KR100599736B1 - 플라즈마 표시 장치 및 그의 구동 방법 - Google Patents

플라즈마 표시 장치 및 그의 구동 방법 Download PDF

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Abstract

플라즈마 표시 장치에서, 유지 전극을 접지 전압으로 바이어스한 상태에서 주사 전극에 구동 파형을 인가하여 리셋 동작, 어드레스 동작 및 유지방전 동작을 수행한다. 그러면 유지 전극을 구동하는 구동 보드를 제거할 수 있다. 그리고 유지 기간에서 주사 전극에 양의 전압과 음의 전압을 교대로 가지는 유지방전 펄스를 인가한다. 이 때, 주사 전극에 양의 전압이 인가될 때는 유지 전극에 형성되어 있는 음 이온이 주사 전극으로만 이동하므로 방전이 잘 일어나는 반면, 주사 전극에 음의 전압이 인가될 때는 주사 전극에 형성되어 있는 음 이온이 유지 전극과 어드레스 전극에 분산되므로 방전이 잘 일어나지 않아 저방전이 발생할 수 있다. 따라서, 유지 기간에서 주사 전극에 음의 전압을 인가할 때 공진을 이용하여 제1 방전을 일으킨다. 이 제1 방전에 의해 주사 전극의 전압이 증가되어 방전이 소멸한 후에 주사 전극의 전압을 급격하게 변화시켜 제1 방전과 연속하는 제2 방전을 한 번 더 일으킨다. 이렇게 하면, 유지 기간에서 주사 전극에 음의 전압을 인가할 때 발생할 수 있는 저방전이 방지된다.
PDP, 통합 보드, 임피던스, 전극, 음이온, 유지방전 펄스, 유지 기간

Description

플라즈마 표시 장치 및 그의 구동 방법{PLASMA DISPLAY DEVICE AND DRIVING METHOD THEREOF}
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 플라즈마 표시 장치의 분해 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 플라즈마 표시 패널의 개략적인 개념도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 샤시 베이스의 개략적인 평면도이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 플라즈마 표시 장치의 구동 파형도이다.
도 5는 도 4의 구동 파형을 생성하기 위한 구동 회로도이다.
도 6은 도 4의 구동 파형을 생성하기 위한 구동 타이밍도이다.
도 7a 및 도 7b는 도 5의 구동 회로에서의 전류 경로를 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 플라즈마 표시 패널의 구동 파형도 및 구동 타이밍도이다.
본 발명은 플라즈마 표시 패널(plasma display panel, PDP)을 포함하는 플라 즈마 표시 장치 및 그의 구동 방법에 관한 것이다.
플라즈마 표시 패널은 기체 방전에 의해 생성된 플라즈마를 이용하여 문자 또는 영상을 표시하는 평면 표시 장치로서, 그 크기에 따라 수십에서 수백 만개 이상의 화소(방전 셀)가 매트릭스 형태로 배열되어 있다. 이러한 플라즈마 표시 장치는 인가되는 구동 전압 파형의 형태와 방전 셀의 구조에 따라 직류형과 교류형으로 구분된다.
직류형 플라즈마 표시 장치는 전극이 방전 공간에 그대로 노출되어 있어서 전압이 인가되는 동안 전류가 방전공간에 그대로 흐르게 되며, 이를 위해 전류 제한을 위한 저항을 만들어 주어야 하는 단점이 있다. 반면 교류형 플라즈마 표시 장치는 전극을 유전체층이 덮고 있어 자연스러운 커패시턴스 성분의 형성으로 전류가 제한되며 방전 시 이온의 충격으로부터 전극이 보호되므로 직류형에 비해 수명이 길다는 장점이 있다.
일반적으로 교류형 플라즈마 표시 장치는 한 프레임이 복수의 서브필드로 분할되어 구동되며, 각 서브필드는 리셋 기간, 어드레스 기간, 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 선택하여 켜지는 셀(어드레싱된 셀)에 벽 전하를 쌓아두는 동작을 수행하는 기간이다. 유지 기간은 켜질 셀에 실제로 영상을 표시하기 위한 방전을 수행하는 기간이다.
이러한 동작을 하기 위해서 유지 기간에서는 주사 전극과 유지 전극에 교대로 유지방전 펄스가 인가되고, 리셋 기간과 어드레스 기간에서는 주사 전극에 리셋 파형과 주사 파형이 인가된다. 따라서 주사 전극을 구동하기 위한 주사 구동 보드와 유지 전극을 구동하기 위한 유지 구동 보드가 별개로 존재하여야 한다. 이와 같이 구동 보드가 따로 존재하면 샤시 베이스에 구동 보드를 실장하는 문제점이 있으며, 두 개의 구동 보드로 인해서 단가가 증가한다.
따라서 두 구동 보드를 하나로 통합하여 주사 전극의 한쪽 끝에 형성하고, 유지 전극의 한쪽 끝을 길게 연장하여 통합 보드에 연결하는 방법이 제안되었다. 그런데 이와 같이 두 구동 보드를 통합하면 길게 연장된 유지 전극에서 형성되는 임피던스 성분이 크게 된다는 문제점이 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 유지 기간에서 저방전을 방지할 수 있는 플라즈마 표시 장치를 제공하는 것이다.
또한, 플라즈마 표시 장치의 단가를 줄일 수 있으며, 주사 전극과 유지 전극을 구동할 수 있는 통합 보드를 가지는 플라즈마 표시 장치를 제공하는 것이다. 그리고 본 발명은 통합 보드에 적합한 구동 파형을 제공하는 것을 그 기술적 과제로 한다.
이러한 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 유지 전극을 일정한 전압으로 바이어스한 상태에서 주사 전극에 구동 파형을 인가한다.
본 발명의 한 특징에 따르면, 복수의 제1 전극과 복수의 제2 전극 및 상기 제1 전극과 제2 전극에 교차하는 방향으로 형성되는 복수의 제3 전극을 포함하는 플라즈마 표시 장치에서 한 프레임을 복수의 서브필드로 나누어 구동하는 방법이 제공된다. 이 구동 방법은, 상기 제1 전극의 전압을 제1 전압으로 바이어스한 상태에서 상기 제2 전극에 상기 제1 전압보다 높은 제2 전압과 상기 제1 전압보다 낮은 제3 전압을 교대로 인가하는 유지 기간에서, 상기 제2 전극에 상기 제3 전압을 인가하는 단계는, 상기 제2 전극의 전압을 상기 제2 전압에서 제4 전압까지 감소시켜 제1 방전을 일으키는 단계, 상기 제2 전극의 전압을 상기 제4 전압에서 제5 전압까지 증가시키는 단계, 그리고 상기 제2 전극에 상기 제3 전압을 인가하여 상기 제1 방전에 연속하여 제2 방전을 일으키는 단계를 포함한다.
이 때, 상기 제2 전극의 전압이 상기 제2 전압에서 상기 제3 전압, 상기 제3 전압에서 상기 제4 전압까지 변경되는 단계는, 상기 제2 전극과 상기 제2 전극에 연결된 인덕터에 의해 형성되는 공진 경로에서 수행되며, 상기 제2 전극의 전압이 상기 제3 전압에서 상기 제4 전압으로 변경되는 단계는, 상기 제1 방전에 의해 형성된다.
그리고 이 구동 방법은, 리셋 기간 및 어드레스 기간에서 상기 제1 전극은 제1 전압으로 바이어스되어 있을 수 있으며, 상기 제1 전압은 접지 전압일 수 있다.
본 발명의 다른 한 특징에 따르면, 복수의 제1 전극과 복수의 제2 전극을 포함하며, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극에 의해 용량성 부하가 형성되는 플라즈마 표시 패널, 그리고 유지 기간에서, 상기 제1 전극의 전압을 제1 전압으로 바이어스한 상태에서 상기 제2 전극에 상기 제1 전압보다 높은 제2 전압과 상기 제1 전압보다 낮은 제3 전압을 교대로 인가하는 구동 회로를 포함하는 플라즈마 표시 장치가 제공된다. 이 때, 상기 구동 회로는, 상기 제2 전극과 전기적으로 연결된 인덕터와 상기 용량성 부하의 공진을 이용하여 상기 제2 전극의 전압을 변경하여 제1 방전을 일으킨 후, 상기 공진없이 상기 제2 전극에 상기 제2 전압을 인가하고, 상기 공진을 이용하여 상기 제2 전극의 전압을 변경하여 제2 방전을 일으킨 후 소정 시간 이후에 상기 공진없이 상기 제2 전극에 상기 제3 전압을 인가하여 제3 방전을 일으킨다. 여기서, 상기 소정 시간은 상기 제2 방전이 일어난 후 상기 제2 전극의 전압이 소정 전압만큼 증가하기까지의 시간이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 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 실시 예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다.
그리고 본 발명에서 언급되는 벽 전하란 셀의 벽(예를 들어, 유전체층) 상에서 각 전극에 가깝게 형성되는 전하를 말한다. 그리고 벽 전하는 실제로 전극 자체에 접촉되지는 않지만, 여기서는 전극에 "형성됨", "축적됨" 또는 "쌓임"과 같이 설명한다. 또한 벽 전압은 벽 전하에 의해서 셀의 벽에 형성되는 전위차를 말한다.
이제 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 표시 패널의 구동 방법 및 플라즈마 표시 장치에 대하여 도면을 참고로 하여 상세하게 설명한다.
먼저, 본 발명의 실시 예에 따른 플라즈마 표시 장치의 개략적인 구조에 대해서 도 1 내지 도 3을 참조하여 자세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 플라즈마 표시 장치의 분해 사시도이며, 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 플라즈마 표시 패널의 개략적인 개념도이다. 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 샤시 베이스의 개략적인 평면도이다.
도 1에 나타낸 바와 같이, 플라즈마 표시 장치는 플라즈마 표시 패널(10), 샤시 베이스(20), 전면 케이스(30) 및 후면 케이스(40)를 포함한다. 샤시 베이스(20)는 플라즈마 표시 패널(10)에서 영상이 표시되는 면의 반대측에 배치되어 플라즈마 표시 패널(10)과 결합된다. 전면 및 후면 케이스(30, 40)는 플라즈마 표시 패널(10)의 전면 및 샤시 베이스(20)의 후면에 각각 배치되어, 플라즈마 표시 패널(10) 및 샤시 베이스(20)와 결합되어 플라즈마 표시 장치를 형성한다.
도 2를 보면, 플라즈마 표시 패널(10)은 세로 방향으로 뻗어 있는 복수의 어드레스 전극(A1∼Am), 그리고 가로 방향으로 뻗어 있는 복수의 주사 전극(Y1∼Yn) 및 복수의 유지 전극(X1∼Xn)을 포함한다. 유지 전극(X1∼Xn)은 각 주사 전극(Y1∼Yn)에 대응해서 형성되며, 일반적으로 그 일단이 서로 공통으로 연결되어 있다. 그리고 플라즈마 표시 패널(10)은 유지 및 주사 전극(X1∼Xn, Y1∼Yn)이 배열된 기판과 어드레스 전극(A1∼Am)이 배열된 기판을 포함하다. 두 기판은 주사 전극(Y1∼Yn)과 어드레스 전극(A1∼Am) 및 유지 전극(X1∼Xn)과 어드레스 전극(A1∼Am)이 각 각 직교하도록 방전 공간을 사이에 두고 대향하여 배치되어 있다. 이때, 어드레스 전극(A1∼Am)과 유지 및 주사 전극(X1∼Xn, Y1∼Yn)의 교차부에 있는 방전 공간이 셀을 형성한다. 이러한 플라즈마 표시 패널(10)의 구조는 일 예이며, 아래에서 설명하는 구동 파형이 적용될 수 있는 다른 구조의 패널도 본 발명에 적용될 수 있다.
그리고 도 3에 나타낸 바와 같이, 샤시 베이스(20)에는 플라즈마 표시 패널(10)의 구동에 필요한 보드(100∼500)가 형성되어 있다. 어드레스 버퍼 보드(100)는 샤시 베이스(20)의 상부 및 하부에 각각 형성되어 있으며, 단일 보드로 이루어질 수도 있으며 복수의 보드로 이루어질 수도 있다. 도 3에서는 듀얼 구동을 하는 플라즈마 표시 장치를 예를 들어 설명하고 있지만, 싱글 구동의 경우에 어드레스 버퍼 보드(100)는 샤시 베이스(20)의 상부 및 하부 중 어느 한 곳에 배치된다. 이러한 어드레스 버퍼 보드(100)는 영상 처리 및 제어 보드(400)로부터 어드레스 구동 제어 신호를 수신하여 표시하고자 하는 방전 셀을 선택하기 위한 전압을 각 어드레스 전극(A1∼Am)에 인가한다.
주사 구동 보드(200)는 샤시 베이스(20)의 좌측에 배치되어 있으며, 주사 구동 보드(200)는 주사 버퍼 보드(300)를 거쳐 주사 전극(Y1∼Yn)에 전기적으로 연결되어 있으며, 유지 전극(X1∼Xn)은 일정 전압으로 바이어스 되어 있다. 주사 버퍼 보드(300)는 어드레스 기간에서 주사 전극(Y1∼Yn)을 순차적으로 선택하기 위한 전압을 주사 전극(Y1∼Yn)에 인가한다. 주사 구동 보드(200)는 영상 처리 및 제어 보드(400)로부터 구동 신호를 수신하여 주사 전극(Y1∼Yn)에 구동 전압을 인가한다. 그리고 도 3에서는 주사 구동 보드(200)와 주사 버퍼 보드(300)가 샤시 베이스(20)의 좌측에 배치되는 것으로 도시하였지만, 샤시 베이스(20)의 우측에 배치될 수도 있다. 또한 주사 버퍼 보드(300)는 주사 구동 보드(200)와 일체형으로 형성될 수도 있다.
영상 처리 및 제어 보드(400)는 외부로부터 영상 신호를 수신하여 어드레스 전극(A1∼Am) 구동에 필요한 제어 신호와 주사 및 유지 전극(Y1∼Yn, X1∼Xn) 구동에 필요한 제어 신호를 생성하여 각각 어드레스 구동 보드(100)와 주사 구동 보드(200)에 인가한다. 전원 보드(500)는 플라즈마 표시 장치의 구동에 필요한 전원을 공급한다. 영상 처리 및 제어 보드(400)와 전원 보드(500)는 샤시 베이스(20)의 중앙에 배치될 수 있다.
다음, 도 4를 참조하여 본 발명의 제1 실시 예에 따른 플라즈마 표시 패널의 구동 파형에 대해서 상세하게 설명한다.
도 4는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 플라즈마 표시 패널의 구동 파형도이다. 아래에서는 편의상 하나의 셀을 형성하는 주사 전극(이하, "Y 전극"이라 함), 유지 전극(이하, "X 전극"이라 함) 및 어드레스 전극(이하, "A 전극"이라 함)에 인가되는 구동 파형에 대해서만 설명한다. 그리고 도 4의 구동 파형에서 Y 전극에 인가되는 전압은 주사 구동 보드(200)와 주사 버퍼 보드(300)에서 공급되고 A 전극에 인가되는 전압은 어드레스 버퍼 보드(100)에서 공급된다. 또한 X 전극은 기준 전압(도 4에서는 접지 전압)으로 바이어스되어 있으므로, X 전극에 인가되는 전압에 대해서는 설명을 생략한다.
도 4를 보면, 하나의 서브필드는 리셋 기간, 어드레스 기간 및 유지 기간으로 이루어지며, 리셋 기간은 상승 기간 및 하강 기간으로 이루어진다.
리셋 기간의 상승 기간에서는 A 전극을 기준 전압(도 4에서는 0V)으로 유지한 상태에서 Y 전극의 전압을 Vs 전압에서 Vset 전압까지 점진적으로 증가시킨다. 도 4에서는 Y 전극의 전압이 램프 형태로 증가하는 것으로 도시하였다. Y 전극의 전압이 증가하는 중에 Y 전극과 X 전극 사이 및 Y 전극과 A 전극 사이에서 미약한 방전(이하, "약 방전"이라 함)이 일어나면서, Y 전극에는 (-) 벽 전하가 형성되고 X 및 A 전극에는 (+) 벽 전하가 형성된다. 그리고 전극의 전압이 도 4와 같이 점진적으로 변하는 경우에는 셀에 미약한 방전이 일어나면서 외부에서 인가된 전압과 셀의 벽 전압의 합이 방전 개시 전압 상태를 유지하도록 벽 전하가 형성된다. 이러한 원리에 대해서는 웨버(Weber)의 미국등록특허 제5,745,086에 개시되어 있다. 리셋 기간에서는 모든 셀의 상태를 초기화하여야 하므로 Vset 전압은 모든 조건의 셀에서 방전이 일어날 수 있을 정도의 높은 전압이다. 또한, Vs 전압은 일반적으로 유지 기간에서 Y 전극에 인가되는 전압과 높은 전압이며, Y 전극과 X 전극 사이의 방전 개시 전압보다 낮은 전압이다.
이어서, 리셋 기간의 하강 기간에서는 A 전극을 기준 전압으로 유지한 상태에서 Y 전극의 전압을 Vs 전압에서 Vnf 전압까지 점진적으로 감소시킨다. 그러면 Y 전극의 전압이 감소하는 중에 Y 전극과 X 전극 사이 및 Y 전극과 A 전극 사이에서 미약한 방전이 일어나면서 Y 전극에 형성된 (-) 벽 전하와 X 전극 및 A 전극에 형성된 (+) 벽 전하가 소거된다. 일반적으로 Vnf 전압의 크기는 Y 전극과 X 전극 사 이의 방전 개시 전압 근처로 설정된다. 그러면 Y 전극과 X 전극 사이의 벽 전압이 거의 0V가 되어, 어드레스 기간에서 어드레스 방전이 일어나지 않은 셀이 유지 기간에서 오방전하는 것을 방지할 수 있다. 그리고 A 전극은 기준 전압으로 유지되어 있으므로 Vnf 전압의 레벨에 의해 Y 전극과 A 전극 사이의 벽 전압이 결정된다.
다음, 어드레스 기간에서 켜질 셀을 선택하기 위해 Y 전극과 A 전극에 각각 VscL 전압을 가지는 주사 펄스 및 Va 전압을 가지는 어드레스 펄스를 인가한다. 그리고 선택되지 않는 Y 전극은 VscL 전압보다 높은 VscH 전압으로 바이어스하고, 켜지지 않을 셀의 A 전극에는 기준 전압을 인가한다. 이러한 동작을 수행하기 위해, 주사 버퍼 보드(300)는 Y 전극(Y1∼Yn) 중 VscL의 주사 펄스가 인가될 Y 전극을 선택하며, 예를 들어 싱글 구동에서 세로 방향으로 배열된 순서대로 Y 전극을 선택할 수 있다. 그리고 어드레스 버퍼 보드(100)는 하나의 Y 전극이 선택될 때 해당 Y 전극에 의해 형성된 셀을 통과하는 A 전극(A1∼Am) 중 Va 전압의 어드레스 펄스가 인가될 셀을 선택한다.
구체적으로, 먼저 첫 번째 행의 주사 전극(도 2의 Y1)에 VscL 전압의 주사 펄스를 인가하는 동시에 첫 번째 행 중 켜질 셀에 위치하는 A 전극에 Va 전압의 어드레스 펄스를 인가한다. 그러면 첫 번째 행의 Y 전극과 Va 전압이 인가된 A 전극 사이에서 방전이 일어나서, Y 전극에 (+) 벽 전하, A 및 X 전극에 각각 (-) 벽 전하가 형성된다. 그 결과 Y 전극과 X 전극 사이에 Y 전극의 전위가 X 전극의 전위에 대해 높도록 벽 전압(Vwxy)이 형성된다. 이어서, 두 번째 행의 Y 전극(도 2의 Y2)에 VscL 전압의 주사 펄스를 인가하면서 두 번째 행 중 표시하고자 하는 셀에 위치 하는 A 전극에 Va 전압의 어드레스 펄스를 인가한다. 그러면 앞에서 설명한 것처럼 Va 전압이 인가된 A 전극과 두 번째 행의 Y 전극에 의해 형성되는 셀에서 어드레스 방전이 일어나서 셀에 앞서 설명한 것처럼 벽 전하가 형성된다. 마찬가지로 나머지 행의 Y 전극에 대해서도 순차적으로 VscL 전압의 주사 펄스를 인가하면서 켜질 셀에 위치하는 A 전극에 Va 전압의 어드레스 펄스를 인가하여 벽 전하를 형성한다.
이러한 어드레스 기간에서 VscL 전압은 일반적으로 Vnf 전압과 같거나 낮은 레벨로 설정되고 Va 전압은 기준 전압보다 높은 레벨로 설정된다. 예를 들어, VscL 전압과 Vnf 전압이 같은 경우에 Va 전압이 인가될 때 셀에서 어드레스 방전이 일어나는 이유에 대해서 설명한다. 리셋 기간에서 Vnf 전압이 인가되었을 때, A 전극과 Y 전극 사이의 벽 전압과 A 전극과 Y 전극 사이의 외부 전압(Vnf)의 합은 A 전극과 Y 전극 사이의 방전 개시 전압(Vfay)으로 결정된다. 그런데 어드레스 기간에서 A 전극에 0V가 인가되고 Y 전극에 VscL(=Vnf) 전압이 인가되는 경우에 A 전극과 Y 전극 사이에는 Vfay 전압이 형성되므로 방전이 일어날 수 있지만, 일반적으로 이 경우의 방전 지연 시간이 주사 펄스와 어드레스 펄스의 폭보다 길어서 방전이 일어나지 않는다. 그런데 A 전극에 Va 전압이 인가되고 Y 전극에 VscL(=Vnf) 전압이 인가되는 경우에 A 전극과 Y 전극 사이에는 Vfay 전압보다 높은 전압이 형성되어 방전 지연 시간이 주사 펄스의 폭보다 줄어들어서 방전이 일어날 수 있다. 이 때, 어드레스 방전이 더 잘 일어나도록 하기 위해서 VscL 전압을 Vnf 전압보다 낮은 전압으로 설정할 수 있다.
다음, 어드레스 기간에서 어드레스 방전이 일어난 셀에서는 X 전극에 대한 Y 전극의 벽 전압(Vwxy)이 높은 전압으로 형성되었으므로, 유지 기간에서는 Y 전극에 먼저 Vs 전압을 가지는 펄스를 인가하여 Y 전극과 X 전극 사이에서 유지방전을 일으킨다. 이때, Vs 전압은 Y 전극과 X 전극 사이의 방전 개시 전압(Vfxy)보다는 낮고 (Vs+Vwxy) 전압이 Vfxy 전압보다 낮도록 설정된다. 유지방전의 결과 Y 전극에 (-) 벽 전하가 형성되고 X 전극과 A 전극에 (+) 벽 전하가 형성되어, Y 전극에 대한 X 전극의 벽 전압(Vfyx)이 높은 전압으로 형성된다.
이어서 Y 전극에 대한 X 전극의 벽 전압(Vfyx)이 높은 전압으로 형성되었으므로, Y 전극에 -Vs 전압을 가지는 펄스를 인가하여 Y 전극과 X 전극 사이에서 유지방전을 일으킨다. 그 결과 Y 전극에 (+) 벽 전하가 형성되고 X 전극과 A 전극에 (-) 벽 전하가 형성되어 Y 전극에 Vs 전압이 인가될 때 유지방전이 일어날 수 있는 상태로 된다. 이후, 주사 전극(Y)에 Vs 전압과 -Vs 전압의 유지방전 펄스를 인가하는 과정을 해당 서브필드가 표시하는 가중치에 대응하는 횟수만큼 반복한다.
이와 같이, 본 발명의 제1 실시 예에서는 X 전극을 기준 전압으로 바이어스한 상태에서 Y 전극에 인가되는 구동 파형만으로 리셋 동작, 어드레스 동작 및 유지방전 동작을 수행할 수 있다. 따라서 X 전극을 구동하는 구동 보드를 제거할 수 있으며, 단지 X 전극을 기준 전압으로 바이어스만 하면 된다. 그리고 유지방전을 위한 펄스가 주사 구동 보드(300)에서만 공급되므로 유지방전 펄스가 인가되는 경로에서의 임피던스가 일정해질 수 있다.
다음, 도 4의 구동 파형을 생성할 수 있는 구동 회로에 대해서 도 5를 참고로 하여 상세하게 설명한다.
도 5는 도 4의 구동 파형을 생성하기 위한 구동 회로도이다. 아래에서 각 트랜지스터는 각각 애노드가 소스에 연결되고 캐소드가 드레인에 연결되는 바디 다이오드가 형성될 수 있다.
도 5에 나타낸 바와 같이, 주사 구동 보드(200)는 상승 리셋부(211), 하강 리셋부(212), 주사 구동부(213), 유지 방전부(214) 및 기준전압 공급부(215)를 포함한다. 주사 구동부(213)는 복수의 Y 전극에 각각 연결되는 복수의 선택 회로(210)를 포함하며, 도 5에서는 설명의 편의상 하나의 Y 전극과 하나의 선택 회로(210)만 도시하였으며, Y 전극과 인접한 X 전극에 의해 형성되는 용량성 성분을 패널 커패시터(Cp)로 도시하였다. 그리고 패널 커패시터(Cp)의 X 전극은 접지 전압으로 바이어스되어 있는 것으로 하였다.
상승 리셋부(211)는 다이오드(Dset), 커패시터(Cset) 및 트랜지스터(Ypp, Yrr)를 포함하며, Y 전극에 Vs 전압부터 Vset 전압까지 점진적으로 상승하는 전압을 인가한다.
커패시터(Cset)는 음극이 트랜지스터(Ypp)의 소스와 트랜지스터(Yrr)의 드레인 사이에 연결되며 트랜지스터(Ypp)의 드레인과 트랜지스터(Yrr)의 소스는 각각 제2 노드(N2)에 연결된다. 이 때, 커패시터(Cset)는 아래에서 설명하는 트랜지스터(Yg)가 턴온 시에 (Vset-Vs) 전압으로 충전되며, 트랜지스터(Yrr)는 턴온 시에 패널 커패시터(Cp)의 전압을 Vset 전압까지 서서히 상승하도록 드레인에서 소스로 미세한 전류가 흐르도록 동작한다.
그리고 다이오드(Dset)는 (Vset-Vs) 전압을 공급하는 전원(Vset-Vs)과 트랜지스터(Yrr)의 드레인과 커패시터(Cset)와의 접점 사이에 연결되어 커패시터(Cset)―다이오드(Dset)―전원(Vset-Vs)으로 향하는 전류 경로를 차단시킨다.
하강 리셋부(212)는 트랜지스터(Ynp, Yfr)를 포함하며, 패널 커패시터(Cp)에 Vs 전압부터 Vnf 전압까지 하강하는 전압을 인가한다. 트랜지스터(Yfr)의 드레인이 제1 노드(N1)에 연결되고 트랜지스터(Yfr)의 소스가 하강 기간의 최종 전압인 Vnf 전압을 공급하는 전원(Vnf)에 연결되어 있다. 그리고 트랜지스터(Yfr)는 턴온 시에 Y 전극의 전압을 Vnf 전압까지 점진적으로 감소하도록 드레인에서 소스로 미세한 전류가 흐르도록 동작한다. 이 때, 트랜지스터(Ynp)는 Vnf 전압이 음의 전압일 때 형성될 수 있는 전원(GND)―트랜지스터(Yg)―트랜지스터(Ypp)―트랜지스터(Ynp)―트랜지스터(Yfr)로 향하는 전류 경로를 차단시킨다.
주사 구동부(213)는 선택 회로(210), 다이오드(Dsch), 커패시터(Csch) 및 트랜지스터(YscL)를 포함하며, Y 전극에 순차적으로 주사 전압인 VscL 전압을 인가한다. 일반적으로 어드레스 기간에서 복수의 Y 전극(Y1-Yn)을 순차적으로 선택할 수 있도록 각각의 주사 전극(Y1-Yn)에 선택 회로(210)가 IC 형태로 연결되어 있으며, 이러한 선택 회로(210)를 통하여 주사 구동 보드(200)의 구동 회로(210)가 주사 전극(Y1-Yn)에 공통으로 연결된다.
그리고 선택 회로(210)는 트랜지스터(Sch, Scl)를 포함하며, 트랜지스터(Sch)의 소스와 트랜지스터(Scl)의 드레인은 패널 커패시터(Cp)의 Y 전극에 연결되 어 있으며, 트랜지스터(Scl)의 소스는 제1 노드(N1)에 연결되어 있다.
그리고 커패시터(Csch)는 트랜지스터(sch)의 드레인과 제1 노드(N1) 사이에 연결되고 다이오드(Dsch)는 커패시터(Csch)와 트랜지스터(sch)의 드레인 간 접점과 비주사 전압(VscH)을 공급하는 전원(Vsch) 사이에 연결된다. 그리고 커패시터(Csch)는 아래에서 설명하는 트랜지스터(YscL)의 턴온시에 (VscH-VscL) 전압으로 충전되며 커패시터(Csch)의 제1단이 트랜지스터(Sch)의 드레인에 연결되고 제2단이 제1 노드(N1)에 연결된다. 그리고 트랜지스터(YscL)는 제1 노드(N1)와 주사 전압(VscL)을 공급하는 전원(VscL) 사이에 연결되며 선택하고자 하는 방전 셀을 형성하는 주사 전극(Y)에 VscL 전압을 공급한다.
즉, 어드레스 기간에서 트랜지스터(Sch)를 턴온하여 선택되지 않는 Y 전극에 비주사 전압(VscH)을 인가하고, 트랜지스터(scl)을 턴온하여 선택될 Y 전극에 주사 전압(VscL)을 인가한다.
기준전압 공급부(214)는 트랜지스터(Yg)를 포함하며, 트랜지스터(Yg)는 제3 노드(N3)와 접지 전압을 공급하는 전원(0V) 사이에 연결되어 주사 전극(Y)에 접지 전압을 공급한다.
유지방전부(215)는 인덕터(L), 트랜지스터(Yh, Yl, Yr, Yf) 및 다이오드(Dr, Df)를 포함하며, 유지 기간에서 Y 전극에 Vs 전압과 -Vs 전압을 공급한다.
트랜지스터(Yh)는 드레인이 Vs 전압을 공급하는 전원(Vs)에 연결되고 소스가 제3 노드(N3)에 연결되며, 트랜지스터(Yl)는 드레인이 제3 노드(N3)에 연결되고 소스가 -Vs 전압을 공급하는 전원(-Vs)에 연결되어 있다.
그리고 제3 노드(N3)에 제1단이 연결된 인덕터(L)의 제2단에 트랜지스터(Yr)의 소스가 연결되어 있고 트랜지스터(Yr)의 드레인이 전원(0V)에 연결되어 있다. 트랜지스터(Yf)는 드레인이 인덕터(L)의 제2단에 연결되고 소스가 전원(0V)에 연결되어 있다. 그리고 트랜지스터(Yr, Yf)의 바디 다이오드로 인해 형성될 수 있는 전류를 차단하기 위해 트랜지스터(Yr, Yf)의 바디 다이오드와 반대 방향으로 다이오드(Dr, Df)가 형성된다. 그리고 전원(-Vs)과 인덕터(L)의 제2단 사이 및 인덕터(L)의 제2단과 전원(Vs) 사이에는 인덕터(L)의 제2단 전위를 클램핑하는 다이오드(Dyh, Dyl)가 형성될 수도 있다.
그리고 도 4의 구동 파형에서는 VscL 전압을 Vnf 전압보다 낮게 하였으므로, 트랜지스터(YscL)의 턴온 시에 트랜지스터(Yfr, Yer)의 바디 다이오드를 통하여 전류 경로가 형성될 수 있다. 이 전류 경로를 차단하기 위해 도 5에 나타낸 바와 같이 트랜지스터(Yfr)의 바디 다이오드에 대해서 반대 방향으로 바디 다이오드가 형성되는 트랜지스터(Yfr1)를 추가로 형성할 수 있다. 또한, 트랜지스터(Yfr1, Yer1) 대신에 다이오드를 연결할 수도 있다.
다음, 도 5의 구동 회로를 이용하여 도 4에 도시된 유지 기간에서의 구동 파형을 생성하는 방법에 대해서 도 6, 도 7a 및 도 7b를 참조하여 상세하게 설명한다.
도 6은 도 4의 구동 파형을 생성하기 위한 구동 타이밍도이고, 도 7a 및 도 7b는 도 5의 구동 회로에서의 전류 경로를 나타낸 도면이다.
여기서, 시점(t1) 전에 트랜지스터(Y1)가 턴온되어 Y 전극에 -Vs 전압이 인 가되어 있는 것으로 가정한다. 그리고 도 5의 구동 회로에서 제3 노드(N3), 제2 노드(N2), 제1 노드(N1) 및 패널 커패시터(Cp)의 Y 전극으로의 전류 경로는 트랜지스터(Ypp)의 바디 다이오드, 트랜지스터(Ynp) 및 트랜지스터(Scl)의 바디 다이오드를 통하여 형성된다. 또한 패널 커패시터(Cp)의 주사 전극(Y), 제1 노드(N1), 제2 노드(N2) 및 제3 노드(N3)로의 전류 경로는 트랜지스터(Scl), 트랜지스터(Ynp)의 바디 다이오드 및 트랜지스터(Ypp)를 통하여 형성된다. 아래에서는 이 두 전류 경로를 "메인 경로"라 하고, 메인 경로가 형성될 때는 트랜지스터(Ypp, Ynp, Scl)는 턴온되어 있으며, 이 트랜지스터(Ypp, Ynp, Scl)는 유지 기간에서 항상 온되어 있는 것으로 가정하여 설명한다.
기간(t1)에서, Y 전극이 -Vs 전압으로 유지된 상태에서 트랜지스터(Yr)가 턴온되고 트랜지스터(Y1)가 턴오프된다. 그러면, 접지단(GND), 트랜지스터(Yr), 인덕터(L), 메인 경로 및 패널 커패시터(Cp)의 경로를 통하여 인덕터(L)와 패널 커패시터(Cp) 사이에서 공진이 발생한다. 이 공진에 의해 Y 전극의 전압이 Vs 전압 근처까지 증가하고(경로 ①) Y 전극의 전압이 증가하는 중에 방전이 일어난다.
기간(t1)에서 방전이 일어나면 기간(t2)에서 곧바로 트랜지스터(Yh)가 턴온되고 트랜지스터(Yr)가 턴오프되어 Y 전극에 Vs 전압이 인가된다(경로 ②).
그리고 기간(t3)에서는 Y 전극의 전압이 Vs 전압으로 유지된 상태에서 트랜지스터(Yf)가 턴온되고 트랜지스터(Yh)가 턴오프되어 커패시터(Cp), 메인 경로, 인덕터(L), 트랜지스터(Yf) 및 접지단(GND)의 경로를 통하여 인덕터(L)와 패널 커패시터(Cp) 사이에서 공진이 발생한다. 이 공진에 의해 Y 전극의 전압이 -Vs 전압 근 처까지 감소한다(경로 ③). 그리고 Y 전극의 전압이 감소하는 중에 방전이 일어난다.
기간(t3)에서 방전이 일어나면, 기간(t4)에서는 곧바로 트랜지스터(Yf)가 턴오프되고 트랜지스터(Yl)가 턴온되어 Y 전극에 -Vs 전압을 인가한다(경로 ④).
이처럼, 유지 기간에서는 Y 전극에 Vs 전압 또는 -Vs 전압이 인가될 때 즉, Y 전극의 전압 상승 또는 전압 하강 시에 LC 공진을 통해 각각 한 번의 유지방전이 일어난다. 그런데, 유지 기간에서 Y 전극에 Vs 전압이 인가될 때는 Y 전극이 양극으로 작용하기 때문에 X 전극에 형성되어 있는 음 이온이 Y 전극 쪽으로만 이동하게 되므로, Y 전극으로 음 이온이 충분하게 공급되어 방전이 잘 일어나지만 Y 전극에 -Vs 전압이 인가될 때는 X 전극과 A 전극이 양극으로 작용하기 때문에 Y 전극에 형성되어 있는 음 이온이 X 전극과 A 전극으로 분산되어 이동하게 되므로, 상대적으로 X 전극에는 음 이온이 충분하게 공급되지 않아서 방전이 잘 일어나지 않거나 방전이 약하게 일어나게 되어 저방전이 발생할 수 있다. 따라서, 아래에서는 이러한 저방전을 방지할 수 있는 실시 예에 대해서 도 8을 참고로 하여 상세하게 설명한다.
도 8은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 플라즈마 표시 패널의 구동 파형도 및 구동 타이밍도이다.
도 8에 나타낸 바와 같이, 유지 기간에서 Y 전극에 -Vs 전압을 인가하는 중에 연속적으로 두 번의 유지방전이 일어난다. 이렇게 하면, 방전의 세기가 커져 저방전을 방지할 수 있다.
다음, Y 전극에 -Vs 전압을 인가하는 중에 연속적으로 두 번의 유지방전을 일으키기 위한 구동 회로의 동작에 대해서 설명한다. 여기서, 기간(T1∼T4)에서의 구동 회로의 동작은 기간(t3)보다 기간(T3)이 더 길다는 점을 제외하면 도 7a 및 도 7b에 나타낸 것처럼 기간(t1∼t4)에서의 구동 회로의 동작과 동일하다.
기간(T3)에서는 Y 전극의 전압이 Vs 전압으로 유지된 상태에서 트랜지스터(Yf)가 턴온되고 트랜지스터(Yh)가 턴오프되어 커패시터(Cp), 메인 경로, 인덕터(L), 트랜지스터(Yf) 및 접지단(GND)의 경로를 통하여 인덕터(L)와 패널 커패시터(Cp) 사이에서 공진이 발생한다. 이 공진에 의해 Y 전극의 전압이 -Vs 전압 근처까지 감소한다(경로 ③). 그리고 Y 전극의 전압이 감소하는 중에 방전(이하, ‘제1 방전’이라 함)이 일어난다.
본 발명의 제2 실시 예에서는 본 발명의 제1 실시 예에서와 달리 방전이 일어난 후 곧바로 트랜지스터(Yf)를 턴오프하지 않고 일정 기간 동안 기간(T3)의 동작을 유지한다. 그러면, 기간(T3) 중에 방전이 일어나면서 Y 전극에는 (+) 벽 전하가 형성되어 방전 공간 내의 전압이 증가하게 된다. 이처럼, 방전 공간 내의 Y 전극의 전압이 증가하면 방전 공간 내부에 방전 소멸이 발생한다.
방전 소멸이 발생한 후에, 기간(T4)에서는 트랜지스터(Yf)가 턴오프되고 트랜지스터(Yl)가 턴 온되어 Y 전극에 -Vs 전압을 인가한다(경로 ④). 이렇게 하면, 급격한 전압 변화에 의해 방전(이하, ‘제2 방전’이라 함)이 한 번 더 일어나게 된다. 즉, 기간(T4)에서는 기간(T3)에서 방전이 일어나 방전 공간 내의 전압이 증가하여 제1 방전이 소멸한 뒤에 급격한 전압 변화에 의해 제2 방전을 일으키는 것 이다.
이처럼, 본 발명의 제2 실시 예에 따르면, 유지 기간에서 Y 전극에 -Vs 전압을 인가할 때 LC 공진에 의해서 제1 방전이 일어난 후, 제1 방전이 소멸될 쯤에 Y 전극의 전압을 급격하게 변화시켜 제1 방전과 연속하여 제2 방전을 일으킴으로써 두 번의 방전이 일어나고, 이에 따라 저방전이 방지된다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시 예에 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 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 유지 전극은 일정한 전압으로 바이어스한 상태에서 주사 전극에만 구동 파형이 인가되므로 유지 전극을 구동하는 보드를 제거할 수 있다. 즉, 실질적으로 하나의 보드만으로 구동하는 통합 보드를 구현할 수 있으며, 이에 따라 단가가 저감된다.
그리고 주사 전극과 유지 전극을 각각의 구동 보드로 구현하는 경우에는 리셋 기간과 어드레스 기간에서의 구동 파형을 주로 주사 구동 보드에서 공급되므로, 주사 구동 보드와 유지 구동 보드에 형성되는 임피던스가 다르다. 이에 따라 유지 기간에서 주사 전극에 인가되는 유지방전 펄스와 유지 전극에 인가되는 유지방전 펄스가 달라질 수 있다. 그러나 본 발명에 의하면 유지방전을 위한 펄스가 주사 구동 보드에서만 공급되므로 임피던스가 항상 일정하다.
또한 유지 기간에서 주사 전극에만 양의 전압과 음의 전압을 교대로 가지는 유지방전 펄스를 인가하는 중에 주사 전극에 양의 전압이 인가될 때에는 음 이온이 주사 전극으로만 이동하게 되므로 방전이 잘 일어나는데 반해 주사 전극에 음의 전압이 인가될 때에는 음 이온이 유지 전극과 어드레스 전극에 분산되어 이동하게 되므로 저방전이 발생하게 된다. 그러나 본 발명에서는 주사 전극에 음의 전압을 인가할 때 LC 공진을 이용하여 제1 방전을 일으킨 후 이 방전이 소멸된 후에 주사 전극의 전압을 급격하게 변화시켜 제1 방전과 연속하는 제2 방전을 한 번 더 일으킴으로써 두 번의 방전이 일어나고, 이에 따라 저방전이 방지된다.

Claims (8)

  1. 복수의 제1 전극과 복수의 제2 전극을 포함하는 플라즈마 표시 장치에서 한 프레임을 복수의 서브필드로 나누어 구동하는 방법에 있어서,
    상기 복수의 제1 전극을 제1 전압으로 바이어스한 상태에서 상기 복수의 제2 전극에 상기 제1 전압보다 높은 제2 전압과 상기 제1 전압보다 낮은 제3 전압을 교대로 인가하는 유지 기간에서,
    상기 복수의 제2 전극에 상기 제3 전압을 인가하는 단계는,
    상기 복수의 제2 전극과 상기 복수의 제2 전극에 연결된 인덕터에 의해 형성되는 제1 공진 경로를 통하여 상기 복수의 제2 전극의 전압을 상기 제2 전압에서 제4 전압까지 감소시켜 제1 방전을 일으키는 제1 단계,
    상기 제1 공진 경로를 통하여 일어난 상기 제1 방전으로 상기 복수의 제2 전극의 전압을 상기 제4 전압에서 제5 전압까지 증가시키는 제2 단계, 그리고
    상기 복수의 제2 전극에 상기 제3 전압을 인가하여 상기 제1 방전에 연속하는 제2 방전을 일으키는 제3 단계
    를 포함하는 플라즈마 표시 장치의 구동 방법.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 제2 전극에 상기 제2 전압을 인가하는 단계는,
    상기 복수의 제2 전극과 상기 인덕터에 의해 형성되는 제2 공진 경로를 통하여 상기 복수의 제2 전극의 전압을 상기 제3 전압부터 증가시켜 제3 방전을 일으키는 단계, 그리고
    상기 복수의 제2 전극에 상기 제2 전압을 인가하는 단계
    를 포함하는 플라즈마 표시 장치의 구동 방법.
  4. 제1항 또는 제3항에 있어서,
    리셋 기간 및 어드레스 기간에서 상기 복수의 제1 전극은 제1 전압으로 바이어스되어 있는 플라즈마 표시 장치의 구동 방법.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 제1 전압은 접지 전압인 플라즈마 표시 장치의 구동 방법.
  6. 복수의 제1 전극과 복수의 제2 전극을 포함하며, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극에 의해 용량성 부하가 형성되는 플라즈마 표시 패널, 그리고
    유지 기간에서, 상기 제1 전극의 전압을 제1 전압으로 바이어스한 상태에서 상기 제2 전극에 상기 제1 전압보다 높은 제2 전압과 상기 제1 전압보다 낮은 제3 전압을 교대로 인가하는 구동 회로
    를 포함하며,
    상기 구동 회로는,
    상기 제2 전극과 전기적으로 연결된 인덕터와 상기 용량성 부하의 공진을 이용하여 상기 제2 전극의 전압을 변경하여 제1 방전을 일으킨 후, 상기 공진없이 상기 제2 전극에 상기 제2 전압을 인가하고,
    상기 공진을 이용하여 상기 제2 전극의 전압을 변경하여 제2 방전을 일으킨 후 소정 시간 이후에 상기 공진없이 상기 제2 전극에 상기 제3 전압을 인가하여 제3 방전을 일으키는 플라즈마 표시 장치.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 소정 시간은 상기 제2 방전이 일어난 후 상기 제2 전극의 전압이 소정 전압만큼 증가하기까지의 시간인 플라즈마 표시 장치.
  8. 제 6항 또는 제 7항에 있어서,
    리셋 기간 및 어드레스 기간에서 상기 제1 전극은 상기 제1 전압으로 바이어스되어 있는 플라즈마 표시 장치.
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