KR100612794B1 - 플라즈마 어드레스 표시 장치 및 그 구동 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 플라즈마 어드레스 표시 장치는,
열 형태의 신호 전극을 구비한 표시 셀 및 행 형태의 방전 채널을 구비한 플라즈마 셀을 포함하고, 상기 신호 전극과 상기 방전 채널의 교차부에 화소가 형성된 플랫 패널과,
상기 열 형태의 신호 전극을 소정 주기로 순차적으로 방전시켜 행 마다 화소를 선택하는 스캐닝 회로와,
상기 열 형태의 신호 전극에 화상 신호를 공급하여 선택된 행의 화소에 상기 화상 신호를 기입하는 신호 회로를 포함한다. 상기 스캐닝 회로는, 이전의 행의 방전 채널에 할당된 방전 주기가, 적어도 다음의 행의 방전 채널에 할당된 방전 주기와 부분적으로 중복되면서, 각 방전 채널을 시간적으로 어긋나게 하면서 방전시켜, 상기 소정 주기보다 긴 방전 주기를 각 방전 채널에 할당한다.
즉, 플라즈마 셀의 스캐닝은 "복수 라인 동시 방전 시스템"에 의해 수행되는데, 여기서 종래의 라인 마다의 방전을 행하는 대신에 적어도 두 개의 라인이 동시에 방전된다. 이 "복수 라인 동시 방전 시스템"에 의해, 각 라인에 할당되는 방전 주기(방전 펄스 폭)가 수평 주기(1H)보다 길어질 수 있다.
그 결과, 각 방전 채널에 안정되게 플라즈마 방전이 발생될 수 있어서 균일한 기입을 위해 필요한 방전 전압 또는 전류가 이에 따라 감소될 수 있다. 방전 전압 또는 전류 감소 효과는 펄스 폭이 클수록 더 크다. 특히, 방전 전류를 감소시킴으로써 플라즈마 셀 수명이 연장될 수 있다.
패널, 표시 셀, 플라즈마 셀, 중간 시트, 기판, 격벽, 화소, 스캐닝 회로, 방전 채널

Description

플라즈마 어드레스 표시 장치 및 그 구동 방법{PLASMA ADDRESSING DISPLAY DEVICE AND DRIVING METHOD THEREOF}
도 1은 종래의 플라즈마 어드레스 표시 장치의 예를 도시한 단면도.
도 2는 종래의 플라즈마 어드레스 표시 장치의 동작을 간략하게 도시한 도면.
도 3은 종래의 플라즈마 어드레스 표시 장치의 동작을 도시한 타이밍 차트.
도 4는 본 발명에 따른 플라즈마 어드레스 표시 장치를 간략하게 도시한 블럭도.
도 5는 본 발명에 따른 플라즈마 어드레스 표시 장치의 동작을 도시한 타이밍 차트.
도 6은 본 발명에 따른 플라즈마 어드레스 표시 장치의 방전 주기 및 방전 전류 간의 관계를 나타낸 그래프.
도 7은 본 발명에 따른 플라즈마 어드레스 표시 장치의 방전 전류와 수명 간의 관계를 도시한 그래프.
도 8은 본 발명에 따른 플라즈마 어드레스 표시 장치에 내장된 플라즈마 셀의 제1 실시예를 간략하게 도시한 도면.
도 9는 본 발명에 따른 플라즈마 어드레스 표시 장치에 내장된 플라즈마 셀의 제2 실시예를 간략하게 도시한 도면.
도 10은 본 발명에 따른 플라즈마 어드레스 표시 장치에 내장된 플라즈마 셀의 제3 실시예를 도시한 간략한 도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
0 : 패널
1 : 표시 셀
2 : 플라즈마 셀
3 : 중간 시트
4 : 기판
7 : 격벽
11 : 화소
21 : 주변 신호 회로
22 : 스캐닝 회로
23 : 제어 회로
51 ~ 55 : 방전 채널
본 발명은 서로 중첩된 표시 셀 및 플라즈마 셀을 갖는 플라즈마 어드레스 표시 장치에 관한 것이다. 보다 자세하게 말하자면, 본 발명은 플라즈마 셀 스캐닝 회로 구성 및 플라즈마 셀 스캐닝 방법에 관한 것이다.
플라즈마 어드레스 표시 장치는 예를 들어, 일본 공개 특허 H-4-265931에 개시된다. 플라즈마 어드레스 표시 장치는 그 구성으로 도 1에 도시된 바와 같이, 표시 셀(1), 플라즈마 셀(2), 및 이들 사이에 배치된 공통 중간 시트(3)를 포함하는 플랫(flat) 패널 구조를 갖는다. 중간 시트(3)는 예를 들어, 매우 얇은 두께의 유리 플레이트(plate)이며, 마이크로-시트(micro-sheet)로 불린다.
플라즈마 셀(2)은 하부 유리 기판(4)에 의해 형성되어 중간 시트(3)에 본딩되며, 방전 가능한 가스가 그 사이의 갭에 채워진다. 하부 유리 기판(4)의 내부 표면상에는 스트립(strip)형상 방전 전극이 형성된다.
방전 전극은 애노드(anode) A 및 캐소드(cathod) K로 동작한다. 방전 전극은 예를 들어, 우수한 생산성 및 동작 능력을 보증하는 스크린 프린팅 방법에 의해 플랫 유리 기판(4)상에 인쇄될 수 있기 때문이다. 많은 격벽(partition)(7)이 형성되어, 한 셋트의 애노드 A와 캐소드 K가 2개의 인접 격벽(7)에 의해 구획 지어져서, 갭(gap) - 갭 내에 방전 가능한 가스가 밀봉됨 - 을 분할함으로써 복수의 방전 채널(5)을 구성한다.
이들 격벽(7)은 또한, 중간 시트(3)의 표면을 지탱하는 격벽(7)의 상부 끝부분을 가지며, 스크린 인쇄법에 의해 제조될 수 있다. 플라즈마 방전은 방전 채널(5)내의 각각의 상반되는 극성의 애노드 A와 캐소드 K에 대해 생성되며, 방전 채널은 인접 격벽(7)으로 둘러싸여진다. 한편, 중간 시트(3) 및 하부 유리 기판(4)은 예를 들어, 유리 원료에 의해 서로 본딩된다.
다른 한편으로, 표시 셀(1)은 투명 상부 유리 기판(8)을 사용하여 제조된다. 이 유리 기판(8)은 예를 들어, 밀봉제를 사용하여 미리 조절한 갭을 통해 중간 시트(3)의 맞은편 표면에 본딩된다. 표시 셀(1)의 갭에 광-전기 물질로서 액정(9)이 밀봉된다. 상부 유리 기판(8)의 내부 표면상에는 복수의 신호 전극 Y가 형성된다. 신호 전극 Y와 방전 채널(5)의 교차부에는 매트릭스-형상 화소가 형성된다.
유리 기판(8)의 내부 표면 상에는 또한 각각의 화소에 예를 들어, 3개의 1차적 컬러 R,G, 및 B을 할당하기 위해 컬러 필터가 형성된다. 상술된 구조의 플랫 패널은 투명형이며, 플라즈마 셀(2)은 입사면 상에 위치되는 한편, 표시 셀(1)은 출사면에 위치한다. 플라즈마 셀(2) 측에 백라이트(12)가 장착된다.
플라즈마 어드레스 표시 장치에서, 플라즈마 방전이 일어나는 열 형태의 방전 채널(5)은 스위칭 형태로 선 순차로 스캐닝된다. 이 스캐닝과 동기하여, 화상 신호가 표시 셀측 상의 열-형상 신호 전극 Y에 인가되어, 표시 구동이 실행된다.
플라즈마 방전이 방전 채널(5)에서 일어날 때, 방전 채널의 내부는, 화소가 행(row) 기준으로 선택되도록 균일한 애노드 전위로 된다. 즉, 각 방전 채널(5)은 하나의 스캐닝 라인에 대응하며, 샘플링 스위치로서 동작한다. 만일 플라즈마 샘플링 스위치가 온(ON)이며, 화상 신호가 각각의 신호 라인에 인가되면, 화소 온/오프를 제어하기 위해 샘플링이 행해진다.
플라즈마 샘플링 스위치가 오프된 후에도 화소 신호는 변하지 않은채 화소에 남아있다. 표시 셀(1)은 화소 신호에 응답하여서, 백라이트(12)로부터의 입사광을 출사광으로 변조하여, 화상을 표시한다.
도 2는 2개의 화소들만을 간략히 도시한다. 도 2는 이해를 돕기 위해 2개의 신호 전극 Y1, Y2와, 단일 캐소드 K1과, 단일 애노드 A1만을 도시한다. 각 화소(11)는 신호 전극 Y1, Y2와, 액정(9)과, 중간 시트(3)와, 방전 채널을 포함하는 층 구조이다. 플라즈마 방전 동안, 방전 채널은 실질적으로 애노드 전위에 연결된다. 이러한 상태에서, 만일 화상 신호가 각각의 신호 전극 Y1, Y2에 인가되면, 액정(9)과 중간 시트(3)에 전하가 주입된다.
플라즈마 방전이 종료되면, 방전 채널은 절연 상태로 돌아가서, 플로팅 전위로 되어, 주입된 전하가 소위, 샘플-및-홀드(sample-and-hold) 동작에 의해 각각의 화소에 유지된다. 그래서, 방전 채널은 개별 샘플링 스위치 소자로서 동작하므로, 각 화소는 스위칭 기호 S1로 간략히 표시된다.
신호 전극 Y1, Y2와 방전 채널 사이에 유지된 액정(9)과 중간 시트(3)는 샘플링 캐패시터로 동작한다. 샘플링 스위치 S1이 선 순차 스캐닝에 의해 온되면, 화상 신호는 샘플링 캐패시터에 기록된다. 각각의 화소들은 화소 신호 레벨에 따라 온 또는 오프된다. 샘플링 스위치 S1이 오프된 후에도, 신호 전압이 샘플링 캐패시터에 그대로 남아있어서 표시 장치의 액티브 매트릭스 동작이 행해진다. 한편, 액정에 인가되는 유효 전압은 중간 시트(3)에 대한 캐패시턴스 분할에 의해 결정된다.
도 3은 열-형상 방전 채널을 순차적으로 방전하기 위한 스캐닝 처리 타이밍과, 열-형상 신호 전극에 화상 신호를 공급함으로써 각 화소에 기록하기 위한 신호 처리 타이밍을 도시한 타이밍 차트이다. 1 라인(스캐닝 라인)의 선택 주기내에서, 관련 방전 채널의 방전 및 관련 화소로의 화상 신호의 기록을 완료하는 것이 일반적이다.
예를 들어, VGA 표준 표시 장치에는 480개의 라인이 있어서, 480개의 방전 채널이 형성된다. 이 경우에, 각 라인은 사전설정된 주기(1H=수평 주기=32㎲)로 순차적으로 선택된다. 그래서, 각 라인의 방전 채널에 할당되는 방전 주기는 최대 1H=32㎲이다.
예시된 보기에서, 1H 주기 동안 방전 채널의 방전 및 화상 신호의 기록을 완료하기 위해 방전 주기는 1H 이하, 예를 들면 13㎲로 설정되어 있다. 구체적으로는, 13㎲의 펄스 폭을 갖는 선택 펄스가 인가되어, 1H 주기의 앞의 반주기 동안 방전 채널을 방전하고, 1H 주기의 뒤의 반주기 동안 화상 신호를 기록한다. 이것은, 방전이 발생한 후에 원 상태로 리셋팅하는 과정에서 화상 신호가 기록되기 때문이다.
라인 1에 대한 방전이 종료하는 시점에 맞추어, 대응하는 화상 신호 1이 기록된다. 다음 수평 주기에서, 라인 2가 선택되고 대응하는 화상 신호 2가 기록된다. 다음 수평 주기에서, 라인 3이 선택되고 대응하는 화상 신호 3이 기록된다. 그 후, 라인 4가 선택되어서 대응하는 화상 신호 4가 기록된다. 그래서, 종래의 구동 방법에서는, 라인에 할당되는 선택 펄스 폭이 제한되었기 때문에, 화상 신호의 균일한 기록에 필요한 방전 전압 Vu 및 방전 전류 Iu를 설정하는 데 있어서 자유도가 부족했다.
안정된 플라즈마 방전이 제한된 선택 펄스 폭으로 발생되었기 때문에, 방전 전압 Vu 및 방전 전류 Iu는 소정의 여유분을 갖고 더 높은 상태의 값으로 설정되었다. 특히, 방전 전류가 높으면, 전극 물질로의 손상이 증가하여서, 실질적으로 충분한 패널 수명이 보장될 수 없다.
그래서, 본 발명의 목적은 상술된 결함으로부터 자유로운 플라즈마 어드레스 표시 장치를 제공하는 것이다.
다음의 수단은 상술된 문제들을 극복하기 위해 사용된다. 즉, 본 발명에 따른 플라즈마 어드레스 표시 장치는, 열 형태의 신호 전극을 구비한 표시 셀 및 행 형태의 방전 채널을 구비한 플라즈마 셀을 적층하고, 각 신호 전극과 각 방전 채널의 교차부에 화소를 형성한 플랫 패널과, 행 형태의 방전 채널을 소정 주기 마다 순차적으로 방전시켜 행 마다 화소를 선택하는 스캐닝 회로와, 소정 주기에 맞추어 순차적으로 열 형태의 신호 전극에 화상 신호를 공급하여 선택된 행의 화소에 상기 화상 신호를 기입하는 신호 회로를 기본 구성으로 한다. 여기서, 각 방전 채널은 적어도 하나의 애노드 전극과 하나의 캐소드 전극이 할당되어 있음과 함께, 격벽에 의해 인접하는 방전 채널로부터 분리되어 있다. 상기 격벽은 상기 캐소드 전극의 위에 배치되어 있으며 상기 캐소드 전극이 상기 격벽에 의해 분리된 서로 인접하는 2개의 방전 채널에 의해 공용된다. 특징 사항으로서, 상기 스캐닝 회로는 접지 전위에 있는 애노드 전극을 기준으로 하여 상기 캐소드 전극에 소정의 전압을 인가하여 서로 인접하는 방전 채널을 함께 방전시키고 또한 각 캐소드 전극에 대하여 순차적으로 시간을 어긋나게 하면서 소정의 전압을 인가하여 가는 것에 의해, 소정 주기보다 긴 방전 기간을 각 방전 채널에 할당하는 것을 가능하게 하였다. 이 경우, 상기 신호 회로는, 각 방전 채널에 할당된 방전 주기가 종료하는 시점에 맞추어 해당하는 행의 화소에 기입될 화상 신호를 각 신호 전극에 공급한다.
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또한, 본 발명은 플라즈마 어드레스 표시 장치의 구동 방법을 포함하고 있다. 즉, 열 형태의 신호 전극을 구비한 표시 셀 및 행 형태의 방전 채널을 구비한 플라즈마 셀을 적층하고, 각 신호 전극과 각 방전 채널의 교차부에 화소를 형성한 플라즈마 어드레스 표시 장치를 구동하기 위해, 행 형태의 방전 채널을 소정 주기 마다 순차적으로 방전시켜 행 마다 화소를 선택하는 스캐닝 처리와, 소정 주기에 맞추어 순차적으로 열 형태의 신호 전극에 화상 신호를 공급하여 선택된 행의 화소에 상기 화상 신호를 기입하는 신호 처리를 행하는 플라즈마 어드레스 표시 장치의 구동 방법으로서, 각 방전 채널은 적어도 하나의 애노드 전극과 하나의 캐소드 전극이 할당되어 있음과 함께, 격벽에 의해 인접하는 방전 채널로부터 분리되어 있고, 상기 격벽은 상기 캐소드 전극의 위에 배치되어 있으며 상기 캐소드 전극이 상기 격벽에 의해 분리된 서로 인접하는 2개의 방전 채널에 의해 공용되며, 상기 스캐닝 처리는, 접지 전위에 있는 애노드 전극을 기준으로 하여 상기 캐소드 전극에 소정의 전압을 인가하여 서로 인접하는 방전 채널을 함께 방전시키고 또한 각 캐소드 전극에 대하여 순차적으로 시간을 어긋나게 하면서 소정의 전압을 인가하여 가는 것에 의해, 소정 주기보다 긴 방전 기간을 각 방전 채널에 할당하는 것을 가능하게 하였다. 이 경우 신호 회로는, 각 방전 채널에 할당된 방전 주기가 종료하는 시점에 맞추어 해당하는 행의 화소에 기입될 화상 신호를 각 신호 전극에 공급한다.
본 발명에 따르면, 이전의 행의 방전 채널에 할당된 방전 주기가, 적어도 다음의 행의 방전 채널에 할당된 방전 주기와 부분적으로 중복되어 방전 채널이 시간적으로 어긋나게 방전된다. 즉, 플라즈마 셀의 스캐닝은 "복수 라인 동시 방전 시스템"에 의해 수행되는데, 여기서 종래의 라인 마다의 방전을 행하는 대신에 적어도 두 개의 라인이 동시에 방전된다. 이 "복수 라인 동시 방전 시스템"에 의해, 각 라인에 할당되는 방전 주기(방전 펄스 폭)가 수평 주기(1H)보다 길어질 수 있다.
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그 결과, 각 방전 채널에 안정되게 플라즈마 방전이 발생될 수 있어서 균일한 기입을 위해 필요한 방전 전압 또는 전류가 이에 따라 감소될 수 있다. 방전 전압 또는 전류 감소 효과는 펄스 폭이 클수록 더 크다. 특히, 방전 전류를 감소시킴으로써 플라즈마 셀 수명이 연장될 수 있다.
플라즈마 어드레스 표시 장치에 내장된 플라즈마 셀에서, 플라즈마 셀의 수명은 방전 전류의 4제곱으로 역비례한다. 또한, 본 발명의 바람직한 실시예에서, 캐소드 전극은 격벽 아래에 형성되며, 2개의 인접 방전 채널은 격벽을 공동으로 사용한다.
이들 2개의 방전 채널은 캐소드 전극에 사전설정된 방전 전압을 인가함으로써, 동시에 방전될 수 있다. 각각의 캐소드 전극으로의 방전 전압의 인가가 예를 들어, 1H에서 순차적으로 시프팅된다면, 각 방전 채널에서 최대 1H까지의 방전 시간이 얻어진다. 또한, 각 캐소드 전극으로의 전압 인가 시간이 최대 1H이기 때문에, 이것은 통상적인 시스템의 시간의 절반이다. 캐소드 전극으로의 방전 전압 인가 시간을 절반으로 줄임으로써, 그 손상이 절반으로 줄어들 수 있어서, 수명은 통상의 "복수 라인 동시 방전 시스템"의 2배로 연장될 수 있다.
상술된 바와 같이, "복수 라인 동시 방전 시스템"이 사용되는 본 발명에 따르면, 수평 주기보다 더 긴 방전 주기가 각 방전 채널에 할당될 수 있다. 이제 방전 주기가 더 길어질 수 있기 때문에, 화상 신호의 균일한 기록을 위해 필요되는 방전 전압 또는 전류가 줄어들 수 있어서, 플라즈마 어드레스 표시 장치에 내장되는 플라즈마 셀의 수명을 연장시키는 것이 가능해진다. 방전 전류가 이제 감소되기 때문에, 전체 패널의 전력 소모도, 방전 주기가 과동하게 늘어나지 않는 한 감소될 수 있다.
도면을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예가 자세하게 설명될 것이다.
도 4는 본 발명에 따른 플라즈마 어드레스 표시 장치의 기본 구조를 간략하게 도시한 도면이다. 도시된 바와 같이, 본 플라즈마 어드레스 표시 장치는 패널(0), 주변 신호 회로(21), 스캐닝 회로(22), 및 제어 회로(23)로 구성된다. 패널(0)은, 화상 신호에 응답하여, 입사 광을 출사 광 빔으로 변조하여 화상 표시를 행하기 위한 표시 셀과, 이 표시 셀에 면 접합되어 표시 셀을 스캐닝하는 플라즈마 셀로 구성된다.
플라즈마 셀은 한 쌍의 방전 전극을 포함하며, 스캐닝 회로(22)에 의해 방전하기 위해 구동된다. 한 쌍의 방전 전극 중의 하나는 캐소드 K로 동작하고, 다른 하나는 애노드 A로 동작한다. 스캐닝 회로(22)는 캐소드 K0 내지 Kn에 선택 펄스를 차례로 인가하여서, 표시 셀들을 스캐닝한다.
다른 한편으로, 애노드 A0 내지 An은 기준 전위로 접지된다. 표시 셀은 열로 배열된 신호 전극 Y0 내지 Ym을 포함하며, 방전 채널과의 교차 부분에 화소(11)를 형성한다. 신호 회로(21)는 방전 채널의 선 순차 스캐닝과 동기하여, 신호 전극 Y0 내지 Ym에 화상 신호를 인가하여, 화소마다 입사 광 빔을 변조한다. 제어 회로(23)는 신호 회로(21)와 스캐닝 회로(22)의 동기 제어를 행한다.
스캐닝 회로(22)의 특징으로서, 이전 행의 방전 채널에 할당된 방전 주기와 다음 행의 방전 채널에 할당된 방전 주기를 부분적으로 중첩시키면서, 각 방전 채널을 시간적으로 어긋나게 하면서 방전시킴으로써 사전설정된 수평 스캐닝 주기보다 더 긴 방전 주기가 각 방전 채널에 할당될 수 있다.
이것을 유지하면서, 신호 회로(21)는, 각 방전 채널에 할당된 방전 주기가 종료하는 시점에서, 해당 행의 화소(11)에 기록될 화상 신호를 신호 전극 Y0 내지 Ym으로 보낸다.
각 방전 채널은 한 세트의 애노드 A 및 캐소드 K와, 스캐닝 회로(22)로부터 쌍으로 된 전극의 캐소드에 인가되는 선택 펄스에 응답하여, 방전되는 가스를 갖는다. 이 가스는 아르곤 또는 크세논과 같은 불활성 가스이다. 본 발명에서, 플라즈마 셀은, 구동 시스템으로서 상술된 "복수 라인 동시 방전 시스템"을 채용함으로써, 수명이 연장될 수 있다.
도 5는 본 발명에 따른 "복수 라인 동시 방전 시스템"의 구체적 예를 도시한 타이밍 차트이다. 본 실시예는 480개의 방전 라인 수와 32㎲의 수평 주기를 갖는, VGA 표준 표시 장치에 적용된다.
본 실시예에서, 하나의 라인에 할당될 수 있는 방전 주기는 2H=64㎲이다. 64㎲의 방전 주기가 각 채널에 할당될 때, 예를 들어 라인 1 및 라인 2의 방전 타이밍은 다음과 같다.
첫째, 라인 1은 타이밍 a에서 방전하기 시작한다. 라인 2는 32㎲(1)이 경과했을 때 시점 b에서 방전하기 시작하기 때문에, 라인 1 및 라인 2는 도시된 바와 같이 시점 b로부터 시점 c까지 32㎲의 기간 동안 동시에 방전한다. 즉, 2개의 라인은 동시에 방전한다. 라인 1에서의 화상 신호의 기록은, 라인 1이 방전을 완료했을 때 시점 c의 바로 앞에서 시작한다.
예를 들어, 이러한 기록은 시점 c의 몇 ㎲ 앞에서 시작한다. 실제로, 라인 2와 라인 3은, 화상 신호가 라인 1에 기록되고 있을 때 방전하기 때문에, 라인 1에 기록될 화상 신호는 라인 2 및 라인 3에 잠시 기록된다.
그러나, 이 기간은 2 라인/480 라인으로, 전체 프레임의 0.4%만을 차지하므로, 화상을 보는 데 거의 문제되지 않는다. 본 실시예에서 방전 펄스는 2H 동안 연속하는 단순 구형 펄스이지만, 이 펄스 또한 원할 경우 분리될 수 있다. 예를 들면 라인 1에 대해 방전 펄스는 시점 a부터 시점 c까지 연속하지만, 이는 시점 b에서 좌우로 분리될 수도 있다. 좌우로 분리된 펄스의 간격이 방전의 지속성에 영향을 미치지 않는 한 실질적인 문제는 발생하지 않는다.
도 6은 주어진 방전 채널에 할당되는 방전 주기와 안정한 기록에 필요한 방전 전류 Iu 간의 관계를 나타내는 그래프이다. 방전 시간은 실제 단위 ㎲로 나타내며 방전 전류 Iu는 정규화된 값이다. 정규화를 위해, 13㎲의 통상의 방전 기간 동안 흐르는 방전 전류는 1.0으로 설정된다.
그래프로부터 알 수 있는 바와 같이, 안정된 기록에 필요한 방전 전류 Iu는, 방전 주기(방전 펄스폭)가 증가되면 상당히 감소될 수 있다. 상기 결과로부터, 방전 전류가 약 10㎲부터 서서히 증가하면 방전 전류는 30㎲에서는 약 절반으로 감소될 수 있는 한편, 96㎲에서는 약 1/4로 감소될 수 있다.
따라서, 본 발명에 따른 "복수 라인 동시 방전 시스템"을 채용하면, 라인 당 방전 주기는 그 이전보다 길어질 수 있어, 방전 전류의 억제가 가능해진다.
방전 전류와 플라즈마 셀 간의 관계에 대해 본 발명자들은 새로운 사실을 발견하였다. 즉, 플라즈마 어드레스 표시 장치에 내장된 플라즈마 셀의 수명은 방전 전류 Iu의 4제곱에 역비례한다는 것을 확인하였다. 보다 상세히 기술하자면, 방전 전류가 통상값의 절반인 경우, 플라즈마 셀의 수명은 24 = 16배만큼 개선될 수 있다. 한편, 플라즈마 셀의 수명은 본 발명에 따른 "복수 라인 동시 방전 시스템"을 채용함으로써 연장될 수 있다.
예를 들어, 2-라인 동시 방전의 경우, 균일한 화상 신호를 기록하는 데 필요한 방전 전류는 종래 시스템에서 필요한 방전 전류의 약 1/3이다. 그래서, 상술된 플라즈마 셀의 수명과 방전 전류 간에서 인지된 쿼드러플 룰(quadruple rule)에 따라 간단하게 계산하면 플라즈마 셀의 수명은 34 = 81배 연장된다. 그러나, 방전 전류가 흐르는 시간(방전 주기)는 64㎲/13㎲ = 종래 시스템의 약 5배인 것에 주목할 필요가 있다. 그러므로, 현실적으로는, 수명은 81/5 = 약 16배만큼 연장시킬 수 있는 것으로 산출된다.
도 7은 방전 전류와 플라즈마 셀의 수명 간의 관계를 도시한 것이다. 도 7의 그래프에서는, 가로 좌표에 정규화된 방전 전류를 나타내고 세로 좌표에 정규화된 수명을 나타내었다. 이 그래프에서, 통상의 방전 주기 13㎲를 갖는 안정한 방전 전류 Iu에 필요한 최소 방전 전류는 1.0로 설정되고, 이 경우 플라즈마 셀의 수명은 1.0으로 설정된다. 도 7의 그래프에서는, 방전 전류와 플라즈마 셀의 수명 간의 관계를 13㎲, 32㎲, 64㎲ 및 96㎲의 방전 주기에 대해 플롯트하였다.
13㎲의 방전 주기의 곡선에 주목해 보면, 방전 전류가 1.0부터 감소하기 시작하면, 정규화된 수명은 1.0부터 커지기 시작한다. 그러나, 실제로는 방전 전류를 무제한으로 작게 할 수 없어서 균일한 화상 신호를 기록하는 데 필요한 기록을 실현하는 방전 전류는 정규화된 값으로서 1.0이다. 마찬가지로, 32Ks에 대한 방전 전류/수명은 좌측을 향해 상승한다. 그러나, 커브는 13㎲의 곡선으로부터 긴 방전 주기에 대응하는 양으로 하향 시프트한다. 64㎲ 및 96㎲의 커브가 순차적으로 하향 시프트하는 것으로 도시된다.
그러나, 방전 주기가 긴 값으로 설정되면, 균일한 화상 신호를 기록하는 데 필요한 방전 전류값 φu는 도 6으로부터 알 수 있는 바와 같이 감소된다. 예를 들어, 32㎲ 및 64㎲의 정규화된 방전 전류의 값은 0.47로 거의 절반으로 되어 1/3 또는 약 0.3으로 감소된다. 방전 전류 Iu는 96㎲의 경우에는 더 감소될 수 있다. 이 수명 곡선으로부터 알 수 있는 바와 같이, 방전 주기가 길어질수록 플라즈마 셀의 수명은 길어질 수 있다.
제1 실시예
도 8은 도 4에서 도시된 플라즈마 어드레스 표시 장치에 내장된 패널의 제1 실시예를 개략적으로 도시한 것이다. 상세히 기술하자면, 도 8은 패널(0)의 플라즈마 셀(2)만을 도시한다. 도시된 바와 같이, 플라즈마 셀(4)은 소정의 갭을 갖고 서로 이격되어 있는 기판(4)과, 중간 시트(3)로 구성된다. 이 갭은 격벽(7)에 의해 분할되어 다수의 방전 채널이 형성된다. 도 8에는 5개의 방전 채널(51 내지 55)이 제공되어 있고, 이들 각각에는 애노드 A와 캐소드 K의 전극 셋트가 할당되어 있다.
플라즈마 셀은 본 발명에 따른 "복수 라인 동시 방전 시스템"으로 구동된다. 예를 들어, 초기 수평 주기 H1 동안 방전 채널(51)의 캐소드 K에 펄스가 인가되어 플라즈마 방전 P가 생성된다. 동시에, 이웃하는 방전 채널(52)에 속하는 캐소드 K에 선택 펄스가 인가되어 플라즈마 방전 P가 동시에 생성된다.
한편, 방전 채널의 애노드 A는 접지된다. 다음 수평 주기 H2 동안, 방전 채널(52)의 캐소드 K 및 이웃하는 방전 채널(53)의 캐소드 K에 펄스가 인가된다. 이로써 방전 채널(52, 53)에 플라즈마 방전 P가 생성된다.
동일한 방식으로, 그 다음 수평 주기 H3 동안 방전 채널(53, 54)에 플라즈마 방전이 생성되고, 그 다음 수평 주기 H4 동안 방전 채널(54, 55)에 플라즈마 방전이 생성된다.
이러한 동작에 대해 순서적으로 기술하기로 한다. 여기서는 중심 방전 채널(53)에 대해 살펴보면, 제2 수평 주기 H2와 후속하는 제3 수평 주기 H3에서 플 라즈마 방전이 생성된다. 그러므로, 방전 채널(53)에 할당된 방전 시간은 종래 시스템의 방전 시간의 최대 2배인 2H이다.
방전 시간을 길게 함으로써, 각 방전 채널은, 균일한 기록을 행하는 데 필요한 방전 전압 또는 방전 전류가 대응하게 감소될 수 있도록 플라즈마 방전을 안정적으로 여기시킬 수 있다. 그러나, 각 캐소드 K에 인가된 전압 펄스의 지속 기간은 최대 2H이므로, 이에 따라 손상도 증가된다.
그러나, 각 방전 채널의 방전 시간을 길게 하여 얻어지는 긍정적인 효과는, 각 캐소드에 인가되는 길어진 전압 인가 시간으로 인한 부정적인 효과를 상쇄시키기 때문에 이에 상당하는 수명이 연장된다.
제2 실시예
도 9는 도 4에 도시된 표시 장치에 내장된 패널의 제2 실시예를 개략적으로 도시한 것이다. 이 실시예에서는, 다수의 격벽(7)이 캐소드 K의 상부 상에 형성되는 데, 즉 이 캐소드를 이웃하는 방전 채널들이 공동으로 사용한다.
한편, 접지 전위에 접속된 애노드는 각 방전 채널의 중심에 배열된다. 제1 수평 주기 H1 동안, 선택 펄스가, 방전 채널(51, 52)을 서로 분리하는 격벽(7) 아래에 배치된 캐소드 K에 인가된다.
이로써 방전 채널(51, 52)로부터 동시에 플라즈마 방전 P가 생성된다. 제2 수평 주기 H2 동안, 선택 펄스가, 방전 채널(51)과 방전 채널(52)을 서로 분리하는 격벽(7) 아래에 배치된 캐소드 K에 인가된다. 이로써 방전 채널(52, 53)에서 플라즈마 방전이 생성된다.
동일한 방식으로, 제3 수평 주기 H3 동안, 방전 채널(53, 54)에서 플라즈마 방전이 생성된다. 이러한 동작에 대해 순서적으로 살펴보기로 한다. 여기서는 중심 방전 채널(53)에 대해 살펴보면, 제2 수평 주기 H2에서 제1 플라즈마 방전이 생성되고 제3 수평 주기 H3에서 제2 플라즈마 방전이 생성된다. 그러므로, 방전 채널(53)에서의 총 방전 시간은 최대 2H에 달해, 도 8에서 도시된 제1 실시예에서와 같이 방전 전압과 방전 전류가 감소된다.
방전 채널(53)에서는, 선택 펄스가 좌측의 캐소드 K에 인가되지만, 제3 수평 주기 H3에서는 선택 펄스가 우측의 캐소드 K에 인가된다. 따라서, 단일의 캐소드인 경우, 펄스 인가 시간은 도 8에서 도시된 제1 실시예에서의 절반값인 최대 1H이다. 그러므로, 플라즈마 셀의 수명은 제1 실시예에 비해 2배만큼 연장된다.
캐소드가 이웃하는 두 방전 채널에 대해 작용하는 도시된 구조에서는, 이웃하는 두 방전 채널에서 단일 챠징에 의해 대전된 입자를 생성할 수 있다. 방전이 1H 동안 순차로 공급되면, 각 채널에서 최대 2H의 방전 시간을 얻을 수 있다. 각 캐소드 K에 인가되는 시간이 최대 1H이므로, 캐소드 K에 대한 손상도 절반으로 줄어들어, 수명은 도 8의 구조의 2H 방전인 경우에 비해 2배가 된다. 또한, 격벽(7)이 캐소드 K 상에 제공되므로, 플라즈마 방전에 의한 스퍼터링으로 인해 캐소드 K로부터 전극 물질이 스캐터링되는 것이 방지되어, 화상 저하가 억제된다.
제3 실시예
도 10은 다수의 격벽(7)이 각 방전 전극 상에 형성된 본 발명의 제3 실시예를 도시한 것으로, 각 방전 전극은 매 1H 주기마다 교대로 애노드 A와 캐소드 K의 기능을 수행한다. 제1 수평 주기 H1에서는,방전 채널들을 서로 분리하는 격벽(7) 아래에 배치된 방전 전극은 캐소드 K로서 동작하는 한편, 그 양단에 배치된 방전 전극은 애노드 A로서 동작한다. 이로써 방전 채널(51, 52)에서 동시에 플라즈마 방전 P가 생성된다.
제2 수평 주기 H2에서는, 방전 채널들을 서로 분리하는 격벽(7) 아래에 배치된 방전 전극은 캐소드 K로서 동작하는 한편, 그 양단에 배치된 방전 전극은 애노드 A로서 동작한다. 이로써 방전 채널(52, 53)에서 동시에 플라즈마 방전 P가 생성된다.
동일한 방식으로, 제3 수평 주기 H3에서는, 방전 채널(53, 54)에서 플라즈마 방전이 생성되고, 제4 수평 주기 H4에서는 방전 채널(53, 54)에서 플라즈마 방전이 동시에 생성된다.
이러한 동작에 대해 순서적으로 살펴보기로 한다. 여기서는 중심 방전 채널(53)에 대해 살펴보면, 제2 수평 주기 H2에서 제1 플라즈마 방전이 생성되고 제3 수평 주기 H3에서 제2 플라즈마 방전이 생성된다. 그러므로, 방전 채널(53)에서의 총 방전 시간은 최대 2H에 달해, 라인 당 할당된 방전 주기는 1H보다 길어진다.
결과적으로, 각 방전 채널에서 안정한 플라즈마 방전이 발생되어 균일한 기록을 행하는 데 필요한 방전 전압 또는 방전 전류를 이에 따라 감소시킬 수 있다. 또한, 각 캐소드 K로의 전압 펄스 인가 시간은 도 9의 제2 실시예에서와 같이 최대 1H로, 도 8의 제1 실시예에 비해 펄스 인가 시간이 절반으로 된다.
본 발명에 따르면, 이전 행의 방전 채널에 할당된 방전 주기가 다음 행의 방전 채널에 할당된 방전 주기와 부분적으로 중첩되어서, 방전 채널이 시간적으로 어긋나게 방전될 수 있다. 달리 설명하면, 플라즈마 셀의 스캐닝은 "복수 라인 동시 방전 시스템"에 의해 동작되며, 여기서, 종래의 라인 마다의 방전 대신에 적어도 2개의 라인들이 동시에 방전된다. 이러한 "복수 라인 동시 방전 시스템"에 의해, 각 라인에 할당되는 방전 주기(방전 펄스 폭)는 수평 주기(1H)보다 더 길어질 수 있다.
그 결과, 플라즈마 방전은 각 방전 채널에서 안정되게 유도될 수 있어서, 균일한 기록을 위해 필요한 방전 전압 또는 전류가 그에 상응하여 줄어든다. 방전 전압 또는 전류의 감소 효과는 펄스 폭을 늘릴수록 더 커진다. 특히, 방전 전류를 줄임으로써, 플라즈마 셀의 수명을 연장시킬 수 있다.

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  7. 열 형태의 신호 전극을 구비한 표시 셀 및 행 형태의 방전 채널을 구비한 플라즈마 셀을 적층하고, 각 신호 전극과 각 방전 채널의 교차부에 화소를 형성한 플랫 패널과,
    행 형태의 방전 채널을 소정 주기 마다 순차적으로 방전시켜 행 마다 화소를 선택하는 스캐닝 회로와,
    소정 주기에 맞추어 순차적으로 열 형태의 신호 전극에 화상 신호를 공급하여 선택된 행의 화소에 상기 화상 신호를 기입하는 신호 회로를 갖는 플라즈마 어드레스 표시 장치로서,
    각 방전 채널은 적어도 하나의 애노드 전극과 하나의 캐소드 전극이 할당되어 있음과 함께, 격벽에 의해 인접하는 방전 채널로부터 분리되어 있고,
    상기 격벽은 상기 캐소드 전극의 위에 배치되어 있으며 상기 캐소드 전극이 상기 격벽에 의해 분리된 서로 인접하는 2개의 방전 채널에 의해 공용되며,
    상기 스캐닝 회로는 접지 전위에 있는 애노드 전극을 기준으로 하여 상기 캐소드 전극에 소정의 전압을 인가하여 서로 인접하는 방전 채널을 함께 방전시키고 또한 각 캐소드 전극에 대하여 순차적으로 시간을 어긋나게 하면서 소정의 전압을 인가하여 가는 것에 의해, 소정 주기보다 긴 방전 기간을 각 방전 채널에 할당하는 것을 가능하게 한 것을 특징으로 하는 플라즈마 어드레스 표시 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 신호 회로는, 각 방전 채널에 할당된 방전 기간이 종료하는 시점에 맞추어 해당하는 행의 화소에 기입될 화상 신호를 각 신호 전극에 공급하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 어드레스 표시 장치.
  9. 열 형태의 신호 전극을 구비한 표시 셀 및 행 형태의 방전 채널을 구비한 플라즈마 셀을 적층하고, 각 신호 전극과 각 방전 채널의 교차부에 화소를 형성한 플라즈마 어드레스 표시 장치를 구동하기 위해, 행 형태의 방전 채널을 소정 주기 마다 순차적으로 방전시켜 행 마다 화소를 선택하는 스캐닝 처리와, 소정 주기에 맞추어 순차적으로 열 형태의 신호 전극에 화상 신호를 공급하여 선택된 행의 화소에 상기 화상 신호를 기입하는 신호 처리를 행하는 플라즈마 어드레스 표시 장치의 구동 방법으로서,
    각 방전 채널은 적어도 하나의 애노드 전극과 하나의 캐소드 전극이 할당되어 있음과 함께, 격벽에 의해 인접하는 방전 채널로부터 분리되어 있고, 상기 격벽은 상기 캐소드 전극의 위에 배치되어 있으며 상기 캐소드 전극이 상기 격벽에 의해 분리된 서로 인접하는 2개의 방전 채널에 의해 공용되며,
    상기 스캐닝 처리는, 접지 전위에 있는 애노드 전극을 기준으로 하여 상기 캐소드 전극에 소정의 전압을 인가하여 서로 인접하는 방전 채널을 함께 방전시키고 또한 각 캐소드 전극에 대하여 순차적으로 시간을 어긋나게 하면서 소정의 전압을 인가하여 가는 것에 의해, 소정 주기보다 긴 방전 기간을 각 방전 채널에 할당하는 것을 가능하게 한 것을 특징으로 하는 플라즈마 어드레스 표시 장치의 구동 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 신호 처리는, 각 방전 채널에 할당된 방전 기간이 종료하는 시점에 맞추어 해당하는 행의 화소에 기입될 화상 신호를 각 신호 전극에 공급하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 어드레스 표시 장치의 구동 방법.
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