KR20030017434A - 플라즈마 표시 장치 및 그 구동 방법 - Google Patents

플라즈마 표시 장치 및 그 구동 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 플라즈마 표시 장치에 따르면, 적어도 한 필드 내에서, 각 화소에 기록된 데이터를 유지하기 위해 인가되는 구동 신호는 처음에 인가되는 주파수와 그 다음에는 인가되는 주파수를 가지며, 이들 주 주파수는 서로 다르다. 예를 들어, 제1 주파수는 저레벨이 되도록 제어되고, 제2 주파수는 고레벨이 되도록 제어된다(2-주파수 구동 방식). 제1 저주파수 펄스에 의해 유지 기간에서의 초기 방전이 안전하게 개시되며, 고주파수 펄스에 의해 방전이 유지된다. 고주파수 펄스의 사용으로 발광 횟수가 증가함으로써, 휘도가 개선된다. 이와 같이, 본 발명은 방전 안정화와 휘도 증가가 가능해져, 플라즈마 표시 장치의 화질을 개선시킬 수 있다.

Description

플라즈마 표시 장치 및 그 구동 방법{PLASMA DISPLAY APPARATUS AND DRIVING METHOD THEREOF}
본 발명은 플라즈마 표시 장치 및 그 구동 방법에 관한 것이다. 보다 상세히는, 본 발명은 계조 표시(gradation display)를 위한 서브필드법(sub-field method)을 개량한 기술에 관한 것이다.
현재 주류를 이루는 음극선관(cathode-ray tube : CRT)을 대체하는 화상 표시 장치로서 플라즈마 표시 패널(plasma display panel : PDP)이 잘 알려져 있다. 플라즈마 표시 장치는, 화면의 사이즈를 크게 하고 시야각을 확대하는 데 비교적 용이하고, 온도, 자기, 진동 등의 환경적 요인에 대한 내성이 우수하며, 수명이 길다는 등의 장점을 갖는다. 플라즈마 표시 장치는 가정용의 벽걸이형 텔레비전과 공공 용도의 대형 정보 단말 장치에 응용될 것으로 기대된다.
플라즈마 표시 장치는 불활성 기체와 같은 방전 가스를 방전 공간 내에 봉입한 방전 셀에 전압을 인가하고, 방전 가스에서의 글로 방전(glow discharge)으로부터 발생된 진공 자외선으로 방전 셀 내의 형광층을 여기시킴으로써, 발광하게 된다. 즉, 개개의 방전 셀은 형광등과 유사한 원리로 구동된다. 복수의 방전 셀이 함께 화소를 형성하며, 이로부터 하나의 표시 화면이 구성된다. 개개의 방전 셀은 턴 온 또는 턴 오프되도록 구동되고, 따라서 원리적으로는 2 계조 표시(two-gradation-step display)를 이룬다.
플라즈마 표시 장치는 방전 셀에 전압을 인가하는 방식에 따라 직류 구동형(direct-current driving type : DC형)과 교류 구동형(alternating-current driving type : AC형)으로 크게 구분된다. AC형 플라즈마 표시 장치는, 표시 화면 내에서 개개의 방전 셀을 구획하는 역할을 하는 배리어 리브(barrier rib)를 스트라이프(stripe) 형상으로 형성하면 충분하므로 고정밀화에 적합하다. 또한, 방전 전극의 표면이 유전층으로 덮히므로, 전극은 내마모성을 갖는다. 그러므로, AC형 플라즈마 표시 장치는 수명이 길다는 장점을 갖는다.
개개의 방전 셀을 온/오프로 구동함으로써 화면을 표시하는 플라즈마 표시 장치에 다계조 표시를 실현하는 서브필드법이 잘 알려져 있다. 서브필드법은, 가중치(weight)가 주어진 복수의 비트로 형성된 다계조 데이터를 화소에 기록하고 유지하기 위해, 하나의 필드를, 복수의 비트에 대응하는 복수의 서브필드로 분할한다.
각각의 비트는 대응하는 서브필드에 기록되고, 해당 비트의 가중치에 대응하는 구동 신호는 방전 셀에 인가되어, 해당 비트를 유지한다. 환언하면, 이 서브필드법에서는, 발광 회수가 N-비트 화소 데이터의 각 비트 자릿수의 가중치에 대응하므로, 1 필드의 표시 기간을 N개의 서브필드로 분할한다.
예를 들어, 8-비트 화소 데이터의 경우, 1 필드의 표시 기간은 8개의 서브필드로 분할된다. 이 경우에는, 서브필드들의 방전 발광 회수가 예컨대 1회, 2회, 4회, 8회, 16회, …, 및 128회로 각각 설정되고, 8개의 서브필드의 조합에 의해서 256 계조의 표시가 이루어진다.
방전 발광 회수는 구동 신호에 포함된 펄스의 수에 대응한다. 각각의 서브필드에 인가되는 구동 신호의 펄스 주파수는 일반적으로 일정하다. 보다 상위의 비트에 대응하는 서브필드는 발광 회수가 많아지므로, 서브필드의 기간은 길어진다.
한편, 하위 비트에 대응한 서브필드에서는 발광 횟수가 적기 때문에 서브필드의 시간 폭은 작아진다. 계조 표시에서는, 화면의 밝기를 유지하기 위하여, 모든 서브필드가 1 필드 내에 들어가도록 설정되어 있다. 이와 같이 설정하면, 하위비트가 됨에 따라서 서브필드의 시간 폭이 작아진다.
특히, 최하위 비트로서는 서브필드 기간에 포함되는 유효한 시간 폭이 극단적으로 짧게 되어, 안정적인 표시를 행하는 것이 곤란하다.
고화질화를 위해 계조 수를 늘리는 것이 바람직하다. 그리하여 다계조화를 도모하는 추세이며, 계조 수에 따라서 서브필드 수도 불어나는 것이 된다. 그 만큼 하위 비트측에 대응하는 서브필드의 발광 유지 기간이 짧아져 버린다. 또한 고화질화를 위해 주사 라인 수를 늘리는 것이 바람직하다.
이와 같이 고해상도화를 도모하면 하위 비트측에서 발광 유지 기간이 압박을 받아 짧아져 버린다. 이와 같은 문제에 대처하기 위해서, 고화질화를 도모한 경우라도 충분한 휘도를 확보하도록 구동 신호의 펄스 주파수가 높아지는 경향이 있다. 그러나, 단순하게 구동 신호의 펄스 주파수를 높게하면 동작이 불안정하거나, 화면 플리커(flicker)가 발생하기 쉽고 정확한 계조 표시를 할수 없는 문제가 있었다.
본 발명은 플라즈마 표시 장치의 동작의 안정화를 도모하여 고휘도화 및 고 화질화를 달성하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 제1 양태에 따르면, 상호 결합된 한 쌍의 기판들 사이에 방전가능한 가스가 밀봉되어 있고, 한쪽의 기판에는 각 주사 라인에 대응하여 제1 전극 및 제2 전극이 형성되어 있고, 다른쪽의 기판에는 각 데이터 라인에 대응하여 제3 전극이 형성되어 있는 패널, 및 상기 제1 전극, 상기 제2 전극 및 상기 제3 전극을 구동하여, 각각의 주사 라인과 각각의 데이터 라인의 교차점에서 데이터를 순차적으로 기록하고 유지함으로써 1 필드분의 화상을 표시하는 구동부를 포함하는 플라즈마 표시 장치를 제공한다.
구동부는 입력 수단, 코딩 수단, 타이밍 수단, 어드레싱 수단 및 유지 수단을 포함한다.
입력 수단은 화상을 표시하는 신호를 양자화함으로써 얻어진 다계조 데이터를 입력한다. 코딩 수단은 양자화된 데이터의 1 필드분을 사전에 정해진 규칙에 의해 코딩하여 복수의 서브필드로 분산되는(서브필드 각각에 해당하는 가중치(weight)로 주어지는) 데이터로 변환한다. 타이밍 수단은 코딩에 동기하여 서브필드 각각에 대한 타이밍 신호를 순차 출력한다.
어드레싱 수단은 타이밍 신호에 응답하여 각 서브필드 마다의 주사 라인들을 주사하는 한편, 데이터 라인을 통해 서브필드에 할당된 데이터를 기록한다.
상기 유지 수단은 주파수 제어 수단을 포함하고, 서브필드 마다의 가중치에 따라 상기 제1 전극 및 제2 전극에 구동 신호를 인가하여 상기 어드레싱 수단에 의해 기록된 데이터를 유지하고, 상기 구동 신호는 적어도 하나의 서브필드에서 데이터를 유지하기 위해 인가되는 것으로, 처음에 인가되는 주파수와 나중에 인가되는 주파수를 달리한다.
본 발명의 제1양태에 따르면, 적어도 하나의 서브필드에서 각 화소에 기록된 데이터를 유지하기 위해 인가되는 구동 신호는 처음에 및 나중에 인가되는 주파수를 갖고, 그 주파수는 서로 다른 것이다.
예를 들어, 처음에 인가되는 주파수는 낮게 제어되고 나중에 인가되는 주파수는 높게 제어된다. 처음에 저주파 펄스로서 유지 기간 내에서 초기의 방전을 안정적으로 개시하고, 이후의 고주파 펄스로 방전을 유지한다. 고주파 펄스의 사용은 발광 횟수를 증가시켜 휘도를 향상시키게 된다. 유지 기간 중 최초의 부분에서 저주파 펄스를 이용하기때문에 유지 방전 자체는 안정적으로 개시될 수 있다. 인가하는 주파수는 2개 주파수 이상이더라도 좋다.
이와 같이, 본 발명에 의하면 방전 안정화와 휘도 향상을 양립시킬 수 있어,플라즈마 표시 장치의 고화질화에 기여할 수 있다. 또한, 본 명세서에서는, 이러한 방법을 2-주파수 구동 방식(two-frequency driving method)이라고도 부른다.
또한, 본 발명의 제2 양태에 따르면, 구동부는 입력 수단, 코딩 수단, 타이밍 수단, 어드레싱 수단 및 유지 수단을 포함한다. 입력 수단은 화상을 표시하는 신호를 양자화함으로써 얻어진 다계조 데이터를 입력한다. 코딩 수단은 양자화된 데이터의 1 필드분을 사전에 정해진 규칙에 의해 코딩하여 복수의 서브필드로 분산되는(서브필드 각각에 해당하는 가중치로 주어지는) 데이터로 변환한다. 타이밍 수단은 코딩에 동기하여 서브필드 각각에 대한 타이밍 신호를 순차 출력한다. 어드레싱 수단은 타이밍 신호에 응답하여 각 서브필드 마다의 주사 라인들을 주사하는 한편, 데이터 라인을 통해 서브필드에 할당된 데이터를 기록한다.
유지 수단은 전압 제어 수단을 포함하고, 서브필드 마다의 가중치에 따라 상기 제1 전극 및 제2 전극에 구동 신호를 인가하여 상기 어드레싱 수단에 의해 기록된 데이터를 유지하고, 상기 구동 신호는 적어도 하나의 서브필드에서 데이터를 유지하기 위해 인가되는 것으로, 처음에 인가되는 전압과 나중에 인가되는 전압을 서로 달리한다.
본 발명의 제2 양태에 따르면, 적어도 하나의 서브필드에서 각 화소에 기록된 데이터를 유지하기 위해 인가되는 구동 신호는 처음에 및 나중에 인가되는 전압 갖고, 그 전압은 서로 다른 것이다.
예를 들면, 처음에 전압을 높게 제어하고 나중에는 전압을 낮게 제어하고 있다. 이와 같이 구동 신호의 전압 레벨을 2단계로 설정함으로써, 안정 동작에 필요한 구동 신호의 전압 마진(margin)을 증가시킬 수 있다.
이에 따라, 안정 동작이 가능하게 된다. 또한, 인가 신호의 전압 레벨은 2단계 이상이더라도 좋다. 또한, 고휘도화를 위해 구동 신호의 펄스 주파수를 높이더라도, 변동이 없는 구동을 가능하게 한다. 최초의 고전압 레벨로 유지 방전이 안정적으로 개시된 다음에는 후속의 펄스의 전압 레벨을 내릴 수 있기 때문에, 저 전자파 방출 및 저소비 전력으로 연결된다.
도 1은 본 발명에 따르는 플라즈마 표시 장치의 구조를 도시한 분해 사시도.
도 2는 본 발명에 따르는 플라즈마 표시 장치의 전극 구성을 도시한 개요도.
도 3은 플라즈마 표시 장치의 기본 구동 방법의 타이밍 챠트.
도 4는 본 발명에 따르는 플라즈마 표시 장치의 구동 방법의 일 실시예의 타이밍 챠트.
도 5는 본 발명에 따르는 플라즈마 표시 장치의 구동 방법의 다른 실시예의 타이밍 챠트.
도 6은 본 발명의 서브필드 방법의 일예의 타이밍 챠트.
도 7은 본 발명의 서브필드 방법의 다른 예의 타이밍 챠트.
도 8은 본 발명에 따르는 플라즈마 표시 장치의 구동 유닛의 특정 구성을 도시한 개요 블럭도.
도 9a는 통상의 이진 코딩의 예를 도시한 도면.
도 9b는 선형 코딩의 예를 도시한 도면.
도 10a는 큰 계조 변화가 있는 127의 레벨 및 128의 레벨에서 거짓 윤곽의 인지를 설명하는 도면.
도 10b는 종래의 시간 압축 방법을 설명하는 도면.
도 11a는 가변 펄스 주파수 타입 서브필드 방법이 사용될 때 거짓 윤곽의 발생량을 도시한 도면.
도 11b는 본 발명에 따르는 시간 압축 방법을 도시한 도면.
〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉
10: 전면판
11: 투명 유리 기판,
14: 유전층
15; 보호막
20: 배면판
21: 유리 기판
23: 유전 물질층
24: 절연 배리어 리브
25: 형광층
이하, 도면을 참고로 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따르는 플라즈마 표시 장치는 AC 타입 및 3 전극 타입이 있다. 플라즈마 표시 장치는 서로 외주부에서 결합되는 전면판(10) 및 배면판(20)으로 형성된다. 배면판(20)상의 형광층(25)의 광 방출은 전면판(10)을 통해 관찰된다.
전면판(10)은, 투명 유리 기판(11), 투명 도전 물질로 형성되며 유리 기판(11)상에 스트립 방식으로 배치되는 복수의 한쌍의 유지 전극 X과 주사 전극Y, 전극들을 커버하기 위하여 유리 기판(11)상에 형성된 유전체 물질의 유전층(14), 및 유전층(14)상에 형성된 MgO 등의 보호막(15)을 포함한다.
낮은 전기 저항을 갖는 금속 물질의 버스 전극들은 투명 전도 물질의 주사 전극 Y상에서 주사 전극 Y의 낮은 임피던스로 형성된다. 유사하게, 좁은 폭을 갖는 금속 물질의 버스 전극들은 투명 전도 물질의 유지 전극 X상에서 형성된다.
주사 전극 Y과 유지 전극 X간의 갭은 10 내지 100μm이다. 한쌍의 주사 전극 Y와 유지 전극 X는 600 내지 1200μm 배열 피치를 가진다.
배면판(20)은, 유리 기판(21), 유리 기판(21)상에서 스트립 방식으로 배치되는 복수의 데이터 전극 H, 데이터 전극 H을 포함하며 유리 기판(21)상에 형성되는 유전 물질층(23), 유전 물질층(23)상에서 데이터 전극 H들과 평행한 인접한 데이터 전극들 H들간의 영역으로 연장되는 절연 배리어 리브(24), 및 유전 물질층(23)을 통한 부분으로부터 배리어 리브(24)의 측벽 표면을 통한 부분까지 연장되어 배치되는 형광층(25)을 포함한다.
AC 타입 플라즈마 표시 장치가 컬러 표시를 생성하는 경우, 형광층(25)은 적색 형광층(25R), 녹색 형광층(25G), 및 청색 형광층(25B)으로 형성된다. 적색, 녹색 및 청색 형광층(25R, 25G, 25B)은 소정의 순서로 배치된다.
도 1은 배면판(20) 측상의 배리어 리브(24)의 상부가 전면판(10) 측상의 보호막(15)과 접촉하는 것을 나타내는 분해 사시도이다. 한쌍의 주사 전극 Y과 유지 전극 X이 중첩되는 영역에서, 2개의 배리어 리브(24)들간에 위치하는 데이터 전극 H는 방전 셀에 대응한다.
인접한 배리어 리브(24), 형광층(25) 및 보호막(15)으로 둘러싸인 방전 공간의 내부는 이온화 가능한 희유(rare) 가스 등과 같은 방전 가스로 채워진다. 전면판(10) 및 배면판(20)은 프릿 유리을 사용함에 의해 그 외주에서 서로 결합된다. 배리어 리브(24)는 50 내지 200μm의 높이를 가진다. 인접한 배리어 리브(24)들간에 샌드위치된 그루브는 100 내지 400μm의 폭을 가진다.
주사 전극 Y과 유지 전극 X의 돌출이 연장되는 행(row) 방향은 데이터 전극 H의 돌출이 연장되는 열(column) 방향에 수직한다. 한쌍의 주사 전극 Y과 유지 전극 X이 3가지 기본 컬러를 방출하는 한 세트의 형광층(25R, 25G, 25B)을 교차하는 영역은 하나의 화소에 대응한다. 글로(glow) 방전이 한 쌍의 주사 전극 Y과 유지 전극 X간에 일어나기 때문에, 이런 타입의 AC 플라즈마 표시 장치는 "표면 방출 타입"으로 불린다.
표면 방출 타입 플라즈마 표시 장치는 상술한 바와 같이 서로 결합된 한 쌍의 기판들(11, 21)간에 둘러싸인 방전가능한 가스를 가지며, 각각의 기판상에 형성되는 전극들을 갖는 3 전극 구조를 포함한다.
특히, 주사 전극 Y과 유지 전극 X 또는 행 방향에서 연장되는 각각의 주사 라인에 대응하는 제1 및 제2 전극은 하나의 기판(11)상에 형성되며, 데이터 전극 H 또는 열 방향에서 연장되는 각각의 데이터 라인에 대응하는 제3 전극은 다른 기판(21)상에 형성된다. 도트는 각각의 주사 라인과 각각의 데이터 라인의 교차점에서 형성되며 3개의 RGB 도트의 세트는 하나의 화소를 형성한다.
일반적으로, 한쌍의 유리 기판(11, 21)들간에 형성된 방전 공간에 밀봉된 가스는 예컨대 약 4% 크세논 가스를 갖는 네온, 헬륨, 아르곤 등과 같은 불활성 가스를 혼합함에 의해 형성된다. 혼합된 가스의 전체 압력은 약 6 ×104내지 7 ×104Pa이며, 크세논의 부분 압력은 예컨대 약 3 ×103Pa이다.
도 2는 플라즈마 표시 장치의 3 전극 구조의 개략도이다. 행 방향(수평 방향)을 따르는 주사 라인들에 따라서, n 주사 전극들 Y1 내지 Yn이 형성된다. 이 경우, n은 주사 라인들의 수를 나타낸다. 유지 전극 X1 내지 Xn은 주사 전극 Y1 내지 Yn에 평행하게 형성된다.
한편, m 데이터 전극 H1 내지 Hm은 열 방향(수직 방향)을 따라 형성된다. 이 경우, m은 데이터 라인들의 수를 나타낸다. 도트 D는 m 데이터 라인들 각각과 n 주사 라인들 각각의 교차점에서 형성된다.
주사 전극 Y, 유지 전극 X 및 데이터 전극 H에 구동 신호를 소정 시퀀스로 인가 하면, 플라즈마가 방출된다. 형광층은 이에 의해 자외선 방사를 방출하고 광을 방출하여 이미지의 표시를 가능하게 한다.
도 3은 i번째 열 및 j번째 행에 위치한 도트 D에 대한 구동 파형을 도시한 타이밍 챠트이다. 도 2에 도시된 패널에 연결된 구동 회로(도시 안됨)는 제1 구동 신호를 주사 전극 Yj에 인가하며, 제2 구동 신호를 유지 전극 Xj에 인가하며, 제3 구동 신호를 데이터 전극 Hi에 인가한다. 도 3의 예에서, 2 계조 표시는 하나의 필드 기간 Tf 전체를 사용하여 수행된다.
필드 기간 Tf는 리셋 주기 Tr, 어드레싱 주기 Ta 및 유지 기간 Tsus로 분할된다. 먼저, 리셋 주기 Tr에서, 데이터가 각각의 도트에 기록되기 전에, 패널 내의 전하는 전체 스크린을 균일한 상태로 리셋시키도록 방전된다.
선택적으로, 전체 스크린은 패널의 내부를 전기 전하로 충전함에 의해 균일한 상태로 리셋된다. 이런 목적을 위해, 구동 신호는 리셋 주기 Tr에서 주사 전극 Y과 유지 전극 X 모두에 인가된다. 부수적으로, 주사 전극들 Y은 서로 전기적으로 분리되는 반면, 유지 전극들 Y은 공통 지점에 모두 연결된다.
다음 어드레싱 주기 Ta에서, 라인 순차 주사는 모든 주사 라인들에 대해 수행되어, 각각의 주사 라인들을 선택한다. j번째 행의 주사 라인을 선택하기 위하여, 펄스 형태의 제1 구동 신호는 주사 전극 Yj에 인가된다. 하나의 주사 전극이 선택되는 주기를 Tsel로 나타낸다. Tsel은 제1 구동 신호의 펄스 폭과 동일하다. 이 때, 주사 라인의 라인 순차 주사에 동기하여, 제3 구동 신호는 데이터 전극 H에 제공된다.
예컨대, 1의 데이터가 j번째 행 및 i번째 열에서 도트에 기록될 때, 도 3에 도시된 제3 구동 신호는 데이터 전극 H에 펄스로 인가된다. 한편, 0의 데이터가 j번째 행 및 i번째 열에서 도트에 기록될 때에는 펄스가 인가되지 않는다.
따라서, 어드레싱 주기 Ta는 주사 라인이 어드레싱되고 선택될 때의 주기이다. 선택은 표시의 주사 라인들의 수 만큼 반복되고, 이미지의 0 또는 1의 이진 정보에 대응하는 제3 구동 신호는 선택에 동기하여 데이터 전극 H에 인가된다. 어드레싱 주기 Ta = Tsel ×n 이다.
ON=1 또는 OFF=0의 구동 신호는 표시 도트 Dji에 따라 데이터 전극 Hi에 인가되고, 제1 구동 신호는 도트 Dji의 위치에 따라 주사 전극 Yj에 인가된다. 열 방향(수직 방향)에서 하나의 스크린에 대한 라인 순차 주사의 완료 후에, 구동 동작은 유지 기간 Tsus에 들어간다.
유지 기간 Tsus에서, 광 방출/비방출 동작은 어드레싱 주기 Ta에서 기록된 ON/OFF의 상태에 따라 수행된다. ON=1이 어드레싱 주기 Ta에서 기록될 때, 광 방출은 소정의 밝기를 얻기 위해 유지된다.
한편, OFF=0이 어드레싱 주기에서 기록될 때, 비방출 상태는 유지된다. 유지 기간 Tsus에서, 펄스 형태의 구동 신호는 주사 전극 Y과 유지 전극 X 사이에 인가되어, 그 펄스에 응답하여 광 방출이 반복되게 된다. 상술한 바와 같이, 플라즈마 표시 장치는 기본적으로 도트의 ON/OFF 구동을 수행하여 2 계조 표시를 생성한다.
도 4는 본 발명에 따르는 2-주파수 구동 방법의 원리의 타이밍 챠트를 나타낸다. 도 4에 도시된 바와 같이, 2-주파수 구동 방법은 유지 기간 Tsus를 적어도 2개의 부분(제1 부분 Tsus(L) 및 제2 부분 Tsus(H))로 분할한다.
제1 부분 Tsus(L)은 안정한 방전을 위해 필요한 낮은 펄스 주파수 fL을 가지며, 제2 부분 Tsus(H))은 밝기를 유지하는데 필요한 높은 펄스 주파수 fH를 가진다. 따라서, 본 발명에서, 어드레싱 주기 Ta에서 전하로서 기록된 데이터가 유지 기간 Tsus에서 보유될 때, 비교적 낮은 펄스 주파수 fL의 구동 신호는 방전을 유지하기 위해 제1 주기 Tsus(L)에 인가되어, 유지된 방전이 안정하게 개시할 수 있게 된다.
이 후, 비교적 높은 펄스 주파수 fH의 구동 신호는 제2 주기 Tsus(H)에 인가되어 방전을 유지하게 된다. 높은 펄스 주파수는 광 방출의 수를 증가시켜, 이에 따라 밝기를 개선시킬 수 있다.
상술한 구동 방법은 안정한 방전과 밝기의 개선 모두를 달성할 수 있게 하며, 따라서 이미지 품질의 개선에 기여할 수 있다. 상술한 구동 방법은 서브필드 방법에 적용될 때 특히 효율적이다. 서브필드 방법에서, 최하위 비트의 측에서 유지 기간 Tsus는 스퀴즈(squeezed)되어, 안정한 방전 및 밝은 밝기를 유지하는 것을 어렵게 한다.
이런 경우에서도 조차, 도 4를 참고로 설명한 2-주파수 구동 방법은 방전 안정화와 밝기의 증가를 동시에 달성하게 한다. 이 예에서, 주파수는 2 단계로 설정된다. 그러나, 2 주파수들 간의 큰 차이는 상술한 효과를 감소시키는 것으로 알려져 있기 때문에, 주파수는 3 단계로 변화될 수 있다.
도 5는 본 발명에 따르는 구동 방법의 다른 실시예의 타이밍 챠트이다. 본 실시예에서, 높은 전압 레벨에서의 구동 신호는 유지 기간 Tsus의 제1 부분 Tsus(L)에서 사용되며, 낮은 전압 레벨에서의 구동 신호는 유지 기간 Tsus의 제1 부분 Tsus(H)에서 사용된다. 따라서, 방전을 유지하기 위한 구동 신호의 전압 레벨은 유지 기간 Tsus의 제1 및 제2 부분에서 최적화되어 동작을 안정화하게 된다.
상술한 바와 같이, 플라즈마 표시 장치는 리셋 주기 Tr에서 리셋 방전을 수행하여 모든 도트에서의 벽 전하(wall charge)를 축적하게 한다. 다음 어드레싱 주기 Ta에서, 각각의 도트는 벽 전하를 유지 또는 제거하게 하여, 데이터가 기록되게 한다.
연속적인 유지 기간에서, 각각의 도트는 벽 전하의 상태에 따라 광을 방출하거나 또는 방출하지 않아, ON/OFF 표시를 발생하게 한다. 이런 ON/OFF 선택은 벽 전하가 존재하는지 여부를 기초로 하여 이루어진다. 종래기술에 있어서는, 유지 기간에 인가된 구동 신호는 하나의 레벨로 고정되어 있다.
그래서, 벽 전하에 대한 전압 마진이 크게 되도록 설정될 필요가 있다. 또한, 구동 신호의 펄스 주파수가 상승되어 휘도를 증가시키는 경우에는, ON/OFF 여부를 정확하게 하기 위한 전압 레벨의 마진은 감소된다.
따라서, 본발명의 실시예에서는, 처음 수개의 사이클에서의 펄스의 전압이 도트의 점등을 용이하게 하는 후속하는 펄스보다 크게 되도록 설정한다. ON 시간에 대한 설정은, 제1 펄스 전압의 총합과 벽 전하가 도트를 점등할 수 있도록 이루어진다.
ON 시간 동안, 도트가 한번 점등되면, 단지 저 유지 전압만이 요구되고, 그래서, 구동 신호가 저 전압 레벨로 변화되는 경우라도, 도트의 점등 상태는 유지될 수 있게 된다. 한편, OFF 시간에 대한 설정은, 벽 전하 없이, 처음의 수개의 사이클에서의 펄스 전압이 도트를 점등할 수 없도록 이루어진다. 그래서, 이경우에 도트는 점등되지 않는다. 후속하는 펄스가 그 전압이 더욱 감소하기 때문에, OFF 상태가 유지될 수 있다.
그래서, 유지 기간 동안에 펄스 레벨을 2단계로 설정하는 것은, 전압 마진을 증가시킬 수 있도록 한다. 그 결과, 플라즈마 표시 장치의 동작은 안정된다. 또한, 구동 신호의 펄스 주파수가 상승되어 휘도가 증가되는 경우에도, 플리커가 없는 구동이 가능하게 된다. 더욱이, 유지 전압이 낮아질 수 있기 때문에, 저 전력 소비 및 저 전자파 방출의 효과를 기대할 수 있게 된다.
도 4 및 도 5에 도시된 구동 방법은, 플라즈마 표시 장치 다계조 표시를 형성하는 경우에, 각각의 서브필드의 구동 시퀀스에 특히 적합하게 적용된다. 서브필드 방법에 의한 다계조 표시의 실시예는, 도 6을 참조하며 설명한다. 2 계조 표시의 경우에, 각 도트에 기록된 데이터는 0 또는 1의 단일 비트로 형성된다.
한편, 다계조 표시의 경우에는, 최상위 디지트로부터 최하위 디지트로의 단계적으로 감소하는 가중치가 주어진 복수의 비트에 의해 형성되는 다중 비트 데이터가 각각의 도트에 기록된다. 서브필드 방법에 있어서, 하나의 필드 주기(Tf)는 복수의 비트에 대응하는 복수의 서브필드로 분할된다.
도 5에 도시된 실시예에 있어서, 다계조 데이터는 최상위 비트(B7)로부터 최하위 비트(B0)까지의 8계조 데이터이고, 필드 기간은 8개의 서브필드 기간(T7, T6, T5, T4, T3, T2, T1 및 T0)으로 분할된다.
각각의 비트는 대응하는 서브필드에 기록되고, 그 비트의 가중치에 대응하는 펄스 수를 가진 구동 신호가 주사 전극과 유지 전극 사이에 인가되어, 유지 기간 동안 그 비트를 보유한다. 도 5에 도시된 실시예에 있어서, 최상위 비트(B7)는 서브필드 기간(T7)에 기록되어 보유되고, 다음의 비트(B6)는 다음의 서브필드 기간(T6)에 기록되어 보유되고, 그후 최하위 비트(B0)까지의 나머지 비트들은 필드 기간(Tf) 내에 순차적으로 기록된다.
본 발명에 따르면, 도 4 또는 도 5에 도시된 구동 시퀀스가 각각의 서브필드에서 수행되어, 대응하는 비트를 기록하게 된다. 제1 서브필드(T7)를 주목하면, 예로서, 스크린 전체가 리셋 주기(Tr)에서 리셋되고, 최상위 비트(B7)는 어드레싱 주기(Ta)에서 기록되며, 기록된 비트 데이터(B7)는 유지 기간(Tsus)에서 보유된다. B7 = 1로 기록된 도트는 펄스 광 방출을 반복하고, 반면에 B7 = 0으로 기록된 도트는 비방출 상태에 남게 된다.
유사한 서브필드 구동 시퀀스는 각각의 다음 기간(T6, T5, ... 및 T0)으로 반복된다. 서브필드 기간(T)에서, 실제 휘도에 기여하지 않는 기간(Tr+Ta)의 시간 길이는 동일하지만, 휘도에 기여하는 실효 주기(Tsus)는 다르다.
구체적으로는, 비트의 가중치에 의해 복수의 펄스를 갖는 구동 신호는 각각의 서브필드에 인가된다. 최상위 비트에 가장 많은 펄스가 인가되고, 그 반의 펄스가 다음 비트(B6)에 인가되고 이하순으로 펄스의 양은 각각의 다음 비트에 양분된다.
이 예에서, 고정 펄스 주파수를 갖는 구동 신호는 모든 서브필드 기간내의 주사 전극과 유지 전극 사이에 인가된다. 유지 기간(Tsus)는 단순하게 대응하는 비트의 가중치에 따른 시간 길이를 갖는다. 따라서, Tr, Ta, 및 Tsus의 합인 서브필드 기간(T)은, 예를 들어 최상위 비트로부터 최하위 비트까지 이동되는 것처럼 T7로부터 T0까지 짧아진다.
도 6에 도시된 예에서, 계조 수가 8 비트 256 계조인 경우에, 예를 들어 도 4 또는 도 5에 도시된 구동 시퀀스는 실제 필드 기간(Tf) 내의 8회 서브필드로서반복되고, 가중된 유지 기간(Tsus) 동안 발광을 행한다.
펄스당 발광 휘도는 일정하다. 각각의 서브필드내의 가중치에 의한 유지 기간의 시간 길이를 연장함으로써, 그 효과는 하나의 필드 기간(Tf)에 걸쳐 시각적으로 적분되어 휘도 레벨로 인식된다.
예를 들어, 도 4에 도시된 바와 같은 2-주파수 구동은 각각의 서브필드의 유지 기간에서 실행된다. 저주파수(fL)의 펄스는 유지 기간(Tsus)의 전반부에 인가되고, 고주파수(fH)의 펄스는 유지 기간(Tsus)의 후반부에 인가된다. 펄스 주파수(fL 및 fH)는 모든 서브필드 기간에서 동일하다.
도 7은 본 발명의 의한 플라즈마 표시 장치의 서브필드 방법의 다른 실시예를 도시하는 타이밍 도이다. 플라즈마 표시 장치는 기본적으로 유지 기간동안 인가된 펄스의 수에 의해 휘도를 변화시키는 표시 특성을 갖는다. 이 특성에 주목하여, 본 실시예는 시간 폭을 변화시키는 것보다는 펄스 수에 의해 휘도를 변화시킨다.
도 6에 도시된 앞의 예와 같이 유지 기간(Tsus)의 가중치에 따른 시간 폭 제어는 반드시 필요로 하지 않는다. 도 7의 타이밍 도에 도시한 바와 같이, 서브필드 기간(T7, T6, ..., T0)을 서로 동일하게 하여 서브필드 기간에 휘도에 직접 기여하는 유지 기간(Tsus) 또한 서로 동일하게 하는 한편, 비트의 가중치에 따른 펄스 수는 각 유지 기간(Tsus)에 대하여 할당된다. 환언하면, 각 서브필드에서 펄스 주파수는 가변된다.
도 7의 예에서는, 유지 기간(Tsus)을 필드 기간(Tf)에서 전부 등간격으로 하면, 도 6에 나타낸 시간 폭 제어의 경우에 비교하여, 각 유지 기간(Tsus)의 시간 길이는 B5에 할당된 시간 길이에 해당한다. 한편, 각 유지 기간(Tsus)에 적용시키는 펄스 수는 계조의 가중치에 해당한다. 최하위 비트(B0)의 펄스 주파수를 f1로 하면, 비트(B1)에는 펄스 주파수(f2=2×f1)를 갖는 구동 신호가 인가되고, 비트(B4)에는 펄스 주파수(f4=4×f1)를 갖는 구동 신호가 인가되며, 최상위 비트(B7)에는 펄스 주파수(f128=128×f1)를 갖는 구동 신호가 인가된다.
이 경우에서, 단위 시간 당의 펄스 수와 휘도가 상호 선형 관계이지만, 단위 시간 당의 펄스 수와 휘도가 비선형 관계이더라도, 그 발광 특성에 대한 관계를 정합하는 것을 만족하므로 특별한 문제는 생기지 않는다. 이 새로운 방식에서는, 최하위 비트 LSB에 대응하는 서브필드에서도 유지 기간(Tsus)의 길이를 상위 비트의 경우와 동등하게 설정할 수 있다.
도 7에 나타낸 펄스 주파수 가변 방식에 있어서도, 도 4에 나타낸 2-주파수 구동을 각 서브필드의 유지 기간에서 행할 수 있다. 이 경우에, 유지 기간의 전반부에 인가되는 펄스의 저주파(fL)는 유지 펄스의 후반부의 것보다 작다. 저주파(fL)는 모든 서브필드에서 가변해도 좋다.
유지 기간의 대부분을 차지하는 유지 기간의 후반부에서 구동 펄스의 고주파(fH)는 각 서브필드의 가중치에 따라 가변 제어된다. 이 경우, 구동 펄스의 주파수는, 각 서브필드에서 공통으로 이용되는 fL과, 개개의 서브필드에서 따로 이용되는 F128, F64, .., F1의 총 8개의 주파수가 요구된다.
또한, 저주파 fL에 대해서도, 각 서브필드마다 최적의 주파수를 설정해도 좋다. 이 경우에는, 합계 16종의 주파수로 구동하게 된다.
이상 설명한 바와 같이, 다계조 표시 방식으로서, 도 6에 나타낸 펄스 주파수 일정 방식과 도 7에 나타낸 펄스 주파수 가변 방식의 어느 하나를 채용할 수 있다. 어느 하나의 경우라도, 고화질화(고휘도화, 고해상도화 및 고계조화)를 도모하면, 점점 필드 기간에 차지하는 유지 기간의 비율이 적어진다. 이것을 해결하기 위하여는, 유지 기간에 가능한 한 많은 펄스를 넣을 필요가 있다.
그러나, 도 3에 나타낸 일반 방식으로 단순하게 유지 기간 Tsus 내의 펄스 주파수를 상승시키는 것으로는 화상에 변동이 생기거나, 안정된 방전이 얻어지지 않는다. 그래서, 본 발명으로서는 도 4에 도시한 바와 같이, 유지 기간 Tsus를 적어도 2분할하여, 최초의 부분 Tsus(L)로서는 안정 방전시키기 위하여 필요한 저주파 fL로 하고, 후반의 부분 Tsus(H)로서는 휘도 확보를 위해 필요한 고주파 fH로 하는 것이다.
도 8은, 본 발명에 따른 구동 방법을 채용한 플라즈마 표시 장치의 구체적인 실시 형태를 나타내는 모식적인 블록도이다. 도 8에 도시된 바와 같이, 플라즈마 표시 장치는 본체부를 구성하는 패널과 주변의 구동부로 구성되어 있다. 패널은 도 1 및 도 2에 도시한 바와 같은 구성으로 되어있다.
특히, 행 방향(가로 방향)에 따른 주사 라인에 대응하여, n 주사 전극(Y 1∼Yn)이 형성되어 있다. 여기서, n은 주사 라인 수를 나타내고 있다. 각 주사 전극(Y1∼Yn)과 평행하게 각 유지 전극(X1∼Xn)이 형성되어 있다.
반면에, 열 방향(세로 방향)의 데이터 라인에 따라서 m 데이터 전극(H1∼Hm)이 형성되어 있다. 여기서 m은 데이터 라인 수를 나타내고 있다. m 데이터 라인과 n 주사 라인과의 각 교점에 도트 D(화소)가 형성되어 있다. 소정의 시퀀스에 따라서 주사 전극(Y), 유지 전극(X) 및 데이터 전극(H)에 구동 신호를 인가함으로써, 플라즈마 방전을 야기하여, 이에 따라 발생한 자외선을 형광체에 조사함으로써 화상을 표시하는 것이 가능하다.
이와 같은 구성을 갖는 패널을 구동시키기 위하여, 주변의 구동부가 패널에 접속되어 있다. 이 구동부는, Y 드라이버(31), X 드라이버(32), 주파수/전압 컨트롤러(33), H 드라이버(34), 아날로그/디지털 컨버터(A/D)(35), 화상 메모리를 포함하는 코딩 회로(36), 타이밍 제너레이터(TG)(37) 등으로 구성되어 있다.
Y 드라이버(31)는 각 주사 전극 Y(제1 전극)에 접속되어, 소정의 구동 신호를 공급한다. X 드라이버(32)는 상호 공통 접속된 각 유지 전극 X(제2 전극)에 접속되어, 이것에 소정의 구동 신호를 공급한다.
주파수/전압 컨트롤러(33)는, Y 드라이버(31) 및 X 드라이버(32)에 접속되어, 패널에 인가되는 구동 신호의 주파수 및/또는 전압을 제어한다. H 드라이버(34)는 각 데이터 전극 H(제3 전극)에 접속되어, 화상 데이터에 따른 전압을 각 데이터 전극 H에 인가한다.
아날로그/디지털 컨버터(35)는, 외부로부터 공급되는 영상 신호 SV를 A/D 변환하여, 다계조의 화상 데이터 DV를 출력한다. 경우에 따라서는, 구동부는 직접 외부로부터 A/D 변환된 후의 디지털 화상 신호를 받아들이는 적도 있다. 코딩 회로(36)는 화상 메모리를 내장하고 있어, A/D(35)로부터 출력된 화상 데이터 DV를코딩하여, 그 결과를 H 드라이버(34)에 공급한다. 타이밍 제너레이터(37)는, 영상 신호 SV에 포함되는 동기 신호에 기초하여 동작하여, 구동부의 다른 부분에 대하여 필요한 타이밍 신호를 공급한다.
기능적인 면에서, 도 8에 나타낸 구동부는, 입력 수단, 코딩 수단, 타이밍 수단, 어드레스 수단 및 유지 수단을 포함하고 있다. 이들 기능적인 수단을 도 8의 구조와 대응시키면, 입력 수단은 필요에 따라 아날로그/디지털 컨버터(35)로 구성된다. 코딩 수단은 화상 메모리를 내장한 코딩 회로(36)로 실현된다.
타이밍 수단은 타이밍 제너레이터(37)로 구성된다. 어드레스 수단은 H 드라이버(34)와 Y 드라이버(31)로 실현된다. 유지 수단은 X 드라이버(32)와 Y 드라이버(31)로 실현된다. 그리고, 본 발명의 특징 사항으로서 주파수 제어 수단은 주파수/전압 컨트롤러(33)로 실현된다. 본 발명의 또 다른 특징적인 구성 요소인 전압 제어 수단은 또한 주파수/전압 컨트롤러(33)로 실현된다.
플라즈마 표시 장치의 동작에 대해 이하에서 기술하기로 한다. 우선, 입력 수단(A/D(35))은 화상을 표현하는 신호(영상 신호 SV)를 양자화시켜 얻어진 다계조 데이터 DV를 입력한다. 코딩 수단(코딩 회로(36))은 양자화된 데이터 DV의 1 필드를 소정의 규칙에 따라 코딩하여 복수의 서브필드에 걸쳐 분산되는 데이터로 변환시킨다.
서브필드 각각마다 소정의 코딩 규칙에 따라 최종 데이터에 가중치가 부여된다. 코딩 규칙으로서, 통상의 2치 코딩, 선형 코딩, 및 각종 기타 알고리즘을 사용할 수 있다.
타이밍 수단(TG 37)은 코딩과 동기하여 서브필드 각각마다 타이밍 신호를 순차로 출력시킨다. 타이밍 신호는 Y 드라이버(31), X 드라이버(23), 주파수/전압 컨트롤러(33), H 드라이버(34), 아날로그/디지털 컨버터(35), 코딩 회로(36) 등에 공급되어 각 서브필드에서 유닛들의 동작을 동기화시킨다.
어드레싱 수단(H 드라이버(34) 및 Y 드라이버(31))은 데이터 라인을 통해 서브필드에 할당된 데이터를 기록하면서 TG(37)로부터 공급된 타이밍 신호에 응답하여 각 서브필드에서 주사 라인을 주사한다.
상세히 기술하자면, Y 드라이버(31)는 주사 라인에 대응하는 주사 전극 Y에 구동 신호를 도트-순차 원리로 공급하고, H 드라이버(34)는 데이터 라인에 대응하는 데이터 전극 H에 서브필드에 할당된 데이터의 전압을 인가한다. 이로써, 주사 라인 및 데이터 라인의 교차점에서 제공된 도트 D(화소)에 데이터가 기록되어 진다.
유지 수단(X 드라이버(23) 및 Y 드라이버(31))은 서브필드 각각의 가중치에 따라 유지 전극 X 및 주사 전극 Y에 구동 신호를 인가하여, 가중치에 따라 어드레싱 수단에 의해 도트 각각에 기록된 데이터를 유지시킨다.
본 발명의 특징으로서, 유지 수단은 주파수 제어 수단(주파수/전압 컨트롤러(33))를 포함하고, 적어도 한 서브필드에서 데이터를 유지시키도록 인가되는 구동 신호는 먼저 인가되는 주파수와, 그 다음에 인가되는 주파수를 가지며, 이들 주파수는 서로 다르다. 구체적으로 기술하자면, 제1 주파수는 저레벨로 제어되며, 제2 주파수는 고레벨로 제어된다.
구동 신호의 주파수 변화를 도 4에서 도시한다. 또한, 유지 수단은 전압 제어 수단(주파수/전압 컨트롤러(33))를 포함하고, 적어도 한 서브필드에서 데이터를 유지시키도록 인가되는 구동 신호는 먼저 인가되는 전압과, 그 다음에 인가되는 전압을 가지며, 이들 전압은 서로 다르다. 구체적으로 기술하자면, 제1 전압은 고레벨로 제어되며, 제2 전압은 저레벨로 제어된다. 이러한 전압 제어를 도 5의 타이밍 차트에 도시한다.
도 9a 및 도 9b는 코딩 회로(36)(도 8 참조)에 의해 수행되는 코딩의 여러 일례를 개략적으로 도시한다. 도 9a는 통상의 2치 코딩을 도시하는 한편, 도 9b는 선형 코딩을 도시한다. 도 9a의 2치 코딩에서, 서브필드 각각에 대한 가중치는 2의 멱승인, 예를 들어, 1, 2, 4, 8, 16, 32, 64, 또는 128 등이다. 이와 같이, 이러한 코딩 방식을 2치 코딩이라 한다.
2치 코딩에서, 병렬 비트 구성으로 표현되는 다계조 데이터의 비트들은 서브필드와 1 대 1 대응 관계에 있다. 그러므로, 2치 코딩은 코딩 시 상대적으로 적은 양의 연산을 필요로 하는 장점이 있다. 가중치는 병렬 비트 구성의 LSB에서 MSB로의 순서로 최소치에서 최대치로 변화된다.
그러나, 2치 코딩은 때로는 동화상 거짓 윤곽을 일으킬 수 있다. 도 9a의 개략도는 종축 상에는 화소(도트)를 나타내고, 횡축 상에는 시간 경과를 나타낸다. 6개 화소 중, 상위 3개는 127의 계조 레벨을 가지며, 하위 3개 레벨은 128의 계조 레벨을 갖는다. 상위 3개와 하위 3개 사이에서의 레벨차가 2치 코딩 가중치로 1이지만, 127 레벨을 갖는 화소들과 128 레벨을 갖는 화소 간에서는 해칭(hatching)으로 표시된 바와 같이 서브필드 배치는 극단적인 방식으로 변경된다.
따라서, 동화상 표시에서 실선으로 표시된 방향으로 움직임이 발생하면, 127 레벨에 대응하는 서브필드와 128 레벨에 대응하는 서브필드가 서로 가시적으로 혼합되어, 예를 들어, 255 레벨로서 인식된다. 이것이 동화상 거짓 윤곽이다.
도 9b는 선형 코딩을 개략적으로 도시한 것으로, 여기서 종축은 계조 레벨을 나타내고, 횡축은 서브필드에 할당된 가중치를 나타낸다. 도 9b로부터 알 수 있는 바와 같이, 계조 레벨이 1에서 순차적으로 증가, 즉 가중치의 순서가 증가할 때마다, 서브필드가 하나씩 부가된다.
이로써, 선형 코딩에서는, 2치 코딩에서와 같이 127 계조 레벨에서 128 계조 레벨로의 천이 시에 서브필드 할당에서의 비연속적인 변화는 발생하지 않는다. 그러므로, 계조 레벨 변화 및 서브필드 변화는 연속적이다. 비연속적인 서브필드 급변은 발생하지 않으므로, 선형 코딩은 동화상 거짓 윤곽의 억제에 효과적이다. 본 발명은 상술된 2치 코딩 및 선형 코딩에만 제한되는 것이 아니라, 각 종 코딩 규칙에 따라 디지털 데이터를 서브필드에 분산시킬 수 있다.
<본 발명과 시간 압축 방법의 결합으로서의 실시예>
마직막으로, 플라즈마 표시 장치에서 소위 동화상 거짓 윤곽을 억제시키는 데 사용되는 시간 압축 방법에 2-주파수 구동 방법을 적용하는 것에 대해 기술하기로 한다. 시간 압축 방법은 각각의 서브필드를 1 필드의 일부로 시간 압축하므로, 본 발명에 따른 2-주파수 구동이 보다 중요해진다.
즉, 본 발명에 따른 2-주파수 구동 방법은 시간 압축 방법과 결합될 수 있다. 2-주파수 구동 방법은 도 7에서 도시된 등가 할당을 이용하는 시간 압축 방법과 결합될 때 특히 효과적이다. 구체적으로 기술하자면, 등가 서브필드 기간의 할당으로 인해, LSB측(B0) 상에서도 유지 기간을 확보할 수 있고, 서브필드가 압축될 때라도 본 발명에 따른 2-주파수 구동에 의해 MSB측(B7) 상에서도 안정한 방전이 가능해진다.
플라즈마 표시 장치에서 동화상 거짓 윤곽이 발생하는 메카니즘에 대해 이하에서 간략히 기술하고자 한다. 기본적으로, 계조 표시에, 예를 들어, 2치 코딩 서브필드 방식을 이용할 경우 동화상 거짓 윤곽이 발생하는데, 동화상 거짓 윤곽은 각각의 비트에 가중치에 대응하는 시간폭을 갖는 발광 필드 내에서의 분리로부터 생겨난다. 관찰자가 어떤 계조 레벨의 화소를 관찰하고, 1 필드의 기간 내에서 관찰자의 눈에 그 화소가 남아 있을 경우, 관찰자는 가시 보전의 효과로서 계조 레벨 데이터에 대응하는 정확한 휘도 신호를 인식할 수 있다.
그러나, 동화상을 관찰하면서 눈을 움직이고, 관찰된 화상의 계조 레벨이 눈의 움직임 이후의 계조 레벨과 다를 경우, 관찰된 화상의 계조 레벨을 형성하기 위해 올바른 서브필드에서 방출된 광이 눈에 입사되지 않고, 그 대신 잘못된 서브필드에서 방출된 광이 눈에 입사된다. 그 결과, 그 광은 계조 레벨 데이터에 대응하는 것과 다른 광으로서 인식된다. 이러한 현상을 동화상 거짓 윤곽이라 한다. 눈이 움직이지 않을때라도, 신호가 그 필드 내에서 변화되어 이것이 서브필드 신호에 반영되면, 이 때에도 역시 거짓 윤곽이 생겨난다.
필드와 서브필드의 길이와 거짓 윤곽의 인지 사이에서의 관계에 대해 도 10a및 도 10b를 참조하여 기술하기로 한다. 일례로서, 도 10a에서는 8-비트 계조 레벨 데이터의 케이스와, 상당한 계조 변화가 존재하는, 128 레벨과 127 레벨을 갖는 인접 화소가 관찰되는 케이스를 도시한다. 도 10a에서 도시된 수직 점선 V1을 관찰하면, 눈은 움직이지 않는다. 1 필드의 기간 내에서 화소의 관찰 시에 움직임이 없다. 즉, 수평 방향으로의 변화가 없다.
그러므로, 수직 점선 V1에서 주어진 128의 계조 레벨을 정확하게 관찰할 수 있다. 동일하게, 수직 점선 V2에서 주어진 127의 계조 레벨을 정확하게 관찰할 수 있다.
그러나, 1 필드 내에서 눈의 움직임이 있을 경우, 예를 들어, 경사진 점선 S1이 B7 + B0 = 129 레벨로서 관찰된다. 또한, 다른 경사진 점선 S2가 255 레벨로서 관찰된다. 점선 S1 및 S2의 올바른 계조 표시 레벨은 127이다. 도 10a에서 도시된 계조 레벨의 부정확한 표시 현상을 거짓 윤곽이라 한다.
이러한 현상은 특히 눈의 움직임이 올바른 계조 레벨의 관찰을 방해하고 화면 상의 화상의 움직임으로 인해 서브필드에서 계조 레벨 표시가 일치하지 않기 때문에 동화상 거짓 윤곽으로서 참조된다. 부수적으로, 도 10a에서 도시된 거짓 윤곽 발생량의 경우에, 수평 방향은 화소나 화소수, 즉 거리에 대응하며, 수직 방향은 시간에 대응하고, 기울기는 눈의 움직임 속도이다. 또는, 기울기는 화상의 움직임 속도이다.
상술된 동화상 거짓 윤곽을 억제시키기 위한 방법으로서, 도 10b에서 도시된 시간 압축 방법을 이용한다. 도 10b에서 도시된 필드 내의 서브필드를 압축함으로써, 도 10a에 비해 거짓 윤곽 발생량이 감소된다.
시간 압축율은 Tf'/Tf이다. 그러나, 통상의 서브필드 방식을 이용하는 계조 표시 방법에서는, LSB B0에 대응하는 서브필드에서의 발광에 기여하는 유지 기간 Tsus는 약 15μsec이다. 압축 방법은 최하위 비트에 대응하는 유지 기간 Tsus의 시간 길이를 더 단축시킴으로써, 발광 제어를 곤란하게 한다. 또한, 증가된 계조 레벨수에 대한 비트수의 증가가 유지 기간 Tsus을 더 단축시킴으로써, 동화상 거짓 윤곽의 억제가 곤란하게 된다.
도 11a는 가변 펄스 주파수형 서브필드 방식을 이용할 경우의 거짓 윤곽 발생량을 나타내는 개략도이다. 도 11a는 고정 펄스 주파수 방식을 도시하는 도 10a와 비교하기 위해 도시한 것이다. 이 예에서는, 비트 B7 내지 B0에 대응하는 서브필드의 기간은 모두 동일한 시간폭으로 되어 있다. 시간 압축 방법을 사용하지 않는 한, 가변 펄스 주파수 방식은 도 10a에 도시된 고정 펄스 주파수 방식에 비해 거짓 윤곽 발생량의 면에서는 유리하지 않다.
반면, 도 11b에 도시된 시간 압축 방법을 적용함으로써 도 10b에 비해 거짓 윤곽 발생량이 감소된다. 유지 기간 Tsus이 통상의 시간 압축을 행하지 않은 최하위 비트 B0에 대응하는 서브필드 기간(1.615msec)과 동일하게 설정되면, 예를 들어, 압축율은 1.615 × 8/16.7 = 0.77이다.
압축율이 너무 많이 증가되면, 유지 기간율이 감소되어, 발광 효율이 더 낮아진다. 이 예에서는, 압축율은 77%로 설정하였다. 따라서, 이 예에서의 거짓 윤곽 발생량은 77%로 감소될 수 있다.
이와 같이, 시간 압축 방법은 각각의 서브필드를 1 필드의 일부분으로 시간 압축시킴으로써, 본 발명에 따른 2-주파수 구동이 보다 중요하게 된다. 즉, 본 발명에 따른 2-주파수 구동 방법은 시간 압축 방법과 결합될 수 있다. 2-주파수 구동 방법은 특히 시간 압축 방법이 가변 펄스 주파수형 서브필드 방식과 결합될 때 효과적이다. 즉, 동일한 서브필드 기간이 할당되고 서브필드를 압축시킨 때라도, 본 발명에 따른 2-주파수 구동에 의해 MSB측(B7) 상에서도 방전을 안정하게 행할 수 있다.
상술된 바와 같이, 본 발명에 따르면, 플라즈마 표시 장치에 의해 다계조 표시가 행해지면, 예를 들어, 서브필드에 데이터를 유지시키기 위해 인가된 구동 신호의 주파수를 처음에는 저레벨이 되도록 제어하고, 다음에는 고레벨이 되도록 제어하는 2-주파수 구동 방법을 이용한다. 이로써, 플라즈마 표시 장치의 동작을 안정화시키고 휘도를 증가시킬 수 있다.
본 발명에 따르면, 서브필드에 데이터를 유지시키기 위해 인가된 구동 신호의 전압을 처음에는 고레벨이 되도록 제어하고, 다음에는 저레벨이 되도록 제어하는 2-전압 레벨 방법을 이용한다. 이로써, 플라즈마 표시 장치의 동작을 안정화시킬 수 있다.

Claims (5)

  1. 상호 결합된 한 쌍의 기판들 사이에 방전가능한 가스가 밀봉되어 있고, 한쪽의 기판에는 각 주사 라인에 대응하여 제1 전극 및 제2 전극이 형성되어 있고, 다른쪽의 기판에는 각 데이터 라인에 대응하여 제3 전극이 형성되어 있는 패널, 및
    상기 제1 전극, 상기 제2 전극 및 상기 제3 전극을 구동하여, 각각의 주사 라인과 각각의 데이터 라인의 교차점에서 데이터를 순차적으로 기록하고 유지함으로써 1 필드분의 화상을 표시하는 구동부
    를 포함하고,
    상기 구동부는 입력 수단, 코딩 수단, 타이밍 수단, 어드레싱 수단, 및 유지 수단을 포함하고,
    상기 입력 수단은 화상을 표시하는 신호를 양자화함으로써 얻어진 다계조 데이터(multi-gradation-step data)를 입력하고,
    상기 코딩 수단은 상기 양자화된 데이터의 1 필드분을 사전에 정해진 규칙에 의해 코딩하여 복수의 서브필드로 분산되는 데이터로 변환하고,
    상기 타이밍 수단은 상기 코딩에 동기하여 상기 서브필드 각각에 대한 타이밍 신호를 순차적으로 출력하고,
    상기 어드레싱 수단은 상기 타이밍 신호에 응답하여 각 서브필드 각각에 주사 라인을 주사하는 한편, 데이터 라인을 통해 서브필드에 할당된 데이터를 기록하고,
    상기 유지 수단은 주파수 제어 수단을 포함하고, 상기 서브필드 각각의 가중치(weight)에 따라 상기 제1 전극 및 제2 전극에 구동 신호를 인가하여 상기 어드레싱 수단에 의해서 기록된 데이터를 유지하고, 상기 구동 신호는 적어도 하나의 서브필드에서 데이터를 유지하기 위해 인가되는 것으로, 처음에 인가되는 주파수와 후에 인가되는 주파수를 다르게 하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 표시 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 유지 수단은 기록된 데이터의 가중치에 대응하는 펄스 수를 갖는 구동 신호를 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극에 인가하고,
    상기 주파수 제어 수단은 각 서브필드에서 구동 신호의 펄스 간격을 조절하여 펄스수가 많은 서브필드에서는 펄스 간격을 짧게하고, 펄스수가 적은 서브필드에서는 펄스 간격을 길게 하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 표시 장치.
  3. 상호 결합된 한 쌍의 기판들 사이에 방전가능한 가스가 밀봉되어 있고, 한쪽의 기판에는 각 주사 라인에 대응하여 제1 전극 및 제2 전극이 형성되어 있고, 다른쪽의 기판에는 각 데이터 라인에 대응하여 제3 전극이 형성되어 있는 패널, 및
    상기 제1 전극, 상기 제2 전극 및 상기 제3 전극을 구동하여, 각각의 주사 라인과 각각의 데이터 라인의 교차점에서 데이터를 순차적으로 기록하고 유지함으로써 1 필드분의 화상을 표시하는 구동부
    를 포함하고,
    상기 구동부는 입력 수단, 코딩 수단, 타이밍 수단, 어드레싱 수단, 및 유지 수단을 포함하고,
    상기 입력 수단은 화상을 표시하는 신호를 양자화함으로써 얻어진 다계조 데이터를 입력하고,
    상기 코딩 수단은 상기 양자화된 데이터의 1 필드분을 사전에 정해진 규칙에 의해 코딩하여 복수의 서브필드로 분산되는 데이터로 변환하고,
    상기 타이밍 수단은 상기 코딩에 동기하여 상기 서브필드 각각에 대한 타이밍 신호를 순차적으로 출력하고,
    상기 어드레싱 수단은 상기 타이밍 신호에 응답하여 상기 서브필드 각각에 주사 라인을 주사하는 한편, 데이터 라인을 통해 서브필드에 할당된 데이터를 기록하고,
    상기 유지 수단은 전압 제어 수단을 포함하고, 상기 서브필드 각각의 가중치에 따라 상기 제1 전극 및 제2 전극에 구동 신호를 인가하여 상기 어드레싱 수단에 의해서 기록된 데이터를 유지하고, 상기 구동 신호는 적어도 하나의 서브필드에서 데이터를 유지하기 위해 인가되는 것으로, 처음에 인가되는 전압과 후에 인가되는 전압을 다르게 하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 표시 장치.
  4. 상호 결합된 한 쌍의 기판들 사이에 방전가능한 가스가 밀봉되어 있고, 한쪽의 기판에는 각 주사 라인에 대응하여 제1 전극 및 제2 전극이 형성되어 있고, 다른 쪽의 기판에는 각 데이터 라인에 대응하여 제3 전극이 형성되어 있는 패널을 포함하고, 상기 제1 전극, 상기 제2 전극, 및 상기 제3 전극을 구동하여, 각각의 주사 라인과 각각의 데이터 라인의 교차점에서 데이터를 순차적으로 기록하고 유지함으로써 1 필드분의 화상을 표시하는 플라즈마 표시 장치의 구동 방법에 있어서,
    상기 구동 방법은 입력 단계, 코딩 단계, 타이밍 단계, 어드레싱 단계, 및 유지 단계를 포함하고,
    상기 입력 단계는 화상을 표시하는 신호를 양자화함으로써 얻어진 다계조 데이터를 입력하고,
    상기 코딩 단계는 상기 양자화된 데이터의 1 필드분을 사전에 정해진 규칙에 의해 코딩하여 복수의 서브필드로 분산되는 데이터로 변환하고,
    상기 타이밍 단계는 상기 코딩에 동기하여 상기 서브필드 각각에 대한 타이밍 신호를 순차적으로 출력하고,
    상기 어드레싱 단계는 상기 타이밍 신호에 응답하여 상기 서브필드 각각에 주사 라인을 주사하는 한편, 데이터 라인을 통해 상기 서브필드에 할당된 데이터를 기록하고,
    상기 유지 단계는 주파수 제어 단계를 포함하고, 상기 서브필드 각각의 가중치에 따라 상기 제1 전극 및 제2 전극에 구동 신호를 인가하여 상기 어드레싱 단계에 의해서 기록된 데이터를 유지하고, 상기 구동 신호는 적어도 하나의 서브필드에서 데이터를 유지하기 위해 인가되는 것으로, 처음에 인가되는 주파수와 후에 인가되는 주파수를 다르게 하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 표시 장치의 구동 방법.
  5. 상호 결합된 한 쌍의 기판들 사이에 방전가능한 가스가 밀봉되어 있고, 한쪽의 기판에는 각 주사 라인에 대응하여 제1 전극 및 제2 전극이 형성되어 있고, 다른 쪽의 기판에는 각 데이터 라인에 대응하여 제3 전극이 형성되어 있는 패널을 포함하고, 상기 제1 전극, 상기 제2 전극, 및 상기 제3 전극을 구동하여, 각각의 주사 라인과 각각의 데이터 라인의 교차점에서 데이터를 순차적으로 기록하고 유지함으로써 1 필드분의 화상을 표시하는 플라즈마 표시 장치의 구동 방법에 있어서,
    상기 구동 방법은 입력 단계, 코딩 단계, 타이밍 단계, 어드레싱 단계, 및 유지 단계를 포함하고,
    상기 입력 단계는 화상을 표시하는 신호를 양자화함으로써 얻어진 다계조의 데이터를 입력하고,
    상기 코딩 단계는 상기 양자화된 데이터의 1 필드분을 사전에 정해진의 규칙에 의해 코딩하여 복수의 서브필드에 걸쳐 분산하는 데이터로 변환하고,
    상기 타이밍 단계는 상기 코딩에 동기하여 상기 서브필드 각각에 대한 타이밍 신호를 순차적으로 출력하고,
    상기 어드레싱 단계는 상기 타이밍 신호에 응답하여 상기 서브필드들 각각에 주사 라인을 주사하는 한편, 데이터 라인을 통해 상기 서브필드에 할당된 데이터를 기록하고,
    상기 유지 단계는 전압 제어 단계를 포함하고, 상기 서브필드 마다의 가중치에 따라 상기 제1 전극 및 제2 전극에 구동 신호를 인가하여 상기 어드레싱 단계에 의해서 기록된 데이터를 유지하고, 상기 구동 신호는 적어도 하나의 서브필드에서데이터를 유지하기 위해 인가되는 것으로, 처음에 인가되는 전압과 후에 인가되는 전압을 다르게 하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 표시 장치의 구동 방법.
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