KR20050076465A - 플라즈마 디스플레이 패널 - Google Patents

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공병구
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Abstract

본 발명은 에너지 회수 회로를 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널(이하 'PDP'라 한다)에 관한 것으로서, 더욱 자세하게는 변압기를 이용한 에너지 회수 회로에서 효율을 향상 시키는 장치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널은 인덕터를 통해 패널 전극을 충방전시키고 상기 패널 전극에 저장된 에너지를 외부 캐패시터로 회수하고 서스테인 전압을 인가하며 상기 동작들을 스위치 온오프를 통해 수행하는 에너지 회수 회로를 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널에 있어서, 상기 에너지 회수 회로는 상기 패널 전극 측과 상기 외부 캐패시터 측과의 사이에 변압기를 포함하며, 상기 변압기의 2차측 권선에 역기전력으로 인해 발생하는 전류를 소진시킬 수 있는 전류 소진 회로를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

플라즈마 디스플레이 패널{Plasma Display Panel}
본 발명은 에너지 회수 회로를 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널(이하 'PDP'라 한다)에 관한 것으로서, 더욱 자세하게는 변압기를 이용한 에너지 회수 회로에서 효율을 향상 시키는 장치에 관한 것이다.
도 1은 일반적인 교류형 면방전 PDP의 구조도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 일반적인 교류형 면방전 플라즈마 디스플레이 패널은 100 ~ 200㎛의 간격을 두고 서로 평행하게 대향하는 투명한 유리재의 전면 기판(122) 및 배면 기판(124)을 포함한다. 이때, 배면 기판(124)에는 전면 기판(122)과의 간격을 유지하기 위해서 후막 인쇄 기술을 통하여 격벽(126)이 평행하게 형성된다. 이러한 격벽(126) 사이의 간격은 400㎛이고, 각각의 격벽(126)의 폭은 50㎛이다.
또한, 서로 인접한 격벽(126, 126) 사이에 알루미늄(Al)이나 알루미늄 합금으로 된 X전극의 열 Xj (j=1, 2,…, m)가 어드레싱(addressing) 기능을 수행하기 위하여 100nm의 두께로 격벽에 평행하게 형성된다. 그리고, R,G,B 형광체막이 각각의 X전극을 10~30㎛ 두께로 덮이면서 발광층(136)이 형성된다.
한편, 배면 기판(124)과 대향하는 전면 기판(122)의 면에는 Y전극 및 Z전극의 행전극 Yi, Zi(i=1, 2,…, n)가 X전극과 수직하게 형성된다. 이와 같은 Y전극 및 Z전극은 ITO나 산화 주석(SnO) 등의 증착에 의해 대략 수백 nm의 두께로 서로 평행하게 연장되며, 서로 인접하는 행 전극 Yi와 Zi는 쌍을 이루어 행 전극쌍(Yi, Zi)을 구성한다.
또한, 각각의 행 전극 Yi, Zi에는 행 전극 Yi, Zi의 폭보다 좁은 금속제의 버스 전극 αi, βi가 행 전극 Yi , Zi 에 밀착 형성된다. 이들 버스 전극 αi, βi는 보조 전극으로서 도전성이 떨어지는 행 전극 Yi, Zi를 보완하기 위한 것이다.
이러한 행 전극 Yi, Zi를 보호하기 위하여 유전체층(130)이 약 20~30㎛의 두께로 형성된다. 이 유전체층(130)에 접하여 산화 마그네슘(MgO)으로 된 MgO층(132)이 대략 수백 nm의 두께로 적층 형성된다.
각 전극(Xj,Yi,Zi,αi,βi), 유전체층(130) 및 발광층(136)이 형성된 이후, 전면 기판(122) 및 배면 기판(124)은 봉합되고, 방전 공간(128)의 배기가 행해진 다음, 베이킹에 의해 MgO층(132)의 표면의 수분이 제거된다. 이어서, 방전 공간(128)으로 NeXe가스를 3 내지 7% 포함한 불활성 혼합 가스가 400~600 torr 주입된다.
이러한 Yi, Zi 전극과 교차하는 Xj전극과의 교점을 중심으로 단위 발광 영역이 1화소셀 P(i,j)로 정의된다. 이러한 화소셀 P(i,j)은 Xj전극과 Yi전극 사이의 어드레싱 방전에 의하여 벽전압이 형성되면, Yi전극과 Zi전극 사이에 서스테인 펄스가 인가되어 방전이 유지됨으로써 형광체(136)가 여기되어 발광하고, Xj, Yi 및 Zi 전극 간의 전압인가에 의해 화소셀P(i,j)의 발광 방전의 선택, 유지 및 소거를 통해 발광이 제어된다.
도 2는 일반적인 PDP의 구동을 위한 블록구성도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 영상신호에 대응하여 X전극과 Y전극을 구동하기 위한 X전극 구동부(210), Y전극 구동부(220) 및 Z전극 구동부(240)가 PDP에 연결되고, Y전극과 Z전극에 방전유지전압을 인가하여 PDP의 방전을 유지한다.
이와 같은 어드레스 방전 및 서스테인 방전에 수백 볼트 이상의 고압이 필요하게 된다. 이에 따라, 어드레스 방전 및 서스테인 방전에 필요한 구동전력을 최소화하고 불필요한 전력 소모를 줄이기 위하여 추가적으로 에너지 회수 회로부(230)가 구비된다.
현재 PDP의 서스테인(sustain) 회로에는 에너지 회수 회로가 사용되고 있다. 에너지 회수 회로는 전극에 공급된 에너지를 회수하고 이를 다시 전극에 공급함으로써 전력을 효율적으로 사용할 수 있는 기능을 한다.
도 3은 종래 방식에 의한 에너지 회수 회로와 구동 단계를 나타낸 도면이다. 에너지 회수 회로를 동작시키기 위해서는 4개의 구동 단계가 필요하고 그 각각 단계의 스위칭(switching) 상태는 도 3에 나타나 있다. 간단히 설명하면, S1을 On 시켜서 Css에 충전된 에너지를 Panel에 공급하고 이후 S3를 On 시켜서 Panel의 전위를 서스테인 전압(Vs)로 유지한다. 다음 S2을 On시켜서 Panel에 공급되었던 에너지를 Css에 회수(Recovery)시키고 최종 S4를 On시켜서 Panel의 전위를 기저(Ground level)로 잡아 준다.
도 4는 도 3의 에너지 회수 회로에 의한 Panel의 전압 파형 및 인덕터의 전류 특성을 나타낸 그래프이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 도 3의 에너지 회수 회로의 동작은 인덕터에 에너지를 충전시킨 후 역기전력을 이용해 panel을 충전시키는 방법으로써 panel을 충방전시키는 동안 인덕터에 흐르는 전류(IL)는 max 또는 min 값을 가지는 것이 특징이다.
도 3과 도 4에 나타나는 에너지 회수 회로의 문제점은, 인덕터의 역기전력에 의한 공진 파형을 이용하기 때문에 panel이 최대 전압으로 충전되기 직전에는 전압 상승 속도가 느려진다는 점이다.
패널 전극들의 방전 유지 구간인 서스테인 구간에서는 강한 방전을 발생시켜야 하므로 패널의 전압 상승 속도가 빠를 수록 좋다. 그러나, 도 4에 도시된 바와 같이 패널 전압의 상승 속도는 최대값에 가까워질수록 느려진다.
또한, 소자에 걸리는 전압의 차가 커서 소자의 용량이 커져야 하므로 비용이 상승되고 FET에 전류 스트레스가 커져 효율적인 구동이 어렵게 된다.
도 5는 종래의 변압기를 이용한 에너지 회수 회로의 구성도이다.
현재 도 5에 도시된 바와 같이 변압기를 이용한 에너지 회수 회로에서는 변압기를 쓰게 됨으로써 생기는 문제가 있다. 즉 변압기의 일차측을 통해 이차측으로 전류가 전달될 때 마지막에는 역기전력 발생으로 인한 열발생 등과 같은 문제들이 발생한다.
도 6a와 도 6b는 도 5의 에너지 회수 회로의 구동을 나타낸 도면이다.
도 6a와 도 6b에 도시된 바와 같이, 스위치 Q1이 턴온시 에너지 회수 회로 캐패시턴스 C1에 저장되어 있던 전압은 T1을 통해 패널에 전달된다. 그런데 Q1이 턴오프되면 도 6b에서 처럼 역기전력이 발생하여 전류가 원치 않는 방향으로 생기게되며 i2의 경우는 루프가 형성되지 않아서 소진되지 못하여 다음 시컨스에 안 좋은 영향을 미치게된다.
본 발명에서는 변압기의 일차측을 통해 이차측으로 전류가 전달될 때 마지막에는 역기전력 발생으로 인한 열발생 등과 같은 문제를 해결하고자 한다.
본 발명에서는 상술한 역기전력에 대한 대책을 수립하고 각 소자들에 대한 스트레스를 줄이고자 한다.
본 발명에서는 변압기의 이차측 권선에 다이오드와 저항을 결선하여 역기전력으로 생기는 원치않는 전류 루프를 만들어 소진시키고자 한다.
본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널은 인덕터를 통해 패널 전극을 충방전시키고 상기 패널 전극에 저장된 에너지를 외부 캐패시터로 회수하고 서스테인 전압을 인가하며 상기 동작들을 스위치 온오프를 통해 수행하는 에너지 회수 회로를 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널에 있어서, 상기 에너지 회수 회로는 상기 패널 전극 측과 상기 외부 캐패시터 측과의 사이에 변압기를 포함하며, 상기 변압기의 2차측 권선에 역기전력으로 인해 발생하는 전류를 소진시킬 수 있는 전류 소진 회로를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하에서는, 상술한 본 발명의 특징을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 7은 본 발명에 따른 에너지 회수 회로의 구성도이다.
도 7에 도시된 바와 같이 변압기의 이차측 권선에 도 7의 E부분처럼 다이오드와 저항을 결선하면 역기전력으로 생기는 원치않는 전류 i2의 루프를 만들고 이를 소진시킬 수 있다.
본 발명은 에너지 회수 회로에서 변압기를 사용함으로써 나타나는 역기전력 성분을 제거하여 에너지 회수 회로의 효율과 에너지 회수 회로내의 소자의 스트레스를 줄일 수 있다.
도 1은 일반적인 교류형 면방전 플라즈마 디스플레이 패널의 구조도.
도 2는 일반적인 플라즈마 디스플레이 패널의 구동을 위한 블록구성도.
도 3은 종래의 에너지 회수 회로와 구동 단계를 나타낸 도면.
도 4는 도 3의 에너지 회수 회로에 의한 Panel의 전압 파형 및 인덕터의 전류 특성을 나타낸 그래프.
도 5는 종래의 변압기를 이용한 에너지 회수 회로의 구성도.
도 6a는 도 5의 에너지 회수 회로의 구동을 나타낸 도면.
도 6b는 도 5의 에너지 회수 회로의 구동을 나타낸 도면.
도 7은 본 발명에 따른 에너지 회수 회로의 구성도.

Claims (2)

  1. 인덕터를 통해 패널 전극을 충방전시키고 상기 패널 전극에 저장된 에너지를 외부 캐패시터로 회수하고 서스테인 전압을 인가하며 상기 동작들을 스위치 온오프를 통해 수행하는 에너지 회수 회로를 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널에 있어서,
    상기 에너지 회수 회로는
    상기 패널 전극 측과 상기 외부 캐패시터 측과의 사이에 변압기를 포함하며,
    상기 변압기의 2차측 권선에 역기전력으로 인해 발생하는 전류를 소진시킬 수 있는 전류 소진 회로
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 전류 소진 회로는 다이오드와 저항으로 구성되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101500623B1 (ko) * 2008-12-12 2015-03-11 서울대학교산학협력단 표시 장치 및 그 구동 방법

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