KR20100026350A - 플라즈마 디스플레이 장치 - Google Patents

플라즈마 디스플레이 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 플라즈마 디스플레이 장치에 관한 것이다.
그 플라즈마 디스플레이 장치는, 복수의 스캔 전극 및 서스테인 전극을 구비하며, 복수의 스캔 전극은 제1, 2 그룹을 포함하는 적어도 2개 이상의 그룹으로 나뉘고, 하나의 프레임은 복수의 서브필드들로 구성되며,
복수의 서브필드 중 적어도 어느 하나의 서브필드는 제1 그룹으로 스캔 신호를 공급하는 제1 스캔구간, 제1 그룹에서 방전이 발생하는 제1 유지구간, 제1 그룹으로 제1 리셋신호가 인가되고, 제2 그룹으로 제1 리셋신호보다 최고 전압이 큰 제2 리셋신호가 인가되는 제2 리셋구간, 및 제2 그룹으로 스캔 신호를 공급하는 제2 스캔구간을 순차적으로 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 장치에 의하면, 리셋 신호에 의한 프라이밍 효과를 활용하여 구동 마진을 증가시킴과 동시에 벽전하 손실에 따른 어드레스 오방전을 감소시킬 수 있으며, 그로 인해 디스플레이 영상의 화질을 개선할 수 있다.
Figure P1020080085324
플라즈마 디스플레이 장치, pdp, 리셋 신호, 블록 구동

Description

플라즈마 디스플레이 장치{plasma display apparatus}
본 발명은 플라즈마 디스플레이 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 플라즈마 디스플레이 패널을 구동시키는 장치에 관한 것이다.
플라즈마 디스플레이 장치는 격벽이 형성된 배면기판 및 이와 대향되는 전면기판 사이에 복수의 방전셀들이 형성되는 패널을 포함하고, 입력되는 영상 신호에 따라 상기 복수의 방전셀들을 선택적으로 방전시켜 상기 방전에 의해 발생하는 진공 자외선이 형광체를 발광시키도록 함으로써 영상을 디스플레이하는 장치이다.
영상의 효과적인 디스플레이를 위해, 플라즈마 디스플레이 장치는 일반적으로 입력되는 영상 신호를 처리하여 패널에 포함된 복수의 전극들에 구동 신호를 공급하는 구동부로 출력하는 구동 제어 장치를 포함한다.
대화면의 플라즈마 디스플레이 장치의 경우, 패널을 고속 구동시키고 안정적인 방전을 발생시키는 것이 더욱 요구된다.
본 발명의 기술적 과제는 플라즈마 디스플레이 패널의 고속 구동시 발생할 수 있는 벽전하 손실에 따른 어드레스 오방전을 감소시켜 디스플레이 영상의 화질을 개선할 수 있는 플라즈마 디스플레이 장치를 제공하는데 있다.
상기한 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명에 의한 플라즈마 디스플레이 장치는, 복수의 스캔 전극 및 서스테인 전극을 구비하며, 복수의 스캔 전극은 제1, 2 그룹을 포함하는 적어도 2개 이상의 그룹으로 나뉘고, 하나의 프레임은 복수의 서브필드들로 구성되며,
복수의 서브필드 중 적어도 어느 하나의 서브필드는 제1 그룹으로 스캔 신호를 공급하는 제1 스캔구간, 제1 그룹에서 방전이 발생하는 제1 유지구간, 제1 그룹으로 제1 리셋신호가 인가되고, 제2 그룹으로 제1 리셋신호보다 최고 전압이 큰 제2 리셋신호가 인가되는 제2 리셋구간, 및 제2 그룹으로 스캔 신호를 공급하는 제2 스캔구간을 순차적으로 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 장치에 의하면, 리셋 신호에 의한 프라이밍 효과를 활용하여 구동 마진을 증가시키기고 벽전하 손실에 따른 어드레스 오방전을 감소시킬 수 있으며, 그로 인해 디스플레이 영상의 화질을 개선할 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 구동 방법 및 그를 이용한 플라즈마 디스플레이 장치에 관하여 상세히 설명한다. 도 1은 플라즈마 디스플레이 패널의 구조에 대한 일실시예를 사시도로 도시한 것이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 플라즈마 디스플레이 패널은 상부기판(10) 상에 형성되는 유지 전극 쌍인 스캔 전극(11) 및 서스테인 전극(12), 하부기판(20) 상에 형성되는 어드레스 전극(22)을 포함한다.
상기 유지 전극 쌍(11, 12)은 통상 인듐틴옥사이드(Indium-Tin-Oxide;ITO)로 형성된 투명전극(11a, 12a)과 버스 전극(11b, 12b)을 포함하며, 상기 버스 전극(11b, 12b)은 은(Ag), 크롬(Cr) 등의 금속 또는 크롬/구리/크롬(Cr/Cu/Cr)의 적층형이나 크롬/알루미늄/크롬(Cr/Al/Cr)의 적층형으로 형성될 수 있다. 버스 전극(11b, 12b)은 투명전극(11a, 12a) 상에 형성되어, 저항이 높은 투명전극(11a, 12a)에 의한 전압 강하를 줄이는 역할을 한다.
한편, 본 발명의 일실시예에 따르면 유지 전극쌍(11, 12)은 투명전극(11a 12a)과 버스 전극(11b, 12b)이 적층된 구조 뿐만 아니라, 투명 전극(11a, 12a)이 없이 버스 전극(11b, 12b)만으로도 구성될 수 있다. 이러한 구조는 투명 전극(11a, 12a)을 사용하지 않으므로, 패널 제조의 단가를 낮출 수 있는 장점이 있다. 이러한 구조에 사용되는 버스 전극(11b, 12b)은 위에 열거한 재료 이외에 감광성 재료등 다양한 재료가 가능할 것이다.
스캔 전극(11) 및 서스테인 전극(12)의 투명전극(11a, 12a)과 버스전극(11b, 11c)의 사이에는 상부 기판(10)의 외부에서 발생하는 외부광을 흡수하여 반사를 줄여주는 광차단의 기능과 상부 기판(10)의 퓨리티(Purity) 및 콘트라스트를 향상시키는 기능을 하는 블랙 매트릭스(Black Matrix, BM, 15)가 배열된다.
본 발명의 일실시예에 따른 블랙 매트릭스(15)는 상부 기판(10)에 형성되는데, 격벽(21)과 중첩되는 위치에 형성되는 제1 블랙 매트릭스(15)와, 투명전극(11a, 12a)과 버스전극(11b, 12b)사이에 형성되는 제2 블랙 매트릭스(11c, 12c)로 구성될 수 있다. 여기서, 제 1 블랙 매트릭스(15)와 블랙층 또는 블랙 전극층이라고도 하는 제 2 블랙 매트릭스(11c, 12c)는 형성 과정에서 동시에 형성되어 물리적으로 연결될 수 있고, 동시에 형성되지 않아 물리적으로 연결되지 않을 수도 있다.
또한, 물리적으로 연결되어 형성되는 경우, 제 1 블랙 매트릭스(15)와 제 2 블랙 매트릭스(11c, 12c)는 동일한 재질로 형성되지만, 물리적으로 분리되어 형성되는 경우에는 다른 재질로 형성될 수 있다.
스캔 전극(11)과 서스테인 전극(12)이 나란하게 형성된 상부기판(10)에는 상부 유전체층(13)과 보호막(14)이 적층된다. 상부 유전체층(13)에는 방전에 의하여 발생된 하전입자들이 축적되고, 유지 전극 쌍(11, 12)을 보호하는 기능을 수행할 수 있다. 보호막(14)은 가스 방전시 발생된 하전입자들의 스피터링으로부터 상부 유전체층(13)을 보호하고, 2차 전자의 방출 효율을 높이게 된다.
또한, 어드레스 전극(22)은 스캔 전극(11) 및 서스테인 전극(12)과 교차되는 방향으로 형성된다. 또한, 어드레스 전극(22)이 형성된 하부기판(20) 상에는 하부 유전체층(23)과 격벽(21)이 형성된다.
또한, 하부 유전체층(24)과 격벽(21)의 표면에는 형광체층(23)이 형성된다. 격벽(21)은 세로 격벽(21a)와 가로 격벽(21b)가 폐쇄형으로 형성되고, 방전셀을 물리적으로 구분하며, 방전에 의해 생성된 자외선과 가시광이 인접한 방전셀에 누설되는 것을 방지한다.
본 발명의 일실시예에는 도 1에 도시된 격벽(21)의 구조뿐만 아니라, 다양한 형상의 격벽(21)의 구조도 가능할 것이다. 예컨대, 세로 격벽(21a)과 가로 격벽(21b)의 높이가 다른 차등형 격벽 구조, 세로 격벽(21a) 또는 가로 격벽(21b) 중 적어도 하나 이상에 배기 통로로 사용 가능한 채널(Channel)이 형성된 채널형 격벽 구조, 세로 격벽(21a) 또는 가로 격벽(21b) 중 하나 이상에 홈(Hollow)이 형성된 홈형 격벽 구조 등이 가능할 것이다.
여기서, 차등형 격벽 구조인 경우에는 가로 격벽(21b)의 높이가 높은 것이 더 바람직하고, 채널형 격벽 구조나 홈형 격벽 구조인 경우에는 가로 격벽(21b)에 채널이 형성되거나 홈이 형성되는 것이 바람직할 것이다.
한편, 본 발명의 일실시예에서는 R, G 및 B 방전셀 각각이 동일한 선상에 배열되는 것으로 도시 및 설명되고 있지만, 다른 형상으로 배열되는 것도 가능할 것이다. 예컨대, R, G 및 B 방전셀이 삼각형 형상으로 배열되는 델타(Delta) 타입의 배열도 가능할 것이다. 또한, 방전셀의 형상도 사각형상 뿐만 아니라, 오각형, 육각형 등의 다양한 다각 형상도 가능할 것이다.
또한, 형광체층(23)은 가스 방전시 발생된 자외선에 의해 발광되어 적색(R), 녹색(G) 또는 청색(B) 중 어느 하나의 가시광을 발생하게 된다. 여기서, 상부/하부 기판(10, 20)과 격벽(21) 사이에 마련된 방전공간에는 방전을 위한 He+Xe, Ne+Xe 및 He+Ne+Xe 등의 불활성 혼합가스가 주입된다.
도 2는 플라즈마 디스플레이 패널의 전극 배치에 대한 일실시예를 도시한 것으로, 플라즈마 디스플레이 패널을 구성하는 복수의 방전셀들은 도 2에 도시된 바와 같이 매트릭스 형태로 배치되는 것이 바람직하다. 복수의 방전셀들은 각각 스캔 전극 라인(Y1 내지 Ym), 서스테인 전극 라인(Z1 내지 Zm) 및 어드레스 전극 라인(X1 내지 Xn)의 교차부에 마련된다. 스캔 전극 라인(Y1 내지 Ym)은 순차적으로 구동되거나 동시에 구동될 수 있고, 서스테인 전극 라인(Z1 내지 Zm)은 동시에 구동될 수 있다. 어드레스 전극라인(X1 내지 Xn)은 기수 번째 라인들과 우수 번째 라인들로 분할되어 구동되거나 순차적으로 구동될 수 있다.
도 2에 도시된 전극 배치는 본 발명에 따른 플라즈마 패널의 전극 배치에 대한 일실시예에 불과하므로, 본 발명은 도 2에 도시된 플라즈마 디스플레이 패널의 전극 배치 및 구동 방식에 한정되지 아니한다. 예컨데, 상기 스캔 전극 라인(Y1 내지 Ym)들 중 2 개의 스캔 전극 라인이 동시에 스캐닝되는 듀얼 스캔(dual scan) 방식도 가능하다. 또한, 상기 어드레스 전극 라인(X1 내지 Xn)은 패널의 중앙 부분에서 상하 또는 좌우로 분할되어 구동될 수도 있다.
도 3은 하나의 프레임(frame)을 복수의 서브필드로 나누어 시분할 구동시키는 방법에 대한 일실시예를 타이밍도로 도시한 것이다. 단위 프레임은 시분할 계조 표시를 실현하기 위하여 소정 개수 예컨대 8개의 서브필드들(SF1, ..., SF8)로 분 할될 수 있다. 또한, 각 서브필드(SF1, ...SF8)는 리셋 구간(미도시)과, 어드레스 구간(A1, ..., A8)및, 서스테인 구간(S1, ..., S8)로 분할된다.
여기서, 본 발명의 일실시예에 따르면 리셋 구간은 복수 개의 서브필드 중 적어도 하나에서 생략될 수 있다. 예컨대, 리셋 구간은 최초의 서브필드에서만 존재하거나, 최초의 서브필드와 전체 서브필드 중 중간 정도의 서브필드에서만 존재할 수도 있다.
각 어드레스 구간(A1, ..., A8)에서는, 어드레스 전극(X)에 표시 데이터 신호가 인가되고, 각 스캔 전극(Y)에 상응하는 스캔 펄스가 순차적으로 인가된다.
각 서스테인 구간(S1, ...,S8)에서는, 스캔 전극(Y)과 서스테인 전극(Z)에 서스테인 펄스가 교호하게 인가되어, 어드레스 구간(A1, ..., A8)에서 벽전하들이 형성된 방전셀들에서 서스테인 방전을 일으킨다.
플라즈마 디스플레이 패널의 휘도는 단위 프레임에서 차지하는 서스테인 방전 구간(S1, ..., S8)내의 서스테인 방전 펄스 개수에 비례한다. 1 화상을 형성하는 하나의 프레임이, 8개의 서브필드와 256계조로 표현되는 경우에, 각 서브필드에는 차례대로 1, 2, 4, 8, 16, 32, 64, 128의 비율로 서로 다른 서스테인 펄스의 수가 할당될 수 있다. 만일 133계조의 휘도를 얻기 위해서는, 서브필드1 구간, 서브필드3 구간 및 서브필드8 구간 동안 셀들을 어드레싱하여 서스테인 방전하면 된다.
각 서브필드에 할당되는 서스테인 방전 수는, APC(Automatic Power Control)단계에 따른 서브필드들의 가중치에 따라 가변적으로 결정될 수 있다. 즉, 도 3에서는 한 프레임을 8개의 서브필드로 분할하는 경우를 예로 들어 설명하였으나 본 발명은 그에 한정되지 아니하며, 한 프레임을 형성하는 서브필드의 수를 설계사양에 따라 다양하게 변형하는 것이 가능하다. 예를 들어, 한 프레임을 12 또는 16 서브필드 등과 같이, 8 서브필드 이상으로 분할하여 플라즈마 디스플레이 패널을 구동시킬 수 있다.
또한 각 서브필드에 할당되는 서스테인 방전 수는 감마특성이나 패널특성을 고려하여 다양하게 변형하는 것이 가능하다. 예컨대, 서브필드 4에 할당된 계조도를 8에서 6으로 낮추고, 서브필드 6 에 할당된 계조도를 32 에서 34 로 높일 수 있다.
도 4는 플라즈마 디스플레이 패널을 구동시키기 위한 구동 신호에 대한 일실시예를 타이밍도로 도시한 것이다.
상기 서브필드는 스캔 전극들(Y) 상에 정극성 벽전하를 형성하고 서스테인 전극들(Z) 상에 부극성 벽전하를 형성하기 위한 프리 리셋(pre reset) 구간, 프리 리셋 구간에 의해 형성된 벽전하 분포를 이용하여 전 화면의 방전셀들을 초기화하기 위한 리셋(reset) 구간, 방전셀을 선택하기 위한 어드레스(address) 구간 및 선택된 방전셀들의 방전을 유지시키기 위한 서스테인(sustain) 구간을 포함할 수 있다.
리셋 구간은 셋업(setup) 구간 및 셋 다운(setdown) 구간으로 이루어지며, 상기 셋업 구간에서는 모든 스캔 전극으로 상승 램프 파형(Ramp-up)이 동시 인가되어 모든 방전셀에서 미세 방전이 발생되고, 이에 따라 벽전하가 생성된다. 상기 셋다운 구간에는 상기 상승 램프 파형(Ramp-up)의 피크 전압보다 낮은 정극성 전압에 서 하강하는 하강 램프파형(Ramp-down)이 모든 스캔 전극(Y)으로 동시에 인가되어 모든 방전셀에서 소거방전이 발생되고, 이에 따라 셋업 방전에 의해 생성된 벽전하 및 공간전하 중 불요 전하를 소거시킨다.
어드레스 구간에는 스캔 전극으로 부극성의 스캔 전압(Vsc)을 가지는 스캔 신호가 순차적으로 인가되고, 이와 동시에 상기 어드레스 전극(X)으로 정극성의 데이터 신호가 인가된다. 이러한 상기 스캔 신호와 데이터 신호 간의 전압 차와 상기 리셋 구간 동안 생성된 벽전압에 의해 어드레스 방전이 발생 되어 셀이 선택된다. 한편, 어드레스 방전의 효율을 높이기 위해, 상기 어드레스 구간 동안 서스테인 바이어스 전압(Vzb)이 서스테인 전극에 인가된다.
상기 어드레스 구간동안, 복수의 스캔 전극들(Y)은 2 이상의 그룹으로 나뉘어 그룹별로 순차적으로 스캔 신호들이 공급될 수 있으며, 상기 분할된 그룹들 각각은 다시 2 이상의 서브 그룹으로 나뉘어 상기 서브 그룹별로 순차적으로 스캔 신호들이 공급될 수 있다. 예를 들어 복수의 스캔 전극들(Y)은 제1 그룹 및 제2 그룹으로 분할되고, 상기 제1 그룹에 속하는 스캔 전극들에 스캔 신호들이 순차적으로 공급된 후, 상기 제2 그룹에 속하는 스캔 전극들에 스캔 신호들이 순차적으로 공급될 수 있다.
본 발명에 따른 일실시예로서 복수의 스캔 전극들(Y)은 패널 상에 형성된 위치에 따라 우수(even) 번째에 위치하는 제1 그룹과 기수(odd) 번째에 위치하는 제2 그룹으로 분할될 수 있으며, 또 다른 실시예로서 패널의 중심을 기준으로 상측에 위치하는 제1 그룹과 하측에 위치하는 제2 그룹으로 분할될 수 있다.
상기와 같은 방법에 의해 분할된 제1 그룹에 속하는 스캔 전극들을 다시 우수(even) 번째에 위치하는 제1 서브 그룹과 기수(odd) 번째에 위치하는 제2 서브 그룹으로 분할되거나, 상기 제1 그룹의 중심을 기준으로 상측에 위치하는 제1 서브 그룹과 하측에 위치하는 제2 그룹으로 분할될 수 있다.
서스테인 구간에는 스캔 전극과 서스테인 전극에 교번적으로 서스테인 전압(Vs)을 가지는 서스테인 펄스가 인가되어 스캔 전극과 서스테인 전극 사이에 면방전 형태로 서스테인 방전이 발생된다.
서스테인 구간에서 스캔 전극과 서스테인 전극에 교번적으로 공급되는 복수의 서스테인 신호들 중 첫번째 서스테인 신호 또는 마지막 서스테인 신호의 폭은 나머지 서스테인 펄스의 폭보다 클 수 있다.
상기 서스테인 방전이 발생한 후, 어드레스 구간에서 선택된 온셀(ON cell)의 스캔 전극 또는 서스테인 전극에 남아있는 벽전하를 약한 방전을 발생시킴에 의해 소거시키는 소거 구간이 서스테인 구간 이후에 더 포함될 수 있다.
상기 소거 구간은 복수의 서브필드 전체 또는 그 중 일부의 서브필드에 포함될 수 있으며, 서스테인 구간에서 마지막 서스테인 펄스가 인가되지 않은 전극에 상기 약한 방전을 위한 소거 신호가 인가되는 것이 바람직하다.
상기 소거 신호는 점진적으로 증가하는 램프(ramp) 형태의 신호, 저전압 광폭 펄스(low-voltage wide pulse), 고전압 협폭 펄스(high-voltage narrow pulse), 기하급수적으로 증가하는 신호(exponential signal) 또는 half-sinusoidal pulse 등이 사용될 수 있다.
또한, 상기 약한 방전을 발생시키기 위해 스캔 전극 또는 서스테인 전극에 복수의 펄스가 순차적으로 인가될 수도 있다.
도 4에 도시된 구동 파형들은 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널을 구동시키기 위한 신호들에 대한 일실시예로서, 상기 도 4에 도시된 파형들에 의해 본 발명은 한정되지 아니한다. 예컨데, 상기 프리 리셋 구간이 생략될 수 있으며, 도 4에 도시된 구동 신호들의 극성 및 전압 레벨은 필요에 따라 변경이 가능하고, 상기 서스테인 방전이 완료된 후에 벽전하 소거를 위한 소거 신호가 서스테인 전극에 인가될 수도 있다. 또한, 상기 서스테인 신호가 스캔 전극(Y)과 서스테인(Z) 전극 중 어느 하나에만 인가되어 서스테인 방전을 일으키는 싱글 서스테인(single sustain) 구동도 가능하다.
도 5는 플라즈마 디스플레이 패널의 스캔 전극들을 2개의 그룹으로 나누어 구동시키는 장치에 대한 실시예를 나타내는 타이밍도이다. 상기 복수의 스캔 전극들은 우수번째에 위치하는 상기 제1 그룹과 기수번째에 위치하는 상기 제2 그룹으로 나누어질 수 있다.
2번째 서브필드(2SF)를 중심으로 살펴보면, 적어도 어느 하나의 서브필드에서 리셋구간, 복수의 스캔 및 유지구간, 셋다운구간을 포함할 수 있다.
리셋구간은 모든 그룹 즉 1,2그룹의 모든 스캔 전극(Y)에 형성되는 벽전하 상태를 초기화하는 기간이다.
제1 스캔구간에서는 제1 그룹의 스캔 전극에 의해 형성되는 방전 셀에 대하여 스캔 펄스가 인가되고, 이에 대응하여 어드레스 전극으로 데이터 펄스가 인가 되어 어드레스 동작이 수행된다. 따라서 제1 그룹의 스캔 전극 중 켜질 셀이 선택된다. 그리고 제1 그룹의 켜질 셀을 유지(서스테인) 방전시키는 제1 유지구간이 수행된다.
이후, 불필요한 벽전하를 소거하는 제2 셋다운구간이 더 포함될 수도 있다.
그 다음에는 제2 스캔구간에서는 제2 그룹의 스캔 전극에 의해 형성되는 방전 셀에 대하여 스캔 펄스가 인가되고, 이에 대응하여 어드레스 전극으로 데이터 펄스가 인가되어 어드레스 동작이 수행된다. 따라서 제2 그룹의 스캔 전극 중 켜질 셀이 선택된다. 그리고 제2 그룹의 켜질 셀을 유지(서스테인) 방전시키는 제2 유지구간이 수행된다. 제2 유지구간은 해당 서브필드의 필요 방전 횟수에 따라 제2 그룹의 유지방전 이후 전체 켜질 셀에 대한 유지방전을 수행하는 구간을 더 포함할 수 있다.
이와 같이, 패널을 구성하는 셀들을 전극 라인별로 구분하여 구동하면, 제1 그룹에 대하여 어드레스 동작 및 유지 방전 동작을 수행하고, 다음 제2 그룹에 대하여 어드레스 동작 및 유지 방전 동작을 수행하게 된다. 그러면, 제1 그룹에 대하여 어드레스 동작을 수행하고 그 다음 유지 방전 동작을 수행하은 경우 걸리는 시간이 전체 라인 스캔 전극에 대하여 어드레스 동작을 수행하고, 그 다음 유지 방전 동작을 수행하은 경우 걸리는 시간보다 짧다. 따라서, 어드레스(스캔) 구간과 유지구간 사이의 시간적인 갭을 최소화하여 유지구간에서 원활한 유지방전이 일어나도록 할 수 있다.
그러나, 리셋 구간에서의 약방전 이후 제2 그룹에서는 제2 스캔구간의 어드 레스 방전까지 어떠한 방전도 일어나지 않는다. 따라서, 리셋 구간에서 형성된 벽전하 상태를 제2 스캔구간까지 유지해야 하나 시간 경과에 따라서 벽전하는 자연적으로 소실되는 부분이 있으므로 벽전하 부족으로 인하여 제2 그룹의 어드레스 방전이 불안정해지는 문제점이 있다.
상기 복수의 스캔 전극은 제1, 2 그룹을 포함하는 적어도 2개 이상의 그룹으로 나눌 수 있을 것이다. 도 6 내지 도 7은 패널의 스캔 전극들을 2개의 그룹으로 나누어 구동시키는 플라즈마 디스플레이 장치에 대한 일실시예들을 나타내는 타이밍도이다.
본 발명에 의한 플라즈마 디스플레이 장치는, 복수의 스캔 전극 및 서스테인 전극을 구비하며, 상기 복수의 스캔 전극은 제1, 2 그룹을 포함하는 적어도 2개 이상의 그룹으로 나뉘고, 하나의 프레임은 복수의 서브필드들로 구성되며,
상기 복수의 서브필드 중 적어도 어느 하나의 서브필드는
상기 제1 그룹으로 스캔 신호를 공급하는 제1 스캔구간, 상기 제1 그룹에서 방전이 발생하는 제1 유지구간, 상기 제1 그룹으로 제1 리셋신호가 인가되고, 상기 제2 그룹으로 제1 리셋신호보다 최고 전압이 큰 제2 리셋신호가 인가되는 제2 리셋구간, 및 상기 제2 그룹으로 스캔 신호를 공급하는 제2 스캔구간을 순차적으로 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 복수의 스캔 전극은 우수번째에 위치하는 상기 제1 그룹과 기수번째에 위치하는 상기 제2 그룹으로 나누어질 수 있다.
본 발명에 따른 구동신호는 복수의 서브필드들 중 적어도 어느 하나의 서브 필드에서 공급될 수 있는데, 도 6 에서는 두번째 서브필드(2SF) 이후에 공급되는 일실시예를 도시하였다.
도 6 에서 볼 수 있듯이, 본 발명에 따른 서브필드에서의 구동신호는 상기 제1 그룹으로 스캔 신호를 공급하는 제1 스캔구간, 상기 제1 그룹에서 방전이 발생하는 제1 유지구간, 상기 제1 그룹으로 제1 리셋신호(RP1)가 인가되고, 상기 제2 그룹으로 제1 리셋신호보다 최고 전압이 큰 제2 리셋신호(RP2)가 인가되는 제2 리셋구간, 및 상기 제2 그룹으로 스캔 신호를 공급하는 제2 스캔구간을 순차적으로 포함한다.
또한, 본 발명에 따른 서브필드에서의 구동신호는 상기 제1 스캔구간 이전에 상기 제1,2 그룹으로 서로 상이한 리셋신호를 인가하는 제1 리셋구간을 더 포함할 수 있으며, 세번째 서브필드(3SF) 이후에 제1 리셋구간을 더 포함되는 일실시예를 도시하였다.
도 7은 본 발명에 따른 일실시예를 세부적인 구간을 나누어 상세히 도시한 도면이다.
도 8 내지 18은 본 발명에 따른 벽전하 상태 변화를 나타내는 도면이다. 도6, 7을 도 8 내지 18과 함께 설명하고, 도4, 5의 상기 기재와 설명이 중복되는 부분은 간략히 설명하겠다.
상기 제1,2 리셋신호는 전압이 점진적으로 상승하는 셋업구간만으로 이루어질 수 있으나, 또한 셋업구간과 전압이 점진적으로 하강하는 셋다운 구간을 포함할 수 있으며 일정 전압을 유지하는 구간을 더 포함할수도 있다.
두번째 서브필드의 제1 리셋구간에서는 동일한 리셋신호가 스캔 전극들로 인가되는 일실시예를 도시하였다. 셋업구간에서는 모든 스캔 전극(Y)들로 전압이 점진적으로 상승하는 정극성의 전압이 인가된다. 전극간 전위차에 의해 약방전(110)을 발생시켜 스캔 전극측에는 부극성의 벽전하가 축적된다.
2번째 서브필드 이후에서는 이전의 서브필드의 유지구간에 연속되므로 이전의 서브필드의 유지방전으로 발생한 벽전하 상태를 활용할 수 있다. 따라서 도 8에서와 같이 첫번째 서브필드에서의 리셋신호보다 최고 전압이 낮은 리셋신호를 인가하여도 충분한 벽전하를 형성할 수 있다. 회로 구성의 용이성을 위하여 상기 리셋 신호의 최고 전압은 서스테인 전압으로 구성할 수 있다. 도 8은 셋업 구간의 방전시 벽전하 상태를 도시한 도면이다.
리셋 구간 중 셋다운 구간에서는 부극성 전압까지 점진적으로 하강하는 신호가 스캔 전극(Y)에 공급됨에 따라, 셋업 구간에서 스캔 전극(Y)에 형성된 벽전하 중 불요 전하를 소거한다. 또한 상기 리셋 신호와 적어도 일부가 중첩되도록 상기 서스테인 전극에 바이어스 전압(Vzb)이 공급 될 수 있다.
좀 더 구체적으로, 상기 셋다운 구간동안 스캔 전극(Y)에 점진적으로 하강하는 신호가 공급되고 서스테인 전극(Z)에 정극성의 바이어스 전압(Vzb)이 공급되어, 상기 양 전극 사이에 약한 방전이 발생하며, 상기 방전에 의해 불요 벽전하가 소거되게 된다.
또한, 상기 셋다운구간에서 상기 제2 그룹의 스캔 전극을 플로팅(floating) 시켜 점진적으로 전압을 하강시킬수 있으며, 상기 서스테인 전극도 플로팅되는 구 간을 포함할 수 있다.
이하에서 상기 제1 그룹의 스캔 전극으로 공급되는 구동신호에 관하여 먼저 설명한다.
도 9에서 볼 수 있듯이, 셋다운 구간에서는 스캔 전극들의 전압을 부극성 전압(-Vy)까지 점진적으로 하강시키고 이로 인해 약방전(110)이 발생하여 과다하게 축적된 불요 벽전하를 소거하게 된다.
제1 그룹의 스캔 전극(Y)으로 리셋 구간동안 스캔 전극들(Y)에는 어드레스 방전을 위해 부극성(-)의 전하가 형성되고, 제1 스캔구간에서 제1 그룹의 스캔 전극(Y)에 공급되는 구동 신호는 스캔 바이어스 전압을 유지하다가 순차적으로 부극성의 스캔 신호가 공급되고, 이와 동시에 상기 어드레스 전극(X)으로 정극성의 데이터 신호(Va)가 인가됨으로써 어드레스 방전이 발생된다.
도 10은 이러한 제1 스캔 구간의 벽전하 상태를 나타내는 도면이다. 이러한 상기 스캔 신호와 데이터 신호 간의 전압 차와 상기 리셋 구간 동안 생성된 벽전압에 의해 방전(100)이 발생 되어 켜질 셀이 선택된다. 한편, 상기 셋다운 구간과 어드레스 구간 동안에 상기 서스테인 전극(Z)에는 서스테인 바이어스 전압(Vzb)을 유지하는 신호가 인가될 수 있으며, 서스테인 전극과 다른 전극 사이의 오방전이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
이후 서스테인 신호가 상기 스캔 전극과 서스테인 전극으로 교대로 공급되는 제1 유지구간이 순차적으로 이어진다. 도 11,12는 제1 유지구간 스캔 전극의 벽전하 상태 변화를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 10의 벽전하 상태에서 서스테인 전극(Z)과 어드레스 전극(X)에는 전압이 인가되지 않고 먼저 스캔 전극(Y)으로만 정극성의 전압이 인가된다. 따라서 스캔 전극(Y) 상에 축적된 벽전하와 스캔 전극(Y)에 인가되는 외부 전압의 합이 방전 개시 전압 이상이 되므로 유지 방전이 발생한다.
유지 방전은 강방전(120)이고, 외부 전압 인가는 계속되고 있으므로, 방전 이후 벽전하 분포의 극성이 전환된다. 또한 어드레스 전극(X)은 상대적으로 전압이 낮으므로 어드레스 전극(X)상의 벽전하는 소량의 정극성 벽전하로 전환될 수 있다.
상기 제1 유지구간에 상기 스캔 전극들과 상기 서스테인 전극들로 각각 공급되는 서스테인 신호의 개수는 상이하도록 구성할 수도 있다. 서스테인 신호의 길이는 5㎲ 이상인 것이 충분한 유지 방전을 할 수 있어 보다 바람직하다.
이후 도 12에서와 같이 정극성의 서스테인 전압이 상기 스캔 전극과 상기 서스테인 전극으로 바뀌어 인가되고 강방전이 발생한다. 도 11과 정극성의 서스테인 전압이 상기 스캔 전극과 상기 서스테인 전극으로 바뀌어 인가될 뿐 그 동작은 유사하다.
상기 제1 유지구간에서 방전이 발생한 상기 제1 그룹으로는 제1 리셋신호(RP1)가 인가되고, 상기 제1 유지구간에서 방전이 발생하지 않은 상기 제2 그룹으로는 제1 리셋신호(RP1)보다 최고 전압이 큰 제2 리셋신호(RP2)가 인가되는 제2 리셋구간이 이어진다.
제2 리셋신호(RP2)의 최고 전압은 별도의 전원 공급 회로 부가없이 회로구성의 용이성을 위하여 서스테인 전압으로 구성할 수 있다.
상기 제2 리셋구간에서 상기 제1 그룹의 스캔 전극은 플로팅시켜 제1 리셋신호(RP1)의 전압이 점진적으로 가변되도록 구성할 수 있다. 도 13은 스캔 전극은 플로팅 되고 서스테인 전극(Z)와 어드레스 전극(X)에는 전압이 인가되지 않는 실시예의 벽전하 상태를 보여준다. 외부전압 인가없이 벽전압만으로는 방전개시전압보다 커지지 않으므로 방전은 발생하지 않고 벽전하 상태는 유지된다.
상기 제1,2 리셋신호는 전압이 점진적으로 상승하는 셋업구간과 전압이 점진적으로 하강하는 셋다운 구간을 포함할 수 있으며, 이경우 상기 제2 리셋신호의 셋다운구간 하강 기울기는 상기 제1 리셋신호의 셋다운구간 하강 기울기보다 클 수 있다. 또한, 일정 전압을 유지하는 구간을 더 포함할 수도 있다.
제1 리셋신호(RP1)의 셋다운구간에서 상기 제1 그룹의 전압은 완만하게 변하고 다른 전극과의 전위차는 크지 않으므로 방전은 발생하지 않고 벽전하 상태는 유지된다. 상기 제1 그룹에 전압이 점진적으로 하강하는 것은 상기 제1 그룹의 스캔 전극을 플로팅시켜 구성할 수 있다.
제2 스캔구간에서는 도14와 같은 벽전하 상태가 형성된다. 스캔 전극(Y)에는 스캔 신호가 인가되지 않으므로 스캔 바이어스 전압이 인가되고, 서스테인 전극으로는 서스테인 바이어스전압(Vzb)가 인가된다. 외부인가전압이 없거나 작으므로 어드레스 방전은 발생하지 않는다.
제2 유지구간에서는 서스테인 신호가 상기 스캔 전극과 서스테인 전극으로 교대로 인가되어 도11,12의 벽전하 분포와 외부인가전압에 의해 유지방전이 발생된다. 서브필드에 따라서 유지방전의 수는 서스테인 신호의 개수변화에 따라 가변될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 상기 복수의 서브필드 중 적어도 어느 하나의 서브필드에서는 도 6과 같이 제2 유지 구간에 상기 제1 그룹에 공급되는 복수의 서스테인 신호들 사이에 적어도 하나의 소거신호(EP)가 인가될 수 있다.
이것은 소거신호(EP)의 벽전하 소거로 마지막 서스테인 신호에 의해서 상기 제1 그룹에는 서스테인 방전이 발생하지 않도록 하여, 계조 표현에 따라 서스테인 방전 개수가 작은 저계조 표현시 제1 유지구간에서 상기 제1 그룹에서는 유지 방전이 발생하고, 상기 제2 그룹에서는 유지 방전이 발생하지 않는 것 때문에 발생할 수 있는 휘도차를 보정하기 위함이다.
세번째 서브필드(3SF) 이후에는 상기 구간 및 상기 도8 내지 도 14의 벽전하 분포가 반복될 수 있다.
이하에서 상기 제2그룹의 스캔 전극으로 공급되는 구동신호에 관하여 설명한다.
도 15에서 볼 수 있듯이, 셋다운 구간에서는 스캔 전극들을 플로팅시켜 전압을 점진적으로 하강시킨다. 이때 상기 제2 그룹에서의 하강 기울기는 상기 제1 그룹의 하강 기울기보다 작고 완만하여 상기 제2 그룹에서는 방전이 발생하지 않는다. 따라서, 도 8의 벽전하 상태가 크게 변화하지 않는다.
상기 제1 스캔구간에서 제1 그룹의 스캔 전극(Y)으로 리셋 구간동안 스캔 전극들(Y)에는 어드레스 방전을 위해 부극성의 음전하가 형성되고, 제1 스캔구간에서 제1 그룹의 스캔 전극(Y)에 공급되는 구동 신호는 스캔 바이어스 전압을 유지하다 가 순차적으로 부극성의 스캔 신호가 공급되고 이와 동시에 상기 어드레스 전극(X)으로 정극성의 데이터 신호(Va)가 인가됨으로써 어드레스 방전이 발생된다.
하지만 상기 제2 그룹에는 상기 스캔 신호가 인가되지 않으므로 어드레스 방전은 발생하지 않고 도 16과 같은 벽전하 상태를 보이며, 시간 경과에 따라 벽전하는 소실될 수 있다.
이후 도 17과 18은 제1 유지구간에서 제2 그룹의 스캔 전극의 벽전하 상태를 개략적으로 나타내는 도면으로 정극성의 전압이 상기 스캔 전극과 상기 서스테인 전극으로 바뀌어 인가되나, 벽전하 분포가 반대로 형성되므로 외부인가전압과 벽전압의 합이 방전개시전압을 넘지 못하여 방전이 발생하지 않는다.
리셋 구간에서의 방전 이후 제2 그룹에서는 제1 유지구간까지 어떠한 방전도 일어나지 않는다. 따라서, 리셋 구간에서 형성된 벽전하 상태를 제2 스캔구간까지 유지해야 하나 제2 스캔구간까지의 타이밍(timing)이 길기 때문에 벽전하를 손실없이 가져가지 못하고, 벽전하 부족으로 인한 제2 그룹의 어드레스 방전이 불안정해질 수 있다.
하지만, 본 발명은 제2 리셋구간이 포함되어 상기 제2 그룹의 스캔전극에 약방전을 발생시켜 벽전하 부족으로 인한 어드레스 오방전을 방지한다. 상기 제2 리셋구간에서는 상기 제1 유지구간에서 방전이 발생한 상기 제1 그룹으로는 제1 리셋신호(RP1)가 인가되고, 상기 제2 그룹으로는 제1 리셋신호(RP1)보다 최고 전압이 큰 제2 리셋신호(RP2)가 인가된다. 제2 리셋신호(RP2)의 최고 전압은 회로 구성의 용이성과 비용을 고려하여 서스테인 전압과 동일하도록 구성할 수 있다.
제2 그룹의 스캔 전극에는 리셋 방전에 의한 약방전(110)을 발생시키면 도 8 또는 도 9의 벽전하 상태와 유사한 벽전하 상태를 상기 제2 그룹에 속하는 스캔 전극들을 어드레스 방전하기 위한 제2 스캔 구간까지 가져갈 수 있으므로 어드레스 오방전을 방지할 수 있다. 셋업, 셋다운 및 어드레스 방전이 연속적으로 일어나는 경우가 리셋에 의한 프라이밍(priming)효과가 가장 크기 때문에 구동 마진이 개선된다.
즉 블록구동에 있어서, 스캔,어드레스 동작이 빨리 일어나는 그룹인지 늦게 일어나는 그룹인지 무관하게 각 그룹의 리셋 방전이 어드레스 방전 직전에 이루어지게 구성함으로써 늦게 스캔 신호가 인가되는 그룹이라도 벽전하를 다시 또는 추가적으로 축적하여 어드레스 방전에서 활용하게 된다.
제2 스캔구간 이후의 상기 제2 그룹은 제1스캔구간 이후의 상기 제1 그룹과 동일 또는 유사하다. 따라서 도 10 내지 도14의 벽전하 상태와 동일 또는 유사할 것이다.
본 발명에 따른 다른 일실시예에서, 상기 복수의 서브필드 중 적어도 어느 하나의 서브필드는 상기 제1 스캔구간 이전에 상기 제1,2 그룹으로 서로 상이한 리셋신호를 인가하는 제1 리셋구간을 더 포함할 수 있다. 도 6,7에서는 3SF이후의 제1 리셋구간에서 상기 제1,2 그룹으로 서로 상이한 리셋신호가 인가되는 실시예를 도시하였다.
이경우, 상기 제1 리셋구간에서 상기 제1 리셋신호는 상기 제2 그룹으로 인가되고, 상기 제1 리셋신호보다 최고 전압이 큰 상기 제2 리셋신호가 제1 스캔 구 간에서 어드레스 방전이 일어나는 상기 제1 그룹으로 인가되어 리셋 방전이 일어나고 연속적으로 어드레스 방전이 발생하게 되므로 리셋 방전에 의한 벽전하 형성을 어드레스 방전에서 활용하여 어드레스 오방전을 방지할 수 있다.
상기 제1 리셋구간에서 상기 제2 그룹의 스캔 전극은 플로팅되어 전압이 점진적으로 가변되도록 구성할 수 있으며, 상기 제1,2 리셋신호는 전압이 점진적으로 상승하는 셋업구간과 전압이 점진적으로 하강하는 셋다운 구간을 포함하고, 상기 제2 리셋신호의 셋다운구간 하강 기울기는 상기 제1 리셋신호의 셋다운구간 하강 기울기보다 크도록 구성할 수 있다. 이것은 어드레스 방전이 늦게 이루어지는 상기 제2 그룹에서는 제1 스캔구간이전에 벽전하 분포를 균일하게 할 필요성이 작으므로 기울기가 완만하게 하강하며 벽전하 상태를 크게 변화시키지 않고 이후 구간으로 전달하기 위함이다.
상기 설명한 바와 같은 본 발명에 따른 구동 신호는 하나의 프레임을 구성하는 복수의 서브필드들 중 일부의 서브필드들에 적용될 수 있으며, 예를 들어 두번째 이후의 서브필드들 중 적어도 하나의 서브필드에 적용될 수 있다.
본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 장치에 의하면, 늦게 어드레스 동작이 이루어지는 스캔 전극의 그룹에서는 어드레스 동작이 이루어지기 전에 방전이 발생하지 않고, 시간 경과에 따라 벽전하가 손실되어 벽전하 손실에 따른 어드레스 오방전이 발생할 수 있으나, 상기 제2 리셋구간의 약방전으로 늦게 어드레스 동작이 이루어지는 스캔 전극의 그룹에도 안정적인 벽전하 분포를 형성하여 어드레스 오방전을 감소시킬 수 있으며, 그로 인해 디스플레이 영상의 화질을 개선할 수 있다. 이상 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상세히 기술하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에 있어서 통상의 지식을 가진 사람이라면, 첨부된 청구범위에 정의된 본 발명의 정신 및 범위에 벗어나지 않으면서 본 발명을 여러 가지로 변형 또는 변경하여 실시할 수 있음을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 앞으로의 실시예들의 변경은 본 발명의 기술을 벗어날 수 없을 것이다.
도 1은 플라즈마 디스플레이 패널의 구조에 대한 일실시예를 나타내는 사시도이다.
도 2는 플라즈마 디스플레이 패널의 전극 배치에 대한 일실시예를 도시한 도면이다.
도 3은 하나의 프레임(frame)을 복수의 서브필드(subfield)로 나누어 플라즈마 디스플레이 패널을 시분할 구동시키는 방법에 대한 일실시예를 나타내는 타이밍도이다.
도 4는 플라즈마 디스플레이 패널을 구동시키기 위한 구동 신호의 파형에 대한 일실시예를 나타내는 타이밍도이다.
도 5는 플라즈마 디스플레이 패널의 스캔 전극들을 2개의 그룹으로 나누어 구동시키는 장치에 대한 실시예를 나타내는 타이밍도이다.
도 6 내지 도 7은 플라즈마 디스플레이 패널의 스캔 전극들을 2개의 그룹으로 나누어 구동시키는 장치에 대한 실시예들을 나타내는 타이밍도이다.
도 8 내지 18은 본 발명에 따른 구동 신호의 구간별 벽전하 상태를 나타내는 도면이다.

Claims (13)

  1. 복수의 스캔 전극 및 서스테인 전극을 구비하는 플라즈마 디스플레이 장치에 있어서,
    상기 복수의 스캔 전극은 제1, 2 그룹을 포함하는 적어도 2개 이상의 그룹으로 나뉘고, 하나의 프레임은 복수의 서브필드들로 구성되며,
    상기 복수의 서브필드 중 적어도 어느 하나의 서브필드는
    상기 제1 그룹으로 스캔 신호를 공급하는 제1 스캔구간,
    상기 제1 그룹에서 방전이 발생하는 제1 유지구간,
    상기 제1 그룹으로 제1 리셋신호가 인가되고, 상기 제2 그룹으로 상기 제1 리셋신호보다 최고 전압이 큰 제2 리셋신호가 인가되는 제2 리셋구간, 및
    상기 제2 그룹으로 스캔 신호를 공급하는 제2 스캔구간을 순차적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 스캔 전극은 우수번째에 위치하는 상기 제1 그룹과 기수번째에 위치하는 상기 제2 그룹으로 나누어지는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제2 리셋신호의 최고 전압은 서스테인 전압인 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제2 리셋구간에서 상기 제1 그룹의 스캔 전극은 플로팅되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1,2 리셋신호는 전압이 점진적으로 상승하는 셋업구간과 전압이 점진적으로 하강하는 셋다운 구간을 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제2 리셋신호의 셋다운구간 하강 기울기는 상기 제1 리셋신호의 셋다운구간 하강 기울기보다 큰 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 서브필드 중 적어도 어느 하나의 서브필드는
    상기 제1 스캔구간 이전에 상기 제1,2 그룹으로 서로 상이한 리셋신호를 인가하는 제1 리셋구간을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 장 치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제1 리셋구간에서 상기 제1 리셋신호는 상기 제2 그룹으로 인가되고, 상기 제1 리셋신호보다 최고 전압이 큰 상기 제2 리셋신호가 상기 제1 그룹으로 인가되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 장치.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 제1 리셋구간에서 상기 제2 그룹의 스캔 전극은 플로팅되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 장치.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 제1,2 리셋신호는 전압이 점진적으로 상승하는 셋업구간과 전압이 점진적으로 하강하는 셋다운 구간을 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제2 리셋신호의 셋다운구간 하강 기울기는 상기 제1 리셋신호의 셋다운구간 하강 기울기보다 큰 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 제1 리셋구간에 리셋 신호와 적어도 일부가 중첩되도록 상기 서스테인 전극에 바이어스 전압이 공급되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 장치.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 서브필드 중 적어도 어느 하나의 서브필드는
    상기 제2 스캔구간 이후에 유지 방전이 발생하는 제2 유지구간을 더 포함하고,
    상기 제2 유지 구간에 상기 제1 그룹에 공급되는 복수의 서스테인 신호들 사이에 적어도 하나의 소거신호가 인가되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 장치.
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