KR100516933B1 - 고주파를 이용한 플라즈마 디스플레이 패널의 구동방법 - Google Patents

고주파를 이용한 플라즈마 디스플레이 패널의 구동방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 어드레스기간에서의 벽전하량 불균일성을 최소화할 수 있는 고주파를 이용한 플라즈마 디스플레이 패널의 구동방법에 관한 것이다.
본 발명의 고주파를 이용한 플라즈마 디스플레이 패널 구동방법은 임의의 서브필드기간내에서 어드레스방전구간과 방전유지구간이 적어도 2회 이상 반복되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 각 서브필드의 어드레스기간과 방전유지기간이 2분할되어 교번적으로 배치됨으로써 하나의 어드레스기간에 할당되는 시간이 그만큼 작아지게 되므로 긴 어드레스기간에 의한 벽전하의 불균일성이 최소화되어 화상왜곡을 최소화할 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 어드레스기간에서 벽전하량 불균일성을 최소화할 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 방전셀(28)은 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 주파수가 보통 200∼300kHz 정도이고 펄스폭이 10∼20㎲정도이며 듀티비(Duty ration)가 1인 스텝펄스가 주기적으로 인가되어진다. 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. 고주파방전은 보통 수십 MHz 내지 수백 MHz 대의 고주파신호에 의해 발생되는 것으로서 진동전계에 의해 전자가 진동운동을 함으로써 방전가스의 연속적인 이온화 및 여기를 발생시키게 되므로 거의 대부분의 유지방전시간동안 전자의 소멸없이 연속적인 방전을 일으킬 수 있게 된다. 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 이격되어 평행하게 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 고주파전극(50)이 형성된다. 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)의 표면에는 적색이나 녹색 또는 청색의 가시광을 발생하기 위한 형광체(54)가 도포된다. 그리고, 내부의 방전공간에는 방전가스가 충진된다. 이러한, 방전셀은 주사전극(46)에 주사전압이 공급됨과 아울러 어드레스전극(44)에 데이터전압이 공급되는 경우 그 전압차에 의해 어드레스방전을 함으로써 하전입자들이 생성된다. 이어서, 고주파전극(50)에 공급되는 고주파전압에 의해 상기 하전입자들이 진동운동을 하면서 방전가스를 연속적으로 이온화 및 여기시키게 되고, 여기된 가스 원자 및 분자가 기저상태로 천이하면서 진공자외선을 방출하여 형광체를 발광시킴으로써 가시광이 방출된다.
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 3에 도시된 PDP를 ADS(Address and display Separation) 방법으로 구동하는 경우 임의의 서브필드동안 각 전극라인들에 공급되는 전압파형도를 나타낸 것이다.
도 4에서 주사 전극라인들(Y1∼Yn) 각각에는 라인순차적으로 주사신호가 공급됨과 아울러 이 주사신호에 동기되어 어드레스 전극라인들(X1∼Xm)에는 데이터신호가 공급됨으로써 어드레스방전이 발생하게 된다. 이러한 어드레스방전에 의해 발생된 하전입자들은 그 다음 고주파 전극라인들(RF)에 공통적으로 공급되는 고주파신호와 주사 전극라인들(Y1∼Yn)에 공급되는 고주파신호 센터전압(Vc)에 의해 고주파방전을 함으로써 화상이 표시되어진다.
이와 같이 ADS 구동방법에서는 어드레스방전 기간과 고주파방전기간, 즉 방전유지기간이 분리되어 있다. 다시 말하여, ADS 구동방법은 매트릭스 형태로 배열된 모든 방전셀에 대하여 어드레스 방전을 행하고 이 방전에 의해 형성된 벽전하를 주사전극(46)과 어드레스전극(44) 사이의 유전체층(48)을 이용하여 벽전하를 축적하고 있게 된다. 이어서, 상기 벽전하와 상기 고주파전극(50)에 공급되는 고주파신호를 이용하여 고주파방전을 행하게 된다. 이 경우 고주파방전 횟수, 즉 고주파방전기간에 따라 밝기를 표현하게 되고, 그 밝기가 각각 다른 다수개의 서브필드를 조합하여 한 프레임에 대한 계조를 구현하게 된다.
도 5를 참조하면, ADS 구동방법에 따른 각 서브필드가 시간적으로 도시되어 있다.
도 5에서 한 프레임을 구성하는 다수개의 서브필드(SF1, SF2, SF3, …) 각각은 어드레스 기간과 방전유지기간으로 시분할되어 구동된다. 그런데, 모든 서브필드에 동일하게 할당되는 어드레스기간은 통상 1.2ms 정도로 길고 방전유지기간은 전 서브필드를 합하여 4ms 정도로 짧다. 이와 같이, 어드레스기간이 길므로 첫 번째 주사라인의 어드레스에 의해 형성된 벽전하는 시간이 경과함에 따라 감소되어 마지막번째 주사라인의 어드레스에 의해 형성된 벽전하량과는 차이가 날 수밖에 없다. 이러한 벽전하량의 불균일성으로 인하여 다음의 고주파방전시 발광량에 차이가 발생하게 되므로 화질이 왜곡되는 문제점이 있다. 특히, 고주파용 PDP는 도 3에 도시된 방전셀과 같이 어드레스를 위한 어드레스전극(44)과 주사전극(46)의 간격이 기존 교류방식의 PDP에 비하여 약 1/10 정도로 극히 제한되어 벽전하 형성공간이 극히 작으므로 인하여 벽전하량의 불균일성이 더욱 심각한 실정이다.
따라서, 본 발명의 목적은 어드레스기간에 형성되는 벽전하량의 불균일을 최소화함으로써 발광량 차이에 의한 화상왜곡을 최소화할 수 있는 고주파를 이용한 PDP 구동방법을 제공하는 것이다.
상기 목적들을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 고주파를 이용한 PDP 구동방법은 임의의 서브필드기간내에서 어드레스방전구간과 방전유지구간이 적어도 2회 이상 반복되는 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 6 및 도 7을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 고주파를 이용한 PDP 구동방법을 나타내는 것으로서, ADS 구동방법에 따른 각 서브필드의 동작구간을 시간적으로 나타내고 있다.
도 6에 있어서, 각 서브필드는 2개씩의 어드레스기간(Ta1, Ta2)과 방전유지기간(Ts1, Ts2)으로 분리됨을 알 수 있다. 이는 고주파 방전을 이용하는 경우 종래의 저주파 AC 방전을 이용하는 경우 보다 어드레스기간이 짧음으로 가능하게 된다. 다시 말하여, 종래의 저주파 AC용 PDP의 경우 어드레스 방전을 위해 인가되는 데이터 전압펄스의 폭은 통상 3㎲ 정도인 반면에 고주파용 PDP의 경우 어드레스 방전을 위해 인가되는 데이터 전압펄스의 폭은 통상 상기 3㎲ 보다 작게 설정되고 있다. 예를 들어, 종래의 저주파 AC용 PDP의 데이터 전극라인의 수가 500개라고 가정하는 경우 데이터 전압펄스의 폭이 3㎲이므로 한 서브필드에서의 어드레스기간은 3㎲×500=1.5ms이고, 한 프레임에서의 총 어드레스기간은 1.5ms×8=12ms가 됨을 알 수 있다. 이 경우, 한 프레임의 영상이 디스플레이되는 기간이 16ms라고 가정하는 경우 그 프레임동안의 총 방전유지기간은 16ms-12ms=4ms가 된다. 한편, 본 발명에 적용되는 고주파용 PDP의 데이터 전극라인 수도 500개라 가정하고 데이터 전압펄스의 폭을 1㎲로 설정하는 경우 한 서브필드에서 두 개의 어드레스기간(Ta1, Ta2) 중 하나의 어드레스기간은 1㎲×500=0.5ms이므로 한 서브필드에서 어드레스기간에 할당되는 시간은 1ms가 된다. 이 경우, 한 프레임에서의 총 어드레스기간은 1ms×8=8ms가 되고, 한 프레임기간을 16ms라고 가정하는 경우 그 프레임동안의 총 방전유지기간은 6ms가 됨을 알 수 있다. 그리고, 총 방전유지기간 6ms를 2분할한 3ms 각각은 8개의 서브필드의 방전유지기간에 대응하여 1:2:4:8:16:32:64:126의 비율로 할당됨으로써 256 계조를 구현할 수 있게 된다. 이 경우, 각 서브필드에서 두 개의 방전유지기간(Ts1, Ts2) 각각에 할당되는 시간이 종래의 저주파 AC의 PDP 보다 작아지게 되지만 그 방전유지기간동안 고주파방전이 지속되므로 계조표시에 필요한 충분한 발광량을 얻을 수 있을 뿐만 아니라 총 방전유지기간은 종래보다 길어지게 되므로 발광효율은 향상되게 된다. 결과적으로, 각 서브필드는 2분할된 어드레스기간(Ta1, Ta2)과 방전유지기간(Ts1, Ts2)이 교번적으로 배치됨으로써 하나의 어드레스기간(Ta1 또는 Ta2)에 할당되는 시간이 그만큼 작아지게 되므로 긴 어드레스기간에 의한 벽전하의 불균일성을 최소화할 수 있게 된다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 고주파용 PDP 구동방법을 설명하기 위한 전압파형을 나타내는 것으로서, 임의의 i번째 서브필드(SFi)동안 도 3에 도시된 PDP의 각 전극라인에 공급되는 전압파형을 나타내고 있다.
도 7에서 임의의 서브필드(SFi)는 전술한 바와 같이 2분할된 어드레스기간(Ta1, Ta2)과 방전유지기간(Ts1, Ts2)이 교번적으로 배치되어 구성된다. 우선적으로, 제1 어드레스기간동안(Ta1) 주사 전극라인들(Y1∼Yn)에 주사전압이 공급되고 어드레스 전극라인들(X1∼Xm)에는 데이터전압이 공급되어 어드레스방전이 발생하게 된다. 이 경우, 제1 어드레스기간(Ta1)이 보다 짧음에 따라 어드레스 방전이 발생된 방전셀들의 내부에는 비교적 균일한 벽전하가 형성된다. 이렇게 어드레스기간에 균일하게 형성된 벽전하는 제1 방전유지기간(Ts1)에서 고주파 전극라인들(RF)에 공통적으로 공급되는 고주파전압과 함께 고주파방전에 이용됨으로써 PDP에서는 균일한 고주파방전이 발생하게 된다. 그 다음, 제1 방전유지기간(Ts1)이 끝나는 시점에서 고주파신호를 오프하여 고주파방전을 중지시키게 된다. 이어서, 제2 어드레스기간동안(Ta2) 상기 제1 어드레스기간동안(Ta1)과 동일하게 주사 전극라인들(Y1∼Yn)에 주사전압이 공급되고 어드레스 전극라인들(X1∼Xm)에 동일한 데이터전압이 공급되어 어드레스방전이 발생하게 됨으로써 비교적 균일한 벽전하가 생성된다. 이 균일하게 형성된 벽전하는 상기 제1 방전유지기간(Ts1)과 동일하게 할당된 제2 방전유지기간(Ts2)에서 고주파 전극라인들(RF)에 공통적으로 공급되는 고주파전압과 함께 고주파방전에 이용됨으로써 PDP에서는 균일한 고주파방전이 발생하게 된다. 그리고, 제2 방전유지기간(Ts2)이 끝나는 시점에서 고주파신호를 오프하여 고주파방전을 중지시키게 된다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 고주파를 이용한 PDP 구동방법에 의하면 각 서브필드의 어드레스기간과 방전유지기간이 2분할되어 교번적으로 배치됨으로써 하나의 어드레스기간에 할당되는 시간이 그만큼 작아지게 되므로 긴 어드레스기간에 의한 벽전하의 불균일성을 최소화할 수 있게 된다. 이에 따라, 본 발명에 따른 고주파를 이용한 PDP 구동방법에 의하면 어드레스기간에서 비교적 균일한 벽전하가 형성됨으로써 이후 균일한 고주파방전이 발생하여 화상왜곡을 최소화할 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.
도 1은 통상적인 3전극 교류 면방전 방식의 플라즈마 디스플레이 패널에 구성되는 방전셀을 나타내는 단면도.
도 2는 종래의 고주파를 이용한 플라즈마 디스플레이 패널에 구성되는 방전셀을 나타내는 사시도.
도 3은 도 2에 도시된 방전셀을 구비하는 플라즈마 디스플레이 패널의 전체적인 전극 배치도.
도 4는 도 3에 도시된 플라즈마 디스플레이 패널에 공급되는 전압파형도.
도 5는 종래의 ADS 구동방법에 따른 각 서브필드의 동작구간을 시간적으로 나타내는 도면
도 6은 본 발명의 고주파를 이용한 플라즈마 디스플레이 패널 구동방법에 따른 각 서브필드의 동작구간을 시간적으로 나타내는 도면.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널 구동방법을 설명하기 위한 전압파형도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 간단한 설명>
10, 40: 상부기판 12, 42 : 하부기판
14, 46 : 주사전극 16 : 유지전극
18, 48 : 유전체층 20 : 보호층
22, 44 : 어드레스전극 26, 54 : 형광체
21 : 방전공간 28, 34 : 방전셀
50 : 고주파전극 52 : 격벽

Claims (3)

  1. 고주파 방전을 이용하는 플라즈마 디스플레이 패널의 구동방법에 있어서,
    임의의 서브필드기간내에서 어드레스방전구간과 방전유지구간이 적어도 2회 이상 반복되는 것을 특징으로 하는 고주파를 이용한 플라즈마 디스플레이 패널 구동방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 어드레스방전구간과 방전유지구간은 적어도 2개 이상으로 분할되어 교번적으로 배치되는 것을 특징으로 하는 고주파를 이용한 플라즈마 디스플레이 패널 구동방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 2회 이상 반복되는 어드레스방전기간 각각에서 동일한 어드레스 방전이 발생됨과 아울러 상기 2회 이상 반복되는 유지방전기간 각각에서 동일한 고주파 방전이 발생되는 것을 특징으로 하는 고주파를 이용한 플라즈마 디스플레이 패널 구동방법.
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