KR20040099054A - Method for driving ac plasma display panel having long gap and using positive column of discharge - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 넓은 간격의 유지 전극을 형성하고 그 사이에 방전을 유도하여 양광주를 발생시키는 것이 가능하도록 설계된 교류형 플라즈마 디스플레이 패널에 있어서, 방전 개시 전압 및 방전 유지 전압을 낮추고 발광 효율 및 색 순도를 개선하기 위한 새로운 구동 방법에 관한 것이다.The present invention provides an alternating-current plasma display panel designed to form a wide interval of sustain electrodes and induce a discharge therebetween to generate a positive liquor, wherein the discharge start voltage and the discharge sustain voltage are lowered, and the luminous efficiency and color purity are reduced. A new driving method for improving.
교류형 플라즈마 디스플레이 패널(AC PDP)의 효율을 개선하기 위한 많은 연구가 현재까지 진행되어 왔다. 그러나 좁은 전극 간격을 가지는 기존의 상용 패널 구조 하에서의 효율 개선에 관한 연구는 서서히 그 한계에 도달하고 있다. 따라서새로운 구조와 그에 따른 새로운 구동 방법에 대한 연구가 활발히 진행되고 있는 상황이다.Many studies have been conducted to improve the efficiency of AC plasma display panel (AC PDP). However, studies on efficiency improvement under existing commercial panel structures with narrow electrode spacing are gradually reaching their limits. Therefore, the research on the new structure and the new driving method is actively underway.
특히, 넓은 전극 간격 사이에 방전을 유도하여 양광주(positive column)를 발생시키면 패널 효율이 향상될 수 있다는 것은 이미 오래 전에 예견되었으나, PDP와 같은 미소 셀 내의 양광주 방전 현상의 특성에 관하여는 아직 확실히 밝혀지지 않고 있으며, 그와 더불어 이러한 양광주 방전을 얻기 위해서는 전극 간격이 넓어야 하나, 이렇게 넓은 전극 간격을 사용할 경우에는 방전 개시 전압 및 방전 유지 전압이 높아지는 문제가 해결되지 않고 있어, 그간 이러한 넓은 간격을 가지는 방전 셀 구조가 상용 패널에 적용되기에는 많은 문제점이 있었다.In particular, it has long been anticipated that panel efficiency can be improved by generating positive columns by inducing discharges between wide electrode gaps, but the characteristics of positive light discharges in micro cells such as PDPs have not yet been described. It is not clear, and in addition, in order to obtain such positive light discharge, the electrode spacing should be wide. However, when such a wide electrode spacing is used, the problem of high discharge start voltage and discharge sustaining voltage is not solved. There have been many problems that the discharge cell structure having a is applied to a commercial panel.
이와 같은 문제를 해결하기 위하여, 음의 전위를 가지는 방전 유지 전압을 제1 전극 및 제2 전극에 순차적으로 인가함으로써 방전 개시 전압 및 방전 유지 전압을 낮추는 방식을 사용하여, 넓은 전극 간격에 발생하는 양광주 방전에 의해 발광 효율을 높이는 방법이 제시된 바 있다.In order to solve such a problem, a quantity generated in a wide electrode interval by using a method of lowering the discharge start voltage and the discharge sustain voltage by sequentially applying a discharge sustain voltage having a negative potential to the first electrode and the second electrode. There has been proposed a method of increasing the luminous efficiency by photo-discharge.
이를 보다 상세히 설명하면, 음의 전압을 제1 전극 또는 제2 전극에 인가하여 초기에 제1 전극과 이를 마주 보는 제3 전극 사이, 또는 제2 전극과 제3 전극 사이에 방전이 개시된 후, 제3 전극을 따라 확산되어 최종적으로 넓은 제1 전극과 제2 전극 사이에 양광주에 의한 주 방전을 길게 일으킬 수 있도록 하는 방법이다.In more detail, after the discharge is initiated between the first electrode and the third electrode facing the first electrode or the second electrode and the third electrode initially by applying a negative voltage to the first electrode or the second electrode, Diffusion is performed along the three electrodes so that the main discharge by the positive pole is long between the wide first electrode and the second electrode.
이러한 구조에서 발생되는 방전은, 주 방전을 유도하기 위한 유도 방전과, 양광주에 의한 주 방전으로 구분된다. 그러나, 본 발명자의 관측에 의하면, 이러한 방법을 실제로 적용하여 패널의 방전 효율을 향상시키기 위해서는 유도 방전과 주방전의 상대적 세기 비가 적절히 형성되어야 한다. 즉, 유도 방전은 부 글로우(negative glow) 영역의 저 효율 방전이므로 유도 방전의 세기가 너무 강할 경우에는 양광주 방전에 의한 주 방전이 형성된다고 하더라도 전체적으로 패널의 효율 향상을 기대할 수 없게 된다.Discharges generated in such a structure are classified into inductive discharges for inducing main discharges and main discharges with a positive beam. However, according to the observations of the present inventors, in order to actually apply such a method to improve the discharge efficiency of the panel, the relative intensity ratio between the induced discharge and the kitchen discharge must be properly formed. That is, since the induction discharge is a low efficiency discharge in the negative glow region, when the intensity of the induction discharge is too strong, the overall efficiency of the panel cannot be expected even if the main discharge due to the positive beam discharge is formed.
그와 반대로, 유도 방전이 너무 약할 경우에는 양광주에 의한 주 방전을 제대로 유도하지 못하게 된다.On the contrary, when the induced discharge is too weak, the main discharge caused by the bright wine cannot be induced properly.
적절한 세기의 유도 방전을 형성하여 주 방전을 효율적으로 유도하기 위해서는 제1 전극 및 제2 전극을 덮고 있는 유전체의 유전율 및 MgO 막의 특성, 제3 전극을 덮고 있는 유전체 및 형광체 막의 유전율을 적절히 제어하여 형성하여야 하는데 이러한 요소들의 재료적 특성은 많은 공정 변수 및 재료 자체의 성질과 관련되어 있어 매우 제어하기 어렵다. 또한, 이러한 방법을 사용한다고 하여도, 방전 개시 전압과 방전 유지 전압은 좁은 간격을 가지는 상용 패널에 비해서 높다는 문제점이 여전히 해결되지 않고 있다.In order to induce the main discharge efficiently by forming an inductive discharge of an appropriate intensity, it is formed by appropriately controlling the dielectric constant of the dielectric covering the first electrode and the second electrode and the characteristics of the MgO film, the dielectric constant of the dielectric covering the third electrode and the phosphor film The material properties of these elements are very difficult to control as they relate to many process variables and the properties of the material itself. In addition, even with such a method, the problem that the discharge start voltage and the discharge sustain voltage are higher than that of a commercial panel having a narrow gap is still not solved.
본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명은 넓은 간격의 유지 전극을 형성하고 그 사이에 방전을 유도하여 양광주를 발생시키는 것이 가능하도록 설계된 교류형 플라즈마 디스플레이 패널에 있어서, 방전 개시 전압 및 방전 유지 전압을 낮추고 발광 효율 및 색 순도를 개선하기 위한 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve such a problem, and the present invention provides a discharge start voltage in an alternating current plasma display panel designed to form a sustain electrode having a wide interval and induce a discharge therebetween to generate a positive liquor. And lowering the discharge sustain voltage and improving luminous efficiency and color purity.
본 발명은, 유도 방전과 주 방전의 상대적 세기를 최적화하고 주 방전 이후의 벽전하의 거동을 적절히 조절함으로써 방전 개시 전압 및 방전 유지 전압을 낮추고 발광 효율 및 색 순도를 개선하기 위하여 제1 유지전극, 제2 유지전극 및 제3 전극 사이의 전위차를 제어하는 새로운 구동 방법을 제안한다.The present invention provides a first sustain electrode for optimizing the relative intensities of the induced discharge and the main discharge and appropriately adjusting the behavior of the wall charge after the main discharge to lower the discharge start voltage and the discharge sustain voltage and to improve luminous efficiency and color purity. A novel driving method for controlling the potential difference between the second sustain electrode and the third electrode is proposed.
이와 같이 세 전극간의 전위차를 조절하여 그 각각에 구동전압을 인가하였을 때 발생되는 새로운 방전의 특성을 방전 개시 전압, 방전 유지 전압, 발광 효율, 색 좌표를 측정하여 관찰하는 등 방전 기구(mechanism)를 이해하기 위한 각종의 분석을 행하였다. 그 결과, 본 발명의 새로운 구동 방법을 적용할 경우 유도 방전과 주 방전을 최적화함으로써 개선된 방전 개시 전압, 방전 유지 전압, 발광 효율, 색 순도를 얻을 수 있음을 검증하였다.In this way, the discharge mechanism is measured by measuring the discharge start voltage, the discharge sustain voltage, the luminous efficiency, and the color coordinates of the new discharge characteristics generated by adjusting the potential difference between the three electrodes and applying the driving voltage to each of them. Various analyzes were made to understand. As a result, it was verified that improved discharge start voltage, discharge sustain voltage, light emission efficiency, and color purity can be obtained by optimizing the induced discharge and the main discharge when applying the new driving method of the present invention.
도 1은 넓은 전극 간격 사이에 양광주에 의한 방전을 형성하기 위한 방전 셀의 구조를 나타낸다.1 shows the structure of a discharge cell for forming a discharge by a positive column between wide electrode intervals.
도 2a는 제1 전극 X, 제2 전극 Y 및 제3 전극 Z에 인가될 수 있는 전압 파형을 나타낸다.2A shows a voltage waveform that can be applied to the first electrode X, the second electrode Y, and the third electrode Z. FIG.
도 2b는 제1 전극 X 및 제2 전극 Y 및 제3 전극 Z 사이에 형성되는 전위차 Vxy, Vyz 및 Vzx를 나타낸다.2B shows the potential differences Vxy, Vyz and Vzx formed between the first electrode X and the second electrode Y and the third electrode Z. FIG.
도 3은 제안된 X, Y 및 Z간의 전위차를 제어하여 구동하였을 때 나타나는 방전 개시 전압(Vf)의 변화를 나타낸다.3 shows the change of the discharge start voltage Vf which appears when driving by controlling the potential difference between the proposed X, Y and Z. FIG.
도 4는 Vz=0V 일 때의 방전 개시의 기구를 나타낸다.4 shows the mechanism of discharge start when Vz = 0V.
도 5a는 Mode I에서의 방전 기구를 나타낸다.5A shows the discharge mechanism in Mode I. FIG.
도 5b는 Mode II에서의 방전 기구를 나타낸다.5B shows the discharge mechanism in Mode II.
도 6a는 제2 시점 직전의 벽전하 축적상태를 나타낸다.6A shows the wall charge accumulation state immediately before the second time point.
도 6b는 제2 시점 직후의 벽전하 축적상태를 나타낸다.6B shows the wall charge accumulation state immediately after the second time point.
도 6c는 제3 시점 이후의 벽전하 축적상태를 나타낸다.6C shows the wall charge accumulation state after the third time point.
도 7은 제안된 전극 X, Y 및 Z 간의 전위 차를 형성하여 구동하였을 때 나타나는 각각의 전극 전위에 따른 방전 유지 전압의 변화를 나타낸다.FIG. 7 shows the change of the discharge sustain voltage according to the respective electrode potentials when driving by forming the potential difference between the proposed electrodes X, Y and Z. FIG.
도 8은 Mode II에서의 방전 개시이후 다양한 유지 전압에 대해 방전을 유지할 수 있는 최소의 Vz를 나타낸다.8 shows the minimum Vz that can sustain the discharge for various sustain voltages after the start of the discharge in Mode II.
도 9는 제1 시점으로부터 제2 시점까지의 시간 T가 0.6us일 때의 방전 개시 전압, 방전 유지 전압 및 Vz의 전압을 포함한 동작 영역의 변화를 나타낸다.9 shows a change in the operating region including the discharge start voltage, the discharge sustain voltage, and the voltage of Vz when the time T from the first time point to the second time point is 0.6us.
도 10은 제안된 X, Y 및 Z 간의 전위 차를 형성하여 구동하였을 때 나타나는 발광 효율의 변화를 나타낸다.10 shows the change in luminous efficiency that appears when driving by forming the potential difference between the proposed X, Y and Z.
표 1은 제안된 X, Y, 및 Z간의 전위 차를 형성하여 구동하였을 때 나타나는 녹색 발광 영역의 색 좌표 변화를 나타낸다.Table 1 shows the change in the color coordinates of the green light emitting region when driving by forming the potential difference between the proposed X, Y, and Z.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 한 측면에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 구동 방법은, 적, 녹 및 청색을 발광하는 방전 셀들로 이루어지는 다수의 화소를 가지며, 상기 각각의 방전 셀은 제1 전극(X), 제2 전극(Y) 및 제3 전극(Z)을 가지고, 상기 제1 전극(X)과 상기 제2 전극(Y)의 간격이 상기 제1 전극(X)과 상기 제3 전극(Z) 사이의 간격 및 상기 제2 전극(Y)과 상기 제3 전극(Z) 사이의 간격보다 넓도록 형성된 것을 특징으로 하는 3전극 교류형 플라즈마 디스플레이 패널의 구동 방법이며, 상기 패널 구동 시, 데이터에 따른 화상의 표시를 위하여, 상기 제1 전극(X) 및 제2 전극(Y) 사이에 유지 펄스를 인가하는 유지 방전 기간 중의 적어도 일부의 기간 동안 제3 전극(Z)에도 펄스를 인가하는 단계를 포함하며, 상기 제3 전극(Z)에 인가되는 펄스는 각각 상기 유지 펄스와 동기화 된 것이며, 상기 제1 전극(X) 및 상기 제2 전극(Y)에 인가되는 유지 펄스의 전위(Vx, Vy)는 상기제3 전극에 인가되는 펄스의 전위(Vz)의 두 배 이하인 영역(Mode II)에서 동작하는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a method of driving a plasma display panel, which includes a plurality of pixels including discharge cells emitting red, green, and blue light. X, the second electrode (Y) and the third electrode (Z), the interval between the first electrode (X) and the second electrode (Y) is the first electrode (X) and the third electrode ( A method of driving a three-electrode alternating current plasma display panel, characterized in that it is formed to be wider than an interval between Z) and an interval between the second electrode (Y) and the third electrode (Z). Applying a pulse to the third electrode Z during at least part of a sustain discharge period in which a sustain pulse is applied between the first electrode X and the second electrode Y for displaying an image according to the present invention. And pulses applied to the third electrodes Z are respectively It is synchronized with the sustain pulse, and the potentials Vx and Vy of the sustain pulses applied to the first electrode X and the second electrode Y are equal to the potentials Vz of the pulses applied to the third electrode. It operates in a region Mode II that is less than twice.
본 발명의 다른 한 측면에 따른 플라즈마 디스플레이 장치는, 적, 녹 및 청색을 발광하는 방전 셀들로 이루어지는 다수의 화소를 가지며, 상기 각각의 방전 셀은 제1 전극(X), 제2 전극(Y) 및 제3 전극(Z)을 가지고, 상기 제1 전극(X)과 상기 제2 전극(Y)의 간격이 상기 제1 전극(X)과 상기 제3 전극(Z) 사이의 간격 및 상기 제2 전극(Y)과 상기 제3 전극(Z) 사이의 간격보다 넓도록 형성된 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널; 및 상기 패널 구동 시, 데이터에 따른 화상의 표시를 위하여, 상기 제1 전극(X) 및 제2 전극(Y) 사이에 유지 펄스를 인가하는 유지 방전 기간 중의 적어도 일부의 기간 동안 제3 전극(Z)에도 펄스를 인가하는 제3 전극 펄스 인가수단을 포함하는 플라즈마 디스플레이 장치로서, 상기 제3 전극(Z)에 인가되는 펄스는 각각 상기 유지 펄스와 동기화 된 것이며, 상기 제1 전극(X) 및 상기 제2 전극(Y)에 인가되는 유지 펄스의 전위(Vx, Vy)는 상기 제3 전극에 인가되는 펄스의 전위(Vz)의 두 배 이하인 영역(Mode II)에서 동작하는 것을 특징으로 한다.According to another aspect of the present invention, a plasma display apparatus includes a plurality of pixels including discharge cells emitting red, green, and blue light, each discharge cell having a first electrode (X) and a second electrode (Y). And a third electrode Z, wherein the interval between the first electrode X and the second electrode Y is equal to the interval between the first electrode X and the third electrode Z and the second electrode. A plasma display panel formed to be wider than an interval between an electrode Y and the third electrode Z; And a third electrode Z during at least a part of a sustain discharge period in which a sustain pulse is applied between the first electrode X and the second electrode Y to display an image according to data when the panel is driven. A plasma display device comprising a third electrode pulse applying means for applying a pulse also to the pulse, wherein the pulses applied to the third electrode (Z) are synchronized with the sustain pulse, respectively, and the first electrode (X) and the The potentials Vx and Vy of the sustain pulses applied to the second electrode Y operate in a region Mode II that is less than twice the potential Vz of the pulses applied to the third electrode.
바람직하게는, 상기 제3 전극에 인가되는 펄스 폭은 상기 제1 전극 및 제2 전극에 인가되는 전압의 펄스 폭에 비해 좁은 것을 특징으로 한다.Preferably, the pulse width applied to the third electrode is narrower than the pulse width of the voltage applied to the first electrode and the second electrode.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 양광주를 사용하기 위해 넓은 전극 간격을 갖도록 설계된 교류형 플라즈마 디스플레이 패널(AC-PDP)의 셀 구조를 보여준다.FIG. 1 shows the cell structure of an AC-PDP designed to have a wide electrode spacing for using a positive column.
도 2a는 제1 전극(X), 제2 전극(Y), 제3 전극(Z)에 인가되는 펄스 파형을 각각 보여준다. 이 파형은 상용의 좁은 전극 간격(60㎛-120㎛)을 가지는 셀 구조에서 제3 전극(Z)에 보조 펄스를 인가하는 개량된 형태의 구동 파형과 비슷하게 보여진다. 그러나, 넓은 전극 간격(440㎛)을 가지는 셀 구조에서 이러한 파형을 이용하여 양광주 방전을 생성하는 기구(mechanism)는 전혀 다르다.2A shows pulse waveforms applied to the first electrode X, the second electrode Y, and the third electrode Z, respectively. This waveform looks similar to an improved type of drive waveform in which an auxiliary pulse is applied to the third electrode Z in a cell structure having a commercially narrow electrode interval (60 μm to 120 μm). However, in the cell structure having a wide electrode spacing (440 mu m), the mechanism for generating a positive pole discharge using this waveform is completely different.
도 1에 도시된 패널 내부에는, 예를 들어, Ne-Xe(4%)-He의 혼합 기체가 약 500 Torr의 압력으로 채워져 있다. 격벽 사이에는 녹색 형광체((Zn,Mn)₂SiO₄)가 도포 되어있다. 제1 전극(X)과 제2 전극(Y)에는 방전 유지를 위한 유지 파형이, 도 2a에서 예시한 바와 같이, 주파수 50㎑와 듀티비(duty ratio) 40%로 인가될 수 있다.Inside the panel shown in FIG. 1, for example, a mixed gas of Ne-Xe (4%)-He is filled at a pressure of about 500 Torr. Green phosphors ((Zn, Mn) ₂SiO₄) are applied between the partition walls. As shown in FIG. 2A, a sustain waveform for maintaining the discharge may be applied to the first electrode X and the second electrode Y at a frequency of 50 Hz and a duty ratio of 40%.
제3 전극에 인가되는 파형의 폭 T 와 크기 A 는 다양하게 변화 가능하며, 본 발명자는 0.6㎲, 0V 에서부터 8㎲, 240V 까지 넓은 범위 내에서 파형의 폭과 크기를 변경하여 그 특성을 관측하였다.The width T and size A of the waveform applied to the third electrode can be variously changed, and the inventors observed the characteristics by changing the width and size of the waveform within a wide range from 0.6 Hz, 0 V to 8 Hz, 240 V. .
도 2a에서는 Vz가 제3 전극에 인가되는 파형의 전압 세기를 표시하고 있어 파형의 각각의 시점에서의 전압을 나타내는 것이나, 이하에서는 편의상 Vz가 펄스 파형의 최대 부분의 전압 세기(즉, 도 2a의 A)를 나타내는 것으로 보기로 한다. 특성의 비교를 위해, 넓은 전극 간격을 가지는 구조와 함께 상용 전극 구조(전극 폭: 390㎛, 간격: 60㎛)를 동일한 실험용 패널 상에 형성하였다.In FIG. 2A, Vz represents the voltage intensity of the waveform applied to the third electrode, and represents the voltage at each time point of the waveform. Hereinafter, for convenience, Vz represents the voltage intensity of the maximum portion of the pulse waveform (that is, in FIG. 2A). Let's assume that it represents A). For comparison of the properties, commercial electrode structures (electrode width: 390 μm, spacing: 60 μm) were formed on the same experimental panel with structures having a wide electrode spacing.
도 2b는 도 2a에서의 파형을 고려한, 시간에 따른 세 전극 사이의 전압 분포의 변화를 나타낸다. Vxy, Vyz, Vzx는 각각 Vx-Vy, Vy-Vz, Vz-Vx를 나타낸다. 도 3은 제3 전극에 인가되는 짧은 펄스(address short pulse)의 폭 T와 크기 Vz에 따른 방전 개시 전압의 변화를 보여준다. "Conv"는 상용의 좁은 전극 간격(60㎛)의 경우의 방전 개시 전압을 보여준다. 도 3에서 보는 바와 같이, Vz가 증가하면 폭 T가 8㎲인 경우를 제외하고는 방전 개시 전압이 급격히 감소한다. Vz가 0V일 때 400V 정도에서 방전이 개시되는 반면에 Vz가 175V가 되면 방전은 약 200V에서 개시된다.FIG. 2B shows the change in voltage distribution between the three electrodes over time, taking into account the waveform in FIG. 2A. Vxy, Vyz, and Vzx represent Vx-Vy, Vy-Vz, and Vz-Vx, respectively. 3 shows the change of the discharge start voltage according to the width T and the size Vz of an address short pulse applied to the third electrode. "Conv" shows the discharge start voltage in the case of commercially narrow electrode spacing (60 mu m). As shown in FIG. 3, when Vz increases, the discharge start voltage rapidly decreases except when the width T is 8 kV. When Vz is 0V, the discharge is started at about 400V, while when Vz is 175V, the discharge is started at about 200V.
도 4에서 보듯이 Vz가 0이면 방전은 Vzx에 의해 유지 전극인 X와 그에 가까운 선택 전극인 Z사이에서 시작되어 Z전극을 덮은 유전체 층을 따라 이온을 축적하며 방전이 확산된다(i: 점화 및 확산). 확산 과정 중에 플라즈마가 Y전극에 가까워지면 X와 Y사이의 방전을 유지하기 위한 Vxy의 영향이 증가한다. 결과적으로 Vxy에 의해서 X와 Y 사이에서 주 방전이 발생된다(ii: 주 방전). 도 4에서 방전 생성의 방향은 검은 화살표로 표시되었고, 전위차에 의한 전계의 방향은 흰 화살표로 간략히 표현되었다.As shown in Fig. 4, when Vz is 0, the discharge starts between V and the select electrode close to Z, which is the sustain electrode, and accumulates ions along the dielectric layer covering the Z electrode, and the discharge is diffused (i: ignition and diffusion). As the plasma approaches the Y electrode during the diffusion process, the influence of Vxy to maintain the discharge between X and Y increases. As a result, the main discharge is generated between X and Y by Vxy (ii: main discharge). In FIG. 4, the direction of discharge generation is indicated by a black arrow, and the direction of the electric field due to the potential difference is briefly represented by a white arrow.
이 경우 제1 전극 X는 전자를 X 전극으로 끌어당기는 양극의 역할을 한다. 제1 전극 및 제2 전극을 덮고 있는 유전체는 MgO와 같은 높은 이차 전자 방출 물질이 입혀져 있음에도 불구하고, 전자 충돌에 의한 이차 전자 방출은 이온의 충돌에 의한 것보다 적기 때문에, Vz가 0일 때 방전 개시 전압은 상대적으로 높다.In this case, the first electrode X serves as an anode that attracts electrons to the X electrode. Although the dielectric covering the first and second electrodes is coated with a high secondary electron emitting material such as MgO, since the secondary electron emission due to electron collision is less than that due to the collision of ions, it is discharged when Vz is zero. The starting voltage is relatively high.
Vz가 증가함에 따라 나타나는 방전 개시 전압의 감소에 관한 기구는 넓은 전극 간격 사이에 방전을 형성해 가는 방향에 따라 두 가지 모드로 설명할 수 있다. 즉, 제1 전극 및 제2 전극에 인가되는 전압이 제3 전극에 인가되는 전압의 두 배보다 크면(즉, Vf>2Vz), 전위차 Vyz의 크기는 전위차 Vzx의 크기보다 작다(|Vyz|<|Vzx|). 그리하여 초기에 세 전극에 펄스가 인가될 때 Vzx에 의해서 X전극과 Z전극사이에 유도 방전이 발생된다.The mechanism for the reduction of the discharge start voltage which appears as Vz increases can be explained in two modes depending on the direction in which the discharge is formed between the wide electrode intervals. That is, when the voltage applied to the first electrode and the second electrode is greater than twice the voltage applied to the third electrode (that is, Vf> 2Vz), the magnitude of the potential difference Vyz is smaller than the magnitude of the potential difference Vzx (| Vyz | < | Vzx |). Thus, when a pulse is initially applied to the three electrodes, an induced discharge is generated between the X electrode and the Z electrode by Vzx.
반면에, Vf<2Vz 이면|Vyz|>|Vzx| 이다. 그래서 Vyz에 의해 Y 전극과 Z 전극 사이에서 유도 방전이 발생된다.On the other hand, if Vf <2Vz | Vyz |> | Vzx | to be. Thus, induced discharge is generated between the Y electrode and the Z electrode by Vyz.
Vf=2Vz일 때는 |Vyz|와 |Vzx|는 같다. 이 경우에는 Y 전극을 덮고있는 유전체를 덮고있는 MgO 층에 이온이 충돌하게 되는데 전자의 이차 전자 방출 계수 보다 더 높은 이차 전자 방출 계수를 가진 이온 때문에 Y 전극과 Z 전극 사이에 방전이 개시된다.When Vf = 2Vz, | Vyz | and | Vzx | are the same. In this case, ions collide with the MgO layer covering the dielectric covering the Y electrode, and the discharge is initiated between the Y electrode and the Z electrode because of the ion having the secondary electron emission coefficient higher than the secondary electron emission coefficient of the electron.
따라서 Vf가 2Vz와 거의 같거나 이를 조금 넘어서는 경우의 방전 방향은 명확히 구분되기 어렵지만, Vf=2Vz를 기준으로 방전 모드는 두 개로 간략히 나눌 수 있다. 여기서는, Vf>2Vz일 때를 모드 I이라 정의하며 Vf<2Vz일 때를 모드 II라 정의한다.Therefore, the discharge direction when Vf is almost equal to or slightly above 2Vz is difficult to distinguish clearly, but the discharge mode can be briefly divided into two based on Vf = 2Vz. Here, the mode I is defined as Vf> 2Vz and the mode II is defined when Vf <2Vz.
도 5a는 모드 I에서의 방전 기구를 보여준다. 모드 I에서는 Vxy와 Vzx에 의해 발생된 전계에 의해 X 전극과 Z 전극 사이에서 유도 방전이 생성된 후, 방전이 셀 내부에 확산된다(i: 점화 및 확산). Vz가 증가함에 따라 Vzx는 감소하지만 X 전극과 Z 전극 사이의 간격이 X 전극과 Y 전극 사이의 간격보다 좁기 때문에 점화 과정 자체에는 높은 전압이 필요하지 않다. 확산 과정 동안 특정 지점에서, Vyz와 Vxy에 의한 전계의 도움으로 인해 방전은 Y 유지 전극 쪽으로 유인된다. 그리하여 마침내 Vxy로 인한 X 전극과 Y 전극사이에 주 방전이 형성된다. 따라서 Vz에 의한Vyz의 증가는 방전 개시 전압이 낮아지게 되는 결과를 가져온다.5A shows the discharge mechanism in mode I. In mode I, after the induced discharge is generated between the X electrode and the Z electrode by the electric field generated by Vxy and Vzx, the discharge is diffused inside the cell (i: ignition and diffusion). As Vz increases, Vzx decreases, but the ignition process itself does not require a high voltage because the spacing between the X and Z electrodes is smaller than the spacing between the X and Y electrodes. At certain points during the diffusion process, the discharge is attracted to the Y sustain electrode due to the help of the electric field by Vyz and Vxy. Thus, finally, a main discharge is formed between the X electrode and the Y electrode due to Vxy. Therefore, an increase in Vyz due to Vz results in a lower discharge start voltage.
도 5b는 모드 II에서의 방전 기구를 보여준다. Vxy와 Vyz에 의해 유도된 전계로 인해 Y 전극과 Z 전극 사이에서 유도 방전이 점화(i: 유도)된 후, Z 전극을 덮고 있는 형광체 층과 유전체 층에 전자를 축적하며 Z 전극을 따라 방전이 확장된다(ii: 확장). 마침내 X 전극까지 방전이 도달하여 주 방전이 X 전극과 Y 전극 사이에 형성된다. 또한, Vxy와 Vzx에 의해 유도된 전계는 Z 전극을 따라 확산되던 방전을 X 전극 쪽으로 유인하여 본 방전이 형성되도록 돕는다.5B shows the discharge mechanism in mode II. After the induction discharge is ignited between the Y and Z electrodes due to the electric field induced by Vxy and Vyz (i: induction), electrons accumulate in the phosphor layer and the dielectric layer covering the Z electrode, and the discharge is discharged along the Z electrode. Extended (ii: extended). Finally, a discharge reaches the X electrode, and a main discharge is formed between the X electrode and the Y electrode. In addition, the electric field induced by Vxy and Vzx attracts the discharge spread along the Z electrode toward the X electrode to help the present discharge be formed.
여기서, 이온이 Y 전극 하부의 유전체를 덮고 있는 MgO 층으로 끌려오도록 Y 전극은 음극 역할을 하게 되며, 이온에 의한 이차 전자 방출 계수가 크기 때문에, 이온의 충격(bombardment)은 모드 I보다 낮은 전압에서 X 전극과 Y 전극 사이에 주 방전이 생성될 수 있도록 한다. 유도 방전은 Vxy와 Vyz로 인한 전계에 의해 형성되기 때문에 Vz의 증가는 Vf의 감소에 기여한다. 이런 과정은 도 2b에 있는 시점 1과 시점 2의 사이에서 일어난다. T가 8㎲인 경우에서는 Vz가 증가하더라도 방전 개시 전압은 여전히 다른 경우에 비해서 높은 수준이다.Here, the Y electrode acts as a cathode so that the ions are attracted to the MgO layer covering the dielectric underneath the Y electrode, and the bombardment of the ions is lower than the mode I because the secondary electron emission coefficient by the ions is large. Main discharge can be generated between the X electrode and the Y electrode. Since inductive discharges are formed by electric fields due to Vxy and Vyz, an increase in Vz contributes to a decrease in Vf. This process occurs between time point 1 and time point 2 in FIG. 2B. In the case where T is 8 mV, even if Vz increases, the discharge start voltage is still higher than in the other cases.
도 2b에서 나타낸 것처럼 T=8㎲는 제2 시점과 제3 시점 사이의 구간에서 Vyz 와 Vzx의 크기가 제1 시점과 제2 시점 사이의 구간에서의 Vyz 및 Vzx의 크기와 같다는 것을 나타낸다. 이 기간은 직접적으로 방전 개시의 기구에 관계되지는 않는다. AC 방전에서 만약 방전이 유지되지 않는다면 방전의 개시를 볼 수 없다. 그러므로 T=8㎲에서의 방전 개시 전압은 벽전하 축적의 관점으로 해석하는 것이 합당하다고 볼 수 있다. 모드 II에서 Z 전극을 덮고 있는 유전체와 형광체 위에 전자가축적됨으로 인해서 방전은 확장된다. 이는 제1 시점과 제2 시점 사이에서 유전체와 형광체 상에 전자들이 축적된다는 것을 의미하지만, 이러한 전하들은 연속적으로 이어지는 방전을 방해하는 방향으로 작용한다. 도 2b의 제2 시점과 제3 시점 사이에서 Vzx는 이러한 전하들을 소거하고 X 쪽에 전자를 축적한다.As shown in FIG. 2B, T = 8 ms indicates that the magnitudes of Vyz and Vzx are equal to the magnitudes of Vyz and Vzx in the interval between the first and second viewpoints. This period does not directly relate to the mechanism of discharge start. In an AC discharge, the start of the discharge cannot be seen if the discharge is not maintained. Therefore, it can be considered reasonable to interpret the discharge start voltage at T = 8 mA in terms of wall charge accumulation. In mode II, the discharge expands due to electron accumulation on the dielectric and phosphor covering the Z electrode. This means that electrons accumulate on the dielectric and the phosphor between the first time point and the second time point, but these charges act in the direction of interrupting subsequent successive discharges. Between the second and third time points of FIG. 2B, Vzx erases these charges and accumulates electrons on the X side.
도 6에서와 같이, 제2 시점이 주 방전에 가까워질수록, 즉 T가 짧아질수록, 방전 직후에 더 많은 공간 전하가 존재하기 때문에 이온은 Z 전극에 축적되고 X 전극에 더 많은 전자가 축적되게 된다. T=8㎲는 본 방전 이후 제2시점과 제3시점 사이의 구간에서 X 전극과 Z 전극 사이에 이어지는 방전을 방해하는 벽전하의 소거나 이어지는 방전에 도움을 주는 벽전하의 축적이 없다는 것을 나타낸다. 따라서 T=8㎲일 때, 방전 개시 전압은 크게 변하지 않게 되는 것이다.As in FIG. 6, as the second time point approaches the main discharge, i.e., the T is shorter, ions accumulate in the Z electrode and more electrons accumulate in the X electrode because there is more space charge immediately after the discharge. Will be. T = 8 μs indicates that there is no accumulation of wall charges that assist in small or subsequent discharges of wall charges that impede the subsequent discharge between the X and Z electrodes in the interval between the second and third time points after the main discharge. . Therefore, when T = 8 mA, the discharge start voltage does not change significantly.
펄스 유지 기간인 T의 영향은 Vz와 T에 따른 유지 전압 특성을 나타낸 도 7에서 더 분명하게 나타난다. 모드 II에서 T가 점차 증가할수록, 도 6에서 살펴본 벽전하 축적 과정 때문에 유지 전압은 점차 높아진다. 또한 도 7은 모드 I과 모드 II의 경계를 더욱 분명히 보여준다. Vs=2Vz인 경계부근에서 유지 전압이 급격히 감소하며 이는 방전이 경계부근에서 불안정하다는 것을 의미한다.The influence of T, the pulse holding period, is more clearly shown in Fig. 7, which shows the holding voltage characteristics according to Vz and T. As T gradually increases in mode II, the sustain voltage gradually increases due to the wall charge accumulation process shown in FIG. 6. 7 also shows the boundary between mode I and mode II more clearly. In the vicinity of the boundary where Vs = 2Vz, the holding voltage decreases rapidly, which means that the discharge is unstable near the boundary.
도 8은 모드 II에서 다양한 유지 전압에 대해서 방전을 유지하기 위한 Vz의 최소값 특성을 보여준다. 모드 II의 낮은 전압 영역에서 방전이 안정적으로 형성되고 난 뒤, 유지 전압을 조정한다. Vz,off는 Vz에 의해 방전이 소멸될 때의 전압을 의미한다. 다시 말해, T에 따른 각각의 곡선의 윗부분이 안정적으로 방전이 유지되는 부분이다. T가 0.6, 0.8, 1㎲일 때, Vz,off는 모드 경계선을 따라 매우 낮게 유지된다.FIG. 8 shows the minimum value characteristic of Vz for maintaining discharge for various holding voltages in mode II. After the discharge is stably formed in the low voltage region of mode II, the holding voltage is adjusted. Vz, off means the voltage when the discharge is extinguished by Vz. In other words, the upper part of each curve according to T is the part where the discharge is stably maintained. When T is 0.6, 0.8, 1 dB, Vz, off remains very low along the mode boundary.
도 7에서 보듯이, 방전이 유지되지 않는 매우 낮은 전압까지 Vz가 조정될 수 있다는 것을 분명하게 나타낸다. 예를 들어, 도 8에서 Vs=160V이고 Vz=80V일 때 방전은 안정적으로 유지되지만 도 7에서는 유지되지 않는 것을 보여준다. 이 현상은 두 모드의 방전 기구가 서로 다르기 때문이다. 즉, 모드 II에서 방전이 개시한 후, 모드 II의 영역에서 Vs와 Vz를 제어한다면 양광주 방전은 매우 낮은 전압에 의해 유지될 수 있다. 반면에 모드 II에서의 이런 낮은 전압은 방전이 모드 I의 영역에서 개시될 때에는 얻을 수 없다.As shown in FIG. 7, it is clearly shown that Vz can be adjusted to a very low voltage at which discharge is not maintained. For example, when Vs = 160V and Vz = 80V in FIG. 8, the discharge remains stable but not in FIG. 7. This phenomenon is because the discharge mechanisms of the two modes are different. That is, after the discharge starts in the mode II, if the Vs and Vz are controlled in the region of the mode II, the positive beam discharge can be maintained by a very low voltage. On the other hand, this low voltage in mode II cannot be obtained when the discharge is initiated in the region of mode I.
이렇게 두 모드의 방전 기구가 완전히 다르기 때문에, 모드 I과 모드 II는 경계에 의해 구분된다. 도 9는 T가 0.6㎲일 때의 방전 개시 전압, 방전 유지 전압, Vz,off의 특성이 포함된 동작 영역을 보여준다. 모드 II 내에서 방전의 개시 및 유지함으로써 매우 낮은 Vz까지 방전을 유지할 수 있는 영역이 확대된 것을 볼 수 있다. 따라서 제3 전극에 꽤 낮은 전압을 유지전극(X, Y)에 인가되는 펄스 폭 보다 좁게 인가함으로써, 넓은 전극 간격 사이에 극단적으로 낮은 유지 전압에 의해서도 방전이 유지됨을 알 수 있다.Since the discharge mechanisms of the two modes are completely different, the modes I and II are distinguished by boundaries. 9 shows an operating region including the characteristics of the discharge start voltage, the discharge sustain voltage, and Vz, off when T is 0.6 mA. It can be seen that by initiating and maintaining the discharge within the mode II, the area capable of holding the discharge up to a very low Vz is enlarged. Accordingly, it can be seen that the discharge is maintained even by the extremely low sustain voltage between the wide electrode intervals by applying a considerably lower voltage to the third electrode than the pulse width applied to the sustain electrodes X and Y.
도 10은 160V의 유지 전압(Vs)일 때 모드 II 영역에서 T와 Vz에 따른 발광 효율의 변화를 보여준다. Vz가 증가하면 발광 효율은 감소한다. 유도 방전을 형성하기 위한 Vzx는 Vz에 따라 변하기 때문에 Vz의 크기는 유도 방전의 세기와 직접적으로 연관이 있다. Vz가 크면 낮은 발광 효율을 가진 강한 유도 방전이 발생된다. X 전극과 Z 전극사이의 방전 경로(discharge path)는 125㎛보다 짧기 때문에 X 전극과 Z 전극에서 일어나는 유도 방전의 대부분은 발광 효율이 낮은 부 글로우 영역에 있다. 따라서 양광주에 의한 주 방전 유도할 수 있을 정도로 작은 유도 방전을 지속함으로써 보다 높은 발광 효율은 얻을 수 있다. 상용의 좁은 전극 간격사이에서의 방전 비해 발광 효율은 최대 60%정도 증가시킬 수 있다.FIG. 10 shows the change in luminous efficiency according to T and Vz in the mode II region when the sustain voltage Vs is 160V. As Vz increases, luminous efficiency decreases. Since Vzx for forming an inductive discharge varies with Vz, the magnitude of Vz is directly related to the intensity of the inductive discharge. If Vz is large, a strong induced discharge with low luminous efficiency is generated. Since the discharge path between the X electrode and the Z electrode is shorter than 125 μm, most of the induced discharges occurring at the X electrode and the Z electrode are in the low glow region having low luminous efficiency. Therefore, higher luminous efficiency can be obtained by sustaining the induction discharge small enough to induce the main discharge by the positive beam. The luminous efficiency can be increased by up to 60% compared to the discharge between commercially narrow electrode intervals.
표 1은 녹색광의 CIE 색 좌표 변화를 보여준다. Vz를 감소시키면, 색 좌표 x는 감소하는 반면 y는 증가한다. 이것은 유도 방전이 본 양광주 방전을 유인할 수 있을 정도의 작은 값으로 제어될 때, 녹색 빛의 색 순도가 향상되는 효과를 얻을 수 있다는 것을 의미한다. 또한, 부 글로우 영역과 양광주 영역의 색 좌표는 서로 현저히 다르기 때문에, 표 1과 같은 색 좌표의 변화는 양광주 방전이 구현되고 있음을 나타내고 있는 것이다.Table 1 shows the CIE color coordinate change of green light. Decreasing Vz decreases the color coordinate x while increasing y. This means that when the induced discharge is controlled to a value small enough to attract the present positive light discharge, the effect of improving the color purity of green light can be obtained. In addition, since the color coordinates of the sub-glow region and the positive column are significantly different from each other, the change in the color coordinates shown in Table 1 indicates that the positive column is discharged.
이와 같이, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 예를 들어, 위 실시예에서 인가하는 각 펄스의 전압 크기나 타이밍들은 단지 한 예시에 불과하며, 발명의 기술적 사상의 범위를 한정하는 것은 아님이 자명하다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안되며후술하는 특허 청구범위 뿐만 아니라 이 특허 청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.As described above, in the detailed description of the present invention, specific embodiments have been described, but various modifications are possible without departing from the scope of the present invention. For example, the voltage magnitude or timing of each pulse applied in the above embodiment is just one example, and it is obvious that the scope of the inventive concept is not limited. Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the described embodiments, but should be defined not only by the claims that follow, but also by their equivalents.
본 발명에 의하여, 세 전극간의 전위차에 의해 양광주에 의한 주 방전과 주 방전을 유도하는 유도 방전의 세기를 조절하는 새로운 구동 방법으로써 넓은 전극을 가지는 교류형 양광주 플라즈마 디스플레이의 방전 개시 전압, 방전 유지 전압, 효율, 및 색 순도의 개선 방법이 제공된다.According to the present invention, as a novel driving method for controlling the intensity of the main discharge by the positive pole and the induced discharge inducing the main discharge by the potential difference between the three electrodes, the discharge start voltage and the discharge of the AC positive pole plasma display having the wide electrode Methods of improving sustain voltage, efficiency, and color purity are provided.
넓은 전극 간격을 가지도록 설계된 교류형 양광주 플라즈마 디스플레이에 본 발명의 새로운 구동 방식을 적용하여 방전 개시 전압과 방전 유지 전압을 낮추어 필요한 회로 소자의 비용을 낮추어 제조 비용을 절감할 수 있으며, 그와 동시에, 상용 패널 또는 음의 전압에 의한 양광주 구동 방식에 비해 높은 발광 효율을 얻을 수 있어 소비 전력을 낮출 수 있으며, 개선된 PDP의 색조를 얻을 수 있다.By applying the novel driving method of the present invention to the AC type positive-light plasma display designed to have a wide electrode distance, the discharge start voltage and the discharge sustain voltage can be lowered, thereby reducing the cost of the necessary circuit elements, and at the same time, reducing the manufacturing cost. In comparison with the commercially available panel or the positive voltage driving method by the negative voltage, a higher luminous efficiency can be obtained, thereby lowering power consumption and improving the color tone of the PDP.
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