KR100590014B1 - 플라즈마 표시 장치 및 그에 따른 구동 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 한 프레임을 복수 개의 서브필드로 나누어 구동하는 플라즈마 표시 장치에 있어서, 각 서브필드의 리셋 기간에서 구동 파형을 달리하는 경우 각 서브필드의 어드레스 기간에서 어드레스 전극에 인가되는 어드레스 전압을 리셋 기간의 구동 파형에 따라 다르게 함으로써, 리셋 기간 이후의 불안정한 벽전하 상태로 인한 어드레스 기간에서 어드레스 동작의 불량을 방지할 수 있다.

PDP, 벽전하, 어드레스 전력 회수 회로, 리셋 기간

Description

플라즈마 표시 장치 및 그에 따른 구동 방법{PLASMA DISPLAY DEVICE DRIVING METHOD THEREOF}

도 1은 종래의 플라즈마 표시 장치의 구동 파형을 나타내는 도면이다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 표시 장치의 구동 파형을 나타낸 도면이다.

도3은 본 발명의 실시예에 따른 어드레스 기간에서 어드레스 전극에 인가되는 파형을 나타내는 도면이다.

본 발명은 플라즈마 표시 패널(PDP)을 포함하는 플라즈마 표시 장치 및 그 구동 방법에 관한 것으로, 특히 리셋 기간의 구동 파형에 따라 어드레스 기간에서 인가되는 파형을 가변시키는 플라즈마 표시 장치에 및 그 구동 방법에 관한 것이다.

플라즈마 표시 장치는 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.

일반적인 플라즈마 표시 장치의 구동 방법은 1 프레임을 복수의 서브필드로 나누고 이를 시분할 제어하여 계조를 구현하는 각 서브필드는 리셋 기간, 어드레싱 기간 및 유지 기간으로 이루어진다. 리셋 기간은 셀에 어드레싱 동작이 원활히 수행되도록 하기 위해 각 셀의 상태를 초기화시키는 기간이며, 어드레스 기간은 패널에서 켜지는 셀과 켜지지 않는 셀을 구별하기 위하여 켜지는 셀(어드레싱된 셀)에 벽전하를 쌓아두는 동작을 수행하는 기간이다. 유지 기간은 유지방전 전압 펄스를 인가하여 어드레싱된 셀에 실제로 영상을 표시하기 위한 방전을 수행하는 기간이다.

도 1은 종래의 플라즈마 표시 장치의 구동 파형을 나타낸 도면이다.

도 1은 복수의 서브필드 중 두 개의 서브필드만 도시하였으며, 편의상 두 서브필드를 각각 제1 서브필드와 제2 서브필드로 도시하였다. 또한, 도 1에서는 제1 서브필드의 리셋 기간이 상승 기간과 하강 기간으로 이루어지는 것으로 도시하였고, 제2 서브필드의 리셋 기간이 하강 기간으로 이루어지는 것으로 도시하였다.

도 1에 나타낸 바와 같이, 제1 서브필드의 리셋 기간의 상승 기간에서는 주사 전극(Y)에 완만하게 상승하는 전압을 인가하여 모든 셀을 방전시키고, 하강 기간에서는 유지 전극(X)을 일정한 전압으로 바이어스 시킨 상태에서 음의 레벨인 Vnf 전압까지 점진적으로 하강하는 전압을 인가하여 벽전하를 소거시킴으로써, 다음의 어드레스 기간에서의 어드레싱에 적절한 벽전하 상태로 초기화시킨다. 즉, 주사 전극(Y)에 음의 벽전하와 어드레스 전극(A)에 양의 벽전하를 충분히 쌓이도록 한다.

다음, 제2 서브필드의 리셋 기간에서는 제1 서브필드의 유지 기간에서 유지 방전 전압(Vs)이 주사 전극(Y)에 인가된 상태에서 주사 전극(Y)의 전압을 음의 레벨인 Vnf 전압까지 점진적으로 감소시킨다. 즉, 앞서 설명한 것처럼 제2 서브필드의 리셋 기간은 하강 기간으로 이루어진다.

이때, 상기 제2 서브필드의 리셋 기간에서는 주사 전극(Y)에 상승하는 램프 파형이 없기 때문에 주사 전극(Y)에 음의 벽전하와 어드레스 전극(Y)에 양의 벽전하가 충분히 쌓이지 않는다. 따라서, 이후의 어드레스 기간에서의 어드레스 방전이 불량하다.

한편, 상기와 같은 각 서브필드에서의 각 동작(리셋, 어드레스, 유지)을 실행할 때, 주사 전극(Y)과 유지 전극(X) 사이, 어드레스 전극(A)이 형성된 면과 주사 및 유지 전극(Y, X)이 형성된 면 사이의 방전 공간 등은 용량성 부하(이하, "패널 커패시터"라 함)로 작용하기 때문에 패널에는 커패시턴스가 존재하게 된다. 그러므로 어드레싱을 위한 파형을 인가하기 위해서는 어드레스 방전을 위한 전력 이외에 커패시턴스에 소정의 전압을 발생시키는 전하 주입용 무효 전력이 많이 필요하다. 소비 전력이 높은 경우에 어드레스 전극의 구동 IC의 부하가 증가하여 발열이 증가하고 이에 따라 구동 IC가 파괴될 수 있어서, 어드레스 구동 IC에는 무효 전력을 회수하여 재사용하는 전력 회수 회로가 일반적으로 사용된다. 이러한 전력 회수 회로로서 L.F. Weber에 의해 제안된 회로(미국특허 제4,866,349호 및 제 5,081,400호)가 있다.

그런데, 어드레스 기간에 어드레스 전극에 어드레스 전압을 인가하기 위하여 전력 회수회로를 이용할 경우에는 처음부터 직접 어드레스 전압(Va)을 인가하는 경우에 비해서 패널 커패시터의 전압이 전압(Va)까지 도달하는 시간도 지연되고 전압(Va)을 유지하는 시간도 짧기 때문에 어드레스 방전이 지연될 뿐 아니라 광파형도 감소한다.

특히, 상술한 바와 같이 하강 기간만으로 이루어진 리셋 기간을 포함하는 제2 서브필드에서 어드레스 기간에 어드레스 전극에 어드레스 전압을 인가하기 위하여 전력 회수회로를 이용할 경우에는 리셋 기간에서 벽전하가 충분히 쌓이지 않았기 때문에 어드레스 방전이 더욱 불량해진다.

따라서, 본 발명은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서 각 서브필드의 리셋 기간에서 구동 파형에 대응하여 어드레스 기간에서 어드레스 전극에 인가되는 파형을 다르게 하는 플라즈마 표시 장치 및 그에 따른 구동 방법을 제공하기 위한 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 하나의 특징에 따른 플라즈마 표시 장치의 구동 방법은

제1 기판 위에 각각 나란히 형성되는 복수의 제1 전극 및 제2 전극, 그리고 상기 제1 및 제2 전극에 교차하며 제2 기판 위에 형성되는 복수의 제3 전극을 포함하며, 인접한 상기 제1 전극, 제2 전극 및 제3 전극에 의해 방전 셀이 형성되는 플라즈마 표시 장치를 구동하는 방법에 있어서,

제1 서브필드에서

(a) 상기 제1 전극에 직전 서브필드의 마지막 유지방전 펄스가 인가된 후 제1 전압에서 제2 전압까지 점진적으로 하강하는 전압을 인가하는 단계;

(b) 상기 단계(a) 후, 상기 제1 전극에 제3 전압을 인가하는 단계; 및

(c) 상기 단계 (b)에서 상기 제3 전압이 인가되는 동안 상기 방전셀 중 선택하고자 하는 방전셀의 제3 전극에 하드 스위칭을 통한 제4 전압을 인가하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이때, 제2 서브필드에서

(d) 상기 제1 전극에 점진적으로 상승하고 점진적으로 하강하는 전압을 인가하는 단계;

(e) 상기 단계(d) 후, 상기 제1 전극에 제5 전압을 인가하는 단계; 및

(f) 상기 단계 (e)에서 상기 제5 전압이 인가되는 동안 상기 방전 셀 중 선택하고자 하는 방전 셀의 제3 전극에 전력 회수 회로의 LC 공진을 통한 제6 전압을 인가하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 특징에 따른 플라즈마 표시 장치는

제1 기판,

상기 제1 기판 위에 각각 나란히 형성되는 복수의 제1 전극 및 제2 전극,

상기 제1 기판과 마주보며 떨어져 있는 제2 기판,

상기 제1 및 제2 전극에 교차하는 방향으로 제2 기판 위에 형성되는 복수의 제3 전극, 그리고

인접한 상기 제1 전극, 제2 전극 및 제3 전극에 의해 형성되는 방전 셀을 방전시키기 위해 상기 제1 전극 , 제2 전극 및 제3 전극에 구동 전압을 공급하는 구동 회로를 포함하며,

상기 구동 회로는 제1 서브필드에서, 상기 제1 전극에 직전 서브필드의 마지막 유지방전 펄스가 인가된 후 점진적으로 하강하는 전압을 인가한 후, 상기 제1 전극에 제1 전압이 인가되는 동안 상기 방전 셀 중 선택하고자 하는 방전 셀의 제3 전극에 하드 스위칭을 통한 제2 전압을 인가하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 구동 회로는

제2 서브필드에서 상기 제1 전극에 점진적으로 상승하고 점진적으로 하강하는 전압을 인가한 후, 상기 제1 전극에 제3 전압이 인가되는 동안 상기 방전 셀 중 선택하고자 하는 방전 셀의 제3 전극에 전력 회수 회로를 이용한 LC 공진을 통해 제4 전압을 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 붙였다.

이제 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 표시 장치의 구동 방법에 대하여 도면을 참고로 하여 상세하게 설명한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 표시 장치의 구동 파형을 나타내는 도면이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 어드레스 기간에서 인가되는 어드레스 전극의 파형을 나타내는 도면이다. 여기서, 도 3a는 어드레스 전력 회수 회로의 동작을 하여 발생되는 어드레스 전극의 파형을 나타내고, 도 3b는 어드레스 전력 회수 회로의 동작을 하지 않고 바로 하드 스위칭 동작을 하는 경우의 어드레스 전극의 파형을 나타내는 도면이다.

도 2에서 나타낸 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 구동 파형은 리셋 기간, 어드레스 기간 및 유지 기간을 포함한다. 그리고 플라즈마 표시 장치에는 각 기간에서 주사 전극(Y) 및 유지 전극(X)에 구동 전압을 인가하는 주사/유지 구동 회로(도시하지 않음)와 어드레스 전극(A)에 구동 전압을 인가하는 어드레스 구동 회로(도시하지 않음)가 연결된다. 이러한 구동 회로와 플라즈마 표시 패널이 연결되어 하나의 플라즈마 표시 장치를 이룬다.

먼저, 제1 서브필드의 리셋 기간은 종래 기술인 도 1의 제1 서브필드의 리셋 기간과 같은 파형으로 상승하는 램프 전압에 의해 모든 방전 셀이 방전되어 주사 전극(Y)에는 많은 양의 음 전하가 축적되고 어드레스 전극(A)에는 많은 양의 양 전하가 축적된다. 다음으로, 주사 전극(Y)에 하강하는 램프 전압이 인가되어 방전 셀이 벽전하 구조를 유지하며 그라운드 레벨로 전위를 내려준다. 이때, 상승하는 램프 전압에 의해 방전 셀에 형성된 벽전하가 소거된다. 즉, 방전셀에 쌓아두었던 벽전하를 다시 지우는 동작이다.

다음으로, 어드레스 기간에서는 방전 셀 중에서 표시하고자 하는 방전 셀을 선택하기 위해 주사 전극(Y)에 음의 레벨의 Vscl 전압을 인가하여 스캔 동작을 수행할 때, 어드레스 전력 회수 회로의 동작을 통해 어드레스 전극(A)에 도 3a와 같은 어드레스 전압(Va)을 인가한다.

유지 기간에서는 플라즈마 표시 장치의 계조를 표현하기 위해 주사 전극(Y)과 유지 전극(X)간에 교차로 유지 전압(Vs)을 인가함으로써 어드레스 기간에서 선택된 셀을 방전시킨다.

다음, 제2 서브필드의 리셋 기간에서는 제1 서브필드의 유지 기간에서 Vs 전압의 유지방전 펄스가 주사 전극(Y)에 인가된 상태에서 주사 전극의 전압을 Vnf 전압까지 점진적으로 감소시킨다. 즉, 종래 기술에 설명한 것처럼 제2 서브필드의 리셋 기간은 하강 기간으로 이루어진다.

이때, 제1 서브필드의 유지 기간에서 유지방전이 일어난 경우에는 Y 전극에 (-) 벽 전하, X 전극과 A 전극에 (+) 벽 전하가 형성되어 있으므로, Y 전극의 전압이 점진적으로 감소하는 중에 셀에 형성된 벽 전압과 함께 방전 개시 전압을 넘게 되면 제1 서브필드의 리셋 기간의 하강 기간에서와 같이 약 방전이 일어난다. 그리고 Y 전극의 최종 전압(Vnf)이 제1 서브필드의 하강 기간의 최종 전압(Vnf)과 동일하므로, 제2 서브필드의 하강 기간 종료 후의 셀의 벽 전하 상태는 제1 서브필드의 하강 기간 종료 후의 벽 전하 상태와 실질적으로 동일해진다.

그리고 제1 서브필드의 유지 기간에서 유지방전이 일어나지 않은 경우에는 어드레스 기간에서도 어드레스 방전이 일어나지 않았으므로, 셀의 벽 전하 상태는 제1 서브필드의 하강 기간 종료 후의 상태를 그대로 유지한다. 제1 서브필드의 하강 기간 종료 후에 셀에 형성된 벽 전압은 인가 전압과 함께 방전 개시 전압 근처로 형성되어 있으므로, Y 전극의 전압이 Vnf 전압까지 감소하는 경우에는 방전이 일어나지 않는다. 따라서 제2 서브필드의 리셋 기간에서 방전이 일어나지 않으므로 제1 서브필드의 리셋 기간에서 설정된 벽 전하 상태를 그대로 유지한다.

이와 같이, 리셋 기간이 하강 기간으로 이루어진 서브필드는 직전 서브필드에서 유지방전이 있는 경우에는 리셋 방전이 일어나고 유지방전이 없는 경우에는 리셋 방전이 일어나지 않는다. 여기서, 리셋 기간이 하강 기간으로 이루어진 서브필드에 대한 구체적인 동작은 종래의 플라즈마 표시 장치를 구동하는 방법으로는 Kurata 등의 미국특허 6,294,875호에 기재된 방법을 참조하고, 여기서의 설명은 생략한다.

리셋 기간이 하강 기간만으로 이루어진 경우에는 상승 기간과 하강 기간으로 이루어진 리셋 기간에서보다 주사 전극(Y)에 음의 벽전하와 어드레스 전극(A)에 양의 벽전하가 충분히 쌓이지 않는다.

이때, 어드레스 기간에서 방전 셀 중에서 표시하고자 하는 방전 셀을 선택하기 위해 주사 전극(Y)에 음의 레벨의 Vscl 전압을 인가하여 스캔 동작을 수행할 때, 어드레스 전력 회수 회로(AERC)를 사용하지 않고 도 3b와 같은 하드 스위칭(hard switching)을 통해 어드레스 전극(A)에 어드레스 전압(Va)을 인가한다.

마지막으로, 유지 기간에서는 플라즈마 표시 장치의 계조를 표현하기 위해 주사 전극(Y)과 유지 전극(X)간에 교대로 유지 전압(Vs)을 인가함으로써 어드레스 기간에서 선택될 방전 셀에서 방전이 발생한다.

상기와 같이 제1 서브필드의 어드레스 기간에 어드레스 전력 회수 회로를 이용하여 도 3a와 같은 어드레스 전압(Va)을 인가함으로써 어드레스 기간에서 약한 광이 형성된다. 그리고, 제2 서브필드의 어드레스 기간에는 하드 스위칭 동작을 이용한 어드레스 전압(Va)을 인가함으로써 어드레스기간에서 강한 광이 형성된다. 즉, 어드레스 전력 회수 회로를 이용할 경우에는 하드 스위칭 동작을 이용한 어드레스 전압(Va)을 인가하는 경우에 비해서 패널 커패시터의 전압이 전압(Va)까지 도달하는 시간도 지연되고 전압(Va)을 유지하는 시간도 짧기 때문에 어드레스 방전이 지연될 뿐만 아니라 광파형도 감소한다.

따라서, 본 발명의 실시예에 따른 제1 서브필드의 리셋 기간에서와 같이 리셋 기간이 상승 기간 및 하강 기간으로 구성되는 경우, 리셋 기간의 종료후 충분한 양의 벽전하를 쌓을 수 있기 때문에 어드레스 기간에서 어드레스 전극(A)에 어드레스 전력 회수 회로를 이용한 어드레스 전압(Va)을 인가함으로써 벽전하의 과축적을 방지하여 켜지지 말아야 할 셀이 켜지는 오방전을 방지할 수 있다.

반면에, 하강하는 전압만 인가되는 다른 리셋 기간에서는 상승하는 램프 파형이 존재하지 않아 리셋 기간 종료후 주사 전극(Y)과 어드레스 전극(A)에 충분한 벽전하가 쌓이지 못한다. 그러나 이때 제1 서브필드의 어드레스 기간에서와 같이 전력 회수 회로를 이용한 어드레스 전압(Va)을 인가하게 되면 어드레스 방전이 더욱 불량해진다. 따라서, 상기와 같이 리셋 기간이 하강 기간으로 구성되는 경우, 어드레스 기간에서는 어드레스 전극(A)에 하드 스위칭 동작을 이용한 어드레스 전압(Va)을 인가함으로써, 이후의 어드레스 방전을 용이하게 한다.

이렇게 함으로써, 하강 기간으로 구성된 리셋 기간 이후의 주사 전극(Y)과 어드레스 전극(A)에 각각 음의 벽전하와 양의 벽전하가 충분히 쌓이지 않은 상태에서, 에너지 회수의 측면에서는 장점이 있으나 광의 세기가 강하지 않기 때문에 어드레스 방전이 잘 일어나지 않는 어드레스 전력 회수 회로를 이용한 어드레스 전압(Va) 인가에 따른 어드레스 방전 불량을 방지할 수 있다.

즉, 한 프레임을 복수 개의 서브필드로 나누어 구동하고 각 서브필드의 리셋 기간의 구동 파형을 달리하는 플라즈마 표시 장치에 있어서의 오방전을 방지하고 어드레스 기간에서 어드레스 동작을 안정적으로 수행할 수 있다.

상기에서 설명한 도 3a와 도 3b의 파형은 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 어드레스 구동 회로의 스위칭 동작을 통해 구현할 수 있는바 이에 대한 구체적 설명은 생략한다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리 범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리 범위에 속하는 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면 리셋 기간이 하강 기간만으로 이루어진 경우, 어드레스 전극에 하드 스위칭 파형을 인가하여 강한 광을 발생시켜 하강 기간만으로 이루어진 리셋 기간의 동작 이후 벽전하가 충분히 쌓이지 않아 발 생되는 어드레스 방전의 불량을 방지할 수 있다.

Claims (8)

1. 제1 기판 위에 각각 나란히 형성되는 복수의 제1 전극 및 제2 전극, 그리고 상기 제1 및 제2 전극에 교차하며 제2 기판 위에 형성되는 복수의 제3 전극을 포함하며, 인접한 상기 제1 전극, 제2 전극 및 제3 전극에 의해 방전 셀이 형성되는 플라즈마 표시 장치를 구동하는 방법에 있어서,

   제1 서브필드에서

   (a) 상기 제1 전극에 직전 서브필드의 마지막 유지방전 펄스가 인가된 후 제1 전압에서 제2 전압까지 점진적으로 하강하는 전압을 인가하는 단계;

   (b) 상기 단계(a) 후, 상기 제1 전극에 제3 전압을 인가하는 단계; 및

   (c) 상기 단계 (b)에서 상기 제3 전압이 인가되는 동안 상기 방전셀 중 선택하고자 하는 방전셀의 제3 전극에 하드 스위칭을 통한 제4 전압을 인가하는 단계르 포함하며,

   제2 서브필드에서

   (d) 상기 제1 전극에 점진적으로 상승하고 점진적으로 하강하는 전압을 인가하는 단계;

   (e) 상기 단계(d) 후, 상기 제1 전극에 제5 전압을 인가하는 단계; 및

   (f) 상기 단계 (e)에서 상기 제5 전압이 인가되는 동안 상기 방전 셀 중 선택하고자 하는 방전 셀의 제3 전극에 전력 회수 회로의 LC 공진을 통한 제6 전압을 인가하는 단계

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 표시 장치의 구동 방법.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,

   상기 제1 전압은 양의 전압인 것을 특징으로 하는 플라즈마 표시 장치의 구동 방법.
4. 제1항 또는 제3항에 있어서,

   상기 제2 전압 및 제3 전압은 음의 전압인 것을 특징으로 하는 플라즈마 표시 장치의 구동 방법.
5. 제1 기판,

   상기 제1 기판 위에 각각 나란히 형성되는 복수의 제1 전극 및 제2 전극,

   상기 제1 기판과 마주보며 떨어져 있는 제2 기판,

   상기 제1 및 제2 전극에 교차하는 방향으로 제2 기판 위에 형성되는 복수의 제3 전극, 그리고

   인접한 상기 제1 전극, 제2 전극 및 제3 전극에 의해 형성되는 방전 셀을 방전시키기 위해 상기 제1 전극 , 제2 전극 및 제3 전극에 구동 전압을 공급하는 구동 회로를 포함하며,

   상기 구동 회로는

   제1 서브필드에서 상기 제1 전극에 직전 서브필드의 마지막 유지방전 펄스가 인가된 후 점진적으로 하강하는 전압을 인가한 후, 상기 제1 전극에 제1 전압이 인가되는 동안 상기 방전 셀 중 선택하고자 하는 방전 셀의 제3 전극에 하드 스위칭을 통한 제2 전압을 인가하며,

   제2 서브필드에서 상기 제1 전극에 점진적으로 상승하고 점진적으로 하강하는 전압을 인가한 후, 상기 제1 전극에 제3 전압이 인가되는 동안 상기 방전 셀 중 선택하고자 하는 방전 셀의 제3 전극에 전력 회수 회로를 이용한 LC 공진을 통해 제4 전압을 인가하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 표시 장치.
6. 삭제
7. 제5항에 있어서,

   상기 제2 전압은 상기 제1 전압보다 높은 전압인 것을 특징으로 하는 플라즈마 표시 장치.
8. 제5항에 있어서,

   상기 제4 전압은 상기 제3 전압보다 높은 전압인 것을 특징으로 하는 플라즈마 표시 장치.

Images