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KR20000059281A - 보조 전극을 갖는 플라즈마 표시 패널 및 그 구동 방법 - Google Patents

보조 전극을 갖는 플라즈마 표시 패널 및 그 구동 방법 Download PDF

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KR20000059281A
KR20000059281A KR1019990006728A KR19990006728A KR20000059281A KR 20000059281 A KR20000059281 A KR 20000059281A KR 1019990006728 A KR1019990006728 A KR 1019990006728A KR 19990006728 A KR19990006728 A KR 19990006728A KR 20000059281 A KR20000059281 A KR 20000059281A
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Abstract

본 발명은 방전 유지 전극 사이에 방전 개시 전압을 낮추기 위한 보조 전극을 갖는 플라즈마 표시 패널 및 그 구동 방법을 기재한다. 본 발명에 따른 보조 전극을 가진 플라즈마 표시 패널 및 그 구동 방법은 플라즈마 표시 패널의 각 방전 셀에 배치된 X 전극과 Y 전극 사이에 굵기가 가는 보조 전극을 배치하고, 이 보조 전극에 방전 유지 펄스의 시작 시점 보다 늦지 않는 시점에서 보조 전극 구동 펄스가 인가되도록 구동함으로써, 주 방전의 방전 개시 전압을 낮춘다.

Description

보조 전극을 갖는 플라즈마 표시 패널 및 그 구동 방법{A plasma display panel having subsidiary electrodes and a driving method therefor}
본 발명은 플라즈마 표시 패널에 관한 것으로, 상세하게는 방전 유지 전극 사이에 방전 개시 전압을 낮추기 위한 보조 전극을 갖는 플라즈마 표시 패널 및 그 구동 방법에 관한 것이다.
도 1은 종래의 면방전형 AC 플라즈마 표시 패널의 전면 기판의 전극 구조를 보여준다. 도시된 바와 같이, 일반적으로 면방전형 AC 플라즈마 표시 패널의 전극은 배면 기판(2)에는 데이터 전극(5)이 배치되고, 전면 기판(1)에는 상기 데이터 전극(5)와 교차하는 방향으로 주사 전극(이하 "Y 전극" 이라 칭하기도 한다)(3) 및 공통 전극(이하 "X 전극"이라 칭하기도 한다)(4)을 쌍으로하는 방전 유지 전극이 나란하게 배치된다. 이들 방전 유지 전극(3, 4) 위에는 유전체(7)가 도포되어 있다. 이들 방전 유지 전극(3, 4)은 방전 유지 전극(3, 4)과 교차하는 방향의 스트라이프 상으로 배치된 격벽(6; 점선으로 표시된 부분은 90°회전시켜 보인 것임)에 의해 유지되는 방전 공간(9)을 갖는 각 방전 셀들에 한 쌍식 배치된다. 그리고 이들 방전 유지 전극 즉 X 전극(3) 및 Y 전극(3) 상에는 각각 이들 투명 전극(3, 4)의 도전성을 좋게하기 위한 버스 전극(8)들이 방전 공간의 외곽에 배치되도록 형성되어 있다.
이와 같은 구성의 플라즈마 표시 패널에 있어서, 전극의 구동 방법은 크게 어드레스 방전을 위한 구동과 유지 방전을 위한 구동으로 나뉜다. 도 2에 도시된 바와 같이, 어드레스 방전은 배면 기판(2)의 데이터 전극(5)과 전면 기판(1)의 Y 전극(3) 사이의 전위차(80V-(-170V)=250V)에 의해서 일어나며, 이 때 벽전하가 형성된다. 유지 방전은 벽전하가 형성된 방전셀에 배치된 Y 전극(3)과 X 전극(4) 사이의 전위차(140V-0V=140V)에 의해서 일어난다. 이 유지 방전이 실제 영상을 표시하기 위한 방전으로 주방전이 된다.
이와 같이, 투명전극(ITO 전극)인 X 전극(4)과 Y 전극(3) 사이에 인가되는 전위차에 의해서 방전이 일어나게 되는 주방전은, 도 3에 도시된 바와 같이, 시간이 지날수록 방전이 소멸된다. 이는 기존의 면방전형 AC 플라즈마 표시 패널의 전극 구조에서 전면기판의 X 전극(4)과 Y 전극(3)의 사이가 80~100μm 정도가 되고 있으므로, 유지 방전 구동시의 방전 개시 전압도 일반적으로 160 V 이상이 되어야 하기 때문이다. 이와 같이 방전 개시 전압이 커지게 되면 전력의 소모가 많아지는 동시에 그 구동 회로의 정격이 커져서 비용이 많이들게 되며 또한 인접 전극에 유도 전압을 일으켜 크로스토크의 원인이 된다. 이를 해소하기 위한 방안으로 방전 개시 전압을 낮추기 위하여 X 전극(4)과 Y 전극(3) 사이의 간격을 좁히면 정전 용량이 너무 커지게 된다. 즉, 두 전극 사이의 거리 d가 작을수록 방전 개시 전압이 낮아지지만 정전 용량의 증가 때문에 어느 한계 이하로는 작게할 수 없다. 이와 같이 두 전극 간에 기생하는 정전 용량을 크게하지 않으면서 방전 개시 전압을 낮추는 것이 PDP 구동에 있어서의 큰 과제이다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하고자 창안한 것으로, 기존의 X 전극 및 Y 전극 구조는 그대로 유지 하면서 그 사이의 중간 위치에 가는선의 보조 전극을 배치하여 방전 개시 전압을 많이 낮출 수 있는 보조 전극을 가진 플라즈마 표시 패널 및 그 구동 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
도 1은 종래의 플라즈마 표시 패널의 전극 구성을 보여주는 단면도,
도 2는 도 1의 플라즈마 표시 패널에 인가하는 전극 구동 신호들의 파형도,
도 3은 도 2의 전극 구동 신호에 의해 방전 공간에 생성되는 전자들의 밀도를 나타내는 그래프,
도 4는 본 발명에 따른 플라즈마 표시 패널의 전극 구성을 보여주는 단면도,
도 5는 도 4의 플라즈마 표시 패널에 인가하는 전극 구동 신호들의 파형도,
도 6은 도 5의 전극 구동 신호에 의해 방전 공간에 생성되는 전자들의 밀도를 나타내는 그래프,
도 7a 내지 도 7e는 도 5의 전극 구동 신호들에 의해 방전셀 내에 형성된 벽전하들의 분포 상태를 보여주는 도면,
도 8는 도 4의 플라즈마 표시 패널에 인가하는 전극 구동 신호들의 파형도로서, 보조 전극 구동 신호가 잘못 인가된 경우를 보여 주는 도면,
그리고 도 9는 도 8의 전극 구동 신호에 의해 방전 공간에 생성되는 전자들의 밀도를 나타내는 그래프이다.
〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉
1. 전면 기판 2. 배면 기판
3. 주사 전극(Y 전극) 4. 공통 전극(X 전극)
5. 데이터 전극 6. 격벽
7. 유전체층 8. 버스 전극
9. 방전 공간
11. 전면 기판 12. 배면 기판
13. 주사 전극(Y 전극) 14. 공통 전극(X 전극)
15. 데이터 전극 17. 유전체층
20. 보조 전극
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 보조 전극을 가진 플라즈마 표시 패널은, 서로 일정한 간격으로 대향하는 전면 기판 및 배면 기판; 상기 전면 기판과 배면 기판 간의 간격을 일정하게 유지하면서 각 방전셀에 대응하는 방전 공간을 유지하는 격벽들; 상기 전면 기판 상에 스트라이프 상으로 서로 나란하게 배치된 방전 유지 전극 쌍들; 및 상기 배면 기판 상에 상기 방전 유지 전극 쌍들과 교차하는 방향의 스트라이프 상으로 배치된 데이터 전극들;을 구비한 면방전형 AC 플라즈마 표시 패널에 있어서, 상기 각 방전셀 마다 배치된 상기 방전 유지 전극 쌍의 사이에 소정 굵기의 보조 전극들을 배치한 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 보조 전극의 굵기는 상기 방전 유지 전극 쌍들의 정전 용량을 증가시키지 않을 정도의 굵기인 것이 바람직하다.
또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 보조 전극을 가진 플라즈마 표시 패널의 구동 방법은, 서로 일정한 간격으로 대향하는 전면 기판 및 배면 기판; 상기 전면 기판과 배면 기판 간의 간격을 일정하게 유지하면서 각 방전셀에 대응하는 방전 공간을 유지하는 격벽들; 상기 전면 기판 상에 스트라이프 상으로 서로 나란하게 배치된 방전 유지 전극 쌍들; 상기 배면 기판 상에 상기 방전 유지 전극 쌍들과 교차하는 방향의 스트라이프 상으로 배치된 데이터 전극들; 및 상기 각 방전셀 마다 배치된 상기 방전 유지 전극 쌍의 사이에 소정 굵기의 보조 전극들을 배치한 플라즈마 표시 패널에 있어서, 상기 방전 유지 전극 쌍들에 인가하는 방전 유지 펄스들의 시작 시점 보다 늦지 않도록 상기 보조 전극에 보조 전극 구동 펄스를 인가하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 보조 전극 구동 펄스는 상기 방전 유지 전극 쌍들에 상기 방전 유지 펄스가 인가되어 방전이 새로 시작될 때, 방전이 증대되는 기간 동안은 보조 전극의 전위를 상기 방전 유지 전극 쌍 중 높은 전위를 가진 전극의 전위와 같도록 하고, 방전이 소멸하는 동안은 낮은 전위를 가진 전극의 전위와 같도록 유지하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에 있어서, 상기 보조 전극 구동 펄스는 상기 방전 유지 전극 쌍들에 상기 방전 유지 펄스가 인가되어 방전이 새로 시작될 때, 방전이 증대되는 기간 동안은 보조 전극의 전위를 상기 방전 유지 전극 쌍 중 낮은 전위를 가진 전극의 전위와 같도록 하고, 방전이 소멸하는 동안은 높은 전위를 가진 전극의 전위와 같도록 유지하는 것도 바람직하다.
이하 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 보조 전극을 가진 플라즈마 표시 패널 및 그 구동 방법을 상세하게 설명한다.
도 4는 본 발명에 따른 보조 전극을 가진 플라즈마 표시 패널의 구조를 보여주는 단면도이다. 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 보조 전극을 가진 플라즈마 표시 패널은 전면 기판(11) 상에 배치된 방전 유지 전극 즉 X 전극(14) 및 Y 전극(13) 사이에 굵기가 가는 보조 전극(20)을 설치한 점에 특징이 있다. 여기서, 보조 전극(20)에 의한 정전 용량의 증가는 별로 없게 하는 것이 바람직하다. 이를 위하여 굵기가 가는 선을 사용하여야 한다.
이러한 보조 전극은 방전 개시를 도와준다는 개념하에서 설계되었으나 실제로 이 역할을 제대로 발휘하기 위해서는 벽전하가 쌓이는 것이 방전 개시에 유리하도록 조절되어야 한다. 즉, 보조 전극(20)(C 전극)은 유전층(17)의 윗면에 벽전하가 방전을 도와주도록 쌓이게 구동되어야 한다. 이를 위해서는 보조 전극(C 전극)의 구동 펄스를 X 전극 혹은 Y 전극에 인가되는 구동 펄스에 맞춰 잘 조절하여야 하는데, 이는 도 5에 도시된 바와 같이 보조전극(C 전극)에 인가되는 구동 펄스(예, 0.5μs의 펄스 폭을 갖는 구동 펄스)를 조절함으로써 할 수 있다.
예로서, 도 5에 도시된 바와 같이, 0.5μs의 펄스 폭을 갖는 구동 펄스를 X 전극 및 Y 전극에 인가되는 방전유지전극 구동 펄스(이하 "방전 유지 펄스"라 한다)의 합성 펄스와 주기가 일치하도록 하되 두 펄스(X,Y 전극 구동 펄스 및 보조전극 구동 펄스)가 동일한 시각에 시작되도록 보조 전극에 인가할 경우, 도 6에 도시된 바와 같이, 방전 유지 펄스의 전압을 기존의 160V 이상에서 140V 정도의 낮은 전압으로 하더라도 보조 전극에 적절한 보조 전극 구동 펄스를 인가하면 시간이 지나도 방전이 잘 유지될 수 있음을 알 수 있다.
이와 같이 시간이 지나도 방전이 잘 유지되는 원리는 다음과 같다.
일반적으로 면방전형 AC 플라즈마 표시 패널에서 방전이 지속되는 기간은 약 1μm 정도이다. 이 기간에서 처음 0.5μs 동안은 방전이 증대되는 기간이고 뒤의 0.5μs 동안방전이 소멸되는 기간이다. 보조 전극은 방전 지속 기간 1μs에서 처음 0.5μs 동안은 양전위(또는 음전위)의 전극 역할을 하도록 하고, 뒤의 0.5μs 동안은 음전위(또는 양전위)의 역할을 하도록 하여 벽전하가 X 전극 및 Y 전극 간의 방전을 도와주는 방향으로 쌓이도록 하게 하는 것이다. 도 7a 내지 도 7e는 유지 방전 구동 기간 동안에 있어서 이러한 방전셀 내에서의 벽전하의 분포를 보여주는 도면으로, 각각 도 5에서 0μs, 0~0.5μs, 0.5μs, 0.5~3μs, 3μs 기간에 방전셀에서 형성된 벽전하의 분포를 도시한 것이다. 여기서 중요한 것은 앞서 설명했듯이, 도 7b 및 도 7c에 도시된 바와 같이, 보조 전극에 140V의 펄스가 인가되는 순간에 벽전하가 방전이 쉽게 일어날 수 있도록 벽전하의 극성이 바뀐다는 점이다. 도 7a 내지 도 7e에서 화살표는 전자의 이동 경로를 나타내는 데 이들 중 굵은 실선 화살표는 먼저 일어나는 방전 상황을 나타내고, 가는 실선의 화살표는 나중에 일어나는 방전 상황을 나타낸 것이다. 따라서, 도 7c에 표시된 상태는 지극히 짧은 순간이 될 것이다. 또한, 방전 유지 펄스 및 보조 전극 구동 펄스는 주기적으로 반복되기 때문에 방전에 의한 벽전하의 분포 상태도 → 〈도 7a〉 → 〈도 7b〉 → 〈도 7c〉 → 〈도 7d〉 → 〈도 7e〉 →, 좌우가 바뀐 형태로 〈도 7a〉 → 〈도 7b〉 → 〈도 7c〉 → 〈도 7d〉 → 〈도 7e〉 →와 같은 상태로 계속 반복된다. 즉, 〈도 7a〉 → 〈도 7b〉 → 〈도 7c〉 → 〈도 7d〉 → 〈도 7e〉 →의 과정이 진행된 다음에 축적되는 벽전하들의 극성이 바뀐 상태로 〈도 7a〉 → 〈도 7b〉 → 〈도 7c〉 → 〈도 7d〉 → 〈도 7e〉 →의 방전 과정이 반복된다. 또한, 보조 전극이 처음에 양전위를 갖고 뒤에 음전위를 갖게하는 것이 좋고, 그 반대의 경우는 방전이 유지되지 못하는 것으로 나타난다. 이는 어드레스 펄스의 전위 조건 때문이며, 어드레스 펄스 전위 조건이 다른 경우에는 본 결과의 경우와 반대가 된다.
또한, 여기서 중요한 점은 보조 전극에 인가되는 보조 전극 구동 펄스의 인가 시점이 X 전극이나 Y 전극에 인가되는 방전 유지 펄스의 인가 시점 보다 늦지 않아야 한다는 점이다. 만약, 보조 전극에 인가되는 보조 전극 구동 펄스의 인가 시점이 X 전극이나 Y 전극에 인가되는 방전 유지 펄스의 인가 시점 보다 늦어지면, 보조 전극 구동 펄스가 X 전극 및 Y 전극 간의 주방전을 일으키는데 거의 도움을 주지못하므로 주 방전을 일으키기 위한 방전 유지 펄스의 전압을 낮출 수 없게된다. 이는 도 8 및 도 9의 실험 결과에서 잘 나타난다. 즉, 도 8에 도시된 바와 같이, 보조 전극 구동 펄스를 보조(C) 전극에 방전 유지 펄스 기간의 후반부에 인가하는 경우에는 도 9에 도시된 바와 같이 시간이 지남에 따라 방전이 점차 소멸된다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 보조 전극을 가진 플라즈마 표시 패널 및 그 구동 방법은 플라즈마 표시 패널의 각 방전 셀에 배치된 X 전극과 Y 전극 사이에 굵기가 가는 보조 전극을 배치하고, 이 보조 전극에 방전 유지 펄스의 시작 시점 보다 늦지 않는 시점에서 보조 전극 구동 펄스가 인가되도록 구동함으로써, 주 방전의 방전 개시 전압을 약 20 V 정도로 많이 낮출 수 있다. 또한, 정해진 방전유지펄스 기간 내에서 방전 지속 시간을 길게 할 수 있어 휘도가 향상된다.

Claims (5)

  1. 서로 일정한 간격으로 대향하는 전면 기판 및 배면 기판;
    상기 전면 기판과 배면 기판 간의 간격을 일정하게 유지하면서 각 방전셀에 대응하는 방전 공간을 유지하는 격벽들;
    상기 전면 기판 상에 스트라이프 상으로 서로 나란하게 배치된 방전 유지 전극 쌍들; 및
    상기 배면 기판 상에 상기 방전 유지 전극 쌍들과 교차하는 방향의 스트라이프 상으로 배치된 데이터 전극들;을
    구비한 면방전형 AC 플라즈마 표시 패널에 있어서,
    상기 각 방전셀 마다 배치된 상기 방전 유지 전극 쌍의 사이에 소정 굵기의 보조 전극들을 배치한 것을 특징으로 하는 보조 전극을 가진 플라즈마 표시 패널.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 보조 전극의 굵기는 상기 방전 유지 전극 쌍들의 정전 용량을 증가시키지 않을 정도의 굵기인 것을 특징으로 하는 보조 전극을 가진 플라즈마 표시 패널.
  3. 서로 일정한 간격으로 대향하는 전면 기판 및 배면 기판; 상기 전면 기판과 배면 기판 간의 간격을 일정하게 유지하면서 각 방전셀에 대응하는 방전 공간을 유지하는 격벽들; 상기 전면 기판 상에 스트라이프 상으로 서로 나란하게 배치된 방전 유지 전극 쌍들; 상기 배면 기판 상에 상기 방전 유지 전극 쌍들과 교차하는 방향의 스트라이프 상으로 배치된 데이터 전극들; 및 상기 각 방전셀 마다 배치된 상기 방전 유지 전극 쌍의 사이에 소정 굵기의 보조 전극들을 배치한 플라즈마 표시 패널에 있어서,
    상기 방전 유지 전극 쌍들에 인가하는 방전 유지 펄스들의 시작 시점 보다 늦지 않도록 상기 보조 전극에 보조 전극 구동 펄스를 인가하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 보조 전극을 가진 플라즈마 표시 패널의 구동 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 보조 전극 구동 펄스는 상기 방전 유지 전극 쌍들에 상기 방전 유지 펄스가 인가되어 방전이 새로 시작될 때, 방전이 증대되는 기간 동안은 보조 전극의 전위를 상기 방전 유지 전극 쌍 중 높은 전위를 가진 전극의 전위와 같도록 하고, 방전이 소멸하는 동안은 낮은 전위를 가진 전극의 전위와 같도록 유지하는 것을 특징으로 하는 보조 전극을 가진 플라즈마 표시 패널의 구동 방법.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 보조 전극 구동 펄스는 상기 방전 유지 전극 쌍들에 상기 방전 유지 펄스가 인가되어 방전이 새로 시작될 때, 방전이 증대되는 기간 동안은 보조 전극의 전위를 상기 방전 유지 전극 쌍 중 낮은 전위를 가진 전극의 전위와 같도록 하고, 방전이 소멸하는 동안은 높은 전위를 가진 전극의 전위와 같도록 유지하는 것을 특징으로 하는 보조 전극을 가진 플라즈마 표시 패널의 구동 방법.
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