KR100312513B1 - 고주파를 이용한 플라즈마 디스플레이 패널의 구동방법 - Google Patents

고주파를 이용한 플라즈마 디스플레이 패널의 구동방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 고주파신호를 이용하여 효율적으로 구동시킬 수 있는 고주파를 이용한 플라즈마 디스플레이 패널의 구동방법에 관한 것이다.
본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널의 구동방법은 주사전극과 어드레스 전극에 동일한 극성의 주사신호와 데이터신호를 각각 다른 시점에 인가하여 어드레스방전을 발생시키는 단계와, 어드레스방전에 의해 생성된 벽전하와 고주파전극에 인가되는 고주파신호를 이용하여 고주파방전을 발생시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 극성이 같은 주사신호와 데이터신호를 다른 시점에 인가하여 어드레스 방전을 발생시킴으로써 하나의 전압원만을 필요로 하므로 전압원의 수를 줄일 수 있게 된다.

Description

고주파를 이용한 플라즈마 디스플레이 패널의 구동방법{Method Of Driving Plasma Display Panel Using High Frequency}
본 발명은 플라즈마 디스플레이 장치에 관한 것으로, 특히 고주파신호를 이용하여 효율적으로 구동시킬 수 있는 고주파를 이용한 플라즈마 디스플레이 패널의 구동방법에 관한 것이다.
최근 들어 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 발광시킴으로써 발생하는 가시광을 이용하여 화상을 표시하게 된다.
도 1을 참조하면, 통상적으로 많이 이용되고 있는 3전극 교류(AC) 면방전 방식의 PDP에 구성된 방전셀의 구조가 도시되어 있다.
도 1에 도시된 PDP의 방전셀(28)에서 화상의 표시면인 상부기판(10)과 하부기판(12)이 도시하지 않은 격벽에 의해 평행하게 배치되어 있고, 상부기판(10) 상에는 유지전극쌍, 즉 주사/유지 전극(14)과 유지전극(16)이 나란하게 형성되며 그 위에 상부 유전층(18)과 보호층(20)이 도포된다. 하부기판(12) 상에는 상기 유지전극쌍(14, 16)과 수직한 방향으로 어드레스전극(22)이 형성되고 그 위에 하부 유전체층(24)과 형광층(26)이 순차적으로 도포된다. 그리고, 격벽에 의해 마련된 방전공간(21)에는 방전가스가 주입되어진다.
이러한 구성을 갖는 방전셀은 어드레스전극(22)과 주사/유지 전극(16) 사이의 어드레스 방전에 의해 선택된 후 유지전극들(14, 16) 간의 계속적인 유지방전에 의해 발생된 진공 자외선이 형광체(26)를 발광시킴으로써 가시광을 방출하게 된다. 이 경우 유지방전기간, 즉 유지방전 횟수를 조절하여 영상 표시에 필요한 단계적인 밝기(Gray Scale)을 구현하게 된다. 이에 따라, 유지방전 횟수는 PDP의 휘도 및 방전효율을 결정하는 중요한 요소가 되고 있다. 이러한 유지방전을 위해 유지전극들(14, 16)에는 보통 듀티비(Duty ratio)가 1인 스텝 펄스가 주기적으로 인가되고 이때 주파수는 보통 200∼300kHz 정도이고 펄스폭은 10∼20㎲정도이다. 이 경우, 유지방전은 유지펄스당 극히 짧은 순간에 1번씩만 발생하게 된다. 그리고, 유지방전에 의해 발생된 하전입자들은 유지전극간에 형성된 방전경로를 전극의 극성에 따라 이동함으로써 셀의 방전공간 내부에는 벽전하가 형성되고 이 벽전하에 의해 방전공간 내의 방전전압이 감소하면서 방전이 멈추게 된다. 이와 같이, 기존의 유지펄스에 의한 유지 방전은 펄스마다 짧은 순간에 1번씩만 발생하고 그 외의 대부분 시간은 벽전하 형성 및 다음 방전을 위한 준비단계로 소비됨으로써 PDP의 방전 효율은 낮을 수밖에 없었다.
이러한 PDP의 낮은 방전효율 문제를 해결하고자 최근에는 고주파 신호를 이용한 고주파 방전을 디스플레이 방전으로 이용하고자 하는 방안이 대두되고 있다. 고주파 방전은 보통 수십 MHz 내지 수백 MHz 대의 고주파 신호에 의해 발생되는 것으로서 진동전계에 의해 전자가 진동운동을 함으로써 방전가스의 연속적인 이온화 및 여기를 발생시키게 되므로 거의 대부분의 유지방전시간동안 전자의 소멸없이 연속적인 방전을 일으킬 수 있다. 이러한 고주파 방전은 글로우 방전에서 전극간의 거리가 긴 경우 방전효율이 매우 높은 양광주(Positive Column)와 같은 물리적인 효과를 갖게 된다. 이에 따라, 고주파 방전을 이용하는 경우 PDP의 방전효율을 현저하게 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
도 2를 참조하면, 고주파를 이용한 PDP에 구성되는 방전셀을 도시한 사시도가 도시되어 있다.
도 2에 도시된 PDP 방전셀은 상부기판(40)에 배치된 고주파전극(50)과, 하부기판(42)에 배치된 어드레스전극(44) 및 주사전극(46)을 구비한다. 상부기판(40)과 하부기판(42)이 서로 평행하게 마주보게끔 배치되고, 하부기판(42) 상에는 세로방향의 어드레스전극(44)과 가로방향의 주사전극(46)이 형성된다. 어드레스전극(44)과 주사전극(46) 사이에는 유전층(48)이 형성된다.상부기판(50)에는 주사전극(46)과 같은 방향으로 고주파전압이 인가되는 금속전극, 즉 고주파전극(50)이 형성되게 된다. 상부기판(40)과 하부기판(42) 사이에는 이웃한 방전셀간의 광학적 간섭을 배제하기 위한 격벽이 사방이 막힌 구조로 형성된다. 고주파전극(50)이 형성된 상판(40)과 격벽(52)이 표면에는 적색이나 녹색 또는 청색의 가시광을 발생하기 위한 형광체(54)가 도포되게 된다. 그리고, 내부의 방전공간에는 방전가스가 충진되게 된다.
도 3은 도 2에 도시된 방전셀을 구성으로 하는 PDP의 전체적인 전극배치 구조를 도시한 것이다.
도 3에 도시된 PDP는 각 칼럼라인(Column Line)에 대응하여 배치된 어드레스 전극라인들(X1∼Xm)과, 각 로오라인(Row Line)에 대응하여 나란하게 배치된 주사 전극라인들(Y1∼Yn) 및 고주파 전극라인들(RF)을 구비한다. 이러한 어드레스 전극라인들(X1∼Xm)과 주사전극라인들(Y1∼Yn) 및 고주파 전극라인들(RF)의 교차지점마다 방전셀(34)이 마련되게 된다.
도 4는 도 2에 도시된 방전셀을 구동하기 의한 전압파형도를 나타낸 것이다.
우선적으로, 도 2의 방전셀에서 고주파전극(50)에는 수십 MHz 이상의 고주파전압이 연속적으로 공급되게 된다. 이렇게 고주파전극(50)에만 고주파신호가 공급되고 있는 a구간에는 방전공간에 하전입자가 생성되어 있지 않음으로써 방전이 일어나지 않게 된다. 어드레스전극(44)에 데이터신호(Vd)가 공급됨과 아울러 주사전극(46)에 주사신호(Vs)가 공급되는 b구간에서는 어드레스전극(44)과 주사전극(46)간에 어드레스방전이 발생하고 하전입자가 생성되게 된다. 이 어드레스방전에 의해 발생된 하전입자는 c구간동안 고주파전극(50)에 공급되는 고주파전압과 주사전극(46)에 일정하게 공급되고 있는 고주파전압의 센터전압(Vc)에 의해 고주파전극(50)과 주사전극(46) 사이에서 이온은 움직이지 못하고 전자만이 두 전극(46, 50)까지 끌려가지 않은 상태로 진동운동을 하게 된다. 이렇게, 진동운동을 하는 전자들은 방전가스를 연속적으로 이온화 및 여기시키게 되고, 여기된 원자 및 분자가 기저상태로 천이하면서 진공자외선을 방출하여 형광체를 발광시키게 된다. 그리고, d 구간에서 주사전극(46)에 소거신호(Ve)를 공급하여 전자가 더 이상 진동운동을 하지 못하고 어드레스전극(46)으로 끌려가 하전입자가 소멸하게 됨으로써 방전은 멈추게 된다.
그런데, 상기와 같은 고주파를 이용한 PDP 구동방법에서 어드레스방전은 어드레스전극에 인가되는 (+)극성의 전압과 주사전극에 인가되는 (-)극성의 전압의 차에 의해 발생하게 된다. 이를 위하여, PDP는 (+)극성의 전압을 발생하는 (+)전압원과 (-)극성의 전압을 발생하는 (-) 전압원을 각각을 필요로 하고 있다. 다른 방법으로 하나의 전압원을 이용하는 경우에는 어드레스전극 또는 주사전극에만 전압을 인가하는 경우 상기 (+)극성과 (-)극성의 전압차에 대응하는 고전압을 인가해야 하는데 이 경우 고전압에 의한 회로파손 등의 문제점이 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 같은 극성의 전압을 다른 시점에 인가하여 전압원의 수를 줄임으로써 효율적으로 PDP를 구동할 수 있는 고주파를 이용한 PDP 구동방법을 제공하는 것이다.
도 1은 통상적인 3전극 교류 면방전 방식의 플라즈마 디스플레이 패널에 구성되는 방전셀의 구조를 나타내는 단면도.
도 2는 종래의 고주파를 이용한 플라즈마 디스플레이 패널에 구성되는 방전셀을 구조를 나타내는 사시도.
도 3은 도 2에 도시된 방전셀을 구비하는 플라즈마 디스플레이 패널의 전체적인 전극 배치도.
도 4는 도 2에 도시된 방전셀의 각 전극에 공급되는 전압 파형도.
도 5는 본 발명에 적용되는 플라즈마 디스플레이 패널의 구동회로를 나타내는 도면.
도 6은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널 구동방법을 설명하기 위한 전압 파형도.
도 7은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널 구동방법을 설명하기 위한 전압 파형도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 간단한 설명>
10, 40: 상부기판 12, 42 : 하부기판
14, 46, 34 : 주사전극 16 : 유지전극
18, 24, 48 : 유전체층 20 : 보호층
22, 44, 36 : 어드레스전극 26, 54 : 형광체
21 : 방전공간 28 : 방전셀
30 : PDP 32, 50 : 고주파전극
37 : 로우패스필터 38 : 하이패스필터
39 : 고주파발생부 52 : 격벽
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 고주파를 이용한 PDP 구동방법은 주사전극과 어드레스 전극에 동일한 극성의 주사신호와 데이터신호를 각각 다른 시점에 인가하여 어드레스방전을 발생시키는 단계와, 어드레스방전에 의해 생성된 벽전하와 고주파전극에 인가되는 고주파신호를 이용하여 고주파방전을 발생시키는 단계를 포함하는 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 5 내지 도 7을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
도 5은 본 발명에 적용되는 고주파를 이용한 PDP 구동장치의 기본 구성을 나타낸 것으로서, 도 5에 도시된 PDP 구동장치는 고주파전극(32)과 주사전극(34) 및 어드레스전극(36)을 구비하는 PDP(30)와, PDP(30)의 주사전극(34) 및 어드레스전극(36)과 어드레싱 구동부(도시하지 않음) 사이에 각각 접속된 로우패스필터(Low Pass Filter; LPF)(37)와, 고주파 전극(32)에 접속된 고주파발생부(39)와 주사전극(34) 사이에 각각 접속된 하이패스필터(High Pass Filter; HPF)(38)를 구비한다.
도 5에 도시된 PDP 구동장치에서 고주파발생부(39)는 고주파신호를 발생하여 PDP(30)의 고주파전극(32)을 구동하게 되고, 도시하지 않은 어드레싱 구동부는 데이터신호 및 주사신호 등과 같은 저주파의 교류신호를 발생하여 주사전극(34)과 어드레스전극(36)을 구동하게 된다. 다시 말하여, 어드레싱 구동부로부터 주사전극(34)에 인가되는 주사신호와 어드레스전극(36)에 인가되는 데이터신호에 의해 어드레싱 방전이 발생하고, 고주파발생부(39)로부터 고주파전극(32)에 인가되는 고주파신호에 의해 고주파 유지방전이 발생하게 된다. 이 경우, 주사전극(34)은 고주파전극(32)의 그라운드에 접속되어 고주파전극의 상대전극의 역할을 하게 된다. 이때, 로우패스필터(37)는 저주파수의 구동신호를 통과시켜 주사전극에 공급하는 반면에 그라운드를 따라 유기된 고주파신호를 차단함으로써 고주파신호가 그라운드를 따라 유기되어 주사신호를 왜곡시킴과 아울러 어드레싱 구동부를 파손시키는 것을 방지하게 된다. 하이패스필터(38)는 고주파신호를 통과시키는 역할을 하게 된다. 여기서, 로우패스필터(37)로는 인덕터가 적용될 수 있고, 하이패스필터(38)로는 캐패시터가 적용될 수 있다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 고주파를 이용한 PDP 구동방법을 설명하기 위한 구동신호 파형을 나타낸 것이다.
우선적으로, 어드레스전극(36)에 데이터신호(DS)를 인가하고 주사전극(34)에 주사신호(SS)를 인가하여 어드레스방전을 발생시키게 된다. 여기서, 데이터신호(DS)와 주사신호(SS)는 벽전하 형성을 위한 기본전압(Vm)과 그 위에 중첩된 어드레싱 방전을 위한 방전전압(Vdd)으로 구성된다. 이 경우, 종래에는 데이터신호(DS)와 주사신호(SS)가 동시에 인가되는 반면에 본 발명에서는 다른 시간에 발생하게 된다. 이는 유지방전을 위해 교류파형을 교번으로 사용하는 것과 같이 교류파형에 의한 벽전하를 어드레싱으로 사용하기 위한 것이다. 다시 말하여, 벽전하 형성을 위한 기본전압(Vm)이 100V라 한다면 교번된 방전에 의해 어드레스전극과 주사전극 간에는 총 200V의 전압을 인가할 수 있게 된다. 하지만 종래와 같이 동일한 시점에 데이터신호(DS)와 주사신호(SS)를 인가하는 경우 그라운드 레벨을 포함한 음(-)의 전압이 필요하다. 다시 말하여, 종래에는 (+)극성의 전압원과 (-)극성의 전압원이 필요하게 된다. 그러나, 본 발명에서는 데이터신호(DS)와 주사신호(SS)를 다른 시점에 인가함으로 인하여 음의 전압이 필요하지 않으므로 전압원의 수를 줄임으로써 노이즈 영향도 줄일 수 있게 된다. 이러한 데이터신호(DS)와 주사신호(SS)에 의해 어드레스 방전이 발생한 후 고주파 방전을 시작하기 위한 트리거링(Triggering) 신호가 어드레스전극(36)과 주사전극(34)에 인가하게 된다. 이는 고주파전극(32)에 고주파신호가 인가된 상태라도 고주파신호의 레벨이 어드레싱된 방전셀에서 방전을 개시할 정도로 충분히 크지 않으므로 스스로 고주파방전을 발생시킬 수 없기 때문이다. 따라서, 트리거링 신호는 본격적인 고주파 방전을 유인하기 위한 신호이다. 이 트리거링 신호에 의해 고주파 방전이 시작되어 고주파 전극(32)에 인가되는 고주파신호에 의해 고주파 방전을 일으킴으로써 PDP는 화상을 디스플레이하게 된다.
도 7은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 고주파를 이용한 PDP 구동방법을 설명하기 위한 구동신호 파형을 나타낸 것이다.
도 7에서 어드레스전극(36)과 주사전극(34)에 데이터신호(DS)와주사신호(SS)를 서로 다른 시점에 인가하여 어드레스 방전을 발생시키게 된다. 이러한, 어드레스기간에는 안정된 구동을 위해 고주파 신호를 오프시킬 수 있다. 이어서, 트리거링 신호(TS)를 어드레스전극(36) 또는 주사전극(34)에 인가함과 아울러 고주파전극(32)에 고주파신호를 인가하여 고주파방전을 개시하게 된다. 이 경우, 트리거링 신호의 레벨이 충분히 큰 경우 한 전극에만 인가하여 고주파 방전을 개시할 수 있게 된다. 또한, 고주파신호의 레벨이 충분히 큰 경우 별도의 트리거링 신호가 필요없이도 어드레스 방전에 의해 생성된 벽전하와 고주파신호에 의해 고주파방전을 개시할 수도 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 고주파를 이용한 PDP 구동방법에 의하면 극성이 같은 주사신호와 데이터신호를 다른 시점에 인가하여 어드레스 방전을 발생시킴으로써 종래에는 양전위의 전압원과 음전위의 전압원이 각각 필요한 반면 하나의 전압원만을 필요로 하게 된다. 이에 따라, 전압원의 수를 줄임으로써 노이즈의 영향도 줄일 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 (3)

  1. 고주파 방전을 이용한 플라즈마 디스플레이 패널의 구동방법에 있어서,
    주사전극과 어드레스전극에 동일한 극성의 주사신호와 데이터신호를 각각 다른 시점에 인가하여 어드레스방전을 발생시켜 벽전하를 형성하여 어드레스기간동안 유지하는 단계와,
    상기 주사전극과 어드레스전극 중 어느 하나 이상에 상기 주사신호 및 데이터신호와 동일한 극성의 트리거링 신호를 적어도 하나 이상 공급하여 상기 벽전하를 활성화시키는 단계와,
    상기 활성화된 벽전하와 고주파전극에 인가되는 고주파신호를 이용하여 고주파방전을 발생시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 고주파를 이용한 플라즈마 디스플레이 패널 구동방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 고주파방전은 상기 고주파전극에 연속적으로 공급되고 있는 고주파신호와 상기 어드레스방전에 의해 생성된 벽전하 및 상기 트리거링 신호에 의해 발생되는 것을 특징으로 하는 고주파를 이용한 플라즈마 디스플레이 패널 구동방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 고주파방전은 상기 어드레스방전에 의해 생성된 벽전하와 상기 트리거링 신호 및 상기 트리거링 신호와 동일한 시점에 공급되는 고주파신호에 의해 발생되는 것을 특징으로 하는 고주파를 이용한 플라즈마 디스플레이 패널 구동방법.
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