KR20050115126A - 플라즈마 디스플레이 패널 - Google Patents

Abstract

본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널(plasma display panel)에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 공급전원에 따라 충전되고 제1 방전전극과 제2 방전전극으로 구성되는 패널 캐패시터와; 상기 제1 방전전극에 전원을 공급하기 위한 전원공급부와; 상기 전원공급부에 연결되는 제1 캐패시터와; 상기 전원공급부로부터 상기 패널 캐패시터에 전원이 공급되는 경우, 접지단에 연결되는 제2 캐패시터와; 상기 제1 방전전극을 상기 전원공급부와 상기 제1 캐패시터 중 어느 하나와 선택적으로 연결하는 제1 스위칭부와; 상기 제2 방전전극을 상기 접지단과 상기 제2 캐패시터 중 어느 하나와 선택적으로 연결하는 제2 스위칭부와; 상기 패널 캐패시터를 충전하는 경우, 상기 제1 스위칭부는 상기 제1 방전전극을 상기 제1 캐패시터와 연결하고, 상기 제2 스위칭부는 상기 제2 방전전극을 상기 제2 캐패시터와 상기 접지단 중 기 설정된 어느 하나와 연결하도록 상기 제1 스위칭부와 상기 제2 스위칭부를 제어하는 스위칭제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 의해 플라즈마 디스플레이 패널의 소비전력을 감소시킬 수 있다.

Description

플라즈마 디스플레이 패널{plasma display panel}

본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널(plasma display panel)에 관한 것이다.

도1은 종래 플라즈마 디스플레이 패널의 구동회로도이다.

도1에 도시된 바와 같이, 구동회로는 패널 캐패시터(Cp), X 구동부(101) 및 Y 구동부(102)를 갖고 있다.

패널 캐패시터(Cp)는, 화소의 발광 셀을 구성하고 소정의 정전용량을 갖는 한 쌍의 방전전극이 등가의 캐패시터로 모델링 된 것이다. 화소의 방전전극은 각 셀에 마련되어 있는 기체의 방전을 유지시키기 위한 유지펄스가 인가되는 전극이다. 이하, 패널 캐패시터(Cp)를 구성하는 방전전극을 각각 X 전극 및 Y 전극이라고 부르기로 한다.

X 구동부(101)와 Y 구동부(102)는 각각 X 전극 및 Y 전극에 유지펄스를 인가하는 동일한 회로구성을 갖는다. 즉, X 구동부(101) 및 Y 구동부(102)는 에너지 회수용 캐패시터(Cs), 스위치(S1~S8), 다이오드(D1~D4) 및 인덕터(L)를 가지고 있다.

또한, X 구동부(101)와 Y 구동부(102)의 동작도 대칭적으로 일치한다. 예를 들어, X 구동부(101)가 X 전극에 유지펄스를 인가하는 경우 Y 전극은 Y 구동부(102)의 기준접점으로 연결되고, 대칭적으로, Y 구동부(102)가 Y 전극에 유지펄스를 인가하는 경우 X 전극은 X 구동부(101)의 기준접점으로 연결된다.

도2는 X 전극에 인가되는 유지펄스의 파형을 나타낸 것이다.

이하, 도1 및 도2를 참조하여, X 전극에 유지펄스를 인가되는 과정을 회로의 스위칭 제어과정과 함께 구체적으로 설명한다.

먼저, X 구동부(101)의 캐패시터는 [V]의 전압으로 초기 충전되어 있다.

모든 스위치가 열린 상태에서, 스위치 S1 및 S6이 닫힌다. 이에 따라, 캐패시터의 초기충전 전하가 스위치 S1, X 구동부(101)의 다이오드(D1) 및 인덕터(L)를 거쳐, 도2의 구간 1과 같이, 패널 캐패시터(Cp)를 서서히 충전시킨다. 유지펄스의 전압은, 인덕터(L)와 캐패시터의 공진현상에 의해, V_s[V]까지 상승하게 된다.

이 때, 스위치 S3이 닫히게 되어 전압전원으로부터 V_s[V]전압이 공급된다. 따라서 유지펄스의 파형은, 도2의 구간 2와 같이, 공진상태의 리플이 없는 일정한 DC 상태로 유지될 수 있다.

전압이 일정하게 유지되면서, 패널의 셀에서는 기체방전이 발생하고 표시전류가 급격하게 발생한다. 그러나 기체방전은 곧 종료되고 전압만이 일정하게 유지되는 상태가 지속된다.

패널 캐패시터(Cp)의 충전전하를 방전하기 위해, 스위치 S2 및 S6이 닫히고 다른 스위치는 개방상태가 된다. 이에 따라, 패널 캐패시터(Cp)의 방전전류는 인덕터(L), 다이오드(D2)를 거쳐 에너지 회수용 캐패시터(Cs)를 충전시키며, 유지펄스의 전압은 도2의 구간 3에 도시된 바와 같이 서서히 강하된다.

마지막으로, 스위치 S2 및 S4를 닫아 인덕터(L) 등의 잔류 에너지가 접지를 통해 제거되도록 한다. 이러한 일련의 동작이 Y 구동부(2)에 의해 동일하게 반복되어, 패널 캐패시터(Cp)에는 X 전극 및 Y 전극을 통해 교번하여 유지펄스가 인가된다.

도2의 구간 3에 대해 전술한 바와 같이, 유지펄스의 초기 상승구간에 사용된 무효전력은 패널 캐패시터(Cp)의 방전을 통해 에너지 회수용 캐패시터(Cs)로 회수된다. 이러한 에너지 회수 회로에 의해 소비전력이 절감되고 표시전류에 의해서만 전력소모가 발생한다.

종래 플라즈마 디스플레이 패널의 구동회로는 구조적으로 간단하고 회수율도 좋지만, 표시에 소모되는 전력을 회수하거나 감소시키지 못하는 단점이 있었다. 플라즈마 디스플레이 패널은 인치 당 약 10[W]의 전력이 소모되기 때문에, 패널이 대형화 될수록 소비전력이 크게 증가하여 기술적 실현에 장애가 되었다.

따라서 본 발명의 목적은 소비전력이 저감되는 플라즈마 디스플레이 패널을 제공하는 것이다.

상기의 목적은, 본 발명에 따른, 공급전원에 따라 충전되고 제1 방전전극과 제2 방전전극으로 구성되는 패널 캐패시터와, 상기 제1 방전전극에 전원을 공급하기 위한 전원공급부를 갖는 플라즈마 디스플레이 패널에 있어서: 상기 전원공급부에 연결되는 제1 캐패시터와; 상기 전원공급부로부터 상기 패널 캐패시터에 전원이 공급되는 경우, 접지단에 연결되는 제2 캐패시터와; 상기 제1 방전전극을 상기 전원공급부와 상기 제1 캐패시터 중 어느 하나와 선택적으로 연결하는 제1 스위칭부와; 상기 제2 방전전극을 상기 접지단과 상기 제2 캐패시터 중 어느 하나와 선택적으로 연결하는 제2 스위칭부와; 상기 패널 캐패시터를 충전하는 경우, 상기 제1 스위칭부는 상기 제1 방전전극을 상기 제1 캐패시터와 연결하고, 상기 제2 스위칭부는 상기 제2 방전전극을 상기 제2 캐패시터와 상기 접지단 중 기 설정된 어느 하나와 연결하도록 상기 제1 스위칭부와 상기 제2 스위칭부를 제어하는 스위칭제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널에 의해 달성될 수 있다.

여기서, 상기 스위칭제어부는, 상기 패널 캐패시터를 방전하는 경우, 상기 제1 스위칭부가 상기 제1 방전전극을 상기 전원공급부의 기준전위 절점으로 연결하고, 상기 제2 스위칭부가 상기 제2 방전전극을 상기 충전시에 접속하지 않는 상기 제2 캐패시터와 상기 접지단 중 어느 하나와 연결하도록 제어하도록 할 수 있다.

또한 상기의 목적은, 본 발명에 따라, 각 화소의 발광 셀을 구성하는 유지전극을 갖는 플라즈마 디스플레이 패널에 있어서: 상기 유지전극의 충전시, 상기 유지전극과 직렬 연결되어 등가 캐패시턴스를 감소시키는 외부 캐패시터와; 상기 유지전극의 방전시, 상기 외부 캐패시터와 연결되었던 상기 유지전극의 절점을 접지단과 연결하여 등가 캐패시턴스를 증가시키는 스위칭부를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널에 의해서도 달성될 수 있다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.

도3은 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 구동회로도이다.

도3에 도시된 바와 같이, 구동회로는 패널 캐패시터(Cp), X 구동부(1) 및 Y 구동부(2)를 갖고 있다.

도3의 구동회로는, 도1에 도시된 종래 구동회로와 비교할 때, X 구동부(1) 및 Y 구동부(2)에 방전전류 회수용 캐패시터(Cg)와 스위치(S9~S12)를 더 포함하고 있는 점에 차이가 있다.

도3의 구동회로에서, 종래 구동회로와 마찬가지로, 패널 캐패시터(Cp)는 방전전극을 등가의 캐패시터로 모델링한 것이며, X 구동부(1)와 Y 구동부(2)의 구성 및 동작은 대칭적으로 일치한다.

도4는 도3에 도시된 X 전극에 인가되는 유지펄스의 파형을 나타낸 것이다. 이하, 도3 및 도4를 참조하여, X 전극에 유지펄스를 인가되는 과정을 회로의 스위칭 제어과정과 함께 구체적으로 설명한다.

먼저, X 구동부(1)의 에너지 회수용 캐패시터(Cs)는 [V]의 전압으로, 방전전류 회수용 캐패시터(Cg)는 V_a[V]의 전압으로 초기 충전되어 있다.

모든 스위치가 열린 상태에서, 스위치 S1, S6, S10 및 S12가 닫힌다.

이에 따라, 에너지 회수용 캐패시터(Cs)의 초기충전 전하가 스위치 S1, 다이오드(D1), 인덕터(L) 및 스위칭 S10을 거쳐, 도4의 구간 1에 도시된 바와 같이, 패널 캐패시터(Cp)를 서서히 충전시킨다. 유지펄스의 전압은, 인덕터(L)와 캐패시터의 공진현상에 의해, V_c[V]까지 상승하게 된다.

이 때, 스위치 S1, S3, S6, S9 및 S11이 닫히게 되어 전압전원으로부터 V_c[V]의 전압과 방전전류 회수용 캐패시터(Cg)로부터 V_a[V]의 전압이 공급된다. 따라서 유지펄스의 파형은, 도4의 구간 2와 같이, 공진상태의 리플이 없는 일정한 DC 상태로 유지될 수 있다.

전압이 일정하게 유지되면서, 패널의 셀에서는 기체방전이 발생하고 표시전류가 급격하게 발생한다. 이 표시전류에 의한 전하는 패널 캐패시터(Cp)에 저장되고, 동일한 전하가 직렬 연결된 Y 구동부(2)의 방전전류 회수용 캐패시터(Cg)에 저장된다.

이 때, 형성된 전하는 다음 Y 구동부(2)로부터의 충전전압 공급시 표시전류의 일부로 작용하기 때문에, 실제 전원에서 인가하는 전류의 양을 감소시킨다. 즉, 유지펄스의 최대크기가 V_s[V]라고 할 때, 실제 전원에서 인가되는 전압은 V_s[V]보다 작은 V_c[V]가 되고, 부족한 전압 또는 전류는 방전전류 회수용 캐패시터(Cg)로부터 공급되어 소비전력이 감소하는 것이다. X 구동부(1)의 방전전류 회수용 캐패시터(Cg)와 Y 구동부(2)의 방전전류 회수용 캐패시터(Cg) 간에 전기에너지가 교환되면서 표시전류를 보충하기 때문에, 실제로 전압전원으로부터 공급되는 소비전력은 감소하게 된다.

또한, 유지펄스에 대한 부하는 패널 캐패시터(Cp)와 Y 구동부(2)의 방전전류 회수용 캐패시터(Cg)의 직렬연결 회로이기 때문에, 부하의 전체 정전용량은 감소하게 되어 표시전류가 감소하게 된다. 따라서 표시전류에 의한 소비전력 또한 감소하는 것을 알 수 있다. 이 때, 각 캐패시터의 정전용량을 적절하게 설정하는 것이 회로의 정상적인 동작을 보장하는데 매우 중요하다.

예를 들어, 방전전류 회수용 캐패시터(Cg)의 정전용량이 패널 캐패시터(Cp)의 그것보다 작게 설정되면, 충전되는 전하가 적어지고 실제 패널에 인가되는 전압이 작아져 표시방전이 발생하지 않을 수 있다. 따라서 방전전류 회수용 캐패시터(Cg)의 정전용량은 패널캐패시터의 그것보다 수십 배 정도 크게 설정하는 것이 바람직하다. 그러나 이 경우 유지펄스의 상승시간이 지연되는 정도가 고려되어야 한다. 방전전류 회수용 캐패시터(Cg)의 정전용량을 패널 캐패시터(Cp)의 그것의 10배로 설정할 경우, 부하의 정전용량은 종전 대비 약 10%가 감소한다.

다시 도4의 구간 2를 참조하면, 이 후, 기체방전은 곧 종료되고 전압이 일정하게 유지되는 상태가 지속된다.

다음으로 패널 캐패시터(Cp)의 충전전하를 방전하기 위해, 스위치 S2, S6, S10 및 S12가 닫히고 다른 스위치는 개방상태가 된다. 이에 따라, 패널 캐패시터(Cp)의 방전전류는 인덕터(L), 다이오드(D2)를 거쳐 에너지 회수용 캐패시터(Cs)를 충전시키며, 유지펄스의 전압은, 도4의 구간3에 도시된 바와 같이, 서서히 강하된다.

마지막으로, 스위치 S2, S4 및 S10을 닫아 인덕터(L) 등의 잔류 에너지가 접지를 통해 제거되도록 한다. 이러한 일련의 동작이 Y 구동부(2)에 의해 동일하게 반복된다. 따라서 패널 캐패시터(Cp)에는 X 전극 및 Y 전극을 통해 교번하여 유지펄스가 인가된다.

한편, 도4의 구간 2에서, 스위치 S11을 대신하여 스위치 S12가 턴온 될 수 있다. 이 경우에도 마찬가지로, 유지펄스의 전압이 일정하게 유지되면서 패널의 셀에서는 기체방전이 발생하고, 표시전류가 급격하게 발생한다. 다만, 이 표시전류에 의한 전하는 패널 캐패시터(Cp)에 저장된다.

이 후, 도4의 구간 3에서, 스위치 S12를 대신하여 스위치 S11이 턴온 될 수 있다. 이에 따라, 방전전류는 접지로부터 Y 구동부(2)의 방전전류 회수용 캐패시터(Cg)를 충전시키고, X 구동부(1)의 에너지 회수용 캐패시터(Cs)를 충전시킨다. 따라서 다음 Y 구동부(2)로부터의 유지펄스 인가시, 표시전류가 Y 구동부(2)의 방전전류 회수용 캐패시터(Cg)로부터 패널 캐패시터(Cp)로 공급된다.

본 실시예에서 각 스위치는 릴레이, 트랜지스터 등의 스위칭 소자로 구현된다. 각 스위칭 소자의 턴 온/오프 타이밍은 마이크로 컨트롤러 등으로 구성되는 스위칭제어부(미도시)를 통해 정확하게 제어될 수 있다.

또한, X 구동부(1) 및 Y 구동부(2)의 방전전류 회수용 캐패시터(Cg)는, 방전전극 또는 유지전극으로 구성되는 패널 캐패시터(Cp)의 충전시 직렬 연결되어, 등가 정전용량을 감소시킨다. 이 때 정전용량의 감소로, 셀을 발광시키는 표시전류의 크기가 감소되어 전체적인 소비전력이 줄어드는 효과를 얻을 수 있다.

그리고 방전시에는 직렬연결이 차단되어 등가의 정전용량은 증가하게 된다. 여기서 각 캐패시터의 연결여부는, 전술한 실시예에서, 스위치 S9 내지 S12 및 스위칭제어부를 포함하는 스위칭부로 제어되는 것을 쉽게 이해할 수 있을 것이다.

비록 본 발명의 몇몇 실시예들이 도시되고 설명되었지만, 본 발명의 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 당업자라면 본 발명의 원칙이나 정신에서 벗어나지 않으면서 본 실시예를 변형할 수 있음을 알 수 있을 것이다. 발명의 범위는 첨부된 청구항과 그 균등물에 의해 정해질 것이다.

본 발명에 의해 플라즈마 디스플레이 패널의 소비전력을 감소시킬 수 있다.

도1은 종래 플라즈마 디스플레이 패널의 구동회로도,

도2는 X 전극에 인가되는 유지펄스의 파형을 도시한 것,

도3은 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 구동회로도,

도4는 도3에 도시된 X 전극에 인가되는 유지펄스의 파형을 도시한 것이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1, 101 : X 구동부 2, 102 : Y 구동부

Cp : 패널 캐패시터 Cs : 에너지 회수용 캐패시터

D1~D4 : 다이오드 Cg : 방전전류 회수용 캐패시터

S1~S12 : 스위치 L : 인덕터

Claims (3)

1. 공급전원에 따라 충전되고 제1 방전전극과 제2 방전전극으로 구성되는 패널 캐패시터와, 상기 제1 방전전극에 전원을 공급하기 위한 전원공급부를 갖는 플라즈마 디스플레이 패널에 있어서:

   상기 전원공급부에 연결되는 제1 캐패시터와;

   상기 전원공급부로부터 상기 패널 캐패시터에 전원이 공급되는 경우, 접지단에 연결되는 제2 캐패시터와;

   상기 제1 방전전극을 상기 전원공급부와 상기 제1 캐패시터 중 어느 하나와 선택적으로 연결하는 제1 스위칭부와;

   상기 제2 방전전극을 상기 접지단과 상기 제2 캐패시터 중 어느 하나와 선택적으로 연결하는 제2 스위칭부와;

   상기 패널 캐패시터를 충전하는 경우, 상기 제1 스위칭부는 상기 제1 방전전극을 상기 제1 캐패시터와 연결하고, 상기 제2 스위칭부는 상기 제2 방전전극을 상기 제2 캐패시터와 상기 접지단 중 기 설정된 어느 하나와 연결하도록 상기 제1 스위칭부와 상기 제2 스위칭부를 제어하는 스위칭제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
2. 제1항에 있어서,

   상기 스위칭제어부는, 상기 패널 캐패시터를 방전하는 경우, 상기 제1 스위칭부가 상기 제1 방전전극을 상기 전원공급부의 기준전위 절점으로 연결하고, 상기 제2 스위칭부가 상기 제2 방전전극을 상기 충전시에 접속하지 않는 상기 제2 캐패시터와 상기 접지단 중 어느 하나와 연결하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
3. 각 화소의 발광 셀을 구성하는 유지전극을 갖는 플라즈마 디스플레이 패널에 있어서:

   상기 유지전극의 충전시, 상기 유지전극과 직렬 연결되어 등가 캐패시턴스를 감소시키는 외부 캐패시터와;

   상기 유지전극의 방전시, 상기 외부 캐패시터와 연결되었던 상기 유지전극의 절점을 접지단과 연결하여 등가 캐패시턴스를 증가시키는 스위칭부를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.