KR20060022599A - 플라즈마 표시 패널의 구동 장치 - Google Patents

플라즈마 표시 패널의 구동 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 구동 장치에 관한 것으로서, 더욱 자세하게는 다수의 캐패시터를 포함하는 플라즈마 표시 패널의 에너지 구동 장치에 관한 것이다.
본 발명은 플라즈마 표시 패널에 제 1 전압보다 큰에너지를 공급하고, 제 2 전압보다 작은 에너지를 회수하는 에너지 공급 회수부와
인덕터와의 공진을 통해 상기 플라즈마 표시 패널에 제 1 전압보다 큰에너지를 공급하고 제 2 전압보다 작은 에너지를 회수하는 에너지 회수 구동부와
상기 플라즈마 표시 패널의 전위를 Vcc나 그라운드로 유지 시키는 전압유지부를 포함한다.
에너지 공급 회수부는 에너지 회수용 캐패시터(capacitor)를 상기Vcc와 그라운드(ground) 사이에 3개 이상으로 포함한다.
이상에서와 같이 본 발명은 캐패시터(capacitor)의 간단한 설계배치에 의해 에너지 회수 및 공급시 캐패시터(capacitor)의 전압을 다르게 적용할 수 있기 때문에 구동효율을 최적화 할 수 있는 효과가 있다.

Description

플라즈마 표시 패널의 구동 장치{Device for Driving Plasma Display Panel}
도 1은 일반적인 플라즈마 표시 패널의 구조를 나타낸 사시도.
도 2는 종래방식에 의한 구동 장치와 구동 단계를 나타낸 회로도.
도 3은 종래 에너지 구동 장치의 구동에 의한 파형 및 전류특성을 나타낸 파형도.
도 4는 종래 방식에 의한 서스테인 펄스의 파형도.
도 5는 본 발명에 의한 구동 회로도.
도 6은 본 발명에 의한 구동 파형도의 제1실시예.
도 7은 본 발명에 의한 구동 파형도의 제 2 실시예.
*** 도면 주요부분의 부호의 설명 ***
300 : 에너지 공급 회수부 310 : 에너지 회수 구동부
320 : 전압유지부
본 발명은 구동 장치에 관한 것으로서, 더욱 자세하게는 플라즈마 표시 패널의 구동 장치에 관한 것이다.
일반적으로 플라즈마 표시 패널(Plasma Display Panel)은 He+Xe 또는 Ne+Xe 불활성 혼합가스의 방전시 발생하는 147nm의 자외선에 의해 형광체를 발광시킴으로써 문자 또는 그래픽을 포함한 화상을 표시하게 된다.
도 1은 일반적인 플라즈마 표시 패널에의 구조를 나타낸 사시도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 플라즈마 표시 패널 상부기판(10) 상에 형성되어진 Y전극(12A) 및 Z전극(12B)과, 하부기판(18) 상에 형성되어진 X전극(20)을 구비한다.
Y전극(12A)과 Z전극(12B) 각각은 투명전극 및 버스전극을 포함한다. 투명전극은 인듐틴옥사이드(Indium-Tin-Oxide : ITO)로 형성된다. 버스전극은 저항을 줄이기 위한 금속으로 형성된다.
Y전극(12A)과 Z전극(12B)이 형성된 상부기판(10)에는 상부 유전체 층(14)과 보호막(16)이 적층된다.
상부 유전체 층(14)에는 플라즈마 방전시 발생된 벽전하가 축적된다. 보호막(16)은 플라즈마 방전시 발생된 스퍼터링에 의한 상부 유전체 층(14)의 손상을 방지함과 아울러 2차 전자의 방출 효율을 높이게 된다. 보호막(16)은 통상 산화마그네슘(MgO)으로 형성된다.
한편, X전극(20)이 형성된 하부기판(18) 상에는 하부 유전체 층(22), 격벽(24)이 형성된다. 하부 유전체 층(22)과 격벽(24)의 표면에는 형광체 층(26)이 도포된다.
X전극(20)은 Y전극(12A) 및 Z전극(12B)과 교차되는 방향으로 형성된다. 격벽(24)은 X전극(20)과 나란하게 형성되어 방전에 의해 생성된 자외선 및 가시광이 인접한 방전셀에 누설되는 것을 방지한다.
형광체층(26)은 플라즈마 방전시 발생된 자외선에 의해 여기되어 적색, 녹색 또는 청색 중 어느 하나의 가시광선을 발생하게 된다. 상/하부기판(10,18)과 격벽(24) 사이에 마련된 방전셀의 방전공간에는 방전을 위한 He+Xe 또는 Ne+Xe 등의 불활성 혼합가스가 주입된다.
현재 플라즈마 표시 패널의 서스테인회로에는 에너지 회수 구동회로가 사용되고 있다. 구동장치는 전극에 공급된 에너지를 회수하고 이를 다시 전극에 공급함으로써 파우워를 효율적으로 사용할 수 있는 기능을 한다.
도 2는 종래 방식에 의한 구동 장치와 구동단계를 나타낸다. 구동 장치를 동작시키기 위해서는 네가지 구동단계가 필요하고 그 각각 단계의 스위칭 상태는 도 2에 나타나 있다. 간단히 설명하면, 단계 1에서 스위치1(S1)을 턴온 시켜서 Css에 충전된 에너지를 인덕터(L)과의 공진을 통하여 패널에 공급한다.
단계 2에서는 스위치3(S3)를 턴온시켜서 Vcc를 공급한다. 그리고 단계 3에서는 스위치 2(S2)를 턴온시켜서 전극에 공급되었던 에너지를 인덕터(L)과의 공진을 통하여 Css로 회수한다. 단계 4에서는 스위치 4(S4)를 턴온시켜서 그라운드를 잡아준다.
도 3은 종래방식에 의한 구동장치와 구동 단계를 나타낸 파형도로써 도 2의 회로에 의한 동작 상태이다.
도3의 (a)는 에너지 구동장치 구동시 패널에 인가되는 전압(Vp)의 파형을 나타낸 것이다. 단계1, 단계3이 구동장치가 동작하는 과정으로써 단계1은 Css에 충전됐던 에너지가 인덕터(L)을 통해 패널에 공급되는 과정이고 단계3은 패널에서 Css로 에너지가 회수되는 과정이다. 에너지 회수회로는 단계1에서 단계4의 과정이 반복되면서 동작한다.
도3의 (b)는 에너지 회수 동작 중 인덕터(L)에 흐르는 전류의 변화를 나타낸 것이다. 단계1에서는 전류가 Css에서 패널쪽으로 에너지가 공급되고 있으므로 +IL이 되고 단계3에서는 패널쪽에서 Css로 전류가 흐르므로 - IL이 된다. 단계1 동작이 끝나는 순간, 즉, t1에서 공진이 피크(peak)값이 되는 동시에 단계2에 의한 Vcc 전압이 인가된다. 마찬가지로 t2에서도 공진이 피크(peak)값이 되는 동시에 그라운드(ground)로 유지된다.
또한, 종래 방식에 의하면, 인덕터(L)을 사용해서 패널에 에너지를 공급하고 회수하는 전압 기준은 Css의 차지(charge)에 의해 구동 되고 실제 구동하는 경우 항상 Css의 양단의 전압은 Vcc/2 전압을 유지하게 된다. 그 이유는 이상적인 동작의 경우 에너지 회수와 공급이 동일한 인덕터(L)을 통해 이루어지게 되므로 균형적인 동작에 의해 Css의 전압은 Vcc와 그라운드 레벨(ground level)의 중간 값을 유지한다.
이상적인 동작이라면, Css의 전압(Vss)이 Vcc/2 근처인 조건에서 상승전압은 0V 부터 Vcc까지 상승해야 하고 마찬가지로 하강전압은 Vcc부터 0로 하강해야 한다. 이 경우라면 100% 효율을 얻을 수 있겠지만 실제로는 그렇지 못하다. 도 4는 실제 구동파형을 나타내고 있다. 상승에 의한 전압은 Vcc까지 상승하지 못하고 나머지 불충분한 전압(Vd)는 상승전압 과정에서 스위치3(S3)에 의해 채워지게 되고 마찬가지로 하강전압은 스위치4(S4)에 의해 Vd'가 채워지게 된다. 이상적인 동작이 되지 않는 이유는 실장된 구동 회로 및 회로 부품에서의 누설 전력소모가 발생하기 때문이다. 따라서, 에너지 회수 효율을 상승시킨다는 것은 Vd를 최소화한다는 의미와 같다.
종래 방식에 의하면 Vss는 에너지 공급 및 회수 동작을 구별하지 않고 공용되는 전압이다.
이처럼 종래의 구동장치에 있어서, 상숭에 의한 전압은 Vcc까지 상승하지 못하고 하강에 의한 전압은 그라운드(ground)까지 하강하지 못하는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위한 것으로,전압 상승과 전압하강시 100%효율을 얻는 구동장치를 제공하기 위한 것이다.
목적을 달성하기 위하여 본 발명은 플라즈마 표시 패널에 제 1 전압보다 큰에너지를 공급하고, 제 2 전압보다 작은 에너지를 회수하는 에너지 공급 회수부와
인덕터와의 공진을 통해 상기 플라즈마 표시 패널에 제 1 전압보다 큰에너지를 공급하고 제 2 전압보다 작은 에너지를 회수하는 에너지 회수 구동부와
상기 플라즈마 표시 패널의 전위를 Vcc나 그라운드로 유지 시키는 전압유지 부를 포함한다.
에너지 공급 회수부는 에너지 회수용 캐패시터(capacitor)를 상기Vcc와 그라운드(ground) 사이에 3개 이상으로 포함한다.
제 1 전압은 Vcc/2보다 크고 제 2전압은 Vcc/2보다 작은 것이다.
에너지 공급 회수부는 캐패시터가 3개 이상으로 직렬로 구성되고 에너지 회수용 캐패시터(capacitor)의 캐패시턴스를 각각 다르게 해서 상기 캐패시터에 인가되는 전압의 조정이 가능하다. 에너지 공급 회수부는 제 1 캐패시터, 제 2 캐패시터 및 제 3 캐패시터를 포함하며, 제 1 캐패시터의 일측단은 접지가 되있고 타측단은 제 2 캐패시터의 일측단과 연결되고, 제 2 캐패시터의 타측단은 제 3 캐패시터의 일측단과 연결되고 제 3 캐패시터의 타측단은 Vcc와 연결되어 제 2 캐패시터의 타측단을 통하여 상기 Vcc/2보다 큰에너지를 공급하고, 제 1 캐패시터의 타측단을 통하여 상기 Vcc/2보다 작은 에너지를 공급하는 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하고자 한다.
도 5는 본 발명에 의한 구동 회로이며 에너지 공급 회수부(300), 에너지 회수 구동부(310), 전압유지부(320)를 포함한다.
<에너지 공급 회수부>
에너지 공급 회수부(300)는 플라즈마 표시 패널에 제 1 전압보다 큰에너지를 공급하고, 제 2 전압보다 작은 에너지를 회수한다.
여기서, 제 1 전압은 Vcc/2보다 크고 제 2전압은 Vcc/2보다 작은 것을 의미한다.
또한 에너지 공급 회수부(300)는 에너지 회수용 캐패시터(capacitor)를 Vcc와 그라운드(ground) 사이에 3개 이상으로 포함하고 있으며 에너지 회수용 캐패시터(capacitor)의 캐패시턴스를 각각 다르게 해서 캐패시터에 인가되는 전압의 조정이 가능하다.
그리고 에너지 공급 회수부(300)는 제 1 캐패시터(Cs1), 제 2 캐패시터(Cs2) 및 제 3 캐패시터(Cs3)를 포함한다.
제 1 캐패시터(Cs1)의 일측단은 접지가 되있고 타측단은 제 2 캐패시터(Cs2)의 일측단과 연결된다. 제 2 캐패시터(Cs2)의 타측단은 제 3 캐패시터(Cs3)의 일측단과 연결되고 제 3 캐패시터(Cs3)의 타측단은 Vcc와 연결되어 제 2 캐패시터(Cs2)의 타측단을 통하여 Vcc/2보다 큰에너지를 공급하고, 제 1 캐패시터의 타측단을 통하여 Vcc/2보다 작은 에너지를 공급한다.
다시말하면, 에너지 공급 회수부(300)는 3개의 캐패시터(capacitor)가 제 1 캐패시터(Cs1), 제 2 캐패시터(Cs2)로, 제 3 캐패시터(Cs3) 직렬로 연결된다.
제 1 캐패시터(Cs1)의 일측단은 접지가 되있고 타측단은 제 2 캐패시터(Cs2)의 일측단과 연결된다. 제 2 캐패시터(Cs2)의 타측단은 제 3 캐패시터(Cs3)의 일측단과 연결되고 제 3 캐패시터(Cs3)의 타측단은 Vcc와 연결된다.
이 때 Vs1은 제 1 캐패시터(Cs1)의 타측단과 제 2 캐패시터(Cs2)의 일측단의 연결 노드의 전위이다. Vs2는 제 2 캐패시터(Cs2)일측단과 제 3 캐패시터(Cs3)타측단의 연결 노드의 전위이다.
예를 들어, Vcc=180V이고 제1캐패시터(Cs1)의 캐패시턴스 = 제 2캐패시터 (Cs2)의 캐패시턴스 = 제3캐패시터(Cs3)의 캐패시턴스 라면, Vs1=60V, Vs2=120V를 얻을 수 있게 된다. 따라서, 전압상승 동작에서는 120V, 전압하강 동작에서는 60V를 구동장치가 동작하는데 필요한 전압으로 적용할 수 있게 된다.
또한 에너지 공급 회수부(300)은 캐패시터가 3개 이상으로 직렬로 구성될 수 있다.
<에너지 회수 구동부>
에너지 회수 구동부(310)는 인덕터(L)와의 공진을 통해 플라즈마 표시 패널에 제 1 전압보다 큰에너지를 공급하고 제 2 전압보다 작은 에너지를 회수한다.
다시말하면, 에너지 회수 구동부(310)는 스위치1(S1)과 스위치(S2)를 포함하고 있는데 상기 회로동작의 4단계중 1단계와 3단계가 이에 해당이 된다.
1단계에서는 스위치1이 턴온이 되서 인덕터(L)와 공진을 하고 패널에 에너지가 공급이되서 접압이 Vcc가 된다.
3단계에서는 스위치2가 턴온이 되서 패널에 있던 에너지가 회수가 되어 전압이 그라운드(Ground)로 떨어진다.
예를 들어, Vcc=180V이고 제1캐패시터(Cs1)의 캐패시턴스 = 제 2캐패시터(Cs2)의 캐패시턴스 = 제3캐패시터(Cs3)의 캐패시턴스 라면, Vs1=60V, Vs2=120V를 얻을 수 있게 된다.
즉, Vs1은 Vcc/2보다 큰에너지이고 Vs2는 Vcc/2보다 작은 에너지이다.
<전압유지부>
전압유지부(320)는 플라즈마 표시 패널의 전위를 Vcc나 그라운드로 유지 시 키는 역할을 한다.
다시말하면, 전압유지부(320)는 스위치 3(S3)과 스위치 4(S4)를 포함하고 있으며 상기 회로동작의 4단계중 2단계와 4단계가 이에 해당이 된다.
2단계에서는 스위치 2(S2)가 턴온이 되서 에너지가 공급되어 전압이 Vcc가 된 회로 상태를 전압이 Vcc로 유지되도록 에너지를 공급한다.
4단계에서는 스위치 4(S4)가 턴온이 되서 에너지가 회수되어 전압이 그라운드(Ground)가 된 회로 상태를 전압이 그라운드(Ground)로 유지되도록 한다.
도 6은 본 발명에 의한 구동 파형도의 제1실시예이다.
도 6을 참조하면, 전압상승 동작에서는 스위치1(S1)의 턴온에 의해 Vs2 전압이 인덕터(L)의 한 쪽에 연결이 되고 전압하강 과정에서는 스위치2(S2)가 턴온에 의해 Vs1 전압이 인덕터(L)의 한 쪽에 연결된다. 제1캐패시터(Cs1) = 제 2캐패시터(Cs2) = 제3캐패시터(Cs3) 조건에서는 Vs1, Vs2 전압이 Vcc의 1/3 씩 등분되기 때문에 전압상승은 Vcc/2 전압보다 높은 2/3Vcc 전압을 중심으로 공진하게 되므로 전압상승 전압이 충분히 Vcc에 도달하게 된다.
아울러, 전압하강도 Vcc/2 전압보다 낮은 Vcc/3 전압을 중심으로 공진하게 되므로 충분히 그라운드 레벨(ground level)에 도달하게 되므로 에너지 회수 효율을 극대화 시킬 수 있다.
도 7은 본 발명에 의한 구동 파형도의 제 2 실시예이다.
도 7을 참조하면, 캐패시터(capacitor) 값을 각각 다르게 해서 Vs1, Vs2를 임의의 원하는 전압으로 조정이 가능하다. 예를 들어, 제1캐패시터(Cs1)의 캐패시 턴스 = 제3캐패시터(Cs3)의 캐패시텬스 = 10uF, 제2캐패시터(Cs2)의 캐패시턴스 = 20uF 이고 Vcc=200V라고 하면, i = C x dV/dt 관계에 의해 제2캐패시터(Cs2) 양단은 제1캐패시터(Cs1), 제3캐패시터(Cs3) 양단 전압의 절반이 된다. 즉, Vs1= 80V, Vs2=120V가 되어 Vs1, Vs2 차이를 줄일 수도 있고 넓힐 수도 있으며 이와 같은 원리로 제1캐패시터(Cs1), 제 2캐패시터(Cs2), 제3캐패시터(Cs3)를 각각 다르게 설정해서 임의의 Vs1, Vs2 전압을 만들 수 있다. 물론, 동일한 용량의 캐패시터(capacitor)을 직병렬로 배치해서 동일한 효과를 얻을 수도 있다.
이와 같이, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
이상에서와 같이 본 발명은 캐패시터(capacitor)의 간단한 설계배치에 의해 에너지 회수 및 공급시 캐패시터(capacitor)의 전압을 다르게 적용할 수 있기 때문에 구동효율을 최적화 할 수 있는 효과가 있다.

Claims (6)

  1. 플라즈마 표시 패널에 제 1 전압에 해당하는 에너지를 공급하고, 제 2 전압에 해당하는 에너지를 회수하는 에너지 공급 회수부와;
    인덕터와의 공진을 통해 상기 플라즈마 표시 패널에 제 1 전압에 해당하는 에너지를 공급하고 제 2 전압에 해당하는 에너지를 회수하는 에너지 회수 구동부와;
    상기 플라즈마 표시 패널의 전위를 Vcc나 그라운드로 유지 시키는 전압유지부를 포함한 것을 특징으로 하는 플라즈마 표시 패널의 구동장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 에너지 공급 회수부는 에너지 회수용 캐패시터(capacitor)를 상기Vcc와 그라운드(ground) 사이에 3개 이상으로 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 표시 패널의 구동장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    제 1 전압은 Vcc/2보다 크고 제 2전압은 Vcc/2보다 작은 것을 특징으로 하는 플라즈마 표시 패널의 구동장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    에너지 공급 회수부는 캐패시터가 3개 이상으로 직렬로 구성된 것을 특징으로 하는 플라즈마 표시 패널의 구동장치.
  5. 제 2항에 있어서,
    상기 에너지 회수용 캐패시터(capacitor)의 캐패시턴스를 각각 다르게 해서 상기 캐패시터에 인가되는 전압의 조정이 가능한 것을 특징으로 하는 플라즈마 표시 패널의 구동장치.
  6. 제 2항에 있어서,
    상기 에너지 공급 회수부는 제 1 캐패시터, 제 2 캐패시터 및 제 3 캐패시터를 포함하며,
    상기 제 1 캐패시터의 일측단은 접지가 되있고 타측단은 상기 제 2 캐패시터의 일측단과 연결되고, 상기 제 2 캐패시터의 타측단은 제 3 캐패시터의 일측단과 연결되고 제 3 캐패시터의 타측단은 Vcc와 연결되어 상기 제 2 캐패시터의 타측단을 통하여 상기 Vcc/2보다 큰에너지를 공급하고, 상기 제 1 캐패시터의 타측단을 통하여 상기 Vcc/2보다 작은 에너지를 공급하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 표시 패널의 구동장치.
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