KR20100032195A - 플라즈마 디스플레이 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 플라즈마 디스플레이 장치에 관한 것이다.
그 플라즈마 디스플레이 장치는, 복수의 방전셀들을 초기화시키기 위한 리셋 신호를 복수의 스캔 전극으로 인가하는 구동부를 포함하며, 프레임을 구성하는 복수의 서브필드 중 적어도 하나의 서브필드에서 리셋 신호는 제1 전압까지 점진적으로 전압이 상승하는 제1 셋업구간, 및 제1 전압에서 제2 전압까지 점진적으로 전압이 상승하는 제2 셋업구간을 포함하고, 제2 셋업구간은 제2 전압보다 크기가 작은 제3 전압을 유지하는 조정구간을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 장치에 의하면, 리셋 신호에 의한 강방전 및 휘점 오방전을 방지하여, 방전 안정성을 높이고 명암비 및 디스플레이 영상의 화질을 개선할 수 있다.
플라즈마 디스플레이 장치, PDP, 리셋, 휘점 오방전

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, 명암비 등 화질을 개선하고 안정적인 방전 및 고속 구동이 더욱 요구된다.
본 발명의 기술적 과제는 플라즈마 디스플레이 패널의 리셋 구간에서 발생할 수 있는 강방전 및 휘점 오방전을 감소시켜 디스플레이 영상의 화질을 개선할 수 있는 플라즈마 디스플레이 장치를 제공하는데 있다.
본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 장치는, 복수의 방전셀들을 초기화시키기 위한 리셋 신호를 복수의 스캔 전극으로 인가하는 구동부를 포함하며, 프레임을 구성하는 복수의 서브필드 중 적어도 하나의 서브필드에서 리셋 신호는 제1 전압까지 점진적으로 전압이 상승하는 제1 셋업구간, 및 제1 전압에서 제2 전압까지 점진적으로 전압이 상승하는 제2 셋업구간을 포함하고, 제2 셋업구간은 제2 전압보다 크기가 작은 제3 전압을 유지하는 조정구간을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 장치에 의하면, 리셋 신호에 의한 강방전 및 휘점 오방전을 방지하여, 방전 안정성을 높이고 명암비 및 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 것이 다.
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 물 리적으로 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 분할될 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 구 동시킬 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 전압에서 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 일실시예로 서, 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 리셋신호 파형의 일실시예를 나타내는 도면이다.
리셋구간에서의 강방전은 강한 광을 발생시켜 플라즈마 디스플레이 장치의 명암비 특성을 악화시킬 수 있으므로, 리셋신호는 전압이 점진적으로 완만하게 가변되는 램프(Ramp)파형으로 전압을 상승시키거나 하강시켜 강방전을 방지하는 것이 바람직하다.
도 5를 살펴보면 리셋신호가 스캔전압(Vsc)까지 점진적으로 전압이 상승한 후, 서스테인전압(Vs)과 스캔전압(Vsc)의 합까지 점진적으로 전압이 상승하는 셋업구간과 전압이 하강하는 셋다운 구간을 포함하는 일실시예를 도시하고 있다. 셋업 구간에서는 2단의 램프(Ramp)파형으로 전압을 상승한다.
서스테인전압(Vs)과 스캔전압(Vsc)의 구체적인 수치는 플라즈마 디스플레이 제품 사양, 모델과 회로 소자, 패널 부품과의 관계를 고려하여 변경가능하다.
도 5와 같이 제2 셋업구간에서 전압이 상승하다가 스캔 전극(Y)과 어드레스 전극(X)사이에 강방전이 발생하여 광파형이 갑자기 급증하는 구간이 발생하고 이는 휘점으로 나타나 명암비 및 화질 품질을 악화시킬 수 있다. 강방전이 발생하는 전 압값은 플라즈마 디스플레이 장치의 모델과 구동 환경에 따라 차이가 있지만, 벽전하 및 공간전하와 외부인가 전압의 합이 방전개시전압을 넘을 수 있는 240V 내지 300V사이일 수 있다. 240 내지 300V의 전압이 스캔전극(Y)으로 인가되면 0V의 전위를 가지는 어드레스 전극(X)과 240 내지 300V의 전위차를 가지므로 방전이 발생할 수 있는 가능성이 증가한다.
상부기판에는 스캔 전극(Y) 및 서스테인 전극(Z)측에 MgO 보호막층이 형성될 수 있다. MgO층은 2차 전자 방출 계수가 높아서 MgO층의 전자 방출에 의해 방전이 더욱 안정적으로 활성화된다. MgO층의 2차 전자 방출은 MgO가 양극일 때 보다 음극일 때 셀 내부의 양이온에 의해 더욱 활성화된다. 도 5에서 강방전이 일어난 구간에서 서스테인 전극(Z)은 고전압이 인가중인 스캔 전극과 전위차가 커서 상대적으로 음극의 역할을 하게 된다. 따라서 서스테인 전극(Z) 측의 MgO층의 2차 전자 방출이 원할하고 Y-Z전극 간에는 정상적인 약방전이 일어난다.
하지만, 어드레스 전극(X)도 이 구간에서 서스테인 전극(Z)에 대하여 상대적으로 음극이 되나 어드레스 전극(X) 측에는 MgO층이 형성되어 있지 않다. 따라서 Y-X 전극의 전위차에만 의존하므로 Y-Z전극 간의 방전보다 불안정하다.
램프(ramp)파형은 정상적인 상태에서 기본적으로 강방전을 방지하고 약방전을 발생시키기 위하여 인가된다. 그러나 플라즈마 디스플레이 패널이 고온에서 동작하거나 가속되면 램프파형의 기울기가 아주 완만하지 않으면 강방전이 발생할 수 있다.
플라즈마 디스플레이 장치가 점점 대화면이 되는 추세에서 구동해야 될 전극 수가 증가함에 따라 리셋구간 등 서브필드의 각 구간이 많은 전극들을 고속으로 구동할 것이 요구된다. 리셋구간에서 상승 기울기를 아주 완만하게 한다면 강방전이 발생하는 것을 방지할 수 있으나, 리셋 구간이 너무 길어져 타이밍(timing) 마진이 부족해지고 전체 플라즈마 디스플레이 장치의 신뢰성이 악화된다. 따라서 기울기를 조절하는 방법에는 한계가 있고, 고속 구동을 위해서는 다른 해결수단이 요구된다.
도 6은 본 발명에 따른 리셋신호 파형의 일실시예를 도시한 도면이다.
본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 장치는 복수의 방전셀들을 초기화시키기 위한 리셋 신호를 복수의 스캔 전극으로 인가하는 구동부를 포함하며,
프레임을 구성하는 복수의 서브필드 중 적어도 하나의 서브필드에서
상기 리셋 신호는 제1 전압까지 점진적으로 전압이 상승하는 제1 셋업구간, 및 상기 제1 전압에서 제2 전압까지 점진적으로 전압이 상승하는 제2 셋업구간을 포함하고,
상기 제2 셋업구간은 상기 제2 전압보다 크기가 작은 제3 전압을 유지하는 조정구간을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 제1 전압(V1)은 스캔 전압 또는 서스테인 전압일 수 있다.
또한, 상기 제2 전압(V2)은 스캔 전압과 서스테인 전압의 합으로 설정될 수 있다. 이들 각각의 경우 별도의 전원 공급 회로가 부가되지 않으므로 구성이 간단하고 비용이 절감된다.
상기 제2 셋업구간에서, 전압은 제1 전압(V1)은 제4 전압(V4)까지 점진적으로 상승하다가 제2 전압(V2)보다 크기가 작은 제3 전압(V3)을 유지하는 조정구간이 시작된다.
도 7은 본 발명에 따른 리셋신호의 구간별 전하 상태를 개략적으로 도시한 도면이다.
전압이 점진적으로 상승하다가, P1구간에서 전압은 240 내지 270V의 전압이 스캔전극(Y) 공급되고, 스캔전극(Y)과 서스테인전극(Z) 사이에 약방전이 발생한다. 조정구간(P2)에서는 제3 전압(V3)이 짧은 구간동안 유지된다.
도 7의 조정구간(P2) 벽전하 상태와 같이 스캔 전극의 전압을 순간적으로 하강시켜 전압을 흔들어주게 되면, 아직 안정화되지 않은 벽전하를 공간전하로 만들어준다. 이러한 공간전하는 벽전하보다 유동성이 크기 때문에, 이후 단계에서 약방전이 훨씬 안정적으로 일어날 수 있고, MgO층이 없는 어드레스 전극(X) 측에 강방전이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
P3 구간은 조정구간이후 제2 전압(V2)까지 전압이 상승하는 구간의 전하 상태를 보여 준다. 조정구간을 거친 후 각 전극간에는 모두 약방전이 발생하고 광파형은 완만하게 변하므로 갑자기 광이 급증하지 않고, 따라서 순간적인 휘점 오방전도 발생하지 않는다.
또한, 본 발명에 따른 리셋 파형은 조정구간을 통하여 전하분포를 흔들어 강방전을 방지하므로 셋업구간의 상승기울기를 매우 완만하게 구성하지 않아도 된다. 따라서, 셋업구간의 기울기가 더 커지도록 구성하여 전체 리셋구간을 줄일 수 있으며 타이밍(timing) 마진을 더 확보할 수 있다.
상기 조정구간의 길이는 1㎲ 내지 10㎲인 것이 보다 바람직하다. 상기 조정 구간이 1㎲보다 짧다면, 실질적으로 정확한 제어에 어려움이 있으며, 상기 조정구간이 10㎲보다 길다면, 스캔 전극의 전압을 순간적으로 흔들어서 생성된 공간전하가 소실될 수 있어 강방전을 방지하는 효과가 저감된다.
상기 조정구간 전후의 전압은 제4 전압에서 하강한후, 제3 전압을 유지하고 다시 전압이 상승할 때의 목표 전압을 상기 제4 전압과는 다른 전압으로 설정할 수 도 있으며, 상기 조정구간은 상기 제4 전압에서 상기 제3 전압까지 하강하는 구간; 상기 제3 전압을 유지하는 구간; 및 상기 제3 전압에서 다시 상기 제4 전압까지 상승하는 구간을 포함하도록 구성할 수도 있다.
또한, 제2 셋업구간에서 조정구간 전후의 전압 상승기울기는 필요에 따라 가변저항을 조절하여 동일 또는 상이하도록 다양하게 구성할 수 있다.
도 7에서 스캔 전극(Y)에 인가되는 전압값은 도 5와 대비되는 일실시예를 도시한 것으로 실험상 제1 전압(V1)은 스캔 전압과 140V로 동일하고 제2 전압은(V2)는 스캔 전압과 서스테인 전압(195V)의 합으로, 제3 전압(V3)은 스캔 전압으로 설정되었으며, 본 발명은 도 7의 실시예에 한정되지 아니한다. 예를 들면, 상기 조정구간은 상기한 바와 같이 강방전이 발생할 수 있는 위험이 큰 240 내지 300V의 범위의 일부구간에 포함될 수 있을 것이다.
도 8과 9는 본 발명에 따른 리셋신호 파형의 일실시예를 도시한 도면이다.
도 8과 같이 제3 전압(V3)은 제2 전압(V2)보다 작을 뿐 아니라, 상기 제1 전압보다도 작을 수 있다. 예를 들면, 제1 전압(V1)은 서스테인전압이고, 제3 전압 (V3)은 스캔 전압인 경우도 여기에 포함 될 것이다.
또 다른 실시예는 도 9와 같이 제3 전압(V3)을 유지하는 조정구간(P2)을 거친 후, 에너지회수 회로를 이용하여 곡선으로 점진적으로 전압이 점진적으로 상승하도록 구성할 수도 있다.
도 10은 스캔전극 구동부 회로의 일실시예를 도시한 도면이다.
스캔전극 구동부(100)는 고전위 서스테인 전압(Vsus)을 공급하는 서스테인 전압 전원(Vsus)과, 서스테인 전압(Vsus)이 스캔 전극(200)에 인가되도록 턴온되는 서스-업 스위치(Sus_up)와, 스캔 전극(200)에 인가되는 전압이 그라운드 전압까지 하강하도록 턴온되는 서스-다운 스위치(Sus_dn)를 포함한다. 즉, 스캔전극 구동부(100)는 서스-업 스위치(Sus_up)가 서스테인 전압 전원(Vsus)과 연결되고, 서스-다운 스위치(Sus_dn)가 서스-업 스위치(Sus_up) 및 그라운드와 연결된다.
다른 소자들의 구성을 살펴보면, 스캔전극 구동부(100)는 점진적으로 상승하는 셋업 신호를 스캔 전극(200)에 공급하기 위해 턴온되는 셋-업 스위치(Set_up), 부극성 전압(-Vy)와 연결되어 부극성 전압(-Vy)까지 점진적으로 하강하는 셋다운 신호를 스캔 전극(200)에 공급하기 위해 턴온되는 셋-다운 스위치(Set_dn) 및 스캔 전극(200)과 전류 패스 경로를 형성하는 패스 스위치(Pass_sw)를 포함한다.
도 10에 도시된 바와 같이, 셋-업 스위치(Set_up)는 드레인(Drain)이 서스테인 전압 전원에 연결되고, 소스(Source)가 패스 스위치(Pass_sw)와 연결되며, 게이트(Gate)가 가변 저항(미도시)과 연결되며, 상기 가변 저항의 저항값이 변함에 따라 점진적으로 상승하는 셋업 구간이 생성된다.
셋다운 스위치(Set_dn)는 드레인(Drain)이 스캔 IC(Q1,Q2)와 연결되고, 소 스(Source)가 부극성 전압(-Vy)과 연결되고, 게이트(Gate)로 가변 저항(미도시)이 연결되며, 가변 저항(미도시)의 저항값이 변함에 따라 점진적으로 하강하는 셋다운 구간이 생성된다.
또한, 스캔 전극(200)에 스캔 전압(Vsc)을 인가하기 위해 턴온되는 스캔 전압 전원과 연결된 스캔-업 스위치(Q1), 스캔 전극(10)에 그라운드 전압을 인가하기 위해 턴온되는 스캔-다운 스위치(Q2), 스캔-업 스위치(Q1)와 병렬로 연결되는 제1 다이오드(D1)와, 스캔-다운 스위치(Q2)와 병렬로 연결되는 제2 다이오드(D2)를 포함한다. 셋-업 스위치(Set_up)와 스캔-업 스위치(Q1)의 턴 온의 순서를 변경하거나동시에 턴온하여 다양한 셋업 파형을 생성할 수 있다.
도 10에 도시된 바와 같이, 제1 다이오드(D1)는 캐소드(Cathode)가 스캔-업 스위치(Q1)의 드레인(Drain)에 연결되고 애노드(Anode)가 스캔-업 스위치(Q1)의 소스(Source)와 연결되며, 제2 다이오드(D2)는 캐소드(Cathode)가 스캔-다운 스위치(Q2)의 드레인(Drain)과 연결되고 애노드(Anode)가 스캔-다운 스위치(Q2)의 소스(Source)와 연결된다.
스캔전극 구동부(100)는 에너지 회수부(110)를 부가 내지 포함되어 구성할 수 있다. 에너지 회수부(110)는 스캔 전극(200)에 공급된 에너지를 회수하여 저장하는 소스 커패시터(Cs), 소스 커패시터(Cs)에 저장된 에너지가 스캔 전극(200)에 공급되도록 턴온되는 에너지 공급 스위치(ER_up) 및 스캔 전극(200)으로부터 에너지가 회수되도록 턴온되는 에너지 회수 스위치(ER_dn)를 포함한다.
상기 조정구간의 회로동작의 일실시예를 상기 제3 전압을 스캔 전압으로 설 정한 경우로써 예를 들어 설명하면, 상기 조정구간에서 제3 전압으로 전압을 낮추고 상기 제3 전압을 유지한 다음 다시 전압을 올릴때는, 스캔-업 스위치(Q1)의 턴 온으로 스캔 전압이 인가된 상태에서 에너지공급 스위치(ER_up)를 열어 목표전압까지 상승하는 시점에서 에너지 공급 스위치(ER_up)를 닫는다. 그리고, 다시 셋-업 스위치(Set_up)를 열어 전압을 램프 파형으로 상기 제2 전압까지 상승시킨다.
본 발명에 따른 리셋 신호가 인가되는 복수의 서브필드 중 적어도 하나의 서브필드는 첫번째 서브필드일 수 있다. 두번째 이후의 서브필드에서는 이전 서브필드에서의 유지 방전으로 형성된 벽전하를 활용할 수 있으므로 첫번째 서브필드보다 최고 전압이 낮은 리셋 신호를 인가할 수 있다. 따라서 첫번때 서브필드의 최고 전압이 높아 강방전의 위험이 크므로 본 발명에 따른 리셋 신호를 첫번째 서브필드에 인가하는 것이 더 효과적일 것이다.
도 11은 본 발명에 따른 리셋신호를 포함하는 파형의 일실시예를 도시한 도면이다.
상기 복수의 스캔 전극들은 제1, 2 그룹을 포함하는 적어도 2개 이상의 그룹으로 나누어질 수 있으며, 이 경우 상기 복수의 스캔 전극은 우수번째에 위치하는 상기 제1 그룹과 기수번째에 위치하는 상기 제2 그룹으로 나누어질 수 있다. 적어도 어느 하나의 서브필드에서 리셋구간, 복수의 스캔 및 유지구간, 셋다운구간을 포함할 수 있다. 도 11은 상기 복수의 스캔 전극들은 제1, 2 그룹으로 나누고, 본 발명에 따른 리셋신호를 첫번째 서브필드(1SF)에 인가하는 실시예를 도시하였다.
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 인가되어 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 수행하는 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 유지 구간 사이의 시간적인 갭을 최소화하여 유지구간에서 원활한 유지방전이 일어나도록 할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 리셋 파형으로 포함하는 경우 패널을 더 빠른 고속 구동을 할 수 있다는 장점이 있다.
본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 장치는 조정구간에서 셀 내부의 전하분포를 흔들어서, 강방전을 방지하여 명암비 및 화상 품질을 개선한다. 또한, 리셋구간을 줄일 수 있으며 그에 따라 타이밍(timing) 마진을 더 확보할 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 리셋신호 파형의 일실시예를 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명에 따른 리셋신호 파형의 일실시예를 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명에 따른 리셋신호의 구간별 전하 상태를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 8과 9는 본 발명에 따른 리셋신호 파형의 일실시예를 도시한 도면이다.
도 10은 스캔전극 구동부 회로의 일실시예를 도시한 도면이다.
도 11은 본 발명에 따른 리셋신호를 포함하는 파형의 일실시예를 도시한 도면이다.

Claims (9)

  1. 복수의 방전셀들을 초기화시키기 위한 리셋 신호를 복수의 스캔 전극으로 인가하는 구동부를 포함하는 플라즈마 디스플레이 장치에 있어서,
    프레임을 구성하는 복수의 서브필드 중 적어도 하나의 서브필드에서
    상기 리셋 신호는 제1 전압까지 점진적으로 전압이 상승하는 제1 셋업구간, 및 상기 제1 전압에서 제2 전압까지 점진적으로 전압이 상승하는 제2 셋업구간을 포함하고,
    상기 제2 셋업구간은 상기 제2 전압보다 크기가 작은 제3 전압을 유지하는 조정구간을 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 전압은 스캔 전압 또는 서스테인 전압인 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제2 전압은 스캔 전압과 서스테인 전압의 합인 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 조정구간의 길이는 1㎲ 내지 10㎲인 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    복수의 서브필드 중 적어도 하나의 서브필드는 첫번째 서브필드인 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제3 전압은 스캔 전압 또는 서스테인 전압인 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 조정구간은 상기 제4 전압에서 상기 제3 전압까지 하강하는 구간; 상기 제3 전압을 유지하는 구간; 및 상기 제3 전압에서 상기 제4 전압까지 상승하는 구간을 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 스캔 전극은 제1, 2 그룹을 포함하는 적어도 2개 이상의 그룹으로 나누어 지는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 복수의 스캔 전극은 우수번째에 위치하는 상기 제1 그룹과 기수번째에 위치하는 상기 제2 그룹으로 나누어지는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 장치.
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