KR20080046507A - 플라즈마 표시 패널 및 그 구동 장치와 그 구동 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 효율을 향상시킴과 아울러 저계조 표현력을 높일 수 있는 플라즈마 표시 패널 및 그 구동 장치와 그 구동 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 플라즈마 표시 패널은 상호 대향되게 배치된 전면기판 및 배면기판과; 상기 전면 기판 상에 투명 전극 및 버스 전극을 포함하도록 형성된 스캔 전극 및 서스테인 전극과; 상기 스캔 전극 및 서스테인 전극과 교차하는 방향으로 배면 기판 상에 형성된 어드레스 전극과; 상기 전면 기판 및 배면 기판 사이의 공간에 배치되어 복수의 방전셀들을 형성하는 격벽을 포함하며, 상기 방전셀의 면적(SC) 대비 상기 투명 전극의 전체 면적 중 가시광이 투과 가능한 상기 투명 전극의 순수 면적(ST)비는 0.51≤ST/SC≤0.83을 만족하는 것을 특징으로 한다.

Description

플라즈마 표시 패널 및 그 구동 장치와 그 구동 방법{PLASMA DISPLAY PANEL AND APPARATUS AND METHOD OF DRIVING THE SAME}
도 1은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 플라즈마 표시 패널을 나타내는 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 플라즈마 표시 패널의 방전셀 면적 대비 투명 전극의 순수 면적비에 따른 효율을 나타내는 도면이다.
도 3은 도 1에 도시된 플라즈마 표시 패널의 방전셀 면적 대비 투명 전극의 순수 면적비에 따른 단위광을 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 플라즈마 표시 패널을 나타내는 평면도이다.
도 5는 도 4에 도시된 플라즈마 표시 패널과 대비되는 종래 플라즈마 표시 패널을 나타내는 평면도이다.
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 제1 및 제2 실시 예에 따른 플라즈마 표시 패널에 도시된 투명 전극의 다양한 실시예를 나타내는 평면도이다.
도 7은 본 발명의 제1 및 제2 실시 예에 따른 플라즈마 표시 패널을 구동하는 구동 장치를 나타내는 블럭도이다.
도 8은 본 발명의 제1 및 제2 실시 예에 따른 서브필드 배열을 나타내는 도면이다.
도 9는 본 발명의 제1 및 제2 실시 예에 따른 플라즈마 표시 장치의 구동 파형을 나타내는 도면이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 간단한 설명>
100 : 플라즈마 표시 패널 102 : 스캔 구동부
104 : 어드레스 구동부 106 : 제어부
108 : 서스테인 구동부 110 : 전면 패널
111,121 : 기판 112 : 스캔 전극
114 : 서스테인 전극 116,124 : 유전체층
118 : 보호층 120 : 배면 패널
122 : 어드레스 전극 126 : 형광체층
128 : 격벽
본 발명은 플라즈마 표시 장치 및 그 구동 방법에 관한 것으로, 특히 효율을 향상시킴과 아울러 저계조 표현력을 높일 수 있는 플라즈마 표시 패널 및 그 구동 장치와 그 구동 방법에 관한 것이다.
플라즈마 표시 장치는 기체 방전에 의해 생성된 플라즈마를 이용하여 문자 또는 영상을 표시하는 표시 장치이다. 이를 위해, 플라즈마 표시 장치는 화상을 구현하는 플라즈마 표시 패널과, 플라즈마 표시 패널을 구동하기 위한 다수의 구동 회로부를 포함한다.
플라즈마 디스플레이 패널은 동일면 상에 위치한 스캔 전극 및 서스테인 전극을 포함하는 전면 패널과, 이로부터 일정 거리를 두고 이격되어 수직방향으로 이어지는 어드레스 전극을 포함한 배면 기판으로 이루어지며, 그 사이에 방전가스를 봉입하고 있다. 이러한 플라즈마 표시 패널은 전극들을 통하여 전원이 인가되면 방전에 의한 발생된 진공 자외선이 형광체를 여기시키는 과정에서 발생하는 가시광선을 이용하여 원하는 화상을 표시한다.
최근 영상 매체의 고해상도화에 따라 초고정세, 즉 방전셀 피치가 650㎛미만인 플라즈마 표시 패널이 요구되어지고 있다. 이러한 초고정세 패널은 저해상도 패널에 비해 소비전력에 대비 휘도비인 효율이 약 20%정도 낮다. 특히, 스캔 전극 및 서스테인 전극에 포함된 버스 전극이 방전셀의 가시광 방출 영역에 위치하면, 유효광이 감소됨과 아울러 소비전력이 증가하게 되므로 효율은 더욱 낮아진다. 또한, 버스 전극과 연결된 투명 전극이 필요 이상으로 크게 형성되면 소비전력이 크게 증가됨과 아울러 단위광도 증가되어 저계조 표현력이 저하되는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 효율을 향상시킴과 아울러 저계조 표현력을 높일 수 있는 플라즈마 표시 패널 및 그 구동 장치와 그 구동 방법을 제공하는 것이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 플라즈마 표시 패널은 상호 대향되게 배치된 전면기판 및 배면기판과; 상기 전면 기판 상에 투명 전극 및 버스 전극을 포함하도록 형성된 스캔 전극 및 서스테인 전극과; 상기 스캔 전극 및 서스테인 전극과 교차하는 방향으로 배면 기판 상에 형성된 어드레스 전극과; 상기 전면 기판 및 배면 기판 사이의 공간에 배치되어 복수의 방전셀들을 형성하는 격벽을 포함하며, 상기 방전셀의 면적(SC) 대비 상기 투명 전극의 전체 면적 중 가시광이 투과 가능한 상기 투명 전극의 순수 면적(ST)비는 0.51≤ST/SC≤0.83을 만족하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 투명 전극의 순수 면적은 상기 투명 전극의 전체 면적 중 상기 버스 전극과 비중첩되는 면적인 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 격벽은 상기 어드레스 전극과 나란하게 배치된 세로 격벽과; 상기 세로 격벽과 직교하는 방향으로 배치되며 상기 어드레스 전극의 신장 방향으로 인접한 방전셀들 사이에 공간을 두어 비방전셀을 형성하는 가로 격벽을 포함하는 것을 특징으로 한다.
한편, 상기 투명 전극은 300~1000nm의 두께를 가지도록 형성되는 것을 특징으로 한다.
이러한 상기 투명 전극은 ITO(Indium-doped Tin Oxide) 또는 ATO(Antimony-doped Tin Oxide)로 형성되는 것을 특징으로 한다.
한편, 상기 격벽은 PbO, B2O3, SiO2, Al2O3 등을 포함하는 화합물로 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 격벽에는 K2O, BaO, ZnO 등이 첨가되는 것을 특징으로 한다.
한편, 상기 방전셀 내부에는 He-Ne-Xe 등의 혼합가스가 주입되며, 방전 가스의 압력은 360~500Torr인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 버스 전극은 60~80㎛ 선폭과 3~7㎛ 두께의 Ag를 주성분으로 하는 무기 화합물로 형성되는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 방전셀의 피치는 650㎛미만인 것을 특징으로 한다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 상호 대향되게 배치된 전면기판 및 배면기판, 상기 전면 기판 상에 투명 전극 및 버스 전극을 포함하도록 형성된 스캔 전극 및 서스테인 전극과, 상기 스캔 전극 및 서스테인 전극과 교차하는 방향으로 배면 기판 상에 형성된 어드레스 전극, 상기 전면 기판 및 배면 기판 사이의 공간에 배치되어 복수의 방전셀들을 형성하는 격벽을 포함하는 본 발명에 따른 플라즈마 표시 패널의 구동 장치는 상기 스캔 전극을 구동하는 스캔 구동부와; 상기 서스테인 전극을 구동하는 서스테인 구동부와; 상기 어드레스 전극을 구동하는 어드레 스 구동부를 포함하며, 상기 방전셀의 면적(SC) 대비 상기 투명 전극의 전체 면적 중 가시광이 투과 가능한 상기 투명 전극의 순수 면적(ST)비는 0.51≤ST/SC≤0.83을 만족하는 것을 특징으로 한다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 상호 대향되게 배치된 전면기판 및 배면기판, 상기 전면 기판 상에 투명 전극 및 버스 전극을 포함하도록 형성된 스캔 전극 및 서스테인 전극과, 상기 스캔 전극 및 서스테인 전극과 교차하는 방향으로 배면 기판 상에 형성된 어드레스 전극, 상기 전면 및 배면 기판 사이의 공간에 배치되어 복수의 방전셀들을 형성하는 격벽을 포함하는 본 발명에 따른 플라즈마 표시 패널을 복수의 서브 필드로 나누어 구동하는 구동 방법은 상기 복수의 서브 필드 중 제i(여기서, i는 자연수) 서브 필드의 리셋 기간에 상기 복수의 방전셀을 초기화하는 단계와; 상기 제i 서브 필드의 어드레스 기간에 상기 복수의 방전셀 중에서 발광 셀을 선택하는 단계와; 상기 제i 서브 필드의 서스테인 기간에 상기 발광셀을 서스테인 방전시키는 단계를 포함하며, 상기 방전셀의 면적(SC) 대비 상기 투명 전극의 전체 면적 중 가시광이 투과 가능한 상기 투명 전극의 순수 면적(ST)비는 0.51≤ST/SC≤0.83을 만족하는 것을 특징으로 한다.
상기 기술적 과제 외에 본 발명의 다른 기술적 과제 및 이점들은 첨부 도면을 참조한 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 도 1 내지 도 9를 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 플라즈마 표시 패널을 나타내는 사시도이다.
도 1에 도시된 플라즈마 표시 패널(100)은 전면 패널(110)과 배면 패널(120)을 구비한다.
전면 패널(110)은 전면 기판(111) 상에 순차적으로 형성되는 스캔 전극(112) 및 서스테인 전극(114)과, 제1 유전체층(116) 및 보호층(118)을 포함한다.
스캔 전극(112) 및 서스테인 전극(114) 각각은 투명 전극(112b,114b)과 버스 전극(112a,114a)으로 이루어진다.
투명 전극(112b,114b)은 전면 기판(111)을 가로질러 플라즈마 표시 패널(100)의 가로 방향으로 형성된다. 이러한 투명전극(112b,114b)으로는 가시광이 투과될 수 있도록 ITO(Indium-doped Tin Oxide) 또는 ATO(Antimony-doped Tin Oxide)와 같은 투명한 도전성 재료가 이용된다. 투명 전극(112b,114b)은 300~1000nm의 두께, 예를 들어 약 700nm를 가지도록 형성되며, 이러한 투명 전극(112b,114b)의 두께는 패널의 구조 및 구동 조건에 의해 변경가능하다.
버스 전극(112a,114a)은 투명 전극(112b,114b) 상에 투명 전극(112b,114b)과 나란하게 형성되어 투명 전극(112b,114b)과 전기적으로 접속된다. 이러한 버스 전극(112a,114a)은 투명 전극(112b,114b)의 낮은 전기 전도성을 보완하도록 전기 전도성이 좋은 도전성 물질로 형성된다. 예를 들어, 버스전극(112a,114a)은 Cr-Cu-Cr 또는 60~80㎛ 선폭과 3~7㎛ 두께의 Ag를 주성분으로 하는 무기 화합물로 형성된 다. 한편, 버스 전극(112a,114a)은 외부광의 반사를 막기 위해 흑색화할 수도 있다.
제1 유전체층(116)은 전면 기판(111)에 스캔 전극(112) 및 서스테인 전극(114)을 매립하도록 형성된다. 제1 유전체층(116)은 방전시 스캔 전극(112) 및 서스테인 전극(114)들 간에 직접 통전되는 것을 방지함과 아울러 양(+)이온 또는 음(-)이온이 스캔 전극(112) 및 서스테인 전극(114)들과 직접 충돌하여 스캔 전극(112) 및 서스테인 전극(114)들이 손상되는 것을 방지한다. 또한, 제1 유전체층(116)은 전하를 유도하여 벽전하를 축적한다. 이와 같은 제1 유전체층(116)으로는 PbO, B2O3, SiO2 등이 이용된다.
보호층(118)은 제1 유전층(116) 위에 형성된다. 이 보호층(118)은 방전시 2차 전자의 방출을 증가시켜 방전을 용이하게 한다. 또한, 보호층(118)은 제1 유전체층(116)의 표면을 보호함으로써 스캔 전극(112) 및 서스테인 전극(114)의 수명이 저하되는 것을 방지한다. 보호층(118)은 높은 투과성, 내 스퍼터링(sputtering)성, 낮은 방전 전압, 넓은 메모리 마진 및 구동 전압 안정성 등이 요구되는 재료로 만들어져야 한다. 예를 들어, 보호층(118)은 산화 마그네슘(MgO)이 사용될 수 있다.
배면 패널(120)은 배면 기판(121) 상에 순차적으로 형성되는 어드레스 전극(122)과, 제2 유전체층(124)과, 격벽(128)과, 형광체층(126)을 포함한다.
어드레스 전극(122)은 배면 기판(121)에 스캔 전극(112) 및 서스테인 전 극(114)과 교차하는 방향으로 형성된다.
제2 유전체층(124)은 어드레스 전극(122)을 매립하도록 배면 기판(121) 위에 형성된다. 제2 유전체층(124)은 방전시 양(+)이온 또는 음(-)이온이 어드레스전극(122)에 충돌하여 어드레스전극(122)을 손상시키는 것을 방지한다. 또한, 제2 유전체층(124)은 전하를 유도하여 벽전하를 축적한다. 이와 같은 제2 유전체층(124)으로는 PbO, B2O3, SiO2 등이 이용된다.
격벽(128)은 제2 유전체층(124)상에 방전공간을 구획하여 방전셀들을 형성한다. 격벽(128)은 전면 패널(100)과 배면 패널(200)의 간격을 유지시키며, 방전셀간의 크로스 토크(cross-talk)를 방지한다. 이러한 격벽(128)으로는 PbO, B2O3, SiO2, Al2O3 등으로 형성되며, K2O, BaO, ZnO 등은 첨가재로 이용될 수 있다.
격벽(128)은 가로 격벽(128a)과 세로 격벽(128b)으로 구성된 매트릭스(matrix) 타입 격벽이 사용될 수 있다. 그러나 본 발명의 보호범위는 이에 한정되지 아니하며, 플라즈마 표시 패널의 세로 방향으로 길게 형성된 스트라이프(stripe) 타입의 격벽일 수 있으며, 육각형 또는 팔각형 등의 다각형 구조나 원형 또는 타원형 모양의 단면을 가지는 격벽일 수도 있다.
적색, 녹색 및 청색 형광체층(126R,126G,126B)은 방전셀을 구획하는 격벽(128)의 측면과, 격벽들(128) 사이의 제2 유전체층(124) 상에 형성된다. 이러한 형광체층(126)은 방전에 의해 발생된 자외선을 흡수하여 가시광선을 발생한다.
한편, 전면 패널(110)과 배면 패널(120)을 합착한 후에는, 조립된 플라즈마 표시 패널 내부 공간의 공기를 완전히 배기한 후, 방전의 효율을 높일 수 있는 적정한 방전 가스를 채워 넣는다. 방전가스로는 주로 Ne-Xe, He-Xe, He-Ne-Xe 등의 혼합가스가 사용된다. 예를 들어, 방전가스의 조성은 11%의 Xe와, 35%의 He과, 54%의 Ne이 이용된다. 그리고, 방전 가스의 압력은 360~500Torr이며 가스 압력은 패널의 구조 및 구동 조건에 의해 변경 가능하다.
이와 같은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 플라즈마 표시 패널은 수학식 1을 만족하도록 형성된다.
0.51≤ST/SC≤0.83
(∵ST=SE-SB)
여기서, SC는 격벽(128)으로 둘러싸인 방전셀의 상부 개구 면적을, SE는 각 방전셀 내의 투명 전극(112b,114b)의 면적을, SB는 각 방전셀 내의 버스 전극(112a,114a)의 면적을, ST는 투명 전극(112b,114b)의 전체 면적 중 버스 전극(112a,114a)과 중첩되지 않아 가시광이 투과할 수 있는 투명 전극(112b,114b)의 순수 면적을 나타낸다.
수학식 1을 만족하게 되면 도 1에 도시된 플라즈마 표시 패널에 공급되는 전력(W) 대비 구현되는 휘도(L)의 비인 효율(Efficiency)은 증가하게 된다. 구체적으로, 도 2에 도시된 바와 같이 방전셀의 면적(SC) 대비 투명 전극(112b,114b)의 순 수 면적(ST) 비가 0.51 미만인 경우와 0.83을 초과한 경우, 광효율은 0.175미만이다. 반면에 방전셀의 면적(SC) 대비 투명 전극(112b,114b)의 순수 면적(ST) 비가 0.51~0.83인 경우, 광효율은 0.175이상으로 상대적으로 높다.
한편, 수학식 1을 만족하게 되면, 도 3에 도시된 바와 같이 방전셀 면적(SC) 대비 투명 전극의 순수 면적(ST) 비가 0.5미만일 때보다는 단위광이 증가하여 저계조 화질 구현이 저하된다.
도 4는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 플라즈마 표시 패널을 나타내는 평면도이다.
도 4에 도시된 플라즈마 표시 패널은 도 1에 도시된 플라즈마 표시 패널과 대비하여 격벽(128)이 이중 격벽 구조인 것을 제외하고는 동일한 구성 요소를 가진다. 이에 따라, 동일한 구성요소에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
격벽(128)은 서로 교차하는 가로 격벽(128a) 및 세로 격벽(128b)을 포함한다.
세로 격벽(128b)은 어드레스 전극(122)과 나란한 방향으로 형성되며 좌우로 인접한 방전셀들(C) 사이에 형성된다. 이에 따라, 좌우로 인접한 방전셀들(C)은 세로 격벽(128b)을 공유한다.
가로 격벽(128a)은 버스 전극(112a,114a)과 나란한 방향으로 버스 전극(112a,114a)과 중첩되게 형성된다. 이러한 가로 격벽(128a)은 상하로 인접한 방전셀들(C)의 상부와 하부에 실제로는 방전이 일어나지 않는 비방전셀(NC)이 존재하 도록 형성된다. 여기서, 비방전셀(NC)은 배기통로로 이용되어 배기효율을 높힌다. 이와 같이, 상하로 인접한 방전셀들(C)은 가로 격벽(128a)을 서로 공유하지 않으므로 이중 격벽 구조를 이룬다.
한편, 도 4에 도시된 플라즈마 표시 패널은 좌우로 인접한 방전셀이 세로 격벽(28b)을 공유함과 아울러 상하로 인접한 방전셀(C)이 가로 격벽(28a)을 공유하는 도 5에 도시된 플라즈마 표시 패널과 대비하여 격벽(128)으로 둘러싸인 방전셀(C)의 면적을 제외하고는 각 구성요소의 길이 및 폭 등이 동일하다. 이에 따라, 도 4에 도시된 플라즈마 표시 패널의 방전셀(C) 면적 대비 버스 전극(112a,114a)과 비중첩되는 투명 전극(112b,114b)의 순수 면적 비는 약 51%인 반면에 도 5에 도시된 플라즈마 표시 패널의 방전셀(C) 면적 대비 버스 전극(12a,14a)과 비중첩되는 투명 전극(12b,14b)의 순수 면적 비는 약 37%이다. 이 경우, 표 1에 도시된 바와 같이 휘도, 색온도 및 소비 전력은 도 4에 도시된 플라즈마 표시 패널이 도 5에 도시된 플라즈마 표시 패널과 비교하여 우수하다.
조건 도 5에 도시된 PDP 도 4에 도시된 PDP
Full White 휘도(cd/m2) 174~182 180~183
색온도(℃) 7283 8362
소비전력(W) 469 406
단위광(cd/m2) 4.17 3.87
또한, 수학식 1을 만족하는 경우, 상대적으로 높아지는 단위광은 도 4에 도시된 플라즈마 표시 패널과 같이 이중 격벽 구조를 적용함으로써 수학식 1을 만족하지 않는 도 5에 도시된 플라즈마 표시 패널과 대비하여 상대적으로 낮아진다. 이에 따라, 수학식 1을 만족하고 이중 격벽을 사용한 플라즈마 표시 패널은 광 효율이 향상됨과 아울러 단위광이 낮아져 저계조 표현력이 향상된다.
한편, 플라즈마 표시 패널의 투명 전극(112b,114b)은 도 1에 도시된 바와 같이 판 형태와 도 4에 도시된 바와 같이 방전공간으로 사각 형태로 돌출도록 형성되는 것을 예로 들어 설명하였다. 그러나 본 발명의 보호범위는 이에 한정되지 아니하며, 플라즈마 표시 패널의 투명 전극(112b,114b)은 6a에 도시된 바와 같이 방전공간으로 "T"자 형태로 돌출되도록 형성되거나 도 6b에 도시된 바와 같이 방전공간으로 사다리꼴 형태로 돌출되도록 형성될 수도 있다.
이와 같은 본 발명의 제1 및 제2 실시 예에 따른 플라즈마 표시 패널은 도 7에 도시된 구동 장치에 의해 구동된다.
도 7에 도시된 플라즈마 표시 패널의 구동 장치는 플라즈마 표시 패널(100)의 어드레스 전극들(A1 내지 Am)에 데이터를 공급하기 위한 어드레스 구동부(104)와, 스캔 전극들(Y1 내지 Yn)을 구동하기 위한 스캔 구동부(102)와, 서스테인 전극들(X1 내지 Xn)을 구동하기 위한 서스테인 구동부(108)와, 각 구동부(102,104,108)를 제어하는 제어부(106)를 구비한다.
제어부(106)는 수직/수평 동기신호를 입력받아 각 구동부(102,104,108)에 필요한 어드레스 제어 신호, 스캔 제어 신호 및 서스테인 제어 신호를 생성한다. 생성된 제어신호는 해당 구동부(102,104,108)에 공급됨으로써 제어부(106)는 각 구동부(102,104,108)를 제어하게 된다.
또한, 제어부(106)는 한 프레임을 복수의 서브필드로 분할하여 구동하며, 각 서브필드는 시간적인 동작 변화로 표현하면 리셋 기간, 어드레스 기간 및 서스테인 기간으로 이루어진다. 특히, 제어부(106)는 한 프레임동안 입력되는 영상 신호로부터의 부하율과 이에 대응하는 APC(Auto Power Control)레벨을 판단하여 한 프레임에 할당되는 서스테인 펄스의 총 개수를 결정하고, 결정된 서스테인 펄스의 총 개수를 복수의 서브 필드에 할당한다. 이 때, 제어부(106)는 각 서브 필드에 할당된 서스테인 펄스의 개수가 해당 서브 필드의 가중치에 비례하도록 서스테인 펄스를 복수의 서브 필드에 할당할 수 있다.
어드레스 구동부(104)는 제어부(106)로부터의 어드레스 제어신호에 응답하여 표시하고자 하는 방전셀을 선택하기 위한 데이터 신호를 각 어드레스 전극(A)에 공급한다.
스캔 구동부(102)는 제어부(106)로부터 스캔 제어신호에 응답하여 스캔 전극 (Y1 내지 Yn)에 구동 전압들을 인가한다.
서스테인 구동부(108)는 제어부(106)로부터 서스테인 제어 신호에 응답하여 서스테인 전극들(X1 내지 Xn)에 구동 전압을 인가한다.
도 8은 본 발명에 따른 플라즈마 표시 장치의 화상을 표시하는 단위 프레임을 도시한 도면이다.
도 8에 도시된 바와 같이 화상을 표시하는 단위 프레임은 시분할 계조 표현을 위해 8개의 서브필드(SF1 내지 SF8)로 나뉜다. 각 서브 필드는 리셋 기간(R1~R8), 어드레스 기간(A1~A8), 서스테인 기간(S1~S8)으로 분할된다.
플라즈마 디스플레이 패널의 휘도는 단위 프레임에서 차지하는 서스테인 주기(S1∼S8)의 길이에 비례한다. 단위 프레임에서 차지하는 서스테인 주기(S1∼S8)의 길이는 255T(T는 단위 시간)이다. 이때, 제n 서브필드(SFn)의 서스테인 주기(Sn)에는 2n에 상응하는 시간이 각각 설정된다. 이에 따라, 8 개의 서브필드들 중에서 표시될 서브필드를 적절히 선택하면, 어느 서브필드에서도 표시되지 않는 0(영) 계조를 포함하여 모두 256 계조의 표시가 수행될 수 있다.
한편, 도면에서는 단위 프레임을 8개의 서브필드(SF1~SF8)로 나누고, 각 서브필드의 계조 가중치를 제1 서브필드(SF1)부터 제8 서브필드(SF8)까지 1T,2T,...128T 과 같이 할당하였으나, 이는 일예에 불과하며, 이에 한정되지 않는다. 즉, 단위 프레임의 서브필드 수는 8개 보다 적거나 많을 수 있으며, 서브필드 별 계조 가중치의 할당도 예시된 것과 달리 설계 사양에 따라 변경할 수 있다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 표시 장치의 구동 파형 중 제1 내지 제3 서브필드(SF1~SF3)에 인가되는 구동 파형을 나타내는 도면이다.
도 9에 나타낸 바와 같이, 제1 서브 필드(SF1)는 메인 리셋 기간(MRP), 어드레스 기간(AP) 및 서스테인 기간(SP)을 포함하며, 제2 서브 필드(SF2) 및 제3 서브필드(SF3)는 각각 보조 리셋 기간(SRP), 어드레스 기간(AP) 및 서스테인 기간(SP)을 포함한다.
여기서, 제1 서브필드(SF1)의 메인 리셋 기간(MRP)은 소거 기간, 상승 기간 및 하강 기간을 포함한다.
메인 리셋 기간(MRP)의 소거 기간에서는 X 전극에 Vs전압을 인가한 상태에서, Y 전극의 전압을 기준 전압(도 9에서는 0V)에서 Vnf전압까지 점진적으로 하강시킨다. 제1 서브 필드(SF1)의 이전 서브 필드에서 서스테인 방전된 셀은 X 전극과 Y 전극에 각각 양(-)의 벽 전하와 음(+)의 벽 전하가 형성되어 있으므로, 소거 기간과 같은 파형을 인가하는 경우 벽 전하가 소거된다. 이에 따라 제1 서브필드(SF1)의 이전 서브필드에서 서스테인 방전된 셀은 서스테인 방전되지 않은 셀과 거의 유사한 벽 전하 상태가 된다. 한편, 도 9에서는 제1 서브 필드(SF1)의 소거 기간에 인가되는 소거 파형으로서 Y 전극에 점진적으로 하강하는 파형을 인가하였으나, 그 외에 소거 파형으로서 Y 전극을 기준 전압(0V)으로 바이어스한 상태에서 X 전극의 전압을 점진적으로 상승시키는 파형, 짧은 펄스에 의해 벽 전하를 소거시키는 세폭 펄스 파형 등이 대체될 수도 있다.
다음으로 메인 리셋 기간(MRP)의 상승 기간에서, X 전극에 기준 전압(0V)을 인가한 상태에서, Vs1 전압에서 Vset1 전압까지 점진적으로 상승하는 상승펄스를 Y전극에 인가한다. 그리고, A 전극에 기준 전압(0V)을 인가한다. 그러면, Y 전극 및 X 전극 사이와, Y 전극 및 A 전극 사이에서 미약한 방전인 리셋 방전이 발생한다. 리셋 방전이 일어나면서, Y 전극에는 음(-)의 벽 전하가 형성되고 X 전극 및 A 전극에는 양(+)의 벽 전하가 형성된다. 그리고 Y 전극의 전압이 도 9와 같이 점진적으로 변하는 경우에는 셀에 미약한 방전이 일어나면서 외부에서 인가된 전압과 셀의 벽 전압의 합이 방전 개시 전압 상태를 유지하도록 벽 전하가 형성된다. 한편, 제1 서브 필드(SF1)의 메인 리셋 기간(MRP)에서는 이전 서브 필드에서 서스테인 방전된 셀이든 서스테인 방전되지 않은 셀이든 초기화하여야 하므로, Vset1 전압은 모든 조건의 방전셀에서 방전이 일어날 수 있을 정도의 높은 전압이다. 또한, Vs1 전압은 스캔 전극(Y)과 서스테인 전극(X) 사이의 방전 개시 전압보다 낮은 전압이다.
그리고, 메인 리셋 기간(MRP)의 하강 기간에서는 X 전극을 Ve1 전압으로 유지한 상태에서 기준 전압(0V)에서 Vnf 전압까지 점진적으로 하강하는 하강 펄스를 Y 전극에 인가한다. 그러면 Y 전극의 전압이 감소하는 중에 Y 전극 및 X 전극 사이와, Y 전극 및 A 사이에서 약방전이 일어나면서 스캔 전극에 형성된 음(-)의 벽전하와, A 전극 및 X 전극에 형성된 양(+)의 벽전하는 소거된다. 일반적으로 (Vnf-Ve1) 전압의 크기는 Y 전극 및 X 전극 사이의 방전 개시 전압 근처로 설정된다. 그러면, Y 전극과 X 전극 사이의 벽전압이 거의 0V가 되어, 어드레스 기간(AP)에서 어드레스 방전이 일어나지 않은 셀이 서스테인 기간(SP)에서 오방전되는 것을 방지할 수 있다.
제1 서브 필드(SF1)의 어드레스 기간(AP)에서는 켜질 방전 셀을 선택하기 위해서 X 전극의 전압을 Ve1 전압보다 높은 Ve2 전압으로 유지한 상태에서 Y 전극과 A 전극에 각각 VscL 전압을 가지는 스캔 펄스 및 Va 전압을 가지는 어드레스 펄스를 인가한다. 그리고 선택되지 않는 Y 전극은 VscL 전압보다 높은 VscH 전압으로 바이어스하고, 켜지지 않을 셀의 A 전극에는 기준 전압을 인가한다. 그러면 Va 전압이 인가된 A 전극과 VscL 전압이 인가된 Y 전극에 의해 형성되는 방전 셀에서 어드레스 방전이 일어난다. 이 때, Y 전극과 X 전극 사이의 전압 차(VscL-Ve2)가 커져 안정적으로 어드레스 방전을 일으킬 수 있게 된다.
어드레스 기간(AP)에서 이러한 동작을 수행하기 위해, 스캔 구동부(102)는 Y 전극(Y1∼Yn) 중 VscL의 주사 펄스가 인가될 Y 전극을 선택하며, 예를 들어 싱글 구동에서 세로 방향으로 배열된 순서대로 Y 전극을 선택할 수 있다. 그리고 어드레스 구동부(104)는 하나의 Y 전극이 선택될 때 해당 Y 전극에 의해 형성된 셀을 통과하는 A 전극(A1∼Am) 중 Va 전압의 어드레스 펄스가 인가될 셀을 선택한다. 구체적으로, 먼저 첫 번째 행의 Y 전극에 VscL 전압의 주사 펄스를 인가하는 동시에 첫 번째 행 중 켜질 셀에 위치하는 A 전극에 Va 전압의 어드레스 펄스를 인가한다. 그러면 첫 번째 행의 Y 전극과 Va 전압이 인가된 A 전극 사이에서 방전이 일어나서, Y 전극에 (+) 벽 전하, A 및 X 전극에 각각 (-) 벽 전하가 형성된다. 그 결과 Y 전극과 X 전극 사이에 Y 전극의 전위가 X 전극의 전위에 대해 높도록 벽 전압(Vwxy)이 형성된다. 이어서, 두 번째 행의 Y 전극에 VscL 전압의 주사 펄스를 인가하면서 두 번째 행 중 표시하고자 하는 셀에 위치하는 A 전극에 Va 전압의 어드레스 펄스를 인가한다. 그러면 앞에서 설명한 것처럼 Va 전압이 인가된 A 전극과 두 번째 행의 Y 전극에 의해 형성되는 셀에서 어드레스 방전이 일어나서 셀에 벽 전하가 형성된다. 마찬가지로 나머지 행의 Y 전극에 대해서도 순차적으로 VscL 전압의 주사 펄스를 인가하면서 켜질 셀에 위치하는 A 전극에 Va 전압의 어드레스 펄스를 인가하여 벽 전하를 형성한다.
제1 서브 필드(SF1)의 서스테인 기간(SP)에서는 Y 전극과 X 전극에 교대로 Vs 전압의 서스테인 펄스를 인가한다. 이러한 서스테인 펄스에 의해, 제1 서브 필드(SF1)의 어드레스 기간(AP)에서 발광 셀 상태로 설정된 셀에서 서스테인 방전이 발생한다. 여기서 서스테인 펄스의 개수는 제1 서브필드(SF1)의 가중치에 맞게 적절하게 선택된다.
다음으로, 제2 서브필드(SF2) 및 제3 서브필드(SF3)에 인가되는 구동 파형은 리셋 기간에 인가되는 구동 파형이 다른 것을 제외하고 나머지는 제1 서브필드(SF1)에 인가되는 구동 파형과 동일하므로 이하 중복되는 설명은 생략한다.
도 9에 도시된 바와 같이, 제2 서브 필드(SF2) 및 제3 서브 필드(SF3)의 리셋 기간은 보조 리셋 기간(SRP)이다.
제2 서브 필드(SF2)의 보조 리셋 기간(SRP)에서는 Vs1 전압보다 낮은 Vs2에서 Vset1 전압보다 낮은 Vset2 전압까지 점진적으로 상승하는 상승 펄스를 Y 전극에 인가한 후 기준 전압에서 Vnf 전압까지 점진적으로 하강하는 하강 펄스를 Y 전극에 인가하여, 각각 이전 서브필드에서 서스테인 방전된 셀만을 리셋 방전시킨다. 이 때, 제2 서브 필드(SF2)의 보조 리셋 기간(SRP)에 공급된 상승 펄스 및 하강 펄스는 제1 서브 필드(SF1)의 메인 리셋 기간(MRP)에 공급된 상승 펄스 및 하강 펄스보다 폭이 좁다.
따라서, 제2 서브필드(SF2)의 보조 리셋 기간(SRP)에서, 다수의 방전셀 중 제1 서브필드(SF1)에서 서스테인 방전된 셀은 리셋 방전이 발생하여 초기화된다. 그리고, 제1 서브필드(SF1)에서 서스테인 방전되지 않은 셀은 제1 서브필드(SF1)의 메인 리셋 기간(MRP) 종료후의 벽 전하 상태를 유지하고 있으므로 비발광 셀 상태로 초기화된다.
그리고, 제3 서브 필드(SF3)의 보조 리셋 기간(SRP)에서는, Y 전극의 전압을 점진적으로 상승시키지 않고 바로 기준 전압(0V)에서 Vnf 전압까지 점진적으로 하강시켜, 각각 이전 서브필드에서 서스테인 방전 셀만을 리셋 방전시킨다. 이 때, 제3 서브 필드(SF3)의 보조 리셋 기간(SRP)에 공급된 하강 펄스는 제2 서브 필드(SF2)의 리셋 기간(SRP)에 공급된 하강 펄스보다 폭이 좁다.
따라서, 제3 서브 필드(SF3)의 보조 리셋 기간(SRP)에서, 다수의 방전셀 중 제2 서브 필드(SF2)에서 서스테인 방전된 셀은 리셋 방전이 발생하여 초기화된다. 그리고, 제2 서브 필드(SF2)에서 서스테인 방전되지 않은 셀은 제2 서브 필드(SF2)의 보조 리셋 기간(SRP) 종료후의 벽 전하 상태를 유지하고 있으므로 비발광 셀 상태로 초기화된다.
한편, 제2 및 제3 서브 필드(SF2,SF3)의 어드레스 기간(AP)의 동작은 제1 서브 필드(SF1)의 어드레스 기간(AP)과 동일하므로 구체적인 설명은 생략한다. 그리고, 제2 서브 필드(SF2) 및 제3 서브 필드(SF3) 각각의 서스테인 기간(SP)은 해당 서브필드의 가중치에 맞게 적절하게 서스테인 방전 펄스 개수가 설정된다.
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 정하여져야만 할 것이다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 플라즈마 표시 패널 및 그 구동 장치와 그 구동 방법은 초고정세, 즉 방전셀 피치가 650㎛미만인 패널에서 방전셀의 면적 대비 투명 전극의 순수 면적 비가 수학식1을 만족하고, 이중 격벽의 구조를 사용할 경우 광효율이 향상됨과 아울러 단위광이 낮아져 저계조 표현력이 향상된다.

Claims (20)

  1. 상호 대향되게 배치된 전면기판 및 배면기판과;
    상기 전면기판 상에 투명 전극 및 버스 전극을 포함하도록 형성된 스캔 전극 및 서스테인 전극과;
    상기 스캔 전극 및 상기 서스테인 전극과 교차하는 방향으로 상기 배면기판 상에 형성된 어드레스 전극과;
    상기 전면 및 배면 기판 사이의 공간에 배치되어 복수의 방전셀들을 형성하는 격벽을 포함하며,
    상기 방전셀의 면적(SC) 대비 상기 투명 전극의 전체 면적 중 가시광이 투과 가능한 상기 투명 전극의 순수 면적(ST)비는 하기 수학식을 만족하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 표시 패널.
    <수학식>
    0.51≤ST/SC≤0.83
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 투명 전극의 순수 면적은 상기 투명 전극의 전체 면적 중 상기 버스 전극과 비중첩되는 면적인 것을 특징으로 하는 플라즈마 표시 패널.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 격벽은
    상기 어드레스 전극과 나란하게 배치된 세로 격벽과;
    상기 세로 격벽과 직교하는 방향으로 배치되며 상기 어드레스 전극의 신장 방향으로 인접한 방전셀들 사이에 공간을 두어 비방전셀을 형성하는 가로 격벽을 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 표시 패널.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 투명 전극은 300~1000nm의 두께를 가지도록 형성되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 표시 패널.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 투명 전극은 ITO(Indium-doped Tin Oxide) 또는 ATO(Antimony-doped Tin Oxide)로 형성되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 표시 패널.
  6. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 격벽은 PbO, B2O3, SiO2, Al2O3 등을 포함하는 화합물로 형성되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 표시 패널.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 격벽에는 K2O, BaO, ZnO 등이 첨가되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 표시 패널.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 방전셀 내부에는 He-Ne-Xe 등의 혼합가스가 주입되며, 방전 가스의 압력은 360~500Torr인 것을 특징으로 하는 플라즈마 표시 패널.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 버스 전극은 60~80㎛ 선폭과 3~7㎛ 두께의 Ag를 주성분으로 하는 무기 화합물로 형성되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 표시 패널.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 방전셀의 피치는 650㎛미만인 것을 특징으로 하는 플라즈마 표시 패널.
  11. 상호 대향되게 배치된 전면기판 및 배면기판, 상기 전면 기판 상에 투명 전극 및 버스 전극을 포함하도록 형성된 스캔 전극 및 서스테인 전극과, 상기 스캔 전극 및 상기 서스테인 전극과 교차하는 방향으로 상기 배면 기판 상에 형성된 어드레스 전극, 상기 전면 기판 및 상기 배면 기판 사이의 공간에 배치되어 복수의 방전셀들을 형성하는 격벽을 포함하는 플라즈마 표시 패널의 구동 장치에 있어서,
    상기 스캔 전극을 구동하는 스캔 구동부와;
    상기 서스테인 전극을 구동하는 서스테인 구동부와;
    상기 어드레스 전극을 구동하는 어드레스 구동부를 포함하며,
    상기 방전셀의 면적(SC) 대비 상기 투명 전극의 전체 면적 중 가시광이 투과 가능한 상기 투명 전극의 순수 면적(ST)비는 하기 수학식을 만족하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 표시 패널의 구동 장치.
    <수학식>
    0.51≤ST/SC≤0.83
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 투명 전극의 순수 면적은 상기 투명 전극의 전체 면적 중 상기 버스 전극과 비중첩되는 면적인 것을 특징으로 하는 플라즈마 표시 패널의 구동 장치.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 격벽은
    상기 어드레스 전극과 나란하게 배치된 세로 격벽과;
    상기 세로 격벽과 직교하는 방향으로 배치되며 상기 어드레스 전극의 신장 방향으로 인접한 방전셀들 사이에 공간을 두어 비방전셀을 형성하는 가로 격벽을 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 표시 패널의 구동 장치.
  14. 제 11 항에 있어서,
    상기 방전셀의 피치는 650㎛미만인 것을 특징으로 하는 플라즈마 표시 패널의 구동 장치.
  15. 상호 대향되게 배치된 전면기판 및 배면기판, 상기 전면 기판 상에 투명 전극 및 버스 전극을 포함하도록 형성된 스캔 전극 및 서스테인 전극과, 상기 스캔 전극 및 상기 서스테인 전극과 교차하는 방향으로 상기 배면 기판 상에 형성된 어드레스 전극, 상기 전면 기판 및 상기 배면 기판 사이의 공간에 배치되어 복수의 방전셀들을 형성하는 격벽을 포함하는 플라즈마 표시 패널을 복수의 서브 필드로 나누어 구동하는 구동 방법에 있어서,
    상기 복수의 서브 필드 중 제i(여기서, i는 자연수) 서브 필드의 리셋 기간에 상기 복수의 방전셀을 초기화하는 단계와;
    상기 제i 서브 필드의 어드레스 기간에 상기 복수의 방전셀 중에서 발광 셀을 선택하는 단계와;
    상기 제i 서브 필드의 서스테인 기간에 상기 발광셀을 서스테인 방전시키는 단계를 포함하며,
    상기 방전셀의 면적(SC) 대비 상기 투명 전극의 전체 면적 중 가시광이 투과 가능한 상기 투명 전극의 순수 면적(ST)비는 하기 수학식을 만족하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 표시 패널의 구동 방법.
    <수학식>
    0.51≤ST/SC≤0.83
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 제i 서브 필드에서 상기 복수의 방전셀을 초기화하는 단계는
    상기 스캔 전극에 제1전압부터 제2전압까지 점차 상승하는 상승 펄스가 인가되는 단계와;
    상기 스캔 전극에 제3 전압에서 제4 전압까지 점차 하강하는 하강 펄스가 인가되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 표시 패널의 구동 방법.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 제i 서브 필드의 다음 서브 필드인 제i+1 서브 필드의 리셋 기간에, 상기 제1 전압보다 낮은 제5 전압에서 상기 제2 전압보다 낮은 제6 전압까지 점차 상승하는 상승 펄스를 상기 스캔 전극에 인가한 후, 상기 제3 전압에서 제4 전압까지 점차 하강하는 하강 펄스를 상기 스캔 전극에 인가하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 표시 패널의 구동 방법.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 제i+1 서브 필드의 다음 서브 필드인 제i+2 서브 필드의 리셋 기간에, 상기 제3 전압에서 제4 전압까지 점차 하강하는 하강 펄스를 상기 스캔 전극에 인가하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 표시 패널의 구동 방법.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 제i 서브 필드의 하강 펄스는 상기 제i+1 서브 필드의 하강 펄스보다 폭이 넓으며, 상기 제i+1 서브필드의 하강 펄스는 상기 제i+2 서브 필드의 하강 펄스보다 폭이 넓은 것을 특징으로 하는 플라즈마 표시 패널의 구동 방법.
  20. 제 18 항에 있어서,
    상기 하강 펄스가 인가되는 상기 리셋 기간에, 상기 서스테인 전극을 제7 전압으로 유지시키는 단계와;
    상기 어드레스 기간에, 상기 서스테인 전극을 상기 제7 전압보다 높은 상기 제8 전압으로 유지시키는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 표시 패널의 구동 방법.
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