KR100530640B1 - 플라즈마 표시패널의 전극구조 및 구동방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 플라즈마 표시패널(PDP)의 전극구조 및 구동방법에 관한 것으로, 특히 투명전극의 중심에 금속전극을 형성하여 하나의 유지전극이 두 개의 셀을 제어하도록 함으로서, 발광된 빛이 외부로 출사되는 개구율을 증가시키도록 한 플라즈마 표시패널의 전극구조 및 이의 구동방법에 관한 것이다.

종래의 3전극 면방전극 구조에서 각 단위 셀에 두 개의 유지전극이 형성됨으로서 발광효율을 결정짓는 개구율을 한정범위 이상 확대할 수 없게 되고, 이로 인하여 스크린 휘도의 향상이 어려운 문제점이 있었다.

이를 해결하기 위한 본 발명은 평행한 평행한 두 개의 기판이 프리트글라스에 의해 결합되고, 상기 기판중 일측기판에는 유지전극이 형성되며, 타측 기판에는 상기 유지전극과 수직으로 교차되는 어드레스전극이 형성되어 상기 전극간의 방전에 의해 하나의 화소를 이루는 플라즈마 표시패널 구조에 있어서, 상기 유지전극은 좌우 두 개의 셀을 동시에 제어 가능하도록 각 화소간의 경계부에 위치되도록 하였다.

Description

플라즈마 표시패널의 전극구조 및 구동방법

본 발명은 플라즈마 표시패널(PDP)에 관한 것으로서, 특히 투명전극의 중심에 금속전극을 형성하여 하나의 유지전극이 두 개의 셀을 제어하도록 함으로서, 발광된 빛이 외부로 출사되는 개구율을 증가시키도록 한 플라즈마 표시패널의 전극구조 및 이의 구동방법에 관한 것이다.

도 1 은 일반적인 3전극 면방전 PDP의 구조를 나타낸 것으로 구조를 살펴보면, 화상의 표시면인 상부기판(1)과, 상기 상부기판(1)과 일정거리를 사이에 두고 평행하게 위치한 하부기판(2)으로 이루어지는데, 상기 상부기판(1)에는 하부기판(2) 대향면에 일정간격으로 형성된 복수개의 유지전극라인(6,7)과, 상기 복수개의 유지전극라인(6,7)위에 형성되어 방전전류를 제한하는 유전체층(8)과, 상기 유전체층(8)위에 형성되어 상기 유지전극라인(6,7)을 보호하는 보호층(9)으로 구성되며, 상기 하부기판(2)에는 복수개의 방전공간을 형성시키는 복수개의 격벽(3)과, 상기 격벽(3)사이에 유지전극라인(6,7)과 직교하도록 형성된 복수개의 어드레스 전극라인(4)과, 상기 각 방전공간의 내부면 중 양측 격벽면과 하부 기판면에 해당 어드레스전극라인(4)을 감싸도록 형성되어 방전시 가시광선을 방출하는 형광체(5)로 이루어진다.

그리고 도 2 는 상기 플라즈마 표시패널의 상,하부 기판이 결합된 단면도를 나타낸 것으로, 상부기판(1)을 편의상 90도 회전시켜 도시하였다.

상기의 도면을 보면 한 쌍의 유지전극라인은 300μm의 폭을 갖으며 투명전극라인(ITO전극; 6)과 금속전극라인(7)으로 구성되는데, 상기 투명전극라인(6)은 양단에 방전전압이 공급되면 해당 방전공간 내부에서 상호 면방전을 일으키고, 상기 금속전극라인(7)은 약50～100μm의 폭을 갖으며 투명전극라인(6)위에 각각 형성되어 투명전극라인의 저항에 의한 전압강하를 방지한다.

도 3은 4×4개의 방전 셀을 가진 플라즈마 디스플레이 패널의 상판 위에서 본 전극 배치도를 나타낸 것으로, 상기 격벽(3)사이에 복수개의 유지전극라인(6,7)과 직교하도록 복수개의 어드레스 전극라인(4)이 형성되어져 있다.

상기와 같이 구성된 종래 기술에 의한 플라즈마 표시 패널의 여러 가지 구동방식 중 하나인 ADS 서브필드( Address and Display Separating sub-field ) 방식에 따라 3전극 면방전 PDP 상에 2^X 계조(gray scale)의 화상을 표시하는 과정을 설명하면 다음과 같다.

상기 ADS 서브필드 방식은 구현하고자 하는 계조에 따라 1 프레임을 복수개의 서브필드로 분할하여 구동하는 방식으로서, 각 서브필드는 리셋 기간과 어드레스 기간과 서스테인 기간으로 나뉘어 구동된다.

여기서, 각 서브필드의 어드레스 기간은 모두 동일하게 할당되어 있으나 서스테인 기간은 복수개의 어드레스 전극라인(4)을 통해 공급되는 R, G, B 디지털 화상 데이터의 비트 가중치에 따라 각기 다르게 할당되어 있으므로 각 서브필드의 조합으로(눈의 적분효과를 이용함) 화상의 계조 구현이 가능해진다.

예를 들어, 2^X 계조의 구현을 위하여 R, G, B 아날로그 화상 데이터는 X비트의 R, G, B 디지털 화상 데이터(최하위 B₁～최상위 B_X)로 디지털화되고, 1 프레임은 X개의 서브필드(SF₁～SF_X)로 분할되며, 각 서브필드(SF1～SF_X)의 서스테인 기간은 2⁰: 2¹: 2²: … 2^X-2: 2^X-1 의 비율로 할당된다.

먼저, 각 서브필드(SF₁～SF_X)의 어드레스 기간에 유지전극라인(6,7)에 1 단계로 소거(erase) 펄스, 2 단계로 써넣기(write) 펄스, 3 단계로 소거 펄스를 공급하여 복수개의 어드레스 전극라인(4) 위에 각각 형성된 R, G, B 형광체층 표면에 벽전하를 형성시켜 이후에 수행되는 각 셀의 어드레스 방전전압을 낮추고, 4 단계로 복수개의 유지전극라인(6,7)에 순차적으로 소정 전압의 스캔 펄스를 공급한다.

즉, 해당 투명전극라인(6)에 150V～300V의 방전개시전압이 공급되면 상기 투명전극라인(6) 간에 면방전(보조방전)이 일어나 해당 방전공간의 내부면에 벽전하가 형성된다.

그후, 투명전극라인(6)과 해당 어드레스 전극라인(4)에 어드레스 방전전압이 공급되면 상기 투명전극라인(6)과 해당 어드레스 전극라인(4)간의 어드레스 방전(주방전)이 일어나 해당 방전공간 내부에 주입된 방전가스가 전자와 이온으로 전리되면서 자외선이 방출되고, 상기 자외선에 의해 방전공간 내부면에 형성된 형광체층(5)이 여기 되어 가시광선이 방출되며, 상기 가시광선이 상부기판(1)을 통과하여 외부로 출사되면 외부에서 임의의 셀의 발광 즉, 화상표시를 인식할 수 있게된다.

이후, 각 서브필드(SF₁～SF_X)의 어드레스 기간이 완료되면 해당 투명전극라인(6)에 150V 이상의 유지 방전 전압이 공급되면 상기 투명전극라인(6)간에 유지 방전이 일어나 각 R, G, B셀의 방전 및 발광을 일정 시간동안 (서스테인 기간) 각각 유지시킨다.

이와 같이 외부로 출사되는 가시광선의 양은 하나의 셀을 이루는 한 쌍의 금속전극(7)간의 거리 즉, 개구율에 의해 결정되며, PDP의 발광효율을 높이기 위해서는 이 개구율을 넓게 형성하여야 한다.

그러나 종래의 전극구조는 금속전극(7)이 투명전극(6)상에 형성됨으로 발광효율을 결정짓는 개구율을 한정범위 이상 확대할 수 없게되고, 이로 인하여 스크린 휘도의 향상이 어려운 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로 투명전극의 중심에 금속전극을 형성하여 하나의 유지전극이 두 개의 셀을 제어하도록 함으로서, 발광된 빛이 외부로 출사되는 개구율을 증가시키도록 하는데 그 목적이 있다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 평행한 두 개의 기판이 프리트글라스에 의해 결합되고, 상기 기판중 일측기판에는 유지전극이 형성되며, 타측 기판에는 상기 유지전극과 수직으로 교차되는 어드레스전극이 형성되어 상기 전극간의 방전에 의해 하나의 화소를 이루는 플라즈마 표시패널 구조에 있어서, 상기 유지전극은 좌우 두 개의 셀을 동시에 제어 가능하도록 각 화소간의 경계부에 위치되도록 하였다.

또한, 이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 방법은 모든 유지 전극을 복수 개로 그룹화하여 각기 해당되는 전극에 벽전하를 형성하는 제 1 단계와, 상기 벽전하 형성후 원하지 않는 셀에 해당되는 두 유지 전극에 소거 펄스를 인가하여 벽전하를 소거하는 제 2 단계로 이루어진다.

이하, 본 발명의 일 실시 예를 첨부한 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 4는 본 발명에 의한 플라즈마 표시패널의 전극구조를 나타낸 것으로, 이에 도시된 바와 같이 하부기판(102)은 종래와 동일하게 셀간의 분리 및 방전공간 확보를 위한 격벽(103)과 방전전압이 공급되는 어드레스전극(104)이 평행을 이루며 형성되고, 상기 격벽(103) 사이에는 형광체(105)가 형성된다. 그리고 상부기판(101)에는 유지전극이 어드레스전극(104)과 수직을 이루며 위치하는데 있어서, 금속전극(107)이 투명전극(106)의 중앙부에 형성되어 있다. 유전층(108)과 보호층(109)은 종래와 동일하게 상부기판(101)상에 형성되었다.

이와 같이 구성된 본 발명의 동작 및 작용 효과를 첨부한 도면 도 4 내지 도 7을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

먼저, 종래의 플라즈마 표시패널 구동방식은 여러 가지 구동방식 중 하나인 ADS 서브필드(Address and Display Separating sub-field) 방식을 사용하고 있으며, 상기 ADS 서브필드 방식은 구현하고자 하는 계조에 따라 1 프레임을 복수개의 서브필드로 분할하여 구동하는 방식으로서, 각 서브필드는 리셋 기간과 어드레스 기간과 서스테인 기간으로 나뉘어 구동된다.

그러나 본 발명은 상기 ADS 서브필드 방식과는 조금 다른 방식으로 진행되는데 그 이유는 전극의 형태가 기존과는 다른 공통전극의 형태로서 전극의 구조는 두 개의 셀에 하나의 전극이 작용하는 형태로서 도 5에 도시된 전극 구조를 보면 쉽게 이해할 수가 있다.

여기서, 이 구조의 구동방법을 도 7에 도시된 전극 배치를 이용한 구동 파형도를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

먼저, 종래의 ADS 서브필드 방식은 리셋 기간에 전체 화면을 동시에 소거하여 벽전하를 없앤 후, 어드레스 기간에서 원하는 셀만 선택하여 벽전하를 형성하는 것을 골격으로 하고 있는 반면 본 발명은 일단 리셋 기간 즉, 준비(Preparing) 기간에 모든 셀의 벽전하를 형성하고 원하지 않는 부분을 선택해서 소거하는 방식으로 이루어진다.

즉, 준비 기간에서 벽전하를 형성하는 방법은 일단 모든 전극을 X1, Y1, X2, Y2로 그룹화하여 동일시간에 X1이면 4n에 해당되는 전극에 모두 X1과 같은 전압을 걸어주고 Y1도 마찬가지로 4n에 해당되는 전극에 같은 전압을 걸어주어 순차적으로 모든 화면에 벽전하를 형성시킨다.

그런 다음, 어드레스 기간에서 영상이 나타나지 않는 셀에 벽전하를 제거할 수 있는 소거 펄스를 걸어준다.

이때, 기존의 방식에서는 데이터 전극을 스캔할 때 원하는 부분만 선택하면 됐으나 공통전극의 구조에서는 공유된 셀 중 선택성을 가지기 위해 모든 전극이 선택성(Selectivity)전극이다.

도 6은 종래 및 본 발명의 방전 원리를 비교한 것으로서, 종래 기술인 (가)에서는 전극 주위에 벽전하가 형성되게 하려면 +전하를 생성하고 싶은 부분의 전극에 -V를 걸어주고 어드레스 전극에는 +V를 방전개시전압 이상의 전압이 형성되도록 걸어주면 된다.

한편, (나)에 도시된 본 발명은 이미 형성되어 있는 벽전하를 소거하는 것이므로 +전하가 형성되어 있는 곳에 +V를 걸어주고 어드레스 전극에 -V를 걸어주면 된다.

이때, 전압차는 방전개시전압 이상이 아니라 방전은 일어나지 않고 벽전하만 없애도록 낮은 전압을 걸어 주면 된다.

이후, 유지전극이 한쌍씩 스캐닝되는 동안 그 유지 전극라인에 대응하는 어드레스 펄스를 상기 스캔 신호와 동기화하여 어드레스 전극라인에 각각 공급하여 방전을 일으키게 된다.

다음으로, 서스테인 기간으로 넘어가서 모든 화면을 동시에 서스테인을 걸어주면 원하는 부위의 셀만 켜지게 되며, 이러한 과정이 1/60초 동안 계속 반복되어 패널이 구동하게 된다.

이때, 문제가 되는 것은 인접한 두 셀이 선택되었을 때 동시에 켜질 수는 없고 순차적인 단계를 거쳐 셀을 켜준다. 이것은 주파수를 조정하면 간단히 해결할 수 있다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명의 플라즈마 표시장치는 하나의 유지전극이 두 개의 셀을 제어하게 됨으로 전극의 제조공정을 단순화 하게되고, 전극사이의 개구율이 증가하여 휘도 및 스크린 발광효율을 상승시키는 효과가 있다.

도 1 은 종래 플라즈마 표시패널의 상, 하기판 분리 사시도.

도 2 는 종래 기술에 의한 패널 단면 구조도.

도 3 은 종래 플라즈마 표시패널의 상판 위에서 본 전극 배치도.

도 4 는 본 발명에 의한 플라즈마 표시패널의 단면 구조도.

도 5 는 본 발명에 의한 플라즈마 표시패널의 상판 위에서 본 전극 배치도.

도 6 은 종래 및 본 발명의 방전 원리를 비교한 것으로서,

(가)는 종래 기술의 방전 원리 상태도이고,

(나)는 본 발명에 의한 벽전하 소거 원리 상태도이다.

도 7 은 본 발명에 의한 플라즈마 표시패널의 전극 배치를 이용한 구동 파형도.

*** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ***

101 : 상부기판 102 : 하부기판

103 : 격벽 104 : 어드레스전극

105 : 형광체 106 : 투명전극

107 : 금속전극 108 : 유전층

109 : 보호층

Claims (6)

1. 평행한 두 개의 기판이 프리트글라스에 의해 결합되고, 상기 기판중 일측기판에는 유지전극이 형성되며, 타측 기판에는 상기 유지전극과 수직으로 교차되는 어드레스전극이 형성되어 상기 전극간의 방전에 의해 하나의 화소를 이루는 플라즈마 표시패널 구조에 있어서,

   상기 유지전극은 좌우 두 개의 셀을 동시에 제어가능하도록 각 화소간의 경계부에 위치하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 표시패널의 전극구조.

   상기 유지전극은 투명전극라인 및 금속전극라인으로 이루어진 것을 특징으로 하는 플라즈마 표시패널의 전극구조.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 유지전극은 투명전극라인 및 금속전극라인으로 이루어진 것을 특징으로 하는 플라즈마 표시패널의 전극구조.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 유지전극은 투명전극라인의 중앙부를 따라 금속전극이 위치하는 형상으로 이루어짐을 특징으로 하는 플라즈마 표시패널의 전극구조.
4. 모든 유지 전극을 복수 개로 그룹화하여 각기 해당되는 전극에 벽전하를 형성하는 제 1 단계와,

   상기 벽전하 형성후 원하지 않는 셀에 해당되는 두 유지 전극에 소거 펄스를 인가하여 벽전하를 소거하는 제 2 단계로 이루어짐을 특징으로 하는 플라즈마 표시패널의 전극 구동방법.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 복수개로 그룹화된 전극에 동일 전압을 순차적으로 인가하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 표시패널의 전극 구동방법.
6. 제 4 항에 있어서,

   상기 제 2 단계는 벽전하를 소거함과 아울러 각종 입력 신호에 따라 매 프레임마다 서브 필드의 순서에 따라 유지 전극라인을 선택하여 스캔 펄스를 공급하고 그 유지 전극라인에 대응하는 어드레스 펄스를 상기 스캔 신호와 동기화하여 어드레스 전극라인에 각각 공급하여 방전을 일으키는 제 A 단계와,

   상기 방전이 일어난 일부 셀의 방전 및 발광을 외부로부터 공급되는 서스테인 펄스 기간(서스테인 기간) 동안 유지되도록 하는 제 B 단계를 더 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 플라즈마 표시패널의 전극 구동방법.