KR100615195B1 - 플라즈마 디스플레이 패널의 구동방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 유지방전 주기에 X 전극과 Y 전극에 인가되는 유지 펄스에 대하여 어드레스 전극에 음의 펄스 전압을 인가하여, 유지방전 시의 플라즈마를 후면기판 방향으로 이동시켜 후면기판의 형광체에 도달하는 진공 자외선의 양을 증가시킬 수 있는 플라즈마 디스플레이 패널의 구동방법에 관한 것이다. 본 발명에 의한 플라즈마 디스플레이 패널의 구동방법은, X 전극 라인들과 Y 전극 라인들이 교대로 나란히 배열되는 유지전극 라인 쌍들에 대하여 어드레스 전극 라인들이 교차되는 영역에 방전셀들이 형성되는 플라즈마 디스플레이 패널에 대하여, 디스플레이 주기로서의 프레임마다 시분할 계조 디스플레이를 위한 복수의 서브-필드들이 존재하고, 각각의 서브-필드마다 리셋 주기, 어드레스 주기, 및 유지방전 주기들을 구비한다. 상기 유지방전 주기에는, Y 전극 라인들과 X 전극 라인들에 제1 레벨의 전압을 기준으로 제2 레벨의 전압의 유지 펄스가 교호하게 인가되고, 유지 펄스에 대하여 어드레스 전극 라인들에 제3 레벨의 펄스 전압이 인가된다.

Description

플라즈마 디스플레이 패널의 구동방법{Driving method of plasma display panel}
도 1은 통상적인 3-전극 면방전 방식의 플라즈마 디스플레이 패널의 구조를 보여주는 내부 사시도이다.
도 2는 도 1의 플라즈마 디스플레이 패널의 통상적인 구동장치를 보여주는 블록도이다.
도 3은 도 1의 플라즈마 디스플레이 패널의 통상적인 구동방법을 보여주는 타이밍도이다.
도 4는 도 3의 단위 서브-필드에서 도 1의 플라즈마 디스플레이 패널의 전극 라인들에 인가되는 구동 신호들을 보여주는 타이밍도이다.
도 5는 본 발명에 의한 플라즈마 디스플레이 패널의 구동방법이 적용되는 일 실시예로서의 링 플라즈마 방전 방식의 플라즈마 디스플레이 패널을 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 6은 도 5의 플라즈마 디스플레이 패널에 대한 통상의 구동방법에 의한 경우의 유지방전 주기에서의 방전 현상을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명에 따른 바람직한 실시예로서, 플라즈마 디스플레이 패널의 구동방법에서 각각의 전극 라인들에 인가되는 구동 신호들을 개략적으로 도시한 타 이밍도이다.
도 8은 도 6의 플라즈마 디스플레이 패널의 구동방법에 있어서, 유지방전 주기에서의 방전 현상을 개략적으로 도시한 도면이다.
본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널의 구동방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 유지방전 주기에 X 전극과 Y 전극에 인가되는 유지 펄스에 대하여 어드레스 전극에 음의 펄스 전압을 인가하여, 유지방전 시의 플라즈마를 후면기판 방향으로 이동시켜 후면기판의 형광체에 도달하는 진공 자외선의 양을 증가시킬 수 있는 플라즈마 디스플레이 패널의 구동방법에 관한 것이다.
도 1은 통상적인 3-전극 면방전 방식의 플라즈마 디스플레이 패널의 구조를 보여주는 내부 사시도이다.
도면을 참조하면, 통상적인 면방전 플라즈마 디스플레이 패널(1)의 앞쪽 및 뒤쪽 글라스 기판들(10, 13) 사이에는, 어드레스 전극 라인들(AR1, AG1, ..., A Gm, ABm), 유전층(11, 15), Y 전극 라인들(Y1, ..., Yn), X 전극 라인들(X 1, ..., Xn), 형광층(16), 격벽(17) 및 보호층으로서의 일산화마그네슘(MgO)층(12)이 마련되어 있다.
어드레스 전극 라인들(AR1, AG1, ..., AGm, ABm)은 뒤쪽 글라스 기판(13)의 앞 쪽에 일정한 패턴으로 형성된다. 아래쪽 유전층(15)은 어드레스 전극 라인들(AR1, AG1, ..., AGm, ABm)의 앞쪽에서 전면(全面) 도포된다. 아래쪽 유전층(15)의 앞쪽에는 격벽(17)들이 어드레스 전극 라인들(AR1, AG1, ..., AGm, ABm )과 평행한 방향으로 형성된다. 이 격벽(17)들은 각 방전셀의 방전 영역을 구획하고 각 방전셀 사이의 광학적 간섭(cross talk)을 방지하는 기능을 한다. 형광층(16)은, 격벽(17)들 사이에서 형성된다.
X 전극 라인들(X1, ..., Xn)과 Y 전극 라인들(Y1, ..., Yn)은 어드레스 전극 라인들(AR1, AG1, ..., AGm, ABm)과 직교되도록 앞쪽 글라스 기판(10)의 뒤쪽에 일정한 패턴으로 형성된다. 각 교차점은 상응하는 방전셀을 설정한다. 각 X 전극 라인(X1, ..., Xn)과 각 Y 전극 라인(Y1, ..., Yn)은 ITO(Indium Tin Oxide) 등과 같은 투명한 도전성 재질의 투명 전극 라인과 전도도를 높이기 위한 금속 전극 라인이 결합되어 형성된다. 앞쪽 유전층(11)은 X 전극 라인들(X1, ..., Xn)과 Y 전극 라인들(Y1, ..., Yn)의 뒤쪽에 전면(全面) 도포되어 형성된다. 강한 전계로부터 패널(1)을 보호하기 위한 보호층(12) 예를 들어, 일산화마그네슘(MgO)층은 앞쪽 유전층(11)의 뒤쪽에 전면 도포되어 형성된다. 방전 공간(14)에는 플라즈마 형성용 가스가 밀봉된다.
상기한 바와 같은 구조의 플라즈마 디스플레이 패널(1)의 구동방법으로, 주로 사용되는 어드레스-디스플레이 분리 구동방법이 미국특허 제5541618호에 개시되 어 있다.
도 2는 도 1의 플라즈마 디스플레이 패널의 통상적인 구동 장치를 보여주는 블록도이다.
도면을 참조하면, 플라즈마 표시 패널(1)의 통상적인 구동 장치(2)는 영상 처리부(26), 논리 제어부(22), 어드레스 구동부(23), X 구동부(24) 및 Y 구동부(25)를 포함한다. 영상 처리부(26)는 외부 아날로그 영상 신호를 디지털 신호로 변환하여 내부 영상 신호 예를 들어, 각각 8 비트의 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B) 영상 데이터, 클럭 신호, 수직 및 수평 동기 신호들을 발생시킨다. 논리 제어부(22)는 영상 처리부(26)로부터의 내부 영상 신호에 따라 구동 제어 신호들(SA, SY, SX)을 발생시킨다.
이때, 어드레스 구동부(23), X 구동부(24) 및 Y 구동부(25) 등의 구동부에서 상기 구동 제어 신호들(SA, SY, SX)로부터 입력받아 각각의 구동 신호들을 발생시키고, 발생된 구동 신호를 각각의 전극 라인들에 인가한다.
즉, 어드레스 구동부(23)는, 논리 제어부(22)로부터의 구동 제어 신호들(SA, SY, SX)중에서 어드레스 신호(SA)를 처리하여 표시 데이터 신호를 발생시키고, 발생된 표시 데이터 신호를 어드레스 전극 라인들에 인가한다. X 구동부(24)는 논리 제어부(22)로부터의 구동 제어 신호들(SA, SY, SX)중에서 X 구동 제어 신호(S X)를 처리하여 X 전극 라인들에 인가한다. Y 구동부(25)는 논리 제어부(22)로부터의 구동 제어 신호들(SA, SY, SX)중에서 Y 구동 제어 신호(SY)를 처리하여 Y 전극 라인들에 인가한다.
도 3은 도 1의 플라즈마 디스플레이 패널의 통상적인 구동방법을 보여주는 타이밍도이다.
도면을 참조하면, 단위 프레임은 시분할 계조 표시를 실현하기 위하여 8 개의 서브필드들(SF1, ..., SF8)로 분할된다. 또한, 각 서브필드(SF1, ..., SF8)는 리셋 주기(R1,...,R8)와, 어드레스 주기(A1, ..., A8), 및 유지방전 주기(S1, ..., S8)로 분할된다.
플라즈마 디스플레이 패널의 휘도는 단위 프레임에서 차지하는 유지방전 주기(S1, ..., S8)의 길이에 비례한다. 단위 프레임에서 차지하는 유지방전 주기(S1, ..., S8)의 길이는 255T(T는 단위 시간)이다. 이때, 제 n 서브필드(SFn)의 유지방전 주기(Sn)에는 2n에 상응하는 시간이 각각 설정된다. 이에 따라, 8 개의 서브필드들 중에서 표시될 서브필드를 적절히 선택하면, 어느 서브필드에서도 표시되지 않는 0(영) 계조를 포함하여 모두 256 계조의 표시가 수행될 수 있음을 알 수 있다.
도 4는 도 3의 단위 서브-필드에서 도 1의 플라즈마 디스플레이 패널의 전극 라인들에 인가되는 구동 신호들을 보여주는 타이밍도이다.
도면을 참조하면, 참조부호 SAR1..ABm은 각 어드레스 전극 라인(도 1의 AR1, AG1, ..., AGm, ABm)에 인가되는 구동 신호를, SX1..Xn은 X 전극 라인들(도 1의 X1, ..., Xn)에 인가되는 구동 신호를, 그리고 SY1..Yn은 각 Y 전극 라인(도 1의 Y 1, ..., Yn)에 인가되는 구동 신호를 가리킨다.
도면을 참조하면, 단위 서브-필드(SF)의 리셋 주기(PR)에서는, 먼저 X 전극 라인들(X1, ..., Xn)에 인가되는 전압을 접지 전압(VG)으로부터 제2 전압(V S) 예를 들어, 155 볼트(V)까지 지속적으로 상승시킨다. 여기서, Y 전극 라인들(Y1, ..., Yn)과 어드레스 전극 라인들(AR1, AG1, ..., AGm, A Bm)에는 접지 전압(VG)이 인가된다.
다음에, Y 전극 라인들(Y1, ..., Yn)에 인가되는 전압이 제2 전압(VS) 예를 들어, 155 볼트(V)부터 제2 전압(VS)보다 제3 전압(VSET)만큼 더 높은 최고 전압(VSET+VS) 예를 들어, 355 볼트(V)까지 지속적으로 상승된다. 여기서, X 전극 라인들(X1, ..., Xn)과 어드레스 전극 라인들(AR1, AG1, ..., AGm, ABm)에는 접지 전압(VG)이 인가된다.
다음에, X 전극 라인들(X1, ..., Xn)에 인가되는 전압이 제2 전압(VS)으로 유지된 상태에서, Y 전극 라인들(Y1, ..., Yn)에 인가되는 전압이 제2 전압(V S)으로부터 접지 전압(VG)까지 지속적으로 하강된다. 여기서, 어드레스 전극 라인들(AR1, AG1, ..., AGm, ABm)에는 접지 전압(VG)이 인가된다.
이에 따라, 이어지는 어드레스 주기(PA)에서, 어드레스 전극 라인들에 표시 데이터 신호가 인가되고, 제2 전압(VS)보다 낮은 제4 전압(VSCAN)으로 바이어싱된 Y 전극 라인들(Y1, ..., Yn)에 접지 전압(VG)의 주사 신호가 순차적으로 인가됨에 따라, 원활한 어드레싱이 수행될 수 있다. 각 어드레스 전극 라인(AR1, AG1, ..., A Gm, ABm)에 인가되는 표시 데이터 신호는 방전셀을 선택할 경우에 정극성 어드레스 전압(VA)이, 그렇지 않을 경우에 접지 전압(VG)이 인가된다. 이에 따라 접지 전압(VG)의 주사 펄스가 인가되는 동안에 정극성 어드레스 전압(VA)의 표시 데이터 신호가 인가되면 상응하는 방전셀에서 어드레스 방전에 의하여 벽전하들이 형성되며, 그렇지 않은 방전셀에서는 벽전하들이 형성되지 않는다. 여기서, 보다 정확하고 효율적인 어드레스 방전을 위하여, X 전극 라인들(X1, ..., Xn)에 제2 전압(V S)이 인가된다.
이어지는 유지방전 주기(PS)에서는, 모든 Y 전극 라인들(Y1, ..., Yn)과 X 전극 라인들(X1, ..., Xn)에 제2 전압(VS)의 디스플레이 유지 펄스가 교호하게 인가되어, 상응하는 어드레스 주기(PA)에서 벽전하들이 형성된 방전셀들에서 디스플레이 유지를 위한 방전을 일으킨다.
하지만, 도 1에 나타난 바와 같이, 이러한 3전극 면방전 플라즈마 디스플레이 패널을 포함한 종래의 면방전 플라즈마 디스플레이 패널(1)은, 전면기판(10)에 X 전극 라인들(X1, ..., Xn), Y 전극 라인들(Y1, ..., Yn), 및 이들 위에 형성되는 버스 전극들은 물론 그 위에 순차적으로 형성된 유전체(11) 및 보호층(12)이 존재하고 있다. 여기서, 방전 시에 방전공간의 형광체(16)로부터 발광된 가시광선이 전면 기판(10)을 통과하는데, 상기 전면 기판(10)에 형성된 다양한 구성 요소들로 인하여 가시광선의 투과율이 60% 정도 밖에 되지 아니하는 중대한 문제점을 갖고 있다.
또한, 종래의 면방전 플라즈마 디스플레이 패널(1)에서는 방전을 일으키는 전극들이 방전공간의 상면, 즉 가시광선이 통과하는 전면 기판(10)의 내측면에 형성되어 방전이 그 내측면에서 발생하여 확산되므로, 종래의 면방전 플라즈마 디스플레이 패널(1)에서는 발광효율이 낮게 되는 본질적인 문제점을 갖고 있다.
나아가, 종래의 면방전 플라즈마 디스플레이 패널(1)에서는 장시간 사용할 경우 방전가스의 하전 입자가 전계에 의해 형광체에 이온 스퍼터링(ion sputtering)을 일으킴으로써 영구잔상을 야기하는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 유지방전 주기에 X 전극과 Y 전극에 인가되는 유지 펄스에 대하여 어드레스 전극에 음의 펄스 전압을 인가하여, 유지방전 시의 플라즈마를 후면기판 방향으로 이동시켜 후면기판의 형광체에 도달하는 진공 자외선의 양을 증가시킬 수 있는 플라즈마 디스플레이 패널의 구동방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 플라즈마 디스플레이 패 널의 구동방법은, X 전극 라인들과 Y 전극 라인들이 교대로 나란히 배열되는 유지전극 라인 쌍들에 대하여 어드레스 전극 라인들이 교차되는 영역에 방전셀들이 형성되는 플라즈마 디스플레이 패널에 대하여, 디스플레이 주기로서의 프레임마다 시분할 계조 디스플레이를 위한 복수의 서브-필드들이 존재하고, 각각의 서브-필드마다 리셋 주기, 어드레스 주기, 및 유지방전 주기들을 구비한다.
상기 유지방전 주기에는, Y 전극 라인들과 X 전극 라인들에 제1 레벨의 전압을 기준으로 제2 레벨의 전압의 유지 펄스가 교호하게 인가되고, 유지 펄스에 대하여 어드레스 전극 라인들에 제3 레벨의 펄스 전압이 인가된다.
상기 제1 레벨의 전압이 접지 전압인 것이 바람직하다.
상기 제2 레벨의 전압이 양의 값을 가지고, 제3 레벨의 전압이 음의 값을 갖는 것이 바람직하다.
상기 제3 레벨의 전압이 -70V보다 높고 -40V보다 낮은 전압 레벨을 갖는 것이 바람직하다.
본 발명의 다른 측면에 의한 플라즈마 디스플레이 패널의 구동방법은, 상호 대향하는 한 쌍의 기판들 사이에 X 전극 라인들과 Y 전극 라인들이 기판들에 수직한 방향으로 교대로 나란히 배열되는 유지전극 라인 쌍들에 대하여 어드레스 전극 라인들이 교차되는 영역에 방전셀들이 형성되는 플라즈마 디스플레이 패널에 대하여, 디스플레이 주기로서의 프레임마다 시분할 계조 디스플레이를 위한 복수의 서브-필드들이 존재하고, 각각의 서브-필드마다 리셋 주기, 어드레스 주기, 및 유지방전 주기들을 구비한다.
상기 유지방전 주기에는 Y 전극 라인들과 X 전극 라인들에 제1 레벨의 전압을 기준으로 제2 레벨의 전압의 유지 펄스가 교호하게 인가되고, 유지 펄스에 대하여 어드레스 전극 라인들에 제3 레벨의 펄스 전압이 인가된다.
본 발명에 따르면, 형광체에 도달하는 진공 자외선의 양을 증가시켜 표시되는 영상의 휘도 및 발광 효율을 증가시킬 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예에 따른 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.
도 5는 본 발명에 의한 플라즈마 디스플레이 패널의 구동방법이 적용되는 일 실시예로서의 링 플라즈마 방전 방식의 플라즈마 디스플레이 패널을 개략적으로 도시한 사시도이다.
본 발명에 의한 플라즈마 디스플레이 패널의 구동방법은 본 실시예에서 기술하는 플라즈마 디스플레이 패널에만 적용되는 것이 아니고, 본 발명의 범위에 포함되는 다른 실시예들에 적용될 수 있는 사항들이라면, 그러한 사항들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 인식 가능한 모든 다른 실시예들을 설명하는 사항에도 해당된다는 것을 유의하여야 한다.
도면을 참조하면, 본 발명에 의한 플라즈마 디스플레이 패널의 구동방법이 적용되는 일 실시예로서의 플라즈마 디스플레이 패널(200)은, 소정의 간격으로 떨어져 서로 마주보는 한 쌍의 기판, 예컨대 전면기판(201)과 후면기판(202)을 구비한다.
상기 전면기판(201)과 후면기판(202) 사이에는 복수의 방전공간(220)을 형성 하는 측벽, 예컨대 격벽(205)이 소정의 패턴으로 배치되어 설치된다. 상기 격벽(205)은 복수의 방전공간(220)을 형성할 수 있는 한, 다양한 패턴의 격벽(205), 예컨대 스트라이프 등과 같은 개방형 격벽(205)은 물론, 와플, 매트릭스, 델타 등과 같은 폐쇄형 격벽(205)으로 될 수 있다. 또한, 폐쇄형 격벽(205)은, 방전공간(220)의 횡단면이, 본 실시예에서와 같은 사각형이외에도, 삼각형, 오각형 등의 다각형, 또는 원형, 타원형 등으로 되도록 형성될 수 있다.
이러한 격벽(205)은 방전공간을 형성하는 요소이기도 하지만, 후술하는 방전전극(206)(207)이 설치되는 근거가 되는 요소이기도 하다. 따라서, 격벽(205)은 방전의 개시, 확산이 이루어질 수 있도록 방전전극(206)(207)이 설치될 수 있는 형태이면, 어떠한 형태로든 형성될 수 있다. 예컨대, 격벽(205)의 측면(205a)이 전면기판(201)에 대하여 수직한 방향 또는 수직한 방향에 대하여 어느 한 쪽으로 경사진 방향으로 연장되도록 할 수 있으며, 측면(205a)이 일부는 한 쪽으로 경사진 방향으로 연장되다가 나머지 일부는 반대쪽으로 경사진 방향으로 연장되는 면인 굴곡면이 되도록 할 수도 있다.
이와 같이 격벽(205)을 다양하게 구성함으로써, 격벽(205)의 측면(205a)에 방전전극(206)(207)을 다양한 형상과 모양으로 배치하여 설치할 수 있고, 이에 의해 형성되는 다양한 방전면에 대응하여 방전을 다양하게 개시, 확산시킬 수 있게 된다. 상기 후면기판(202) 위에는 방전이 개시될 방전공간(220)을 선택하는 전압을 인가할 수 있도록 각각의 방전공간(220)에 대응하도록 어드레스전극(203)이 소정의 패턴, 예컨대 스트라이프 형태로 형성된다. 어드레스전극(203)의 패턴은 반드시 스트라이프 형태에 한정되지 않고 방전공간(220)의 형태에 따라 다양한 형태로 될 수 있다.
상기 어드레스전극(203)은 본 실시예에서와 같이 후면기판(202)에 배치될 수도 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 적절한 다른 곳, 예컨대 전면기판(201), 격벽(205) 등에 배치될 수도 있다. 또한, 본 발명에 있어서, 상기 어드레스전극(203)은 불필요할 수 있다. 왜냐하면, 방전이 개시될 방전공간(220)을 선택하는 전압은 어드레스전극(220)이 없다고 하더라도 방전전극(206)(207)의 적절한 배치에 의해, 예컨대 두 방전전극(206)(207)이 서로 교차되도록 배치함에 의해 두 전극(206)(207) 사이에 방전공간(220)을 선택할 수 있는 전압을 인가할 수 있기 때문이다.
상기 후면기판(202) 위에는 상기 어드레스전극(220)을 덮도록 후면 유전층(204)이 형성된다. 본 실시예에서는 후면 유전층(204)이 구성요소로 개시되어 있으나, 본 발명의 경우, 후면 유전층(204)은 반드시 필요한 구성요소는 아니다. 또한, 본 실시예에서는 상기 후면 유전층(204) 위에 격벽(205)이 설치되도록 구성되어 있으나, 본 발명의 경우 반드시 이에 한정되는 것은 아니고, 후면기판(202) 위에 일단 격벽(205)이 설치되고 각 격벽(205) 사이에서 상기 후면기판(202) 위에 상기 어드레스전극(220) 및 후면 유전층(204)이 순차적으로 배치될 수도 있다.
상기 격벽(205)에는, 도 6에 나타나 있는 바와 같이, 방전공간(220)에서 방전을 일으키는 전극, 예컨대 X전극(207)과 Y전극(206)이 형성되어 있다. 상기 X전 극(207)과 Y전극(206)은 두 전극 사이에 인가된 전압 차이에 의한 방전이 서로 연결된 면에서 개시될 수 있도록 배치된다. 본 실시예에서는 격벽(205)에 X전극(207) 및 Y전극(206)이 형성되어 있으나, 본 발명의 경우, 상기 X전극(207)과 Y전극(206)은 방전공간(220)을 형성하는 측면에서 면방전을 발생시킬 수 있는 한, 다양한 형태 및 위치 등에 배치될 수 있다. 예컨대, 도 6에 나타나 있는 바와 같이, X전극(207)과 Y전극(206)은 각각 격벽(205)의 측면(205a)에서 링 형상으로 격벽(205)의 둘레를 따라 서로 나란하게 형성될 수 있다.
X전극(207)과 Y전극(206) 사이의 떨어진 거리는 면방전이 개시되어 확산되기에 적절한 정도이면 되지만, 가능한 한 두 전극 사이의 떨어진 거리를 짧게 하는 것이 저 전압구동이 가능하여 바람직하다. X전극(207) 및 Y전극(206)의 형상은, 본 실시예에서는 링 형상으로 되어 있으나, 본 발명의 경우 반드시 이에 한정되지 않고, 다양한 형상으로 될 수 있다. X전극(207) 및 Y전극(206)은 다양하게 배치될 수 있으나, 낮은 전압으로도 방전이 쉽게 개시되고 쉽게 확산될 수 있도록 배치되는 것이 바람직하다.
예컨대, 방전이 일어나는 면인 방전면이 가능한 한 넓게 되도록 X전극(207) 및 Y전극(206a)(206b)을 배치하기 위하여, 링 형상의 X전극(207)을 사이에 두고 그 상하로 링 형상의 Y전극(206a)(206b)이 배치될 수 있으며, 그 반대로 배치될 수도 있다. X전극(207)과 Y전극(206a)(206b)을 이와 같이 배치되도록 하면, 방전이 일어나는 면이 방전공간(220)의 높이 방향 쪽으로 확대되는 효과를 얻을 수 있게 된다. 이 경우, 어드레스전극(303)과 Y전극(206b) 사이에 인가되는 어드레스 전압을 낮추 기 위하여, Y전극(206b)은 어드레스전극(203)에 가깝게 위치하도록, 즉, Y전극(206b)을 후면기판(202) 쪽에 가깝도록 배치하는 것이 바람직하다.
또한, X전극(207)과 Y전극(206)은, 서로 마주보는 부분이 방전공간(220)의 측면에서 기판, 예컨대 전면기판(201)에 수직한 방향으로 배치되도록 설치될 수도 있다. 즉, X전극(207)이 방전공간(220)의 측면에서 세로 방향으로 배치되어 있고, 그에 이웃하도록 소정의 간격을 두고 좌우 양쪽에 각각 Y전극(206)이 배치됨으로써, X전극(207)과 Y전극(206)의 서로 마주보는 부분이 전면기판(201)에 수직한 방향이 되도록 한다. 이때 각 방전전극(206)(207)은 방전공간(220)의 인접하는 두 측면에 걸쳐서 대칭이 되도록 배치되는 것이 바람직하다.
이와 같이 구성된 방전전극(206)(207)에 의해서는, 방전이 일어나는 면이 방전공간(220)의 둘레 방향 쪽으로 확대되는 효과를 얻을 수 있게 된다. 이밖에도 방전전극(206)(207)의 형상 및 배치 등은 다양하게 이루어질 수 있다. 상기 X전극(207) 및 Y전극(206)의 형성은 다양한 방법으로, 예컨대 인쇄법, 샌드블라스트법, 증착법 등이 될 수 있다. 상기 X전극(207) 및 Y전극(206)은 모두 격벽(205)의 상부에 위치하도록 배치시키는 것이 바람직하다.
상기 X전극(207) 및 Y전극(206)은 서로 절연상태를 유지할 수 있도록, 예컨대 두 전극 사이에 측면유전층(208)이 위치하도록 이를 배치하는 것이 바람직하다. 또한, 이러한 측면유전층(208)은 X, Y전극(207)(206)을 덮도록 격벽(205) 위에 형성되는 것이 바람직하다. 이와 유사한 방법으로, 각각의 방전공간(220)에 배치된 Y전극(206)도 서로 연결될 수 있다.
상기 측면유전층(208) 위에는 측면유전층(208)을 보호하는 층으로서, 예컨대 MgO로 된 막을 형성하는 것이 바람직하다. 상기 측면유전층(208) 및 후면유전층(204), 그리고 전면기판(201)에 의하여 형성되는 방전공간(220)에는 방전가스로부터 발생된 자외선에 의해 여기되어 가시광선을 방출하는 형광체(210)가 형성된다. 상기 형광체(210)는 방전공간(220)의 어느 부위에도 형성될 수 있으나, 가시광선의 투과율 등을 고려할 때에, 후면기판(202) 쪽인 방전공간(220)의 하부에 방전공간(220)의 저면(220a)을 덮고, 측면(220b)의 하부를 덮도록 배치시키는 것이 바람직하다.
상기 방전공간(220)에는 Ne, Xe 등 및 이들의 혼합기체와 같은 방전가스가 봉입된다. 본 실시예를 포함한 본 발명의 경우, 방전면이 증가하고 방전영역이 확대될 수 있어, 형성되는 플라즈마의 양이 증가하므로, 저 전압 구동이 가능하게 된다. 따라서, 본 발명의 경우, 고농도 Xe 가스를 방전가스로 사용하더라도 저 전압 구동이 가능하게 됨으로써 발광효율을 획기적으로 향상시킬 수 있게 된다. 이러한 점은 종래의 플라즈마 디스플레이 패널에서 고농도 Xe 가스를 방전가스로 사용할 경우 저 전압 구동이 매우 어렵게 되는 문제점을 해결한 것이다.
상기 방전공간(220)의 상측 개방부는 전면기판(201)에 의하여 밀폐된다. 상기 전면기판(201)에는, 종래의 플라즈마 디스플레이 패널의 전면기판에 존재하던 ITO(indium tin oxide) 막으로 된 방전전극이나 버스전극, 이들을 덮도록 전면기판에 형성되는 유전층이 존재하지 않게 된다. 따라서, 본 실시예를 포함한 본 발명의 경우, 전면기판(201)의 개구율을 대폭 향상시킬 수 있음은 물론, 가시광선의 투과 율을 90%까지 획기적으로 향상시켜 저 전압 구동을 구현할 수 있게 함으로써 발광효율을 극대화 할 수 있게 된다. 상기 전면기판(201)의 재질은 투명한 것이면, 어떠한 것도 될 수 있으며, 예컨대 유리를 재질로 할 수 있다.
도 6은 도 5의 플라즈마 디스플레이 패널에 대한 통상의 구동방법에 의한 경우의 유지방전 주기에서의 방전 현상을 개략적으로 도시한 도면이다.
도면을 참조하면, 먼저 외부의 전원으로부터 상기 어드레스전극(203)과 Y전극(206) 사이에 소정의 어드레스전압이 인가되면, 발광될 방전공간(220)이 선택되며, 선택된 방전공간(220)의 Y전극(206) 상에 벽전하(wall charge)가 축적된다.
다음에, X전극(207)에 + 전압이 인가되고, Y전극(206)에 이보다 상대적으로 낮은 전압이 인가되면, 이러한 X전극(207)과 Y전극(206) 사이에 인가된 전압 차이에 의해 벽전하가 이동하게 된다. 이 벽전하의 이동에 의해 방전공간(220) 내의 방전가스 원자와 충돌하면서 방전을 일으켜 플라즈마를 생성시키고, 이러한 방전은 상대적으로 강한 전계가 형성되는 X전극(207)과 Y전극(206)의 서로 가까운 부분으로부터 발생할 가능성이 높게 된다.
본 실시예의 경우, X전극(207)과 Y전극(206)의 서로 가까운 부분이 방전공간(220)의 측면을 따라 형성되어 있으므로, 방전전극의 서로 가까운 부분이 방전공간의 상면에만 형성되어 있는 종래 기술에 비해, 방전이 발생할 가능성이 대폭 증가하게 된다. 시간이 지남에 따라 두 전극 사이의 전압 차이를 여전히 충분히 크게 유지시키면, 두 전극의 면들 사이에 형성된 전계가 점차 강하게 집중됨으로써, 방전이 방전공간(220) 전체로 확산되게 된다. 본 실시예에서의 방전은 방전공 간(220)의 4개의 측면에서 링 형상으로 발생되어 중앙부로 확산되는 반면에, 종래의 기술에서 방전은 방전공간(220)의 1개의 상면에서 발생되어 중앙부로 확산되므로, 본 실시예에서의 방전은 종래 기술에서의 방전에 비하여 그 확산 범위가 대폭 증가된다.
또한, 본 실시예에서 방전에 의해 발생되는 플라즈마는 방전공간(220)의 측면을 따라 링 형상으로 형성되었다가 중앙부로 확산되므로, 그 부피가 대폭 증대되어 가시광선의 양이 대폭 증대되고, 플라즈마가 방전공간(220)의 중앙부로 집중됨에 따라 공간전하를 활용할 수 있어 저 전압 구동이 가능해지고 발광효율이 향상되는 효과를 얻을 수 있다.
또한, 플라즈마가 방전공간(220)의 중앙부로 집중되고, 방전전극(206)(207)에 의한 전계가 플라즈마의 양 측면 쪽에 형성되므로, 전하가 방전공간(220)의 중앙부로 집중되어 형광체(210)로의 이온 스퍼터링을 원천적으로 방지 할 수 있게 된다.
일단 이러한 방전이 형성된 후에 X전극(207)과 Y전극(206) 사이의 전압 차이가 방전 전압보다 낮아지면, 방전은 더 이상 발생되지 않고, 공간 전하 및 벽전하가 방전공간(220)에 형성된다. 이때 X전극(207)과 Y전극(206)에 인가된 전압의 극성을 각각 서로 바꾸어 주면, 벽전하의 도움을 받아 방전이 다시 발생하게 된다. 이후에는, 방전이 방전공간(220) 전체로 확산되었다가 소멸하게 된다.
그리고, X전극(207)과 Y전극(206)의 극성을 다시 바꾸어 주면, 처음의 방전 과정이 반복된다. 이와 같은 과정들을 반복하면서 방전이 안정적으로 발생하게 된 다. 그러나, 본 발명에서 방전은 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 이해할 수 있는 범위 내에서 다양한 방전이 가능하다.
도 7은 본 발명에 따른 바람직한 실시예로서, 플라즈마 디스플레이 패널의 구동방법에서 각각의 전극 라인들에 인가되는 구동 신호들을 개략적으로 도시한 타이밍도이다.
도면을 참조하면, 플라즈마 디스플레이 패널의 구동방법은, 상호 대향하는 한 쌍의 기판들 사이에 X 전극 라인들(도 1의 X1, ..., Xn)과 Y 전극 라인들(도 1의 Y1, ..., Yn)이 기판들에 수직한 방향으로 교대로 나란히 배열되는 유지전극 라인 쌍들에 대하여 어드레스 전극 라인들(도 1의 AR1, AG1, ..., AGm, A Bm)이 교차되는 영역에 방전셀들이 형성되는 플라즈마 디스플레이 패널에 대하여, 디스플레이 주기로서의 프레임마다 시분할 계조 디스플레이를 위한 복수의 서브-필드(SF)들이 존재하고, 각각의 서브-필드(SF)마다 리셋 주기(PR), 어드레스 주기(PA), 및 유지방전 주기(PS)를 구비한다.
이때, 본 실시예의 경우에는 도 5 및 도 6에 도시된 링 플라즈마 방전형 플라즈마 디스플레이 패널을 구동하는 방법을 중심으로 기술하고 있다. 하지만, 본 발명은 링 플라즈마 방전형 플라즈마 디스플레이 패널의 구동에 한정되지 아니하고, 유지방전 주기(PS)에서 X 전극 라인들과 Y 전극 라인들 각각에 인가되는 유지 펄스에 대하여 어드레스 전극 라인들에 펄스 전압이 인가되는 경우라면, 통상의 3 전극 면방전형 플라즈마 디스플레이 패널을 포함한 모든 경우에 대하여 적용 가능하다.
또한, 본 실시예의 경우에는 도 3 및 도 4에서 도시하는 어드레스-디스플레이 분리 구동방법에 의한 경우를 중심으로 기술하고 있다. 하지만, 본 발명은 어드레스-디스플레이 분리 구동방법에 의한 구동에 한정되지 아니하고, 유지방전 주기(PS)에서 X 전극 라인들과 Y 전극 라인들 각각에 인가되는 유지 펄스에 대하여 어드레스 전극 라인들에 펄스 전압이 인가되는 경우라면, 어드레스-디스플레이 동시 구동방법 또는 어드레스 디스플레이 혼합 구동방법 등 다른 구동 방법에서도 적용 가능할 것이다.
상기 유지방전 주기(PS)에는 Y 전극 라인들(Y1, ..., Yn)과 X 전극 라인들(X1, ..., Xn)에 제1 레벨의 전압(VG)을 기준으로 제2 레벨의 전압(V S)의 유지 펄스가 교호하게 인가되고, 상기 유지 펄스에 대하여 어드레스 전극 라인들(AR1, AG1, ..., AGm, ABm)에 제3 레벨(VSA)의 펄스 전압이 인가된다. 이때, 상기 제1 레벨의 전압이 접지 전압(VG)인 것이 바람직하다.
또한, 상기 제2 레벨의 전압(VS)이 양의 값을 가지고, 제3 레벨의 전압(VSA)이 음의 값을 갖는 것이 바람직한데, 예를 들면 상기 제2 레벨의 전압(VS)이 155V의 전압을 가질 수 있다. 또한, 상기 제3 레벨의 전압(VSA)이 -70V보다 높고 -40V보다 낮은 전압 레벨을 가질 수 있다.
이때, 상기 제3 레벨의 전압(VSA)은 직접 Y 전극 라인들(Y1, ..., Yn) 및 X 전극 라인들(X1, ..., Xn)과 유지 방전을 일으키지는 아니하면서, Y 전극 라인들(Y1, ..., Yn)과 X 전극 라인들(X1, ..., Xn) 사이의 유지 방전에 의한 플라즈마를 형광체 쪽으로 끌어당길 수 있는 크기가 될 수 있을 것이다.
이처럼, Y 전극 라인들(Y1, ..., Yn)과 X 전극 라인들(X1, ..., X n) 각각에 양의 값을 갖는 전압(VS)의 유지 펄스가 교호하게 인가되어, Y 전극 라인들(Y1, ..., Yn)과 X 전극 라인들(X1, ..., Xn) 사이에 유지 방전을 일으켜 표시하고자 하는 계조에 따라 화면을 표시한다. 또한, 상기 유지 펄스에 의한 유지 방전 플라즈마가 형성되는데, 어드레스 전극 라인들(AR1, AG1, ..., AGm, ABm )에 음의 값을 갖는 펄스 전압(VSA)을 인가하여 어드레스 전극이 있는 후면기판 쪽으로 상기 유지 방전에 의한 플라즈마를 잡아당긴다.
이처럼 유지 방전에 의하여 형성되는 플라즈마를 어드레스 전극 방향으로 끌어당기는 것을 플라즈마 펌핑(plasma pumping) 현상이라 하고, 이러한 플라즈마 펌핑 현상에 의하여 후면기판에 형성된 형광체에 도달하는 진공 자외선(vacuum ultraviolet, VUV)의 양이 순간적으로 증대된다. 따라서, 형광체에 도달하는 진공 자외선(VUV)의 양의 증가에 따라 형광체로부터 방출되는 가시광선의 양이 많아져 패널에 표시되는 화상의 휘도가 증가된다.
본 실시예에서의 리셋 주기(PR)는, X 전극 라인들(X1, ..., Xn)에 소거 펄스를 가하는 구간과, Y 전극 라인들(Y1, ..., Yn)에 상승 램프 펄스를 인가하는 구간, 및 Y 전극 라인들(Y1, ..., Yn)에 하강 램프 펄스를 인가하는 구간을 구비하여 이루어질 수 있다.
이때, X 전극 라인들(X1, ..., Xn)에 소거 펄스를 가하는 구간에서는 이전 서브 필드의 유지방전 주기(PS)에 축적된 벽전하를 소거한다. 또한, Y 전극 라인들(Y1, ..., Yn)에 상승 램프 펄스를 인가하는 구간에서는 각각의 방전셀에서의 벽전하 상태를 균일하게 하여 어드레스 주기(PA)에서 어드레스 방전이 용이하도록 한다. 또한, Y 전극 라인들(Y1, ..., Yn)에 하강 램프 펄스를 인가하는 구간에는 벽전하가 균일하게 형성되지 않은 방전셀에서만 선택적으로 방전을 일으켜, 벽전하를 어드레스 방전이 용이하도록 형성한다.
이어지는 어드레스 주기(PA)에서는, 제2 전압(VS)보다 낮은 전압(VSCAN)으로 바이어싱된 Y 전극 라인들(Y1,..., Yn)에 접지 전압(VG)의 주사 신호가 순차적으로 인가됨에 따라, 각각의 주사 신호에 대하여 선택하고자 하는 방전셀에 위치하는 어드레스 전극 라인들(AR1, AG1,..., AGm, ABm)에 표시 데이터 신호가 인가되어 원활한 어드레싱이 수행될 수 있다.
이어지는 유지방전 주기(PS)에서는, 모든 Y 전극 라인들(Y1, ..., Yn)과 X 전 극 라인들(X1, ..., Xn)에 제2 전압(VS)의 디스플레이 유지 펄스가 교호하게 인가되어, 상응하는 어드레스 주기(PA)에서 벽전하들이 형성된 방전셀들에서 디스플레이 유지를 위한 방전을 일으킨다.
도 8은 도 7의 플라즈마 디스플레이 패널의 구동방법에 있어서, 유지방전 주기에서의 방전 현상을 개략적으로 도시한 도면이다.
도면을 참조하면, 본 발명에 의한 플라즈마 디스플레이 패널의 구동방법이 적용되는 플라즈마 디스플레이 패널의 일 실시예로서의 링 플라즈마 방전형 플라즈마 디스플레이 패널의 경우에는 링 형태로 생기 유지방전 전극에 의해 생성되는 전기장(Electric field) 분포에 의하여 플라즈마가 가운데로 모이는 경향을 갖는다. 따라서 공간 전하(space charge)의 활용을 전극 사이의 공간에 효과적으로 제한할 수 있어 발광 효율을 극대화시킬 수 있다.
본 실시예의 경우에는 이러한 플라즈마 디스플레이 패널에서 링 형태의 플라즈마가, 본 발명에 따라 어드레스 전극에 음의 펄스가 인가되지 아니하는 도 5에 도시된 경우와 비교하여 플라즈마 펌핑(plasma pumping) 현상에 의하여 어드레스 전극이 형성되어 있는 후면기판 쪽으로 상기 유지 방전에 의한 플라즈마를 잡아당긴다.
이러한 플라즈마 펌핑 현상에 의하여 플라즈마를 후면기판 쪽으로 끌어당기므로, 후면기판에 형성된 형광체에 도달하는 진공 자외선(vacuum ultraviolet, VUV)의 양이 순간적으로 증대된다. 따라서, 형광체에 도달하는 진공 자외선(VUV)의 양의 증가에 따라 형광체로부터 방출되는 가시광선의 양이 많아져 패널에 표시되는 화상의 휘도가 증가된다.
본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널 구동방법에 의하면, 유지방전 주기에 X 전극과 Y 전극에 인가되는 유지 펄스에 대하여 어드레스 전극에 음의 펄스 전압을 인가하여, 유지방전 시의 플라즈마를 후면기판 방향으로 이동시켜 후면기판의 형광체에 도달하는 진공 자외선의 양을 증가시킬 수 있다.
또한, 형광체에 도달하는 진공 자외선의 양을 증가시켜, 표시되는 영상의 휘도를 증가시킬 수 있다.
또한, 플라즈마 디스플레이 패널의 구동을 위하여 사용되는 동일한 소비전력 에 대하여 표시되는 휘도가 증가하여 패널의 발광 효율을 증가시킬 수 있다.
본 발명은 첨부된 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구 범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

Claims (8)

  1. X 전극 라인들과 Y 전극 라인들이 교대로 나란히 배열되는 유지전극 라인 쌍들에 대하여 어드레스 전극 라인들이 교차되는 영역에 방전셀들이 형성되는 플라즈마 디스플레이 패널에 대하여, 디스플레이 주기로서의 프레임마다 시분할 계조 디스플레이를 위한 복수의 서브-필드들이 존재하고, 상기 각각의 서브-필드마다 리셋 주기, 어드레스 주기, 및 유지방전 주기들이 존재하여 상기 플라즈마 디스플레이 패널을 구동하는 것으로,
    상기 유지방전 주기에, 상기 Y 전극 라인들과 상기 X 전극 라인들에 제1 레벨의 전압을 기준으로 제2 레벨의 전압의 유지 펄스가 교호하게 인가되고, 상기 유지 펄스에 대하여 상기 어드레스 전극 라인들에 제3 레벨의 펄스 전압이 인가되고,
    상기 제2 레벨의 전압이 양의 값을 가지고, 상기 제3 레벨의 전압이 음의 값을 갖는 플라즈마 디스플레이 패널의 구동방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 레벨의 전압이 접지 전압인 플라즈마 디스플레이 패널의 구동방법.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제3 레벨의 전압이 -70V보다 높고 -40V보다 낮은 전압 레벨을 갖는 플라즈마 디스플레이 패널의 구동방법.
  5. 상호 대향하는 한 쌍의 기판들 사이에 X 전극 라인들과 Y 전극 라인들이 상기 기판들에 수직한 방향으로 교대로 나란히 배열되는 유지전극 라인 쌍들에 대하여 어드레스 전극 라인들이 교차되는 영역에 방전셀들이 형성되는 플라즈마 디스플레이 패널에 대하여, 디스플레이 주기로서의 프레임마다 시분할 계조 디스플레이를 위한 복수의 서브-필드들이 존재하고, 상기 각각의 서브-필드마다 리셋 주기, 어드레스 주기, 및 유지방전 주기들이 존재하여 상기 플라즈마 디스플레이 패널을 구동하는 것으로,
    상기 유지방전 주기에, 상기 Y 전극 라인들과 상기 X 전극 라인들에 제1 레벨의 전압을 기준으로 제2 레벨의 전압의 유지 펄스가 교호하게 인가되고, 상기 유지 펄스에 대하여 상기 어드레스 전극 라인들에 제3 레벨의 펄스 전압이 인가되고,
    상기 제2 레벨의 전압이 양의 값을 가지고, 상기 제3 레벨의 전압이 음의 값을 갖는 플라즈마 디스플레이 패널의 구동방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1 레벨의 전압이 접지 전압인 플라즈마 디스플레이 패널의 구동방법.
  7. 삭제
  8. 제5항에 있어서,
    상기 제3 레벨의 전압이 -70V보다 높고 -40V보다 낮은 전압 레벨을 갖는 플라즈마 디스플레이 패널의 구동방법.
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