KR100234034B1 - Ac 플라즈마 디스플레이 판넬 구동방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 AC 플라즈마 디스플레이 판넬(PDP) 구동방법에 관한 것으로, 특히 주사하는데 걸리는 시간을 감소시키고 셀의 방전시간을 증가시켜 판넬의 휘도와 명암을 개선하고자 하는 것으로서, 비디오신호를 필요에 따라 2개의 비트의 순서를 서로 바꾸고 이 순서에 따라 수직전극에 적절한 소거펄스를 삽입하여 수평전극에 연결된 각각의 셀의 소거시간을 선택하므로서, 임의의 2개 혹은 복수개의 서브필드의 결합을 가능하게 하고, 이를 통하여 주사하는데 걸리는 시간을 감소시키고 셀의 방전시간을 증가시키게 되는 것이다.

Description

AC 플라즈마 디스플레이 판넬(PDP) 구동방법
일반적인 3전극 면방전 방식의 플라즈마 디스플레이 판넬의 구조는 제 1 도에 도시된 바와같이 어드레스기간 중에 스캔펄스(Scan Pulse)가 인식되는 스캔전극(3)과, 방전을 유지하기 위해 서스테인펄스(8)가 인가되는 커먼전극(4)과, 선택라인의 스캔전극(3)과 커먼전극(4) 사이에 서스테인방전(Sustaining Discharge)을 일으키도록 하기위해 데이타펄스(12)가 인가되는 데이타전극(2)으로 구성되고, 세로전극인 1조의 스캔전극(3)과 커먼전극(4)이 가로전극인 데이타전극(2)과 교차되는 지점에서 셀(5)을 형성하며, 이러한 셀(Cell)들이 모여서 하나의 플라즈마 디스플레이 판넬(1)을 구성하게 된다.
또한, 타이밍 다이어그램의 구성은 제 6 도에 도시된 바와같이 데이타전극(2 : e)에는 일정한 시간간격을 가지는 데이타펄스(12)가 인가되고, 커먼전극(4 : a)에는 일정한 시간간격을 가지는 서스테인 펄스A(8)가 인가되며, 스캔전극(3 : b ~ d)에는 일정한 시간간격을 가지는 스캔펄스(10)가 인가되고, 서스테인 펄스B(9) 사이에 스캔펄스(10)가 첫번째 가로전극 S1 부터 m 번째 가로전극인 Sm 까지 순차적으로 인가되도록 구성되어 있다. 또한 스캔전극(3)에는 스캔펄스가 인가되고 난 후, 얼마간의 시간간격을 가진후에 소거펄스(11)가 인가되도록 타이밍 다이어그램을 구성하고 있다.
이와같이 구성되는 PDP는 화소를 구성하는 셀(5)의 수직전극 및 수평전극 사이에 인가되는 전압에 의해 방전을 얻으며, 방출되는 빛의 양은 셀(5)내에서의 방전시간의 길이를 변화시켜서 조절한다.
전체화면을 표시하기 위해서는 각 셀의 데이타전극(2)에 디지탈영상신호를 입력하기 위한 데이타펄스(12)를 인가하고, 각 셀의 스캔전극(3)에는 주사(Scan)를 위한 스캔펄스(10)와 방전을 유지시켜주기 위한 서스테인펄스B(9) 및 셀의 방전을 종료시키기 위한 소거펄스(11)을 인가하고, 커먼전극(4)에는 방전을 유지시켜주기 위한 서스테인펄스A(8)를 인가한다. 상기의 각 펄스들은 가로전극(스캔전극+커먼전극) 및 세로전극(데이타전극)에 메트릭스형으로 인가되어 전체화면이 표시된다.
영상표시를 위해 필요한 단계적인 밝기는 전체영상을 표시하기 위해 필요한 시간(NTSC TV의 경우 1/30초) 내에서 개개의 셀이 방전되는 시간의 길이를 다르게 하여 구현시키게 되는데, 해상도 1280×1024를 가지는 HD TV를 위한 평면표시장치의 경우 256그레이 레벨의 영상표시를 위해서 필요한 영상디지탈 신호는 8 비트 신호가 필요하다.
제 2 도는 8비트의 디지탈 영상신호로 256그레이 스케일을 구현하기 위해 1필드를 8개의 서브필드로 구성한 종래기술에 의한 주사방식의 예시도이다. 즉, 하나의 필드는 복수개의 서브필드로 구성되며, 단계적인 밝기를 가지는 영상을 표시하기 위하여 각 서브필드의 빛의 방출시간은 각각 다르게 구성되어 있다.
제 2 도에서 하나의 필드는 각각 Ts의 시간을 가지는 8개의 서브필드로 이루어져 있고, 밝기의 단계는 2ⁿ=256 (n=8) 단계를 가진다. 또한 각 서브필드는 T, T/2, T/4, T/16, T/32, T/64, T/128, T/256의 각기 다른 빛의 방출시간을 가지며, 이러한 8개의 비트조합을 통하여 빛의 방출시간을 조절함으로써 빛에 대한 눈의 적분효과를 이용하여 256그레이 스케일을 구현한다.
제 6 도에 나타낸 종래기술의 펄스 타이밍 다이어그램을 보면, 커먼전극(4) C1~ Cm에는 서스테인펄스A(8)가 인가되고 스캔전극(3) S1~Sm에도 같은 주기의 서스테인펄스B(9)가 인가되지만 커먼전극의 그것과는 타이밍이 다르다.
각각의 스캔전극(3)에는 스캔펄스(10) 및 소거펄스(11)도 공급된다. 데이타전극 D1~Dm에는 데이타펄스(12)가 스캔전극에 인가되는 스캔펄스와 같은 타이밍에 인가된다. 스캔전극(3)과 데이타전극(2)이 교차되는 픽셀(5)이 발광하기 위해서는, 스캔전극(3)에 인가되는 스캔펄스(10)에 동기된 데이타펄스(12)가 데이타전극(2)에 공급되어야 한다. 이에 의해 픽셀(5)에서 방전이 발생하고 커먼전극(4)과 스캔전극(3)에 공급되는 서스테인펄스A(8), B(9)에 의해 방전이 유지된다. 그리고 소거펄스(11)에 의해 방전이 완료되게 된다.
상기에서 살펴본 바와같이 PDP는 전체영상을 표시하기 위하여 밝기와 명암은 일정한 시간내에서 각각의 셀(5)이 방전하는 시간의 길이를 다르게 하여 구현시킨다. 이때, 화면의 휘도는 각각의 셀(5)를 최장시간동안 구동시켰을 때의 밝기에 의하여 결정이 되고, 휘도를 증가시켜 주기 위해서는 한 화면을 구성시키기 위한 주어진 시간내에서 셀(5)의 방전을 최대한 길게 유지시킬 수 있도록 구동회로가 설계되어야 한다.
종래 서브필드방식은 디지탈 영상신호를 최상위비트(이하 MSB)부터 최하위비트(이하 LSB)까지를 별도로 모은후, 각 비트신호에 대해 MSB를 방전시간 T, 하위비트들은 MSB에 가까운 비트순으로 각각 방전시간 T/2, T/4, ..., T/128로 할당시켜서 서브필드를 구성하고, 각각의 서브필드로 부터 방출되는 빛에 대한 눈의 적분효과를 이용하여 256그레이 스케일을 구현한다.
그러나, 플라즈마 디스플레이 판넬은 메트릭스 방식으로 구동되어야 하므로 주어진 수직 전극에 대하여 한번에 한개 이상의 수평전극에 데이타펄스를 인가하지 못하는 제약점이 있고, 이로 인해 수평전극들은 서로 다른시간에 구동이 되어야 한다. 따라서, 각 서브필드를 구성하기 위해서는 모든 수평전극들은 주사하는 시간이 필요하고, 주사에 필요한 시간은 수평전극의 수가 증가할수록 증가한다.
수평전극들은 서로 다른 시간에 구동이 되어야 하기 때문에 주사시간이 길어질수록 각 셀(5)의 방전에 사용될 수 있는 시간은 줄어들고, 이는 PDP의 휘도 및 명암저하를 발생시키게 되는 문제점이 있었다.
제 3 도는 종래기술의 서브필드 방식에서 시간축에 대해 각 수평전극들이 주사되는 것을 도시한 것이다. 서브필드들은 메트릭스방식의 제약점으로 부터 한 서브필드의 모든 수평전극들에 대한 주사가 끝난 다음 다른 서브필드의 주사를 시작할 수 있다. 만일, 종래기술의 서브필드 방식에서 발광효율을 개선하기 위해 발광하지 않는 시간 TB을 줄이고자 제 4 도에서와 같이 두 서브필드를 결합하면, a 나 b 같은 지점에서 같은 시간축에서 동시에 여러개의 수평전극에 스캔펄스(10)를 인가하여 수직전극에 인가된 데이타펄스(12)를 구동시켜야 하는데, 이는 메트릭스구동방식의 특성상 불가능하게 된다.
본 발명은 이러한 점을 감안하여 비디오신호를 필요에 따라 2개의 비트의 순서를 서로 바꾸고 이 순서에 따라 수직전극에 적절한 소거펄스를 삽입하여 수평전극에 연결된 각각의 셀의 소거시간을 선택하므로서, 임의의 2개 혹은 복수개의 서브필드의 결합을 가능케 하며, 주사하는데 걸리는 시간을 감소시키고 셀의 방전시간을 증가시킴으로서, 플라즈마 판넬의 휘도와 명암을 개선하도록 하는데 목적이 있다.
제1도는 일반적인 플라즈마 디스플레이 판넬의 전극배치도.
제2도는 256 그레이레벨 에서의 서브필드 주사방식의 예시도.
제3도는 종래기술에 의한 서브필드 주사방식 예시도.
제4도는 종래기술에 의한 서브필드 주사방식에서 2개의 서브필드를 결합한 경우의 예시도
제5도는 본 발명에 의한 서브필드 주사방식 예시도.
제6도는 종래기술에 의한 구동신호의 펄스 타이밍 다이어그램.
제7도는 본 발명에 의한 서브필드 주사방식의 펄스 타이밍 다이어그램.
제8도는 MSB부터 순차적으로 결합한 경우를 나타낸 본 발명의 일 실시예도.
제9도는 상위비트와 하위비트를 상보적으로 결한한 경우를 나타낸 본 발명의 또다른 실시예도.
〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉
2 : 데이타전극 3 : 스캔전극
4 : 커먼전극 5 : 셀
6 : 제 1 절연지지층 7 : 제 2 절연지지층
13 : 서스테인펄스 A 14 : 서스테인펄스 B
15 : 스캔펄스 16 : 소거펄스
17 : 트랙1의 소거펄스 18 : 트랙2의 소거펄스
19 : 데이타펄스
본 발명을 첨부도면을 참조하여 이하에서 상세히 설명한다.
제 5 도는 종래기술의 주사방식의 제 2 도에서 MSB 서브필드1과 인접하고 있는 서브필드2를 결합하여 구성한 주사방식의 예이며, MSB부터 LSB까지 인접하고 있는 비트를 순차적으로 결합하였을 경우 서브필드의 주사방식의 구성은 제 8 도에 나타내었다.
그리고 본 발명에 의한 펄스 타이밍 다이어그램은 제 7 도에 도시하였으며, 그 구성에 있어서는 먼저 데이타전극에 일정한 시간간격을 가지는 데이타펄스(18)와 데이타펄스 사이에 복수개의 소거펄스(16)가 인가된다. 커먼전극(4)에는 일정한 시간간격을 가지는 서스테인펄스A(13)가 인가되며, 스캔전극(3)에는 일정한 주기를 가지는 서스테인펄스B(14)와 스캔펄스(15)가 인가되고, 제 5 도에 도시된 바와같이 두개의 서브필드를 결합했을 경우 트랙1 과 트랙2 에서 소거가 일어날 수 있도록 소거펄스(17, 18)가 각각 스캔전극 S1(c)과 S2(d)에 인가되게 된다.
이하, 본 발명의 동작을 설명한다.
종래기술의 구동방식에 있어서는 한 서브필드의 구동이 끝난후 수평전극에 순차적으로 소거펄스를 인가하여 모든 셀(5)에서의 방전을 종료시키지만, 본 발명에 의한 방식은 비디오신호를 필요에 따라 2개의 비트의 순서를 서로 바꾸고 이 순서에 따라 수직전극에 적절한 소거펄스(16)를 삽입하여 수평전극에 연결된 각각의 셀(5)의 소거시간을 선택한다.
제 5 도에서 트랙2는 순차적으로 상위비트를 앞에 구동시키고 하위비트를 그 다음에 구동시킬때 상위비트의 소거펄스 구동시간을 나타낸 것이며, 트랙1은 하위비트를 앞에 구동시키고 상위비트를 그 다음에 구동시킬때 하위비트의 소거펄스 구동시간을 나타낸 것이다.
제 5 도에서 입력되는 디지탈 영상신호가 서브필드1의 상위비트와 서브필드2의 하위비트가 모두 꺼져야 할 경우에는 소퍼펄스가 필요없이 그 상태를 계속 유지하고, 상위비트가 켜지고 하위비트가 꺼져야 할 경우에는 트랙2에서 소거펄스(18)를 인가한다.
그러나, 서브필드1의 상위비트가 꺼지고 서브필드2의 하위비트가 켜져야 할 경우 트랙2에서 기록을 해주어야 하는데, 종래기술에서는 제 4 도에서와 같이 인접되는 2개의 서브필드의 결합으로 인하여 a 와 b 의 지점에서 서로다른 2개의 스캔전극(3)이 같은 시간에 주사되어 서로 다른 2개의 데이타를 각각의 가로전극에 써넣을 수 없게된다.
이러한 서로 다른 서브필드의 결합으로 인하여 발생하는 종래기술의 문제를 본 발명에서는 상위비트가 꺼지고 하위비트가 켜져야 할 경우에 상위비트와 하위비트의 순서를 바꾸어 하위비트를 먼저 실행하도록 하여 트랙1에서 소거펄스(17)를 인가한다.
본 발명의 주사방식에서 서브필드1의 상위비트를 1이라 하고 서브필드2의 하위비트를 2라고 할때, 비트1과 비트2가 모두 켜질때를 11이라 하고, 비트1은 켜지고 비트2는 꺼질때를 10이라 하며, 비트1은 꺼지고 비트2는 켜질때를 01이라 하고, 비트1과 비트2가 모두 꺼져야 할때를 00이라고 할때, 소거펄스의 인가시점을 다음 테이블에 나타내었다.
제 7 도는 본 발명에서 사용되는 펄스의 타이밍 다이어그램을 나타낸 것이다. 데이타전극(Dj)과 스캔전극(Si)이 겹쳐지는 지점의 셀(5)이 방전하기 위해서는 제 4 도에 예시한 바와같이 수직전극에 데이타펄스(18)가 인가되는 시간이 수평전극에 스캔펄스(15)가 인가되는 시간과 일치하여야 한다. 셀(5)의 방전종료 즉, 소거펄스에 의한 방전의 종료는 수직전극의 소거펄스(16) 인가시간이 수평전극의 소거펄스(17, 18) 인가시간과 일치하도록 하여 방전의 종료가 일어난다.
제 5 도에 있어서는 S1-Dj 셀은 트랙1에서 소거되는 경우를 나타내었고 S2-Dj 셀은 트랙2 에서 소거되는 경우를 나타내었다.
그리고 제 7 도의 (e)에서는 S1-Dj셀이 소거되는 것과 같은 서스테인 주기내에 Si-Dj 셀에서는 기록되는 것을 보여주고 있다.
제 8 도 및 제 9 도는 본 발명에 의한 다른 실시예를 나타낸 것으로서, 제 8 도에서는 인접하는 서브필드를 MSB 부터 LSB 까지 순차적으로 결합하여 판넬의 발광효율을 개선한 주사방식의 예시도이다. 제 9 도는 상위비트와 하위비트끼리 상보적으로 서브필드를 결합하여 구성한 일 실시예이다.
또한 본 발명은 서브필드만을 결합하여 판넬의 발광효율을 개선하는데 그치지 않고, 3개 혹은 그 이상의 서브필드를 결합하여 구성할 수도 있다. 3개 혹은 그이상의 서브필드를 결합하였을 경우에는 제 7 도의 펄스 타이밍 다이어그램에서 소거펄스의 인가시점만을 결정하여 주면 된다.
이상에서 살펴본 바와같은 본 발명은 디지탈 입력신호의 2개의 비트의 구성으로 부터 비트의 상태에 따라 소거펄스의 인가시점을 결정하여 줌으로서, 2개의 서브필드를 동시에 주사하는 것이 가능하게 되어 종래의 방법에서 필요한 주사시간을 반으로 줄여 줄수 있으며, 주사시간을 감소시켜 줌으로 인해 PDP 셀의 방전시간을 증가시켜 줄 수 있어 전체화면의 휘도 및 명암을 개선할 수 있는 것이다.
본 발명은 평면 표시장치들 중의 하나인 플라즈마 디스플레이 판넬(PDP)의 구동방식에 관한 것으로서, 특히 2전극 혹은 3전극 구조인 교류형 플라즈마 표시장치의 휘도와 명암을 개선하고자 한 것이다.

Claims (5)

  1. 일측기판에 커먼전극과 스캔전극이 전극쌍을 이루어 나란히 배열되고, 상기 일측기판과 마주하여 평행한 타측기판에 데이타전극이 상기 일측기판에 형성된 전극쌍과 직교하여 배열되어있고, 상기 전극쌍과 데이타전극이 교차하는 지점에서 셀을 구성하며, 각각의 셀이 스캔펄스와 데이타펄스의 인가로 인해 방전을 하는 플라즈마 디스플레이 판넬의 구동방법에 있어서, 복수개의 서브필드를 결합하여 주사하되, 상기 결합된 복수개의 서브필드의 입력신호의 상위비트부와 하위비트부의 로직상태로부터 상위비트부와 하위비트부의 순서교환여부를 결정하고 그 순서를 이용하여 복수개의 서브필드를 주사하는 것을 특징으로 하는 AC를 플라즈마 디스플레이 판넬 구동방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 상위비트부와 하위비트부의 순서교환여부는 결합된 복수개의 서브필드의 로직상태가 상위비트부가 "오프"이고 하위비트부가 "온"일때 상위비트부와 하위비트부의 순서를 바꾸어 주사하는 것을 특징으로 하는 AC 플라즈마 디스플레이 판넬 구동방법.
  3. 제1항에 있어서, 2개의 서브필드를 결합하여 주사하되, 결합된 2개의 서브필드의 입력신호의 상위비트부와 하위비트부의 로직상태로부터 소거펄스의 인가시점을 세곳의 서로 다른 시점에 설정하여 2개의 서브필드를 주사하는 것을 특징으로 하는 AC 플라즈마 디스플레이 판넬 구동방법.
  4. 제1항에 있어서, 2개의 서브필드를 결합하여 주사하되, 결합된 2개의 서브필드의 입력신호의 로직상태가 상위비트부가 "오프"이고, 하위비트부가 "온"일때 하위비트부가 차지하는 서브필드시간 만큼의 시간이 지난 시점에서 소거펄스를 인가하는 것을 특징으로 하는 AC 플라즈마 디스플레이 판넬 구동방법.
  5. 제1항에 있어서, 2개의 서브필드를 결합하여 주사하되, 결합된 2개의 서브필드의 입력신호의 로직상태가 모두 "온"일경우에는 2개의 서브필드가 각각 차지하는 시간의 합만큼이 지난후에 소거펄스를 인가하는 것을 특징으로 하는 AC 플라즈마 디스플레이 판넬 구동방법.
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