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KR100404851B1 - 플라즈마 디스플레이 패널 및 그 구동방법 - Google Patents

플라즈마 디스플레이 패널 및 그 구동방법 Download PDF

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KR100404851B1
KR100404851B1 KR10-2001-0009710A KR20010009710A KR100404851B1 KR 100404851 B1 KR100404851 B1 KR 100404851B1 KR 20010009710 A KR20010009710 A KR 20010009710A KR 100404851 B1 KR100404851 B1 KR 100404851B1
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KR
South Korea
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electrode
sustain
discharge
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pulse
Prior art date
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KR10-2001-0009710A
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Inventor
이병준
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엘지전자 주식회사
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Publication date
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Abstract

본 발명은 이온에 의한 손상을 최소화하고 쓰기동작을 정확히 하도록 한 플라즈마 디스플레이 패널 및 그의 구동방법에 관한 것이다.
본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널은 데이터전극과, 그 데이터전극과 직교되게 배치된 주사전극 및 유지전극을 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널에 있어서, 상기 데이터전극이, 상기 주사전극과 교차하는 영역에서 전극폭이 다른 영역에서의 전극폭 보다 넓게 되도록 형성된 돌출부를 구비하고, 상기 주사전극과 함께 쓰기 방전을 발생시키고, 상기 주사전극과 상기 유지전극과의 유지방전시 상기 주사전극에 공급되는 유지펄스와 동기되고 그 유지펄스 보다 짧은 펄스폭을 갖는 동일 극성의 디펜스펄스를 공급하는 것을 특징으로 한다.
이러한 구성에 의하여, 데이터전극의 폭을 줄이면서 선택쓰기 해야할 주사전극 상에 폭이 넓은 데이터전극을 위치시킴으로써 이온에 의한 손상을 최소화할 수 있으며, 쓰기동작을 정확히 할 수 있다.

Description

플라즈마 디스플레이 패널 및 그 구동방법{Plasma Display Panel and Mehtod thereof}
본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널에 관한 것으로, 특히 이온에 의한 손상을 최소화하도록 한 플라즈마 디스플레이 패널 및 그 구동방법에 관한 것이다.
일반적으로, 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel : 이하 "PDP"라 함)은 셀 내부의 기체 방전현상을 이용하여 화상을 표시하는 발광형 표시소자이다. 이 PDP는 액정표시소자(Liquid Crystal Display : LCD)와 같이 각 셀마다 액티브 소자를 형성할 필요가 없다. 이 때문에 PDP는 제조공정이 간단하여 대형화에 유리하다.
이러한 PDP는 매트릭스 형태로 배열되어진 다수의 방전셀들을 가진다. 방전셀들은 방전을 서스테인시키기 위한 서스테인 전극 라인들과 방전될 셀을 선택하기 위한 어드레스 전극라인들의 교차점들 각각에 마련되게 된다.
PDP는 벽전하를 축적하기 위한 유전체층이 방전셀 내에 존재하는가에 따라 직류형 및 교류형 패널들로 대별된다.
도 1은 종래의 삼전극 교류형 면방전 PDP를 나타낸 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 PDP의 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, PDP의 방전셀은 상부기판(10) 상에 형성되어진 유지전극쌍, 즉 주사전극(13) 및 유지전극(15)과, 하부기판(24) 상에 형성되어진 데이터전극(26)을 구비한다. 주사전극(13)은 가시광 투과를 위한 투명전극(12)과, 투명전극(12)의 저항성분 보상을 위한 버스전극(16)으로 구성된다. 주사전극(13)과 나란하게 형성되는 유지전극(15)도 역시 투명전극(14)과 버스전극(18)으로 구성된다. 이러한 주사전극(13)과 유지전극(15)이 나란하게 형성된 상부기판(10)에는 상부 유전층(20)과 보호막(22)이 적층된다. 상부 유전층(20)에는 플라즈마 방전시 발생된 벽전하가 축적된다. 보호막(22)은 플라즈마 방전시 발생된 스퍼터링에 의한 상부 유전층(20)의 손상을 방지함과 아울러 2차 전자의 방출 효율을 높이게 된다. 보호막(20)으로는 통상 산화마그네슘(MgO)이 이용된다. 데이터전극(26)은 상기 주사전극(13) 및 유지전극(15)과 교차하는 방향으로 하부기판(24) 상에 형성된다. 데이터전극(26)이 형성된 하부기판(24) 상에는 벽전하 축적을 위한 하부 유전층(28)이 형성된다. 하부 유전층(28) 위에는 격벽(30)이 형성되며, 하부 유전층(28)과 격벽(30) 표면에는 형광체(32)가 도포된다. 격벽(24)은데이터전극(20)과 나란하게 형성되어 방전에 의해 생성된 자외선 및 가시광이 인접한 방전셀에 누설되는 것을 방지한다. 형광체(32)는 플라즈마 방전시 발생된 자외선에 의해 여기되어 적색, 녹색 또는 청색 중 어느 하나의 가시광선을 발생하게 된다. 이러한 상부기판(10) 및 하부기판(24)과 격벽(30)에 의해 마련된 방전공간에는 가스방전을 위한 불활성 가스가 주입된다.
이러한 구조의 방전셀은 데이터전극(26)과 주사전극(13) 간의 대향방전에 의해 선택된 후 유지전극쌍(13, 15) 간의 면방전에 의해 방전을 유지하게 된다. 이러한 방전셀에서는 유지방전시 발생되는 자외선에 의해 형광체(32)가 발광함으로써 가시광이 셀 외부로 방출되게 된다. 이 결과, 방전셀들은 방전이 유지되는 기간을 조절하여 계조를 구현하게 되고, 그 방전셀들이 매트릭스 형태로 배열된 PDP는 화상을 표시하게 된다.
PDP는 통상 다수개의 서브필드로 분리되어 구동되고, 각 서브필드기간에는 비디오 데이터의 가중치에 비례시킨 횟수의 발광이 진행됨으로써 계조표시가 행해지게 된다. 실례로, 8비트의 비디오 데이터를 이용하여 256 계조로 화상이 표시되는 경우 각 방전셀에서의 1 프레임 표시 기간(예를 들면, 1/60초=약 16.7msec)은 8개의 서브 필드(SF1 내지 SF8)로 분할된다. 각 서브 필드(SF1 내지 SF8)는 다시 리셋 기간, 어드레스 기간 및 유지방전기간으로 분할되고, 그 유지방전기간에 1:2:4:8:…:128 비율로 가중치를 부여하게 된다. 여기서, 리셋기간은 방전셀을 초기화하는 기간이고, 어드레스기간은 비디오데이터의 논리값에 따라 선택적인 어드레스방전이 발생되게 하여 셀을 선택하는 기간이며, 유지방전기간은 상기 어드레스기간에서 선택되어진 방전셀들에서 방전이 유지되게 하는 기간이다. 리셋 기간과 어드레스기간은 각 서브필드 기간에 동일하게 할당된다. 리셋기간에서는 통상 주사전극(13)에 리셋펄스를 공급하여 도 3에 도시된 바와 같이 주사전극(13)과 유지전극(15) 간에 리셋방전(A)이 발생되게 한다. 이 리셋방전으로 형성된 벽전하는 자기소거방전 등에 의해 감소하여 이후 어드레스기간에서 오방전을 일으키지 않을 정도로 잔존하게 된다. 이러한 리셋기간에 이어 어드레스기간에서는 주사전극(13)에 주사펄스를 공급함과 아울러 데이터전극(26)에 데이터펄스를 공급하여 선택적인 쓰기 방전(B)이 발생되게 하여 데이터를 기입하게 된다. 이어서, 유지방전기간에서 주사전극(13)과 유지전극(15)에 교번적으로 유지펄스를 공급하여 상기 선택적인 쓰기 방전이 발생된 방전셀들에서 방전이 소정의 기간동안 유지되게 한다.
이러한 PDP의 휘도는 방전이 유지되는 기간으로 결정된다. 아울러, PDP의 휘도는 유지방전시 발생하는 진공자외선 양에 비례한다. 유지 방전 기간 중에 폭이 넓은 데이터전극이 주사전극과 유지전극 간의 전계 간섭을 유발하게 하여 이온의 흐름을 형광체 쪽으로 진행시키게 함으로써 형광체가 이온에 의해 스퍼터링된다. 이에 따라, 형광체의 수명이 떨어지게 된다. 통상의 PDP 데이터전극의 폭은 80~100m 정도이어야 유지 방전 기간에 데이터 기입을 위한 선택적 쓰기가 가능하다. 따라서, 데이터전극이 유지전극쌍의 전계에 영향을 덜 주기 위해서 데이터전극의 폭을 줄여야 하지만, 데이터 기입을 위한 선택적 쓰기 방전이 이루어지기가 어렵기 때문에 데이터전극의 폭을 줄이는 데는 한계가 있다.
이러한 단시간에 정확한 쓰기 동작을 할 수 있고, 전력소비가 작게 한 PDP의데이터전극이 일본국 공개특허공보 제2000-100338호에 개시되어 있다. 이 일본국 공개특허공보 제2000-100338호에 따른 PDP의 데이터전극은 면방전 갭 사이에서 형성된 전극의 폭이 다른 것의 전극폭보다 넓게 형성되었다. 그러나, 이 PDP의 데이터전극은 유지전극과 대응되는 전극의 폭이 넓음으로 인하여 유지 방전시 데이터전극이 유지전극 및 주사전극 간의 전계 간섭을 유발시킴으로써 형광체의 수명을 떨어뜨리는 문제를 해결하지 못했다.
따라서, 본 발명의 목적은 이온에 의한 형광체의 손상을 최소화하고 쓰기동작을 정확히 하도록 플라즈마 디스플레이 패널 및 그 구동방법을 제공하는 데 있다.
도 1은 종래의 삼전극 교류 면방전 플라즈마 디스플레이 패널의 방전셀을 도시한 사시도.
도 2는 도 1에 도시된 플라즈마 디스플레이 패널의 평면도.
도 3은 종래의 플라즈마 디스플레이 패널의 전계를 나타낸 단면도.
도 4는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 단면도.
도 5는 도 4에 도시된 플라즈마 디스플레이 패널의 평면도.
도 6은 도 5에 도시된 데이터전극의 단자부를 나타낸 단면도.
도 7은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 평면도.
도 8은 본 발명의 제3 실시 예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 단면도.
도 9는 도 7에 도시된 플라즈마 디스플레이 패널의 평면도.
도 10은 본 발명의 실시 예들에 따른 플라즈마 디스플레이 패널을 구동하기 위한 구동 파형도.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
10, 40 : 상부기판 12 : 투명전극
16, 18, 46, 48 : 버스전극 13,43 : 주사전극
15, 45 : 유지전극 20, 28, 50, 58 : 유전층
22, 52 : 보호막 24, 54 : 하부기판
26, 56, 60, 70, 75 : 데이터전극 30, 60 : 격벽
32, 62 : 형광체 57 : FPC
59 : 실링부
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널은 데이터전극과, 그 데이터전극과 직교되게 배치된 주사전극 및 유지전극을 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널에 있어서, 상기 데이터전극이, 상기 주사전극과 교차하는 영역에서 전극폭이 다른 영역에서의 전극폭 보다 넓게 되도록 형성된 돌출부를 구비하고, 상기 주사전극과 함께 쓰기 방전을 발생시키고, 상기 주사전극과 상기 유지전극과의 유지방전시 상기 주사전극에 공급되는 유지펄스와 동기되고 그 유지펄스 보다 짧은 펄스폭을 갖는 동일 극성의 디펜스펄스를 공급하는 것을 특징으로 한다.본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 구동 방법은 주사전극 및 유지전극에 교번적으로 유지펄스를 인가하고, 데이터전극에 상기 주사전극에 공급되는 유지펄스와 동기되고 유지펄스보다 짧은 펄스폭을 가지는 동일 극성의 디펜스펄스를 공급하여 방전이 유지되게 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 특징들은 첨부도면을 참조한 실시 예에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.
이하, 도 4 내지 도 10을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 설명하기로 한다.
도 4는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 PDP의 단면도이고, 도 5는 도 4에 도시된 PDP의 평면도이다.
도 4 및 도 5에 도시된 삼전극 교류 면방전 PDP의 방전셀은 상부기판(40) 상에 형성되어진 유지전극쌍, 즉 주사전극(43) 및 유지전극(45)과, 하부기판(54) 상에 형성되어진 데이터전극(56)을 구비한다. 주사전극(43)은 가시광 투과를 위한 도시되지 않은 투명전극과, 투명전극의 저항성분 보상을 위한 버스전극(46)으로 구성된다. 주사전극(43)과 나란하게 형성되는 유지전극(45)도 역시 투명전극(44)과 버스전극(48)으로 구성된다. 이러한 주사전극(43)과 유지전극(45)이 나란하게 형성된 상부기판(40)에는 상부 유전층(50)과 보호막(52)이 적층된다. 상부 유전층(50)에는 플라즈마 방전시 발생된 벽전하가 축적된다. 보호막(52)은 플라즈마 방전시 발생된 스퍼터링에 의한 상부 유전층(50)의 손상을 방지함과 아울러 2차 전자의 방출 효율을 높이게 된다. 보호막(52)으로는 통상 산화마그네슘(MgO)이 이용된다. 데이터전극(56)은 상기 주사전극(43) 및 유지전극(45)과 교차하는 방향으로 하부기판(54) 상에 형성된다.
데이터전극(56)은 전극의 폭을 40m 미만으로 좁게 형성시킴으로써 유지 방전시 데이터전극(56)에 의한 전계 간섭을 최소화한다. 이렇게 전극 폭을 좁게 한 데이터전극(56)의 주사전극(43)과 중첩되는 부분 중 일부분(56A)은 전극의 폭을 넓게 하여 주사전극(43)과 중첩되는 영역에서만 전계를 집중시킴으로써 오방전을 줄이면서 올바른 선택 쓰기를 하게 된다. 그리고, 폭이 좁은 데이터전극(56)은 단자부에서 FPC(57)와 연결되는 부분에서 쇼트(short)될 가능성이 높다. 따라서, 도 6에서와 같이 데이터전극(56)의 폭을 실링(sealing)부(59)로 접근하기 전에 다시 종래의 데이터전극(56)의 폭과 동일하게 하여 실링부를 통과하게 한다. 이에 따라, 데이터전극(56)은 FPC와 접촉되는 단자부는 종래의 구조와 동일하게 된다.
데이터전극(56)이 형성된 하부기판(54) 상에는 벽전하 축적을 위한 하부 유전층(58)이 형성된다. 하부 유전층(58) 위에는 격벽(60)이 형성되며, 하부 유전층(58)과 격벽(60) 표면에는 형광체(62)가 도포된다. 격벽(60)은 데이터전극(56)과 나란하게 형성되어 방전에 의해 생성된 자외선 및 가시광이 인접한 방전셀에 누설되는 것을 방지한다. 형광체(62)는 플라즈마 방전시 발생된 자외선에 의해 여기되어 적색, 녹색 또는 청색 중 어느 하나의 가시광선을 발생하게 된다. 이러한 상부기판(40) 및 하부기판(54)과 격벽(60)에 의해 마련된 방전공간에는 가스방전을 위한 불활성 가스가 주입된다.
이러한 구조의 방전셀은 데이터전극(56)과 주사전극(43) 간의 대향방전에 의해 선택된 후 유지전극쌍(43, 45) 간의 면방전에 의해 방전을 유지하게 된다. 이러한 방전셀에서는 유지방전시 발생되는 자외선에 의해 형광체(62)가 발광함으로써 가시광이 셀 외부로 방출되게 된다. 이 결과, 방전셀들은 방전이 유지되는 기간을 조절하여 계조를 구현하게 되고, 그 방전셀들이 매트릭스 형태로 배열된 PDP는 화상을 표시하게 된다.
도 7은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 PDP의 평면도이다.
도 7에 도시된 PDP의 방전셀은 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 제1 실시예의 방전셀과 동일하며, 데이터전극의 구조가 다르다.
데이터전극(70)은 전극의 폭을 40m 미만으로 좁게 형성시킴으로써 유지 방전시 데이터전극(70)에 의한 전계 간섭을 최소화한다. 제1 실시예에서는 데이터전극(70)을 주사전극과 중첩되는 일부분만 전극의 폭을 넓게 한 것과 달리, 제2 실시예의 데이터전극(70)은 주사전극(43)과 중첩되는 전 영역(70A)에서 전극의 폭을 넓게 하여 주사전극(43)의 폭에 모두 중첩되어 전계를 집중시킴으로써 오방전을 줄이면서 올바른 선택 쓰기를 하게 된다.
도 8은 본 발명의 제3 실시 예에 따른 PDP의 단면도이고, 도 9는 도 8에 도시된 PDP의 평면도이다.
도 8 및 도 9에 도시된 PDP의 방전셀은 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 제1 실시예의 방전셀과 동일하며, 데이터전극의 구조가 다르다.
데이터전극(75)은 전극의 폭을 50m 미만으로 좁게 형성시킴으로써 유지 방전시 데이터전극에 의한 전계 간섭을 최소화한다. 이러한 폭이 좁은 데이터전극(75)을 주사전극(43)과 중첩되는 일부분(75A)에서 전극의 폭을 넓게 한다. 이러한 데이터전극(75)을 격벽(60) 근처에 형성시킨다. 데이터전극을 형광체(62)가 보다 두껍게 형성된 격벽(60) 가까이 형성시킴으로써 오방전을 줄이면서 올바른 선택 쓰기를 하게 된다.
도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 PDP 구동방법을 설명하기 위한 것으로, 임의의 서브필드기간동안 공급되는 구동파형도이다.
리셋기간(RPD) 동안에 주사전극(43)에 리셋펄스(RPy)를 공급하게 된다. 이러한 리셋펄스(RPy)에 의해 모든 방전셀들에서는 리셋방전이 발생하게 되고 자기소거방전 등에 의해 오방전을 일으키지 않을 정도의 벽전하가 잔류하게 된다. 상세히 하면, 주사전극(44)에 공급되는 리셋펄스(RPy)는 상승기간과 하강기간을 가지는 램프파 형태로 공급된다. 리셋펄스(RPy)에 의해 상승기간에서 발광크기가 크지 않은 리셋방전이 발생되어 유지전극(45), 주사전극(43) 주위의 유전층(50)에 벽전하가 형성된다. 이어서, 리셋펄스(RPy)의 하강기간에서 유지전극(45)에 정극성(+)의 전압(Vs)을 인가하여 유지전극(45), 주사전극(43)의 극성이 반전되게 함으로써 벽전하가 부분적으로 감소하여 잔류되게 한다.
어드레스기간(APD)에서 라인순차적으로 주사전극(43)에 부극성(-)의 주사펄스(SP)를 공급함과 아울러 데이터전극(56)에 정극성(+)의 데이터펄스(DP)를 공급하여 선택적 쓰기 방전이 발생되게 한다. 이러한 선택적 쓰기 방전이 발생된 방전셀들에는 다음의 유지방전을 위해 충분한 벽전하가 형성되어 다른 방전셀들이 어드레스되는 기간동안 유지된다.
유지기간(SPD)에서 주사전극(43)에 트리거펄스(TPy)를 공급한다. 이 트리거펄스(TPy)에 의해 벽전하가 충분히 형성된 방전셀들의 유지전극(45)과 주사전극(43) 간의 유지방전이 개시되게 한다. 이어서, 유지전극(45)과 주사전극(43)에 상기 트리거펄스(TPy) 보다 작은 펄스폭의 유지펄스(SUSPz, SUSPy)를 교번적으로 공급하여 상기 유지방전이 유지되게 한다. 데이터전극(56)은 주사전극(43)과 동기되며, 데이터전극에 주사전극(43)의 펄스와 동일한 양(+)의 펄스인 디펜스펄스(Defense Pulse)를 공급한다. 즉, 방전이 크게 일어나는 주사전극에 공급되는 펄스의 앞부분과 동기되게 세폭의 양(+)의 디펜스펄스를 데이터전극에 공급한다. 따라서, 데이터전극에 주사전극(43)과 동일한 극성을 가지는 디펜스펄스를 공급함으로써 유지 방전시 발생하는 데이터전극으로의 이온 손상(ion Damage)를 최소화할 수 있다.
이러한 유지기간(SPD)에 이은 소거기간(EPD)에서 유지전극(45)에 소거펄스(EP)를 공급하여 유지되던 방전이 중지되게 한다. 소거펄스(EP)는 소거방전시 발광크기가 작게끔 램프파 형태를 가지며 방전 소거를 위해 짧은 펄스폭을 가지게 된다. 이러한 소거펄스(EP)에 의한 짧은 소거방전으로 하전입자들이 소거되어 방전이 중지하게 된다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널 및 그 구동방법은 방전공간 내에서 데이터전극의 폭을 줄이면서 선택쓰기 해야할 주사전극 상에 폭이 넓은 데이터전극을 위치시킴으로써 이온에 의한 손상을 최소화할 수 있으며, 쓰기동작을 정확히 할 수 있다. 그러므로, 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널은 장수명이 기대되며, 방전 공간 내에서 데이터전극의 표면적이 줄어들기 때문에 데이터전극으로 인한 전계 간섭이 약화되어 효율을 높일 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 정하여져야만 할 것이다.

Claims (5)

  1. 데이터전극과, 그 데이터전극과 직교되게 배치된 주사전극 및 유지전극을 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널에 있어서, 상기 데이터전극은,
    상기 주사전극과 교차하는 영역에서 전극폭이 다른 영역에서의 전극폭 보다 넓게 되도록 형성된 돌출부를 구비하고,
    상기 주사전극과 함께 쓰기 방전을 발생시키고, 상기 주사전극과 상기 유지전극과의 유지방전시 상기 주사전극에 공급되는 유지펄스와 동기되고 그 유지펄스 보다 짧은 펄스폭을 갖는 동일 극성의 디펜스펄스를 공급하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 데이터전극의 돌출부는 상기 주사전극과 교차부에서 중첩되는 일부분 혹은 전체에 형성된 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 데이터전극을 인쇄회로필름과 접속시키기 위하여 상기 데이터 전극 보다 넓은 전극폭을 갖는 데이터리드부를 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 데이터전극이 격벽 가까이 형성된 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  5. 주사전극 및 유지전극과 데이터전극을 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널의 유지방전 구동방법에 있어서,
    상기 주사전극 및 유지전극에 교번적으로 유지펄스를 인가하고, 상기 데이터전극에 상기 주사전극에 공급되는 유지펄스와 동기되고 유지펄스보다 짧은 펄스폭을 가지는 동일 극성의 디펜스펄스를 공급하여 방전이 유지되게 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 구동방법.
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