KR100404842B1 - 플라즈마 디스플레이 패널의 플리커 제거방법 및 장치 - Google Patents

플라즈마 디스플레이 패널의 플리커 제거방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 상이한 최대 광방출 시점으로 인하여 나타나는 플리커 현상을 제거하도록 한 플라즈마 디스플레이 패널의 플리커 제거방법 및 장치에 관한 것이다.
이 플리커 제거방법 및 장치는 휘도 가중치의 설정값과 서브필드들의 수 중 적어도 어느 하나가 다른 적어도 둘 이상의 모드를 설정하고, 각 모드에서 최대 휘도 가중치가 부여된 서브필드를 프레임의 초기에 배치하게 된다.

Description

플라즈마 디스플레이 패널의 플리커 제거방법 및 장치{Method and Apparatus For Eliminating Flicker}
본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널의 구동방법 및 장치에 관한 것으로, 특히 상이한 최대 광방출 시점으로 인하여 나타나는 플리커 현상을 제거하도록 한 플라즈마 디스플레이 패널의 플리커 제거방법 및 장치에 관한 것이다.
플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel : 이하 "PDP"라 함)은He+Xe 또는 Ne+Xe 불활성 혼합가스의 방전시 발생하는 147nm의 자외선에 의해 형광체를 발광시킴으로써 문자 또는 그래픽을 포함한 화상을 표시하게 된다. 이러한 PDP는 박막화와 대형화가 용이할 뿐만 아니라 최근의 기술 개발에 힘입어 크게 향상된 화질을 제공한다. 특히, 3전극 교류 면방전형 PDP는 방전시 표면에 벽전하가 축적되며 방전에 의해 발생되는 스퍼터링으로부터 전극들을 보호하기 때문에 저전압 구동과 장수명의 장점을 가진다.
도 1을 참조하면, 3전극 교류 면방전형 PDP의 방전셀은 상부기판(11) 상에 형성되어진 주사/서스테인전극(12Y) 및 공통서스테인전극(12Z)과, 하부기판(16) 상에 형성되어진 어드레스전극(17X)을 구비한다.
주사/서스테인전극(12Y)과 공통서스테인전극(12Z) 각각은 투명전극 예를 들면, 인듐틴옥사이드(Indium-Tin-Oxide : ITO)로 형성된다.
주사/서스테인전극(12Y)과 공통서스테인전극(12Z) 각각에는 저항을 줄이기 위한 금속버스전극(13)이 형성된다.
주사/서스테인전극(12Y)과 공통서스테인전극(12Z)이 형성된 상부기판(11)에는 상부 유전체층(14)과 보호막(15)이 적층된다. 상부 유전체층(14)에는 플라즈마 방전시 발생된 벽전하가 축적된다. 보호막(15)은 플라즈마 방전시 발생된 스퍼터링에 의한 상부 유전체층(14)의 손상을 방지함과 아울러 2차 전자의 방출 효율을 높이게 된다. 보호막(15)으로는 통상 산화마그네슘(MgO)이 이용된다.
어드레스전극(17X)이 형성된 하부기판(16) 상에는 하부 유전체층(18), 격벽(19)이 형성되며, 하부 유전체층(18)과 격벽(19)의 표면에는 형광체층(20)이도포된다.
어드레스전극(17X)은 주사/서스테인전극(12Y) 및 공통서스테인전극(13Z)과 교차되는 방향으로 형성된다. 격벽(19)은 어드레스전극(17X)과 나란하게 형성되어 방전에 의해 생성된 자외선 및 가시광이 인접한 방전셀에 누설되는 것을 방지한다. 형광체층(20)은 플라즈마 방전시 발생된 자외선에 의해 여기되어 적색, 녹색 또는 청색 중 어느 하나의 가시광선을 발생하게 된다.
상/하부기판(11,16)과 격벽(19) 사이에 마련된 방전셀의 방전공간에는 방전을 위한 He+Xe 또는 Ne+Xe 등의 불활성 혼합가스가 주입된다.
이러한 PDP는 화상의 계조(Gray Level)를 구현하기 위하여 한 프레임을 발광횟수가 다른 여러 서브필드로 나누어 구동하고 있다. 각 서브필드는 다시 방전을 균일하게 일으키기 위한 리셋 기간, 방전셀을 선택하기 위한 어드레스 기간 및 방전횟수에 따라 계조를 구현하는 서스테인 기간으로 나뉘어진다. 예를 들어, 256 계조로 화상을 표시하고자 하는 경우에 1/60 초에 해당하는 프레임 기간(16.67ms)은 8개의 서브필드들로 나누어지게 된다. 아울러, 8개의 서브 필드들 각각은 어드레스 기간과 서스테인 기간으로 다시 나누어지게 된다. 여기서, 각 서브필드의 리셋기간 및 어드레스 기간은 각 서브필드마다 동일한 반면에 서스테인 기간과 그 방전 횟수는 각 서브필드에서 2n(n=0,1,2,3,4,5,6,7)의 비율로 증가된다. 이와 같이 각 서브필드에서 서스테인 기간이 달라지게 되므로 화상의 계조를 구현할 수 있게 된다.
PDP는 서브필드들의 조합에 의해 화상의 계조를 구현하는 특성 때문에 동영상에서 의사윤곽 노이즈(Contour noise)가 발생되기도 한다. 의사윤곽 노이즈가 발생되면 화면 상에서 의사윤곽이 나타나게 되므로 표시품질이 떨어지게 된다. 예를 들어, 도 2 및 도 3에 나타낸 바와 같이 화면의 좌측반이 127의 계조값으로 표시되고 화면의 우측반이 128의 계조값으로 표시된 후, 화면이 우측으로 이동되면 경계부분 상의 두 화소에서 발산되는 빛을 육안으로 동시에 보기 때문에 계조값 127과 128 사이의 경계부분에 피크 화이트(Peak White) 즉, 흰띠가 나타나게 된다. 이와 반대로, 화면의 좌측반이 128의 계조값으로 표시되고 화면의 우측반이 127의 계조값으로 표시된 화면이 우측으로 이동되면 계조값 128과 127 사이의 경계부분에 흑레벨(Black level) 즉, 검은띠가 나타나게 된다.
이와 같은 동영상 의사윤곽 노이즈를 제거하기 위한 방법으로는 하나의 서브필드를 분할하여 1∼2개의 서브필드를 추가하는 방법, 서브필드의 순서를 재배열하는 방법, 서브필드를 추가하고 서브필드의 순서를 재배열하는 방법 및 오차확산방법 등이 제안되고 있다.
이러한 동영상 의사윤곽 노이즈 제거방법들 중에, 서로 다른 개수의 서브필드와 휘도 상대비를 가지는 두 개의 모드들(Mode)을 이용하는 방법에 대하여 설명하면 다음과 같다.
도 4를 참조하면, A 모드는 8 개의 서브필드(SF1 내지 SF8)를 가지며 각 서브필드의 휘도 상대비가 십진수로 1, 2, 4, 8, 16, 32, 64, 128로 설정되며, B 모드는 9 개의 서브필드(SF1 내지 SF9)를 가지며 각 서브필드의 휘도 상대비가 십진수로 1, 2, 4, 8, 16, 32, 64, 128, 256으로 설정된다. 이 A 모드와 B 모드의 조합에 의해 동영상 의사 윤곽 노이즈를 줄이게 된다.
그러나 도 4와 같이 서로 다른 휘도 상대비로 설정되는 여러 개의 모드로 화상을 표시하는 경우에, 각 모드들에서 최대 휘도 상대비가 부여된 서브필드(A 모드의 제8 서브필드(SF8)와 B 모드의 제9 서브필드(SF9))의 광방출 시점(C1,C2)이 다르기 때문에 화면 간에 휘도차가 발생하는 플리커 현상이 나타나게 된다. 다시 말하여, 도 5와 같이 서브필드의 수가 다른 3 개의 프레임 모드가 낮은 휘도 가중치를 가지는 서브필드에서부터 높은 휘도 가중치를 가지는 서브필드 순으로 배치되는 경우에, 각 모드에서 가장 휘도 상대비가 높은 제10 서브필드(SF10), 제11 서브필드(SF11) 및 제12 서브필드(SF12)가 나타나는 시점이 다르게 된다. 그 결과, 수직동기기간(Vsync) 내에 각 모드에서 최대 발광시점(C1,C2,C3)이 다르게 나타나게 되므로 플리커가 발생된다.
이렇게 각 모드에서의 최대 발광시점이 다른 것에 기인하는 화면의 이상 휘도변동 즉, 플리커를 줄이기 위하여 대한민국 공개 특허공보 10-2000-0070527(공개일 : 2000.11.25)에는 최상위 휘도 가중치가 부여된 서브필드의 광방출 시간 데이터가 저장된 데이터 소스, 최상위 휘도 가중치가 부여된 서브필드의 광방출 시간 데이터를 선택하는 수단, 광방출 시간 데이터에 기초하여 최상위 가중치가 부여된 서브필드를 배치시키기 위한 지연시간 계산 수단 및 최상위 가중치가 부여된 서브필드의 위치를 사전에 결정된 위치에 배치하는 지연수단을 이용하여 각 모드의 최대 발광시점을 일치시키는 방법이 제안된 바 있다. 그러나 이와 같은 방법은 광방출 시간 데이터가 저장되는 별도의 데이터소스, 데이터 선택수단, 지연시간 계산 수단 및 지연수단 등이 필요하여 하드웨어의 복잡도가 증대하여 코스트를 증가시킬뿐만 아니라, 지연시간 계산을 위한 알고리즘이 복잡한 문제점이 있다.
한편, 도 4와 같이 각 모드에서 낮은 휘도 가중치에서 높은 휘도 가중치 순으로 서브필드가 배치되어 광방출량이 선형적으로 증가되는 것과 마찬가지로, 서브필드의 순서를 랜덤하게 배치하여 동영상 의사 윤곽 노이즈를 줄이는 경우에도 가장 휘도 가중치가 높은 서브필드의 배치시점이 프레임마다 다르기 때문에 플리커 현상이 나타나게 된다.
따라서, 본 발명의 목적은 상이한 최대 광방출 시점으로 인하여 나타나는 플리커 현상을 제거하도록 한 PDP의 플리커 제거방법 및 장치를 제공함에 있다.
도 1은 종래의 3전극 교류 면방전형 플라즈마 디스플레이 패널의 방전셀 구조를 나타내는 사시도.
도 2는 동영상에서 서로 다른 계조영역의 경계를 이동하는 이동체와 이를 추종하는 관측자의 눈을 개략적으로 나타내는 도면.
도 3은 도 2와 같은 동영상에서 의사윤곽 노이즈가 나타나는 현상을 나타내는 도면.
도 4는 휘도 상대비가 다르고 서브필드의 수가 다르게 배치된 A 및 B 모드의 프레임에서 최대 발광시점의 불일치를 나타내는 도면.
도 5는 휘도 상대비가 다르고 서브필드의 수가 다르게 배치된 세 개의 모드에서 각 모드에서의 최대 발광시점의 불일치를 나타내는 도면.
도 6은 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 플리커 제거장치를 나타내는 블럭도.
도 7은 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 플리커 제거방법 및 장치에 있어서, 각 모드에서의 최대 광방출 시점을 나타내는 도면.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
11 : 상부기판 12Y : 주사/서스테인전극
12Z : 공통서스테인전극 13 : 금속버스전극
14 : 상부 유전체층 15 : 보호막
16 : 하부기판 17X : 어드레스전극
18 : 하부 유전체층 19 : 격벽
20 : 형광층 61 : 프레임 메모리
62A,62B : 역감마 보정부 63 : 자동 이득 조절부
64 : 오차확산부 65 : 서브필드 맵핑부
66 : 데이터 정렬부 67 : 휘도 검출부
68 : 파형 발생부 69 : 플라즈마 디스플레이 패널
상기 목적들을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 PDP의 플리커 제거방법은 휘도 가중치의 설정값과 서브필드들의 수 중 적어도 어느 하나가 다른 적어도 둘 이상의 모드를 설정하는 단계와, 각 모드에서 최대 휘도 가중치가 부여된 서브필드를 프레임의 초기에 배치하는 단계를 포함한다.
본 발명에 따른 PDP의 플리커 제거장치는 휘도 가중치의 설정값과 서브필드들의 수 중 적어도 어느 하나가 다른 적어도 둘 이상의 모드가 설정되고 각 모드에서 최대 휘도 가중치가 부여된 서브필드가 프레임의 초기에 배치되도록 입력 데이터를 맵핑하는 수단을 구비한다.
상기 최대 휘도 가중치가 부여된 서브필드를 제외한 다른 서브필드들은 상기 각 모드에서 휘도 가중치가 낮은 순서대로 배치되는 것을 특징으로 한다.
상기 최대 휘도 가중치가 부여된 서브필드를 제외한 다른 서브필드들은 휘도 가중치가 불연속적으로 배치되는 것을 특징으로 한다.
상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 특징들은 첨부한 도면들을 참조한 실시예들에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.
이하, 도 6 및 도 7을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하기로 한다.
도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 PDP의 구동장치는 데이터(RGB)의 입력라인에 접속된 프레임 메모리(61)와, 프레임 메모리(61)와 PDP(69) 사이에 접속된 제1 역감마 보정부(62A), 자동이득 조절부(63), 오차확산부(64), 서브필드 맵핑부(65) 및 데이터 정렬부(66)와, 데이터(RGB)의 입력라인과 PDP(69) 사이에 접속된 제2 역감마 보정부(62B), 휘도 검출부(67) 및 파형 발생부(68)를 구비한다.
프레임 메모리(61)는 한 프레임 분의 데이터(RGB)를 저장하고 저장된 데이터를 제1 역감마 보정부(62A)에 공급하게 된다.
제1 역감마 보정부(62A)는 프레임 메모리(61)로부터 공급되는 감마보정된 영상신호를 역감마보정하여 영상신호의 계조값에 따른 휘도값을 선형적으로 변환시키게 된다.
자동 이득 조절부(63)는 제1 역감마 보정부(62A)와 휘도 검출부(67) 사이에 접속되어 휘도 검출부(67)로부터의 휘도정보에 따라 입력 데이터(RGB)의 계조범위를 미리 설정된 계조범위로 변환하는 역할을 하게 된다. 예를 들어, 미리 설정된 계조범위가 256 이상이라면 256 계조레벨의 입력 데이터(RGB)를 미리 설정된 계조범위로 더 세분화하게 된다.
오차확산부(64)는 셀의 오차 성분을 인접한 셀들에 확산시킴으로써 휘도값을 미세하게 조정하는 역할을 한다. 이를 위하여, 오차확산부(64)는 제1 역감마 보정부(62A)로부터의 데이터에 대하여 정수부와 소수부로 분리하고 소수부에 플로이드-스타인버그(Floy-Steinberg)의 계수를 곱하여 인접한 셀들에 오차를 확산시키게 된다.
서브필드 맵핑부(66)는 오차확산부(65)로부터의 데이터를 비트별로 분리하고, 각각 최대 휘도 가중치가 부여된 서브필드가 프레임의 가장 선두에 배치되도록 비트별로 분리된 데이터를 맵핑시키게 된다.
데이터 정렬부(66)는 PDP(69)의 해상도 포맷에 적합하게 서브필드 맵핑부(69)로부터 입력되는 영상 데이터를 변환하여 PDP(69)의 어드레스 구동 집적회로(Integrated Circuit : 이하, 'IC'라 한다)에 공급하는 역할을 한다.
제2 역감마 보정부(62B)는 입력라인으로부터 공급되는 감마보정된 데이터에 대하여 역감마보정을 실시하여 휘도 검출부(67)에 공급하게 된다.
휘도 검출부(67)는 도시하지 않은 프레임 메모리를 이용하여 매 프레임 마다 휘도의 평균값을 산출하여 서브필드 맵핑부(65)에 공급하여 서브필드 맵핑부(65)를제어하게 된다. 서브필드 맵핑부(65)는 휘도 검출부(67)로부터 공급되는 프레임의 휘도 평균값에 따라 동영상에서 의사 윤곽 노이즈가 나타나지 않도록 모드를 선택하게 된다.
파형 발생부(68)는 리셋기간의 셋업 및 셋다운 파형, 스캔파형 및 서스테인 파형이 생성되게 하는 타이밍 제어신호를 발생하고, 이 타이밍 제어신호를 PDP(69)의 어드레스전극, 주사/서스테인전극 및 공통 서스테인전극 각각을 구동하기 위한 어드레스 구동 IC, 스캔 구동 IC 및 서스테인 구동 IC에 공급하게 된다.
도 7을 참조하면, 본 발명에 따른 PDP의 플리커 제거방법 및 장치는 서브필드 맵핑부(65)에 의해 데이터가 맵핑되는 서브필드의 수가 각각 10 개(SF1∼SF10), 11 개(SF1∼SF11) 및 12 개(SF1∼SF12)로 구성되는 3 개 모드(A,B,C)로 영상을 표시하게 된다.
각 모드(A,B,C)에서 최대 휘도 가중치가 부여되는 서브필드는 프레임의 가장선두 즉, 수직동기기간(Vsync)의 초기기간에 배치된다. 따라서, 각 모드(A,B,C)에 있어서, 최대 광방출 시점(C)이 프레임의 초기에 배치므로 각 모드(A,B,C)에서 최대 광방출 시점(C)이 일치하게 된다.
각 모드(A,B,C)에서 최대 휘도 가중치가 부여된 서브필드 이외의 서브필드들은 도 7과 같이 휘도 가중치가 낮게 부여되는 순서대로 배치된다. 또한, 각 모드(A,B,C)에서 최대 휘도 가중치가 부여된 서브필드 이외의 서브필드들은 휘도 가중치가 랜덤하게 연속되도록 배치될 수도 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 PDP의 플리커 제거방법 및 장치는 서브필드들의 수가 휘도 상대비 배치가 각각 다른 여러 모드로 화상을 표현하는 경우에 최대 휘도 가중치가 부여된 서브필드를 프레임의 최선두에 배치함으로써 각 모드의 최대 광방출 시점을 일치시키게 된다. 그 결과, 본 발명에 따른 PDP의 플리커 제거방법 및 장치는 동영상 왜곡 노이즈를 최소함과 아울러 각 모드에서의 최대 광방출 시점을 일치시킴으로써 화면의 밝기가 변동되는 플리커를 제거하여 표시품질을 높일 수 있게 된다.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 당업자라면 매 프레임마다 최대 광방출 시점이 프레임의 초기에 설정되게 하고 각 모드별로 서브필드들의 수와 휘도 상대비 배치가 다르게 하는 다양한 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여 져야만 할 것이다.

Claims (6)

  1. 한 프레임을 소정의 휘도 가중치가 설정되는 다수의 서브필드들로 나누어 표시하는 플라즈마 디스플레이 패널의 구동방법에 있어서,
    상기 휘도 가중치의 설정값과 상기 서브필드들의 수 중 적어도 어느 하나가 다른 적어도 둘 이상의 모드를 설정하는 단계와,
    상기 각 모드에서 최대 휘도 가중치가 부여된 서브필드를 상기 프레임의 초기에 배치하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 플리커 제거방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 최대 휘도 가중치가 부여된 서브필드를 제외한 다른 서브필드들은 상기 각 모드에서 휘도 가중치가 낮은 순서대로 배치되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 플리커 제거방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 최대 휘도 가중치가 부여된 서브필드를 제외한 다른 서브필드들은 휘도 가중치가 불연속적으로 배치되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 플리커 제거방법.
  4. 한 프레임을 소정의 휘도 가중치가 설정되는 다수의 서브필드들로 나누어 표시하는 플라즈마 디스플레이 패널의 구동장치에 있어서,
    상기 휘도 가중치의 설정값과 상기 서브필드들의 수 중 적어도 어느 하나가 다른 적어도 둘 이상의 모드가 설정되고 각 모드에서 최대 휘도 가중치가 부여된 서브필드가 상기 프레임의 초기에 배치되도록 입력 데이터를 맵핑하는 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 플리커 제거장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 최대 휘도 가중치가 부여된 서브필드를 제외한 다른 서브필드들은 상기 각 모드에서 휘도 가중치가 낮은 순서대로 배치되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 플리커 제거장치.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 최대 휘도 가중치가 부여된 서브필드를 제외한 다른 서브필드들은 휘도 가중치가 불연속적으로 배치되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 플리커 제거장치.
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