KR100536226B1 - 플라즈마 디스플레이 패널의 구동 방법 - Google Patents

플라즈마 디스플레이 패널의 구동 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널(plasma display panel, PDP)의 구동 방법에 관한 것으로, 특히 50㎐의 PAL(Phase Alternating by Line) 영상신호를 입력하여 화상을 구현하는 경우 1 프레임의 기간동안 존재하는 휴지기간에 따라 리셋 타이밍을 가변시킴으로써, 휴지기간 이후의 리셋 방전을 안정적으로 유지하여 이후의 어드레스 및 서스테인 방전시 발생하는 오방전을 저감시키는 플라즈마 디스플레이 패널의 구동 방법에 관한 것이다.

Description

플라즈마 디스플레이 패널의 구동 방법{DRIVING METHOD OF PLASMA DISPLAY PANEL}
본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널(plasma display panel, PDP)의 구동 방법에 관한 것으로, 특히 50㎐의 PAL(Phase Alternating by Line) 영상신호를 입력하여 화상을 구현하는 경우 1 프레임의 기간동안 존재하는 휴지기간에 따라 리셋 타이밍을 가변시킴으로써, 휴지기간 이후의 리셋 방전을 안정적으로 유지하여 이후의 어드레스 및 서스테인 방전시 발생하는 오방전을 저감시키는 플라즈마 디스플레이 패널의 구동 방법에 관한 것이다.
PDP는 복수 개의 방전 셀을 매트릭스 형상으로 배열하여 이를 선택적으로 발광시킴으로써 전기 신호로 입력된 화상 데이터를 복원시키는 디스플레이 소자의 한 종류이다.
도 1은 교류형 플라즈마 디스플레이 패널의 일부 사시도이다.
도 1에 나타낸 바와 같이, 유리 기판(1) 위에 유전체층(2) 및 보호막(3)으로 덮인 주사 전극(4)과 유지 전극(5)이 쌍을 이루어 평행하게 형성된다. 유리 기판(6) 위에는 절연체층(7)으로 덮인 복수의 어드레스 전극(8)이 형성된다. 어드레스 전극(8) 사이에 있는 절연체층(7) 위에는 어드레스 전극(8)과 평행하게 격벽(9)이 형성되어 있으며, 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 공간이 방전셀(12)을 형성한다.
도 2는 플라즈마 디스플레이 패널의 전극 배열도를 나타낸다.
도 2에 나타낸 바와 같이, 플라즈마 디스플레이 패널의 전극은 m×n의 매트릭스 형태로 배열되며, 구체적으로 열 방향으로는 어드레스 전극(A1-Am)이 배열되어 있고 행 방향으로는 n행의 주사 전극(Y1-Yn) 및 유지 전극(X1-Xn)이 지그재그로 배열되어 있다.
일반적으로 이러한 교류형 플라즈마 디스플레이 패널의 구동 방법은 시간적인 동작 변화로 표현하며 리셋 기간, 어드레싱 기간 및 서스테인 기간으로 이루어진다.
리셋 기간은 셀에 어드레싱 동작이 원활히 수행되도록 하기 위해 각 셀의 상태를 초기화시키는 기간이며, 어드레싱 기간은 패널에서 켜지는 셀과 켜지지 않는 셀을 선택하기 위하여 켜지는 셀(어드레싱된 셀)에 어드레스 전압을 인가하여 벽전하를 쌓아두는 동작을 수행하는 기간이다. 서스테인 기간은 서스테인 펄스를 인가하여 어드레싱된 셀에 실제로 화상을 표시하기 위한 방전을 수행하는 기간이다.
이러한 PDP에서 칼라 표시 소자로서의 성능을 나타내기 위해서는 계조 표시가 가능하여야 하며, 이를 구현하는 방법으로 1필드를 복수 개의 서브필드로 나누어 이를 시분할 제어하는 계조 구현 방법이 사용되고 있다.
한편 플리커는 인간 시각 특성과 밀접한 연관이 있는데, 일반적으로 화면이 클수록 또는 주파수가 낮을수록 플리커가 눈에 더 잘 감지된다.
PDP에서 PAL 영상신호의 화상을 구현할 경우 상기 두가지 조건이 충족되어 많은 양의 플리커가 발생된다.
따라서, PDP에서 사용되는 통상적인 서브필드 배열인 최소 증가 배열 또는 최소 감소 배열을 이용하여 수직 주파수 50Hz로 PDP를 구동하면 많은 양의 플리커가 발생하게 된다.
상기한 바와 같은 플리커가 발생하게 되는 두 조건 중 화면 크기는 조정할 수 없으므로 나머지 주파수를 조정하는 방법을 사용하여 플리커를 저감할 수 있다.
이와 같이 주파수를 조정하여 플리커 발생을 저감시키기 위한 종래의 방법으로는 대한민국 공개특허 제2000-16955호가 있다. 이 공개특허에서는 50Hz 영상신호를 입력하여 PDP 구동 시 발생되는 대화면 플리커를 저감하기 위하여, 첨부한 도 3에 나타낸 바와 같이, 1 프레임 내의 서브필드를 2개의 그룹(G1, G2)으로 나누고, 각 그룹이 LSB(Least Significant Bit) 서브필드를 제외한 나머지 서브필드 배열들이 동일한 구조를 가지도록 설정하거나 또는 각 그룹의 서브필드에 휘도 가중치(weight)를 유사하게 분배하는 것을 특징으로 한다. 이러한 방법은 플리커를 저감하는데 있어서, 종래의 최소 증가 배열 또는 최소 감소 배열 등의 서브필드 배열에 비하여 효과가 매우 큰 방법이다.
도 3을 참조하면, 1 프레임내의 서브필드가 2개의 그룹으로 나뉘고, 휴지기간은 2개가 존재하며, 하나는 프레임 기간의 종단, 즉 제2 그룹(G2)의 종단에 위치하고, 다른 하나는 두 그룹(G1, G2)의 사이, 즉 제1 그룹(G1)의 종단에 위치한다.
그러나, 상기 휴지기간의 위치는 두 개의 휴지기간을 포함하는 한 프레임의 기준이 되는 시작을 어디에서 시작하는가에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어, 각각의 휴지기간(①,②)은 도 1의 서브필드 배열의 경우와 달리 상기 각 그룹(G1, G2)의 시작단에 위치할 수도 있다.
도 4는 상기 기술한 바에 따른 서브필드 배열을 도시한 도면이다.
도4를 참조하면, 2개의 그룹으로 구성되는 1프레임의 기간동안 휴지기간은 2개가 존재하며, 각각 제1 그룹(G1)과 제2 그룹(G2)의 시작단에 위치한다.
이하, 도 5를 참조하여 종래의 플라즈마 디스플레이 패널의 구동 방법에 대하여 설명한다. 특히, 상술한 PAL 영상 신호의 화상을 구현하는 플라즈마 디스플레이 패널에서 종래의 구동 방법에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 구동 방법에 대하여 설명한다.
도 5는 종래의 플라즈마 디스플레이 패널의 구동 파형도이다.
도 5에 나타낸 바와 같이, 종래의 구동 방법에 따르면 1프레임을 14개의 서브필드로 나누고 각 서브필드를 두 개의 그룹으로 나눈 서브필드 배열에서 각 서브필드는 앞에서 설명한 리셋 기간, 어드레싱 기간 및 서스테인 기간으로 이루어진다. 종래의 플라즈마 디스플레이 패널을 구동하는 방법으로 공개특허 제2000-2875호에서는 각 그룹의 시작단에 위치한 휴지기간의 종료 후 각 서브필드의 리셋 기간에서의 리셋 방전시 적어도 1개의 소정 서브필드에서 상기 유지기간의 유지 동작의 적어도 일부와, 다음의 서브필드에서의 상기 리셋 기간이 리셋 동작의 적어도 일부를 동시에 행하는 것을 특징으로 한다. 또한, 상기 적어도 1개의 소정 서브필드에서 유지 동작의 적어도 일부와 다음의 서브필드에서 상기 리셋 기간이 리셋 동작의 적어도 일부를 동시에 행하고 난 후의 리셋 기간은 하강하는 램프 전압에 의한 리셋 동작을 행하는 것을 특징으로 한다. 여기서 적어도 1개의 소정 서브필드의 리셋 기간에서 상승하는 램프 전압에 의한 리셋 동작을 행하는 것을 "메인 리셋" 그리고 상기 적어도 1개의 소정 서브필드에서 하강하는 램프 전압에 의한 리셋 동작을 행하는 것을 "보조 리셋"이라 설명한다.
이 방법에 의해, 제2 서브필드 이후의 서브필드에서는 직전의 서브필드에서 표시를 행한 방전셀에서만 초기화 방전을 일으키고, 표시를 행하지 않은 방전셀에서는 초기화 방전을 일으키지 않게 할 수 있다.
또한, 리셋 기간에 필요한 시간이 대폭적으로 단축되고, 소거에 필요한 시간도 불필요하게 되므로, 종래의 구동 방법에 비해 구동시간을 대폭적으로 단축할 수 있다.
그러나, PAL 영상신호의 화상을 구현하는 플라즈마 디스플레이 패널에 있어서, 종래의 구동 방법에 따라 각 서브필드 그룹의 시작단에 위치한 휴지기 이후의 메인 리셋 동작을 행하는데 있어서, 휴지기간이 긴 경우에 이전의 방전으로 인해 형성되어 있던 프라이밍 입자들이 감소하여 리셋 동작이 불안정해진다. 이는 이후의 어드레스 기간 및 서스테인 기간에서 오방전이 일어나게 할 수 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, PAL 모드의 서브필드 배열 구조에서 휴지기가 긴 경우 휴지기 이후 리셋기간의 리셋 동작시 리셋 타이밍을 길게 줌으로써 리셋 방전을 안정화시키는 플라즈마 디스플레이 패널의 구동 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 특징에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 구동에 있어서
입력 영상신호에 대응하여 플라즈마 디스플레이 패널에 표시되는 각 프레임의 화상을 복수 개의 서브필드로 나누고, 이 서브필드들의 휘도 가중치를 조합하여 계조를 표시하는 플라즈마 디스플레이 패널의 구동 방법은
상기 복수 개의 서브필드는 각각 두 개의 연속적인 제1 및 제2 서브필드 그룹으로 구성되고, 제1 및 제2 서브필드 그룹의 각 서브필드는 리셋 기간, 어드레스 기간 및 서스테인 기간을 포함하며,
상기 제2 서브필드 그룹의 첫 번째 서브필드의 리셋 기간의 구동 방법은
(a) 상기 영상신호에 대응하여 부하율을 계산하는 단계;
(b) 상기 부하율에 대응하여 상기 제1 서브필드 그룹과 제2 서브필드 그룹 사이에 위치하는 휴지기간을 계산하는 단계;
(c) 상기 휴지기간에 대응하여 주사 전극에 제1 전압에서 제2 전압까지 완만하게 상승하는 전압을 제1 기간동안 인가하는 단계; 및
(d) 상기 단계(c) 이후에 제2 기간동안 제3 전압을 인가하는 단계를 포함하며,
상기 제1 기간 및 제2 기간은 상기 휴지기간에 따라 가변된다.
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.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 구동 방법에 대하여 상세하게 설명한다.
도 6은 도 4에 도시된 종래 서브필드 구조에서 휴지기간에 따른 서브필드 배열을 도시한 도면으로, (a)는 휴지기가 짧을 때이고, (b)는 휴지기가 길 때를 도시한 도면이다.
도 6의 (a) 및 (b)에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 서브필드는 두 개의 개별적인 서브필드 그룹(G1, G2)으로 이루어진다. 또한, 휴지기 또한 두 개로 이루어진다. 즉, 제1 그룹(G1)의 휴지기간(①), 제2 그룹(G2)의 휴지기간(②)이 각 서브필드 그룹(G1, G2)의 시작단에 위치한다.
본 발명의 실시예에 따른 두 개의 개별적인 서브필드 그룹(G1, G2)은 각각 7개의 서브필드와 5개의 서브필드로 이루어진다. 이러한 각 서브필드 그룹의 휘도 가중치는 하위 서브필드부터 점차 증가하도록 설정되지만, 사용 형태에 따라 당업자에 의해 변경될 수 있다.
한편, PDP에서는 그 구동 특성상 소비전력이 높으므로 표시될 프레임의 부하율(load ratio) 또는 평균신호레벨(average signal level)에 따라 소비전력을 제어하는 자동 전력 제어(Automatic Power Control, 이하 APC라고 함) 기법이 사용된다. 이러한 APC 기법은 입력 영상 데이터의 부하율에 따라서 APC 레벨을 다르게 하고, 각 APC 레별별로 서스테인 펄스 수를 가변시키면서 소비전력을 일정한 레벨이하로 제한하는 방법이다.
이러한 APC 기법에 따르면, 부하율에 따라 각 서브필드에 적용되는 서스테인 펄스 수가 변화하게 된다. 즉, 부하율에 따라 각 그룹(G1, G2) 안에 인가되는 총 서스테인 펄스 수가 변화되고, 따라서 각 서브필드는 그 서브필드가 가지고 있는 휘도 가중치에 해당하는 만큼의 서스테인 펄스 수를 가지므로, 결국 각 서브필드에 적용되는 서스테인 펄스 수도 변화하게 된다.
상기 기술한 바와 같이, APC는 부하율이 커질수록 소비 전력의 과도한 증가를 방지하기 위해 미리 설정되어 있는 APC level에 따라 서스테인 펄스 수를 줄인다. 한편, 휴지기는 부하율에 따라 가변되므로 부하율이 커질수록 휴지기는 늘어난다.
이와 같이, 도 6의 (a) 및 (b)에 도시된 바와 같이 부하율에 따라 휴지기가 가변됨에 따라 한 프레임을 분할한 두 개의 서브필드 그룹(G1, G2)의 시작 위치가 가변될 수 있다.
한편, 일반적인 플라즈마 디스플레이 구동 방법에 따르면 휴지기간에 상관없이 동일한 리셋 동작 기간을 갖는다. 그러나, 플라즈마 디스플레이 패널에서 방전 동작 후 일정한 시간이 흐르면 방전 동작에 의해 형성된 프라이밍 입자와 벽전하들이 소실되기 시작하는데, 휴지기가 길어짐에 따라 그 현상이 더욱 증가되어 휴지기 이후의 리셋 방전은 잘 일어나지 않게 된다.
따라서, 본 발명의 실시예에 따르면 부하율에 따라 가변되는 휴지기간에 따라 리셋 기간의 리셋 타이밍을 가변시킴으로써 안정적인 리셋 방전을 할 수 있는 플라즈마 디스플레이 구동 파형을 제공하고자 한다. 특히, 휴지기간이 긴 경우 리셋 기간의 리셋 타이밍을 더욱 늘림으로써 보다 안정적인 리셋 방전을 할 수 있는 플라즈마 디스플레이 구동 파형을 제공하고자 한다.
도 7 및 8은 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 구동 파형이다.
도 7 및 8에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 구동 방법에 따르면 휴지기에 따라 리셋 기간의 리셋 동작 타이밍을 가변시킨다.
일반적인 플라즈마 디스플레이 구동 방법에 따르면, 휴지기간에 상관없이 리셋 기간에서의 리셋 동작을 하는 기간은 동일하다. 휴지기가 길어질수록 상기 기술한 바와 같은 이유로 리셋 방전이 불안정해진다. 이는, 휴지기가 길어질수록 시간에 따른 벽전하의 소실과 프라이밍 입자의 감소가 커짐으로 인한 것으로써, 본 발명의 실시예에 따르면 휴지기가 길어질수록 종래의 리셋 동작 타이밍보다 충분한 시간의 리셋 타이밍을 주어 안정적인 리셋 방전을 할 수 있도록 한다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따르면 종래의 리셋 구동 파형에서 전체 리셋 동작 타이밍을 늘려 리셋 방전을 안정화시킨다. 예를 들어, 일반적으로 상승하는 램프 구간이 포함된 전체 리셋 동작 타이밍을 150㎲, 상승하는 램프 구간의 동작 타이밍을 120㎲라 하는 경우, 전체 리셋 동작 타이밍을 200㎲로 늘리고 특히 상승하는 램프 방전 타이밍(170㎲)을 늘리면, 플라즈마 디스플레이 패널의 방전셀에서 약방전이 종래보다 길게 지속되어 방전 셀의 상태를 보다 안정적으로 제어할 수 있다.
또한, 도 8을 참조하여 본 발명의 제2 실시예에 따르면 본 발명의 제1 실시예에서와 같이 전체 리셋 타이밍(200㎲)을 늘림에 있어서, 상승하는 램프 구간은 늘리지 않고 대신 상승하는 램프 리셋 동작 종료 후에 전압(Vset)이 인가되는 구간을 늘려준다. 따라서, 완만하게 상승하는 램프 리셋 동작에 따른 약방전이 일어난 방전셀의 상태를 보다 안정적으로 제어할 수 있으므로 휴지기간이 긴 경우에도 리셋 기간의 리셋 방전을 안정화시킬 수 있다.
상기와 같이 휴지기에 따라 플라즈마 디스플레이 패널의 구동 파형 특히, 휴지기간에 따라 휴지기 이후의 서브필드에서 리셋 동작을 위한 파형을 가변시킴으로써 불안정한 리셋 방전을 안정화시켜 이후의 어드레스 및 서스테인 방전시의 오방전을 저감시킬 수 있다.
이상, 본 발명의 실시예에서 가변된 리셋 동작 타이밍의 구체적인 예를 들었지만, 이는 본 발명의 실시예의 목적을 만족한다면 전체 리셋 동작 타이밍 및 램프 동작 타이밍은 다르게 설정할 수 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리 범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리 범위에 속하는 것이다.
이와 같이 본 발명에 의하면, PAL 모드의 서브필드 배열 구조에서 휴지기간이 긴 경우 리셋 방전을 하는 리셋 파형이 인가되는 기간을 휴지기에 따라 더욱 늘림으로써, 휴지기 이후의 리셋 방전을 안정화시켜 이후의 어드레스 방전 및 서스테인 방전시의 오방전을 저감할 수 있다.
도 1은 교류형 플라즈마 디스플레이 패널의 일부 사시도이다.
도 2는 플라즈마 디스플레이 패널의 전극 배열도를 나타낸다.
도 3은 종래의 PDP의 서브필드 배열을 도시한 도면이다.
도 4는 도 1에 도시된 서브필드 배열에서 휴지기의 위치가 변경된 서브필드 배열을 도시한 도면이다.
도 5는 종래의 구동 방법에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 구동 파형도이다.
도 6은 도 2에 도시된 종래 서브필드 구조에서 휴지기간에 따른 서브필드 배열을 도시한 도면으로, (a)는 휴지기간이 짧은 경우이고, (b)는 휴지기간이 긴 경우를 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 제1 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 구동 파형이다.
도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 구동 파형이다.

Claims (4)

  1. 입력 영상신호에 대응하여 플라즈마 디스플레이 패널에 표시되는 각 프레임의 화상을 복수 개의 서브필드로 나누고, 이 서브필드들의 휘도 가중치를 조합하여 계조를 표시하는 플라즈마 디스플레이 패널의 구동 방법은
    상기 복수 개의 서브필드는 각각 두 개의 연속적인 제1 및 제2 서브필드 그룹으로 구성되고, 제1 및 제2 서브필드 그룹의 각 서브필드는 리셋 기간, 어드레스 기간 및 서스테인 기간을 포함하며,
    상기 제2 서브필드 그룹의 첫 번째 서브필드의 리셋 기간의 구동 방법은
    (a) 상기 영상신호에 대응하여 부하율을 계산하는 단계;
    (b) 상기 부하율에 대응하여 상기 제1 서브필드 그룹과 제2 서브필드 그룹 사이에 위치하는 휴지기간을 계산하는 단계;
    (c) 상기 휴지기간에 대응하여 주사 전극에 제1 전압에서 제2 전압까지 완만하게 상승하는 전압을 제1 기간동안 인가하는 단계; 및
    (d) 상기 단계(c) 이후에 제2 기간동안 제3 전압을 인가하는 단계를 포함하며,
    상기 제1 기간 및 제2 기간은 상기 휴지기간에 따라 가변되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 구동 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 휴지기간이 길수록, 상기 제1 기간이 긴 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 구동 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 휴지기간이 길수록, 상기 제2 기간이 긴 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 구동 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 플라즈마 디스플레이 패널의 입력 영상 신호는 PAL 영상 신호인 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 구동 방법.
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