WO2004093118A1

WO2004093118A1 - プラズマディスプレイパネルのエージング方法およびエージング装置

Info

Publication number: WO2004093118A1
Application number: PCT/JP2004/005284
Authority: WO
Inventors: Masaaki Yamauchi; Takashi Aoki; Koji Akiyama
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.
Priority date: 2003-04-18
Filing date: 2004-04-14
Publication date: 2004-10-28
Also published as: CN1698158A; US20050159069A1; US7209098B2; CN100447931C

Description

明細書プラズマディスプレィパネルのエージング方法およびエージング装置技術分野

本発明は、プラズマディスプレイパネルの製造工程におけるエージング方法およびエージング装置に関する背景技術

プラズマディスプレイパネル（以下、「P D P」または「パネル」と略記する）は、大画面、かつ薄型、軽量であることを特徴とする視認性に優れた表示デバィスである。 P D Pの放電方式としては A C型と D C型とがあり、電極構造としては面放電型と対向放電型とがある。しかし現在は、高精細化に適し、しかも製造の容易なことから A C型かつ面放電型である A C面放電型 P D Pが主流となっている。

A C面放電型 P D Pは、一般に、対向配置された前面基板と背面基板との間に多数の放電セルを形成した構成である。前面基板は、前面ガラス板上に表示電極として走査電極と維持電極とが互いに平行に複数対形成され、それらの表示電極を覆うように誘電体層および保護層が形成される。背面基板は、背面ガラス板上にデータ電極が互いに平行に複数形成され、それらを覆うように誘電体層が形成される。そしてこの誘電体層上にデータ電極と平行に隔壁が複数形成され、誘電体層の表面と隔壁の側面とに蛍光体層が形成される。そして、表示電極とデータ電極とが立体交差するように前面基板と背面基板とを対向させて密封し、その内部の放電空間に放電ガスを封入する。

このようにして組み立てた P D Pは、一般的に放電開始電圧が高く、放電自体も不安定であるため、パネル製造工程ではエージングを行い、放電特性の均一化、安定化を図っている。

このようなエージング方法としては、表示電極間、すなわち走査電極—維持電極間に、交番電圧として逆位相の矩形波を長時間にわたり印加する方法がとられてきたが、エージング時間を短縮するために、たとえばインダクタを介して矩形波をパネルの走査電極と維持電極に印加する方法（特開平 7— 2 2 6 1 6 2号公報参照）や表示電極間に逆位相の矩形波を印加すると共にデータ電極にも維持電極に印加する電圧波形と同相の波形を印加して、表示電極間放電と同時に走査電極一データ電極間放電を積極的に発生させる方法（特開平 9一 2 5 1 8 4 1号公報、特開 2 0 0 2 - 2 3 1 1 4 1号公報参照) 等が提案されている。

しかしながら上述のエージング方法においても、放電を安定させるまでには 1 0時間程度必要としていた。そのためエージング工程における消費電力は膨大となり、 P D Pの製造コストを上げる要因の一つとなっていた。また、エージング工程が長時間にわたるため、工場の敷地面積の問題、あるいは空調設備などの製造時の環境等、種々の問題があった。加えて今後の P D Pの大画面化、高輝度化、生産量増大にともなって、この問題が今後一層大きくなることは明白である。本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、エージング時間を大幅に短縮し、かつ電力効率の良いエージング方法およびエージング装置を提供するものである。 ' 発明の開示

プラズマディスプレイパネルのエージング方法において、走査電極、維持電極、データ電極のそれぞれに接続されたインダク夕を介してエージング電圧を印加することによりエージングを行う際に、データ電極に印加されるエージング電圧波形が有するリンギング波形の周波数が、走査電極に印加されるエージング電圧波形が有するリンギング波形の周波数の 1 Z 2倍〜 2倍の間に設定されていることを特徴とする。図面の簡単な説明

図 1は本発明の実施の形態においてエージングすべきパネルの構造の一例を示す分解斜視図である。

図 2は同パネルの電極配列図である。

図 3は本発明の実施の形態のエージング方法を用いたエージング装置の構成図である。

図 4は本発明の実施の形態のエージング方法におけるエージング電圧波形図であ。

図 5は本発明の実施の形態のエージング方法におけるエージング電圧波形の拡大図である。

図 6はエージング実験に用いたエージング電圧波形を示す図である。

図 7は本発明の実施の形態におけるエージング方法のエージング実験の結果を示す図である。発明を実施するための最良の形態

以下、本発明の一実施の形態によるエージング方法について、図面を参照しながら説明する。

(実施の形態）

図 1は本発明の実施の形態において、エージングすべきパネルの構造の一例を示す分解斜視図である。パネル 1は、対向して配置された前面基板 2と背面基板 3とを有している。前面基板 2は、前面ガラス板 4上に表示電極としての走査電極 5と維持電極 6とが互いに平行に対をなして複数対形成されている。そして、これらの走査電極 5と維持電極 6とを覆うように誘電体層 7が形成され、この誘電体層 7の表面を覆うように保護層 8が形成されている。背面基板 3は、背面ガラス板 9上にデータ電極 1 0が互いに平行に複数形成され、このデータ電極 1 0 を覆うように下地層 1 1が形成されている。そして、この下地層 1 1上にデータ電極 1 0と平行に隔壁 1 2が複数形成され、下地層 1 1の表面と隔壁 1 2の側面とに蛍光体層 1 3が形成されている。さらに、前面基板 2と背面基板 3とに挟まれた放電空間 1 4には、放電ガスが封入されている。

図 2はパネル 1の電極配列図である。列方向に m列のデータ電極 1 0ェ〜 1 0 _m (図 1のデ一夕電極 1 0 ) が配列され、行方向 (列方向に直交する方向) に n行の走査電極ェ〜。（図 1の走査電極 5 ) と n行の維持電極 6 i S n (図 1の維持電極 6 ) とが交互に配列されている。そして、 1対の走査電極 5 ;、維持電極 6； ( i = l〜； Q ).と 1つのデータ電極 1 0」· （j = l〜m) とが立体交差する部分に放電セル 1 8が形成され、この放電セル 1 8は放電空間内に mx n個形成されている。そして走査電極 5；はパネル周辺部に設けられた走査電極端子部 1 5 _; へ接続されている。同様に維持電極 6 iは維持電極端子部 1 6 iへ、デ一夕電極 1 0』はデ一夕電極端子部 1 7」.へ接続されている。

図 3は本発明の実施の形態のエージング方法を用いたエージング装置の構成図である。エージング装置は、パネル 1に印加するエージング電圧を発生するエージング波形発生回路 2 0 0と、エージング波形発生回路 2 0 0のデ一夕電極用パルス電圧を出力するデータ電極用スイッチング素子（図 3では省略）の出力端子 T 1とデ一夕電極端子部 1 7とを接続する第 1のインダクタ（インダクタ 3 0 1 および配線用のリ―ド線 4 0 1 ) と、エージング波形発生回路 2 0 0の走査電極用パルス電圧を出力する走査電極用スイッチング素子（図 3では省略）の出力端子 T 2と走査電極端子部 1 5とを接続する第 2のインダクタ（インダクタ 3 0 2 および配線用のリード線 4 0 2 ) と、エージング波形発生回路 2 0 0の維持電極用パルス電圧を出力する維持電極用スイッチング素子（図 3では省略）の出力端子 T 3と維持電極端子部 1 6とを接続する第 3のインダクタ（インダク夕 3 0 3 および配線用のリード線 4 0 3 ) とを備えている。すなわち、データ電極 1 0には第 1のィンダクタが接続され、走査電極 5には第 2のィンダクタが接続され、維持電極 6には第 3のインダクタが接続されており、各電極には、その電極に接続された第 1〜第 3のィンダク夕を介してエージング電圧が印加される。

上記のエージング波形発生回路 2 0 0の各電極用スィツチング素子は、通常 I G B T (絶縁ゲ一ト型バイポーラトランジスタ）や F E T (電界効果型トランジス夕）などで構成される。また、インダクタ 3 0 1， 3 0 2 , 3 0 3はコイルやフェライトコァ等により構成される。

本実施の形態においては、第 2のインダクタのインダクタンス（第 2のインダクタンス L s c )、すなわちィンダク夕 3 0 2とそれに直列に接続されたリ一ド線 4 0 2との合成インダク夕ンスが約 1 となるように設定した。第 3のィンダクタのインダクタンス (第 3のインダク夕ンス L s s )、すなわちインダクタ 3 0 3とそれに直列に接続されたリード線 4 0 3との合成インダクタンスも同様に約 1 となるように設定した。一方、第 1のインダク夕のインダクタンス（第 1 のインダクタンス L d )、すなわちインダクタ 3 0 1とそれに直列に接続きれたリード線 4 0 1との合成インダク夕ンスは、第 2のインダクタンス L s cおよび第 3のィンダクタンス L s sのそれぞれの値より大きくなるように設定している。本実施の形態においては第 1のィンダクタンス L dの値を第 3のィンダクタンス L s sの約 1 . 5倍となるように設定した。このとき、データ電極端子部 1 7 に印加するエージング電圧波形のリンギング周波数が走査電極端子部 1 5に印カロするエージング電圧波形のリンギング周波数とほぼ等しくなつた。そして、データ電極端子部 1 7および走査電極端子部 1 5におけるリンギングの位相が等しくなるようにエージング波形発生回路 2 0 0のエージング電圧波形を設計した。その結果、従来のエージング方法のおよそ 1 / 3の時間でエージングを終了することが実験的に確認できた。

つぎに、本発明の実施の形態におけるエージング方法によつてェ一ジング時間が短縮できる理由について説明する。図 4は本発明の実施の形態のエージング方法におけるエージング電圧波形図である。図 4 ( a )、（b )、 ( c ) はそれぞれェ —ジング波形発生回路 2 0 0の各電極用スイッチング素子の出力端子 T 2、 T 3、 T 1における電圧波形 V s c、 V s u、 V dの一例を示している。このように、走査電極 5および維持電極 6にはエージング電圧としてそれぞれ逆位相の矩形電圧 V s cおよび V s uを印加し、データ電極 1 0には矩形電圧 V dを印加する。図 4 ( d )、（e )、 ( f ) はこのときパネル 1の走査電極端子部 1 5、維持電極端子部 1 6およびデ一夕電極端子部 1 7における電圧波形を示している。このように、エージング波形発生回路 2 0 0の各電極用スイッチング素子の出力端子 T l、 Τ 2、 Τ 3における電圧波形が矩形波であっても、パネル 1の走査電極端子部 1

5、維持電極端子部 1 6およびデータ電極端子部 1 7における電圧波形にはリンギングが重畳され、その電圧波形はリンギング波形を有するものとなる。これは、パネル 1の持っている静電容量とインダクタ 3 0 1、 3 0 2、 3 0 3およびリード線 4 0 1、 4 0 2、 4 0 3の持っているインダク夕ンスとによって L C共振するためである。そして、パネルの持つ静電容量やリード線 4 0 1、 4 0 2、 4 0 3の持つィンダク夕ンスを 0にすることができないので、各電極端子部 1 5、 1

6、 1 7における電圧波形にリンギングが重畳されることを避けることはできない。

図 4において、走査電極 5と維持電極 6との間に大きな電位差が発生するタイミング ( 1 ) では大きなエージング放電が発生する。ところがその後、タイミング ( 2 ) においてリンギングによる電圧の振り戻しが発生し、その大きさが走査電極 5—維持電極 6間の放電を発生させない程度であっても、放電開始電圧の低い走査電極 5—データ電極 1 0間の放電が誘発される可能性がある。もし、この放電が発生すると、それにともなうプライミングの効果により走査電極 5一維持電極 6間の放電開始電圧が実質的に低下し、走査電極 5—維持電極 6間の放電が誘発されることになる。以下、この放電を消去放電と呼ぶ。

本発明者らはエージング放電にともなって発生する消去放電について検討した結果、以下のことを明らかにした。消去放電は電力を消費するにもかかわらず低い印加電圧で発生する放電のためエージングの効果が小さく、かつ、放電セル内部の壁電荷を弱めるため、つづくエージング放電（タイミング（3 ) で発生する放電）を発生させるのに大きな電圧を必要とし、結果的にエージング効率を低下させる。さらに、消去放電の強さは放電セルの特性に大きく依存し、消去放電の起こりやすい放電セルのエージングが進み難く、すべての放電セルに対して十分なエージングを行うには、より長いエージング時間が必要になる。ここで、説明しなかったが、タイミング（3 )で発生するエージング放電の後、タイミング（2 ) で発生する消去放電と同様にリンギングによる電圧の振り戻しによってタイミング（4 ) で消去放電が発生する。

そこで、走査電極 5に印加されるェ一ジング電圧波形にリンギングによる電圧の振り戻しが発生するタイミングにおいて、データ電極 1 0にも周波数が等しく同位相のリンギングによる電圧の振り戻しを重畳することにより走査電極 5—デ —夕電極 1 0間の電位差が小さくなり、その結果、消去放電を抑制することができることがわかった。図 5は本発明の実施の形態のエージング方法におけるェ一ジング電圧波形図の拡大図である。図 5 ( a) のデータ電極端子部電圧 1に示すように、データ電極端子部 1 7におけるエージング電圧波形が有するリンギング波形の周波数 (リンギング周波数) f dは、走査電極端子部 1 5におけるエージング電圧波形が有するリンギング波形の周波数（リンギング周波数） f s cと等しいことが最も望ましい。通常、 A C面放電型 P D Pの場合、データ電極—表示電極間の静電容量に対し、走査電極 5—維持電極 6間の静電容量が大きい。そのため、図 5 ( a) のように、走査電極端子部 1 5におけるエージング電圧波形の Uンギングと、データ電極端子部 1 7におけるエージング電圧波形のリンギングを同期させるためには、上述のようにインダクタンス L dの値をインダクタンス L s cより大きく設定しなければならない。

しかし、たとえば図 5 ( b) のデータ電極端子部電圧 2に示すように、リンギング周波数 f dがリンギング周波数 f s cより低い場合であっても、デ一夕電極端子部 1 7 印加するための矩形電圧 V dの印加タイミングを t 1だけ早めてピークのタイミングを合わすことにより消去放電を抑制する効果を得ることができる。また、図 5 ( c ) のデータ電極端子部電圧 3に示すように、リンギング周波数 f dがリンギング周波数 f s cより高い場合であっても、データ電極端子部 1 7に印加するための矩形電圧 V dの印加タイミングを t 2だけ遅らせることにより消去放電を抑制する効果を得ることができる。

ただし、リンギング周波数 f dがリンギング周波数 f s cの 1 Z 2以下の場合には、タイミング（1 ) とタイミング（2 ) とにおけるデ一夕電極端子部 1 7の電位差はリンギングの振幅の 1 Z 2以下となり、リンギング波形を利用する意味が小さくなる。また、リンギング周波数 i dがリンギング周波数 f s cの 2倍以上の場合には、データ電極端子部 1 7の電圧はタイミング（ 1 )とタイミング（ 2 ) とのあいだで 1周期以上のリンギングが含まれるので、データ電極端子部 1 7に印加するための矩形電圧 V dの印加タイミングをどのように設定しても消去放電を抑制することができない。データ電極端子部 1 7におけるリンギング波形のピ —クに至るまでの時間が走査電極端子部 1 5におけるリンギング波形のピークに至るまでの時間に対し、 1 / 2〜 2倍の範囲に入るようパネル 1の特性に応じてインダクタンス L s c、 L s sおよび L dの値を調整する必要がある。

なお、本発明の実施の形態におけるエージング方法は、走査電極 5が維持電極 6に対して高電圧側になるタイミングにおける消去放電のみを抑制している。その理由は以下のとおりである。一般に A C面放電型 P D Pの駆動においては、維持電極 6は維持放電のみに関与しているのに対し、走査電極 5は維持放電に加えて書きこみ時にも放電を発生するので、走査電極 5についてはデータ電極 10に対向する電極面全面でエージングを進める必要がある。したがって、走査電極 5、維持電極 6を同等にエージングするのではなく、走査電極 5側のエージングを維持電極 6側よりも加速するとエージングを効率的に行うことができる。

そこで、走査電極 5が維持電極 6に対して高電圧側になるタイミングにおける消去放電のみを抑制し、次の放電、すなわち走査電極 5が維持電極 6に対して低電圧側になるときのエージング放電が強調できるようにする。それによつて走査電極 5が低電圧側になるタイミングの放電においては、放電空間内を走査電極 5 側に向かう正イオンに起因する走査電極 5側のイオンスパッ夕が効率よく行われ、走査電極 5側のエージングが維持電極 6側よりも加速される。

図 6は、エージング実験に用いたエージング電圧波形を示す図である。走査電極 5および維持電極 6に印加するエージング電圧波形は図 4に示した電圧波形と同じであり、走査電極用スイッチング素子の出力端子 T 2と走査電極端子部 15 との間の第 2のインダク夕ンス L s c、および維持電極用スイッチング素子の出力端子 T 3と維持電極端子部 16との間の第 3のインダク夕ンス L s sはともに約 1 Hとなるように設定した。また、データ電極用スイッチング素子の出力端子 T1とデ一夕電極端子部 17との間の第 1のインダク夕ンス Ldは、 0. 3 H、 1. 5 H、 5 /zHの 3種類とした。図 6 (a)、（t>)、 (c) はそれぞれ第 1のインダク夕ンス Ldを 0. 3 H、 1. 5 ιιΗ, 5 ^Hとしたときのデータ電極端子部 17におけるエージング電圧波形を示す。また、このときのデ一夕電極端子部 17におけるエージング電圧波形のリンギング周波数 f dと走査電極端子部 15におけるエージング電圧波形のリンギング周波数 ί s cとの関係は、それぞれ、 f dく l/2 f s c、 f d二 f s c、 f d>2 f s cである。 L s cおよび L s sに対する Ldの好ましい範囲は、上述のようにパネルの電極間の静電容量、つまり設計に依存するところがあり断定できないが、一般的な P DPの構造では概ね L dの大きさは L s cまたは L s sの 3倍までといえる。

ここで、各インダクタンス L s c、 L s sおよび Ldの値は、 LCRメータを使って、 10 kHz〜500 kHz周波数範囲の同一周波数 (本実施の形態では 100 kHzとした）で測定できる。測定時の LCRメ一夕の測定周波数によつて L s c、 L s sおよび L dの値は変化するが、絶対値でなく各ィンダク夕ンスの相対値が本発明の要点であるため、例えばリンギング波形に含まれる周波数成分において同一条件で測定するのであれば問題ない。

図 7は、本発明の実施の形態におけるエージング方法のェ一ジング実験の結果を示す図であり、横軸はエージング時間、縦軸は走査電極 5—維持電極 6間の放電開始電圧であり、放電開始電圧が所定の電圧まで低下した時点でエージングが終了する。このように、データ電極端子部 17に図 6 (a) または図 6 (c) のエージング電圧波形を印加した場合には放電開始電圧が低下するまでに 10時間程度のエージングを必要としたが、図 6 (b) のエージング電圧波形を印加した場合には従来のおよそ 1 / 3のエージング時間で放電開始電圧が急速に低下して安定した。

上記実施の形態では、第 1〜第 3のインダクタンスの調整に、コイルなどのィンダク夕 301, 302, 303を使用したが、ィンダク夕 301， 302, 3 03を使用せず各リード線 401, 402, 403の長さを調整して所望の L s c、 L s sおよび Ldを得るようにしても良い。つまり、第 1，第 2，第 3のィンダクタをそれぞれリード線 401， 402, 403で構成し、 Ld〉L s c、 L d>L s sとする場合は、図 3においてリード線 402, 403に比べてリ一ド線 401を長く設定すればよい。また、例えば第 1のインダクタをインダク夕 01とリード線 401とで構成し、第 2のインダクタをリード線 402で構成し、第 3のインダクタをリード線 403で構成するなど、第 1〜第 3のインダク夕の構成は適宜選択して組み合わせることができる。なお、図 3はあくまでも概念図であり、図 3におけるリード線 401, 402, 403の長さは、実際の長さの関係を示したものではない。

本発明によれば、エージング時間を大幅に短縮し、かつ電力効率の良いエージング方法およびエージング装置を提供することができる。産業上の利用可能性

本発明のエージング方法およびエージング装置は、エージング時間を大幅に短縮し、かつ電力効率の良いエージング方法およびエージング装置を提供することができ、 A C型 P D Pの製造工程におけるエージング方法およびエージング装置等に有用である。

Claims

請求の範囲

1 . デ一夕電極を形成した基板と、この基板に対向配置され且つ前記デ一タ電極に直交するように走査電極および維持電極を形成した基板とを有するプラズマディスプレイパネルのエージング方法において、前記走査電極、前記維持電極、前記データ電極のそれぞれに接続されたィンダク夕を介してェ一ジング電圧を印加することによりエージングを行う際に、前記データ電極に印加されるエージング電圧波形が有するリンギング波形の周波数が、前記走査電極に印加されるエージング電圧波形が有するリンギング波形の周波数の 1 / 2倍〜 2倍の間に設定されていることを特徴とするプラズマデイスプレイパネルのエージング方法。

2 . 前記データ電極に接続されたインダクタのインダク夕ンスは、前記走査電極に接続されたインダク夕のインダクタンスよりも大きいことを特徴とする請求項 1に記載のプラズマディスプレイパネルのエージング方法。

3 . 前記データ電極または前記走査電極に接続されたインダクタは、対応する電極にェ一ジング電圧を印加するためのリード線であることを特徴とする請求項 1または請求項 2に記載のプラズマディスプレイパネルのエージング方法。

4 . 前記データ電極に接続されたインダクタは、コイルまたはフェライトコアを含むことを特徴とする請求項 1または請求項 2に記載（

パネルのェ一ジング方法。

5 . データ電極を形成した基板と、この基板に対向配置され且つ前記データ電極に直交するように走査電極および維持電極を形成した基板とを有するプラズマディスプレイパネルのエージング装置において、前記走査電極、前記維持電極、前記データ電極のそれぞれに接続されたインダク夕を介してエージング電圧を印加することによりエージングを行う際に、前記デ一夕電極に印加されるェ一ジング電圧波形が有するリンギング波形の周波数が、前記走査電極に印加されるエージング電圧波形が有するリンギング波形の周波数の 1 / 2倍〜 2倍の間になるように、前記データ電極に接続されたインダク夕のインダクタンスが設定されていることを特徴とするブラズマデイスプレイパネルのエージング装置。

6 . 前記データ電極に接続さ、前記走査電を特徴とする請求

7 . 前記デ一夕電極または前記走査電極に接続されたインダクタは、対応する電極にエージング電圧を印加するためのリード線であることを特徴とする請求項 5または請求項 6に記載のプラズマディスプレイパネルのエージング装置。

8 . 前記データ電極に接続されたインダクタは、コイルまたはフェライトコアを含むことを特徴とする請求項 5または請求項 6に記載（

パネルのエージング装置。