KR100302134B1 - Active Plasma Display Panel and Method for Driving the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 아날로그 계조를 구현할 수 있는 액티브 플라즈마 디스플레이 패널 및 그의 구동방법에 관한 것이다.The present invention relates to an active plasma display panel capable of implementing analog gray scales and a driving method thereof.
본 발명의 액티브 PDP는 유지방전 개시를 위한 점화전압 펄스 및 방전유지를 위한 유지전압 펄스가 공급되는 유지전극과, 어드레스를 위한 주사전압 펄스와 유지방전 개시를 위한 점화전압 펄스 및 방전유지를 위한 유지전압 펄스가 공급되는 주사전극과, 어드레스를 위하여 비디오신호에 따른 데이터전압 펄스가 공급됨과 아울러 방전유지기간에 램프전압이 공급되는 데이터전극과, 셀별로 분리되어 데이터전극에 공급되는 데이터전압을 충전하는 캐패시터를 형성하기 위한 데이터 보조전극과, 주사전극과 데이터 보조전극 사이에 형성되어진 다이오드와, 가스방전을 위한 방전가스가 주입된 방전공간을 구비하는 것을 특징으로 한다.The active PDP of the present invention includes a sustain electrode supplied with an ignition voltage pulse for sustaining discharge start and a sustain voltage pulse for sustaining discharge, a scan voltage pulse for address and an ignition voltage pulse for sustain discharge start and sustain for discharge sustaining. A scan electrode to which a voltage pulse is supplied, a data voltage pulse according to a video signal is supplied for an address, and a data electrode to which a lamp voltage is supplied during a discharge sustain period, and a data voltage to be supplied to a data electrode separated by cells. And a discharge space into which a data auxiliary electrode for forming a capacitor, a diode formed between the scan electrode and the data auxiliary electrode, and a discharge gas for gas discharge are injected.
본 발명에 의하면, 주사전극과 다이오드를 이용하여 셀별로 분리되어진 데이터 보조전극에 안정적으로 서로 다른 데이터전압을 충전하여 셀별로 그 데이터전압에 비례하는 기간동안 방전이 유지되게 함으로써 아날로그 계조를 구현할 수 있게 된다.According to the present invention, an analog gray scale can be implemented by stably charging different data voltages to data auxiliary electrodes separated by cells by using a scan electrode and a diode to maintain discharge for a period proportional to the data voltage for each cell. do.
Description
본 발명은 플라즈마 디스플레이 장치에 관한 것으로, 특히 아날로그적으로 휘도를 표시할 수 있는 액티브(Active) 플라즈마 디스플레이 패널 및 그의 구동방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a plasma display apparatus, and more particularly, to an active plasma display panel capable of displaying luminance analogously and a driving method thereof.
최근, 평판 디스플레이 장치로서 대형패널의 제작이 용이한 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel; 이하, PDP라 한다)이 주목받고 있다. PDP는 통상 디지털 비디오데이터에 따라 화소들 각각의 방전기간을 조절함으로써 화상을 표시하게 된다. 이러한 PDP로는 도 1에 도시된 바와 같이 3전극을 구비하고 교류전압에 의해 구동되는 교류형 PDP가 대표적이다.Recently, a plasma display panel (hereinafter referred to as PDP), which is easy to manufacture a large panel, has attracted attention as a flat panel display device. The PDP normally displays an image by adjusting the discharge period of each pixel according to the digital video data. As such a PDP, an AC type PDP having three electrodes and driven by an AC voltage is typical.
도 1은 통상적으로 교류(AC)형 PDP에 매트릭스 형태로 배열되어진 셀 구조를도시한다. PDP 셀은 상부기판(10) 상에 순차적으로 형성되어진 유지전극쌍(14, 16), 상부 유전체층(18) 및 보호막(20)을 가지는 상판과, 하부기판(12) 상에 순차적으로 형성되어진 데이터전극(22), 하부 유전체층(24), 격벽(도시하지 않음) 및 형광체층(26)을 가지는 하판을 구비한다. 상부기판(10)과 하부기판(12)은 격벽에 의해 평행하게 이격된다. 유지전극쌍(14, 16)은 주사/유지 전극 및 유지전극으로 구성된다. 주사/유지 전극(14)에는 패널 주사를 위한 주사신호와 방전유지를 위한 유지신호가 공급되고, 유지전극(16)에는 유지신호가 공급된다. 상부 유전체층(18)과 하부 유전체층(24)에는 전하가 축적된다. 보호막(20)은 스퍼터링에 의한 상부 유전체층(18)의 손상을 방지하여 PDP의 수명을 늘릴 뿐만 아니라 2차 전자의 방출 효율을 높이게 된다. 보호막(20)으로는 통상 산화마그네슘(MgO)이 이용된다. 데이터전극(22)은 상기 유지전극쌍(14, 16)과 교차하게 형성된다. 이 데이터전극(22)에는 디스플레이되어질 셀들을 선택하기 위한 데이터신호가 공급된다. 격벽은 데이터전극(22)과 나란하게 형성되어 방전에 의해 생성된 자외선이 인접한 셀에 누설되는 것을 방지한다. 형광체층(26)은 하부 유전체층(24) 및 격벽의 표면에 도포되어 적색, 녹색 또는 청색 중 어느 하나의 가시광선을 발생하게 된다. 그리고, 가스방전을 위한 불활성 가스가 내부의 방전공간(21)에 봉입되어진다.1 illustrates a cell structure typically arranged in an alternating current (AC) type PDP in a matrix form. The PDP cell includes an upper plate having sustain electrode pairs 14 and 16, an upper dielectric layer 18, and a passivation layer 20 sequentially formed on the upper substrate 10, and data sequentially formed on the lower substrate 12. A lower plate having an electrode 22, a lower dielectric layer 24, a partition (not shown), and a phosphor layer 26 is provided. The upper substrate 10 and the lower substrate 12 are spaced in parallel by the partition wall. The sustain electrode pairs 14 and 16 are composed of scan / sustain electrodes and sustain electrodes. The scan signal for panel scanning and the sustain signal for discharge sustain are supplied to the scan / hold electrode 14, and the sustain signal is supplied to the sustain electrode 16. Charges accumulate in the upper dielectric layer 18 and the lower dielectric layer 24. The protective film 20 prevents damage to the upper dielectric layer 18 by sputtering, thereby increasing the lifetime of the PDP and increasing the emission efficiency of secondary electrons. As the protective film 20, magnesium oxide (MgO) is usually used. The data electrode 22 is formed to cross the sustain electrode pairs 14 and 16. The data electrode 22 is supplied with a data signal for selecting cells to be displayed. The partition wall is formed in parallel with the data electrode 22 to prevent ultraviolet rays generated by the discharge from leaking to adjacent cells. The phosphor layer 26 is applied to the surfaces of the lower dielectric layer 24 and the partition wall to generate visible light of any one of red, green, and blue. Then, an inert gas for gas discharge is enclosed in the discharge space 21 inside.
이러한 구조의 PDP 셀은 데이터전극(22)과 주사/유지 전극(14) 사이의 대향방전에 의해 선택된 후 유지전극쌍(14, 16) 사이의 면방전에 의해 방전을 유지하게 된다. PDP 셀에서는 유지방전시 발생되는 자외선에 의해 형광체(26)가 발광함으로써 가시광이 셀 외부로 방출되게 된다. 이 결과, 셀들을 가지는 PDP는 화상을 표시하게 된다. 이 경우, PDP는 비디오데이터에 따라 셀의 방전유지기간, 즉 유지방전 횟수를 조절하여 영상 표시에 필요한 계조(Gray Scale)을 구현하게 된다.The PDP cell of this structure is selected by the counter discharge between the data electrode 22 and the scan / hold electrode 14, and then maintains the discharge by the surface discharge between the sustain electrode pairs 14 and 16. In the PDP cell, the fluorescent material 26 emits light by ultraviolet rays generated during sustain discharge, so that visible light is emitted outside the cell. As a result, the PDP having cells displays an image. In this case, the PDP implements a gray scale required for displaying an image by adjusting the discharge sustain period of the cell, that is, the number of sustain discharges, according to the video data.
이러한 PDP의 구동방법으로는 어드레스기간과 디스플레이기간, 즉 방전유지기간으로 분리되어 구동되게 하는 ADS(Address and Display Separation) 구동방법이 대표적이다. ADS 구동방법에서는 한 프레임을 n비트 영상 데이터의 각 비트에 해당하는 n개의 서브필드로 분할하고, 각 서브필드를 다시 어드레스기간과 디스플레이기간으로 분할한다. 여기서, 각 서브필드의 어드레스기간은 동일하고 디스플레이 기간에 20:21:22:…:2n-1비율의 가중치를 부여하여 그 디스플레이 기간들의 조합에 의해 계조를 표현하게 된다. 각 서브필드의 어드레스기간에는 전화면을 초기화하는 리셋기간이 포함되어 있다. 그런데, 각 서브필드의 리셋기간에서 패널 전체의 유지전극쌍(14, 16)에 인가되는 리셋펄스의 상승 및 하강 에지부에서 불필요한 발광이 발생됨에 따라 흑레벨의 휘도가 상승됨으로써 컨트라스트(Contrast)가 낮아지게 된다.As a driving method of the PDP, an ADS (Address and Display Separation) driving method for driving the PDP is divided into an address period and a display period, that is, a discharge sustain period. In the ADS driving method, one frame is divided into n subfields corresponding to each bit of n-bit image data, and each subfield is further divided into an address period and a display period. Here, the address periods of the respective subfields are the same, and in the display period, 2 0 : 2 1 : 2 2 :... The gray scale is represented by a combination of display periods by weighting a ratio of: 2 n-1 . The address period of each subfield includes a reset period for initializing the full screen. However, in the reset period of each subfield, as the unnecessary light emission occurs at the rising and falling edges of the reset pulses applied to the sustain electrode pairs 14 and 16 of the entire panel, the brightness of the black level is increased to increase the contrast. Will be lowered.
또한, PDP의 휘도는 디스플레이 기간, 즉 방전유지기간에 의해 결정되고 있다. 그런데, 각 서브필드에 동일하게 할당되는 어드레스기간으로 비교적 긴 시간이 소비됨에 따라 휘도를 결정하는 방전유지기간으로 할당되는 시간이 부족한 실정이다. 예를 들어, 각 서브필드의 어드레스기간에서 480라인을 어드레스하는데에는 통상 1.44ms 정도의 시간이 소요된다. 이에 따라, 8비트 영상데이터를 표시하기 위하여 8개의 서브필드로 구성되어진 한 프레임 표시기간으로 16.7ms가 할당된 경우 총 어드레스기간으로는 약 12ms(1.44ms×8)가 할당되게 되므로 방전유지기간으로는 약 4ms가 할당되게 된다. 이와 같이, 종래의 PDP는 휘도를 결정하는 방전유지기간이 상대적으로 부족함에 따라 휘도가 낮은 문제점을 안고 있다.The luminance of the PDP is determined by the display period, that is, the discharge sustain period. However, as a relatively long time is consumed as the address period allocated to each subfield, the time allocated to the discharge sustain period for determining the luminance is insufficient. For example, it takes about 1.44 ms to address 480 lines in the address period of each subfield. Accordingly, when 16.7 ms is allocated to a frame display period consisting of eight subfields to display 8-bit image data, approximately 12 ms (1.44 ms x 8) is allocated to the total address period. Is allocated about 4ms. As described above, the conventional PDP suffers from a low luminance due to a relatively short discharge sustain period for determining the luminance.
아울러, PDP는 방전시간변조 방식으로 발광하는 빛을 중첩하여 화상을 표시하므로 구동방법에서 가정하고 있는 빛의 적분방향과 사람의 눈이 인식하는 시각특성의 불일치에 의해 컨투어노이즈(Contour Noise)가 발생되는 문제점이 있다. 컨투어노이즈는 통상 프레임과 프레임 사이에서 흰띠 또는 검은띠로 관찰되는데 발광패턴 사이의 기간이 매우 차이나는 레벨이 연속하여 표시될 때, 예컨대 127-128, 63-64, 31-32 등의 레벨사이에서 발생되고 있다. 이러한 컨투어노이즈는 통상 살색물체가 움직일 때 가장 많이 발생하고 있다. 특히 칼라화상을 표시할 경우 상기 컨투어 노이즈는 색의 밸런스를 떨어뜨려 화상이 열화되는 문제점이 발생하게 된다.In addition, since the PDP displays images by superimposing the light emitted by the discharge time modulation method, contour noise occurs due to a mismatch between the integration direction of the light assumed in the driving method and the visual characteristics recognized by the human eye. There is a problem. Contour noise is usually observed as a white or black band between frames, and occurs when levels with very different periods between emission patterns are continuously displayed, for example, between levels 127-128, 63-64, 31-32. It is becoming. Such contour noise usually occurs most frequently when the chromosome moves. In particular, when displaying a color image, the contour noise may cause a problem in that the image is deteriorated due to unbalanced colors.
이러한 PDP의 문제점들을 해결하기 위하여 PDP를 액티브(Active) 방식, 즉 매트릭스 구조를 가지는 PDP의 셀들을 개별적으로 제어하여 아날로그 방식으로 구동하고자 하는 방안이 대두되게 되었다. 이러한 액티브 구동방식의 PDP(이하, '액티브 PDP'라 함)은 도 2에 도시된 바와 같이 데이터 보조전극을 추가로 구비하여 각 셀마다 독립적인 데이터전압을 축적할 수 있는 캐패시터를 형성함에 따라 구현이 가능하게 되었다.In order to solve the problems of the PDP, a method of driving the PDP in an analog manner by individually controlling the cells of the PDP having an active method, that is, a matrix structure, has emerged. The active driving PDP (hereinafter referred to as 'active PDP') is implemented by forming a capacitor capable of accumulating independent data voltages for each cell by additionally including a data auxiliary electrode as shown in FIG. 2. This became possible.
상세히 하면, 도 2는 액티브 PDP의 셀에 대한 단면도를 나타낸 것이고, 도 3a 및 도 3b는 셀을 도 2와는 다른 방향에서 바라본 경우 하판 단면도 및 평면도를 나타낸 것이다. 도 2 내지 도 3b에 도시된 PDP 셀은 도 1에 도시된 종래의 셀과대비하여 데이터전극(22)과 직교하는 방향으로 형광체층(26) 상에 데이터 보조전극(28)을 추가로 구비하고, 그 외에는 동일한 구송요소들을 구비하고 있다. 데이터 보조전극(28)은 다른 전극들과는 달리 셀별로 분리되어 형광체층(26) 상에 형성되어진다. 이에 따라, 데이터전극(22)과 데이터 보조전극(28) 및 그 사이의 하부 유전체층(24) 및 형광체층(26)에 의해 셀별로 독립적인 데이터전압을 충전할 수 있는 캐패시터(C)가 형성되게 된다. 이 캐패시터(C)는 어드레스기간에서 데이터전극(22)에 비디오신호에 따라 인가되는 데이터전압을 충전하여 이후의 방전유지기간에서 그 데이터전압에 비례하여 방전이 유지되게 한다.In detail, FIG. 2 illustrates a cross-sectional view of a cell of an active PDP, and FIGS. 3A and 3B show a bottom plate cross-sectional view and a plan view when the cell is viewed from a direction different from that of FIG. 2. 2 to 3B further include a data auxiliary electrode 28 on the phosphor layer 26 in a direction orthogonal to the data electrode 22 as compared with the conventional cell shown in FIG. In addition, the same conveying elements are provided. Unlike the other electrodes, the data auxiliary electrode 28 is formed on the phosphor layer 26 by being separated from each cell. Accordingly, the capacitor C capable of charging an independent data voltage for each cell is formed by the data electrode 22, the data auxiliary electrode 28, and the lower dielectric layer 24 and the phosphor layer 26 therebetween. do. The capacitor C charges the data voltage applied to the data electrode 22 according to the video signal in the address period so that the discharge is maintained in proportion to the data voltage in the subsequent sustain period.
상세히 하면, 유지전극쌍(14, 16) 중 주사/유지 전극(14)에 음의 전압을 가지는 스캔펄스를 인가하고 유지전극(16)에 영전위(0V)를 인가하면 그 셀의 방전공간에서 방전, 즉 플라즈마가 발생되게 한다. 이 플라즈마에 의해 주사/유지 전극(14) 부근을 제외한 거의 모든 방전공간의 영역에는 유지전극(16)과 같은 영전위(0V)를 가지는 플라즈마 채널이 형성됨으로써 플라즈마 스위치가 턴-온되게 된다. 이렇게 턴-온된 플라즈마 스위치에 의해 하판의 데이터전극은 유지전극(16)과 전기적으로 단락되게 된다. 이때, 데이터전극(22)에 비디오신호에 따른 데이터전압을 인가하여 데이터전극(22)과 데이터 보조전극(28) 사이의 캐패시터(C)에 그 데이터전압이 충전되게 한다. 아울러, 방전에 의해 발생된 플라즈마(즉, 하전입자들)가 유지전극쌍(114, 16)의 극성에 따라 유지전극쌍(14, 16) 사이에 형성된 방전경로를 이동하여 상부 유전체층(18) 상에는 벽전하가 형성되게 된다. 이 벽전하에 의해 유지전극쌍(14, 16) 사이에 인가되는 전압이 상쇄되어 방전공간에 걸리는 방전전압이 감소하게 됨으로써 방전이 멈추어 방전공간에서의 플라즈마 스위치는 턴-오프되게 된다. 이에 따라, 데이터 보조전극(28)은 상기 인가된 데이터전압을 유지하는 플로팅전극이 되게 된다. 이렇게, 데이터 보조전극(28)에 데이터전압을 충전하는 어드레스 기간이 끝나면 데이터전극(22)에 시간경과에 따라 전압레벨이 상승되는 램프(Ramp)전압을 인가함과 아울러 유지전극쌍(14, 16)에 작은 레벨을 가지고 위상이 같은 점화펄스와 큰 레벨을 가지고 위상이 다른 유지펄스를 번갈아가면서 인가하게 된다. 이에 따라, 데이터전극(22)에 인가되는 전압이 증가함에 따라 데이터 보조전극(28)과 주사/유지 전극(14)간의 전압차가 증가하게 되고, 그 전압차가 방전개시전압 이상이 되면 방전이 발생하게 된다. 이 방전에 의해 상판에 벽전하가 형성됨으로써 유지전극쌍(14, 16)에 인가되는 유지펄스에 의해 유지방전이 발생하게 된다. 이와 같이, 유지방전기간에서는 어드레스기간에 데이터보조전극(28)에 충전된 데이터전압에 따라 다른 타이밍에서 유지방전을 개시하여 유지되게 함으로써 단계적인 밝기, 즉 계조를 구현할 수 있게 된다. 다시 말하여, 데이터전극(18)에 높은 레벨의 데이터전압이 충전된 경우 낮은 레벨의 데이터전압이 충전된 경우보다 유지방전이 먼저 개시되어 데이터전압에 비례하는 기간동안 방전이 유지되게 됨으로써 계조가 구현되게 된다.In detail, when a scan pulse having a negative voltage is applied to the scan / hold electrode 14 among the sustain electrode pairs 14 and 16 and a zero potential (0 V) is applied to the sustain electrode 16, Allow discharge, ie plasma, to be generated. The plasma switch is turned on by forming a plasma channel having the same zero potential (0V) as that of the sustain electrode 16 in the region of almost all discharge spaces except the scan / sustain electrode 14. By this turn-on plasma switch, the lower data electrode is electrically shorted to the sustain electrode 16. At this time, the data voltage corresponding to the video signal is applied to the data electrode 22 so that the data voltage is charged in the capacitor C between the data electrode 22 and the data auxiliary electrode 28. In addition, the plasma generated by the discharge (ie, the charged particles) moves along the discharge path formed between the sustain electrode pairs 14 and 16 according to the polarity of the sustain electrode pairs 114 and 16, and thus is formed on the upper dielectric layer 18. Wall charges are formed. The wall charge cancels the voltage applied between the sustain electrode pairs 14 and 16 to reduce the discharge voltage applied to the discharge space, thereby stopping the discharge and turning off the plasma switch in the discharge space. Accordingly, the data auxiliary electrode 28 becomes a floating electrode for maintaining the applied data voltage. When the address period for charging the data voltage to the data auxiliary electrode 28 ends, a ramp voltage at which the voltage level rises over time is applied to the data electrode 22 and the sustain electrode pairs 14 and 16 are applied. In this case, ignition pulses with the same level and small phases are applied alternately with holding pulses with different phases. Accordingly, as the voltage applied to the data electrode 22 increases, the voltage difference between the data auxiliary electrode 28 and the scan / hold electrode 14 increases, and when the voltage difference exceeds the discharge start voltage, discharge occurs. do. Since wall charges are formed on the upper plate by this discharge, sustain discharges are generated by sustain pulses applied to the sustain electrode pairs 14 and 16. As described above, in the sustain discharge period, stepwise brightness, that is, gradation, can be realized by starting and maintaining the sustain discharge at different timings according to the data voltage charged in the data auxiliary electrode 28 in the address period. In other words, when the high level data voltage is charged to the data electrode 18, the sustain discharge is started earlier than when the low level data voltage is charged, so that the discharge is maintained for a period proportional to the data voltage, thereby realizing gradation. Will be.
이와 같이, 액티브 PDP에서는 아날로그 비디오신호가 인가됨에 따라 도 4에 도시된 바와 같이 한 프레임의 기간이 한번의 어드레스기간과 방전유지기간으로 구성되게 된다. 이에 따라, 종래의 ADS 구동방법에 비하여 어드레스기간이 1/n로 줄어들게 되고 상대적으로 방전유지기간이 늘어남에 따라 휘도는 현저하게 향상되게된다. 또한, 종래의 디지털 계조구현에 따른 컨투어노이즈가 발생하지 않게 된다. 한편, 도 4에서 어드레스기간 이전에 전화면을 초기화하는 리셋기간이 포함되거나, 어드레스기간 이후에 어드레스기간에서 상판에 형성된 벽전하를 소거시키기 위한 벽전하소거기간이 더 포함될 수 있다. 이 경우, 리셋기간에서의 발광회수가 종래의 ADS 구동방법에 비하여 1/n로 줄어들게 되어 흑레벨이 감소되므로 컨트라스트가 향상되게 된다.As described above, in the active PDP, as the analog video signal is applied, the period of one frame is composed of one address period and a discharge sustain period. Accordingly, as compared with the conventional ADS driving method, the address period is reduced to 1 / n and the luminance is remarkably improved as the discharge sustain period is relatively increased. In addition, the contour noise according to the conventional digital gray scale implementation does not occur. 4 may include a reset period for initializing the full screen before the address period, or a wall charge erasing period for erasing wall charges formed on the upper plate in the address period after the address period. In this case, the number of light emission in the reset period is reduced to 1 / n compared with the conventional ADS driving method, and the black level is reduced, so that the contrast is improved.
그런데, 상기 액티브 PDP에서는 플라즈마 스위치를 이용하여 데이터 보조전극(28)을 유지전극(16)과 단락시켜 데이터 보조전극(18)에 데이터전압이 충전되게 한다. 이 경우, 플라즈마 스위치의 동작은 각 셀들의 초기상태나 플라즈마의 분포상태에 의존하게 되므로 불안정하다는 단점을 가지고 있다. 이에 따라, 데이터 보조전극(18)과 유지전극(16)이 단락되지 않는 경우 데이터 보조전극(18)에 해당 데이터전압을 충전할 수 없게 되므로 원하는 화상을 표시할 수 없게 된다.In the active PDP, the data auxiliary electrode 28 is shorted with the sustain electrode 16 by using a plasma switch to charge the data auxiliary electrode 18 with the data voltage. In this case, the operation of the plasma switch is unstable because it depends on the initial state of each cell or the distribution state of the plasma. As a result, when the data auxiliary electrode 18 and the sustain electrode 16 are not short-circuited, the corresponding data voltage cannot be charged in the data auxiliary electrode 18, so that a desired image cannot be displayed.
따라서, 본 발명의 목적은 불안정한 플라즈마 스위치를 이용하지 않고 안정적으로 데이터 보조전극에 데이터전압을 충전시킬 수 있는 액티브 PDP를 제공하는 것이다.Accordingly, an object of the present invention is to provide an active PDP capable of stably charging a data voltage to a data auxiliary electrode without using an unstable plasma switch.
본 발명의 다른 목적은 상기 액티브 PDP에 적합한 액티브 PDP 구동방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide an active PDP driving method suitable for the active PDP.
도 1은 통상적인 3전극 교류 면방전 방식의 PDP에 구성되는 셀을 나타내는 단면도.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Fig. 1 is a cross-sectional view showing a cell constructed in a conventional three-electrode alternating current surface discharge type PDP.
도 2는 종래의 액티브 PDP에 구성되는 셀을 나타내는 단면도.2 is a cross-sectional view showing a cell configured in a conventional active PDP.
도 3a 및 도 3b는 종래의 액티브 PDP 셀을 도 2와는 다른 방향에서 바라본 경우 하판에 대한 단면도 및 평면도.3A and 3B are cross-sectional and plan views of a lower plate when a conventional active PDP cell is viewed from a direction different from that of FIG.
도 4는 액티브 PDP 구동방법에 따른 한 프레임 구성을 나타내는 도면.4 is a diagram illustrating a frame structure according to an active PDP driving method.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 액티브 PDP에 구성되는 셀을 나타내는 단면도.5 is a cross-sectional view illustrating a cell configured in an active PDP according to an embodiment of the present invention.
도 6은 도 5에 도시된 3개의 셀들을 포함하는 하판에 대한 평면도.FIG. 6 is a plan view of a bottom plate comprising the three cells shown in FIG. 5; FIG.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 액티브 PDP 구동방법에 적용되는 구동파형도.7 is a driving waveform diagram applied to an active PDP driving method according to an embodiment of the present invention.
도 8a 내지 도 8f는 도 7에 도시된 구동파형에 따른 방전 메카니즘 단계적으로 나타내는 도면.8A to 8F are diagrams showing the discharge mechanism step by step according to the driving waveform shown in FIG.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 간단한 설명><Brief description of symbols for the main parts of the drawings>
10 : 상부기판 12 : 하부기판10: upper substrate 12: lower substrate
14 : 주사/유지 전극 16, 36 : 유지전극14: scan / hold electrode 16, 36: sustain electrode
18 : 상부 유전체층 20 : 보호막18: upper dielectric layer 20: protective film
21 : 방전공간 22 : 데이터전극21: discharge space 22: data electrode
24 : 하부 유전체층 26 : 형광체층24: lower dielectric layer 26: phosphor layer
28, 32 : 데이터 보조전극 30 : 격벽28, 32: data auxiliary electrode 30: partition wall
34 : 주사전극34: scanning electrode
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 액티브 PDP는 유지방전 개시를 위한 점화전압 펄스 및 방전유지를 위한 유지전압 펄스가 공급되는 유지전극과, 어드레스를 위한 주사전압 펄스와 유지방전 개시를 위한 점화전압 펄스 및 방전유지를 위한 유지전압 펄스가 공급되는 주사전극과, 어드레스를 위하여 비디오신호에 따른 데이터전압 펄스가 공급됨과 아울러 방전유지기간에 램프전압이 공급되는 데이터전극과, 셀별로 분리되어 데이터전극에 공급되는 데이터전압을 충전하는 캐패시터를 형성하기 위한 데이터 보조전극과, 주사전극과 데이터 보조전극 사이에 형성되어진 다이오드와, 가스방전을 위한 방전가스가 주입된 방전공간을 구비하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, an active PDP according to the present invention includes a sustain electrode supplied with an ignition voltage pulse for starting sustain discharge and a sustain voltage pulse for sustaining discharge, a scan voltage pulse for addressing and ignition for starting sustain discharge. A scan electrode supplied with a sustain voltage pulse for maintaining a voltage pulse and a discharge; a data electrode supplied with a data voltage pulse according to a video signal for an address; and a data electrode supplied with a lamp voltage during a discharge sustain period; And a diode formed between the scan electrode and the data auxiliary electrode, and a discharge space into which a discharge gas for gas discharge is injected.
본 발명에 따른 액티브 PDP 구동방법은 데이터 보조전극에 비디오신호에 따른 데이터전압을 충전하는 어드레스단계와, 상기 데이터전압에 데이터전극에 공급되는 램프전압 파형이 부가되어진 데이터 보조전극과 주사전극과의 전압차에 의해 방전을 개시하고 그 주사전극과 유지전극 간의 전압차에 의해 방전을 유지하는 자동 점화 및 유지방전 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.An active PDP driving method according to the present invention includes an address step of charging a data voltage according to a video signal to a data auxiliary electrode, and a voltage between a data auxiliary electrode and a scan electrode to which a ramp voltage waveform supplied to the data electrode is added. And an automatic ignition and sustain discharge step of initiating the discharge by the difference and maintaining the discharge by the voltage difference between the scan electrode and the sustain electrode.
상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 이점들은 첨부 도면을 참조한 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.Other objects and advantages of the present invention in addition to the above object will become apparent from the description of the preferred embodiment of the present invention with reference to the accompanying drawings.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 도 5 내지 도 8f를 참조하여 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 5 to 8F.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 액티브 PDP에 매트릭스 형태로 배열되어진셀에 대한 단면도를 나타낸 것이고, 도 6은 3개의 셀들이 포함되어진 하판에 대한 평면도를 나타낸 것이다. 도 5 및 도 6에 도시된 셀은 도 2에 도시된 종래의 액티브 PDP 셀과 대비하여 상부기판(10) 상에 형성되어진 유지전극(36)과, 하부 유전체층(24) 위에 데이터 보조전극(32)과 나란하게 형성되어진 주사전극(34)과, 데이터 보조전극(32) 및 주사전극(34) 사이에 접속되어진 다이오드(D)를 구비하고, 그 외에는 동일한 구성요소를 구비한다. 데이터 보조전극(32)은 셀별로 분리되어 형성되어진다. 이러한 데이터 보조전극(32)과 하부 유전체층(24)를 사이에 두고 형성되어진 데이터전극(22)에 의해 셀별로 데이터전압을 충전하기 위한 캐패시터(C)가 마련되게 된다. 주사전극(34)과 다이오드(D)는 주사펄스에 의해 데이터 보조전극(32)에 기준전압을 공급하여 데이터전압이 충전되게 하고, 데이전압이 충전되면 데이터 보조전극(32)이 충전된 전압을 유지하는 플로팅전극이 되게 한다. 이 경우, 주사전극(34)에 정극성(+)의 전압이 인가되어야만 다이오드(D)가 도통하여 데이터 보조전극(32)에 기준전압을 인가할 수 있게 된다. 이렇게, 주사전극(34)과 다이오드(D)를 이용하는 경우 종래의 불안정한 플라즈마 스위치를 이용하는 경우보다 안정적으로 데이터 보조전극(32)에 기준전압을 인가할 수 있게 된다. 유지전극(36)은 대향하게 형성되어진 주사전극(34)과 유지방전을 일으키게 된다.FIG. 5 is a cross-sectional view of a cell arranged in a matrix form in an active PDP according to an embodiment of the present invention, and FIG. 6 is a plan view of a lower plate including three cells. 5 and 6 show the sustain electrode 36 formed on the upper substrate 10 and the data auxiliary electrode 32 on the lower dielectric layer 24 as compared with the conventional active PDP cell shown in FIG. 2. ) And a diode (D) connected between the data auxiliary electrode (32) and the scan electrode (34) formed in parallel with each other. The data auxiliary electrode 32 is formed separately from each cell. A capacitor C for charging a data voltage for each cell is provided by the data electrode 22 formed with the data auxiliary electrode 32 and the lower dielectric layer 24 interposed therebetween. The scan electrode 34 and the diode D supply the reference voltage to the data auxiliary electrode 32 by the scan pulse to charge the data voltage. When the day voltage is charged, the scan electrode 34 and the diode D receive the charged voltage. It becomes a floating electrode to hold. In this case, only when the positive polarity (+) voltage is applied to the scan electrode 34, the diode D becomes conductive so that the reference voltage can be applied to the data auxiliary electrode 32. As such, when the scan electrode 34 and the diode D are used, the reference voltage can be applied to the data auxiliary electrode 32 more stably than when using the conventional unstable plasma switch. The sustain electrode 36 causes a sustain discharge with the scan electrode 34 formed oppositely.
이러한 구성의 셀들을 매트릭스 형태로 포함하는 액티브 PDP의 구동방법을 도 7에 도시된 구동파형과 도 8a 내지 도 8f에 도시된 방전 메카니즘을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 도 7에서 SUES는 유지전극(36), SES는주사전극(34), DES는 데이터전극(22)에 공급되는 신호파형을 나타낸다.A method of driving an active PDP including cells having such a configuration in a matrix form will be described in detail with reference to the driving waveform shown in FIG. 7 and the discharge mechanism shown in FIGS. 8A to 8F. In FIG. 7, SUES represents a signal waveform supplied to a sustain electrode 36, SES represents a scan electrode 34, and DES represents a data electrode 22.
유지전극(36)에 리셋펄스(Vreset, 약 200V)를 공급하여 도 8a에 도시된 바와 같이 리셋방전이 발생되게 하여 전화면을 초기화시키게 된다. 전화면이 초기화되어진 리셋기간 후에 주사전극(34)에 양극성(+)의 주사펄스(Vscan, 약 40V)를 공급함과 아울러 데이터전극(22)에 비디오신호에 따른 데이터전압(Vdata)을 공급하게 된다. 이 경우, 주사전극(34)에 공급되는 양극성(+)의 주사펄스(Vscan)에 의해 다이오드(D)가 턴-온되어 데이터 보조전극(32)의 기준전압이 주사전압(40V)으로 세팅됨으로써 캐패시터(C)에는 데이터 보조전극(32)에 공급되는 기준전압(40V)과 데이터전극(22)에 인가되는 데이터전압(Vdata)간의 차전압이 충전되게 된다. 예를 들어, 도 8b에 도시된 바와 같이 데이전극(22)에 -10V의 데이터전압이 인가되는 경우 캐패시터(C)는 50V의 전압을 충전하게 된다. 이렇게, 주사전압(Vscan)이 공급되어 데이터전압(Vdata)이 충전되면 데이터보조전극(32)에 대하여 주사전압(Vscan)이 공급되지 않는 주사전극(34)은 부극성(-)이 되므로 다이오드(D)가 턴-오프되게 된다. 이에 따라, 데이터 보조전극(32)은 상기 캐패시터(C)에 충전된 전압(50V)을 유지하는 플로팅전극이 되게 된다. 그리고, 다른 주사전극(34)에도 주사전압(Vscan)을 인가함과 동시에 데이터전극(22)에 데이터전압(Vdata)에 인가하여 데이터 보조전극(32)에 데이터전압(Vdata)에 비례하는 전압을 충전시키게 된다. 이렇게, 데이터 보조전극(32)에 데이터전압(Vdata)에 비례하는 전압을 충전하는 어드레스기간이 끝나면 유지전극(36)과 주사전극(34)에 점화펄스(Vfire) 및 서스테인펄스(Vsustain)를 번갈아가면서 공급하고, 데이터전극(22)에는 시간경과에따라 전압레벨이 증가하는 램프전압(Vramp)을 공급하게 된다. 이 경우, 어드레스기간 이후 주사전극(34)은 데이터 보조전극(32)의 플로팅 상태를 유지시켜야 하므로 부극성(-)의 전압이 요구된다. 이에 따라, 주사전극(34)은 양극성(+)의 전압을 이용하여 어드레스가 가능하게 하고 부극성(-)의 전압을 이용하여 유지방전을 일으킬 수 있게 된다. 그리고, 유지전극(36)에 양극성(+)으로 인가되는 제1 점화펄스(Vfire1)와 주사전극(34)에 부극성(-)으로 인가되는 제2 점화펄스(Vfire2)는 그들의 전압차에 방전이 발생되지 않는 전압으로 설정하게 된다. 또한, 유지전극(36)과 주사전극(34)에 부극성(+)으로 서로 다른 시점에 공급되는 제1 및 제2 유지펄스(Vsustain1, Vsustain2) 각각도 자체적으로 방전을 발생시키지 않는 전압으로 설정하게 된다. 예를 들어, 제1 및 제2 점화펄스(Vfire1, Vfire2)로는 각각 50V, -50V의 전압을 공급하고, 제1 및 제2 유지펄스(Vsustain1, Vsustain2)로는 -100V의 전압을 공급한다. 데이터전극(22)에 공급되는 램프전압(Vramp)은 데이터 보조전극(32)의 전압에 가산되게 되므로 데이터 보조전극(32)의 전압은 시간경과에 따라 점차적으로 증가하게 된다. 이 경우, 데이터 보조전극(32)과 주사전극(34)간의 전압차가 방전개시전압 이상이 되기전까지는 도 8c에 도시된 바와 같이 방전이 발생하지 않게 된다. 시간경과에 의해 데이터전극(22)을 통해 데이터 보조전극(32)에 공급되는 전압이 증가하여 주사전극(34)간의 전압차가 방전개시전압 이상이 되는 경우 즉, 데이터전극(22)에 60V의 전압이 인가되어 데이터 보조전극(32)의 전압이 110V가 되는 경우 도 8d에 도시된 바와 같이 방전이 발생하게 된다(셀안에서 두 전그간의 전압차가 160V 이상이 되면 방전이 발생한다는 조건임).이 방전에 의해 발생된 데이터 보조전극(32)과 주사전극(34) 상에는 반대극성의 벽전하가 형성되게 된다. 이어서, 주사전극(34)과 유지전극(36)에 유지펄스(Vsustain1, Vsustain2; 100V)가 상기 벽전하에 가산되어 도 8e 및 도 8f에 도시된 바와 같이 계속적인 유지방전이 발생하게 된다. 그리고, 데이터전극(22)에는 낮은 데이터전압이 축적된 셀들을 위하여 램프파형(Vramp)이 공급되지만 유지방전이 발생되는 셀에서는 공간전하의 영향을 받아 데이터 보조전극(32)의 전압은 데이터전극(22)에 인가되는 램프파형의 영향을 받지 않게 된다. 자동점화 및 유지방전 기간에서는 데이터 보조전극(32)에 높은 레벨의 데이터전압이 충전된 경우 낮은 레벨의 데이터전압이 충전된 경우보다 방전이 먼저 개시되어 유지됨을 알 수 있다. 이에 따라, 해당셀은 데이터전압에 비례하는 기간동안 발광하여 데이터전압에 대응되는 휘도를 표시할 수 있게 된다.The reset pulse Vreset (approximately 200 V) is supplied to the sustain electrode 36 so that a reset discharge is generated as shown in FIG. 8A to initialize the full screen. After the reset period in which the full screen is initialized, the positive polarity (+) scan pulse (Vscan, about 40 V) is supplied to the scan electrode 34 and the data voltage Vdata according to the video signal is supplied to the data electrode 22. . In this case, the diode D is turned on by the bipolar (+) scan pulse Vscan supplied to the scan electrode 34 so that the reference voltage of the data auxiliary electrode 32 is set to the scan voltage 40V. The capacitor C is charged with a difference voltage between the reference voltage 40V supplied to the data auxiliary electrode 32 and the data voltage Vdata applied to the data electrode 22. For example, as shown in FIG. 8B, when a data voltage of −10 V is applied to the day electrode 22, the capacitor C charges a voltage of 50 V. FIG. As such, when the scan voltage Vscan is supplied and the data voltage Vdata is charged, the scan electrode 34 to which the scan voltage Vscan is not supplied to the data auxiliary electrode 32 becomes negative (−). D) is turned off. Accordingly, the data auxiliary electrode 32 becomes a floating electrode for maintaining the voltage (50V) charged in the capacitor (C). In addition, the scan voltage Vscan is applied to the other scan electrodes 34 and the data voltage Vdata is applied to the data electrodes 22 so that a voltage proportional to the data voltage Vdata is applied to the data auxiliary electrodes 32. Will be charged. In this manner, after the address period for charging the data auxiliary electrode 32 with a voltage proportional to the data voltage Vdata, the ignition pulse Vfire and the sustain pulse Vsustain are alternately applied to the sustain electrode 36 and the scan electrode 34. The supply voltage is supplied to the data electrode 22 while supplying a ramp voltage Vramp whose voltage level increases with time. In this case, since the scan electrode 34 must maintain the floating state of the data auxiliary electrode 32 after the address period, a negative voltage (-) is required. Accordingly, the scan electrode 34 can be addressed using the positive polarity (+) voltage and can generate sustain discharge using the negative polarity (−) voltage. The first ignition pulse Vfire1 applied to the sustain electrode 36 with positive polarity (+) and the second ignition pulse Vfire2 applied to the scan electrode 34 with negative polarity (−) discharge to their voltage differences. This is set to a voltage that does not occur. In addition, each of the first and second sustain pulses Vsustain1 and Vsustain2 supplied to the sustain electrode 36 and the scan electrode 34 at different times with negative polarities (+) is also set to a voltage that does not generate a discharge itself. Done. For example, voltages of 50 V and −50 V are supplied to the first and second ignition pulses Vfire1 and Vfire2, respectively, and voltages of −100 V are supplied to the first and second sustain pulses Vsustain1 and Vsustain2. Since the ramp voltage Vramp supplied to the data electrode 22 is added to the voltage of the data auxiliary electrode 32, the voltage of the data auxiliary electrode 32 gradually increases with time. In this case, the discharge does not occur as shown in FIG. 8C until the voltage difference between the data auxiliary electrode 32 and the scan electrode 34 becomes equal to or higher than the discharge start voltage. When the voltage supplied to the data auxiliary electrode 32 through the data electrode 22 increases with time, the voltage difference between the scan electrodes 34 becomes equal to or greater than the discharge start voltage, that is, a voltage of 60 V is applied to the data electrode 22. When the voltage is applied to the data auxiliary electrode 32 to 110V, discharge occurs as shown in FIG. 8D (a condition that discharge occurs when the voltage difference between the two cells in the cell becomes 160V or more). Wall charges of opposite polarities are formed on the data auxiliary electrode 32 and the scan electrode 34 generated by the discharge. Subsequently, sustain pulses (Vsustain1, Vsustain2; 100V) are added to the scan electrode 34 and sustain electrode 36 to the wall charges to generate sustained sustain discharge as shown in FIGS. 8E and 8F. In addition, a ramp waveform Vramp is supplied to the data electrodes 22 for cells in which low data voltages are accumulated, but in a cell in which sustain discharge is generated, the voltage of the data auxiliary electrode 32 is affected by the space charge. It is not affected by the ramp waveform applied to 22). In the auto-ignition and sustain discharge periods, it can be seen that when the data auxiliary electrode 32 is charged with the high level data voltage, the discharge is started and maintained earlier than when the low level data voltage is charged. As a result, the corresponding cell emits light for a period proportional to the data voltage to display the luminance corresponding to the data voltage.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 액티브 PDP에 의하면 셀별로 분리되어진 데이터 보조전극에 직렬로 직접 접속된 다이오드와 주사전극을 이용하여 데이터 보조전극들에 동일한 기준전압을 공급함으로써 데이터 보조전극에 안정적으로 데이터전압을 축적할 있게 된다. 또한, 본 발명에 따른 액티브 PDP에 의하면 주사전극이 데이터 보조전극에 접속됨에도 불구하고 어드레스와 방전유지의 두 가지 역할을 수행할 수 있게 된다. 이에 따라, 본 발명에 따른 액티브 PDP 구동방법에 의하면 셀별로 데이터 보조전극에 충전된 데이터전압에 비례하는 기간동안 방전이 유지되게함으로써 아날로그 계조를 구현할 수 있게 된다.As described above, according to the active PDP according to the present invention, the data auxiliary electrodes are stably supplied to the data auxiliary electrodes by supplying the same reference voltages to the data auxiliary electrodes using a diode and a scan electrode directly connected in series to the data auxiliary electrodes separated by cells. Data voltage can be accumulated. In addition, according to the active PDP according to the present invention, although the scan electrode is connected to the data auxiliary electrode, it is possible to perform two roles of address and discharge maintenance. Accordingly, according to the active PDP driving method according to the present invention, the analog gray scale can be implemented by maintaining the discharge for a period proportional to the data voltage charged in the data auxiliary electrode for each cell.
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.Those skilled in the art will appreciate that various changes and modifications can be made without departing from the technical spirit of the present invention. Therefore, the technical scope of the present invention should not be limited to the contents described in the detailed description of the specification but should be defined by the claims.
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