KR100598183B1 - 이중 방전을 이용한 플라즈마 표시 패널의 구동 방법 - Google Patents

이중 방전을 이용한 플라즈마 표시 패널의 구동 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 프라즈마 표시 패널의 구동장치 및 구동방법에 관한 것으로, 어드레스 펄스와 스캔 펄스를 각각 인가하는 X전극 구동부 및 Y전극 구동부와 Y전극 구동부와 더불어 서스테인 펄스를 인가하는 Z전극 구동부의 동작을 통해 하나의 서스테인 펄스 당 1회 방전이 일어나는서브필드들의 조합에 의하여 계조표현을 하는 플라즈마 표시 패널의 구동방법에 있어서, 하나의 서스테인 펄스에서 1차 방전과 2차 방전이 일어나는 서브필드를 더 포함하며, 1차 방전과 2차 방전이 일어나는 서브필드에 Y전극 구동부가 서스테인 전압보다 작은 제1 서스테인 펄스를 형성하여 1차 방전을 일으키는 단계; Y전극 구동부가 제1 서스테인 펄스가 하강하는 소정 시점에서 서스테인 전압을 인가하여 2차 방전을 일으키는 단계; Y전극 구동부가 패널에 공급된 에너지를 회수하는 단계; Z전극 구동부가 서스테인 전압보다 작은 제1 서스테인 펄스를 형성하여 1차 방전을 일으키는 단계; Z전극 구동부가 제1 서스테인 펄스가 하강하는 소정 시점에서 서스테인 전압을 인가하여 2차 방전을 일으키는 단계; 및 Z전극 구동부가 패널에 공급된 에너지를 회수하는 단계를 포함한다.
이상에서와 같이 본 발명은 서스테인 회로부의 스위칭 동작을 제어함으로써 발광량이 작은 2 개의 방전을 발생시켜 양자화 노이즈를 줄일 수 있고 계조 표현 능력을 향상시킬 수 있다.

Description

이중 방전을 이용한 플라즈마 표시 패널의 구동 방법{Driving Method For Plasma Display Panel Using Double Discharge}
도 1은 일반적인 교류형 면방전 플라즈마 표시 패널의 구조도이다.
도 2는 일반적인 플라즈마 표시 패널의 계조 표현 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 이상에서 설명한 서브필드와 서스테인 펄스 개수의 관계가 도시된 종래 플라즈마 표시 패널의 구동파형이다.
도 4에 일반적인 계조 표현 방법에서 단위 발광량이 커질 때 발생하는 양자화 잡음의 증가를 표현한 것이다.
도 5는 본 발명의 서브필드0이 추가된 플라즈마 표시 패널의 구동방법을 나타낸 것이다.
도 6은 본 발명의 플라즈마 표시 패널의 구동방법을 수행하기 위한 구동장치의 블록도이다.
도 7은 일반적인 서스테인 회로부의 회로도를 도시한 것이다.
도 8a는 일반적인 서스테인 회로부에 의하여 형성되는 일반적인 서스테인 펄스의 파형을 도시한 것이다.
도 8b는 일반적인 서스테인 펄스에 의하여 형성되는 발광 파형을 도시한 곳 이다.
도 9a는 본 발명의 구동 방법에 의한 서스테인 펄스의 파형을 도시한 것이다.
도 9b는 본 발명의 플라즈마 표시 패널의 구동방법에 따른 서브필드0에서의 발광파형을 도시한 것이다.
본 발명은 프라즈마 표시 패널의 구동장치 및 구동방법에 관한 것으로서, 더욱 자세하게는 이중 방전을 이용한 프라즈마 표시 패널의 구동방법에 관한 것이다.
도 1은 일반적인 교류형 면방전 플라즈마 표시 패널의 구조도이다. 도 1은 일반적인 교류형 면방전 플라즈마 표시 패널의 구조도이다. 도 1에 도시된 바와 같이 일반적인 교류형 면방전 플라즈마 표시 패널은 100 ~ 200㎛의 간격을 두고 서로 평행하게 대향하는 투명한 유리재의 전면 기판(122) 및 배면 기판(124)을 포함한다. 이 때, 배면 기판(124)에는 전면 기판(122)과의 간격을 유지하기 위해서 후막 인쇄 기술을 통하여 격벽(126)이 평행하게 형성된다. 이러한 격벽(126) 사이의 간격은 400㎛이고, 각각의 격벽(126)의 폭은 50㎛이다.
또한, 서로 인접한 격벽(126, 126) 사이에 알루미늄(Al)이나 알루미늄 합금으로 된 X전극의 열 Xj (j=1, 2,…, m)가 어드레싱(addressing) 기능을 수행하기 위하여 100nm의 두께로 격벽에 평행하게 형성된다. 그리고, R,G,B 형광체막이 각각 의 X전극을 10~30㎛ 두께로 덮이면서 발광층(136)이 형성된다.
한편, 배면 기판(124)과 대향하는 전면 기판(122)의 면에는 Y전극 및 Z전극의 행전극 Yi, Zi (i=1, 2,…, n)이 X전극과 수직하게 형성된다. 이와 같은 Y전극 및 Z전극은 ITO나 산화 주석(SnO) 등의 증착에 의해 대략 수백 nm의 두께로 서로 평행하게 연장되며, 서로 인접하는 행 전극 Yi와 Zi는 쌍을 이루어 행 전극쌍(Yi, Zi)을 구성한다.
또한, 각각의 행 전극 Yi, Zi에는 행 전극 Yi, Zi 의 폭보다 좁은 금속제의 버스 전극 αi, βi가 행 전극 Yi , Zi 에 밀착 형성된다. 이들 버스 전극 αi, βi은 보조 전극으로서 도전성이 떨어지는 행 전극 Yi, Zi를 보완하기 위한 것이다.
이러한 행 전극 Yi, Zi를 보호하기 위하여 유전체층(130)이 약 20~30㎛의 두께로 형성된다. 이 유전체층(130)에 접하여 산화 마그네슘(MgO)으로 된 MgO층(132)이 대략 수백 nm의 두께로 적층 형성된다.
각 전극(Xj,Yi,Zi,αi,βi), 유전체층(130) 및 발광층(136)이 형성된 이후, 전면 기판(122) 및 배면 기판(124)은 봉합되고, 방전 공간(128)의 배기가 행해진 다음, 베이킹에 의해 MgO층(132)의 표면의 수분이 제거된다. 이어서, 방전 공간(128)으로 NeXe가스를 3 내지 7% 포함한 불활성 혼합 가스가 400~600 torr 주입된다.
이러한 Yi,Zi 전극과 교차하는 Xj전극과의 교점을 중심으로 단위 발광 영역 이 1화소셀 P(i,j)로 정의된다. 이러한 화소셀 P(i,j)은 Xj전극과 Yi전극 사이의 어드레싱 방전에 의하여 벽전압이 형성되면, Yi전극과 Zi전극 사이에 서스테인 펄스가 인가되어 방전이 유지됨으로써 형광체(136)의 발광이 유지되고, Xj, Yi 및 Zi 전극 간의 전압인가에 의해 화소셀P(i,j)의 발광 방전의 선택, 유지 및 소거를 통해 발광이 제어된다.
이 때, 서스테인 펄스는 Yi전극과 Zi전극에 각각 교대로 인가된다. 즉, Yi전극에 서스테인 펄스가 인가되면 Zi전극에는 서스테인 펄스가 인가되지 않고 Zi전극에 서스테인 펄스가 인가되면 Yi전극에는 서스테인 펄스가 인가되지 않음으로써 교류를 이용한 면방전이 유지된다.
도 2는 일반적인 플라즈마 표시 패널의 계조 표현 방법을 설명하기 위한 도면이다. 도 2에 도시된 바와 같이 가로축은 시각을/ 세로축은 플라즈마 표시 패널의 수평 방향 전극, 즉 Y전극의 번호를 나타내고 있다. 하나의 TV field를 8개의 서브필드(subfield)로 시분할하고, 각각의 서브필드는 또다시 어드레스 기간(address period)과 방전유기기간(discharge sustain period)으로 나눈다. 경사선 부분에서 방전셀을 어드레스하고, 빗금 친 부분에서 그 방전셀을 발광한다.
이 때, 각 서브 필드(subfield 1 ~ subfield 8)의 방전유지기간에 인가되는 서스테인 펄스의 개수비인 1:2:4:8:16:32:64:128에 따라 각 서브필드의 계조가 표현되며, 각 서브필드 계조의 조합에 따라 256계조가 표현된다.
도 3은 이상에서 설명한 서브필드와 서스테인 펄스 개수의 관계가 도시된 종 래 플라즈마 표시 패널의 구동파형으로 도 2에서 설명한 방법으로 256 계조 표현을 하는 경우를 예로 든다면, 각 계조를 구분하는 단위 발광량은 서브필드1(SF1)의 발광량, 즉, 서브필드1의 서스테인 펄수의 수라고 할 수 있다.
따라서, 서브필드1(SF1)의 서스테인 펄수의 수는 한 개이고 그 단위 발광량이 1 cd/m2 라면, 전체 서브필드(SF1~SF8))의 조합을 통하여 1~256 cd/m2 계조 표현이 가능하다.
한편, 최근의 플라즈마 표시 패널의 개발경향은 서스테인 펄스의 단위 발광량을 증가시키는 방향으로 나가고 있는데, 계조 표현력이 증가되지 않은 상태에서 서스테인 펄스의 단위 발광량만 Br1에서 Br2로 증가될 경우 계조 표현 단위의 차이도 커지게 되므로 도 4에 도시된 바와 같이 최종적으로는 양자화 잡음(quantizing noise)이 커지는 문제점이 발생한다.
본 발명은 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위한 것으로, 서브 필드1의 단위 발광량보다 작은 발광량을 가지는 서브필드0이 추가된 플라즈마 표시 패널의 구동방법을 제공하기 위한 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 어드레스 펄스와 스캔 펄스를 각각 인가하는 X전극 구동부 및 Y전극 구동부와 Y전극 구동부와 더불어 서스테인 펄스를 인가하는 Z전극 구동부의 동작을 통한 하나의 서스테인 펄스 당 1회 방전이 일어나는 서브필드들의 조합에 의하여 계조표현을 하는 플라즈마 표시 패널의 구동방법에 있어서, 하나의 서스테인 펄스에서 1차 방전과 2차 방전이 일어나는 서브필드를 더 포함하며, 1차 방전과 2차 방전이 일어나는 서브필드에,Y전극 구동부가 서스테인 전압보다 작은 제1 서스테인 펄스를 형성하여 1차 방전을 일으키는 단계; Y전극 구동부가 상기 제1 서스테인 펄스가 하강하는 소정 시점에서 서스테인 전압을 인가하여 2차 방전을 일으키는 단계; Y전극 구동부가 패널에 공급된 에너지를 회수하는 단계; Z전극 구동부가 서스테인 전압보다 작은 제1 서스테인 펄스를 형성하여 1차 방전을 일으키는 단계; Z전극 구동부가 제1 서스테인 펄스가 하강하는 소정 시점에서 서스테인 전압을 인가하여 2차 방전을 일으키는 단계; 및 Z전극 구동부가 패널에 공급된 에너지를 회수하는 단계를 포함한다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하고자 한다.
도 5는 본 발명의 서브필드0이 추가된 플라즈마 표시 패널의 구동방법을 나타낸 것이다. 도 5에 도시된 바와 같이 본 발명의 플라즈마 표시 패널의 구동방법은 서브필드1(SF1)의 단위 발광량보다 작은 크기의 발광량을 가지는 서브필드0(SF0)를 더 포함한다.
이 때, 도 5에 도시된 서브필드0(SF0)의 서스테인 펄스의 수 0.5는 서브필드1(SF1)의 서스테인 펄수에 따른 단위 발광량의 0.5배를 의미하는 것으로 본 발명에 따른 서브필드0(SF0)의 서스테인 펄스에 따른 발광량은 단위 발광량의 0.5배 일 수도 있고 단위 발광량의 0배보다 크고 1배보다 작은 범위에서도 가능하다.
이와 같이 단위 발광량의 0배보다 크고 1배보다 작은 발광량은 서스테인 펄스의 개수의 조합에 의하여 형성될 수 없기 때문에 본 발명의 플라즈마 표시 패널 의 구동방법에 따른 서브필드0(SF0)의 발광량은 서브필드1(SF1)의 단위 발광량을 생성하는 1개의 서스테인 펄스를 이용하여 형성된다.
도 6은 본 발명의 플라즈마 표시 패널의 구동방법을 수행하기 위한 구동장치의 블록도이다.
도 6에 도시된 바와 같이 플라즈마 표시 패널(610)의 셀에 방전유지에 필요한 벽전압을 형성하기 위해 X전극 구동부(620) 및 Y전극 구동부(630)는 각각 X전극 및 Y전극에 어드레스 펄스와 스캔 펄스를 인가하여 방전셀에 벽전압을 형성하면, Y전극 구동부(630)와 Z전극 구동부(640)은 벽전압이 형성된 셀의 방전을 유지하기 위한 서스테인 펄스를 Y전극(630)과 Z전극(640)에 인가한다.
이 때, Y전극 구동부(630)와 Z전극 구동부(640)에는 플라즈마 표시 패널(610)에 에너지를 공급/회수하고 서스테인 전압을 인가하기 위한 서스테인 회로부를 포함한다.
이와 같이 Y전극 구동부(630)와 Z전극 구동부(640)가 인가하는 서스테인 펄스의 개수에 따라 계조가 정해지는데 도 7은 일반적인 서스테인 회로부의 회로도를 도시한 것이고, 도 8a는 일반적인 서스테인 회로부에 의하여 형성되는 일반적인 서스테인 펄스의 파형을 도시한 것이고, 도 8b는 일반적인 서스테인 펄스에 의하여 형성되는 발광 파형을 도시한 곳이다.
도 7에 도시된 일반적인 서스테인 회로부는 도 8a에 도시된 바와 같이 크게 4단계의 동작순서에 따라 작동한다.
제1 단계에서는 Z전극용 서스테인 회로부(220)에 포함된 제1 스위치(S1')가 턴온되고 제2 내지는 제4 스위치(S2',S3',S4')는 턴오프된다. 이에 따라 캐패시터(CS')에 저장되어 있던 에너지가 캐패시터(CP)에 공급되면서 Z전극에 인가되는 서스테인 펄스(이하, VPZ)가 상승한다. 이 때, 캐패시터(CP)는 플라즈마 표시 패널의 방전셀들에 의한 정전용량이다.
다음으로 제2 단계에서는 제2 스위치(S2')가 턴온되고 제1 스위치(S1'), 제3 스위치(S3')와 제4 스위치(S4')가 턴오프된다. 이에 따라 VPZ는 서스테인 전압(VS)을 유지한다.
이 후, 제3 단계에서는 제3 스위치(S3')가 턴온되고 제1,제2 및 제4 스위치(S1',S2',S4')는 턴오프된다. 이에 따라 캐패시터(CP)에 저장되어 있던 에너지가 캐패시터(CS')로 방전되면서 에너지가 회수되고 VPZ는 강하한다.
마지막으로 제4 단계에서는 제4 스위치(S4')가 턴온되고 제1, 제2 및 제3 스위치(S1',S2',S3')는 턴오프된다. 이에 따라 VPZ은 그라운드 레벨이 된다.
이와 같은 동작은 Y전극용 서스테인 회로부(210)에도 동일하게 적용되며, Z전극용 서스테인 회로부(220)의 동작이 끝나면 Y전극용 서스테인 회로부(210)가 동작한다.
이와 같이 일반적인 서스테인 회로부가 종래의 방법으로 동작하면, 도 8c에 도시된 바와 같이 방전 셀에 서스테인 회로부(210 또는 220)에 의하여 에너지가 공급되면, 서스테인 펄스의 파형은 상승하고 서스테인 파형이 최고점에 도달하였을 때 서스테인 회로부(210 또는 220)는 서스테인 전압을 공급하며 이 시점에서 방전셀이 발광한다. 이 때, 방전셀에서 발광한 빛의 량이 단위 발광량이 되며, 이와 같이 형성된 단위 발광량이 계속 커질 경우 앞서 설명한 바와 같이 양자화 노이즈가 증가한다.
도 9a는 본 발명의 구동 방법에 의한 서스테인 펄스의 파형을 도시한 것이고, 도 9b는 본 발명의 플라즈마 표시 패널의 구동방법에 따른 서브필드0에서의 발광파형을 도시한 것이다.
도 9a에 도시된 본 발명의 구동 방법에 의한 서스테인 펄스 또한 도 7에 도시된 일반적인 서스테인 회로부에 의하여 형성되며, 크게 4단계의 동작순서에 따라 작동한다.
제1 단계에서는 Z전극용 서스테인 회로부(220)에 포함된 제1 스위치(S1')가 턴온되고 제2 내지는 제4 스위치(S2',S3',S4')는 턴오프된다. 이에 따라 캐패시터(CS')에 저장되어 있던 에너지가 캐패시터(CP)에 공급되면서 Z전극에 인가되는 서스테인 펄스(이하, VPZ)가 상승하다가 제1 스위치(S1')의 턴온 상태가 계속되면 VPZ는 어느 시점 이후에는 감소한다. 이 때, 캐패시터(CP)는 플라즈마 표시 패널의 방전셀들에 의한 정전용량이다.
다음으로 제2 단계에서는 제2 스위치(S2')가 턴온되고 제1 스위치(S1'), 제3 스위치(S3') 및 제4 스위치(S4')가 턴오프된다. 이에 따라 VPZ는 서스테인 전압(VS)을 유지한다.
이와 같이 제1 단계와 제2 단계 사이에서 도 9b에 도시된 바와 같이 두 번의 방전이 일어난다. 즉, 제1 단계에서 VPZ가 상승하다 하강하는 과정사이에 있는 B지점에서 1차 방전이 일어나고 제2 스위치(S2')가 턴온되어 VPZ가 서스테인 전압(Vs)이 되는 C지점에서 2차 방전이 일어난다.
이와 같이 종래의 구동방법에 의해 형성되는 서스테인 펄스에 의한 방전은 VPZ가 Vs가 되는 순간 한번 일어나기 때문에 본 발명의 구동방법에 따라 VPZ가 Vs가 되는 순간 이전에 일어나는 1차 방전의 방전량은 종래 방법에 따른 방전의 방전량보다 작다.
또한, 본 발명의 구동방법에 따라 발생하는 2차 방전은 앞서 1차 방전이 일어난 이후 발생하기 때문에 작은 방전량을 가지는 방전을 하게 된다.
따라서, 본 발명의 구동방법에 의해 발생하는 1차 방전과 2차 방전의 방전량의 합은 종래의 서스테인 펄스에 의한 방전량보다 작은 방전량이 된다.
이 후, 제3 단계에서는 제3 스위치(S3')가 턴온되고 제1,제2 및 제4 스위치(S1',S2',S4')는 턴오프된다. 이에 따라 캐패시터(CP)에 저장되어 있던 에너지가 캐패시터(CS')로 방전되면서 에너지가 회수되고 VPZ는 강하한다.
마지막으로 제4 단계에서는 제4 스위치(S4')가 턴온되고 제1, 제2 및 제3 스위치(S1',S2',S3')는 턴오프된다. 이에 따라 VPZ은 그라운드 레벨이 된다.
이와 같은 동작은 Y전극용 서스테인 회로부(210)에도 동일하게 적용되며, Z 전극용 서스테인 회로부(220)의 동작이 끝나면 Y전극용 서스테인 회로부(210)가 동작한다.
이와 같은 1차 방전과 2차 방전에 의하여 종래의 단위 발광량보다 작은 발광량을 얻을 수 있기 때문에 1차 방전과 2차 방전을 구현할 수 있는 서스테인 펄스가 서브필드0에 인가됨으로써 양자화 노이즈를 최소화할 수 있고 계조 표현 능력을 향상시킬 수 있다.
이와 같은 본 발명의 구동방법은 서스테인 회로부의 스위칭 동작을 제어함으로써 단위 발광량보다 작은 발광량을 얻을 수 있다.
이와 같이, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
이상에서와 같이 본 발명은 서스테인 회로부의 스위칭 동작을 제어함으로써 발광량이 작은 2 개의 방전을 발생시켜 양자화 노이즈를 줄일 수 있고 계조 표현 능력을 향상시킬 수 있다.

Claims (3)

  1. 어드레스 펄스와 스캔 펄스를 각각 인가하는 X전극 구동부 및 Y전극 구동부와 상기 Y전극 구동부와 더불어 서스테인 펄스를 인가하는 Z전극 구동부의 동작을 통해 하나의 서스테인 펄스 당 1회 방전이 일어나는 서브필드들의 조합에 의하여 계조표현을 하는 플라즈마 표시 패널의 구동방법에 있어서,
    하나의 서스테인 펄스에서 1차 방전과 2차 방전이 일어나는 서브필드를 더 포함하며,
    상기 1차 방전과 2차 방전이 일어나는 서브필드에,
    상기 Y전극 구동부가 서스테인 전압보다 작은 제1 서스테인 펄스를 형성하여 1차 방전을 일으키는 단계;
    상기 Y전극 구동부가 상기 제1 서스테인 펄스가 하강하는 소정 시점에서 상기 서스테인 전압을 인가하여 2차 방전을 일으키는 단계;
    상기 Y전극 구동부가 패널에 공급된 에너지를 회수하는 단계;
    상기 Z전극 구동부가 서스테인 전압보다 작은 상기 제1 서스테인 펄스를 형성하여 상기 1차 방전을 일으키는 단계;
    상기 Z전극 구동부가 상기 제1 서스테인 펄스가 하강하는 소정 시점에서 상기 서스테인 전압을 인가하여 2차 방전을 일으키는 단계; 및
    상기 Z전극 구동부가 패널에 공급된 에너지를 회수하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 표시 패널의 구동방법.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 1차 방전에 의한 발광량과 상기 2차 방전에 의한 발광량의 합이 단위 발광량보다 작은 것을 특징으로 하는 플라즈마 표시 패널의 구동방법.
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