전압은 다시 급감하여, 동작 설정 전압 이하에서 안정화한다. 따라서, 실시예 1에서는 대략 6시간에 에이징이 종료한다고 말할 수 있다.
한편, 비교예 1에서는 에이징의 개시로부터 12시간이 경과하더라도, 어느 쪽의 방전 개시 전압도 낮아지지 않았으며, 또한 안정되어 있지 않다는 점에서 에이징이 종료하였다고는 말하기 어려운 상태이다.
이와 같이 본 실시형태의 에이징 방법에 따르면 에이징 시간의 단축이 가능하고, 전력 효율이 좋은 에이징을 수행하는 것이 가능하다는 것을 알 수 있다.
본 실시예에 따른 PDP의 에이징 방법에 의해 에이징 시간을 단축할 수 있는 이유에 대해서는 다음과 같이 생각할 수 있다.
먼저 비교예 1과 같이, 어드레스 전극(11)을 접지하여 에이징을 수행한 경우에 대하여 설명하다. 도 5A와 도 5B는 에이징 시에 주사 전극(4) 및 유지 전극(5)에 인가하기 위한 에이징 장치(20)로부터 출력되는 전압 파형을 나타내고 있다. 즉, 도 5A와 도 5B의 전압 파형은 각각 도 3A 및 도 3B의 전압 파형과 같다. 또한, 도 5C와 도 5D는 각각 PDP(1)의 주사 전극(4)을 단락하고 있는 단락 전극(17)에서의 단자부의 전압 파형, 유지 전극(5)을 단락하고 있는 단락 전극(18)에서의 단자부의 전압 파형을 나타내고 있다. 이와 같이, 에이징 장치(20)로부터 출력되는 전압 파형이 구형 펄스라도, PDP(1)의 주사 전극(4) 및 유지 전극(5)에 실제로 인가되는 전압 파형에는 도 5C와 도 5D에 나타난 바와 같이 링잉(ringing)이 중첩되고 있다. 이 링잉은 에이징 장치(20)와 단락 전극(17, 18)을 접속하고 있는 배선 등이 가지고 있는 부유 인덕턴스와 PDP(1) 용량과의 공진에 의해 발생한다. 또한, 링잉의 크기를 조정하기 위하여 배선의 부유 인덕턴스에 더하여 코일이나 페라이트 코어를 삽입하는 경우도 있다. 어느 쪽이라도 도 5A 및 도 5B와 같이 교대로 구형 펄스가 상승하는 파형에서는 각 전극에 실제로 인가되는 전압 파형에 상기와 같은 링잉이 중첩하는 것은 일반적으로 피할 수 없다.
또한, 도 5E는 에이징 시에 방전 셀에서의 방전 발광을 포토 센서로 검출한 발광 파형을 모식적으로 나타내는 도면으로서, 개개의 발광은 개개의 방전에 대응하고 있다. 단, 여기에서 이용한 포토 센서는 방전으로 여기된 Xe 원자로부터 적외선 발광(파장: 820~830nm)을 모니터하기 위한 것으로서, 형광체층(14R, 14G, 14B)으로부터의 발광을 검출하지 않도록 적외선 영역의 감도가 높은 포토 센서를 이용하였다. 도 5E에 나타내는 큰 에이징 방전((1), (3))은 주사 전극(4)과 유지 전극(5) 사이의 전압이 증가할 때에 발생하는 방전이다. 이 에이징 방전((1), (3))에 이어지는 작은 방전 ((2), (4))는 주사 전극(4)과 유지 전극(5) 사이의 전압이 최대가 된 후, 링잉에 의한 전압의 오버슈트(overshoot)의 타이밍으로 발생하는 방전으로서, 에이징 방전((1), (3))과는 극성이 반대인 전압 인가에 의해 발생하는 자기 소거 방전임을 알 수 있다.
도 6은 자기 소거 방전이 발생하는 메커니즘을 설명하기 위한 도면으로서, 각 전극 상에 축적되는 벽전하(wall charge)의 움직임을 모식적으로 나타낸 것이다. 또한, 도 6에서는 유전체층 등 몇 개의 구성 부재를 생략하였다. 도 6A는 주사 전극(4)에 플러스 전압이 인가되어 큰 에이징 방전(1)이 종료한 직후의 벽전하의 배치를 나타내고 있고, 주사 전극(4)측에는 마이너스 전하가 축적되고, 유지 전극(5)측에는 플러스 전하가 축적되고 있다. 다음으로, 주사 전극(4)에 있어서 링잉에 의한 전위 강하가 발생한 경우, 그 전위 강하의 크기가 직접적으로 주사 전극(4)-유지 전극(5)간의 방전을 발생시키지 않을 정도여도, 도 6B에 나타내는 바와 같이, 방전 개시 전압이 낮은 주사 전극(4)-어드레스 전극(11)간의 방전이 유발된다. 그러면, 주사 전극(4)-어드레스 전극(11) 간에서 발생한 방전이 기폭 방전이 되어 주 사 전극(4)-유지 전극(5)간의 방전 개시 전압이 실질적으로 저하하기 때문에, 도 6C에 나타내는 바와 같이 주사 전극(4)-유지 전극(5) 간의 방전이 유발되고, 이것이 자기 소거 방전(2)이 된다. 도 6D는 자기 소거 방전(2)이 종료한 후의 벽전하의 배치를 나타낸다. 이와 같이 각 전극 상에 축적된 벽전하의 양이 자기 소거 방전(2)에 의해 감소하고 있기 때문에, 다음의 에이징 방전(3)을 발생시키기 위해서는 큰 전압을 외부로부터 가할 필요가 있다. 또한, 도 6D에 나타내는 바와 같이 벽전하는 방전 갭측이 아니라 주사 전극(4) 및 유지 전극(5) 상의 외측 영역에 존재한다. 따라서, 다음의 에이징 방전시에 플러스 이온에 의해 스퍼터되는 영역도 이 벽전하가 존재하는 전극의 외측 영역에 치우치게 되기 때문에, 각 전극상의 보호층(8)의 표면을 균일하게 스퍼터할 수 없다.
자기 소거 방전(4)도 마찬가지로 유지 전극(5)에 있어서 링잉에 의한 전위 강하가 발생한 경우, 그 전위 강하의 크기가 직접적으로 주사 전극(4)-유지 전극(5) 간의 방전을 발생시키지 않을 정도라도, 방전 개시 전압이 낮은 유지 전극(5)-어드레스 전극(11) 간의 방전이 유발된다. 그러면, 유지 전극(5)-어드레스 전극(11) 간에서 발생한 방전이 기폭 방전이 되고, 주사 전극(4)-유지 전극(5) 간의 방전 개시 전압이 실질적으로 저하하여, 주사 전극(4)-유지 전극(5)간의 방전이 유발되어 자기 소거 방전(4)이 된다.
즉, 자기 소거 방전은 주사 전극(4)-유지 전극(5) 간에서 직접 방전되는 것이 아니라, 일단 주사 전극(4)-어드레스 전극(11) 간, 또는 유지 전극(5)-어드레스 전극(11) 간에서 방전이 개시되고, 그 방전에 의한 기폭 작용에 의해 주사 전극 (4)-유지 전극(5) 간에서 발생하는 방전임을 알 수 있다.
이와 같이 자기 소거 방전은 에이징 방전((1), (3))에 의해 보호층(8) 표면 상에 축적된 벽전하를 소거하는 방전이라는 점에서 이름 붙여진 것으로, 전력을 소비함에도 불구하고 작은 전압 변화 하에서 발생하는 방전이기 때문에 에이징의 스퍼터 효과가 작다. 또한, 이 자기 소거 방전은 벽전하를 소거 혹은 감소시키기 위하여 다음의 에이징 방전((1), (3))이 발생하기 어려워져 에이징 효율이 저하한다. 또한, 자기 소거 방전의 강도는 방전 셀의 특성에 크게 의존하며, 자기 소거 방전이 일어나기 쉬운 방전 셀의 에이징을 진행하기 어려워 각각의 방전 셀에 대하여 충분한 에이징을 수행하기 위해서는 보다 긴 에이징 시간이 필요하게 된다는 것도 분명해졌다. 또한, 도 5에 나타낸 방전((1)~(4))이 발생하는 타이밍을 나타내는 시각(t1~t4)은 각각 도 3에 나타내는 시각(t1~t4)과 같다.
다음으로, 실시예 1과 같이 어드레스 전극(11)에 도 3C에 나타내는 구형 펄스를 인가하여 에이징을 수행한 경우에 대하여 설명한다. 상술한 바와 같이, 자기 소거 방전 2는 링잉에 의해 마이너스 방향으로 변화하는 전압이 주사 전극(4)에 인가됨으로써 발생한다. 따라서, 이 타이밍, 즉 도 3과 도 5에서의 시간(t2)의 타이밍에 있어서 어드레스 전극(11)에도 마이너스의 전압을 인가하면 주사 전극(4)-어드레스 전극(11) 간의 방전이 억제되고, 그 결과 자기 소거 방전(2)의 발생을 억제할 수 있다는 것을 확인하였다. 이 경우, 주사 전극(4)에 인가하는 전압이 증가하고, 유지 전극(5)에 인가하는 전압이 감소함에 따라 발생하는 에이징 방전에 수반하여 발생하는 자기 소거 방전, 즉, 주사 전극(4)이 유지 전극(5)에 대하여 고전압 측이 되도록 전압을 인가하는 경우의 자기 소거 방전(2)을 억제하고 있다. 실제로, 도 3C에 나타낸 전압 파형을 어드레스 전극(11)에 인가하면, 자기 소거 방전(2)의 강도는 1/2 이하로 감소하였다. 그 때문에, 다음의 방전, 즉 주사 전극(4)이 유지 전극(5)에 대하여 저전압이 되도록 전압을 인가하는 경우의 에이징 방전이 강조된다. 이때의 에이징 방전에서는 방전 공간 내를 주사 전극(4)측을 향하는 양이온에 의해 주사 전극(4)측의 보호층(8)이 스퍼터된다. 따라서, 주사 전극(4)측의 에이징이 유지 전극(5)측보다도 가속되어, 도 4에 나타낸 바와 같이 어드레스 방전 개시 전압의 저하에 효과가 있었던 것으로 생각된다. 또한, 유지 방전 개시 전압에 대해서는 주사 전극(4)측의 보호층(8)이 스퍼터됨으로써 어느 정도 저하되지만, 유지 전극(5)측의 보호층(8)의 스퍼터가 약하기 때문에 충분히 저하되지 않은 것으로 생각된다.
어드레스 전극(11)에 도 3D에 나타내는 구형 펄스를 인가하여 에이징을 수행한 경우에는 도 3C의 경우와는 역으로, 유지 전극(5)에 인가하는 전압이 증가하고 주사 전극(4)에 인가하는 전압이 감소함에 따라 발생하는 에이징 방전에 수반하여 발생하는 자기 소거 방전, 즉 유지 전극(5)이 주사 전극(4)에 대하여 고전압측이 되도록 전압을 인가하는 경우의 자기 소거 방전(4)이 억제된다. 실제로, 도 3D에 나타낸 전압 파형을 어드레스 전극(11)에 인가하면, 자기 소거 방전(4)의 강도는 1/2 이하로 감소하였다. 이 경우에는 도 3C의 경우와는 역으로, 유지 전극(5)측의 에이징이 주사 전극(4)측보다도 가속된다. 제1 에이징 기간에 있어서 주사 전극(4)측의 보호층(8)이 이미 스퍼터되어 있기 때문에, 도 3D의 구형 펄스를 인가함으로 써 유지 전극(5)측의 보호층(8)이 스퍼터되고, 유지 방전 개시 전압이 급격하게 감소하여 동작 설정 전압을 밑돌게 된 것으로 생각된다.
이상과 같이, 주사 전극(4) 혹은 유지 전극(5)의 인가 전압이 상승하여 링잉 파형의 최대값을 넘은 이후 자기 소거 방전이 일어나기 전에 어드레스 전극(11)에 도 3C 및 도 3D에 나타낸 구형 펄스를 인가함으로써 자기 소거 방전을 억제할 수 있다.
또한, 상기의 실시예에서는 전압(Vd1) = 전압(Vd2), 시간(td1) = 시간(td2), 시간(tw1) = 시간(tw2)로 하였지만, 어드레스 전극(11)에 인가하는 구형 펄스는 이에 한정되는 것이 아니다. 예를 들면, 주사 전극(4)이 고전압측이 될 경우의 링잉 파형과 유지 전극(5)이 고전압측이 될 때의 링잉 파형이 서로 다른 경우에는 자기 소거 방전이 가장 작아지도록 각각의 파라미터를 적절한 값으로 설정하는 것이 바람직하다. 또한, 전압(Vs)도 유지 방전 개시 전압의 변화에 맞춰 에이징 시간의 경과와 함께 감소시키면 보다 효과적이다.
또한, 상기의 실시예에서는 에이징 기간의 전반의 기간에는 도 3C의 전압 파형을, 에이징 기간의 후반의 기간에는 도 3D의 전압 파형을 어드레스 전극(11)에 인가하였다. 그러나 에이징 기간의 전반의 기간에 도 3D의 전압 파형을, 에이징 기간의 후반의 기간에 도 3C의 전압 파형을 어드레스 전극(11)에 인가할 수도 있으며, 이 경우에도 상기와 동일한 효과를 얻을 수 있다.
또한, 도 4A와 도 4B의 비교로부터 용이하게 상정되는 것으로서, 유지 방전 개시 전압은 어드레스 방전 개시 전압보다도 빨리 저하하여 안정되고 있다는 점에 서 제2 에이징 기간을 제1 에이징 기간보다 짧게 하여 에이징 기간의 단축을 한 층 더 도모할 수도 있다.
또한, AC형의 PDP(1)의 각 전극은 유전체층으로 둘러싸여 있어 방전 공간과 절연되어 있기 때문에, 직류 성분은 방전 그 자체에는 전혀 기여하지 않는다. 따라서, 자기 소거 방전이 발생하는 타이밍을 포함하는 소정 기간에 어드레스 전극(11)에 마이너스 전압을 인가하는 것과, 그 소정 기간 이외의 기간에 어드레스 전극(11)에 플러스 전압을 인가하는 것은 같은 효과를 갖는다. 그 때문에, 어드레스 전극(11)에 인가하는 전압 파형을 도 3C에 나타내는 전압 파형 대신에 도 3E에 나타내는 전압 파형으로 하고, 도 3D에 나타내는 전압 파형 대신에 도 3F에 나타내는 전압 파형으로 한 경우에도 동일한 효과를 얻을 수 있다.
(실시형태 2)
도 7은 본 발명의 실시형태 2에 따른 에이징 방법의 전압 파형을 나타내는 도면으로서, 도 3에 나타낸 전압 파형과 마찬가지로 자기 소거 방전을 억제하여 효율적인 에이징을 수행할 수 있다. 도 7A 및 도 7B는 각각 주사 전극(4) 및 유지 전극(5)에 인가하는 전압 파형이고, 도 7C 및 도 7D는 어드레스 전극(11)에 인가하는 전압 파형이다. 이들 전압 파형은 에이징 장치(20)로부터 출력되는 전압 파형이고, 또한 시각(t1~t4)은 도 3과 도 5에 나타낸 시각(t1~t4)과 같은 타이밍을 나타내고 있다.
도 7C에 나타낸 전압 파형은 도 3C의 경우와 마찬가지로 주사 전극(4)에 인가하는 전압이 증가하고 유지 전극(5)에 인가하는 전압이 감소함에 따라 발생하는 에이징 방전에 수반하여 발생하는 자기 소거 방전, 즉 주사 전극(4)이 유지 전극(5)에 대하여 고전압측이 되도록 전압을 인가하는 경우의 자기 소거 방전을 억제할 수 있다. 또한, 도 7D에 나타낸 전압 파형은 도 3D의 경우와 마찬가지로 유지 전극(5)에 인가하는 전압이 증가하고 주사 전극(4)에 인가하는 전압이 감소함에 따라 발생하는 에이징 방전에 수반하여 발생하는 자기 소거 방전, 즉 유지 전극(5)이 주사 전극(4)에 대하여 고전압측이 되도록 전압을 인가하는 경우의 자기 소거 방전을 억제할 수 있다. 도 7C 및 도 7D에 나타낸 바와 같이, 주사 전극(4) 또는 유지 전극(5)에 인가되는 링잉 파형의 상승에 맞추어 어드레스 전극(1)의 전위를 올리고, 링잉 파형의 최대값을 넘어 전압이 저하할 때에 어드레스 전극(11)의 전위를 저하시킴으로써 자기 소거 방전을 억제한다.
다음으로, 도 7에 나타난 전압 파형을 이용하여 PDP(1)의 에이징을 수행하였다. 여기에서도 실시예 1과 동일한 PDP(1)를 이용하여 에이징을 수행하였다. 또한, 도 7에 나타낸 전압 파형의 파라미터에 대해서는 다음과 같이 설정하였다.
(실시예 2)
전압(Vs) = 230V, 주기(T) = 25㎲, 전압(Vd1) = 전압(Vd2) = 100V, 시간(td1) = 시간(td2) = 0~1㎲, 시간(tw1) = 시간(tw2) = 1~3㎲로 하고, 시간(td1), 시간(td2), 시간(tw1), 시간(tw2)에 대해서는 각각의 수치 범위 내의 값으로 고정하였다. 또한, 에이징의 개시로부터 3시간 경과할 때까지의 기간을 제1 에이징 기간으로 하고, 어드레스 전극(11)에 도 7C에 나타낸 전압 파형을 인가하였다. 또한, 에이징의 개시로부터 3시간 경과한 이후의 기간을 제2 에이징 기간으로 하고, 어드 레스 전극(11)에 도 7D에 나타낸 전압 파형을 인가하였다. 그 결과, 도 4A 및 도 4B에 나타낸 것과 동일한 어드레스 방전 개시 전압, 유지 방전 개시 전압의 저하를 확인할 수 있었다.
또한, 본 실시형태에서도 주사 전극(4)이 고전압측이 되는 경우의 링잉 파형과 유지 전극(5)이 고전압측이 되는 경우의 링잉 파형이 서로 다른 경우에는, 자기 소거 방전이 가장 작아지도록 각각의 파라미터를 적절한 값으로 설정하는 것이 바람직하다. 또한, 전압(Vs)도 유지 방전 개시 전압의 변화에 맞추어 에이징 시간의 경과와 함께 감소시키면 더욱 효과적이다.
(실시형태 3)
도 8은 본 발명의 실시형태 3에 따른 에이징 방법의 전압 파형을 나타내는 도면으로서, 링잉이 중첩하기 전의 전압 파형을 나타내고 있다. 그리고 이들 전압 파형을 이용함으로써, 도 3에 나타낸 전압 파형과 마찬가지로 자기 소거 방전을 억제하여 효율적인 에이징을 수행할 수 있다.
도 8A, 도 8B, 및 도 8C는 주사 전극이 유지 전극에 대하여 고전압측이 되도록 전압을 인가하는 경우의 에이징 방전에 수반하여 발생하는 자기 소거 방전을 억제하기 위한 전압 파형을 나타내며, 도 8A는 주사 전극(4)에, 도 8B는 유지 전극(5)에, 도 8C는 어드레스 전극(11)에 각각 인가하는 전압 파형을 나타내고 있다. 도 8A에 나타낸 전압 파형은 주사 전극(4)에 인가하는 전압 파형에 링잉이 중첩하는 타이밍에 전압 파형을 전압(Vs2)만큼 증가시키고 있다. 이 전압(Vs2)의 증가에 의해, 링잉에 의한 전위 강하를 억제하여 자기 소거 방전을 억제할 수 있다. 또한, 이때 유지 전극(5)에 인가하는 전압 파형을 도 8B 대신에 도 8D의 전압 파형으로 하면, 유지 전극(5)에 인가하는 전압 파형의 링잉에 의한 전압 상승을 전압(Vs3)만큼 억제할 수 있어 자기 소거 방전을 억제하는 효과를 높일 수 있다.
도 8C, 도 8E 및 도 8F는 유지 전극이 주사 전극에 대하여 고전압측이 되도록 전압을 인가하는 경우의 에이징 방전에 수반하여 발생하는 자기 소거 방전을 억제하기 위한 전압 파형을 나타내며, 도 8E는 주사 전극(4)에, 도 8F는 유지 전극(5)에, 도 8C는 어드레스 전극(11)에 각각 인가하는 전압 파형을 나타내고 있다. 도 8F에 나타낸 전압 파형은 유지 전극(5)에 인가하는 전압 파형에 링잉이 중첩하는 타이밍에 전압 파형을 전압(Vs2)만큼 증가시키고 있다. 이 전압(Vs2)의 증가에 의해 링잉에 의한 전위 강하를 억제하여 자기 소거 방전을 억제할 수 있다. 또한, 이때 주사 전극(4)에 인가하는 전압 파형을 도 8E 대신에 도 8G의 전압 파형으로 하면, 주사 전극(4)에 인가하는 전압 파형의 링잉에 의한 전압 상승을 전압(Vs3)만큼 억제할 수 있어 자기 소거 방전을 억제하는 효과를 높일 수 있다.
다음으로, 도 8에 나타내는 전압 파형을 이용하여 실시예 1과 동일한 PDP(1)의 에이징을 수행하였다. 이때의 도 8에 나타낸 전압 파형의 파라미터는 다음과 같이 설정하였다.
(실시예 3)
전압(Vs1) = 190~230V, 전압(Vd2) = 50~120V, 전압(Vd3) = 0~120V, 시간(td1) = 1~3㎲, 시간(tw1) = 1.5~3㎲로 하고, 주기(T) = 25㎲로 하였다. 그리고 에이징의 개시로부터 3시간 경과할 때까지의 기간을 제1 에이징 기간으로 하고, 각각 의 전극에 도 8A, 도 8B 및 도 8C에 나타낸 전압 파형을 인가하였다. 또한, 에이징의 개시로부터 3시간 경과한 후의 기간을 제2 에이징 기간으로 하고, 각각의 전극에 도 8E, 도 8F 및 도 8C에 나타낸 전압 파형을 인가하였다. 그 결과, 도 4A 및 도 4B에 나타낸 것과 동일한 어드레스 방전 개시 전압, 유지 방전 개시 전압의 저하를 확인할 수 있었다.
또한, 상기 실시형태 1 및 2에 있어서, 어드레스 전극(11)에 인가하는 구형 펄스의 파고치인 전압(Vd1, Vd2)의 크기는 주사 전극(4)과 유지 전극(5) 사이의 방전에 영향을 주지 않도록 주사 전극(4) 및 유지 전극(5)에 인가하는 전압 파형의 파고치인 전압(Vs)을 넘지 않도록 설정할 필요가 있다.
또한, 상기 실시형태 1 내지 3에서는 각 전극에 인가하는 전압 파형의 주파수를 40kHz로 하였으나, 수 kHz~100kHz의 범위로 설정할 수도 있다. 또한, 전압 파형의 각 파라미터의 값(전압값이나 구형 펄스의 폭 등)은 PDP의 구조에 맞추어 최적의 값으로 설정하는 것이 바람직하다.
또한, 실시형태 2 및 3에 있어서도 실시형태 1과 마찬가지로, 유지 방전 개시 전압은 어드레스 방전 개시 전압보다도 빨리 저하하여 안정하고 있다는 점에서 제2 에이징 기간을 제1 에이징 기간보다 짧게 하여 에이징 시간의 단축을 더욱 도모할 수도 있다.
본 발명에 따르면, 에이징 시간을 단축할 수 있어 전력 효율이 좋은 에이징을 수행할 수 있는 PDP의 에이징 방법을 실현할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, 에이징 기간을 단축하여 전력 효율이 좋은 에이징을 수행할 수 있게 되어, PDP의 에이징을 수행할 때 유용하다.

Claims (2)

  1. 주사 전극, 유지 전극, 및 어드레스 전극을 갖는 플라즈마 디스플레이 패널에 대하여, 적어도 상기 주사 전극과 상기 유지 전극에 전압을 인가하여 에이징 방전을 수행하는 에이징 방법에 있어서,
    상기 주사 전극이 상기 유지 전극에 대하여 고전압측이 되도록 전압을 인가하는 경우의 에이징 방전에 수반하여 발생하는 자기 소거 방전을 억제하기 위한 전압을 상기 주사 전극, 상기 유지 전극, 및 상기 어드레스 전극 중의 적어도 하나의 전극에 인가하여 에이징하는 제1 에이징 기간과,
    상기 유지 전극이 상기 주사 전극에 대하여 고전압측이 되도록 전압을 인가하는 경우의 에이징 방전에 수반하여 발생하는 자기 소거 방전을 억제하기 위한 전압을 상기 주사 전극, 상기 유지 전극, 및 상기 어드레스 전극 중의 적어도 하나의 전극에 인가하여 에이징하는 제2 에이징 기간을 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 에이징 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제2 에이징 기간은 상기 제1 에이징 기간보다도 짧은 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 에이징 방법.
KR1020067003200A 2004-05-25 2005-05-24 플라즈마 디스플레이 패널의 에이징 방법 KR100743041B1 (ko)

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