KR100581882B1 - 플라즈마 디스플레이 패널의 램프회로 - Google Patents

플라즈마 디스플레이 패널의 램프회로 Download PDF

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Abstract

본 발명은 램프 파형의 기울기가 온도 변화에 따라 변화하지 아니하고 일정하게 유지될 수 있는 플라즈마 디스플레이 패널의 램프회로에 관한 것이다. 본 발명에 의한 플라즈마 디스플레이 패널의 램프회로는, 플라즈마 디스플레이 패널의 전극 라인들에 소정 기울기를 갖는 램프 파형의 램프 전압을 인가하는 플라즈마 디스플레이 패널의 램프회로에 있어서, 정전류 생성부와; 게이트 구동부; 및 기울기 설정부를 구비한다. 상기 정전류 생성부는 패널에 램프 전압을 인가하기 위하여, 패널에 정전류를 공급한다. 상기 게이트 구동부는 정전류 생성부를 구동한다. 상기 기울기 설정부는 게이트 구동부와 정전류 생성부 사이에 연결되어 램프 전압의 기울기를 설정하는 것으로, 온도에 따라 커패시턴스가 변하는 제1 콘덴서와, 제1 콘덴서와 병렬로 연결되는 것으로 제1 콘덴서와 반대의 온도 특성을 갖는 제2 콘덴서를 포함하여 이루어진다.

Description

플라즈마 디스플레이 패널의 램프회로{Ramp circuit of plasma display panel}
도 1은 종래의 기술에 의한 플라즈마 디스플레이 패널 구동회로의 구성도이다.
도 2(a)-(c)는 플라즈마 디스플레이 패널의 X-Y 전극의 구간별 전압 파형을 도시한 것이다.
도 3은 도 1에 도시된 종래의 기술에 의한 램프 파형 발생 회로의 세부 회로 구성도이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 램프회로의 회로 구성도이다.
도 5는 도 4의 플라즈마 디스플레이 패널의 램프회로에서, 게이트(G)-소스(S)간의 전하(charge)와 임계 전압의 관계를 개략적으로 도시한 그래프이다.
도 6은 도 4의 플라즈마 디스플레이 패널의 램프회로의 제1 및 제2 콘덴서의 온도에 따른 커패시턴스를 개략적으로 도시한 그래프이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
20: 램프 회로, 21: 정전류 생성부,
22: 게이트 구동부 23: 기울기 조정부.
본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널 구동장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 램프 파형의 기울기가 온도 변화에 따라 변화하지 아니하고 일정하게 유지될 수 있는 플라즈마 디스플레이 패널의 램프회로에 관한 것이다.
일반적으로 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel ; PDP)은 기체 방전에 의해 생성된 플라즈마를 이용하여 문자 또는 영상을 표시하는 차세대 평판 디스플레이 장치로서, 플라즈마 디스플레이 패널은 크기에 따라 수십에서 수백만개 이상의 픽셀이 매트릭스(matrix)형태로 배열되어 있다.
대한민국 공개특허공보 제2003-0078520호 플라즈마 디스플레이 패널의 리세트 램프 파형 자동 조정장치 및 방법에는 플라즈마 디스플레이 패널의 리셋 구간에서 주로 사용되는 램프 파형 발생기가 개시되어 있다. 이때, 상기 공개 특허의 명세서에 기재된 사항은 본 발명의 명세서에 포함되는 것으로 하고, 그 자세한 설명을 생략하기로 한다.
도 1은 종래의 기술에 의한 플라즈마 디스플레이 패널 구동회로의 구성도이다. 도 2(a)-(c)는 플라즈마 디스플레이 패널의 X-Y 전극의 구간별 전압 파형을 도시한 것이다.
도면을 참조하면, 종래의 기술에 의한 플라즈마 디스플레이 패널 구동 회로 는 스캔 전극 구동부(110), 플라즈마 디스플레이 패널(120), 공통 전극 구동부(130) 및 어드레스 구동부(140)로 구성된다.
플라즈마 디스플레이 패널의 구동 시퀀스는 리셋 구간, 스캔 구간 및 서스테인 구간으로 구분된다. 리셋 구간은 모든 셀들을 방전시킴과 동시에 벽전하(wall charge)를 소거함으로써 표시 이력을 소거하는 구간이며, 스캔 구간은 패널의 행/열 전극의 조합에 의하여 매트릭스 구성에 의하여 방전셀을 선택하여 어드레스 방전을 형성시키는 구간이며, 서스테인 구간은 스캔 구간에 형성된 방전셀의 충/방전을 전력 회수와 함께 반복하여 실행하면서 화상을 표시하는 구간이다.
리셋 구간에서는 이전 화상 신호를 표시한 셀 내의 벽전하 소거를 균일하게 하고, 다음 화상 신호 표시를 위한 벽전하 생성을 안정화시키기 위하여 도 2(a) 및 (b)에 도시된 바와 같이 램프 파형(P1, P2, P3)을 이용한다.
플라즈마 디스플레이 패널에서 높은 품질의 콘트라스트 및 정확한 화상 표시 방전의 신뢰성은 리셋 구간에 인가되는 램프 파형의 기울기에 크게 영향을 받는다. 플라즈마 디스플레이 패널 구동 회로의 리셋 구간에 인가되는 램프 파형 발생 회로는 3가지 종류가 있는데, X-상승 램프 파형 발생기(130A), Y-상승 램프 파형 발생기(110C) 및 Y-하강 램프 파형 발생기(110D)이다.
플라즈마 디스플레이 패널에서 화상이 최적의 상태로 디스플레이되도록 하기 위해서는, 플라즈마 디스플레이 패널간의 특성 편차 및 회로 소자들의 특성 편차에 따라서 이에 적합하도록 각 램프 파형 발생기에서 생성되는 램프 파형의 기울기를 결정하여야 한다.
도 3은 도 1에 도시된 종래의 기술에 의한 램프 파형 발생 회로의 세부 회로 구성도이다.
도면을 참조하면, 램프 파형 발생 회로는 리셋 구간에 X 전극과 Y 전극에 램프 파형을 인가하기 위하여 램프 파형을 발생시키는 것으로, 램프 파형이란 선형적으로 증가하거나 감소하는 전압 파형을 말한다.
통상적인 플라즈마 디스플레이 패널에 있어서, 램프 파형을 만들어 내기 위해서는 커패시터(Cp) 부하로 모델링되는 패널에 대하여 정전류원의 스위치를 만들어준다. 이때, 통상적으로 정전류원의 스위치로 전계 효과 트랜지스터(Field Effect Transistor, M1)가 사용되며, 전계 효과 트랜지스터(FET)는 드레인(drain, D), 게이트(gate, G), 소스(source, S)가 구비된다. 게이트(G)에는 게이트 구동부가 연결되고, 드레인(D)에는 입력 전원(Vd)이 연결되고, 소스(S)측에 패널(Cp)이 연결된다.
특히, 드레인(D)과 게이트(G) 사이에는 제1 저항(R1)과 제1 콘덴서(C1)가 연결되어, 플라즈마 디스플레이 패널의 구동을 위하여 필요한 램프 파형의 기울기를 셋팅할 수 있도록 한다.
이때, 패널에 걸리는 전압이 일정한 기울기를 갖는 램프 파형으로 증가 또는 감소하기 위해서는 수학식 1에서 보여주는 바와 같이 시간에 대한 패널의 전압이 일정한 상수로 나타내져야 한다. 즉, 일정한 기울기의 램프 파형을 얻기 위하여 커패시턴스(C)가 일정한 경우에, 전계 효과 트랜지스터(M1)의 드레인(D)으로부터 소 스(S)를 통하여 패널에 흐르는 전류(iDS)가 일정한 값을 가져야 한다.
Figure 112003041144001-pat00001
여기서, Vc는 패널에 인가되는 전압이고, C는 패널의 커패시턴스이다.
이때, 램프 파형의 기울기는 드레인(D)과 게이트(G) 사이에 연결되는 제1 저항(R1)과 제1 콘덴서(C1)에 의하여 결정될 수 있다.
여기서, 게이트 구동부(Vg)에 의하여 전계 효과 트랜지스터(M1)의 게이트단(G)에 입력되는 구동 신호에 따라 제1 저항(R1)과 제1 콘덴서(C1)를 경유하여 게이트 전류(ig)가 흐르게 되고, 게이트 전류(ig)의 램프 파형의 기울기와의 관계는 수학식 2와 같다.
Figure 112003041144001-pat00002
수학식 2에서 알 수 있는 바와 같이, 전계 효과 트랜지스터(M1)의 드레인(D)-소스(S)단 전압(VDS)의 기울기가 변함에 따라 게이트 전류(ig)가 변하여 패널 양단에 인가되는 램프 파형 전압의 기울기가 변하게 된다. 또한, 게이트 전류(ig)가 일정한 경우에도 제1 콘덴서의 커패시턴스(C1)가 변하면 드레인(D)-소스(S)단 전압(VDS)의 기울기가 변하여 패널에 인가되는 램프 파형 전압의 기울기가 변하게 된다.
이때, 통상의 플라즈마 디스플레이 패널의 램프 발생 회로에서는 제1 콘덴서의 커패시턴스(C1)가 온도에 따라 그 특성이 변하게 된다. 통상의 플라즈마 디스플레이 패널의 경우 그 구동에 따라 구동 회로부가 열을 받아 온도가 올라가는 경우가 많아, 램프 발생 회로 내의 콘덴서의 커패시턴스가 변하게 되고, 그에 따라 램프 파형 전압의 기울기가 온도 변화에 따라 변하게 되는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 램프 파형의 기울기가 온도 변화에 따라 변화하지 아니하고 일정하게 유지될 수 있는 플라즈마 디스플레이 패널의 램프회로를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 플라즈마 디스플레이 패널의 램프회로는, 플라즈마 디스플레이 패널의 전극 라인들에 소정 기울기를 갖는 램프 파형의 램프 전압을 인가하는 플라즈마 디스플레이 패널의 램프회로에 있어서, 정전류 생성부와; 게이트 구동부; 및 기울기 설정부를 구비한다.
상기 정전류 생성부는 패널에 램프 전압을 인가하기 위하여, 패널에 정전류를 공급한다. 상기 게이트 구동부는 정전류 생성부를 구동한다. 상기 기울기 설정부는 게이트 구동부와 정전류 생성부 사이에 연결되어 램프 전압의 기울기를 설정하는 것으로, 온도에 따라 커패시턴스가 변하는 제1 콘덴서와, 제1 콘덴서와 병렬로 연결되는 것으로 제1 콘덴서와 반대의 온도 특성을 갖는 제2 콘덴서를 포함하여 이루어진다.
상기 기울기 설정부는, 제1 및 제2 콘덴서와 병렬로 연결되는 제1 저항을 더 구비하는 것이 바람직하다.
상기 정전류 생성부는, 드레인, 게이트, 및 소스를 구비하는 전계 효과 트랜지스터로 이루어지는 것이 바람직하다.
제1 저항의 일단이 게이트 구동부와 연결되고, 제1 및 제2 콘덴서의 일단이 제1 저항의 타단 및 게이트와 연결되고, 제1 및 제2 콘덴서의 타단이 드레인과 연결된다.
상기 정전류 생성부는, 제1 저항을 매개로 게이트와 연결되는 게이트 구동부에 의하여 정전류를 생성하도록 구동된다.
상기 정전류 생성부는, 게이트 구동부로부터 입력되는 구형파 신호에 의하여 구동되는 것이 바람직하다.
본 발명에 따르면, 램프 파형의 기울기가 온도 변화에 따라 변화하지 아니하고 일정하게 유지될 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예에 따른 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 램프회로의 회로 구성도이다. 도 5는 도 4의 플라즈마 디스플레이 패널의 램프회로에서, 게이트(G)-소스(S)간의 전하(charge)와 임계 전압의 관계를 개략적으로 도시한 그래프이다. 도 6은 도 4의 플라즈마 디스플레이 패널의 램프회로의 제1 및 제2 콘덴서의 온도에 따른 커패시턴스를 개략적으로 도시한 그래프이다.
도면을 참조하면, 플라즈마 디스플레이 패널의 램프회로(20)는, 플라즈마 디스플레이 패널의 전극 라인들에 소정 기울기를 갖는 램프 파형의 램프 전압을 인가하는 플라즈마 디스플레이 패널의 램프회로에 있어서, 정전류 생성부(21)와; 게이트 구동부(22); 및 기울기 설정부(23)를 구비한다.
상기 정전류 생성부(21)는 패널에 램프 전압(도 2(a)-(b)의 P1, P2, P3)을 인가하기 위하여, 패널에 정전류를 공급한다. 상기 게이트 구동부(22)는 정전류 생성부(21)를 구동한다. 상기 기울기 설정부(23)는 게이트 구동부(22)와 정전류 생성부(21) 사이에 연결되어 램프 전압의 기울기를 설정하는 것으로, 온도에 따라 커패시턴스가 변하는 제1 콘덴서(C1)와, 제1 콘덴서와 병렬로 연결되는 것으로 제1 콘덴서와 반대의 온도 특성을 갖는 제2 콘덴서(C2)를 포함하여 이루어진다. 이때, 상기 기울기 설정부(23)는, 제1 및 제2 콘덴서(C1, C2)와 병렬로 연결되는 제1 저항(R1)을 더 구비하는 것이 바람직하다.
상기 정전류 생성부(21)는, 드레인(D), 게이트(G), 및 소스(S)를 구비하는 전계 효과 트랜지스터(Field Effect Transistor, FET)로 이루어지는 것이 바람직하다. 이때, 제1 저항(R1)의 일단이 게이트 구동부(22)와 연결되고, 제1 및 제2 콘덴서(C1, C2)의 일단이 제1 저항(R1)의 타단 및 전계 효과 트랜지스터(21)의 게이트(G)와 연결되고, 제1 및 제2 콘덴서(C1, C2)의 타단이 전계 효과 트랜지스터(21)의 드레인(D)과 연결된다.
상기 정전류 생성부(21)는, 제1 저항(R1)을 매개로 게이트(G)와 연결되는 게이트 구동부(22)에 의하여 정전류를 생성하도록 구동된다. 이때, 상기 정전류 생성 부(21)는, 게이트 구동부(22)로부터 입력되는 구형파 신호에 의하여 구동되는 것이 바람직하다.
본 실시예의 경우 전계 효과 트랜지스터(FET)가 사용되는 정전류 생성부(21)는 드레인(D)이 입력 전원측(Vd)에 연결되고, 게이트(G)가 게이트 구동부(22)로 연결되고, 소스(S)가 패널(Cp)로 연결된다. 본 발명에 의하여 패널(Cp)에 일정한 기울기를 갖는 램프 파형의 램프 전압을 인가하기 위하여, 드레인(D)으로부터 소스(S)를 통하여 패널로 흐르는 전류(iDS)가 수학식 1에 의하여 일정한 값을 갖는 정전류이어야 한다.
이때, 램프 전압의 기울기는 기울기 설정부(23)를 이루는 소자들의 특성치에 의하여 결정된다. 따라서, 램프 전압이 필요한 리셋 구간 등에서의 적절한 방전을 위하여 필요한 기울기를 먼저 구하고, 램프 전압의 기울기를 결정하는 기울기 설정부(23)의 제1 저항의 저항값(R1)과 제1 및 제2 콘덴서의 커패시턴스들(C1, C2)을 각각 설정한다.
제1 저항의 저항값(R1)에 의한 램프 전압의 기울기 설정은 수학식 2와 수학식 3의 관계로부터 이루어질 수 있는데, 수학식 3은 다음과 같다. 여기서, Vth는 전계 효과 트랜지스터(21)의 임계 전압(threshold voltage)이고, 통상적으로 3V 내지 5V 정도의 값을 갖는데, 게이트(G)-소스(S)간의 전하(charge)와 임계 전압의 관계는 도 5에 도시한 바와 같다. 또한, Vg는 게이트 구동부(22)에 의하여 정전압 생성부(21)를 구동하기 위하여 전계 효과 트랜지스터(21)의 게이트(G)에 인가되는 전 압이다.
Figure 112003041144001-pat00003
즉, 제1 저항(R1)의 값에 따라 R1과 C1 및 C2의 병렬 연결의 경로를 통하여 흐르는 게이트 전류(ig)가 변하므로, 수학식 2에서의 관계로부터 드레인(D)-소스(S)단 전압의 기울기가 변하게 되어 패널 양단에 인가되는 램프 전압의 기울기가 조정된다.
또한, 병렬로 연결된 제1 및 제2 콘덴서(C1, C2) 양단의 전압(VDG)은 수학식 2에서 표현한 바와 같고, 제1 및 제2 콘덴서의 커패시턴스(C1, C2)에 따라 드레인(D)-소스(S)단 전압의 기울기가 변하게 되어 패널 양단에 인가되는 램프 전압의 기울기가 조정된다. 이때, 통상적인 플라즈마 디스플레이 패널의 램프회로에서의 콘덴서는 도 6의 C1에 도시된 바와 같은 온도 특성을 갖는데, 플라즈마 디스플레이 패널의 온도가 상승할 경우에 커패시턴스가 커져 수학식 2에 의하여 램프 전압의 기울기가 변할 수 있다.
본 발명에서는 제1 콘덴서(C1)의 온도 특성과 반대 특성을 갖는 제2 콘덴서(C2)를 병렬로 연결하여, 제1 및 제2 콘덴서의 합성 커패시턴스(C1+C2)가 온도 변화에 대하여 일정한 값을 갖도록 한다. 따라서, 본 발명에 의한 경우에는 온도 변화에 대하여 커패시턴스(C1+C2)가 변하지 아니하여, 패널의 온도 변화에 대해서도 일정한 기울기를 갖도록 한다.
본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널 램프회로에 의하면, 램프 파형의 기울기가 온도 변화에 따라 변화하지 아니하고 일정하게 유지될 수 있다.
본 발명은 첨부된 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구 범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

Claims (6)

  1. 플라즈마 디스플레이 패널의 전극 라인들에 소정 기울기를 갖는 램프 파형의 램프 전압을 인가하는 것으로,
    상기 패널에 상기 램프 전압을 인가하기 위하여, 상기 패널에 정전류를 공급하는 정전류 생성부와;
    상기 정전류 생성부를 구동하는 게이트 구동부; 및
    상기 게이트 구동부와 상기 정전류 생성부 사이에 연결되어 상기 램프 전압의 기울기를 설정하는 것으로, 온도에 따라 커패시턴스가 변하는 제1 콘덴서와, 상기 제1 콘덴서와 병렬로 연결되는 것으로 상기 제1 콘덴서와 반대의 온도 특성을 갖는 제2 콘덴서를 포함하여 이루어지는 기울기 설정부를 구비하는 플라즈마 디스플레이 패널의 램프회로.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 기울기 설정부가,
    상기 제1 및 제2 콘덴서와 병렬로 연결되는 제1 저항을 더 구비하는 플라즈마 디스플레이 패널의 램프회로.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 정전류 생성부가, 드레인, 게이트, 및 소스를 구비하는 전계 효과 트랜지스터로 이루어지는 플라즈마 디스플레이 패널의 램프회로.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1 저항의 일단이 상기 게이트 구동부와 연결되고, 상기 제1 및 제2 콘덴서의 일단이 상기 제1 저항의 타단 및 상기 게이트와 연결되고, 상기 제1 및 제2 콘덴서의 타단이 상기 드레인과 연결되는 플라즈마 디스플레이 패널의 램프회로.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 정전류 생성부가, 상기 제1 저항을 매개로 상기 게이트와 연결되는 상기 게이트 구동부에 의하여 정전류를 생성하도록 구동되는 플라즈마 디스플레이 패널의 램프회로.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 정전류 생성부가, 상기 게이트 구동부로부터 입력되는 구형파 신호에 의하여 구동되는 플라즈마 디스플레이 패널의 램프회로.
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