KR20000009133A - 플라즈마 표시장치용 구동장치 - Google Patents

플라즈마 표시장치용 구동장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 방전을 이용하여 화상을 표시하는 플라즈마 디스플레이 패널용 구동장치에 관한 것이다.
본 발명의 PDP용 구동장치는 화소셀이 유지전극쌍과 어드레스 전극으로 이루어지는 화소 매트릭스와, 인접한 유지전극들에 인가되는 전류의 방향이 서로 다르도록 유지전극들을 분할 구동하기 위한 유지전극 구동수단과, 유지전극쌍에 미리 에너지를 저장한 후 외부 공급전압을 상기 유지전극쌍에 공급하기 위한 에너지 회수수단을 구비한다.
본 발명에 따른 플라즈마 표시장치용 구동장치는 좌우측에서 유지전극쌍을 기수번째와 우수번째로 분할구동함으로써 패널에 흐르는 전류를 반감하고 전류의 방향이 서로 반대방향이 되게하여 화면의 노이즈나 전자기적 간섭을 줄이고 전력손실을 저감하여 안정된 유지방전을 할 수 있게 된다.

Description

플라즈마 표시장치용 구동장치(Driving Apparatus For Plasma Display)
본 발명은 평판 디스플레이 패널(FPD)에 관한 것으로, 특히 방전을 이용하여 화상을 표시하는 플라즈마 디스플레이 패널용 구동장치에 관한 것이다.
플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel : 이하 "PDP"라 함)은 He+Xe 또는 Ne+Xe 가스의 방전시 발생하는 147nm의 자외선이 형광체를 여기시켜 발생하는 빛을 이용하여 문자 또는 그래픽을 표시하는 디스플레이로서 박막화와 대형화가 용이할 뿐만 아니라 최근의 기술 개발에 힘입어 화질이 크게 향상되고 있다. 통상, PDP의 구동장치는 도 1에서와 같이 하나의 화소셀이 주사/유지전극(이하 "Y 전극"이라 함) 및 공통 유지전극(이하 "Z 전극"이라 함)으로 이루어진 유지전극쌍과 하나의 어드레스 전극(이하 "X 전극"이라 함)으로 이루어지는 m×n 화소 매트릭스로 배열되어진 PDP(10)와, Y 전극(Y1,Y2,...,Ym)에 접속되어지는 주사/서스테인 구동부(2)와, Z 전극(Z1,Z2,...,Zm)에 공통으로 접속되어지는 공통 서스테인 구동부(4)와, 기수번째 X 전극(X1, X3,...,Xn-3, Xn-1)에 접속되어지는 제1 어드레스 구동부(6)와, 우수번째 X 전극(X2, X4,...,Xn-2, Xn)에 접속되어지는 제2 어드레스 구동부(8)를 구비한다.
주사/서스테인 구동부(2)는 각각의 Y 전극(Y1∼Ym)에 셀의 방전을 유지시키기 위한 서스테인 펄스와 방전된 셀의 방전을 중지시켜 주기 위한 소거 펄스와 어드레스전극(X1∼Xn)에 인가되는 비디오 데이터 신호와 동기화된 주사 펄스 등을 공급한다. 공통 서스테인 구동부(4)는 Z 전극(Z1,Z2,...,Zm)에 공통으로 접속되어 주사/서스테인 구동부(2)와 함께 교번적으로 서스테인 펄스를 공급하게 된다. 제1 어드레스 구동부(6)는 기수번째 X 전극(X1, X3, …, Xm-1) 각각에 주사펄스와 동기화된 데이터를 공급하고, 동시에 제2 어드레스 구동부(20)는 우수번째 X 전극(X2, X4, …, Xm) 각각에 데이터를 공급하게 된다.
이러한 PDP 구동장치는 단위시간당 서스테인 방전횟수를 조절하여 화상 데이터를 표현한다. PDP 구동방법 중의 하나인 서브필드 구동방법은 화상데이터를 표시하기 위하여 한 프레임을 다수개(예컨데, 8개)의 서브필드로 시분할하고, 각 서브필드는 다시 전화면을 초기화하는 리셋기간과 전화면을 선순차방식으로 주사하면서 데이터를 기입하는 어드레스기간 및 데이터가 기입된 셀들의 발광상태를 유지시키는 서스테인기간으로 시분할된다. 여기서, 각 서브필드의 리셋기간 및 어드레스 기간은 모두 동일한 반면에 각 서스테인 기간은 2n(n=0, 1, 2, …, 7)의 비율로 증가되도록 할당되어진다. 이에 따라, 각 서브필드는 그 서스테인기간에 비례하는 계조를 구현하게 되고 각 서브필드에서 구현된 계조가 조합되어 한 프레임의 256 계조를 표현된다. 여기서, 각 서브필드를 구성하는 일련의 리셋, 어드레스, 서스테인 기간 중에서 서스테인 기간에서 거의 대부분의 에너지가 소비되고 있다. 이에 따라, 주사/서스테인 구동부(2) 및 공통 서스테인 구동부(4)에는 서스테인 기간에 공급되는 전력 중 무효 전력의 회수를 회수함으로써 에너지 소비를 줄이기 위한 에너지 회수기능을 추가하게 된다. 그러나 종래의 PDP 구동장치는 서스테인 기간 중에 에너지 회수를 함에도 소비전력이 여전히 큰 것이 사실이다. 이는 서스테인 기간에서 PDP(10)를 중심으로 전체 Y 전극(Y1,Y2,...,Ym)과 Z 전극(Z1,Z2,...,Zm)에 흐르는 전류가 교번적으로 어느 일방향으로만 흐르는데 기인한다.
도 2를 참조하면, 주사/서스테인 구동부(2)는 Y 구동 회로보드(14)에 실장되고 공통 서스테인 구동부(12)는 Z 구동 회로보드(16)에 실장된다. 이들 Y 구동 회로보드(14)와 Z 구동 회로보드(16)는 방열판(18)에 공통으로 접속된다. 방열판(18)은 Y 구동 회로보드(14)와 Z 구동 회로보드(16) 사이에서 전류패스를 중계하는 역할을 하게 된다. 서스테인 기간에서 Y 구동 회로보드(14)와 Z 구동 회로보드(16)로부터 공급되는 서스테인 펄스에 의한 방전 전류는 방열판(18), Y 전극(Y1,Y2,...,Ym) 및 Z 전극(Z1,Z2,...,Zm)을 경유하여 어느 일방향으로 전류가 흐르게 된다. 일반적으로, 도 3의 특성도에서 알 수 있는 바와 같이 PDP(10)에서 휘도와 효율은 반비례 관계에 있다. PDP(2)의 방전 전류가 커지게 되면 휘도는 향상되는 반면 효율은 떨어지게 되고, 공급 전류가 작아지게 되면 휘도는 떨어지게 되고 효율은 향상된다. 이를 요약하면 아래의 수학식 1 및 수학식 2와 같다.
B ∝ (1+CI)-1
η ∝ F/VI ∝ (1+CI)-1∝ 1/(1+CI)
수학식 1 및 수학식 2에서, B는 휘도, I는 방전 전류, C는 상수, η는 발광 효율 및 F는 출력 가시광속을 각각 나타낸다.
따라서, PDP(10)에서의 과도한 전류용량은 용량이 큰 회로 소자들이 필요하게 되어 재료비가 상승됨은 물론 효율 및 에너지 회수율이 크게 떨어지는 원인이 되고 있다. 아울러, 종래의 PDP 구동장치는 서스테인 기간에서 전체 Y 전극 (Y1,Y2,...,Ym) 및 Z 전극(Z1,Z2,...,Zm)에 어느 일방향으로만 전류가 인가되어 노이즈(noise), 전자기적간섭(EMI) 및 소비전력이 증대하는 등의 문제점들을 초래하게 된다. 또한, 종래의 PDP으 구동장치는 부하선이 길어지므로 전압파형에서 링잉(ringing)이 발생하는 문제점을 초래하게 된다.
따라서, 본 발명의 목적은 노이즈, 전자기적간섭 및 소비전력을 저감하도록 한 PDP용 구동장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 효율을 향상시키도록 한 PDP용 구동장치는 제공하는데 있다.
도 1은 종래의 플라즈마 디스플레이 패널의 구동장치를 개략적으로 나타내는 도면.
도 2는 도 1에 도시된 플라즈마 디스플레이 패널의 전류패스를 나타내는 도면.
도 3은 휘도와 효율과의 관계를 나타내는 특성도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 표시장치용 구동장치를 나타내는 도면.
도 5는 도 4에 도시된 주사/서스테인 구동부 및 공통 서스테인 구동부를 상세히 나타내는 상세 회로도.
도 6은 도 4에 도시된 주사/서스테인 구동부 및 공통 서스테인 구동부에서 생성된 서스테인 펄스를 나타내는 파형도.
도 7은 도 6과 같은 서스테인 펄스가 공급될 때 패널에서의 전류패스를 개략적으로 나타내는 도면.
도 8은 도 4에 도시된 주사/서스테인 구동부 및 공통 서스테인 구동부에서 생성된 다른 서스테인 펄스를 나타내는 파형도.
도 9는 도 8과 같은 서스테인 펄스가 공급될 때 패널에서의 전류패스를 개략적으로 나타내는 도면.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
2,22,26 : 주사/서스테인 구동부 4,24,28 : 공통 서스테인 구동부
6,8 : 어드레스 구동부 10,20 : PDP
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 PDP용 구동장치는 화소셀이 유지전극쌍과 어드레스 전극으로 이루어지는 화소 매트릭스와, 인접한 유지전극들에 인가되는 전류의 방향이 서로 다르도록 유지전극들을 분할 구동하기 위한 유지전극 구동수단과, 유지전극쌍에 미리 에너지를 저장한 후 외부 공급전압을 상기 유지전극쌍에 공급하기 위한 에너지 회수수단을 구비한다.
상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 특징들은 첨부도면을 참조한 실시예에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.
이하, 도 4 내지 도 9를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명 하기로 한다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 플라즈마 표시장치용 구동장치를 나타내는 도면이다.
도 4의 구성에서, 본 발명의 플라즈마 표시장치용 구동장치는 공진파형을 이용하여 서스테인 펄스를 생성하여 기수번째 Y 전극들(Y1,Y3,...,Ym-1)에 공급하기 위하여 에너지 회수회로를 구비한 제1 주사/서스테인 구동부(22)와, 공진파형을 이용하여 서스테인 펄스를 생성하여 기수번째 Z 전극들(Z1,Z3,...,Zm-1)에 공급하기 위하여 에너지 회수회로를 구비한 제1 공통 서스테인 구동부(24)와, 공진파형을 이용하여 서스테인 펄스를 생성하여 우수번째 Y 전극들(Y2,Y4,...,Ym)에 공급하기 위하여 에너지 회수회로를 구비한 제2 주사/서스테인 구동부(26)와, 공진파형을 이용하여 서스테인 펄스를 생성하여 우수번째 Z 전극들(Z2,Z4,...,Zm)에 공급하기 위하여 에너지 회수회로를 구비한 제2 공통 서스테인 구동부(24)를 구비한다.
아울러, 본 발명의 플라즈마 표시장치용 구동장치는 기수번째 X 전극(X1,X3,...,Xn-1)에 데이터를 공급하기 위한 제1 어드레스 구동부(6) 및 우수번째 X 전극(X2,X4,...,Xn)에 데이터를 공급하기 위한 제2 어드레스 구동부(8)를 추가로 구비한다. 도 4에 있어서, 제1 및 제2 어드레스 구동부(6,8)는 도 1에 도시된 그것들과 실질적으로 동일하여 상세한 설명은 생략하기로 한다.
제1 주사/서스테인 구동부(22)와 제1 공통 서스테인 구동부(24)는 PDP(20)를 중심으로 좌측에 위치하여 각각 기수번째 Y 전극들(Y1,Y3,...,Ym-1)과 기수번째 Z 전극들(Z1,Z3,...,Zm-1)에 접속된다. 제2 주사/서스테인 구동부(26)와 제2 공통 서스테인 구동부(28)는 PDP(20)를 중심으로 우측에 위치하여 각각 우수번째 Y 전극들(Y2,Y4,...,Ym)과 우수번째 Z 전극들(Z2,Z4,...,Zm)에 접속된다. 제1 주사/서스테인 구동부(22)와 제2 주사/서스테인 구동부(26)는 m 개의 Y 전극(Y1,Y2,...,Ym-1,Ym) 각각에 접속되는 m 개의 구동셀들로 이루어져 라인분할하여 서스테인 펄스를 생성하게 된다. 제1 공통 서스테인 구동부(24)는 기수번째 Z 전극들(Z1,Z3,...,Zm-1)에 공통으로 접속된 하나의 구동셀로 이루어져 서스테인 펄스를 생성하게 되고 제2 공통 서스테인 구동부(28)는 우수번째 Z 전극들(Z2,Z4,...,Zm)에 공통으로 접속된 하나의 구동셀로 서스테인 펄스를 생성하게 된다.
도 5는 도 1에 도시된 구동부들을 상세히 나타내는 상세 회로도이다.
도 5에 있어서, 이하 기수번째 Y 전극들(Y1,Y3,...,Ym-1)은 "Yodd"로, 우수번째 Y 전극들(Y2,Y4,...,Ym)은 "Yeven"으로, 기수번째 Z 전극들(Z1,Z3,...,Zm-1)은 "Zodd"로, 우수번째 Z 전극들(Z2,Z4,...,Zm)은 "Zeven"으로 표기한다. 그리고 서로 대향한 Y 전극과 Z 전극 간의 정전용량은 등가적으로 패널 캐패시터(Cp)로 나타낸다.
도 5의 구성에서, 제1 주사/서스테인 구동부(22)는 기수번째 Y 전극(Yodd) 각각에 접속되어진 m/2 개의 단위구동셀들로 이루어지며 단위구동셀은 외부캐패시터(Cex1)와, 외부캐패시터(Cex1)에 병렬접속된 제1 및 제2 스위치(S1,S2)와, 제1 및 제2 다이오드(D1,D2)를 경유하여 제1 및 제2 스위치(S1,S2)에 공통으로 접속된 인덕터(L1)와, 인덕터(L1)에 병렬 접속된 제3 및 제4 스위치(S3,S4)을 구비한다. 제1 공통 서스테인 구동부(24)는 기수번째 Z 전극(Zodd)에 공통으로 접속된 하나의 구동셀로 이루어지며 구동셀은 제1 주사/서스테인 구동부(22)의 단위구동셀과 대칭적으로 구성된다. 제1 공통 서스테인 구동부(24)의 구동셀에서 각 소자들은 제1 주사/서스테인 구동부(22)의 단위구동셀을 구성하는 그것들의 도면부호에 "'"를 첨자한다. 제2 주사/서스테인 구동부(26)와 제2 공통 서스테인 구동부(28)는 각각 제1 주사/서스테인 구동부(22)와 제1 공통 서스테인 구동부(24)에 대칭적인 형태로 실질적으로 동일하게 구성된다.
제1 주사/서스테인 구동부(22)의 단위 구동셀과 제1 공통 서스테인 구동부(24)에서 패널 캐패시터(Cp)를 충방전함으로써 서스테인 펄스를 생성하는 제어수순은 다음과 같다. 제1 주사/서스테인 구동부(22)에서 제3 스위치(S3)는 닫히고 제1 공통 서스테인 구동부(24)에서 제4 스위치(S'4)가 닫히게 되면 외부 서스테인 전압(Vs)은 제3 스위치(S3)를 경유하여 패널 캐패시터(Cp)에 공급되어 패널 캐패시터(Cp)는 서스테인 전압(Vs) 레벨까지 충전된다. 마찬가지로 제1 공통 서스테인 구동부(24)에서 제3 스위치(S'3)는 닫히고 제1 주사/서스테인 구동부(22)에서 제4 스위치(S4)가 닫히게 되면 패널 캐패시터(Cp)에 충전된 서스테인 전압(Vs)이 제4 스위치(S4)를 경유하여 기저 전위(GND) 쪽으로 방전된다. 제1 주사/서스테인 구동부(22)의 단위 구동셀과 제1 공통 서스테인 구동부(24)는 교번적으로 패널 캐패시터(Cp)를 충방전시키게 되어 도 6과 같은 서스테인 펄스를 생성하게 된다. 이 때, 패널 캐패시터(Cp)에 충방전 시키기 위한 전압레벨은 막대한 전력손실을 유발하게 된다. 따라서, 제3 스위치(S3)를 닫기 전에 제1 스위치(S1)를 닫게 되면 외부 캐패시터(Cex1)에 충전된 전압이 인덕터(L1)를 경유하여 패널 캐패시터 Cp에 충전된다. 이 때, 패널 캐패시터(Cp)와 인덕터(L1)의 직렬 조합에 의해 LC 공진파형이 발생하게 된다. 제3 스위치(S3)는 LC 공진파형의 공진점에서 닫히게 되어 패널 캐패시터(Cp)에는 외부 캐패시터(Cex)와 인덕터(L1)에 의해 미리 충전된 전압에 의해 그 만큼 낮은 레벨의 외부 서스테인 전압(Vs)이 공급될 수 있게 된다. 방전시에는 제1 주사/서스테인 구동부(22)에서 제4 스위치(S4)를 닫기 전에 제2 스위치(S2)를 닫게 되면 패널 캐패시터(Cp)에 충전된 전압이 인덕터(L1)를 경유하여 외부 캐패시터(Cex)에 전압을 충전시키게 된다. 제2 주사/서스테인 구동부(26)와 제2 공통 서스테인 구동부(28)에 의해 패널 캐패시터(Cp)가 충방전 되는 경우에도 전술한 바와 같이 LC 공진파형을 이용하여 패널 캐패시터(Cp)를 미리 충전하게 되고 패널 캐패시터(Cp)를 방전하기에 앞서 외부 캐패시터(Cex2,Cex2')를 충전시킴으로써 외부 서스테인 전압(Vs)의 레벨을 최소화할 수 있게 된다. 이와 같이 생성된 서스테인 펄스는 도 6과 같고 그 때의 전류 흐름방향은 도 7과 같다.
도 6 및 도 7을 참조하면, t1의 기간 동안에 기수번째 유지전극쌍에 인가되는 전류의 방향은 기수번째 Y 전극(Yodd)에서 기수번째 Z 전극(Zodd)으로 흐르게 되고, 동시에 우수번째 유지전극쌍에 인가되는 전류의 방향은 우수번째 Z 전극(Zeven)에서 우수번째 Y 전극(Yeven)으로 흐르게 된다. 그리고 t2의 기간 동안에 기수번째 유지전극쌍에 인가되는 전류의 방향은 기수번째 Z 전극(Zodd)에서 기수번째 Y 전극(Yodd)으로 흐르게 되고, 우수번째 유지전극쌍에 인가되는 전류의 방향은 우수번째 Y 전극(Yeven)에서 우수번째 Z 전극(Zeven)으로 흐르게 된다. 따라서 기수번째 유지전극쌍(Y 전극과 Z 전극)과 우수번째 유지전극쌍에는 180°위상차를 가지는 서스테인 펄스가 공급되고 인접 전극쌍간 서로 반대방향으로 전류가 흐르게된다. 본 발명의 PDP용 구동장치는 에너지 회수회로를 이용하여 무효전력을 회수하고 인접한 서로 반대측에서 기수번째 유지전극쌍과 우수번째 유지전극쌍이 구동되므로 유지전극쌍간 전류의 방향이 서로 반대방향이 되며 공급 전류량은 반이상 줄어들게 되어 효율이 향상된다.
도 8은 도 4에 도시된 PDP용 구동장치에서 생성되는 서스테인 서스테인 펄스의 다른 실시예를 나타내는 파형도이다. 도 9는 서스테인 펄스가 도 8과 같을 때 PDP에 인가되는 전류패스를 모식적으로 나타내는 도면이다.
도 8 및 도 9를 참조하면, t1의 기간 동안에는 기수번째 Y 전극(Yodd)에서 기수번째 Z 전극(Zodd)으로 흐르게 되고, 동시에 우수번째 Y 전극(Yeven)에서 우수번째 Z 전극(Zeven)으로 흐르게 된다. t2의 기간 동안에는 기수번째 Z 전극(Zodd)에서 기수번째 Y 전극(Yodd)으로 흐르게 되고, 우수번째 Y 전극(Yeven)에서 우수번째 Z 전극(Zeven)으로 흐르게 된다. 따라서, PDP에 흐르게 되는 전류패스는 인접한 유지전극쌍간 전류의 방향이 서로 반대가 된다.
한편, 본 발명의 플라즈마 표시장치용 구동장치는 좌우측에서 유지전극쌍을 기수번째와 우수번째로 분할구동하는 것은 물론 유지전극쌍을 상반부와 하반부로 나누어 분할구동하는 경우에도 동일한 효과를 기대할 수 있음은 당연하다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 플라즈마 표시장치용 구동장치는 좌우측에서 유지전극쌍을 기수번째와 우수번째로 분할구동함으로써 패널에 흐르는 전류를 반감하고 전류의 방향이 서로 반대방향이 되게하여 화면의 노이즈나 전자기적 간섭을 줄이고 전력손실을 저감하여 안정된 유지방전을 할 수 있게 된다. 그리고 본 발명의 PDP용 구동장치는 패널에 흐르는 전류를 반감하고 전류의 방향이 서로 반대방향이 됨과 아울러 인덕터와 캐패시터를 이용하여 무효전력을 회수하므로 저전력으로 유지방전을 행할 수 있게 된다. 나아가, 본 발명의 PDP용 구동장치는 낮은 용량의 부품들을 사용할 수 있게 되므로 제조비용을 저감할 수 있게 된다.
이상 설명한 내용을 통해 당업자 라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여 져야만 할 것이다.

Claims (4)

  1. 화소셀이 유지전극쌍과 어드레스 전극으로 이루어지는 화소 매트릭스와,
    인접한 상기 유지전극들에 인가되는 전류의 방향이 서로 다르도록 상기 유지전극들을 분할 구동하기 위한 유지전극 구동수단과,
    상기 유지전극쌍에 미리 에너지를 저장한 후 외부 공급전압을 상기 유지전극쌍에 공급하기 위한 에너지 회수수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 표시장치용 구동장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 유지전극 구동수단은 상기 유지전극쌍 중 적어도 하나 이상의 제1 공통전극들을 분할 구동하기 위한 복수 개의 공통전극 구동수단과,
    상기 유지전극 중 적어도 하나 이상의 주사/유지전극들을 분할 구동하기 위한 복수 개의 주사/유지전극 구동수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 표시장치용 구동장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 유지전극 구동수단은 기수번째와 상기 우수번째로 상기 유지전극들을 분할 구동하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 표시장치용 구동장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 에너지 회수수단은 직렬 접속되어 공진파형을 발생하는 인덕터 및 캐패시터와,
    상기 공진파형을 상기 유지전극쌍에 공급한 후, 상기 외부 공급전압을 상기 유지전극쌍에 공급하도록 절환되는 스위칭 소자를 구비하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 표시장치용 구동장치.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100404837B1 (ko) * 2001-04-11 2003-11-07 엘지전자 주식회사 플라즈마 디스플레이 패널의 소거방전 방법 및 장치
KR100424987B1 (ko) * 2001-04-04 2004-03-30 주식회사 유피디 에이씨형 플라즈마 디스플레이 패널의 다분할 구동장치
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