KR20050114058A - 플라즈마 디스플레이 패널 - Google Patents

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KR20050114058A
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Abstract

본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널의 전압 안정화를 목적으로 한다.
이와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 입력전원을 PWM 제어에 의해 소정 변압비로 변압된 직류전원으로 출력하는 컨버터와, 컨버터의 출력단에서 직류전원을 평활하는 제 1커패시터와, 제 1커패시터 양단의 전압을 검출하고, 컨버터에 PWM 제어를 위한 기준신호를 출력하는 기준신호 발생부를 구비한 전원공급장치; 및 패널을 구동하는 구동회로와, 구동회로의 입력단에 연결된 제 2커패시터를 구비한 구동부를 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널에 있어서, 기준신호 발생부는
제 2커패시터 양단의 전압을 더 검출하여 컨버터에 PWM 제어를 위한 기준신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널을 제공한다.

Description

플라즈마 디스플레이 패널{Plasma display panel}
본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널에 관한 것으로서, 더 상세하게는 전압이 안정화된 플라즈마 디스플레이 패널에 관한 것이다.
도 1은 통상적인 3-전극 면 방전 방식의 플라즈마 디스플레이 패널의 구조를 나타내는 도면이다.
도 1을 참조하면, 통상적인 면 방전 플라즈마 디스플레이 패널(1)의 앞쪽 및 뒤쪽 글라스 기판들(100, 106) 사이에는, 어드레스전극 라인들(A1, A2, ... , Am), 유전층(102, 110), Y 전극 라인들(Y1, ... , Yn), X 전극 라인들(X1, ... , Xn), 형광층(112), 격벽(114) 및 보호층으로서 예컨대 일산화마그네슘(MgO)층(104)이 마련되어 있다.
어드레스전극 라인들(A1, A2, ... , Am)은 뒤쪽 글라스 기판(106)의 앞쪽에 일정한 패턴으로 형성된다. 아래쪽 유전층(110)은 어드레스전극 라인들(A1, A2 , ... , Am)의 앞쪽에 도포된다. 아래쪽 유전층(110)의 앞쪽에는 격벽(114)들이 어드레스전극 라인들(A1, A2, ... , Am)과 평행한 방향으로 형성된다. 이 격벽(114)들은 각 디스플레이 셀의 방정 영역을 구획하고, 각 디스플레이 셀 사이의 광학적 간섭을 방지하는 기능을 한다. 형광층(112)은, 격벽(114)들 사이에서 형성된다.
X 전극 라인들(X1, ... , Xn)과 Y 전극 라인들(Y1, ... , Yn )은 어드레스전극 라인들(A1, A2, ... , Am)과 직교되도록 앞쪽 글라스 기판(100)의 뒤쪽에 일정한 패턴으로 형성된다. 각 교차점은 상응하는 디스플레이 셀을 설정한다. 각 X전극 라인(X1, ... , Xn)과 각 Y 전극 라인(Y1, ... , Yn)은 ITO(Indium Tin Oxide) 등과 같은 투명한 도전성 재질의 투명 전극 라인(Xna, Yna)과 전도도를 높이기 위한 금속 전극 라인(Xnb, Ynb)이 결합되어 형성될 수 있다. 앞쪽 유전층(102)은 X 전극 라인들(X1, ... , Xn)과 Y 전극 라인들(Y1, ... , Yn)의 뒤쪽에 전면(全面) 도포되어 형성된다. 강한 전계로부터 패널(1)을 보호하기 위한 보호층(104) 예를 들어, 일산화마그네슘(MgO)층은 앞쪽 유전층(102)의 뒤쪽에 전면 도포되어 형성된다. 방전 공간(108)에는 플라즈마 형성용 가스가 밀봉된다.
이와 같은 플라즈마 디스플레이 패널에 일반적으로 적용되는 구동 방식은, 초기화, 어드레스 및 디스플레이 유지 단계가 단위 서브-필드에서 순차적으로 수행되게 하는 방식이다. 초기화 단계에서는 구동될 디스플레이 셀들의 전하상태가 균일하게 된다. 어드레스 단계에서는, 선택될 디스플레이 셀들의 전하 상태와 선택되지 않을 디스플레이 셀들의 전하 상태가 설정된다. 디스플레이 유지 단계에서는, 선택될 디스플레이 셀들의 전하 상태가 설정된다. 디스플레이 유지 단계에서는, 선택될 디스플레이 셀들에서 디스플레이 방전이 수행된다. 이때, 디스플레이 방전을 수행하는 디스플레이 셀들의 플라즈마 형성용 가스로부터 플라즈마가 형성되고, 이 플라즈마로부터의 자외선 방사에 의하여 상기 디스플레이 셀들의 형광층(112)이 여기되어 빛이 발생된다.
도 2는 도 1의 플라즈마 디스플레이 패널의 일반적인 구동 장치를 보여준다.
도면을 참조하면, 플라즈마 디스플레이 패널(1)의 통상적인 구동 장치는 영상 처리부(200), 제어부(202), 어드레스 구동부(206), X 구동부(208) 및 Y 구동부를 포함한다. 영상 처리부(200)는 외부 아날로그 영상 신호를 디지털 신호로 변환하여 내부 영상 신호 예를 들어, 각각 8비트의 적색(R), 녹색(G), 및 청색(B) 영상 데이터, 클럭 신호, 수직 및 수평 동기 신호들을 발생시킨다. 어드레스 구동부(206)는, 제어부(202)로부터의 구동 제어 신호들(SA, SY, SX)중에서 어드레스 신호(SA)를 처리하여 표시 데이터 신호를 발생시키고, 발생된 표시 데이터 신호를 어드레스전극 라인들에 인가한다. X 구동부(208)는 제어부(202)로부터의 구동 제어 신호들(SA, SY, SX)중에서 X 구동 제어 신호(SX)를 처리하여 X 전극 라인들에 인가한다. Y 구동부(204)는 제어부(202)로부터의 구동 제어 신호들(SA,SY,SX)중에서 Y 구동 제어 신호(SY)를 처리하여 Y 전극 라인들에 인가한다.
상기한 바와 같은 구조의 플라즈마 디스플레이 패널(1)의 구동방법으로, 주로 사용되는 어드레스-디스플레이 분리 구동방법이 미국특허 제 5541618호에 개시되어 있다.
도 3은 도 1의 플라즈마 디스플레이 패널구동방법의 일예로서 Y 전극 라인들에 대한 통상적인 어드레스-디스플레이 분리(Address-Display Separation) 구동 방법을 보여준다.
도면을 참조하면, 단위 프레임은 시분할 계조 표시를 실현하기 위하여 소정개수 예컨대 8개의 서브필드들(SF1, ..., SF8)로 분할될 수 있다. 또한, 각 서브필드(SF1, ...SF8)는 리셋 구간(미도시)과, 어드레스 구간(A1, ..., A8)및, 유지방전 구간(S1, ..., S8)로 분할된다.
각 어드레스 구간(A1, ..., A8)에서는, 어드레스전극 라인들에 표시데이터 신호가 인가됨과 동시에 각 Y 전극 라인(Y1, ..., Yn)에 상응하는 주사 펄스가 순차적으로 인가된다.
각 유지방전 구간(S1, ...,S8)에서는, Y 전극 라인들(Y1, ..., Yn)과 X 전극 라인들(X1, ..., Xn)에 디스플레이 방전용 펄스가 교호하게 인가되어, 어드레스 구간(A1, ..., A8)에서 벽전하들이 형성된 방전셀들에서 표시방전을 일으킨다.
플라즈마 디스플레이 패널의 휘도는 단위 프레임에서 차지하는 유지방전 구간(S1, ..., S8)내의 유지방전 펄스 개수에 비례한다. 1 화상을 형성하는 하나의 프레임이, 8개의 서브필드와 256계조로 표현되는 경우에, 각 서브필드에는 차례대로 1, 2, 4, 8, 16, 32, 64, 128의 비율로 서로 다른 유지펄스의 수가 할당될 수 있다. 만일 133계조의 휘도를 얻기 위해서는, 서브필드1 기간, 서브필드3 기간 및 서브필드8 기간 동안 셀들을 어드레싱하여 유지방전하면 된다.
각 서브필드에 할당되는 유지방전 수는, APC(Automatic Power Control)단계에 따른 서브필드들의 가중치에 따라 가변적으로 결정될 수 있다. 또한 각 서브필드에 할당되는 유지방전 수는 감마특성이나 패널특성을 고려하여 다양하게 변형하는 것이 가능하다. 예컨대 서브필드 4에 할당된 계조도를 8에서 6으로 낮추고, 서브필드6에 할당된 계조도를 32에서 34로 높일 수 있다. 또한, 한 프레임을 형성하는 서브필드의 수도 설계사양에 따라 다양하게 변형하는 것이 가능하다.
도 4는 도 1에 도시된 패널의 구동 신호의 일예를 설명하기 위한 타이밍도로서, AC PDP의 ADS(Address Display Separation) 구동방식에서 한 서브필드(SF)내에 어드레스전극(A), 유지전극(X) 및 주사전극(Y1~Yn)에 인가되는 구동신호를 나타낸다. 도 4를 참조하면, 하나의 서브필드(SF)는 리셋 기간(PR), 어드레스 기간(PA) 및 유지방전 기간(PS)를 구비한다.
리셋 기간(PR)은 모든 그룹의 주사라인에 대해 리셋펄스를 인가하여, 강제로 기입방전을 수행함으로써, 전체 셀의 벽전하 상태를 초기화한다. 어드레스 기간(PA)에 들어가기 전에 리셋 기간(PR)이 수행되며, 이는 전 화면에 걸쳐 수행하므로, 상당히 고르면서도 원하는 분포의 벽전하 배치를 만들 수 있다. 리셋 기간(PR)에 의해 초기화된 셀들은, 셀 내부의 벽전하 조건이 모두 비슷하게 형성된다. 리셋 기간(PR)이 수행된 후에 어드레스 기간(PA)이 수행된다. 이 때 어드레스 기간(PA)에는, 유지전극(X)에 바이어스 전압(Ve)이 인가되고, 표시되어야 할 셀 위치에서 주사전극(Y1~Yn)과 어드레스전극(A1~Am)을 동시에 턴온시킴으로써 표시 셀을 선택한다. 어드레스 기간(PA)이 수행된 후에, 유지전극(X)과 주사전극(Y1~Yn)에 유지펄스(Vs)를 교대로 인가하여, 유지방전 기간(PS)이 수행된다. 유지방전 기간(PS)중에 어드레스전극(A1~Am)에는 로우레벨의 전압(VG)이 인가된다. PDP에서 휘도는 유지방전 펄스 수에 의하여 조정된다. 하나의 서브필드 또는 하나의 TV 필드에서의 유지방전 펄스수가 많으면 휘도가 증가한다.
플라즈마 디스플레이 패널은 방전을 이용하여 디스플레이를 구현하는 장치로 타 디스플레이에 비해 출력전압에 따른 화면 방전상태 기인도가 매우 높고, 방전 생성시 부하 형태가 커패시터이므로 높은 피크 전류가 발생한다. 따라서 과도 부하시의 출력전압의 안정화 및 리플 특성이 매우 중요하다.
도 5는 종래의 플라즈마 디스플레이 패널의 전원 흐름을 도시한 도면이다.
종래의 전원공급장치(500)는 컨버터(501)와 기준신호 발생부(503)와 커패시터(C'1)로 구성된다. 입력전원(Vi)이 컨버터(501)에 입력되면, 컨버터(501)는 PWM 제어에 의해 변압기의 변압비에 따라 직류전원(Vo)을 출력한다. 출력된 직류전원(Vo)은 커패시터(C'1)를 통해 평활되며, 커패시터(C'1) 양단의 전압은 검출되어 기준신호 발생부(501)로 입력된다. 기준신호 발생부(501)는 기준 전압과 비교를 통하여 PWM 제어를 위한 기준신호(S'r)를 컨버터로 출력한다. 전원공급장치(500)로부터 공급되는 전원은 구동회로(505)와 커패시터(C'2)로 구성되는 구동부(507)에 인가되며, 구동부(507)에서는 패널(1)을 구동하게 된다.
종래의 플라즈마 디스플레이 패널은 출력전압의 안정화를 위해 전원공급장치(500)에서 커패시터(C'1) 양단의 출력전압(V'c1)을 검출한 후 기준신호 발생부(503)에서의 기준신호(S'r)에 의해 컨버터(501)에서 출력되는 직류전원(Vo)을 안정화시킨다. 그러나 구동부(505)에서는 피크 전류에 대한 제어가 실시되지 못한다는 점으로 인하여 전원공급장치(500)의 출력단, 구동부(505)의 입력단 등에 고용량의 커패시터(C'1, C'2)를 사용하여 순시전력을 감당하도록 하고 있다. 이와 같은 고용량의 커패시터(C'1, C'2)를 사용하는 것으로 인하여 비용증대의 문제점이 있으며, 또한 구동부에 입력되는 전압의 안정화와 관련해서도 문제가 된다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 전압이 안정화된 플라즈마 디스플레이 패널을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 입력전원을 PWM 제어에 의해 소정 변압비로 변압된 직류전원으로 출력하는 컨버터와, 컨버터의 출력단에서 상기 직류전원을 평활하는 제 1커패시터와, 제 1커패시터 양단의 전압을 검출하고, 상기 컨버터에 PWM 제어를 위한 기준신호를 출력하는 기준신호 발생부를 구비한 전원공급장치; 및 패널을 구동하는 구동회로와, 구동회로의 입력단에 연결된 제 2커패시터를 구비한 구동부를 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널에 있어서, 기준신호 발생부는, 제 2커패시터 양단의 전압을 더 검출하여 컨버터에 PWM 제어를 위한 기준신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널을 제공한다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명한다.
도 6은 본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널의 전원 흐름을 도시한 도면이다.
본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널은 간략하게 전원공급장치(600)와 구동부(607)와 패널(1)로 구성된다.
전원공급장치(600)는 입력전원(Vi)을 소정 변압비로 변압된 직류전원(Vo)으로 출력하는 컨버터(601)와, 컨버터(601)의 출력단에서 직류전원(Vo)을 평활하는 제 1커패시터(C1)와, 제 1커패시터(C1) 양단의 전압을 검출하여 컨버터(601)에 기준신호(Sr)를 출력하는 기준신호 발생부(603)를 구비한다. 구동부(607)는 패널(1)을 구동하는 구동회로(605)와, 구동회로(605)의 입력단에 연결된 제 2커패시터(C2)를 구비한다. 본 발명은 상기 제 1커패시터 양단의 전압(Vc1)과 제 2커패시터 양단의 전압(Vc2)을 검출하여 기준신호 발생부(603)를 통해 컨버터(601)를 제어함으로써 전원공급장치(600)의 출력전원과 구동부에 입력되는 전원의 안정화를 도모하는 것을 특징으로 한다.
컨버터(601)는 입력전원(Vi)을 입력받아 PWM 제어에 의해 소정의 변압비로 변압하여 직류전원(Vo)을 출력한다. 입력전원(Vi)은 교류전원일 수 있으며, 교류전원이 정류된 정류전원일수 있으며, 교류전원이 정류된 후 전력손실을 막기 위해 역률 보상된 역률보상전원일수도 있다. 입력전원(Vi)은 컨버터(601)에 입력되어 기준신호 발생부(603)로부터 발생하는 기준신호(Sr)에 의해 수행되는 PWM 제어에 의해 변압기에 입력되어 변압기의 권선비에 따라 변압되어 컨버터(601)의 출력전원으로 직류전원(Vo)을 출력한다. 출력되는 직류전원(Vo)은 플라즈마 디스플레이 패널에 공급되는 다양한 전원으로 출력되며, 대표적으로 유지방전을 수행하기 위해 공급되는 유지방전 전압과, 어드레스 방전을 위해 공급되는 어드레스 전압이 있다.
제 1커패시터(C1)는 전원공급장치(600)의 출력단에 구비되며, 컨버터(601)의 출력전원인 직류전원(Vo)을 평활하는 기능을 한다. 제 1 커패시터(C1)는 컨버터(601)를 통해 출력되는 고전압 직류전원에 의한 높은 리플성분을 제거하며, 플라즈마 디스플레이 패널의 방전시 발생하는 피크 전류를 완화한다. 제 1커패시터(C1)의 커패시턴스가 높을수록 리플성분을 더 잘 제거하며, 피크 전류를 더 완화시킨다.
기준신호 발생부(603)는 전원공급장치(600)의 출력단인 제 1커패시터(C1) 양단의 전압과 구동부(607)의 제 2커패시터(C2) 양단의 전압을 검출하여 기준전압과 비교를 하고, 이에 의한 오차를 증폭하며, 증폭된 오차 신호를 톱니파와 비교하여 펄스 형태의 기준신호(Sr)를 발생하며, 이에 의해 PWM 제어를 수행한다. PWM 제어에 의해 상기 컨버터(601)에서는 안정화된 직류전원(Vo) 출력한다.
제 2커패시터(C2)는 구동회로(605)의 입력단에 구비되며, 구동부(607)에 입력되는 전원을 평활하는 기능을 한다. 구동부(607)를 통해 입력되는 고전압 직류전원에 의한 높은 리플성분 및 플라즈마 디스플레이 패널의 방전시 발생하는 피크 전류를 완화한다. 제 2커패시터(C2)의 커패시턴스가 높을수록 리플성분을 더 잘 제거하며, 피크전류를 더 완화시킨다.
구동회로(605)는 전원공급장치(600)로부터 출력된 전원을 구동회로(605)의 입력단에 위치한 제 2커패시터(C2)를 통해 안정적인 전원을 공급받아 패널을 구동하기 위한 구동신호를 출력한다.
종래에는 전원공급장치의 출력단에서 출력된 전원이 구동부에 입력되기까지 전압강하 및 리플성분의 증대 등의 문제점이 있었으나, 본 발명에서는 컨버터(600)의 출력단에 위치한 제 1커패시터 양단의 전압(Vc1)을 검출하는 것은 물론 구동부의 입력단에 위치한 제 2 커패시터 양단의 전압(Vc2)을 검출하고, 상기 검출 전압을 기준신호 발생부(603)에서 기준전압과 비교를 하여 기준신호(Sr)를 출력하며, 컨버터(601)에서는 상기 기준신호(Sr)에 의해 제어되어 보상된 직류전원(Vo)을 출력한다. 따라서 컨버터(601)를 통해 출력되는 직류전원(So)은 종래에 비해 리플성분이 더 적게 되며, 이로 인해 본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널의 제 1커패시터(C1)와 제 2커패시터(C2)의 커패시턴스의 용량은 종래에 비해 저감하여 구현할 수 있게 된다.
도 7은 본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널을 간략히 도시한 블록도이다.
본 발명의 전압 안정화된 플라즈마 디스플레이 패널은 외부영상 신호를 입력받아 영상 처리(Image processing)을 통해 내부영상 신호로 출력하는 영상처리부(200)와 내부영상 신호를 입력받아 어드레스 전극, 유지 전극, 주사 전극을 구동하기 위한 구동 제어신호를 출력하는 논리제어부(202)와, 구동 제어신호를 입력받아 전원공급장치로부터 공급된 전원을 제어하여 구동신호를 출력하는 구동부(607)와, 구동신호에 의해 구동되는 패널(1)과 상기 영상처리부(200), 논리제어부(202), 구동부(607)를 동작시키기 위한 전원을 공급하는 전원공급장치(600)로 구성된다.
상기한 바와 같은 본 발명의 따르면, 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.
첫째, 구동부 입력단의 검출된 전압을 전원공급장치에서 보상하여 직류전원을 출력하므로 전원공급장치에서 안정화된 직류전원이 출력된다.
둘째, 상기 전원공급장치에서 안정화된 직류전원이 출력되므로 전원공급장치의 출력단과 구동부의 입력단에 사용되는 고용량 커패시터의 용량을 저감할 수 있으며, 커패시터 용량 저감에 따른 부품 간소화 및 비용 저감이 가능하게 된다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
도 1은 통상적인 3-전극 면 방전 방식의 플라즈마 디스플레이 패널의 구조를 나타내는 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 플라즈마 디스플레이 패널의 통상적인 구동 장치를 보여준다.
도 3은 도 1의 플라즈마 디스플레이 패널구동방법의 일예로서 Y 전극 라인들에 대한 통상적인 어드레스-디스플레이 분리 구동방법을 보여준다.
도 4는 도 1에 도시된 패널의 구동 신호의 일예를 설명하기 위한 타이밍도이다.
도 5는 종래의 플라즈마 디스플레이 패널의 전원 흐름을 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널의 전원 흐름을 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널을 간략히 도시한 블록도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
501...컨버터
503...기준신호 발생부
505...구동회로
507...구동부
500...전원공급장치

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  1. 입력전원을 PWM 제어에 의해 소정 변압비로 변압된 직류전원으로 출력하는 컨버터와, 상기 컨버터의 출력단에서 상기 직류전원을 평활하는 제 1커패시터와, 상기 제 1커패시터 양단의 전압을 검출하고, 상기 컨버터에 PWM 제어를 위한 기준신호를 출력하는 기준신호 발생부를 구비한 전원공급장치; 및
    패널을 구동하는 구동회로와, 상기 구동회로의 입력단에 연결된 제 2커패시터를 구비한 구동부를 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널에 있어서, 상기 기준신호 발생부는
    상기 제 2커패시터 양단의 전압을 더 검출하여 상기 컨버터에 PWM 제어를 위한 기준신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
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