KR100293517B1 - 플라즈마디스플레이패널과그구동방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 교류방전에 고주파방전 특성을 부가하여 방전경로를 늘릴 수 있는 플라즈마 디스플레이 패널과 그 구동 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 PDP는 서로 대향하게 배치되어 어드레스방전과 유지방전을 일으키기 위한 주사/유지 전극 및 어드레스 전극과, 유지방전시 하전입자의 운동경로를 변경시키기 위한 고주파 전압이 인가되는 고주파 전극을 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 유지방전에 의한 하전입자의 운동경로에 고주파 전압을 인가하여 하전입자의 방전경로를 길게함으로써 양광주 영역을 활용할 수 있게 되므로 방전효율 및 휘도를 높일 수 있게 된다.

Description

플라즈마 디스플레이 패널과 그 구동 방법(Plasma Display Panel And Its Driving Method)
본 발명은 플라즈마 디스플레이 장치에 관한 것으로, 특히 교류방전에 고주파방전 특성을 부가하여 방전경로를 늘릴 수 있는 플라즈마 디스플레이 패널과 그 구동 방법에 관한 것이다.
최근들어, 대형 평판 표시장치의 필요에 따라 대면적의 평판 디스플레이로서 패널 제작이 용이한 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel; 이하, PDP라 한다)에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. PDP는 통상 가스방전 현상을 이용하는 것으로 가스방전시 발생하는 진공자외선이 형광체를 여기시켜 발생하는 가시광을 이용하여 문자 또는 그래픽(Graphic)을 표시하고 있다.
도 1을 참조하면, 통상적으로 많이 사용되고 있는 3전극 교류(AC) 면방전 방식의 PDP에 구성된 방전셀의 구조가 도시되어 있다.
도 1에 도시된 PDP의 방전셀은 화상의 표시면인 상부기판(10)과, 격벽(14)에 의해 상부기판(10)과 평행하게 배치된 하부기판(12)을 구비한다. 격벽(14)은 셀 간의 전기적, 광학적 간섭이 차단되도록 셀 내부에 방전공간(21)을 마련함과 아울러 상부기판(10)과 하부기판(12)을 지지하는 역할을 한다. 방전셀의 내부에 마련된 방전공간(21)에는 방전가스가 충진되어 있다. 상부기판(10) 상에는 유지전극쌍(16), 즉 주사/유지 전극과 유지전극이 나란하게 배치되어 있다. 유지전극쌍(16)이 배치된 상부기판(10) 상에는 전하축적을 위한 유전체층(18)이 평탄하게 형성되어 있고, 이 유전체층(18) 표면에는 보호막(20)이 형성되어 있다. 하부기판(12) 상에는 어드레스 전극(22)이 상기 유지전극쌍(16)과 수직한 방향으로 배치되어 있다. 어드레스 전극(22)이 배치된 하부기판(12) 상에는 고유색의 가시광선을 발생하기 위한 형광체(24)가 도포되어 있다. 이 형광체층(24)은 가스방전시 발생되는 짧은 파장의 진공 자외선(Vacuum Ultraviolet; VUV)에 의해 여기되어 적, 녹, 청(R, G, B) 중 어느 하나의 가시광을 발생하게 된다. 이러한 구성을 갖는 방전셀이 어드레스전극(22)과 유지전극(16) 사이의 어드레스 방전에 의해 선택된 후 유지전극들(16) 사이의 계속적인 유지방전에 의해 발생된 진공 자외선이 형광체(24)를 여기시켜 가시광을 방출함으로써 PDP는 원하는 화상을 표시할 수 있게 된다. 이때, 유지방전기간을 가변시켜 밝기를 조절하게 된다.
도 2를 참조하면, 교류(AC) 대향방전 방식의 PDP에 구성된 방전셀의 구조가 도시되어 있다.
도 2에 도시된 PDP의 방전셀은 상부기판(10)과, 하부기판(12)에 제1 및 제2 전극(26, 28)이 서로 수직한 방향으로 형성되어 있다. 상부기판(10)과 하부기판(12) 사이에 격벽(14)이 형성되어 있고, 격벽(14)에 의해 마련된 방전공간(21)에는 방전가스가 충진되어 있다. 제1 전극(26)이 형성된 상부기판(10)과 제2 전극(28)이 형성된 하부기판(12) 상에는 유전체층(18, 18')이 평탄하게 형성되어 있고, 이 유전체층(18, 18') 표면에는 보호막(20, 20')이 형성되어 있다. 하부 보호막(20')에서 제2 전극(28)에 대향하지 않는 부위와 격벽(14)의 표면에는 형광체(24)가 도포되어 있다. 이러한 방전셀은 제1 및 제2 전극(26, 28) 간의 어드레스 방전 및 유지방전에 의해 가시광을 방출하게 되고, 유지방전기간을 가변시켜 밝기를 조절하게 된다.
이와 같이, 종래의 PDP는 유지방전 횟수를 조절하여 영상 표시에 필요한 단계적인 밝기, 즉 그레이 스케일(Gray Scale)을 구현하게 된다. 이에 따라, 유지방전 횟수는 PDP의 휘도 및 방전효율을 결정하는 중요한 요소가 되고 있다. 이 유지 방전을 위해 두 전극들에는 보통 듀티비(Duty ratio)가 1인 스텝펄스가 주기적으로 인가되는데 이때 유지펄스의 주파수는 보통 200∼300kHz 정도이고 펄스폭은 10∼20㎲정도이다. 이 경우, 유지방전은 유지펄스당 극히 짧은 순간에 1번씩만 발생하게 된다. 이러한, 유지방전에 의해 발생된 하전입자들은 두 전극간에 형성된 방전경로를 전극의 극성에 따라 이동함으로써 방전셀의 방전공간 내부에는 벽전하가 형성되고 이 벽전하에 의해 방전공간 내의 방전전압이 감소하면서 방전이 멈추게 된다. 다시 말하여, 종래의 유지펄스에 의한 유지방전은 펄스마다 짧은 순간에 1번씩만 발생하고 그외의 대부분 시간은 벽전하 형성 및 다음 방전을 위한 준비단계로 소비되게 된다. 이에 따라, PDP의 휘도 및 방전 효율은 낮을 수밖에 없었다.
또한, PDP는 방전셀의 크기가 너무 작기 때문에, 즉 전극간의 거리가 매우 짧기 때문에 방전효율이 나쁜 부글로우에만 의존하고 있는 형편이다.
도 3을 참조하면, 통상의 글로우 방전관 구조가 도시되어 있다.
도 3에 도시된 글로우 방전관에서 전극(30, 32)간의 거리가 충분히 긴 경우 음극(30) 근방에서 발생하는 부글로우(34A)와 양극(32) 쪽에서 관의 형태로 양광주(34B)가 나타남을 알 수 있다. 부글로우(34A)와 양광주(34B) 사이의 공간은 페러데이 다크 스페이스(Faraday Dark Space)이다. 여기서, 전극(30, 32) 간의 거리가 짧아지면 양광주(34B)는 소멸되고, 더욱 더 짧아지면 부글로우(34A)가 축소되어 휘도 및 방전효율이 낮아지게 된다. 특히, 이러한 낮은 휘도 방전효율의 문제는 고정세로 갈수록 심화되어 휘도 및 방전호율이 더욱 나빠지는 결과를 초래하게 된다. 이에 따라, 최근에는 방전셀의 한정된 공간내에서 밝기 및 효율을 증가시키기 위해 방전영역을 변경하거나 방전패스를 길게해서 방전효율이 좋은 양광주를 활용하고자 하는 방안이 시도되고 있다. 그러나, 방전경로를 길게 하기 위해 전극간의 거리를 길게하면 방전전압이 상승하여 고전압 구동 집적회로(IC)의 개발 등 많은 어려움이 따르게 된다. 이에 따라, 기존의 셀구조에서 다른 방전 메카니즘을 통해 방전경로를 길게 할 수 있는 방전 및 구동 메카니즘이 필요하다.
따라서, 본 발명의 목적은 교류방전에 의한 하전입자의 운동경로에 고주파 전압을 인가하여 하전입자의 방전경로를 길게함으로써 방전효율을 높일 수 있는 PDP와 그 구동방법을 제공하는 것이다.
도 1은 통상적인 교류 면방전 방식의 플라즈마 디스플레이 패널의 방전셀 구조를 나타내는 단면도.
도 2는 통상적인 교류 대향방전 방식의 플라즈마 디스플레이 패널의 방전셀 구조를 나타내는 단면도.
도 3은 통상적인 글로우 방전관을 나타낸 도면.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 방전셀 구조를 나타내는 단면도.
도 5는 교류와 고주파 전계에 의한 전자의 운동을 나타낸 도면.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 구동방법을 설명하기 위한 전압 파형도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 간단한 설명>
10, 36 : 상부기판 12, 38 : 하부기판
14, 48 : 격벽 16 : 유지전극쌍
18, 18', 42, 42' : 유전체층 20, 20', 44, 44' : 보호층
22, 46 : 어드레스전극 24, 52 : 형광체
26, 28 : 제1 및 제2 전극 30 : 음극
32 : 양극 34A : 부글로우 영역
34B : 양광주 영역 40 : 주사/유지 전극
50 : 고주파 전극 21, 51 : 방전공간
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 PDP는 서로 대향하게 배치되어 어드레스방전과 유지방전을 일으키기 위한 주사/유지 전극 및 어드레스 전극과, 유지방전시 하전입자의 운동경로를 변경시키기 위한 고주파 전압이 인가되는 고주파 전극을 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 PDP 구동방법은 서로 대향하게 배치된 주사/유지 전극과 어드레스 전극 간의 유지방전에 의한 하전입자의 운동경로를 변경시키도록 고주파 전극에 고주파 전압을 인가하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 이점들은 첨부 도면을 참조한 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 도 4 내지 도 6을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
도 4는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 PDP 방전셀의 구조를 나타내는 단면도로서, 도 4에 도시된 방전셀은 상부기판(36)과 하부기판(38) 각각에 형성된 주사/유지 전극(40) 및 어드레스 전극(46)과, 상부기판(36)과 하부기판(38) 사이의 격벽(48)에 형성된 고주파 전극(50)을 구비한다.
도 4에 도시된 3개의 방전셀은 한 화소에 대응하게 된다. 화상의 표시면인 상부기판(36) 상에는 주사/유지 전극(42)이 형성되어 있다. 주사/유지 전극(42)이 형성된 상부기판(36) 상에는 상부 유전체층(42)이 형성되어 있고, 상부 유전체층(42)의 표면에는 상부 보호막(44)이 도포되어 있다. 상부기판(36)과 대향하게 배치된 하부기판(38) 상에는 어드레스 전극(46)이 주사/유지 전극(40)과 수직한 방향으로 형성되어 있다. 어드레스 전극(46)이 형성된 하부기판(38) 상에는 하부 유전체층(42')과 보호막(44')이 차례대로 적층되어 있다. 상부기판(36)과 하부기판(38) 사이에는 격벽(48)이 형성되어 이웃한 방전셀 간의 전기적, 광학적 간섭이 배제된 방전공간(51)을 마련하게 된다. 그리고, 격벽(48)의 양측면에는 고주파 펄스가 인가되는 제1 및 제2 고주파 전극(50, 50')이 형성되어 있다. 이 제1 및 제2 고주파 전극(50, 50')은 주사/유지 전극(40)과 어드레스 전극(46) 간의 방전에 의해 생성된 하전입자의 운동경로를 바꾸어 줌으로써 방전경로를 길게하는 역할을 하게 된다. 하부 보호막(44')에서 어드레스 전극(46)과 대향되지 않은 부위와 고주파 전극(50, 50')이 형성된 격벽(48)의 표면에는 형광체(52)가 도포된다.
이러한 구조의 방전셀의 구동방법을 살펴보면, 주사/유지 전극(40)과 어드레스 전극(46) 간의 방전에 의해 생성된 하전입자는 도 5의 (A)에 도시된 바와 같이 방전공간(51)에 수직방향으로 형성된 전기장에 의해 이동하게 된다. 이때, 격벽(48)에 형성된 제1 및 제2 고주파 전극(50, 50') 간에 고주파전압을 인가하면 도 5의 (B)에 도시된 바와 같이 수평방향의 전기장이 형성되게 된다. 이에 따라, 주사/유지 전극(40)과 어드레스 전극(46) 간에서 직선운동을 하던 하전입자들이 고주파 전압에 의해 매우 빠르게 교번하는 수직한 전기장에 의해 도 5의 (C)에 도시된 바와 같이 마치 톱니모양의 이동경로를 가지게 된다. 따라서, 방전경로가 매우 길어지게 되어 양광주를 활용할 수 있게 됨으로써 휘도 및 방전효율을 향상시킬 수 있게 된다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 PDP 구동방법을 설명하기 위한 전압파형도가 도시되어 있다.
어드레스 기간에서 어드레스 전극(46)에 영상 데이터에 따른 전압펄스가 인가됨과 아울러 주사/유지 전극(40)에 주사펄스가 인가되어 두 전극(40, 46) 간의 전압차가 방전개시전압 이상이 되면 방전이 발생하게 됨으로써 방전셀의 내부에는 벽전하가 형성되게 된다. 이 벽전하는 다른 방전셀들에 대한 어드레스가 끝날 때까지 유지되어 다음의 서스테인 기간에서 주사/유지 전극(40)과 어드레스 전극(46) 사이에 인가되는 유지전압에 가산되어 유지방전을 발생하게 된다. 유지방전이 발생하면 하전입자는 각각의 극성에 따라 반대방향의 전극쪽으로 이동하게 된다. 이때, 고주파 전극(50, 50' )에 인가되는 고주파 전압에 의해 수평방향으로 형성되는 전기장에 의해 하전입자의 운동은 도 5의 (C)와 같은 합성운동을 하게 된다. 이때, 고주파 전극에 인가되는 고주파 전압은 구형파 또는 정현파 등과 같이 어떠한 형태든지 모두 적용될 수 있다.
또한, 고주파 전압이 너무 크면 하전입자가 격벽으로 손실됨으로 하전입자가 격벽사이에서 운동할 수 있을 정도로 설정한다. 격벽에 형성되는 고주파 전극은 격벽의 일부 또는 상부기판 및 하부기판의 일부에 형성될 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 PDP와 그 구동방법에 의하면 유지방전에 의한 하전입자의 운동경로에 고주파 전압을 인가하여 하전입자의 방전경로를 길게함으로써 양광주 영역을 활용할 수 있게 되므로 방전효율 및 휘도를 높일 수 있게 된다.
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 정하여져야만 할 것이다.

Claims (7)

  1. 플라즈마 디스플레이 패널에 매트릭스 형태로 배열된 방전셀에 있어서,
    서로 대향하게 배치되어 어드레스방전과 유지방전을 일으키기 위한 주사/유지 전극 및 어드레스 전극과,
    상기 유지방전시 하전입자의 운동경로를 변경시키기 위한 고주파 전압이 인가되는 고주파 전극을 구비하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 주사/유지 전극이 형성되는 제1 기판과,
    상기 어드레스 전극이 형성되는 제2 기판과,
    상기 제1 및 제2 기판 사이에 형성된 격벽과,
    상기 어드레스 전극이 형성된 제1 기판과 상기 주사/유지 전극이 형성된 제2 기판 상에 형성된 유전체층과,
    상기 유전체층의 표면에 도포된 보호막과,
    가스방전시 발생한 자외선에 의해 가시광을 방출하기 위한 형광체를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 고주파 전극은 상기 격벽의 양측면에 형성된 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 고주파 전극은 상기 제1 및 제2 기판 상에 형성된 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  5. 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,
    일측의 고주파 전극에는 상기 고주파 전압이 인가되고 다른 측의 고주파 전극은 기전전위 상태인 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  6. 서로 대향하게 배치된 주사/유지 전극과 어드레스 전극 간의 유지방전에 의한 하전입자의 운동경로를 변경시키도록 고주파 전극에 고주파 전압을 인가하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널 구동 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 유지방전 전에 상기 주사/유지 전극과 어드레스 전극 간에 데이터에 따른 어드레스 방전을 일으키는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 구동 방법.
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