KR100521493B1 - 플라즈마 표시 장치와 그 구동방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 플라즈마 표시 장치 및 그의 구동방법에 관한 것이다. 본 발명에 따르면 입력되는 영상신호로부터 저방전 패턴을 검출하여 해당 계조를 표현하는 서브필드의 주사 펄스 폭을 증가시킨다. 이와 같이 하면, 어드레스 방전 효율을 높일 수 있다.

Description

플라즈마 표시 장치와 그 구동방법{PLASMA DISPLAY DIVICE AND DRIVING METHOD THEREOF}
본 발명은 플라즈마 표시 패널(plasma display panel; PDP)을 포함하는 플라즈마 표시 장치의 구동방법에 관한 것으로, 특히 유지방전의 효율을 향상시키기 위한 플라즈마 표시 장치의 구동방법에 관한 것이다.
최근 액정표시장치(liquid crystal display; LCD), 전계 방출 표시장치(field emission display; FED), PDP 등의 평면 표시 장치가 활발히 개발되고 있다. 이들 평면 표시 장치 중에서 PDP는 다른 평면 표시 장치에 비해 휘도 및 발광효율이 높으며 시야각이 넓다는 장점이 있다. 따라서, PDP가 40인치 이상의 대형 표시 장치에서 종래의 CRT(cathode ray tube)를 대체할 표시 장치로서 각광받고 있다.
PDP는 기체 방전에 의해 생성된 플라즈마를 이용하여 문자 또는 영상을 표시하는 평면 표시 장치로서, 그 크기에 따라 수십에서 수백 만개 이상의 픽셀(pixel)이 매트릭스(matrix)형태로 배열되어 있다. 이러한 PDP는 인가되는 구동 전압 파형의 형태와 방전 셀의 구조에 따라 직류형(DC형)과 교류형(AC형)으로 구분된다.
직류형 PDP는 전극이 방전 공간에 그대로 노출되어 있어서 전압이 인가되는 동안 전류가 방전공간에 그대로 흐르게 되며, 이를 위해 전류제한을 위한 저항을 만들어 주어야 하는 단점이 있다. 반면 교류형 PDP에서는 전극을 유전체층이 덮고 있어 자연스러운 커패시턴스 성분의 형성으로 전류가 제한되며 방전시 이온의 충격으로부터 전극이 보호되므로 직류형에 비해 수명이 길다는 장점이 있다.
도 1은 AC형 플라즈마 표시 패널의 일부 사시도이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 제1유리기판(1) 위에는 유전체층(2) 및 보호막(3)으로 덮인 주사전극(4)과 유지전극(5)이 쌍을 이루어 평행하게 설치된다. 제2유리기판(6) 위에는 절연체층(7)으로 덮인 복수의 어드레스전극(8)이 설치된다. 어드레스전극(8)들 사이에 있는 절연체층(7) 위에는 어드레스 전극(8)과 평행하게 격벽(9)이 형성되어 있다. 또한, 절연체층(7)의 표면 및 격벽(9)의 양측면에 형광체(10)가 형성되어 있다. 제1유리기판(1)과 제2유리기판(6)은 주사전극(4)과 어드레스전극(8) 및 유지전극(5)과 어드레스전극(8)이 직교하도록 방전공간(11)을 사이에 두고 대향하여 배치되어 있다. 어드레스전극(8)과, 쌍을 이루는 주사전극(4)과 유지전극(5)과의 교차부에 있는 방전공간이 방전셀(12)을 형성한다.
도 2는 플라즈마 표시 패널의 전극 배열도를 나타낸다.
도 2에 도시한 바와 같이, PDP 전극은 m ×n의 매트릭스 구성을 가지고 있으며, 구체적으로 열 방향으로는 어드레스전극(A1~Am)이 배열되어 있고 행방 향으로는 n행의 주사전극(Y1~Yn) 및 유지전극(X1~Xn)이 지그재그로 배열되어 있다. 이하에서는 주사전극을 "Y 전극", 유지전극을 "X 전극"이라 칭한다. 도 2에 도시된 방전셀(12)은 도 1에 도시된 방전셀(12)에 대응한다.
도 3은 종래 기술에 의한 플라즈마 표시 장치의 구동 파형도를 나타낸 도면이다.
한편, 플라즈마 표시 장치를 프레임 단위로 구동할 때, 종래에는 하나의 프레임을 가중치가 다른 다수의 서브필드로 분할하고 이러한 서브필드를 조합하여 계조를 표현하였다.
도 3은 종래에 적용되고 있는 AC형 플라즈마 표시 장치의 계조 구현방법을 나타낸 것으로서, 한 프레임을 6개의 서브 필드로 나누고 있으며 하나의 서브 필드는 어드레스 기간(A)과 유지 기간(T)을 포함한다.
그런데, 이러한 종래의 구동방법에서는 도 4(도 4는 한 프레임을 4개의 서브필드로 나눈 경우를 예로 들어 도시한 것임)에 굵은 선으로 표시한 바와 같이 특정 계조를 표현할 때 이전의 두 서브필드 이상 연속적으로 방전이 일어나지 않다가 처음 방전이 일어나거나, 한 프레임의 첫 번째 서브필드에서 방전이 일어나지 않고 두 번째 서브필드에서 처음 방전이 일어나는 경우가 발생한다. 이러한 경우 프라이밍 파티클이 부족하기 때문에 어드레스 방전이 일어나는 딜레이 타임이 상대적으로 길어질 수 있다. 그런데, 종래에는 모든 주사 라인에 대하여 동일한 폭의 주사 펄스를 인가하기 때문에 이와 같이 딜레이 타임이 길어질 경우에는 주사 펄스가 인가되는 동안에 충분한 방전이 일어나지 않을 수 있다.
한편, 도 5는 종래의 PDP 구동 파형을 도시한 것으로, 한 프레임을 4개의 서브필드로 나누어 구동하는 예를 나타낸 것이다.
도 5에 도시한 바와 같이, 종래의 PDP의 구동방법에 따르면 하나의 프레임을 구성하는 다수의 서브필드는 각각 리셋구간, 어드레스 구간, 유지구간으로 구성된다.
리셋구간은 이전의 유지 방전의 벽전하 상태를 소거하고, 다음의 어드레스 방전을 안정적으로 수행하기 위해 벽전하를 셋업(setup) 하는 역할을 한다. 어드레스 구간은 패널에서 켜지는 셀과 켜지지 않는 셀을 선택하여 켜지는 셀(어드레싱된 셀)에 벽전하를 쌓아두는 동작을 수행하는 구간이다. 유지 구간은 X 전극과 Y 전극에 교대로 유지방전 펄스(Vs)를 인가하여 어드레싱된 셀에 실제로 화상을 표시하기 위한 방전을 수행하는 구간이다.
이때, 벽전하란 각 전극에 가깝게 방전 셀의 벽(예를 들어, 유전체층)에 형성되어 전극에 축적되는 전하를 말한다. 이러한 벽전하는 실제로 전극 자체에 접촉되지는 않지만, 여기서는 벽전하가 전극에 "형성됨", "축적됨" 또는 "쌓임"과 같이 설명된다. 또한 벽전압은 벽전하에 의해서 방전 셀의 벽에 형성되는 전위차를 말한다.
한편, 프레임 단위로 동영상을 구현할 때, 영상의 종류 등의 원인으로 영상부로부터 입력되는 신호의 프레임별 주기가 일정하기 않기 때문에 가장 짧은 시간의 프레임을 기준으로 구동파형을 설계한다. 따라서, 도 5에 도시된 바와 같이 프레임과 프레임 사이에는 휴지기가 존재한다.
또한, 일반적으로 플라즈마 표시 장치는 그 구동 특성상 소비전력이 높으므로 표시될 프레임의 부하율에 따라 소비전력을 제어하는 장치가 필요하며, 이러한 소비 전력을 제어하는 방법으로서 자동전력제어(Auto power control, APC)를 하여 소비전력을 제한하는 방법이 사용되고 있다. 즉, 밝은 화면을 표시할 때는 유지 방전 회수를 감소시키고, 어두운 화면을 표시할 때에는 유지방전 회수를 증가시킨다. 따라서, 밝은 화면을 표시한 프레임과 다음 프레임 사이의 휴지기는 길어진다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 휴지기 시간을 이용하여 저방전이 일어날 우려가 있는 방전 셀의 주사 펄스 폭을 넓게 하여 어드레스 기간에서의 저방전을 방지하기 위한 플라즈마 표시 장치의 구동방법을 제공하는 것이다.
이러한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따른 플라즈마 표시 장치는 복수의 제1 전극 및 제2 전극을 포함하는 패널부; 입력된 영상신호의 계조를 측정하고, 상기 측정된 계조에 따른 서브필드별 방전 셀의 온오프 패턴을 확인하며, 상기 온오프 패턴에 따라 주사 펄스의 폭을 조절하는 제어부; 및 상기 제어부로부터 출력된 신호에 따라 상기 복수의 제1 전극에 선택적으로 주사 펄스를 인가하는 구동부를 포함하며,
상기 제어부는 적어도 (n-1)번째 및 (n-2)번째 서브필드에서 연속적으로 방전을 일으키지 않고 n번째 서브필드에서 방전을 일으키는 저방전 셀을 추출하여 적어도 상기 저방전 셀의 제1 전극에 인가되는 상기 주사 펄스의 폭을 증가시킨다.
상기 제어부는,
상기 입력되는 영상신호의 계조를 검사하고 상기 메모리로부터 해당 계조의 서브필드별 방전 셀 온오프 패턴을 확인하여, 상기 저방전 셀을 추출하는 패턴 감지부; 및 상기 패턴 감지부에서 상기 저방전 셀이 검출되면 상기 자동전력제어부의 출력신호에 따라 상기 저방전 셀이 발생하는 서브필드의 어드레스 기간에 상기 제1 전극에 인가되는 주사 펄스의 폭을 증가시킨 후 상기 구동부로 출력하는 데이터 변환부를 포함한다.
상기 증가된 주사 펄스의 폭은 상기 서브필드를 포함하는 프레임의 휴지기 기간보다 짧으며,
상기 데이터 변환부는,
상기 증가된 주사 펄스의 폭만큼 상기 휴지기를 단축시키는 것이 바람직하다.
또한, 상기 데이터 변환부는,
상기 저방전 셀이 발생하는 서브필드의 어드레스 기간에 상기 제1 전극에 인가되는 모든 주사 펄스의 폭을 증가시킬 수 있다.
본 발명의 특징에 따른 플라즈마 표시 장치의 구동방법은 복수의 제1 전극 및 제2 전극으로 플라즈마 표시 패널을 포함하는 플라즈마 표시 장치의 구동방법으로서,
a) 입력되는 영상신호의 계조를 측정하고, 해당 계조를 표시하기 위한 서브필드별 방전 셀의 온오프 패턴을 확인하는 단계; b) 상기 확인된 방전 셀의 온오프 패턴 중 저방전 패턴을 가지는 저방전 셀을 검출하는 단계; 및 c) 상기 검출된 저방전 셀이 방전되는 서브필드의 어드레스 기간에, 상기 저방전 셀의 제1 전극에 인가되는 주사 펄스의 폭을 증가시키는 단계를 포함한다.
상기 저방전 셀은 적어도 (n-1)번째 및 (n-2)번째 서브필드에서 연속적으로 방전을 일으키지 않고 n번째 서브필드에서 방전을 일으키는 방전 셀이거나,
상기 저방전 셀은 소정 프레임의 첫 번째 서브필드에서 방전을 일으키지 않고 두 번째 서브필드에서 방전을 일으키는 방전 셀인 것이 바람직하다.
또한, 상기 c) 단계는,
상기 저방전 셀이 발생하는 서브필드의 제1 전극에 인가되는 모든 주사 펄스의 폭을 증가시키며,
상기 증가된 주사 펄스 폭만큼 상기 서브필드를 포함하는 프레임의 휴지기 기간을 단축시킨다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다.
먼저, 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널 장치의 개략적인 구조에 대해서 도 6을 참조하여 자세하게 설명한다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널(PDP)을 나타내는 도면이다.
도 6에 도시한 바와 같이, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널 장치를 나타내는 도면이다.
도 6에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널 장치는 플라즈마 패널(100), 어드레스 구동부(200), Y 전극 구동부(320), X 전극 구동부(340) 및 제어부(400)를 포함한다.
플라즈마 패널(100)은 열 방향으로 배열되어 있는 다수의 어드레스 전극(A1~Am), 행 방향으로 배열되어 있는 제1 전극(Y1~Yn)(이하, Y 전극이라고 함) 및 제2 전극(X1~Xn)(이하, X 전극이라고 함)을 포함한다.
어드레스 구동부(200)는 제어부(400)로부터 어드레스 구동 제어 신호(SA)를 수신하여 표시하고자 하는 방전 셀을 선택하기 위한 표시 데이터 신호를 각 어드레스 전극에 인가한다.
Y 전극 구동부(320) 및 X 전극 구동부(340)는 제어부(400)로부터 각각 Y 전극 구동신호(SY)와 X 전극 구동신호(SX)를 수신하여 X 전극과 Y전극에 인가한다.
제어부(400)는 외부로부터 영상신호를 수신하여, 어드레스 구동제어신호(SA), Y 전극 구동신호(SY) 및 X 전극 구동신호(SX)를 생성하여 각각 어드레스 구동부(200), Y 전극 구동부(320) 및 X 전극 구동부(340)에 전달한다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 제어부(400)의 내부 구성도이다.
도 7에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 제어부(400)는 영상 데이터 처리부(410), 서브필드 데이터 발생부(420), 데이터 변환부(430), 패턴 감지부(440), 메모리(450) 및 자동전력제어부(APC)(460)를 포함한다.
영상 데이터 처리부(410)는 영상신호를 보정하여 출력하며, 서브필드 데이터 발생부(420)는 보정된 프레임별 영상신호를 서브필드 단위로 패널을 구동하기 위한 데이터로 변환한다.
메모리(450)에는 각 계조별 서브필드의 온/오프 패턴이 저장되어 있다. 패턴 감지부(440)는 프레임별 영상신호의 계조를 검사하고 메모리(450)에서 해당 계조의 패턴을 확인하여, 해당 계조를 표현하기 위한 패턴이 특정 서브필드의 어드레스 기간에 저방전을 일으킬 확률이 높은 패턴 즉, 특정 방전 셀의 온오프 패턴이 직전 서브필드를 포함하는 두 개 이상의 연속된 이전 서브필드에서 방전이 일어나지 않다가 다음 서브필드에서 방전이 일어나는 패턴 및 한 프레임의 첫 번째 서브필드에서 방전이 일어나지 않다가 두 번째 서브필드에서 처음으로 방전이 일어나는 패턴(이하 저방전 패턴이라고 함)인지를 검사하여 그 결과를 출력한다.
APC(460)는 입력되는 영상 신호의 부하율을 측정하며, 메모리(450)에 저장된 APC LUT(auto power control look up table)를 참조하여 측정된 부하율에 따른 유지방전 펄스 개수의 상한값과 하한값을 결정한다.
데이터 변환부(430)는 패턴 감지부(440)와 APC(460)의 출력신호를 기반으로 서브필드 데이터 발생부(420)의 출력신호를 변환하여 구동부로 출력한다.
이러한 구성을 가진 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 표시 패널의 동작에 관하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
먼저, 외부에서 영상신호가 영상 데이터 처리부(410)로 입력된다.
그러면, 영상 데이터 처리부(410)는 수신된 영상신호의 계조를 검사하고, 메모리(450)로부터 해당 계조를 표시하기 위한 패턴을 확인한다. 패턴 확인 결과 저방전 패턴이라고 판단되면, 해당 서브필드의 어드레스 기간에 출력되는 주사 펄스의 폭을 증가시키도록 제어하는 신호를 데이터 변환부(430)로 출력한다.
그러면 데이터 변환부(430)는 패턴 감지부(440)로부터 입력된 신호에 따라 서브필드 데이터 신호를 변환하여 각각의 구동부로 출력한다.
이때, 주사 펄스의 폭을 증가시킴으로써 증가되는 어드레스 기간은 휴지기 기간보다 길지 않아야 하며, 데이터 변환부(430)는 증가된 어드레스 기간만큼 휴지기 기간을 단축한다. 따라서, 한 프레임에 소요되는 전체 구동시간은 변화가 없다.
한편, 휴지기를 판단하기 위해서는 먼저 APC(460)가 입력되는 영상 신호의 부하율을 측정하며, 메모리(450)에 저장된 APC LUT(auto power control look up table)를 참조하여 측정된 부하율에 따른 유지방전 펄스 개수의 상한값과 하한값을 결정한다. 휴지기는 이 유지방전 펄스 개수에 의하여 결정된다.
따라서, 데이터 변환부(430)는 APC(460)의 출력신호로부터 휴지기를 판단하고 주사 펄스 폭을 증가시키며 휴지기는 감소시킨다.
이와 같이 저방전 패턴을 표시하는 서브필드의 주사 펄스 폭을 증가시키면 어드레스 방전 딜레이 타임이 긴 서브필드에서도 어드레스 방전이 원활하게 일어날 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에서는 저방전 패턴을 포함하는 서브필드 전체의 주사 펄스 폭을 증가시키는 것에 대하여 설명하였으나, 저방전 패턴을 표시하는 방전 셀이 포함된 해당 주사 라인의 주사 펄스 폭만을 증가시킬 수도 있다. 이와 같이 하면 구동시간을 더욱 줄일 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, 입력되는 영상신호로부터 저방전 패턴을 검출하여 해당 계조를 표현하는 서브필드의 주사 펄스 폭을 증가시킴으로써 어드레스 방전 효율을 높일 수 있다.
도 1은 교류형 플라즈마 디스플레이 패널의 일부 사시도이다.
도 2는 플라즈마 디스플레이 패널의 전극 배열도이다.
도3은 종래의 AC형 플라즈마 디스플레이 패널의 계조 구현 방법을 나타낸 도이다.
도 4는 계조별 서브필드 데이터의 예를 나타낸 도면이다.
도 5는 종래 플라즈마 디스플레이 패널의 구동 파형도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널을 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 제어부의 내부 구성도이다.

Claims (10)

  1. 복수의 제1 전극 및 제2 전극을 포함하는 패널부;
    입력된 영상신호의 계조를 측정하고, 상기 측정된 계조에 따른 서브필드별 방전 셀의 온오프 패턴을 확인하며, 상기 온오프 패턴에 따라 주사 펄스의 폭을 조절하는 제어부; 및
    상기 제어부로부터 출력된 신호에 따라 상기 복수의 제1 전극에 선택적으로 주사 펄스를 인가하는 구동부를 포함하며,
    상기 제어부는 적어도 (n-1)번째 및 (n-2)번째 서브필드에서 연속적으로 방전을 일으키지 않고 n번째 서브필드에서 방전을 일으키는 저방전 셀을 추출하여 적어도 상기 저방전 셀의 제1 전극에 인가되는 상기 주사 펄스의 폭을 증가시키는
    플라즈마 표시 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 입력되는 영상신호의 계조를 검사하고 상기 메모리로부터 해당 계조의 서브필드별 방전 셀 온오프 패턴을 확인하여, 상기 저방전 셀을 추출하는 패턴 감지부; 및
    상기 패턴 감지부에서 상기 저방전 셀이 검출되면 상기 자동전력제어부의 출력신호에 따라 상기 저방전 셀이 발생하는 서브필드의 어드레스 기간에 상기 제1 전극에 인가되는 주사 펄스의 폭을 증가시킨 후 상기 구동부로 출력하는 데이터 변환부
    를 포함하는 플라즈마 표시 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 데이터 변환부는,
    상기 증가된 주사 펄스의 폭은 상기 서브필드를 포함하는 프레임의 휴지기 기간보다 짧은 것을 특징으로 하는
    플라즈마 표시 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 데이터 변환부는,
    상기 증가된 주사 펄스의 폭만큼 상기 휴지기를 단축시키는
    플라즈마 표시 장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 데이터 변환부는,
    상기 저방전 셀이 발생하는 서브필드의 어드레스 기간에 상기 제1 전극에 인가되는 모든 주사 펄스의 폭을 증가시키는
    플라즈마 표시 장치.
  6. 복수의 제1 전극 및 제2 전극으로 플라즈마 표시 패널을 포함하는 플라즈마 표시 장치의 구동방법에 있어서,
    a) 입력되는 영상신호의 계조를 측정하고, 해당 계조를 표시하기 위한 서브필드별 방전 셀의 온오프 패턴을 확인하는 단계;
    b) 상기 확인된 방전 셀의 온오프 패턴 중 저방전 패턴을 가지는 저방전 셀을 검출하는 단계; 및
    c) 상기 검출된 저방전 셀이 방전되는 서브필드의 어드레스 기간에, 상기 저방전 셀의 제1 전극에 인가되는 주사 펄스의 폭을 증가시키는 단계
    를 포함하는 플라즈마 표시 장치의 구동방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 저방전 셀은 적어도 (n-1)번째 및 (n-2)번째 서브필드에서 연속적으로 방전을 일으키지 않고 n번째 서브필드에서 방전을 일으키는 방전 셀인 것을 특징으로 하는
    플라즈마 표시 장치의 구동방법.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 저방전 셀은 소정 프레임의 첫 번째 서브필드에서 방전을 일으키지 않고 두 번째 서브필드에서 방전을 일으키는 방전 셀인 것을 특징으로 하는
    플라즈마 표시 장치의 구동방법.
  9. 제6항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 c) 단계는,
    상기 저방전 셀이 발생하는 서브필드의 제1 전극에 인가되는 모든 주사 펄스의 폭을 증가시키는
    플라즈마 표시 장치의 구동방법.
  10. 제6항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 c) 단계는,
    상기 증가된 주사 펄스 폭만큼 상기 서브필드를 포함하는 프레임의 휴지기 기간을 단축시키는
    플라즈마 표시 장치의 구동방법.
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