KR100508955B1 - 플라즈마 표시 패널 및 그의 구동방법 - Google Patents

플라즈마 표시 패널 및 그의 구동방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 플라즈마 표시 패널 및 그의 구동방법에 관한 것으로, 본 발명에서는 영상신호의 부하율을 계산하고 나서, 리셋기간후 첫 번째 스캔 펄스가 인가되기까지의 시간인 전압상승시간을 상기 부하율이 커질수록 증가하도록 결정한다. 그리고 나서, 상기 전압 상승시간에 따라 주사전극구동신호, 유지전극구동신호 및 어드레스 전극 구동신호를 생성한다. 이렇게 함으로써, 플라즈마 표시 패널의 전자파를 줄일 수 있다.

Description

플라즈마 표시 패널 및 그의 구동방법{Plasma display panel and driving method thereof}
본 발명은 플라즈마 표시 패널(plasma display panel, PDP)에 관한 것으로서, 특히, 전자파(EMI)를 줄이는 플라즈마 표시 패널의 구동방법에 관한 것이다.
플라즈마 표시 패널은 기체 방전에 의해 생성된 플라즈마를 이용하여 문자 또는 영상을 표시하는 평면 표시 장치로서, 그 크기에 따라 수십에서 수백 만개 이상의 화소가 매트릭스 형태로 배열되어 있다. 먼저 도1 및 도2를 참조하여 일반적인 플라즈마 표시 패널의 구조에 대하여 설명한다.
도1은 플라즈마 표시 패널의 일부 사시도이며, 도 2는 플라즈마 표시 패널의 전극 배열도를 나타낸다.
도1에 나타낸 바와 같이, 플라즈마 표시 패널은 서로 마주보며 떨어져 있는 두 개의 유리 기판(1, 6)을 포함한다. 유리 기판(1) 위에는 주사 전극(4)과 유지 전극(5)이 쌍을 이루어 평행하게 형성되어 있으며, 주사 전극(4)과 유지 전극(5)은 유전체층(2) 및 보호막(3)으로 덮여 있다. 유리 기판(6) 위에는 복수의 어드레스 전극(8)이 형성되어 있으며, 어드레스 전극(8)은 절연체층(7)으로 덮여 있다. 어드레스 전극(8) 사이에 있는 절연체층(7) 위에는 어드레스 전극(8)과 격벽(9)이 형성되어 있다. 또한 절연체층(7)의 표면 및 격벽(9)의 양측면에 형광체(10)가 형성되어 있다. 유리 기판(1, 6)은 주사 전극(4)과 어드레스 전극(8) 및 유지 전극(5)과 어드레스 전극(8)이 직교하도록 방전 공간(11)을 사이에 두고 대향하여 배치되어 있다. 어드레스 전극(8)과, 쌍을 이루는 주사 전극(4)과 유지 전극(5)과의 교차부에 있는 방전 공간(11)이 방전 셀(12)을 형성한다.
그리고 도 2에 나타낸 바와 같이, 플라즈마 표시 패널의 전극은 n×m의 매트릭스 구조를 가지고 있다. 열 방향으로는 어드레스 전극(A1-Am)이 배열되어 있고 행 방향으로는 n행의 주사 전극(Y1-Yn) 및 유지 전극(X1-Xn )이 쌍으로 배열되어 있다.
이러한 플라즈마 표시 패널을 구동하기 위해 한 개의 TV필드를 복수의 서브필드(sub-field)로 구성하고, 각각의 서브필드는 리셋 기간과 어드레스 기간, 방전 유지 기간을 포함하도록 한다.
플라즈마 표시 패널이 컬러 디스플레이(color display)로서의 성능을 내기 위해서는 중간 계조를 구현해야 하는 데 현재 이의 구현방법으로 1 TV 필드(field) 를 복수개의 서브 필드로 나누어 이를 시분할 제어하는 중간 계조 구현 방법이 사용되고 있다.
도3은 종래의 플라즈마 표시 패널의 Y전극 구동파형을 나타낸 도면이다.
도3을 참조하면, Y전극에는 리셋구간, 어드레스 구간, 서스테인 구간으로 나뉘어 구동파형이 인가되며, 원형으로 표시한 부분에서 Vnf(Negative Falling) 전압과 Vsch(Scan High)사이에 전압이 급격히 상승하게 된다.
또한, Vsch 전압이 인가되는 시점과 첫 번째 Scan Pulse 가 시작되기 전까지의 시간을 나타내는 △BS(Before Scan pulse)가 매우 짧다. (△BS < 10us 이하)
△BS가 지나고 첫 번째 Scan Pulse 가 시작되는 시점에서 다시 급격하게 전압이 Vsch로 떨어짐으로 인하여, 원형으로 표시되는 구간에서 전압의 상승과 강하가 짧은 시간에 급격하게 이루어지게 된다.
그 결과 전자파(EMI)가 많이 발생하게 되어, 플라즈마 표시 패널의 전자파 특성에 악영향을 끼치게 되는 문제점이 있다.
이와 같이, 종래에는 Reset을 끝낸 후 Address 구간으로 넘어가는 시점에서, Y전극의 구동파형을 Vnf(Negative Falling Voltage)에서 Vsch(Scan High Voltage)까지 전압을 급격히 올리고 다시 짧은 시간 뒤(△BS) Vscl(scan Low Voltage)로 전압을 급격히 강하시키게 된다.
이처럼 Address 기간의 첫 번째 Scan Pulse가 들어가기 전의 짧은 시간 동안 전압 변동폭이 높게 되고, 그 결과 EMI가 커지게 된다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 종래의 문제점을 해결하고자 하는 것으로, 본 발명에서는 첫 번째 Scan Pulse가 들어가기 전에, Vnf에서 Vscl로 전압을 올리는 동작에서, 전압을 급격히 올리지 않고 서서히 올려서 전자파를 줄이는 플라즈마 표시 패널 및 그의 구동방법을 제공하는 것이다.
이러한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 하나의 특징에 따른 플라즈마 표시 패널은,
다수의 어드레스 전극과, 다수의 주사전극과 유지전극을 포함하는 플라즈마 패널;
외부의 영상신호를 입력받아 부하율을 계산하고, 리셋기간후 첫 번째 스캔 펄스가 인가되기까지의 시간인 전압상승시간을 상기 부하율에 대응하여 결정하고, 상기 전압 상승시간에 따라 주사전극구동신호를 생성하는 제어부;
상기 주사전극 구동신호에 대응하는 전압을 주사전극에 전압을 인가하는 주사전극 구동부를 포함한다.
상기 제어부는 상기 전압 상승시간에 따라 유지전극구동신호 및 어드레스 전극 구동신호를 생성하며,
상기 어드레스 전극 구동신호에 대응하는 전압을 상기 어드레스 전극에 인가하는 어드레스 데이터 구동부;
상기 유지 전극 구동신호에 대응하는 전압을 상기 유지전극에 인가하는 유지전극 구동부를 더 포함한다.
이러한 기술적 과제를 이루기 위한 이 발명의 다른 특징에 따른 플라즈마 표시 패널은,
입력되는 영상신호를 복수개의 서브필드로 생성하고, 각 서브필드를 리셋 구간, 어드레스 구간, 유지 구간으로 나누어 구동하는 플라즈마 표시 패널로서,
제1 전극 및 제2 전극;
상기 제1 전극 및 제2 전극에 의해 정의되는 제1 공간; 및
각 리셋 구간 동안에 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극에 구동신호를 보내는 구동회로를 포함하고,
상기 구동회로는
상기 리셋 구간후의 어드레스기간에서, 상기 제1 전극에 첫 번째 스캔 펄스를 인가하기 위해 완만한 로그 파형으로 전압을 상승시키는 것을 특징으로 한다.
이러한 기술적 과제를 이루기 위한 이 발명의 다른 특징에 따른 플라즈마 표시 패널의 전력 제어방법은,
영상신호를 부하율을 계산하는 제1 단계;
리셋기간후 첫 번째 스캔 펄스가 인가되기까지의 시간인 전압상승시간을 상기 부하율에 대응하여 결정하는 제2 단계;
상기 전압 상승시간에 따라 주사전극구동신호를 생성하는 제3 단계를 포함한다.
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.
도4는 이 발명의 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 구성도이다.
도4를 참조하면, 이 발명의 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널은, 플라즈마 패널(100), 제어부(200), 어드레스 전극 구동부(300), 주사 전극 구동부(이하 'Y 전극 구동부'라 함)(400), 유지 전극 구동부(이하 'X 전극 구동부'라 함)(500)를 포함한다.
플라즈마 패널(100)은 열 방향으로 배열되어 있는 복수의 어드레스 전극(A1-Am), 그리고 행 방향으로 배열되어 있는 복수의 유지 전극(이하 'X 전극'이라 함)(X1-Xn) 및 주사 전극(이하 'Y 전극'이라 함)(Y1-Yn)을 포함한다. X 전극(X1-Xn)은 각 Y 전극(Y1-Yn)에 대응해서 형성되며, 일반적으로 그 일단이 서로 공통으로 연결되어 있다. 그리고 플라즈마 패널(100)은 X 및 Y 전극(X1-Xn, Y1-Yn)이 배열된 유리 기판(도시하지 않음)과 어드레스 전극(A1-Am)이 배열된 유리 기판(도시하지 않음)으로 이루어진다. 두 유리 기판은 Y 전극(Y1-Yn)과 어드레스 전극(A1-Am) 및 X 전극(X1-Xn)과 어드레스 전극(A1-Am)이 각각 직교하도록 방전 공간을 사이에 두고 대향하여 배치된다. 이때, 어드레스 전극(A1-Am)과 X 및 Y 전극(X1-Xn, Y1-Yn)의 교차부에 있는 방전 공간이 방전 셀을 형성한다.
제어부(200)는 외부의 영상신호를 입력받아 부하율을 계산하고, 리셋기간후 어드레스 기간에서 첫 번째 스캔 펄스가 인가되기까지의 시간인 전압상승시간을 상기 부하율에 대응하여 결정하고, 상기 전압 상승시간에 따라 X 전극구동신호, Y 전극구동신호 및 어드레스 전극 구동신호를 생성한다.
어드레스 전극 구동부(300)는 제어부(200)로부터 어드레스 전극 구동신호를 수신하여 표시하고자 하는 방전 셀을 선택하기 위한 표시 데이터 신호를 각 어드레스 전극(A1-Am)에 인가한다.
X 전극 구동부(500)는 제어부(200)로부터 X 전극 구동신호를 수신하여 X 전극(X1-Xn)에 구동 전압을 인가한다.
Y 전극 구동부(400)는 제어부(200)로부터 Y 전극 구동신호를 수신하여 Y 전극(Y1-Yn)에 구동 전압을 인가한다.
도5는 도4의 제어부의 상세도이다.
도5를 참조하면, 제어부(200)는,
상기 영상신호의 부하율을 계산하는 평균신호레벨 계산부(210);
부하율에 대응되는 리셋기간후 첫 번째 스캔 펄스가 인가되기까지의 시간인 전압상승시간을 저장하는 메모리(220)
상기 메모리(220)를 참조하여 상기 부하율에 대응하여 상기 전압상승시간을 결정하는 시간 결정기(230);
상기 시간 결정기에서 결정된 전압 상승시간에 따라 주사전극구동신호 및 유지전극 구동신호를 생성하는 자동전력 제어부(240);
상기 시간 결정기에서 결정된 전압상승시간에 따라 영상 데이터를 서브필드 데이터로 생성하여 어드레스 전극구동신호로 출력하는 서브필드 데이터 생성부(230)를 포함한다.
그러면, 이러한 구성을 가진 이 발명의 실시예에 따른 플라즈마 표시 패널의 동작에 대해 상세히 설명한다.
먼저, 제어부(200)의 평균신호레벨 계산부(210)는 외부에서 입력되는 영상신호를 입력받아 평균신호레벨 즉, 부하율을 계산하여 출력한다.
그러면, 시간 결정기(230)가 상기 부하율에 대응되는 전압상승시간을 메모리(220)를 참조하여 결정하여 출력한다.
그리고 나서, 자동 전력 제어부(240)가 시간 결정기(230)에서 결정된 전압상승시간을 참조하여 X전극 구동신호 및 Y전극 구동신호를 생성한다.
한편, 서브필드 데이터 생성부(230)는 시간 결정기(230)에서 결정된 전압상승시간을 참조하여 영상 데이터를 서브필드 데이터로 생성하여 어드레스 전극구동신호로 출력한다.
그러면, 어드레스 전극 구동부(300)는 어드레스 전극 구동신호를 수신하여 표시하고자 하는 방전 셀을 선택하기 위한 표시 데이터 신호를 각 어드레스 전극(A1-Am)에 인가하고, X 전극 구동부(500)는 X전극 구동신호를 수신하여 X 전극(X1-Xn)에 구동 전압을 인가하고, Y 전극 구동부(400)는 Y 전극 구동신호를 수신하여 Y 전극(Y1-Yn)에 구동 전압을 인가한다.
그러면, 플라즈마 패널(100)에는 데이터가 표시된다.
상기 과정에서 구동신호를 생성하는 과정에 대해 상세히 설명하면 다음과 같다.
도6은 이 발명의 실시예에 따른 구동파형을 나타낸 도면이다.
도6을 참조하면, Y전극에 인가되는 파형은 리셋 기간이 끝난후 어드레스 기간에서 로그(Log)파형을 그리며 전압이 천천히 올라가기 때문에, Vnf에서 Vscl로 도달하는 시간도 길어지게 된다. 즉, △BS 기간이 늘어나게 된다.
여기서, Vnf에서 Vsch 까지 전압을 올릴 때, Log 파형을 그리며 천천히 상승시키고, △BS를 길게 할 수록 EMI는 줄어들게 된다.
하지만 △BS가 늘어나게 되면 어드레스 기간도 늘어나기 때문에, 결과적으로 전체 1 필드에서 각 서브필드의 어드레스 기간이 모두 늘어나게 되어, 화면을 디스플레이하는 유지 기간이 줄어들게 되는 부작용이 발생한다.
이와 같이, △BS를 고정하면 유지기간이 줄어들게 되므로 이러한 부작용을 막기 위해 △BS를 부하율에 따라 가변하도록 하였다.
도7을 참조하면, 화면 부하율이 커지게 되면, 발생되는 EMI도 커지게 됨으로, 화면 부하율이 크면 △BS를 크게 하고, 화면 부하율이 작으면 △BS를 작게 한다.
이를 구체적으로 적용하기 위해 부하율과 파형에 따른 전자파를 측정한 결과를 도8에 도시하였다.
도8을 참조하면, △BS 가 클수록 어드레스 기간이 길어지게 되고, 유지 기간이 짧아지며, △BS 가 짧을 수록 어드레스 기간이 짧아지고, 유지 기간이 길어진다. 우리가 원하는 EMI를 40 ~ 50 dBuV/m 이라는 기준으로 정해 놓고, 화면 부하율에 따라서 기준 EMI를 만족하는 △BS 을 구하면 다음과 같다.
화면 Load가 3%이면, 서스테인 펄스(Sustain Pulse)개수가 많기 때문에 어드레스 기간이 짧아져서 도7의 E 파형을 쓰는 것은 적절치 않다. 허나 이때는 화면 부하율이 크지 않기 때문에 발생되는 EMI도 적으므로 도7의 A파형을 쓰면 기준 EMI를 만족하고 어드레스 기간도 크게 늘어나지 않는다.
화면 Load가 100%라면, 소비전력을 줄이기 위해 서스테인 펄스 개수가 매우 적은 수로 제한되며, 이 때에는 어드레스 기간을 길게 늘려도 문제 없다. 화면 부하율이 커지면 발생되는 EMI도 커지기 때문에, △BS를 최대로 한다. 즉, 화면 부하율이 100% 이면, 도7의 E 파형을 쓰는 것이 적절하다.
이와 같이, 부하율에 따른 기준 EMI를 만족하는 구역을 표시하여 정리하면 도9와 같다.
도9에서 알 수 있듯이, 기준 EMI를 만족하는 점선 사각형 안의 구역에 들어가 있는 파형을 선택하면 된다.
상기 과정에서 Y전극에 인가되는 파형을 위주로 설명하였지만 X전극 구동신호도 어드레스 기간의 길이에 따라 Ve 전압의 인가 구간이 달라지고, 어드레스 전극 구동신호도 △BS에 따라 어드레스 펄스의 위치가 변하게 되며, 이는 당업자에 의해 용이하게 구현 가능하므로 상세한 설명은 생략한다.
본원 발명의 실시예에서는 5개의 부하율 값으로 구현하였지만 이는 다양하게 변형이 가능하다.
상기 메모리(220)에는 화면 부하율에 따라 화면 디스플레이 구간(유지 구간)을 최대화하면서 EMI를 가장 적게 할 수 있는 최적의 △BS 값을 저장하고 있으며, 이는 필요에 따라 다양한 기준값과 다양한 기준 부하율 값 및 조건 등에 따라 변형할 수 있다.
이와 같은 본 발명의 실시예에 의해 부하율에 따라 어드레스 기간에 첫번째 스캔 펄스가 발생되는 시점을 조절하여 EMI를 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.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따르면 리셋 구간에서 어드레스 구간으로 천이 될 때, Y전극 구동파형의 첫 번째 스캔 펄스전에서 일어나는 급격한 전압 상승 대신에 완만한 로그 파형을 삽입함으로써 EMI 저감 효과를 얻을 수 있다.
도1은 일반적인 플라즈마 표시 패널의 개략적인 일부 사시도이다.
도2는 일반적인 플라즈마 표시 패널의 전극 배열도이다.
도3은 종래의 플라즈마 표시 패널의 구동 파형을 나타낸 도면이다.
도4는 이 발명의 실시예에 따른 플라즈마 표시 패널의 구성도이다.
도5는 도4의 제어부의 상세 구성도이다.
도6은 이 발명의 실시예에 따른 플라즈마 표시 패널의 구동 파형을 나타낸 도면이다.
도7은 이 발명의 실시예에 따른 플라즈마 표시 패널이세 부하율에 따라 달라지는 전압상승시간을 적용한 스캔 펄스 파형을 나타낸 도면이다.
도8은 부하율과 파형에 따른 전자파를 나타낸 도면이다.
도9는 기준 전자파(EMI)를 만족하는 구역을 나타낸 도면이다.

Claims (9)

  1. 다수의 어드레스 전극과, 다수의 주사전극과 유지전극을 포함하는 플라즈마 패널;
    외부의 영상신호를 입력받아 부하율을 계산하고, 리셋기간후 첫 번째 스캔 펄스가 인가되기까지의 시간인 전압상승시간을 상기 부하율에 대응하여 결정하고, 상기 전압 상승시간에 따라 주사전극구동신호를 생성하는 제어부;
    상기 주사전극 구동신호에 대응하는 전압을 주사전극에 전압을 인가하는 주사전극 구동부를 포함하는 플라즈마 표시 패널.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 전압상승시간에 완만하게 상승하는 로그파형을 상기 주사전극에 인가하도록 주사전극 구동신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 표시 패널.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 영상신호의 부하율을 계산하는 평균신호레벨 계산부;
    부하율에 대응되는 리셋기간후 첫 번째 스캔 펄스가 인가되기까지의 시간인 전압상승시간을 저장하는 메모리;
    상기 메모리를 참조하여 상기 부하율에 대응하여 상기 전압상승시간을 결정하는 시간 결정기;
    상기 시간 결정기에서 결정된 전압 상승시간에 따라 주사전극구동신호 및 유지전극 구동신호를 생성하는 자동전력 제어부;
    상기 시간 결정기에서 결정된 전압상승시간에 따라 영상 데이터를 서브필드 데이터로 생성하여 어드레스 전극구동신호로 출력하는 서브필드 데이터 생성부를 포함하는 플라즈마 표시 패널.
  4. 제3항에 있어서,
    부하율이 증가할수록 상기 전압상승시간은 증가하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 표시 패널.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 전압 상승시간에 따라 유지전극구동신호 및 어드레스 전극 구동신호를 생성하며,
    상기 어드레스 전극 구동신호에 대응하는 전압을 상기 어드레스 전극에 인가하는 어드레스 데이터 구동부;
    상기 유지 전극 구동신호에 대응하는 전압을 상기 유지전극에 인가하는 유지전극 구동부를 더 포함하는 플라즈마 표시패널.
  6. 입력되는 영상신호를 복수개의 서브필드로 생성하고, 각 서브필드를 리셋 구간, 어드레스 구간, 유지 구간으로 나누어 구동하는 플라즈마 표시 패널로서,
    제1 전극 및 제2 전극;
    상기 제1 전극 및 제2 전극에 의해 정의되는 제1 공간; 및
    각 리셋 구간 동안에 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극에 구동신호를 보내는 구동회로를 포함하고,
    상기 구동회로는
    상기 리셋 구간후의 어드레스기간에서, 상기 제1 전극에 첫 번째 스캔 펄스를 인가하기 위해 완만한 상승 파형으로 전압을 상승시키는 것을 특징으로 하는 플라즈마 표시 패널.
  7. 영상신호를 부하율을 계산하는 제1 단계;
    리셋기간후 첫 번째 스캔 펄스가 인가되기까지의 시간인 전압상승시간을 상기 부하율에 대응하여 결정하는 제2 단계;
    상기 전압 상승시간에 따라 주사전극구동신호를 생성하는 제3 단계를 포함하는 플라즈마 표시 패널의 구동방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제3 단계는 상기 전압상승시간에 완만하게 상승하는 파형을 상기 주사전극에 인가하며, 부하율이 증가할수록 상기 전압 상승시간은 증가하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 표시 패널의 구동방법.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 전압 상승시간에 따라 유지전극구동신호 및 어드레스 전극 구동신호를 생성하는 제4 단계를 더 포함하는 플라즈마 표시 패널의 구동방법.
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