KR100670148B1 - 플라즈마 표시 장치 및 그 구동 방법 - Google Patents

플라즈마 표시 장치 및 그 구동 방법 Download PDF

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Abstract

플라즈마 표시 장치에서는 복수의 서브필드 중 제1 서브필드의 어드레스 기간에서는 선택적 기입 방식을 사용하여 발광 셀로 설정한 셀을 선택하고 제1 서브필드의 유지 기간에서는 선택된 발광 셀을 유지 방전시킨다. 그리고 복수의 서브필드 중 제2 서브필드의 어드레스 기간에서는 선택적 소거 방식을 사용하여 제1 서브필드의 발광 셀 중에서 비발광 셀로 설정한 셀을 선택하고 제2 서브필드의 유지 기간에서는 발광 셀을 유지 방전시킨다. 이와 같이, 복수의 서브필드 중 적어도 일부의 서브필드에서 어드레스 기간을 선택적 소거 방식으로 형성하면 모든 서브필드의 어드레스 기간을 선택적 기입 방식으로 형성할 때보다 어드레스 기간에서의 소비 전력을 줄일 수 있다.
PDP, 전극, 기입, 소거, 어드레스, 소비 전력, 발광 셀, 비발광 셀

Description

플라즈마 표시 장치 및 그 구동 방법{PLASMA DISPLAY AND DRIVING METHOD THEREOF}
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 플라즈마 표시 장치의 분해 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 플라즈마 표시 패널의 전극 배열도이다.
도 3은 도 1에 도시된 샤시 베이스의 개략적인 평면도이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 플라즈마 표시 장치의 구동 파형도이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 플라즈마 표시 장치의 구동 파형도이다.
도 6a 내지 도 6b는 도 5에 도시된 제2 서브필드의 어드레스 기간에서의 벽 전하 상태를 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 제3 실시 예에 따른 플라즈마 표시 장치의 구동 파형도이다.
본 발명은 플라즈마 표시 장치 및 그 구동 방법에 관한 것이다.
플라즈마 표시 장치는 기체 방전에 의해 생성된 플라즈마를 이용하여 문자 또는 영상을 표시하는 플라즈마 표시 패널을 이용한 표시 장치이다. 이러한 플라즈마 표시 패널에는 복수의 방전 셀이 매트릭스 형태로 배열되어 있다.
이러한 플라즈마 표시 장치에서는 한 프레임이 각각의 가중치를 가지는 복수의 서브필드로 분할되어 구동되며, 각 서브필드는 리셋 기간(reset period), 어드레스 기간(address period) 및 유지 기간(sustain period)으로 이루어진다. 리셋 기간은 다음의 어드레스 방전을 안정적으로 수행하기 위해 방전 셀의 상태를 초기화하는 기간이며, 어드레스 기간은 복수의 방전 셀 중 켜질 셀과 켜지지 않을 셀을 선택하는 기간이다. 그리고 유지 기간은 실제로 화상을 표시하기 위해서 켜질 셀에 대해서 유지방전을 수행하는 기간이다.
이러한 동작을 하기 위해서 유지 기간에서는 주사 전극과 유지 전극에 교대로 유지 방전 펄스가 인가되고, 리셋 기간과 어드레스 기간에서는 주사 전극에 리셋 파형과 주사 파형이 인가된다. 따라서 주사 전극을 구동하기 위한 주사 구동 보드와 유지 전극을 구동하기 위한 유지 구동 보드가 별개로 존재하여야 한다. 이와 같이 구동 보드가 따로 존재하면 샤시 베이스에 구동 보드를 실장하는 문제점이 있으며, 두 개의 구동 보드로 인해서 단가가 증가한다.
구동 보드의 단가를 줄이기 위해 유지 구동 보드에 형성되는 구동 회로를 주사 구동 보드에 통합시키면, 주사 구동 보드에서 유지 전극까지 형성되는 배선(또는 도전성 패턴)의 길이가 길어진다. 그러면 배선에 형성되는 기생 성분에 의해 유지 전극에 인가되는 유지 방전 펄스의 전압 변경 지점에서 왜곡이 발생할 수 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 유지 전극을 구동하는 유지 구동 보드를 제거하거나 유지 구동 보드의 크기를 줄일 수 있는 플라즈마 표시 장치를 제공하는 것이다. 그리고 본 발명은 소비 전력을 줄일 수 있는 플라즈마 표시 장치의 구동 방법을 제공하는 것을 그 기술적 과제로 한다.
본 발명의 특징에 따른 플라즈마 표시 장치의 구동 방법은 복수의 제1 전극과 복수의 제2 전극, 상기 제1 전극과 제2 전극에 교차하는 방향으로 형성되는 복수의 제3 전극 및 복수의 셀을 포함하며, 상기 제1 전극, 제2 전극 및 제3 전극에 의해 상기 셀이 형성되는 플라즈마 표시 장치에서 한 프레임을 복수의 서브필드로 나누어 구동하는 방법으로서,
복수의 서브필드 중 제1 서브필드의 어드레스 기간에서, 상기 복수의 셀 중 발광 셀로 선택할 셀의 상기 제1 전극 및 상기 제3 전극에 각각 제1 전압의 제1 주사 펄스 및 제2 전압의 제1 어드레스 펄스를 인가하는 단계,
상기 제1 서브필드의 유지 기간에서, 상기 복수의 제2 전극에 제3 전압을 인가한 상태에서 상기 복수의 제1 전극에 상기 제3 전압보다 높은 제4 전압과 상기 3 전압보다 낮은 제5 전압을 교대로 인가하여 상기 발광 셀을 유지 방전시키는 단계,
복수의 서브필드 중 제2 서브필드의 어드레스 기간에서, 상기 발광 셀 중 비발광 셀로 선택할 셀의 상기 제1 전극 및 상기 제3 전극에 각각 제6 전압의 제2 주사 펄스 및 제7 전압의 제2 어드레스 펄스를 인가하는 단계, 그리고
상기 제2 서브필드의 유지 기간에서, 상기 복수의 제2 전극에 상기 제3 전압을 인가한 상태에서 상기 복수의 제1 전극에 상기 제4 전압과 상기 제5 전압을 교대로 인가하여 나머지 발광 셀을 유지 방전시키는 단계를 포함하며,
상기 제1 서브필드의 유지 기간에서는 상기 복수의 제1 전극에 상기 제4 전압이 인가되어 마지막 유지 방전이 일어나고, 상기 제2 서브필드의 유지 기간에서는 상기 복수의 제1 전극에 상기 제5 전압이 인가되어 첫 번째 유지 방전이 일어난다.
또한, 본 발명의 특징에 따른 플라즈마 표시 장치는,
복수의 제1 전극과 복수의 제2 전극, 상기 제1 전극과 제2 전극에 교차하는 방향으로 형성되는 복수의 제3 전극을 포함하며, 상기 복수의 제1 전극, 제2 전극 및 제3 전극에 의해 복수의 셀이 형성되는 플라즈마 표시 패널,
상기 플라즈마 표시 패널을 구동하는 구동부, 그리고
한 프레임을 복수의 서브필드로 나누어 구동하도록 상기 구동부를 제어하는 제어부를 포함하며,
상기 구동부는,
복수의 서브필드 중 제1 서브필드에서, 어드레스 기간 동안 상기 복수의 셀 중 발광 셀로 설정할 셀을 선택하고, 유지 기간 동안 상기 복수의 제2 전극에 제1 전압을 인가한 상태에서 상기 복수의 제1 전극에 제1 유지 방전 펄스를 인가하여 상기 발광 셀을 유지 방전시키고,
상기 복수의 서브필드 중 제2 서브필드에서, 어드레스 기간 동안 상기 발광 셀 중 비발광 셀을 선택하고, 유지 기간 동안 상기 복수의 제2 전극에 상기 제1 전압을 인가한 상태에서 상기 복수의 제1 전극에 제2 유지 방전 펄스를 인가하여 나머지 발광 셀을 유지 방전시키며,
상기 제1 유지 방전 펄스의 종료 전압과 상기 제2 유지 방전 펄스의 시작 전압이 다르다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 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 실시 예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다.
이제 본 발명의 실시 예에 따른 플라즈마 표시 장치 및 그의 구동 방법에 대하여 도면을 참고로 하여 상세하게 설명한다.
먼저, 본 발명의 실시 예에 따른 플라즈마 표시 장치의 개략적인 구조에 대해서 도 1 내지 도 3을 참조하여 자세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 플라즈마 표시 장치의 분해 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 플라즈마 표시 패널의 전극 배열도이며, 도 3은 도 1에 도시된 샤시 베이스의 개략적인 평면도이다.
먼저, 도 1에 나타낸 바와 같이, 플라즈마 표시 장치는 플라즈마 표시 패널(10), 샤시 베이스(20), 전면 케이스(30) 및 후면 케이스(40)를 포함한다.
샤시 베이스(20)는 플라즈마 표시 패널(10)에서 영상이 표시되는 면의 반대측에 배치되어 플라즈마 표시 패널(10)과 결합된다. 전면 및 후면 케이스(30, 40)는 플라즈마 표시 패널(10)의 전면 및 샤시 베이스(20)의 후면에 각각 배치되어, 플라즈마 표시 패널(10) 및 샤시 베이스(20)와 결합되어 플라즈마 표시 장치를 형성한다.
도 2를 보면, 플라즈마 표시 패널(10)은 열 방향으로 뻗어 있는 복수의 어드레스 전극(이하 “A 전극”이라 함)(A1∼Am), 그리고 행 방향으로 서로 쌍을 이루면서 뻗어 있는 복수의 유지 전극(이하, “X 전극”이라 함)(X1∼Xn) 및 주사 전극(이하 “Y 전극”이라 함)(Y1∼Yn)을 포함한다. 일반적으로 X 전극(X1∼Xn)은 각 Y 전극(Y1∼Yn)에 대응해서 형성되어 있다. Y 전극(Y1∼Yn)과 X 전극(X1∼Xn)은 A 전극(A1∼Am)과 직교하도록 배치된다. 이때, A 전극(A1∼Am)과 X 및 Y 전극(X1∼Xn, Y1∼Yn)의 교차부에 있는 방전 공간이 셀(12)을 형성한다. 이러한 플라즈마 표시 패널(100)의 구조는 일 예이며, 아래에서 설명하는 구동 파형이 적용될 수 있는 다른 구조의 패널도 본 발명에 적용될 수 있다.
다음으로 도 3을 보면, 샤시 베이스(20)에는 플라즈마 표시 패널(10)의 구동에 필요한 보드(100∼500)가 형성되어 있다. 어드레스 버퍼 보드(100)는 샤시 베이스(20)의 상부 및 하부 중 어느 한 곳에 형성된다. 도 3에서는 싱글 구동을 하는 플라즈마 표시 장치를 예를 들어 설명하고 있지만, 듀얼 구동의 경우에 어드레스 버퍼 보드(100)는 샤시 베이스(20)의 상부 및 하부에 각각 배치된다. 이러한 어드레스 버퍼 보드(100)는 제어 보드(400)로부터 어드레스 구동 제어 신호를 수신하여 표시하고자 하는 방전 셀(이하, “셀”이라 함)을 선택하기 위한 전압을 각 A 전극(A1∼Am)에 인가한다.
주사 구동 보드(200)는 샤시 베이스(20)의 좌측에 배치되어 있으며, 주사 구동 보드(200)는 도전성 패턴 또는 케이블 등의 연결 부재(26)를 통해 주사 버퍼 보드(300)와 연결되며, 주사 버퍼 보드(300)는 가요성 인쇄 회로(flexible printed circuit, FPC)(22)를 통해 Y 전극(Y1∼Yn)에 전기적으로 연결되어 있다. 또한 주사 구동 보드(200)는 연결 부재(26)보다 길게 형성되어 있는 연결 부재(24) 및 가요성 인쇄 회로(flexible printed circuit, FPC)(22)를 통해 X 전극(X1∼Xn)에 전기적으로 연결되어 있다. 주사 구동 보드(200)는 제어 보드(400)로부터 구동 신호를 수신하여 Y 전극(Y1∼Yn)과 X 전극(X1∼Xn)에 구동 전압을 인가한다. 주사 버퍼 보드(300)는 어드레스 기간에서 Y 전극(Y1∼Yn)을 순차적으로 선택하기 위한 전압을 Y 전극(Y1∼Yn)에 인가한다. 그리고 도 3에서는 주사 구동 보드(200)와 주사 버퍼 보드(300)가 샤시 베이스(20)의 좌측에 배치되는 것으로 도시하였지만, 샤시 베이스(20)의 우측에 배치될 수도 있다. 또한 주사 버퍼 보드(300)는 주사 구동 보드(200)와 일체형으로 형성될 수도 있다.
제어 보드(400)는 외부로부터 영상 신호를 수신하여 A 전극(A1∼Am) 구동에 필요한 제어 신호와 Y 및 X 전극(Y1∼Yn, X1∼Xn) 구동에 필요한 제어 신호를 생성하여 각각 어드레스 구동 보드(100)와 주사 구동 보드(200)에 인가한다.
제어 보드(400)와 전원 보드(500)는 샤시 베이스(20)의 중앙에 배치될 수 있다. 전원 보드(500)는 플라즈마 표시 장치의 구동에 필요한 전원을 공급한다.
여기서, 어드레스 버퍼 보드(100), 주사 구동 보드(200) 및 주사 버퍼 보드(300)는 A 전극, Y 전극 및 X 전극을 구동하는 구동부를 형성하며, 제어 보드(400)는 구동부를 제어하는 제어부를 형성하며, 전원 보드(500)는 구동부와 제어부에 전원을 공급하기 위한 전원부를 형성한다.
도 4를 참조하여 본 발명의 제1 실시 예에 따른 플라즈마 표시 장치의 구동 파형에 대해서 상세하게 설명한다.
도 4는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 플라즈마 표시 장치의 구동 파형도이다. 아래에서는 편의상 하나의 셀을 형성하는 Y 전극, X 전극 및 A 전극에 인가되는 구동 파형에 대해서만 설명한다. 그리고 유지 기간에서 유지 방전이 일어나는 셀을 발광 셀이라 정의하고, 유지 기간에서 유지 방전이 일어나지 않는 셀을 비발광 셀이라 정의한다. 도 4의 구동 파형에서 Y 전극 및 X 전극에 인가되는 전압은 주사 구동 보드(200)와 주사 버퍼 보드(300)에서 공급되고 A 전극에 인가되는 전압은 어드레스 버퍼 보드(100)에서 공급된다.
도 4에 나타낸 바와 같이, 리셋 기간의 상승 기간에서는 A 전극 및 X 전극을 기준 전압(도 4에서는 0V)으로 유지한 상태에서 Y 전극의 전압을 Vs 전압에서 Vset 전압까지 점진적으로 증가시킨다. 도 4에서는 Y 전극의 전압이 램프 형태로 증가하는 것으로 도시하였다. 그러면, Y 전극의 전압이 증가하는 중에 Y 전극과 X 전극 사이 및 Y 전극과 A 전극 사이에서 미약한 방전(이하, “약 방전”이라 함)이 일어나면서, Y 전극에는 (-) 벽 전하가 형성되고 X 및 A 전극에는 (+) 벽 전하가 형성된다. 그리고 전극의 전압이 도 4와 같이 점진적으로 변하는 경우에는 셀에 미약한 방전이 일어나면서 외부에서 인가된 전압과 셀의 벽 전압의 합이 방전 개시 전압 상태를 유지하도록 벽 전하가 형성된다. 이러한 원리에 대해서는 웨버(Weber)의 미국등록특허 제5,745,086에 개시되어 있다. 리셋 기간에서는 모든 셀의 상태를 초기화하여야 하므로 Vset 전압은 모든 조건의 셀에서 방전이 일어날 수 있을 정도의 높은 전압이다.
리셋 기간의 하강 기간에서는 A 전극과 X 전극을 각각 기준 전압과 Vb 전압으로 유지한 상태에서 Y 전극의 전압을 Vs 전압에서 Vnf 전압까지 점진적으로 감소시킨다. 그러면 Y 전극의 전압이 감소하는 중에 Y 전극과 X 전극 사이 및 Y 전극과 A 전극 사이에서 약 방전이 일어나면서 Y 전극에 형성된 (-) 벽 전하와 X 전극 및 A 전극에 형성된 (+) 벽 전하가 소거되어 셀이 비발광 셀로 초기화된다. 일반적으로 (Vb-Vnf) 전압의 크기는 Y 전극과 X 전극 사이의 방전 개시 전압 근처로 설정된다. 그러면 Y 전극과 X 전극 사이의 벽 전압이 거의 0V가 되어, 어드레스 기간에서 어드레스 방전이 일어나지 않은 셀이 유지 기간에서 오방전하는 것을 방지할 수 있다.
어드레스 기간에서는 발광 셀을 선택하기 위해서 Y 전극과 A 전극에 각각 VscL 전압을 가지는 주사 펄스 및 Va 전압을 가지는 어드레스 펄스를 인가한다. 그리고 선택되지 않는 Y 전극은 VscL 전압보다 높은 VscH 전압으로 바이어스하고, 비발광 셀로 선택될 셀의 A 전극에는 기준 전압을 인가한다. 그러면 Va 전압이 인가된 A 전극과 VscL 전압이 인가된 Y 전극에 의해 형성되는 셀에서 방전이 일어나 Y 전극에 (+) 벽 전하, A 전극 및 X 전극에 각각 (-) 벽 전하가 형성된다. 어드레스 기간에서 이러한 동작을 수행하기 위해, 주사 버퍼 보드(300)는 Y 전극(도 2의 Y1∼Yn) 중 VscL 전압의 주사 펄스가 인가될 Y 전극을 선택한다. 예를 들어 싱글 구동에서는 수직 방향으로 배열된 순서대로 Y 전극을 선택할 수 있다. 그리고 하나의 Y 전극이 선택되는 경우, 어드레스 버퍼 보드(100)는 해당 Y 전극에 의해 형성된 셀 중 발광 셀을 선택한다. 즉, 어드레스 버퍼 보드(100)는 A 전극(A1∼Am) 중 Va 전압의 어드레스 펄스가 인가될 셀을 선택한다. 이와 같이, 어드레스 기간은 비발광 셀 상태의 셀을 방전시켜서 해당 셀에 벽 전하를 형성하여 발광 셀 상태로 설정하는 방식으로 이루어지며, 이러한 어드레싱 방식을 “선택적 기입 방식”이라 한다.
구체적으로, 먼저 첫 번째 행의 Y 전극(도 2의 Y1)에 VscL 전압의 주사 펄스가 인가되는 동시에 첫 번째 행 중 발광 셀로 선택될 셀에 위치하는 A 전극에 Va 전압의 어드레스 펄스가 인가된다. 그러면 첫 번째 행의 Y 전극과 어드레스 펄스가 인가된 A 전극 사이에서 방전이 일어나서, Y 전극에 (+) 벽 전하, A 및 X 전극에 각각 (-) 벽 전하가 형성된다. 그 결과 Y 전극과 X 전극 사이에 Y 전극의 전위가 X 전극의 전위에 대해 높도록 벽 전압(Vwxy)이 형성된다. 이어서, 두 번째 행의 Y 전극(도 2의 Y2)에 VscL 전압의 주사 펄스가 인가되면서 두 번째 행 중 발광 셀로 선택될 셀에 위치하는 A 전극에 Va 전압의 어드레스 펄스가 인가된다. 그러면 어드레스 펄스가 인가된 A 전극과 두 번째 행의 Y 전극에 의해 형성되는 셀에서 방전이 일어나서, 해당 셀에 벽 전하가 형성된다. 마찬가지로 나머지 행의 Y 전극에 대해서도 순차적으로 VscL 전압의 주사 펄스가 인가되면서 발광 셀로 선택될 셀에 위치 하는 A 전극에 Va 전압의 어드레스 펄스가 인가되어, 해당 셀에 벽 전하가 형성된다.
다음, 유지 기간에서는 A 전극 및 X 전극에 기준 전압을 인가한 상태에서 Y 전극에 Vs 전압과 -Vs 전압을 교대로 가지는 유지 방전 펄스를 인가하여 발광 셀을 유지 방전시킨다. 구체적으로, 어드레스 기간에서 발광 셀로 선택된 셀에서는 Y 전극의 전위가 X 전극의 전위에 대해 높도록 벽 전압(Vwxy)이 형성되었으므로, 유지 기간에서는 Y 전극에 먼저 Vs 전압을 가지는 유지 방전 펄스가 인가되어 Y 전극과 X 전극 사이에서 유지방전이 일어난다. 이때, Vs 전압은 Y 전극과 X 전극 사이의 방전 개시 전압(Vfxy)보다는 낮고 (Vs+Vwxy) 전압이 Vfxy 전압보다 높도록 설정된다. 유지 방전의 결과 Y 전극에 (-) 벽 전하가 형성되고 X 전극과 A 전극에 (+) 벽 전하가 형성되어, X 전극의 전위가 Y 전극의 전위에 대해 높도록 벽 전압(Vwyx)이 형성된다.
이어서 Y 전극에 -Vs 전압을 가지는 유지 방전 펄스가 인가되어 Y 전극과 X 전극 사이에서 유지 방전이 일어난다. 그 결과 Y 전극에 (+) 벽 전하가 형성되고 X 전극과 A 전극에 (-) 벽 전하가 형성되어, Y 전극에 Vs 전압이 인가될 때 유지 방전이 일어날 수 있는 상태로 된다. 이후, Vs 전압과 -Vs 전압을 교대로 가지는 유지 방전 펄스가 해당 서브필드가 표시하는 가중치에 대응하는 횟수만큼 Y 전극에 인가된다.
상술한 바와 같이 본 발명의 제1 실시 예에서는 리셋 기간의 하강 기간 및 어드레스 기간에서만 X 전극을 Vb 전압으로 바이어스하고, 나머지 기간에서는 X 전 극에 기준 전압을 인가한 상태에서，Y 전극에 인가되는 구동 파형만으로 리셋 동작, 어드레스 동작 및 유지 방전 동작을 수행할 수 있다. 이때, Vb 전압은 주사 구동 보드(200)에서 공급되므로 실질적으로 하나의 보드로 구동할 수 있다. 이로 인하여 샤시 베이스(20) 상에서 구동 보드(100-500)들이 점유하는 면적이 줄어들게 되고 플라즈마 표시 패널 구동에 필요한 회로 전체 가격을 절감시킬 수 있다. 그리고 Vb 전압은 상대적으로 길이가 긴 연결 부재(24)를 통하여 X 전극에 인가되지만, Vb 전압은 리셋 기간의 하강 기간과 어드레스 기간에서 계속 일정하게 유지되므로 기생 성분으로 인한 파형 왜곡의 영향이 거의 없다.
그런데 한 프레임을 형성하는 복수의 서브필드의 어드레스 기간은 모두 도 4의 선택적 기입 방식으로 형성하면, 어드레스 기간에서 소비 전력이 너무 높아질 수 있다. 즉, 도 4의 구동 파형에서는 어떤 셀의 계조는 그 셀이 발광 셀로 설정된 서브필드의 가중치의 합에 의해 표현된다. 예를 들어 한 프레임이 8개의 서브필드로 이루어지는 경우에는, 계조를 표현하기 위해 0회부터 8회의 어드레스 방전이 일어날 수 있다. 즉, 어드레스 기간에서 많은 횟수의 어드레스 방전이 일어날 수 있으며, 이에 따라 어드레스 기간에서의 소비 전력이 증가할 수 있다.
따라서, 본 발명의 제2 내지 제4 실시 예에서는 복수의 서브필드 중에서 일부 서브필드의 어드레스 기간에서 선택적 소거 방식을 사용한다. 선택적 소거 방식은 발광 셀 상태의 셀을 어드레스 방전시켜 벽 전하를 소거시켜서 비발광 셀로 설정하는 방식이다. 아래에서는 선택적 기입 방식에서 벽 전하를 형성하기 위한 어드레스 방전을 “기입 방전”이라 하고, 선택적 소거 방식에서 벽 전하를 소거하기 위한 어드레스 방전을 “소거 방전”이라 한다.
도 5는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 플라즈마 표시 장치의 구동 파형도이고, 도 6a는 도 5에 도시된 제1 서브필드에서 마지막 유지 방전 이후의 발광 셀의 벽 전하 상태를 나타낸 도면이며, 도 6b는 도 5에 도시된 제2 서브필드의 어드레스 기간에서 소거 방전이 일어난 셀의 벽 전하 상태를 나타낸 도면이다. 그리고 도 7은 본 발명의 제3 실시 예에 따른 플라즈마 표시 장치의 구동 파형도이다. 도 5 및 도 7에서는 복수의 서브필드 중 두 개의 서브필드만 도시하였으며, 편의상 두 서브필드를 각각 제1 서브필드와 제2 서브필드로 표시하였으며, 제1 서브필드의 어드레스 기간에서는 선택적 기입 방식을 사용하고 제2 서브필드의 어드레스 기간에서는 선택적 소거 방식을 사용하는 것으로 도시하였다. 따라서 제1 서브필드에 대한 자세한 설명은 생략하였다.
먼저, 도 5에 나타낸 바와 같이, 제1 서브필드의 리셋 기간에서는 모든 방전 셀을 초기화하여 비발광 셀 상태로 설정한 후, 어드레스 기간에서는 비발광 셀 상태의 셀을 기입 방전시켜서 벽 전하를 형성하는 발광 셀 상태로 설정한다. 그리고 유지 기간에서 Vs 전압과 -Vs 전압을 교대로 가지는 유지 방전 펄스가 Y 전극에 인가되어 셀이 유지 방전된다. 이때, 마지막 유지 방전은 Y 전극에 Vs 전압이 인가된 상태에 일어나며, 발광 셀의 벽 전하는 도 6a와 같이 된다. 즉, 마지막 유지 방전에 의해 Vs 전압이 인가된 Y 전극에는 (-) 벽 전하가 형성되고 0V 전압이 인가된 X 전극 및 A 전극에는 (+) 벽 전하가 형성되어, Y 전극의 벽 전위에 비해 X 전극 및 A 전극의 벽 전위가 높은 상태로 된다.
다음, 제2 서브필드에서는 제1 서브필드에서 설정된 발광 셀 중에서 비발광 셀로 설정될 셀을 선택한다. 제1 서브필드에서의 발광 셀은 유지 방전으로 인해 벽 전하가 충분히 형성되어 있으므로, 제2 서브필드의 어드레스 기간에서는 발광 셀 중 비발광 셀로 설정될 셀의 벽 전하를 소거한다.
구체적으로, 제2 서브필드의 어드레스 기간에서 X 전극에 기준 전압을 인가한 상태에서 복수의 Y 전극(도 2의 Y1-Yn)에 순차적으로 음의 전압인 VscL2 전압의 주사 펄스를 인가한다. 이때, 주사 펄스가 인가된 Y 전극에 형성된 발광 셀(제1 서브필드에서 유지 방전이 일어난 셀) 중에서 비발광 셀로 선택할 셀의 A 전극에 양의 전압을 가지는 어드레스 펄스가 인가된다. 그리고 선택되지 않는 Y 전극은 VscL2 전압보다 높은 양의 전압인 VscH2 전압으로 바이어스하고, 선택되지 않는 A 전극에는 기준 전압을 인가한다. 이때, 도 5에서와 같이 A 전극에 인가되는 양의 전압으로 제1 서브필드의 Va 전압을 사용하면 추가적인 전원을 줄일 수 있다. 그리고 제1 서브필드에서 비발광 셀로 설정된 셀에서 방전이 일어나지 않도록 하기 위해서 VscL2 전압은 VscL1 전압보다 높은 전압을 가지도록 설정된다.
그러면, VscL2 전압의 주사 펄스가 인가된 Y 전극과 Va 전압의 어드레스 펄스가 인가된 발광 셀에서 소거 방전이 일어나서, X 전극과 Y 전극에 형성된 벽 전압이 소거되어 비발광 셀이 설정된다. 즉, 도 6a에 도시한 바와 같이 Y 전극과 A 전극의 벽 전하에 의해 형성되는 벽 전압과 Y 전극과 A 전극 사이에 인가된 전압차(Va-VscL2)에 의해 Y 전극과 A 전극 사이에서 방전이 일어난다. 이때, Y 전극에는 음의 전압(VscL2), X 전극에는 0V 전압 및 A 전극에는 양의 전압(Va)이 인가된 상 태이므로, Y 전극의 (-) 벽 전하가 소거되고 X 전극 및 A 전극의 (+) 벽 전하가 소거된다. 즉, 소거 방전이 일어난 셀은 도 6b와 같이 벽 전하가 소거되어 비발광 셀로 설정된다.
그리고 제1 서브필드의 발광 셀 중에서 제2 서브필드의 어드레스 기간에서 소거 방전이 일어나지 않은 셀이 제2 서브필드의 발광 셀이며, 제2 서브필드의 발광 셀은 도 6a와 같은 벽전하 상태를 유지한다. 따라서, 제2 서브필드의 유지 기간에서는 Y 전극에 먼저 -Vs 전압을 인가하여 발광 셀에서 유지 방전을 일으키고, 이어서 Y 전극에 Vs 전압을 인가하여 발광 셀에서 유지 방전을 일으킨다. 그리고 Y 전극에 Vs 전압과 -Vs 전압을 교대로 인가하는 과정이 제2 서브필드가 표시하는 가중치에 대응하는 횟수만큼 반복된다. 이때, Y 전극에 Vs 전압이 인가되어 마지막 유지 방전이 일어난 후에 유지 기간이 종료된다.
더욱 상세하게 설명하면, 선택적 소거 방식의 어드레스 기간에서 비발광 셀로 설정될 셀의 Y 전극에는 VscL2 전압이 인가되고 X 전극에는 0V 전압이 인가되고 A 전극에는 Va 전압이 인가되며, 이 전압에 의해 이전 서브필드의 유지 기간에 유지 방전에 의해 형성된 벽전하를 소거하는 소거 방전이 일어나야 하므로 Y 전극에는 (-) 벽전하가 형성되고, X 전극과 A 전극에는 (+) 벽전하가 형성되어 있어야 한다. 따라서 직전 서브필드의 유지 기간은 Y 전극에 Vs 전압이 인가된 상태에서 종료된다.
그리고 이후의 서브필드(SF3∼SF8)의 어드레스 기간은 선택적 소거 방식으로 이루어질 수도 있다. 또한 선택적 기입 방식의 서브필드가 복수 개 이어진 후에, 선택적 소거 방식의 서브필드가 복수 개 이어질 수도 있다.
또한, 선택적 기입 방식의 어드레스 기간을 가지는 서브필드에는 어드레스 기간 직전에 발광 셀을 비발광 셀로 초기화하는 리셋 기간이 형성된다. 이러한 리셋 기간은 도 4의 상승 기간과 하강 기간으로 이루어질 수도 있으며, 도 4의 하강 기간만으로 이루어질 수도 있다. 리셋 기간이 도 4의 하강 기간만으로 이루어지는 경우에는, 직전 서브필드에서 발광 셀인 셀만이 리셋 기간에서 방전이 일어나서 초기화된다.
이와 같이, 본 발명의 제2 실시 예와 같이, 첫 번째 서브필드(SF1)를 선택적 기입 방식으로 하고, 나머지 서브필드(SF2~SF8)를 선택적 소거 방식으로 하면 한 프레임에서 모든 방전 셀에 대하여 최대 2번의 어드레스 방전만이 일어나기 때문에 제1 실시 예에 비해 어드레스 기간에서의 소비 전력을 줄일 수 있다. 즉, 선택적 기입 방식의 서브필드(SF1)에서 어드레스 방전을 일으켜서 발광 셀로 설정한 후에, 해당하는 서브필드에서 선택적 소거 방식의 어드레스 방전을 일으켜서 비발광 셀로 설정하면, 원하는 계조가 표시된다.
그리고, 선택적 기입 방식에서 주사 펄스와 어드레스 펄스는 발광 셀에 벽 전압이 형성될 만큼의 폭을 가져야 한다. 따라서 어드레스 기간이 길어져서, 시간적으로 늦게 주사 펄스가 인가되는 셀에서는 어드레스 방전이 불안정해질 수 있다. 이는 시간 경과로 인해 리셋 기간 또는 직전 서브필드의 유지 방전에서 형성된 프라이밍 입자가 소실되기 때문이다.
그런데, 선택적 소거 방식은 벽 전하를 형성할 필요가 없으므로 주사 펄스와 어드레스 펄스 폭을 줄일 수 있으며, 이로 인해 어드레스 기간이 단축되어 선택적 기입 방식에 비해 프라이밍 입자의 소실을 방지할 수 있다. 따라서, 시간적으로 늦게 주사 펄스가 인가되는 셀에서도 안정적인 어드레스 방전이 일어날 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 제2 실시예에 따르면, 선택적 기입 방식의 서브필드의 유지 기간은 Y 전극에 Vs 전압이 인가되어서 유지 방전이 시작되고, 선택적 소거 방식의 서브필드의 유지 기간은 Y 전극에 -Vs 전압이 인가되어서 유지 방전이 시작된다. 그리고 모든 서브필드의 유지 기간은 Y 전극에 Vs 전압이 인가되어서 마지막 유지 방전이 일어난 후에 종료된다.
한편, 본 발명의 제2 실시예에서는 리셋 기간에 Y 전극의 전압이 하강할 때 Vs 전압부터 Vnf 전압까지 점진적으로 하강시켰다. 그런데, 하강 시작 전압을 더욱 낮출 수 있다.
일반적으로 전극의 전압이 시간 변화에 따라 점진적으로 변하는 기울기가 완만할수록 셀에서는 더 약한 방전이 일어난다. 따라서 Y 전극의 하강 시작 전압을 낮은 전압으로 설정하면, 주어진 하강 기간에서 Y 전극의 하강 기울기를 더 완만하게 설정할 수 있다. 그러면 상승 기간에서 강 방전이 발생하더라도 Y 전극의 전압이 느린 속도로 변하기 때문에 강 방전을 방지할 수 있다. 이때, Y 전극의 하강 시작 전압을 기준 전압(0V)으로 설정하는 경우에 추가적인 전원을 사용하지 않을 수 있다.
예를 들어 Y 전극의 하강 시작 전압이 0V인 경우에, Y 전극의 하강 시점에서 외부에서 X 전극과 Y 전극에 인가되는 전압의 차와 A 전극과 Y 전극에 인가되는 전 압의 차는 모두 0V이므로 방전이 일어나지 않는다. 다음, Y 전극의 전압이 0V에서 점진적으로 하강할 때, 셀에 형성된 벽 전압과 외부에서 인가되는 전압의 차가 방전 개시 전압이 넘는 경우에 약 방전이 일어나서 벽 전하가 설정될 수 있다.
이와 같이, Y 전극의 전압을 점진적으로 낮추면 Y 전극의 전압이 감소하는 중에 Y 전극과 X 전극 사이 및 Y 전극과 A 전극 사이에서 미약한 방전이 일어나면서 Y 전극에 형성된 (-) 벽 전하와 X 전극 및 A 전극에 형성된 (+) 벽 전하가 소거된다. 일반적으로 Vnf 전압의 크기는 Y 전극과 X 전극 사이의 방전 개시 전압 근처로 설정된다. 그러면 Y 전극과 X 전극 사이의 벽 전압이 거의 0V가 되어, 어드레스 기간에서 어드레스 방전이 일어나지 않은 셀이 유지 기간에서 오방전하는 것을 방지할 수 있다. 그리고 A 전극은 기준 전압으로 유지되어 있으므로 Vnf 전압의 레벨에 의해 Y 전극과 A 전극 사이의 벽 전압이 결정된다. 도 7에서는 Y 전극의 하강 시작 전압을 0V로 설정한 경우에 대하여 도시하였다.
한편, Y 전극과 A 전극 사이의 방전 개시 전압이 Y 전극과 X 전극 사이의 방전 개시 전압보다 작은 경우에, 리셋 기간의 상승 기간에서 A 전극과 Y 전극 사이 전압이 방전 개시 전압을 넘은 후에 X 전극과 Y 전극 사이 전압이 방전 개시 전압을 넘는다. 일반적으로 플라즈마 표시 패널에서 A 전극은 색상 표현을 위해 형광체로 덮여 있는 반면, X 전극과 Y 전극은 유지방전의 효율을 위해 MgO 성분의 보호막과 같이 2차 전자 방출 계수가 높은 물질로 덮여 있다. 그런데 리셋 기간의 상승 기간에서 A 전극과 Y 전극 사이의 전압이 방전 개시 전압을 넘어도 A 전극이 음극으로 작용하기 때문에, A 전극과 Y 전극 사이에서 방전이 지연된다. 방전 지연에 의해 A 전극과 Y 전극 사이의 전압이 방전 개시 전압을 넘은 이후에 A 전극과 Y 전극 사이에서 실제 방전이 일어날 수 있다. 즉, A 전극과 Y 전극 사이의 전압이 방전 개시 전압보다 소정 전압 이상만큼 큰 경우에 방전이 일어나므로, A 전극과 Y 전극 사이에서 약 방전이 아닌 강 방전이 발생할 수 있다.
그런데, 도 7에 도시한 본 발명의 제3 실시 예와 같이 리셋 기간의 상승 기간에서 A 전극에 양의 전압이 인가되면 X 전극과 Y 전극 사이의 전압이 A 전극과 Y 전극 사이의 전압보다 먼저 방전 개시 전압을 넘게 된다. 그러면 X 전극과 Y 전극 사이에서 먼저 약 방전이 발생하고 이 약 방전에 의해 프라이밍 입자가 형성된 상태에서 A 전극과 Y 전극 사이의 전압이 방전 개시 전압을 넘게 된다. 그리고 이 프라이밍 입자에 의해 A 전극과 Y 전극 사이에서는 방전 지연이 줄어서 강 방전이 발생하지 않고 약 방전이 수행될 수 있다. 이때, A 전극에 인가되는 양의 전압을 Va 전압과 동일하게 하면, 양의 전압을 인가하기 위한 추가적인 전원을 형성하지 않을 수 있다. 또한, 리셋 기간의 상승 기간에서 A 전극에 양의 전압을 인가하지 않고 A 전극을 플로팅 할 수도 있다. 그러면 A 전극의 전압이 양의 전압 상태로 설정된다. 또한, 리셋 기간의 상승 기간 전체에서 A 전극을 양의 전압 상태로 하지 않고, 상승 기간의 일부에서만 A 전극을 양의 전압으로 설정할 수도 있다.
또한, 도 7에는 도시하지 않았으나 리셋 기간의 하강 기간 및 어드레스 기간에서 X 전극에 Vb 전압을 인가하였지만 이와 다르게 할 수도 있다. 예를 들어, 리셋 기간의 하강 기간 및 어드레스 기간에서도 X 전극에 기준 전압이 인가될 수 있다. 이 경우에는 X 전극과 Y 전극간의 전압 차가 제2 실시 예와 동일해지도록 Y 전 극에 인가되는 전압 레벨(Vnf´, VscH1´, VscL1´)을 제2 실시 예의 구동 파형에서 X 전극에 인가된 전압(Vb)만큼 전체적으로 감소시키면 된다. 이렇게 하면 Vb 전압을 공급하는 전원을 제거할 수 있으므로 회로 구성이 더 간단해진다. 그리고 X 전극을 기준 전압으로 바이어스만 하면 되므로, X 전극을 구동하는 유지 구동 보드를 제거할 수 있다.
그리고 본 발명의 제1 내지 제3 실시 예에서는 연결 부재(24)를 통하여 X 전극을 주사 구동 보드(200)에 연결하였지만, 이와 달리 X 전극을 구동하는 구동 보드를 따로 형성할 수도 있다. 다만, 이 구동 보드에는 X 전극에 Vb 전압과 0V 전압을 인가하기 위한 스위치만 형성되면 되므로, 구동 보드의 크기를 작게 할 수 있다. 따라서 이와 같이 하여도 샤시 베이스에서의 보드 배치를 간단하게 할 수 있다.
이상에서 본 발명의 실시 예에 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.
본 발명에 의하면, 유지 전극에 일정한 전압을 인가한 상태에서 주사 전극에만 구동 파형이 인가되므로, 실질적으로 하나의 보드만으로 구동할 수 있으며, 이에 따라 단가가 저감된다.
그리고 각 서브필드의 어드레스 기간에서 선택적 기입 방식과 선택적 소거 방식을 사용함으로써, 각 서브필드에서 모두 선택적 기입 방식을 사용하는 경우에 비해 소비 전력을 감소시킬 수 있다.

Claims (12)

  1. 복수의 제1 전극과 복수의 제2 전극, 상기 제1 전극과 제2 전극에 교차하는 방향으로 형성되는 복수의 제3 전극 및 복수의 셀을 포함하며, 상기 제1 전극, 제2 전극 및 제3 전극에 의해 상기 셀이 형성되는 플라즈마 표시 장치에서 한 프레임을 복수의 서브필드로 나누어 구동하는 방법에 있어서,
    복수의 서브필드 중 제1 서브필드의 어드레스 기간에서, 상기 복수의 셀 중 발광 셀로 선택할 셀의 상기 제1 전극 및 상기 제3 전극에 각각 제1 전압의 제1 주사 펄스 및 제2 전압의 제1 어드레스 펄스를 인가하는 단계,
    상기 제1 서브필드의 유지 기간에서, 상기 복수의 제2 전극에 제3 전압을 인가한 상태에서 상기 복수의 제1 전극에 상기 제3 전압보다 높은 제4 전압과 상기 3 전압보다 낮은 제5 전압을 교대로 인가하여 상기 발광 셀을 유지 방전시키는 단계,
    복수의 서브필드 중 제2 서브필드의 어드레스 기간에서, 상기 발광 셀 중 비발광 셀로 선택할 셀의 상기 제1 전극 및 상기 제3 전극에 각각 제6 전압의 제2 주사 펄스 및 제7 전압의 제2 어드레스 펄스를 인가하는 단계, 그리고
    상기 제2 서브필드의 유지 기간에서, 상기 복수의 제2 전극에 상기 제3 전압을 인가한 상태에서 상기 복수의 제1 전극에 상기 제4 전압과 상기 제5 전압을 교대로 인가하여 나머지 발광 셀을 유지 방전시키는 단계를 포함하며,
    상기 제1 서브필드의 유지 기간에서는 상기 복수의 제1 전극에 상기 제4 전압이 인가되어 마지막 유지 방전이 일어나고, 상기 제2 서브필드의 유지 기간에서 는 상기 복수의 제1 전극에 상기 제5 전압이 인가되어 첫 번째 유지 방전이 일어나는 플라즈마 표시 장치의 구동 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제2 서브필드의 유지 기간에 마지막 유지 방전은 상기 제1 전극에 상기 제4 전압이 인가된 상태에서 발생하는 플라즈마 표시 장치의 구동 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 서브필드의 유지 기간에 첫 번째 유지 방전은 상기 제1 전극에 상기 제4 전압이 인가된 상태에서 발생하는 플라즈마 표시 장치의 구동 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제6 전압은 상기 제1 전압보다 높은 플라즈마 표시 장치의 구동 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1 서브필드의 어드레스 기간에서, 상기 제1 주사 펄스가 인가되지 않는 상기 제1 전극을 상기 제1 전압보다 높고 상기 제3 전압보다 낮은 제8 전압으로 유지하며,
    상기 제2 서브필드의 어드레스 기간에서, 상기 제2 주사 펄스가 인가되지 않는 상기 제1 전극을 상기 제6 전압 및 상기 제3 전압보다 높은 제9 전압으로 유지 하는 플라즈마 표시 장치의 구동 방법.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 서브필드에서,
    상기 어드레스 기간 직전의 리셋 기간에서 상기 복수의 셀을 비발광 셀로 초기화하는 단계를 더 포함하는 플라즈마 표시 장치의 구동 방법.
  7. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제3 전압은 접지 전압인 플라즈마 표시 장치의 구동 방법.
  8. 복수의 제1 전극과 복수의 제2 전극, 상기 제1 전극과 제2 전극에 교차하는 방향으로 형성되는 복수의 제3 전극을 포함하며, 상기 복수의 제1 전극, 제2 전극 및 제3 전극에 의해 복수의 셀이 형성되는 플라즈마 표시 패널,
    상기 플라즈마 표시 패널을 구동하는 구동부, 그리고
    한 프레임을 복수의 서브필드로 나누어 구동하도록 상기 구동부를 제어하는 제어부를 포함하며,
    상기 구동부는,
    복수의 서브필드 중 제1 서브필드에서, 어드레스 기간 동안 상기 복수의 셀 중 발광 셀로 설정할 셀을 선택하고, 유지 기간 동안 상기 복수의 제2 전극에 제1 전압을 인가한 상태에서 상기 복수의 제1 전극에 제1 유지 방전 펄스를 인가하여 상기 발광 셀을 유지 방전시키고,
    상기 복수의 서브필드 중 제2 서브필드에서, 어드레스 기간 동안 상기 발광 셀 중 비발광 셀을 선택하고, 유지 기간 동안 상기 복수의 제2 전극에 상기 제1 전압을 인가한 상태에서 상기 복수의 제1 전극에 제2 유지 방전 펄스를 인가하여 나머지 발광 셀을 유지 방전시키며,
    상기 제1 유지 방전 펄스의 종료 전압과 상기 제2 유지 방전 펄스의 시작 전압이 다른 플라즈마 표시 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 유지 방전 펄스는 상기 제1 전압보다 높은 제2 전압과 상기 제1 전압보다 낮은 제3 전압을 가지며,
    상기 제1 유지 방전 펄스의 상기 종료 전압은 상기 제2 전압이고, 상기 제2 유지 방전 펄스의 상기 종료 전압은 상기 제3 전압인 플라즈마 표시 장치.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 제2 유지 방전 펄스의 종료 전압은 상기 제3 전압인 플라즈마 표시 장치.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 제1 유지 방전 펄스의 시작 전압은 상기 제3 전압인 플라즈마 표시 장 치.
  12. 제8항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 전압은 접지 전압인 플라즈마 표시 장치.
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