KR100341315B1 - 고주파 플라즈마 디스플레이 패널의 구동방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 유지 방전에 필요한 고주파 전력 소모를 줄이면서도 방전효율을 높일 수 있는 고주파 플라즈마 디스플레이 패널의 구동방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 고주파 플라즈마 디스플레이 패널의 구동방법은 유지방전의 개시시점에서 어드레싱 단계에서의 교류방전으로 생성된 하전입자들의 양을 고주파전극에 인접한 방전공간영역에서 증가시키기 위한 방전을 일으킬 수 있는 전압과 펄스폭을 갖는 트리거링 펄스를 상기 고주파전극과 스캔전극에 공급하여 상기 유지방전을 개시하는 트리거 방전을 일으키는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 트리거링 방전시 전자들이 고주파전극에 가깝게 많이 생성됨으로써 전자들을 끌어당겨 진동 운동시키기 위한 고주파 전력을 줄임과 아울러 방전효율을 높일 수 있게 된다.

Description

고주파 플라즈마 디스플레이 패널의 구동방법{Method for Driving Plasma Display Panel Drived with Radio Frequency Signal}
본 발명은 고주파 플라즈마 디스플레이 패널의 구동방법에 관한 것으로, 특히 유지 방전에 필요한 고주파 전력 소모를 줄이면서도 방전효율을 높일 수 있는 고주파 플라즈마 디스플레이 패널의 구동방법에 관한 것이다.
플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel : 이하 'PDP'라 함)은 가스방전에 의해 발생되는 자외선이 형광체를 여기시켜 형광체로부터 가시광선이 발생되는 것을 이용한 표시장치이다. PDP는 지금까지 표시수단의 주종을 이루어왔던 음극선관(Cathode Ray Tube : CRT)에 비해 두께가 얇고 가벼우며 고선명 대형화면의 구현이 가능하다는 점과 넓은 시야각을 갖는다는 점등의 장점이 있다. PDP에서는 유지방전의 횟수를 조절함에 의해 화상표시에 필요한 단계적인 밝기, 즉 그레이 스케일(Gray Scale)을 구현한다. 실제 교류 구동 방식의 PDP에서는 유지방전을 수행하기 위해 통상 수십㎑ ~ 수백㎑의 구형펄스를 방전유지전극에 주기적으로 인가한다. 교류 구동 방식의 PDP에서는 방전이 하나의 구형펄스에 대해서 극히 짧은 순간에 한 번씩만 발생하고 대부분의 방전 시간이 벽전하 형성 및 다음 방전을 위한 준비 단계로 소비되어 방전효율이 낮은 단점이 있다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 고주파(Radio Frequency) 신호에 의해 방전을 일으키는 PDP(이하 'RF PDP'라 함)가 제안되고 있다. RF PDP에서는 고주파 신호에 의해 방전공간 내에서 진동운동을 하는 전자들이 방전가스를 연속적으로 이온화시킴으로써 거의 대부분의 방전시간동안 연속적인 방전이 이루어진다.
도 1은 일반적인 RF PDP의 방전셀 구조를 도시한 사시도이다. 도 1을 참조하면, RF PDP의 방전셀은 하부기판(20) 상에 형성된 데이터전극(22)과, 하부기판(20) 및 데이터전극(22) 상에 형성된 유전층(24)과, 유전층(24)을 사이에 두고 데이터전극(22)과 상호 직교하는 방향으로 데이터전극(22) 위에 형성된 스캔전극(26)과, 유전층(24) 상에 수직으로 형성되어 각각의 방전셀을 구분하는 격벽(28)과, 격벽(28)의 내벽에 도포된 형광체(30)와, 일정한 공간을 사이에 두고 스캔전극(26)과 나란한 방향으로 상부기판(32)의 배면에 형성된 고주파전극(34)과, 상부기판(32)과 하부기판(20) 및 격벽(28)에 의해 둘러싸여 형성되는 방전공간(36)을 구비한다. 패널의 칼럼(Column) 방향으로 형성된 데이터전극(22)에는 비디오 데이터 신호가 공급되고, 패널의 로우(Row) 방향으로 형성된 스캔전극(26)에는 패널 스캐닝을 위한 주사 신호가 공급된다. 켜질 셀을 선택하기 위한 어드레스 방전은 비디오 데이터 신호와 주사 신호가 동시에 공급된 셀에서만 발생하게 된다. 고주파전극(34)에는 유지방전시 어드레스 방전에 의해 방전공간 내에 형성된 하전입자들을 진동 운동시켜 연속적인 방전을 일으키기 위한 고주파 신호가 공급된다. 사용되는 고주파 신호의 주파수는 수십㎒ ~ 수백 ㎒ 정도이다.
도 2는 종래의 RF PDP의 각 전극들에 인가되는 구동 파형을 도시한 파형도이다. 도 2를 결부하여 RF PDP의 동작 과정을 설명하기로 한다. 화면의 한 프레임은 계조 구현을 위해 다수개의 서브필드로 시분할되어 구동되는데, 각 서브필드는 도 2에 도시된 것처럼 다시 어드레스 기간, 트리거링 기간 및 유지방전 기간으로 나누어진다. 먼저 켜질 셀을 선택하기 위한 어드레스 기간에는 화면의 제 1 주사라인부터 마지막 주사라인까지의 각 스캔전극(26)에 주사펄스가 순차적으로 공급된다. 그리고, 이 주사펄스에 동기되어 해당 주사라인의 각 방전셀에는 데이터전극(22)을 통해 데이터 신호가 공급된다. 데이터 신호가 공급된 방전셀에서는 데이터전극(22)과 스캔전극(26) 간의 전압차에 의해 어드레스 방전이 일어난다. 어드레스 방전이 일어난 각 방전셀의 방전공간(36)에는 하전입자들이 생성된다. 그 다음 선택된 방전셀에서는 고주파전극(34)에 공급되는 고주파 신호에 의해 연속적인 유지방전이 일어나게 된다. 종래에는 통상 도 2에 도시된 것처럼 고주파 신호가 인가되는 시점에서 데이터전극(22)과 스캔전극(26)에 교류 트리거링 펄스를 공급하고 있다. 트리거링 기간에는 데이터전극(22)과 스캔전극(26)에 정극성(+) 펄스가 교번적으로 인가된다. 어드레스 방전 이후 고주파전극(34)에 고주파 신호가 인가되기 전에는 어드레스 방전시 생성된 전자 등의 하전입자들이 상당량 유전층(24)에 벽전하로 축적되기 때문에 전자 진동에 의한 유지 방전이 제대로 일어나지 못한다. 이에 따라 어드레스 방전이 끝나면 본격적인 고주파 유지 방전을 유인하기 위하여 트리거링 펄스를 인가한다. 이 트리거링 펄스 전압에 의해 방전공간 내에 충분한 하전입자들을 생성시킴으로써 고주파 신호에 의한 유지 방전이 원활하게 일어나게끔 한다. 또한 유지방전 기간이 시작되는 시점에서 각 방전셀 내에 형성된 하전입자의 양은 어드레스 기간 중의 방전 시점의 차이, 즉 스캐닝 시점의 차이에 의해 불균일한 분포를 갖게 된다. 트리거링 방전은 어드레스 방전시 선택된 셀들에서 형성된 하전입자들의 양을 균일하게 하여 고주파 신호 인가시 각 셀마다 안정되고 균일한 유지방전이 일어나도록 하는 역할도 병행한다. 트리거링 방전에 이은 유지방전 기간에는 하전입자들 중에서 상대적으로 이동도가 높은 전자들이 고주파전극(34)에 공급되는 고주파 신호에 의해 방전공간(36) 내에서 진동운동을 하게 된다. 진동운동을 하는 전자들은 방전공간(36) 내의 방전가스를 여기시키면서 연속적으로 유지방전을 일으키게 된다. 방전공간(36) 내에 전자들이 많을수록 고주파 방전이 쉽게 발생할 뿐만 아니라 방전효율도 좋아진다. 유지방전시 방전가스가 여기된 후 천이되는 과정에서 진공 자외선이 발생하고, 이 진공 자외선이 형광체(30)를 여기시킴으로써 가시광이 발생하게 된다.
이와 같이 구동되는 종래의 RF PDP에서는 각 방전셀 별로 트리거링 기간 중에 형성되는 전자 등의 하전입자들이 주로 스캔전극(26)이 형성된 하판 근처에 밀집되어 있다. 다시 말하면, 고주파 신호가 인가되는 고주파전극(34)과 전자들이 밀집되어 있는 하판 상의 영역간의 거리가 비교적 길다. 이는 종래의 구동방법에서 트리거링 펄스를 하판에 형성된 데이터전극(22)과 스캔전극(26)에 인가하고 있기 때문이다. 이에 따라, 고주파 신호의 레벨이 일정 크기로 정해져 있는 경우 종래에는 고주파 신호에 의해 하판 근처의 영역으로부터 방전공간(36) 상으로 끌어내어 진동운동시킬 수 있는 전자들의 양에 한계가 있게 된다. 유지방전시 진동 운동시킬 수 있는 공간 전하량에 한계가 있으므로 방전효율이 낮아지게 된다. 그리고, 하판 상에 벽전하로 축적되기 이전에 더 많은 양의 전자들을 고주파전극(34) 쪽으로 끌어당겨 진동 운동시키기 위해서는 그만큼 더 높은 고주파 전력이 요구된다. 그리하여 종래의 구동방법에서는 유지방전시 요구되는 고주파 전력의 소모량이 많고, 방전효율이 낮아지는 단점이 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 유지 방전에 필요한 고주파 전력 소모를 줄이면서도 방전효율을 높일 수 있는 고주파 플라즈마 디스플레이 패널의 구동방법을 제공함에 있다.
도 1은 일반적인 고주파 플라즈마 디스플레이 패널의 방전셀 구조를 도시한 사시도.
도 2는 고주파 플라즈마 디스플레이 패널을 구동하기 위한 종래의 구동방법을 도시한 파형도.
도 3은 고주파 플라즈마 디스플레이 패널을 구동하기 위한 본 발명의 구동방법을 도시한 파형도.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
20 : 하부기판 22 : 데이터전극
24 : 유전층 26 : 스캔전극
28 : 격벽 30 : 형광체
32 : 상부기판 34 : 고주파전극
36 : 방전공간
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 고주파 플라즈마 디스플레이 패널의 구동방법은 유지방전의 개시시점에서 어드레싱 단계에서의 교류방전으로 생성된 하전입자들의 양을 고주파전극에 인접한 방전공간영역에서 증가시키기 위한 방전을 일으킬 수 있는 전압과 펄스폭을 갖는 트리거링 펄스를 상기 고주파전극과 스캔전극에 공급하여 상기 유지방전을 개시하는 트리거 방전을 일으키는 것을 특징으로 한다.상기 고주파전극과 상기 스캔전극에 상기 트리거링 펄스를 소정 기간동안 교번적으로 공급하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 특징들은 첨부도면을 참조한 실시 예에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.
이하, 도 3을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 RF PDP의 구동방법을 나타낸 도면으로서, 특히 한 서브필드에서 PDP의 각 전극에 인가되는 구동 파형을 도시한 도면이다. 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 구동방법에서는 고주파 유지 방전을 개시하기 위한 교류 트리거링 펄스를 고주파전극과 그에 대향하는 스캔전극에 공급한다. 본발명의 구동방법이 적용되는 RF PDP의 방전셀 구조는 도 1에 도시된 종래의 구조와 동일하다. 즉, 데이터 펄스를 인가하기 위한 데이터전극(22)이 패널의 칼럼 방향으로 하부기판(20) 상에 형성된다. 데이터전극(22)이 형성된 하부기판(20) 상에는 유전층(24)이 전면 도포되고, 유전층(24) 위에는 데이터전극(22)과 상호 직교하는 방향으로 주사펄스 및 트리거링 펄스가 공급되는 스캔전극(26)이 형성된다. 또한 각각의 방전셀을 구분하기 위한 격벽(28)이 유전층(24) 상에 데이터전극(22)과 나란한 방향으로 형성된다. 격벽(28)의 내벽에는 형광체(30)가 도포된다. 격벽(28)을 사이에 두고 하부기판(20)과 나란하게 배치된 상부기판(32)의 배면에는 하부기판(20) 상에 형성된 스캔전극(26)과 나란한 방향으로 유지방전을 일으키기 위한 고주파 신호가 인가되는 고주파전극(34)이 형성되어 있다. 상부기판(32)과 하부기판(20) 및 격벽(28)에 의해 둘러싸인 영역에 방전가스가 주입되는 방전공간(36)이 마련된다.
도 1 및 도 3을 참조하여 본 발명에 따른 RF PDP의 구동방법을 상세히 설명하기로 한다. 화면의 한 프레임은 계조 구현을 위해 다수개의 서브필드로 시분할되어 구동되는데, 각 서브필드는 도 3에 도시된 것처럼 다시 어드레스 기간, 트리거링 기간 및 유지방전 기간으로 나누어진다. 각 서브필드에서 켜질 셀을 선택하기 위한 어드레스 기간동안의 공급 파형은 종래의 파형과 동일하다. 즉 화면의 제 1 주사라인부터 마지막 주사라인까지의 각 스캔전극(26)에 주사펄스가 순차적으로 공급된다. 그리고, 이 주사펄스에 동기되어 해당 주사라인의 각 방전셀에는 데이터전극(22)을 통해 데이터 신호가 공급된다. 데이터 신호가 공급된 방전셀에서는 데이터전극(22)과 스캔전극(26) 간의 전압차에 의해 어드레스 방전이 일어난다. 어드레스 방전이 일어난 각 방전셀의 방전공간에는 하전입자들이 생성된다. 그 다음 고주파전극(34)에 유지방전을 일으키기 위한 고주파 신호가 인가되는 시점에서 고주파전극(34) 및 그에 대향되는 스캔전극(26)에 교류 트리거링 펄스를 교번적으로 인가한다. 트리거링 펄스에 의한 방전은 방전공간(36) 내의 불충분한 하전입자들을 충분히 생성하여 고주파 유지방전을 개시할 수 있도록 함과 아울러 각 방전셀들에서 하전입자들의 양을 균일하게 하여 고주파 신호 인가시 각 셀마다 안정되고 균일한 유지방전이 일어나도록 하는 역할을 한다. 본 발명에서는 서스테인 기간의 시작 시점에서 고주파전극(34)에 고주파 신호뿐만이 아니라 교류 펄스도 함께 인가하게 된다. 종래에는 트리거링 펄스가 하판 상의 데이터전극(22)과 스캔전극(26)에 인가되어 트리거링 방전시 하전입자들이 주로 하판 부근 영역에 생성되었다. 하지만 본 발명에서는 트리거링 펄스를 상판 상의 고주파전극(34)과 그에 대향된 스캔전극(26)에 공급하기 때문에 트리거링 방전시 전자등의 하전입자들이 고주파전극(34)에 가까운 방전공간(36) 내의 영역에서 많이 생성되게 된다. 고주파전극(34)에 가까운 영역에 생성된 전자들은 하판에 형성된 유전층(24)에 벽전하로 축적되기 전에 먼저 고주파 신호에 이끌려 방전공간(36) 내에서 진동 운동을 하게 된다. 이와 같이 본 발명에서는 고주파전극(34)과 가깝게 공간전하들이 많이 생성됨으로써 유지방전시 고주파전극(34)에 인가된 고주파 신호에 이끌려 진동 운동을 하게 되는 전자들의 양이 많아진다. 유지방전 기간 중 연속적인 방전에 의해 생성된 진공 자외선이 형광체(30)를 여기시켜 가시광을 발생시키게 된다. 본 발명에서는 진동 운동하면서 방전공간(36) 내의 방전가스를 연속적으로 여기시키며 방전을 일으키는 전자들의 양이 많아짐으로써 방전효율이 종래에 비해 크게 향상된다. 아울러, 방전공간(36) 내에 생성된 전자들과 고주파전극(34)과의 간격이 종래에 비해 짧아짐으로써 전자들을 끌어당기기 위한 고주파 전력을 종래에 비해 절반 정도로 크게 줄일 수 있게 된다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 고주파 플라즈마 디스플레이 패널의 구동방법에서는 고주파 유지방전을 개시하기 위한 트리거링 펄스를 고주파전극과 그에 대향된 스캔전극에 인가한다. 이에 따라, 트리거링 방전시 생성되는 전자들 중 상당량이 고주파전극에 가깝게 생성됨으로써 유지방전시 전자들을 끌어당겨 방전공간 내에서 진동 운동시키기 위한 고주파 전력 소모를 종래에 비해 절반 정도로 줄일 수 있게 된다. 아울러 적은 고주파 전력으로도 많은 양의 전자들을 진동 운동시킬 수 있게 되어 방전효율을 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 정하여 져야만 할 것이다.

Claims (2)

  1. 서로 교차하는 스캔전극과 데이터전극에 각각 펄스를 인가하여 교류방전을 일으킴으로써 어드레싱을 하는 단계와, 상기 스캔전극 및 고주파전극에 고주파신호를 인가하여 유지방전을 일으키는 단계를 포함하는 고주파 플라즈마 디스플레이 패널의 구동방법에 있어서,
    상기 유지방전의 개시시점에서 상기 어드레싱 단계에서의 교류방전으로 생성된 하전입자들의 양을 상기 고주파전극에 인접한 방전공간영역에서 증가시키기 위한 방전을 일으킬 수 있는 전압과 펄스폭을 갖는 트리거링 펄스를 상기 고주파전극과 스캔전극에 공급하여 상기 유지방전을 개시하는 트리거 방전을 일으키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 고주파 플라즈마 디스플레이 패널의 구동방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 고주파전극과 상기 스캔전극에 상기 트리거링 펄스를 소정 기간동안 교번적으로 공급하는 것을 특징으로 하는 고주파 플라즈마 디스플레이 패널의 구동방법.
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