The AC-PDP is a type of flat panel display now commonly used for large-scaled TV displays due to many advantages. Particularly, simple structure and fabrication process make it possible to be more cost effective than other displays. Also, fast responding time and high color purity enable to implement the dynamic images comparable to the CRT. Therefore, plasma display panels along with the LCDs are the leading display devices in the flat-panel display market. However, some of their characteristics could be improved. Low luminous efficacy and long addressing time are specific critical issues which must be improved in order to compete with other display devices such as liquid crystal displays (LCDs), organic light-emitting diodes (OLEDs), field emission display (FED) and so on. The realization of a high luminous efficacy is essential to reduce power consumption. In addition, a short addressing time lag is needed to drive high resolution PDPs such as full-HD PDPs and use many subfields to show high resolution images. In order to address these weaknesses, it is essential that the optimal driving waveform and the discharge characteristics of PDP cell structure under various conditions be investigated. The feasibility of resolving these problems using an AC-PDP with an auxiliary electrode was demonstrated in previous works. It was confirmed that the presence of an auxiliary electrode in sustain discharge contributed to increasing a low luminous efficacy of AC-PDPs, and an auxiliary electrode in address period affected a shortened addressing time. However, a primary role of an auxiliary electrode has not yet been investigated in those discharge phenomena. Therefore, an analysis on the discharge phenomena of this type of an AC-PDP is required to obtain higher luminous efficacy and to design the high speed addressing waveform. In the previous work, because Vt close curves, which was applied to explain the discharge phenomena of conventional three-electrode PDPs, was insufficient to explain that of AC-PDPs with an auxiliary electrode, a novel tool, referred to as the Vt closed surface model, was proposed and morphology of the Vt Closed Surface was continuously investigated. Accordingly, the purpose of this work is investigating wall charge model of ac AC-PDP with and auxiliary electrode and driving characteristics related to address time-lag. Vt Closed Surfaces were measured after sustain, reset, and address period. The results were compared with the predicted wall charge model. Finally, the developed driving waveform to reduced address time lag was studied in terms of cell state and priming effect using the Vt Closed Surface.
대면적에서도 좀더 얇고 가벼운 디스플레이 소자에 대한 열망으로 1990년대 후반부터 각종 평판 디스플레이에 관한 연구가 시작되었으며, 현재는 개발된 평판 디스플레이 패널이 기존의 CRT를 대체해 나가고 있는 상황이다. CRT는 자연스러운 색감과 빠른 응답 속도를 특징으로 하여 미려한 동화상을 구현할 수 있다는 장점이 있지만, 슬림화하는 데 한계가 있고, 대면적을 구현하였을 때 급격히 증가하는 부피로 인해, 더 슬림하고 가벼운 디스플레이를 요구하는 흐름에 부합할 수 없게 되었다[1].
이로 인해서 평판 디스플레이 소자에 대한 관심이 증폭되고 기초 연구가 진행되면서, CRT를 대체할 수 있는 차세대 평판 디스플레이 소자가 개발되어 왔다. 대표적으로 PDP(Plasma Display Panel), LCD(Liquid Crystal Display), FED(Field Emission Display), OLED(Organic Light Emitting Diode) 등이 있으나, 현재 평판 디스플레이 시장을 주도하는 것은 PDP와 LCD라고 할 수 있다. PDP와 LCD는 보다 얇게 구현이 가능하고 가벼워 벽걸이 TV로 응용이 가능하다는 점이 공통적이지만, 구조 및 발광원리에서 차이점을 보이고 있다. 특히 PDP는 형광체를 이용한 자발광 소자로서 색 재현율과 색순도가 높고 LCD에 비해서 빠른 응답속도, 그리고 간결한 공정으로 낮은 공정단가 덕분에 차세대 평판 디스플레이 소자로서 충분한 경쟁력을 가지고 있다[2].
그러나 LCD에 비해서 PDP는 소비전력이 높다는 인식과 함께, 구동방식에 있어서 고해상도를 구현하기 위해서 많은 드라이버 IC가 필요하므로 제조 단가가 증가하는 문제점을 가지고 있다. 따라서, PDP가 평판 디스플레이 소자로서 자리매김하기 위해서는 높은 효율을 달성하는 것과 함께 구동방식에 있어서 고속 구동을 실현하는 것에 있다고 해도 과언이 아니다. 따라서 그 동안 이러한 두 가지 문제점을 해결하기 위한 많은 연구가 시도되어 왔다. 먼저 효율을 개선하기 위한 시도는 Cell을 디자인하는 데 있어서 최적의 구조를 결정하는 방법과 가장 높은 효율을 달성하기 위한 방전 가스를 조정하는 방법, 형광체의 발광특성을 개선하는 방법 등이 그것이다[2]. 구체적으로는 서스테인 전극 사이의 간격을 증가시켜 Long Gap Discharge를 이용하는 방법이 있으며 전극의 모양을 최적화하는 방법, 방전가스로 사용되는 Xe의 함량을 증가시켜서 높은 효율을 달성하고자 하는 연구가 주로 행해졌다. 이와 더불어 현재 이용되고 있는 ADS 구동방식의 가장 중요한 문제점은 각 Cell을 어드레스 하는 데 불필요하게 오랜 시간이 걸린다는 점과 어드레스 시에 방전의 지연이 발생한다는 점이다[3]. 이를 해결하기 위해서 듀얼 스캔 드라이버를 사용하는 방법이 도입되었지만, 이것은 두 배의 드라이버 IC가 필요하므로 높은 비용이 발생하기 때문에 바람직한 접근은 아니다. 최근에는 구동 파형을 최적화함으로써 Priming Effect를 사용하여 방전의 지연을 감소시켜 고속구동을 실현하는 방법이 시도되고 있다.
최근, 개발된 서스테인 전극 사이에 보조전극을 갖는 FEEL PDP는 기존 PDP에 비해서 높은 효율을 달성할 수 있을 뿐만 아니라 보조전극의 추가로 새로운 구동파형을 적용함으로써 고속구동의 가능성을 보여줬다[4,5,6,7]. 따라서 FEEL PDP에 대한 깊은 이해는 향후 평판 디스플레이 시장에서 PDP가 주도적 위치에 올라서기 위해 중요하다고 판단된다. 이를 위해서는 먼저 이러한 새로운 구조의 방전 현상을 규명하고, PDP 구동에서 가장 중요하다고 할 수 있는 Wall charge 의 거동에 관한 연구가 필요하다 하겠다.
기존 PDP의 경우 방전 현상과 Wall charge 거동을 해석하기 위해서 Voltage transfer curve 및 Vt Close curve가 이용되었지만, 새롭게 제안된 FEEL PDP의 경우 보조전극이 추가되어 기존의 해석도구로는 완전하게 방전을 해석하기가 어렵다[8,9]. 왜냐하면, FEEL PDP 구조에서는 모두 6개의 방전 패스가 형성되어 나타나는 반면, 기존의 툴에서는 3개의 방전 패스만이 표시될 수 있어 이를 복합적으로 동시에 측정하고 표현하는 데 제한이 따르기 때문이다[10,11]. 그러므로 본 논문에서는 기존의 Vt Close curve 로부터 FEEL PDP의 방전 현상을 해석하기 위한 새로운 해석도구를 제안하고 이를 Vt Closed Surface라고 명명하였다. Vt Closed Surface를 이용하여 FEEL PDP 의 Surface Morphology를 측정함으로써 방전 해석에 용이한 모델을 채택하였고, 구동파형과 함께 적용하여 선행 연구에서 예견되었던 Wall charge Model의 타당성을 검토하였다.
