KR100285630B1 - 다층셀을가지는플라즈마표시장치및그구동방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 방전을 이용하여 화상을 표시하는 플라즈마 표시장치에 관한 것이다.
본 발명은 부극성 레벨을 가지는 주사펄스를 주사전극에 공급하고 주사펄스 공급기간의 소정기간에서 정극성의 전압을 보조양극에 공급함으로써 프라이밍 방전을 일으켜 하전입자를 생성한 후, 하전입자가 공급되고 소정기간이 경과한 후 주사펄스에 동기되는 데이터 펄스를 어드레스전극에 공급하여 어드레스 방전하게 함으로써 셀을 선택하고, 정극성의 레벨을 가지는 유지펄스를 어드레스전극에 공급하고 부극성의 전압을 주사전극에 공급하여 유지방전하게 함으로서 화상을 표시하고, 기저레벨의 전압을 주사전극에 공급하여 표시된 화상을 소거하게 된다.
본 발명은 방전셀 구조를 다층 구조로하여 하측 방전셀에서 미리 하전입자를 생성하여 주 방전이 일어나는 상측 방전셀에 공급함으로써 주방전시 방전이 용이하게 발생하고 저전압으로 표시패널을 구동할 수 있게 된다.

Description

다층셀을 가지는 플라즈마 표시장치 및 그 구동방법(Plasma Display With Multiple layer And Driving Methods thereof)
본 발명은 평판 디스플레이 장치에 관한 것으로, 특히 방전을 이용하여 화상을 표시하는 플라즈마 표시장치에 관한 것이다.
최근 들어 대형 표시장치가 요구됨에 따라 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel : 이하 ″PDP″라 함)에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. PDP는 통상 가스 방전 현상을 이용하여 화상을 표시하는 디스플레이 장치로서 방전방식에 따라 직류(DC) 방식과 교류(AC) 방식으로 크게 대별된다. 교류방식의 PDP는 직류방식에 비하여 저소비전력과 라이프 타임이 큰 장점이 있기 때문에 주목을 받고 있는 구동방식이다. 교류 구동방식의 PDP는 유전체를 사이에 두고 교류전압을 인가시켜 그 반주기마다 방전을 행하게 하는 것으로 구동방식에 따라 서브필드(Sub-field) 방식과 서브프레임(Sub-frame) 방식으로 나뉘어진다. 256 계조를 표현할 때 서브필드 방식은 한 프레임을 8 개의 서브필드로 시분할하고 각 서브필드는 다시 전화면을 초기화하는 리셋기간과 전화면을 선순차 방식으로 주사하면서 데이터를 기입하는 어드레스 기간 및 데이터가 기입된 셀들의 발광상태를 유지시키는 유지 기간으로 시분할된다. 여기서, 각 서브필드의 리셋기간 및 어드레스 기간은 각 서브필드에서 동일한 반면에 각 유지 기간은 휘도 상대비에 따라 2n(n=0,1,2,3,4,5,6,7)의 비율로 증가되도록 할당된다. 각 서브필드에서는 해당 유지 기간에 비례하는 계조를 구현하게 되고 각 서브필드에서 구현된 계조가 조합됨으로써 한 프레임에서 256 계조를 표현하게 된다. 일반적으로, PDP의 방전셀은 방전영역과 방전패스가 매우 짧기 때문에 글로우 방전관에서 보면 발광효율이 높은 양광주(Positive Column)영역으로 발광되지 못하고 상대적으로 발광효율이 낮은 부글로우(Negative Glow)영역으로만 발광되어 방전효율 및 휘도가 떨어지는 단점이 지적되고 있다. 종래의 PDP에서 휘도를 높이기 위해서는 고전압으로 표시패널을 구동하여야 하므로 과도한 소비전력의 낭비를 초래하는 또 다른 문제점을 초래하게 된다. 아울러, PDP에서 리셋 및 어드레스 기간은 비표시기간에 해당되므로 발광이 되어서는 안되지만 리셋 및 어드레스 기간에서 하전입자를 형성하기 위해 발생하는 방전들에 의해 비표시기간에서 발광이 나타나게 되므로 콘트라스트가 저하되는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 전압으로 구동할 수 있도록 한 다층셀을 가지는 플라즈마 표시장치 및 그 구동방법을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 휘도 및 방전효율을 향상시킬 수 있도록 한 다층셀을 가지는 플라즈마 표시장치 및 그 구동방법을 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 콘트라스트를 높이도록 한 다층셀을 가지는 플라즈마 표시장치 및 그 구동방법을 제공함에 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 다층셀을 가지는 플라즈마 표시장치를 나타내는 평면도.
도 2는 도 1에 도시된 방전셀의 종단면도.
도 3은 도 1 및 도 2에 도시된 절연시트를 상세히 나타내는 평면도.
도 4는 도 1에 도시된 플라즈마 표시장치의 구동방법을 나타내는 타이밍도.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 다층셀을 가지는 플라즈마 표시장치를 나타내는 평면도.
도 6은 도 5에 도시된 방전셀의 종단면도.
도 7은 도 5에 도시된 플라즈마 표시장치의 구동방법을 나타내는 타이밍도.
〈 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 〉
1,11 : 어드레스 전극 2,12 : 주사전극
3,13 : 보조양극 4,14 : 절연시트
5,6 : 격벽 7 : 상부 유리기판
8 : 하부 유리기판 9 : 형광체
10 : 유전체층 10,40 : 방전셀
20,50 : 상측 방전셀 30,60 : 하측 방전셀
100,200 : 표시패널
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 다층셀을 가지는 플라즈마 표시장치는 방전에 의해 하전입자를 생성하기 위한 제1 방전셀과, 하전입자가 공급되어 방전을 일으키는 제2 방전셀을 구비한다.
본 발명에 따른 다층셀을 가지는 플라즈마 표시장치는 보조양극이 형성되어 하전입자를 생성하기 위한 제1 방전셀과, 보조양극과 대향방전하는 어드레스전극이 형성되어 하전입자가 공급되어 방전을 일으키는 제2 방전셀과, 하전입자를 제2 방전셀 쪽으로 안내함과 아울러 보조양극과 방전한 후 어드레스전극과 방전하는 주사전극이 형성되는 안내부재를 구비한다.
본 발명에 따른 다층셀을 가지는 플라즈마 표시장치의 구동방법은 부극성 레벨을 가지는 주사펄스를 주사전극에 공급하고 주사펄스 공급기간의 소정기간에서 정극성의 전압을 보조양극에 공급함으로써 프라이밍 방전을 일으켜 하전입자를 생성하는 단계와, 하전입자가 공급되고 소정기간이 경과한 후 주사펄스에 동기되는 데이터 펄스를 어드레스전극에 공급하여 어드레스 방전하게 함으로써 셀을 선택하는 단계와, 정극성의 레벨을 가지는 유지펄스를 어드레스전극에 공급하고 부극성의 전압을 주사전극에 공급하여 유지방전하게 함으로서 화상을 표시하는 단계와, 기저레벨의 전압을 주사전극에 공급하여 표시된 화상을 소거하는 단계를 포함한다.
본 발명에 따른 다층셀을 가지는 플라즈마 표시장치의 구동방법은 부극성의 전압을 주사전극에 공급하고 정극성의 전압을 보조양극에 공급함으로써 프라이밍 방전을 일으켜 하전입자를 생성하는 단계와, 하전입자가 부극성 레벨을 가지는 주사펄스를 주사전극에 공급하고 주사전극에 동기되는 데이터 펄스를 어드레스전극에 공급하여 어드레스 방전하게 함으로써 셀을 선택하는 단계와, 기저레벨의 전압을 어드레스전극에 공급하고 부극성 레벨을 가지는 유지펄스를 주사전극에 공급하여 유지방전하게 함으로서 화상을 표시하는 단계와, 정극성의 전압을 주사전극에 공급하여 표시된 화상을 소거하는 단계를 포함한다.
상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 특징들은 첨부도면을 참조한 실시예에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.
이하, 도 1 내지 도 7을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 다층셀을 가지는 플라즈마 표시장치를 나타내는 평면도이다. 그리고 도 2는 도 1에 도시된 방전셀(10)의 종단면도이다.
도 1 및 도 2의 구성에서, 본 발명에 따른 플라즈마 표시장치는 프라이밍(Priming) 방전이 발생하는 하측 방전셀(30)과, 프라이밍 방전으로부터 발생된 이온이나 전자 등의 하전입자가 공급되는 상측 방전셀(20)로 이루어지는 방전셀들이 매트릭스 형태로 배치되는 표시패널(100)을 구비한다. 상측 방전셀(20)과 하측 방전셀(30) 사이에는 절연시트(Sheet)(4)가 형성된다. 한 화소는 적녹청(RGB) 3 색을 발생하도록 3 개의 방전셀(10)의 조합으로 이루어진다. 상/하측 방전셀(20,30)로 이루어지는 방전셀(10)은 상부 유리기판(7)에 형성되는 어드레스 전극(1)과, 어드레스 전극(1) 위에 도포되는 형광체(9)와, 하부 유리기판(8)에서 어드레스 전극(1)과 직교되는 방향으로 형성되는 주사전극(2)과, 하부 유리기판(8)에서 주사전극(2)에 나란하게 형성되는 보조양극(3)과, 하부 유리기판(8)에서 주사전극(2)과 보조양극(3) 사이에 도포되는 유전체층(10)과, 상/하부 유리기판(7,8)에서 수직으로 형성되는 격벽(5,6)을 구비한다. 주사전극(2)과 보조양극(3)은 주사될 방전셀이 선택되기 전에 해당 방전셀에서 프라이밍 방전을 행하여 하측 방전셀(30)에 공간 전하 입자를 충진시키게 된다. 프라이밍 방전시 발생하는 전자나 이온 등의 공간 전하 입자들은 절연시트(4)를 경유하여 상측 방전셀(20)에 공급된다. 어드레스 전극(1)은 주사전극(2)과 함께 어드레스 방전을 행하여 주사될 방전셀을 선택한 다음, 유지방전을 행하는 역할을 한다. 어드레스 방전에 앞서 프라이밍 방전에 의해 발생된 공간 전하 입자들이 상/하측 방전셀(20,30)에서 충진되었으므로 어드레스 방전은 충진된 공간전하 입자의 양만큼 낮은 전압으로 방전이 될 수 있게 된다. 유지방전은 상/하측 방전셀(20,30)에서 어드레스 전극(1)과 주사전극(2) 사이에서 대향방전이 되므로 그 만큼 방전패스가 길어지기 때문에 방전시 양광주 영역이 나타나게 된다. 종래의 PDP와 대비할 때, 종래에는 방전패스가 짧기 때문에 부글로우 영역만으로 방전이 되어 방전효율과 휘도가 떨어지지만 본 발명에서는 유지방전시 대향방전에 의해 방전패스가 길어지게 되어 양광주 영역이 나타나게 되므로 방전효율과 휘도가 월등히 향상된다. 형광체(9)는 유지방전시 발생하는 진공자외선(VUV)에 의해 여기되어 가시광을 발생시키게 된다. 유전체층(10)은 주사전극(2)과 보조양극(3) 사이의 절연을 위해 사용된다. 격벽(5,6)은 상/하부 유리기판(7,8)과 더불어 방전셀 공간을 마련하게 되며 상측 격벽(6)은 상부 유리기판(7)에서 절연시트(4)까지 수직으로 형성되며 하측 격벽(5)은 하부 유리기판(8)에서 절연시트(4)까지 수직으로 형성된다. 절연시트(4)는 방전공간을 분리함과 아울러 하전입자를 안내하는 역할을 한다. 그리고 절연시트(4)는 비표시기간에 해당하는 프라이밍 방전시에 발광되지 않도록 하여 콘트라스트 저하를 방지하는 역할을 하게 된다. 이를 위하여, 절연시트(4)는 도 3과 같이 프라이밍 하측 방전셀(30)에서 상측 방전셀(20) 쪽으로 공간전하 입자를 안내하는 홀들(4a)이 다수 배치된다. 이 절연시트(4)의 저면에는 프라이밍 방전시 하측 방전셀(30)의 발광이 표시면에 나타나지 않도록 광을 차단하는 물질이 도포됨이 바람직하고 아울러 상면에는 형광체(9)로부터 발생한 가시광을 반사시킬 수 있는 물질이 도포됨이 바람직하다. 또한, 절연시트(4) 상하면에는 방전시 스퍼터링에 의한 손상을 방지할 수 있도록 MgO 보호막이 성막될 수 있다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 다층셀을 가지는 플라즈마 표시장치의 구동방법을 나타내는 타이밍도이다.
주사전극(Y1,Y2,...,Y480)(2)에는 순차적으로 부극성(-)의 주사펄스가 공급된다. 주사펄스에서 처음 소정기간 동안에서 보조양극(3)에는 정극성(+)의 전압이 공급된다. 이 때, 주사전극(Y1,Y2,...,Y480)(2)과 보조양극(3) 사이에는 순차적으로 프라이밍 방전이 발생하게 된다. 프라이밍 방전에 의해 발생된 공간전하 입자들이 상측 방전셀(20) 쪽으로 공급되는 소정기간이 경과되는 시점에서 어드레스 전극(1)에는 주사펄스에 동기되어 데이터 펄스가 공급된다. 이 때, 주사전극(Y1,Y2,...,Y480)(2)과 어드레스 전극(1) 사이에는 데이터 펄스와 -Vp 레벨의 주사펄스에 의해 어드레스 방전이 발생하게 되어 주사될 방전셀이 순차적으로 선택된다. 어드레스 방전이 발생한 직후, 어드레스 전극(1)에는 유지펄스가 공급되고 주사전극(Y1,Y2,...,Y480)(2)에는 -Vsus 레벨의 유지전압이 공급된다. 이 때, 어드레스 전극(1)과 주사전극(Y1,Y2,...,Y480)(2) 사이에는 유지방전이 발생하게 되어 화상이 표시된다. 소거기간에서는 주사전극(Y1,Y2,...,Y480)(2)에는 제로(″0″) 레벨의 직류 전압이 공급됨으로써 방전셀이 오프(off)된다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 다층셀을 가지는 플라즈마 표시장치를 나타내는 평면도이다. 그리고 도 6은 도 5에 도시된 방전셀(10)의 종단면도이다.
도 5 및 도 6에 있어서, 도 1 및 도 2에 도시된 구성요소와 동일한 기능 및 구조를 가지는 구성요소에 대하여는 동일한 도면부호를 붙이고 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 5 및 도 6의 구성에서, 본 발명에 따른 플라즈마 표시장치는 프라이밍 방전이 발생하는 하측 방전셀(50)과, 프라이밍 방전으로부터 발생된 이온이나 전자 등의 하전입자가 공급되는 상측 방전셀(60)로 이루어지는 방전셀들이 매트릭스 형태로 배치되는 표시패널(200)을 구비한다. 상측 방전셀(50)과 하측 방전셀(60) 사이에는 도 3에 도시된 바와 같이 공간하전 입자들을 하측 방전셀(60)에서 상측 방전셀(50) 쪽으로 안내하는 다수의 홀들이 형성되는 절연시트(14)가 형성된다. 한 화소는 적녹청(RGB) 3 색을 발생하도록 3 개의 방전셀(40)의 조합으로 이루어진다. 상/하측 방전셀(50,60)로 이루어지는 방전셀(40)은 상부 유리기판(7)에 형성되는 어드레스 전극(11)과, 어드레스 전극(11) 위에 도포되는 형광체(9)와, 하부 유리기판(8)에서 어드레스 전극(11)과 나란하게 형성되는 보조양극(13)과, 절연시트(14)에서 어드레스 전극(11) 및 보조양극(13)에 직교되는 방향으로 형성되는 주사전극(12)과, 하부 유리기판(8)에서 보조양극(13) 위에 도포되는 유전체층(10)과, 상/하부 유리기판(7,8)에서 수직으로 형성되는 격벽(5,6)을 구비한다. 주사전극(12)과 보조양극(13)은 주사될 방전셀이 선택되기 전에 해당 방전셀에서 대향방전에 의한 프라이밍 방전을 행하여 하측 방전셀(60)에 공간전하 입자를 충진시키게 된다. 프라이밍 방전시 발생하는 전자나 이온 등의 공간전하 입자들은 절연시트(14)를 경유하여 상측 방전셀(50)에 공급된다. 여기서, 보조양극(13)은 절연시트(14)에 의해 표시면에서 보이지 않게 된다. 어드레스 전극(11)은 주사전극(12)과 함께 어드레스 방전을 행하여 주사될 방전셀을 선택한 다음, 유지방전을 행하는 역할을 한다. 어드레스 방전에 앞서 프라이밍 방전에 의해 발생된 공간전하 입자들이 상/하측 방전셀(50,60)에서 충진되었으므로 어드레스 방전은 충진된 공간전하 입자의 양만큼 낮은 전압으로 방전이 될 수 있게 된다. 유지방전은 어드레스 전극(11)과 주사전극(12)간의 상측 방전셀(60)에서 발생되어 종래의 방전셀 크기와 유사하지만 프라이밍 방전과 어드레스 방전시 상/하측 방전셀(50,60) 모두에서 방전되므로 종래보다 많은 발광 영역을 이용할 수 있게 되어 방전시 양광주 영역이 나타나게 된다. 이에 따라, 유지방전시 방전효율과 휘도가 향상될 수 있게 된다. 절연시트(14)는 방전공간을 분리하고 프라이밍 방전시 발생된 하전입자를 하측 방전셀(60)에서 상측 방전셀(50) 쪽으로 안내하는 역할을 한다. 아울러, 절연시트(14)는 하측 방전셀(60)에서 발생되는 프라이밍 방전에 의한 발광이 표시면에서 보이지 않도록 차단하여 비표시기간의 발광에 의한 콘트라스트 저하를 방지할 수 있게 된다.
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 다층셀을 가지는 플라즈마 표시장치의 구동방법을 나타내는 타이밍도이다.
주사전극(Y1,Y2,...,Y480)(12)에는 순차적으로 부극성(-)의 전압이 공급되고 보조양극(13)에는 정극성(+)의 전압이 공급되어 프라이밍 방전이 발생하게 된다. 프라이밍 방전에 의해 발생된 공간전하 입자들이 상측 방전셀(50) 쪽으로 공급되면 어드레스 전극(11)에는 주사전극(Y1,Y2,...,Y480)(12)에 공급되는 -Vp 레벨의 주사펄스에 동기되어 데이터 펄스가 공급되어 어드레스 방전이 발생하게 된다. 어드레스 방전에 의해 방전셀이 순차적으로 선택되면, 어드레스 전극(11)에는 0 레벨의 전압이 인가되고 주사전극(Y1,Y2,...,Y480)(12)에는 -Vsus 레벨의 유지전압이 공급되어 유지방전하게 됨으로써 화상이 표시된다. 화상이 표시된 후, 주사전극(Y1,Y2,...,Y480)(2)에는 정극성의 전압이 공급됨으로써 방전셀이 오프(off)된다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 다층셀을 가지는 플라즈마 표시장치 및 그 구동방법은 방전셀 구조를 다층 구조로하여 하측 방전셀에서 미리 하전입자를 생성하여 주 방전이 일어나는 상측 방전셀에 공급함으로써 주방전시 방전이 용이하게 발생하고 저전압으로 표시패널을 구동할 수 있게 된다. 본 발명에 따른 다층셀을 가지는 플라즈마 표시장치 및 그 구동방법은 방전셀 구조를 다층 구조로하여 주 방전이 상판과 하판 사이에서 대향 방전하게 되어 그 만큼 방전패스가 길어지게 되므로 양광주 영역으로 발광되어 휘도 및 방전효율을 향상시킬 수 있게 된다. 나아가, 본 발명에 따른 다층셀을 가지는 플라즈마 표시장치 및 그 구동방법은 비표시기간에서 보조방전시에 발생하는 가시광은 절연시트에 의해 차광되어 표시기간에서만 화상이 표시될 수 있으므로 콘트라스트가 향상된다.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여 져야만 할 것이다.

Claims (3)

  1. 다수 개의 전극이 각각 형성된 하부 유리기판과 상부 유리기판 및 상기 상/하부 유리기판 사이에 위치하여 방전공간이 마련된 플라즈마 표시장치에 있어서,
    상기 상부 및 하부 유리기판 사이에 가로로 위치하여 프라이밍방전을 일으키는 하부 방전셀과, 주방전을 일으키는 상부 방전셀로 상기 방전공간을 상하로 분리 하는 동시에 상기 프라이밍 방전시 발생한 하전입자를 상기 상부 방전셀로 이동시키는 다수 개의 홀을 가지는 절연시트를 구비하는 것을 특징으로 하는 다층셀을 가지는 플라즈마 표시장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 프라이밍 방전은 상기 하부 유리기판에 형성된 제1 전극과 유전층을 사이에 두고 나란히 형성된 제2 전극에 의해서 발생하며, 상기 주방전은 상부 유리기판에 상기 제1 및 제2 전극과 직교하는 방향으로 형성된 제3 전극과, 상기 제1 및 제2 전극 중 어느 하나와의 사이에서 일어나는 것을 특징으로 하는 다층셀을 가지는 플라즈마 표시장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 프라이밍 방전은 상기 하부 유리기판에 형성된 제1 전극과 상기 절연시트 상에 상기 제1 전극과 직교하는 방향으로 형성된 제2 전극 사이에서 발생하며, 상기 주방전은 상기 제2 전극과 상기 상부 유리기판에 상기 제2 전극과 직교하는 방향으로 형성된 제3 전극 사이에서 일어나는 것을 특징으로 하는 다층셀을 가지는 플라즈마 표시장치.
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