KR100577162B1 - 플라즈마 표시소자 및 그 구동 방법 - Google Patents

플라즈마 표시소자 및 그 구동 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 플라즈마 표시소자 구동 방법에 관한 것이다.
본 발명의 플라즈마 표시소자 구동방법은 유지기간동안 하나의 셀에서 2번의 유지방전이 수행한다.
이러한 방법에 의해 플라즈마 표시소자의 휘도레벨을 향상시키게 된다.

Description

플라즈마 표시소자 및 그 구동 방법{Plasma Display Panel Device and Method of Driving The Same}
도 1은 종래의 플라즈마 표시소자의 구조를 도시한 사시도.
도 2는 종래의 플라즈마 표시소자에 마련된 전극배치도.
도 3은 종래의 플라즈마 표시소자의 구동방법을 설명하기 위해 도시한 도면.
도 4는 본 발명의 플라즈마 표시소자의 단위 방전셀에 대한 전극구조를 도시한 도면.
도 5는 본 발명의 플라즈마 표시소자의 발광형태를 도시한 도면.
도 6은 본 발명의 플라즈마 표시소자 구동장치를 도시한 도면.
도 7은 본 발명의 플라즈마 표시소자 구동방법을 설명하기 위해 도시한 도면.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
12 : 어드레스 전극 14,24 : 유전체후막
16 : 격벽 18 : 형광체
20 : 상부기판 22 : 투명전극쌍
26 : 보호막 30,40 : 플라즈마 패널
42 : 제1 발광영역 44 : 제2 발광영역
46 : 공통발광영역 50 : 제1 주사/유지전극 구동부
60 : 제2 주사/유지전극 구동부 70 : 제1 공통유지전극 구동부
80 : 제2 공통유지전극 구동부
본 발명은 플라즈마 표시소자 및 그 구동 방법에 관한 것으로, 특히 휘도레벨을 높이도록 구성된 플라즈마 표시소자 및 그 구동 방법에 관한 것이다.
최근, 액정표시장치(Liquid Crystal Display; 이하 "LCD"라 한다), 전계방출 표시장치(Field Emission Display; 이하 "FED"라 한다) 및 플라즈마 표시장치(Plasma Display Panel; 이하 "PDP"라 한다)등의 평면 표시장치가 활발히 개발되고 있다. 이들 평면 표시장치들 중에서, PDP는 구조가 단순화됨에 따라 제작이 용이함과 아울러 다른 평면 표시장치에 비하여 휘도 및 발광효율이 높다는 이점을 가진다. 또한, PDP는 메모리 기능 및 160。 이상의 광시야각을 가질 뿐만 아니라 40인치 이상의 대화면을 구현할수 있는 장점을 가지고 있다. 이와같은 PDP는 교류(Alternating Current; 이하 "AC"라 한다)방식의 PDP와 직류(Direct Current; 이하 "DC"라 한다)방식의 PDP로 대별된다.
도 1을 참조하면, 종래의 PDP는 어드레스 전극(12)이 실장되어진 하부 유리 기판(10)과 투명전극쌍(22)이 실장되어진 상부 유리기판(20)을 구비한다. 어드레스 전극(12)이 실장된 하부 유리기판(10) 상에는 벽전하(Wall Charge)를 형성하기 위한 소정 두께의 하부 유전체 후막(14)과 방전셀들을 분할하는 격벽(16)이 순차적으로 형성되게 된다. 또한, 하부 유전체 후막(14)의 표면과 격벽(16)의 벽면에는 형광체막(18)이 소정의 두께로 도포되게 된다. 이 형광체 막(18)은 플라즈마 방전시 발생되는 자외선에 의해 발광함으로써 가시광선이 발생되게 한다. 한편, 투명전극쌍(22)이 실장되어진 상부 유리기판(20)의 밑면에는 상부 유전체 후막(24) 및 보호막(26)이 순차적으로 형성되게 된다. 이때, 투명전극쌍(22)은 주사/유지전극(Y)과 공통 유지전극(Z)으로 구성된다. 상부 유전체 후막(24)은 하부 유전체 후막(14)과 마찬가지로 벽전하를 형성하게 되고, 보호막(26)은 플라즈마 방전시 가스 이온의 충격으로부터 상부 유전체 후막(24)을 보호하게 된다. 이러한 PDP는 격벽(16)에 의해 하부 및 상부 유리기판들(10,20)이 이격됨에 의해 형성되는 방전셀을 가지게 된다. 이 방전셀에는 He+Xe의 혼합가스 또는 Ne+Xe의 혼합가스가 봉입되게 된다. 이와같은 PDP는 어드레스 전극(12)과 주사/유지전극(Y) 사이에 고전압이 인가될 때 어드레스 전극(12)에서 방출되는 전자에 의해 플라즈마 방전이 방전셀 내부에서 일어나게 된다. 이어서, PDP는 주사/유지전극(Y) 및 공통 유지전극(Z) 사이에 교류전압을 인가하여 플라즈마 방전이 방전셀 내에서 지속되게 한다. 이때, 유지전극쌍(22)에서 방출되는 전자들은 방전셀에 주입되어진 He+Xe의 혼합가스 또는 Ne+Xe의 혼합가스의 원자들과 충돌하여 그 혼합가스의 원자들이 이온화되게 함과 아울러, 2차전자들이 방출되게 한다. 2차전자들은 다른 혼합가스의 원자 들과 충돌함으로써 다른 혼합가스의 원자들이 이온화되게 한다. 이와같은 2차전자들과 상기 혼합가스의 원자들간의 반복적인 충돌에 의하여, 전자들과 가스 이온들이 증가하는 애벌런치(Avalanche) 현상이 나타나게 된다. 이러한 애벌런치 현상에 의해 자외선이 발생되게 되고, 이 자외선에 의해 적색(Red; 이하 "R"라 한다), 녹색(Green; 이하 "G"라 한다), 청색(Blue;이하 "B"라 한다)의 형광체 막(18)에 포함되어진 형광체들이 발광함으로써 R, G 또는 B의 가시광선이 방출되게 한다. 형광체 막(18)에서 발생되어 전 가시광선이 상부 유리기판(20)을 경유하여 방사됨으로써 문자 및 그래픽을 포함한 화상이 표시되게 된다. 이를위해, 도 2에 도시된 바와같이 패널(30)에는 n개의 주사/유지전극(Y1 내지 Yn)과 n개의 공통유지전극(Z1 내지 Zn)들이 교번적으로 상호 평행하게 배치되어 있다. 또한, m개의 어드레스 전극(A1 내지 Am)이 상기 주사/유지전극(Y1 내지 Yn) 및 공통 유지전극(Z1 내지 Zn)들과 직교하도록 배치되어 있다.
한편, 화상의 계조를 표현하기 위해 음극선관(CRT)에서는 형광체에 조사하는 전자빔의 세기를 조절하게 된다. 하지만, PDP는 이러한 방법에 의해 방전강도를 조절하기 어려우므로 시간당 방전회수를 조절함에 의해 화상의 계조를 표현하게 된다. 즉, 하나의 영상을 전체화면에 한번 표시하고 유지하는 시간을 한 프레임(Frame) 이라고 할 경우 한 프레임을 n 개의 서브필드(Sub-field)로 분할하게 된다. 각각의 셀은 각각의 서브필드중 해당되는 서브필드에서만 온 되어 방전하고 해당하지 않는 서브필드에서는 오프되어 방전을 하지 않도록 한다. 이에따 라, 방전하는 서브필드에서의 방전횟수를 조합하여 각 셀의 밝기가 결정되어 2n 레벨의 계조를 구현하게 된다. 상기와 같은 개념을 토대로 한 계조구현방법중 일반적인 것으로 ADS(Addressing and Display Separation)방식이 있다. 도 2를 결부하여 ADS방식에 대하여 살펴보기로 한다.
도 3을 참조하여 종래의 플라즈마 표시소자의 구동방법에 대하여 살펴보기로 한다. 도 3에 도시된 바와같이 한 프레임은 256계조를 구현하기 위해 8개의 서브필드(SF1 내지 SF8)로 분할되어 있다. 각각의 서브필드는 리셋기간, 어드레스 기간 및 서스테인 기간으로 분할되어 구동된다.
리셋기간은 전체화면을 동시에 쓰고 나서, 전체화면을 지움으로써 화면을 초기화 시키는 기간이다. 이를위해, 주사/유지전극(Y)과 공통유지전극(Z) 사이에 동시에 라이팅펄스(Writing Pulse)를 인가하여 화면상의 모든 셀을 온 시키게 된다. 이어서, 주사/유지전극(Y)과 공통유지전극(Z) 사이에 동시에 소거펄스(Erase Pulse)를 인가하여 화면상의 모든 셀을 오프시킴으로써 전체화면이 초기화 되게 된다.
어드레스 기간은 해당 서브필드에서 온 될 셀들만 골라서 선택적으로 방전시키는 기간이다. 이를위해, 어드레싱을 수행하고자 하는 라인의 주사/유지전극(Y)에 -Vs 전압을 인가하고, 주사/유지전극(Y)에 연결되어 있는 m×3개의 셀들중 온 시키고자 하는 셀의 어드레스전극(12)에만 Va전압을 인가하게 된다. 이때, Va전압과 Vs전압의 합은 방전에 필요한 임계전압보다 높기 때문에 Va가 인가된 셀에서는 어드레스 방전이 일어나 벽전하가 형성된다. 또한, Vs전압은 임계전압보다 낮아서 Va가 인가되지 않은 셀은 어드레스 방전이 일어나지 않는다. 이러한 과정을 n개의 수평라인에 대하여 순차적으로 n회 반복 수행하면 전체 n×(3m)개의 셀이 어드레싱 된다.
서스테인 기간은 어드레스방전이 일어난 셀에 대해서만 서스테인 방전을 수행하여 온된 셀을 표시하고 유지하게 된다. 이를위해, 어드레스 전극(12)에 0V를 인가한 상태에서 제1 및 공통유지전극(Y,Z) 사이에 Vs 전압의 서스테인 펄스를 교번적으로 인가하게 된다. 한 프레임을 8개의 서브필드로 분할할 경우, 서스테인 기간에 1:2:4:8:…:128 비율의 가중치를 부여하여 서스테인 기간의 조합에 의해 계조를 표현하게 된다. 또한, 각 비트에 대응하는 서브필드 기간의 표시순서도 SF1, SF2, SF3, SF4, SF5, SF6, SF7, SF8의 순서로 되어 있다.
한편, 각 서브필드(SF1 내지 SF8)는 서스테인 기간이 각각 다르지만 화면전체를 리셋하고 어드레스하는 기간을 가지고 있기 때문에 리셋 및 어드레스기간은 8개의 서브필드가 모두 동일하게 된다. 이러한, ADS방식의 효율을 계산하기 위해 한 프레임의 시간을 1/60초인 16.67㎳라 하고, 한 서브필드당 리셋에 소요되는 시간이 200㎲라 할 때, 한 프레임은 200㎲×8서브필드 이므로 약 1.6㎳의 시간이 소요된다. 또한, 어드레스기간에 소요되는 시간이 3㎲라 할 때, 480개의 수평라인을 갖는 한 프레임은 3㎲×480 라인×8 서브필드 이므로 약 11.52㎳의 시간이 소요된다. 이 경우, 전체 프레임시간 16.67㎳ 중 실제 밝기에 기여하는 서스테인 기간은 3.55㎳로서 20.1%의 낮은 광효율을 가지게 된다. 이러한, 이유로 인해 종래의 PDP에서는 충분한 밝기레벨을 얻기 어려워 휘도가 저하되는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 휘도레벨을 높이도록 구성된 플라즈마 표시소자 및 그 구동방법을 제공 하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 플라즈마 표시소자는 하부기판에 형성된 어드레스전극과, 어드레스전극과 대향하도록 상부기판에 형성된 주사/유지전극과, 주사/유지전극의 좌우에 평행하게 형성된 제1 및 제2 공통유지전극을 구비한다.
또한, 본 발명의 플라즈마 표시소자 구동방법은 유지기간동안 하나의 셀에서 2번의 유지방전이 수행한다.
상기 목적외에 본 발명의 다른 목적 및 특징들은 첨부도면을 참조한 실시예에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.
도 4 내지 도 7을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명 하기로 한다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 플라즈마 패널 단위 방전셀의 전극구조가 도시되어 있다. 방전셀의 하부에는 어드레스전극(X)이 마련되어 있다. 또한, 상부에는 주사/유지전극(Y)을 기준으로 좌우에 각각 제1 공통유지전극(Z1) 및 제2 공통유지전극(Z2)이 마련되어 있다. 이때, 어드레스전극(X)과 주사/유지전극(Y) 사이의 방전 여부에 따라 셀의 온/오프가 좌우된다. 이어서, 방전셀이 온된 셀에서만 제1 공통유지전극(Z1)과 주사/유지전극(Y) 간에 구동전압이 인가되어 제1 유지방전이 일어나게된다. 이때, 제1 발광영역(42)은 제1 유지방전에 의해 온되게 된다. 제1 유지방전후 제1 공통유지전극(Z1)에는 이온들이 축적되고 주사/유지전극(Y)에는 전자가 축적되게 된다. 이어서, 주사/유지전극(Y)과 제2 공통유지전극(Z2) 간에 소정의 전압을 인가하여 제2유지방전이 일어나게 된다. 이때, 제2 발광영역(44)은 제2 유지방전에 의해 온되게 된다. 이 경우, 제1 유지방전에 의해 방전셀에 축적된 전자들로 인해 비교적 낮은 전압을 인가하여도 제2 유지방전을 수행하게 된다. 또한, 다음주기에는 제2 유지방전에서 생긴 현상을 제1 유지방전에서 이용할수 있기 때문에 상기와 동일한 작용 및 효과를 얻을수 있게 된다. 상기와 같이 본 발명의 플라즈마 표시소자는 한셀에서 2번의 유지방전을 수행할수 있는 구조로 구성되어 있다.
한편, 상기 플라즈마 패널의 방전에 따른 발광형태에 대하여 도 5를 결부하여 살펴보기로 한다. 도 5에 도시된 바와같이 D1,D2는 어드레스전극(X)에 인가되는 데이터신호를 나타낸다. 또한, 주사/유지전극(Y)과 어드레스전극(X)에 D1,D2 데이터가 인가되어 D1라인은 전부 온된 상태이고 D2라인은 제1 및 제2 주사/유지전극(Y1,Y2)에만 온되고 나머지는 오프된 상태를 갖는다고 할 경우, 유지발광영역은 인데 DS1라인 및 DS2라인과 같이 나타나게 된다. 즉, 제1 주사/유지전극(Y1)과 제1 및 제2 공통유지전극(Z1,Z2)에 대해서 어드레스 방전이후 제1 유지방전이 한주기의 절반에서 일어나 제1 발광영역(42)이 온되고 이어서, 다음 반주기에서 제1 주 사/유지전극(Y1)과 제2 공통유지전극(Z2)에서 제2 유지방전이 일어나 제2 발광영역(44)이 온 된다. 이러한 과정에 의해 온된 픽셀발광영역(46)들은 플라즈마 패널(40) 우측의 DS1라인 및 DS2라인과 같이 나타나게 된다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 플라즈마 표시소자 구동장치는 제1 공통유지전극(Z1)에 음의 전압레벨을 갖는 펄스를 인가하는 제1 공통 유지전극 구동부(70)와, 제2 공통 유지전극(Z2)에 양의 전압레벨을 갖는 펄스를 인가하는 제2 공통 유지전극 구동부(80)와, 주사/유지전극(Y)에 양의 전압레벨을 갖는 펄스를 인가하는 제1 주사/유지 전극 구동부(50)와, 주사/유지전극(Y)에 음의 전압레벨을 갖는 펄스를 인가하는 제2 주사/유지전극 구동부(60)를 구비한다. 본 발명의 플라즈마 표시소자 구동장치의 동작을 도 7을 결부하여 살펴보기로 한다. 제1 주사/유지전극 구동부(50)에서 양의 전압레벨을 갖는 펄스를 인가함과 동시에 제1 공통유지전극(70)에 음의 전압레벨을 갖는 펄스를 인가하여 제1 유지방전을 수행하게 된다. 이때, 제1 유지방전에 의해 제1 발광영역(42)이 온된다. 이어서, 제2 주사/유지전극 구동부(60)에서 음의 전압레벨을 갖는 펄스를 인가함과 동시에 제2 공통유지전극(80)에 양의 전압레벨을 갖는 펄스를 인가하여 제2 유지방전을 수행하게 된다. 이때, 제2 유지방전에 의해 제2 발광영역(44)이 온 된다. 즉, 하나의 픽셀 발광영역(46)을 온 하기위해 2번의 유지방전을 수행하게 된다. 이 경우, 제2 유지방전은 제1 유지방전에 의해 형성된 전자를 이용하므로 저전압 구동이 가능하게 된다. 상기와 같이 본 발명의 플라즈마 표시소자 구동방법은 한셀에서 2번의 유지방전을 수행함에의해 휘도레벨을 향상시키게 된다.
상술한 바와같이, 본 발명의 플라즈마 표시소자 구동방법은 한셀에서 2번의 유지방전을 수행함에 의해 플라즈마 표시소자의 휘도레벨을 향상시킬수 있는 장점이 있다.
이상 설명한 내용을 통해 당업자 라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여 져야만 할 것이다.

Claims (4)

  1. 각 서브필드가 리셋기간, 어드레스기간 및 유지기간으로 분할되어 구동되는 플라즈마 표시소자의 구동방법에 있어서,
    상기 유지기간동안 하나의 셀에서 2번의 유지방전이 수행되며, 상기 2번의 유지방전은 주사/유지전극에 양의 전압레벨을 갖는 펄스를 인가함과 동시에 제1 공통유지전극에 음의 전압레벨을 갖는 펄스를 인가하여 수행되는 제1 유지방전과, 상기 주사/유지전극에 음의 전압레벨을 갖는 펄스를 인가함과 동시에 제2 공통유지전극에 양의 전압레벨을 갖는 펄스를 인가하며, 상기 제1 유지방전에 비해 낮은 전압으로 수행되는 제2 유지방전으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 플라즈마 표시소자 구동방법.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 하부기판에 형성된 어드레스전극과,
    상기 어드레스전극과 대향하도록 상부기판에 형성되며, 제1 유지방전시에는 양의 전압레벨을 갖는 펄스가 인가되며, 제1 유지방전에 비해 낮은 전압으로 수행되는 제2 유지방전시에는 음의 전압레벨을 갖는 펄스가 인가되는 주사/유지전극과,
    상기 주사/유지전극의 좌우에 평행하게 형성되며, 상기 제1 유지방전시 음의 전압레벨을 갖는 펄스가 인가되는 제1 공통유지전극과, 제1 유지방전에 비해 낮은 전압으로 수행되는 상기 제2 유지방전시 양의 전압레벨을 갖는 펄스가 인가되는 제2 공통유지전극을 구비하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 표시소자.
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