KR20070113345A - 플라즈마 디스플레이 패널의 방전 유지 구동 방법 및 구동장치 - Google Patents

플라즈마 디스플레이 패널의 방전 유지 구동 방법 및 구동장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 유지 전압 값을 기존의 경우에 비하여 낮추면서도, 최적화된 회로 구성을 통하여 제조 단가를 감소시킬 수 있는 PDP의 유지 구동 방법 및 장치를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널의 유지 기간 중의 구동 방법은, 소정 기간 동안 제1 전압으로 스캔 전극 또는 유지 전극의 전위를 지속시키는 단계; 상기 패널의 커패시턴스에 공진 전류를 주입하여 상기 스캔 전극 또는 유지 전극의 전위를 상기 제1 전압으로부터 상승시키는 단계; 및 상기 공진 전류가 피크 값을 지나 감소하는 중의 어느 한 시점에 상기 스캔 전극 또는 유지 전극의 전위가 제2 전압에 도달하면, 상기 스캔 전극 또는 유지 전극의 전위를 상기 제2 전압으로 소정 기간 동안 지속시키는 단계를 포함한다.
플라즈마 디스플레이 패널, 유지 전압, 유지 구동 장치, SUSTAINER, 전력 회수 회로, 구동 파형, 공진 회로

Description

플라즈마 디스플레이 패널의 방전 유지 구동 방법 및 구동 장치{METHOD AND DEVICE FOR DRIVING PLASMA DISPLAY PANEL DURING SUSTAIN PERIOD}
도 1은 일반적인 3전극 면방전형 플라즈마 디스플레이 패널의 구조를 예시한 개략도이다.
도 2는 종래 기술의 플라즈마 디스플레이 패널(PDP)을 구동하기 위하여 사용되는 한 방법을 예시한다.
도 3은 방전 유지 기간 동안의 구동을 위한 종래 기술의 PDP 구동 장치의 회로 구성을 나타낸다.
도 4는, 도 3에 도시한 종래 기술의 구동 장치에 있어서, Y-유지 구동 회로 및 Z-유지 구동 회로의 스위치들에 인가되는 구동 신호의 타이밍, Y 출력 파형 및 Z 출력 파형을 도시한다.
도 5는 본 발명의 PDP 구동 장치(특히, 유지 구동 장치, sustainer)의 제1 실시예를 나타낸다.
도 6은 상술한 제1 실시예의 PDP 유지 구동 장치에 있어서, 각 스위칭 소자의 구동 신호 타이밍과, Y-유지 구동부의 출력 파형 및 Z-유지 구동부의 출력 파형을 나타낸다.
도 7은 제1 실시예의 유지 구동 장치에, 도 3에 도시된 전력 회수 회로의 구 성을 그대로 적용한 제2 실시예를 예시한다.
도 8 및 도 10은 상술한 도 7의 유지 구동 장치의 작동을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 상술한 제2 실시예의 유지 구동 장치를 통하여 얻어지는 유지 펄스 상승 구간 전후의 전압 파형(V), 공진 전류(I_res) 및 방전 전류(I_discharge)를 예시한다.
도 11은 본 발명의 제3 실시예의 유지 구동 장치의 구성을 나타낸다.
도 12는 상술한 제3 실시예의 유지 구동 장치를 통하여 얻어지는 유지 펄스 상승 구간 전후의 전압 파형(V), 공진 전류(I_res) 및 방전 전류(I_discharge)를 예시한다.
도 13a내지 도 13d는 제3 실시예의 유지 구동 장치의 작동을 설명하기 위한 도면이다.
도 14는 본 발명의 제3 실시예의 유지 구동 장치를 모의 시험한 결과 얻어진 전압, 전류 파형을 나타낸다.
본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널의 방전 유지 구동 방법 및 구동 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, 유지 기간 동안 플라즈마 디스플레이 패널의 스 캔 전극과 유지 전극 사이에 극성이 교대로 변하는 펄스 전압 파형을 인가하여 유지 방전을 발생시키되, 동작에 필요한 전원 전압의 크기를 낮추면서 회로 구성을 최적화한 플라즈마 디스플레이 패널의 방전 유지 구동 방법 및 구동 장치를 제공하기 위한 것이다.
도 1은 일반적인 3전극 면방전형 AC PDP의 패널 구조를 예시한 개략도이다. 도시된 바와 같이, 일반적인 AC PDP 패널은: 평판 유리 위에 대략 서로 평행하게 패터닝(patterning)된 복수개의 스캔 전극(Y)과 유지 전극(Z), 이들을 덮는 상판 유전층(8), 상판 유전층(8) 위를 덮는 보호층(9)을 포함하는 상판(1)과; 상기 스캔 전극(Y) 및 유지 전극(Z)과 교차하도록 배열된 어드레스 전극(X)과, 상기 어드레스 전극(X) 위를 덮어 반사층 역할을 하는 하판 유전층(5), 각 셀을 구분하기 위한 격벽(3), 상기 어드레스 전극(X)과 평행하게 도포되고 상기 격벽(3)의 측면 및 저면에 도포되어 가시광을 내는 형광막(4)이 형성된 하판(2)으로 이루어진다.
접합된 상판(1)과 하판(2) 사이를 진공 배기한 후, 상판(1)과 하판(2) 사이에 정의되는 방전 공간에는 제논(Xe) 가스를 포함하는 2원 또는 3원의 불활성 가스가 채워지며, 상판(1)의 스캔 전극(Y) 및 유지 전극(Z)과, 하판(2)의 어드레스 전극(X)이 서로 교차하는 부위에 단위 방전 셀(cell)이 형성되고, 컬러 이미지 표시를 위해 각각 적색, 녹색, 청색을 내는 세 개의 셀이 결합되어 하나의 화소(pixel)를 이룬다.
도 2는 종래 기술의 AC PDP 패널을 구동하기 위하여 사용되는 한 방법을 예시한다. AC PDP 패널을 구동하기 위해서는, 도 2에 도시된 바와 같이, 일반적으로 단위 화상을 나타내는 1 TV 필드 동안 밝기가 각기 다른 복수개(예를 들어, 8개)의 서브 필드를 두며, 각각의 서브 필드는 초기화 기간(R), 어드레스 기간(또는 기입 기간)(W) 및 방전 유지 기간(S)으로 구성된다. 예를 들어, 상기 각각의 서브 필드는 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27에 해당하는 만큼의 방전 유지 기간의 길이를 갖고, 이들 서브 필드의 조합으로 구현하고자 하는 계조(예를 들어, 256=28)의 표현이 가능하게 된다.
도 3은 방전 유지 기간 동안의 구동을 위한 종래 기술의 PDP 구동 장치의 회로 구성을 나타낸다(초기화 기간 및 어드레스 기간 동안의 구동을 위한 회로 부분들은 도시를 생략함). 유지 기간 동안의 구동을 위해서, 스캔 전극 구동 장치 내에 구비된 Y-유지 구동 회로(20)와, 유지 전극 구동 장치 내에 구비된 Z-유지 구동 회로(30)가 도 3에 도시된 바와 같이 패널(10) 양단에 대칭으로 결합 된다.
Y-유지 구동 회로(20)와 Z-유지 구동 회로(30)는 각각 스캔 전극(Y)과 유지 전극(Z)에 극성이 교대로 변화하는 펄스 전압을 인가하여, 패널(10)의 방전 셀 내에는 인가된 펄스 전압과 벽 전압(wall voltage)이 중첩된 공간 전압이 유기되고, 그에 따라 각각의 방전 셀 내에 유지 방전(sustain discharge)이 발생하여 영상 데이터에 따른 계조 표현이 이루어진다.
Y-유지 구동 회로(20)는 기저 전압(GND)으로부터 유지 전압(+Vs)까지 상승하는 유지 펄스를 스캔 전극(Y)에 공급한다. 여기서, Y-전력 회수부(22)의 작동을 살펴보면, 펄스 전압의 상승 과정에서 제1 회수 스위치(ER1)를 턴온시켜 패널(10) 커패시턴스와 공진 인덕터(L1)를 통한 LC 공진을 발생시켜 패널(10)에 충전전류를 공급함으로써 패널의 전위를 기저 전위(GND)로부터 유지 전압(+Vs)까지 상승시킨다.
반대로, 펄스 전압의 하강 과정에서는 제2 회수 스위치(ER2)를 턴온시켜 패널(10)로부터 공진 인덕터(L1)를 통한 방전 전류를 회수함으로써 패널의 전위를 유지 전압(+Vs)으로부터 기저 전위(GND)로 하강시키는 역할을 한다. 즉, Y-전력 회수부(22)는 유지 기간 동안 전력 회수 작용을 수행하여 소비 전력을 감소시키는 역할을 한다. 이때, 제1 회수 다이오드(DR1) 및 제2 회수 다이오드(DR2)는 각각의 경로 상에서 전류 방향을 제한하는 역할을 한다.
상술한 Y-전력 회수부(22)의 공진 작용에 의하여 패널(10)의 전압이 상승하면, 제1 스위치(S1)를 턴온하여 패널(10)의 전위를 유지 전압(+Vs)으로 지속시킨다. 또한, 반대로 Y-전력 회수부(22)의 공진 작용에 의하여 패널(10)의 전압이 하강하면, 제2 스위치(S2)를 턴온하여 패널(10)의 전위를 기저 전위(GND)로 지속시킨다.
Z-유지 구동 회로(30)는, Y-유지 구동 회로(20)와 대칭되는 구성을 가지며, Y-유지 구동 회로(20)가 기저 전위를 출력하는 동안 유지 펄스를 공급한다. Z-유지 구동 회로(30)를 이루는 Z-전력 회수부(32) 및 스위치들의 동작은 Y-유지 구동 회로(20)의 경우와 유사하므로 상세한 설명을 생략한다. 도 4는, 도 3에 도시한 종래 기술의 구동 장치에 있어서, Y-유지 구동 회로(20) 및 Z-유지 구동 회로(30)의 스위치(S1, S2, S3, S4)에 인가되는 구동 신호의 타이밍, Y 출력 파형 및 Z 출력 파형을 도시한다.
상술한 종래 기술의 PDP 구동 장치는 회로의 작동을 위하여 유지 전압(+Vs)을 공급하는 전원이 구비되어 있다. 통상, PDP의 구동에 필요한 유지 전압(+Vs)은 수백 볼트의 고전압으로서, 회로의 작동에 필요한 유지 전압 값을 보다 낮추어 전원 발생 회로의 부담을 경감할 필요가 있다.
본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 유지 구동 회로의 정상적인 작동에 필요한 유지 전압 값을 기존의 1/4 정도로 낮추는 것이 가능한 PDP의 유지 구동 방법 및 장치를 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명은 유지 펄스가 상승하고 있는 기간 동안에 유지 방전이 발생하는 경우에도 구동 파형의 왜곡을 방지할 수 있는 PDP의 유지 구동 방법 및 장치를 제공하기 위한 것이다.
나아가서, 본 발명은 유지 전압 값을 기존의 경우에 비하여 대폭 낮추면서도, 최적화된 회로 구성을 통하여 제조 단가를 감소시킬 수 있는 PDP의 유지 구동 방법 및 장치를 제공하기 위한 것이다.
이와 같은 목적을 달성하기 위한, 본 발명의 제1특징에 의한 플라즈마 디스플레이 패널의 유지 기간 중의 구동 방법은, 소정 기간 동안 제1 전압으로 스캔 전극 또는 유지 전극의 전위를 지속시키는 단계; 상기 패널의 커패시턴스에 공진 전류를 주입하여 상기 스캔 전극 또는 유지 전극의 전위를 상기 제1 전압으로부터 상승시키는 단계; 및 상기 공진 전류가 피크 값을 지나 감소하는 중의 어느 한 시점에 상기 스캔 전극 또는 유지 전극의 전위가 제2 전압에 도달하면, 상기 스캔 전극 또는 유지 전극의 전위를 상기 제2 전압으로 소정 기간 동안 지속시키는 단계를 포함한다.
여기서, 상기 제1 전압은 -Vs/2의 전압이며, 상기 제2 전압은 +Vs/2의 전압인 것이 바람직하다.
본 발명의 제2 특징에 의한 플라즈마 디스플레이 패널의 유지 기간 중의 구동 방법은, 유지 펄스의 상승 구간에는, 제1 공진 전류가 피크 값을 지나서 최저점에 이르기 전에 상기 유지 펄스가 최고 전압에 도달하도록 하는 단계; 및 상기 유지 펄스의 하강 구간에는, 상기 유지 펄스가 상기 최고 전압으로부터 최저 전압을 향하여 하강을 시작하면 제2 공진 전류가 상승을 시작하도록 하는 단계를 포함한다.
여기서, 상기 최고 전압은 +Vs/2의 전압이며, 상기 최저 전압은 -Vs/2의 전 압인 것이 바람직하다.
본 발명의 제3 특징에 의한 플라즈마 디스플레이 패널의 유지 기간 중의 구동 방법은, 제1 전원으로부터 제1 공진 인덕터를 경유하여 플라즈마 디스플레이 패널에 이르는 제1 경로를 턴온하여 상기 플라즈마 디스플레이 패널의 전극 전위를 상승시키는 단계; 및 상기 플라즈마 디스플레이 패널로부터 제2 공진 인덕터를 경유하여 기저전위에 이르는 제2 경로를 턴온하여 상기 플라즈마 디스플레이 패널의 전극 전위를 하강시키는 단계를 포함한다.
바람직하게는, 상기 플라즈마 디스플레이 패널의 전극 전위가 설정된 목표 전압까지 상승하면, 상기 제1 공진 인덕터를 경유하지 않는 제3 경로를 턴온하여 상기 전극 전위를 소정 기간 동안 상기 목표 전압으로 지속시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 플라즈마 디스플레이 패널의 전극 전위가 설정된 목표 전압까지 하강하면, 상기 제2 공진 인덕터를 경유하지 않는 제4 경로를 턴온하여 상기 전극 전위를 소정 기간 동안 상기 목표 전압으로 지속시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
이때, 상기 제3 경로는 상기 제1 전원 전압으로 충전된 제1 커패시터를 포함하는 것일 수 있으며, 상기 제4 경로는 상기 제1 전원 전압의 2배의 전압으로 충전된 제2 커패시터를 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 제4 특징에 의한 플라즈마 디스플레이 패널의 유지 기간 중의 구 동 방법은, 제1 전원으로부터 공진 인덕터를 경유하여 플라즈마 디스플레이 패널에 이르는 제1 경로를 턴온하여 상기 플라즈마 디스플레이 패널의 전극 전위를 상승시키는 단계; 및 상기 플라즈마 디스플레이 패널의 전극 전위가 설정된 목표 전압까지 상승하면, 상기 공진 인덕터를 경유하지 않고 상기 제1 전원 전압으로 미리 충전된 커패시터를 포함하는 제2 경로를 턴온하여 상기 전극 전위를 소정 기간 동안 상기 목표 전압으로 지속시키는 단계를 포함한다.
본 발명의 제5 특징에 의한 플라즈마 디스플레이 패널의 유지 기간 중의 구동 방법은, 플라즈마 디스플레이 패널로부터 공진 인덕터를 경유하여 기저전위에 이르는 제1 경로를 턴온하여 상기 플라즈마 디스플레이 패널의 전극 전위를 하강시키는 단계; 및 상기 플라즈마 디스플레이 패널의 전극 전위가 설정된 목표 전압까지 하강하면, 상기 공진 인덕터를 경유하지 않고 회로에 구비된 제1 전원 전압의 2배의 전압으로 미리 충전된 제2 경로를 턴온하여 상기 전극 전위를 소정 기간 동안 상기 목표 전압으로 지속시키는 단계를 포함한다.
본 발명의 제6 특징에 의한 플라즈마 디스플레이 패널의 유지 기간 중의 구동을 위한 구동 장치는, 제1 전원으로부터 제1 공진 인덕터를 경유하여 플라즈마 디스플레이 패널에 이르는 제1 경로를 턴온하여 상기 플라즈마 디스플레이 패널의 전극 전위를 상승시키고, 상기 플라즈마 디스플레이 패널로부터 제2 공진 인덕터를 경유하여 기저전위에 이르는 제2 경로를 턴온하여 상기 플라즈마 디스플레이 패널 의 전극 전위를 하강시키는 하나 이상의 스위칭 소자를 포함한다.
여기서, 상기 제1 경로는 제1 전원에 접속되고 전류 방향 제어를 위한 다이오드, 상기 제1 공진 인덕터 및 상기 하나 이상의 스위칭 소자를 포함하는 것일 수 있다.
또한, 상기 제2 경로는 기저 전위에 접속된 상기 하나 이상의 스위칭 소자, 전류 방향 제어를 위한 다이오드 및 상기 제2 공진 인덕터를 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 제7 특징에 의한 플라즈마 디스플레이 패널의 유지 기간 중의 구동을 위한 구동 장치는, 제1 전원으로부터 공진 인덕터를 경유하여 플라즈마 디스플레이 패널에 이르는 제1 경로를 턴온하여 상기 플라즈마 디스플레이 패널의 전극 전위를 상승시키고, 상기 플라즈마 디스플레이 패널의 전극 전위가 설정된 목표 전압까지 상승하면, 상기 공진 인덕터를 경유하지 않고 상기 제1 전원 전압으로 미리 충전된 커패시터를 포함하는 제2 경로를 턴온하여 상기 전극 전위를 소정 기간 동안 상기 목표 전압으로 지속시키는 하나 이상의 스위칭 소자를 포함한다.
본 발명의 제8 특징에 의한 플라즈마 디스플레이 패널의 유지 기간 중의 구동을 위한 구동 장치는, 플라즈마 디스플레이 패널로부터 공진 인덕터를 경유하여 기저전위에 이르는 제1 경로를 턴온하여 상기 플라즈마 디스플레이 패널의 전극 전위를 하강시키고, 상기 플라즈마 디스플레이 패널의 전극 전위가 설정된 목표 전압 까지 하강하면, 상기 공진 인덕터를 경유하지 않고 회로에 구비된 제1 전원 전압의 2배의 전압으로 미리 충전된 제2 경로를 턴온하여 상기 전극 전위를 소정 기간 동안 상기 목표 전압으로 지속시키는 하나 이상의 스위칭 소자를 포함한다.
여기서, 상기 제1 전원은 Vs/4의 전압을 공급하는 전원임이 바람직하다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 관하여 상세히 설명한다.
도 5는 본 발명의 PDP 구동 장치(특히, 유지 구동 장치, sustainer)의 제1 실시예를 나타낸다. 도시된 실시예의 PDP 구동 장치는, Y-유지 구동부(120) 및 Z-유지 구동부(130)가 대칭적인 회로 구성으로 되어 있다. 실시예의 구동 장치는 전력 회수를 위한 회로 부분을 도시 생략한 것이다.
Y-유지 구동부(120)는 유지 전압의 1/4의 전압을 공급하는 제1 전원(Vs/4)과, 각각의 선로에서 전류 방향을 제어하는 제1 내지 제4 다이오드(D1, D2, D3, D4), 제1 및 제2 커패시터(C1, C2), 각 선로를 턴온/턴오프하는 제1 내지 제4 스위칭 소자(Q1, Q2, Q3, Q4)를 포함한다.
Z-유지 구동부(130)는 상술한 Y-유지 구동부(130)와 대칭을 이루는 회로 구성이며, 제2 전원(Vs/4), 제5 내지 제8 다이오드(D5, D6, D7, D8), 제3 및 제4 커패시터(C3, C4), 제5 내지 제8 스위칭 소자(Q5, Q6, Q7, Q8)를 포함한다.
도 6은 상술한 제1 실시예의 PDP 유지 구동 장치에 있어서, 각 스위칭 소자의 구동 신호 타이밍과, Y-유지 구동부(120)의 출력 파형 및 Z-유지 구동부(130)의 출력 파형을 나타낸다. 도시된 바와 같이, 제1 스위치(Q1) 및 제3 스위치(Q3)가 턴온/턴오프하면, 제2 스위치(Q2) 및 제4 스위치(Q4)가 턴오프/턴온한다. 제1 스위치(Q1) 및 제3 스위치(Q3)가 턴온하면, 제3 스위치(Q3), 제1 커패시터(C1) 및 제1 스위치(Q1)를 경유하는 경로가 형성되어, 패널(10)의 스캔 전극으로 제1 전원(Vs/4)의 전압과 제1 커패시터(C1)에 충전된 전압이 합쳐진 전압이 공급된다.
이때, 제1 커패시터(C1)에는, 이전 주기에서 제4 스위치(Q4)가 턴온되어 있을 때, 제3 다이오드(D3), 제1 커패시터(C1), 제2 다이오드(D2) 및 제4 스위치를 경유하는 경로를 통하여 제1 전원(Vs/4)의 전압으로 충전되어 있으므로, 결국 스캔 전극에는, Y-유지 구동부(120)로부터 도 6에 도시된 바와 같은 +Vs/2의 전압이 출력된다.
또한, 제1 스위치(Q1) 및 제3 스위치(Q3)가 턴오프하고, 제2 스위치(Q2) 및 제4 스위치(Q4)가 턴온하면, 제4 스위치(Q4), 제2 커패시터(C2) 및 제2 스위치(Q2)를 경유하는 경로가 형성되어, 패널(10)의 스캔 전극으로 제2 커패시터(C2)에 충전된 전압의 역 전압이 공급된다.
이때, 제2 커패시터(C2)에는, 이전 주기에서 패널(10)의 스캔 전극에 공급되었던 Vs/2의 전압이 제1 다이오드(D1), 제2 커패시터(C2) 및 제4 스위치(Q4)가 턴온되어 있을 때, 제3 다이오드(D3), 제2 다이오드(D2) 및 제4 스위치를 경유하는 경로를 통하여 Vs/2의 전압으로 충전되어 있으므로, 결국 스캔 전극에는, Y-유지 구동부(120)로부터 도 6에 도시된 바와 같은 -Vs/2의 전압이 출력된다.
Z-유지 구동부(130)의 작동은 상술한 Y-유지 구동부(120)와 대칭이므로, 상세한 설명은 생략한다. 위와 같은 구성을 통하여, 상술한 제1 실시예의 유지 구동 장치는, Vs/4의 전원을 이용하여 유지 기간 동안의 구동이 가능하도록 한다는 장점을 제공한다.
도 7은 제1 실시예의 유지 구동 장치에, 도 3에 도시된 전력 회수 회로의 구성을 그대로 적용한 제2 실시예를 예시한다. 도 7에는 Y-유지 구동부(120)의 구성만을 나타내었고, 도시된 회로에는 제1 회수 스위치(ER1), 제2 회수 스위치(ER2), 제1 회수 다이오드(DR1), 제2 회수 다이오드(DR2)를 포함하는 전력 회수부(122)가 구비되어 있다.
도 8 및 도 10은 상술한 도 7의 유지 구동 장치의 작동을 설명하기 위한 도면이다. 도 8에 도시된 바와 같이, 유지 펄스가 -Vs/2로부터 +Vs/2로 상승하는 구간 동안에는, 전력 회수부(122)의 제1 회수 스위치(ER1)가 턴온함으로써 공진 인덕터(L1) 및 패널 커패시턴스의 LC 공진을 이용하여 패널의 전극 전위를 상승시킨다(경로 A).
패널의 전극 전위가 +Vs/2까지 상승하면, 제1 스위치(Q1) 및 제3 스위치(Q3)가 턴온하여 패널로 +Vs/2의 전압을 소정 기간 동안 지속적으로 공급하고, 유지 펄스 파형은 최고점의 전압으로 유지된다(경로 B).
또한, 도 10에 도시된 바와 같이, 유지 펄스가 +Vs/2로부터 -Vs/2로 하강하는 구간 동안에는, 전력 회수부(122)의 제2 회수 스위치(ER2)가 턴온함으로써 공진 인덕터(L1) 및 패널 커패시턴스의 LC 공진을 이용하여 패널의 전극 전위를 하강시킨다(경로 C).
패널의 전극 전위가 -Vs/2까지 하강하면, 제2 스위치(Q2) 및 제4 스위치(Q4)가 턴온하여 패널로 -Vs/2의 전압을 소정 기간 동안 지속적으로 공급하고, 유지 펄스 파형은 최저점의 전압으로 유지된다(경로 D).
이상과 같은 제2 실시예의 구성에 의하여, Vs/4의 전원만으로 종전의 유지 구동 장치와 동일한 전력 회수 기능 및 유지 구동 기능을 얻을 수 있게 된다.
도 9는 상술한 제2 실시예의 유지 구동 장치를 통하여 얻어지는 유지 펄스 상승 구간 전후의 전압 파형(V), 공진 전류(I_res) 및 방전 전류(I_discharge)를 예시한다. 제2 실시예의 유지 구동 장치에서는, 원칙적으로는, 패널(10)의 전극 전압이 -Vs/2에서 +Vs/2까지 상승하는 그와 더불어 LC 공진의 한 주기가 종료하여 공진 전류(I_res)가 거의 0 부근으로 감소한 시점에서 제1 스위치(Q1) 및 제3 스위치(Q3)가 턴온하여 +Vs/2의 전압이 공급되고, 이때 패널의 방전셀 내에 방전이 발생하도록 되어 있다. 따라서, 방전 전류는 제1 전원(+Vs/4)으로부터 공급되도록 되어 있고, 그에 따라 제1 전원(+Vs/4)의 전류 공급 능력이 충분할 경우에는 파형 왜곡 등의 문제가 발생하지 않도록 되어 있는 것이다.
그러나, 방전셀 내의 벽전하 상황과 패널 및 방전셀들의 제조 편차에 따라, 실제로는 LC 공진이 발생하고 있는 도중, 즉, 파형이 도 9와 같이 상승하고 있는 도중에 방전이 발생하는 상황이 일어날 수 있으며, 이때, 공진 전류가 방전 전류로 됨에 따라 정상적인 LC 공진이 계속되지 못하고, 하강하던 공진 전류가 일시적 상승하게 되며, 도 9와 같이 상승하던 출력 전압의 왜곡이 발생하게 된다.
이러한 현상은, 방전 전류가 공진 전류에 비하여 큰 경우, 예를 들어, 화면이 매우 밝아 최고 계조 패턴(full white)에 가까운 경우에 특히 문제가 될 수 있으며, 유지 방전의 마진을 감소시키고, 화질에 악영향을 미치게 된다.
도 11은 본 발명의 제3 실시예의 유지 구동 장치의 구성을 나타낸다. 제3 실시예의 유지 구동 회로(220)는, 제2 실시예에 비하여 회로의 구성을 보다 단순화하면서 동일한 기능을 구현할 수 있도록 한 것이다. 제3 실시예에는 제2 실시예와 같이 종래 기술과 동일한 전력 회수부(122)를 두지 않고, 유지 구동 회로(220)에 전력 회수 기능을 부가하기 위하여, 제3 다이오드(D3)와 제1 커패시터(C1)의 접속점 사이에 제1 인덕터(L1)가 추가되었으며, 제3 스위치(Q3)와 제1 커패시터(C1)의 접속점과 패널(10) 사이에 제2 인덕터(L2)가 설치되었다. 또한, 기저 전위(GND)와 제2 인덕터(L2) 사이에 회수 스위치(ER1)와 회수 다이오드(DR1)가 구비되어 있다.
도 13a내지 도 13d는 제3 실시예의 유지 구동 장치의 작동을 설명하기 위한 도면이다. 도 13a는 유지 펄스 상승 구간 동안의 충전 전류 공급 동작을 나타낸다. 제1 스위치(Q1)가 턴온하면, 전원(Vs/4)으로부터 공급되는 공진 전류가 제3 다이오드(D3), 제 인덕터(L1) 및 제1 스위치(Q1)를 통하여 패널(10)에 공급되고, 패널의 전극 전위는 LC 공진에 의하여 상승한다(경로 A). 패널의 전위가 +Vs/2까지 상승한 후, 제1 인덕터(L1)에 유기된 전류는 제1 커패시터(C1)와 제3 스위치(Q3)를 통한 환류(freewheeling) 경로에 의해 흐르다가 소멸한다(경로 B).
도 13b는 유지 펄스가 상승을 완료한 후 최고점 전압으로 지속되는 구간 동안의 회로 동작을 나타낸다. 이 구간 동안에는 상술한 제2 실시예와 마찬가지로, 제1 스위치(Q1) 및 제3 스위치(Q3)가 함께 턴온하여 패널(10)에 전원(Vs/4)의 전압과 제1 커패시터(C1)의 충전 전압(Vs/4)이 중첩된 +Vs/2의 전압이 공급된다(경로 C).
도 13c는 유지 펄스 하강 구간 동안의 방전 전류 회수 동작을 나타낸다. 회수 스위치(ER2)가 턴온되면, 제2 인덕터(L2)와 회수 다이오드(DR1), 그리고 회수 스위치(ER1)를 통하여 패널(10)의 방전 전류가 LC 공진 작용을 통해 기저 전위(GND)로 회수된다(경로 D). 이때, 패널(10)의 전위는 LC 공진 작용에 의하여 음으로 하강한다.
도 13d는 유지 펄스가 하강을 완료한 후 최저점의 전압으로 지속되는 구간 동안의 회로 동작을 나타낸다. 패널(10)의 전극 전위는 상술한 하강 구간 동안의 LC 공진 작용에 의하여 -Vs/2까지 하강하며, 하강이 완료된 후, 도 13d에 도시된 바와 같이, 제2 스위치(Q2) 및 제4 스위치(Q4)가 턴온하여 제2 커패시터(Q2)에 ㅊ충전된 전압의 역전압(즉, -Vs/2)이 패널(10)의 전극으로 공급된다(경로 E).
도 12는 상술한 제3 실시예의 유지 구동 장치를 통하여 얻어지는 유지 펄스 상승 구간 전후의 전압 파형(V), 공진 전류(I_res) 및 방전 전류(I_discharge)를 예시한다. 제3 실시예의 유지 구동 장치(220)에서는, 패널(10)에 공급되는 유지 펄스의 상승 구간에서 전원(Vs/4)을 공진 전류의 공급원으로 사용하고 있기 때문에, 도 12에 도시된 바와 같이, 패널 전압이 최고점(Vs/2)까지 상승한 시점에서의 인덕터에 흐르는 공진 전류(I_res)는 0이 되지 않으며, 최고점을 지나 어느 정도 감소하여 있는 영역에 있게 된다.
따라서, 유지 펄스 상승 구간 도중에, 도 9에 도시된 바와 같은 방전이 발생하더라도, 충분한 방전 전류가 패널에 공급될 수 있게 되어 유지 펄스의 파형 왜곡을 최소화할 수 있는 장점이 있으며, 이때, 제1 인덕터(L1)에 유기된 전류는 패널(10)의 전압이 Vs/2까지 상승한 후에는 환류 경로에 의해 소멸하기 때문에, 하드 스위칭(Hard Switching) 문제는 발생하지 않는다.
도 14는 본 발명의 제3 실시예의 유지 구동 장치(220)를 모의 시험한 결과 얻어진 유지 펄스 전압 파형(V') 및 공진 전류 파형(I_up, I_down)을 나타낸다. 도시된 바와 같이, 유지 펄스 상승 구간 동안에는 공진 전류(I_up)가 최고점을 지나 감소하는 도중에 유지 펄스가 목표 값(+Vs/2)까지의 상승을 완료하게 되며, 유지 펄스 하강 구간의 공진 전류(I_down)는 종전의 공진 전류와 유사하게 LC 공진 주기와 유지 펄스 하강 구간이 대략 일치하는 파형이 얻어졌다. 따라서, 제3 실시예에 있어 유지 펄스 상승 구간 및 하강 구간의 전류 파형은 다소 비대칭적인 특성 을 보이게 된다.
본 발명의 PDP 구동 방법 및 구동 장치는 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 다양한 형태로 변형, 응용 가능하다. 예를 들어, 실시예에서 설명한 스위칭 소자들로써는 전계효과 트랜지스터(FET)를 사용하는 것이 바람직하나, 필요에 따라, 공지된 다른 스위칭 소자로도 대체될 수 있으며, 실시예로 제시된 회로 각부의 구체적인 구성 및 세부 결선 역시 다양하게 변형될 수 있다. 결국, 상기 실시예와 도면은 발명의 내용을 상세히 설명하기 위한 목적일 뿐, 발명의 기술적 사상의 범위를 한정하고자 하는 것이 아니므로, 본 발명의 권리범위는 후술하는 청구범위뿐만이 아니라 그와 균등한 범위를 포함하여 판단되어야 한다.
본 발명에 의하여, 유지 구동 회로의 정상적인 작동에 필요한 유지 전압 값을 기존의 1/4 정도로 낮추는 것이 가능한 PDP의 유지 구동 방법 및 장치를 얻을 수 있다.
또한, 본 발명의 PDP의 유지 구동 방법 및 장치를 적용하여, 유지 펄스가 상승하고 있는 기간 동안에 유지 방전이 발생하는 경우에도 구동 파형의 왜곡을 방지할 수 있게 된다.
나아가서, 본 발명의 PDP의 유지 구동 방법 및 장치를 적용하여, 유지 전압 값을 기존의 경우에 비하여 대폭 낮추면서도, 최적화된 회로 구성을 통하여 제조 단가를 감소시키는 것이 가능하다.

Claims (18)

  1. 플라즈마 디스플레이 패널의 유지 기간 중의 구동 방법에 있어서,
    소정 기간 동안 제1 전압으로 스캔 전극 또는 유지 전극의 전위를 지속시키는 단계;
    상기 패널의 커패시턴스에 공진 전류를 주입하여 상기 스캔 전극 또는 유지 전극의 전위를 상기 제1 전압으로부터 상승시키는 단계; 및
    상기 공진 전류가 피크 값을 지나 감소하는 중의 어느 한 시점에 상기 스캔 전극 또는 유지 전극의 전위가 제2 전압에 도달하면, 상기 스캔 전극 또는 유지 전극의 전위를 상기 제2 전압으로 소정 기간 동안 지속시키는 단계를 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널의 유지 구동 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 전압은 -Vs/2의 전압이며, 상기 제2 전압은 +Vs/2의 전압인 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 유지 구동 방법.
  3. 플라즈마 디스플레이 패널의 유지 기간 중의 구동 방법에 있어서,
    유지 펄스의 상승 구간에는, 제1 공진 전류가 피크 값을 지나서 최저점에 이르기 전에 상기 유지 펄스가 최고 전압에 도달하도록 하는 단계; 및
    상기 유지 펄스의 하강 구간에는, 상기 유지 펄스가 상기 최고 전압으로부터 최저 전압을 향하여 하강을 시작하면 제2 공진 전류가 상승을 시작하도록 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 유지 구동 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 최고 전압은 +Vs/2의 전압이며, 상기 최저 전압은 -Vs/2의 전압인 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 유지 구동 방법.
  5. 플라즈마 디스플레이 패널의 유지 기간 중의 구동 방법에 있어서,
    제1 전원으로부터 제1 공진 인덕터를 경유하여 플라즈마 디스플레이 패널에 이르는 제1 경로를 턴온하여 상기 플라즈마 디스플레이 패널의 전극 전위를 상승시키는 단계; 및
    상기 플라즈마 디스플레이 패널로부터 제2 공진 인덕터를 경유하여 기저전위에 이르는 제2 경로를 턴온하여 상기 플라즈마 디스플레이 패널의 전극 전위를 하강시키는 단계를 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널의 유지 구동 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 플라즈마 디스플레이 패널의 전극 전위가 설정된 목표 전압까지 상승하면, 상기 제1 공진 인덕터를 경유하지 않는 제3 경로를 턴온하여 상기 전극 전위를 소정 기간 동안 상기 목표 전압으로 지속시키는 단계를 더 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널의 유지 구동 방법.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 플라즈마 디스플레이 패널의 전극 전위가 설정된 목표 전압까지 하강하면, 상기 제2 공진 인덕터를 경유하지 않는 제4 경로를 턴온하여 상기 전극 전위를 소정 기간 동안 상기 목표 전압으로 지속시키는 단계를 더 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널의 유지 구동 방법.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 제3 경로는 상기 제1 전원 전압으로 충전된 제1 커패시터를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 유지 구동 방법.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 제4 경로는 상기 제1 전원 전압의 2배의 전압으로 충전된 제2 커패시터를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 유지 구동 방법.
  10. 플라즈마 디스플레이 패널의 유지 기간 중의 구동 방법에 있어서,
    제1 전원으로부터 공진 인덕터를 경유하여 플라즈마 디스플레이 패널에 이르는 제1 경로를 턴온하여 상기 플라즈마 디스플레이 패널의 전극 전위를 상승시키는 단계; 및
    상기 플라즈마 디스플레이 패널의 전극 전위가 설정된 목표 전압까지 상승하 면, 상기 공진 인덕터를 경유하지 않고 상기 제1 전원 전압으로 미리 충전된 커패시터를 포함하는 제2 경로를 턴온하여 상기 전극 전위를 소정 기간 동안 상기 목표 전압으로 지속시키는 단계를 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널의 유지 구동 방법.
  11. 플라즈마 디스플레이 패널의 유지 기간 중의 구동 방법에 있어서,
    플라즈마 디스플레이 패널로부터 공진 인덕터를 경유하여 기저전위에 이르는 제1 경로를 턴온하여 상기 플라즈마 디스플레이 패널의 전극 전위를 하강시키는 단계; 및
    상기 플라즈마 디스플레이 패널의 전극 전위가 설정된 목표 전압까지 하강하면, 상기 공진 인덕터를 경유하지 않고 회로에 구비된 제1 전원 전압의 2배의 전압으로 미리 충전된 제2 경로를 턴온하여 상기 전극 전위를 소정 기간 동안 상기 목표 전압으로 지속시키는 단계를 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널의 유지 구동 방법.
  12. 제5항, 제10항 및 제11항의 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 전원은 Vs/4의 전압을 공급하는 전원인 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 유지 구동 방법.
  13. 플라즈마 디스플레이 패널의 유지 기간 중의 구동을 위한 구동 장치에 있어 서,
    제1 전원으로부터 제1 공진 인덕터를 경유하여 플라즈마 디스플레이 패널에 이르는 제1 경로를 턴온하여 상기 플라즈마 디스플레이 패널의 전극 전위를 상승시키고,
    상기 플라즈마 디스플레이 패널로부터 제2 공진 인덕터를 경유하여 기저전위에 이르는 제2 경로를 턴온하여 상기 플라즈마 디스플레이 패널의 전극 전위를 하강시키는 하나 이상의 스위칭 소자를 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널의 유지 구동 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 제1 경로는 제1 전원에 접속되고 전류 방향 제어를 위한 다이오드, 상기 제1 공진 인덕터 및 상기 하나 이상의 스위칭 소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 유지 구동 장치.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 제2 경로는 기저 전위에 접속된 상기 하나 이상의 스위칭 소자, 전류 방향 제어를 위한 다이오드 및 상기 제2 공진 인덕터를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 유지 구동 장치.
  16. 플라즈마 디스플레이 패널의 유지 기간 중의 구동을 위한 구동 장치에 있어 서,
    제1 전원으로부터 공진 인덕터를 경유하여 플라즈마 디스플레이 패널에 이르는 제1 경로를 턴온하여 상기 플라즈마 디스플레이 패널의 전극 전위를 상승시키고,
    상기 플라즈마 디스플레이 패널의 전극 전위가 설정된 목표 전압까지 상승하면, 상기 공진 인덕터를 경유하지 않고 상기 제1 전원 전압으로 미리 충전된 커패시터를 포함하는 제2 경로를 턴온하여 상기 전극 전위를 소정 기간 동안 상기 목표 전압으로 지속시키는 하나 이상의 스위칭 소자를 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널의 유지 구동 장치.
  17. 플라즈마 디스플레이 패널의 유지 기간 중의 구동을 위한 구동 장치에 있어서,
    플라즈마 디스플레이 패널로부터 공진 인덕터를 경유하여 기저전위에 이르는 제1 경로를 턴온하여 상기 플라즈마 디스플레이 패널의 전극 전위를 하강시키고,
    상기 플라즈마 디스플레이 패널의 전극 전위가 설정된 목표 전압까지 하강하면, 상기 공진 인덕터를 경유하지 않고 회로에 구비된 제1 전원 전압의 2배의 전압으로 미리 충전된 제2 경로를 턴온하여 상기 전극 전위를 소정 기간 동안 상기 목표 전압으로 지속시키는 하나 이상의 스위칭 소자를 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널의 유지 구동 장치.
  18. 제13항, 제16항 및 제17항의 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 전원은 Vs/4의 전압을 공급하는 전원인 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 유지 구동 장치.
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