KR100739549B1 - 트리거-유지 전극구조의 플라즈마 디스플레이 패널의구동방법 - Google Patents

트리거-유지 전극구조의 플라즈마 디스플레이 패널의구동방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 트리거-서스테인 전극으로 유지방전을 구동하는 경우 소비전력을 절감할 수 있는 플라즈마 디스플레이 패널의 구동 방법에 관한 것이다.
본 발명의 PDP 구동 방법은 제1 및 제2 유지전극과, 그 사이의 제1 및 제2 트리거전극을 포함하는 다수개의 방전셀들을 포함하는 트리거-서스테인 전극구조의 플라즈마 디스플레이 패널의 유지방전 구동방법에서, 유지방전의 시작부에서만 제1 및 제2 트리거전극 간에 트리거방전이 발생되게 하는 것을 특징으로 한다.
이에 따라, 유지방전기간에서 방전상태가 안정화되면 트리거전극 간의 트리거방전을 방지하여 그 트리거방전에 의한 방전전류를 억제함으로써 소비전력을 절감할 수 있게 된다.
트리거-유지 전극, 유지방전, 소비전력

Description

트리거-유지 전극구조의 플라즈마 디스플레이 패널의 구동방법{Mehtod of Driving Plasma Display Panel with Trigger-sustain Electrodes Structure}
도 1은 종래의 3전극 교류 면방전 플라즈마 디스플레이 패널의 방전셀을 도시한 단면도.
도 2는 도 1에 도시된 방전셀에서의 유지방전 현상을 도시한 도면.
도 3은 종래의 트리거-유지 플라즈마 디스플레이 패널의 방전셀의 유지전극군 구조를 도시한 도면.
도 4는 도 3에 도시된 방전셀에서의 유지방전 현상을 도시한 도면.
도 5는 종래의 트리거-유지 플라즈마 디스플레이 패널의 구동방법에 적용되는 구동파형도.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 트리거-유지 플라즈마 디스플레이 패널의 구동방법에 적용되는 구동파형도.
도 7은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 트기러-유지 플라즈마 디스플레이 패널의 구동방법에 적용되는 구동파형도.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
10 : 상부기판 12 : 투명전극
16, 18 : 버스전극 13 : 주사/유지 전극
15 : 공통유지전극 20, 28 : 유전층
22 : 보호막 24 : 하부기판
26 : 어드레스전극 30 : 격벽
32 : 형광체 31 : 방전셀
Ys, Zs : 유지전극 Yt, Zt : 트리거 전극
본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널의 구동 방법에 관한 것으로, 특히 트리거-서스테인 전극을 이용한 유지방전시 소비전력을 절감할 수 있는 플라즈마 디스플레이 패널에 적합한 구동 방법에 관한 것이다.
최근, 평판 디스플레이 장치로서 대형패널의 제작이 용이한 플라즈마 디스플레이 패널(이하 "PDP"라 함)이 주목받고 있다. PDP로는 3전극을 구비하고 교류전압에 의한 면방전을 이용하는 3전극 교류 면방전형 PDP가 대표적이다.
도 1을 참조하면, 3전극 교류 면방전 PDP의 방전셀은 상부기판(10) 상에 형성되어진 유지전극쌍, 즉 주사/유지전극(13) 및 공통유지전극(15)과, 하부기판(24) 상에 형성되어진 어드레스전극(26)을 구비한다. 주사/유지 전극(13)은 가시광 투과를 위한 투명전극(12)과, 투명전극(12)의 저항성분 보상을 위한 버스전극(16)으 로 구성된다. 주사/유지 전극(13)과 나란하게 형성되는 공통유지전극(15)도 역시 투명전극(14)과 버스전극(18)으로 구성된다. 이러한 주사/유지 전극(13)과 공통유지전극(15)이 나란하게 형성된 상부기판(10)에는 상부 유전층(20)과 보호막(22)이 적층된다. 상부 유전층(20)에는 플라즈마 방전시 발생된 벽전하가 축적된다. 보호막(22)은 플라즈마 방전시 발생된 스퍼터링에 의한 상부 유전층(20)의 손상을 방지함과 아울러 2차 전자의 방출 효율을 높이게 된다. 보호막(20)으로는 통상 산화마그네슘(MgO)이 이용된다. 어드레스전극(26)은 상기 주사/유지 전극(13) 및 공통유지전극(15)과 교차하는 방향으로 하부기판(24) 상에 형성된다. 어드레스전극(26)이 형성된 하부기판(24) 상에는 벽전하 축적을 위한 하부 유전층(28)이 형성된다. 하부 유전층(28) 위에는 격벽(30)이 형성되며, 하부 유전층(28)과 격벽(30) 표면에는 형광체(32)가 도포된다. 격벽(24)은 어드레스전극(20)과 나란하게 형성되어 방전에 의해 생성된 자외선 및 가시광이 인접한 방전셀에 누설되는 것을 방지한다. 형광체(32)는 플라즈마 방전시 발생된 자외선에 의해 여기되어 적색, 녹색 또는 청색 중 어느 하나의 가시광선을 발생하게 된다. 이러한 상부기판(10) 및 하부기판(24)과 격벽(30)에 의해 마련된 방전공간에는 가스방전을 위한 불활성 가스가 주입된다.
이러한 구조의 방전셀은 어드레스전극(26)과 주사/유지 전극(13) 간의 대향방전에 의해 선택된 후 유지전극쌍(13, 15) 간의 면방전에 의해 방전을 유지하게 된다. 이러한 방전셀에서는 유지방전시 발생되는 자외선에 의해 형광체(32)가 발광함으로써 가시광이 셀 외부로 방출되게 된다. 이 결과, 방전셀들은 방전이 유지 되는 기간을 조절하여 계조를 구현하게 되고, 그 방전셀들이 매트릭스 형태로 배열된 PDP는 화상을 표시하게 된다.
이러한 PDP의 휘도는 방전이 유지되는 기간으로 결정된다. 아울러, PDP의 휘도는 유지방전시 발생하는 진공자외선 양에 비례한다. 그런데, 전술한 면방전 PDP에서는 진공자외선이 넓은 면적을 가지는 유지전극쌍(13, 15)을 통해 많이 손실됨으로써 광효율이 낮은 문제점이 있다. 이를 상세히 하면, 유지방전은 도 2에 도시된 바와 같이 유지전극쌍(13, 15) 사이에서 초기방전이 발생하여 유지전극쌍(13, 15)의 표면을 따라 방전이 퍼져가면서 면방전이 이루어지게 됨을 알 수 있다. 이 경우, 방전영역은 유지전극쌍(13, 15)이 위치하는 국부영역에 면방전 형태로 제한되게 된다. 따라서, 유지전극쌍(13, 15)의 폭을 넓게 설정하여 방전크기가 증대되게 하여 자외선 발생량을 증대시키고자 하였으나, 면방전으로 생성된 진공자외선 중 많은 양이 면적이 넓은 유지전극쌍(13, 15)을 통해 흡수됨과 아울러 방전전류가 전극폭에 비례하여 증가하여 방전전류의 소모량이 많아 효율적인 면에서 부적합하다. 이와는 달리, 전술한 방전영역의 제한을 극복하기 위하여 유지전극쌍(13, 15)간의 간격을 길게하여 방전경로를 길게하는 방법이 고려되어 졌으나, 유지전극쌍(13, 15)간의 간격을 길게하는 경우 방전거리가 증가하여 자외선 발생량이 증가하게 되나 일정간격이상에서는 방전개시전압이 급격히 상승하여 실제 적용상에 어려움이 있다.
이러한 3전극 교류 면방전 PDP의 낮은 효율을 극복하고자 최근에는 도 3에 도시된 바와 같이 하나의 방전셀에 4개의 유지전극을 포함하는 트리거-유지(Trigger-sustain: 이하 "TS"라 함) 전극구조가 1999년 IDW 학회('99 IDW, P-10.2 : A Controlled Lateral Volume Discharge for High Luminous Efficiency AC-PDP) 에서 제안되게 되었다. 도 3에 도시된 TS 전극은 방전유지를 위하여 4개의 유지전극군, 즉 트리거전극쌍(Yt, Zt)과 유지전극쌍(Ys, Zs)을 구비한다. 도 3에 도시된 유지전극쌍(Ys, Zs)은 도 1에 도시된 유지전극쌍(13, 15) 보다 짧은 전극폭을 가지고 먼 간격으로 배치된다. 트리거전극쌍(Yt, Zt)은 유지전극쌍(Ys, Zs) 사이에 상대적으로 짧은 간격으로 배치된다. 트리거전극쌍(Yt, Zt)은 상대적으로 낮은 전압에 의해 1차적으로 트리거방전이 발생되게 한다. 유지전극쌍(Ys, Zs)은 상기 트리거방전으로 발생된 프라이밍 하전입자들과 유지전극쌍(Ys, Zs)에 인가되는 전압에 의해 2차적으로 메인유지방전이 발생되게 한다. 이에 따라, 최종 방전은 도 4에 도시된 바와 같이 유지전극쌍(Ys, Ts) 사이의 롱패스(Long-path) 방전형태로 발생하여 방전영역이 증대되게 된다. 아울러, TS 전극에 의한 방전영역은 도 2에서와 같이 넓은 폭을 가지는 유지전극쌍(13, 15)의 표면을 따라 유전층에 밀착되게 형성된 면방전 영역으로 제한되지 않고, 도 4에 도시된 바와 같이 비교적 짧은 폭을 가지는 트리거전극쌍(Yt, Zt) 및 유지전극쌍(Ys, Zs)이 소정의 거리로 이격되어 있어, 유전층으로부터 이격되어 소정의 볼륨을 가지는 공간방전 영역으로 증대되게 된다. 이러한 방전영역 증대로 보다 많은 자외선이 발생하게 되고 종래의 면방전에서와 같이 넓은 전극표면에서의 자외선 손실이 없기 때문에 광효율이 향상되게 된다.
도 5는 도 3에 도시된 TS PDP를 구동하기 위한 구동파형도이다. 리셋기간(RPD) 동안에 제1 트리거전극(Yt)에 리셋펄스(RP)를 공급하여 리셋방전이 발생되게 한다. 리셋펄스(RP)의 상승구간에서 리셋방전으로 형성된 벽전하의 양은 리셋펄스(RP)의 하강구간에서 오방전을 일으키지 않을 정도로 감소하게 된다. 이러한 벽전하 감소를 위하여, 제2 유지전극 및 트리거전극(Zs, Zt) 각각에는 정극성(+)의 제1 및 제2 직류전압(Vs, Vt)이 공급된다. 어드레스기간(APD)에서 제1 트리거전극(Yt)에 스캔펄스(SP)를 공급함과 아울러 어드레스전극(도시하지 않음)에 데이터펄스를 공급하여 어드레스방전이 발생되게 함으로써 충분한 벽전하가 형성되게 한다. 이러한 벽전하는 다른 방전셀들이 어드레스되는 기간동안 유지된다. 유지방전기간(SPD)의 시작점에서 제1 유지전극 및 트리거전극(Ys, Yt)에 상대적으로 큰 펄스폭을 가지는 유지펄스(SUSPys, SUSPyt)가 공급되어 제1 및 제2 트리거전극(Yt, Zt) 간의 1차적인 트리거방전과 제1 및 제2 유지전극(Ys, Zs) 간의 2차적인 유지방전으로 이어지는 유지방전이 개시된다. 이어서, 제2 유지전극 및 트리거전극(Zs, Zt)과 제1 유지전극 및 트리거전극(Ys, Yt)에 교번적으로 짧은 펄스폭을 가지는 유지펄스들(SUSPzs, SUSPzt, SUSPys, SUSPyt)이 공급되는 기간동안 방전이 유지되게 된다. 이 경우, 메인 유지방전은 제1 및 제2 유지전극(Ys, Zs) 간에 발생하게 되므로 방전거리가 증가됨과 아울러 도 4에 도시된 바와 같이 방전영역이 볼륨있게 형성되어 많은 자외선이 발생하게 되므로 광효율이 향상되게 된다. 여기서, 트리거방전을 위한 전압(Vt)은 유지방전을 위한 전압(Vs) 보다 낮게 설정하게 된다. 소거기간(EPD)에서는 제2 유지전극 및 트리거전극(Zs, Zt)에 소거펄스(EPs, EPt)를 각각 공급하여 유지되던 방전이 중지되게 한다.
이러한 종래의 TS PDP 구동방법에서는 유지방전기간(SPD) 동안 제1 및 제2 트리거전극(Yt, Zt)에도 연속적으로 유지펄스(SUSPyt, SUSPzt)를 공급하여 트리거방전을 일으키게 된다. 이러한 연속적인 트리거방전으로 제1 및 제2 트리거전극(Yt, Zt)에서 소비되는 전력으로 인해 방전효율이 저하되는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 TS 전극을 이용하여 유지방전시 트리거방전 횟수를 제한하여 방전효율을 향상시킬 수 있는 PDP 구동 방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 TS 전극구조의 PDP 구동 방법은 제1 및 제2 유지전극과, 그 사이의 제1 및 제2 트리거전극을 포함하는 다수개의 방전셀들을 포함하는 트리거-서스테인 전극구조의 플라즈마 디스플레이 패널의 유지방전 구동방법에서, 유지방전의 시작부에서만 제1 및 제2 트리거전극 간에 트리거방전이 발생되게 하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 특징들은 첨부도면을 참조한 실시 예들에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예들을 도 6을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 TS 전극구조의 PDP 구동방법을 설명하기 위한 것으로 한 서브필드 기간동안에 공급되는 구동파형을 도시한 것이다.
리셋기간(RPD) 동안에 제1 트리거전극(Yt)에 리셋펄스(RP)를 공급하여 리셋방전이 발생되게 한다. 리셋펄스(RP)의 상승구간에서 리셋방전으로 형성된 벽전하의 양은 리셋펄스(RP)의 하강구간에서 오방전을 일으키지 않을 정도로 감소하게 된다. 이러한 벽전하 감소를 위하여, 제2 유지전극 및 트리거전극(Zs, Zt) 각각에는 정극성(+)의 제1 및 제2 직류전압(Vs, Vt)이 공급된다. 어드레스기간(APD)에서 제1 트리거전극(Yt)에 스캔펄스(SP)를 공급함과 아울러 어드레스전극(도시하지 않음)에 데이터펄스를 공급하여 어드레스방전이 발생되게 함으로써 충분한 벽전하가 형성되게 한다. 이러한 벽전하는 다른 방전셀들이 어드레스되는 기간동안 유지된다. 유지방전기간(SPD)의 시작점에서 제1 유지전극(Ys)에 상대적으로 큰 펄스폭을 가지는 유지펄스(SUSPys)를 공급함과 아울러 제1 트리거전극(Yt)에 트리거펄스(TPyt)를 공급한다. 이에 따라, 제1 및 제2 트리거전극(Yt, Zt) 간의 1차적인 트리거방전과 제1 및 제2 유지전극(Ys, Zs) 간의 2차적인 유지방전으로 이어지는 유지방전이 개시된다. 이어서, 제2 유지전극(Zs) 및 제2 트리거전극(Zt)에 짧은 펄스폭을 가지는 유지펄스(SUSPzs)와 트리거펄스(TPzt)를 공급하여 상기 1, 2차 방전으로 이어지는 유지방전이 지속되게 한다. 이러한 유지방전은 제1 유지전극과 제2 유지전극(Ys, Zs)에 교번적으로 짧은 펄스폭을 가지는 유지펄스들(SUSPys, SUSPzs)를 공급되는 기간동안 지속적으로 발생하게 된다. 이 경우, 제1 및 제2 트리거전극(Yt, Zt)에는 유지방전의 개시시점으로부터 유지방전 이 안정적으로 유지될 때까지만 트리거펄스(TPyt, TPzt)가 공급되고, 나머지 기간에서는 일정한 바이어스전압(Vb)이 인가된다. 이 바이어스전압(Vb)으로는 제1 유지전극(Ys)과 제1 트리거전극(Yt) 사이에서 방전이 일어나지 않고, 제2 유지전극(Zs)과 제2 트리거전극(Zt) 사이에 방전이 일어나지 않도록 다음 수학식과 같이 설정된다
Vs - Vb < Vf, Vb < Vf
여기서, Vs는 유지펄스(SUSPys, SUSPzs)의 전압, Vf는 방전개시전압을 나타낸다. 이러한 바이어스전압(Vb)을 제1 및 제2 트리거전극(Yt, Zt)에 인가하는 시점은 최소한 제1 및 제2 유지전극(Ys, Zs) 사이에서 각각 1번 이상의 방전이 발생하여 방전셀의 벽전하 및 방전상태가 안정된 상태가 된 이후가 된다. 이렇게, 제1 및 제2 트리거전극(Yt, Zt)에 바이어스 전압(Vb)에 인가되는 기간동안에는 제2 유지전극(Zs)에 유지펄스(SUSPzs)가 공급되는 경우 제1 트리거전극(Yt)과 제2 유지전극(Zs) 간에 먼저 1차 방전이 발생한 후 제1 유지전극(Ys)으로 전이되어 제1 및 제2 유지전극(Ys, Zs) 간에 롱패스 방전인 메인 유지방전이 발생하게 된다. 아울러, 제1 유지전극(Ys)에 유지펄스(SUSPzs)가 공급되는 경우 제2 트리거전극(Zt)과 제1 유지전극(Ys) 간에 먼저 1차 방전이 발생한 후 제2 유지전극(Zs)으로 전이되어 제1 및 제2 유지전극(Ys, Zs) 간에 롱패스 방전인 메인 유지방전이 발생하게 된다. 이와 같이, 본 발명에 따른 TS 전극구조의 PDP 구동방법에서는 유지방전이 안정화된 이후에는 트리거전극(Yt, Zt) 간의 트리거방전을 방지하기 위하여 바이어스전압(Vb)을 공급함으로써 트리거방전으로 인한 방전전류를 억제하여 소비전력을 절감할 수 있게 된다. 소거기간(EPD)에서는 제2 유지전극 및 트리거전극(Zs, Zt)에 소거펄스(EPs, EPt)를 각각 공급하여 유지되던 방전이 중지되게 한다.
도 7은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 TS 전극구조의 PDP 구동방법에 적용되는 구동파형도이다. 도 7에 도시된 구동파형을 도 6에 도시된 구동파형과 대비하면, 유지방전기간(SPD)에서 유지방전이 안정화 된 이후 제1 및 제2 트리거전극(Yt, Zt)에 공급되는 구동파형이 상이할 뿐 그 외의 전극들에 공급되는 구동파형들은 동일함을 알 수 있다. 다시 말하여, 유지방전기간(SPD)의 시작부에서는 제1 및 제2 유지전극(Ys, Zs)에 유지펄스(SUSPys, SUSPzs)와 동기되는 제1 및 제2 트리거전극(Yt, Zt)에 트리거방전을 위한 트리거펄스(TPyt, TPzt)를 공급한다. 이에 따라, 유지방전은 제1 및 제2 트리거전극(Yt, Zt) 간의 1차적인 트리거방전과 제1 및 제2 유지전극(Ys, Zs) 간의 2차적인 유지방전으로 이어지는 롱패스 방전으로 발생하게 된다. 이러한 유지방전이 적어도 2회 이상 발생하여 방전셀의 방전상태가 안정화되면 제1 및 제2 트리거전극(Yt, Zt)에는 점진적으로 전압값이 작아지는 트리거펄스(TPyt, TPzt)를 공급하여 제1 및 제2 트리거전극(Yt, Zt) 간에는 트리거방전이 발생되지 않게 한다. 이렇게, 전압값이 작아지는 트리거펄스(TPyt, TPzt)가 공급되는 기간동안에는 제2 유지전극(Zs)에 유지펄스(SUSPzs)가 공급되는 경우 제1 트리거전극(Yt)과 제2 유지전극(Zs) 간에 먼저 1차 방전이 발생한 후 제1 유지전극(Ys)으로 전이되어 제1 및 제2 유지전극(Ys, Zs) 간에 롱패스 방전인 메인 유지방전이 발생하게 된다. 아울러, 제1 유지전극(Ys)에 유지펄스(SUSPzs)가 공급되는 경우 제2 트리거전극(Zt)과 제1 유지전극(Ys) 간에 먼저 1차 방전이 발생한 후 제2 유지전극(Zs)으로 전이되어 제1 및 제2 유지전극(Ys, Zs) 간에 롱패스 방전인 메인 유지방전이 발생하게 된다. 이와 같이, 본 발명에 따른 TS 전극구조의 PDP 구동방법에서는 유지방전이 안정화된 이후에는 트리거전극(Yt, Zt) 간의 트리거방전을 방지하기 위하여 낮은 전압의 트리거펄스(TPsyt, TPszt)을 공급함으로써 트리거방전으로 인한 방전전류를 억제하여 소비전력을 절감할 수 있게 된다. 소거기간(EPD)에서는 제2 유지전극 및 트리거전극(Zs, Zt)에 소거펄스(EPs, EPt)를 각각 공급하여 유지되던 방전이 중지되게 한다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 TS 전극구조의 PDP 구동 방법에서는 유지방전기간에서 방전상태가 안정화되면 트리거전극 간의 트리거방전을 방지하여 그 트리거방전에 의한 방전전류를 억제함으로써 소비전력을 절감할 수 있게 된다.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여 져야만 할 것이다.

Claims (4)

  1. 제1 및 제2 유지전극과, 그 사이의 제1 및 제2 트리거전극을 포함하는 다수개의 방전셀들을 포함하는 트리거-서스테인 전극구조의 플라즈마 디스플레이 패널의 유지방전 구동방법에 있어서,
    상기 유지방전의 시작부에서만 상기 제1 및 제2 트리거전극 간에 트리거방전이 발생되게 하는 것을 특징으로 하는 트리거-유지 전극구조의 플라즈마 디스플레이 패널의 구동방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 트리거전극에는 상기 트리거방전을 위해 상기 제1 및 제2 유지전극에 공급되는 유지펄스와 동기되는 트리거펄스가 공급되고, 상기 트리거방전 이후에는 제1 및 제2 트리거전극간의 방전을 방지하기 위한 전압이 인가되는 것을 특징으로 하는 트리거-유지 전극구조의 플라즈마 디스플레이 패널의 구동방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 트리거방전 방지를 위해 상기 제1 및 제2 트리거전극에는 동일한 바이어스 전압이 인가되는 것을 특징으로 하는 트리거-유지 전극구조의 플라즈마 디스플레이 패널의 구동방법.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 트리거방전 방지를 위해 상기 제1 및 제2 트리거전극에는 상기 트리거펄스 보다 작은 전압펄스가 공급되는 것을 특징으로 하는 트리거-유지 전극구조의 플라즈마 디스플레이 패널의 구동방법.
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