KR100554417B1 - 고주파를 이용한 플라즈마 디스플레이 패널과 그 구동 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 고주파를 이용한 플라즈마 디스플레이 패널과 그 구동 장치 및 방법에 관한 것이다. 본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널은 데이터전극이 형성된 제1 기판과; 제1 기판상의 데이터전극상에 형성된 유전체층; 데이터전극과 교차되도록 주사전극과 공통소거전극이 평행하게 형성된 제2 기판; 제1 및 제2 기판 사이를 이격시켜 방전공간을 형성하는 격벽; 및 제2 기판상의 주사전극 및 공통전극을 덮도록 형성되어 가시광선을 발생시키는 형광체를 포함한다. 또한, 본 발명의 고주파를 이용한 플라즈마 디스플레이 패널 구동 방법은 어드레스기간에 데이터전극에 고주파신호와 중첩시켜 데이터신호를 인가하여 어드레스방전을 발생시키는 단계와; 서스테인기간에 어드레스방전이 발생된 방전셀에 데이터전극으로부터 고주파신호를 공급하여 고주파방전을 유지시키는 단계; 및 소거기간에 공통소거전극에 소거신호를 인가하여 고주파방전을 소거시키는 단계를 포함한다. 이와 같은 본 발명에 의하면, 플라즈마 디스플레이 패널의 휘도를 상승시키고 구동전압을 낮추고 방전효율을 향상시킬 수 있으며 오방전 및 노이즈 발생을 최소화할 수 있다.

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Description

고주파를 이용한 플라즈마 디스플레이 패널과 그 구동 장치 및 방법{Plasma Display Panel Using High Frequency and its Driving Apparatus and Method}

도 1은 통상의 플라즈마 디스플레이 패널의 방전셀 구조를 나타내는 단면도.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 방전셀 구조를 나타내는 단면도.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 전체적인 전극배치구조를 나타내는 도면.

도 4는 도 3에 도시된 플라즈마 디스플레이 패널을 구동하기 위한 신호파형을 나타내는 타이밍도.

도 5는 도 3에 도시된 플라즈마 디스플레이 패널을 구동하기 위한 구동회로를 개략적으로 나타내는 도면.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 간단한 설명>

10, 30 : 상부기판 12, 38 : 하부기판

14, 46 : 격벽 16 : 유지전극 쌍

18, 42 : 유전체 20, 44 : 보호막

21 : 방전공간 22, 40 : 데이터전극

24, 36 : 형광체 32 : 주사전극

36 : 공통소거전극 50 : 주사구동 IC

52 : 데이터구동 IC 54 : PDP

본 발명은 플라즈마 디스플레이 장치에 관한 것으로, 특히 고주파 방전을 이용하는 경우 고주파 영향에 의한 오방전이나 노이즈 발생을 최소화할 수 있는 고주파를 이용한 플라즈마 디스플레이 패널과 그 구동 장치 및 방법에 관한 것이다.

최근 들어, 대형 평판 표시장치의 필요에 따라 대면적의 평판 디스플레이 패널의 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 여기시켜 발생하는 가시광을 이용하여 문자 또는 그래픽(Graphic)을 표시하고 있다.

이러한, PDP는 통상 글로우 방전을 이용하지만 방전셀의 크기가 너무 작기 때문에 실제로 글로우 방전관의 구조에서 방전효율이 높은 양광주 영역은 전혀 이용되지 않고 있다. 이로 인하여, 최근에는 방전셀의 한정된 공간내에서 밝기 및 효율을 증가시키기 위해 방전영역을 ARC 방전으로 변경하거나 방전패스를 길게해서 강제적으로 양광주 영역을 활용하고자 하는 방안이 시도되고 있다. 또한, 방전셀 의 구조에서 벗어난 다른 구조, 예컨데 방전셀의 크기 및 방전공간이 매우 큰 구조 등을 이용하여 방전효율을 향상시키고자 노력하고 있다.

도 1을 참조하면, 통상적으로 많이 사용되고 있는 3전극 교류(AC) 방식의 PDP에 구성된 방전셀의 구조가 도시되어 있다.

도 1에 도시된 PDP의 방전셀은 화상의 표시면인 상부기판(10)과, 격벽(14)에 의해 상부기판(10)과 평행하게 배치된 하부기판(12)을 구비한다. 격벽(14)은 셀 간의 전기적, 광학적 간섭이 차단되도록 셀 내부에 방전공간(21)을 마련함과 아울러 상부기판(10)과 하부기판(12)을 지지하는 역할을 한다. 상부기판(10) 상에는 유지전극쌍(16), 즉 주사/유지 전극과 유지전극이 나란하게 배치된다. 하부기판(12) 상에는 유지전극쌍(16)과 방전을 일으키기 위한 데이터전극(22)이 배치되게 된다. 그리고, 유지전극쌍(16)이 배치된 상부기판(10) 상에는 전하축적을 위한 유전체층(18)이 평탄하게 형성되어 있고, 이 유전체층(18) 표면에는 보호막(20)이 형성되어 있다. 이 보호막(20)은 플라즈마 입자들의 스퍼터링 현상으로부터 유전체층(18)을 보호하여 수명을 연장시켜 줄 뿐만 아니라 2차전자의 방출 효율을 높여주고 산화물 오염으로 인한 내화 금속의 방전 특성 변화를 줄여주는 역할을 하는 것으로 주로 산화마그네슘(MgO) 막이 이용되고 있다. 데이터전극(22)이 배치된 하부기판(12) 상에는 고유색의 가시광선을 발생하기 위한 형광체층(24)이 도포되어 있다. 이 형광체층(24)은 가스방전시 발생되는 짧은 파장의 진공 자외선(Vacuum Ultraviolet;VUV)에 의해 여기되어 적, 녹, 청(R, G, B)의 가시광을 발생하게 된다. 그리고, 방전셀의 내부에 마련된 방전공간(21)에는 방전가스가 충 진되어진다. 이러한 구조의 방전셀에서 데이터전극(22)과 유지전극(16) 사이의 어드레스 방전에 의해 선택된 후 유지전극들(16) 사이의 계속적인 유지방전에 의해 발생된 진공 자외선이 형광체(24)를 여기시켜 가시광을 방출함으로써 PDP는 원하는 화상을 표시하게 된다. 이 경우, 유지방전 횟수를 조절하여 영상 표시에 필요한 단계적인 밝기, 즉 그레이 스케일(Gray Scale)을 구현하게 된다. 이에 따라, 유지방전 횟수는 PDP의 휘도 및 방전효율을 결정하는 중요한 요소가 되고 있다.

그런데, 종래에는 유지 방전을 위해 유지전극들(16)에는 보통 듀티비(Duty ratio)가 1이고 주파수가 통상 200∼300kHz 정도이며 10∼20㎲ 정도의 펄스폭을 가지는 서스테인펄스가 주기적으로 인가된다. 이 경우, 유지방전은 유지펄스당 극히 짧은 순간에 1번씩만 발생하게 된다. 그리고, 유지방전에 의해 발생된 하전입자들은 유지전극들(16) 사이에 형성된 방전경로를 전극의 극성에 따라 이동함으로써 셀의 방전공간 내부에는 벽전하가 형성되고 이 벽전하에 의해 방전공간 내의 방전전압이 감소하면서 방전이 멈추게 된다. 다시 말하여, 종래의 유지펄스에 의한 유지 방전은 펄스마다 짧은 순간에 1번씩만 발생하고 그외의 대부분 시간은 벽전하 형성 및 다음 방전을 위한 준비단계로 소비됨으로써 PDP의 휘도 및 방전효율은 낮을 수밖에 없었다.

이러한 PDP의 낮은 휘도 및 방전효율을 해결하기 위하여, 수십 내지 수백 MHz대의 고주파를 이용한 고주파방전을 디스플레이 방전으로 이용하고자 하는 방안이 대두되고 있다. 고주파 방전은 진동전계에 의해 전자가 진동운동을 함으로써 방전가스의 연속적인 이온화 및 여기를 발생시키게 되므로 거의 대부분의 유지방전 시간동안 전자의 소멸없이 연속적인 방전을 일으킬 수 있으므로 휘도를 현저하게 향상시킬 수 있게 된다. 또한, 고주파 방전은 저기압에서 방전하는 경우 전계는 작아지고 양광주만 존재하는 방전형식으로서 진동 전계에서 전자가 생성되고 확산은 플라즈마 내에서 양극성 확산이 되어 전자의 자유확산보다 감소하여 생성과 손실이 평형을 이루게 되므로 방전효율을 향상시킬 수 있게 된다.

그런데, 전술한 고주파방전을 도 1에 도시된 바와 같은 종래의 방전셀에 적용하는 경우 고주파방전에 의한 효과를 기대할 수 없을 뿐만 아니라 고주파신호의 영향으로 인한 오방전 및 노이즈 등과 같은 문제점이 발생하게 된다. 상세히 하면, 고주파방전은 두 전극 사이에서 전자가 소멸없이 진동운동을 해야하므로 어느 정도 이상의 전극간의 거리가 요구된다. 그러나, 종래의 방전셀 구조에서 유지전극 간의 거리는 작을 뿐만 아니라 고해상도 구현을 위해 방전셀의 면전이 작아지는 추세에서 유지전극 간의 거리를 증가시키는데는 한계가 있다. 이에 따라, 고주파방전에 적합한 PDP의 구조가 요구되고 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 플라즈마 디스플레이 패널의 휘도를 상승시키고 구동전압을 낮추고 방전효율을 향상시킬 수 있으며 오방전 및 노이즈 발생을 최소화할 수 있는 고주파를 이용한 플라즈마 디스플레이 패널과 그 구동 장치 및 방법을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 고주파를 이용한 플라즈마 디스플레이 패널은 데이터전극이 형성된 제1 기판과; 상기 제1 기판상의 데이터전극상에 형성된 유전체층; 상기 데이터전극과 교차되도록 주사전극과 공통소거전극이 평행하게 형성된 제2 기판; 상기 제1 및 제2 기판 사이를 이격시켜 방전공간을 형성하는 격벽; 및 상기 제2 기판상의 주사전극 및 공통전극을 덮도록 형성되어 가시광선을 발생시키는 형광체를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이와 같은 특징에 의하면, 상기 유전체층 상에는 보호막이 형성된다.

본 발명의 다른 특징에 의하면, 고주파신호 및 데이터신호가 인가되는 데이터전극이 형성된 제1 기판과, 상기 데이터전극과 교차되도록 주사전극과 공통소거전극이 평행하게 형성된 제2 기판을 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널을 구동하는 장치에 있어서, 상기 데이터전극에 고주파방전을 위한 고주파신호 및 데이터신호를 공급하기 위한 데이터구동수단과; 상기 주사전극에 어드레스방전을 위한 주사신호를 공급하기 위한 주사구동수단; 및 상기 공통소거전극에 고주파방전을 소거하기 위한 소거신호를 공급하기 위한 소거구동수단을 포함한다.
이와 같은 특징에 의하면, 상기 데이터구동수단은 어드레스 시에 상기 고주파신호에 데이터신호를 중첩시켜 공급한다.
본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 고주파신호 및 데이터신호가 인가되는 데이터전극이 형성된 제1 기판과, 상기 데이터전극과 교차되도록 주사전극과 공통소거전극이 평행하게 형성된 제2 기판을 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널을 어드레스기간과 서스테인기간 및 소거기간에 따라 구동하는 방법에 있어서, 어드레스기간에 상기 데이터전극에 고주파신호와 중첩시켜 데이터신호를 인가하여 어드레스방전을 발생시키는 단계와; 서스테인기간에 상기 어드레스방전이 발생된 방전셀에 상기 데이터전극으로부터 고주파신호를 공급하여 고주파방전을 유지시키는 단계; 및 소거기간에 상기 공통소거전극에 소거신호를 인가하여 고주파방전을 소거시키는 단계를 포함한다.
이와 같은 특징에 의하면, 상기 어드레스방전을 발생하는 단계는 주사전극에 주사신호를 인가하는 단계를 포함한다.

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이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부도면 도 2 내지 도 5를 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 PDP의 방전셀 구조를 도시한 것으로서, 도 2에 도시된 PDP의 방전셀은 상부기판(30) 상에 배치된 주사전극(32) 및 공통소거전 극(34)과, 하부기판(38) 상에 배치된 데이터전극(40)과, 상부기판(30)과 하부기판(38) 사이의 격벽(46)을 구비한다.

도 2에 도시된 PDP의 방전셀에서 상부기판(30)과 하부기판(38)은 대향하게 배치되게 된다. 상부기판(30) 상에는 주사전극(32)과 공통소거전극(34)이 나란하게 배치된다. 주사전극(32) 및 공통소거전극(34)이 배치된 상부기판(30) 상에는 형광체(36)가 도포되어 고주파방전시 발생되는 진공자외선에 의해 고유색의 가시광을 방출하게 된다. 하부기판(38) 상에는 데이터전극(40)이 배치되고, 데이터전극(40)이 배치된 하부기판(38) 상에는 유전체층(42) 및 보호막(44)이 순차적으로 형성된다. 상부기판(30)과 하부기판(38) 사이에 위치하는 격벽(46)은 방전셀간의 전기적, 광학적 간섭이 차단되도록 방전셀의 내부에 방전공간(41)을 마련함과 아울러 상부기판(30)과 하부기판(38)을 지지하는 역할을 한다. 방전셀의 내부에 마련된 방전공간(41)에는 방전가스가 충진되어진다. 그리고, 원할한 고주파방전을 위해 전극 간의 거리가 충분히 확보되어야 하므로 방전셀의 높이는 종래보다 2∼5배 이상 높게 설정한다.

이러한 구조의 방전셀에서 주사전극(32)에 인가되는 주사신호와 데이터전극(40)에 고주파신호와 중첩되어 인가되는 데이터신호에 의해 방전이 발생하게 된다. 이어서, 데이터전극(40)에 인가되는 고주파신호에 의해 고주파방전이 발생함으로써 방전공간(41) 내에서 전자가 진동운동을 하게 된다. 이에 따라, 전자가 벽면에 부딪혀 손실되는 에너지가 없이 낮은 전압으로도 계속 방전을 유지할 수 있게 된다.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 고주파를 이용한 PDP의 전체적인 전극배치를 나타낸 것으로서, 도 3에 도시된 PDP는 가로방향으로 나란하게 배치된 n개의 주사 전극라인(SEL1∼SELn) 및 공통소거 전극라인(CEEL1∼CEELn)과 세로방향으로 배치된 m개의 데이터 전극라인(DEL1∼DELm)을 구비한다.

도 3에 도시된 PDP에서 가로방향으로 나란하게 배치된 주사 전극라인(SEL1 내지 SELn) 및 공통소거 전극라인(CEEL1 내지 CEELn) 과 세로방향으로 배치된 데이터 전극라인(DEL1 내지 DELm)의 교차부에 방전셀들이 형성되게 된다. 여기서, 주사 전극라인(SEL1 내지 SELn)은 주사신호를 공급하는 역할을 하고, 데이터 전극라인(DEL1 내지 DELm)은 고주파신호 및 데이터신호를 공급하는 역할을 하며 공통소거 전극라인(CEEL1 내지 CEELn)은 소거신호를 공급하는 역할을 하게 된다. 공통소거 전극라인(CEEL1∼CEELn)은 공통 접속되어 구동된다.

도 4에 도시된 구동파형을 참조하여 PDP의 구동방법을 살펴보면, 우선적으로 어드레스구간에서 주사 전극라인(SEL1∼SELn)에 베이스전압(-Vs)이 공통적으로 인가됨과 아울러 라인 순차적으로 주사신호(-Vk)가 공급되게 된다. 이때, 공통소거 전극라인(CEEL1∼CEELn)에도 베이스전압(-Vs)이 공통적으로 인가된다. 데이터 전극라인(DEL1 내지 DELm)에는 공통적으로 고주파신호(RF)가 공급됨과 아울러 상기 그 고주파신호(RF)에 중첩되어 데이터신호(Vw)가 공급되게 된다. 이 경우, 고주파신호(RF)에 중첩된 데이터신호(Vw)와 주사신호(-Vk)의 합에 의해 방전셀은 방전이 발생하여 온(On)되게 된다. 이렇게, 방전셀이 온된 경우 데이터 전극라인(DEL1∼DELm)에 공급되는 고주파신호(RF)에 의해 고주파방전, 즉 유지방전 이 지속되게 된다. 그 다음, 공통소거 전극라인(CEEL1∼CEELn)에 공통적으로 소거신호(Ve)가 공급되면 고주파방전은 소거되게 된다.

도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 PDP 구동회로를 개략적으로 도시한 것으로서, 도 5에 도시된 PDP 구동회로는 PDP(54)의 주사 전극라인(SEL1 내지 SELn)에 주사신호를 공급하기 위한 주사구동 IC(50)와, 데이터 전극라인(DEL1 내지 DELn)에 고주파신호와 데이터신호를 공급하기 위한 데이터구동 IC(52)를 구비한다. 또한, 도 4의 PDP 구동회로는 PDP(50)의 공통소거 전극라인(CEEL1 내지 CEELn)에 소거전압을 공급하기 위한 구동부(도시하지 않음)를 더 구비한다.

도 5에 도시된 PDP 구동회로에서 주사구동 IC(50)는 다이오드(D)를 통해 PDP(50)의 주사 전극라인(SEL1∼SELn)에 접속되어 순차적으로 주사신호를 공급하게 된다. 데이터구동 IC(52)는 캐패시터(C)를 통해 데이터 전극라인(DEL1∼DELm)에 접속되어 공통적으로 고주파신호를 공급함과 아울러 입력 데이터신호를 라인단위로 고주파신호와 중첩하여 공급함으로써 상기 주사신호와 함께 공급되는 방전셀에서 어드레스 방전이 발생되도록 한다. 이렇게 어드레스방전이 발생된 방전셀에서는 데이터구동 IC(52)로부터 데이터 전극라인(DEL1 내지 DELm)에 인가되는 고주파신호에 의해 고주파방전이 발생하게 된다. 이어서, 원하는 시점에서 공통소거 전극라인(CEEL1∼CEELn)에는 구동부(도시하지 않음)로부터 소거신호가 공급됨으로써 고주파방전에 의해 방전셀의 내부에서 진동운동을 하던 전자들이 전극쪽으로 끌려가 결국에는 소멸하게 된다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 고주파를 이용한 플라즈마 디스플레이 패널과 그 구동 장치 및 방법에 의하면, 플라즈마 디스플레이 패널의 휘도를 상승시키고 구동전압을 낮추고 방전효율을 향상시킬 수 있다. 또한, 주사전극에 주사신호를 인가하고 주사전극과 대향하여 위치하는 데이터전극에 고주파신호와 데이터전극을 중첩시켜 공급하여 주사 및 유지 기능을 행하도록 함으로써 고주파의 영향으로 인한 오방전이나 노이즈에 의한 간섭을 최대한 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 (8)

1. 데이터전극이 형성된 제1 기판과;

   상기 제1 기판상의 데이터전극상에 형성된 유전체층;

   상기 데이터전극과 교차되도록 주사전극과 공통소거전극이 평행하게 형성된 제2 기판;

   상기 제1 및 제2 기판 사이를 이격시켜 방전공간을 형성하는 격벽; 및

   상기 제2 기판상의 주사전극 및 공통전극을 덮도록 형성되어 가시광선을 발생시키는 형광체를 포함하는 것을 특징으로 하는 고주파를 이용한 플라즈마 디스플레이 패널.
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 유전체층 상에는 보호막이 형성된 것을 특징으로 하는 고주파를 이용한 플라즈마 디스플레이 패널.
4. 고주파신호 및 데이터신호가 인가되는 데이터전극이 형성된 제1 기판과, 상기 데이터전극과 교차되도록 주사전극과 공통소거전극이 평행하게 형성된 제2 기판을 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널을 구동하는 장치에 있어서,

   상기 데이터전극에 고주파방전을 위한 고주파신호 및 데이터신호를 공급하기 위한 데이터구동수단과;

   상기 주사전극에 어드레스방전을 위한 주사신호를 공급하기 위한 주사구동수단; 및

   상기 공통소거전극에 고주파방전을 소거하기 위한 소거신호를 공급하기 위한 소거구동수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 고주파를 이용한 플라즈마 디스플레이 패널의 구동 장치.
5. 삭제
6. 제 4 항에 있어서,

   상기 데이터구동수단은 어드레스 시에 상기 고주파신호에 데이터신호를 중첩시켜 공급하는 것을 특징으로 하는 고주파를 이용한 플라즈마 디스플레이 패널의 구동 장치.
7. 고주파신호 및 데이터신호가 인가되는 데이터전극이 형성된 제1 기판과, 상기 데이터전극과 교차되도록 주사전극과 공통소거전극이 평행하게 형성된 제2 기판을 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널을 어드레스기간과 서스테인기간 및 소거기간에 따라 구동하는 방법에 있어서,

   어드레스기간에 상기 데이터전극에 고주파신호와 중첩시켜 데이터신호를 인가하여 어드레스방전을 발생시키는 단계와;

   서스테인기간에 상기 어드레스방전이 발생된 방전셀에 상기 데이터전극으로부터 고주파신호를 공급하여 고주파방전을 유지시키는 단계; 및

   소거기간에 상기 공통소거전극에 소거신호를 인가하여 고주파방전을 소거시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 고주파를 이용한 플라즈마 디스플레이 패널 구동 방법.
8. 제 7 항에 있어서,

   상기 어드레스방전을 발생하는 단계는 주사전극에 주사신호를 인가하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 고주파를 이용한 플라즈마 디스플레이 패널 구동 방법.

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