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KR20010035882A - 플라즈마 디스플레이 패널의 구동방법 - Google Patents

플라즈마 디스플레이 패널의 구동방법 Download PDF

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KR20010035882A
KR20010035882A KR1019990042656A KR19990042656A KR20010035882A KR 20010035882 A KR20010035882 A KR 20010035882A KR 1019990042656 A KR1019990042656 A KR 1019990042656A KR 19990042656 A KR19990042656 A KR 19990042656A KR 20010035882 A KR20010035882 A KR 20010035882A
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KR
South Korea
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sustain
discharge
period
pulse
discharge cells
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Application number
KR1019990042656A
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Inventor
문성학
Original Assignee
구자홍
엘지전자 주식회사
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Publication date
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Abstract

본 발명은 리셋 기간동안의 방전 횟수를 줄임으로써 화면의 콘트라스트가 향상되도록 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 구동방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 구동방법은 리셋 기간동안 방전셀들에 리셋 펄스를 한 번만 공급하는 단계를 포함하고, 상기 리셋 펄스의 전압 레벨은 일정 기간동안 유지된 후 서서히 감소되는 것을 특징으로 한다.
이에 따라, 리셋 기간동안에 미소 발광이 일어나는 방전 횟수가 종래에 비해 줄어들게 되어 화면의 콘트라스트가 향상되게 된다.

Description

플라즈마 디스플레이 패널의 구동방법{Method of Driving Plasma Display Panel}
본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널의 구동방법에 관한 것으로, 특히 리셋 기간동안의 방전 횟수를 줄임으로써 화면의 콘트라스트가 향상되도록 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 구동방법에 관한 것이다.
플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel : 이하 ″PDP″라 함)은 가스방전에 의해 발생되는 자외선이 형광체를 여기시킬 때 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 점등의 장점이 있다. PDP는 매트릭스 형태로 배열된 다수의 방전셀들로 구성되며, 하나의 방전셀은 화면의 한 화소를 이루게 된다. PDP는 그 구동방식에 따라 방전셀 내에서 대향 방전을 하게 되는 직류(DC)방식과 면방전을 하게 되는 교류(AC)방식으로 대별된다. 교류방식의 PDP는 직류방식에 비하여 소비전력이 낮고, 수명이 긴 장점이 있다.
도 1은 일반적인 교류 면방전 PDP의 방전셀 구조를 도시한 사시도이다. 도 1을 참조하면, 상판(20)과 하판(22)이 일정한 거리를 두고 평행하게 설치되어 있다. 상판(20)을 구성하는 상부기판(24)의 배면에는 교류 구동 신호가 공급되어 서스테인 면방전을 이루는 주사전극(26)과 방전유지전극(27)이 나란하게 형성된다. 주사전극(26) 및 방전유지전극(27)은 ITO(Indium Tin Oxide)로 투명하게 형성된 투명전극이다. 주사전극(26) 및 방전유지전극(27) 각각의 위에는 버스전극(30)이 나란하게 형성된다. ITO가 높은 저항값을 갖기 때문에 버스전극(30)을 통해 교류신호를 공급함으로써 각각의 방전셀에 균일한 전압이 인가되도록 하고 있다. 주사전극(26) 및 방전유지전극(27)이 형성된 상부기판의 배면에는 상부유전층(28)이 전면에 형성된다. 상부유전층(28)은 방전시 전하를 축적하는 기능을 갖는다. 상부유전층(28) 상에 전면 도포되는 보호층(31)은 방전시 스퍼터링으로부터 상부유전층(28)을 보호하여 화소셀의 수명을 연장시킴과 아울러 2차 전자의 방출효율을 높여 방전효율을 향상시킨다. 하판(22)을 구성하는 하부기판(32) 상에는 어드레스 방전을 위한 데이터전극(34)이 주사전극(26) 및 방전유지전극(27)과 상호 직각으로 교차되도록 형성된다. 하부기판(32)과 데이터전극(34) 상에는 방전시 벽전하 형성을 위한 하부유전층(36)이 전면 도포된다. 또한 상판(20)과 하판(22) 사이에는 격벽(42)이 수직으로 형성된다. 격벽(42)은 상판(20) 및 하판(22)과 함께 셀의 방전공간(38)을 형성하고, 방전셀들을 서로 구분하여 이웃한 셀 간의 상호 간섭을 차단한다. 하부유전층(36)과 격벽(42)의 표면에는 형광체(40)가 도포된다. 방전공간(38) 내에는 He+Xe 또는 Ne+Xe의 혼합가스가 충진된다.
교류 면방전 PDP의 전체적인 전극 라인 및 방전셀의 배치 구조는 도 2에 도시되는 바와 같다. 도 2를 참조하면, 데이터전극라인(X)과 주사전극라인(Y) 그리고 방전유지전극라인(Z)이 교차하는 부분마다 방전셀(44)이 위치하게 된다.
빛이 방출되는 과정을 간략히 설명하면, 주사전극(26)과 데이터전극(34) 간에 어드레스 방전이 일어나 상/하부 유전층(28,36)에 벽전하가 형성된다. 형성된 벽전하는 면방전에 필요한 방전전압을 낮추는 역할을 한다. 어드레스 방전에 의해 선택된 셀들에서는 주사전극(26)과 방전유지전극(27)에 교번적으로 공급되는 교류 신호에 의해 두 전극(26,27) 간에 서스테인 방전이 일어난다. 이 때 방전공간(38)에서는 방전가스가 여기된 후 천이되는 과정에서 자외선이 발생한다. 발생된 자외선은 형광체(40)를 여기시켜 가시광선을 발생시키게 되고, 이로써 PDP의 화상이 구현되어진다.
교류 면방전 PDP에서는 주로 ADS(Addressing Display Separated : 이하 ″ADS″라 함) 구동방법에 의해 화상표시에 필요한 단계적인 밝기를 나타내는 256 계조의 그레이 스케일(Gray Scale)이 구현된다. 도 3은 PDP에서 한 프레임의 계조를 표현하기 위한 ADS 구동방법을 나타내는 도면이다. 16.67ms 동안의 한 프레임은 계조에 따라 8 개의 서브필드(SF1 내지 SF8)로 시분할되어 구동된다. 각각의 서브필드들(SF1 내지 SF8)은 크게 화면 초기화 및 어드레스 방전이 수행되는 리셋 및 어드레스 기간과, 서스테인 방전이 수행되는 서스테인 기간으로 나뉘어진다. 각각의 서브필드에서 미리 설정된 리셋 및 어드레스 기간의 폭은 동일한 반면에 서스테인 기간의 폭은 서로 다르다. 서스테인 기간은 휘도 상대비에 따라 각 서브필드에서 2n(n=0,1,2,3,4,5,6,7)의 비율로 증가되도록 미리 설정된다. 이와 같이 각 서브필드 별로 서스테인 기간이 서로 다르게 설정됨으로써 서스테인 방전 기간에 따라 화상의 계조가 표현된다.
도 4는 서브필드 별로 PDP의 각 전극 라인에 공급되는 구동 파형을 나타낸 파형도이다. 도 4를 참조하면, 하나의 서브필드는 전화면을 초기화하는 리셋 기간, 전화면을 선순차 방식으로 주사하면서 데이터를 기입하는 어드레스 기간 및 데이터가 기입된 셀들의 발광 상태를 유지시키는 서스테인 기간으로 나뉘어진다. 먼저 리셋 기간에는 데이터전극라인(X)과 방전유지전극라인(Z)에 인가되는 프라이밍 펄스에 의해 모든 방전셀들이 방전을 일으키며 초기화된다. 프라이밍 방전시 방전공간(38) 내에 생성된 하전입자들은 상/하부유전층(28,36)에 벽전하로 축적된다. 그리고 이와 같이 형성된 하전입자 및 벽전하들의 소멸을 막기 위해 데이터전극라인(X)과 주사전극라인(Y)에 유지 펄스를 공급함으로써 다시 한 번 방전을 일으킨다. 이 유지 방전은 앞서 발생한 프라이밍 방전에 대한 보조 방전 기능을 수행하게 된다. 그 다음 방전공간(38) 내에 남아있는 하전입자들을 소멸시키기 위해 데이터전극라인(X)과 주사전극라인(Y)에 소거 펄스를 공급하여 소거 방전을 일으킨다. 이와 같은 리셋 기간동안 유전층(28,36)에 형성된 벽전하들은 어드레스 기간 중의 어드레스 방전 전압을 낮추는 역할을 하게 된다. 어드레스 기간에는 PDP의 각 주사라인별 주사전극라인(Y)들에 주사펄스가 순차적으로 인가되고, 주사펄스에 동기되어 데이터가 각 데이터전극라인(X)에 공급된다. 이 때, 방전유지전극라인(Z)들에는 소정레벨의 직류전압이 공급되며, 이 직류전압은 데이터전극라인(X)과 주사전극라인(Y) 사이의 어드레스 방전이 안정적으로 일어날 수 있게 한다. 서스테인 기간에는 주사전극라인(Y)과 방전유지전극라인(Z)에 동일한 펄스폭과 전압을 갖는 서스테인 펄스가 교번적으로 인가되어 어드레스 방전에 의해 선택된 방전셀들에 서스테인 면방전을 일으킨다.
이러한 방법에 의해 구동되는 교류 면방전 PDP에서는 리셋 및 서스테인 기간이 화면의 밝기, 콘트라스트, 효율 및 소비전력 등의 제반 성능을 좌우하게 되는 중요한 기간이다. 종래의 구동방법에서는 모든 방전셀들을 초기화시키는 리셋 기간동안에 여러 번의 방전(프라이밍, 유지, 소거 방전)이 일어난다. 즉, 리셋 기간동안에 하전입자들의 생성, 유지, 소거 과정을 거침으로써 전체적인 셀들의 동작을 안정화시키고 있다. 하지만, 리셋 기간동안에 발생하는 여러 번의 방전들 각각은 모든 방전셀들에서 미소 발광을 수반하기 때문에 화면의 콘트라스트를 저하시키는 요인으로 작용하고 있다. 또한, 종래의 구동방법에서는 서스테인 기간 동안에 공급되는 서스테인 펄스의 전압 및 펄스폭이 항상 동일하다. 서스테인 기간의 처음에는 서스테인 방전으로 인해 하전입자 및 벽전하가 형성되더라도 그 양이 많지 않기 때문에 서스테인 기간의 시작 이후 일정 기간동안 서스테인 펄스가 계속 공급된 다음에야 충분한 하전입자 및 벽전하가 형성되어 정상적인 서스테인 동작을 진행할 수 있게 된다. 그리하여 서스테인 기간의 초기에는 빠른 시간 내에 충분한 양의 하전입자 및 벽전하들을 공급할 필요가 있다. 아울러 어드레스 기간 중에 PDP의 각 주사라인들은 주사전극라인(Y)들에 공급되는 주사펄스에 의해 순차적으로 구동된다. 어드레스 기간동안 첫 번째 주사라인부터 시작하여 480번째 마지막 주사라인까지 각 주사라인에 형성된 주사전극라인(Y)에 주사펄스가 순차적으로 공급된 다음에 전체적으로 동시에 서스테인 방전을 일으키게 된다. 그런데, 어드레스 방전으로 인해 각 방전셀들에 형성되어 있는 벽전하의 양은 서스테인 기간이 시작되는 시점에서 주사라인별로 서로 달라지게 된다. 이러한 현상은 첫 번째 주사라인의 주사와 마지막 주사라인의 주사 간에 시간 차이로 인하여 발생한다. 첫 번째 주사라인에서는 주사 이후 서스테인 기간이 시작되는 시점까지의 기간이 마지막 주사라인의 경우보다 길기 때문에 벽전하의 소멸 양이 마지막 주사라인에서보다 많을 수 밖에 없다. 이와 같이 서스테인 기간이 시작되는 시점에서 각 주사라인 별로 형성된 벽전하의 양이 불균일하기 때문에 서스테인 기간동안에 셀의 오방전, 미스방전과 같은 불안정한 동작 특성이 야기된다.
따라서, 본 발명의 목적은 리셋 기간동안의 방전 회수를 줄임으로써 화면의 콘트라스트가 향상되도록 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 구동방법을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 각 방전셀들의 서스테인 방전 초기의 동작 특성을 균일화시켜 셀들의 오동작을 방지하도록 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 구동방법을 제공함에 있다.
도 1은 일반적인 교류 면방전 플라즈마 디스플레이 패널의 방전셀 구조를 도시한 사시도.
도 2는 교류 면방전 플라즈마 디스플레이 패널의 전체적인 전극 라인 및 방전셀의 배치 구조.
도 3은 플라즈마 디스플레이 패널에서 한 프레임의 계조를 표현하기 위한 ADS 구동방법을 나타내는 도면.
도 4는 서브필드 별로 플라즈마 디스플레이 패널의 각 전극 라인에 공급되는 종래의 구동 파형을 나타낸 파형도.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 교류 면방전 플라즈마 디스플레이 패널의 구동방법을 나타낸 도면으로서, ADS 구동시 서브필드 별로 PDP의 각 전극 라인에 공급되는 구동 파형을 나타낸 파형도.
〈 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 〉
20 : 상판 22 : 하판
24 : 상부기판 26 : 주사전극
27 : 방전유지전극 28 : 상부유전층
30 : 버스전극 31 : 보호층
32 : 하부기판 34 : 데이터전극
36 : 하부유전층 38 : 방전공간
40 : 형광체 42 : 격벽
44 : 방전셀 46 : PDP
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 구동방법은 리셋 기간동안 방전셀들에 리셋 펄스를 한 번만 공급하는 단계를 포함하고, 상기 리셋 펄스의 전압 레벨은 일정 기간동안 유지된 후 서서히 감소되는 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 5를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 설명하기로 한다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 교류 면방전 플라즈마 디스플레이 패널의 구동방법을 나타낸 도면으로서, ADS 구동시 서브필드 별로 PDP의 각 전극 라인에 공급되는 구동 파형을 나타낸 파형도이다. 도 5를 참조하면, 하나의 서브필드는 종래의 경우와 마찬가지로 전화면을 초기화하는 리셋 기간, 전화면을 선순차 방식으로 주사하면서 각 방전셀들에 데이터를 기입하는 어드레스 기간 및 데이터가 기입된 셀들의 발광 상태를 유지시키는 서스테인 기간으로 나뉘어진다. 도면에서 X는 도 2에 도시된 데이터전극라인(X)에 공급되는 전압 파형을 나타내고, Y는 주사전극라인(Y)에 공급되는 전압 파형을 나타낸다. 그리고, Z는 방전유지전극라인(Z)에 공급되는 전압 파형을 나타낸다.
먼저 리셋 기간에는 주사전극라인(Y)과 방전유지전극라인(Z)에 리셋 펄스를 공급한다. 주사전극라인(Y)에는 정극성의 리셋 펄스(+Vr)을 공급하고, 방전유지전극라인(Z)에는 부극성의 리셋 펄스(-Vr)을 공급한다. 그리고 각 전극라인(Y,Z)에 공급된 리셋 펄스 전압을 일정 기간동안 유지시킨다. 일정 기간동안 전압을 유지시킨 후에는 리셋 펄스 전압을 서서히 감소시킨다. 본 발명의 구동 방법에서는 리셋 기간동안 여러 번의 방전 펄스를 공급하는 종래의 경우와는 달리 방전 펄스를 단 한번만 공급하고, 이 펄스 전압을 일정 기간동안 유지시킨 후 서서히 감소시킨다. 어드레스 기간에는 PDP의 각 주사라인별 주사전극라인(Y)들에 부극성의 주사펄스(-Vs)를 순차적으로 공급함과 아울러 주사펄스에 동기되도록 각 데이터전극라인(X)에 정극성의 데이터 펄스를 공급한다. 어드레스 기간동안에 서스테인 방전을 일으킬 방전셀들이 선택되어진다. 그 다음 서스테인 기간에는 주사전극라인(Y)들과 방전유지전극라인(Z)들에 정극성의 서스테인 펄스를 교번적으로 공급한다. 종래의 구동방법과 다른 점은 서스테인 기간의 시작 시점에 주사전극라인(Y)에 처음 공급되는 초기 서스테인 펄스의 전압과 펄스폭을 크게 한다는 점이다. 도 5에 도시되는 바와 같이 서스테인 기간의 시작 시점에서 공급되는 첫 번째 서스테인 펄스의 전압(+Vw)을 다음에 연이어 공급되는 서스테인 펄스들의 전압(+Vsus)에 비해 더 높게 한다. +Vw는 종래의 구동방법에서 공급하던 서스테인 펄스의 전압보다 더 높은 값이다. 그리고, 초기 서스테인 펄스의 펄스폭도 종래에 비해 더 넓게 한다. 어드레스 기간 중에 선택된 방전셀들에서는 이 서스테인 펄스들에 의해 방전이 지속적으로 유지되면서 발광이 이루어진다.
리셋 기간 중에 공급된 리셋 펄스(+Vr,-Vr)에 의해 각 방전셀들의 주사전극(26)과 방전유지전극(27) 간에 방전이 형성된다. 이 때, 방전공간(38)에는 하전입자들이 생성되고, 이들 하전입자들이 상/하부 유전층(28,36)에 벽전하로 형성된다. 이 과정에서 하전입자들이 재결합되어 소멸되는 것을 막기 위해 본 발명에서는 리셋 펄스의 전압(+Vr,-Vr)을 일정 기간동안 유지시킨다. 이와 같이 전압 유지 기간을 둠으로써 리셋 방전시 생성된 하전입자들과 벽전하들이 지속적으로 유지될 수 있게 된다. 주사전극(26) 부근에는 주로 전자들이 벽전하로 형성되고, 방전유지전극(27) 부근에는 정극성의 벽전하들이 형성된다. 리셋 기간동안 형성된 벽전하들은 다음 어드레스 기간 중의 어드레스 방전 전압을 낮추는 기능을 수행하게 된다. 즉, 어드레스 기간에는 데이터전극라인(X)에 정극성 펄스가 가해지고, 주사전극라인(Y)에 부극성의 펄스가 가해지기 때문에 이 펄스들 간의 전압차와 리셋 기간 중에 형성된 벽전하들에 의한 전압이 합해져서 실제 어드레스 기간 중에 방전셀 내에 걸리는 전압은 각 전극에 공급되는 구동 전압과 벽전압의 합으로 나타나게 된다. 이에 따라, 어드레스 방전시 외부에서 공급해 주어야 하는 구동 전압을 낮출 수 있게 된다. 이와 같이 각 방전셀들에 벽전하가 충분히 형성될 수 있는 기간을 가진 다음에는 리셋 펄스의 전압을 서서히 감소시켜 방전을 소거시킨다. 이 때, 방전공간(38) 내의 하전입자들이 재결합되어 소멸된다. 본 발명에서는 리셋 기간동안에 단 한 번의 방전 펄스를 공급하지만, 이와 같은 과정을 통해 종래의 프라이밍, 유지, 소거 방전을 통해 이루어졌던 방전셀들의 초기화 및 벽전하 형성 과정을 동일하게 수행하게 된다. 이러한 방법에 의해 리셋 기간동안 방전을 단 한 번만 일어남으로써 미소 발광이 일어나는 횟수가 줄어들게 되어 종래에 비해 화면의 콘트라스트가 향상되게 된다.
또한, 본 발명에서는 서스테인 기간의 시작 시점에 처음 공급되는 서스테인 펄스(+Vw)는 서스테인 기간 초기에 방전셀들에 충분한 양의 하전입자 및 벽전하들이 빠른 시간 내에 공급되도록 하는 기능을 수행한다. 주사전극라인(Y)에 공급되는 첫 번째 서스테인 펄스(+Vw)의 폭을 넓게 하고, 전압을 크게 함으로써 각 방전셀 별로 충분한 양의 벽전하가 서스테인 기간 초기에 형성된다. 그리고, 어드레스 기간 중 주사 시간의 차이에 의해 각 주사라인 별로 불균일하게 형성되어 있던 벽전하의 양도 각 방전셀 별로 균일해지게 된다. 본 발명에서는 서스테인 기간 초기에 각 방전셀 별로 벽전하가 충분히 형성되어 있음으로 인해 다음에 이어지는 서스테인 펄스들(+Vsus)에 대한 응답 속도가 빨라지게 되고, 효율 및 화면 밝기를 향상시킬 수 있게 된다. 아울러, 어드레스 기간 중에 각 주사라인 별로 벽전하량을 균일하게 함으로써 서스테인 기간동안에 각 셀 별로 균일한 동작 특성이 나타나게끔 한다. 이러한 동작 특성의 균일화에 의해 서스테인 기간 중의 방전셀 들의 미스방전, 오방전과 같은 오동작을 방지할 수 있게 되어 안정된 동작 특성을 얻어낼 수 있게 된다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 구동방법에서는 리셋 기간동안 공급되는 리셋 펄스의 전압을 일정 기간동안 유지시킨 다음 서서히 감소시킨다. 이에 따라, 리셋 기간동안에 단 한 번의 방전을 통해 하전입자의 생성, 유지 및 소멸의 과정이 이루어지면서 방전셀들에 벽전하가 형성되고, 아울러 리셋 기간동안 미소 발광이 일어나는 횟수가 종래에 비해 줄어들게 되어 화면의 콘트라스트가 향상되게 된다. 또한, 본 발명에서는 서스테인 기간 시작 시점에서 처음 공급되는 서스테인 펄스의 전압과 펄스폭을 크게 한다. 이에 따라, 서스테인 기간 초기 시점에서 충분한 양의 벽전하가 각 방전셀마다 균일하게 형성됨으로써 화면의 밝기가 향상될 뿐만 아니라, 각 셀들의 동작 특성이 균일해짐으로써 오동작이 방지될 수 있게 된다.
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 (3)

  1. 방전셀들을 초기화시키는 리셋 기간과, 상기 방전셀들을 어드레싱하는 어드레스 기간과, 어드레싱된 상기 방전셀들의 방전을 유지시키는 서스테인 기간을 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널의 구동방법에 있어서,
    상기 리셋 기간동안 상기 방전셀들에 리셋 펄스를 한 번만 공급하는 단계를 포함하고,
    상기 리셋 펄스의 전압 레벨은 일정 기간동안 유지된 후 서서히 감소되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 구동방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 서스테인 기간의 시작 시점에 상기 방전셀들에 제 1 서스테인 펄스를 한 번만 공급하는 단계와,
    상기 제 1 서스테인 펄스에 뒤이어 상기 제 1 서스테인 펄스의 전압 레벨과 펄스폭이 다른 적어도 하나 이상의 제 2 서스테인 펄스를 상기 방전셀들에 공급하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 구동방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 서스테인 기간의 시작 시점에서 상기 방전셀들 내에 벽전하를 생성함과 아울러 상기 방전셀들에 형성되는 벽전하의 양을 균일화시키기 위하여 상기 제 1 서스테인 펄스의 전압 레벨과 펄스폭은 상기 제 2 서스테인 펄스의 그것들보다 더 큰 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 구동방법.
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