KR100831015B1 - 플라즈마 표시 장치 및 그 구동 방법 - Google Patents

플라즈마 표시 장치 및 그 구동 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명에서 플라즈마 표시 장치는 복수의 제1 전극, 리셋 기간에서 복수의 제1 전극의 전압을 점진적으로 상승시키는 제1 스위치 및 제1 커패시터에 충전되는 제1 전압을 제1 스위치의 제어단에 인가하여 제1 스위치를 턴온하는 스위치 구동회로를 포함하고, 제1 서브필드의 어드레스 기간에서 복수의 제1 전극 중 켜질 셀을 형성하는 제1 전극에 주사 전압을 인가하고, 제1 서브필드의 어드레스 기간에서 제1 커패시터를 제1 전압으로 충전시키고, 제1 서브필드의 유지 기간에서 복수의 제1 전극에 유지방전 펄스를 인가하고, 제1 서브필드에 연속하는 서브필드의 리셋 기간에서 제1 커패시터에 충전된 상기 제1 전압을 제1 스위치의 제어단에 인가하여 상기 복수의 제1 전극의 전압을 점진적으로 상승시킨다. 이와 같이 함으로써, 리셋 상승 파형을 생성하는 스위치를 안정적으로 동작시킴으로써 안정적인 리셋 방전을 일으킬 수 있는 효과가 있다. 또한, 스위치의 내압 스트레스를 줄일 수 있어 회로의 이상 동작을 방지할 수 있다.
Figure R1020070030426
플라즈마 표시 장치, 부트스트랩 커패시터, 방전 이상, 충전경로

Description

플라즈마 표시 장치 및 그 구동 방법{PLASMA DISPLAY DEVICE AND DRIVING METHOD THEREOF}
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 표시 장치의 개략적인 구성을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 표시 장치에 인가되는 구동 파형도 이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 주사 전극 구동부의 구동회로를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 스위치 구동회로를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 부트스트랩 커패시터의 충전 경로를 나타내는 도면이다.
본 발명은 플라즈마 표시 장치 및 그 구동 방법에 관한 것이다.
플라즈마 표시 장치는 기체 방전에 의해 생성된 플라즈마를 이용하여 문자 또는 영상을 표시하는 평면 표시 장치로서, 그 크기에 따라 수십에서 수백 만개 이 상의 방전 셀(이하, "셀" 이라 함)이 매트릭스(matrix) 형태로 배열되어 있다.
이러한 플라즈마 표시 장치는 한 프레임을 각각의 가중치를 가지는 복수의 서브필드로 분할하여 구동한다. 이때, 각 서브필드는 시간적인 동작 변화로 표현하면 리셋 기간, 어드레스 기간 및 유지 기간으로 이루어진다.
일반적으로 플라즈마 표시 장치에서 리셋 기간은 상승 기간과 하강 기간으로 이루어진다. 이때, 리셋 기간의 상승 기간에서 주사 전극의 전압을 리셋 최고 전압까지 점진적으로 증가시켜 모든 셀에 많은 양의 벽 전하를 형성시킨다. 그런 후, 리셋 기간의 하강 기간에서 주사 전극의 전압을 리셋 최저 전압까지 점진적으로 감소시켜 각 셀의 벽 전하 상태가 이후 어드레스 기간에서 어드레싱 동작에 적절하게 되도록 벽 전하를 소거한다. 그런 다음, 어드레스 기간에서 켜질 방전 셀의 주사 전극과 어드레스 전극에 각각 주사 펄스와 어드레스 펄스를 인가하여 켜질 셀을 선택한다. 또한, 유지 기간에서 하이 레벨 전압과 로우 레벨 전압을 교대로 갖는 유지방전 펄스를 주사 전극과 유지 전극에 반대 위상으로 인가함으로써 켜질 셀에 유지방전을 일으킨다.
이때, 플라즈마 표시 장치는 리셋 기간, 어드레스 기간 및 유지 기간에서 각 전극에 인가되는 구동 파형을 생성하는 각 전극 구동부를 포함한다. 그 중, 주사 전극 구동부는 리셋 기간에서 주사 전극에 리셋 최고 전압 및 리셋 최저 전압을 인가하기 위한 리셋 구동부와 어드레스 기간에서 주사 전극에 주사 전압을 인가하기 위한 주사 구동부 및 유지 기간에서 주사 전극에 유지방전 펄스를 인가하기 위한 유지 구동부를 포함한다. 이와 같은 주사 전극 구동부의 각 부에는 스위치로서 다 수의 트랜지스터가 형성되어 있다.
이때, 각 부의 스위치를 구동하는 스위치 구동회로에는 스위치를 안정적으로 동작시키기 위해 부트스트랩(bootstrap) 커패시터가 형성되어 있다. 이와 같은 부트스트랩 커패시터에 충전되는 전압이 구동회로를 통해 스위치에 인가되어 스위치가 동작을 하게 된다.
한편, 부트스트랩 커패시터에 충전되는 전압이 변동되는 경우 해당 스위치의 동작이 문제되는 경우가 발생한다. 예컨데, 리셋 구동부에서 주사 전극의 전압을 리셋 최고 전압까지 점진적으로 상승시키는 경로를 형성하는 스위치의 구동회로에 형성되어 있는 부트스트랩 커래시터에 충전되는 전압이 변동되는 경우, 상승 파형의 기울기가 변동되어 리셋 방전에 문제가 발생한다. 또한, 부트스트랩 커패시터에 과전압이 충전되는 경우 스위치를 통해 한꺼번에 많은 양의 전류가 흐르게 되어 스위치의 내압 스트레스가 증가하게 되는 문제가 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 스위치를 안정적으로 동작시키기 위한 플라즈마 표시 장치 및 그 구동 방법을 제공하는 것이다.
이러한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 복수의 제1 전극, 제1 단이 제1 전압을 공급하는 제1 전원에 연결되고 제2 단이 상기 복수의 제1 전극에 전기적으로 연결되는 제1 스위치, 상기 복수의 제1 전극에 주사 전압을 공급하는 제2 전원과 상기 복수의 제1 전극 사이에 전기적으로 연결되는 제2 스위 치 및 상기 제1 스위치를 구동하는 스위치 구동회로를 포함한다. 이때, 제1 스위치 구동회로는, 상기 주사 전압보다 높은 제3 전압을 공급하는 제3 전원과 상기 제1 스위치의 제2 단 사이에 연결되는 제1 커패시터, 상기 제1 커패시터에 충전되는 제4 전압을 입력 받으며, 상기 제4 전압을 이용하여 상기 제1 스위치를 턴온 시키는 드라이브 IC를 포함하고, 상기 제1 커패시터는 상기 제2 스위치의 턴온에 의해 상기 제4 전압으로 충전된다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 복수의 제1 전극, 리셋 기간에서 상기 복수의 제1 전극의 전압을 점진적으로 상승시키는 제1 스위치 및 제1 커패시터에 충전되는 제1 전압을 상기 제1 스위치의 제어단에 인가하여 상기 제1 스위치를 턴온하는 스위치 구동회로를 포함하는 플라즈마 표시 장치를 구동하는 방법을 제공한다. 이때, 플라즈마 표시 장치를 구동하는 방법은, 제1 서브필드의 어드레스 기간에서 상기 복수의 제1 전극 중 켜질 셀을 형성하는 제1 전극에 주사 전압을 인가하는 단계, 상기 제1 서브필드의 어드레스 기간에서 상기 제1 커패시터를 상기 제1 전압으로 충전시키는 단계, 상기 제1 서브필드의 유지 기간에서 상기 복수의 제1 전극에 유지방전 펄스를 인가하는 단계 및 상기 제1 서브필드에 연속하는 서브필드의 리셋 기간에서 상기 제1 커패시터에 충전된 상기 제1 전압을 상기 제1 스위치의 제어단에 인가하여 상기 복수의 제1 전극의 전압을 점진적으로 상승시키는 단계를 포함한다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상 세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
또한 명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
그리고 명세서 전체에서 언급하는 벽 전하란 셀의 벽(예를 들어, 유전체층) 상에서 각 전극에 가깝게 형성되는 전하를 말한다. 그리고 벽 전하는 실제로 전극 자체에 접촉되지는 않지만, 여기서는 전극에 "형성됨","축적됨" 또는 "쌓임"과 같이 설명한다. 또한 벽 전압은 벽 전하에 의해서 셀의 벽에 형성되는 전위 차를 말한다.
또한, 명세서 전체에서 어떤 부분이 다른 부분과 “연결”되어 있다고 할 때, 이는 “직접적으로 연결”되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 “전기적으로 연결”되어 있는 경우도 포함한다.
이제 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 표시 장치 및 그 구동 방법에 대하여 도면을 참고로 하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 표시 장치의 개략적인 구성을 나타내는 도면이다.
도 1에 나타낸 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 표시 장치는 플 라즈마 표시 패널(100), 제어부(200), 어드레스 전극 구동부(300), 주사 전극 구동부(400) 및 유지 전극 구동부(500)를 포함한다.
플라즈마 표시 패널(100)은 열 방향으로 뻗어 있는 복수의 어드레스 전극(A1~Am), 그리고 행 방향으로 서로 쌍을 이루면서 뻗어 있는 복수의 유지 전극(X1~Xn) 및 주사 전극(Y1~Yn)을 포함한다. 유지 전극(X1~Xn)은 각 주사 전극(Y1~Yn)에 대응해서 형성되어 있으며, 어드레스 전극(A1~Am)은 유지 전극(X1~Xn) 및 주사 전극(Y1~Yn)과 직교하도록 배치된다. 이때, 어드레스 전극(A1~Am)과 주사 전극(Y1~Yn) 및 유지 전극(X1~Xn)의 교차부에 있는 방전 공간이 셀(12)을 형성한다. 이러한 플라즈마 표시 패널(100)의 구조는 일 예이며, 아래에서 설명하는 구동 방법이 적용될 수 있는 다른 구조의 패널도 본 발명에 적용될 수 있다.
제어부(200)는 외부로부터 영상 신호를 수신하여 어드레스 전극 구동 제어신호, 유지 전극 구동 제어신호 및 주사 전극 구동 제어신호를 출력한다. 그리고 제어부(200)는 한 프레임을 복수의 서브필드로 분할하여 구동한다. 각 서브필드는 시간적인 동작 변화로 표현하면 리셋 기간, 어드레스 기간 및 유지 기간으로 이루어진다.
어드레스 구동부(300)는 제어부(200)로부터 어드레스 전극 구동 제어신호를 수신하여 표시하고자 하는 방전 셀을 선택하기 위한 표시 데이터 신호를 각 어드레스 전극에 인가한다.
주사 전극 구동부(400)는 제어부(200)로부터 주사 전극 구동 제어신호를 수신하여 주사 전극에 구동 전압을 인가한다.
유지 전극 구동부(500)는 제어부(200)로부터 유지 전극 구동 제어신호를 수신하여 유지 전극에 구동 전압을 인가한다.
아래에서는 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 표시 장치의 구동 파형 및 구동회로의 동작에 대해서 도 2 내지 도 4를 참조하여 자세하게 설명한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 표시 장치에 인가되는 구동 파형도 이다.
도 2에서 나타낸 바와 같이, 리셋 기간의 상승 기간에서 유지 전극(X)과 어드레스 전극(A)을 기준 전압(도 2에서는, 0V로 나타냄)으로 바이어스 한 상태에서, 주사 전극(Y)의 전압을 ΔVscH 전압에서 ΔVscH+Vset 전압까지 점진적으로 상승시키는 리셋 상승 파형을 인가한다. 도 2에서는 주사 전극(Y)의 전압이 램프 형태로 증가하는 것으로 도시하였다. 그러면, 상승 기간에서 주사 전극(Y)의 전압이 점진적으로 상승하는 동안 주사 전극(Y)과 유지 전극(X) 사이 및 주사 전극(Y)과 어드레스 전극(A) 사이에서 미약한 방전(이하, "약 방전"이라 함)이 일어나면서 주사 전극(Y)에는 음(-)의 벽 전하가 형성되고 유지 전극(X) 및 어드레스 전극(A)에는 양(+)의 벽 전하가 형성된다.
한편, 복수의 셀에서 각 전극 사이에 형성되는 벽 전압은 모두 동일하지 않으므로, ΔVscH+Vset 전압은 셀 내부에 형성된 벽 전하에 상관없이 모든 셀에서 방전이 발생될 수 있도록 충분히 큰 전압으로 설정된다.
또한, 도 2에서는 리셋 기간의 상승 기간 시작 시점에서 주사 전극(Y)에 인가되는 소정의 전압이 비주사 전압(VscH)과 주사 전압(VscL)의 전압 차인 ΔVscH 전압인 것으로 도시하였다. 즉, 상승 기간 시작 시점에서 인가되는 소정의 전압(ΔVscH)은 기준 전압(도 2에서는 0V)으로부터 ΔVscH 전압만큼 높은 전압 레벨을 의미한다. 이때, 리셋 상승 파형의 시작 전압은 유지 기간에서 주사 전극(Y)과 유지 전극(X)에 인가되는 유지방전 펄스의 하이 레벨 전압(Vs)인 것도 가능하다. 이때에는, Vset 전압과 Vs 전압의 합(Vs+Vset)이 방전개시 전압 이상이 되도록 Vset 전압이 설정된다.
그런 후, 리셋 기간의 하강 기간에서 유지 전극(X)과 어드레스 전극(A)의 전압은 각각 바이어스 전압(도 2에서는 Ve 전압)과 기준 전압으로 유지한 상태에서, 주사 전극(Y)의 전압을 ΔVscH 전압에서 Vnf 전압까지 점진적으로 하강시키는 리셋 하강 파형을 인가한다. 이와 같이, 주사 전극(Y)의 전압이 점진적으로 하강하는 동안 주사 전극(Y)과 유지 전극(X) 사이 및 주사 전극(Y)과 어드레스 전극(A) 사이에서 약 방전이 일어나면서 주사 전극(Y)에 형성되었던 음(-)의 벽 전하와 유지 전극(X) 및 어드레스 전극(A)에 형성되었던 양(+)의 벽 전하가 어드레싱에 적합하도록 소거된다.
다음, 어드레스 기간에서 켜질 셀을 선택하기 위해서 유지 전극(X)의 전압을 Ve 전압으로 바이어스 한 상태에서 주사 전극(Y)에 주사 전압(도 2에서는, VscL 전압)을 순차적으로 인가한다. 즉, 주사 전극(Y)에 주사 전압을 인가하는 방법으로는 제1 주사 전극(Y1)에 주사 전압(VscL)을 인가한 후 이어서 제2 주사 전극(Y2)에 주사 전압(VscL)을 인가하고 이어서 제3 주사 전극(Y3)에 주사 전압(VscL)을 인가하는 방식으로 각 주사 전극에 주사 전압(VscL)을 인가할 수 있다.
그런 후, 주사 전극(Y) 중 주사 전압(VscL)이 인가된 주사 전극에 의해 형성되는 셀을 통과하는 어드레스 전극(A)에 어드레스 전압(도 2에서는, Va 전압으로 나타냄)을 인가한다. 그러면, 어드레스 전압(Va)이 인가된 어드레스 전극(A)과 주사 전압(VscL)이 인가된 주사 전극(Y) 사이에 어드레스 방전이 일어나 켜질 셀이 선택된다. 이때, 주사 전압이 인가되지 않는 주사 전극에는 주사 전압(VscL)보다 ΔVscH만큼 높은 비주사 전압(VscH)이 인가되고, 선택되지 않는 셀의 어드레스 전극(A)에는 기준 전압(도 2에서는, 0V)이 인가된다.
그런 다음, 유지 기간에서는 주사 전극(Y)과 유지 전극(X)에 유지방전 펄스가 인가된다. 구체적으로, 주사 전극(Y)과 유지 전극(X)에 하이 레벨 전압(도 2에서는, Vs전압)과 로우 레벨 전압(도 2에서는, 0V)을 교대로 가지는 유지 방전 펄스가 반대 위상으로 인가된다. 즉, 주사 전극(Y)에 하이 레벨 전압(Vs)이 인가되는 동안 유지 전극(X)에는 로우 레벨 전압(0V)이 인가되어 두 전극 간의 전압 차가 Vs 전압이 되도록 한다. 그러면, 어드레스 기간에서 켜질 셀로 선택된 셀에 형성되어 있던 벽 전압과 인가된 유지방전 펄스의 전압에 의해 주사 전극(Y)과 유지 전극(X)간에 유지방전이 일어나게 된다. 이때, Vs 전압은 주사 전극(Y)과 유지 전극(X) 간의 방전 개시 전압보다 낮은 전압으로 설정된다. 그런 후, 주사 전극(Y)과 유지 전극(X)에 유지방전 펄스를 인가하는 과정을 해당 서브필드가 표시하는 가중치에 대응하는 횟수만큼 반복한다.
아래에서는, 도 2에서 설명한 구동 파형을 인가하여 플라즈마 표시 장치를 구동하기 위한 구동회로에 대해 도 3 및 도 4를 참조하여 상세하게 설명한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 주사 전극 구동부의 구동회로를 나타내는 도면이며, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 스위치 구동회로를 나타낸 도면이다. 그리고 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 부트스트랩 커패시터의 충전 경로를 나타내는 도면이다.
아래에서 사용되는 스위치는 바디 다이오드(도시하지 않음)를 가지는 n채널 전계 효과 트랜지스터(FET)로 도시하였으며, 동일 또는 유사한 기능을 하는 다른 스위치로 이루어질 수 있다. 그리고 유지 전극(X)과 주사 전극(Y) 및 어드레스 전극(A)에 의해 형성되는 각각의 용량성 성분을 패널 커패시터(Cp)로 도시하였다.
도 3에 나타낸 바와 같이, 주사 전극 구동부(400)는 유지 구동부(410), 리셋 구동부(420), 주사 구동부(430)를 포함한다.
유지 구동부(410)는 전력 회수부(411) 및 유지방전 전압 공급부(412)를 포함한다. 이때, 전력 회수부(411)는 패널 커패시터(Cp)의 주사 전극(Y)에 연결된다. 그리고 전력 회수부(411)는 주사 전극(Y)의 전압을 Vs 전압에 가까운 전압까지 상승시키고, 0V에 가까운 전압까지 하강시킨다. 그리고 유지방전 전압 공급부(412)는 트랜지스터(Ys, Yg)를 포함한다. 이때, 트랜지스터(Ys)는 패널 커패시터(Cp)의 주사 전극(Y)과 Vs 전압을 공급하는 전원(Vs) 사이에 연결되어 주사 전극(Y)에 유지방전 펄스의 하이 레벨 전압(Vs)을 인가하여 유지한다. 또한, 트랜지스터(Yg)는 패널 커패시터(Cp)의 주사 전극(Y)과 0V 전압을 공급하는 그라운드 전원(0V) 사이에 연결되어 주사 전극(Y)에 유지방전 펄스의 로우 레벨 전압(0V)을 인가하여 유지한다.
리셋 구동부(420)는 트랜지스터(Yrr, Yfr, Ypn), 제너 다이오드(ZD) 및 다이오드(Dset)를 포함한다. 이때, 트랜지스터(Yrr)은 리셋 기간의 상승 기간에서 주사 전극(Y)의 전압을 ΔVscH 전압에서 ΔVscH+Vset 전압까지 점진적으로 증가시키는 리셋 상승 파형을 인가하는 경로를 형성한다. 여기서, Vset 전압의 절대값은 이후 유지 기간에서 인가되는 유지방전 펄스의 하이 레벨 전압(Vs)보다 작다.
이때, 트랜지스터(Yrr)의 드레인은 전원(Vset)에 연결되며, 트랜지스터(Yrr)의 소스는 패널 커패시터(Cp)의 주사 전극(Y)에 연결되어 된다. 그리고 트랜지스터(Ypn)의 드레인은 트랜지스터(Ys, Yg)의 접점에 연결되고, 그 소스는 트랜지스터(Yrr)의 소스가 연결된다. 또한, 트랜지스터(Yrr)의 바디 다이오드로 인한 전류를 차단하기 위해 트랜지스터(Yrr)의 바디 다이오드와 반대 방향으로 다이오드(Dset)가 연결되어 있다. 이때, 트랜지스터(Ypn)은 리셋 하강 및 주사 기간에서 각각 트랜지스터(Yfr) 및 트랜지스터(YscL)이 턴온될 시에 트랜지스터(Yg)의 바디 다이오드를 통해 역방향 전류 경로가 형성되어 그라운드 전원(0V)이 불안정해지는 것을 방지하기 위해 역방향 전류 경로를 차단하는 역할을 한다. 따라서, 트랜지스터(Ypn)은 리셋 기간 및 주사 기간에서 오프(off)된 상태로 유지된다.
그리고 트랜지스터(Yfr)은 VscL 전압을 공급하는 전원(VscL)과 패널 커패시터(Cp)의 주사 전극(Y) 사이에 연결되며, Vnf 전압이 주사 전압(VscL 전압)보다 높게 형성되므로 트랜지스터(Yfr)와 주사 전극(Y) 사이에 제너 다이오드(ZD)가 연결되어 있다. 여기서, Vnf 전압은 VscL 전압보다 제너 다이오드(ZD)의 항복 전압만큼 높은 전압으로 가정하였다. 한편, 제너 다이오드(ZD)는 전원(VscL)과 트랜지스 터(Yfr) 사이에 연결될 수도 있다. 그리고 Vnf 전압이 VscL 전압보다 높게 형성되어 있으므로 트랜지스터(YscL)가 턴온될 때, 트랜지스터(Yfr)의 바디 다이오드를 통하여 전류 경로가 형성될 수 있다. 따라서, 트랜지스터(Yfr)의 바디 다이오드를 통한 전류 경로를 차단하기 위해 트랜지스터(Yfr)는 백투백(back-to-back) 형태로 형성될 수 있다.
주사 구동부(430)는 선택 회로(431), 커패시터(CscH), 다이오드(DscH) 및 트랜지스터(YscL)를 포함하며, 어드레스 기간에서 켜질 방전 셀을 선택하기 위해서 주사 전극(Y)에 주사 전압(VscL 전압)을 인가하고, 켜지지 않을 방전 셀의 주사 전극(Y)에 비주사 전압(VscH 전압)을 인가한다. 일반적으로 어드레스 기간에서 복수의 주사 전극(Y)(Y1∼Yn)을 순차적으로 선택할 수 있도록 각각의 주사 전극(Y)(Y1∼Yn)에 선택 회로(431)가 IC(Integrated Circuit) 형태로 연결되어 있으며, 이러한 선택 회로(431)를 통하여 주사 전극 구동부(400)의 구동회로가 주사 전극(Y1-Yn)에 공통으로 연결된다. 도 3에서는 하나의 주사 전극(Y)에 연결되는 선택 회로(431)만을 도시하였다.
이때, 선택 회로(431)는 트랜지스터(Sch, Scl)를 포함한다. 트랜지스터(Sch)의 소스와 트랜지스터(Scl)의 드레인은 각각 패널 커패시터(Cp)의 주사 전극(Y)에 연결되어 있다. 트랜지스터(Scl)의 소스에 커패시터(CscH)의 제1단이 연결되어 있고 커패시터(CscH)의 제2단에 트랜지스터(Sch)의 드레인이 연결되어 있다.
그리고 전원(VscL)과 패널 커패시터(Cp)의 주사 전극(Y) 사이에 트랜지스터(YscL)가 전기적으로 연결되어 있다. 그리고 다이오드(DscH)의 애노드가 비주사 전압(VscH 전압)을 공급하는 전원(VscH)에 연결되어 있으며, 다이오드(DscH)의 캐소드가 트랜지스터(Sch)의 드레인에 연결되어 있다. 여기서, 트랜지스터(YscL)가 턴온되어 커패시터(CscH)에는 (VscH-VscL) 전압이 충전된다.
또한, 도 3에서는 각 트랜지스터(Ys, Yg, Yrr, YscL, Yfr, Sch, Scl, Ypn)를 각각 하나의 트랜지스터로 도시하였지만, 각 트랜지스터(Ys, Yg, Yrr, YscL, Yfr, Sch, Scl, Ypn)는 각각 하나의 트랜지스터 또는 병렬로 연결된 복수의 트랜지스터로 형성될 수 있다. 그리고 주사 구동부(430)가 주사 기간에서 켜질 셀을 선택하는 방법 및 동작은 당업자가 쉽게 알 수 있는 내용이므로 설명을 생략하였다.
한편, 본 발명의 실시예에서 리셋 구동부(420)는 트랜지스터(Yrr)을 구동하기 위한 스위치 구동회로(421)를 포함한다. 이때, 스위치 구동회로(421)는 트랜지스터(Yrr)의 구동을 제어하기 위한 드라이브 IC(Integrated Circuit, 422)와 트랜지스터(Yrr)을 안정적으로 동작시키기 위한 부트스트랩 커패시터(Cb)를 포함한다. 여기서, 드라이버 IC(422)는 부트스트랩 커패시터(Cb)에 충전되는 전압을 트랜지스터(Yrr)의 구동 전압으로 이용하여 트랜지스터(Yrr)의 온/오프(on/off)를 제어한다.
구체적으로, 부트스트랩 커패시터(Cb)는 Vccf 전압을 공급하는 전원(Vccf)과 트랜지스터(Yrr)의 소스 사이에 연결된다. 그리고 도 3에서 나타낸 바와 같이, 전원(Vccf)와 부트스트랩 커패시터(Cb)와의 점접에 드라이브 IC(422)의 제1 입력단(in1)이 연결되고, 트랜지스터(Yrr)의 소스와 부트스트랩 커패시터(Cb)의 접점에 드라이브 IC(422)의 제2 입력단(in2)이 연결된다. 이때, 드라이브 IC(422)는 부트 스트랩 커패시터(Cb)의 양단에 걸리는 전압을 제1 및 제2 입력단을 통해 입력 받아 부트스트랩 커패시터(Cb)에 충전되는 전압을 출력단(out)을 통해 트랜지스터(Yrr)의 게이트에 공급한다. 또한, 전원(Vccf)과 부트스트랩 커패시터(Cb)의 사이에는 다이오드(D1)이 연결되어 전류 경로가 역방향으로 형성되는 것을 방지한다. 이때, 다이오드(D1)은 전원(Vccf)에 애노드가 연결되고 부트스트랩 커패시터(Cb)의 일단에 캐소드가 연결된다.
다음, 도 4를 참조하여 도 3에서 도시한 스위치 구동회로(421)의 동작에 대해서 상세하게 설명하도록 한다.
도 4에서 나타낸 바와 같이, 트랜지스터(Yrr)의 스위치 구동회로(421)는 전원(Vccf), 다이오드(D1), 부트스트랩 커패시터(Cb) 및 드라이브 IC(422)를 포함한다. 이때, 드라이브 IC(422)는 저항(R2), 트랜지스터(Q1, Q2) 및 게이트 제어 전원(Vg)를 포함한다.
구체적으로, 전원(Vccf)에는 다이오드(D1)의 애노드가 연결되어 있고, 다이오드(D1)의 캐소드는 부트스트랩 커패시터(Cb)의 제1 단에 연결되어 있다. 그리고 다이오드(D1)와 부트스트랩 커패시터(Cb)의 접점에 저항(R2)의 제1 단이 연결되며, 저항(R2)의 제2 단은 트랜지스터(Q1)의 콜렉터와 연결되어 있다. 즉, 드라이버 IC(422)의 제1 입력단(in1)은 저항(R2)를 통해 트랜지스터(Q1)의 콜렉터에 연결된다. 또한, 트랜지스터(Q1)의 이미터에 트랜지스터(Q2)의 이미터가 연결되어 있으며, 트랜지스터(Q1, Q2)의 베이스에 공통으로 게이트 제어 전원(Vg)이 연결되어 있다. 이 트랜지스터(Q1, Q2)는 푸시풀 회로(10)를 형성한다. 그리고 트랜지스터(Q2) 의 콜렉터와 부트스트랩 커패시터(Cb)의 제2 단은 트랜지스터(Yrr)의 소스에 연결되어 있다. 즉, 드라이버 IC(422)의 제2 입력단은 트랜지스터(Q2)의 콜렉터와 트랜지스터(Yrr)의 소스의 접점에 연결된다. 이때, 부트스트랩 커패시터(Cb)는 전원(Vccf)로부터 다이오드(D1)을 통해 커패시터(C)의 제1 단에 인가되는 전압이 전원(Vccf)의 전압보다 낮은 경우 충전을 한다.
푸시풀 회로(10)는 npn형 트랜지스터(Q1)과 pnp형 트랜지스터(Q2)로 이루어지며, 두 트랜지스터(Q1, Q2)는 각각 컬렉터와 이미터를 2단자로 가지고 베이스를 제어 단자로 가지고 있다. 푸시풀 회로(10)의 동작을 보면, 게이트 제어 전원(Vg)에서 하이 신호가 출력되는 경우 트랜지스터(Q1)가 온되고 트랜지스터(Q2)가 오프되어 부트스트랩 커패시터(Cb)에 충전된 전압이 트랜지스터(Yrr)의 게이트에 인가되어 트랜지스터(Yrr)를 턴온 시킨다. 즉, 부트스트랩 커패시터(Cb)에 충전된 전압은 트랜지스터(Q1)을 통해 드라이버 IC(422)의 출력단(out)을 통해 트랜지스터(Yrr)의 게이트에 인가된다. 그리고 게이트 전원 제어(Vg)에서 로우 신호가 출력되면 경우 트랜지스터(Q1)가 턴오프되고 트랜지스터(Q2)가 턴온되어 트랜지스터(Yrr)가 턴오프 된다.
그런데, 리셋 기간의 상승 기간에서 트랜지스터(Yrr)의 게이트에 공급되는 전압(부트스트랩 커패시터에 충전되는 전압)의 크기에 따라 패널 커패시터(Cp)의 주사 전극(Y)에 인가되는 리셋 상승 파형의 기울기가 변하게 된다. 즉, 트랜지스터(Yrr)의 구동 전압은 소정의 전압으로 유지되는 것이 중요하다. 예컨데, 트랜지스터(Yrr)의 구동 전압의 기준을 15V라 가정하면 부트스트랩 커패시터(Cb)에 충전 되는 전압이 15V보다 큰 경우 트랜지스터(Yrr)를 통해 상대적으로 많은 양의 전류가 흐르게 되어 리셋 상승 파형의 기울기가 커지게 된다. 반대로, 부트스트랩 커패시터(Cb)에 충전되는 전압이 15V 보다 작은 경우 트랜지스터(Yrr)를 통해 상대적으로 적은 양의 전류가 흐르게 되어 리셋 상승 파형의 기울기가 작아지게 된다. 이와 같이, 부트스트랩 커패시터(Cb)에 충전되는 전압의 크기에 따라 리셋 상승 파형의 기울기가 달라지게 되면 방전에 영향을 미치게 되어 불안정한 리셋 방전이 발생할 수 있다.
즉, 부트스트랩 커패시터(422)를 그라운드 전압(0V)과 그라운드 전압 대비 소정의 전압이 높은 전압(Vcc)을 이용하여 충전할 수 있다. 구체적으로, 서브필드의 유지 기간에서 부트스트랩 커패시터(422)에 충전된 전압을 다음 서브필드의 리셋 기간에서 트랜지스터(Yrr)의 구동 전압으로 사용할 수 있다. 예를 들어, 부트스트랩 커패시터(Cb)가 그라운드 전압 대비 소정의 전압(일반적으로, 15V)이 높은 전원(Vcc)과 트랜지스터(Yrr)의 소스단 사이에 연결될 때, 도 3에서 나타낸 유지방전 전압 공급부(412)의 트랜지스터(Yg)가 턴온되면 부트스트랩 커패시터(Cb)는 15V가 충전된다. 그런데, 부트스트랩 커패시터(Cb)의 충전 경로에서 기준 전압으로 그라운드 전압이 사용될 경우 각 서브필드의 유지 기간에서 각 화면 부하율에 따라 부트스트랩 커패시터(Cb)에 충전되는 전압이 변동될 수 있다. 즉, 화면 부하율에 따라 패널 커패시턴스(Cp)가 변할 경우 임의의 서브필드의 유지 기간에서 패널 커패시터(Cp)에 유지방전 펄스의 로우 레벨 전압(0V)인가 시 하드 스위칭에 따른 언더슈트(under shoot)가 발생하게 된다. 그러면, 부트스트랩 커패시터(Cb)에 과전압이 충전되어 다음 서브필드의 리셋 기간에서 리셋 상승 파형의 기울기가 변하게 된다.
따라서, 본 발명의 실시예에서는 트랜지스터(Yrr)의 스위치 구동회로(421)에서 화면 부하량에 상관없이 부트스트랩 커패시터(Cb)에 일정한 전압이 충전되도록 하는 충전 경로가 형성되도록 한다. 즉, 도 5에서 나타낸 바와 같이 주사 구동부(430)의 트랜지스터(YscL)이 온(on)되는 타이밍에 부트스트랩 커패시터(Cb)의 충전 경로(①)가 형성되도록 한다. 이때, 전원(Vccf)으로부터 공급되는 Vccf 전압은 어드레스 기간에 주사 전극(Y)에 인가되는 주사 전압(VscL) 대비 소정의 전압이 높은 전압이다. 예를 들어, Vccf 전압이 주사 전압(VscL) 대비 15V 높은 전압이면 부트스트랩 커패시터(Cb)에는 15V의 전압이 충전된다.
구체적으로, 임의의 서브필드의 어드레스 기간에서 트랜지스터(YscL)가 온(on) 되는 구간에서 부트스트랩 커패시터(Cb)에 Vccf 전압과 주사 전압(VscL) 간의 전압 차(Vccf-VscL) 만큼이 충전된다. 그런 후, 임의의 서브필드의 다음 서브필드의 리셋 기간에서 부트스트랩 커패시터(Cb)에 충전된 15V가 트랜지스터(Yrr)의 게이트에 인가되어 트랜지스터(Yrr)가 온(on)되도록 한다. 이와 같이, 주사 전압(VscL)을 이용하여 부트스트랩 커패시터(Cb)를 소정의 전압으로 일정하게 충전시킴으로써 리셋 상승 파형의 기울기가 안정된다. 또한, 구동회로의 트랜지스터(Yrr)에 흐르는 전류량이 안정되어 소자의 내압 스트레스를 줄일 수 있다. 이때, 본 발명의 실시예에서는 플라즈마 표시 장치 턴온(turn on)시, 정해진 내부 전원 시퀀스(power sequence)에 따라 최초의 서브필드 구동 전에 부트스트랩 커패시터(Cb)에 트랜지스터(Yrr)의 구동 전압이 충전되어 있는 것으로 가정하였다.
한편, 본 발명의 실시예에서는 트랜지스터(Yrr)의 구동을 제어하기 위한 스위칭 제어부로 드라이브 IC를 사용하였으나, 부트스트랩 커패시터(Cb)에 충전된 전압을 이용하여 트랜지스터(Yrr)의 구동을 제어할 수 있는 다른 제어수단이 구성될 수 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
이와 같이 본 발명에 의하면, 리셋 상승 파형을 생성하는 스위치를 안정적으로 동작시킴으로써 안정적인 리셋 방전을 일으킬 수 있는 효과가 있다. 또한, 스위치의 내압 스트레스를 줄일 수 있어 회로의 이상 동작을 방지할 수 있다.

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  9. 복수의 제1 전극, 리셋 기간에서 상기 복수의 제1 전극의 전압을 점진적으로 상승시키는 제1 스위치 및 제1 커패시터에 충전되는 제1 전압을 상기 제1 스위치의 제어단에 인가하여 상기 제1 스위치를 턴온 하는 스위치 구동회로를 포함하는 플라즈마 표시 장치를 구동하는 방법에 있어서,
    제1 서브필드의 어드레스 기간에서 상기 복수의 제1 전극 중 켜질 셀을 형성하는 제1 전극에 주사 전압을 인가하는 단계;
    상기 제1 서브필드의 어드레스 기간에서 상기 제1 커패시터를 상기 제1 전압으로 충전시키는 단계;
    상기 제1 서브필드의 유지 기간에서 상기 복수의 제1 전극에 유지방전 펄스를 인가하는 단계; 및
    상기 제1 서브필드에 연속하는 서브필드의 리셋 기간에서 상기 제1 커패시터에 충전된 상기 제1 전압을 상기 제1 스위치의 제어단에 인가하여 상기 복수의 제1 전극의 전압을 점진적으로 상승시키는 단계를 포함하는 플라즈마 표시 장치의 구동 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 스위치 구동 회로는 상기 주사 전압보다 높은 제2 전압을 공급하는 제1 전원을 포함하며,
    상기 제1 커패시터에 충전되는 상기 제1 전압은 상기 주사 전압과 상기 제2 전압간의 전압 차의 절대값인 플라즈마 표시 장치의 구동 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 플라즈마 표시 장치는 상기 복수의 제1 전극에 상기 주사 전압을 인가하는 제2 스위치를 포함하고,
    상기 제1 서브필드의 어드레스 기간에서 상기 제2 스위치가 턴온 될 때 상기 제1 커패시터의 충전 경로가 형성되는 플라즈마 표시 장치의 구동 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제1 커패시터의 제1단이 상기 제1 전원에 연결되고, 상기 제1 커패시터의 제2단이 상기 제1 및 제2 스위치의 접점에 연결되는 플라즈마 표시 장치의 구동 방법.
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