KR100803456B1 - 화상 표시 장치 - Google Patents

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Abstract

표시 전극 사이에 인가되는 전압의 변화 시에 방전 셀 내에서 2회의 유지 방전을 발생시키는 제1 유지 펄스 또는 표시 전극 사이에 인가되는 전압의 변화 시에 방전 셀 내에서 1회의 유지 방전을 발생시키는 제2 유지 펄스를 표시 전극에 인가하기 위한 한 쌍의 유지 펄스 발생부를 구비하고, 제1 유지 펄스의 인가는 표시 전극의 한 쪽에 그 표시 전극에 대응하는 클램프부를 이용하여 전압을 인가하여 1회째의 방전을 발생시키고, 그 후, 표시 전극의 다른 쪽에 그 표시 전극에 대응하는 클램프부를 이용하여 전압을 인가하여 2회째의 방전을 발생시켜 실행하고, 제2 유지 펄스의 인가는 표시 전극의 각각에 그 표시 전극에 대응하는 클램프부를 이용하여 전압을 인가하고 1회째의 방전을 발생시켜 실행한다. 이러한 구성에 의해 발광 효율을 개선한 화상 표시 장치를 제공할 수 있다.

Description

화상 표시 장치 {IMAGE DISPLAY DEVICE}
본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널을 이용한 화상 표시 장치에 관한 것이다.
최근, 급속히 시장 규모를 확대하여 온 플라즈마 디스플레이 패널(이하, 「패널」이라고 약기함)은 대화면, 박형, 경량을 특징으로 하는 시인성이 뛰어난 표시 디바이스이다. 그러나 그 발광 효율은 아직 낮고, 현재 여러 가지 발광 효율의 향상이나 소비 전력 삭감 기술이 제안되어 있다.
패널의 구동 방법에 의해 발광 효율을 높여 소비 전력을 삭감하는 방법으로서, 예컨대, 구동 펄스를 복수의 방전 셀에 인가함으로써 표시 패널 내의 방전 셀에 제1 방전을 발생시키는 제1 구동부와, 제1 방전이 개시되는 동시에 구동 펄스의 전압이 감소된 후에 전원으로부터의 전류를 방전 셀에 공급하여 감소되어 있는 구동 펄스의 전압을 증가시켜 제1 방전에 계속해서 제2 방전을 발생시키는 제2 구동부를 구비한 표시 장치가 제안되어 있다.
이 표시 장치에 의하면 제1 방전으로는 방전에 필요한 최저한의 전력만이 투입되기 때문에, 제1 방전이 약해지기 시작한 순간으로부터 전류 제한에 의해 자외선의 포화가 완화되고 제1 방전의 발광 효율이 향상된다. 이 결과, 점등해야 할 모든 방전 셀에서 발광 효율이 높은 제1 방전이 행해지는 동시에 또한 제2 방전도 행해지고 방전 셀의 발광 효율을 향상시킬 수 있다. 또한, 이들의 기술 내용은 일본 특허 공보 제3242096호에 개시되어 있다.
그러나, 이들 2개의 연속된 방전, 특히 제1 방전은 개개의 방전 셀의 방전 특성이나 방전 조건, 구동 회로의 회로 부품의 불균일 등의 영향을 받기 쉽고, 모든 방전 셀에서 안정되게 2개의 방전을 발생시키는 것은 용이하지 않았다.
본 발명은 상기의 과제를 감안하여 이루어진 것으로서, 연속한 2개의 방전을 안정되게 발생시킴으로써 발광 효율을 개선한 화상 표시 장치를 제공한다.
본 발명의 화상 표시 장치는 한 쌍의 표시 전극을 갖는 방전 셀을 복수 구비한 패널과, 표시 전극 사이에 인가되는 전압의 변화 시에 방전 셀 내에서 2회의 유지 방전을 발생시키는 제1 유지 펄스 또는 표시 전극 사이에 인가되는 전압의 변화 시에 방전 셀 내에서 1회의 유지 방전을 발생시키는 제2 유지 펄스를 표시 전극에 인가하기 위한 한 쌍의 유지 펄스 발생부를 구비하고, 유지 펄스 발생부의 각각은 표시 전극 사이의 정전 용량과 전력 회수용 인덕터의 공진에 의해 표시 전극을 충방전하여 전압을 인가하는 전력 회수부와 소정의 전원 또는 접지 전위에 접속하는 전압을 인가하는 클램프부를 갖고, 제1 유지 펄스의 인가는 표시 전극의 한 쪽에 그 표시 전극에 대응하는 전력 회수부를 이용하여 전압을 인가하는 동시에 다른 쪽의 표시 전극에도 그 표시 전극에 대응하는 전력 회수부를 이용하여 전압을 인가하며, 표시 전극의 한 쪽에 그 표시 전극에 대응하는 클램프부를 이용하여 전압을 인가하여 1회째의 방전을 발생시키고, 그 후, 표시 전극의 다른 쪽에 그 표시 전극에 대응하는 클램프부를 이용하여 전압을 인가하여 2회째의 방전을 발생시켜 실행하고, 제2 유지 펄스의 인가는 표시 전극의 각각에 대하여 그 표시 전극에 대응하는 전력 회수부를 이용하여 전압을 인가한 후, 그 표시 전극에 대응하는 클램프부를 이용하여 전압을 인가하여 1회째의 방전을 발생시켜 실행하는 것을 특징으로 한다. 이 구성에 의해 연속한 2개의 방전을 안정되게 발생시키고 발광 효율을 개선시킨 화상 표시 장치를 제공할 수 있다.
또한 본 발명의 화상 표시 장치는, 적어도 표시 전극의 한 쪽에 제1 유지 펄스를 소정의 회수 연속하여 인가한 후, 제2 유지 펄스를 삽입하여 인가하는 것이 바람직하다. 이 구성에 의해 어떠한 이유로 벽전압에 불균일이 생긴 경우라도, 제2 유지 펄스를 이용하여 방전을 발생시킴으로써 벽전압을 안정시킬 수 있다.
또한 본 발명의 화상 표시 장치는, 소정의 회수는 표시해야 할 화상 신호에 의거하여 제어해도 좋다. 이 구성에 의해 화상 신호에 따라 최적의 유지 펄스로 구동할 수 있다.
본 발명에 의하면, 연속한 2개의 방전을 안정되게 발생시킴으로써 발광 효율을 개선시킨 화상 표시 장치를 제공하는 것이 가능해진다.
도 1은 본 발명의 실시 형태 1에서의 화상 표시 장치에 이용하는 패널의 구조를 나타내는 분해 사시도이다.
도 2는 상기 화상 표시 장치에 이용하는 패널의 전극 배열도이다.
도 3은 상기 화상 표시 장치의 회로 블록도이다.
도 4는 상기 화상 표시 장치에 이용하는 패널의 각 전극에 인가하는 구동 전압 파형도이다.
도 5는 상기 화상 표시 장치의 유지 펄스 발생부의 회로도이다.
도 6은 상기 화상 표시 장치에서의 제1 유지 펄스의 상세를 나타내는 타이밍 차트이다.
도 7은 상기 화상 표시 장치에서의 유지 펄스의 인가 전압 파형과 그 때의 발광 강도의 실측치를 나타내는 도면이다.
도 8은 상기 화상 표시 장치에서의 제2 유지 펄스의 상세를 나타내는 타이밍 차트이다.
도 9a는 다른 실시 형태에서의 제2 유지 펄스의 상세를 나타내는 타이밍 차트이다.
도 9b는 다른 실시 형태에서의 제2 유지 펄스의 상세를 나타내는 타이밍 차트이다.
도 10은 본 발명의 실시 형태 2에서의 화상 표시 장치의 회로 블록도이다.
도 11a는 본 발명의 실시 형태 2에서의 화상 표시 장치의 유지 펄스를 모식적으로 나타내는 도면이다.
도 11b는 본 발명의 실시 형태 2에서의 화상 표시 장치의 유지 펄스를 모식적으로 나타내는 도면이다.
도 11c는 본 발명의 실시 형태 2에서의 화상 표시 장치의 유지 펄스를 모식 적으로 나타내는 도면이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
1 : 패널
2 : 전면 기판
3 : 배면 기판
4 : 주사 전극(표시 전극)
5 : 유지 전극(표시 전극)
9 : 데이터 전극
12 : 데이터 전극 구동 회로
13 : 주사 전극 구동 회로
14 : 유지 전극 구동 회로
15, 25 : 타이밍 발생 회로
18 : 화상 신호 처리 회로
24 : 점등률 검출 회로
100, 200 : 유지 펄스 발생부
110, 210 : 전력 회수부
120, 220 : 클램프부
이하, 본 발명의 실시 형태에서의 화상 표시 장치에 관해서 도면을 이용하여 설명한다.
(실시 형태 1)
도 1은 본 발명의 실시 형태 1에서의 화상 표시 장치에 이용하는 패널의 구조를 나타내는 분해 사시도이다. 패널(1)은 유리제의 전면 기판(2)과 배면 기판(3)을 대향 배치하고, 그 사이에 방전 공간을 형성하도록 구성되어 있다. 전면 기판(2) 상에는 표시 전극을 구성하는 주사 전극(4)과 유지 전극(5)이 서로 평행하게 쌍을 이루어 복수 형성되어 있다. 그리고, 주사 전극(4) 및 유지 전극(5)을 덮도록 유전체층(6)이 형성되고, 유전체층(6) 상에는 보호층(7)이 형성되어 있다. 또한, 배면 기판(3) 상에는 절연체층(8)으로 덮여진 복수의 데이터 전극(9)이 형성되고, 데이터 전극(9) 사이의 절연체층(8) 상에 데이터 전극(9)과 평행하게 격벽(10)이 설치되어 있다. 또한, 절연체층(8)의 표면 및 격벽(10)의 측면에 형광체층(11)이 설치되어 있다. 그리고, 주사 전극(4) 및 유지 전극(5)과 데이터 전극(9)이 교차하는 방향으로 전면 기판(2)과 배면 기판(3)을 대향 배치하고 있고, 그 사이에 형성되는 방전 공간에는 방전 가스로서, 예컨대 네온과 크세논의 혼합 가스가 봉입되어 있다.
도 2는 상기 패널의 전극 배열도이다. 행 방향으로 n개의 주사 전극 SC1∼SCn(도 1의 주사 전극(4)) 및 n개의 유지 전극 SU1∼SUn(도 1의 유지 전극(5))이 교대로 배열되고, 열 방향으로 m개의 데이터 전극 D1∼Dm(도 1의 데이터 전극(9))이 배열되어 있다. 그리고, 한 쌍의 주사 전극 SCi 및 유지 전극 SUi(i=1∼n)과 1개의 데이터 전극 Dj(j=1∼m)가 교차한 부분에 방전 셀이 형성되고, 방전 셀은 방전 공간 내에 m×n개 형성되어 있다. 한편, 도 1, 도 2에 나타내는 바와 같이, 주 사 전극 SC1∼SCn과 유지 전극 SU1∼SUn은 서로 평행하게 쌍을 이루어 형성되어 있기 때문에 주사 전극 SC1∼SCn과 유지 전극 SU1∼SUn 사이에 큰 전극간 용량이 존재한다.
도 3은 본 발명의 실시 형태 1에서의 화상 표시 장치의 회로 블록도이다. 이 화상 표시 장치는 패널(1), 데이터 전극 구동 회로(12), 주사 전극 구동 회로(13), 유지 전극 구동 회로(14), 타이밍 발생 회로(15), 화상 신호 처리 회로(18) 및 전원 회로(도시하지 않음)를 구비하고 있다.
화상 신호 처리 회로(18)는 화상 신호(sig)를 서브필드마다의 화상 데이터로 변환한다. 데이터 전극 구동 회로(12)는 서브필드마다의 화상 데이터를 각 데이터 전극 D1∼Dm에 대응하는 신호로 변환하여 각 데이터 전극 D1∼Dm을 구동한다. 타이밍 발생 회로(15)는 수평 동기 신호(H) 및 수직 동기 신호(V)를 바탕으로 하여 각종의 타이밍 신호를 발생시키고, 각 회로 블록에 공급하고 있다. 주사 전극 구동 회로(13)는 타이밍 신호에 의거하여 주사 전극 SC1∼SCn에 구동 전압 파형을 공급하고, 유지 전극 구동 회로(14)는 타이밍 신호에 의거하여 유지 전극 SU1∼SUn에 구동 전압 파형을 공급한다. 여기서, 주사 전극 구동 회로(13)는 후술하는 유지 펄스를 발생시키기 위한 유지 펄스 발생부(100)를 구비하고, 유지 전극 구동 회로(14)에도 동일하게 유지 펄스 발생부(200)를 구비하고 있다. 그리고 상세한 것은 후술하지만, 유지 펄스 발생부(100, 200)는 몇 종류의 유지 펄스를 발생할 수 있다. 또한, 주사 전극(4)과 유지 전극(5) 사이의 전극간 용량의 충방전에 수반하는 전력을 회수하기 위해서 유지 펄스 발생부(100, 200)에는 전력 회수부를 설치하 고 있다.
다음에, 패널을 구동하기 위한 구동 전압 파형과 그 동작에 관해서 설명한다. 본 발명의 실시 형태 1에 있어서는, 1 필드를 복수의 서브필드로 분할하고, 각각의 서브필드는 초기화 기간, 기록 기간, 유지 기간을 갖고 있다.
도 4는 본 발명의 실시 형태 1에서의 패널의 각 전극에 인가하는 구동 전압 파형도이다. 제1 서브필드의 초기화 기간에는 데이터 전극 D1∼Dm 및 유지 전극 SU1∼SUn을 0(V)로 유지하고, 주사 전극 SC1∼SCn에 대하여 방전 개시 전압 이하가 되는 전압 Vi1(V)로부터 방전 개시 전압을 초과하는 전압 Vi2(V)를 향하여 완만하게 상승하는 램프 전압을 인가한다. 그러면, 모든 방전 셀에서 1회째의 미약한 초기화 방전이 일어나고, 주사 전극 SC1∼SCn 상에 마이너스의 벽전압이 축적되는 동시에 유지 전극 SU1∼SUn 상 및 데이터 전극 D1∼Dm 상에 플러스의 벽전압이 축적된다. 여기서, 전극 상의 벽전압이란 전극을 덮는 유전체층이나 형광체층 상 등에 축적된 벽전하에 의해 생기는 전압을 가리킨다. 그 후, 유지 전극 SU1∼SUn을 플러스의 전압 Vh(V)로 유지하고, 주사 전극 SC1∼SCn에 전압 Vi3(V)로부터 전압 Vi4(V)를 향하여 완만하게 하강하는 램프 전압을 인가한다. 그러면, 모든 방전 셀에 있어서 2회째의 미약한 초기화 방전이 일어나고, 주사 전극 SC1∼SCn 상의 벽전압 및 유지 전극 SU1∼SUn 상의 벽전압이 약해지고 데이터 전극 D1∼Dm 상의 벽전압도 기록 동작에 적합한 값으로 조정된다.
계속되는 기록 기간에서는, 주사 전극 SC1∼SCn을 일단 전압 Vr(V)으로 유지한다. 다음에, 데이터 전극 D1∼Dm 중 1행째에 표시해야 할 방전 셀의 데이터 전 극 Dk(k=1∼m)에 플러스의 기록 펄스 전압 Vd(V)를 인가하는 동시에, 1행째의 주사 전극 SC1에 주사 펄스 전압 Va(V)를 인가한다. 이 때 데이터 전극 Dk과 주사 전극 SC1의 교차부의 전압은 외부 인가 전압(Vd-Va)(V)에 데이터 전극 Dk 상의 벽전압과 주사 전극 SC1 상의 벽전압이 가산된 것이 되어 방전 개시 전압을 초과한다. 그리고, 데이터 전극 Dk과 주사 전극 SC1 사이 및 유지 전극 SU1과 주사 전극 SC1 사이에 기록 방전이 일어나고, 이 방전 셀의 주사 전극 SC1 상에 플러스의 벽전압이 축적되며, 유지 전극 SU1 상에 마이너스의 벽전압이 축적되고, 데이터 전극 Dk 상에도 마이너스의 벽전압이 축적된다. 이렇게 하여, 1행째에 표시해야 할 방전 셀에서 기록 방전을 일으켜 각 전극 상에 벽전압을 축적하는 기록 동작이 행해진다. 한편, 플러스의 기록 펄스 전압 Vd(V)를 인가하지 않은 데이터 전극 D1∼Dm과 주사 전극 SC1의 교차부의 전압은 방전 개시 전압을 초과하지 않기 때문에, 기록 방전은 발생하지 않는다. 이상의 기록 동작을 n행째의 방전 셀에 도달할 때까지 순차 행하여 기록 기간이 종료한다.
계속되는 유지 기간에서는 주사 전극 SC1∼SCn과 유지 전극 SU1∼SUn 사이에 유지 펄스 전압 Vs(V)을 인가하고 기록 방전에 의한 벽전하 형성을 행한 방전 셀을 선택적으로 방전시켜 발광시키지만, 이 때의 유지 펄스 및 방전의 상세에 대해서는 후술하는 것으로서, 여기서는 개요를 설명한다. 우선, 유지 전극 SU1∼SUn에는 0(V)을, 주사 전극 SC1∼SCn에는 플러스의 유지 펄스 전압 Vs(V)를 각각 인가한다. 이 때 기록 방전을 일으킨 방전 셀에서는 주사 전극 SCi 상과 유지 전극 SUi 상 사이의 전압은 유지 펄스 전압 Vs(V)에 주사 전극 SCi 상의 벽전압과 유지 전극 SUi 상의 벽전압이 가산된 것이 되어 방전 개시 전압을 초과한다. 그리고, 주사 전극 SCi과 유지 전극 SUi 사이에 유지 방전이 일어나고, 이 때 발생한 자외선에 의해 형광체층(11)이 발광한다. 그리고 주사 전극 SCi 상에 마이너스의 벽전압이 축적되고 유지 전극 SUi 상에 플러스의 벽전압이 축적된다. 이 때 데이터 전극 Dk 상에도 플러스의 벽전압이 축적된다. 기록 기간에 있어서 기록 방전이 일어나지 않은 방전 셀에서는 유지 방전은 발생하지 않고, 초기화 기간의 종료 시에서의 벽전압 상태가 유지된다. 계속해서, 주사 전극 SC1∼SCn에는 0(V)을, 유지 전극 SU1∼SUn에는 플러스의 유지 펄스 전압 Vs(V)를 각각 인가한다. 그러면, 유지 방전을 일으킨 방전 셀에서는 유지 전극 SUi 상과 주사 전극 SCi 상 사이의 전압이 방전 개시 전압을 초과하기 때문에 다시 유지 전극 SUi과 주사 전극 SCi 사이에 유지 방전이 일어나고, 유지 전극 SUi 상에 마이너스의 벽전압이 축적되고 주사 전극 SCi 상에 플러스의 벽전압이 축적된다. 이후 동일하게, 주사 전극 SC1∼SCn과 유지 전극 SU1∼SUn에 교대로 휘도 무게에 따른 수의 유지 펄스를 인가함으로써, 기록 기간에 있어서 기록 방전을 일으킨 방전 셀에서 유지 방전이 계속하여 행해진다. 이렇게 해서 유지 기간에서의 유지 동작이 종료된다.
계속되는 서브필드에서의 초기화 기간, 기록 기간, 유지 기간의 동작도 제1 서브필드에서의 동작과 동일하기 때문에 설명을 생략한다.
여기서 주사 전극 구동 회로(13) 및 유지 전극 구동 회로(14)의 유지 펄스 발생부(100, 200)는 유지 기간에 있어서 전술한 유지 펄스를 발생시키고, 각각 주사 전극(4) 및 유지 전극(5)에 인가하고 있다.
도 5는 본 발명의 실시 형태 1에서의 화상 표시 장치의 유지 펄스 발생부(100, 200)의 회로도이다. 유지 펄스 발생부(100)는 전력 회수부(110)와 클램프부(120)로 구성되어 있다. 전력 회수부(110)는 전력 회수용의 콘덴서(C10), 스위칭 소자(Q11, Q12), 역류 방지용 다이오드(D11, D12), 전력 회수용 인덕터(L10)를 갖고 있다. 클램프부(120)는 전압값이 Vs(V)인 전원(VS), 스위칭 소자(Q13, Q14)를 갖고 있다. 그리고 이들의 전력 회수부(110) 및 클램프부(120)는 주사 펄스 발생 회로를 통해 패널(1)의 전극간 용량(Cp)의 일단인 주사 전극(4)에 접속되어 있다. 한편, 도 5에서는 주사 펄스 발생 회로는 도시하고 있지 않다. 콘덴서(C10)는 전극간 용량(Cp)에 비해서 충분히 큰 용량을 가지고, 전압값이 거의 Vs/2(V)로 충전되어 있으며, 전력 회수부(110)의 전원으로서 작용한다. 유지 펄스 발생부(200)도 유지 펄스 발생부(100)와 동일한 회로 구성이고, 전력 회수용 콘덴서(C20), 스위칭 소자(Q21, Q22), 역류 방지용 다이오드(D21, D22), 전력 회수용 인덕터(L20)를 갖는 전력 회수부(210)와, 전원(VS), 스위칭 소자(Q23, Q24)를 갖는 클램프부(220)를 구비하고, 유지 펄스 발생부(200)의 출력은 패널(1)의 전극간 용량(Cp)의 타단인 유지 전극(5)에 접속되어 있다.
다음에, 유지 펄스 전압 및 방전의 상세에 관해서 설명한다. 본 발명의 실시 형태 1에 있어서는, 연속한 2개의 방전을 안정되게 발생시킬 수 있는 제1 유지 펄스 및 벽전압을 안정시킴으로써 유지 방전을 더욱 안정되게 계속시키는 제2 유지 펄스의 2종류의 유지 펄스를 이용하여 유지 방전을 행한다.
도 6은 본 발명의 실시 형태 1에서의 제1 유지 펄스의 상세를 나타내는 타이 밍 차트이다. 우선, 제1 유지 펄스의 1주기를 도 6에 T1∼T8로 나타낸 8개의 기간으로 분할하고, 각각의 기간에 관해서 설명한다. 한편, 주사 전극(4)에 인가되는 유지 펄스와 유지 전극(5)에 인가되는 유지 펄스는 위상은 상이하지만 동일한 파형이기 때문에, 기간 T5로부터 기간 T8까지의 동작은 기간 T1로부터 기간 T4까지의 동작에서 주사 전극(4)과 유지 전극(5)을 교체한 동작과 동일하기 때문에 설명을 생략한다.
(1) 기간 T1
시각 t1에서 스위칭 소자(Q12)를 ON으로 한다. 그러면 주사 전극(4) 측의 전하는 인덕터(L10), 다이오드(D12), 스위칭 소자(Q12)를 통해서 콘덴서(C10)에 흐르기 시작하고, 주사 전극(4)의 전압이 내려가기 시작한다. 여기서, 인덕터(L10)와 전극간 용량(Cp)은 공진 회로를 형성하고 있기 때문에, 공진 주기의 1/2의 시간 경과 후의 시각 t3에서 주사 전극(4)의 전압은 0(V) 부근까지 저하된다.
(2) 기간 T2
시각 t2에서 스위칭 소자(Q21)를 ON으로 한다. 그러면, 전력 회수용 콘덴서(C20)로부터 스위칭 소자(Q21), 다이오드(D21), 인덕터(L20)를 통해서 전류가 흐르기 시작하고, 유지 전극(5)의 전압이 오르기 시작한다. 여기서도, 인덕터(L20)와 전극간 용량(Cp)은 공진 회로를 형성하고 있기 때문에, 공진 주기의 1/2의 시간 경과 후의 시각 t4에서 유지 전극(5)의 전압은 Vs(V)부근까지 상승된다.
(3) 기간 T3
전술한 바와 같이, 시각 t3에서 주사 전극(4)의 전압은 0(V)부근까지 저하된 다. 그러나 공진 회로의 저항 성분 등의 전력 손실 때문에 주사 전극(4)의 전압은 0(V)까지는 완전히 내려가지 않는다. 그리고 시각 t3에서 스위칭 소자(Q14)를 ON한다. 그러면 주사 전극(4)은 스위칭 소자(Q14)를 통하여 직접 접지되기 때문에, 주사 전극(4)의 전압은 강제적으로 0(V)로 저하된다. 그리고 이 때 유지 전극(5)의 전압도 충분히 상승되고, 기록 방전을 일으킨 방전 셀에서는 방전 개시 전압을 초과하기 때문에, 주사 전극(4)의 전압의 저하가 계기가 되어 제1 방전이 발생한다. 제1 방전이 어느 정도 커져 방전에 수반하는 자외선 방출량이 포화되기 시작하면, 방전에 필요한 전류가 유지 전극측의 전력 회수부(210)의 전류 공급 능력을 초과하여 제1 방전이 약해지기 시작한다. 그 때문에 방전 전류에 대한 자외선 방출량이 포화되지 않고 발광 효율이 향상된다.
(4) 기간 T4
시각 t4에서 스위칭 소자(Q23)를 ON한다. 그러면 유지 전극(5)은 스위칭 소자(Q23)를 통해서 직접적으로 전원(VS)으로 접속되기 때문에, 유지 전극(5)의 전압은 강제적으로 Vs(V)까지 상승한다. 그러면 이때의 전압 상승이 계기가 되어 제2 방전이 발생한다. 제2 방전은 제1 방전에 의한 충분한 프라이밍이 잔류하고 있는 동안에 발생시키기 때문에 안정된 방전이 된다. 또한, 제2 방전 시에는 주사 전극(4)은 접지 전위에, 유지 전극(5)은 전원(VS)에 접속되어 있기 때문에 방전 전류가 제한되지 않게 충분히 강한 방전이 되고, 유지 방전을 계속시키기 위해서 필요한 벽전압을 축적할 수 있다. 또한, 제2 방전은 방전 공간에 걸리는 실효적인 전압이 제1 방전에 의해 완화된 상태, 즉 비교적 전압이 낮은 상태로 방전이 행해지 기 때문에 발광 효율이 향상된다.
한편, 스위칭 소자(Q12)는 시각 t3 이후, 시각 t6까지 OFF하면 좋고, 스위칭 소자(Q21)는 시각 t4 이후, 시각 t5까지 OFF하면 좋다. 또한, 유지 펄스 발생부(100, 200)의 출력 임피던스를 낮추기 위해서, 스위칭 소자(Q14)는 시각 t6 직전에, 스위칭 소자(Q23)는 시각 t5 직전에 OFF하는 것이 바람직하다.
제1 유지 펄스에 의한 유지 방전에 의해서 발광 효율이 향상되는 메카니즘은 완전히 해명된 것은 아니지만, 전술한 바와 같이 제1 방전에 관해서는 자외선 방출량이 포화되지 않게 되기 때문에, 또한 제2 방전에 관해서는 실효적으로 낮은 전압에서 방전이 발생하기 때문에 각각 발광 효율이 향상되는 것으로 생각된다.
그리고, 제1 방전의 발광 효율을 향상시키기 위해서는, 제1 방전이 약해진 후에 출력 전압을 다시 상승시켜 제2 방전을 발생시키는 것이 바람직하고, 본 실시 형태에 이용한 패널의 경우는, 제1 방전의 피크와 제2 방전의 피크의 시간 간격이 50ns 이상이 되는 것이 바람직하다. 또한, 낮은 전압에서 제2 방전을 발생시키기 위해서는 제1 방전에 의한 프라이밍 효과가 얻어지는 동안에 전극에 인가하는 전압을 상승시켜 제2 방전을 발생시키는 것이 바람직하고, 본 실시 형태에 이용한 패널의 경우는 제1 방전의 피크와 제2 방전의 피크의 시간 간격이 400ns 이하가 되는 것이 바람직하다.
따라서, 제1 방전의 피크와 제2 방전의 피크의 시간 간격은 50ns 이상 400ns 이하인 것이 바람직하다. 또한, 2개의 방전의 피크의 시간 간격을 100ns 이상 250ns 이하로 설정하면, 제1 방전에 의한 발광 효율을 거의 최대한으로 크게 할 수 있는 동시에, 제2 방전에 의한 발광 효율도 충분히 크게 할 수 있다. 본 실시 형태에서는, 유지 펄스의 반복 주기를 5.4㎲로 하고, 2개의 방전의 피크의 시간 간격을 150ns로, 전력 회수부(110, 210)의 공진 주기의 1/2을 약 900ns로 각각 설정하였다.
도 7은 제1 유지 펄스의 인가 전압 파형과 그 때의 발광 강도의 실측치를 나타낸 도면이다. 이렇게 주사 전극(4) 및 유지 전극(5)의 전극 단자부에서의 인가 전압 파형의 실측치는 도 6에 나타낸 전압 파형과 상이하다. 특히 유지 펄스의 상승 시각이 t2 또는 t6으로부터 크게 지연되고 있는 듯이 보인다. 이것은 전극간 용량(Cp)을 주사 전극(4)측과 유지 전극(5)측의 양측으로부터 동시에 구동하였기 때문에, 먼저 전압이 변화하는 전극측의 구동 파형에 인장되고, 후에 전압이 변화하는 전극측의 구동 파형의 변화가 지연되어 보이기 때문이다. 그러나, 주사 전극(4)에 인가하는 전압과 유지 전극(5)에 인가하는 전압의 차의 전압(도 7에 있어서, 「주사 전극-유지 전극」으로 나타낸 전압)을 보면, 주사 전극-유지 전극 사이에 충분한 전압이 인가되고, 기록 방전을 일으킨 방전 셀에서는 방전 개시 전압을 초과한 후에 시각 t3 또는 시각 t7에서 제1 방전이 안정되게 발생하고 있다. 이렇게 제1 방전은 유지 방전해야 할 방전 셀의 표시 전극 사이의 전압이 표시 전극 사이의 방전 개시 전압을 초과한 후에 발생하기 때문에, 데이터 전극-주사 전극 사이에서 발생하는 소위 소거 방전이 아니라, 표시 전극 사이에서 발생하는 유지 방전인 것을 알 수 있다. 그리고 그 150ns 후에 제2 방전이 안정되게 발생하고 있다.
이상과 같이, 제1 유지 펄스를 이용한 유지 방전에 의하면, 발광 효율이 좋은 2개의 방전을 안정되게 발생시킬 수 있다. 그러나, 어떠한 이유로 표시 전극 상의 벽전압에 불균일이 생긴 경우, 2개의 방전의 밸런스가 무너져 휘도의 불균일을 일으킬 우려도 있었다. 본 발명의 실시 형태 1에 있어서는, 가령 벽전압에 불균일이 생겨도, 벽전압을 안정시켜 유지 방전을 안정되게 계속시키기 위한 제2 유지 펄스를 제1 유지 펄스의 열 내에 삽입하고 있다. 그리고, 적어도 표시 전극의 한 쪽에 제1 유지 펄스를 소정의 회수 연속하여 인가할 때마다 제2 유지 펄스를 삽입하여 인가하고 있다.
다음에 제2 유지 펄스에 관해서 설명한다.
도 8은 본 발명의 실시 형태 1에서의 제2 유지 펄스의 상세를 나타내는 타이밍 차트이다. 제2 유지 펄스는 제1 유지 펄스의 수회에 대하여 1회의 비율로 삽입하는 것만으로 벽전압을 안정시키는 효과가 있기 때문에, 제2 유지 펄스가 유지 전극측에 1 펄스분 삽입되어 있는 것으로서 이하에 설명하지만, 제2 유지 펄스를 주사 전극측에 삽입해도 동일한 효과를 얻을 수 있다.
(1) 기간 T1
시각 t1에서 스위칭 소자(Q12)를 ON으로 한다. 그러면 주사 전극(4)측의 전하는 인덕터(L10), 다이오드(D12), 스위칭 소자(Q12)를 통해서 콘덴서(C10)에 흐르기 시작하고 주사 전극(4)의 전압이 내려가기 시작한다. 여기서, 인덕터(L10)와 전극간 용량(Cp)은 공진 회로를 형성하고 있기 때문에, 공진 주기의 1/2의 시간 경과 후의 시각 t3에서 주사 전극(4)의 전압은 0(V) 부근까지 저하된다.
(2) 기간 T2
시각 t2에서 스위칭 소자(Q21)를 ON으로 한다. 그러면, 전력 회수용의 콘덴서(C20)로부터 스위칭 소자(Q21), 다이오드(D21), 인덕터(L20)를 통해서 전류가 흐르기 시작하고 유지 전극(5)의 전압이 오르기 시작한다. 여기서도, 인덕터(L20)와 전극간 용량(Cp)은 공진 회로를 형성하고 있기 때문에, 공진 주기의 1/2의 시간 경과 후에 있어서 유지 전극(5)의 전압은 Vs(V) 부근까지 상승한다. 여기까지는 제1 유지 펄스와 동일하다.
(3) 기간 T4’
제2 유지 펄스가 제1 유지 펄스와 크게 상이한 부분은, 주사 전극(4)과 유지 전극(5) 사이에서 유지 방전이 발생하기 전에 스위칭 소자(Q23)와 스위칭 소자(Q14)를 ON하는 부분이다. 본 실시 형태 1에 있어서는, 시각 t4까지 기다리지 않고 스위칭 소자(Q23)를 ON한다. 즉, 시각 t3에서 스위칭 소자(Q14)를 ON하는 동시에 스위칭 소자(Q23)를 ON한다. 시각 t3에서 스위칭 소자(Q14)를 ON하면, 주사 전극(4)은 스위칭 소자(Q14)를 통하여 직접적으로 접지되기 때문에, 주사 전극(4)의 전압은 강제적으로 0(V)으로 저하된다. 동시에 스위칭 소자(Q23)를 ON하기 때문에 유지 전극(5)은 스위칭 소자(Q23)를 통해서 직접적으로 전원(VS)에 접속되고, 유지 전극(5)의 전압은 강제적으로 Vs(V)까지 상승한다. 그러면 주사 전극(4)의 전압 저하와 유지 전극(5)의 전압 상승이 계기가 되어, 기록 방전을 일으킨 방전 셀에서는 방전 개시 전압을 초과하여 유지 방전이 발생한다. 이 때의 유지 방전은 매우 강하고 또한 펄스 지속 시간(도 8에서의 기간 T4’의 시간)도 길기 때문에, 방전 셀 내부의 전계를 완화할 수 있을 만큼의 벽전하가 축적된다. 따라서, 어떠한 이유로 벽전압에 불균일이 생긴 경우라도, 제2 유지 펄스를 이용하여 방전을 발생시킴으로써 벽전압을 안정시킬 수 있다.
여기서, 스위칭 소자(Q12)는 시각 t3 이후, 시각 t6까지 OFF하면 좋고, 스위칭 소자(Q21)는 시각 t3 이후, 시각 t5까지 OFF하면 좋다. 또한, 유지 펄스 발생부(100, 200)의 출력 임피던스를 낮추기 위해서, 스위칭 소자(Q14)는 시각 t6 직전에, 스위칭 소자(Q23)는 시각 t5 직전에 OFF하는 것이 바람직하다.
한편, 스위칭 소자(Q21) 및 스위칭 소자(Q23)를 제어하는 타이밍은 전술한 것에 한정되는 것은 아니고, 주사 전극(4)과 유지 전극(5) 사이에서 유지 방전이 발생하기 전에 스위칭 소자(Q23)와 스위칭 소자(Q14)를 ON하면 좋다.
도 9a, 도 9b는 다른 실시 형태에서의 제2 유지 펄스를 나타내는 타이밍 차트이다. 도 9a는 시각 t1에 있어서 스위칭 소자(Q12)를 ON함과 동시에 스위칭 소자(Q21)도 ON하고, 시각 t3 이전의 시각 t3’에서 스위칭 소자(Q14)와 스위칭 소자(Q23)를 동시에 ON한 경우를 나타내고 있다. 이렇게 제어함으로써, 펄스 지속 시간이 더욱 길어지고, 벽전압도 보다 안정시킬 수 있다. 도 9b는 스위칭 소자(Q12)를 ON하는 시각과 스위칭 소자(Q21)를 ON하는 시각은 동시가 아니고, 또한, 스위칭 소자(Q14)를 ON하는 시각과 스위칭 소자(Q23)를 ON하는 시각도 동시가 아니지만, 유지 방전이 발생하기 전에 스위칭 소자(Q23)와 스위칭 소자(Q14)를 ON하고 있다. 이들 이외의 타이밍을 가지는 유지 펄스도 가능하지만, 모든 경우에 있어서 주사 전극(4)과 유지 전극(5) 사이에서 유지 방전이 발생하기 전에 스위칭 소 자(Q23)와 스위칭 소자(Q14)를 ON하고 있고, 그 때문에 제2 유지 펄스에 의한 유지 방전은 제1 유지 펄스에 의한 방전과 달리 1회의 강한 방전이 된다.
한편, 본 발명의 실시 형태 1에서의 제1 유지 펄스는, 처음에 한 쪽의 표시 전극의 전압을 강제적으로 0(V)로 저하시켜 제1 방전을 발생시키고, 다음에 다른 쪽의 표시 전극의 전압을 강제적으로 Vs(V)로 상승시켜 제2 방전을 발생시키는 것으로서 설명하였지만, 처음에 한 쪽의 표시 전극의 전압을 강제적으로 Vs(V)로 상승시켜 제1 방전을 발생시키고, 다음에 다른 쪽의 표시 전극의 전압을 강제적으로 0(V)로 저하시켜 제2 방전을 발생시켜도 좋다.
(실시 형태 2)
본 발명의 실시 형태 2에 있어서도 실시 형태 1과 동일하게, 연속한 2개의 방전을 안정되게 발생시킬 수 있는 제1 유지 펄스 및 벽전압을 안정시킴으로써 유지 방전을 더욱 안정되게 계속시키는 제2 유지 펄스의 2종류의 유지 펄스를 이용하여 유지 방전을 행한다. 실시 형태 2가 실시 형태 1과 상이한 점은 표시해야 할 화상 신호에 따라서, 제1 유지 펄스의 열 내에 삽입하는 제2 유지 펄스의 비율을 제어하고 있는 점이다. 즉, 표시 전극에 제1 유지 펄스를 소정의 회수 연속하여 인가한 후, 제2 유지 펄스를 삽입하며, 이 때의 소정의 회수를 화상 신호에 따라서 제어하고 있다.
유지 기간에서의 방전 셀의 점등률이 커지면 벽전압의 불균일이 커져 휘도의 불균일이 눈에 띄는 경향이 있고, 그 때문에 본 실시 형태 2에 있어서는 점등률이 높아짐에 따라 제2 유지 펄스의 비율이 증가하도록 제어하고 있다.
도 10은 본 실시 형태에서의 화상 표시 장치의 회로 블록도이다. 실시 형태 1과 동일한 회로 블록에는 도 3과 동일한 부호를 붙여 설명을 생략한다. 도 10에는 점등률 검출 회로(24)가 추가되어 있다. 점등률 검출 회로(24)는 화상 신호(sig)에 의거하여 서브필드마다의 점등률, 즉 유지 방전을 발생시키는 방전 셀의 비율을 산출한다. 타이밍 발생 회로(25)는 수평 동기 신호(H), 수직 동기 신호(V) 및 점등률 검출 회로(24)로부터 출력되는 점등률 신호에 의거하여 구동 전압 파형을 제어한다. 구체적으로는, 점등률이 높은 서브필드에서는 제1 유지 펄스열 내에 삽입하는 제2 유지 펄스의 비율이 높고, 점등률이 낮은 서브필드에서는 제2 유지 펄스의 비율이 낮아지도록 제어한다. 도 11a, 도 11b, 도 11c는 본 발명의 실시 형태 2에서의 화상 표시 장치의 유지 펄스를 모식적으로 나타낸 도면이다. 도 11a는 제2 유지 펄스의 펄스 비율이 1/3, 즉 소정의 회수=2회, 도 11b는 상기 펄스 비율이 1/4, 즉 소정의 회수=3회, 도 11c는 상기 펄스 비율이 1/6, 즉 소정의 회수=5회일 때의 유지 펄스를 나타내는 것이다. 그리고, 예컨대 점등률이 0%∼5%에서는 제2 유지 펄스의 펄스 비율이 0, 점등률이 5%∼20%에서는 상기 펄스 비율이 1/6, 점등률이 20%∼50%에서는 상기 펄스 비율이 1/4, 점등률이 50% 이상에서는 상기 펄스 비율이 1/3이 되도록 제어되고 있다.
이상과 같이, 제1 유지 펄스를 이용한 유지 방전에 의하면, 발광 효율이 좋은 2개의 방전을 안정되게 발생시킬 수 있다. 그리고 제1 유지 펄스열 내에 제2 유지 펄스를 삽입함으로써, 어떠한 이유로 표시 전극 상의 벽전압에 불균일이 생긴 경우라도 벽전압을 안정시킴으로써 연속한 2개의 유지 방전을 안정되게 계속시킬 수 있다. 또한, 점등률이 높아짐에 따라서 제2 유지 펄스의 비율이 증가하도록 제어하고 있음으로써, 벽전압이 감소될 확률이 낮을 때에는 제1 펄스의 비율을 많게 하여 발광 효율을 높이고, 벽전압의 불균일이 커질 확률이 높을 때에는 제2 펄스의 비율을 많게 하여 벽전압을 안정시키기 때문에, 화상 신호에 따라서 최적의 유지 펄스로 구동할 수 있다.
본 발명은 연속한 2개의 방전을 안정되게 발생시킴으로써 발광 효율을 개선할 수 있는 화상 표시 장치 등으로서 유용하다.

Claims (3)

  1. 한 쌍의 표시 전극을 갖는 방전 셀을 복수 구비한 플라즈마 디스플레이 패널과,
    상기 표시 전극 사이에 인가되는 전압의 변화 시에 상기 방전 셀 내에서 2회의 유지 방전을 발생시키는 제1 유지 펄스 또는 상기 표시 전극 사이에 인가되는 전압의 변화시에 상기 방전 셀 내에서 1회의 유지 방전을 발생시키는 제2 유지 펄스를 상기 표시 전극에 인가하기 위한 한 쌍의 유지 펄스 발생부를 구비하고,
    상기 한 쌍의 유지 펄스 발생부는 상기 표시 전극 사이의 정전 용량과 전력 회수용 인덕터의 공진에 의해 상기 표시 전극을 충방전하여 전압을 인가하는 전력 회수부와 소정의 전원 또는 접지 전위에 접속하여 전압을 인가하는 클램프부를 갖고,
    상기 제1 유지 펄스의 인가는 상기 표시 전극의 한 쪽에 그 표시 전극에 대응하는 전력 회수부를 이용하여 전압을 인가하는 동시에 다른 쪽의 표시 전극에도 그 표시 전극에 대응하는 전력 회수부를 이용하여 전압을 인가하며, 상기 표시 전극의 한 쪽에 그 표시 전극에 대응하는 클램프부를 이용하여 전압을 인가하여 1회째의 방전을 발생시키고, 상기 표시 전극의 다른 쪽에 그 표시 전극에 대응하는 클램프부를 이용하여 전압을 인가하여 2회째의 방전을 발생시켜 실행하고,
    상기 제2 유지 펄스의 인가는 상기 표시 전극의 각각에 대하여 그 표시 전극에 대응하는 전력 회수부를 이용하여 전압을 인가하고, 그 표시 전극에 대응하는 클램프부를 이용하여 전압을 인가하여 1회째의 방전을 발생시켜 실행하도록 구성한 것을 특징으로 하는 화상 표시 장치.
  2. 청구항 1에 있어서, 적어도 상기 표시 전극의 한 쪽에 상기 제1 유지 펄스를 소정의 회수 연속하여 인가하고, 상기 제2 유지 펄스를 삽입하여 인가하도록 구성한 것을 특징으로 하는 화상 표시 장치.
  3. 청구항 2에 있어서, 상기 소정의 회수는 표시해야 할 화상 신호에 의거하여 제어하도록 구성한 것을 특징으로 하는 화상 표시 장치.
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