KR20020066273A - 플라즈마 디스플레이 패널 및 그 구동방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 휘도 및 효율을 향상하도록 한 플라즈마 디스플레이 패널 및 그 구동방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널는 금속전극쌍으로 이루어진 유지전극쌍과, 유지전극쌍 사이에 형성되며 유지전극쌍 중 어느 한 전극에 더 가깝게 위치하는 보조전극을 구비한다.

Description

플라즈마 디스플레이 패널 및 그 구동방법{Plasma Display Panel Drived with Radio Frequency Signal}
본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널 및 그 구동방법에 관한 것으로, 특히 휘도 및 효율을 향상하도록 한 플라즈마 디스플레이 패널 및 그 구동방법에 관한 것이다.
플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel : 이하 "PDP"라 함)은 가스방전에 의해 발생되는 자외선이 형광체를 여기시켜 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 점과 넓은 시야각을 갖는다는 점 등의 장점이 있다. PDP는 매트릭스 형태로 배열된 방전셀들로 이루어진다.
도 1을 참조하면, 유지전극쌍(Y,Z)이 형성된 상부기판(44)과, 어드레스전극(X)이 형성된 하부기판(42)과, 하부기판(42)에서 수직으로 신장되는 격벽(54)을 구비한 종래의 3전극 면방전형 PDP가 도시되어 있다. 유지전극쌍(Y)은투명전극(46A,46B) 및 금속버스전극(48A,48B)이 형성된 상부기판(44)에는 유전층(50)과 보호막(53)이 적층된다. 투명전극들(46A,46B)은 방전전압을 낮추도록 대략 60∼100μm 정도의 갭(gap)을 사이에 두고 형성된다. 금속버스전극(48A,48B)은 투명전극(46A,46B)의 재료로 사용되는 투명전도성물질의 높은 저항을 낮추는 역할을 한다. 어드레스전극(X)은 유지전극쌍(Y,Z)과 직교되는 방향으로 하부기판(42) 상에 형성된다. 어드레스전극(X)이 형성된 하부기판(42)에는 하부유전층(50)이 형성되고 그 위에 격벽(54)이 형성된다. 하부유전층(50)과 격벽(54)의 표면에는 형광체(56)가 도포된다. 하부기판(42), 상부기판(24) 및 격벽(54) 사이에 마련된 방전공간(58)에는 He+Xe 또는 Ne+Xe의 혼합가스가 주입된다.
이러한 3전극 면방전형 PDP는 데이터기입기간과 표시기간이 시분할된 ADS(Address and Display Seperated) 방법으로 영상을 표시하게 된다. 먼저 유지전극쌍(Y,Z) 중 주사/유지전극(Y)과 어드레스전극(X) 간에 어드레스 방전이 일어나게 된다. 어드레스 방전에 의해 방전공간(58) 내에는 하전입자가 생성되며, 이 하전입자는 유전층(50) 상에 벽전하로 남게 된다. 어드레스 방전에 의해 선택된 셀들에는 유지전극쌍(Y,Z)에 공급된 교류 펄스신호에 의해 유지방전이 일어나게 된다. 이 유지방전에 의해 방전가스가 여기된 후 기저상태로 천이되면서 진공자외선(VUV)이 발생되고, 이 자외선이 형광체(56)를 여기시키게 된다. 그러면 형광체(56)는 여기된 후, 기저상태로 천이하면서 적·녹·청색 중 어느 하나의 가시광을 발생하게 된다.
도 2에는 종래의 3전극 면방전형 PDP의 구동파형이 도시되어 있다.
도 2를 참조하면, 3전극 면방전형 PDP의 구동파형은 크게 세 구간으로 나뉘어 공급된다.
제1 구간(리셋구간 또는 셋업구간)에는 주사/유지전극(Y)에 상승램프신호(rRAMP)와 하강램프신호(fRAMP)가 연속으로 공급된다. 상승램프신호(rRAMP)는 주사/유지전극(Y)과 공통유지전극(Z) 사이에 미약한 방전을 일으킴으로써 전 화면의 셀들에 충분한 양의 벽전하를 생성하게 된다. 하강램프신호(fRAMP)는 셀 내의 불요전하를 소거시킴으로써 동작 마진을 확보하게 한다. 이렇게 램프신호들(rRAMP,fRAMP)이 공급되면 미약한 방전이 일어나기 때문에 콘트라스트비(Contrast ratio)를 높일 수 있고 어드레스 방전에 필요한 벽전하가 전 화면의 셀들에 동일하게 형성된다.
제2 구간(어드레스구간)에는 어드레스전극(X)에 데이터가 공급되며, 주사/유지전극(Y)에 데이터에 동기되는 스캔펄스가 주사라인별로 순차적으로 공급된다. 이 스캔펄스와 데이터전압 차에 의한 외부전압과 셀 내의 벽전압이 더해지면서 데이터가 인가된 셀들이 방전되며 해당 셀들에 벽전하가 생성된다. 이 어드레스 방전에 의해 원하는 셀들이 선택된다.
제3 구간(서스테인구간)에는 유지전극쌍(Y,Z)에 교번적으로 서스테인 펄스가 공급된다. 그러면 어드레스 방전에 의해 선택된 셀들은 내부 벽전압과 서스테인 펄스에 의한 외부전압이 더해지면서 매 서스테인 펄스가 공급될 때마다 연속적으로 방전을 일으키게 된다. 유지방전시 플라즈마 방전은 전극간 간격이 좁은 투명전극들(46A,46B) 사이에서 일어나며 점차 금속버스전극들(48A,48B) 쪽으로 확산된다.제3 구간의 종료시점에 공통유지전극(Z)에는 램프신호 형태로 소거신호(Ers)가 공급된다. 이 소거신호에 의해 셀 내에 미약한 방전이 일어나면서 벽적하가 소거된다.
그러나 종래의 PDP는 유지전극쌍(Y,Z)의 구조에 의해 휘도가 낮고 효율이 낮은 문제점이 있다. 이를 상세히 하면, 투명전극(46A,46B)은 폭이 넓게 형성되기 때문에 패널의 정전용량값을 크게 하는 요인으로 작용하고 방전 휘도 대비 변위전류를 크게 하기 때문에 효율을 저하시키게 된다. 또한, 투명전극(46A,46B)은 표시면에서 차지하는 면적이 상대적으로 크기 때문에 표시면을 투과하는 가시광을 흡수 또는 산란하여 광 투과효율을 떨어뜨리게 되므로 휘도를 낮추게 된다. 또한, 투명전극(46A,46B)은 증착공정과 마스크패턴을 이용한 사진식각공정 또는 스퍼터링공정에 의해 형성되기 때문에 상판 제조공정을 복잡하게 하고 공정수를 많게 하는 요인으로 작용한다.
따라서, 본 발명의 목적은 휘도 및 효율을 향상하도록 한 PDP 및 그 구동방법에 관한 것이다.
도 1은 종래의 교류 구동 방식의 면방전 플라즈마 디스플레이 패널의 방전셀 구조를 나타낸 종단면도.
도 2는 도 1에 도시된 플라즈마 디스플레이 패널의 구동파형을 나타내는 파형도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 사시도.
도 4는 도 3에 도시된 플라즈마 디스플레이 패널의 평면도.
도 5는 도 3에 도시된 플라즈마 디스플레이 패널의 단면도.
도 6은 도 3에 도시된 플라즈마 디스플레이 패널의 구동파형을 나타내는 파형도.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
2,42 : 하부기판 4,44 : 상부기판
10,20,50 : 유전층 12,52 : 보호막
14,54 : 격벽 16,56 : 형광체
18,58 : 방전공간 46A,46B : 투명전극
48A,48B : 금속버스전극 Y,Y',Z : 유지전극
X : 어드레스전극
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 PDP는 금속전극쌍으로 이루어진 유지전극쌍과, 유지전극쌍 사이에 형성되며 유지전극쌍 중 어느 한 전극에 더가깝게 위치하는 보조전극을 구비한다.
본 발명에 따른 PDP의 구동방법은 셋업기간에 유지전극쌍 중 어느 하나에 셋업파형을 공급하여 전화면을 초기화시키는 단계와, 어드레스기간에 유지전극쌍 중 어느 하나와 데이터전극에 각각 스캔펄스와 데이터신호를 공급하여 방전을 일으킴으로써 셀을 선택하는 단계와, 서스테인기간에 유지전극쌍 중 보조전극으로부터 먼 거리에 위치한 유지전극과 보조전극에 교번적으로 교류펄스를 공급하여 선택된 셀의 방전을 유지시키는 단계와, 서스테인기간에 보조전극과 가까운 유지전극에 유지방전의 오방전을 방지하기 위한 펄스신호를 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 3 내지 도 6을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 설명하기로 한다.
도 3 내지 도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 PDP는 간격이 다르게 상부기판(4) 상에 형성된 보조유지전극(Y)과 주사/유지전극(Y') 및 공통유지전극(Z)을 구비한다. 보조유지전극(Y)과 주사/유지전극(Y') 및 공통유지전극(Z)은 금속전극이다. 상부기판(4)에는 금속전극들(Y,Y',Z)을 덮도록 상부유전층(10)과 보호막(12)이 적층된다. 상부유전층(10)은 방전시 생성된 하전입자가 축적되어 벽전하를 형성하는 역할을 하며, 보호막(12)은 방전으로부터 금속전극들(Y,Y',Z)과 상부유전층(10)을 보호하고 방전시 2차 전자의 방출효율을 높이는 역할을 한다. 방전공간(18)을 사이에 두고 상부기판(4)과 대면되는 하부기판(2)에는 어드레스전극(X)이 형성된다. 또한, 하부기판(2)에는 어드레스전극(X)을 덮도록 하부유전층(20)이 형성되며 그 위에 격벽(14)이 형성된다. 하부유전층(20)과 격벽(14)의 표면에는 형광체(16)가 형성된다. 하부기판(2), 상부기판(4) 및 격벽(14) 사이에 마련된 방전공간(18)에는 He+Xe 또는 Ne+Xe의 혼합가스가 주입된다.
보조유지전극(Y)과 주사/유지전극(Y') 사이의 거리(d2)는 보조유지전극(Y)과 공통유지전극(Z) 사이의 거리(d1)보다 넓게 설정된다. 보조유지전극(Y)과 공통유지전극(Z)의 거리(d1)는 종래의 PDP에서 투명전극들(46A,46B) 간의 거리와 동일하게 설정된다.
본 발명에 따른 PDP의 동작과 각 구성요소의 기능은 도 6의 구동 파형도를 결부하여 설명하기로 한다.
도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 PDP의 구동파형은 크게 세 구간으로 나뉘어 공급된다.
제1 구간(리셋구간 또는 셋업구간)에는 보조유지전극(Y)과 주사/유지전극(Y')에 셋업방전을 일으키기 위한 신호들이 인가된다. 주사/유지전극(Y')에는 상승램프신호(rRAMPY')와 하강램프신호(fRAMP)가 연속으로 공급되고 공통유지전극(Z)에는 직류 바이어스전압이 공급된다. 그러면 주사/유지전극(Y')과 공통유지전극(Z) 사이의 미약한 방전에 의해 주사/유지전극(Y')에는 음의 벽전하가 형성되고 공통/유지전극(Y)에는 양의 벽전하가 형성된다. 이와 동시에, 보조유지전극(Y)에는 상승램프신호(rRAMPY)가 공급되고 어드레스전극(X)에는 직류바이어스전압이 공급되어 보조유지전극(Y)과 어드레스전극(X) 사이에 미약한 방전이 일어난다. 따라서, 보조유지전극(Y)에는 음의 벽전하가 형성되고 어드레스전극(X)에는 양의 벽전하가 형성된다. 주사/유지전극(Y')에 공급되는 하강램프신호(fRAMP)에 의해 셀 내의 불요전하들이 소거된다. 이렇게 셀 내에 축적되는 벽전압은 램프신호(rRAMPY',rRAMPY,fRAMP)의 기울기와 크기로 조절된다. 이렇게 제1 구간에서 발생되는 셋업방전에 의해 어드레스 방전에 필요한 벽전하가 전 화면의 셀들에 동일하게 형성된다.
제2 구간(어드레스구간)에는 어드레스전극(X)에 데이터(D)가 공급되며, 주사/유지전극(Y')에 데이터에 동기되는 스캔펄스(SCN)가 주사라인별로 순차적으로 공급된다. 이와 동시에 공통유지전극(Z)과 보조유지전극(Y)에는 각각 정극성의 바이어스전압(Vzb,Vyb)이 공급된다. 스캔펄스(SCN)와 데이터전압(D) 차에 의한 외부전압과 셀 내의 벽전압이 더해지면서 데이터가 인가된 셀들이 방전되며 해당 셀들에 벽전하가 생성된다. 이 어드레스 방전에 의해 원하는 셀들이 선택된다. 이 때, 주사/유지전극(Y')에는 양의 벽전하가 형성되고 공통유지전극(Z)에는 정극성의 바이어스전압(Vzb)에 의해 음의 벽전하가 형성된다. 보조유지전극(Y)은 정극성 바이어스전압(Vyb)에 의해 어드레스전극(X)과 오방전되지 않는다.
제3 구간(서스테인구간)에는 보조유지전극(Y)과 주사/유지전극(Y')에 교번적으로 서스테인 펄스(SUSY',SUSY)가 공급된다. 그러면 어드레스 방전에 의해 선택된 셀들은 내부 벽전압과 서스테인 펄스에 의한 외부전압이 더해지면서 매 서스테인 펄스가 공급될 때마다 연속적으로 방전을 일으키게 된다. 이 유지방전이 보조유지전극(Y)과 주사/유지전극(Y') 사이의 먼 거리에서 방전에 일어나야만 방전효율을 높여 많은 양의 진공자외선을 생성할 수 있다. 이를 위하여, 공통유지전극(Z)에는 주사/유지전극(Y')과 동위상의 펄스가 공급된다. 공통유지전극(Z)에 공급되는 펄스는 보조유지전극(Y)과 주사/유지전극(Y') 사이에 첫 번째 방전이 일어난 후에는 공급되지 않을 수도 있다. 제3 구간의 종료시점에 공통유지전극(Z)에는 램프신호 형태로 소거신호(Ers)가 공급된다. 이 소거신호에 의해 셀 내에 미약한 방전이 일어나면서 벽적하가 소거된다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 PDP 및 그 구동방법은 전극간 거리를 최대한 멀게 하여 방전시 하전입자의 운동경로가 증가함으로서 전자의 손실을 줄이고 충돌 여기에 의한 진공자외선양을 충분히 방출하여 휘도 및 진공자외선 효율을 증대시킬 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 PDP 및 그 구동방법에 의하면 상부기판에 형성되는 전극면적이 작기 때문에 광 투과율이 증가되어 휘도와 효율을 증대시킬 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 PDP 및 그 구동방법에 의하면 전극면적이 작아지기 때문에 패널의 정전용량값을 낮추어 변위전류와 방전시 전극에 흐르는 전류의 양을 줄일 수 있으므로 소비전력과 구동효율을 낮출 수 있다.
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 (5)

  1. 금속전극쌍으로 이루어진 유지전극쌍과,
    상기 유지전극쌍 사이에 형성되며 상기 유지전극쌍 중 어느 한 전극에 더 가깝게 위치하는 보조전극을 구비하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 유지전극쌍과 보조전극이 형성된 상부기판과,
    방전공간을 사이에 두고 상기 상부기판과 대면되며 데이터가 공급되는 어드레스전극이 상기 유지전극쌍과 보조전극과 직교되도록 형성된 하부기판과,
    상기 하부기판과 상부기판 사이에 수직으로 형성된 격벽과,
    상기 하부기판과 격벽의 표면에 형성된 형광체를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  3. 금속전극쌍으로 이루어진 유지전극쌍과, 상기 유지전극쌍 사이에 형성되며 상기 유지전극쌍 중 어느 한 전극에 더 가깝게 위치하는 보조전극을 구비하는 플라즈마 디스플레이 패널의 구동방법에 있어서,
    셋업기간에 상기 유지전극쌍 중 어느 하나에 셋업파형을 공급하여 전화면을 초기화시키는 단계와,
    어드레스기간에 상기 유지전극쌍 중 어느 하나와 데이터전극에 각각 스캔펄스와 데이터신호를 공급하여 방전을 일으킴으로써 셀을 선택하는 단계와,
    서스테인기간에 상기 유지전극쌍 중 상기 보조전극으로부터 먼 거리에 위치한 유지전극과 상기 보조전극에 교번적으로 교류펄스를 공급하여 상기 선택된 셀의 방전을 유지시키는 단계와,
    상기 서스테인기간에 상기 보조전극과 가까운 유지전극에 유지방전의 오방전을 방지하기 위한 펄스신호를 공급하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 구동방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 전화면을 초기화시키는 단계는 상기 유지전극쌍 중 어느 하나에 상승램프신호와 하강램프신호를 연속으로 공급하는 단계와,
    나머지 다른 유지전극에 상승램신호를 공급하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 구동방법.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 어드레스기간에 상기 보조전극과 가까운 유지전극에 상기 보조전극 상에 벽전하를 형성하기 위한 소정 극성의 직류전압을 공급하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 구동방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR100647673B1 (ko) * 2004-12-30 2006-11-23 삼성에스디아이 주식회사 평판 램프 및 플라즈마 디스플레이 장치

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