KR100570656B1 - 플라즈마 표시 패널 및 그의 자동 전력 제어 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 플라즈마 표시 패널 및 그의 자동 전력 제어방법에 관한 것이다. 제1 기판 위에 각각 나란히 형성되는 복수의 제1 전극 및 제2 전극, 그리고 상기 제1 및 제2 전극에 교차하며 제2 기판 위에 형성되는 복수의 제3 전극을 포함하는 플라즈마 표시 패널에서 영상신호를 입력받아 부하율을 판단하고, 상기 부하율이 일정 부하율 이상인 경우에는 부하율에 반비례하도록 서스테인 수를 결정하고, 일정 부하율 이하인 경우에는 원래의 서스테인 수보다 일정개수 적은 서스테인 수로 결정하여 유지 펄스를 생성한다. 이렇게 저계조에서 서스테인 수를 줄임으로써, 화면의 거칠어짐을 방지할 수 있다.
PDP, 방전, APC, 전력제어, 서스테인

Description

플라즈마 표시 패널 및 그의 자동 전력 제어 방법{PLASMA DISPLAY PANEL AND POWER CONTROL METHOD THEREOF}
도 1은 일반적인 플라즈마 표시 패널의 개략적인 일부 사시도이다.
도 2는 일반적인 플라즈마 표시 패널의 전극 배열도이다.
도 3은 종래의 플라즈마 표시패널의 부하율에 따른 서스테인 수를 나타낸 도면이다.
도4는 종래의 자동전력 제어레벨에 따라 결정된 서스테인 수가 각 서브필드별로 할당된 것을 나타낸 도면이다.
도5는 이 발명의 실시예에 따른 플라즈마 표시 패널의 구성도이다.
도6은 도5의 제어부의 상세도이다.
도7은 이 발명의 실시예에 따른 플라즈마 표시패널에 적용되는 부하율에 대한 서스테인 수의 일예를 나타낸 도면이다.
본 발명은 플라즈마 표시 패널(plasma display panel, PDP)에 관한 것으로서, 특히, 플라즈마 표시 패널의 자동 전력 제어방법에 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.
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 패널은 그 구동 특성상 소비전력이 높으므로 표시될 프레임의 부하율에 따라 소비전력을 제어하는 장치가 필요하다.
소비전력을 제어하는 장치는 플라즈마 표시 패널 장치에 입력된 R, G, B 데이터로부터 평균신호레벨(혹은 부하율이라 한다)을 계산하며, 이 평균신호레벨에 따라 해당 프레임의 전력 레벨이 결정하는데, 이 전력 레벨은 설계사양에 따라 달라진다.
일반적으로 1 TV Field에 들어가는 서스테인 수는 화면 부하율에 따라 서스테인 수를 조절하는 APC 제어에 의해 결정되어 진다. 즉, 화면 부하율이 클때는 서스테인 수가 적게 되고 화면의 부하율이 작을 때는 서스테인 수가 많게 된다. 이러한 관계를 도3에 도시하였다.
도3을 참조하면, 1 TV Field에 들어가는 서스테인 수는 화면 부하율에 따라 서스테인 수를 조절하는 APC 제어에 의해 결정되며, APC 제어에 의한 화면 부하율과 서스테인 수는 반비례 관계가 된다.
플라즈마 표시 패널에서 각 서브필드별로 할당되어진 서스테인 수는 자동전 력제어 레벨에 의해 결정되어진 1 TV 필드의 전체 서스테인 수에서 각 서브필드의 가중치에 비례하여 정해진다.
도4는 종래의 자동전력 제어레벨에 따라 결정된 서스테인 수가 각 서브필드별로 할당된 것을 나타낸 도면이다.
도4를 참조하면, 8개의 서브필드의 가중치가 1, 2, 4, 8, 16, 32, 64, 128이라면, 도3의 APC 그래프에 의해 결정된 서스테인 수에 따라 각 서브필드 별로 할당되어지는 서스테인 수는 가중치에 비례하게 된다.
A 경우는 APC 0 단계로 화면의 로드가 적을 때 즉, 어두운 화면의 경우이고, C는 화면의 로드가 많을 때 즉 밝은 화면의 경우이다.
이러한 APC 제어에서 어두운 화면일 때 저계조 표현을 할 경우를 살펴보면 각 SF별로 할당되어지는 서스테인수는 B와 C경우와 비교하여 A의 경우가 상대적으로 많기 때문에 계조0과 계조1 사이의 휘도차가 크게 발생하여 화면이 거칠게 표현되는 문제점이 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 영상 신호를 검출하여 화면의 부하율이 적고 저계조 표현을 하는 어두운 영상신호의 경우 자동전력제어 레벨을 강제적으로 올려 각 서브필드별로 할당되어지는 서스테인 수를 줄임으로써 화면 표시에서 계조0과 계조1 사이의 휘도차를 줄여 화면이 거칠게 표현되는 것을 방지하는 플라즈마 표시 패널 및 그의 자동전력 제어방법을 제공하기 위한 것이다.
이러한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 하나의 특징에 따른 플라즈마 표시 패널은,
외부에서 입력되는 영상 데이터를 입력받아 리셋 기간, 어드레스 기간 및 유지 기간으로 데이터를 표시하는 플라즈마 표시 패널로서,
다수의 어드레스 전극과, 다수의 주사전극과 유지전극을 포함하는 플라즈마 패널;
상기 영상신호를 입력받아 주사전극 구동신호, 유지전극 구동신호 및 어드레스 전극 구동신호를 생성하여 출력하며, 상기 부하율이 일정 부하율 이상인 경우에는 부하율에 반비례하도록 서스테인 수를 결정하고, 일정 부하율 이하인 경우 소정의 서스테인 수로 결정하여 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 전압을 인가하는 주사전극 구동부를 포함한다.
이러한 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 특징에 따른 플라즈마 표시 패널의 자동전력제어 방법은,
제1 기판 위에 각각 나란히 형성되는 복수의 제1 전극 및 제2 전극, 그리고 상기 제1 및 제2 전극에 교차하며 제2 기판 위에 형성되는 복수의 제3 전극을 포함하는 플라즈마 표시 패널에서 한 프레임을 복수의 서브필드로 나누어 구동하는 플라즈마 패널의 자동전력제어 방법으로서,
영상신호를 입력받아 부하율을 판단하는 단계;
상기 부하율이 일정 부하율 이상인 경우에는 부하율에 반비례하도록 서스테인 수를 결정하고, 일정 부하율 이하인 경우 소정의 서스테인 수로 결정하여 유지 펄스를 생성하는 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.
도5는 이 발명의 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 구성도이다.
도5를 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) 및 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 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 기간, 어드레싱 기간, 서스테인 기간으로 이루어진다. 특히, 제어부(200)는 부하율을 측정하여 일정 부하율 이하이면, 부하율에 대응하는 서스테인 수보다 증가시킨 서스테인 수로 유지펄스를 생성하여 X 전극 구동신호 및 Y 전극 구동신호를 출력한다. 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.
도6은 도5의 제어부의 상세도이다.
도6을 참조하면, 제어부는, 영상신호를 입력받아 감마 보정하여 출력하는 감마 보정부(210); 상기 감마 보정된 영상 데이터의 부하율을 계산하는 평균신호레벨 계산부(230); 부하율에 대응하는 서스테인수를 룩업테이블 형태로 저장하는 메모리(250); 상기 평균신호레벨 계산부에서 계산된 부하율이 일정 부하율 이하이면, 상기 메모리를 참조한 서스테인수보다 많은 서스테인수로 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.
그러면, 이러한 구성을 가진 이 발명의 실시예에 따른 플라즈마 표시 패널의 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, 서브필드 데이터 생성부(220)는 보정된 영상신호를 N개의 서브필드로 생성하고, 각 서브필드별로 어드레스 전극 구동신호를 출력한다.
한편, 평균신호레벨 계산부(230)는 감마 보정된 영상 신호의 부하율을 연산하여 출력한다.
그러면, 자동전력 제어부(240)는 부하율의 기준 부하율 이하인지 판단한다.
기준 부하율 이하일 경우에 자동전력 제어부(240)는 현재의 부하율에 해당하는 서스테인수보다 많은 서스테인수로 X전극 구동신호 및 Y전극 구동신호를 생성하여 출력한다. 이때, 메모리(250)에는 도3과 같이, 부하율이 증가할수록 서스테인수가 감소하도록 룩업테이블 형태로 부하율에 대응되는 서스테인수가 저장되어 있다. 여기서, 자동전력 제어부(240)는 기준 부하율 이하인 경우 서스테인수를 줄이기 위해 APC 단계를 강제적으로 높은 값으로 올리게 되며, 올리는 정도 즉, 변화된 서스테인수는 실험에 의해 결정한다. 물론 기준 부하율도 화면이 거칠게 되지 않는 범위로 실험에 의해 결정한다.
한편, 자동전력 제어부(240)는 기준 부하율 이상인 경우, 메모리(250)를 참조하여 부하율에 대응하는 서스테인 펄스수로 X전극 구동신호 및 Y전극 구동신호를 생성한다.
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 인가한다.
그리고, 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 화면의 데이터가 부드럽게 표시된다.
여기서, 자동전력 제어부(240)가 기준 부하율 이하일 경우에 서스테인수를 줄이는 방법은 다양한 변형예가 존재하며, 필요에 따라서는 메모리(250)의 룩업 테 이블을 변경하여 저장해 놓고 사용해도 된다.
이러한 변형예를 다른 실시예로서 설명하면 다음과 같다.
도7은 이 발명의 다른 실시예에 따른 부하율에 대응하는 서스테인수를 나타낸 도면이다.
이 발명의 다른 실시예에 따른 제어부(200)의 구성은 도6과 동일하므로 도면에 제시는 하지 않으며, 다른 점은 메모리(250)의 룩업 테이블이 도7과 같은 형태로 저장되어 있다는 것과 자동전력 제어부(240)가 메모리(250)의 룩업 테이블에 대응되는 서스테인수로 X전극 구동신호 및 Y전극 구성신호를 생성한다는 점이다.
이러한 구성을 가진 이 발명의 다른 실시예에 따른 제어부의 동작은 다음과 같다.
먼저, 기준 부하율 이하일 경우에 자동전력 제어부(240)는 현재의 부하율에 해당하는 서스테인수를 메모리(250)에서 읽어오고, 읽어온 서스테인수로 X전극 구동신호 및 Y전극 구동신호를 생성하여 출력한다. 이때, 메모리(250)에는 도7과 같이, 기준 부하율 이하에서는 부하율이 증가함에 따라 서스테인수도 급격히 증가하고, 기준 부하율 이상일 경우에는 부하율이 증가할수록 서스테인수가 감소하도록 룩업테이블 형태로 부하율에 대응하는 서스테인수가 저장되어 있다.
이후의 과정은 앞의 실시예와 동일하므로 상세한 설명은 생략한다.
이외에도 자동전력 제어부(240)가 기준 부하율 이하일 경우에 서스테인수를 줄이는 방법은 다양하게 변형할 수 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발 명의 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 저계조에서 화면이 부하율이 매우 작을 때에 각 서브필드별로 할당되는 서스테인수를 줄임으로써 화면표시에서 계조 0과 계조 1 사이의 휘도차를 줄여 화면이 거칠게 표현되는 것을 방지할 수 있다.

Claims (9)

  1. 외부에서 입력되는 영상 데이터를 입력받아 리셋 기간, 어드레스 기간 및 유지 기간으로 데이터를 표시하는 플라즈마 표시 패널로서,
    다수의 어드레스 전극과, 다수의 주사전극과 유지전극을 포함하는 플라즈마 패널;
    상기 영상신호를 입력받아 주사전극 구동신호, 유지전극 구동신호 및 어드레스 전극 구동신호를 생성하여 출력하며, 부하율을 측정하여 저계조를 판단하는 일정 부하율 이상인 경우에는 부하율에 반비례하도록 서스테인수를 결정하고, 상기 일정 부하율 이하인 경우 상기 부하율에 비례하도록 서스테인수를 결정하여 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 전압을 인가하는 주사전극 구동부를 포함하는 플라즈마 표시 패널.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    영상신호를 입력받아 감마 보정하여 출력하는 감마 보정부;
    상기 감마 보정된 영상 데이터의 부하율을 계산하는 평균신호레벨 계산부;
    부하율에 대응하는 서스테인수를 룩업테이블 형태로 저장하는 메모리;
    상기 평균신호레벨 계산부에서 계산된 부하율이 상기 일정 부하율 이하이면, 상기 메모리를 참조하여 일정 부하율 이상인 경우에는 부하율에 반비례하도록 서스테인수를 결정하고, 상기 일정 부하율 이하인 경우 상기 부하율에 비례하도록 서스테인수를 결정하여 상기 주사전극 구동신호 및 유지전극 구동신호를 생성하는 자동전력 제어부;
    상기 감마 보정된 영상데이터로부터 서브필드 데이터를 생성하여 어드레스 전극 구동신호로 출력하는 서브필드 데이터 생성부를 포함하는 플라즈마 표시 패널.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 부하율이 일정 부하율 이하인 경우 부하율이 증가할수록 서스테인수가 증가하도록 서스테인수를 결정하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 표시 패널.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    영상신호를 입력받아 감마 보정하여 출력하는 감마 보정부;
    상기 감마 보정된 영상 데이터의 부하율을 계산하는 평균신호레벨 계산부;
    상기 일정 부하율 이하에서는 부하율이 증가함에 따라 서스테인수도 급격히 증가하고, 상기 일정 부하율 이상일 경우에는 부하율이 증가할수록 서스테인수가 감소하도록 룩업테이블 형태로 부하율에 대응하는 서스테인수가 저장되어 있는 메모리;
    상기 평균신호레벨 계산부에서 계산된 부하율에 대응되는 서스테인수를 상기 메모리에서 읽어와 X전극 구동신호 및 Y 전극 구동신호를 생성하여 출력하는 자동전력 제어부;
    상기 감마 보정된 영상데이터로부터 서브필드 데이터를 생성하여 어드레스 전극 구동신호로 출력하는 서브필드 데이터 생성부를 포함하는 플라즈마 표시 패널.
  7. 제1 기판 위에 각각 나란히 형성되는 복수의 제1 전극 및 제2 전극, 그리고 상기 제1 및 제2 전극에 교차하며 제2 기판 위에 형성되는 복수의 제3 전극을 포함하는 플라즈마 표시 패널의 자동 전력 제어 방법으로서,
    영상신호를 입력받아 부하율을 판단하는 제1 단계;
    상기 부하율이 저계조를 판단하는 기준이 되는 일정 부하율 이상인 경우에는 부하율에 반비례하도록 서스테인수를 결정하고, 상기 부하율이 상기 일정 부하율 이하인 경우 상기 부하율에 비례하도록 서스테인수를 결정하여 유지 펄스를 생성하는 제2 단계를 포함하는 플라즈마 표시 패널의 자동 전력 제어 방법.
  8. 삭제
  9. 제7항에 있어서,
    상기 제2 단계는,
    메모리에 상기 일정 부하율 이하에서는 부하율이 증가함에 따라 서스테인수가 급격히 증가하고, 상기 일정 부하율 이상일 경우에는 부하율이 증가할수록 서스테인수가 감소하도록 룩업테이블 형태로 부하율에 대응하는 서스테인수를 저장해 놓고, 상기 부하율에 대응하는 서스테인수를 상기 메모리에서 읽어와 유지펄스를 생성하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 표시 패널의 자동 전력 제어 방법.
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