KR100903647B1 - 플라즈마 디스플레이 패널 구동 장치 및 그를 이용한플라즈마 디스플레이 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널에 구동 신호를 공급하는 구동 장치 및 그를 이용한 플라즈마 디스플레이 장치에 관한 것으로, 복수의 서브필드들 중 제1 서브필드의 리셋 구간동안 공급되는 리셋 신호는 제1 전압까지 상승하는 제1 상승구간 및 제1 전압을 유지하는 제1 유지 구간을 포함하고, 제2 서브필드의 리셋 구간동안 공급되는 리셋 신호는 제1 전압보다 작은 제2 전압까지 상승하는 제2 상승구간 및 제2 전압을 유지하는 제2 유지 구간을 포함하며, 제2 전압은 서스테인 전압보다 큰 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 리셋 구간에서 플라즈마 디스플레이 패널의 방전셀들을 초기화시키고자 하는 경우, 스캔 전극에 서스테인 전압보다 큰 전압까지 점진적으로 상승하는 신호를 인가하여 어드레싱을 위한 스캔 전극의 벽전하를 효과적으로 제어할 수 있으며, 리셋 신호의 최고 전압을 낮춰 구동 마진을 확보함과 동시에 최고 전압의 유지 구간을 두어 디스플레이 화면의 평균 화상 레벨 변화에 관계없이 안정된 방전이 발생하도록 할 수 있다.
Figure R1020070108322
플라즈마 디스플레이 패널, 방전셀 초기화, 리셋 신호

Description

플라즈마 디스플레이 패널 구동 장치 및 그를 이용한 플라즈마 디스플레이 장치{Apparatus for driving plasma display panel and plasma display apparatus thereof}
본 발명은 플라즈마 디스플레이 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 플라즈마 디스플레이 패널에 구동 신호를 공급하기 위한 구동 장치에 관한 것이다.
플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel,이하 PDP라 함)은 불활성 혼합가스의 방전시 발생하는 진공자외선(VUV)에 의해 형광체를 여기 발광시킴으로써 화상을 표시한다.
이러한 PDP는 대형화와 박막화가 용이할 뿐만 아니라 구조가 단순해짐으로 제작이 용이해지고 아울러 다른 평면 표시장치에 비하여 휘도 및 발광효율이 높다는 장점을 가진다. 특히, 교류 면방전형 3전극 플라즈마 디스플레이 패널은 방전시 표면에 벽전하가 축적되어 방전에 의해 발생되는 스퍼터링으로부터 전극들을 보호하기 때문에 저전압 구동과 장수명의 이점을 가진다.
플라즈마 디스플레이 패널은 화상의 계조를 구현하기 위하여, 모든셀을 초기화 하기 위한 리셋(Reset)기간, 셀을 선택하기 위한 어드레스 기간(Address)과 선 택된 셀에서 표시방전을 일으키는 서스테인 기간(Sustain)으로 시분할 구동된다.
상기 리셋 구간동안 모든 전극들이 어드레싱을 위한 벽전하 상태로 초기화되지 않는 경우, 어드레스 구간에서 오방전 또는 방전 미발생 현상이 생길 수 있으며, 그로 인해 디스플레이 화상의 화질이 저하되는 문제가 있었다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 플라즈마 디스플레이 장치에 구비되는 패널 구동 장치에 있어 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해, 어드레싱 이전에 방전셀들을 효과적으로 초기화할 수 있는 구동 장치 및 그를 이용한 플라즈마 디스플레이 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 장치는, 상부기판에 형성되는 복수의 스캔전극들 및 서스테인전극들과 하부기판에 형성되는 복수의 어드레스전극들을 구비하는 플라즈마 디스플레이 패널; 및 상기 복수의 전극들에 구동 신호를 공급하는 구동부를 포함하고, 상기 패널은 단위 프레임이 복수의 서브필드들로 분할되어 구동되며, 상기 복수의 서브필드들 중 제1 서브필드의 리셋 구간동안 공급되는 리셋 신호는 제1 전압까지 상승하는 제1 상승구간 및 상기 제1 전압을 유지하는 제1 유지 구간을 포함하고, 제2 서브필드의 리셋 구간동안 공급되는 리셋 신호는 상기 제1 전압보다 작은 제2 전압까지 상승하는 제2 상승구간 및 상기 제2 전압을 유지하는 제2 유지 구간을 포함하며, 상기 제2 전압은 서스테인 전압보다 큰 것을 특징으로 한다.
상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 패널 구동 장치는, 상기 복수의 서브필드들 중 제1 서브필드의 리셋 구간동안 공급되는 리셋 신호는 제1 전압까지 상승하는 제1 상승구간 및 상기 제1 전압을 유지하는 제1 유지 구간을 포함하 고, 제2 서브필드의 리셋 구간동안 공급되는 리셋 신호는 상기 제1 전압보다 작은 제2 전압까지 상승하는 제2 상승구간 및 상기 제2 전압을 유지하는 제2 유지 구간을 포함하며, 상기 제2 전압은 서스테인 전압보다 큰 것을 특징으로 한다.
상기와 같이 구성되는 본 발명에 의하면, 리셋 구간에서 플라즈마 디스플레이 패널의 방전셀들을 초기화시키고자 하는 경우, 스캔 전극에 서스테인 전압보다 큰 전압까지 점진적으로 상승하는 신호를 인가하여 어드레싱을 위한 스캔 전극의 벽전하를 효과적으로 제어할 수 있으며, 리셋 신호의 최고 전압을 낮춰 구동 마진을 확보함과 동시에 최고 전압의 유지 구간을 두어 디스플레이 화면의 평균 화상 레벨 변화에 관계없이 안정된 방전이 발생하도록 할 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 패널 구동 장치 및 그를 이용한 플라즈마 디스플레이 장치에 관하여 상세히 설명한다. 도 1은 플라즈마 디스플레이 패널의 구조에 대한 일실시예를 사시도로 도시한 것이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 플라즈마 디스플레이 패널은 상부기판(10) 상에 형성되는 유지 전극 쌍인 스캔 전극(11) 및 서스테인 전극(12), 하부기판(20) 상에 형성되는 어드레스 전극(22)을 포함한다.
상기 유지 전극 쌍(11, 12)은 통상 인듐틴옥사이드(Indium-Tin-Oxide;ITO)로 형성된 투명전극(11a, 12a)과 버스 전극(11b, 12b)을 포함하며, 상기 버스 전극(11b, 12b)은 은(Ag), 크롬(Cr) 등의 금속 또는 크롬/구리/크롬(Cr/Cu/Cr)의 적 층형이나 크롬/알루미늄/크롬(Cr/Al/Cr)의 적층형으로 형성될 수 있다. 버스 전극(11b, 12b)은 투명전극(11a, 12a) 상에 형성되어, 저항이 높은 투명전극(11a, 12a)에 의한 전압 강하를 줄이는 역할을 한다.
한편, 본 발명의 일실시예에 따르면 유지 전극쌍(11, 12)은 투명전극(11a 12a)과 버스 전극(11b, 12b)이 적층된 구조 뿐만 아니라, 투명 전극(11a, 12a)이 없이 버스 전극(11b, 12b)만으로도 구성될 수 있다. 이러한 구조는 투명 전극(11a, 12a)을 사용하지 않으므로, 패널 제조의 단가를 낮출 수 있는 장점이 있다. 이러한 구조에 사용되는 버스 전극(11b, 12b)은 위에 열거한 재료 이외에 감광성 재료등 다양한 재료가 가능할 것이다.
스캔 전극(11) 및 서스테인 전극(12)의 투명전극(11a, 12a)과 버스전극(11b, 11c)의 사이에는 상부 기판(10)의 외부에서 발생하는 외부광을 흡수하여 반사를 줄여주는 광차단의 기능과 상부 기판(10)의 퓨리티(Purity) 및 콘트라스트를 향상시키는 기능을 하는 블랙 매트릭스(Black Matrix, BM, 15)가 배열된다.
본 발명의 일실시예에 따른 블랙 매트릭스(15)는 상부 기판(10)에 형성되는데, 격벽(21)과 중첩되는 위치에 형성되는 제1 블랙 매트릭스(15)와, 투명전극(11a, 12a)과 버스전극(11b, 12b)사이에 형성되는 제2 블랙 매트릭스(11c, 12c)로 구성될 수 있다. 여기서, 제 1 블랙 매트릭스(15)와 블랙층 또는 블랙 전극층이라고도 하는 제 2 블랙 매트릭스(11c, 12c)는 형성 과정에서 동시에 형성되어 물리적으로 연결될 수 있고, 동시에 형성되지 않아 물리적으로 연결되지 않을 수도 있다.
또한, 물리적으로 연결되어 형성되는 경우, 제 1 블랙 매트릭스(15)와 제 2 블랙 매트릭스(11c, 12c)는 동일한 재질로 형성되지만, 물리적으로 분리되어 형성되는 경우에는 다른 재질로 형성될 수 있다.
스캔 전극(11)과 서스테인 전극(12)이 나란하게 형성된 상부기판(10)에는 상부 유전체층(13)과 보호막(14)이 적층된다. 상부 유전체층(13)에는 방전에 의하여 발생된 하전입자들이 축적되고, 유지 전극 쌍(11, 12)을 보호하는 기능을 수행할 수 있다. 보호막(14)은 가스 방전시 발생된 하전입자들의 스피터링으로부터 상부 유전체층(13)을 보호하고, 2차 전자의 방출 효율을 높이게 된다.
또한, 어드레스 전극(22)은 스캔 전극(11) 및 서스테인 전극(12)과 교차되는 방향으로 형성된다. 또한, 어드레스 전극(22)이 형성된 하부기판(20) 상에는 하부 유전체층(24)과 격벽(21)이 형성된다.
또한, 하부 유전체층(24)과 격벽(21)의 표면에는 형광체층(23)이 형성된다. 격벽(21)은 세로 격벽(21a)와 가로 격벽(21b)가 폐쇄형으로 형성되고, 방전셀을 물리적으로 구분하며, 방전에 의해 생성된 자외선과 가시광이 인접한 방전셀에 누설되는 것을 방지한다.
본 발명의 일실시예에는 도 1에 도시된 격벽(21)의 구조뿐만 아니라, 다양한 형상의 격벽(21)의 구조도 가능할 것이다. 예컨대, 세로 격벽(21a)과 가로 격벽(21b)의 높이가 다른 차등형 격벽 구조, 세로 격벽(21a) 또는 가로 격벽(21b) 중 적어도 하나 이상에 배기 통로로 사용 가능한 채널(Channel)이 형성된 채널형 격벽 구조, 세로 격벽(21a) 또는 가로 격벽(21b) 중 하나 이상에 홈(Hollow)이 형성된 홈형 격벽 구조 등이 가능할 것이다.
여기서, 차등형 격벽 구조인 경우에는 가로 격벽(21b)의 높이가 높은 것이 더 바람직하고, 채널형 격벽 구조나 홈형 격벽 구조인 경우에는 가로 격벽(21b)에 채널이 형성되거나 홈이 형성되는 것이 바람직할 것이다.
한편, 본 발명의 일실시예에서는 R, G 및 B 방전셀 각각이 동일한 선상에 배열되는 것으로 도시 및 설명되고 있지만, 다른 형상으로 배열되는 것도 가능할 것이다. 예컨대, R, G 및 B 방전셀이 삼각형 형상으로 배열되는 델타(Delta) 타입의 배열도 가능할 것이다. 또한, 방전셀의 형상도 사각형상 뿐만 아니라, 오각형, 육각형 등의 다양한 다각 형상도 가능할 것이다.
또한, 형광체층(23)은 가스 방전시 발생된 자외선에 의해 발광되어 적색(R), 녹색(G) 또는 청색(B) 중 어느 하나의 가시광을 발생하게 된다. 여기서, 상부/하부 기판(10, 20)과 격벽(21) 사이에 마련된 방전공간에는 방전을 위한 He+Xe, Ne+Xe 및 He+Ne+Xe 등의 불활성 혼합가스가 주입된다.
도 2는 플라즈마 디스플레이 패널의 전극 배치에 대한 일실시예를 도시한 것으로, 플라즈마 디스플레이 패널을 구성하는 복수의 방전셀들은 도 2에 도시된 바와 같이 매트릭스 형태로 배치되는 것이 바람직하다. 복수의 방전셀들은 각각 스캔 전극 라인(Y1 내지 Ym), 서스테인 전극 라인(Z1 내지 Zm) 및 어드레스 전극 라인(X1 내지 Xn)의 교차부에 마련된다. 스캔 전극 라인(Y1 내지 Ym)은 순차적으로 구동되거나 동시에 구동될 수 있고, 서스테인 전극 라인(Z1 내지 Zm)은 동시에 구동될 수 있다. 어드레스 전극라인(X1 내지 Xn)은 기수 번째 라인들과 우수 번째 라 인들로 분할되어 구동되거나 순차적으로 구동될 수 있다.
도 2에 도시된 전극 배치는 본 발명에 따른 플라즈마 패널의 전극 배치에 대한 일실시예에 불과하므로, 본 발명은 도 2에 도시된 플라즈마 디스플레이 패널의 전극 배치 및 구동 방식에 한정되지 아니한다. 예컨데, 상기 스캔 전극 라인(Y1 내지 Ym)들 중 2 개의 스캔 전극 라인이 동시에 스캐닝되는 듀얼 스캔(dual scan) 방식도 가능하다. 또한, 상기 어드레스 전극 라인(X1 내지 Xn)은 패널의 중앙 부분에서 상, 하로 분할되어 구동될 수도 있다.
도 3은 하나의 프레임(frame)을 복수의 서브필드로 나누어 시분할 구동시키는 방법에 대한 일실시예를 타이밍도로 도시한 것이다. 단위 프레임은 시분할 계조 표시를 실현하기 위하여 소정 개수 예컨대 8개의 서브필드들(SF1, ..., SF8)로 분할될 수 있다. 또한, 각 서브필드(SF1, ...SF8)는 리셋 구간(미도시)과, 어드레스 구간(A1, ..., A8)및, 서스테인 구간(S1, ..., S8)로 분할된다.
여기서, 본 발명의 일실시예에 따르면 리셋 구간은 복수 개의 서브필드 중 적어도 하나에서 생략될 수 있다. 예컨대, 리셋 구간은 최초의 서브필드에서만 존재하거나, 최초의 서브필드와 전체 서브필드 중 중간 정도의 서브필드에서만 존재할 수도 있다.
각 어드레스 구간(A1, ..., A8)에서는, 어드레스 전극(X)에 표시 데이터 신호가 인가되고, 각 스캔 전극(Y)에 상응하는 스캔 펄스가 순차적으로 인가된다.
각 서스테인 구간(S1, ...,S8)에서는, 스캔 전극(Y)과 서스테인 전극(Z)에 서스테인 펄스가 교호하게 인가되어, 어드레스 구간(A1, ..., A8)에서 벽전하들이 형성된 방전셀들에서 서스테인 방전을 일으킨다.
플라즈마 디스플레이 패널의 휘도는 단위 프레임에서 차지하는 서스테인 방전 구간(S1, ..., S8)내의 서스테인 방전 펄스 개수에 비례한다. 1 화상을 형성하는 하나의 프레임이, 8개의 서브필드와 256계조로 표현되는 경우에, 각 서브필드에는 차례대로 1, 2, 4, 8, 16, 32, 64, 128의 비율로 서로 다른 서스테인 펄스의 수가 할당될 수 있다. 만일 133계조의 휘도를 얻기 위해서는, 서브필드1 구간, 서브필드3 구간 및 서브필드8 구간 동안 셀들을 어드레싱하여 서스테인 방전하면 된다.
각 서브필드에 할당되는 서스테인 방전 수는, APC(Automatic Power Control)단계에 따른 서브필드들의 가중치에 따라 가변적으로 결정될 수 있다. 즉, 도 3에서는 한 프레임을 8개의 서브필드로 분할하는 경우를 예로 들어 설명하였으나 본 발명은 그에 한정되지 아니하며, 한 프레임을 형성하는 서브필드의 수를 설계사양에 따라 다양하게 변형하는 것이 가능하다. 예를 들어, 한 프레임을 12 또는 16 서브필드 등과 같이, 8 서브필드 이상으로 분할하여 플라즈마 디스플레이 패널을 구동시킬 수 있다.
또한 각 서브필드에 할당되는 서스테인 방전 수는 감마특성이나 패널특성을 고려하여 다양하게 변형하는 것이 가능하다. 예컨대, 서브필드 4에 할당된 계조도를 8에서 6으로 낮추고, 서브필드 6 에 할당된 계조도를 32 에서 34 로 높일 수 있다.
도 4는 상기 분할된 하나의 서브필드에 대해, 플라즈마 디스플레이 패널을 구동시키기 위한 구동 신호들에 대한 일실시예를 타이밍도로 도시한 것이다.
상기 서브필드는 스캔 전극들(Y) 상에 정극성 벽전하를 형성하고 서스테인 전극들(Z) 상에 부극성 벽전하를 형성하기 위한 프리 리셋(pre reset) 구간, 프리 리셋 구간에 의해 형성된 벽전하 분포를 이용하여 전 화면의 방전셀들을 초기화하기 위한 리셋(reset) 구간, 방전셀을 선택하기 위한 어드레스(address) 구간 및 선택된 방전셀들의 방전을 유지시키기 위한 서스테인(sustain) 구간을 포함한다.
리셋 구간은 셋업(setup) 구간 및 셋 다운(setdown) 구간으로 이루어지며, 상기 셋업 구간에서는 모든 스캔 전극으로 상승 램프 파형(Ramp-up)이 동시 인가되어 모든 방전셀에서 미세 방전이 발생되고, 이에 따라 벽전하가 생성된다. 상기 셋다운 구간에는 상기 상승 램프 파형(Ramp-up)의 피크 전압보다 낮은 정극성 전압에서 하강하는 하강 램프파형(Ramp-down)이 모든 스캔 전극(Y)으로 동시에 인가되어 모든 방전셀에서 소거방전이 발생되고, 이에 따라 셋업 방전에 의해 생성된 벽전하 및 공간전하 중 불요 전하를 소거시킨다.
어드레스 구간에는 스캔 전극으로 부극성의 스캔 신호(scan)가 순차적으로 인가되고, 이와 동시에 상기 어드레스 전극(X)으로 정극성 전압(Va)을 가지는 데이터 신호(data)가 인가된다. 이러한 상기 스캔 신호(scan)와 데이터 신호(data) 간의 전압 차와 상기 리셋 구간 동안 생성된 벽전압에 의해 어드레스 방전이 발생 되어 셀이 선택된다. 한편, 상기 셋다운 구간과 어드레스 구간 동안에 상기 서스테인 전극에는 서스테인 전압을 유지하는 신호가 인가된다.
상기 서스테인 구간에는 스캔 전극과 서스테인 전극에 교번적으로 서스테인 전압(Vs)을 가지는 서스테인 펄스가 인가되어 스캔 전극과 서스테인 전극 사이에 면방전 형태로 서스테인 방전이 발생된다.
도 4에 도시된 구동 파형들은 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널을 구동시키기 위한 신호들에 대한 일실시예로서, 상기 도 4에 도시된 파형들에 의해 본 발명은 한정되지 아니한다. 예컨데, 상기 프리 리셋 구간이 생략될 수 있으며, 도 4에 도시된 구동 신호들의 극성 및 전압 레벨은 필요에 따라 변경이 가능하고, 상기 서스테인 방전이 완료된 후에 벽전하 소거를 위한 소거 신호가 서스테인 전극에 인가될 수도 있다. 또한, 상기 서스테인 신호가 스캔 전극(Y)과 서스테인(Z) 전극 중 어느 하나에만 인가되어 서스테인 방전을 일으키는 싱글 서스테인(single sustain) 구동도 가능하다.
도 5는 본 발명에 따른 패널 구동 신호의 파형에 대한 제1 실시예를 타이밍도로 도시한 것이다.
도 5를 참조하면, 하나의 프레임을 구성하는 복수의 서브필드들 중 어느 하나의 서브필드, 예를 들어 N번째 서브필드에서 공급되는 리셋 신호의 최고 전압(Ve)은 다른 서브필드에서 공급되는 리셋 신호의 최고 전압(Vst)보다 작을 수 있다.
즉, 복수의 서브필드 중 일부 서브필드에서는 도 4에 도시된 바와 같이 Vst까지 상승하는 리셋 신호를 스캔 전극(Y)에 공급하고, 나머지 서브필드에서는 도 5에 도시된 N번째 서브필드와 같이 상기 Vst보다 작은 Ve까지 상승하는 리셋 신호를 스캔 전극(Y)에 공급할 수 있다.
상기한 바와 같이 일부 서브필드에서 공급되는 리셋 신호의 최고 전압을 감 소시킴으로써, 패널 구동 마진을 확보하여 고속 구동에 유리할 수 있으며, 그와 동시에 패널 구동에 소모되는 전력을 감소시킬 수 있다.
이 경우, 상기 N번째 서브필드의 이전 서브필드, 즉 (N-1) 번째 서브필드의 서스테인 구간에서는, 복수의 서스테인 신호들 중 마지막 서스테인 신호는 도 4에 도시된 바와 같이 서스테인 전극(Z)에 공급될 수 있다.
상기한 바와 같이 (N-1)번째 서브필드에서 마지막 서스테인 신호를 서스테인 전극(Z)에 공급함으로써, 서스테인 방전이 발생한 스캔 전극(Y)에는 양극성(+)의 벽전하가 형성되며 서스테인 전극(Z)에는 음극성(-)의 벽전하가 형성되게 된다.
그에 따라, N번째 서브필드에서 Vst보다 작은 전압인 Ve까지 상승하는 리셋 신호를 스캔 전극(Y)에 공급하여도, (N-1) 번째 서브필드에서 서스테인 방전이 발생한 스캔 전극(Y)에서 초기화 방전이 충분히 발생될 수 있다.
상기 초기화 방전을 충분히 발생시켜 스캔 전극(Y)에 많은 량의 양극성(+) 벽전하를 형성시키고, 그로 인해 어드레싱 에러를 감소시키기 위해, 상기 N번째 서브필드에서 공급되는 리셋 신호의 최고 전압 Ve는 서스테인 전압(Vs)보다 큰 것이 바람직하다.
즉, 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 구동 장치는 복수의 서브필드들 중 적어도 어느 하나의 서브필드에서, 다른 서브필드보다 작은 최고 전압(Ve)을 가지는 리셋 신호를 공급하며, 상기 리셋 신호의 최고 전압(Ve)는 서스테인 전압(Vs)보다 큰 것이 바람직하다.
또한, 도 5에 도시된 바와 같이 N번째 서브필드에서 공급되는 리셋 신호는 Ve 전압까지 상승하는 상승구간(a) 이후에 상기 Ve 전압을 유지하는 유지구간(b) 을 포함할 수 있다.
디스플레이 화면의 평균 화상 레벨(APL, Average Picture Level)에 따라 플라즈마 디스플레이 패널의 커패시턴스(capacitance)가 변화할 수 있으며, 그에 따라 리셋 신호의 셋업 구간 또는 셋다운 구간의 기울기가 변화할 수 있다.
즉, 디스플레이 화면의 평균 화상 레벨(APL)이 증가하면 패널의 커패시턴스가 증가하여 리셋 신호의 셋업 구간 기울기가 감소할 수 있으며, 반대로 디스플레이 화면의 평균 화상 레벨(APL)이 감소하면 패널의 커패시턴스가 감소하여 리셋 신호의 셋업 구간 기울기가 증가할 수 있다.
상기한 바와 같이 디스플레이 화면의 평균 화상 레벨(APL)이 증가하여 리셋 신호의 셋업 구간 기울기가 감소할 수 있고, 그에 따라 셋업 구간의 길이가 고정된 경우 리셋 신호의 최고 전압이 감소할 수 있으며, 스캔 전극(Y)에 형성되는 양극성(+) 벽전하 량이 감소하여 어드레싱 에러가 발생할 수 있다.
도 5에 도시된 바와 같이 서스테인 전압(Vs)보다 크고 다른 서브필드의 리셋 신호 최고 전압(Vst)보다 작은 Ve 전압까지 상승하는 리셋 신호에 있어, 상기 Ve 전압을 유지하는 유지구간(b)을 포함시킴으로써 디스플레이 화면의 평균 화상 레벨(APL)의 변화에 따라 리셋 신호의 최고 전압 Ve가 변화하는 것을 방지할 수 있다. 그로 인해, 스캔 전극(Y)에 양극성(+)의 벽전하를 충분히 형성시킬 수 있으며, 어드레싱 에러가 감소시킬 수 있다.
도 6은 디스플레이 화면의 평균 화상 레벨(APL, Average Picture Level) 변 화에 따른 리셋 신호의 파형에 대한 실시예들을 타이밍도로 도시한 것이다.
도 6을 참조하면, 복수의 서브필드들 중 적어도 어느 하나의 서브필드에서 공급되는 리셋 신호는 Ve 전압까지 점진적으로 상승하는 상승구간, Ve 전압을 유지하는 유지구간 및 상기 Ve 전압으로부터 점진적으로 하강하는 하강구간을 포함할 수 있다.
도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 리셋 신호는 최고 전압인 Ve를 유지하는 유지구간을 포함하여, 디스플레이 화면의 평균 화상 레벨(APL)에 관계없이 미리 설정된 최고 전압인 Ve까지 상승할 수 있다.
상기에서 설명한 바와 같이, 디스플레이 화면의 평균 화상 레벨(APL)의 변화에 따라 리셋 신호의 상승구간 기울기가 변화하며, 그로 인해 최고 전압인 Ve까지 상승하는데 소모되는 시간, 즉 상승구간의 길이(t1)가 변화할 수 있다.
좀 더 구체적으로, 도 6의 (a)에 도시된 디스플레이 화면의 평균 화상 레벨(APL)이 0%인 경우, 즉 디스플레이 화면이 full black인 경우에 리셋 신호의 상승구간 기울기가 가장 크며, 그에 따라 리셋 신호의 상승구간 길이(t1)가 가장 짧을 수 있다.
도 6의 (b)에 도시된 디스플레이 화면의 평균 화상 레벨(APL)이 50%인 경우, 리셋 신호의 상승구간 기울기가 상기 도 6의 (a)에 도시된 경우보다 작아지며, 그에 따라 리셋 신호의 상승구간 길이(t1)는 상기 도 6의 (a)에 도시된 경우보다 길어질 수 있다.
도 6의 (c)에 도시된 디스플레이 화면의 평균 화상 레벨(APL)이 100%인 경 우, 즉 디스플레이 화면이 full white인 경우에 리셋 신호의 상승구간 기울기가 가장 작으며, 그에 따라 리셋 신호의 상승구간 길이(t1)가 가장 길 수 있다.
또한, 패널의 구동 마진을 확보하여 패널을 안정적으로 구동시키기 위해 리셋 신호의 전체 길이(t) 및 상승구간과 유지구간의 길이(t1+t2)가 고정되어 있는 경우, 리셋 신호의 유지구간 길이(t2)는 도 6의 (a), (b), (c)의 순으로 감소할 수 있다.
즉, 디스플레이 화면의 평균 화상 레벨(APL)이 증가할 수록 리셋 신호의 상승구간 길이(t1)은 감소하고, 그에 따라 유지구간의 길이(t2)는 감소할 수 있다.
또한, 상기와 같은 이유로 디스플레이 화면의 평균 화상 레벨(APL)의 증가함에 따라 리셋 신호의 하강구간 기울기는 증가(기울기의 절대값은 감소)할 수 있다. 즉, 도 6의 (a)에 도시된 디스플레이 화면의 평균 화상 레벨(APL)이 0%인 경우의 리셋 신호 하강구간의 기울기가 가장 작으며, 도 6의 (c)에 도시된 디스플레이 화면의 평균 화상 레벨(APL)이 100%인 경우의 리셋 신호 하강구간의 기울기가 가장 클 수 있다.
상기한 바와 같이, 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 구동 장치는 디스플레이 화면의 평균 화상 레벨(APL)이 0%~100% 사이 임의의 값을 가지더라도 리셋 신호가 미리 설정한 Ve까지 상승할 수 있도록 하는 충분한 길이의 유지 구간을 리셋 신호에 포함시킴으로써 패널 구동을 안정화할 수 있다.
도 7은 본 발명에 따른 패널 구동 신호의 파형에 대한 제2 실시예를 타이밍도로 도시한 것이다.
도 7을 참조하면, 하나의 프레임을 구성하는 복수의 서브필드들 중 첫번째 서브필드에서는 Vst까지 상승하는 리셋 신호가 공급되며, 두번째 서브필드 이후부터는 상기 Vst보다 작고 서스테인 전압(Vs)보다 큰 Ve 전압까지 상승하는 리셋 신호가 공급될 수 있다. 또한, 도 7에 도시된 바와 같이 복수의 서브필드들에서 공급되는 리셋 신호들은 모두 최고 전압, 즉 Vst 또는 Ve 전압을 유지하는 유지구간을 포함할 수 있다.
상기 하나의 프레임을 구성하는 복수의 서브필드들은 가중치, 즉 각 서브필드에서 공급되는 서스테인 신호의 개수가 적은 서브필드에서부터 큰 서브필드의 순서로 배치될 수 있으며, 그에 따라 상기 첫번째 서브필드는 상기 복수의 서브필드들 중 서스테인 신호의 개수가 가장 적은 서브필드일 수 있다.
하나의 프레임을 구성하는 복수의 서브필드들 중 첫번째 서브필드에서는 전체 방전셀에 대해 초기화 방전을 발생시키기 위해 높은 전압인 Vst까지 상승하는 리셋 신호를 공급하고, 나머지 서브필드에서는 상기 Vst보다 낮은 Ve까지 상승하는 리셋 신호를 공급하여 이전 서브필드에서 서스테인 방전이 발생한 방전셀들에 대해서만 초기화 방전을 발생시킬 수 있다.
도 7을 참조하면, 패널의 구동 마진을 확보하여 고속 구동이 가능하도록 하기 위해, Ve까지 상승하는 리셋 신호의 상승구간 길이(t1)는 Vst까지 상승하는 리셋 신호의 상승구간 길이(s2)보다 작으며, Ve까지 상승하는 리셋 신호의 상승구간 기울기는 Vst까지 상승하는 리셋 신호의 상승구간 기울기보다 크고, Ve까지 상승하는 리셋 신호의 하강구간 길이(t3)는 Vst까지 상승하는 리셋 신호의 하강구간 길 이(s3)보다 작을 수 있다.
그에 따라, 하나의 프레임을 구동시키기 위한 시간 및 그 중 리셋 구간이 차지하는 비율을 고려하면, Ve까지 상승하는 리셋 신호의 상승구간 길이(t1)는 1㎲ 내지 100㎲의 범위를 가질 수 있으며, 상기 범위 내에서 디스플레이 화면의 평균 화상 레벨(APL)에 따라 변화될 수 있다.
상기한 바와 같은 고속 구동이 가능하도록 하는 패널의 구동 마진 확보를 위해, 상기 Ve까지 상승하는 리셋 신호의 유지구간 길이(t2)는 1㎲ 내지 50㎲의 범위 내에서 디스플레이 화면의 평균 화상 레벨(APL)에 따라 변화될 수 있다.
또한, 패널의 커패시턴스 및 상기한 바와 같은 Ve 전압의 크기를 고려하면, 디스플레이 화면의 평균 화상 레벨(APL)이 0%~100% 사이 임의의 값을 가지더라도 리셋 신호가 상기 Ve까지 상승할 수 있도록 하기 위해, 상기 Ve까지 상승하는 리셋 신호의 유지구간 길이(t2)는 1㎲ 내지 20㎲일 수 있다.
한 서브필드의 리셋 구간 길이가 200㎲ 이내일때 어드레스 구간 및 서스테인 구간을 위한 패널의 구동 마진이 충분히 확보될 수 있으므로, 상기한 바와 같은 범위의 상승구간 길이(t1) 및 유지구간 길이(t2)를 고려하면, 상기 Ve까지 상승하는 리셋 신호의 하강구간 길이(t3)는 10㎲ 내지 150㎲의 범위를 가질 수 있다.
도 8은 스캔 전극에 구동 신호를 공급하는 스캔 구동 회로의 구성에 대한 일실시예를 회로도로 도시한 것이다.
도 8을 참조하면, 본 발명에 따른 스캔 구동 회로는 에너지회수부, 서스테인구동부, 리셋 구동부 및 스캔 IC를 포함하여 이루어질 수 있다.
서스테인 구동부는 서스테인 구간 동안 고전위 서스테인 전압(Vs)을 공급하는 서스테인 전압 전원(Vs)과, 서스테인 전압(Vs)이 패널의 스캔 전극(Y)에 인가되도록 턴온되는 서스-업 스위치(Q1)와, 스캔 전극(Y)에 인가되는 전압을 그라운드 전압까지 하강하도록 턴온되는 서스-다운 스위치(Q2)를 포함한다.
에너지 회수부는 스캔 전극(Y)에 공급된 에너지를 회수 및 공급하는 소스 커패시터(Cs), 소스 커패시터(Cs)에 저장된 에너지가 스캔 전극(Y)에 공급되도록 턴온되는 에너지 공급 스위치(Q3) 및 스캔 전극(Y)으로부터 소스 커패시터(cs)로 에너지가 회수되도록 턴온되는 에너지 회수 스위치(Q4)를 포함한다.
리셋 구동부는 점진적으로 상승하는 셋업 신호를 스캔 전극에 공급하기 위해 턴온되는 셋-업 스위치(Q5), 부극성 전압원(-Vy)과 연결되어 부극성 전압(-Vy)까지 점진적으로 하강하는 셋다운 신호를 스캔 전극에 공급하기 위해 턴온되는 셋-다운 스위치(Q7)를 포함한다.
셋-업 스위치(Q5)는 드레인(Drain)이 서스테인 전압 전원(Vs)에 연결되고, 소오스(Source)가 스캔 IC에 연결되며, 게이트(Gate)가 가변 저항과 연결되며, 상기 가변 저항의 저항값이 변함에 따라 점진적으로 상승하는 상기 셋업 신호가 생성된다.
셋다운 스위치(Q7)는 드레인(Drain)이 스캔 IC와 연결되고, 소오스(Source)가 부극성 전압원(-Vy)과 연결되고, 게이트(Gate)로 가변 저항이 연결되며, 가변 저항(미도시)의 저항값이 변함에 따라 점진적으로 하강하는 셋다운 신호가 생성된다.
도 5 내지 도 7을 참조하여 설명한 바와 같이 복수의 서브필드들 중 적어도 어느 하나, 예를 들어 두번째 이후의 서브필드들에서 Vst보다 작고 서스테인 전압(Vs)보다 큰 Ve 전압까지 상승하는 리셋 신호를 스캔 전극(Y)에 공급하기 위해, 본 발명의 일실시예에 따른 스캔 구동 회로는 별도의 Ve 전압원을 포함할 수 있다.
즉, 복수의 서브필드들 중 적어도 어느 하나, 예를 들어 두번째 이후의 서브필드들에서는, 리셋 신호의 상승구간 동안 Ve 전압원에 연결된 셋-업 스위치(Q6)가 턴온되어 게이트(Gate)에 연결된 가변 저항의 저항값이 변함에 따라 상기 리셋 신호의 전압이 Ve까지 점진적으로 상승할 수 있다.
스캔 IC는 스캔 전압 전원(Vscan)과 연결되어 스캔 전극에 스캔 전압(Vsc)을 인가하기 위해 턴온되는 스캔-업 스위치(Q12), 스캔 전극에 그라운드 전압을 인가하기 위해 턴온되는 스캔-다운 스위치(Q11)를 포함한다.
도 8에서는 별도의 Ve 전압원을 구비하여 Ve까지 상승하는 리셋 신호를 공급하는 것을 예로 들어 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 구동 장치의 일실시예에 대해 설명하였으나, 본 발명은 그에 한정되지 아니하며 그 이외에 서스테인 전압(Vs)과 Vst 전압 사이의 값을 가지는 전압까지 리셋 신호를 상승시킬 수 있는 여러 구동 회로의 구성이 가능하다.
이상 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상세히 기술하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에 있어서 통상의 지식을 가진 사람이라면, 첨부된 청구범위에 정의된 본 발명의 정신 및 범위에 벗어나지 않으면서 본 발명을 여러 가지로 변형 또는 변경하여 실시할 수 있음을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 앞으로의 실시 예들의 변경은 본 발명의 기술을 벗어날 수 없을 것이다.
도 1은 플라즈마 디스플레이 패널의 구조에 대한 일실시예를 나타내는 사시도이다.
도 2는 플라즈마 디스플레이 패널의 전극 배치에 대한 일실시예를 나타내는 단면도이다.
도 3은 하나의 프레임(frame)을 복수의 서브필드(subfield)로 나누어 플라즈마 디스플레이 패널을 시분할 구동시키는 방법에 대한 일실시예를 나타내는 타이밍도이다.
도 4는 플라즈마 디스플레이 패널을 구동시키기 위한 구동 신호들에 대한 일실시예를 나타내는 타이밍도이다.
도 5는 본 발명에 따른 패널 구동 신호의 파형에 대한 제1 실시예를 나타내는 타이밍도이다.
도 6은 디스플레이 화면의 평균 화상 레벨(APL, Average Picture Level) 변화에 따은 리셋 신호의 파형에 대한 실시예들을 나타내는 타이밍도이다.
도 7은 본 발명에 따른 패널 구동 신호의 파형에 대한 제2 실시예를 나타내는 타이밍도이다.
도 8은 스캔 전극에 구동 신호를 공급하는 스캔 구동 회로의 구성에 대한 일실시예를 나타내는 회로도이다.

Claims (20)

  1. 상부기판에 형성되는 복수의 스캔전극들 및 서스테인전극들과 하부기판에 형성되는 복수의 어드레스전극들을 구비하는 플라즈마 디스플레이 패널; 및 상기 복수의 전극들에 구동 신호를 공급하는 구동부를 포함하는 플라즈마 디스플레이 장치에 있어서,
    상기 패널은 단위 프레임이 복수의 서브필드들로 분할되어 구동되며,
    상기 복수의 서브필드들 중 제1 서브필드의 리셋 구간동안 공급되는 리셋 신호는 제1 전압까지 상승하는 제1 상승구간 및 상기 제1 전압을 유지하는 제1 유지 구간을 포함하고, 제2 서브필드의 리셋 구간동안 공급되는 리셋 신호는 상기 제1 전압보다 작은 제2 전압까지 상승하는 제2 상승구간 및 상기 제2 전압을 유지하는 제2 유지 구간을 포함하며, 상기 제2 전압은 서스테인 전압보다 크며,
    상기 제2 상승구간의 기울기는 디스플레이 화면의 평균 화상 레벨(APL)에 반비례하고, 상기 제2 유지구간의 길이는 디스플레이 화면의 평균 화상 레벨(APL)에 반비례하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 상승구간의 길이는 상기 제2 상승구간의 길이보다 긴 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제2 상승구간의 길이는 1㎲ 내지 100㎲인 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제2 유지구간의 길이는 1㎲ 내지 50㎲인 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제2 유지구간의 길이는 1㎲ 내지 20㎲인 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1, 2 서브필드의 리셋 구간동안 공급되는 리셋 신호들 각각은 전압이 점진적으로 하강하는 제1, 2 하강구간을 더 포함하고, 상기 제1 하강구간의 길이는 상기 제2 하강구간의 길이보다 긴 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제2 하강구간의 길이는 10㎲ 내지 150㎲인 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제1 상승구간의 기울기는 상기 제2 상승구간의 기울기보다 작은 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 장치.
  9. 삭제
  10. 제1항에 있어서,
    상기 제2 상승구간의 길이는 디스플레이 화면의 평균 화상 레벨(APL)에 비례하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 장치.
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 제1항에 있어서,
    상기 제2 서브필드의 리셋 구간동안 공급되는 리셋 신호의 최고 전압은 상기 제2 전압인 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 장치.
  14. 제1항에 있어서, 상기 구동부는
    상기 제2 전압을 공급하는 전압원을 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 장치.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 제2 서브필드의 이전 서브필드에 있어서, 서스테인 구간동안 공급되는 복수의 서스테인 신호들 중 마지막 서스테인 신호는 상기 서스테인 전극에 공급되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 장치.
  16. 제1항에 있어서,
    상기 제1 서브필드는 상기 복수의 서브필드들 중 첫번째 서브필드이며, 상기 제2 서브필드는 나머지 서브필드들 중 적어도 어느 하나인 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 장치.
  17. 상부기판에 형성되는 복수의 스캔전극들 및 서스테인전극들과 하부기판에 형성되는 복수의 어드레스전극들을 구비하는 플라즈마 디스플레이 패널에 구동 신호를 공급하는 구동 장치에 있어서,
    상기 패널은 단위 프레임이 복수의 서브필드들로 분할되어 구동되며,
    상기 복수의 서브필드들 중 제1 서브필드의 리셋 구간동안 공급되는 리셋 신호는 제1 전압까지 상승하는 제1 상승구간 및 상기 제1 전압을 유지하는 제1 유지 구간을 포함하고, 제2 서브필드의 리셋 구간동안 공급되는 리셋 신호는 상기 제1 전압보다 작은 제2 전압까지 상승하는 제2 상승구간 및 상기 제2 전압을 유지하는 제2 유지 구간을 포함하며, 상기 제2 전압은 서스테인 전압보다 크며,
    상기 제2 상승구간의 기울기는 디스플레이 화면의 평균 화상 레벨(APL)에 반비례하고, 상기 제2 유지구간의 길이는 디스플레이 화면의 평균 화상 레벨(APL)에 반비례하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널 구동 장치.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 제1 상승구간의 길이는 상기 제2 상승구간의 길이보다 긴 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널 구동 장치.
  19. 제17항에 있어서,
    상기 제2 유지구간의 길이는 1㎲ 내지 20㎲인 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널 구동 장치.
  20. 제17항에 있어서,
    상기 제2 서브필드의 리셋 구간동안 공급되는 리셋 신호의 최고 전압은 상기 제2 전압인 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널 구동 장치.
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