KR100570659B1 - 플라즈마 디스플레이 패널의 구동 방법 및 플라즈마 표시장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널의 구동 방법에 관한 것이다. 적어도 하나의 서브필드의 유지 기간에서, 유지 전극과 주사 전극에 교대로 완만하게 상승하는 전압을 인가한다. 이때, 완만하게 상승하는 전압을 유지 전극에 인가하는 경우에는 주사 전극을 0V로 바이어스하며, 완만하게 상승하는 전압을 주사 전극에 인가하는 경우에는 유지 전극을 0V로 바이어스 한다. 이와 같이 완만하게 상승하는 전압을 인가하여 유지 기간에서 약방전이 발생하여 단위광을 줄일 수 있다. 즉, 단위광을 줄여 저계조 표현력을 더욱 높일 수 있을 뿐만 아니라 고효율의 플라즈마 디스플레이 패널에서 유지 방전 개수를 더욱 늘릴 수 있어 계조 표현력을 향상 시킬 수 있다.

PDP, 유지 기간, 램프 전압, 단위광

Description

플라즈마 디스플레이 패널의 구동 방법 및 플라즈마 표시 장치{DRIVING METHOD OF PLASMA DISPLAY PANEL AND PLASMA DISPLAY DEVICE}

도 1은 일반적인 플라즈마 디스플레이 패널의 개략적인 일부 사시도이다.

도 2는 일반적인 플라즈마 디스플레이 패널의 전극 배열도이다.

도 3은 종래의 플라즈마 디스플레이 패널의 구동 방법에서 유지기간의 파형도와 그에 따른 방전광을 나타내는 도면이다.

도 4 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 구동 방법에서 유지 기간에 인가되는 파형 및 방전광을 나타내는 도면이다.

도 5는 도 4와 같은 유지 방전 파형을 인가하는 경우에 유지 전극과 주사 전극에 형성되는 벽전하를 나타내는 도면이다.

도 6은 램프 기울기에 따른 벽 전압의 변화를 나타내는 도면이다.

도 7은 유지 방전이 연속적으로 발생하도록 하기 위해 최적화된 전압 Vs를 조정하는 방법을 나타낸 도면이다.

본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널(plasma display panel, PDP)의 구동 방 법에 관한 것으로서, 특히 계조 표현을 위한 단위광을 감소시키는 플라즈마 디스플레이 패널의 구동 방법에 관한 것이다.

최근 액정 표시 장치(liquid crystal display, LCD), 전계 방출 표시 장치(field emission display, FED), 플라즈마 디스플레이 패널 등의 평면 표시 장치가 활발히 개발되고 있다. 이들 평면 표시 장치 중에서 플라즈마 디스플레이 패널은 다른 평면 표시 장치에 비해 휘도 및 발광효율이 높으며 시야각이 넓다는 장점이 있다. 따라서, 플라즈마 디스플레이 패널이 40인치 이상의 대형 표시 장치에서 종래의 음극선관(cathode ray tube, CRT)을 대체할 표시 장치로서 각광받고 있다.

플라즈마 디스플레이 패널은 기체 방전에 의해 생성된 플라즈마를 이용하여 문자 또는 영상을 표시하는 평면 표시 장치로서, 그 크기에 따라 수십에서 수백 만개 이상의 화소가 매트릭스 형태로 배열되어 있다. 이러한 플라즈마 디스플레이 패널은 인가되는 구동 전압 파형의 형태와 방전 셀의 구조에 따라 직류형과 교류형으로 구분된다.

직류형 플라즈마 디스플레이 패널은 전극이 방전 공간이 절연되지 않은 채 노출되어 있어서 전압이 인가되는 동안 전류가 방전 공간에 그대로 흐르게 되며, 이를 위해 전류 제한을 위한 저항을 만들어 주어야 하는 단점이 있다. 반면 교류형 플라즈마 디스플레이 패널에서는 전극을 유전체층이 덮고 있어 자연스러운 캐패시턴스 성분의 형성으로 전류가 제한되며 방전시 이온의 충격으로부터 전극이 보호되므로 직류형에 비해 수명이 길다는 장점이 있다.

도 1은 일반적인 플라즈마 디스플레이 패널의 일부 사시도이며, 도 2는 일반적인 플라즈마 디스플레이 패널의 전극 배열도를 나타낸다.

도 1에 나타낸 바와 같이, 플라즈마 디스플레이 패널은 서로 마주보며 떨어져 있는 두 개의 유리 기판(1, 6)을 포함한다. 유리 기판(1) 위에는 주사 전극(4)과 유지 전극(5)이 쌍을 이루어 평행하게 형성되어 있으며, 주사 전극(4)과 유지 전극(5)은 유전체층(2) 및 보호막(3)으로 덮여 있다. 유리 기판(6) 위에는 복수의 어드레스 전극(8)이 형성되어 있으며, 어드레스 전극(8)은 절연체층(7)으로 덮여 있다. 어드레스 전극(8) 사이에 있는 절연체층(7) 위에는 어드레스 전극(8)과 격벽(9)이 형성되어 있다. 또한 절연체층(7)의 표면 및 격벽(9)의 양측면에 형광체(10)가 형성되어 있다. 유리 기판(1, 6)은 주사 전극(4)과 어드레스 전극(8) 및 유지 전극(5)과 어드레스 전극(8)이 직교하도록 방전 공간(11)을 사이에 두고 대향하여 배치되어 있다. 어드레스 전극(8)과, 쌍을 이루는 주사 전극(4)과 유지 전극(5)과의 교차부에 있는 방전 공간(11)이 방전 셀(12)을 형성한다.

그리고 도 2에 나타낸 바와 같이, 플라즈마 디스플레이 패널의 전극은 n×m의 매트릭스 구조를 가지고 있다. 열 방향으로는 어드레스 전극(A₁-A_m)이 배열되어 있고 행 방향으로는 n행의 주사 전극(Y₁-Y_n) 및 유지 전극(X₁-X_n )이 쌍으로 배열되어 있다.

플라즈마 디스플레이 패널을 구동하는 방법은 일반적으로 각 서브필드(편의상 하나의 서브필드내에서 파형을 설명함)는 리셋 기간, 어드레스 기간, 유지 기간 및 소거 기간으로 이루어진다.

리셋 기간은 셀에 어드레싱 동작이 원활히 수행되도록 하기 위해 각 셀의 상태를 초기화시키는 기간이며, 어드레스 기간(또는 스캔 기간, 기록 기간)은 패널에서 켜지는 셀과 켜지지 않는 셀을 선택하여 켜지는 셀(어드레싱된 셀)에 벽전하를 쌓아두는 동작을 수행하는 기간이다. 유지 기간은 어드레싱된 셀에 실제로 화상을 표시하기 위한 방전을 수행하는 기간이며, 소거기간은 셀의 벽전하를 감소시켜 유지방전을 종료시키는 기간이다.

여기서, 종래의 플라즈마 디스플레이 패널의 구동 방법에서 유지기간의 파형에 대해서 알아본다.

도 3은 종래의 플라즈마 디스플레이 패널의 구동 방법에서 유지기간의 파형도와 그에 따른 방전광을 나타내는 도면이다.

도 3에 나타낸 바와 같이 유지기간에서는 어드레스 기간에서 어드레싱 된 셀을 방전시키기 위해 유지 전극(X)과 주사 전극(Y)에 교대로 유지방전 펄스 전압을 인가한다. 이때, 유지 전극과 주사 전극간에 강방전이 발생하여 방전광이 발생하며, 이러한 방전광을 통해 계조를 표현하게 된다.

이때, 최근에는 플라즈마 디스플레이 패널의 경우 발광 효율을 높이기 위해 고 제논(High Xe)을 사용하는데, 발광 효율이 큰 경우에는 상기 도 3과 같은 유지 방전 펄스 파형을 인가하는 경우에는 단위광이 커져서 저계조를 표현에 문제가 발생한다. 또한, 고효율의 플라즈마 디스플레이 패널에서 단위광이 커지는 경우, 고휘도에 의한 플라즈마 디스플레이 패널의 수명 및 패널 발열 등의 문제로 인해 각 서브필드별로 적은 수의 유지 방전 펄스 개수를 사용하여야 하는데, 이는 계조 표현에 문제가 발생한다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로 유지 기간에서 발생되는 단위광을 줄이는 플라즈마 디스플레이 패널의 구동 방법을 제공하기 위한 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 복수의 제1 전극 및 제2 전극, 그리고 상기 제1 및 제2 전극에 교차하며 형성되는 복수의 제3 전극을 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널을 구동하는 방법이 제공된다. 이 구동 방법은, 1 필드를 이루는 복수의 서브필드 중 적어도 하나의 서브필드의 유지 기간에서, (a) 상기 제1 전극에 제1 전압을 인가하는 단계; 및 (b) 상기 제1 전극과 상기 제2 전극에 인가되는 전압차가 상기 제1 전압에서 제2 전압까지 완만하게 상승하도록, 상기 제1 전극에 상기 제1 전압이 인가되는 동안 상기 제2 전극에 전압을 인가하는 단계를 포함한다. 이때, 상기 적어도 하나의 서브필드는 저계조를 표현하는데 사용되는 것을 특징으로 한다. 그리고, 상기 단계(b)에서 상기 제1 전극과 상기 제2 전극의 전압 차가 완만하게 상승하도록 상기 제2 전극에 인가하는 전압은 램프 전압인 것을 특징으로 한다.

삭제

삭제

삭제

삭제

본 발명의 다른 특징에 따르면 플라즈마 표시 장치가 제공된다. 이 플라즈마 표시 장치는, 제1 기판, 상기 제1 기판 위에 각각 나란히 형성되는 복수의 제1 전극 및 제2 전극, 상기 제1 기판과 마주보며 떨어져 있는 제2 기판, 상기 제1 및 제2 전극에 교차하는 방향으로 제2 기판 위에 형성되는 복수의 제3 전극, 그리고 인접한 상기 제1 전극, 제2 전극 및 제3 전극에 의해 형성되는 방전 셀을 방전시키기 위해 상기 제1 전극, 제2 전극 및 제3 전극에 구동 전압을 공급하는 구동 회로를 포함하며, 상기 구동 회로는 적어도 하나의 서브필드의 유지 기간에서, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극에 인가되는 전압 차가 제1 전압에서 제2 전압까지 완만하게 상승하도록, 상기 제1 전극에 상기 제1 전압을 유지한 상태에서 상기 제2 전극에 전압을 인가한다.

삭제

삭제

삭제

삭제

삭제

삭제

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략 하였다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다.

이제 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 구동 방법에 대하여 도면을 참고로 하여 상세하게 설명한다.

도 4의 (a)는 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 구동 방법에서 유지 기간에 인가되는 파형 및 방전광을 나타내며, 도 4의 (b)는 유지 기간에 인가되는 파형의 일부를 확대하여 나타내는 도면이다.

도 4에서는 나타내지 않았지만, 유지기간의 이전에는 리셋 기간, 어드레스 기간을 포함한다. 이러한 리셋 기간, 어드레스 기간, 유지 기간을 포함하여 하나의 서브필드를 이루며, 플라즈마 디스플레이 패널에는 각 기간에서 주사 전극(Y₁-Y_n) 및 유지 전극(X₁-X_n)에 구동 전압을 인가하는 주사/유지 구동 회로(도시하지 않음)와 어드레스 전극(A₁-A_n))에 구동 전압을 인가하는 어드레스 구동 회로(도시하지 않음)가 연결된다. 이러한 구동 회로와 플라즈마 디스플레이 패널이 연결되어 하나의 플라즈마 표시 장치를 이룬다.

도 4의 (a)에 나타낸 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 구동 방법의 유지 기간에서는 유지 전극(X)과 주사 전극(Y)에 교대로 0V에서 Vs까지 완만하게 상승하는 램프 전압을 인가한다. 이때, 도 4의 (a)에는 나타내지 않았지만 어드레스 전극에는 0V 전압을 바이어스한다. 이러한 램프 전압을 교대로 유지 전극(X)과 주사 전극(Y)에 인가함으로써 어드레스 기간에서 선택된 셀에서 미약한 방전이 발생한다.

즉, 유지 기간에서, 주사 전극(Y)에 0V를 유지한 상태에서 유지 전극(X)에 완만하게 상승하는 램프전압을 인가하여, 어드레스 기간에서 선택될 셀의 유지 전극(X)에서 주사 전극(Y)으로 미약한 방전이 발생한다. 그 후, 연속적으로 유지 전극(X)에 0V를 유지한 상태에서 주사 전극(Y)에 완만하게 상승하는 램프 전압을 인가하여 주사 전극(Y)에서 유지 전극(X)으로 미약한 방전이 발생한다. 이러한, 램프 전압 파형을 주사 전극(Y)과 유지 전극(X)에 교대로 인가함으로써 유지 기간에서 발생되는 광량은 기존의 광량보다 더욱 작은 값이 된다.

이때, 도 4의 (b)에 나타낸 바와 같이 유지 전극(X) 또는 주사 전극(Y)에 램프 전압을 인가하는 경우 유지 전극(X)과 주사 전극(Y)사이에 발생하는 방전은 임의의 시간이 지난 후부터 발생하며, 완만하게 상승하는 램프 전압이 인가되므로 미약한 방전이 발생한다. 이때, 방전이 발생하기 시작하는 시점은 유지 전극(X) 또는 주사 전극(Y)에 인가하는 전압(임의의 시간이 지난 후)과 내부 벽전압의 합이 임의의 방전 개시전압(Vf)을 초과하는 지점에서 발생하며, 방전이 발생하는 지점에서 전압 Vs까지 완만하게 상승하는 램프 전압을 유지 전극(X) 또는 주사 전극(Y)에 인가함으로써 미약한 방전이 발생한다.

여기서, 유지 방전이 연속적으로 발생시키고, 적절한 광량을 조절하기 위해 전압 Vs의 값을 적정한 값으로 선택해야한다. 도 7은 유지 방전이 연속적으로 발생하도록 하기 위해 최적화된 전압 Vs를 조정하는 방법을 나타낸 도면이다.

도 7에 나타낸 바와 같이 전압 Vs를 ΔVs 만큼의 가변을 주여 패널의 제조 조건 및 패널의 특성 차이에 의해 개별적으로 인가한 적정한 Vs를 실험적인 방법을 통해 구할 수 있다. 이때, 전압 Vs 만을 가변하는 것이 아니라, 램프 전압의 기울기 또는 램프 전압을 인가하는 시간을 가변(ΔT)을 통해서도 적절한 광량이 발생하는 기울기를 결정할 수 있다. 여기서, 약방전을 발생시키기 위한 적절한 기울기가 요구되는바 이하 이에 대해 알아본다.

도 6은 램프 기울기(Ramp rate(V/usec)에 따른 벽 전압의 변화를 나타내는 도면이다. 도 6은 기존에 논문(K. Sakita, K. Taka yama, K. Awamoto, and Y. Hashimoto, "Analysis of a Weak Discharge of Ramp-Wave Driving to Control Wall Voltage and Luminance in AC-PDPs", in Society for Information Display '00(SID '00) Digest, pp110∼113)에 발표된 기울에 따른 벽 전압의 변화를 나타내는 도면이다. 도 6에 나타낸 바와 같이 약방전이 발생할 수 있는 램프 전압의 기울기는7V/usec 이하임을 알 수 있으며, 본 발명의 유지 기간에서 유지 전극(X) 또는 주사 전극(Y)에 인가하는 유지 방전 전압의 기울기를 7V/usec 이하로 설정하는 것이 바람직하다. 즉, 램프 전압을 통해 유지 기간에서 약방전을 발생시키기 위해서는 램프의 기울기를 7V/usec 이하로 설정하는 것이 바람직하다.

도 5는 도 4와 같은 유지 방전 파형을 인가하는 경우에 유지 전극(X)과 주사 전극(Y)에 형성되는 벽전하를 나타내는 도면이다.

도 5의 (a)는 주사 전극(Y)에 도 4와 같은 램프 전압을 인가한 경우의 벽전하를 나타내는데, 램프 전압의 인가로 주사 전극(Y)으로부터 유지 전극(X)으로 약방전이 발생하여 주사 전극(Y)에는 음(-)의 벽전하, 유지 전극(X)에는 양(+)의 벽전하가 다소 적게 쌓인다. 그 후, 유지 전극(X)에 램프 전압을 인가한 경우에는 도 5의 (b)와 같이 유지 전극(X)에 음(-)의 벽전하, 주사 전극(Y)에 양(+)의 벽전하가 다소 적게 형성된다. 도 5의 (c)는 다시 주사 전극(Y)에 램프 전압을 인가한 경우의 벽전하를 나타낸다. 이와 같이 램프 전압의 인가로 인해 벽전하가 기존보다 작게 쌓이고, 이러한 벽전하에 다시 외부 인가전압인 램프 전압을 인가함으로써 약방전이 발생한다.

여기서, 도 4에 나타낸 유지 방전 파형은 한 프레임을 이루는 복수의 서브필드의 유지 기간에서 인가되는 파형이다. 또한, 플라즈마 디스플레이 패널의 효율이 좋아 저계조 표현이 낮은 경우에 저계조를 표현력를 높이기 위해 도 4와 같은 유지 방전 파형을 인가하는 것이 바람직하다.

한편, 도 4에서는 유지 기간에 인가하는 유지 방전 파형을 램프 파형으로 인가하는 것으로 나타내었지만, 완만하게 상승하는 파형으로 완만하게 상승하는 RC 파형, 완만하게 계단식으로 상승하는 계단 파형, 완만하게 상승하는 플로팅 파형, 완만하게 상승한 후 감소하는 삼각 파형 등을 통해서도 본 발명의 실시예와 같이 유지 방전 기간에서 약방전을 시킬 수 있다.

이와 같이 유지 방전 기간에서 완만하게 상승하는 파형을 유지 전극(X) 또는 주사 전극(Y)에 교대로 인가하여 유지 방전을 약방전시킴으로써 단위광을 줄일 수 있다. 또한, 단위광을 줄임으로써 고효율의 플라즈마 디스플레이 패널에서도 저계조 표현을 더욱 높일 수 있으며, 계조 표현을 위해 매핑되는 유지 방전 개수도 더욱 늘려 계조 표현을 더욱 향상시킬 수 있다. 즉, 고효율의 플라즈마 디스플레이 패널에서 단위광이 큰 경우 패널의 수명 및 발열 등으로 유지 방전 개수를 줄여야 하나, 본 발명과 같이 단위광을 줄이는 경우에는 유지 방전 개수를 늘릴 수 있으며 이를 통해 계조 표현을 더욱 향상시킬 수 있다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따르면 유지 기간에서 완만하게 상승하는 파형을 주사 전극과 유지 전극에 교대로 인가함으로써 단위광을 줄여 저계조 표현력을 더욱 높일 수 있다. 또한, 고효율의 플라즈마 디스플레이 패널에서 유지 방전 개수를 더욱 늘려 계조 표현력을 더욱 늘릴 수 있다.

Claims (11)

1. 복수의 제1 전극 및 제2 전극, 그리고 상기 제1 및 제2 전극에 교차하며 형성되는 복수의 제3 전극을 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널을 구동하는 방법에 있어서,

   1 필드를 이루는 복수의 서브필드 중 적어도 하나의 서브필드의 유지 기간에서,

   (a) 상기 제1 전극에 제1 전압을 인가하는 단계; 및

   (b) 상기 제1 전극과 상기 제2 전극에 인가되는 전압차가 상기 제1 전압에서 제2 전압까지 완만하게 상승하도록, 상기 제1 전극에 상기 제1 전압이 인가되는 동안 상기 제2 전극에 전압을 인가하는 단계를 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널의 구동 방법.
2. 제1항에 있어서,

   (c) 상기 제1 전극과 상기 제2 전극에 인가되는 전압 차가 상기 제1 전압에서 상기 제2 전압까지 완만하게 상승하도록, 상기 제2 전극에 상기 제1 전압을 인가한 상태에서 상기 제1 전극에 전압을 인가하는 단계를 더 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널의 구동 방법.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 적어도 하나의 서브필드는 저계조를 표현하는데 사용되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 구동 방법.
4. 제1항에 있어서,

   상기 단계(b)에서 상기 제1 전극과 상기 제2 전극의 전압 차가 완만하게 상승하도록 상기 제2 전극에 인가하는 전압은 램프 전압인 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 구동 방법.
5. 제4항에 있어서,

   상기 램프 전압의 기울기는 7V/usec 이하인 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 구동 방법.
6. 제1항에 있어서,

   상기 단계(b)에서 상기 제1 전극과 상기 제2 전극의 전압 차가 완만하게 상승하도록 상기 제2 전극에 인가하는 전압은 RC 파형 전압인 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 구동 방법.
7. 제2항에 있어서,

   상기 단계(a) 내지 단계(c)가 소정의 회수만큼 반복되는 것을 특징으로 플라 즈마 디스플레이 패널의 구동 방법.
8. 제1 기판,

   상기 제1 기판 위에 각각 나란히 형성되는 복수의 제1 전극 및 제2 전극,

   상기 제1 기판과 마주보며 떨어져 있는 제2 기판,

   상기 제1 및 제2 전극에 교차하는 방향으로 제2 기판 위에 형성되는 복수의 제3 전극, 그리고

   인접한 상기 제1 전극, 제2 전극 및 제3 전극에 의해 형성되는 방전 셀을 방전시키기 위해 상기 제1 전극, 제2 전극 및 제3 전극에 구동 전압을 공급하는 구동 회로를 포함하며,

   상기 구동 회로는 적어도 하나의 서브필드의 유지 기간에서, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극에 인가되는 전압 차가 제1 전압에서 제2 전압까지 완만하게 상승하도록, 상기 제1 전극에 상기 제1 전압을 유지한 상태에서 상기 제2 전극에 전압을 인가하는 플라즈마 표시 장치.
9. 제8항에 있어서,

   상기 제2 전극에 인가하는 전압은 램프 전압인 것을 특징으로 하는 플라즈마 표시 장치.
10. 제8항 또는 제9항에 있어서,

    상기 적어도 하나의 서브필드는 저계조를 표현하는데 사용되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 표시 장치.
11. 제9항에 있어서,

    상기 램프 전압의 기울기는 7V/usec 이하인 것을 특징으로 하는 플라즈마 표시 장치.

Images