KR100551064B1 - 플라즈마 표시 장치 및 그 구동 방법 - Google Patents

플라즈마 표시 장치 및 그 구동 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 어드레스 소비전력을 제어하는 플라즈마 표시 장치 및 그 구동 방법에 관한 것이다.
입력되는 영상신호 데이터가 어드레스 소비전력이 높은 데이터인지를 판단하여 소비전력이 높은 것으로 판단된 경우, 가중치가 낮은 서브필드의 데이터가 동일하도록 서브필드데이터를 생성한다. 이때, 상기 어드레스 소비전력이 높은지 여부는 같은 칼럼의 인접한 상하 라인의 계조차를 이용하거나 서브필드 데이터를 이용하여 판단한다. 그리고, 가중치가 낮은 서브필드 데이터를 모두 오프하는 경우 해당 서브필드의 유지 기간에 유지 방전 펄스를 인가하지 않는다.
이를 통해, 소비전력이 높은 것을 판단된 경우 서브필드 가중치가 낮은 서브필드의 데이터를 동일하게 함으로써 어드레스 소비전력을 더욱 줄일 수 있다. 또한, 최소 가중치를 모두 오프시키는 경우 해당 서브필드의 유지 기간에서 유지방전 펄스를 인가하지 않음으로써 소비전력을 더욱 저감시킬 수 있다.
PDP, 어드레스 소비전력, 서브필드 데이터, 유지 방전 펄스

Description

플라즈마 표시 장치 및 그 구동 방법{PLASMA DISPLAY DEVICE AND DRIVING METHOD THEREOF}
도 1은 풀 화이트시의 화상 데이터를 나타낸 도면이다.
도 2는 도 1의 스위칭 파형도이다.
도 3은 도트 패턴 화상 데이터를 나타내는 도면이다.
도 4는 도 2의 스위칭 파형도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 표시 장치의 전극 배열도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 개략적인 평면도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 어드레스 소비전력을 감소시키는 플라즈마 디스플레이 패널의 제어부의 개략적인 블록도이다.
도 8은 본 발명의 제1 실시예에 따른 어드레스 APC부의 내부 구성을 나타내는 블록도이다.
도 9는 도 9의 어드레스 APC 레벨에 따른 게인값을 나타낸 도면이다.
도 10은 본 발명의 제2 실시예에 따른 어드레스 APC부의 내부 구성을 나타내는 블록도이다.
도 11은 본 발명의 제1 및 제2 실시예에 따라 가중치 1(1SF) 및 가중치 2(2SF)의 서브필드가 오프되는 경우 해당 서브필드의 유지 기간에서 유지 방전 펄스를 인가하지 않는 것을 나타내는 도면이다.
본 발명은 플라즈마 표시 장치 및 그 구동 방법에 관한 것으로, 특히 어드레스 소비전력을 제어하는 플라즈마 표시 장치 및 그 구동 방법에 관한 것이다.
최근 액정 표시 장치(liquid crystal display, LCD), 전계 방출 표시 장치(field emission display, FED), 플라즈마 디스플레이 패널 등의 평면 표시 장치가 활발히 개발되고 있다. 이들 평면 표시 장치 중에서 플라즈마 표시 장치는 다른 평면 표시 장치에 비해 휘도 및 발광효율이 높으며 시야각이 넓다는 장점이 있다. 따라서, 플라즈마 표시 장치가 40인치 이상의 대형 표시 장치에서 종래의 음극선관(cathode ray tube, CRT)을 대체할 표시 장치로서 각광받고 있다.
플라즈마 표시 장치는 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. 이러한 플라즈마 표시 장치는 인가되는 구동 전압 파형의 형태와 방전 셀의 구조에 따라 직류형과 교류형으로 구분된다.
직류형 플라즈마 표시 장치는 전극이 방전 공간이 절연되지 않은 채 노출되어 있어서 전압이 인가되는 동안 전류가 방전 공간에 그대로 흐르게 되며, 이를 위 해 전류 제한을 위한 저항을 만들어 주어야 하는 단점이 있다. 반면 교류형 플라즈마 표시 장치에서는 전극을 유전체층이 덮고 있어 자연스러운 캐패시턴스 성분의 형성으로 전류가 제한되며 방전시 이온의 충격으로부터 전극이 보호되므로 직류형에 비해 수명이 길다는 장점이 있다.
일반적으로 이러한 교류형 플라즈마 표시 장치의 구동 방법은 시간적인 동작 변화로 표현하면 리셋 기간, 어드레스 기간 및 유지 기간으로 이루어진다.
리셋 기간은 셀에 어드레싱 동작이 원활히 수행되도록 하기 위해 각 셀의 상태를 초기화시키는 기간이며, 어드레스 기간은 패널에서 켜지는 셀과 켜지지 않는 셀을 선택하기 위하여 켜지는 셀(어드레싱된 셀)에 어드레스 전압을 인가하여 벽전하를 쌓아두는 동작을 수행하는 기간이다. 유지 기간은 유지 방전 펄스를 인가하여 어드레싱된 셀에 실제로 화상을 표시하기 위한 방전을 수행하는 기간이다.
여기서, 상기와 같은 방법으로 각 서브필드의 각 동작을 실행할 때, 주사전극과 유지 전극 사이, 어드레스 전극이 형성된 면과 주사 및 유지 전극이 형성된 면 사이의 방전 공간 등은 용량성 부하로 작용하기 때문에 패널에는 커패시턴스가 존재하게 된다. 그러므로 어드레싱을 위한 파형을 인가하기 위해서는 어드레스 방전을 위한 전력 이외에 커패시턴스에 소정의 전압을 발생시키는 전하 주입용 무효 전력이 많이 필요하다. 이때, 어드레스 전극의 스위칭 회수가 많은 경우에는 더욱더 어드레스 전력이 소비된다.
상기에서 설명하였듯이 어드레스 전력은 어드레스 전극의 스위칭 회수로 인해 더욱 많이 발생하는데, 이하 구체적으로 알아본다.
도 1은 풀 화이트시의 화상 데이터를 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 풀 화이트 시에는 모든 데이터가 1로서 어드레스 전극의 데이터 변동이 거의 없고, 펄스 스위칭이 적으며, 스위칭 회수에 비례하여 소비전력이 증가하므로 충/방전 무효 전력이 적다. 이때의 구동 파형은 도 2에 도시된 바와 같다. 도 2과 같이, 풀 화이트시에는 도 2에 굵은 실선으로 표시된 한 컬럼에 대해 한번의 스위칭만 있으면 된다.
그런데, 도트 패턴 화상 데이터의 경우는 다음과 같다.
도 3은 도트 패턴 화상 데이터를 나타낸 도면이다.
도 3을 참조하면, 데이터가 1에서 0, 0에서 1로 계속 변화하므로 스위칭이 많이 일어나게 되며, 이때의 구동 파형은 도 4에 나타내었다.
도 3과 같이, 도트 패턴에서는 어드레스 전극의 데이터 변동이 많고, 구동 파형의 펄스 스위칭이 자주 일어나게 되어 소비전력이 증가하게 된다. 또한, 도트 패턴 화상 데이터뿐만 아니라 라인마다 화상 패턴이 변동하는 라인 화상 데이터의 경우도 각 라인마다 데이터가 변동하므로 스위칭 회수가 증가하여 어드레스 소비전력이 증가한다.
상기 과정에서와 같이, 어드레스 데이터에서 전라인의 화소(셀)와 현재 라인의 화소(셀)의 차이가 많을 수록 스위칭이 자주 일어나게 되어 소비전력이 증가하는 문제점이 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 상기한 종래 기술의 문제점을 해결 하기 위한 것으로 입력 데이터의 패턴에 따라 어드레스 소비 전력을 줄이도록 제어하는 플라즈마 표시 장치 및 플라즈마 표시 장치의 구동 방법을 제공하기 위한 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따른 플라즈마 표시 장치의 구동 방법은
입력 영상신호에 대응하여 플라즈마 표시 장치에 표시되는 각 프레임의 화상을 복수 개의 서브필드로 나누고, 상기 복수 개의 서브필드의 휘도 가중치를 조합하여 계조를 표시하는 플라즈마 표시 장치의 구동 방법에 있어서,
(a) 입력되는 한 프레임의 영상신호 데이터가 어드레스 소비전력이 높은 데이터인지를 판단하는 단계;
(b) 상기 단계(a)에서 어드레스 소비전력이 높은 영상신호 데이터로 판단된 경우, 가중치가 낮은 서브필드 데이터를 동일하도록 변경하는 단계;
(c) 상기 단계(b)에서 변경된 데이터에 대응하여 어드레스 전극에 어드레스 데이터를 인가하는 단계를 포함하며,
상기 단계(a)에서 가중치가 낮은 서브필드 데이터가 동일하도록 서브필드 데이터를 모두 오프시키는 경우, 상기 모두 오프되는 가중치가 낮은 서브필드의 유지 기간을 제외한 나머지 서브필드의 유지기간에서만 유지 방전 펄스를 인가하는 것을 특징으로 한다. 여기서, 상기 단계(a)에서 한 프레임의 영상신호 데이터 중에서 같은 칼럼의 인접하는 상하 라인의 계조차를 이용해 어드레스 소비전력이 높은지 여부를 판단하는 것을 특징으로 한다. 한편, 상기 단계(a)에서 한 프레임의 영상신호 데이터 중에서 같은 칼럼의 인접하는 상하 라인의 서브필드 데이터를 이용해 어드레스 소비전력이 높은지 여부를 판단하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 특징에 따른 플라즈마 표시 장치는
복수의 제1 및 제2 전극과, 상기 제1 및 제2 전극에 교차하는 복수의 제 3전극을 포함하는 플라즈마 패널;
입력되는 한 프레임의 영상신호 데이터가 어드레스 소비전력이 높은 데이터인지를 판단하고, 어드레스 소비전력이 높은 데이터로 판단된 경우 가중치가 낮은 서브필드의 데이터를 동일하도록 어드레스 데이터를 생성하여 출력하며, 상기 영상신호에 대응하는 유지 방전 펄스 정보를 출력하는 제어부;
상기 제어부로부터 출력되는 어드레스 데이터에 대응하는 전압을 상기 플라즈마 패널의 제3 전극에 인가하는 어드레스 구동부;
상기 제어부로부터 출력되는 유지 방전 펄스 정보에 대응하는 유지 방전 전압을 상기 플라즈마 패널의 제1 또는 제2 전극에 인가하는 유지·주사 구동부를 포함하며,
상기 제어부에서 가중치가 낮은 서브필드 데이터를 동일하도록 하기 위해 가중치가 낮은 서브필드 데이터를 오프시키는 경우, 상기 유지·주사 구동부는 상기 오프되는 가중치의 서브필드의 유지 기간을 제외한 나머지 서브필드의 유지기간에서만 유지 방전 전압을 인가하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 제어부는, 입력되는 한 프레임의 영상신호 데이터가 어드레스 소비전력이 높은 데이터인지를 판단하고, 어드레스 소비전력이 높은 데이터로 판단된 경우 가중치가 낮은 서브필드의 데이터를 동일하도록 제어하는 어드레스 자동 전력 제어부; 및 상기 어드레스 자동 전력 제어부에 의해 어드레스 소비전력이 높은 데이터로 판단된 경우 가중치가 낮은 서브필드의 데이터를 동일하도록 어드레스 데이터를 생성하여 어드레스 구동 제어신호를 상기 어드레스 구동부로 전송하는 어드레스 데이터 생성부를 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.
이제 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 표시 장치 및 플라즈마 표시 장치의 구동 방법에 대하여 도면을 참고로 하여 상세하게 설명한다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 표시 장치의 전극 배열도를 나타낸다.
도 5에 나타낸 바와 같이, 플라즈마 표시 장치의 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 배열되 어 있다. 여기서, 주사 전극, 유지 전극 및 어드레스 전극이 교차하는 지점에서 방전셀(12)이 형성된다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 표시 장치의 개략적인 평면도이다.
도 6에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 표시 장치는 플라즈마 패널(100), 어드레스 구동부(200), 주사·유지 구동부(300) 및 제어부(400)를 포함한다.
플라즈마 패널(100)은 열 방향으로 배열되어 있는 복수의 어드레스 전극(A1-Am)과 행 방향으로 지그재그로 배열되어 있는 복수의 주사 전극(Y1-Yn) 및 유지 전극(X1-Xn)을 포함한다. 어드레스 구동부(200)는 제어부(400)로부터 어드레스 구동 제어 신호를 수신하여 표시하고자 하는 방전 셀을 선택하기 위한 표시 데이터 신호를 각 어드레스 전극(A1-Am)에 인가한다. 주사·유지 구동부(300)는 제어부(400)로부터 제어 신호를 수신하여 주사 전극(Y1-Yn)과 유지 전극(X1-Xn)에 유지 방전 전압을 번갈아 입력함으로써 선택된 방전셀에 대하여 유지 방전을 수행한다.
제어부(400)는 외부로부터 R, G, B 영상 신호와 동기 신호를 수신하여 한 프레임을 몇 개의 서브필드로 나누고, 각 서브필드를 리셋 기간, 어드레스 기간 및 유지 방전 기간(서스테인 기간)으로 나누어 플라즈마 표시 장치를 구동한다. 이때, 제어부(400)는 한 프레임에 들어가는 서브필드의 각 유지 기간에 들어가는 유지방전 펄스의 개수를 조절하여 필요한 제어 신호를 어드레스 구동부(200) 및 주사 유지 구동부(300)에 공급한다.
아래에서는 도 7 내지 도 9를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 표시 장치의 제어부(400)에 대하여 상세하게 설명한다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 어드레스 소비전력을 감소시키는 플라즈마 표시 장치의 제어부의 개략적인 블록도이다.
도 7에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 표시 장치의 제어부(400)는 역감마 보정부(410), 오차 확산부(420), APC부(430), 서스테인 개수 발생부(440), 유지·주사 구동 제어부(450), 어드레스 APC부(460) 및 어드레스 데이터 생성부(470)를 포함한다.
역감마 보정부(410)는 현재 입력되는 영상 입력 데이터인 n 비트의 R, G, B 영상 입력 데이터를 역감마 곡선에 매핑시켜 m 비트(m≥n)의 영상 신호로 보정한다. 일반적인 플라즈마 표시 장치에서 n은 8이 사용되고 m은 10 또는 12가 사용된다.
이때, 역감마 보정부(410)에 입력되는 영상 신호는 디지털 신호로서, 플라즈마 표시 장치에 아날로그 영상 신호가 입력되는 경우에는 아날로그 디지털 변환기(도시하지 않음)로 아날로그 영상 신호를 디지털 영상 신호로 변환할 필요가 있다. 그리고 역감마 보정부(410)는 영상 신호를 매핑하기 위한 역감마 곡선에 해당하는 데이터를 저장하고 있는 룩업 테이블(도시하지 않음) 또는 역감마 곡선에 해당하는 데이터를 논리 연산으로 생성하기 위한 논리 회로(도시하지 않음)를 포함할 수 있다.
오차 확산부(420)는 역감마 보정부(410)에 의해 역감마 보정되어 확장된 비 트(m)의 영상의 하위 m-n비트 영상을 주위 화소로 오차 확산하여 표시한다. 오차 확산은 오차 확산 하고자 하는 하위 비트에 대한 영상을 분리하여 인접 화소로 확산시킴으로써 하위 비트에 대한 영상을 표시하는 방법으로 이에 대한 자세한 설명은 대한민국 공개 특허공보 특2002-0014766호에 기재되어 있다.
APC부(430)는 오차 확산부(420)에서 출력되는 영상 데이터를 사용하여 부하율을 검출하고, 검출된 부하율에 따라 APC 레벨을 계산하며, 계산된 APC 레벨에 대응되는 유지 방전 펄스 수(서스테인 펄스 수) 등을 산출하여 출력한다.
서스테인 개수 발생부(440)는 상기 APC부(330)로부터 전송되는 서스테인 펄스수(유지 방전 펄스수) 정보를 이용하여 각 서브필드의 서스테인 펄스 수(유지 방전 펄스 수)를 할당한다.
유지·주사 구동 제어부(450)는 서스테인 개수 발생부(440)로부터 출력되는 유지(서스테인) 방전 펄스 수에 대응되는 제어신호를 생성하여 유지·주사 구동부(300)로 출력한다. 이때, 서스테인 개수 발생부(460)와 유지·주사 구동 제어부(480)를 각각 따로 설명하였지만 이 둘은 하나의 블록내에서 동시에 구현될 수 있다.
어드레스 APC 부(460)(즉, 어드레스 자동 전력 제어부를 말함)는 역감마 보정부(410)의 출력 데이터로부터 한 프레임의 데이터가 어드레스 소비 전력이 많이 소비되는 데이터인지 여부를 판단하여 어드레스 소비 전력이 많이 소비되는 경우, 즉 상기 도 3과 같은 도트 패턴의 경우에는 소비 전력을 제어하기 위해, 어드레스 데이터를 재설정하도록 하는 데이터 게인(Gain) 값 및 가장 낮은 서브필드의 어드 레스 데이터 값을 모두 온 또는 오프 시키도록 하는 제어신호(어드레스 APC 플래그)를 어드레스 데이터 생성부(470)로 출력한다. 이때, 어드레스 APC 부(460)는 한 프레임의 데이터가 어드레스 소비전력이 많이 소비되는지 데이터인지를 계조차(같은 열의 어드레스 전극에서 이전 셀의 계조와 열방향으로 인접하는 셀의 계조의 차이를 말함)를 이용하거나 각 서브필드 데이터의 온/오프 여부(같은 열의 어드레스 전극에서 이전 셀의 서브필드 데이터와 열방향으로 인접하는 셀의 서브필드 데이터의 차이를 말함)를 통해서 판단할 수 있는바 이하 구체적으로 알아본다.
도 8은 본 발명의 제1 실시예에 따른 어드레스 APC부(460)의 내부 구성을 나타내는 블록도이다.
도 8에 나타낸 바와 같이 본 발명의 제1 실시예에 따른 어드레스 APC부(460)는 라인 메모리부(461), 계조차 합산부(462), 이득 저장부(463), 이득 결정부(464) 및 모드 판단부(465)를 포함한다.
어드레스 APC부(460)의 계조차 합산부(462)는 라인 메모리부(461)에 저장되어 있는 이전 라인의 계조 값과 현재 입력되는 라인의 계조 값을 같은 열방향으로 비교하여 계조차를 구하고 이를 합산한다. 즉, 아래의 수학식 1에 의해 한 프레임에서의 각 라인의 계조차의 합을 구한다.
Figure 112004025718135-pat00001
여기서, P는 픽셀의 계조 값을 의미하고, i는 라인을 의미하고, j는 컬럼을 나타내며, 상기 수학식1은 N개의 라인과 M개의 열을 갖는 화상데이터의 각 라인간의 픽셀의 계조차의 합을 나타낸다. 이와 같은 수학식 1은 다양한 변형이 가능하며, 라인 단위로 연산하도록 변형할 수도 있고, 한번에 전체의 합을 구하도록 변형할 수 있다.
계조차 합산부(462)는 상기 수학식1과 같은 방법으로 각 라인간의 계조차의 합을 구하고, 이를 이득 결정부(464)로 출력한다.
그러면, 이득 결정부(464)는 계조차의 합계(S)에 대응하는 자동 전력 제어(APC)레벨을 결정하고, APC 레벨에 해당하는 엔드 게인을 이득 저장부(463)의 룩업테이블을 참조하여 결정하여 출력한다. 이때, APC 레벨에 대응하는 값은 도 9에 나타내었으나 이는 예시적인 것에 불가하며 그 값이 변동될 수 있음은 당업자에 의해 자명하다.
여기서 이득값은 계조 차이의 합계(Sum)에 반비례하며, 0~1사이이다. 차이의 합계(Sum)가 크다는 것은 픽셀간의 데이터(계조) 차이가 크다는 것을 의미하며, 이는 소비전력의 증가가 되므로 이득값을 곱하여 픽셀간의 데이터 차이를 줄여야 한다.
차이의 합계(Sum)가 0이면, 이득값은 1이고, 차이의 합계(Sum)가 증가할수록 이득값은 작아진다. 이와 같은 이득값은 실험을 통해 세팅하여 룩업테이블 형태로 저장하여 사용할 수도 있다. 이와 같은 이득값은 필요에 따라 원래 영상 신호를 변형하지 않는 범위에서 변화될 수 있고, 1이상이 되도록 설계할 수도 있다.
한편, 모드 판단부(465)는 계조차 합산부(462)에서 구한 각 라인간의 계조차 값의 합(Sum)을 이용하여 어드레스 데이터의 최소 의미 비트(Least Significant Bit)의 데이터 값을 동일하도록 하는 어드레스 APC 플래그 신호를 출력할지 여부를 판단한다. 이때, LSB 데이터 값은 입력 영상신호를 어드레스 데이터로 전환한 겨우 가중치가 가장 낮은 서브필드의 데이터 값을 의미한다. 즉, 각 라인간의 계조 차 값의 합이 임계 값 이상인 경우에는 어드레스 소비 전력이 많이 소비되는 것으로 판단하여 어드레스 APC 플래그 신호를 출력하고, 임계 값 이하인 경우에는 어드레스 소비 전력이 많이 소비전력이 적게 소비되는 것으로 판단된 경우이므로 어드레스 APC 플래그 신호를 출력하지 않는다. 이때, 임계 값은 실험적인 데이터를 바탕으로 어드레스 소비 전력이 많이 발생하는 경우에 대한 계조차 합산 값을 저장하여 둔다. 여기서, 각 라인간의 계조차 값이 임계 값 이상으로 판단되어, 모드 판단부(465)로부터 어드레스 데이터의 LSB 데이터 값을 동일(동시에 온(ON) 또는 오프(OFF)함)하도록 하는 어드레스 APC 플래그 신호가 출력되는 경우에는 LSB 비트의 데이터 값이 동일하게 뒷 단에서 설정되므로 LSB 비트를 플라즈마 패널에 표시하는 경우에 스위칭이 작아져서 소비전력이 저감되는 이중적인 효과를 볼 수 있다.
어드레스 데이터 생성부(470)는 상기 어드레스 APC부(460)로부터 출력되는 데이터 이득 값을 영상신호에 곱하여 보정데이터를 출력하고, 보정 데이터에 대응하는 서브필드 데이터를 생성하며, 서브필드 데이터를 플라즈마 표시 장치를 구동하기 위한 어드레스 데이터로 재배열하여 어드레스 구동부(200)를 제어하는 어드레스 제어신호를 생성하여 어드레스 구동부(200)로 출력한다.
이때, 어드레스 데이터 생성부(460)의 모드 판단부(465)로부터 어드레스 APC 플래그 신호를 입력받은 경우, 상기 보정된 데이터를 LSB 비트가 동일하도록(즉, 동일하게 온 또는 오프되도록 함)재보정한 후 서브필드 데이터를 생성하거나, 이득 값의 곱에 의하여 보정된 데이터를 서브필드 데이터로 생성할 때 LSB 비트에 해당하는 가장 낮은 서브필드의 데이터가 동일하도록(즉, 동일하게 온 또는 오프 되도록 함)한다.
이와 같이 이득 값을 곱함과 동시에 LSB 비트의 온/오프를 동일하게 하여 이중적으로 어드레스 소비전력을 제어함으로써 더욱더 어드레스 소비전력을 줄일 수 있다.
이때, 일반적으로 라인별 계조차가 많이 나는 경우가 소비전력이 많이 소비되어 본 발명의 제1 실시예와 같이 어드레스 APC부(460)는 각 라인별의 계조차에 의해 어드레스 소비 전력이 많이 소비되는 데이터인지 여부를 판단하였으나, 어드레스 소비전력은 어드레스 데이터 즉, 서브필드 데이터와 직접적으로 관계가 있으므로 정확한 판단이 아니다. 따라서, 이하에서는 서브필드 데이터를 통해 어드레스 소비전력의 대소여부를 판단하는 방법에 대해서 알아본다.
도 10은 본 발명의 제2 실시예에 따른 어드레스 APC부(460)의 내부 구성을 나타내는 블록도이다.
도 10에 나타낸 바와 본 발명의 제2 실시예에 따른 어드레스 APC부(460)는 라인 메모리부(461), 서브필드 데이터차 합산부(466), 이득 저장부(463), 이득 결정부(464) 및 모드 판단부(465)를 포함한다. 여기서, 본 발명의 제2 실시예에 따른 어드레스 APC부(460)는 제1 실시예의 계조차 합산부(462) 대신에 서브필드 데이 터차 합산부(466)가 포함되는 것을 제외하고는 본 발명의 제1 실시예와 거의 동일하므로 이하 중복되는 부분의 설명은 생략한다.
서브필드 데이터차 합산부(466)는 입력되는 영상신호를 서브필드별 온/오프 데이터로 변환된 신호 즉, 서브필드 데이터로 변환된 데이터를 이용하여 열방향으로 인접하는 상하 라인(즉, 행 라인을 의미함))간의 서브필드 데이터의 차이를 합한다. 이때, 서브필드 데이터차 합산부(466)의 앞단에는 데이터 처리부(도 10에 도시하지 않았음)가 위치하는 것이 바람직하다. 즉, 데이터 처리부는 입력되는 영상 신호를 서브필드별 온/오프 데이터로 변환한다. 플라즈마 표시 패널에서 256계조를 표현하기 위해 한 프레임이 유지 기간의 길이의 가중치가 각각 1, 2, 4, 8, 16, 32, 64, 128인 8개의 서브필드(1SF∼8SF)로 분할되어 구동된다고 가정할 때, 데이터 처리부(410)는 예를 들어 계조 100의 영상 신호를 "00100110"의 8비트 데이터로 변환한다. "00100110"에서 '0'과 '1'의 숫자는 순서대로 8개의 서브필드(1SF∼8SF)에 대응하고, '0'은 해당 서브필드에서 방전 셀(도트)이 방전하지 않는 것(오프)을 나타내며 '1'은 해당 서브필드에서 방전 셀이 방전하는 것(온)을 나타낸다.
서브필드 데이터차 합산부(466)는 데이 처리부(410)에서 서브필드별 온/오프 데이터로 변환된 영상 신호로부터 인접한 상하 라인(행 라인을 의미함)의 서브필드 데이터 값의 차이를 합산하고, 합산한 각 서브필드에 대한 값에 대해 한 프레임의 모든 서브필드에 대해서 합산한다. 어드레스 소비전력이 많이 발생하는 스위칭 상태의 변화는 열 방향(도 3에서 세로 방향)으로 인접한 두 방전 셀 중 하나의 방전 셀이 온이고 다른 방전 셀이 오프인 경우에 발생하므로, 서브필드 데이터차 합산부(466)는 수학식 2에 나타낸 것처럼 열 방향으로 인접한 두 방전 셀의 온/오프 데이터의 차이의 총합을 서브필드로 계산될 수 있다.
Figure 112004025718135-pat00002
여기서, Rij, Gij, Bij는 각각 i행 및 j열의 R(red), G(green), B(blue) 방전 셀의 온/오프 데이터이다. 이때, 서브필드 데이터차 합산부(466)는 상기 수학식 2를 이용하여 각 서브필드의 값을 구하고, 각 서브필드의 값을 한 프레임을 이루는 모든 서브필드에 대해서 합산한다. 이때, 수학식 2에서는 각 서브필드에 대한 서브필드 데이터 차의 합을 나타내는데 수학식 2와 같이 각 서브필드에 대한 서브필드 데이터 차의 합을 통해서 어드레스 소비전력의 대소 유무를 판단할 수 있으나, 모든 서브필드에 대해 상기 수학식 2와 같이 구한 값을 모두 합하여 어드레스 소비젼력의 대소 유무를 판단할 수 있다.
일반적으로 영상 신호는 행 순서대로 직렬로 입력되므로 인접한 두 방전 셀의 온/오프 데이터의 차이를 계산하기 위해서 한 행의 영상 신호를 저장하기 위해 도 11과 같이 라인 메모리(461)를 포함한다. 라인 메모리부(461)를 통해 한 행(라인)의 영상 신호에 대한 서브필드별 온/오프 데이터가 입력되는 경우에 이를 순차적으로 저장하며 서브필드 데이터차 합산부(466)는 라인 메모리(461)에 저장된 이전 행(라인)의 데이터를 판독하여 인접한 두 방전 셀에서 서브필드별로 온/오프 데 이터의 차이를 계산한다. 또한, 어드레스 소비 전력 판단부(420)는 두 방전 셀에서의 서브필드별 온/오프 데이터의 차이를 온/오프 데이터의 XOR(exclusive OR) 연산으로 계산할 수도 있다.
그러면, 이득 결정부(464)는 한프레임의 모드 서브필드(또는 각 서브필드)의 각 라인간의 온/오프 차의 합계에 대응하는 자동 전력 제어(APC)레벨(단계)을 결정하고, APC 레벨에 해당하는 엔드 게인을 본 발명의 제1 실시예와 같이 이득 저장부(463)의 룩업테이블을 참조하여 결정하여 출력한다.
모드 판단부(465)는 서브필드 데이차 합산부(466)에서 구한 값이 임계 값 이상의 경우에는 어드레스 소비 전력이 많이 소비되는 것으로 판단하여 어드레스 APC 플래그 신호를 생성하여 출력하고, 임계 값 이하의 경우에는 어드레스 소비 전력이 낮은 경우로 판단하여 어드레스 APC 플래그 신호를 생성하지 않는다. 이때, 임계 값은 실험적인 데이터를 바탕으로 어드레스 소비 전력이 많이 발생하는 경우에 대한 각 라인간의 서브필드 데이터 차의 합에 해당하는 값을 구하여 저장하여 둔다. 이때, 상기에서 설명하였듯이 수학식 2에 나타낸 바와 같이 각 서브필드에 대한 서브필드 데이터의 온/오프 차의 합을 통해 모드 판단부(465)는 어드레스 APC 플래그 신호의 생성여부를 판단할 수 있다.
어드레스 데이터 생성부(470)는 상기 어드레스 APC부(460)로부터 출력되는 데이터 이득 값을 영상신호에 곱하여 보정데이터를 출력하고, 보정 데이터에 대응하는 서브필드 데이터를 생성하며, 서브필드 데이터를 플라즈마 표시 장치를 구동하기 위한 어드레스 데이터로 재배열하여 어드레스 구동부(200)를 제어하는 어드레 스 제어신호를 생성하여 어드레스 구동부(200)로 출력한다. 이때, 어드레스 데이터 생성부(460)의 모드 판단부(465)로부터 어드레스 APC 플래그 신호를 입력받은 경우, 상기 보정된 데이터를 LSB 비트가 동일하도록(즉, 동일하게 온 또는 오프되도록 함)재보정하여 서브필드 데이터를 생성하거나, 보정데이터를 서브필드 데이터로 생성할 때 LSB 비트에 해당하는 가중치가 가장 낮은 서브필드의 데이터가 동일하도록(즉, 동일하게 온 또는 오프 되도록 함)한다.
이때, 어드레스 APC부(460)는 자체적으로 입력영상신호를 서브필드 데이터로 변환하는 데이터 처리부(도 11에 도시하지 않았음)를 포함할 수 있다고 상기에서 설명하였으나, 어드레스 데이터 생성부(470)에서 생성되는 서브필드 데이터를 이용하여 수학식 2와 같이 서브필드 데이터 차의 합을 구할 수 있다.
여기서, 도 9 및 도 11에서 나타낸 본 발명의 제1 및 제2 실시예에 따른 어드레스 APC부(460)를 어드레스 데이터 생성부(460)와 다른 블록으로 나타내었으나 이는 같은 블록내에 포함되어 하나로 구현될 수 있음은 당업자에 의해 자명하다.
이때, 상기 본 발명의 제1 실시예와 제2 실시예에서 이득 결정부(464)를 이용하여 입력 영상신호 데이터의 값을 변화시켰으나 이득 결정부(464)를 제외하고 모드 판단부(465)만을 이용하여 LSB 비트가 동일하도록 제어하여 소비전력을 줄일 수 있다.
그리고, 상기 제1 실시예와 제2 실시예에 따른 어드레스 APC부(460)가 역감마 보정부(410)의 출력 데이터를 이용하여 상기와 같이 소비전력의 대소 유무를 판단할 있으나 오차 확산부(420)의 출력신호를 이용하여 소비전력의 대소 유무를 판 단할 수 있다.
또한, 상기의 본 발명의 제1 및 제2 실시예와 같이 소비전력이 높은 것으로 모드 판단부(465)가 판단한 경우에 어드레스 데이터 생성부(470)가 LSB비트(즉, 가중치가 가장 낮은 서브필드 데이터)만을 동일하도록 하는 것으로 설명하였지만 계조를 변형시키는데 영향을 미치지 않을 만큼 하위의 몇 비트를 동일하게 할 수 있다.
여기서, 본 발명의 제1 및 제2 실시예에서 어드레스 소비전력을 줄이기 위해 LSB 비트가 동일하도록 하도록 하기 위해 LSB 비트를 모두 오프(OFF)시키는 경우, LSB 비트에 해당하는 서브필드의 유지기간에서 유지방전 펄스를 인가할 필요가 없다. 원래, 플라즈마 표시 장치를 구동 시에, 어드레스 기간에서 선택하고자 하는 셀을 선택하고, 유지 기간에서 주사전극(Y1-Yn)과 유지 전극(X1-Xn)사이에 교대로 유지 방전 펄스를 인가하여 어드레스 기간에서 선택된 셀에서만 유지방전이 발생한다. 따라서, 본 발명의 제1 및 제2 실시예에와 같이 어드레스 소비전력을 줄이기 LSB 비트(또는 LSB 비트를 포함하는 몇 개의 하위비트)에 해당하는 서브필드를 모두 오프시키는 경우, LSB 비트((또는 LSB 비트를 포함하는 몇 개의 하위비트)에 해당하는 서브필드의 어드레스 기간에서 모든 방전셀이 선택되지 않으므로 유지기간에서 유지방전 펄스를 인가하지 않아도 해당 서브필드를 표현할 수 있다.
즉, 어드레스 APC부(460) 및 어드레스 데이터 생성부(470)에 의해 가중치가 낮은 서브필드(LSB 비트 또는 LSB 비트를 포함하는 몇 개의 하위비트)를 오프시키는 경우, 유지·주사 구동 제어부(450)는 상기 정보를 어드레스 APC부(또는 어드레 스 데이터 생성부(470)로부터 전송 받아 모두 오프시키는 서브필드의 유지 기간에서 유지방전 펄스를 인가하지 않도록 하는 제어신호를 생성한다. 이러한 제어신호는 유지·주사 구동부(300)에 전송되며, 유지·주사 구동부(300)는 모두 오프되는 서브필드의 유지 기간에서 유지 방전 펄스를 인가하지 않게 된다.
도 11은 본 발명의 제1 및 제2 실시예에 따라 가중치 1(1SF) 및 가중치 2(2SF)의 서브필드가 오프되는 경우 해당 서브필드의 유지 기간에서 유지 방전 펄스를 인가하지 않는 것을 나타내는 도면이다. 도 11에서 각 서브필드는 리셋 기간(R), 어드레스 기간(A) 및 유지 기간(S)을 포함한다.
도 11을 참조하면, 본 발명의 제1 및 제2 실시예에 따라 어드레스 소비전력을 감소시키기 위해 가중치 1(1SF) 및 가중치 2(2SF)서브필드를 오프시키는 경우, 상기에서 설명한 바와 같이 가중치 1 및 2(1SF, 2SF)의 어드레스 기간에는 모든 방전셀에 어드레스 데이터를 인가하지 않을 뿐만 아니라 유지 기간에서도 유지 방전 펄스를 인가하지 않는다.
이를 통해, 불필요하게 유지 방전 펄스를 인가할 필요가 없으므로 유지 기간에서 유지 방전 펄스를 인가하는데 소비되는 전력을 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 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따르면 라인별 계조차 또는 라인별 서브필드 데이터 값의 차를 이용하여 어드레스 소비전력의 대소 유무를 판단하고, 판단된 소비전력에 따라 최소 가중치를 가지는 서브필드의 데이터를 동일하도록 제어함으로써 이중적으로 어드레스 소비전력을 향상시킬 수 있다.
또한, 최소 가중치를 모두 오프시키는 경우 해당 서브필드의 유지 기간에서 유지방전 펄스를 인가하지 않음으로써 소비전력을 더욱 저감시킬 수 있다.

Claims (8)

  1. 입력 영상신호에 대응하여 플라즈마 표시 장치에 표시되는 각 프레임의 화상을 복수 개의 서브필드로 나누고, 상기 복수 개의 서브필드의 휘도 가중치를 조합하여 계조를 표시하는 플라즈마 표시 장치의 구동 방법에 있어서,
    (a) 입력되는 한 프레임의 영상신호 데이터가 어드레스 소비전력이 높은 데이터인지를 판단하는 단계;
    (b) 상기 단계(a)에서 어드레스 소비전력이 높은 영상신호 데이터로 판단된 경우, 상기 한 프레임의 영상신호 데이터에 소정의 게인 값을 곱하여 데이터를 변경하며, 상기 한 프레임의 영상신호의 데이터에 대응하는 서브필드 데이터 중 가중치가 낮은 서브필드 데이터가 동일하도록 데이터를 변경하는 단계; 및
    (c) 상기 단계(b)에서 변경된 데이터에 대응하여 어드레스 전극에 어드레스 데이터를 인가하는 단계를 포함하며,
    상기 단계(a)에서 가중치가 낮은 서브필드 데이터가 동일하도록 서브필드 데이터를 모두 오프시키는 경우, 상기 모두 오프되는 가중치가 낮은 서브필드의 유지 기간을 제외한 나머지 서브필드의 유지 기간에서만 유지 방전 펄스를 인가하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 표시 장치의 구동 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 단계(a)에서 한 프레임의 영상신호 데이터 중에서 같은 칼럼의 인접하는 상하 라인의 계조차를 이용해 어드레스 소비전력이 높은지 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 표시 장치의 구동 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 단계(a)에서 한 프레임의 영상신호 데이터 중에서 같은 칼럼의 인접하는 상하 라인의 서브필드 데이터를 이용해 어드레스 소비전력이 높은지 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 표시 장치의 구동 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 단계(b)의 가중치가 낮은 서브필드 데이터는 가중치가 가장 낮은 서브필드 데이터인 것을 특징으로 하는 플라즈마 표시 장치의 구동 방법.
  5. 삭제
  6. 복수의 제1 및 제2 전극과, 상기 제1 및 제2 전극에 교차하는 복수의 제 3전극을 포함하는 플라즈마 패널;
    입력되는 한 프레임의 영상신호 데이터 중에서 같은 칼럼의 인접하는 상하 라인의 계조차를 이용해 어드레스 소비전력이 높은지 여부를 판단하고, 어드레스 소비전력이 높은 데이터로 판단된 경우 가중치가 낮은 서브필드의 데이터를 동일하도록 어드레스 데이터를 생성하여 출력하며, 상기 영상신호에 대응하는 유지 방전 펄스 정보를 출력하는 제어부;
    상기 제어부로부터 출력되는 어드레스 데이터에 대응하는 전압을 상기 플라즈마 패널의 제3 전극에 인가하는 어드레스 구동부; 및
    상기 제어부로부터 출력되는 유지 방전 펄스 정보에 대응하는 유지 방전 전압을 상기 플라즈마 패널의 제1 또는 제2 전극에 인가하는 유지·주사 구동부를 포함하며,
    상기 제어부에서 가중치가 낮은 서브필드 데이터를 동일하도록 하기 위해 가중치가 낮은 서브필드 데이터를 오프시키는 경우, 상기 유지·주사 구동부는 상기 오프되는 가중치의 서브필드의 유지 기간을 제외한 나머지 서브필드의 유지기간에서만 유지 방전 전압을 인가하는 것을 특징으로 플라즈마 표시 장치.
  7. 복수의 제1 및 제2 전극과, 상기 제1 및 제2 전극에 교차하는 복수의 제 3전극을 포함하는 플라즈마 패널;
    입력되는 한 프레임의 영상신호 데이터 중에서 같은 칼럼의 인접하는 상하 라인의 서브필드 데이터를 이용해 어드레스 소비전력이 높은지 여부를 판단하고, 어드레스 소비전력이 높은 데이터로 판단된 경우 가중치가 낮은 서브필드의 데이터를 동일하도록 어드레스 데이터를 생성하여 출력하며, 상기 영상신호에 대응하는 유지 방전 펄스 정보를 출력하는 제어부;
    상기 제어부로부터 출력되는 어드레스 데이터에 대응하는 전압을 상기 플라즈마 패널의 제3 전극에 인가하는 어드레스 구동부; 및
    상기 제어부로부터 출력되는 유지 방전 펄스 정보에 대응하는 유지 방전 전압을 상기 플라즈마 패널의 제1 또는 제2 전극에 인가하는 유지·주사 구동부를 포함하며,
    상기 제어부에서 가중치가 낮은 서브필드 데이터를 동일하도록 하기 위해 가중치가 낮은 서브필드 데이터를 오프시키는 경우, 상기 유지·주사 구동부는 상기 오프되는 가중치의 서브필드의 유지 기간을 제외한 나머지 서브필드의 유지기간에서만 유지 방전 전압을 인가하는 것을 특징으로 플라즈마 표시 장치.
  8. 제6항 또는 제7항에 있어서,
    상기 제어부는,
    입력되는 한 프레임의 영상신호 데이터가 어드레스 소비전력이 높은 데이터인지를 판단하고, 어드레스 소비전력이 높은 데이터로 판단된 경우 가중치가 낮은 서브필드의 데이터를 동일하도록 제어하는 어드레스 자동 전력 제어부; 및
    상기 어드레스 자동 전력 제어부에 의해 어드레스 소비전력이 높은 데이터로 판단된 경우 가중치가 낮은 서브필드의 데이터를 동일하도록 어드레스 데이터를 생성하여 어드레스 구동 제어신호를 상기 어드레스 구동부로 전송하는 어드레스 데이터 생성부를 포함하는 플라즈마 표시 장치.
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