KR100570624B1 - 플라즈마 표시 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 플라즈마 표시 장치는, 복수의 서브필드를 낮은 가중치를 가지는 서브필드에서 높은 가중치를 가지는 서브필드 순서로 배열하고, 복수의 서브필드 중 가중치가 낮은 적어도 두 개의 서브필드의 조합에 의해 표시되는 최대 계조와 제1 서브필드의 제1 가중치의 차이가 최소 가중치보다 작도록 하는 제1 가중치를 결정한다. 이렇게 하면, 중간 계조가 세분화되어 계조 표현력을 향상시킬 수 있게 된다.

PDP, 서브필드, 의사윤곽, 세분화, 가중치, 최소 가중치, 계조

Description

플라즈마 표시 장치{PLASMA DISPLAY DEVICE}

도 1은 교류형 플라즈마 디스플레이 패널의 개략적인 일부 사시도이다.

도 2는 플라즈마 디스플레이 패널의 전극 배열도이다.

도 3은 종래 기술에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 계조 표시 방법을 나타내는 도면이다.

도 4는 도 3에 따른 서브필드 구조를 나타낸 도면이다.

도 5는 도 4와 같은 서브필드 구조에서 발생할 수 있는 의사윤곽을 나타낸 도면이다.

도 6은 다른 종래 기술에 따른 서브필드 구조를 나타낸 도면이다.

도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 개략적인 평면도이다.

도 8은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 계조 표현 방법을 나타낸 도면이다.

도 9는 도 8에 도시된 서브필드 구조에서의 계조 표현을 나타낸 도면이다.

도 10은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 계조 표현 방법을 나타낸 도면이다.

도 11은 도 10에 도시된 서브필드 구조에서의 계조 표현을 나타낸 도면이다.

본 발명은 플라즈마 표시 장치에 관한 것으로, 특히 플라즈마 디스플레이 패널(plasma display panel, PDP)의 계조 표현 방법에 관한 것이다.

플라즈마 디스플레이 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. 이러한 플라즈마 디스플레이 패널은 인가되는 구동 전압 파형의 형태와 방전 셀의 구조에 따라 직류형과 교류형으로 구분된다.

직류형 플라즈마 디스플레이 패널은 전극이 방전 공간에 그대로 노출되어 있어서 전압이 인가되는 동안 전류가 방전공간에 그대로 흐르게 되며, 이를 위해 전류 제한을 위한 저항을 만들어 주어야 하는 단점이 있다. 반면 교류형 플라즈마 디스플레이 패널에서는 전극을 유전체층이 덮고 있어 자연스러운 커패시턴스 성분의 형성으로 전류가 제한되며 방전시 이온의 충격으로부터 전극이 보호되므로 직류형에 비해 수명이 길다는 장점이 있다.

이러한 교류형 플라즈마 디스플레이 패널에는 그 한쪽 면에 서로 평행인 주사 전극 및 유지 전극이 형성되고 다른 쪽 면에 이들 전극과 직교하는 방향으로 어드레스 전극이 형성된다. 그리고 유지 전극은 각 주사 전극에 대응해서 형성되며, 그 일단이 서로 공통으로 연결되어 있다.

도 1은 일반적인 교류형 플라즈마 디스플레이 패널의 일부 사시도이다.

도 1에 나타낸 바와 같이, 플라즈마 디스플레이 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 기판4(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.

도 2는 플라즈마 디스플레이 패널의 전극 배열도를 나타낸다.

도 2에 도시한 바와 같이, 플라즈마 디스플레이 패널의 전극은 n×m의 매트릭스 형태를 가지고 있으며, 구체적으로 열 방향으로는 어드레스 전극(A₁~A_m)이 뻗어 있고 행 방향으로는 주사 전극(Y₁∼Y_n) 및 유지 전극(X₁∼X_n )이 뻗어 있다. 도 2에 도시된 방전 셀(12)은 도 1에 도시된 방전 셀(12)에 대응한다.

도 3은 종래 플라즈마 디스플레이 패널의 계조 표시 방법을 나타내는 도면이고, 도 4는 도 3에 따른 서브필드 구조를 나타낸 도면이다. 그리고 도 5는 도 4에 도시된 서브필드 구조에서 발생할 수 있는 의사윤곽을 나타낸 도면이다. 도 3에서는 리셋 기간을 도시하지 않았다.

도 3에 나타낸 바와 같이, 플라즈마 디스플레이 패널은 계조를 표현하기 위해 하나의 프레임을 복수의 서브필드로 나누어 시분할 구동한다. 도 3에서는 하나의 프레임을 8개의 서브필드로 나누어 구동하는 것으로 설명하였다. 그리고 각 서브필드(SF1-SF8)는 리셋 기간(reset period)(도시하지 않음), 어드레스 기간(address period)(A1-A8) 및 유지 기간(sustain period)(S1-S8)으로 이루어진다. 리셋 기간은 이전의 유지방전으로 형성된 벽 전하를 소거하고 다음의 어드레스 방전을 안정적으로 수행하기 위해 벽 전하를 셋업(setup) 하는 역할을 한다. 어드레스 기간(A1-A8)은 패널에서 켜지는 셀과 켜지지 않는 셀을 선택하여 켜지는 셀(어드레싱된 셀)에 벽 전하를 쌓아두는 동작을 수행하는 기간이다. 유지 기간(S1-S8)은 어드레싱된 셀에 실제로 화상을 표시하기 위한 유지방전을 수행하는 기간으로 각 서브필드에서 발광 기간(1T, 2T, 4T, …, 128T)의 비가 1:2:4:8:16:32:64:128로 된다. 즉, 도 4에서와 같이 각 서브필드의 가중치의 비가 1:2:4:8:16:32:64:128로 된다.

이러한 플라즈마 디스플레이 패널에서 계조 1은 가중치 1인 서브 필드(SF1)에서 방전 셀을 방전시켜 표현하고, 계조 2는 가중치 2인 서브 필드(SF2)에서 방전 셀을 방전시켜 표현하며, 계조 3은 가중치 1인 서브 필드(SF1)와 가중치 2인 서브필드(SF2)에서 방전 셀을 방전시켜 가중치의 합이 3T가 되게 함으로써 표현한다. 이러한 방법으로 서로 다른 가중치를 가지는 서브필드를 조합하여 256계조의 영상 을 표시한다. 그러나 이러한 서브필드 구조에서는 8개의 서브필드 조합으로 256 계조를 표현할 수는 있으나 인간의 시각 특성에 의해 의사윤곽 문제가 발생한다. 특히, 계조 127과 계조 128이 나란히 있는 영상이 오른쪽으로 속도 1로 움직일 경우, 도 4에 도시된 서브필드 구조에서는 도 5에서와 같이 화살표 방향으로 계조를 인식하게 되어 계조 127과 계조 128 사이에 계조 255와 같은 의사 윤곽(dynamic false contour)이 발생하게 된다.

따라서, 이러한 의사 윤곽 문제를 최소화하기 위해 가중치가 큰 서브필드(SF5-SF8)를 나누어서 도 6에 나타낸 바와 같이 12개의 서브필드로 나누었다.

도 6은 다른 종래 기술에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 계조 표현 방법을 나타낸 도면이다.

도 6에 나타낸 바와 같이, 가중치가 낮은 서브필드(SF1-SF5)는 그대로 사용하고 가중치가 높은 서브필드(SF6-SF8)는 동일한 가중치를 가지도록 서브필드를 나누어서 총 12개의 서브필드를 가지고 256 계조를 표현한다. 이와 같은 서브필드 구조에서 계조 127은 서브필드(SF1-SF6)와 서브필드(SF7-SF12) 중 두 개의 서브필드에서 방전 셀을 방전시켜 표현하며, 계조 128은 서브필드(SF6-SF12) 중 4개의 서브필드에서 방전 셀을 방전시켜 표현한다. 따라서, 서브필드를 선택할 때 연이은 서브필드를 선택하지 않고 서로 떨어져 있는 서브필드를 선택하게 되면 의사 윤곽 문제를 해결할 수가 있다.

그런데, 도 4와 같은 서브필드 구조에서는 한 프레임이 8개의 서브필드로 분 할되어 있으므로 1/2 가중치를 가지는 서브필드를 할당하여 512 계조를 표현할 수 있으나 도 6과 같은 서브필드 구조에서는 한 프레임이 12개의 서브필드로 분할되어 있어 1/2 가중치를 가지는 서브필드를 할당할 수가 없다. 따라서, 도 6과 같은 서브필드 구조에서는 도 4와 같은 서브필드 구조에서 발생하는 의사 윤곽 문제를 해결할 수는 있었으나 계조 표현력이 저하되는 문제점이 있다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 계조 표현력을 향상시킬 수 있는 플라즈마 표시 장치를 제공하고자 하는 것이다.

본 발명의 한 특징에 따른 플라즈마 표시 장치는, 한 프레임이 복수의 서브필드로 분할되어 각 서브필드의 조합에 의해 계조가 표현되는 플라즈마 디스플레이 패널, 그리고 상기 복수의 서브필드 중 제1 서브필드의 제1 가중치와 제2 서브필드의 제2 가중치의 차이가 최소 가중치보다 작도록 상기 제1 및 제2 가중치를 결정하는 제어부를 포함한다. 이 때, 상기 제2 가중치는 제1 가중치보다 제1 보정치만큼 작은 가중치이고,상기 복수의 서브필드는 상기 제1 가중치보다 상기 제1 보정치만큼 큰 제3 가중치를 가지는 제3 서브필드를 포함할 수 있다.

그리고, 상기 제어부는 상기 제1 가중치와 제4 서브필드의 제4 가중치의 차이가 상기 최소 가중치보다 작고 상기 제1 가중치와 상기 제2 가중치의 차와 다르도록 하는 상기 제4 가중치를 결정한다. 이 때, 상기 제4 가중치는 상기 제2 가중 치보다 제2 보정치만큼 작은 가중치이고, 상기 복수의 서브필드는 상기 제2 가중치보다 상기 제2 보정치만큼 큰 제5 가중치를 가지는 제5 서브필드를 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 특징에 따른 플라즈마 표시 장치는, 한 프레임이 복수의 서브필드로 분할되어 각 서브필드의 조합에 의해 계조가 표현되는 플라즈마 디스플레이 패널, 그리고 상기 복수의 서브필드 중 가중치가 낮은 적어도 두 개의 서브필드의 조합에 의해 표시되는 최대 계조와 제1 서브필드의 제1 가중치의 차이가 최소 가중치보다 작도록 상기 제1 가중치를 결정하는 제어부를 포함한다. 이 때, 상기 복수의 서브필드는 상기 최대 계조에서 상기 최소 가중치만큼 큰 제2 가중치를 가지는 제2 서브필드를 포함할 수 있다. 또한, 상기 제1 가중치는 제2 가중치보다 제1 보정치만큼 작은 가중치이고, 상기 복수의 서브필드는 상기 제2 가중치보다 상기 제1 보정치만큼 큰 제3 가중치를 가지는 제3 서브필드를 포함할 수 있다.

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, 본 발명의 실시 예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 계조 표현 방법에 대하여 도면을 참고로 하여 상세하게 설명한다.

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널을 나타내는 도면이다.

도 7에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널은 플라즈마 패널(100), 제어부(200), 어드레스 구동부(300), 유지전극 구동부(400) 및 주사전극 구동부(500)를 포함한다.

플라즈마 패널(100)은 열 방향으로 배열되어 있는 다수의 어드레스 전극(A1~Am), 행 방향으로 쌍을 이루며 배열되어 있는 다수의 유지전극(X1~Xn) 및 주사 전극(Y1~Yn)을 포함한다.

제어부(200)는 외부로부터 R, G, B 영상신호를 수신하여 어드레스구동 제어 신호, 유지전극(X)구동 제어신호 및 주사전극(Y)구동 제어신호를 출력한다. 이 때, 제어부(200)는 한 프레임을 복수의 서브필드로 나누고, 각 서브필드를 리셋 기간, 어드레스 기간 및 유지 기간으로 나누어 시분할로 구동한다. 그리고 본 발명의 실시 예에 따른 제어부(200)는 도 6과 같이 동일한 가중치가 여러 개 있는 서브필드 구조에서 1보다 작은 가중치를 가지는 방전 단위를 이용하여 중간 계조를 세분화하여 더 높은 계조를 표현한다.

어드레스 구동부(300)는 제어부(200)로부터 어드레스구동 제어신호를 수신하여 표시하고자 하는 방전 셀을 선택하기 위한 표시 데이터 신호를 각 어드레스 전극에 인가한다.

유지전극 구동부(400)는 제어부(200)로부터 유지전극(X)구동 제어신호를 수신하여 유지 전극(X)에 구동 전압을 인가한다.

주사전극 구동부(500)는 제어부(200)로부터 주사전극(Y)구동 제어신호를 수신하여 주사 전극(Y)에 구동 전압을 인가한다.

아래에서는 도 8 및 도 9를 참고로 하여 종래 도 6과 같은 서브필드 구조에서 계조 표현력을 향상시킬 수 있는 방법에 대해서 상세하게 설명한다.

도 8은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 계조 표현 방법을 나타낸 도면이고 도 9는 도 8에 도시된 서브필드 구조에서의 계조 표현을 나타낸 도면이다.

도 8에 나타낸 바와 같이, 도 6과 같이 동일한 가중치를 가지는 서브필드(SF7-SF12)가 복수 개 존재하는 서브필드 구조에서, 서브필드(SF6)에서 1/2 가중치를 빼고 서브필드(SF8)에 1/2 가중치를 더하여 각 서브필드의 가중치를 조합하여 계조를 표현한다. 그러면, 도 9에 나타낸 바와 같이 0∼31까지 32계조를 표현할 수 있고, 31.5∼(255-31.5)까지 385계조를 표현할 수 있으며, (255-31)∼255까지 32계조를 표현할 수 있게 된다. 이러한 경우에는 1∼31까지, (255-31)∼255까지는 1/2 단위로 세분화할 수 없으므로 중계 계조를 1/2 단위로 세분화하여 동일한 12개의 서브필드를 가지고 449 계조를 표현할 수가 있게 된다.

그리고 본 발명의 제1 실시 예에서는 1/2 가중치를 가지는 방전 단위를 이용하여 중간 계조를 세분화하였지만 1보다 작은 가중치를 가지는 방전 단위는 모두 이용할 수 있다. 아래에서는 1보다 작은 가중치에서 1/2 가중치를 가지는 방전 단위와 1/4 가중치를 가지는 방전 단위를 이용하여 계조를 표현하는 방법에 대해서 도 10 및 도 11을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 10은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 계조 표현 방법을 나타낸 도면이고 도 11은 도 10에 도시된 서브필드 구조에서의 계조 표현을 나타낸 도면이다.

도 10에 나타낸 바와 같이, 서브필드(SF7)에서 1/2 가중치를 빼고 서브필드(SF11)에 1/2 가중치를 더한다. 그리고 서브필드(SF6)에서 3/4 가중치를 빼고 서브필드(SF12)에서 3/4 가중치를 더한다. 그리고 서브필드(SF8)에서 1/4 가중치를 빼고 서브필드(SF10)에서 1/4 가중치를 더하여 각 서브필드의 가중치를 조합하여 계조를 표현한다. 그러면, 도 11에 나타낸 바와 같이 도1∼31까지 32계조, 31.25∼(255-31.25)까지 711계조, (255-31)∼255까지 32계조를 표현할 수 있게 된다. 이러한 경우에는 1∼31까지, (255-31)∼255까지는 1/4 단위로 세분화할 수 없으므로 중계 계조를 1/4 단위로 세분화하여 동일한 12개의 서브필드를 가지고 835 계조를 표현할 수가 있게 된다. 여기에 디더링에 의한 2² 배의 계조 표현이 가능하다면 3. 340 계조를 표현할 수도 있다.

즉, 본 발명의 제1 및 제2 실시 예에서는 복수의 서브필드를 낮은 가중치를 가지는 서브필드에서 높은 가중치를 가지는 서브필드 순서로 배열하고, 각 서브필드의 가중치 값을 s(1), s(2), …, s(n)으로 표현했을 때, 다음의 수학식 1과 같이 정의되는 s(1)∼s(m)의 조합에 의해 표현되는 최대 계조에 대해서 |k(m)-s(m+1)|＜s(1)을 만족하는 s(m+1)의 가중치를 가지는 서브필드가 존재한다(2≤m≤n-1). 이 때, s(1)은 최소 가중치 값이다.

즉, s(m+1)에서 k(m)을 뺀 값이 최소 가중치(s(1))보다 작도록 하는 s(m+1)의 가중치를 가지는 서브필드가 존재한다.

또한, 본 발명의 제1 및 제2 실시 예에서는 복수의 서브필드를 낮은 가중치를 가지는 서브필드에서 높은 가중치를 가지는 서브필드 순서로 배열하고, 각 서브필드의 가중치 값을 s(1), s(2), …, s(n)으로 표현했을 때, k(m)=|s(m+1)-s(m)|으로 정의되는 k(m)에 대해서 k(m)<s(1)을 만족하는 서브필드가 존재한다(2≤m≤n-1).

그리고 본 발명의 실시 예에서 사용되는 1/2 가중치나 1/4 가중치는 유지방전 펄스를 제어하여 구현할 수 있다.

구체적으로 설명하면, 플라즈마 디스플레이 패널에서는 외부로부터 입력되는 영상 데이터에 대해 검출된 부하율에 따라 APC 레벨을 계산하며, 계산된 APC 레벨에 대응되는 유지방전 펄스 수를 산출한다. 이 때 산출된 유지방전 펄스 수가 4개로 계조 1(LSB)이 표현되는 경우라면, 유지방전 펄스 수 1개로 1/4 가중치를 가지는 방전 단위를 표현할 수 있으며, 유지방전 펄스 수 2개로 1/2 가중치를 가지는 방전 단위를 표현할 수가 있다.

그런데, 플라즈마 디스플레이 패널에서는 한 프레임을 표시하는 표시 부하가 많으면 유지방전 펄스 수를 감소시키는데 이 때, 유지방전 펄스 1개로 계조 1이 표 현될 수가 있다. 이러한 경우에는 유지방전 펄스의 폭을 줄이거나 전압 폭을 줄여 1/4이나 1/2 가중치를 가지는 방전 단위를 표현한다.

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.

이와 같이 본 발명에 의하면, 고 계조 표현력을 향상시킬 수 있으며 계조 표현력 부족에 의해 발생하는 화질의 저하 문제를 해결할 수 있는 효과가 있다.

Claims (7)

1. 한 프레임이 복수의 서브필드로 분할되어 각 서브필드의 조합에 의해 계조가 표현되는 플라즈마 디스플레이 패널, 그리고

   상기 복수의 서브필드 중 제1 서브필드의 제1 가중치와 제2 서브필드의 제2 가중치의 차이가 최소 가중치보다 작도록 상기 제1 및 제2 가중치를 결정하는 제어부

   를 포함하는 플라즈마 표시 장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 제2 가중치는 제1 가중치보다 제1 보정치만큼 작은 가중치이고,

   상기 복수의 서브필드는 상기 제1 가중치보다 상기 제1 보정치만큼 큰 제3 가중치를 가지는 제3 서브필드를 포함하는 플라즈마 표시 장치.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,

   상기 제어부는 상기 제1 가중치와 제4 서브필드의 제4 가중치의 차이가 상기 최소 가중치보다 작고 상기 제1 가중치와 상기 제2 가중치의 차와 다르도록 하는 상기 제4 가중치를 결정하는 플라즈마 표시 장치.
4. 제 3항에 있어서,

   상기 제4 가중치는 상기 제2 가중치보다 제2 보정치만큼 작은 가중치이고,

   상기 복수의 서브필드는 상기 제2 가중치보다 상기 제2 보정치만큼 큰 제5 가중치를 가지는 제5 서브필드를 포함하는 플라즈마 표시 장치.
5. 한 프레임이 각각의 가중치를 가지는 복수의 서브필드로 분할되어 각 서브필드의 조합에 의해 계조가 표현되는 플라즈마 디스플레이 패널, 그리고

   상기 복수의 서브필드 중 제1 서브필드의 제1 가중치와 상기 제1 가중치보다 낮은 가중치를 가지는 서브필드들의 조합에 의해 표시되는 최대 계조의 차이가, 최소 가중치보다 작도록 상기 제1 가중치를 결정하는 제어부

   를 포함하는 플라즈마 표시 장치.
6. 제 5항에 있어서,

   상기 복수의 서브필드는 상기 최대 계조에서 상기 최소 가중치만큼 큰 제2 가중치를 가지는 제2 서브필드를 포함하는 플라즈마 표시 장치.
7. 제 6항에 있어서,

   상기 제1 가중치는 제2 가중치보다 제1 보정치만큼 작은 가중치이고,

   상기 복수의 서브필드는 상기 제2 가중치보다 상기 제1 보정치만큼 큰 제3 가중치를 가지는 제3 서브필드를 포함하는 플라즈마 표시 장치.

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