KR100879879B1 - 플라즈마 디스플레이 장치 및 그 구동 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 플라즈마 디스플레이 장치 및 그 구동 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 소비전력의 증가, TCP의 발열에 의한 소손을 방지하기 위한 플라즈마 디스플레이 장치 및 그 구동 방법에 관한 것이다.
본 발명의 실시예에 의한 플라즈마 디스플레이 장치는, 주사 전극, 유지 전극 및 어드레스 전극을 포함하는 방전셀과; 상기 어드레스 전극에 어드레스 신호를 제공하는 어드레싱 회로부와; 서스테인 구간에 발생하는 변위전류를 저장하고, 이를 차기 어드레싱 때 활용토록 하는 어드레싱 보상 회로부를 포함하여 구성되며, 상기 어드레싱 보상 회로부는, 상기 서스테인 구간 동안 상기 주사 전극 및 상기 유지 전극으로부터 공급되는 변위전류를 통과시키는 스위치; 및 상기 스위치를 통해 전달된 상기 변위전류에 대응하는 전압이 충전되는 커패시터를 포함함을 특징으로 한다.

Description

플라즈마 디스플레이 장치 및 그 구동 방법{Plasma Display Panel and Driving Method Of the same}
본 발명은 플라즈마 디스플레이 장치 및 그 구동 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 소비전력의 증가, 테이프 캐리어 패키지(Tape Carrier Package ; 이하 'TCP'라 함)의 발열량 증가에 따른 소손을 방지하기 위한 플라즈마 디스플레이 장치 및 그 구동 방법에 관한 것이다.
플라즈마 디스플레이 장치(Plasma display panel; PDP)은 통상 불활성 혼합가스의 방전 시 발생하는 자외선에 의해 형광체를 발광시키는 방식으로 화상을 표시한다. 이러한 PDP는 박막화와 대형화가 용이할 뿐만 아니라 최근의 기술 개발에 힘입어 크게 향상된 화질을 제공한다. 특히 3 전극 교류 면방전형 PDP는 방전시 표면에 벽전하가 축적되며 방전에 의해 발생되는 스퍼터링으로부터 전극들을 보호하기 때문에 저전압 구동과 장수명의 장점을 가진다.
도 1은 종래 플라즈마 디스플레이 장치를 설명하기 위한 전극 배열도이다.
도 1을 참조하여 설명하면, 플라즈마 디스플레이 장치의 전극은 열 방향으로 형성된 복수의 어드레스 전극(A1, A2, ...Am)과 행 방향으로 형성된 복수의 주사 전극(Y1, Y2,...Yn) 및 유지 전극(X1, X2, ...Xn)을 포함한다.
이러한 교류형 플라즈마 디스플레이 장치는 시간적인 동작 변화로 표현하면 리셋 구간, 어드레스 구간 및 서스테인 구간으로 나누어 동작한다.
여기서, 리셋 구간은 각 화소의 어드레싱 동작이 원활히 수행되도록 하기 위해 각 화소의 상태를 초기화시키는 구간이다. 그리고, 어드레스 구간은 패널에서 선택적으로 화소를 온(ON)시키기 위해 선택된 화소에 어드레스 전압을 인가하여 벽전하를 쌓아두는 동작을 수행하는 구간이다. 또한, 서스테인 구간은 서스테인 펄스를 인가하여 어드레싱된 화소에 실제로 화상을 표시하기 위한 방전을 수행하는 구간이다. 이러한 교류형 플라즈마 디스플레이 패널의 서스테인 방전동작을 하는데 있어서는 수백 볼트의 고압이 필요하다. 따라서, 서스테인 방전에 필요한 전압을 최소화하기 위하여 에너지 회수 회로를 구성하여 사용한다. 에너지 회수 회로는 주사 전극(Y1, Y2, ...,Yn) 및 유지 전극(X1, X2,... Xn) 사이의 전압을 회수하여 회수된 전압을 다음 방전시의 구동 전압으로 사용한다.
도 2는 종래의 플라즈마 디스플레이 장치를 나타내는 회로도이다.
도 2를 참조하면, 종래의 플라즈마 디스플레이 장치는 방전셀(10)과 어드레싱 회로부(20)를 포함하여 구성된다.
설명의 편의를 위해 주사전극(Y) 및 유지전극(X)에 각각 연결되는 주사전극 구동부, 유지전극 구동부 및 상기 주사 전극(Y) 및 유지 전극(X) 각각에 형성되어 서스테인 펄스를 교번하여 이를 제 1 커패시터(C1)에 공급하는 에너지 회수회로는 도시 및 설명을 생략토록 한다.
상기 방전셀(10)은 제 1 커패시터(C1)를 포함하며, 소정 전압으로 상기 제 1 커패시터(C1)를 반복적으로 충/방전시킴으로써 화상을 표시한다.
상기 어드레싱 회로부(20)는 어드레스 구간 동안 특정 셀을 선택하기 위한 어드레스 신호를 제공하는 역할을 한다.
이 때, 제 1 스위치(SW1)는 제 1 전압원과 제 1 노드(N1)사이에 연결되어, 어드레스 구간 동안 제 1 전압(V1)을 방전셀(10)에 선택적으로 전달한다.
제 2 스위치(SW2)는 제 1 노드(N1)와 제 2 전압원 사이에 연결되며, 제 1 전압(V1)보다 낮은 레벨의 제 2 전압(V2)을 방전셀(10)에 선택적으로 전달한다.
상기와 같은 종래의 플라즈마 디스플레이 장치에서는 제 1 스위치(SW1)가 턴 온 되는 구간에, 유지 전극(X)과 주사 전극(Y)에서 유입되는 변위전류(Ig1)가 제 1 경로(①)를 따라 역류하게 된다. 따라서, 제 1 전압원(V1)과 연결되는 전원공급부(SMPS)(미도시)가 손상되는 단점이 있다.
또한, 제 2 스위치(SW2)가 턴 온 되는 구간에는, 유지 전극(X)과 주사 전극(Y)에서 유입되는 변위전류(Ig2)가 제 2 경로(②)를 따라 흐르게 된다. 이는 TCP(미도시)의 발열을 유발하는 단점이 있다.
즉, 상기와 같은 종래 플라즈마 디스플레이 장치를 구동함에 있어서, 서스테인 구간에서는 어드레스 출력이 '0'(low) 상태로 인가되고 있으며, 이 경우, 주사 전극 및 유지 전극에서 어드레스 전극 쪽으로 넘어오는 변위 전류가 TCP의 발열에 영향을 미치게 된다. 또한, 서스테인 구간에서 어드레스 데이터를 '1'(high)상태로 인가한다면 서스테인 구간에서의 변위 전류로 인하여 TCP(Tape Carrier Package)가 파손되거나 SMPS의 어드레스 전압공급단으로 전류가 유입되어 SMPS가 손상되는 문제점이 있다.
상기 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 SMPS의 소비전력증가, TCP의 발열에 의한 소손을 방지하기 위한 플라즈마 디스플레이 장치 및 그 구동 방법을 제공하기 위한 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 기술적 수단으로 본 발명의 일측면은, 주사 전극, 유지 전극 및 어드레스 전극을 포함하는 방전셀과; 상기 어드레스 전극에 어드레스 신호를 제공하는 어드레싱 회로부와; 서스테인 구간에 발생하는 변위전류를 저장하고, 이를 차기 어드레싱 때 활용토록 하는 어드레싱 보상 회로부를 포함하여 구성되며, 상기 어드레싱 보상 회로부는, 상기 서스테인 구간 동안 상기 주사 전극 및 상기 유지 전극으로부터 공급되는 변위전류를 통과시키는 스위치; 및 상기 스위치를 통해 전달된 상기 변위전류에 대응하는 전압이 충전되는 커패시터를 포함함을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 장치를 제공한다.
또한, 본 발명의 다른 측면은, 리셋 구간, 어드레스 구간 및 서스테인 구간으로 구성된 구동파형에 따른 플라즈마 디스플레이 장치의 구동방법에 있어서, N번째 상기 서스테인 구간 동안 발생하는 변위전류에 대응하는 전압을 커패시터에 충전하는 단계; 및 N+1번째 상기 어드레스 구간에 상기 변위전류를 어드레스 전압으 로서 사용하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 장치의 구동방법을 제공한다.
본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 및 그 구동 방법에 의하면, 유지 전극과 주사 전극으로부터 발생하는 변위 전류를 이용하여 어드레스 전압을 공급함으로써, 장치의 소비전력을 감소시킬 수 있다. 또한, 변위 전류의 회수회로를 추가하여 구비함으로써, SMPS의 발열 및 TCP의 소손을 방지할 수 있는 효과가 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 나타낸 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 3은 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 장치의 일 실시예를 나타내는 회로도이다.
단, 설명의 편의를 위해 주사전극(Y) 및 유지전극(X)에 각각 연결되는 주사전극 구동부, 유지전극 구동부 및 상기 주사 전극(Y) 및 유지 전극(X) 각각에 형성되어 서스테인 펄스를 교번하여 이를 제 1 커패시터(C1)에 공급하는 에너지 회수회로는 도시 및 설명을 생략토록 한다.
또한, 도 5는 도 3에 따른 시뮬레이션도이고, 도 6은 본 발명에 따른 어드레스 전압을 나타낸 구동파형도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 장치는, 방전셀(30), 어드레싱 회로부(40) 및 서스테인 구간에 발생하는 변위전류를 저장하 고, 이를 차기 어드레싱 때 활용토록 하는 어드레싱 보상 회로부(50)를 포함하여 구성된다.
상기 방전셀(30)은 제 1 커패시터(C1')를 포함하며, 소정 전압으로 상기 제 1 커패시터(C1')를 반복적으로 충/방전시킴으로써 화상을 표시한다.
이 때, 상기 제 1 커패시터(C1')는 유지 전극(X') 및/또는 주사 전극(Y)과 연결된다.
도시된 바와 같이, 어드레싱 회로부(40)을 구성하는 제 1 스위치(SW1')는 제 1 전압(V1')원과 제 1 노드(N1')사이에 연결되어, 서스테인 구간 및 어드레스 구간 동안 제 1 전압(V1')을 방전셀(30)에 선택적으로 전달한다.
제 2 스위치(SW2')는 제 1 노드(N1')와 제 2 전압(V2')원 사이에 연결되며, 제 1 전압(V1')보다 낮은 레벨의 제 2 전압(V2')을 방전셀(30)에 선택적으로 전달한다.
또한, 상기 어드레싱 보상 회로부(50)는 스위치(SW') 및 커패시터(C')가 포함되어 구성되는 것으로, 이는 서스테인 구간에 발생하는 변위전류를 저장하고, 이를 차기 어드레싱 때 활용케 하는 동작을 수행한다.
도시된 바와 같이, 상기 어드레싱 보상 회로부(50)에 포함되는 상기 스위치(SW')는 제 1 노드(N1')와 제 2 기저전압(GND2')원 사이에 연결되며, 이는 상기 방전셀(30)의 제 1 커패시터(C1')와 병렬로 연결된다.
또한, 상기 커패시터(C')는 제 1 노드(N1')와 제 2 기저전압(GND2')원 사이에 직렬 연결된다.
도 3 및 도 5를 참조하여, 상술한 구조를 갖는 본 발명의 실시예에 의한 플라즈마 디스플레이 장치의 동작을 설명하면 다음과 같다.
플라즈마 디스플레이 장치의 동작은 리셋 구간(T1, T1'), 어드레스 구간(T2, T2') 및 서스테인 구간(T3, T3')으로 이루어진 파형을 따라 수행된다.
리셋 구간(T1,T1')은 이전의 유지방전으로 형성된 벽 전하를 소거하고 다음의 어드레스 방전을 안정적으로 수행하기 위해 벽전하를 셋업(setup) 하는 역할을 한다.
어드레스 구간(T2,T2')은 패널에서 켜지는 셀과 켜지지 않는 셀을 선택하여 켜지는 셀(어드레싱된 셀)에 벽 전하를 쌓아두는 동작을 수행하는 구간이다.
그리고, 서스테인 구간(T3,T3')은 어드레싱된 셀에 실제로 화상을 표시하기 위한 유지방전을 수행하는 구간이다.
상기와 같은 동작을 수행함에 있어서, 본 발명의 실시예에 의한 플라즈마 디스플레이 장치는, 상기 서스테인 구간에서 어드레스 출력이 '0'(low) 상태로 인가되는 경우 주사 전극 및 유지 전극에서 어드레스 전극 쪽으로 넘어오는 변위 전류가 TCP의 발열에 영향을 미치게 되는 단점 및 상기 서스테인 구간에서 어드레스 데이터를 '1'(high)상태로 인가되는 경우 상기 서스테인 구간에서의 변위 전류로 인하여 TCP가 파손되거나 SMPS의 어드레스 전압공급단으로 전류가 유입되어 SMPS가 손상되는 단점을 극복하기 위하여, 어드레싱 회로부(40)에 연결되는 어드레싱 보상 회로부(50)를 통해 상기 서스테인 구간에 발생하는 변위전류를 저장하고, 이를 차기 어드레싱 때 활용케 하는 동작을 수행함을 특징으로 한다.
도 3을 참조하여 본 발명의 실시예에 의한 플라즈마 디스플레이 장치의 구동방법을 설명하면 다음과 같다.
즉, 어드레싱 보상 회로부(50) 내의 스위치(SW')가 턴 온 되면, 이에 따라 방전셀의 제 1 커패시터(C1') 및 어드레싱 보상 회로부(50)의 스위치(SW'), 커패시터(C')로 이어지는 전류 패스가 형성되어 유지 전극(X') 및 주사 전극(Y')으로부터 제 1 커패시터(C1')를 통과하여 앞서 설명한 서스테인 구간에 발생하는 변위전류(Ig3)가 제 3 경로(③)를 따라 흐르게 된다.
따라서, 상기 어드레싱 보상 회로부(50) 내의 커패시터(C')에는 변위 전류(Ig3')에 대응하는 전압(Vg3)이 충전되게 된다.
한편, 충전되어 있던 제 1 커패시터(C1')에 직류가 아닌 계속 변화하는 전압을 가하면 그 전압을 유지하기 위해 전원으로부터 전하가 계속 들어오거나 나오게 된다.
이때, 제 1 커패시터(C1')의 용량이 클수록, 더 많은 전하가 이동한다. 실제로 극판 사이를 가로지르는 전하는 없지만 양극판으로 몰려들고 밀려나는 전하의 이동 때문에 커패시터의 외부에서는 전류가 실제로 흐르게 되는데 이를 변위 전류라 한다.
본 발명에 의한 실시예의 경우, N번째 서스테인 구간(T3)에 상기 커패시터(C')에 저장된 변위전류(Ig3)에 대응하는 전압은 N+1번째의 어드레스 구간(T2')에 사용됨을 특징으로 한다.
즉, N+1번째의 리셋 구간(T1')에서는 스위치(SW')는 턴 오프하고, 제 2 스위 치(SW2')를 턴 온 시켜, 제 1 커패시터(C1')를 초기화시킨다. 이 후, 어드레스 구간(T2')이 되면, 스위치(SW)을 턴온하여 어드레스 전압(Va)이 공급되기 이전에 커패시터(C')에 저장되어 있던 변위전류(Ig3)에 대응하는 전압을 제 1 커패시터(C1')에 전달한다. 그리고 나서, 제 1 스위치(SW1')를 턴 온 시켜 제 1 커패시터(C1')에 어드레스 전압(Va)을 충전시킨다. 이때, 제 1 커패시터(C1')에는 이미 변위전류(Ig3)에 대응하는 전압이 충전되어 있으므로, 어드레스 전압(Va)까지 전압을 상승시키는데 소비전력을 절약할 수 있게 되는 것이다.
도 6을 참조하여 설명하면, 종래에는 제 1 커패시터(C1')에 어드레스 전압을 충전함에 있어서, OV에서 어드레스 전압(Va)까지 전압을 상승시켜야 하기 때문에 소비전력이 많이 소비되었으나, 본 발명의 실시예에 의할 경우에는 N번째 서스테인 구간(T3)에서 변위전류(Ig3)에 대응하는 전압이 미리 저장되어 있으므로, N+1번째 어드레스 구간(T2')에서는 어드레스 전압(Va)과, 변위 전류(Ig3)에 대응하는 전압(Vg3)과의 차이만큼만 전원공급부(SMPS)에서 공급하면 되는 것이다.
도 4는 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 장치의 또 다른 실시예를 나타낸 회로도이다.
도 4에 도시된 본 발명의 실시예는 도 3에 도시된 실시예와 비교할 때, 어드레싱 보상 회로부(50)가 스위치(SW') 및 커패시터(C) 뿐 아니라, 제너 다이오드(Dz')가 추가로 더 구성됨을 특징으로 한다.
단, 상기 추가된 구성 외에는 도 3에 도시된 실시예의 구성과 동일하므로, 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 도면부호를 사용하고, 구체적인 동작은 앞서 설명한 바와 일치하므로 그 설명은 생략토록 한다.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 의한 어드레싱 보상 회로부(50)는, 서스테인 구간에 발생하는 변위전류를 저장하고, 이를 차기 어드레싱 때 활용케 하는 동작을 수행함에 있어, N번째 서스테인 구간(T3)에서 커패시터(C')에 충전되는 변위전류(Ig3)에 대응하는 전압이 N+1번째 어드레스 구간(T2')에서 충전되는 어드레스 전압(Va)보다 작아야 하므로, 이를 위해 상기 스위치(SW')와 커패시터(C') 사이에 제너 다이오드(Dz')를 병렬 연결하여 어드레스 전압(Va) 이상이 되는 변위전류(Ig4)는 제 4 경로 (④)를 통해 빠져나가도록 함을 특징으로 한다.
즉, 상기 커패시터(C')와 병렬로 전압 제한용 제너 다이오드(Dz')를 추가 구성함으로써, 어드레스 구동 전압 이상으로 출력 측의 전압이 상승되는 것을 방지하여 TCP IC의 소손을 방지함을 특징으로 하는 것이다.
도 1은 종래 플라즈마 디스플레이 장치를 설명하기 위한 전극 배열도이다.
도 2는 종래의 플라즈마 디스플레이 장치를 나타내는 회로도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 장치를 나타내는 회로도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 장치를 나타내는 회로도이다.
도 5는 도 3에 따른 시뮬레이션도이다.
도 6은 본 발명에 따른 어드레스전압을 나타낸 구동파형도이다.

Claims (4)

  1. 주사 전극, 유지 전극 및 어드레스 전극을 포함하는 방전셀과;
    상기 어드레스 전극에 어드레스 신호를 제공하는 어드레싱 회로부와;
    서스테인 구간에 발생하는 변위전류를 저장하고, 이를 차기 어드레싱 때 활용토록 하는 어드레싱 보상 회로부를 포함하여 구성되며,
    상기 어드레싱 보상 회로부는,
    상기 서스테인 구간 동안 상기 주사 전극 및 상기 유지 전극으로부터 공급되는 변위전류를 통과시키는 스위치; 및
    상기 스위치를 통해 전달된 상기 변위전류에 대응하는 전압이 충전되는 커패시터를 포함함을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 어드레싱 보상 회로부는,
    상기 스위치 및 커패시터 사이에 형성되고, 상기 커패시터와 병렬 연결되는 제너 다이오드를 더 포함함을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 장치.
  3. 삭제
  4. 리셋 구간, 어드레스 구간 및 서스테인 구간으로 구성된 구동파형에 따른 플라즈마 디스플레이 장치의 구동방법에 있어서,
    N번째 상기 서스테인 구간 동안 발생하는 변위전류에 대응하는 전압을 커패시터에 충전하는 단계; 및
    N+1번째 상기 어드레스 구간에 상기 커패시터에 충전된 전압을 어드레스 전압으로서 사용하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 장치의 구동방법.
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