KR100319098B1 - 자동 전력 제어가 가능한 플라즈마 표시패널의 구동방법 및 장치 - Google Patents

자동 전력 제어가 가능한 플라즈마 표시패널의 구동방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 플라즈마 표시 패널의 구동 방법은, 각 프레임의 영상을 표시하기 위하여, 각각 소거기간, 어드레스 기간 및 제1 방전유지기간으로 이루어진 서브필드들로써 계조를 표시하되, 소거기간, 어드레스 기간 및 제1 방전유지기간을 각각의 방전유지 전극쌍에 대하여 개별적으로 적용하는 a 단계를 포함한다. 여기서, 각 프레임에서의 휘도가 예측된다(b1 단계). 어느 한 프레임에서의 휘도가 상한 휘도 이상이면, 그 프레임의 각각의 서브필드의 제1 방전유지기간들이 일정한 비율로 단축된 제2 방전유지기간들이 설정된다(b2). b2 단계가 수행된 경우, 그 프레임의 구동 시간에서, 각각의 방전유지 전극쌍에 대한 제2 방전유지기간의 종료 시점들에서 각각의 방전유지 전극쌍의 어느 한 라인에 소거펄스가 인가됨으로써, 제2 방전유지기간이 적용되게 한다(b3 단계).

Description

자동 전력 제어가 가능한 플라즈마 표시 패널의 구동 방법 및 장치{Method and Apparatus for driving a plasma display panel with a function of automatic power control}
본 발명은, 플라즈마 표시 패널의 구동 방법에 관한 것으로, 플라즈마 표시 패널에서의 표시를 위한 방전유지(discharge-sustain) 동작 과정에서 어드레스 동작이 수행되는 표시중 어드레스(Address while Display) 구동 방법 및 장치에 관한 것이다.
플라즈마 표시 패널은, 복수 개의 방전관들을 매트릭스(matrix) 형상으로 배열하여 이를 선택적으로 발광시킴으로써 전기 신호로서 입력된 영상 데이타를 복원시키는 표시 패널이다. 이 플라즈마 표시 패널의 구동 방식은, 방전을 유지시키기 위하여 인가하는 전압이 시간에 따라 극성이 변화하는가의 여부에 따라 직류(DC) 구동 방식과 교류(AC) 구동 방식으로 나누어진다.
도 1은 일반적인 교류형 면방전 플라즈마 표시 패널의 기본 구조를 나타낸다. 도시된 바와 같이, 교류형 면방전 플라즈마 표시 패널에는 전면 유리 기판(11)과 배면 유리 기판(17)의 속에 방전공간(15)이 형성된다. 교류형 면방전 플라즈마 표시 패널은 방전을 유지 시키는 방전유지전극(12)이 유전체층(13)에 의해 내재되어 있어 전기적으로 방전공간(15)과 격리된다. 이 경우 방전은 잘 알려진 벽전하효과에 의하여 유지된다. 이와 같은 면방전 구조에서는 전면 기판(11) 상에 나란히 형성된 두 개의 방전유지전극(12)과 이에 교차하도록 배면 기판(17) 상에 설치된 어드레스 전극(16)이 구비된다. 이 구조에서는 어드레스 전극(16)과 방전유지전극(12) 사이에서 화소를 선택하는 어드레스 방전이 일어나고, 그 후 두 개의 방전유지전극(12)인 공통전극(X) 전극(12a)과 주사(Y) 전극(12b) 사이에서 영상신호를 표시하는 유지 방전이 일어난다.
도 2는 상용화된 교류형 3전극 면방전 플라즈마 방전 표시 패널의 개략적 분해 사시도이다. 배면 기판(17) 상에 형성된 격벽(18)에 의해 형성된 각 방전공간(15) 내에 하나의 어드레스 전극(16)과 그에 수직한 한 쌍의 주사전극(12)이 설치된다. 격벽(18)은 방전공간(15)을 형성하는 기능과 함께 방전시 발생한 공간전하 및 자외선을 차단하여 인접한 화소에서 크로스토크(cross talk)가 발생하는 것을 방지하는 역할을 한다. 플라즈마 표시 패널이 칼라 표시 소자로서의 성능을 나타내기 위해서는 방전시 발생하는 자외선에 의해 여기되어 적, 청, 녹색의 가시광선을 각각 방출하는 형광물질(19)이 도포되는데, 이는 방전 공간 내에 적, 청, 녹색의 빛깔을 내는 형광물질(19)이 순차적으로 반복하여 나열되도록 도포된다.
이와 같이 형광물질이 도포된 플라즈마 표시 패널이 칼라 영상 표시기로서의 성능을 발휘하기 위해서는 다계조 표시를 할 수 있어야 하는데, 현재에는 1 프레임의 화상을 복수개의 보조 필드로 나누어 시분할 구동하는 다계조 표시 방법이 사용되고 있다.
도 3은 일반적인 교류형 플라즈마 방전 표시 패널의 계조 표시 방법을 설명하기 위한 도면이다. 도시된 바와 같이, 교류형 플라즈마 표시 패널의 다계조 표시 방법은 한 프레임(frame)의 화상을 여러개의 보조 필드로 나누고 있으며, 각 보조필드 마다 어드레스(address) 기간과 방전유지 기간으로 분리되어 구성되어 있다. 여기서는, 6 비트(bit) 계조 구현 방법이 설명되고 있는데, 각 프레임의 화상을 6개의 서브필드(subfild)로 시분할하여 26(64) 개의 계조를 표시하는 방법이 채택되고 있다. 각 서브필드는 어드레스 기간(A1 - A6)과 방전유지기간(S1 - S6)으로 구성되어 있으며, 방전유지 기간의 상대적인 길이가 시각 기능에 의해 밝기의 배로 나타나는 점을 이용하여 계조를 표현하게 된다. 즉, 제1 보조 필드(SF1) 내지 제4보조 필드(SF4)의 방전유지 기간(S1-S6)의 비가 1:2:4:8:16:32 이므로, 각각 0, 1(1T), 2(2T), 3(1T+2T), 4(4T), 5(1T+4T), 6(2T+4T), 7(1T+2T+4T), 8(8T), 9(1T+8T), 10(2T+8T), 11(3T+8T), 12(4T+8T), 13(1T+4T+8T), 14(2T+4T+8T), 15(1T+2T+4T+8T), 16(16T), 17(1T+16T), 18(2T+16T),....62(2T+4T+8T+16T+32T), 63(1T+2T+4T+8T+16T+32T)의 방전 유지 기간을 구성하여 64계조를 표시한다. 예를 들면, 임의의 화소에서 계조 6이 표시되도록 할려면 제2서브필드(2T)와 제3서브필드(4T)만 어드레스하고, 계조 15가 표시되도록 할려면 제1,2,3 및 4서브필드를 모두 어드레스하여야 한다.
도 4는 상기와 같은 계조 표시 방법을 구현하기 위하여 결선된 AC형 3전극 면방전 플라즈마 방전 표시 패널의 전극 결선도이다. 여기서, 수평전극쌍들로 이루어진 방전유지전극(12)들 중 공통으로 결선되어 있는 전극들이 공통전극(X전극)이며, 또 한쪽의 전극들은 주사전극(Y전극)이다. 공통전극 즉 X전극(12a)은 모두 공통으로 결선되어 방전유지펄스를 포함하여 전부 동일한 파형의 전압 신호가 인가된다. 그러므로 방전유지전극의 주사신호는 주사전극 즉 Y전극(12b)에 인가되어 Y 전극(12b)과 어드레스 전극(6) 사이에서 어드레싱(addressing)이 일어나게 되고, 또한 Y전극(12b)과 X 전극(12a) 사이에는 방전유지펄스가 인가되어 표시방전이 유지된다. 이와 같이 결선된 각 전극들에 인가되는 구동 신호들의 파형들이 도 5에 도시되어 있다.
도 5는 상용화된 AC형 플라즈마 표시 패널의 구동 신호의 일반적인 파형도로서, 어드레스-표시 분리(Address Display Separation) 구동 방법으로 영상을 구현하는 방법을 보여준다. 도 5에서 참조 부호 A는 어드레스 전극들에 인가되는 구동 신호이고, X는 공통 전극(X 전극; 12a)에 인가되는 구동 신호이며, Y1-Y480은 각각 Y 전극들(12b)에 인가되는 구동 신호들이다. 전면 소거 기간(A11)은 정확한 계조 표시를 위하여 공통(X) 전극(12a)에 전면소거펄스(22a)를 인가하여 강한 방전을 일으켜 이전의 방전에 의해 생성된 벽전하를 소거함으로써 다음 보조 필드의 동작을 원활하게 한다(제1단계). 다음에 전면쓰기기간(A12) 및 전면소거기간(A13)은 어드레스 펄스 전압(21)을 낮추기 위하여 Y 전극(12b)에 전면쓰기펄스(23)에 인가하고 X 전극(12a)에 전면소거펄스(22b)를 인가하여 전면 쓰기 방전 및 전면 소거 방전을 각각 일으켜 방전공간(15) 내의 벽전하량을 제어한다(제2 및 제3 단계들). 다음에 어드레스 기간(A14)은 교차된 어드레스 전극(16)과 주사전극(12b)의 사이에 어드레스 펄스(21)에 의한 선택적 방전에 의해서 플라즈마 표시 패널의 전화면 중 선택된 장소에 전기 신호화된 정보를 써넣는 작용을 한다(제4 단계). 다음에 방전유지기간(S1)은 연속된 방전유지펄스(25)에 의한 방전으로서, 실제 화면상에 영상 정보를 구현하기 위하여 표시 방전을 주어진 시간동안 유지시키는 기간이다.
이와 같은 어드레스-표시 분리(ADS) 구동 방법에 의하면, 주사라인들의 개수에 비례하여 어드레싱 시간이 길어질수록, 또는 단위 프레임에서의 서브 필드의 개수가 증가할수록 방전유지에 할당되는 시간이 짧아진다. 그렇기 때문에 고해상도의 패널일수록 전체 휘도를 저하시키는 문제가 있다. 즉 고해상도 표시를 하기 위해서는 휘도의 저하가 일어난다.
도 6은 전형적인 표시중 어드레스(Address while Display) 구동 방법의 타이밍도이다. 도 6에서 Y축은 순서대로 배열된 주사라인들을, 그리고 X 축은 단위 프레임의 시간을 의미한다. 도 6을 참조하면, 480 개의 주사라인들에 대하여 8 개의 서브필드들(SF1, ..., SF8)이 중첩적으로 배열되어 있다. 제1 서브필드(SF1)에는 계조 데이터의 가장 낮은 가중치의 비트(LSB, Least Significant Bit)가, 그리고 제8 서브필드(SF8)에는 계조 데이터의 가장 높은 가중치의 비트(MSB, Most Significant Bit)가 적용된다. 여기서, 어느 한 주사라인이 주사되는 동안에 나머지 모든 주사라인들 및 그 쌍을 이루는 공통라인들에는 방전유지 펄스들이 인가된다. 이와 같은 표시중 어드레스(AwD) 구동방식은, 높은 휘도의 장점이 있으나 스위칭 소자의 수가 많고 실제 구현시에 회로가 복잡한 단점이 있으며 방전의 안정적인 모드를 구현하기가 어렵다. 또한 높은 휘도를 낼 수 있는 만큼 전체 화면이 밝은 상태를 지속적으로 유지할 때에는 많은 전력이 필요해진다. 이러한 상태를 유지하기 위해서는 전원단의 설계 용량이 대형이어야 할 뿐 아니라 이에 따른 부피 및 비용도 같이 증가된다. 특히 모니터 등과 같은 정지 화상이 많은 상태에서 이러한 상태가 지속적으로 유지되면 플라즈마 디스플레이 패널의 수명도 단축될 수 있기 때문에 이에 대한 대책이 필요하다.
기존의 어드레스-표시 분리(ADS) 구동 방법을 사용할 경우에는 각 서브필드가 분리되어 있기 때문에 각 서브필드의 서스테인 펄스들의 개수를 일률적으로 조정함으로써 간단하게 자동 전력 제어 기능을 수행할 수 있다.
그러나 표시중 어드레스(AwD) 구동 방법의 경우, 동일한 시점에서 서로 다른 서브필드의 구동 영역이 존재하므로, 자동 전력 제어를 수행하지 못한다는 문제점이 있다.
본 발명의 목적은, 표시중 어드레스(AwD) 구동 방법을 적용하여 플라즈마 표시 패널을 구동하면서도 자동 전력 제어가 가능하여, 플라즈마 표시 장치의 소비 전력을 줄이고 수명을 연장시킬 수 있는 플라즈마 표시 패널의 구동 방법 및 장치를 제공하는 것이다.
도 1은 일반적인 교류형 면방전 플라즈마 표시 패널의 기본 구조를 나타내는 수직 단면도,
도 2는 도 1의 AC형 플라즈마 방전 표시 패널의 개략적 분해 사시도,
도 3은 도 2의 AC형 플라즈마 방전 표시 패널의 계조 표시 방법을 설명하기 위한 설명도,
도 4는 도 3의 계조 표시 방법을 구현하기 위하여 결선된 도 2의 AC형 플라즈마 방전 표시 패널의 전극 결선도,
도 5는 도 4의 각 전극들에 인가되는 구동 신호들의 파형도,
도 6은 일반적인 어드레스 서스테인 동시 구동법(AwD)이 적용되는 플라즈마 표시 패널 구동 신호의 타이밍(timing)도,
도 7은 도 6의 어드레스 서스테인 동시 구동법(AwD)의 부분 확대 타이밍(timing)도,
도 8은 본 발명에 따른 자동 전력 제어가 가능한 플라즈마 표시 패널의 구동 방법의 일실시예를 설명하기 위한 구동 신호의 타이밍도,
도 9는 본 발명에 따른 자동 전력 제어가 가능한 플라즈마 표시 패널의 구동 방법의 또 다른 실시예를 설명하기 위한 구동 신호의 타이밍도,
도 10a 및 도 10b는 도 8 혹은 도 9에서 방전유지기간에 방전유지전극들에 인가되는 소거펄스의 일실시예의 파형도,
도 11a 및 도 11b는 도 10에서의 소거펄스의 다른 실시예의 파형도,
도 12a 및 도 12b는 도 10에서의 소거펄스의 또 다른 실시예의 파형도,
도 13a 및 도 13b는 도 10에서의 소거펄스의 또 다른 실시예의 파형도,
도 14a 및 도 14b는 도 10에서의 소거펄스의 또 다른 실시예의 파형도,
도 15는 도 8 혹은 도 9의 자동 전력 제어가 가능한 플라즈마 표시 패널의 구동 방법에 적용된 각 계조값에 비례하여 출력되는 휘도를 나타낸 그래프,
그리고 도 16은 본 발명에 따른 자동 전력 제어가 가능한 플라즈마 표시 패널의 구동 방법을 구현하기 위한 플라즈마 표시 패널 구동 장치의 개략적 블럭도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
11. 전면유리기판(Front Glass Substrate)
12a, 12b. 주사전극(Scan Electrode) 13. 유전층(Protectric Layer)
14. 보호층(Protection Layer)
15. 방전공간(Discharge Space) 16. 어드레스 전극(Address Electrode)
17. 배면유리기판(Rear Glass Substrate) 18. 격벽 (Barrier Rib)
19. 형광물질(Phosphor)
A11: 전면소거(Total Erase) A12: 전면쓰기(Total Write)
A13: 전면소거(Total Erase) A14: Addressing
21. 어드레싱 펄스 22b,22b'. 소거 펄스(Erase Pluse)
23. 쓰기 펄스(Wirte Pluse) 24. 주사 펄스(Scan Pulse)
25. 방전유지펄스(Sustain Pulse)
10. 소거 펄스 20. 어드레스 기간
40. 패널 50. 검출부
60. 로직부 70. Y전극 구동부
80. X전극 구동부 90. 어드레스 전극 구동부
100. 소거기간 210. 휴지기간
1000. 방전유지펄스 2000. 방전유지펄스
상기 목적을 이루기 위한 본 발명의 구동 방법은, 주사라인과 공통라인의 쌍들로 이루어진 방전유지 전극쌍들, 및 상기 방전유지 전극쌍들과 각각 교차하는 방향으로 배치된 어드레스 전극들을 구비한 플라즈마 표시 패널의 구동 방법이다.
이 방법은, 각 프레임의 영상을 표시하기 위하여, 각각 소거기간, 어드레스 기간 및 제1 방전유지기간으로 이루어진 서브필드들로써 계조가 표시되되, 상기 소거기간, 어드레스 기간 및 제1 방전유지기간이 상기 각각의 방전유지 전극쌍에 대하여 개별적으로 적용되는 a 단계를 포함한다.
상기 a 단계의 수행 과정에서 각 프레임에서의 휘도가 예측된다(b1 단계).
또한, 어느 한 프레임에서의 휘도가 상한 휘도 이상이면, 상기 프레임의 각각의 서브필드의 제1 방전유지기간들이 일정한 비율로 단축된 제2 방전유지기간들이 설정된다(b2 단계).
그리고, 상기 b2 단계가 수행된 경우, 상기 프레임의 구동 시간에서, 상기 각각의 방전유지 전극쌍에 대한 상기 제2 방전유지기간의 종료 시점들에서 상기 각각의 방전유지 전극쌍의 어느 한 라인에 소거펄스가 인가됨으로써, 상기 제2 방전유지기간이 적용되게 된다(b3 단계).
또한, 상기 목적을 이루기 위한 본 발명의 구동 장치는, 주사라인과 공통라인의 쌍들로 이루어진 방전유지 전극쌍들, 및 상기 방전유지 전극쌍들과 각각 교차하는 방향으로 배치된 어드레스 전극들을 구비한 플라즈마 표시 패널의 구동 장치이다. 이 장치는 검출부, 어드레스 전극 구동부, Y전극 구동부, X전극 구동부 및 로직부를 포함한다.
상기 검출부는 각 프레임에서의 휘도를 예측한다. 상기 어드레스 전극 구동부는 상기 어드레스 전극들을 구동한다. 상기 Y전극 구동부 및 X전극 구동부는 상기 방전유지 전극쌍들을 구동한다. 상기 로직부는, 상기 어드레스 전극 구동부, Y전극 구동부 및 X전극 구동부를 제어하여 각 프레임의 영상을 표시하기 위하여, 각각 소거기간, 어드레스 기간 및 제1 방전유지기간으로 이루어진 서브필드들로써 계조를 표시하되, 상기 소거기간, 어드레스 기간 및 제1 방전유지기간을 상기 각각의 방전유지 전극쌍에 대하여 개별적으로 적용하고, 상기 검출부로부터의 어느 한 프레임에서의 휘도가 상한 휘도 이상이면, 상기 프레임의 각각의 서브필드의 제1 방전유지기간들이 일정한 비율로 단축된 제2 방전유지기간들을 설정하여, 상기 프레임의 구동 시간에서, 상기 각각의 방전유지 전극쌍에 대한 상기 제2 방전유지기간의 종료 시점들에서 상기 각각의 방전유지 전극쌍의 어느 한 라인에 소거펄스가 인가되도록 제어한다.
본 발명의 상기 플라즈마 표시 패널의 구동 방법 및 장치에 의하면, 표시중 어드레스(AwD) 구동 방법이 적용되어 상기 플라즈마 표시 패널이 구동되는 한편, 어느 한 프레임에서의 예측 휘도가 상기 상한 휘도 이상이면, 상기 프레임에서 상기 각각의 방전유지 전극쌍에 대한 상기 제2 방전유지기간이 적용된다. 이에 따라, 표시중 어드레스(AwD) 구동 방법을 적용하여 플라즈마 표시 패널을 구동하면서도 자동 전력 제어가 가능하여, 플라즈마 표시 장치의 소비 전력을 줄이고 수명을 연장시킬 수 있다.
이하 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 자동 전력 제어가 가능한 플라즈마표시 패널의 구동 방법 및 장치를 상세하게 설명한다.
일반적으로 플라즈마 디스플레이 패널은 전체 패널에서 소모하는 전력이 많기 때문에 이를 억제하기 위하여 전체 화면의 밝은 상태가 지속되는 경우에 전체적으로 화면의 밝기를 떨어뜨리는 방법을 사용한다. 그러나 이 방법은 아직까지 어드레스-디스플레이 분리(Address Display Separation) 구동 방법에만 적용된다. 이와 같이 어드레스-디스플레이 분리(ADS) 구동 방법을 적용하면서 화면의 밝기를 떨어뜨리는 방법으로는, 입력되는 영상 데이터로써 휘도를 검출하여 상한 휘도보다 높으면 영상 데이터의 가중치를 변화시키는 방법이 있다. 예를 들어, 표시 방전을 수행할 셀들이 많은 서브필드의 가중치가 낮게 설정되고, 표시 방전을 수행할 셀들이 적은 서브필드의 가중치가 상대적으로 높게 설정된다. 또 하나의 방법으로는, 입력되는 영상 데이터로써 휘도를 검출하여 상한 휘도보다 높으면 각 서브필드의 유지방전 횟수를 일정한 비율로 떨어뜨리는 방법이 있다. 전자의 경우, 계조 표현 성능이 떨어지는 문제점이 있다. 따라서, 본 발명에 따른 표시중 어드레스(AwD) 구동 방법은, 후자의 경우와 같이, 플라즈마 디스플레이 패널의 각 서브필드에 할당된 방전유지 횟수를 조절함으로써 전력의 소모를 억제함과 동시에 계조 표현 성능을 떨어뜨리지 않는 방법을 이용한다.
이미 설명된 바와 같이, 도 6에 도시된 바와 같은 표시중 어드레스(AwD) 구동 방법의 경우, 지속적으로 인가되는 방전유지펄스는 인가되는 라인이 다를 경우에 서로 다른 서브필드의 방전유지펄스가 인가되어야 하기 때문에 방전유지펄스의 인가를 임의로 중단하는 방법을 사용할 수가 없다.
따라서, 본 발명에 따른 플라즈마 표시 패널의 구동 방법 및 장치에서는, 각 프레임의 영상을 표시하기 위하여, 각각 소거기간, 어드레스 기간 및 제1 방전유지기간으로 이루어진 서브필드들로써 계조를 표시하되, 각 프레임에서의 휘도를 예측하여, 어느 한 프레임에서의 휘도가 상한 휘도 이상이면, 그 프레임의 각각의 서브필드의 제1 방전유지기간들이 일정한 비율로 단축된 제2 방전유지기간들을 설정하여, 그 프레임의 구동 시간에서, 각각의 방전유지 전극쌍에 대한 제2 방전유지기간의 종료 시점들에서 각각의 방전유지 전극쌍의 어느 한 라인에 소거펄스가 인가된다.
여기서, 사용되는 소거펄스는 원래 각 서브필드의 길이를 결정해주는 소거기간의 소거펄스와 동일한 파형이므로, 자동 전력 제어 기능을 위해 특별한 파형의 첨가가 없이 쉽게 인가할 수 있으며, 이후의 소거 기간 자체가 불필요하므로 설계시에 용이하다.
도 7은 도 6의 표시중 어드레스(AwD) 구동 방법의 부분 확대 타이밍(timing)도이다. 도시된 바와 같이, 정상적으로 화면을 표시할 때에는 소거 기간(10)과 어드레스 기간(20) 및 방전유지기간(30)이 각 블럭별로 시간적인 차이를 두고 인가된다. 이미 설명된 바와 같이, 도 7에 도시된 바와 같은 종래의 표시중 어드레스(AwD) 구동 방법의 경우, 동일한 시점에서 서로 다른 서브필드의 구동 영역이 존재하므로, 자동 전력 제어를 수행하지 못하고 있다. 이에 따라, 플라즈마 표시 장치의 수명이 짧아지고 소비 전력이 높아지는 문제점이 있다.
이 문제점을 개선하기 위하여, 본 발명에 따른 표시중 어드레스(AwD) 구동 방법은, 도 8에 도시된 바와 같이, 새로운 소거 기간(100)이 방전유지기간(30)에 삽입된다. 즉, 제1 방전유지기간들이 일정한 비율로 단축된 제2 방전유지기간들을 설정하여, 그 프레임의 구동 시간에서, 각각의 방전유지 전극쌍에 대한 제2 방전유지기간의 종료 시점들에서 각각의 방전유지 전극쌍의 어느 한 라인에 소거펄스가 인가된다. 이 새롭게 들어가는 소거 기간(100)으로 인해 각 서브 필드의 방전유지기간(30)의 후반부 즉, 휴지기(200)에 인가되는 방전유지펄스들이 무효화된다. 따라서, 원래의 방전유지기간(30)에서 이 휴지기간(200) 만큼 유지 방전이 일어나지 않게 되므로 그 만큼 휘도가 떨어지게 되는 동시에 소비 전력이 절감된다.
한편, 새로운 소거 펄스에 의해 새로운 소거기간(100)이 형성되는 경우 원래의 소거기간(10)에 인가되는 소거 펄스는 무의미하다. 따라서, 도 9에 도시된 바와 같이, 새로운 소거기간(100)에 의한 휴지기간(210) 직후에 어드레스 동작(어드레스 기간(20))을 수행할 수도 있다. 즉, 원래의 방전유지기간(30) 직후의 원래의 소거 기간(도 8의 10) 자체를 없앰으로써, 소비전력을 더욱 줄이고 동작을 단순화시킬 수 있다. 도 9는 전체 방전유지에 할당된 시간 중에서 50 퍼센트(%) 정도의 기간을 발광하지 않는 영역으로 설정한 상태를 나타낸다.
도 10 a 및 도 10b는 상기와 같은 소거기간에서의 소거 동작을 나타내기 위하여 방전유지전극들에 인가되는 자세한 구동 전압의 파형을 나타낸 것이다. 도시된 바와 같이, 소거 펄스(100)는 Y전극(주사라인)에 인가되는 방전유지펄스와 동일한 극성의 펄스(양(음)의 전압을 가진 펄스)로서 X전극(공통라인)에 방전유지펄스(1000)를 인가한 직후에 인가되며, Y전극에 인가되는 방전유지펄스(2000) 보다 폭이 좁은 펄스이며, X전극에 의해 형성된 벽전하를 소거하는 작용을 한다. 도 10a 및 도 10b는 각각 서로 반대극성의 전압 펄스로 구성된 구동 신호의 파형도를 보여준다.
또한 본 발명에 사용되는 전체 펄스는 소거펄스가 인가되지 않는 기간 중에서도 소거 펄스가 인가될 수 있는 짧은 기간을 미리 확보함으로써 전체 주사라인 중 어느 한 주사라인에서라도 소거펄스가 인가될 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.
도 11a 및 도 11b는 소거펄스의 다른 실시예를 보여주는 파형도이다. 도 11a에서 소거펄스(100)는 X 전극에 인가되는 방전유지펄스(1000)와 반대극성(음)의 펄스로서 X전극에 방전유지펄스(1000)를 인가한 직후에 X 전극에 인가되며, 방전유지펄스(1000) 보다 폭이 좁은 펄스이다. 이 소거펄스(100)는 X전극에 바로 앞 단계에서 인가한 방전유지펄스(1000)에 의해 형성된 벽전하를 소거하는 기능을 갖는다. 도 11a 및 도 11b는 각각 서로 반대극성의 전압 펄스로 구성된 구동 신호의 파형도를 보여준다.
도 12a 및 도 12b는 소거펄스에 일정한 시간을 할당하지 않은 상태에서 서스테인 펄스가 인가되는 시간을 활용하여 소거동작을 수행하는 소거 방법에 대한 실시예를 나타낸다. 도 12a 및 도 12b에서는 소거동작을 수행하기 위하여 방전유지기간에 Y전극에 인가되는 서스테인 펄스의 폭을 좁게하여 조절하는 방법을 설명하고 있다. 도시된 바와 같이, Y전극에 인가되는 펄스 폭을 좁게함으로써, 이 세폭 펄스가 그 이전의 유지방전에 의해 형성된 벽전하를 제거하는 역할을 하도록 한다. 도 12a 및 도 12b는 각각 서로 반대극성의 전압 펄스로 구성된 구동 신호의 파형도를 보여준다.
도 13a 및 도 13b는 소거펄스에 일정한 시간을 할당하지 않은 상태에서 서스테인 펄스가 인가되는 시간을 활용하여 소거동작을 수행하는 소거 방법에 대한 또 다른 실시예의 파형도이다. 도 13a 및 도 13b에서는 X전극에 서스테인 펄스와 동기하여 X전극에 인가하는 서스테인 전압 보다 낮은 전압을 Y 전극에 인가하여 해당 라인에 인가되는 전계를 약화시킴으로써 이전의 서스테인 펄스로 인해 형성된 벽전하를 소거하는 방식을 보여준다. 도 13a 및 도 13b는 각각 서로 반대극성의 전압 펄스로 구성된 구동 신호의 파형도를 보여준다.
도 14a 및 도 14b는 소거펄스에 일정한 시간을 할당하지 않은 상태에서 서스테인이 인가되는 시간을 활용하여 소거동작을 수행하는 소거 방법에 대한 또 다른 실시예의 파형도이다. 도 14a 및 도 14b에서는 X전극에 서스테인 펄스와 동기하여 Y전극에 인가하는 서스테인 전압과 반대극성의 펄스를 Y전극에 인가하여 X전극과 Y전극의 사이에서 방전을 일으키는 소거 방법을 보여준다. 이 때 인가하는 X 전극의 전압은 서스테인 전압과 동일하며 Y전극에 인가하는 전압은 Vf(방전개시전압)에서 Vs(서스테인전압)를 뺀 값 이상의 전압을 인가한다. 이러한 이유는 셀이 ON/OFF 상태의 여하에 관계없이 방전을 일으킬 수 있을 만큼 이상이 되어야 하기 때문이다. 도 14a 및 도 14b는 각각 서로 반대극성의 전압 펄스로 구성된 구동 신호의 파형도를 보여준다.
도 15는 출력되는 각 계조값에 비례하여 출력되는 휘도를 나타낸 그래프이다. 가로축은 표시 가능한 계조값을 나타내며, 세로축은 각 계조값에 할당된 휘도를 표시한다. 최고 피크 휘도(MAXp)는 표시중 어드레스(AwD) 구동 방법이 적용되는 어느 한 플라즈마 표시 장치가 설계시부터 갖는 최고 휘도를 나타낸다. 최저 피크 휘도(MINp)는 가장 높은 계조에서의 최저 휘도를 나타낸다. 종래의 단순한 표시중 어드레스(AwD) 구동 방법에 의하면, 지속적으로 최고 피크 휘도(MAXp)가 출력될 경우, 과다한 방전 전류로 인해서 플라즈마 표시 장치의 수명이 짧아지고 소비 전력이 높아진다. 이에 따라, 본 발명에 따른 구동 방법에서는, 각 프레임에서의 휘도를 예측하고, 어느 한 프레임에서의 휘도가 최고 피크 휘도(MAXp)보다 낮게 설정된 상한 휘도 이상이면, 그 프레임의 각각의 서브필드의 제1 방전유지기간들이 일정한 비율로 단축된 제2 방전유지기간들이 설정된다. 또한, 그 프레임의 구동 시간에서, 각각의 방전유지 전극쌍에 대한 제2 방전유지기간의 종료 시점들에서 각각의 방전유지 전극쌍의 어느 한 라인에 소거펄스가 인가됨으로써, 제2 방전유지기간이 적용된다. 여기서, 각 서브필드에 할당된 방전유지기간에 비례하게 휴지기간(도 8의 200, 도 9의 210)이 설정되므로, 계조 표시의 정확도가 유지된다. 이를 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.
즉, 도 15에 도시된 바와 같이, 256계조를 표시하는 플라즈마 표시 패널의 경우 28=256 이므로 8개의 서브필드를 가진다. 따라서, 각 서브필드 자체의 계조값은 1:2:4:8:16:32:64:128로 표시되며, 예를 들어, 계조값이 1인 서브필드가 5개의 방전유지 펄스로 인가되면 각 서브필드에 인가되는 방전유지펄스의 개수는 5:10:20:40:80:160:320:640 개로 이루어진다. 여기서, 계조값이 1인 서브필드에서 하나의 방전유지펄스를 소거펄스를 이용하여 무효화시키면 나머지 서브필드들에서는 각각 2:4:8:16:32:64:128개의 방전유지펄스가 소거펄스에 의해 무효화되며, 결국, 유효 방전유지펄스의 개수는 각 서브필드에서 4:8:16:32:64:128:256:512개가 된다. 또한, 계조값이 1인 서브필드에서 두 개의 방전유지펄스를 소거펄스를 이용하여 무효화시키면 나머지 서브필드들에서는 각각 4:8:16:32:64:128:256개의 방전유지펄스가 소거펄스에 의해 무효화되며, 유효 방전유지펄스의 개수는 각 서브필드에서 3:6:12:24:48:96:192:384개가 된다. 따라서, 도 15에 도시된 바와 같이, 각 계조값에서의 휘도 그래프는 일정한 기울기를 갖는 그래프로 표시된다. 그러나 이러한 방법 외에도, 각 서브필드에 의해 표시되는 계조들 중 높은 휘도의 화상들은 사람의 눈이 구분하여 인식하기 어려운 점을 이용하여 도 15도의 휘도 그래프에서 휘도값이 높은 쪽에서는 기울기가 다소 완만하여지도록 소거 펄스를 인가하는 방법도 바람직하다. 이를 위해서는 표시 기간이 긴 서브필드일수록 무효화되는 방전유지펄스 수의 비가 해당 서브필드의 방전유지기간의 비 보다 작도록 방전유지기간에 인가되는 소거펄스의 인가 시점을 조절한다.
이와 같은 플라즈마 표시 패널의 구동 방법을 적용함으로써, 방전 횟수가 어드레스-표시 분리(ADS) 구동 방법에 비해서 방전 횟수가 많은 표시중 어드레스(AwD) 구동 방법에서도 플라즈마 표시 장치의 수명을 연장하고 전력 소모를 억제할 수 있다.
도 16은 본 발명에 따른 구동 장치의 개략적 블럭도이다. 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 자동 전력 제어가 가능한 플라즈마 표시 패널 구동 장치는 검출부(50), 로직부(60), X전극 구동부(80), Y전극 구동부(70) 및 어드레스 전극 구동부(90)를 구비한다. 검출부(50)는, 영상신호입력부로부터의 영상신호, 또는 로직부(60)로부터 어드레스 전극 구동부(90)로 입력되는 어드레스 데이터, 또는 각 구동부(70, 80, 90)로부터 플라즈마 표시 패널(40)에 입력되는 전력의 양에 따라 각 프레임에서의 휘도를 예측한다. 어드레스 전극 구동부(90)는 어드레스 전극들을 구동한다. X전극 구동부(80) 및 Y전극 구동부(70)는 방전유지 전극쌍들을 구동한다. 로직부(60)는, 어드레스 전극 구동부(90), Y전극 구동부(70) 및 X전극 구동부(80)를 제어하여 각 프레임의 영상을 표시하기 위하여, 각각 소거기간, 어드레스 기간 및 제1 방전유지기간으로 이루어진 서브필드들로써 계조를 표시하되, 소거기간, 어드레스 기간 및 제1 방전유지기간을 각각의 방전유지 전극쌍에 대하여 개별적으로 적용한다. 여기서, 로직부(60)는, 검출부(50)로부터의 어느 한 프레임에서의 휘도가 상한 휘도 이상이면, 그 프레임의 각각의 서브필드의 제1 방전유지기간들이 일정한 비율로 단축된 제2 방전유지기간들을 설정하여, 그 프레임의 구동 시간에서, 각각의 방전유지 전극쌍에 대한 제2 방전유지기간의 종료 시점들에서 각각의 방전유지 전극쌍의 어느 한 라인에 소거펄스가 인가되도록 제어한다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 플라즈마 표시 패널의 구동 방법 및 장치에 의하면, 표시중 어드레스(AwD) 구동 방법이 적용되어 플라즈마 표시 패널이 구동되는 한편, 어느 한 프레임에서의 예측 휘도가 상한 휘도 이상이면, 그 프레임에서 각각의 방전유지 전극쌍에 대한 제2 방전유지기간이 적용된다. 이에 따라, 표시중 어드레스(AwD) 구동 방법을 적용하여 플라즈마 표시 패널을 구동하면서도 자동 전력 제어가 가능하여, 플라즈마 표시 장치의 소비 전력을 줄이고 수명을 연장시킬 수 있다.

Claims (2)

  1. 주사라인과 공통라인의 쌍들로 이루어진 방전유지 전극쌍들, 및 상기 방전유지 전극쌍들과 각각 교차하는 방향으로 배치된 어드레스 전극들을 구비한 플라즈마 표시 패널의 구동 방법에 있어서,
    (a) 각 프레임의 영상을 표시하기 위하여, 각각 소거기간, 어드레스 기간 및 제1 방전유지기간으로 이루어진 서브필드들로써 계조를 표시하되, 상기 소거기간, 어드레스 기간 및 제1 방전유지기간을 상기 각각의 방전유지 전극쌍에 대하여 개별적으로 적용하는 단계;
    (b1) 상기 a 단계의 수행 과정에서 각 프레임에서의 휘도를 예측하는 단계;
    (b2) 어느 한 프레임에서의 휘도가 상한 휘도 이상이면, 상기 프레임의 각각의 서브필드의 제1 방전유지기간들이 일정한 비율로 단축된 제2 방전유지기간들을 설정하는 단계; 및
    (b3) 상기 b2 단계가 수행된 경우, 상기 프레임의 구동 시간에서, 상기 각각의 방전유지 전극쌍에 대한 상기 제2 방전유지기간의 종료 시점들에서 상기 각각의 방전유지 전극쌍의 어느 한 라인에 소거펄스를 인가함으로써, 상기 제2 방전유지기간이 적용되게 하는 단계를 포함한 플라즈마 표시 패널의 구동 방법.
  2. 주사라인과 공통라인의 쌍들로 이루어진 방전유지 전극쌍들, 및 상기 방전유지 전극쌍들과 각각 교차하는 방향으로 배치된 어드레스 전극들을 구비한 플라즈마 표시 패널의 구동 방법에 있어서,
    각 프레임에서의 휘도를 예측하는 검출부;
    상기 어드레스 전극들을 구동하는 어드레스 전극 구동부;
    상기 방전유지 전극쌍들을 구동하는 Y전극 구동부 및 X전극 구동부;
    상기 어드레스 전극 구동부, Y전극 구동부 및 X전극 구동부를 제어하여 각 프레임의 영상을 표시하기 위하여, 각각 소거기간, 어드레스 기간 및 제1 방전유지기간으로 이루어진 서브필드들로써 계조를 표시하되, 상기 소거기간, 어드레스 기간 및 제1 방전유지기간을 상기 각각의 방전유지 전극쌍에 대하여 개별적으로 적용하고, 상기 검출부로부터의 어느 한 프레임에서의 휘도가 상한 휘도 이상이면, 상기 프레임의 각각의 서브필드의 제1 방전유지기간들이 일정한 비율로 단축된 제2 방전유지기간들을 설정하여, 상기 프레임의 구동 시간에서, 상기 각각의 방전유지 전극쌍에 대한 상기 제2 방전유지기간의 종료 시점들에서 상기 각각의 방전유지 전극쌍의 어느 한 라인에 소거펄스가 인가되도록 제어하는 로직부를 포함한 플라즈마 표시 패널의 구동 장치.
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