KR20010017599A

KR20010017599A - 교류형 플라즈마 방전표시기의 스캔전극 구동회로

Info

Publication number: KR20010017599A
Application number: KR1019990033186A
Authority: KR
Inventors: 황기웅; 양진호
Original assignee: 황기웅; 양진호
Priority date: 1999-08-12
Filing date: 1999-08-12
Publication date: 2001-03-05
Also published as: KR100519454B1

Abstract

본 발명은 교류형 플라즈마 방전 표시기에서 데이타를 기입할 때 순차적으로 라인을 선택하는 각 스캔전극 개별 구동회로가 하나의 트랜지스터만으로 구성되는 스캔전극 구동회로에 관한 것으로, 전류가 흘러 들어가는 제1노드(NODE1)와 전류가 흘러 나오는 제2노드(NODE2)를 구비하는 스캔전극 공통구동회로(51)와; 상기 스캔전극 공통구동회로(51)의 제2노드(NODE2)에 각각 그 드레인이 병렬로 연결되는 로우레벨 스위치(SW7)와 하이레벨 스위치(SW6)로 구성되는 스캔전압 공급회로(72)와; 다수의 스캔전극 중에서 하나에 대응하고 그 소오스가 병렬로 연결되고 상기 로우레벨 스위치에 연결되는 다수의 구동스위치들(SW10-1∼SW10-m)과, 상기 구동스위치들(SW10-1∼SW10-m)과 각각 병렬 연결되고 그 애노드가 병렬로 연결되어 각각 상기 하이레벨 스위치(SW6)의 드레인에 연결되는 다수의 다이오드들(D10-1∼D10-m)과, 상기 다이오드들(D10-1∼D10-m)과 각각 직렬 연결되고, 그 캐소드가 각각 병렬로 연결되어 상기 제1노드(NODE1)를 통해 상기 스캔전극 공통구동회로(51)와 직접 연결되는 다수의 다이오드들(D9-1∼D9-m)로 각각 구성되는 다수의 스캔전극 개별구동회로(73-1, 73-2, ...., 73-n)를 구비하여, 하나의 스위치로 스캔전극을 구동하여 소자의 수를 줄임으로써 생산공정과 생산비용을 절감할 수 있다.

Description

교류형 플라즈마 방전표시기의 스캔전극 구동회로{a scan driver for a AC plasma display panel}

본 발명은 교류형 플라즈마 방전표시기(AC Plasma Display Panel: AC PDP)의 스캔전극 구동회로에 관한 것으로, 보다 상세하게는 데이타를 기입할 때 순차적으로 라인을 선택하는 각 스캔전극 개별구동회로를 하나의 트랜지스터로 구성하는 교류형 플라즈마 방전표시기의 스캔전극 구동회로에 관한 것이다.

AC PDP는 화상을 표시함에 있어, 그레이 스케일(gray scale)에 따라 각각의 화소들이 정해진 만큼의 밝기의 빛을 낸다. AC PDP는 원리상 한번의 방전에서 방출되는 빛의 양이 적고, 그 크기를 조절하는 것이 용이하지 않아 방전의 횟수에 따라 그레이 스케일을 나타내게 된다. 따라서, 각 화소들이 빛을 내기 위해서는 데이터를 기입하는 과정인 어드레싱 기간(addressing period)과 각 화소들이 그 기입된 데이터에 따라 빛을 내거나 빛을 내지 않는 과정인 방전유지기간(sustain period)이 있다.

아래의 설명에서는 어드레싱 기간이 여러개의 행에 대하여 순차적으로 진행될 때, 이것을 스캔(scan)이라고 하고, 도 1과 같이 m 개의 행과 n 개의 열을 가지는 AC PDP를 구동함에 있어, 각각의 행에 다른 전압이 인가될 수 있도록 구동하는 전극을 스캔전극, 각각의 열을 구동하는 전극을 어드레스전극, 그리고 스캔전극과 나란히 있으나 모두 같이 묶인 전극을 방전유지전극이라고 부르기로 한다. AC PDP에 데이터를 기입하는 과정은 스캔전극들을 순차적으로 한개씩 선택하여 전압을 내린 상태를 만들어 각 열의 어드레스 전극의 전압의 상태에 따라 해당 행의 셀들에 어드레싱을 하는 과정으로 이루어진다(도 2 참조).

즉, 하나의 행의 스캔전극 전압은, 어드레스 전극 전압이 먼저 변하고 나서, 변함으로써 데이터가 기입되며, 데이터가 기입되고 나서 그 행의 스캔전극 전압이 원상태로 복귀하며, 다음에 어드레스 전극의 전압이 그 다음 행의 화소들의 데이터에 맞추어 바뀌고 다시 다음 행의 스캔전극 전압이 변하여 데이타가 기입되게 된다.

이것을 자세하게 나타낸 것이 도 3인데, T1은 i-1번째 스캔전극(S_i-1)의 전압이 원상(하이레벨)으로 복귀하는 시간이고, T2는 어드레스 전극들의 전압 레벨이 i번째 스캔전극(Si)에 해당하는 행의 단위 셀들에 기입될 데이터 값을 갖도록 변하는 시간이며, T3는 i번째 스캔전극(S_i)의 전압이 변하는 시간이다. 이렇게 각각의 시간이 구별되도록 구동하는 것은 첫째, 어드레스 전극과 스캔전극이 동시에 전압레벨을 바꿀 때는 이들의 사이에 존재하는 정전용량으로 인하여 노이즈의 원인이 되므로, 각각의 구동회로에 영향을 줄 수 밖에 없고, 둘째, 어드레스 전극과 스캔전극의 전압레벨이 동시에 바뀜으로 인하여 잘못된 데이터가 입력될 수 있기 때문이다.

이러한 데이터를 기입하는 과정을 수행할 때, 종래의 AC PDP 구동회로는 도 4와 같은 형태를 가지며, 도 5는 그 중 스캔전극 구동회로의 일례를 나타낸다. 도 5의 스캔 구동회로의 스캔전극 공통구동회로는 다양하게 변화시킬 수 있다. 도 5에 있어서, Vsh는 하이레벨의 스캔전압전원을 나타내고, Vsl은 로우레벨의 스캔전압 전원을 나타낸다. 제1노드(NODE1)의 내부회로는 스캔이 이루어지는 동안 꺼져 있어야 하며 하이레벨 스위치(SW6)가 켜져 있을 때 Vsh에서 제1노드(NODE1)를 거쳐 스캔전극 공통구동회로(51)로 전류가 흐르면 안된다. 제2노드(NODE2)의 내부회로는 역시 Vsl로 전류가 흘러들어가지 않도록 해야 한다. 또한, 스캔전압 공급회로(52)의 스위치(SW6,SW7)와 다이오드(D6)등은 스캔이 이루어지지 않는 동안, 다이나믹하게 변하는 스캔전극의 입력전압으로부터 스캔전압 전원을 보호하는 역할을 한다. 다이오드(D9,D10)는 스캔이 이루어지지 않는 동안은 제2노드(NODE2)쪽에서 스캔전극 쪽으로 전류를 보내고, 제1노드(NODE1) 쪽으로 전류를 빼내기 때문에, 스캔전극 개별구동회로(53)의 양단의 전압이 같은 상태를 유지해 주어서 스캔전극 개별구동회로(53)에 높은 전압이 걸리지 않도록 하는 역할을 한다. 이때 스위치(SW9,SW10)는 오프(off)상태를 유지한다. 스캔전극 개별구동회로(53)는 스캔전극 공통구동회로(51)가 동작할 때, 즉 스캔전극이 공통으로 작동할 때, 그 구동전압이 스캔전극 개별구동회로(53)의 한계를 넘어서는 범위를 오가지만, 다이오드(D9,D10)를 통해 흘려버림으로써 스캔전극 개별구동회로(53) 자신을 보호하고 개개의 스캔전극에도 전압을 공급하는 역할을 한다.

AC PDP 고유의 여러가지 구동방식에 따라 스캔전극 개별구동회로(53)가 전달하는 스캔전압은 스캔전압 공급회로(52)의 하이레벨 스위치(SW6)가 공급하는 하이레벨 전원전압(Vsh)과 로우레벨 스위치(SW7)가 공급하는 그라운드(GND) 또는 다른 로우레벨 전원전압(Vsl)이 쓰일 수도 있다. 이렇게 매우 다양한 형태의 구동방식이 사용되고 있고 그들이 각각 필요로 하는 전압레벨 역시 다양하지만, 스캔전극 개별구동회로(53)는 그 고유의 기능에 따라 다른 스캔전극들은 전압레벨을 그대로 둔 채, 하나의 스캔전극의 전압만을 내렸다가 1∼4 ㎲ 정도의 시간이 지난 후 다시 그 전압을 원상태로 올리게 된다. 이때, 전압을 내리는데 각각의 스캔 전극당 한개의 스위치가 필요하고, 다시 전압을 올리는데도 각각의 스캔 전극당 한개의 스위치가 필요하므로 스캔 전극당 2개의 스위치가 사용되고 있다.

도 6은 스캔과정이 이루어질 때 도 5의 회로를 구동하는 신호들의 타이밍차트도면으로서, 하이레벨의 스캔전압을 공급하는 하이레벨 스위치(SW6)와 로우레벨의 스캔전압을 공급하는 로우레벨 스위치(SW7)가 스캔이 되는 동안 켜져 있는 상태를 유지하는 것이 나타나 있다. 한편, 하이레벨 구동스위치(SW9)는 기본적으로 켜져 있는 상태를 유지하다가 각 행의 차례가 되었을 때만 꺼지며, 동시에 로우레벨 구동스위치(SW10)가 켜지게 된다. 그리고 어드레싱이 이루어지고, 로우레벨 구동스위치(SW10)가 꺼지고 동시에 하이레벨 구동스위치(SW9)가 켜지는 과정을 반복하게 된다.

스캔전극 개별구동회로(53)는 각 스캔전극의 제어신호를 가공하는 로직부와 함께 하나의 반도체를 패키징하여 스캔전극 공통구동회로(51)와 연결시켜 AC PDP를 구동하는 것이 일반적이다.

이처럼, 종래의 스캔 구동회로는 하나의 스캔전극마다 구비되어 있는 스캔전극 개별구동회로가 하이레벨 구동스위치와 로우레벨 구동스위치를 구비함으로써 다수의 스위치로 인해 구조가 복잡하고 원가가 높아지는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 고려하여 창안된 것으로서, 그 목적은 하나의 스위치로 스캔전극을 하이레벨과 로우레벨로 구동하는 AC PDP의 스캔전극 구동회로를 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 스캔구동회로의 하이레벨 구동스위치와 로우레벨 구동스위치를 하나의 스위치가 대신하게 하여 소자의 수를 줄여 생산비가 절감되는 AC PDP의 스캔전극 구동회로를 제공하는 것이다.

도 1은 종래의 면방전형 AC PDP의 전극 배치도,

도 2는 도 1의 AC PDP의 스캔, 어드레싱 펄스들의 타이밍 차트,

도 3은 도 1의 AC PDP의 스캔, 어드레싱 펄스들의 전압변화를 대비한 도면,

도 4는 종래의 AC PDP 구동회로의 블록도,

도 5는 스캔전극 공통구동회로와 스캔전극 개별구동회로가 분리된 종래의 스캔전극 구동회로를 예시한 회로도,

도 6은 종래의 스캔전극 구동회로가 연속적으로 스캔기능을 수행할 때의 파형과 각 스위치의 동작상태를 나타내는 도면,

도 7a∼c는 본 발명의 실시예에 의한 스캔전극 구동회로,

도 8은 도 7의 스캔전극 구동회로가 스캔기능을 수행할 때의 파형과 각 스위치의 동작상태를 나타내는 도면,

도 9는 종래의 AC PDP에서 정전용량이 발생하는 상태를 보이는 상태도,

도 10은 도 7의 스캔전극 구동회로가 스캔과정을 수행시 각 펄스를 예시한 도면,

도 11a는 하나의 칩으로 제작된 종래의 스캔전극 드라이버의 모델링도,

도 11b는 도 11a의 모델링도를 간략화하여 i번째 스캔전극의 전압의 i-1번째 스캔전극에 대한 영향을 나타낸 설명도,

도 12는 종래의 스캔전극 구동회로를 제어로직부와 함께 하나의 칩으로 제작하였을 때의 블록도,

도 13은 발명에 의한 스캔전극 구동회로를 제어로직부와 함께 하나의 칩으로 제작한 때의 블록도,

도 14는 본 발명에 의한 스캔전극 구동회로를 이용하여 256 라인의 스캔전극을 구동하는 예를 나타내는 도면이다.

＜도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명＞

51 : 스캔전극 공통구동회로

52, 72a, 72b, 72c : 스캔전압 공급회로

53, 73 : 스캔전극 개별구동회로

위와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 교류형 플라즈마 방전표시기의 스캔전극 구동회로는 전류가 흘러 들어가는 제1노드(NODE1)와 전류가 흘러 나오는 제2노드(NODE2)를 구비하는 스캔전극 공통구동회로(51)와; 상기 스캔전극 공통구동회로(51)의 제2노드(NODE2)에 각각 그 드레인이 병렬로 연결되는 로우레벨 스위치(SW7)와 하이레벨 스위치(SW6)로 구성되는 스캔전압 공급회로(72)와; 다수의 스캔전극 중에서 하나에 대응하고 그 소오스가 병렬로 연결되고 상기 로우레벨 스위치에 연결되는 다수의 구동스위치들(SW10-1∼SW10-m)과, 상기 구동스위치들(SW10-1∼SW10-m)과 각각 병렬 연결되고 그 애노드가 병렬로 연결되어 각각 상기 하이레벨 스위치(SW6)의 드레인에 연결되는 다수의 다이오드들(D10-1∼D10-m)과, 상기 다이오드들(D10-1∼D10-m)과 각각 직렬 연결되고, 그 캐소드가 각각 병렬로 연결되어 상기 제1노드(NODE1)를 통해 상기 스캔전극 공통구동회로(51)와 직접 연결되는 다수의 다이오드들(D9-1∼D9-m)로 각각 구성되는 다수의 스캔전극 개별구동회로(73-1, 73-2, ...., 73-n)를 구비한다.

본 발명의 스캔전극 구동회로는 AC PDP의 스캔전극을 구동함에 있어서, 한개의 행을 구동하는 스캔전극을 선택하고, 그 스캔전극의 전압만을 일정한 수준만큼 내렸다가 올리고, 다른 스캔전극의 전압은 같은 순간에 그 이전의 상태를 유지하게 하는 스캔전극 구동회로이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참고로 구체적으로 설명한다.

도 7a∼c는 본 발명의 실시예에 의한 스캔전극 구동회로를 나타내는 도면들이다.

도 7a에 있어서, 각 스캔전극 개별구동회로(73)의 구동스위치들(SW10-1∼SW10-m)의 소오스가 병렬로 연결되고, 구동스위치들(SW10-1∼SW10-m)과 각각 병렬 연결된 다이오드들(D10-1∼D10-m)의 애노드가 병렬로 연결되어 각각 스캔전압 공급회로(72)의 로우레벨 스위치(SW7) 및 하이레벨 스위치(SW6)의 드레인에 연결되며, 로우레벨 스위치(SW7)와 하이레벨 스위치(SW6)의 드레인은 각각 다이오드(DX1)(DX2)를 거쳐 병렬로 연결되어, 스캔전극 구동회로(51)의 제2노드(NODE2)에 연결된다. 한편, 다이오드들(D10-1∼D10-m)과 각각 직렬로 연결된 다이오드들(D9-1∼D9-m)의 캐소드는 병렬로 연결되어 제1노드(NODE1)를 통해 스캔전극 공통구동회로(51)와 직접 연결되어 있다. 다이오드들(D9-1∼D9-m)과 다이오드들(D10-1∼D10-m)은 스캔전극 개별구동회로(73) 별로 직렬 연결되고, 하이레벨 스위치(SW6)와 다이오드들(D10-1∼D10-m) 사이에는 다이오드(D6)가 개재되어 있다.

도 7a의 제1노드(NODE 1)와 제2노드(NODE 2) 내부의 스캔전극 공통구동회로(51)는 종래의 공통구동회로와 같은 구조와 기능을 갖는다. Vsh와 Vsl은 종래의 AC PDP 같은 하이레벨과 로우레벨의 전압전원을 나타낸다. 스캔과정 중에는 제2노드(NODE 2)에서 전류가 흘러나와 로우레벨 스위치(SW7)를 통해 Vsl로 전류가 흘러 나가지 않도록 해야 하고, 제1노드(NODE 1)에서는 하이레벨 스위치(SW6),다이오드(D6, D10, D9)의 순서대로 Vsh에서 제1노드(NODE 1)를 통해 스캔전극 공통구동회로(51) 안으로 흐르지 않도록 스캔전극 공통구동회로(51)를 설계한다. 스캔과정이 아닌 동안에는 스캔전극 공통구동회로(51)에서 생성되는 구동파형은 제2노드(NODE 2)로부터 다이오드(DX2), 다이오드(D10)를 통하는 경로와 다이오드(DX1), 스위치(SW10)의 병렬다이오드를 통하는 경로로 각각의 스캔전극으로 전류를 흘리고, 다이오드(D9)를 통해 제1노드(NODE 1)로 전류가 빠져나가는 경로를 만들어 낸다.

따라서, 다이오드(D6)가 존재해야 스캔전극 공통구동회로(51)의 전원(Vs)보다 낮은 전압인 하이레벨 공급전원(Vsh)으로 전류가 역류하는 것을 방지한다. 다이오드(DX1, DX2)가 따로 있는 것은 스캔전극 공통구동회로(51)가 작동할 때 스위치(SW10)의 양단에 고전압이 걸리는 것을 방지하기 위함이고, 스캔이 이루어질 때 하이레벨 스위치(SW6)에서 로우레벨 스위치(SW7)로 전류가 흘러 들어가는 것을 방지하기 위해서이다.

위의 다이오드(DX1, DX2)는 그 필요 기능에 따라 이들과 같은 기능을 하는 소자로 대체가 가능하다. 다이오드(DX2)의 역할은 스캔이 이루어질 때는 하이레벨 전압전원(Vsh)에서 로우레벨 전압전원(Vsl)으로 직접 흐르지 않도록 하고, 다이오드(DX1)의 역할은 스캔과정이 아닐 때 스위치(SW10)의 양단에 고전압이 걸리지 않도록 하는 것이다. 따라서, 도 7b와 같이 다이오드(DX1) 대신에 스위치(SWX1)를 배치하고, 다이오드(DX2)를 없애고 그대로 이어 버릴 수 있다. 스위치(SWX1)는 제2노드(Node 2)에서 스위치(SW7)로 흐르는 전류를 제어할 수 있고, 그 반대로 전류는 흐르지 않으므로 관계없다. 스캔과정에서는 꺼져 있는 상태를 유지하고 스캔과정이 아닐 때는 켜져 있는 상태를 유지하면 두 다이오드(DX1, DX2)의 기능을 모두 만족한다. 또 도 7c와 같이 다이오드(DX1)를 없애고 다이오드(DX2)만 남길 수 있다. 이때의 다이오드(DX2)는 제2노드(Node2)에서 다이오드(D10)로 전류가 흐를 수 있도록 하는 단방향 스위치이다.

공통구동회로(51)에서 고전압 고전류가 스캔전압 공급회로(72a, 72b, 72c)와 스캔전극 개별동구회로(73-1,73-2,...)로 흘러들어 올 때 각각의 스캔전극에서 소비되는 전력은 작은 양이지만 스캔전극 개별구동회로(73-1, 73-2,...)를 구성하는 소자들도 중요하다. 또, 다이오드(D10)들은 그 내부 캐패시턴스와 역바이어스 전환시간이 작을수록 스캔과정에서 낭비되는 전력이 작으므로 될 수 있는 한 작은 용량의 것을 사용하는 것이 좋다. 이것을 중요시할 경우, 스위치(SW10)의 병렬 다이오드를 스캔과정이 아닐 때 주된 전류경로로 사용하도록 다이오드(DX1, DX2)를 설계해야 한다. 도 7a는 스위치(SW10)의 병렬다이오드와 다이오드(D9)를 동시에 주된 전류경로로 이용하는 실시예를 나타낸다. 도 7c는 스캔과정이 아닐 때 스위치(SW10)의 병렬 다이오드를 주된 전류경로로 사용하는 실시예를 나타낸다.

반면에, 구동 스위치(SW10)가 MOSFET인 경우 그 병렬 다이오드는 독립적인 다이오드가 아닌 자연발생적인 병렬 다이오드이어서 그 기능은 떨어지므로 다이오드(D10)를 이용하여 다이오드(DX1, DX2)의 역할도 하면서 주된 전류경로로 사용할 수 있도록 설계할 수 있을 것이다. 도 7b는 스캔과정이 아닐 때 다이오드(D10)를 주된 전류경로로 사용하는 실시예를 나타낸다.

본 발명에 의한 AC PDP 스캔전극 구동회로의 구조를 나타낸 도 7a∼c와 종래의 AC PDP 스캔전극의 구동회로를 나타낸 도 5를 비교하면 다음과 같다.

스캔전극 공통구동회로(51)는 AC PDP의 구동방식의 변화에 따라 많은 범위에서 바뀔 수 있다. 이러한 다양한 구동방식의 변화에도 불구하고 스캔전압 공급회로(52, 72)는 스캔전압 레벨만 주어지면 구동방식의 변화와 무관하게 설계가 가능하다.

하이레벨 전압을 공급하는 하이레벨 스위치(SW6)가 제어하는 전원전압(Vsh)과 로우레벨 전압을 공급하는 로우레벨 스위치(SW7)가 제어하는 전원전압(Vsl)은 그 레벨이 달라질 수 있으나, 하이레벨 스위치(SW6)가 하이레벨 전압(Vsh)을 공급하고, 로우레벨 스위치(SW7)가 로우레벨 전압(GND, Vsl)을 공급하도록 스캔전극 개별구동회로와 연결된다는 점에서 스캔전극 구동회로와의 연결방법은 큰 변화를 보이지 않는다.

스캔전극 개별구동회로에 해당하는 부분은 대개 IC(Integrated Circuit)화 되어 실용화되는 부분으로, VGA(640×480)급의 화질을 가지는 AC PDP를 제작할 때 스캔전극 개별구동회로가 480개가 필요하며 64개의 스캔전극 개별구동회로가 한개의 칩에 집적될 경우 8개의 칩이 소요된다.

본 발명에 의한 스캔전극 구동회로와 종래의 스캔전극 구동회로와의 큰 차이점은 종래의 하이레벨 구동스위치(SW9)가 본 발명에 의한 스캔전극 구동회로에 없다는 점이다. 종래에는 VGA급 화질을 가지는 AC PDP를 제작하는 경우, 480개의 하이레벨 구동스위치(SW9)가 필요했으나, 하이레벨 구동스위치(SW9)를 스캔전극 구동회로에서 생략함으로써, 480개의 하이레벨 구동스위치(SW9)를 절약할 수 있다. 하이레벨 스위치(SW6), 로우레벨 스위치(SW7) 및 다이오드(DX1, DX2, D6)의 결합에 의해 도 5의 하이레벨 구동스위치(SW9)를 생략한 것이다.

도 7의 스캔전극 구동회로의 스캔과정을 도 8을 참고로 하여 설명한다. 로우레벨 스위치(SW7)는 그 게이트에 하이레벨 신호가 인가되어 스캔이 이루어지는 동안 켜져있는 상태를 유지한다(도 8의 SW7파형 참조). 어드레스 전극들의 첫째 행에 데이타가 인가되고 나서, 첫 번째 스캔전극(S1)의 전압이 하강하기 위해 하이레벨 스위치(SW6)의 게이트에 로우레벨 신호가 인가되어 하이레벨 스위치(SW6)가 꺼진다(도 8의 SW6 파형 참조). 약 10∼100㎱ 이후 첫번째 스캔전극 개별구동회로(73-1)의 구동 스위치(SW10-1)가 그 게이트에 하이레벨 신호가 인가되어 켜지면 첫 번째 스캔전극(S1)은 구동스위치(SW10-1)와 로우레벨 스위치(SW7)를 통하여 로우레벨 전압(또는 그라운드)과 연결된다. 이때, 다른 스캔전극(S2∼Sm)은 다이오드들(D10-1∼ D10-m)이 역방향으로 연결되어 있기 때문에, 스위치(SW10-1)가 켜져도 하이레벨 전압을 유지한다.

어드레스 전극에 인가된 데이터에 따라 첫 번째 스캔전극(S1)이 통과하는 행의 화소들에 방전이 일어난다. 방전시 전류가 상당량 소모되면서 스위치(SW10-1)와 로우레벨 스위치(SW7)를 통하여 그라운드로 흘러 들어간다. 이때 다른 스캔전극(S2∼Sm)의 전압은 방전이 일어나지 않으므로 하이레벨 전압을 유지한다. 방전이 일어나서 데이터들이 쓰여지고, 그 후 스위치(SW10-1)가 꺼지고 하이레벨 스위치(SW6)가 켜지면서 다이오드(D6)와 다이오드(D10-1)를 통해 첫 번째 스캔전극(S1)에 하이레벨 전압이 돌아오고, 다른 스캔전극(S2∼Sm)은 이전의 하이레벨 전압을 유지한다. 이후의 상황은 어드레스 전극이나 방전유지 전극의 전압이 바뀌어도 스캔전극의 전압은 그대로 유지할 수 있는 상태이므로, 어드레스 전극의 전압은 두 번째 스캔전극(S2)이 통과하는 화소들의 데이터로 바뀐다.

이후 스위치(SW6)가 꺼지고 두 번째 스캔전극 개별구동회로(73-2)의 구동스위치(SW10-2)가 켜지면서(도 8 SW10-2 파형 참조) 두 번째 스캔전극(S2)은 구동스위치(SW10-2)와 로우레벨 스위치(SW7)를 통하여 로우레벨 전압과 연결된다. 어드레스 전극에 인가된 데이터에 따라 두 번째 스캔전극(S2)이 통과하는 행의 화소들에 방전이 일어난다. 방전이 일어나서 데이터들이 쓰여지고, 그 후 스위치(SW10-2)가 꺼지고 하이레벨 스위치(SW6)가 켜지면서 다이오드(D6)와 다이오드(D10-2)를 통해 두 번째 스캔전극(S2)의 전압이 하이레벨로 돌아온다. 이하, 앞서 설명한 것과 마찬가지로 어드레스 전극에 인가된 데이터에 따라 각 스캔전극(S3∼Sm)이 통과하는 행의 화소들에 방전이 일어나 데이터가 쓰여진다.

도 9는 종래의 AC PDP 스캔전극 구동회로 내부의 정전용량을 설명하는 설명도이고, 도 10은 스캔과정중에 어드레스 전극과 스캔전극 사이의 전압 파형을 나타낸다.

스캔전극(Si)의 전압강하는 스캔전극(Si)과 다른 스캔전극(Si-1, Si+1) 사이의 정전용량으로 인하여 다른 전극들의 전압강하(V_D)도 유도하게 되지만 이 변화는 적은 편이어서, 실제 스캔과정에 영향을 미치지 않는다.

본 발명에 의한 스캔전극 구동회로의 구조상, 한 개의 스캔전극의 전압이 내려갈 때, 즉 구동스위치(SW10-i)가 켜질 때, 나머지 스캔전극은 그 전압이 부유하게 된다. 나머지 스캔전극들과 연결된 구동스위치들은 켜진 구동스위치가 존재하지 않으므로 전압이 일정 한도 이상 변하기 전에는 부유상태에 머무르게 된다. 이러한 부유상태(floating state)에 있는 스캔전극들은 구조상 존재하는 여러가지 정전용량의 크기와 모양에 영향을 받는다. 모든 전극들은 AC PDP 내에서 서로 유한한 거리를 가지고 있고 많은 유전체에 의해 둘러싸여 있으므로 서로간에 개별적인 정전용량을 가지고 있다. 즉 4개의 전극이 있으면 12개의 정전용량이 있다.

그런데, 방전유지 전극들은 서로 연결이 되어 있고, 같은 전압이 인가되므로 하나의 전압 노드로 간주되고, 스캔과정에서 일정전압을 유지하고 있다. 어드레스 전극들은 스캔과정에서 데이터를 넣는 역할을 하므로 전압이 많은 횟수 바뀐다. 도 10의 T2에 해당하는 시간 구간에만 그 전압에 변화가 일어난다. 따라서, 어드레스 전극들도 구동스위치(SW10-i)가 켜진 순간에는 일정전압을 유지한다.

T2구간을 제외한 스캔과정 전체에서 i번째 스캔전극(Si)과 다른 스캔전극들의 정전용량은 다음과 같이 분류된다.

가) 방전유지 전극과의 정전용량(C_XS): 같은 행의 방전유지 전극은 i번째 스캔전극과 평행하게 뻗어 있으며 가장 거리가 가깝다. 또한, 바로 옆 행의 방전유지 전극이 두 번째로 거리가 가깝다. 따라서, 방전유지 전극들은 하나의 전압 노드로 간주되므로, i번째 스캔전극에서 볼 때 정전용량이 가장 크다.

나) 어드레스 전극과의 정전용량(C_AS): 어드레스 전극들은 스캔전극과 교차하므로 개개의 정전용량은 그 크기가 작다. 그러나 어드레스 전극들의 전압이 모두 일정하게 유지되므로 그 크기를 모두 합하여 고려해야 하고, 스캔전극과의 거리도 또한 스캔전극들 간의 거리보다 짧다. 이 정전용량의 크기도 고려해야 한다.

다) i-1번째 스캔전극, i+1번째 스캔전극과의 정전용량(C_SS): 가), 나)의 정전용량보다 작다. 그러나, AC PDP의 구조에 따라 커질 수도 있다. 이것 또한 무시할 수 없는 크기를 가질 수 있다. 그 크기는 대략적으로 방전유지 전극 및 어드레스 전극과의 정전용량의 합보다 1/10 미만이다.

라) 그외의 스캔전극과의 정전용량 : 이 정전용량도 존재하지만, 상기 정전용량에 비해 작으므로 생략한다.

이러한 정전용량들을 고려하여 나타낸 것이 도 11a 및 도 11b이다. 도 11b는 스캔전극의 전압이 바뀔 때는 전압이 바뀌지 않으므로 간략화하여 표시할 때는 하나의 정전용량으로 병렬합성하여 나타내어도 된다. 이것을 C_S/AX로 나타내고, 이웃하는 스캔전극 간의 정전용량을 C_SS1으로 표시하였고, 한줄 건너뛴 스캔전극 간의 정전용량을 C_SS2로 표시하였다. 두 줄이상 건너 뛴 정전용량을 표시하지 않았다.

도 10의 T2 구간에서 어드레스 전극의 전압이 데이터에 맞추어 변하는데, 이때의 가능한 스캔전극의 전압강하는 하이레벨 스위치(SW6)에서 전류를 공급하여 막아준다. 하이레벨 스위치(SW6)가 꺼진 후 T3에서 구동스위치(SW10-i)가 켜지면 i번째 전극의 전압이 하강한다. 도 11b는 i-1 번째 스캔전극과 i번째 스캔전극의 관계만을 간략화한 것이다. i번째 스캔전극의 전압이 하강할 때, i-1 번째 스캔전극이 받는 변화는 스캔전극과 스캔전극 사이의 정전용량(C_SS)과 어드레스 전극과 스캔전극 및 방전유지 전극 사이의 정전용량(C_S/AX)에 의해 결정된다.

따라서, 정전용량(C_S/AX)과 정전용량(C_SS)의 비율이 4:1 일 때, i번째 전극의 전압이 50V에서 0V로 떨어지면, i-1번째 전극의 전압은 50V에서 40V로 조절된다. 도 10의 V_D는 이렇게 이웃전극의 전압이 바뀔 때의 그 영향의 크기를 나타낸다. 정전용량(C_S/AX)과 정전용량(C_SS)의 비율이 9:1이면 V_D의 크기가 5V로 줄어들어 선택되지 않은 스캔전극들이 부유상태로 바뀌어도 그 영향은 스캔과정에 미치지 않는다. 즉, 선택되지 않은 스캔전극들이 포함된 셀들에서 어드레싱 방전이 일어나지 않음을 의미한다. 정전용량(C_S/AX)과 정전용량(C_SS)의 비율이 9:1 인 AC PDP를 구동할 때, 종래의 기술이 스캔전압의 하이레벨과 로우레벨의 차를 45V로 두었고 이것이 반드시 지켜져야 하는 전압인 경우, 같은 스캔전압의 차를 주기 위해서는 50V의 차를 주어야 한다는 것을 의미한다. 이러한 내용을 종합할 때, 50V의 스캔전압에서 V_D가 10V이상일 때 바람직하지 않다고 할 수 있고, 따라서 정전용량(C_S/AX)과 정전용량(C_SS)의 비율은 최소 4:1 이상은 되어야 본 발명에서 제시하는 스캔전극 구동회로를 채용할 수 있고, 또 그 효과를 기대할 수 있음을 알 수 있다.

도 12는 종래의 스캔전극 구동회로를 제어로직부와 함께 집적하여 원칩(one chip)화 하였을 때의 구조를 나타낸 것이고, 도 13은 본 발명에 의한 스캔구동회로를 원칩화하였을 때의 구조를 나타낸 것이다. 이들 둘의 차이는 도 12의 스캔전극 구동회로는 스위치(SW9)가 있고 또 이로 인해 이 스위치의 턴온(turn-on)과 턴오프(turn-off)를 제어하는 회로가 필요하다. 스위치(SW9)는 인버터(invereter) 출력부의 높은 쪽의 스위치(high-side switch)이므로 이 스위치를 제어하는 데에는 레벨 쉬프트(level shift) 회로가 필요하다. 그러나, 본 발명에 의한 스캔전극 구동회로에는 스위치(SW9)가 없으므로, 레벨 쉬프트 회로가 불필요하며, 스위치(SW10)의 턴온과 턴오프 기능을 조절할 버퍼(buffer)나 인버터(inverter)만 있으면 된다. 하이사이드 스위치(high-side switch)와 제어회로인 레벨 쉬프트 회로는 큰 부피와 복잡한 회로를 가지므로 이들의 삭제는 설계의 용이성과 공정 및 비용의 절감을 얻도록 해준다.

도 14는 본 발명에 의한 스캔전극 구동회로를 이용하여 256라인의 스캔전극을 구동하는 구동회로의 예시도로서, 스캔전극 공통구동회로는 대용량의 소자들을 이용하여 AC PDP의 부하특성에 맞추어 설계하도록 하고, 스캔전압 공급회로는 소용량의 소자를 사용하여 스위칭에서 오는 소모를 줄일 수 있도록 작은 블록으로 나누어 구동할 수 있도록 한 것이 특징이다. 즉, 스캔전극 구동회로 모듈 1이 작동할 때는 스캔전압 공급회로 2∼4의 하이레벨 스위치(SW6)는 켜진 상태를 그대로 유지하고, 스캔전압 공급회로 1의 하이레벨 스위치(SW6)만 스위칭을 반복할 수 있도록 하는 것이다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 따른 스캔구동회로는 하나의 스위치로 스캔전극을 구동하여 소자의 수를 줄임으로써 생산공정과 생산비용을 절감할 수 있다.

Claims

전류가 흘러 들어가는 제1노드(NODE1)와 전류가 흘러 나오는 제2노드(NODE2)를 구비하는 스캔전극 공통구동회로(51)와;

상기 스캔전극 공통구동회로(51)의 제2노드(NODE2)에 각각 그 드레인이 병렬로 연결되는 로우레벨 스위치(SW7)와 하이레벨 스위치(SW6)로 구성되는 스캔전압 공급회로(72)와;

다수의 스캔전극 중에서 하나에 대응하고 그 소오스가 병렬로 연결되고 상기 로우레벨 스위치에 연결되는 다수의 구동스위치들(SW10-1∼SW10-m)과, 상기 구동스위치들(SW10-1∼SW10-m)과 각각 병렬 연결되고 그 애노드가 병렬로 연결되어 각각 상기 하이레벨 스위치(SW6)의 드레인에 연결되는 다수의 다이오드들(D10-1∼D10-m)과, 상기 다이오드들(D10-1∼D10-m)과 각각 직렬 연결되고, 그 캐소드가 각각 병렬로 연결되어 상기 제1노드(NODE1)를 통해 상기 스캔전극 공통구동회로(51)와 직접 연결되는 다수의 다이오드들(D9-1∼D9-m)로 각각 구성되는 다수의 스캔전극 개별구동회로(73-1, 73-2, ...., 73-n)를 구비하는, 교류형 플라즈마 방전표시기의 스캔전극 구동회로.
제1항에 있어서, 상기 하이레벨 스위치(SW6)가 상기 공통구동회로(51)의 전원(Vs)보다 낮은 전압인 하이레벨 공급전원(Vsh)으로 전류가 역류하는 것을 방지하는 다이오드(D6)를 통해 각 스캔전극에 연결되는, 교류형 플라즈마 방전표시기의 스캔구동회로.
제1항에 있어서, i번째의 상기 스캔전극의 전압을 로우레벨 전원전압(Vsl)으로 내릴 때는 스위치(SW10-i)를 이용하고, 하이레벨 전원전압(Vsh)으로 바꿀 때는 모든 스캔전극의 전압을 올리는 하이레벨 스위치(SW6)를 이용하는, 교류형 플라즈마 방전표시기의 스캔구동회로.
제1항, 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 스캔전압 공급회로(72)는 상기 공통구동회로(51)가 작동할 때 구동스위치들(SW10-1∼SW10-m)의 양단에 고전압이 걸리는 것을 방지하는 다이오드(DX1)와, 스캔이 이루어질 때 상기 하이레벨 스위치(SW6)에서 로우레벨 스위치(SW7)로 전류가 흘러 들어가는 것을 방지하는 다이오드(DX2)를 더 구비하는, 교류형 플라즈마 방전표시기의 스캔구동회로.
제1항, 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 스캔전압 공급회로(72)는 상기 공통구동회로(51)가 작동할 때 구동스위치들(SW10-1∼SW10-m)의 양단에 고전압이 걸리는 것을 방지하고, 스캔이 이루어질 때 하이레벨 스위치(SW6)에서 로우레벨 스위치(SW7)로 전류가 흘러 들어가는 것을 방지하도록 제2노드(NODE2)와 로우레벨 스위치(SW7)의 드레인 사이에 스위치(SWX)를 더 구비하는, 교류형 플라즈마 방전표시기의 스캔구동회로.
제1항, 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 스캔전압 공급회로(72)는 스캔이 이루어질 때 하이레벨 스위치(SW6)에서 로우레벨 스위치(SW7)로 전류가 흘러 들어가는 것을 방지하도록 상기 제2노드(NODE2)와 상기 하이레벨 스위치(SW6)의 드레인 사이에 다이오드(DX2)를 더 구비하는, 교류형 플라즈마 방전표시기의 스캔구동회로.