KR100322089B1 - 어드레스 전극 구동 전력 회수 회로를 갖는 플라즈마 표시 패널의 구동장치 - Google Patents

어드레스 전극 구동 전력 회수 회로를 갖는 플라즈마 표시 패널의 구동장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 플라즈마 표시 패널의 기입 동작을 수행하는 어드레스 구동(address driver)단을 통하여 어드레스 스위칭시에 발생하는 무효전력을 회수하기 위한 어드레스 구동 전력 회수 회로를 갖는 플라즈마 표시 패널의 구동 장치를 기재한다. 본 발명에 따른 어드레스 구동 전력 회수 회로를 갖는 플라즈마 표시 패널의 구동 장치는 용량성 부하를 갖는 패널의 특성상 외부 전압 인가에 의한 충전 및 방전 동작으로 소모되는 많은 양의 무효전력을 회수하기 위하여, 방전유지전극 구동 전력에 대한 전력 회수 회로 뿐 만 아니라 어드레스 구동 전력에 대한 전력회수회로를 만들어서 전력을 회수한다. 어드레스 전극에는 일방적으로 구동 펄스가 인가되기 때문에 전력회수회로를 사용할 수 없어서, 기존의 IC를 사용하며 플라즈마 표시 패널에 어드레스 전극과 어드레스 전극 사이에 어드레스 공통전극을 형성하여서 이 공통전극을 통하여 무효전력을 회수하는 방식을 사용하거나, 어드레스 구동 드라이버 IC의 접지 단자를 공통전극으로 사용하는 방식을 사용한다.

Description

어드레스 전극 구동 전력 회수 회로를 갖는 플라즈마 표시 패널의 구동 장치{apparatus for driving a plasma display panel having a circuit for recovering power for driving a address electrode}
본 발명은 플라즈마 표시 패널의 기입 동작을 수행하는 어드레스 구동(address driver)단을 통하여 어드레스 스위칭시에 발생하는 무효전력을 회수하기 위한 어드레스 구동 전력 회수 회로를 갖는 플라즈마 표시 패널의 구동 장치에 관한 것이다.
플라즈마 표시 패널(Plasma display panel)은 복수개의 방전관을 매트릭스(matrix) 형상으로 배열하여 이를 선택적으로 발광시킴으로써 전기 신호로 입력된 화상 데이타(data)를 복원시키는 표시 소자(display device)의 한 종류이다. 이 플라즈마 표시 패널(plasma display panel)의 구동 방식은 방전을 유지시키기 위하여 인가하는 전압이 시간에 따라 극성이 변화하는가의 여부에 따라 크게 DC 구동방식과 AC 구동방식으로 나누어진다.
도 1은 일반적인 교류형 면방전 플라즈마 표시 패널의 기본 구조를 나타낸다. 도시된 바와 같이, AC형 면방전 플라즈마 표시 패널은 전면 유리 기판(11)과 배면 유리 기판(17)의 속에 방전공간(15)을 형성한다. AC형 면방전 플라즈마 표시 패널은 방전을 유지 시키는 방전유지전극(12)이 유전체층(13)에 의해 내재되어 있어 전기적으로 방전공간(15)과 격리된다. 이 경우 방전은 잘 알려진 벽전하효과에 의하여 유지된다. 이와 같은 면방전 구조에서는 전면 기판(11) 상에 나란히 형성된 두 개의 방전유지전극(12)과 이에 교차하도록 배면 기판(17) 상에 설치된 어드레스 전극(16)이 구비된다. 이 구조에서는 어드레스 전극(16)과 방전유지전극(12) 사이에서 화소를 선택하는 어드레스 방전이 일어나고, 그 후 두 개의 방전유지전극(12)인 공통전극(X) 전극(12a)과 주사(Y) 전극(12b) 사이에서 영상신호를 표시하는 유지 방전이 일어난다.
도 2는 상용화된 AC형 3전극 면방전 플라즈마 방전 표시 패널의 개략적 분해 사시도이다. 배면 기판(17) 상에 형성된 격벽(18)에 의해 형성된 각 방전공간(15) 내에 하나의 어드레스 전극(16)과 그에 수직한 한 쌍의 주사전극(12)이 설치된다. 격벽(18)은 방전공간(15)을 형성하는 기능과 함께 방전시 발생한 공간전하 및 자외선을 차단하여 인접한 화소에서 크로스토크(cross talk)가 발생하는 것을 방지하는 역할을 한다. 플라즈마 표시 패널이 칼라 표시 소자로서의 성능을 나타내기 위해서는 방전시 발생하는 자외선에 의해 여기되어 적, 청, 녹색의 가시광선을 각각 방출하는 형광물질(19)이 도포되는데, 이는 방전 공간 내에 적, 청, 녹색의 빛깔을 내는 형광물질(19)이 순차적으로 반복하여 나열되도록 도포된다.
이와 같이 형광물질이 도포된 플라즈마 표시 패널이 칼라 영상 표시기로서의 성능을 발휘하기 위해서는 다계조(gray scale) 표시를 할 수 있어야 하는데, 현재에는 1 프레임의 화상을 복수개의 보조 필드로 나누어 시분할 구동하는 다계조(gray scale) 표시 방법이 사용되고 있다.
도 3은 일반적인 AC형 플라즈마 방전 표시 패널의 계조 표시 방법을 설명하기 위한 도면이다. 도시된 바와 같이, AC형 플라즈마 표시 패널의 다계조 표시 방법은 한 프레임(Frame)의 화상을 여러개의 보조 필드로 나누고 있으며, 각 보조필드 마다 어드레스(address) 기간과 표시방전유지기간으로 분리되어 구성되어 있다. 여기서는, 6비트(bit) 계조 구현 방법이 설명되고 있는데, 각 프레임의 화상을 6개의 보조 필드(subfild)로 시분할하여 26=64개의 계조를 표시하는 방법이 채택되고 있다. 각 보조 필드는 어드레스 기간(A1-A6)과 방전유지기간(S1-S6)으로 구성되어 있으며, 방전유지기간의 상대적인 길이가 시각 기능에 의해 밝기의 배로 나타나는 점을 이용하여 계조를 표현하게 된다. 즉, 제1보조 필드(SF1) 내지 제4보조 필드(SF4)의 유지 방전 기간(S1-S6)의 비가 1:2:4:8:16:32 이므로, 각각 0, 1(1T), 2(2T), 3(1T+2T), 4(4T), 5(1T+4T), 6(2T+4T), 7(1T+2T+4T), 8(8T), 9(1T+8T), 10(2T+8T), 11(3T+8T), 12(4T+8T), 13(1T+4T+8T), 14(2T+4T+8T), 15(1T+2T+4T+8T), 16(16T), 17(1T+16T), 18(2T+16T),....62(2T+4T+8T+16T+32T), 63(1T+2T+4T+8T+16T+32T)의 방전 유지 기간을 구성하여 64계조를 표시한다. 예를 들면, 임의의 화소에서 계조 6이 표시되도록 할려면 제2서브필드(2T)와 제3서브필드(4T)만 어드레스하고, 계조 15가 표시되도록 할려면 제1,2,3 및 4서브필드를 모두 어드레스하여야 한다.
도 4는 상기와 같은 계조 표시 방법을 구현하기 위하여 결선된 AC형 3전극 면방전 플라즈마 방전 표시 패널의 전극 결선도이다. 여기서, 수평전극쌍들로 이루어진 방전유지전극(12)들 중 공통으로 결선되어 있는 전극들이 공통전극(X전극)이며, 또 한쪽의 전극들은 주사전극(Y전극)이다. 공통전극 즉 X전극(12a)은 모두 공통으로 결선되어 방전유지펄스를 포함하여 전부 동일한 파형의 전압 신호가 인가된다. 그러므로 방전유지전극의 주사신호는 주사전극 즉 Y전극(12b)에 인가되어 Y 전극(12b)과 어드레스 전극(6) 사이에서 어드레싱(addressing)이 일어나게 되고, 또한 Y전극(12b)과 X 전극(12a) 사이에는 방전유지펄스가 인가되어 표시방전이 유지된다. 이와 같이 결선된 각 전극들에 인가되는 구동 신호들의 파형들이 도 5에 도시되어 있다.
도 5는 상용화된 AC형 플라즈마 표시 패널(Plasma Display Panel)의 구동 신호의 일반적인 파형도로서, 어드레스(ddress)·디스플레이(display) 분리(ADS) 구동 방법으로 영상을 구현하는 방법을 보여준다. 도 5에서 A는 어드레스 전극들에 인가되는 구동 신호이고, X는 공통 전극(X전극; 12a)에 인가되는 구동 신호이며, Y1-Y480은 각각 Y 전극들(12b)에 인가되는 구동 신호들이다. 전면 소거 기간(A11)은 정확한 계조 표시를 위하여 공통(X) 전극(12a)에 전면소거펄스(22a)를 인가하여 강한 방전을 일으켜 이전의 방전에 의해 생성된 벽전하를 소거함으로써 다음 보조 필드의 동작을 원활하게 한다(제1단계). 다음에 전면쓰기기간(A12) 및 전면소거기간(A13)은 어드레스 펄스 전압(21)을 낮추기 위하여 Y 전극(12b)에 전면쓰기펄스(23)에 인가하고 X 전극(12a)에 전면소거펄스(22b)를 인가하여 전면 쓰기 방전 및 전면 소거 방전을 각각 일으켜 방전공간(15) 내의 벽전하량을 제어한다(제2,3단계). 다음에 어드레스 기간(A14)은 교차된 어드레스 전극(16)과 주사전극(12b)의 사이에 어드레스 펄스(데이타 펄스, data pulse; 21)에 의한 선택적 방전에 의해서 플라즈마 표시 패널의 전화면 중 선택된 장소에 전기 신호화된 정보를 써넣는 작용을 한다(제4단계). 다음에 방전유지기간(S1)은 연속된 방전유지펄스(25)에 의한 방전으로서, 실제 화면상에 영상 정보를 구현하기 위하여 표시 방전을 주어진 시간동안 유지시키는 기간이다.
이와 같은 구조의 플라즈마 표시 패널에서 부하는 이상적으로 용량성 부하이다. 그렇기 때문에 외부에서 전압을 인가하게 되면 충전및 방전 동작을 통하여 많은 양의 전력을 소모한다. 그렇지만 이렇게 소모되는 전력은 발광에 도움이 되지 않기 때문에 무효전력이라 부른다. 이 전력을 회수하기 위하여 방전유지전극에는 전력 회수 회로를 만들어서 전력을 회수하고 있다. 더욱이, 유지방전에 할당된 시간은 주사선 수가 늘어날수록 기입하는데 걸리는 시간이 길어지고 서브 필드(subfield) 수가 증가하여 유지방전에 할당되는 시간이 짧아진다. 그렇기 때문에 고해상도의 패널일수록 무효전력이 늘어나 전체 휘도를 저하시키는 문제가 있다. 따라서, 고해상도 표시를 위해 서브필드 수가 늘어나는 만큼 방전유지펄스 뿐 만 아니라 데이터 펄스의 주파수도 높아지므로 패널의 용량성 부하로 인한 무효 전력이 더욱 증가하게 된다. 이를 해소하기 위해서는 방전유지전극에서 뿐 만 아니라 데이터 전극에 인가되는 무효전력도 회수할 필요가 있다.
그러나 현재로서 어드레스 전극에 인가되는 전력을 회수하는 회로는 소개된 바가 없다. 앞서 설명한 바와 같이, 어드레스에 인가되는 펄스는 고해상도일수록 많아지기 때문에 이에 비례하여 어드레스 전극을 통한 무효전력의 소모도 비례하여 증가될 뿐 만 아니라, 더욱이, 의사윤곽 현상의 제거를 위해서 서브필드를 10계조이상으로 많이 나눌 경우에도 이에 비례하여 무효전력의 소모도 증가된다.
이와 같이, 어드레스 전극 구동단에서는 에너지 회수 동작을 수행하지 않기 때문에, 고해상도로 갈수록 서브필드의 수가 많아 지는 만큼 늘어난 어드레스의 스위칭도에 의한 무효 전력의 소모도 늘어난다. 그렇기 때문에 어드레스 스위칭 드라이버의 전류 용량도 커져야 함은 물론 소비전력이 증대되는 문제점을 안고 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하고자 창안한 것으로, 고 해상도의 영상을 표시할수록 증가되는 소비전력을 절감하기 위하여 어드레스 전극과 바로 인접한 어드레스 전극 사이에 별도의 전극들을 배치하여 불필요하게 소모되는 어드레스 구동 전력을 회수할 수 있는 어드레스 구동 전력 회수 회로를 갖는 플라즈마 표시 패널의 구동 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
도 1은 일반적인 교류형 면방전 플라즈마 표시 패널의 기본 구조를 나타내는 수직 단면도,
도 2는 도 1의 AC형 플라즈마 방전 표시 패널의 개략적 분해 사시도,
도 3은 도 2의 AC형 플라즈마 방전 표시 패널의 계조 표시 방법을 설명하기 위한 설명도,
도 4는 도 3의 계조 표시 방법을 구현하기 위하여 결선된 도 2의 AC형 플라즈마 방전 표시 패널의 전극 결선도,
도 5는 도 4의 각 전극들에 인가되는 구동 신호들의 파형도,
도 6은 본 발명에 따른 어드레스 구동 전력 회수 회로를 갖는 플라즈마 표시 패널의 구동 장치에 적용된 플라즈마 표시 패널의 전극 구조를 자세하게 보여주는 분해 사시도,
도 7a 및 도 7b는 각각 도 6의 플라즈마 표시 패널에서 어드레스 공통전극의 회로 접속부를 보여주는 평면도로서,
도 7a는 패널의 전면을 보여주고,
도 7b는 패널의 배면을 보여주며,
도 8 및 도 9는 각각 본 발명에 따른 어드레스 전력 회수 회로의 기본 회로도,
도 10은 도 8 및 도 9의 회로도에서 각 에너지 회수 회로의 동작을 설명하기 위한 개략적 설명도,
도 11은 도 10의 전력회수회로가 어떻게 구성되는가를 설명하는 설명도,
도 12는 어드레스 전극과 어드레스 전극 사이에 어드레스 공통전극을 형성하지 않은 상태에서 어드레스 드라이버 IC의 무효전력을 회수하는 본 발명의 또 다른 실시예의 개략적 회로도,
그리고 도 13은 도 12의 실시예의 어드레스 드라이버 IC의 내부 구성도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
11. 전면유리기판(Front Glass Substrate)
12. 방전유지전극(Sustain Electrode)
12a. 공통전극(Common Electrode) 12b. 주사전극(Scanning Electrode)
13. 유전층(Protectric Layer) 14. 보호층(Protection Layer)
15. 방전공간(Discharge Space) 16. 어드레스 전극(Address Electrode)
17. 배면유리기판(Rear Glass Substrate) 18. 격벽 (Barrier Rib)
19. 형광물질(Phosphor) 20. 어드레스 공통전극
A11: 전면소거(Total Erase) A12: 전면쓰기(Total Write)
A13: 전면소거(Total Erase) A14: Addressing
21. 어드레싱 펄스 22b,22b'. 소거 펄스(Erase Pluse)
23. 쓰기 펄스(Wirte Pluse) 24. 주사 펄스(Scan Pulse)
25. 방전유지펄스(Sustain Pulse)
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 어드레스 구동 전력 회수 회로를 갖는 플라즈마 표시 패널의 구동 장치는, 방전공간을 유지하도록 일정한 간격을 두고 서로 대향되게 배치된 전면기판 및 배면기판, 상기 전면기판 상에 서로 평행하는 스트라이프 상의 주사라인과 공통라인들의 쌍으로 이루어진 방전유지전극들, 상기 방전유지전극들과 각각 교차하는 방향의 스트라이프 상으로 상기 배면 기판 상에 형성된 어드레스 전극들, 상기 어드레스 전극들 사이의 배면 기판상에 방전 공간을 만들기 위하여 상기 어드레스 전극들과 나란한 방향의 스트라이프 상으로 형성된 격벽들, 및 상기 격벽들 밑의 배면기판 상에 상기 어드레스 전극들과 나란한 방향의 스트라이프 상으로 배치된 어드레스 공통전극들을 구비한 플라즈마 표시 패널; 상기 어드레스 전극들을 구동하는 어드레스 전극 구동회로; 홀수번째의 상기 주사전극 구동 신호와 동기하여, 상기 어드레스 공통전극들의 공통 단자와 접속되어 상기 어드레스 전극의 구동 전력을 회수하여 저장하거나, 상기 어드레스 전극 구동회로와 접속되어 저장된 회수 전력을 상기 어드레스 전극 구동회로에 제공하는 제1어드레스 전극 구동 전력 회수 회로; 및 짝수번째의 상기 주사전극 구동 신호와 동기하여, 상기 어드레스 공통전극들의 공통 단자와 접속되어 상기 어드레스 전극의 구동 전력을 회수하여 저장하거나, 상기 어드레스 전극 구동회로와 접속되어 저장된 회수 전력을 상기 어드레스 전극 구동회로에 제공하는 제2어드레스 전극 구동 전력 회수 회로;를 구비한 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 홀수번째의 주사전극 구동 신호와 동기하여, 상기 제1어드레스 전력회수 회로는 싱크 동작을 수행하고 상기 제2어드레스 전력 회수 회로는 소스 동작을 수행하며, 상기 짝수번째의 주사전극 구동 신호와 동기하여, 상기 제1어드레스 전력회수 회로는 소스 동작을 수행하고 상기 제2어드레스 전력 회수 회로는 싱크 동작을 수행하거나, 혹은 상기 홀수번째의 주사전극 구동 신호와 동기하여, 상기 제1어드레스 전력회수 회로는 소스 동작을 수행하고 상기 제2어드레스 전력 회수 회로는 싱크 동작을 수행하며, 상기 짝수번째의 주사전극 구동 신호와 동기하여, 상기 제1어드레스 전력회수 회로는 싱크 동작을 수행하고 상기 제2어드레스 전력 회수 회로는 소스 동작을 수행하는 것이 바람직하며, 이러한 동작을 구현하기 위하여, 상기 제1어드레스 전력회수 회로 및 제2어드레스 전력 회수 회로는 각각, 일측 단자가 접지되어 상기 어드레스 공통전극으로부터 회수된 전력을 충전하는 캐패시터; 상기 캐패시터의 타측 단자와 접속되어 상기 캐패시터에 상기 어드레스 공통전극으로부터 회수된 전력을 충전하는 통로 역할을 하는 제1스위치 및 제1다이오드; 상기 캐패시터의 타측 단자와 접속되어 상기 캐패시터에 충전된 상기 회수 전력을 상기 어드레스 구동 회로에 제공하는 방전 통로 역할을 하는 제2스위치 및 제2다이오드; 상기 제1다이오드와 제2다이오드의 접속 절점에 일측 단자가 접속된 코일; 상기 코일의 타측 단자와 전원단 사이에 접속된 제3스위치; 상기 코일의 타측 단자와 접지단 사이에 접속된 제4스위치; 및 상기 코일의 타측 단자가 상기 동기되는 주사전극 구동 신호가 홀수번째냐 짝수번째냐에 따라 상기 어드레스 전극 구동 회로나 상기 어드레스 공통전극의 공통단자 중 어느 한 쪽으로 접속되도록 절환되는 절환 스위치;를 구비한 것이 바람직하다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 어드레스 구동 전력 회수 회로를 갖는 플라즈마 표시 패널의 구동 장치는, 방전공간을 유지하도록 일정한 간격을 두고 서로 대향되게 배치된 전면기판 및 배면기판, 상기 전면기판 상에 서로 평행하는 스트라이프 상의 주사라인과 공통라인들의 쌍으로 이루어진 방전유지전극들 및 상기 방전유지전극들과 각각 교차하는 방향의 스트라이프 상으로 상기 배면 기판 상에 형성된 어드레스 전극들을 구비한 플라즈마 표시 패널; 상기 어드레스 전극들을 구동하며, 그 출력 신호의 로우 전압이 내부의 접지 단자와 연결되어 제공되는 어드레스 전극 구동회로; 홀수번째의 상기 주사전극 구동 신호와 동기하여, 상기 어드레스 공통전극들의 공통 단자와 접속되어 상기 어드레스 전극의 구동 전력을 회수하는 싱크 동작을 수행하거나, 상기 어드레스 전극 구동회로와 접속되어 저장된 회수 전력을 상기 어드레스 전극 구동회로에 제공하는 소스 동작을 수행하는 제1어드레스 전극 구동 전력 회수 회로; 및 짝수번째의 상기 주사전극 구동 신호와 동기하여, 상기 어드레스 공통전극들의 공통 단자와 접속되어 상기 어드레스 전극의 구동 전력을 회수하는 싱크 동작을 수행하거나, 상기 어드레스 전극 구동회로와 접속되어 저장된 회수 전력을 상기 어드레스 전극 구동회로에 제공하는 소스 동작을 수행하는 제2어드레스 전극 구동 전력 회수 회로;를 구비한 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 홀수번째의 주사전극 구동 신호와 동기하여, 상기 제1어드레스 전력회수 회로는 싱크 동작을 수행하고 상기 제2어드레스 전력 회수 회로는 소스 동작을 수행하며, 상기 짝수번째의 주사전극 구동 신호와 동기하여, 상기 제1어드레스 전력회수 회로는 소스 동작을 수행하고 상기 제2어드레스 전력 회수 회로는 싱크 동작을 수행하거나, 혹은 상기 홀수번째의 주사전극 구동 신호와 동기하여, 상기 제1어드레스 전력회수 회로는 소스 동작을 수행하고 상기 제2어드레스 전력 회수 회로는 싱크 동작을 수행하며, 상기 짝수번째의 주사전극 구동 신호와 동기하여, 상기 제1어드레스 전력회수 회로는 싱크 동작을 수행하고 상기 제2어드레스 전력 회수 회로는 소스 동작을 수행하는 것이 바람직하며, 상기 제1어드레스 전력회수 회로 및 제2어드레스 전력 회수 회로는 각각, 일측 단자가 접지되어 상기 어드레스 공통전극으로부터 회수된 전력을 충전하는 캐패시터; 상기 캐패시터의 타측 단자와 접속되어 상기 캐패시터에 상기 어드레스 공통전극으로부터 회수된전력을 충전하는 통로 역할을 하는 제1스위치 및 제1다이오드; 상기 캐패시터의 타측 단자와 접속되어 상기 캐패시터에 충전된 상기 회수 전력을 상기 어드레스 구동 회로에 제공하는 방전 통로 역할을 하는 제2스위치 및 제2다이오드; 상기 제1다이오드와 제2다이오드의 접속 절점에 일측 단자가 접속된 코일; 상기 코일의 타측 단자와 전원 사이에 접속된 제3스위치; 상기 코일의 타측 단자와 접지 사이에 접속된 제4스위치; 및 상기 코일의 타측 단자가 상기 동기되는 주사전극 구동 신호가 홀수번째냐 짝수번째냐에 따라 상기 어드레스 전극이나 상기 어드레스 구동 회로 중 어느 한 쪽으로 접속되도록 절환되는 절환 스위치;를 구비한 것이 바람직하다.
이하 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 어드레스 구동 전력 회수 회로를 갖는 플라즈마 표시 패널의 구동 장치를 상세하게 설명한다.
본 발명에 따른 어드레스 구동 전력 회수 회로를 갖는 플라즈마 표시 패널 구동 장치의 기본 개념은 서로 인접하는 어드레스 전극들 사이에 별도의 전력 회수용 전극들을 배치하고 이 전극들을 통하여 전력을 회수하는 것을 특징으로 한다. 이하 이 별도의 전력 회수용 전극을 '어드레스 공통전극'이라 칭한다. 이 어드레스 공통전극은 어드레스 전극과 어드레스 전극 사이에 위치함으로써 어드레스 전극의 개수 보다 하나 적은 갯수를 갖는다. 이 어드레스 공통전극의 위치는 각 어드레스 전극의 중앙에 위치하게 하는 것이 좋으므로 격벽의 아래에 위치하도록 하는 것이 바람직하다. 이 어드레스 공통전극의 재료는 어드레스 전극과 같은 것을 사용하는 것이 제작시 별도의 공정을 추가하지 않을 수 있어서 좋다. 어드레스 공통전극은 플라즈마 표시 패널의 외부에서 공통으로 접속된다.
또한, 본 발명의 특징부인 전력 회수 회로는 방전유지전극의 주사전극을 기준으로 짝수번째 동작하는 주사전극과 홀수번째 동작하는 주사전극들을 서로 다른 회수 회로를 가지고 서로 간에 회수 동작을 수행하는 것기 때문에 가능하다. 즉 짝수번째 주사전극 동작시에는 홀수번째 주사전극 동작시의 전력 회수 회로를 통해서 회수된 전력을 인가한다. 그리고 이 때 짝수번째 주사전극 동작시의 전력 회수 회로를 통하여 전력 회수 동작을 수행한다. 이 작업은 주사전극이 이동될 때 마다 서로 교번 되면서 수행되므로 지속적인 전력 회수 동작이 수행될 수 있다.
이와 같이, 본 발명에 따른 어드레스 구동 전력 회수 회로를 갖는 플라즈마 표시 패널의 구동 장치는 어드레스 전극과 어드레스 전극 사이에 어드레스 공통전극이라 칭하는 별도의 전력 회수용 전극을 추가한 플라즈마 표시 패널과 이 어드레스 공통전극을 이용하여 전력 회수 동작을 수행하는 어드레스 구동 전력 회수 회로의 두 부분으로 나누어져 있다.
먼저, 플라즈마 표시 패널의 어드레스 전극 구조에 대해 설명하면 다음과 같다.
도 6은 본 발명에 따른 어드레스 구동 전력 회수 회로를 갖는 플라즈마 표시 패널의 구동 장치에 적용된 플라즈마 표시 패널의 전극 구조를 자세하게 보여주는 분해 사시도이다. 도시된 바와 같이, 본 발명의 플라즈마 표시 패널에는 도 2에 도시된 바와 같은 기존의 전극 구조에서 격벽(18)의 하단에 어드레스 전극(16)들과 나란하게 형성된 어드레스 공통전극(20)들이 추가되어 있음을 알 수 있다. 이 어드레스 공통전극(20)은 어드레스 전극(16)과 같은 재료를 사용하여 형성하는 것이 바람직하다. 어드레스 공통전극(20)의 위치는 어드레스 공통전극(20)을 기준으로 좌우의 어느 어드레스 전극(16)과도 동일한 거리를 유지하도록 형성한다. 그렇게 해야만 전극들 사이에서 서로 같은 캐패시턴스 값을 갖기 때문이다. 어드레스 공통전극(20)은 이를 기준으로 좌측의 어드레스 전극(16)과 우측의 어드레스 전극(16) 사이에 동일한 캐패시턴스 값을 가지고 전력 회수 동작을 수행하기 때문이다. 여기서, 설명되지 않은 도 2에서 붙여진 부재번호들과 동일한 부재번호들은 도 2의 부재들과 동일한 기능을 갖는 부재들로서 이미 설명되어 있으므로 생략한다.
도 7a 및 도 7b는 각각 도 6의 플라즈마 표시 패널에서 어드레스 공통전극의 회로 접속부를 보여주는 평면도로서, 도 7a는 패널의 전면을 보여주고, 도 7b는 패널의 배면을 보여준다. 도시된 바와 같이, 어드레스 공통전극들은 공통으로 연결되어 외부 회로와 접속된다.
도 8 및 도 9는 각각 본 발명에 따른 어드레스 전력 회수 회로의 기본 회로도이다. 이는 웨버(weber)의 energy recovery sustain for AC plasma display (US 4866349)에 기재된 것을 기본으로 하였으나 이 것은 실시자의 편의에 따라 다른 회로로 대체 가능하다. 본 어드레스 전력 회수 회로에서 어드레스 구동 회로의 전원 입력 Va는 일정한 고정된 전원에 연결된 것이 아니라 에너지 복구(리커버리)의 소스(source)단에 연결이 되고, 이 소스(source)단은 짝수번째 주사라인 동작시의 전력회수회로와 홀수번째 주사라인 동작시의 전력회수회로로 구성된 두 개의 전력 회수 회로에 서로 스위칭되면서 연결된다. 홀수번째 주사라인과 짝수번째 주사라인이라는 것은 서로 연속되게 스위칭되어 동작하는 주사전극들을 그 동작 순서에 따라구분하여 붙인 것이며, 이는 반드시 물리적으로 인접한 라인일 필요는 없다. 그러나 본 발명에서는 반드시 서로 교번되는 작용을 통하여 전력을 회수하여야 하기 때문에 주사 동작 타이밍상의 인접한 라인을 의미한다. 여기서, 도 8은 스위치 S0에 의해 홀수번째 주사라인 동작시의 전력회수회로가 어드레스 공통전극을 통하여 회수되는 어드레스 전극 구동 전력을 캐패시터 CSS에 충전하는싱크 동작을 하고, 짝수번째 주사라인 동작시의 전력회수회로가 캐패시터 CSS에 충전된 회수 전력을 어드레스 구동부에 공급하는 소스 동작을 하는 과정을 보여준다. 그리고 도 9는 스위치 S0에 의해 짝수번째 주사라인 동작시의 전력회수회로가 어드레스 공통전극을 통하여 회수되는 어드레스 전극 구동 전력을 캐패시터 CSS에 충전하는싱크 동작을 하고, 홀수번째 주사라인 동작시의 전력회수회로가 캐패시터 CSS에 충전된 회수 전력을 어드레스 구동부에 공급하는 소스 동작을 하는 과정을 보여준다.
도 10은 도 8 및 도 9의 회로도에서 각 에너지 회수 회로의 동작을 설명하기 위한 개략적 설명도이다. 먼저, 소스(source) 동작은, 어드레스 전극에 인가되는 어드레스 구동 펄스를 ON하는 동작으로써, 캐패시터 Css에 연결된 스위치 S1을 ON하고 나머지 스위치 S2, S3, S4를 OFF하여 캐패시터 Css에 회수되어 충전된 전력을 어드레스 구동부 제공함으로써 이루어진다. 즉, 스위치 S1이 ON되고 나머지 스위치 S2, S3, S4가 OFF되면, 캐패시터 CSS양단의 충전 전압 VSS에 의해 전류가 다이오드 D1을 통하여 어드레스 구동부 쪽으로 흘러 어드레스 구동부 입력전압 Va가 전원전압 Vcc에 가까워진다. 이와 같이 하여 캐패시터 CSS에 회수되었던 전력을 어드레스 구동부를 통하여 어드레스 전극 구동 펄스 전압 구현에 재차 이용하는 것이 소스 동작이다. 이러한 소스 동작에 의해 캐패시터 CSS가 방전되고, 어드레스 구동부 입력단 전압 Va가 전원 전압 Vcc에 가까워지면, 스위치 S1이 ON되고 스위치 S2 및 S4가 OFF된 상태에서 스위치 S3을 ON하여 전원전압 Vcc가 어드레스 구동부 입력단(Va)에 인가되도록 함으로써 정상적인 어드레스 구동 펄스 전압이 유지되도록 한다.
다음에, 싱크(sink) 동작은, 어드레스 전극에 인가되는 어드레스 구동 펄스를 OFF하는 동작으로써, 캐패시터 Css에 연결된 스위치 S2를 ON하고 나머지 스위치 S1, S3, S4를 OFF하여 어드레스 전극에 인가되었던 전력을 어드레스 공통전극을 통하여 회수하여 캐패시터 Css에 충전함으로써 이루어진다. 즉, 스위치 S2가 ON되고 나머지 스위치 S1, S3, S4가 OFF되면, 전류가 다이오드 D2를 통하여 캐패시터 CSS쪽으로 흘러 캐패시터 CSS양단의 충전 전압이 VSS로 충전된다. 이와 같이 하여 어드레스 전극에 인가되었던 전력을 어드레스 공통전극을 통하여 캐패시터 CSS에 회수하는 것이 싱크 동작이다. 이러한 싱크 동작에 의해 캐패시터 CSS가 충전되고(VSS가 전원 전압 Vcc에 가까워짐), 어드레스 펄스 전압이 접지 전압(GND)으로 접근하면 스위치 S2가 ON되고 스위치 S1 및 S3가 OFF된 상태에서 스위치 S4를 ON하여 어드레스 공통전극에 접지 전압이 유지되도록 한다.
이러한 소스 동작과 싱크 동작은 각 전력회수회로에서 번갈아 일어나는데, 짝수번째 주사라인 동작시의 전력회수회로에서 소스 동작이 일어나면 홀수번째 주사라인 동작시의 전력회수회로에서는 싱크동작이 일어나며, 홀수번째 주사라인 동작시의 전력회수회로에서 소스 동작이 일어나면 짝수번째 주사라인 동작시의 전력회수회로에서는 싱크동작이 일어난다. 즉 플라즈마 표시 패널의 동작 전체를 놓고 볼 때는 소스 동작과 싱크 동작은 함께 일어나지만 각각 서로 다른 주사라인 동작시의 전력회수회로에서 일어난다. 따라서, 홀수번째 인가되는 어드레스 구동 펄스의 전력은 패널의 캐패시터를 통과하여 짝수번째 주사라인 동작시의 전력회수회로의 캐패시터 Css에 에너지가 저장되고, 짝수번째 인가되는 어드레스 구동 펄스의 전력은 패널의 캐패시터를 통과하여 홀수번째 주사라인 동작시의 전력회수회로의 캐패시터 Css에 에너지가 저장된다. 이러한 전력회수회로의 기본 동작을 살펴보면 구동부 회로가 한쌍이 필요함을 알 수 있는데, 현재 적용되고 있는 전력회수회로에서는 패널을 사이에 두고 X전극 구동부와 Y전극 구동부가 충/방전을 교번하고 있음으로써 가능하다.
도 11은 도 10의 전력회수회로가 어떻게 구성되는가를 설명한다. 도시된 바와 같이, 각 전력 회수 회로의 스위칭 구성단과 어드레스 전극/어드레스 공통전극의 접속을 선택하는 스위치(도 8 및 도 9의 스위치 S0참조)는 1과 2의 위치로 서로 절환되어서 짝수번째 주사전극의 주사 동작과 홀수번째 주사전극의 주사 동작을 시간적으로 구별하여 전력회수동작을 수행한다. 유지방전 동작시의 전력 회수와 비교해 보면, 짝수번째 주사전극 구동부와 홀수번째 주사전극 구동부가 어드레스 전극과 어드레스 공통전극 사이에 존재하는 정전 용량을 사이에 두고 충/방전하는 동작은 공통(X)전극 구동부와 주사전극 구동부가 패널(방전공간의 정전용량)을 사이에 두고 충/방전하는 동작과 개념적으로 같다. 원활한 전력 회수를 위해서는 어드레스 전극 접속 선택 스위치의 동작과 방전유지 동작시의 주사전극 동작의 정확한 동기가 필수적이다. 어드레스 전극과 어드레스 공통전극 사이의 부유용량을 회수하기 위하여 사용되는 전력 회수는 그 타이밍을 방전유지시의 주사전극 동작 순서로 잡아간다. 그래서 순차적으로 짝수 주사 라인과 홀수 주사 라인의 주사 타이밍에 맞추어 어드레스 전력 회수 구동부의 두 부분이 교차적으로 이용되면서 전력 회수를 수행하게 된다. 예를들면, 첫 번째 주사라인에 신호가 가는 순간에 정확히 어드레스 구동부가 동작하여 홀수번째 어드레스 구동 펄스를 내보내는데 도면에서 처럼 에너지 회수의 소스(source) 동작을 수행할 때는 항상 어드레스 드라이버 IC의 전원단으로 출력된다. 마찬가지로 싱크(sink) 동작을 수행할 때에는 어드레스 공통전극을 통하여 전류의 경로(path)가 형성된다. 그렇기 때문에 각 에너지 회수 회로에서는 소스(source) 동작과 싱크(sink) 동작을 연속적으로 수행하지만 어드레스 드라이버 IC와 어드레스 공통전극에서는 항상 같은 방향의 전류의 흐름만이 존재한다. 따라서 별도의 드라이버 IC를 제작하지 않더라도 기존의 범용 어드레스 드라이버 IC를 사용하여서도 어드레스의 에너지 복구 동작을 수행할 수 있다.
도 12는 본 발명의 또 다른 실시예로서 어드레스 전극과 어드레스 전극 사이에 어드레스 공통전극을 형성하지 않은 상태에서 어드레스 드라이버 IC의 무효전력을 회수하는 방식이다. 이와 같이 하면, 별도의 어드레스 전극을 형성하지 않아도전력 회수가 가능하다는 장점이 있다. 이 실시예에서는 어드레스 드라이버 IC의 전원 공급단에 Va 를 인가하고 GND 단자를 어드레스 공통전극으로 묶어서 앞서와 마찬가지로 짝수번째 주사전극 구동시와 홀수번째 주사전극 구동시를 구별하여 서로 전력 회수동작을 수행하는데 있다. 본 실시예는 앞서의 실시예와는 달리 패널에 어드레스 공통전극을 추가하는 공정을 삽입하지 않음으로써 비용을 절감하고 또한 어드레스 공통전극을 인가함으로써 생기는 어드레스 전극간의 캐패시턴스를 줄일 수 있다. 본 실시예의 전력 회수 동작은 도 11과 개념적으로 동일하다. 이 동작이 가능한 이유는 주사전극 구동 IC가 신호를 전달할 때, Va 혹은 GND 두 가지 레벨의 신호를 전달하도록 되어있고 어드레스 드라이버 IC의 GND 단자와 출력 신호 GND 레벨은 전기적으로 연결되어 있기 때문이다.
도 13은 앞의 도 12의 실시예의 어드레스 드라이버 IC의 내부 구성도로서 기존의 드라이버 IC와 같은 것을 사용한다. 각 입력단에 CLK와 데이타(data)가 입력되면 CLK와 시프트 레지스트(shitf resister)에 의해서 각 래치(LATCH)로 데이타가 저장된다. 이 저장된 데이타는 주사 동작을 한번 수행할 때 마다 새롭게 갱신된다. 이러한 동작을 통하여 각 어드레스 라인으로 어드레스 펄스가 출력되는 것이다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 어드레스 구동 전력 회수 회로를 갖는 플라즈마 표시 패널의 구동 장치는 용량성 부하를 갖는 패널의 특성상 외부 전압 인가에 의한 충전 및 방전 동작으로 소모되는 많은 양의 무효전력을 회수하기 위하여, 방전유지전극 구동 전력에 대한 전력 회수 회로 뿐 만 아니라 어드레스 구동 전력에 대한 전력회수회로를 만들어서 전력을 회수한다. 방전유지 동작시에는 Y , X 전극이 서로 교번되어서 펄스를 인가하기 때문에 코일(L)을 통과하는 충방전 회로를 만들어서 무효전력을 회수하는 방식을 사용하였다. 그렇지만 어드레스 전극의 경우에는 일방적으로 인가되는 펄스의 형태이기 때문에 전력회수회로를 사용할 수 없었다. 따라서 어드레스 전극에 전력회수회로를 적용하기 위하여 새로운 IC를 개발하여야만 하였다. 그러나 본 발명에 따른 전력회수회로는 새로운 IC를 개발하지 않고 기존의 IC를 사용하며 플라즈마 디스플레이 패널에 어드레스 전극과 어드레스 전극 사이에 어드레스 공통전극을 형성하여서 이 공통전극을 통하여 무효전력을 회수하는 방식을 제시한다. 어드레스 전력 회수를 위해 이러한 어드레스 공통전극을 삽입한 방법 외에도 어드레스 구동 드라이버 IC의 접지 단자를 공통전극으로 사용하는 실시예도 제시한다. 이 두 가지의 방법은 전력 회수의 두 가지 동작(소스 동작 및 싱크 동작) 경로를 만들어 주기 위한 것으로서, 전자의 경우에는 새로이 공통전극을 형성해야하는 공정의 변화가 필요하지만 후자의 경우에는 별도의 어드레스 공통전극을 형성하지 않아도 되는 장점이 있다.
어드레스 전극의 경우 가장 무효전력의 소모가 심한 때는 각 인접 라인의 데이타가 on/off 를 연속적으로 나타낼 때이다. 이러한 화면이 나타나게 될 경우 인접한 어드레스 라인 사이에서 전위차가 생기고 이 전위차를 통하여 충전되는 전류가 생기기 때문이다. 본 발명을 이용해서 어드레스 전극에서 발생하는 무효전력의 소모를 줄임으로써 전체 소비전력을 감소시킬 수 있다.

Claims (8)

  1. 방전공간을 유지하도록 일정한 간격을 두고 서로 대향되게 배치된 전면기판 및 배면기판, 상기 전면기판 상에 서로 평행하는 스트라이프 상의 주사라인과 공통라인들의 쌍으로 이루어진 방전유지전극들, 상기 방전유지전극들과 각각 교차하는 방향의 스트라이프 상으로 상기 배면 기판 상에 형성된 어드레스 전극들, 상기 어드레스 전극들 사이의 배면 기판상에 방전 공간을 만들기 위하여 상기 어드레스 전극들과 나란한 방향의 스트라이프 상으로 형성된 격벽들, 및 상기 격벽들 밑의 배면기판 상에 상기 어드레스 전극들과 나란한 방향의 스트라이프 상으로 배치된 어드레스 공통전극들을 구비한 플라즈마 표시 패널;
    상기 어드레스 전극들을 구동하는 어드레스 전극 구동회로;
    홀수번째의 상기 주사전극 구동 신호와 동기하여, 상기 어드레스 공통전극들의 공통 단자와 접속되어 상기 어드레스 전극의 구동 전력을 회수하여 저장하거나, 상기 어드레스 전극 구동회로와 접속되어 저장된 회수 전력을 상기 어드레스 전극 구동회로에 제공하는 제1어드레스 전극 구동 전력 회수 회로; 및
    짝수번째의 상기 주사전극 구동 신호와 동기하여, 상기 어드레스 공통전극들의 공통 단자와 접속되어 상기 어드레스 전극의 구동 전력을 회수하여 저장하거나, 상기 어드레스 전극 구동회로와 접속되어 저장된 회수 전력을 상기 어드레스 전극 구동회로에 제공하는 제2어드레스 전극 구동 전력 회수 회로;를 구비한 것을 특징으로 하는 플라즈마 표시 패널의 구동 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 홀수번째의 주사전극 구동 신호와 동기하여, 상기 제1어드레스 전력회수 회로는 싱크 동작을 수행하고 상기 제2어드레스 전력 회수 회로는 소스 동작을 수행하며, 상기 짝수번째의 주사전극 구동 신호와 동기하여, 상기 제1어드레스 전력회수 회로는 소스 동작을 수행하고 상기 제2어드레스 전력 회수 회로는 싱크 동작을 수행하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 표시 패널의 구동 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 홀수번째의 주사전극 구동 신호와 동기하여, 상기 제1어드레스 전력회수 회로는 소스 동작을 수행하고 상기 제2어드레스 전력 회수 회로는 싱크 동작을 수행하며, 상기 짝수번째의 주사전극 구동 신호와 동기하여, 상기 제1어드레스 전력회수 회로는 싱크 동작을 수행하고 상기 제2어드레스 전력 회수 회로는 소스 동작을 수행하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 표시 패널의 구동 장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1어드레스 전력회수 회로 및 제2어드레스 전력 회수 회로는 각각,
    일측 단자가 접지되어 상기 어드레스 공통전극으로부터 회수된 전력을 충전하는 캐패시터;
    상기 캐패시터의 타측 단자와 접속되어 상기 캐패시터에 상기 어드레스 공통전극으로부터 회수된 전력을 충전하는 통로 역할을 하는 제1스위치 및 제1다이오드;
    상기 캐패시터의 타측 단자와 접속되어 상기 캐패시터에 충전된 상기 회수 전력을 상기 어드레스 구동 회로에 제공하는 방전 통로 역할을 하는 제2스위치 및 제2다이오드;
    상기 제1다이오드와 제2다이오드의 접속 절점에 일측 단자가 접속된 코일;
    상기 코일의 타측 단자와 전원단 사이에 접속된 제3스위치;
    상기 코일의 타측 단자와 접지단 사이에 접속된 제4스위치; 및
    상기 코일의 타측 단자가 상기 동기되는 주사전극 구동 신호가 홀수번째냐 짝수번째냐에 따라 상기 어드레스 전극 구동 회로나 상기 어드레스 공통전극의 공통단자 중 어느 한 쪽으로 접속되도록 절환되는 절환 스위치;를 구비한 것을 특징으로 하는 플라즈마 표시 패널의 구동 장치.
  5. 방전공간을 유지하도록 일정한 간격을 두고 서로 대향되게 배치된 전면기판 및 배면기판, 상기 전면기판 상에 서로 평행하는 스트라이프 상의 주사라인과 공통라인들의 쌍으로 이루어진 방전유지전극들 및 상기 방전유지전극들과 각각 교차하는 방향의 스트라이프 상으로 상기 배면 기판 상에 형성된 어드레스 전극들을 구비한 플라즈마 표시 패널;
    상기 어드레스 전극들을 구동하며, 그 출력 신호의 로우 전압이 내부의 접지 단자와 연결되어 제공되는 어드레스 전극 구동회로;
    홀수번째의 상기 주사전극 구동 신호와 동기하여, 상기 어드레스 공통전극들의 공통 단자와 접속되어 상기 어드레스 전극의 구동 전력을 회수하는 싱크 동작을 수행하거나, 상기 어드레스 전극 구동회로와 접속되어 저장된 회수 전력을 상기 어드레스 전극 구동회로에 제공하는 소스 동작을 수행하는 제1어드레스 전극 구동 전력 회수 회로; 및
    짝수번째의 상기 주사전극 구동 신호와 동기하여, 상기 어드레스 공통전극들의 공통 단자와 접속되어 상기 어드레스 전극의 구동 전력을 회수하는 싱크 동작을 수행하거나, 상기 어드레스 전극 구동회로와 접속되어 저장된 회수 전력을 상기 어드레스 전극 구동회로에 제공하는 소스 동작을 수행하는 제2어드레스 전극 구동 전력 회수 회로;를 구비한 것을 특징으로 하는 플라즈마 표시 패널의 구동 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 홀수번째의 주사전극 구동 신호와 동기하여, 상기 제1어드레스 전력회수 회로는 싱크 동작을 수행하고 상기 제2어드레스 전력 회수 회로는 소스 동작을 수행하며, 상기 짝수번째의 주사전극 구동 신호와 동기하여, 상기 제1어드레스 전력회수 회로는 소스 동작을 수행하고 상기 제2어드레스 전력 회수 회로는 싱크 동작을 수행하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 표시 패널의 구동 장치.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 홀수번째의 주사전극 구동 신호와 동기하여, 상기 제1어드레스 전력회수 회로는 소스 동작을 수행하고 상기 제2어드레스 전력 회수 회로는 싱크 동작을수행하며, 상기 짝수번째의 주사전극 구동 신호와 동기하여, 상기 제1어드레스 전력회수 회로는 싱크 동작을 수행하고 상기 제2어드레스 전력 회수 회로는 소스 동작을 수행하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 표시 패널의 구동 장치.
  8. 제5항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1어드레스 전력회수 회로 및 제2어드레스 전력 회수 회로는 각각,
    일측 단자가 접지되어 상기 어드레스 공통전극으로부터 회수된 전력을 충전하는 캐패시터;
    상기 캐패시터의 타측 단자와 접속되어 상기 캐패시터에 상기 어드레스 공통전극으로부터 회수된 전력을 충전하는 통로 역할을 하는 제1스위치 및 제1다이오드;
    상기 캐패시터의 타측 단자와 접속되어 상기 캐패시터에 충전된 상기 회수 전력을 상기 어드레스 구동 회로에 제공하는 방전 통로 역할을 하는 제2스위치 및 제2다이오드;
    상기 제1다이오드와 제2다이오드의 접속 절점에 일측 단자가 접속된 코일;
    상기 코일의 타측 단자와 전원 사이에 접속된 제3스위치;
    상기 코일의 타측 단자와 접지 사이에 접속된 제4스위치; 및
    상기 코일의 타측 단자가 상기 동기되는 주사전극 구동 신호가 홀수번째냐 짝수번째냐에 따라 상기 어드레스 전극이나 상기 어드레스 구동 회로 중 어느 한 쪽으로 접속되도록 절환되는 절환 스위치;를 구비한 것을 특징으로 하는 플라즈마표시 패널의 구동 장치.
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