KR20010058621A - 플라즈마 디스플레이 패널의 구동장치 및 구동방법 - Google Patents

플라즈마 디스플레이 패널의 구동장치 및 구동방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 서스테인 방전시 한 개의 전원만을 이용하면서도 방전셀 내의 전위 분포를 대칭적으로 유지할 수 있는 플라즈마 디스플레이 패널의 구동장치 및 구동방법에 관한 것이다.
본 발명에서는 서스테인 기간 중 하나의 전압 공급원을 이용해 주사전극에 서스테인 펄스 전압을 인가함과 동시에 전압 공급원과 방전유지전극 사이에는 인버터를 접속시켜 반전된 펄스 전압을 방전유지전극에 인가하고, 데이터전극에는 기저 전압원을 접속시킨다.
본 발명에 의하면, 서스테인 기간 중 하나의 전원만을 사용하여 주사전극과 방전유지전극에 크기는 같고 극성이 반대인 펄스 전압을 인가함으로써 방전 공간내의 전위 분포 모양을 대칭적으로 유지시키고, 결과적으로 불필요한 전력 소모를 줄일 수 있게 된다.

Description

플라즈마 디스플레이 패널의 구동장치 및 구동방법{Apparatus and Method of Driving Plasma Display Panel}
본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널의 구동장치 및 구동방법에 관한 것으로, 특히 서스테인 방전시 한 개의 전원만을 이용하면서도 방전셀 내의 전위 분포를 대칭적으로 유지할 수 있는 플라즈마 디스플레이 패널의 구동장치 및 구동방법에 관한 것이다.
플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel : 이하 "PDP"라 함)은 가스방전에 의해 발생되는 자외선이 형광체를 여기시킬 때 형광체로부터 가시광선이 발생되는 것을 이용한 표시장치이다. PDP는 지금까지 표시수단의 주종을 이루어왔던 음극선관(Cathode Ray Tube : CRT)에 비해 두께가 얇고 가벼우며, 고선명 대형화면의 구현이 가능하다는 점등의 장점이 있다. PDP는 매트릭스 형태로 배열된 다수의 방전셀들로 구성되며, 하나의 방전셀은 화면의 한 화소를 이루게 된다.
도 1은 일반적인 교류 면방전 PDP의 방전셀 구조를 도시한 사시도이다. 도 1을 참조하면, 상판(20)을 구성하는 상부기판(24)의 배면에는 교류 구동 신호가 공급되어 서스테인 면방전을 이루는 주사전극(26)과 방전유지전극(27)이 나란하게 형성된다. 주사전극(26) 및 방전유지전극(27) 각각의 위에는 교류 신호 공급용 버스전극(30)들이 나란하게 형성된다. 주사전극(26) 및 방전유지전극(27)이 형성된 상부기판의 배면에는 상부유전층(28)이 전면에 형성된다. 상부유전층(28)은 방전시 전하를 축적하는 기능을 갖는다. 상부유전층(28) 상에 전면 도포되는 보호층(31)은 방전시 스퍼터링으로부터 상부유전층(28)을 보호하여 화소셀의 수명을 연장시킴과 아울러 2차 전자의 방출효율을 높여 방전효율을 향상시킨다. 하판(22)을 구성하는 하부기판(32) 상에는 어드레스 방전을 위한 데이터전극(34)이 상판(20) 상의 주사전극(26) 및 방전유지전극(27)과 직교하는 방향으로 형성된다. 하부기판(32)과 데이터전극(34) 상에는 어드레스 방전시 벽전하 형성을 위한 하부유전층(36)이 전면 도포된다. 또한 상판(20)과 하판(22) 사이에는 격벽(42)이 수직으로 형성된다. 격벽(42)은 상판(20) 및 하판(22)과 함께 셀의 방전공간(38)을 형성하고, 이웃한 방전셀 간의 전기적, 광학적 상호 간섭을 차단한다. 하부유전층(36)과 격벽(42)의 표면에는 형광체(40)가 도포된다. 방전공간(38) 내에는 He+Xe 또는 Ne+Xe의 혼합가스가 충진된다.
빛이 방출되는 과정을 간략히 설명하면, 먼저 방전셀 내에 잔존하는 벽전하 제거 및 모든 방전셀의 초기화를 위한 리셋 방전이 일어난다. 그 다음주사전극(26)에 주사펄스가 공급되고, 이에 동기되어 데이터전극(34)에 데이터 펄스가 공급됨으로써 두 전극(26,34) 간에 어드레스 방전이 일어나 상/하부 유전층(28,36)에 벽전하가 형성된다. 형성된 벽전하는 이어지는 서스테인 방전에 필요한 방전전압을 낮추는 역할을 한다. 어드레스 방전에 의해 선택된 셀들에서는 주사전극(26)과 방전유지전극(27)에 교번적으로 공급되는 교류 펄스 전압에 의해 두 전극(26,27) 간에 서스테인 방전이 일어난다. 서스테인 방전이 일어난 방전셀의 방전공간(38)에서는 주사전극(26)과 방전유지전극(27) 간에 연속적인 면방전이 일어나면서 방전가스가 여기된 후 천이되는 과정에서 자외선이 발생한다. 발생된 자외선은 형광체(40)를 여기시켜 가시광선을 발생시키게 되고, 이로써 PDP의 화상이 구현되어진다. 그리고 마지막으로 각 방전셀 내의 방전유지전극(27)에 소거 펄스가 공급됨으로써 서스테인 방전이 소거되게 된다.
상기 언급한 바와 같이 PDP의 구동 모드는 리셋, 어드레싱, 서스테인 및 소거 모드로 나뉘어진다. 각각의 모드들이 PDP의 구동에 모두 중요하지만, 그 중에서도 서스테인 모드는 가장 많은 기간을 차지하고 있고, PDP의 화상 표시 및 발광 효율에 직접적인 연관이 있기 때문에 PDP의 동작 특성에 가장 큰 영향을 준다고 볼 수 있다. 서스테인 기간 중 PDP의 동작 특성을 좌우하는 요소들로서는 인가되는 펄스 전압의 크기, 펄스 주기, 펄스의 상승 및 하강 시간, 그리고 펄스 공급 전원의 수 등이 있다. 도 2 내지 도 4를 참조하면, 서스테인 기간 중의 펄스 인가 방법 및 인가되는 펄스의 파형을 나타낸 도면들이 도시되어 있다. 먼저 도 2에서 주사전극(26)에 공급되는 전압을 Vx, 방전유지전극(27)에 공급되는 전압을 Vy, 그리고 데이터전극(34)에 공급되는 전압을 Va라고 하자. 서스테인 기간 중의 펄스 인가 방법에는 몇가지 방법이 있을 수 있는데, 먼저 첫 번째 방법으로는 도 3에 도시되는 바와 같이 플라즈마 방전에 필요한 서스테인 펄스 전압(여기에서는 Vs=200V)을 주사전극(26)과 방전유지전극(27)에 교번적으로 인가하고, 데이터전극(34)에는 기저 전위(GND)를 인가하는 방법이다. 즉, 교류 펄스의 앞의 반주기동안은 주사전극(26)에 펄스를 공급하고(Vx=200V,Vy=0V), 뒤의 반주기동안은 방전유지전극(27)에 펄스를 공급한다(Vx=0V,Vy=200V). 이 때 주사전극(26)과 방전유지전극(27) 간에는 항상 서스테인 방전을 일으킬 수 있는 전압차(여기서는 200V)가 발생하여 연속적인 면방전을 일으키게 된다. 이러한 구동방법에서는 서스테인 방전에 필요한 전압 공급 전원이 한 개(Vs=200V)만 필요하기 때문에 회로 구성을 단순화시킬 수 있고, 제조 비용을 저감시킬 수 있는 장점이 있다. 하지만, 이 방법에서는 주사전극(26) 및 데이터전극(34) 간의 전위차와 방전유지전극(27) 및 데이터전극(34) 간의 전위차가 항상 달라지기 때문에(여기서는 200V와 0V) 방전공간(38) 내에서 전위 분포의 비대칭화 및 왜곡을 유발하게 된다. 또한 주사전극(26)과 방전유지전극(27) 중 어느 한 전극이 항상 데이터 전극(34)과 200V의 전위차를 갖게 됨으로써 서스테인 기간 중 데이터 전극(34)과 불필요한 방전을 일으키게 되고, 데이터 전극(34) 쪽에 전하가 축적되는 현상이 발생한다. 이로 인해 서스테인 방전효율이 저하된다.
이러한 문제점을 해결하기 위한 방법으로서 서스테인 기간 중 주사전극(26)과 방전유지전극(27) 각각에 인가되는 전압들의 합의 절반에 해당하는 전압을 데이터전극(34)에 함께 인가하는 방법이 있다. 도 4에 이에 대한 구동 파형이 도시되어 있다. 도 4에 도시된 바와 같이 주사전극(26)과 방전유지전극(27)에 200V의 서스테인 펄스가 교번적으로 인가될 때, 데이터전극(34)에는 항상 Va=(Vx+Vy)/2=100V의 전압이 인가된다. 이와 같은 구동 방법에서는 주사전극(26) 및 데이터전극(34) 간의 전위차와 방전유지전극(27) 및 데이터전극(34) 간의 전위차가 극성만 반대이고 크기는 항상 100V로 동일하게 된다. 이러한 방법에 의해 서스테인 기간 중 전위 분포의 모양을 항상 대칭적으로 유지할 수 있게 된다. 그리고, 주사전극(26) 및 방전유지전극(27)과 데이터전극(34)간에는 항상 방전을 일으킬 수 없는 100V의 전위차만이 발생하므로 데이터전극(34)과의 불필요한 방전을 억제할 수 있게 된다. 그리하여 서스테인 기간 중 데이터전극(34) 쪽에 전하들이 축적되어 방전효율이 저하되는 현상을 방지할 수 있게 된다. 하지만, 이 방법에서는 서스테인 기간 중 Vs와 Vs/2의 전압을 각각 공급하는 두 개의 공급 전원이 필요하게 되어, 제조 비용이 높아진다는 문제점이 있다. 아울러 종래의 구동 방법에서는 주사전극(26)과 방전유지전극(27)에 플라즈마 방전에 필요한 충분한 고전압을 인가하여야 하기 때문에 이에 따른 전압 펄스의 상승 시간(Rising Time)및 하강 시간(Falling Time)이 길어지고, 고속 구동이 어려워진다는 문제점도 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 서스테인 방전시 한 개의 전원만을 이용하면서도 방전셀 내의 전위 분포를 대칭적으로 유지할 수 있는 플라즈마 디스플레이 패널의 구동장치 및 구동방법을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 저전압 구동 및 고속 구동을 가능케 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 구동장치 및 구동방법을 제공함에 있다.
도 1은 일반적인 교류 면방전 플라즈마 디스플레이 패널의 방전셀 구조를 도시한 사시도.
도 2 및 도 3은 서스테인 기간 중 플라즈마 디스플레이 패널의 각 전극에 인가하는 종래의 전원 인가 방법 및 인가되는 펄스 파형을 각각 도시한 도면.
도 4는 종래의 플라즈마 디스플레이 패널의 각 전극에 인가되는 다른 펄스 파형을 도시한 도면.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 구동 파형을 도시한 도면으로서, 특히 서스테인 기간 중에 각 전극에 공급되는 펄스 파형을 도시한 도면.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 구동장치를 도시한 도면.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
20 : 상판 22 : 하판
24 : 상부기판 26 : 주사전극
27 : 방전유지전극 28 : 상부유전층
30 : 버스전극 31 : 보호층
32 : 하부기판 34 : 데이터전극
36 : 하부유전층 38 : 방전공간
40 : 형광체 42 : 격벽
50 : 인버터
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 구동장치는 방전셀 내에 쌍으로 형성된 제 1 전극과 제 2 전극 중에서 제 1 전극에 서스테인 방전을 일으키기 위한 소정 레벨의 펄스 전압을 공급하는 공통 전압원과, 상기 펄스 전압을 위상 반전시켜 제2 전극에 공급하기 위한 위상 반전 수단을 구비한다.
본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 구동방법은 서스테인 방전을 일으키기 위해 쌍으로 형성된 제 1 전극과 제 2 전극 중에서 제 1 전극에 소정 레벨의 펄스 전압을 공급함과 동시에 제 2 전극에는 제 1 전극에 공급되는 펄스 전압과 크기는 같고 극성이 반대인 펄스 전압을 공급하는 단계와, 제 1 및 제 2 전극에 대향되게 형성된 데이터전극에는 기저 전압을 항상 공급하는 단계를 포함한다.
상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 특징들은 첨부도면을 참조한 실시 예에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.
이하, 도 5 내지 도 6을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 설명하기로 한다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 PDP의 구동방법을 나타낸 파형도로서, 특히 서스테인 기간 중 각 전극에 인가되는 파형을 도시한 파형도이다. 도 5를 참조하면, 본 발명에서는 서스테인 기간 중 주사전극(26)과 방전유지전극(27)에 크기는 동일하고 극성이 반대인 교류펄스를 동시에 공급한다. 즉, 주사전극(26)에 Vx=Vs=100V의 펄스를 공급할 때 방전유지전극(27)에는 Vy=-Vs=-100V의 펄스를 공급한다. 주사전극(26)과 방전유지전극(27)에 각각 공급되는 펄스의 극성은 교번적으로 바뀌도록 한다. 그리고, 데이터전극(34)에는 항상 기저 전압(Va=0V)을 공급한다. 그러면, 서스테인 기간 중 주사전극(26)과 방전유지전극(27) 간에는 항상 서스테인 방전을 일으킬 수 있는 200V의 전위차가 발생하여 서스테인 면방전을 일으키게 된다. 그리고 이 때, 주사전극(26) 및 데이터전극(34) 간의 전위차와 방전유지전극(27) 및 데이터전극(34) 간의 전위차가 극성만 반대이고 크기는 항상 100V로 동일하게 된다. 주사전극(26) 또는 방전유지전극(27)은 데이터전극(34)과 항상 100V의 전위차를 갖게 된다. 이는 플라즈마 방전을 일으키기에 부족한 전압 레벨이므로 서스테인 기간 중 데이터전극(34)과의 불필요한 방전은 발생하지 않게 된다. 본 발명에서는 주사전극(26) 및 방전유지전극(27)이 데이터전극(34)과 항상 동일한 크기의 전위차를 유지하게 됨으로써 방전 공간 내에서의 전위 분포 모양을 대칭적으로 유지시킬 수 있다. 그리고, 데이터전극(34)과의 전위차를 낮게 유지시킴으로써 데이터전극(34)의 불필요한 방전을 방지할 수 있다. 이로써 전위 분포의 왜곡을 줄이고, 데이터전극(34) 쪽에 전하들이 축적되는 현상을 방지할 수 있게 되어 불필요한 에너지 손실을 줄이고 방전효율을 향상시킬 수 있게 된다.
한편, 도 5에 도시된 본 발명의 구동 파형을 PDP의 각 전극에 인가하기 위해서는 100V와 -100V를 각각 공급하는 두 개의 전원을 필요로 하게 된다. 하지만,본 발명에서는 두 개의 전원을 사용하지 않고, 하나의 전원과 하나의 인버터(Inverter)를 사용하여 전원 공급용 회로부를 구성한다. 이에 따른 본 발명의 구동장치가 도 6에 도시되어 있다. 도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 PDP의 구동장치는 주사전극(26)에 서스테인 펄스 전압을 공급하는 하나의 전압원(Vs)과, 전압원(Vs)와 방전유지전극(27) 사이에 접속된 인버터(50)를 구비한다. 전압원(Vs)에 의해 주사전극(26)에 Vx=Vs=100V의 펄스가 공급될 때, Vs=100V의 전압은 인버터(50)를 통과해 -Vs=-100V의 전압으로 방전유지전극(27)에 동시에 공급되게 된다. 즉 하나의 전원(Vs)과 인버터(50)를 이용하여 극성이 반대이고 크기가 동일한 두 전압을 발생시켜 PDP에 공급할 수 있다. 주사전극(26)과 방전유지전극(27)에는 항상 200V의 전압차가 발생하므로 종래의 면방전 특성을 그대로 유지시킬 수 있다. 그리고 데이터전극(34)에는 기저 전압(GND)을 공급하므로 데이터전극(34)에 전압을 인가하기 위한 별도의 전압원을 필요로 하지 않는다. 이러한 구동장치 및 방법에 의해 종래와는 달리 하나의 전원만을 가지고 주사전극(26)과 방전유지전극(27) 사이의 전위 분포를 대칭적으로 유지시킬 수 있다. 전원이 하나만 있으면 되므로 제조 비용을 저감시킬 수 있게 된다. 본 발명에서는 주사전극(26)과 방전유지전극(27)에 항상 크기는 같고 극성이 반대인 파형만을 인가할 수 밖에 없는 제약이 있지만, 일반적인 PDP의 서스테인 구동방식을 고려해 볼 때 그다지 큰 문제는 되지 않는다. 그리고 펄스 인가 기간과 휴지 기간을 기존방법과 같게 할 수 있으므로 별다른 문제가 발생하지 않는다.
본 발명에 있어서의 또다른 장점 중에 하나는 서스테인 기간 중 공급되는 서스테인 펄스의 상승 시간(Rising Time) 및 하강 시간(Falling Time)을 절반 정도로 줄일 수 있다는 점이다. 본 발명에서는 Vs=100V의 전원을 이용하여 주사전극(26)과 방전유지전극(27) 간에 서스테인 방전을 일으킬 수 있는 200V의 전압차를 발생시키게 된다. 즉 주사전극(26)에 100V의 전압만을 인가하여도 방전유지전극(27)에 -100V의 전압이 동시에 인가되므로 플라즈마 방전에 필요한 200V의 전압차를 발생시킬 수 있게 된다. 서스테인 펄스의 전압 레벨을 종래에 비해 절반 정도로 줄일 수 있기 때문에 그만큼 펄스의 상승 및 하강 시간도 절반 정도로 줄어들게 된다. 이에 따라, 서스테인 펄스의 주기를 짧게 할 수 있고, 고속 스위칭이 가능해 져 PDP의 휘도를 더욱 향상시킬 수 있게 된다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 구동장치 및 구동방법에서는 전원에 의해 서스테인 펄스를 주사전극에 공급할 때 전원과 방전유지전극 사이에 접속된 인버터를 이용해 주사전극에 공급되는 펄스와 크기는 같고 극성이 반대인 펄스를 방전유지전극에 동시에 공급한다. 그리고 데이터전극에는 항상 기저 전압을 공급한다. 이로써 하나의 전원을 이용하여 서스테인 방전시 주사전극과 방전유지전극 사이의 전위 분포모양을 대칭적으로 유지시키고, 결과적으로 불필요한 전력 소모를 줄일 수 있게 된다. 그리하여 불필요한 전력 낭비를 줄일 수 있고 방전효율을 향상시킬 수 있게 된다. 아울러 본 발명에서는 종래에 비해 저전압 구동이 가능하여 이에 따른 고속 구동 및 패널 휘도 향상의 효과를 얻어낼 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 (6)

  1. 서로 쌍을 이루는 제1 전극과 제2 전극에 교번적으로 공급되는 펄스 전압에 의해 서스테인 방전을 일으키는 플라즈마 디스플레이 패널의 구동장치에 있어서,
    상기 제 1 전극에 상기 서스테인 방전을 일으키기 위한 소정 레벨의 펄스 전압을 공급하는 공통 전압원과,
    상기 펄스 전압을 위상 반전시켜 상기 제2 전극에 공급하기 위한 위상 반전 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 구동장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 서스테인 방전시 상기 제 1 및 제 2 전극에 대향되게 형성된 데이터전극에 기저 전압원을 접속시키는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 구동장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 공통 전압원은 상기 서스테인 방전에 필요한 전압 레벨의 절반 크기에 해당하는 레벨의 전압을 공급하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 구동장치.
  4. 서로 쌍을 이루는 제 1 전극과 제 2 전극에 펄스 전압을 교번적으로 공급하여 서스테인 방전을 일으키는 플라즈마 디스플레이 패널의 구동방법에 있어서,
    상기 제 1 전극에 소정 레벨의 펄스 전압을 공급함과 동시에 상기 제 2 전극에는 상기 제 1 전극에 공급되는 펄스 전압과 크기는 같고 극성이 반대인 펄스 전압을 공급하는 단계와,
    상기 제 1 및 제 2 전극에 대향되게 형성된 데이터전극에는 기저 전압을 항상 공급하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 구동방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 전극에 각각 공급되는 상기 펄스 전압의 크기는 상기 제 1 및 제 2 전극 간에 상기 서스테인 방전을 일으킬 수 있는 전압 레벨의 절반 크기에 해당하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 구동방법.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 펄스 전압을 공급하는 전압원을 상기 제 1 전극에 직접 접속시키고, 상기 제 2 전극과 상기 전압원 사이에 인버터를 접속시켜 상기 제 1 및 제 2 전극에 역극성 펄스 전압을 동시에 공급하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 구동방법.
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR950020371A (ko) * 1993-12-08 1995-07-24 김은영 상대전위차를 이용한 교류구동형 박막 전계발광소자 구동회로
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KR20000074445A (ko) * 1999-05-21 2000-12-15 김영환 플라즈마 디스플레이 패널의 구동신호 발생회로

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