KR100551618B1 - 플라즈마 디스플레이 패널의 구동 방법 - Google Patents

플라즈마 디스플레이 패널의 구동 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 계조의 선형성 및 계조의 표현력을 향상시키는 플라즈마 디스플레이 패널의 구동 방법에 관한 것이다. 본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널에서는 유지 방전 펄스 전압이 인가되는 X전극과 Y 전극 사이에 중간전극을 형성한다. 그리고, 중간 전극에 리셋 파형 및 스캔 펄스 전압을 인가한다. 여기서, 중간 전극이 리셋 파형 및 스캔 펄스 전압을 인가함으로 인해, 유지 방전 기간의 마지막 유지 펄스를 X전극 또는 Y 전극 중 하나에 인가할 수 있다. 이를 통해, 고부하율의 경우 최소 가중치의 서브필드의 서스테인 펄스(유지 방전 펄스) 개수와 최소 가중치 보다 한 단계 높은 가중치의 서브필드의 서스테인 펄스 개수를 0 개 또는 1개로 할 수 있어 계조 선형성 및 계조 표현력을 향상시킬 수 있다.
PDP, 중간 전극, 부하율, 스캔펄스전압, 숏갭 방전, 롱갭 방전

Description

플라즈마 디스플레이 패널의 구동 방법{DRIVING METHOD OF PLASMA DISPLAY PANEL}
도 1은 종래 플라즈마 디스플레이 패널의 사시도이다.
도 2는 도1에 도시한 플라즈마 디스플레이 패널의 단면도이다.
도 3은 종래 플라즈마 표시장치의 전극 배열도이다.
도 4는 종래 플라즈마 표시장치의 구동 파형도이다.
도 5는 플라즈마 디스플레이 패널의 계조 표시 방법을 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 전극 배열도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 구동 파형도이다.
도 8a 내지 도 8e는 본 발명의 실시예에 따른 구동 파형에 기초한 벽전하 분포도이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 구동 방법에서 8개의 서브필드 배열, 1 TV 필드의 서스테인 펄스 개수 총합이 X, Y 전극 각각에 50개인 경우의 각 서브필드에서의 서스테인 펄스 수를 계산한 도면이다.
도 10은 종래의 플라즈마 디스플레이 패널의 구동 방법과 본 발명의 실시예 에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 구동 방법에서의 계조 레벨별 서스테인 개수를 나타내는 도면이다.
본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널(plasma display panel, PDP)의 구동 방법에 관한 것으로, 특히 계조 표현력 및 계조 선형성을 향상시키는 플라즈마 디스플레이 패널의 구동 방법에 관한 것이다.
최근 액정 표시 장치(liquid crystal display, LCD), 전계 방출 표시 장치(field emission display, FED), 플라즈마 디스플레이 패널 등의 평면 표시 장치가 활발히 개발되고 있다. 이들 평면 표시 장치 중에서 플라즈마 디스플레이 패널은 다른 평면 표시 장치에 비해 휘도 및 발광효율이 높으며 시야각이 넓다는 장점이 있다. 따라서, 플라즈마 디스플레이 패널이 40인치 이상의 대형 표시 장치에서 종래의 음극선관(cathode ray tube, CRT)을 대체할 표시 장치로서 각광받고 있다.
플라즈마 디스플레이 패널은 기체 방전에 의해 생성된 플라즈마를 이용하여 문자 또는 영상을 표시하는 평면 표시 장치로서, 그 크기에 따라 수십에서 수백 만개 이상의 화소가 매트릭스 형태로 배열되어 있다. 이러한 플라즈마 디스플레이 패널은 인가되는 구동 전압 파형의 형태와 방전 셀의 구조에 따라 직류형과 교류형으로 구분된다.
직류형 플라즈마 디스플레이 패널은 전극이 방전 공간이 절연되지 않은 채 노출되어 있어서 전압이 인가되는 동안 전류가 방전 공간에 그대로 흐르게 되며, 이를 위해 전류 제한을 위한 저항을 만들어 주어야 하는 단점이 있다. 반면 교류형 플라즈마 디스플레이 패널에서는 전극을 유전체층이 덮고 있어 자연스러운 캐패시턴스 성분의 형성으로 전류가 제한되며 방전시 이온의 충격으로부터 전극이 보호되므로 직류형에 비해 수명이 길다는 장점이 있다.
도 1은 종래 교류형 플라즈마 디스플레이 패널의 일부 사시도이며, 도 2는 도 1에 도시된 플라즈마 디스플레이 패널의 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 제1 유리기판(11) 위에 유전체층(14) 및 보호막(15)으로 덮인 X 전극(3) 및 Y 전극(4)이 쌍을 이루어 평행하게 설치된다. 이때, X 전극 및 Y 전극은 투명 도전성 물질로 이루어진다. X 전극 및 Y 전극(3,4)의 표면에는 금속 물질로 이루어지는 버스 전극(6)이 각각 형성된다.
제2 유리기판(12) 위에는 복수의 어드레스 전극(5)이 설치되며, 어드레스 전극(5)은 유전체층(14')에 의해 덮혀 있다. 어드레스전극(5)들 사이에 있는 유전체층(14') 위에는 어드레스 전극(5)과 평행하게 격벽(17)이 형성되어 있다. 또한, 유전체층(14')의 표면 및 격벽(17)의 양측면에 형광체(18)가 형성되어 있다. 제1 유리기판(11)과 제2 유리기판(12)은 Y 전극(4)과 어드레스전극(5), 및 X 전극(3)과 어드레스전극(5)이 직교하도록 방전공간(19)을 사이에 두고 대향하여 배치되어 있다. 어드레스전극(5)과, 쌍을 이루는 Y 전극(4)과 X 전극(3)과의 교차부분에 있는 방전공간이 방전셀(19)을 형성한다.
도 3은 종래 플라즈마 디스플레이 패널의 전극 배열도를 나타낸다.
도3에 도시한 바와 같이, 종래 플라즈마 표시장치 전극은 m×n의 매트릭스 구성을 가지고 있다. 열 방향으로 어드레스 전극(A1~Am)이 배열되어 있고 행방향으로 n행의 Y 전극(Y1~Yn) 및 X 전극(X1~Xn)이 지그재그로 배열되어 있다. 도 3에 도시된 방전셀(20)은 도1에 도시된 방전셀(19)에 대응한다.
도 4는 종래의 플라즈마 디스플레이 패널의 구동 파형도이다.
도 4에 도시한 플라즈마 디스플레이 패널의 구동방법에 따르면 각 서브필드는 리셋구간, 어드레스 구간, 유지구간으로 구성된다.
리셋구간은 이전의 유지 방전의 벽전하 상태를 소거하고, 다음의 어드레스 방전을 안정적으로 수행하기 위해 벽전하를 셋업(setup) 하는 역할을 한다.
어드레스 구간은 패널에서 켜지는 셀과 켜지지 않는 셀을 선택하여 켜지는 셀(어드레싱된 셀)에 벽전하를 쌓아두는 동작을 수행하는 기간이다.
유지 구간은 X 전극 및 Y 전극에 유지방전 전압을 교대로 인가하여, 어드레싱된 셀에 실제로 화상을 표시하기 위한 방전을 수행하는 기간이다.
이하에서는 종래의 플라즈마 표시장치 구동방법의 리셋구간의 동작을 보다 상세히 설명한다. 도4에 도시한 바와 같이, 리셋 구간은 소거 구간, Y 램프 상승구간 및 Y 램프 하강구간으로 이루어진다.
(1) 소거 구간 (I)
이 구간동안에는, X 전극을 일정한 전위(Vbias)로 바이어스시킨 상태에서 Y 전극에 유지방전 전압(Vs)에서 접지 전위까지 천천히 하강하는 하강 램프를 인가하 여, 이전의 유지 구간에서 형성된 벽전하를 제거한다.
(2) Y 램프 상승구간 (Ⅱ)
이 구간 동안에는 어드레스 전극 및 X 전극을 0V로 유지하고, Y 전극에 전압 Vs로부터 전압 Vset을 향하여 완만하게 상승하는 램프전압을 인가한다. 이 램프전압이 상승하는 동안 모든 방전 셀에서는 Y 전극으로부터 어드레스 전극 및 X 전극으로 각각 미약한 리셋 방전이 일어난다. 그 결과, Y 전극에 (-) 벽전하가 축적되고, 동시에 어드레스 전극 및 X 전극에 (+) 벽전하가 축적된다.
(3) Y 램프 하강 구간 (Ⅲ)
이어서, 리셋기간의 후반에는 X 전극을 정전압 Vbias로 유지한 상태에서, Y 전극에 전압 Vs로부터 접지 전압을 향해 완만하게 하강하는 램프전압을 인가한다. 이 램프전압이 하강하는 동안 다시 모든 방전 셀에서는 미약한 리셋 방전이 일어난다.
한편, 유지 방전 구간에서는 X 전극 및 Y 전극에 동일한 유지방전 전압을 교대로 인가하여, 어드레싱된 셀에 실제로 화상을 표시하기 위한 유지 방전을 수행한다. 이때, 유지 방전 구간에 X 전극 및 Y 전극에 인가되는 파형은 대칭적인 파형이 인가되는 것이 바람직하다.
그러나, 종래의 플라즈마 디스플레이 패널에 의하면 리셋 구간에 Y 전극(Y 전극에는 리셋 및 스캔을 위한 파형이 추가적으로 인가됨)에 인가되는 파형과 X 전극에 인가되는 파형이 다르기 때문에, Y 전극을 구동하기 위한 회로와 X 전극을 구동하기 위한 회로가 다르다. 이에 따라, X 전극 및 Y 전극의 구동회로가 임피던스 매칭이 되지 않아, 유지 방전 구간에서 X 전극 및 Y 전극에 교대로 인가되는 파형이 왜곡되어, 방전 불량이 발생하는 문제점이 발생한다.
또한, 종래의 플라즈마 디스플레이 패널에 의하면 어드레스 기간 후 첫 번째 유지 방전 펄스 인가시 방전 셀내에 충분한 프라이밍 전하(priming particle)가 생성되어 있지 않기 때문에, 방전 불량이 발생하는 문제점이 있었다.
도 5에 나타낸 바와 같이, 플라즈마 디스플레이 패널에서는 1 프레임(1TV 필드)을 복수의 서브필드로 나누고 이를 시분할 제어하여 계조를 구현한다. 각 서브필드는 앞에서 설명한 리셋 기간, 어드레싱 기간 및 서스테인 기간으로 이루어진다. 도 5에는 256 계조를 구현하기 위해 1 프레임을 8개의 서브필드로 나눈 경우를 나타내었다. 각 서브필드(SF1-SF8)는 리셋 기간(도시하지 않음), 어드레스 기간(A1-A8) 및 서스테인 기간(S1-S8)으로 이루어지며, 서스테인 기간(S1-S8)은 발광 기간(1T, 2T, 4T, …, 128T)의 비가 1:2:4:8:16:32:64:128로 된다.
이때, 예를 들어 3이란 계조를 구현하기 위해서는 1T 발광 기간을 가지는 서브 필드(SF1)와 2T 발광 기간을 가지는 서브 필드(SF2)에서 방전 셀을 방전시켜 방전되는 기간의 합이 3T가 되게 한다. 이러한 방법으로 서로 다른 발광 기간을 가지는 서브필드를 조합하여 256계조의 영상을 표시한다.
여기서, 종래의 플라즈마 디스플레이 패널의 구동 방법에 따라 도 5와 같은 계조 표현 방법을 사용하는 경우 유지 기간에 X 전극과 Y 전극간에 각각 서스테인 펄스를 인가하고, 이에 따른 서스테인 펄스수(유지 방전 펄스 수)에 따라 계조를 표현하게 된다. 즉, 각 서브필드에 인가되는 서스테인 펄스수의 조합에 따라 계조 를 표현한다. 이때, 도 4에 나타낸 종래의 플라즈마 디스플레이 패널의 구동방법에서 X 전극, Y 전극에 서스테인 펄스를 인가하여 유지 방전을 수행하며, 리셋 파형 및 스캔 펄스 전압 인가는 Y 전극을 이용하여 수행한다. 따라서, 만약 임의의 A 서브필드를 서스테인 펄스수 9개를 사용하여 밝기를 표현하는 경우(이때 사용할 수 있는 서스테인 개수가 부족한 경우를 가정함) A 서브필드보다 한단계 낮은 밝기를 표현하기 위해서는 2개의 서스테인 펄스수를 제거하여 7개의 서스테인 펄스수에 따른 광 파형의 밝기로 표현하게 되고, 한단계 높은 밝기를 표현하기 위해서는 2개의 서스테인 펄스를 추가하여 11개의 서스테인 펄스를 가지고 밝기를 표현한다. 이는 종래의 플라즈마 디스플레이 패널의 구동 방법의 유지 기간에서는 X전극과 Y전극에 교번적으로 서스테인 펄스를 인가하여 항상 Y전극에 인가하는 서스테인 펄스로 끝나야 하기 때문에 1개의 서스테인 펄스를 추가하거나 제거하지 못하기 때문이다. 즉, 유지기간의 마지막 서스테인 펄스에 의한 Y전극의 음(-)의 벽전하가 쌓이고 X전극의 양(+)의 벽전하가 유지해야 이어지는 리셋 기간에서 정상적인 리셋 과정을 수행할 수 있기 때문이다. 이와 같이 종래의 플라즈마 디스플레이 패널의 구동 방법에서는 플라즈마 디스플레이 패널의 화면 부하율(load ratio)이 아주 높은 경우에는 가중치가 낮은 서브필드를 표현할 수 없어(최소 가중치와 최소 가중치보다 한단계 높은 가중치의 서브필드에 할당되는 서스테인 펄스 개수가 없는 경우가 발생함) 계조의 선형성에 있어 문제가 발생한다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 상기한 종래 기술의 문제점을 해결 하기 위한 것으로서 방전 불량을 방지하기 위한 플라즈마 디스플레이 패널 및 이의 구동 방법을 제공하기 위한 것이다. 또한, 이러한 플라즈마 디스플레이 패널의 구동 방법에서 저계조를 표현력 및 계조의 선형성을 향상시키는 플라즈마 디스플레이 패널의 구동 방법을 제공하기 위한 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 구동 방법은
유지 방전 펄스가 각각 인가되는 제1 전극 및 제2 전극과, 상기 제1 전극 및 제2 전극 사이에 형성되는 제3 전극을 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널의 구동 방법에 있어서,
1 필드가 복수의 서브필드로 나누어 구동되고 각 서브필드는 리셋 기간, 어드레스 기간, 유지 기간을 포함하며,
(a) 상기 어드레스 기간에서, 상기 제1 전극에 소정의 전압을 인가한 상태에서, 상기 제3 전극에 스캔 펄스 전압을 인가하는 단계; 및
(b) 상기 유지 기간에서 상기 제1 전극 또는 제2 전극에 유지 방전 펄스 전압을 인가하는 단계를 포함하며,
상기 플라즈마 디스플레이 패널의 소정의 부하율에서, 상기 복수의 서브필드 중에서 상기 유지 기간의 마지막 유지방전 펄스가 상기 제1 전극에 인가되는 서브필드와 상기 유지 기간의 마지막 유지방전 펄스가 상기 제2 전극에 인가되는 서브필드가 각각 적어도 하나 존재하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 특징에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 구동 방법은
유지 방전 펄스가 각각 인가되는 제1 전극 및 제2 전극과, 상기 제1 전극 및 제2 전극 사이에 형성되는 제3 전극을 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널의 구동 방법에 있어서,
1 필드가 복수의 서브필드로 나누어 구동되고 각 서브필드는 리셋 기간, 어드레스 기간 및 유지 기간을 포함하며,
(a) 가중치가 가장 낮은 제1 가중치를 가지는 서브필드의 유지 기간에 상기 제1 전극 또는 제2 전극에 유지 방전 펄스 전압을 인가하는 단계; 및
(b) 상기 제1 가중치보다 한 단계 높은 제2 가중치를 가지는 서브필드의 유지 기간에 상기 제1 전극 또는 제2 전극에 유지 방전 펄스 전압을 인가하는 단계를 포함하며,
상기 플라즈마 디스플레이 패널의 부하율이 소정의 부하율 이상의 경우 상기 단계(a)에서 인가되는 유지 방전 펄스 수보다 상기 단계(b)에서 인가되는 유지 방전 펄스수가 1개 더 많으며, 상기 어드레스 기간에서 상기 제3 전극에 스캔 펄스 파형을 인가하는 것을 특징으로 한다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였 다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 전극 배열도를 나타낸다.
도 6에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널은 열 방향으로 어드레스 전극(A1~Am)이 평행하게 배열되어 있고, n행의 Y 전극(Y1~Yn), X 전극(X1~Xn) 및 2n-1행의 중간 전극(이하 'M 전극')이 배열되어 있다. 즉, 본 발명의 실시예에 따르면 Y 전극 및 X 전극의 중간에 M 전극이 배열되어 있으며, Y 전극, X 전극, M 전극 및 어드레스 전극이 하나의 방전 셀을 이루는 4 전극 구조를 가진다.
이때, 본 발명의 실시예에 따르면 X 전극 및 Y 전극은 주로 유지 방전 전압파형을 인가하기 위한 전극의 역할을 하며, M 전극은 주로 리셋 파형 및 스캔 펄스 전압을 인가하기 위한 역할을 한다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 구동 파형도이며, 도 8a 내지 도 8e는 도 7에 도시한 구동 파형에 따른 벽전하 분포를 나타내는 도면이다.
이하에서는 도7, 도 8a 내지 도 8e를 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 구동방법을 설명한다.
도 7에 도시한 본 발명의 실시예에 따른 구동방법에 의하면, 각 서브필드는 리셋구간, 어드레스 구간, 유지구간으로 구성된다.
본 발명의 실시예에 따르면 리셋 구간은 소거 구간, M 전극 상승파형 구간 및 M 전극 하강파형 구간으로 이루어진다.
(1-1) 소거 구간 (I)
이 구간은 이전의 유지방전 구간에 형성된 벽전하를 소거하는 역할을 한다. 본 발명의 실시예에 따르면, 유지방전 구간의 마지막 시점에 X 전극에 유지방전 전압 펄스가 인가되고, Y 전극에는 X 전극에 인가된 전압보다 낮은 전압(예컨대, 접지 전압)이 인가되었다고 가정한다. 그러면, 도 7a와 같이, Y 전극 및 어드레스 전극에는 (+) 벽전하가 형성되고, X 전극 및 M 전극에는 (-) 벽전하가 형성된다.
소거 구간에서는 Y 전극을 전압 Ve로 바이어스시킨 상태에서, M 전극에 Vs 전압에서 접지전압까지 완만하게 하강하는 파형(램프 파형 또는 로그 파형)을 인가한다. 여기서, 전압 Vs 및 전압 Ve가 동일한 것이 회로 설계상 바람직하나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 그러면, 도 8a에 도시한 바와 같이 유지 방전 구간시 형성된 벽전하는 소거된다.
(1-2) M 전극 상승 파형구간 (Ⅱ)
이 구간 동안에는 X 전극 및 Y 전극을 접지전압으로 바이어스시킨 상태에서, M 전극에 전압 Vs에서 Vset으로 완만하게 상승하는 파형(램프파형 또는 로그파형)을 인가한다. 이 상승 파형이 인가되는 동안, 모든 방전 셀에서는 M 전극으로부터 어드레스 전극, X 전극 및 Y 전극으로 각각 미약한 리셋 방전이 일어난다. 그 결과, 도 8b에 도시한 바와 같이, M 전극에 (-) 벽전하가 축적되고, 동시에 어드레스 전극, X 전극 및 Y 전극에는 (+) 벽전하가 축적된다.
(1-3) M 전극 하강 파형구간 (Ⅲ)
이어서, 리셋기간의 후반에는 X 전극 및 Y 전극을 Ve로 바이어스시킨 상태에서, M 전극에 전압 Vs로부터 접지 전압을 향해 완만하게 하강하는 파형(램프파형 또는 로그파형)을 인가한다. 이 램프전압이 하강하는 동안 다시 모든 방전 셀에서는 미약한 리셋 방전이 일어난다. 이때, M 전극 하강 파형구간은 M 전극 상승 파형 구간에 의해 쌓인 벽전하를 천천히 감소시키기 위한 것이므로, 하강 파형의 시간을 길게 가지고 갈수록(즉, 기울기를 완만하게 할수록) 감소되는 벽전하량을 정밀하게 제어할 수 있기 때문에 어드레스 방전에 유리하다.
M 전극에 하강 파형을 인가한 결과, 모든 셀의 각 전극에 쌓였던 벽전하가 균등하게 소거되어, 도 8c에 도시된 바와 같이 어드레스 전극에는 (+) 벽전하가 축적되고, 동시에 X 전극, Y 전극 및 M 전극에는 (-) 벽전하가 축적된다.
(2) 어드레스 구간 (스캔 구간)
어드레스 구간에서는 다수의 M 전극을 Vsc 전압으로 바이어스시킨 상태에서 M 전극에 순차적으로 접지 전압을 인가하여 스캔 펄스를 인가하고, 동시에 어드레스 전극에는 방전을 원하는 셀(즉, 켜지는 셀)에 어드레스 전압을 인가한다. 이때, X 전극에는 접지 전압으로 유지하고, Y 전극에는 전압 Ve를 인가한다. (즉, Y 전극에 X 전극의 전압보다 높은 전압을 인가한다.)
그러면, M전극과 어드레스 전극 사이의 방전이 일어나면서, 방전이 X 전극 및 Y 전극으로 확장되고, 그 결과 도 8d에 도시한 바와 같이, X 전극 및 M 전극에는 (+) 전하가 축적되고, Y 전극 및 어드레스 전극에는 (-) 벽전하가 축적된다.
(3) 유지방전 구간
본 발명의 실시예에 따른 유지 방전 구간에 의하면, M 전극을 유지 방전 전압 Vs로 바이어스시킨 상태에서, X 전극 및 Y 전극에 유지방전 전압 펄스를 교대로 인가한다. 이와 같은 전압의 인가를 통해 어드레스 구간에서 선택된 방전 셀에는 유지방전이 일어나게 된다.
이때, 본 발명의 실시예에 따르면 유지 방전 초기와 정상 시점에서는 서로 다른 방전 메카니즘에 의해 방전이 생기게 된다. 이하에서는 설명의 편의상 유지 방전 초기에 발생하는 방전을 숏갭 방전(short-gap discharge) 구간이라 칭하고, 정상 시점의 방전을 롱갭 방전(long-gap discharge) 구간이라 칭한다.
(3-1) 숏갭 방전 구간
유지방전의 시작 구간에서는 도 8e의 (a), (b)에 도시한 바와 같이, X 전극에 (+) 전압 펄스가 인가되고 Y전극에 (-) 전압 펄스가 인가되지만(여기서, + 및 -의 부호는 X 전극에 인가된 전압과 Y 전극에 인가된 전압의 크기를 비교한 상대적인 개념으로서, X 전극에 + 펄스 전압이 인가되었다는 의미는X 전극에 Y 전극보다 큰 전압이 인가되었다는 것을 의미한다.), 동시에 M 전극에 (+) 전압펄스가 인가된다. 따라서, X 전극 및 Y 전극 사이에서만 방전이 일어나는 종래와 달리, X전극/M전극과 Y 전극과의 방전이 일어나게 된다. 특히, 본 발명의 실시예에 따르면 X 전극 및 Y 전극 사이의 거리보다 M 전극과 Y 전극 사이의 거리가 더 가깝기 때문에, M 전극과 Y 전극 사이에 인가되는 전계(electric field)가 더 크게 된다. 따라서, M 전극과Y 전극 사이의 방전이 X 전극과Y 전극 사이의 방전보다 주도적인 역할을 한다. 이처럼, 본 발명의 실시예에서는 유지 방전 초기에 상대적으로 거리가 짧은 M 전극과 Y 전극 사이의 방전이 주도적인 역할을 한다고 해서, 숏갭 방전이라 칭하는 것이다.
이처럼, 본 발명의 실시예에 따르면 유지 방전 초기에 상대적으로 높은 전계가 인가되어 수행되는 숏갭 방전이 발생하기 때문에, 어드레스 기간 후 첫 번째 유지 방전 펄스 인가시 방전 셀내에 충분한 프라이밍 전하(priming particle)가 생성되어 있지 않더라도, 충분한 방전을 수행할 수 있다.
(3-2) 롱갭 방전 구간
유지 방전의 첫 번째 유지방전 펄스 인가 후에는, M 전극의 전압이 일정 전압(Vs)으로 바이어스되기 때문에, M 전극과 X 전극 사이의 방전 또는 M 전극과 Y 전극 사이의 방전(즉, 숏갭 방전)은 방전에 기여하는 정도가 작아 주 방전은 X 전극 및 Y 전극 사이의 방전이 되고, 결국 X 전극 및 Y 전극에 교대로 인가되는 방전 펄스 수에 의해 입력된 영상을 표시할 수 있게 된다.
즉, 도 8e의 (d)에 도시하였듯이, 정상상태의 유지방전구간에서는 M 전극에는 (-) 벽전하가 계속적으로 축적되고, X 전극 및 Y 전극에는 교대로 (-) 벽전하와 (+) 벽전하가 축적된다.
이처럼 본 발명의 실시예에 따르면, 유지 방전 초기에는 X 전극과 M 전극(또 는 Y 전극과 M 전극 사이)의 숏갭 방전에 의해 방전을 수행하기 때문에 프라이밍 파티클이 적은 상태에서도 충분한 방전을 수행하고, 정상적인 상태에서는 X 전극 및 Y 전극 사이의 롱갭 방전에 의해 방전을 수행하기 때문에 안정적인 방전을 수행할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, X 전극과 Y 전극에 거의 대칭적인 전압 파형이 인가되기 때문에, X 전극 및 Y 전극을 구동하기 위한 회로를 거의 동일하게 설계할 수 있다. 따라서, X 전극 및 Y 전극 사이의 회로 임피던스의 차를 거의 없앨 수 있기 때문에, 유지방전 구간에서 X 전극 및 Y 전극에 인가되는 펄스 파형의 왜곡을 감소시켜 안정적인 방전을 도모할 수 있다.
도 7에 도시한 본 발명의 실시예에 따르면 X 전극과 Y 전극의 파형은 서로 뒤바뀌어도 구동이 가능하며, 또한 어드레스 구간에서 X 전극과 Y 전극과의 파형이 서로 바뀌어도 구동이 가능하다.
위에서 설명한 본 발명의 실시예에 따른 구동 방법에 따르면, M 전극에는 주로 리셋 파형 및 스캔 펄스 파형이 인가되고, X 전극 및 Y 전극에는 주로 유지 전압 파형이 인가된다. 이때, M 전극에 인가되는 리셋 파형은 도 7에 도시한 리셋 파형뿐만 아니라 다양한 형태의 리셋 파형이 인가될 수 있다.
상기 도 6 및 도 7에서 설명한 바와 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 구동 방법은 M 전극이 X 전극과 Y 전극사이에 형성하여 이를 통해 소거 구간, 리셋 구간, 어드레스 구간(스캔 펄스 파형이 인가됨)을 담당하고, X 전극과 Y전극은 유지 구간만을 담당한다. 이 경우에 유지 구간에서 도 8e의 (d)에 나타낸 바와 같이 M 전극이 항상 음(-)의 벽전하 상태를 유지하기 때문에 유지 기간('유지 구간'도 같은 뜻을 의미함)의 마지막 서스테인 펄스가 X전극이나 Y전극에 인가되어는 것과 관계없이 소거 구간과 리셋 구간의 과정을 정상적으로 수행할 수 있다. 따라서, 유지 구간에서 X전극과 Y 전극에 쌍으로 유지 방전 펄스(서스테인 펄스)를 인가하여 마지막 유지 방전 펄스가 Y전극에 인가되도록 하지 않고, X 전극 또는 Y전극에 마지막 유지 방전 펄스를 인가할 수 있다.
이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 구동 방법에서 상기와 같이 유지 구간의 마지막 서스테인 펄스(유지 방전 펄스)가 X전극이나 Y전극에 인가되는 것과 관계없이 소거 기간과 리셋 기간의 과정을 정상적으로 수행할 수 특성을 이용한 플라즈마 디스플레이 패널의 구동 방법에 대해서 알아본다.
상기에서 설명한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 구동 방법에서는 유지 구간의 마지막 서스테인 펄스(유지 방전 펄스)가 X전극이나 Y전극에 인가되어도 관계가 없기 때문에, 만약 유지 방전 펄스수 9개를 가지고 임의의 A서브필드를 표현한 경우 A서브필드의 밝기보다 한 단계 낮은 밝기를 표현하는 경우 8개의 유지 방전 펄스로 인한 광 파형의 밝기로 표현 가능하다. 이 경우 밝기 단계의 표현이 종래의 플라즈마 디스플레이 패널의 구동 방법에서의 2개의 유지방전 펄스가 아닌 1개의 서스테인 펄스로 가능하기 때문이다. 즉, 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 구동방법을 통해서는 단계당 최소 휘도 증가폭이 감소하게 되고 이를 통해 계조 선형성을 더욱더 유리하게 확보할 수 있다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 구동 방법에서 8개의 서브필드 배열, 1 TV 필드의 서스테인 펄스 개수 총합이 X, Y 전극 각각에 50개인 경우의 각 서브필드에서의 서스테인 펄스 수를 계산한 도면이다. 즉, 플라즈마 디스플레이 패널의 화면 부하율이 소정의 부하율 이상(가중치가 가장 낮은 서브필드의 서스테인 펄스 수가 0 또는 1개인 경우를 말함)의 경우 각 서브필드에 할당되는 서스테인 펄스수를 계산한 것이다.
도 9에 나타낸 바와 같이, X, Y 전극 각각에 50개의 서스테인 펄스를 사용하여 각 서브필드의 서스테인 펄스 개수를 계산한 값이 소수점으로 나오는 경우 계산한 값이 0.25보다 크고 0.75보다 작은 경우에는 서스테인 펄스 수 1개를 단독으로 추가하여 0.5에 해당하는 밝기를 표현하게 된다. 즉, 만약 가중치가 2인 서브필드(SF2)의 계산 값은 50(총 서스테인 펄스수)×2/255=0.4(정확하게는 0.392....) 가 되며 0.25보다 크고 0.75보다 크게 되어 0.5 즉, 1개의 서스테인 펄스로 표현 가능하다. 이와 같이 가중치를 통해 계산된 값이 α.β라면 서스테인 개수는 아래의 수학식으로 계산된다.
Figure 112003045621140-pat00001
상기 수학식 1에서 S는 서스테인 개수를 의미한다. 이때, 도 9에서의 서스테인 개수가 0.5인 나타낸 경우는 Y 전극(또는 X 전극)에 1개의 서스테인 펄스를 인가하여 가중치 2를 가지는 서브필드(SF2)를 표현하며, 서스테인 개수가 1인 경우에는 X, Y전극에 각각 1개의 서스테인 펄스를 인가하여 가중치 3인 서브필드(SF3)를 표현한다. 즉, 부하율이 소정의 부하율보다 높은 경우에 최소 가중치를 가지는 서브필드 1에 할당되는 유지 방전 펄스 개수와 서브필드 2에 할당되는 유지 방전 펄스수가 1개 차이가 날 수 있도록 할 수 있으며, 또한 서브필드 2와 서브필드 3의 경우에도 유지 방전 펄스 수가 1개 차이가 날 수 있도록 할 수 있다. 이와 같이 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 구동 방법에서는 부하율이 아주 높아 가중치가 낮은 서브필드에 할당되는 서스테인 개수를 확보할 수 없는 경우에도, 유지 방전 기간이 마지막 유지 방전 펄스가 X 전극 또는 Y 전극으로 끝날 수 있으므로 계조 선형성을 확보할 수 있다.
즉, 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 구동 방법에서 계조 표현 방법은 X 전극 또는 Y 전극으로 끝나는 서스테인 펄스를 인가할 수 있으므로 플라즈마 디스플레이 패널의 부하율이 높은 경우에도 계조 표현력 및 계조 선형성을 더욱 향상시킬 수 있다.
도 10은 종래의 플라즈마 디스플레이 패널의 구동 방법과 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 구동 방법에서의 계조 레벨별 서스테인 개수를 나타내는 도면이다.
도 10에 나타낸 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 구동 방법에서의 계조 레벨별 서스테인 펄스 개수 증가의 선형성이 더욱 향상됨을 알 수 있다.
상기 도 10에서는 서스테인 개수가 50개, 256 계조 및 8개의 서브필드를 사용하는 경우에 대해서 나타내었지만 부하율이 소정의 부하율 이상의 경우에도 본 발명의 실시예와 같이 유지 방전 기간에 X 전극 또는 Y 전극으로 끝나는 서스테인 펄스를 인가할 수 있으므로 계조 선형성 및 계조의 표현력을 향상시킬 수 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
이상에서 살펴본 바와 같이, X전극과 Y 전극 사이에 중간 전극을 형성하고 중간 전극에 리셋 파형 및 스캔 파형을 인가하고, X 전극 및 Y 전극에 유지 방전 전압 파형을 인가함으로써, 방전 불량을 방지할 수 있다.
또한, 중간 전극을 통해 리셋 파형 및 스캔 펄스 파형을 인가함으로써 유지 기간의 마지막 유지 방전 펄스 인가시 X전극 또는 Y 전극에 유지 방전 펄스가 인가될 수 있어, 부하율이 높은 경우 계조 선형성 및 계조의 표현력을 향상시킬 수 있다.

Claims (7)

  1. 유지 방전 펄스가 각각 인가되는 제1 전극 및 제2 전극과, 상기 제1 전극 및 제2 전극 사이에 형성되는 제3 전극을 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널의 구동 방법에 있어서,
    1 필드가 복수의 서브필드로 나누어 구동되고 각 서브필드는 리셋 기간, 어드레스 기간, 유지 기간을 포함하며,
    (a) 상기 어드레스 기간에서, 상기 제1 전극에 소정의 전압을 인가한 상태에서, 상기 제3 전극에 스캔 펄스 전압을 인가하는 단계; 및
    (b) 상기 유지 기간에서 상기 제1 전극 또는 제2 전극에 유지 방전 펄스 전압을 인가하는 단계를 포함하며,
    상기 플라즈마 디스플레이 패널의 소정의 부하율에서, 상기 복수의 서브필드 중에서 상기 유지 기간의 마지막 유지방전 펄스가 상기 제1 전극에 인가되는 서브필드와 상기 유지 기간의 마지막 유지방전 펄스가 상기 제2 전극에 인가되는 서브필드가 각각 적어도 하나 존재하는 것을 특징으로 플라즈마 디스플레이 패널의 구동 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 유지 기간에서, 상기 제3 전극에 상기 제1 전극 또는 제2 전극에 인가하는 유지 방전 펄스 전압과 같은 방향의 전압을 인가하는 것을 특징으로 하는 플 라즈마 디스플레이 패널의 구동 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 리셋 기간에서 상기 제 3전극에 리셋 파형을 인가하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 구동 방법.
  4. 유지 방전 펄스가 각각 인가되는 제1 전극 및 제2 전극과, 상기 제1 전극 및 제2 전극 사이에 형성되는 제3 전극을 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널의 구동 방법에 있어서,
    1 필드가 복수의 서브필드로 나누어 구동되고 각 서브필드는 리셋 기간, 어드레스 기간 및 유지 기간을 포함하며,
    (a) 가중치가 가장 낮은 제1 가중치를 가지는 서브필드의 유지 기간에서, 상기 제1 전극 또는 제2 전극에 유지 방전 펄스 전압을 인가하는 단계; 및
    (b) 상기 제1 가중치보다 한 단계 높은 제2 가중치를 가지는 서브필드의 유지 기간에서, 상기 제1 전극 또는 제2 전극에 유지 방전 펄스 전압을 인가하는 단계를 포함하며,
    상기 플라즈마 디스플레이 패널의 부하율이 소정의 부하율 이상의 경우 상기 단계(a)에서 인가되는 유지 방전 펄스 수보다 상기 단계(b)에서 인가되는 유지 방전 펄스수가 1개 더 많으며,
    상기 어드레스 기간에서 상기 제3 전극에 스캔 펄스 파형을 인가하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 구동 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 소정의 부하율은 상기 단계(a)에서 인가되는 유지 방전 펄스수가 1개인 경우의 부하율인 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 구동 방법.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 소정의 부하율은 상기 단계(a)에서 인가되는 유지 방전 펄스수가 없는 경우의 부하율인 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 구동 방법.
  7. 제4항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 리셋 기간에 상기 제3 전극에 리셋 파형을 인가하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 구동 방법.
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