KR100599696B1 - 플라즈마 표시 장치 및 그 전원 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 플라즈마 표시 장치 및 그 전원 장치는 전원 장치에 사용되는 전원의 개수를 줄이기 위해 일부 전원을 구비하지 않고도 가변 저항을 이용하여 전압 분배 법칙에 의해, 구비하지 않은 전원에 해당되는 전압을 생성한다.

따라서, 전원장치에 사용되는 전원의 개수를 줄임으로써 저렴하게 전원 장치를 구성할 수 있으며, 구동장치의 부담을 줄일 수 있으며, 소자의 소손을 방지 할 수 있다.

SMPS, 가변 저항, 전원 장치

Description

플라즈마 표시 장치 및 그 전원 장치{PLASMA DISPLAY DEVICE AND POWER DEVICE THEREOF}

도 1은 본 발명에 따른 플라즈마 표시 장치의 구동 파형도이다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 표시 장치를 나타내는 도면이다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 표시 장치의 전원부(600)의 일부 회로를 나타내는 도면이다.

본 발명은 플라즈마 표시 장치에 관한 것으로 특히, 플라즈마 표시 장치를 구동시키기 위한 전압을 공급하는 전원 장치에 관한 것이다.

플라즈마 표시 장치는 기체 방전에 의해 생성된 플라즈마를 이용하여 문자 또는 영상을 표시하는 표시 장치로서, 그 크기에 따라 수십에서 수백 만개 이상의 화소(방전 셀)가 매트릭스 형태로 배열되어 있다. 이러한 플라즈마 표시 장치는 인가되는 구동 전압 파형의 형태와 방전 셀의 구조에 따라 직류형과 교류형으로 구분된다.

직류형 플라즈마 표시 장치의 패널은 전극이 방전 공간에 그대로 노출되어 있어서 전압이 인가되는 동안 전류가 방전공간에 그대로 흐르게 되며, 이를 위해 전류 제한을 위한 저항을 만들어 주어야 하는 단점이 있다. 반면 교류형 플라즈마 표시 장치의 패널은 전극을 유전체층이 덮고 있어 자연스러운 커패시턴스 성분의 형성으로 전류가 제한되며 방전시 이온의 충격으로부터 전극이 보호되므로 직류형에 비해 수명이 길다는 장점이 있다.

이러한 플라즈마 표시 장치는 통상적으로 플라즈마 방전에 필요한 여러 가지 고전압 예를 들면, 유지방전 전압(Vs), 어드레스 전압(Va), 리셋 전압(Vset) 및 주사 전압 등을 구동 회로로 공급하고, 또 다른 회로부 즉, 이미지 프로세싱부, 팬(fan), 오디오부, 제어 회로부 등에 저전압을 공급하는 전원 장치를 구비한다.

아래에서는 도 1을 참조하여 각 서브필드에서 어드레스 전극(A1∼Am) 및 유지 전극(X1∼Xn) 및 주사 전극(Y1∼Yn)에 인가되는 구동 파형에 대하여 설명한다. 그리고 아래에서는 하나의 어드레스 전극, 유지 전극 및 주사 전극에 의해 형성되는 방전 셀을 기준으로 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 플라즈마 표시 장치의 구동 파형도이다. 도 1에서는 복수의 서브필드 중 한 개의 서브필드만을 도시를 하였다.

도 1에 나타낸 바와 같이, 서브필드는 리셋 기간, 어드레스 기간 및 유지 기간으로 이루어지며, 리셋 기간은 상승 기간 및 하강 기간을 포함한다.

먼저, 제1 서브필드의 리셋 기간의 상승 기간에서는 유지 전극(X)을 0V로 유지한 상태에서 주사 전극(Y)에 Vs 전압에서 Vset 전압까지 증가하는 상승 파형을 인가한다. 그러면, 주사 전극(Y)으로부터 어드레스 전극(A) 및 유지 전극(X)으로 각각 미약한 리셋 방전이 일어나면서, Y 전극에 (-)의 벽 전하가 쌓이고 어드레스 전극(A) 및 유지 전극(X)에 (+)의 벽 전하가 쌓인다.

그리고 제1 서브필드의 리셋 기간의 하강 기간에서는 유지 전극(X)을 Ve 전압으로 유지시킨 상태에서 주사 전극(Y)에 Vs 전압에서 Vnf 전압까지 감소하는 하강 파형을 인가한다. 그러면, 주사 전극(Y)의 전압이 감소하는 중에 주사 전극(Y)과 유지 전극(X) 사이 및 주사 전극(Y)과 어드레스 전극(A) 사이에서 미약한 리셋 방전이 일어나면서, Y 전극에 형성된 (-) 벽 전하와 X 전극 및 A 전극에 형성된 (+) 벽 전하가 소거된다.

다음, 어드레스 기간에서 켜질 셀을 선택하기 위해 주사 전극(Y)과 어드레스 전극(A)에 각각 VscL 전압을 가지는 주사 펄스 및 Va 전압을 가지는 어드레스 펄스를 인가한다. 그리고 선택되지 않는 주사 전극(Y)은 VscL 전압보다 높은 VscH 전압으로 바이어스하고, 켜지지 않을 셀의 어드레스 전극에는 기준 전압을 인가한다. 그러면, 어드레스 전압(Va)과 주사 전압(VscL)의 차이 및 어드레스 전극(A) 및 주사 전극(Y)에 형성된 벽 전하에 의한 벽 전압에 의해 어드레스 방전이 일어난다. 그 결과 주사 전극(Y)에는 (+) 벽 전하가 형성되고 유지 전극(X)에는 (-) 벽 전하가 형성된다. 또한 어드레스 전극(A)에도 (-) 벽 전하가 형성된다.

이어서, 제1 서브필드의 유지 기간에서는 주사 전극(Y)과 유지 전극(X)에 차례로 Vs 전압의 유지 방전 펄스를 인가한다. 그러면, 어드레스 기간에서 어드레스 방전에 의해 주사 전극(Y)과 유지 전극(X) 사이에 벽 전압이 형성되어 있으면, 벽 전압과 Vs 전압에 의해 주사 전극(Y)과 유지 전극(X)에서 방전이 일어난다. 이후, 주사 전극(Y)에 Vs 전압의 유지방전 펄스를 인가하는 과정과 유지 전극(X)에 Vs 전압의 유지방전 펄스를 인가하는 과정을 해당 서브필드가 표시하는 가중치에 대응하는 횟수만큼 반복한다.

이와 같이 제1 서브필드의 유지 기간이 종료되면, 제2 서브필드가 시작된다.

상기와 같은 복수의 서브필드를 구동시키기 위해서 플라즈마 표시 장치는 통상적으로 플라즈마 방전에 필요한 여러 가지 전압(Vs, Vset, Ve, Va, Vnf, VscH, VscL 등)을 구동 회로로 공급하고, 또 다른 회로부 즉, 이미지 프로세싱부, 팬(fan), 오디오부, 제어 회로부 등에 전압을 공급하는 전원 장치를 구비한다.

그러나 상기와 같은 Vs, Ve, Va 등의 전압을 각각 생성하는 별도의 전원을 구비하는 경우 전원 장치의 가격이 상승한다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 전원의 개수를 줄이는 플라즈마 표시 장치 및 그 전원 장치를 제공하는 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따른 플라즈마 표시 장치의 전원 장치는 복수의 전압을 생성하는 전원 장치에 있어서, 제1 전압을 생성하여 공급하는 제1 전원, 상기 제1 전원에 드레인이 전기적으로 연결되는 트랜지스터, 제1 단이 상기 제1 전원과 연결되고 제2 단이 상기 트랜지스터의 게이트에 전기적으로 연결되는 제1 저항, 제1 단이 상기 제1 저항의 제2 단과 연결되고 제2 단이 상기 제1 전압보다 낮은 제2 전압을 공급하는 제2 전원 사이에 전기적으로 연결되는 제2 저항, 제1 단이 상기 제1 트랜지스터의 소스와 연결되고, 제2 단이 상기 제2 전원과 전기적으로 연결되는 커패시터를 포함하며, 상기 커패시터의 제1 단의 전압인 제3 전압을 외부에 공급한다. 여기서, 상기 제 1저항 또는 상기 제2 저항 중 어느 하나라도 가변저항이다. 한편 상기 제1 전원과 상기 제1 트랜지스터의 드레인 사이에 연결되는 제3 저항을 더 포함한다.

본 발명의 다른 특징에 따른 플라즈마 표시 장치는 복수의 제1 전극 및 제2 전극을 포함하고, 복수의 방전 셀이 형성되는 플라즈마 표시 패널, 상기 플라즈마 표시 패널을 구동하는 구동부, 및 상기 구동부에 전원을 공급하는 전원부를 포함한다. 상기 전원부는, 제1 전압을 생성하여 공급하는 제1 전원, 외부로 공급되는 제2 전압을 충전하는 커패시터, 턴온시에 상기 커패시터에 전압을 충전시키는 트랜지스터, 상기 트랜지스터의 게이트에 연결되어 상기 커패시터에 충전되는 전압을 조절하는 제1 저항 및 제2 저항을 포함한다.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다.

먼저, 본 발명의 실시 예에 따른 플라즈마 표시 장치의 개략적인 구조에 대해서 도 2 를 참고로 하여 상세하게 설명한다.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 플라즈마 표시 장치를 나타내는 도면이다.

도 2에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 플라즈마 표시 장치는 플라즈마 표시 패널(100), 제어부(200), 어드레스 구동부(300), 주사전극 구동부(400), 유지전극 구동부(500) 및 전원부(600)를 포함한다.

플라즈마 표시 패널(100)은 열 방향으로 뻗어 있는 복수의 어드레스 전극(A1~Am), 그리고 행 방향으로 서로 쌍을 이루면서 뻗어 있는 복수의 유지 전극(X1~Xn) 및 주사 전극(Y1~Yn)을 포함한다. X 전극(X1~Xn)은 각 Y 전극(Y1~Yn)에 대응해서 형성되며, 일반적으로 그 일단이 서로 공통으로 연결되어 있다. 그리고 플라즈마 표시 패널(100)은 유지 및 주사 전극(X1~ Xn, Y1~Yn)이 배열된 기판(도시하지 않음)과 어드레스 전극(A1~Am)이 배열된 기판(도시하지 않음)으로 이루어진다. 두 기판은 주사 전극(Y1~Yn)과 어드레스 전극(A1~Am) 및 유지전극(X1~Xn)과 어드레스 전극(A1~Am)이 각각 직교하도록 방전 공간을 사이에 두고 대향하여 배치된다. 이때, 어드레스 전극(A1~Am)과 유지 및 주사 전극(X1~Xn, Y1~Yn)의 교차부에 있는 방전 공간이 방전 셀을 형성한다.

제어부(200)는 외부로부터 영상신호를 수신하여 어드레스구동 제어 신호, 유지 전극(X) 구동 제어신호 및 주사 전극(Y) 구동 제어신호를 출력한다. 그리고 제어부(200)는 한 프레임을 복수의 서브필드로 분할하여 구동하며, 각 서브필드는 시간적인 동작 변화로 표현하면 리셋 기간, 어드레스 기간 및 유지 기간으로 이루어진다.

어드레스 구동부(300)는 제어부(200)로부터 어드레스 구동 제어신호를 수신 하여 표시하고자 하는 방전 셀을 선택하기 위한 표시 데이터 신호를 각 어드레스 전극(A)에 인가한다.

주사전극 구동부(400)는 제어부(200)로부터 주사전극(Y) 구동 제어신호를 수신하여 주사 전극(Y)에 구동 전압을 인가한다.

유지전극 구동부(500)는 제어부(200)로부터 유지전극(X) 구동 제어신호를 수신하여 유지 전극(X)에 구동 전압을 인가한다.

전원부(600)는 플라즈마 표시 장치의 구동에 필요한 전원을 제어부(200) 및 각 구동부(300, 400, 500)에 공급한다.

이하, 본 발명의 실시예에서는 전원부(600)로부터 플라즈마 표시 장치의 구동에 필요한 전압을 구동부에 공급하는 것을 설명하기로 한다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 표시 장치의 전원부(600)의 출력단의 일부를 나타내는 도면이다. 도 3에서는 유지방전 전압(Vs)을 공급하는 전원으로부터 Ve 전압을 유지 전극(X)에 공급하는 것으로 나타내었지만 반드시 Vs 전압과 Ve 전압에 한정되는 것은 아니다.

도 3에 도시한 바와 같이, 플라즈마 표시 장치의 전원 장치의 구동 회로(600)는 유지방전 전압(Vs)을 공급하는 전원(이하 "Vs 전원"이라함), 고정 저항(R1, R3), 가변 저항(R2), 커패시터(C1), 트랜지스터(M1, M2, M3)를 포함한다.

Vs 전원은 음(-)의 단자가 접지전원과 연결되고, 양(+)의 단자는 저항(R1)의 제1단에 연결된다. 가변 저항(R2)는 제1단이 저항(R1)의 제2단에 연결되고, 제2단은 접지 전원에 연결된다. 또한 저항(R3)의 제1단은 Vs 전원의 양(+)의 단자에 연 결되며 제2단은 트랜지스터(M1)의 드레인에 연결된다.

트랜지스터(M1)의 게이트는 저항(R1)의 제2단에 연결되고, 소스는 트랜지스터(M2)의 드레인에 연결된다. 또한 커패시터(C1)의 제1단은 트랜지스터(M1)의 소스에 연결되고, 제2단은 접지 전원에 연결된다.

트랜지스터(M2)의 소스와 트랜지스터(M3)의 소스는 서로 연결되며, 트랜지스터(M2)의 게이트와 트랜지스터(M3)의 게이트도 마찬가지로 서로 연결되어 백투백(back to back) 스위치를 형성한다. 여기서 트랜지스터(M2, M3)는 도 1에서 Ve 전압을 공급하는 스위치의 역할을 한다. 한편 도 3에서는 Vs 전압이 Ve 전압보다 높은 경우에, Vs 전압이 플라즈마 표시 패널(100)에 공급될 시 바디다이오드를 통해 Ve 전원으로 전류가 흐르는 것을 막기 위해 트랜지스터(M2, M3)가 상호 백투백으로 연결된 것으로 나타내었지만 그렇지 않은 경우에는 하나의 트랜지스터를 사용하여 스위치를 구성할 수 있다. 또한 트랜지스터(M3)의 드레인은 플라즈마 표시 패널(100)의 유지전극(X1~Xn)과 연결되어 있다.

Vs 전원은 리셋 기간에는 주사 전극(Y)에 Vs 전압을 인가하기 위해공급되는 전원이며, 유지 기간에서는 유지 전극(X)과 주사 전극(Y)에 교대로 Vs 전압 펄스를 인가하기 위해 공급되는 전원이다.

이하에서는 도 3을 참조하여, 별도의 Ve 전원 없이 Vs 전원과 추가 회로를 이용하여 Ve 전압을 생성하는 방법에 대해서 설명하기로 한다.

도 3에서와 같이, Vs 전원은 저항(R1) 및 가변저항(R2)과 연결되어 있으므로, 저항(R1)의 제2단과 가변저항(R2)의 제1단과 연결된 트랜지스터(M1)의 게이트 전압(Vg)과 유지 전압(Vs)의 관계는 전압 분배 법칙에 의해 아래의 수학식 1이 된다.

수학식 1에 나타낸 바와 같이 저항(R1)과 저항(R2)의 값에 따라 트랜지스터(M1)의 게이트 전압(Vg)이 결정된다. 특히 저항(R1)은 고정 저항이고 저항(R2)는 가변저항이므로, 가변저항(R2)으로 트랜지스터(M1)의 게이트 전압(Vg)을 조절할 수 있다. 그리고 Vs 전원과 트랜지스터(M1)의 드레인 사이에는 순간적인 전류의 돌입을 방지하기 위해 저항(R3)이 연결될 수도 있다.

본 발명에 따르면 별도의 Ve 전원을 사용하지 않고, 커패시터(C1)의제1 단에 충전된 전압(Ve)이 리셋기간의 하강기간 및 어드레스 기간에 유지전극(X)에 그대로 인가된다. 이때 커패시터(C1)의 제2단이 접지전원과 연결되어 있으므로, 커패시터(C1)에 충전된 전압은 트랜지스터(M1)의 소스 전압(Ve)과 같은 전압 레벨을 가지고 있다.

먼저 커패시터(C1)에 전압이 충전되어 있지 않은 것으로 가정한다. 이때, 커패시터(C1)는 접지 전원과 연결되어 있고, 전압은 아직 충전되지 않은 상태이므로 트랜지스터(M1)의 소스의 전압(Ve) 역시 0V의 전압 레벨을 가진다. 이때 Vs 전압을 인가시키면 트랜지스터(M1)의 게이트에는 소정의 Vg 전압이 인가되며, 이때 트랜지 스터(M1)의 게이트-소스 전압이 문턱 전압(Threshold voltage, 이하 Vth 라 함)보다 크기 때문에 트랜지스터(M1)는 턴온된다. 즉, 상기 수학식 1에 나타낸 바와 같이, 고정저항(R1)과 가변저항(R2) 값을 조정함으로써 트랜지스터(M1)의 게이트에 필요로 하는 Vg 전압을 인가시킬 수 있다.

따라서 트랜지스터(M1)가 턴온되면서 트랜지스터(M1)의 소스로 전류가 흘러서 커패시터(C1)에 전압이 충전되기 시작된다. 커패시터(C1)에 전압이 충전됨에 따라 트랜지스터(M1)의 소스 전압(Ve)도 같은 전압 레벨의 크기로 상승하게 된다.

트랜지스터(M1)의 소스전압(Ve)이 소정의 전압의 레벨까지 상승하게 되면, 트랜지스터의 게이트 전압(Vg)은 가변 저항(R2)에 의해 고정되어 있으므로 트랜지스터(M1)의 게이트-소스 전압이 문턱전압(Vth)보다 낮아지게 되는 순간 트랜지스터(M1)은 턴오프가 된다.

또한 트랜지스터(M1)가 턴오프 될 때까지 생성된 Ve 전압은 리셋기간의 하강기간 및 어드레스 기간에 유지전극(X)에 인가되어 플라즈마 표시 장치를 구동시키는데 사용된다.

일반적으로 플라즈마 표시 장치의 구동을 위해서 필요한 전압은 Vs 전압의 경우 175~210V 이고, Ve 전압의 경우 약 100V이다.

따라서 플라즈마 표시 장치를 구동시키기 위해 필요한 Ve 전압이 100V라고 가정하면, Vs 전압의 인가시에 트랜지스터(M1)의 게이트 전압(Vg)의 전압 레벨의 크기가 (100+Vth)V 가 되도록 고정저항(R1)과 가변저항(R2)을 조절한다.

따라서 트랜지스터(M1)는 턴온이 되면 트랜지스터(M1)의 소스 전압(Ve)이 약 100V가 될 때 까지 턴온 상태가 유지된다. 이와 같이 본 발명의 실시예에 의하면, 별도의 Ve 전원 없이도 커패시터(C1)의 제1단에 인가되는 전압(Ve)에 생성된 약 100V의 전압은 유지 전극(X)으로 인가되어 플라즈마 표시 장치를 구동시키는데 사용이 된다.

본 발명의 실시예에서 고정저항(R1)과 가변저항(R2)의 위치는 바뀌어도 무방하다.

이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따르면 플라즈마 표시 장치의 전원 장치에서 전원의 개수를 줄일 수 있다. 따라서 저렴하게 전원 장치를 구성할 수 있으며, 소자의 소손을 방지 할 수 있다.

Claims (8)

1. 복수의 전압을 생성하는 전원 장치에 있어서,

   제1 전압을 생성하여 공급하는 제1 전원;

   상기 제1 전원에 드레인이 전기적으로 연결되는 트랜지스터;

   제1 단이 상기 제1 전원과 연결되고 제2 단이 상기 트랜지스터의 게이트에 전기적으로 연결되는 제1 저항;

   제1 단이 상기 제1 저항의 제2 단과 연결되고 제2 단이 상기 제1 전압보다 낮은 제2 전압을 공급하는 제2 전원 사이에 전기적으로 연결되는 제2 저항;

   제1 단이 상기 제1 트랜지스터의 소스와 연결되고, 제2 단이 상기 제2 전원과 전기적으로 연결되는 커패시터를 포함하며,

   상기 커패시터의 제1 단의 전압인 제3 전압을 외부에 공급하는 플라즈마 표시 장치의 전원 장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 제1 저항 또는 상기 제2 저항 중 어느 하나라도 가변저항인 플라즈마 표시 장치의 전원 장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 제1 전원과 상기 제1 트랜지스터의 드레인 사이에 연결되는 제3 저항을 더 포함하는 플라즈마 표시 장치의 전원 장치.
4. 제1항에 있어서,

   상기 제1 트랜지스터가 턴온될 때 상기 커패시터에 상기 제3 전압이 충전되는 플라즈마 표시 장치의 전원 장치.
5. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 제2 전압은 접지 전압인 플라즈마 표시 장치의 전원 장치.
6. 복수의 제1 전극 및 제2 전극을 포함하고, 복수의 방전 셀이 형성되는 플라즈마 표시 패널;

   상기 플라즈마 표시 패널을 구동하는 구동부; 및

   상기 구동부에 전원을 공급하는 전원부를 포함하며,

   상기 전원부는,

   제1 전압을 생성하여 공급하는 제1 전원;

   외부로 공급되는 제2 전압을 충전하는 커패시터;

   턴온시에 상기 커패시터에 전압을 충전시키는 트랜지스터;

   상기 트랜지스터의 게이트에 연결되어 상기 커패시터에 충전되는 전압을 조절하는 제1 저항 및 제2 저항

   을 포함하는 플라즈마 표시 장치.
7. 제6항에 있어서,

   상기 제1 전압은 상기 플라즈마 표시 장치를 구동하는데 있어서 유지기간에 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극에 교대로 인가되는 전압인 플라즈마 표시 장치.
8. 제6항에 있어서,

   상기 제2 전압은 상기 플라즈마 표시 장치를 구동하는데 있어서 리셋 기간과 어드레스 기간에 상기 제1 전극에 인가되는 전압인 플라즈마 표시 장치.

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