KR100312503B1 - 고주파 플라즈마 디스플레이 패널의 구동제어방법 - Google Patents

고주파 플라즈마 디스플레이 패널의 구동제어방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 고주파방전을 이용하여 계조구현을 용이하게 할 수 있도록 하는 고주파 플라즈마 디스플레이 패널의 구동 제어 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 고주파 플라즈마 디스플레이 패널의 구동 제어 방법은 패널에서 표시하고자 하는 셀을 선택하는 어드레스기간과, 고주파신호에 의한 방전에 의해 선택된 셀의 방전이 유지되도록 하는 고주파 방전유지기간을 갖는 고주파 플라즈마 디스플레이 패널의 구동방법에서, 방전유지기간은 서로 다른 방전유지기간을 가지는 복수개의 서브필드로 구성되며, 서브필드는 2개 이상의 그룹으로 분할되어 각 그룹에 사용되는 고주파신호의 고주파 파워 또는 주파수가 서로 다른 고주파신호를 발생하도록 고주파 발생기의 입력제어신호를 제어하는 것을 특징으로 한다.

Description

고주파 플라즈마 디스플레이 패널의 구동 제어방법{Controlling Method of Driving Plasma Display Panel Of High Frequency}
본 발명은 플라즈마 디스플레이 장치에 관한 것으로, 특히 고주파방전을 이용하여 계조구현을 용이하게 할 수 있도록 하는 고주파 플라즈마 디스플레이 패널 의 구동 제어 방법에 관한 것이다.
최근 들어, 대형 평판 표시장치에 요구가 증대됨에 따라 대면적의 패널 제작이 용이한 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel; 이하, 'PDP'라 한다)에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. PDP는 통상 가스방전 현상을 이용하는 것으로 가스방전시 발생하는 진공자외선이 형광체를 발광시킴으로써 발생하는 가시광을 이용하여 화상을 표시하게 된다. 그런데, PDP는 음극선관에 비해 아직 발광효율이 낮은 상태로 이의 개선이 요구되고 있으며 발광효율을 향상을 위하여 방전방법, 셀구조, 구동방식, 형광체나 보호막 재료 등에 대한 다각적인 연구가 진행되고 있다.
PDP는 통상 매트릭스 형태의 색화소에 대응되는 방전셀들을 구성으로 한다. 이러한 방전셀들 각각은 영상데이터에 따라 어드레스방전에 의해 선택된 후 계속적인 유지방전에 의해 발생된 진공 자외선이 형광체를 발광시킴으로써 가시광을 방출하게 된다. 이 경우 PDP는 유지방전기간, 즉 유지방전 횟수를 조절하여 영상 표시에 필요한 단계적인 밝기(Gray Scale)를 표시하므로, 유지방전 횟수는 PDP의 발광휘도 및 발광효율을 결정하는 중요한 요소가 되고 있다. 그런데, 기존의 저주파 교류(AC) 전압을 이용하여 유지방전을 발생시키는 경우 유지방전은 인가되는 전압펄스마다 짧은 순간에 1번씩만 발생하고 그 외의 대부분 시간은 벽전하 형성 및 다음 방전을 위한 준비단계로 소비됨으로써 PDP의 발광휘도 및 발광효율은 낮을 수밖에 없었다.
이러한 저주파 교류(AC)형 PDP의 낮은 발광휘도 및 발광효율 문제를 해결하고자 최근에는 고주파전압을 방전유지전압으로 인가하는 방법이 도입되었다. 보통 수 MHz 내지 수백 MHz 대의 고주파전압을 인가하게 되는 경우 방전셀의 내부에 진동전계가 발생하여 전자가 진동운동을 하면서 방전가스를 연속적으로 이온화시키고 여기시킴으로써 거의 대부분의 방전시간동안 전자의 소멸없이 연속적인 방전, 즉 고주파방전이 발생하게 된다. 이러한 고주파 방전은 글로우 방전에서 전극간의 거리가 긴 경우 방전효율이 매우 높은 양광주(Positive Column)와 같은 물리적인 효과를 갖게 된다. 이에 따라, 고주파 방전을 이용하는 경우 PDP의 방전효율을 현저하게 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
도 1을 참조하면, 종래의 고주파 PDP에 구성되는 방전셀에 대한 사시도가 도시되어 있다. 도 1의 고주파 PDP 방전셀은 상부기판(2) 상에 배치된 고주파전극(4)과, 하부기판(6) 상에 배치된 데이터전극(8) 및 주사전극(12)을 구비한다.
도 1에서 상부기판(2)과 하부기판(6)은 격벽(14)에 의해 이격되어 평행하게 배치된다. 고주파전극(4)는 고주파전압을 공급하고, 데이터전극(8)은 데이터전압을 공급한다. 주사전극(12)은 주사전압을 공급하고 상기 고주파전극(4)의 상대전극, 즉 그라운드 전극의 역할을 한다. 고주파전극(4)과 주사전극(12)은 평행하게 배치되고, 데이터전극(8)은 주사전극(12)과 직교하는 방향으로 배치된다. 데이터전극(8)과 주사전극(12) 사이에는 절연 및 전하 축적을 위한 제1 유전층(10)이 위치한다. 주사전극(12)이 형성된 제1 유전층(10) 상에는 주사전극(12)을 보호함과 아울러 전하 축적을 위한 제2 유전층(13)이 위치한다. 격벽(14)은 방전셀간의 광학적 간섭을 차단하기 위하여 사방이 막힌 격자구조로 형성된다. 이 경우, 격벽(14)은 고주파전극(4)과 주사전극(12) 간의 원할한 고주파방전을 위하여 종래의 저주파 교류형보다 증대된 높이를 가지게 된다. 격벽(14)이 표면에는 적색이나 녹색 또는 청색의 가시광을 발생하기 위한 형광체(16)가 도포된다. 그리고, 상하부기판(2, 6) 및 격벽(14)에 의해 마련되는 방전공간에는 방전가스가 충진된다.
이러한 구조를 가지는 고주파 PDP 방전셀에서는 도 2에 도시된 바와 같이 주사전극(12)과 어드레스전극(8) 각각에 인가되는 주사전압(-Vs)과 데이터전압(Vd) 차에 의해 어드레스방전이 발생하게 됨으로써 하전입자들이 생성된다. 이어서, 고주파전극(4)에 공급되는 고주파전압과 주사전극(12)에 공급되는 고주파전압의 센터전압(Vc; 즉, 그라운드 전압)에 및 하전입자들에 의해 고주파방전이 개시되어 유지하게 된다. 고주파방전은 주사전극(12) 공급되는 소거전압에 의해 중지하게 된다.
그런데 고주파전압을 도 2에 도시된 바와 같이 고주파방전기간 이외에도 연속적으로 공급하는 경우 고주파전압에 의한 간섭 및 노이즈 문제가 발생할 뿐만 아니라 고주파전압에 의해 오방전이 발생하게 되는 문제점이 도출되고 있다. 이로 인하여, 고주파신호를 스위칭하여 고주파방전 기간에만 공급하는 방법이 이용되어지고 있다.
고전압의 고주파신호를 발생시킬 때 시스템의 안전을 위하여 소프트 스타트(Soft Start)를 하는 것이 일반적인 방법이다. 다시 말하여, 고압의 신호를 빠르게 발생시킬 경우 러쉬 커런트(Rush Current)를 최소로 하는 범위에서 서서히 전압을 상승시켜야만 한다. 이로 인하여, 고주파신호를 발생시키는 라이징 타임으로 비교적 긴 수십에서 수백 ㎲의 시간이 소요되게 된다. 이에 따라, 고주파신호를 스위칭하여 공급하게 되는 경우 라이징 타임으로 비교적 긴 시간이 소비됨에 따라 계조구현을 위해 할당된 고주파방전시간으로 계조구현이 어려운 실정이다.
상세히 하면, ADS(Address and Display Separated) 방식으로 PDP를 구동하는 경우 도 3에 도시된 바와 같이 한 프레임은 8비트의 영상데이터의 각 비트에 대응되는 8개의 서브필드(SF1∼SF8)로 시분할되어 구성되고, 서브필드(SF1∼SF8) 각각은 다시 어드레스 기간과 방전유지기간으로 시분할되어 구성된다. 그리고, 각 비트에 대응되는 방전유지기간을 20: 21: 22: …: 26: 27의 비율로 할당하고 할당된 방전유지기간들을 조합함으로써 계조를 구현하게 된다. 이와 같이, 종래의 PDP는 단지 방전유지기간만을 조절하여 계조를 구현하고 있다. 이 경우, 각 서브필드에 동일하게 할당되는 어드레스기간으로 비교적 긴 시간이 소비됨에 따라 휘도를 결정하는 방전유지기간으로 할당되는 시간이 부족한 실정이다. 예를 들어, 한 프레임의 표시기간을 16.7ms라고 가정하는 경우 서브필드(SF1∼SF8) 각각에 동일한 시간으로 할당되는 어드레스기간으로(480라인을 어드레스하는 경우 1.44ms) 통상 12ms가 할당되어진다. 이로 인하여, 방전유지기간으로는 약 4ms가 할당되게 된다. 이 4ms를 각 비트에 대응되는 비율로 분할하는 경우 제1 내지 제8 서브필드(SF1∼SF8)에는 10㎲, 20㎲, 40㎲, 80㎲, 160㎲, 320㎲, 640㎲, 1.2㎳가 일대일 대응하여 할당된다. 그런데, 상기와 같이 할당된 방전유지기간에 고주파신호를 발생시키는 경우 라이징타임으로 적어도 30㎲가 소요되므로 1비트 및 2비트에 할당된 밝기는 표현할 수 없을 뿐만 아니라, 3비트에 할당된 밝기도 시간부족으로 제대로 표현할 수 없게 되었다. 이 결과, 고주파 PDP는 방전효율이 비교적 높음에도 불구하고 계조구현이 어려워 화질이 열화되는 문제점을 안고 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 고주파 파워 또는 주파수를 조절함으로써 짧은 고주파방전기간에 할당된 밝기를 제대로 표현할 수 있도록 하는 고주파 PDP 구동 제어방법을 제공하는 것이다.
도 1은 종래의 고주파 플라즈마 디스플레이 패널에 구성되는 방전셀을 나타낸 사시도.
도 2는 도 1에 도시된 각 전극에 공급되는 전압파형도.
도 3은 ADS 구동방법에 따른 각 서브필드의 동작구간을 시간순으로 나타낸 도면.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 각 서브필드의 동작구간을 시간순으로 나타낸 도면.
도 5는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 고주파 PDP 구동 제어방법에 적용되는 고주파파형을 나타낸 도면.
도 6은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 고주파 PDP 구동 제어방법에 적용되는 고주파파형을 나타낸 도면.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 간단한 설명>
2 : 상부기판 4 : 고주파전극
6 : 하부기판 8 : 데이터전극
10 : 제1 유전층 12 : 주사전극
13 : 제2 유전층 14 : 격벽
16 : 형광체
상기 목적들을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 고주파 플라즈마 디스플레이 패널의 구동 제어방법은 패널에서 표시하고자 하는 셀을 선택하는 어드레스기간과, 고주파신호에 의한 방전에 의해 상기 선택된 셀의 방전이 유지되도록 하는 고주파 방전유지기간을 갖는 고주파 플라즈마 디스플레이 패널의 구동방법에서, 상기 방전유지기간은 서로 다른 방전유지기간을 가지는 복수개의 서브필드로 구성되며, 상기 서브필드는 2개 이상의 그룹으로 분할되어 각 그룹에 사용되는 상기 고주파 신호의 고주파 파워 또는 주파수가 서로 다른 고주파신호를 발생하도록 고주파 발생기의 입력제어신호를 제어하는 것을 특징으로 한다.또한, 서브필드는 전반부의 로우 비트(Low bit) 그룹과 후반부의 하이 비트(High bit) 그룹의 2 그룹으로 나뉘어 각 그룹별로 로우 비트 그룹보다 하이 비트 그룹의 고주파 신호의 고주파 파워 및 주파수가 더 큰 것을 특징으로 한다.상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 이점들은 첨부 도면을 참조한 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.
통상, 고주파 PDP에서 밝기를 조절할 수 있는 변수로 종래에는 방전유지시간만을 고려하였다. 그러나, 방전유지시간 이외에도 고주파 파워 및 주파수 제어로 밝기를 조절할 수 있게 된다. 이 경우, 밝기 조절을 위해 방전유지시간 이외에도 고주파 파워나 주파수를 조절하는 경우 방전유지시간을 줄일 수 있으므로 제한된 방전유지시간 안에 계조를 구현하게 된다. 이하, 본 발명의 바람직한 실시 예들을 도 4 내지 도 6을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 실시 예에 따른 PDP 구동 제어 방법에 기초하여 분할된 각 서브필드를 시간축상에 나타낸 것이다.
도 4a 및 도 4b에서 각 비트에 대응하여 한 프레임을 구성하는 제1 내지 제8 서브필드(SF1∼SF8) 각각은 어드레스기간과 방전유지기간으로 구성된다. 방전유지기간 이외에도 고주파 파워 또는 주파수를 제어하여 밝기를 조절하게 된다. 고주파 파워 또는 주파수는 고주파 발생기의 입력 제어신호에 따라 조절되어 공급된다. 이는 서브필드를 분할하여 고주파 파워 또는 주파수를 조절함으로써 밝기를 조절하게 된다. 예를 들면, 1비트 내지 4비트에 대응되는 제1 내지 제4 서브필드(SF1∼SF4)의 방전유지기간에는 고주파 파워 또는 주파수는 동일하게 공급하는 반면에 방전유지기간을 2n(n=0, 1, 2, 3)의 비율로 증가되게끔 조절하여 밝기를 조절하게 된다. 그리고, 5비트 내지 8비트에 대응되는 제5 내지 제8 서브필드(SF5∼SF8)의 방전유지기간에는 고주파 파워 또는 주파수를 전단계보다 증가시켜 공급함과 아울러 방전유지기간을 조절하여 밝기를 조절하게 된다. 이 경우, 종래에는 밝기 조절을 위해 고주파방전기간을 2n(n=4, 5, 6, 7)의 비율로 증가되게끔 조절하였으나, 본 발명에서는 고주파 파워 또는 주파수를 증가시켜 고주파신호를 공급하게 되므로 그 만큼 방전유지기간을 감소시킬 수 있게 된다.다시 말하면, 전반부의 제1 내지 제4 서브필드의 방전유지기간에는 20MHz의 고주파신호를 인가하고, 후반부의 제5 내지 제8 서브필드의 방전유지기간에는 30MHz의 고주파신호를 인가하는 경우 도 4b에 도시된 바와 같이 제1 내지 제4 서브필드들간의 방전유지기간 절대적 비교치는 제5 내지 제8 서브필드들간의 방전유지기간 절대적 비교치보다 더 크게 된다. 이 결과, 1비트 내지 3비트에 대응하는 방전유지시간을 고주파신호의 라이징타임을 고려하여 증가시킬 수 있으므로 할당된 밝기를 표현할 수 있게 된다. 또한, 다른 비트들에 대응하는 방전유지시간도 종래보다 증가시킬 수 있으므로 휘도를 향상시킬 수 있게 된다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 고주파 PDP 구동 제어방법에 적용되는 고주파파형을 나타낸 것이다.
도 5에서 제1 내지 제4 서브필드(SF1∼SF4)에는 Va의 펄스폭을 가지는 제1 고주파신호(RF1)를 공급하는 반면에, 제5 내지 제8 서브필드(SF5∼SF8)에는 Va 보다 큰 Vb의 펄스폭을 가지는 제2 고주파신호(RF1)를 공급하게 된다.
도 6은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 고주파 PDP 구동 제어방법에 적용되는고주파파형을 나타낸 것이다.
도 6에서 제1 내지 제4 서브필드(SF1∼SF4)에는 제1 주파수(f1)을 가지는 제1 고주파신호(RF1)를 공급하는 반면에, 제5 내지 제8 서브필드(SF5∼SF8)에는 제2 주파수(f2)를 가지는 제2 고주파신호(RF1)를 공급하게 된다.
또한, 본 발명에 따른 고주파 PDP 구동 제어방법에서는 서브필드를 상기 2단계 외에도 다단계로 분할하여 그 단계별로 고주파 파워 또는 주파수를 증가시켜 공급함으로써 밝기를 조절할 수 있다. 더불어, 고주파 파워 및 주파수를 모두 증가시켜 밝기를 조절할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 고주파 PDP 구동 제어 방법에 의하면 방전유지기간 이외에도 고주파 파워 또는 주파수를 제어함으로써 비교적 짧은 방전유지기간에 할당된 밝기를 충분히 표현할 수 있게 된다. 이에 따라, 용이하게 계조를 구현하여 화질을 향상시킬 수 있게 된다. 또한, 본 발명에 따른 고주파 PDP 구동 제어 방법에 의하면 방전유지기간 이외에도 고주파 파워 또는 주파수를 제어하여 밝기를 조절함으로써 제한된 방전유지시간에 휘도를 향상시킬 수 있게 된다.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.

Claims (4)

  1. 패널에서 표시하고자 하는 셀을 선택하는 어드레스기간과, 고주파신호에 의한 방전에 의해 상기 선택된 셀의 방전이 유지되도록 하는 고주파 방전유지기간을 갖는 고주파 플라즈마 디스플레이 패널의 구동방법에 있어서,
    상기 방전유지기간은 서로 다른 방전유지기간을 가지는 복수개의 서브필드로 구성되며, 상기 서브필드는 2개 이상의 그룹으로 분할되어 각 그룹에 사용되는 상기 고주파 신호의 고주파 파워 또는 주파수가 서로 다르도록 고주파신호를 발생하도록 고주파 발생기의 입력제어신호를 제어하는 것을 특징으로 하는 고주파 플라즈마 디스플레이 패널의 구동 제어방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 서브필드는 전반부의 로우 비트(Low bit) 그룹과 후반부의 하이 비트(High bit) 그룹의 2 그룹으로 나뉘어 각 그룹별로 서로 다른 고주파 파워 또는 주파수를 갖는 고주파신호가 인가되는 것을 특징으로 하는 고주파 플라즈마 디스플레이 패널의 구동 제어방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 서브필드는 로우 비트 그룹보다 하이 비트 그룹의 고주파 신호의 고주파 파워가 더 큰 것을 특징으로 하는 고주파 플라즈마 디스플레이 패널의 구동 제어방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 서브필드는 로우 비트 그룹보다 하이 비트 그룹의 고주파 신호의 주파수가 더 높은 것을 특징으로 하는 고주파 플라즈마 디스플레이 패널의 구동 제어방법.
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