KR100560523B1 - 플라즈마 표시 장치 및 그의 구동 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 플라즈마 표시 장치 및 그의 구동 방법으로서, 영상신호의 부하율을 측정하고, 부하율에 대응하는 자동전력제어레벨을 결정하고, 어드레스 기간에 상기 자동전력제어레벨에 대응하는 스캔주기로 스캔 펄스를 주사 전극에 인가한다. 그리고, 서스테인 기간에 상기 자동전력제어레벨에 대응하는 서스테인 주기로 서스테인 펄스를 주사 전극 및 유지전극에 인가한다. 이렇게 함으로써, 플라즈마 표시 패널에서 유지방전을 안정적으로 일으키고, 최대의 피크 휘도를 갖도록 할 수 있다.
PDP, 스캔폭 어드레스 펄스폭, 휴지기, 부하율

Description

플라즈마 표시 장치 및 그의 구동 방법{PLASMA DISPLAY DEVICE AND DRIVING METHOD THEREOF}
도 1은 이 발명의 실시예에 따른 플라즈마 표시 장치의 구성도이다.
도 2는 도 1의 제어부의 상세도이다.
도 3은 이 발명의 실시예에 따른 플라즈마 표시 장치의 구동 파형을 나타낸 도면이다.
본 발명은 플라즈마 표시 장치(plasma display device)에 관한 것으로서, 특히, 부하율에 따라 어드레스 펄스폭 및 서스테인 펄스폭을 가변하는 플라즈마 표시 패널의 구동 방법에 관한 것이다.
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.
플라즈마 표시 장치가 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.
각 서브필드는, 리셋 기간(reset period), 어드레스 기간(address period), 서스테인 기간(sustain period)으로 이루어진다. 리셋 기간은 이전의 유지방전으로 형성된 벽 전하를 소거하고 다음의 어드레스 방전을 안정적으로 수행하기 위해 벽 전하를 셋업(setup) 하는 역할을 한다. 어드레스 기간은 패널에서 켜지는 셀과 켜지지 않는 셀을 선택하여 켜지는 셀(어드레싱된 셀)에 벽 전하를 쌓아두는 동작을 수행하는 기간이다. 서스테인 기간은 어드레싱된 셀에 실제로 화상을 표시하기 위한 유지방전을 수행하는 기간이다.
이러한 플라즈마 표시장치의 소비전력을 제어하기 위해 총 서스테인 펄스개수를 화면 부하율(ASL)에 따라 200개부터 크게는 2500개까지 변화시키게 된다. 따라서, 피크 휘도는 최대 서스테인 펄스(maximum sustain pulse)개수를 적용시켰을 때 나오게 된다. 풀 화이트 화면(Full White Screen)의 경우 평균신호레벨(ASL)이 최고이므로 최소 서스테인 펄스개수를 적용하게 되며, 이 때의 휘도는 가장 작게 된다.
NTSC방송방식의 경우 16.67ms가 1 TV Field이므로 이 시간동안 구동파형을 완료하여야만 하므로 최고서스테인 펄스개수는 서스테인 주기, 스캔 주기(어드레스 주기), 리셋파형시간, 서브필드개수에 의해 결정되게 된다.
가능한 높은 피크 휘도를 내기 위해서는 최대한 스캔 주기(혹은 어드레스 주기), 서스테인 주기 및 리셋 파형 시간을 짧게 하는 것이 일반적이다.
그러나 이렇게 하는 경우 어드레스 방전 실패, 서스테인 방전 실패, 리셋 오방전 등의 부작용이 나타나게 되므로 일정수준까지만 허용되게 된다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 부하율에 따라 서스테인 주기 및 스캔 주기를 제어하여 안정적인 방전이 이루어지도록 하는 플라즈마 표시장치 및 그의 구동방법을 제공하기 위한 것이다.
이러한 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 특징에 따른 플라즈마 표시 장치의 구동 방법은,
제1 기판 위에 각각 나란히 형성되는 복수의 제1 전극 및 제2 전극을 포함하는 플라즈마 표시 장치의 구동 방법으로서,
영상신호의 부하율을 측정하고, 부하율에 대응하는 자동전력제어레벨을 결정하는 단계;
어드레스 기간에 상기 자동전력제어레벨에 대응하는 스캔주기로 스캔 펄스를 상기 제1 전극에 인가하는 단계;
서스테인 기간에 상기 자동전력제어레벨에 대응하는 서스테인 주기로 서스테인 파형을 상기 제1 전극에 인가하는 단계; 및
서스테인 기간에 상기 자동전력제어레벨에 대응하는 서스테인 주기로 서스테인 펄스를 상기 제1 전극에 인가하는 단계를 포함한다.
이러한 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 특징에 따른 플라즈마 표시 장치의 구동 방법은,
제1 기판 위에 각각 나란히 형성되는 복수개의 제1 전극 및 제2 전극을 포함하는 플라즈마 표시 장치의 구동 방법으로서,
(a) 영상신호의 부하율을 측정하는 단계;
(b) 상기 부하율이 제1 기준값 이상인 경우 어드레스 기간에 제1 스캔 주기로 스캔 펄스를 인가하고, 서스테인 기간에 제1 서스테인 주기로 서스테인 펄스를 상기 제1 전극에 인가하며, 상기 서스테인 기간이 끝나고 상기 부하율에 대응하는 휴지기를 갖는 단계; 및
(c) 상기 부하율이 제1 기준값 미만이고 제2 기준값(상기 제2 기준값은 상기 제1 기준값 보다 작음) 이상이면, 어드레스 기간에 상기 제1 스캔 주기로 스캔 펄스를 인가하고, 서스테인 기간에 상기 제1 서스테인 주기보다 작은 제2 서스테인 주기로 서스테인 펄스를 상기 제1 전극에 인가하는 단계를 포함한다.
이러한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 하나의 특징에 따른 플라즈마 표시 장치는,
다수의 어드레스 전극과, 다수의 주사전극과 유지전극을 포함하는 플라즈마 표시 패널;
상기 영상신호를 입력받아 주사전극 구동신호, 유지전극 구동신호 및 어드레스 전극 구동신호를 생성하여 출력하며, 부하율을 측정하여 자동전력제어 레벨을 결정하고, 자동전력 제어레벨에 대응하는 스캔주기 및 서스테인 주기로 상기 주사전극 구동신호 및 유지전극 구동신호를 생성하는 제어부;
상기 어드레스 전극 구동신호에 대응하는 전압을 상기 어드레스 전극에 인가하는 어드레스 데이터 구동부;
상기 유지 전극 구동신호에 대응하는 전압을 상기 유지전극에 인가하는 유지전극 구동부;
상기 주사전극 구동신호에 대응하는 전압을 상기 주사전극에 인가하는 주사전극 구동부를 포함한다.
이때, 상기 서스테인 주기 및 스캔 주기는 각각 최대값과 최소값 범위에서 가변되며, 상기 부하율이 제1 기준값 이상이면, 상기 서스테인 주기 및 스캔 주기를 최대값으로 결정되고, 부하율의 감소에 따라 서스테인 펄스수가 증가되고 휴지기가 감소된다.
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.
도 1은 이 발명의 실시예에 따른 플라즈마 표시 장치의 구성도이다.
도 1을 참조하면, 이 발명의 실시예에 따른 플라즈마 표시 장치는, 플라즈마 표시 패널(100), 제어부(200), 어드레스 전극 구동부(300), 주사 전극 구동부(이하 'Y 전극 구동부'라 함)(400) 및 유지 전극 구동부(이하 'X 전극 구동부'라 함)(500)를 포함한다.
플라즈마 표시 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 표시 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 외부로부터 영상 신호를 수신하여 어드레스 구동신호, X 전극 구동신호 및 Y 전극 구동신호를 출력한다. 그리고 제어부(200)는 한 프레임을 복수의 서브필드로 분할하여 구동하며, 각 서브필드는 시간적인 동작 변화로 표현하면 리셋 구간, 어드레싱 구간, 서스테인 구간으로 이루어진다.
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. 특히, Y 전극 구동부(400)는 첫번째 주사 전극 및 N번째 주사 전극에 스캔펄스를 공급하고 나서, 모든 주사전극이 스캔될 때까지 이미 스캔된 주사 전극의 중간에 있는 적어도 하나의 주사 전극에 스캔펄스를 공급하는 과정을 반복한다.
도 2는 도 1의 제어부의 상세도이다
도 2를 참조하면, 제어부는, 영상신호를 입력받아 감마 보정하여 출력하는 감마 보정부(210); 상기 감마 보정된 영상 데이터의 부하율을 계산하는 평균신호레벨 계산부(230); 부하율에 대응하는 서스테인수, 서스테인주기 및 스캔 주기를 룩업테이블 형태로 저장하는 메모리(250); 상기 평균신호레벨 계산부에서 계산된 부 하율에 대응하는 X전극 구동신호 및 Y 전극 구동신호를 생성하여 출력하는 자동전력 제어부(240); 상기 감마 보정된 영상데이터로부터 서브필드 데이터를 생성하여 어드레스 전극 구동신호로 출력하는 서브필드 데이터 생성부(220)를 포함한다. 상기 메모리(250)에는 부하율 또는 자동전력제어레벨에 대응하는 서스테인 주기 및 스캔 주기가 저장되어 있다.
그러면, 이러한 구성을 가진 이 발명의 실시예에 따른 플라즈마 표시 장치의 동작에 대해 상세히 설명한다.
먼저, 제어부(200)의 감마 보정부(210)는 외부에서 입력되는 영상신호를 입력받아 플라즈마 표시 패널의 특성에 맞게 감마값을 보정하고, 보정된 영상 신호를 출력한다.
그러면, 평균신호레벨 계산부(230)는 감마 보정된 영상 신호의 부하율을 연산하여 출력한다.
그리고 나서, 자동전력 제어부(240)는 부하율에 대응하는 APC 레벨을 결정하고, 그에 따른 서스테인 펄스수, 서스테인 주기 및 어드레스 주기를 결정하여 X전극 구동신호 및 Y전극 구동신호를 생성하여 출력한다.
그리고, X전극 구동부(500)는 제어부(200)로부터 수신되는 X전극 구동신호에 응답하여 X전극에 해당 전압을 인가한다.
또한, Y전극 구동부(400)는 제어부(200)로부터 수신되는 Y전극 구동신호에 응답하여 도 3과 같은 파형을 어드레스 구간 및 서스테인 구간에 각 Y 전극 라인에 인가한다.
도 3을 참조하면, Y전극 구동부(400)는 부하율에 따라 서스테인 주기 및 스캔주기를 다르게 하여 Y 전극에 인가한다.
여기서, 서스테인 주기란 서스테인 펄스가 인가된 후 다음 서스테인 펄스가 인가되기 까지의 시간을 의미하며, 서스테인 주기를 Ts_min에서 Ts_max까지 변화시킬 수 있다. 그리고, 스캔 주기란 스캔 펄스가 인가되고 나서 다음 스캔 펄스가 인가되기까지의 시간으로서 어드레스 주기와 같은 값을 가진다. 따라서, 본 발명의 실시예에서 스캔주기를 다르게 한다는 표현은 어드레스 주기를 변화시킨다는 의미와 같다. 스캔 주기(어드레스 주기)도 Ta_min에서 Ta_min까지 변화시킬 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, Y 전극 구동부(400)는 APC 레벨에 따라 프레임당 서스테인 펄스 수(Ns)를 증가시킬 때 다음과 같은 방법으로 변화시키는 것을 특징으로 한다.
먼저, APC레벨이 최고인 경우, 즉 최소 서스테인 펄스수를 적용하는 경우, 서스테인 주기를 Ts_max, 어드레스 주기를 Ta_max으로 유지시킨다. 부하율이 감소 즉, APC 레벨이 감소하면서 Ts_max 및 Ta_max를 유지하면서 휴지기간이 소진될 때까지 서스테인 펄스 수를 증가시킨다. 이때의 APC 레벨을 제1 기준값으로 한다.
다음, 휴지기간이 소진된 경우, 스캔 주기를 Ta_max로 유지시킨 후, APC 레벨의 감소에 따라 서스테인 주기만 Ts_max에서 Ts_min으로 감소시킨다. 그러면서 서스테인 펄스 수를 증가시킨다. 스캔주기만 Ta_max로 유지하는 이유는 어드레스 주기 감소에 의한 방전 실패가 서스테인 주기 감소에 의한 서스테인 방전 실패보다 민감하게 주기 감소에 반응하기 때문이다.
다음, APC 레벨이 제2 기준값일 때 즉, Ts가 Ts_min까지 되었을 때, APC 레벨 감소에 따라 Ta를 Ta_max부터 Ta_min으로 감소시키되, MSB 서브필드부터 (이 때, 서브필드 Weight는 단조증가방식으로 설계되었을 때임) 순차적으로 서브필드 인덱스를 낮추면서 감소시킨다. 이렇게 함으로써 남는 시간을 Ns 증가에 할당한다. 여기서, MSB 서브필드부터 서브필드 순서대로 Ta를 감소시키는 이유는 MSB 서브필드의 경우 이전 서브필드가 선택되어 서스테인 방전을 하여 프라이밍 영향을 받을 확률이 높기 때문에 LSB 서브필드에 비해 상대적으로 어드레스 방전 실패율이 적기 때문이다. 따라서 Ta를 감소해도 어드레스 방전 실패가 일어날 확률이 적은 MSB 서브필드부터 감소시키는 것이다.
한편, 서브필드 데이터 생성부(220)는 보정된 영상신호를 N개의 서브필드로 생성하고, 각 서브필드별로 X 전극 구동신호 및 Y 전극 구동신호에 대응되는 어드레스 전극 구동신호를 출력한다.
이렇게 함으로써 플라즈마 표시 패널(100)에는 안정적인 유지방전이 일어나고, 최대의 피크 휘도를 갖는 화면이 표시된다.
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 구성에 따르면 플라즈마 표시 패널에서 APC 레벨에 대응되는 스캔주기 및 어드레스 주기를 결정하여 플라즈마 표시 패널에서 유지방전을 안정적으로 일으키고, 최대의 피크 휘도를 갖도록 할 수 있다.

Claims (11)

  1. 제1 기판 위에 각각 나란히 형성되는 복수개의 제1 전극 및 제2 전극, 그리고 상기 제1 및 제2 전극에 교차하며 제2 기판 위에 형성되는 복수의 제3 전극을 포함하는 플라즈마 표시 장치의 구동 방법으로서,
    영상신호의 부하율을 측정하고, 부하율에 대응하는 자동전력제어레벨을 결정하는 제1 단계;
    어드레스 기간에 상기 자동전력제어레벨에 대응하는 스캔주기로 스캔 펄스를 상기 제1 전극에 인가하는 제2 단계; 및
    서스테인 기간에 상기 자동전력제어레벨에 대응하는 서스테인 주기로 서스테인 펄스를 상기 제1 전극에 인가하는 단계
    를 포함하는 플라즈마 표시 장치의 구동방법.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 서스테인 주기 및 스캔 주기는 각각 최대값과 최소값 범위에서 가변되며, 상기 자동전력제어레벨이 제1 기준값 이상이면, 상기 서스테인 주기 및 스캔 주기를 최대값으로 설정하는 플라즈마 표시 장치의 구동방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 자동전력제어레벨이 제1 기준값 미만이고, 제2 기준값(상기 제2 기준값은 상기 제1 기준값보다 작음)이상이면, 상기 스캔 주기를 최대값으로 한 상태에서, 상기 자동전력제어레벨의 감소에 따라 상기 서스테인 주기를 최대값에서 최소값 사이에서 감소시키는 것을 특징으로 하는 플라즈마 표시 장치의 구동방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 자동전력제어레벨이 제2 기준값 미만이면, 상기 서스테인 주기를 최소값으로 하고, 상기 자동전력제어레벨의 감소에 따라 상기 스캔 주기를 최대값에서 최소값 사이에서 감소시키는 것을 특징으로 하는 플라즈마 표시 장치의 구동방법.
  6. 제1 기판 위에 각각 나란히 형성되는 복수개의 제1 전극 및 제2 전극을 포함하는 플라즈마 표시 장치의 구동 방법으로서,
    (a) 영상신호의 부하율을 측정하는 단계;
    (b) 상기 부하율이 제1 기준값 이상이면, 어드레스 기간에 제1 스캔 주기로 스캔 펄스를 인가하고, 서스테인 기간에 제1 서스테인 주기로 서스테인 펄스를 상기 제1 전극에 인가하며, 상기 서스테인 기간이 끝나고 상기 부하율에 대응하는 휴지기를 갖는 단계;
    (c) 상기 부하율이 제1 기준값 미만이고 제2 기준값(상기 제2 기준값은 상기 제1 기준값 보다 작음) 이상이면, 어드레스 기간에 상기 제1 스캔 주기로 스캔 펄스를 인가하고, 서스테인 기간에 상기 제1 서스테인 주기보다 작은 제2 서스테인 주기로 서스테인 펄스를 상기 제1 전극에 인가하는 단계
    를 포함하는 플라즈마 표시 장치의 구동방법.
  7. 삭제
  8. 제6항에 있어서,
    상기 부하율이 제2 기준값 미만이면, 어드레스 기간에 상기 제1 스캔주기보다 작은 제2 스캔 주기로 스캔 펄스를 인가하고, 상기 서스테인 기간에 제2 서스테인 주기로 서스테인 펄스를 상기 제1 전극에 인가하는 단계를 더 포함하는 플라즈마 표시 장치의 구동방법.
  9. 다수의 어드레스 전극과, 다수의 주사전극과 유지전극을 포함하는 플라즈마 표시 패널;
    상기 영상신호를 입력받아 주사전극 구동신호, 유지전극 구동신호 및 어드레스 전극 구동신호를 생성하여 출력하며, 부하율을 측정하고, 상기 부하율에 대응하는 스캔주기 및 서스테인 주기로 상기 주사전극 구동신호 및 유지전극 구동신호를 생성하는 제어부;
    상기 어드레스 전극 구동신호에 대응하는 전압을 상기 어드레스 전극에 인가하는 어드레스 데이터 구동부;
    상기 유지 전극 구동신호에 대응하는 전압을 상기 유지전극에 인가하는 유지전극 구동부;
    상기 주사전극 구동신호에 대응하는 전압을 주사전극에 인가하는 주사전극 구동부를 포함하며,
    상기 서스테인 주기 및 스캔 주기는 각각 최대값과 최소값 범위에서 가변되며, 상기 부하율이 제1 기준값 이상이면, 상기 서스테인 주기 및 스캔 주기가 최대값으로 결정되고, 부하율의 감소에 따라 서스테인 펄스수가 증가되고 휴지기가 감소되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 표시 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제어부는,
    영상신호를 입력받아 감마 보정하여 출력하는 감마 보정부;
    상기 감마 보정된 영상 데이터의 부하율을 계산하는 평균신호레벨 계산부;
    부하율에 대응하는 서스테인수, 서스테인주기 및 스캔 주기를 룩업테이블 형태로 저장하는 메모리;
    상기 평균신호레벨 계산부에서 계산된 부하율에 대응하는 서스테인수, 서스테인주기 및 스캔 주기를 상기 룩업테이블에서 읽어와 주사 전극 구동신호 및 유지 전극 구동신호를 생성하여 출력하는 자동전력 제어부;
    상기 감마 보정된 영상데이터로부터 서브필드 데이터를 생성하여 어드레스 전극 구동신호로 출력하는 서브필드 데이터 생성부를 포함하는 플라즈마 표시 장치.
  11. 삭제
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