KR100658630B1 - 플라즈마 표시 장치 및 그 구동 방법 - Google Patents

플라즈마 표시 장치 및 그 구동 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 플라즈마 표시 장치 및 그 구동 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따르면 유지 전극을 일정 전압으로 바이어스한 상태에서 유지 기간에서 주사 전극에 유지 방전 펄스가 인가될 때, 어드레스 전극에 전압을 인가함으로써 어드레스 기간에 선택되지 않은 방전셀에서 오방전을 방지한다.
또한 주사 전극의 전압이 일정 유지 방전 펄스 레벨까지 상승한 직후에 어드레스 전극에 전압을 인가하여 어드레스 전극에서의 오버슈트를 방지한다.
PDP, 주사 전극, 어드레스 전극, 오버슈트, 전력 회수 회로

Description

플라즈마 표시 장치 및 그 구동 방법{PLASMA DISPLAY DEVICE AND DRIVING METHOD THEREOF}
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 표시 장치의 분해 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 표시 패널의 개략적인 개념도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 샤시 베이스의 개략적인 평면도이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 플라즈마 표시 장치의 구동 파형도이다.
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 실시예에 따른 유지 기간에서의 구동 파형을 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 플라즈마 표시 장치의 구동 파형도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 구동 파형을 적용하기 위한 유지방전 구동 회로를 나타내는 도면이다.
도 8은 도 7에 따른 유지방전 구동 회로의 동작을 나타내는 도면이다.
본 발명은 플라즈마 표시 장치 및 그 구동 방법에 관한 것이다.
플라즈마 표시 장치는 기체 방전에 의해 생성된 플라즈마를 이용하여 문자 또는 영상을 표시하는 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 장치에서는 전극을 유전체층이 덮고 있어 자연스러운 커패시턴스 성분의 형성으로 전류가 제한되며 방전시 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 및 유지 기간을 포함한다.
리셋 기간은 방전셀에 어드레싱 동작이 원활히 수행되도록 하기 위해 각 방전셀의 상태를 초기화시키는 기간이며, 어드레스 기간은 패널에서 켜지는 방전셀과 켜지지 않는 방전셀을 선택하여 켜지는 방전셀에 벽 전하를 쌓아두는 동작을 수행하는 기간이다. 유지 기간은 켜질 셀에 실제로 영상을 표시하기 위한 방전을 수행 하는 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 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로 주사 전극과 유지 전극을 구동할 수 있는 통합보드를 가지는 플라즈마 표시 장치를 제공하기 위한 것이다. 또한, 본 발명은 통합 보드에 적합하고 유지 기간에서 어드레스 전극과 주사 전극 사이에 발생하는 오방전을 방지하는 구동 파형을 제공하기 위한 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 한 특징에 따르면, 복수의 제1 전극과 복수의 제2 전극 및 상기 복수의 제1 전극과 제2 전극에 교차하는 방향으로 형 성되는 복수의 제3 전극을 포함하는 플라즈마 표시 장치에서 한 프레임을 복수의 서브 필드로 나누어 구동하는 방법이 제공된다. 이 구동 방법은, 적어도 하나의 서브필드의 유지 기간에서 상기 복수의 제1 전극을 제1 전압으로 바이어스한 상태에서, 제1 기간동안 상기 복수의 제2 전극의 전압을 상기 제1 전압보다 높은 제2 전압까지 점진적으로 상승시킨 후, 제2 기간 동안 상기 제2 전압을 인가하는 단계; 제3 기간동안 상기 복수의 제2 전극의 전압을 상기 제2 전압에서 상기 제1 전압보다 낮은 제3 전압까지 점진적으로 하강시킨 후, 상기 제3 전압을 인가하는 단계; 상기 복수의 제3 전극에 상기 제1 기간 및 상기 제3 기간에는 상기 제1 전압을 인가하고, 상기 제2 기간에 상기 제1 전압보다 높은 제4 전압을 인가한다.
본 발명의 다른 특징에 따른 플라즈마 표시 장치는 복수의 제1 전극과 복수의 제2 전극 및 상기 복수의 제1 및 제2 전극에 교차하는 방향으로 형성되는 복수의 제3 전극을 포함하는 플라즈마 표시 패널; 및 상기 복수의 제2 전극 및 상기 복수의 제3 전극에 상기 플라즈마 표시 패널이 영상을 표시하기 위한 구동 파형을 인가하며 상기 영상이 표시되는 동안 상기 복수의 제1 전극을 제1 전압으로 바이어스하는 구동 보드를 포함한다. 이때, 상기 구동 보드는, 적어도 하나의 서브필드의 유지 기간에서, 제1 기간동안 상기 복수의 제2 전극의 전압을 상기 제1 전압보다 높은 제2 전압까지 점진적으로 상승시키고, 제2 기간동안 상기 제2 전압을 인가하며, 제3 기간동안 상기 제2 전압에서 상기 제1 전압보다 낮은 제3 전압까지 점진적으로 하강시켜 상기 제3 전압을 인가하며, 상기 복수의 제3 전극에 상기 제1 기간 및 제3 기간에는 상기 제1 전압을 인가하고 상기 제2 기간에는 상기 제1 전압보다 높은 제4 전압을 인가한다.
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.
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 장치 및 그 구동 방법에 대하여 도면을 참고로 하여 상세하게 설명한다.
먼저, 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 표시 장치의 개략적인 구조에 대해서 도 1 내지 도 3을 참조하여 자세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 표시 장치의 분해 사시도이며, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 표시 패널의 개략적인 개념도이다. 도 3은 본 발명의 실시예에 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 반대 측에 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 2에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 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 절연 기판(도시하지 않았음)과 어드레스 전극(A1∼Am)이 배열된 절연 기판(도시하지 않았음)을 포함한다. 두 절연 기판은 주사 전극(Y1∼Yn)과 어드레스 전극(A1∼Am) 및 유지 전극(X1∼Xn)과 어드레스 전극(A1∼Am)이 각각 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 셀(12)을 형성한다.
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.
다음으로 도 4를 참조하여 본 발명의 제1 실시예에 따른 플라즈마 표시 장치의 구동 파형에 대해서 상세하게 설명한다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 플라즈마 표시 장치의 구동 파형도이다. 아래에서는 편의상 하나의 방전셀을 형성하는 주사 전극(Y), 유지 전극(X) 및 어드레스 전극(A)에 인가되는 구동 파형에 대해서만 설명한다.
그리고 도 4의 구동 파형에서 주사 전극(Y)에 인가되는 전압은 주사 구동 보드(200)와 주사 버퍼 보드(300)에서 공급되고, 어드레스 전극(A)에 인가되는 전압은 어드레스 버퍼 보드(100)에서 공급된다. 또한 유지 전극(X)은 기준 전압(도 4에서는 접지 전압)으로 바이어스 되어 있으므로, 유지 전극(X)에 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 어드레스 전극(A)을 기준 전압(도 4에서는 0V)으로 유지한 상태에서 주사 전극(Y)의 전압을 Vs 전압에서 Vset 전압까지 점진적으로 증가시킨다. 도 4에서는 주사 전극(Y)의 전압이 램프 형태로 증가하는 것으로 도시하였다.
주사 전극(Y)의 전압이 증가하는 중에 주사 전극(Y)과 유지 전극(X) 사이 및 주사 전극(Y)과 어드레스 전극(A) 사이에서 미약한 방전(이하, 약 방전이라 함)이 일어나면서, 주사 전극(Y)에는 (-) 벽 전하가 형성되고 유지 전극(X) 및 어드레스 전극(A)에는 (+) 벽 전하가 형성된다. 그리고 전극의 전압이 도 4와 같이 점진적으 로 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 주사 전극(Y)에 인가되는 전압과 동일한 전압이며, 주사 전극(Y)과 유지 전극(X) 사이의 방전 개시 전압보다 낮은 전압이다.
이어서, 리셋 기간의 하강 기간에서는 어드레스 전극(A)을 기준 전압으로 유지한 상태에서 주사 전극(Y)의 전압을 Vs 전압에서 Vnf 전압까지 점진적으로 감소시킨다. 그러면 주사 전극(Y)의 전압이 감소하는 중에 주사 전극(Y)과 유지 전극(X) 사이 및 주사 전극(Y)과 어드레스 전극(A) 사이에서 미약한 방전이 일어나면서 주사 전극(Y)에 형성된 (-) 벽 전하와 유지 전극(X) 및 어드레스 전극(A)에 형성된 (+) 벽 전하가 소거된다.
일반적으로 Vnf 전압의 크기는 주사 전극(Y)과 유지 전극(X) 사이의 방전 개시 전압 근처로 설정된다, 그러면 주사 전극(Y)과 유지 전극(X) 사이의 벽 전압이 거의 0V가 되어, 어드레스 기간에서 어드레스 방전이 일어나지 않은 셀이 유지 기간에서 오방전하는 것을 방지할 수 있다.
다음, 어드레스 기간에서 켜질 셀을 선택하기 위해 주사 전극(Y)과 어드레스 전극(A)에 각각 VscL 전압을 가지는 주사 펄스 및 Va 전압을 가지는 어드레스 펄스를 인가한다. 그리고 선택되지 않는 주사 전극(Y)은 VscL 전압보다 높은 VscH 전압 으로 바이어스하고, 켜지지 않을 셀의 어드레스 전극(A)에는 기준 전압을 인가한다.
이러한 동작을 수행하기 위해, 주사 버퍼 보드(300)는 주사 전극(Y1~Yn) 중 VscL의 주사 펄스가 인가될 주사 전극(Y)을 선택하며, 예를 들어 싱글 구동에서 세로 방향으로 배열된 순서대로 주사 전극(Y)을 선택할 수 있다.
그리고 어드레스 버퍼 보드(100)는 하나의 주사 전극(Y)이 선택될 때 해당 주사 전극(Y)에 의해 형성된 셀을 통과하는 어드레스 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 어드레스 전극(A)에 Va 전압의 어드레스 펄스를 인가한다. 그러면 첫 번째 행의 주사 전극(Y)과 Va 전압이 인가된 어드레스 전극(A) 사이에서 방전이 일어나서, 주사 전극(Y)에 (+) 벽 전하, 어드레스 전극(A) 및 유지 전극(X)에 각각 (-) 벽 전하가 형성된다.
그 결과 주사 전극(Y)과 유지 전극(X) 사이에 주사 전극(Y)의 전위가 유지 전극(X)의 전위에 대해 높도록 벽 전압(Vwxy)이 형성된다. 이어서, 두 번째 행의 주사 전극(도 2의 Y2)에 VscL 전압의 주사 펄스를 인가하면서 두 번째 행 중 표시하고자 하는 셀에 위치하는 어드레스 전극(A)에 Va 전압의 어드레스 펄스를 인가한다. 그러면 앞에서 설명한 것처럼 Va 전압이 인가된 어드레스 전극(A)과 두 번째 행의 주사 전극(Y)에 의해 형성되는 셀에서 어드레스 방전이 일어나서 앞서 설명한 것처럼 셀에 벽 전하가 형성된다.
마찬가지로 나머지 행의 주사 전극(Y)에 대해서도 순차적으로 VscL 전압의 주사 펄스를 인가하면서 켜질 셀에 위치하는 어드레스 전극(A)에 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, 어드레스 전극(A)과 주사 전극(Y) 사이의 벽 전압과 어드레스 전극(A)과 주사 전극(Y) 사이의 외부 전압(Vnf)의 합은 어드레스 전극(A)과 주사 전극(Y) 사이의 방전 개시 전압(Vfay)으로 결정된다. 그런데 어드레스 기간에서 어드레스 전극(A)에 0V가 인가되고 주사 전극(Y)에 VscL(=Vnf) 전압이 인가되는 경우에 어드레스 전극(A)과 주사 전극(Y) 사이에는 Vfay 전압이 형성되므로 방전이 일어날 수 있지만, 일반적으로 이 경우의 방전 지연 시간이 주사 펄스와 어드레스 펄스의 폭보다 길어서 방전이 일어나지 않는다.
그런데 어드레스 전극(A)에 Va 전압이 인가되고 주사 전극(Y)에 VscL(=Vnf) 전압이 인가되는 경우에 어드레스 전극(A)과 주사 전극(Y) 사이에는 Vfay 전압보다 높은 전압이 형성되어 방전 지연 시간이 주사 펄스의 폭보다 줄어들어서 방전이 일어날 수 있다. 이때, 어드레스 방전이 더 잘 일어나도록 하기 위해서 VscL 전압을 Vnf 전압보다 낮은 전압으로 설정할 수 있다.
다음, 어드레스 기간에서 어드레스 방전이 일어난 셀에서는 유지 전극(X)에 대한 주사 전극(Y)의 벽 전압(Vwxy)이 높은 전압으로 형성되었으므로, 유지 기간에서는 주사 전극(Y)에 먼저 Vs 전압을 가지는 펄스를 인가하여 주사 전극(Y)과 유지 전극(X) 사이에서 유지방전을 일으킨다. 이때, Vs 전압은 주사 전극(Y)과 유지 전극(X) 사이의 방전 개시 전압(Vfxy)보다는 낮고, (Vs+Vwxy) 전압이 Vfxy 전압보다 높도록 설정된다. 유지방전의 결과 주사 전극(Y)에 (-) 벽 전하가 형성되고 유지 전극(X)과 어드레스 전극(A)에 (+) 벽 전하가 형성되어, 주사 전극(Y)에 대한 유지 전극(X)의 벽 전압(Vfyx)이 높은 전압으로 형성된다.
이어서 주사 전극(Y)에 대한 유지 전극(X)의 벽 전압(Vfyx)이 높은 전압으로 형성되었으므로, 주사 전극(Y)에 -Vs 전압을 가지는 펄스를 인가하여 주사 전극(Y)과 유지 전극(X) 사이에서 유지방전을 일으킨다. 그 결과 주사 전극(Y)에 (+) 벽 전하가 형성되고 유지 전극(X)과 어드레스 전극(A)에 (-) 벽 전하가 형성되어 주사 전극(Y)에 Vs 전압이 인가될 때 유지방전이 일어날 수 있는 상태로 된다. 이후, 주사 전극(Y)에 Vs 전압의 유지 방전 펄스를 인가하는 과정과 유지 전극(X)에 -Vs 전압의 유지 방전 펄스를 인가하는 과정을 해당 서브필드가 표시하는 가중치에 대응하는 횟수만큼 반복한다.
한편, 유지 기간에서 주사 전극(Y)에는 유지 방전을 위한 전압 Vs와 -Vs 전압을 교대로 인가하며, 유지 전극(X)의 전압은 계속 접지 전압으로 유지한다. 이때, 모든 방전셀의 조건이 동일하다면 어드레스 기간에 선택되지 않은 셀에는 벽전하가 거의 쌓이지 않기 때문에 유지 기간에 주사 전극(Y)에 Vs 전압과 -Vs 전압이 인가되더라도 선택되지 않은 방전셀의 주사 전극(Y)과 어드레스 전극(A) 사이에 방 전이 일어나지 않는다.
이때, 도 4를 보면, 본 발명의 실시예에 따른 리셋 기간의 하강 기간에서 주사 전극(Y)에 인가되는 최종 전압이 Vnf 전압으로 설정되고, 앞서 설명한 것처럼 이 최종 전압(Vnf)은 주사 전극(Y)과 유지 전극(X) 사이의 방전 개시 전압 근처의 전압으로 설정된다. 그러면, 주사 전극(Y)과 유지 전극(X) 사이의 벽 전압이 거의 0V가 되어, 어드레스 기간에서 켜지지 않을 셀이 유지 기간에서 방전하는 것을 방지할 수 있다. 그런데, 일반적으로 주사 전극(Y)과 어드레스 전극(A) 사이의 방전 개시 전압(Vfay)이 주사 전극(Y)과 유지 전극(X) 사이의 방전 개시 전압(Vfxy)보다 낮으므로 하강 기간의 최종 전압(Vnf)에서는 주사 전극(Y)과 어드레스 전극(A) 사이에서 형성된 벽 전하가 모두 소거되고 다시 역극성의 벽전하, 즉 벽전하에 의한 주사 전극(Y)의 전위가 어드레스 전극(A)보다 높게 될 수 있다.
즉, 하강 기간의 최종 전압(Vnf)에서 주사 전극(Y)에 (+) 벽 전하가 형성되고, 어드레스 전극(A)에 (-) 벽 전하가 형성될 수 있다. 그리고 어드레스 기간에서 어드레스 방전이 일어나지 않은 방전셀은 하강 기간에서의 벽 전하 상태를 그대로 유지하면서 유지 기간이 수행된다. 따라서 어드레스 기간에서 어드레스 방전이 일어나지 않은 방전셀이 유지 기간에서 주사 전극(Y)에 Vs 전압이 인가될 시에 주사전극(Y)과 어드레스 전극(A)간의 오방전이 발생할 수 있다.
즉, 상기에서 설명한 바와 같이 하강 기간의 최종 전압(Vnf)에서 어드레스 전극(A)에 대한 주사 전극(Y)의 벽 전압이 양(+)의 벽 전압으로 설정될 수 있고, 어드레스 기간에서 어드레스 방전이 발생하지 않은 방전셀은 이 벽 전압 상태를 유 지하므로 유지 기간에서 주사 전극(Y)에 Vs 전압이 인가될 시에 오방전이 발생할 수 있다.
따라서, 이러한 어드레스 전극(A)과 주사 전극(Y)간의 오방전을 방지하기 위하여 유지 기간에 주사 전극(Y)에 Vs 전압이 인가될 때 어드레스 전극(A)에는 일정 전압을 인가하여 어드레스 전극(A)과 유지 전극(X) 사이의 전압차를 줄인다. 이때, 도 4과 같이 Va 전압을 사용하면 추가적인 전원을 사용하지 않을 수 있다.
한편, 도 5a 및 도 5b는 도 4의 구동 파형에서 유지 기간에서의 주사 전극(Y)과 어드레스 전극(A)의 파형을 확대한 도면이다.
도 5a 에서 보는 바와 같이, 주사 전극(Y)의 전압이 Vs 전압까지 완전히 상승한 직후에, 어드레스 전극(A)에 Va 전압을 인가하기 시작하면 주사 전극(Y)과 어드레스 전극(A) 사이에 안정적으로 유지 방전을 일으킬 수 있다. 상기와 같은 이유로 어드레스 전극(A)의 전압이 Va 전압에서부터 접지 전압까지 완전히 하강한 직후에, 주사 전극(Y)의 전압은 Vs 전압에서 접지 전압으로 하강하도록 한다.
그러나, 도 5b 에서와 같이 유지 기간에서 주사 전극(Y)과 어드레스 전극(A)에 전압을 동시에 인가하면 순간적으로 오버슈트(overshoot)가 발생하여 주사 전극(Y)과 어드레스 전극(A) 사이에 유지 방전이 매우 불안정하게 된다.
따라서, 본 발명의 실시예에 따르면, 어드레스 전극(A)에서의 오버슈트를 방지하기 위하여 도 5a에서와 같이 주사 전극(Y)의 전압이 Vs 전압까지 완전히 상승한 직후에, 어드레스 전극(A)에 Va 전압을 인가하기 시작한다.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 플라즈마 표시 장치의 구동 파형을 나 타내는 도면이다.
도 6을 보면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 구동 파형은 리셋 기간의 상승 기간에서 어드레스 전극(A)을 일정 전압으로 바이어스하는 점을 제외하면 제1 실시예와 동일하다.
구체적으로, 리셋 기간의 상승 기간에서 어드레스 전극(A)을 일정 전압(기준 전압보다 높은 전압)으로 바이어스한 상태에서 주사 전극(Y)의 전압을 Vs 전압에서 Vset 전압까지 점진적으로 증가시킨다. 이때, 어드레스 전극(A)의 바이어스 전압으로 도 6과 같이 Va 전압을 사용하면 추가적인 전원을 사용하지 않을 수 있다.
어드레스 전극(A)의 전압이 Va 전압으로 바이어스한 상태에서 주사 전극(Y)의 전압이 증가하면, 어드레스 전극(A)과 주사 전극(Y) 사이의 전압이 제1 실시예에 비해 작아서 유지 전극(X)과 주사 전극(Y) 사이의 전압이 어드레스 전극(A)과 주사 전극(Y) 사이의 전압보다 먼저 방전 개시 전압을 넘게 된다. 그러면 유지 전극(X)과 주사 전극(Y) 사이에서 먼저 약 방전이 발생하고 이 약 방전에 의해 프라이밍 입자가 형성된 상태에서 어드레스 전극(A)과 주사 전극(Y) 사이의 전압이 방전 개시 전압을 넘게 된다. 그리고 이 프라이밍 입자에 의해 어드레스 전극(A)과 주사 전극(Y) 사이에서는 방전 지연이 줄어서 앞서 설명한 것과 같은 강 방전이 발생하지 않고 약 방전이 수행되어 원하는 양의 벽 전하가 형성될 수 있다. 따라서 리셋 기간의 하강 기간에서도 강 방전이 일어나지 않아서 유지 기간에서의 오 방전을 방지할 수 있다.
그리고 도 6에서는 리셋 기간의 상승 기간 동안 어드레스 전극(A)을 일정 전 압으로 바이어스 하였지만, 이와는 달리 상승 기간의 초기에만 어드레스 전극(A)을 일정 전압으로 바이어스할 수 있다. 앞서 설명한 것처럼 상승 기간에서 강 방전이 일어나지 않도록 하기 위해서는 어드레스 전극(A)과 주사 전극(Y) 사이의 전압이 유지 전극(X)과 주사 전극(Y) 사이의 전압보다 먼저 방전 개시 전압을 넘는 것을 방지하면 되므로, 상승 기간의 초기에만 어드레스 전극(A)을 일정 전압으로 바이어스할 수도 있다.
즉, 어드레스 전극(A)과 주사 전극(Y) 사이에서 약 방전이 일어난 후에는 어드레스 전극(A)의 전압을 다시 기준 전압으로 설정할 수 있다.
그리고 어드레스 전극(A)의 전압을 점진적으로 증가시킬 수도 있다. 상승 기간에서 주사 전극(Y)의 전압이 증가할 때 어드레스 전극(A)의 전압이 같이 증가하면, 어드레스 전극(A) 전압이 기준 전압으로 바이어스될 때보다 어드레스 전극(A)과 주사 전극(Y) 사이의 전압이 더 낮아지므로 유지 전극(X)과 주사 전극(Y) 사이에서 먼저 약 방전이 일어날 수 있다.
그리고 어드레스 전극(A)의 전압을 증가시키는 기간은 상승 기간 중 일부 또는 상승 기간 전체일 수도 있다. 또한, 어드레스 전극(A)의 전압을 증가시키기지 않고 어드레스 전극(A)을 플로팅시킬 수도 있다. 어드레스 전극(A)과 주사 전극(Y)에 의해 커패시턴스 성분이 형성되므로, 주사 전극(Y)의 전압이 증가할 때 어드레스 전극(A)이 플로팅되면 어드레스 전극(A)의 전압도 주사 전극(Y)의 전압을 따라서 증가하게 된다. 따라서 도 6의 제2 실시예와 같은 효과를 낼 수 있다. 그리고 어드레스 전극(A)의 플로팅 기간은 상승 기간 중 일부 또는 상승 기간 전체일 수 있다.
이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 구동 파형을 적용하기 위한 유지 방전 구동 회로에 대하여 설명하기로 한다. 도 7 및 도 8은 각 서브필드에서 유지 기간에서 주사 전극에 인가되는 유지 방전 펄스를 생성하기 위한 유지방전 구동 회로를 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 구동 파형을 적용하기 위한 유지방전 구동 회로를 나타내는 도면이다. 도 7에서 사용되는 스위칭 소자는 n채널 트랜지스터로 도시하였으며, 바디 다이오드(도시하지 않음)를 가지는 전계 효과 트랜지스터(FET)로 이루어질 수 있으며, 동일 또는 유사한 기능을 하는 다른 스위칭 소자로 이루어질 수 있다. 그리고 도 7에서는 편의상 유지 전극과 주사 전극에 의해 형성되는 용량성 성분을 패널 커패시터(Cp)로 도시하였다. 도 7에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 주사 구동 보드(200)의 유지방전 구동 회로는 제1 및 제2 전력 회수부(210, 220) 및 전압 공급부(230)를 포함한다.
제1 전력 회수부(210)는 트랜지스터(Yr1, Yf1), 인덕터(L1), 다이오드(Dr1, Df1) 및 커패시터(Cer1)를 포함하며, 제2 전력 회수부(220)는 트랜지스터(Yr2, Yf2), 인덕터(L2), 다이오드(Dr2, Df2) 및 커패시터(Cer2)를 포함한다.
트랜지스터(Yr1)의 드레인과 트랜지스터(Yf1)의 소스에 전력회수용 커패시터(Cer1)가 연결되고, 트랜지스터(Yr2)의 드레인과 트랜지스터(Yf2)의 소스에 전력회수용 커패시터(Cer2)가 연결되어 있다.
패널 커패시터(Cp)의 주사 전극(Y)에 제1단이 연결된 인덕터(L1)의 제2단이 트랜지스터(Yr1)의 소스와 트랜지스터(Yf1)의 드레인에 연결되어 있으며, 패널 커패시터(Cp)의 주사 전극(Y)에 제1단이 연결된 인덕터(L2)의 제2단이 트랜지스터(Yr2)의 소스와 트랜지스터(Yf2)의 드레인에 연결되어 있다. 그리고 트랜지스터(Yr1)의 소스와 인덕터(L1) 사이에 다이오드(Dr1)가 연결되어 있고, 트랜지스터(Yf1)의 소스와 인덕터(L1) 사이에 다이오드(Df1)가 연결되어 있다. 또한 트랜지스터(Yr2)의 소스와 인덕터(L2) 사이에 다이오드(Dr2)가 연결되고, 트랜지스터(Yf2)의 소스와 인덕터(L2) 사이에 다이오드(Df2)가 연결되어 있다.
이때, 커패시터(Cer1)에는 Vs/2 전압이 충전되어 있으며, 커패시터(Cer2)에는 -Vs/2 전압이 충전되어 있다.
다이오드(Dr1, Dr2)는 트랜지스터(Yr1, Yr2)가 바디 다이오드를 가질 경우 패널 커패시터(Cp)의 전압을 증가시키는 상승 경로를 설정하기 위한 것이고, 다이오드(Df1, Df2)는 트랜지스터(Yf1, Yf2)가 바디 다이오드를 가질 경우 주사 전극(Y)의 전압을 하강시키는 하강 경로를 설정하기 위한 것이다.
이때, 트랜지스터(Yr1, Yr2, Yf1, Yf2)가 바디 다이오드를 가지지 않는다면 다이오드(Dr1, Df1, Dr2, Df2)가 제거될 수도 있다. 이와 같이 연결된 제1 전력 회수부(210)는 인덕터(L1)와 패널 커패시터(Cp)의 공진을 이용하여 주사 전극(Y)의 전압을 0V 전압에서 Vs 전압으로 증가시키거나 Vs 전압에서 0V 전압으로 감소시키고, 제2 전력 회수부(220)는 인덕터(L2)와 패널 커패시터(Cp)의 공진을 이용하여 주사 전극(Y)의 전압을 -Vs 전압에서 0V 전압으로 증가시키거나 0V 전압에서 -Vs 전압으로 감소시킨다.
전압 공급부(230)는 트랜지스터(Ys1, Ys2)를 포함한다.
트랜지스터(Ys1)는 Vs 전압을 공급하는 전원(Vs)과 패널 커패시터(Cp)의 주사 전극(Y) 사이에 연결되며, 트랜지스터(Ys2)는 -Vs 전압을 공급하는 전원(-Vs)과 패널 커패시터(Cp)의 주사 전극(Y) 사이에 연결된다. 트랜지스터(Ys1)는 주사 전극(Y)에 Vs 전압을 인가하며, 트랜지스터(Ys2)는 주사 전극(Y)에 -Vs 전압을 인가한다.
다음, 도 8을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 따른 구동 파형에서 유지방전 구동 회로의 동작에 대해서 설명한다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 도 4 또는 도 6의 구동 파형에서 주사 전극(Y)에 인가되는 유지방전 펄스를 생성하기 위한 도 7의 구동 회로에서 각 모드에서의 전류 경로를 나타내는 도면이다. 이때, 도 8에서는 주사 전극(Y)에 인가되는 전압이 상승하는 기간에 대해서만 설명하였고 하강하는 기간에 대해서는 생략하기로 한다.
모드 1(M1)이 시작되기 전에 패널 커패시터(Cp)의 Y 전극에 0V 전압이 인가되어 있는 것으로 한다.
모드 1(M1)에서는 트랜지스터(Yr1)가 턴온된다. 그러면 도 8에 나타낸 바와 같이, 커패시터(Cer1), 스위치(Yr1), 다이오드(Dr1), 인덕터(L1), 패널 커패시터(Cp)의 주사 전극(Y)으로 전류 경로가 형성된다. 이 경로(M1)에 의해 인덕터(L1)와 패널 커패시터(Cp) 사이에서 LC 공진이 발생된다. 이때, 커패시터(Cer1)에는 Vs/2 전압이 충전되어 있으므로 LC 공진에 의해 패널 커패시터(Cp)의 주사 전극(Y)의 전압이 Vs 전압 근처까지 증가한다.
모드 2(M2)에서는 트랜지스터(Ys1)가 턴온되고 트랜지스터(Yr1)가 턴오프된다. 그러면 도 8에 나타낸 바와 같이 전원(Vs), 트랜지스터(Ys1), 패널 커패시터(Cp)의 주사 전극(Y)으로 전류 경로가 형성된다(M2). 이때, 경로(M2)에 의해 주사 전극(Y)에 Vs 전압이 인가된다.
모드 3(M3)에서는 트랜지스터(Yf1)가 턴온되고 트랜지스터(Ys1)가 턴오프된다. 그러면 도 8에 나타낸 바와 같이 패널 커패시터(Cp)의 주사 전극(Y), 인덕터(L1), 다이오드(Df1), 트랜지스터(Yf1), 커패시터(Cer1)로의 전류 경로가 형성된다(M3). 이 경로(M3)에 의해 인덕터(L1)와 패널 커패시터(Cp) 사이에서 LC 공진이 발생된다. 이 LC 공진에 의해 패널 커패시터(Cp)에 충전되어 있던 전압이 방전되어 패널 커패시터(Cp)의 주사 전극(Y)의 전압이 0V 전압 근처까지 감소한다.
이때, 도 7 및 도 8에는 도시하지 않았으나, 어드레스 전극(A)은 Va 전원과 연결되어 있으며, 어드레스 전극(A)와 Va 전원 사이의 스위치에 의해 Va 전압이 인가되는 것을 조절하게 된다.
본 발명의 실시예에 따르면 모드 1(M1)이 진행될 때, 어드레스 전극(A)에 Va 전압이 인가되면 도 5b에서와 같이 오버슈트(overshoot)가 발생하게 된다. 따라서, 모드 1(M1)이 진행될 때, 어드레스 전극(A)에 연결된 스위치는 턴오프 상태를 유지해야 한다.
또한, 모드 2(M2)에 의해 패널 커패시터(Cp)가 Vs 전압을 유지할 때, 어드레스 전극(A)에 Va 전압이 인가되도록 한다. 따라서 모드 2(M2)가 진행될 때 어드레스 전극(A)에 연결된 스위치는 턴온되어 어드레스 전극(A)에 Va 전압을 인가시키면 도 5a 에서와 같이 안정적으로 유지 방전을 일으킬 수 있다. 마찬가지로, 도 5a에서 보는 바와 같이, 어드레스 전극(A)에 연결된 스위치가 턴오프가 된 후, 모드 3(M3)을 진행시켜야 한다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 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 있으며, 이에 따라 단가가 저감된다.
그리고, 유지 기간에서 주사 전극에 전압이 일정 전압까지 상승된 후, 어드레스 전극에 일정 전압을 인가하여 어드레스 전극과 주사 전극간에 발생하는 오방전을 방지하고, 어드레스 전극에서의 오버슈트도 막을 수 있다.

Claims (16)

  1. 복수의 제1 전극과 복수의 제2 전극 및 상기 복수의 제1 전극과 제2 전극에 교차하는 방향으로 형성되는 복수의 제3 전극을 포함하는 플라즈마 표시 장치에서 한 프레임을 복수의 서브 필드로 나누어 구동하는 방법에 있어서,
    적어도 하나의 서브필드의 유지 기간에서 상기 복수의 제1 전극을 제1 전압으로 바이어스한 상태에서,
    제1 기간동안 상기 복수의 제2 전극의 전압을 상기 제1 전압보다 높은 제2 전압까지 점진적으로 상승시킨 후, 제2 기간 동안 상기 제2 전압을 인가하는 단계;
    제3 기간동안 상기 복수의 제2 전극의 전압을 상기 제2 전압에서 상기 제1 전압보다 낮은 제3 전압까지 점진적으로 하강시킨 후, 상기 제1 전압을 인가하는 단계;
    상기 복수의 제3 전극에 상기 제1 기간 및 제3 기간에는 상기 제1 전압을 인가하고, 상기 제2 기간에 상기 제1 전압보다 높은 제4 전압을 인가하는 플라즈마 표시 장치의 구동 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 제2 전극에 제2 전압이 인가된 후, 상기 복수의 제3 전극에 상기 제4 전압이 인가되는 플라즈마 표시 장치의 구동 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제2 전압과 상기 제3 전압은 서로 동일한 크기를 가지며 서로 위상이 반대인 플라즈마 표시 장치의 구동 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제4 전압은 상기 서브필드의 어드레스 기간에서 상기 복수의 제3 전극 중 선택하고자 하는 방전셀에 대응하는 제3 전극에 인가되는 전압과 크기가 동일한 플라즈마 표시 장치의 구동 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제4 전압은 상기 제2 전압보다 낮은 레벨인 플라즈마 표시 장치의 구동 방법.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 서브필드의 리셋 기간에서, 상기 복수의 제1 전극을 상기 제1 전압으로 바이어스한 상태에서, 상기 복수의 제2 전극의 전압을 제5 전압까지 점진적으로 증가시킨 후 제6 전압까지 점진적으로 감소시키는 플라즈마 표시 장치의 구동 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 복수의 제2 전극의 전압이 상기 제5 전압까지 점진적으로 증가하는 기 간 중 적어도 일부의 기간에서, 상기 복수의 제3 전극에 상기 제1 전압보다 높은 제7 전압을 인가하는 플라즈마 표시 장치의 구동 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제7 전압은 상기 제4 전압과 서로 동일한 크기를 갖는 플라즈마 표시 장치의 구동 방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제1 전압은 접지 전압인 플라즈마 표시 장치의 구동 방법.
  10. 복수의 제1 전극과 복수의 제2 전극 및 상기 복수의 제1 및 제2 전극에 교차하는 방향으로 형성되는 복수의 제3 전극을 포함하는 플라즈마 표시 패널; 및
    상기 복수의 제2 전극 및 상기 복수의 제3 전극에 상기 플라즈마 표시 패널이 영상을 표시하기 위한 구동 파형을 인가하며 상기 영상이 표시되는 동안 상기 복수의 제1 전극을 제1 전압으로 바이어스하는 구동 보드를 포함하며,
    상기 구동 보드는,
    적어도 하나의 서브필드의 유지 기간에서, 제1 기간동안 상기 복수의제2 전극의 전압을 상기 제1 전압보다 높은 제2 전압까지 점진적으로 상승시키고, 제2 기간동안 상기 제2 전압을 인가하며, 제3 기간동안 상기 제2 전압에서 상기 제1 전압보다 낮은 제3 전압까지 점진적으로 하강시킨 후 상기 제1 전압을 인가하며,
    상기 복수의 제3 전극에 상기 제1 기간 및 제3 기간에는 상기 제1 전압을 인가하고 상기 제2 기간에는 상기 제1 전압보다 높은 제4 전압을 인가하는 플라즈마 표시 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제2 전압과 상기 제3 전압은 서로 동일한 크기를 가지며 서로 위상이 반대인 플라즈마 표시 장치.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 제4 전압은 상기 서브필드의 어드레스 기간에서 상기 복수의 제3 전극 중 선택하고자 하는 방전셀에 대응하는 제3 전극에 인가되는 전압과 크기가 동일한 플라즈마 표시 장치.
  13. 제10항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 서브필드의 리셋 기간에서, 상기 복수의 제2 전극의 전압을 제5 전압까지 점진적으로 증가시킨 후 제6 전압까지 점진적으로 감소시키는 플라즈마 표시 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 복수의 제2 전극의 전압이 상기 제5 전압까지 점진적으로 증가하는 기 간 중 적어도 일부의 기간에서, 상기 복수의 제3 전극에 상기 제1 전압보다 높은 제7 전압을 인가하는 플라즈마 표시 장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 제7 전압은 상기 제4 전압과 서로 동일한 크기를 갖는 플라즈마 표시 장치.
  16. 제10항에 있어서,
    상기 제1 전압은 접지 전압인 플라즈마 표시 장치.
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