KR100612245B1 - 플라즈마 표시 장치 및 그 구동 방법 - Google Patents

플라즈마 표시 장치 및 그 구동 방법 Download PDF

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Abstract

플라즈마 표시 장치에서, 복수의 서브필드 중 가장 낮은 가중치를 가지는 제1 서브필드에서 단위광을 저감시키기 위해, 상기 제1 서브필드의 유지 기간에서 상기 복수의 제2 전극에 상기 설정된 제1 전압을 인가하고 상기 복수의 제1 전극의 전압을 제2 전압에서 제3 전압까지 점진적으로 증가시킨다. 이때, 한 프레임동안 입력되는 영상 신호로부터 검출된 부하율에 따라 상기 제1 전압을 다르게 설정한다. 이렇게 하면, 화면 부하율에 따른 저계조 선형성을 향상시킬 수 있게 된다.
PDP, 전극, 방전, 단위광, 저계조, 가중치, APC, 부하율

Description

플라즈마 표시 장치 및 그 구동 방법{PLASMA DISPLAY AND DRIVING METHOD THEREOF}
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 플라즈마 표시 장치를 나타내는 도면이다.
도 2 및 도 3은 각각 본 발명의 제1 및 제2 실시 예에 따른 플라즈마 표시 장치의 구동 파형을 나타내는 도면이다.
본 발명은 플라즈마 표시 장치 및 그 구동 방법에 관한 것이다.
플라즈마 표시 장치는 기체 방전에 의해 생성된 플라즈마를 이용하여 문자 또는 영상을 표시하는 플라즈마 표시 패널을 이용한 표시 장치이다. 이러한 플라즈마 표시 패널에는 그 크기에 따라 수십에서 수백 만개 이상의 방전 셀이 매트릭스 형태로 배열되어 있다.
플라즈마 표시 장치에서는 한 프레임(1TV 필드)이 각각의 가중치를 가지는 복수의 서브필드로 분할되어 구동되며, 복수의 서브필드 중 표시 동작이 일어나는 서브필드의 가중치의 조합에 의해 계조가 표시된다. 각 서브필드의 어드레스 기간에서 어드레스 방전에 의해 발광할 방전 셀과 발광하지 않을 방전 셀이 선택되고, 유지 기간에서 선택된 발광 할 방전 셀이 해당 서브필드의 가중치에 해당하는 기간 동안 유지 방전되어 화상이 표시된다.
이러한 플라즈마 표시 장치에서 최소 계조(예를 들면, 1 계조)를 표현하는 서브필드에서 낮은 단위광을 구현해야 저계조 표현에 유리하다. 여기서, 단위광은 최소 계조를 표현하는 서브필드에서 어드레스 방전에 의한 광과 유지 방전에 의한 광을 합한 광을 의미한다. 따라서, 일반적으로 단위광의 크기를 줄이기 위해 최소한의 유지 방전 예를 들어, 주사 전극에 1회의 유지 방전 펄스(Vs 전압)를 인가하여 1회의 유지 방전만 일어나도록 설정하고 있다. 그런데, 어드레스 기간에서의 어드레스 방전과 1회의 유지 방전으로도 광이 너무 세기 때문에 저계조 표현에 문제가 된다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 저계조 표현력을 향상시킬 수 있는 플라즈마 표시 장치의 구동 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 한 특징에 따르면, 복수의 제1 전극과 상기 복수의 제1 전극과 함께 표시 동작을 수행하는 복수의 제2 전극, 복수의 제1 전극과 복수의 제2 전극에 교차하는 방향으로 형성되어 있는 복수의 제3 전극 및 상기 각 제1 전극 및 상기 각 제2 전극에 의해 각각 정의되는 복수의 방전 셀을 포함하는 플라즈마 표시 장치에서 하나의 프레임을 복수의 서브필드로 나누어 구동하는 방법이 제공된다. 이 구동 방법은, 한 프레임동안 입력되는 영상 신호로부터 부하율을 검출하는 단계, 상 기 검출된 부하율을 임계 부하율과 비교하는 단계, 상기 복수의 서브필드 중 가장 낮은 가중치를 가지는 제1 서브필드의 유지 기간에서, 상기 검출된 부하율이 상기 임계 부하율보다 큰 경우 상기 복수의 제2 전극에 인가되는 제1 전압을 상기 검출된 부하율이 상기 임계 부하율보다 작은 경우 상기 복수의 제2 전극에 인가되는 제1 전압보다 높게 설정하는 단계, 그리고 상기 제1 서브필드의 유지 기간에서 상기 복수의 제2 전극에 상기 설정된 제1 전압을 인가하고 상기 복수의 제1 전극의 전압을 제2 전압에서 제3 전압까지 점진적으로 증가시키는 단계를 포함한다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 플라즈마 표시 패널, 구동부, 그리고 제어부를 포함하는 플라즈마 표시 장치가 제공된다. 플라즈마 표시 패널은 복수의 제1 전극과 복수의 제2 전극, 상기 제1 전극과 제2 전극에 교차하는 방향으로 형성되는 복수의 제3 전극 및 상기 각 제1 전극과 상기 각 제2 전극 및 상기 각 제3 전극에 의해 각각 정의되는 복수의 방전 셀을 포함한다. 구동부는 상기 복수의 서브필드 중 가장 낮은 가중치를 가지는 서브필드의 어드레스 기간에서, 상기 복수의 제2 전극에 제1 전압을 인가한 상태에서 상기 복수의 제1 전극의 전압을 상기 제2 전압에서 제3 전압까지 점진적으로 증가시킨다. 제어부는 한 프레임동안 입력되는 영상 신호의 화면 부하율을 검출하고 상기 검출된 부하율에 대응하여 상기 제1 전압을 다르게 설정한다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 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 여기 에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 “포함”한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
그리고 본 발명에서의 벽 전하란 셀의 벽(예를 들어, 유전체층) 상에서 각 전극에 가깝게 형성되는 전하를 말한다. 그리고 벽 전하는 실제로 전극 자체에 접촉되지는 않지만, 여기서는 전극에 “형성됨”, “축적됨” 또는 “쌓임”과 같이 설명한다. 또한 벽 전압은 벽 전하에 의해서 셀의 벽에 형성되는 전위 차를 말한다.
먼저, 본 발명의 실시 예에 따른 플라즈마 표시 장치에 대해서 도 1을 참조하여 자세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 플라즈마 표시 장치를 나타내는 도면이다.
도 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 플라즈마 표시 장치는 플라즈마 표시 패널(100), 제어부(200), 어드레스 전극 구동부(300), 주사 전극 구동부(400) 및 유지 전극 구동부(500)를 포함한다.
플라즈마 표시 패널(100)은 열 방향으로 뻗어 있는 복수의 어드레스 전극(이하 “A 전극”이라 함)(A1∼Am), 그리고 행 방향으로 서로 쌍을 이루면서 뻗어 있는 복수의 유지 전극(이하, “X 전극”이라 함)(X1∼Xn) 및 주사 전극(이하 “Y 전극”이라 함)(Y1∼Yn)을 포함한다. 일반적으로 X 전극(X1∼Xn)은 각 Y 전극(Y1∼ Yn)에 대응해서 형성되어 있으며, X 전극(X1∼Xn)과 Y 전극(Y1∼Yn)이 유지 기간에서 화상을 표시하기 위한 표시 동작을 수행한다. Y 전극(Y1∼Yn)과 X 전극(X1∼Xn)은 A 전극(A1∼Am)과 직교하도록 배치된다. 이때, A 전극(A1∼Am)과 X 및 Y 전극(X1∼Xn, Y1∼Yn)의 교차부에 있는 방전 공간이 셀(12)을 형성한다. 이러한 플라즈마 표시 패널(100)의 구조는 일 예이며, 아래에서 설명하는 구동 파형이 적용될 수 있는 다른 구조의 패널도 본 발명에 적용될 수 있다.
제어부(200)는 외부로부터 영상 신호를 수신하여 A 전극 구동 제어 신호, X 전극 구동 제어 신호 및 Y 전극 구동 제어 신호를 출력한다. 그리고 제어부(200)는 한 프레임을 복수의 서브필드로 분할하여 구동하며, 각 서브필드는 시간적인 동작 변화로 표현하면 리셋 기간, 어드레스 기간 및 유지 기간으로 이루어진다.
어드레스 전극 구동부(300)는 제어부(200)로부터 A 전극 구동 제어 신호를 수신하여 표시하고자 하는 방전 셀을 선택하기 위한 표시 데이터 신호를 각 A 전극에 인가한다.
주사 전극 구동부(400)는 제어부(200)로부터 Y 전극 구동 제어 신호를 수신하여 Y 전극에 구동 전압을 인가한다.
유지 전극 구동부(500)는 제어부(200)로부터 X 전극 구동 제어 신호를 수신하여 X 전극에 구동 전압을 인가한다.
다음, 도 2를 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 플라즈마 표시 장치의 구동 파형에 대해서 상세하게 설명한다. 아래에서는 편의상 하나의 셀을 형성하는 Y 전극, X 전극 및 A 전극에 인가되는 구동 파형에 대해서만 설명한다.
도 2 및 도 3은 각각 본 발명의 제1 및 제2 실시 예에 따른 플라즈마 표시 장치의 구동 파형을 나타내는 도면이다. 도 2 및 도 3에서는 복수의 서브필드 중 최소 가중치를 가지는 서브필드만을 도시하였다.
먼저, 도 2에 나타낸 바와 같이, 리셋 기간의 상승 기간에서는 X 전극을 기준 전압(도 2에서는 0V)로 유지한 상태에서 Y 전극의 전압이 Vs 전압에서 Vset 전압까지 점진적으로 증가된다. 도 2에서는 Y 전극의 전압이 램프 형태로 증가하는 것으로 도시하였다. 그러면, Y 전극의 전압이 증가하는 중에 Y 전극과 X 전극 사이 및 Y 전극과 A 전극 사이에서 미약한 방전(이하, “약 방전”이라 함)이 일어나면서, Y 전극에는 (-) 벽 전하가 형성되고 X 및 A 전극에는 (+) 벽 전하가 형성된다.
리셋 기간의 하강 기간에서는 X 전극에 Ve 전압을 인가한 상태에서 Y 전극의 전압이 Vs 전압에서 Vnf 전압까지 점진적으로 감소된다. 그러면 Y 전극의 전압이 감소하는 중에 Y 전극과 X 전극 사이 및 Y 전극과 A 전극 사이에서 약 방전이 일어나면서 Y 전극에 형성된 (-) 벽 전하와 X 전극 및 A 전극에 형성된 (+) 벽 전하가 소거되어 방전 셀이 초기화된다. 일반적으로 (Vnf-Ve) 전압의 크기는 Y 전극과 X 전극 사이의 방전 개시 전압 근처로 설정된다. 그러면 Y 전극과 X 전극 사이의 벽 전압이 거의 0V가 되어, 어드레스 기간에서 어드레스 방전이 일어나지 않은 셀이 유지 기간에서 오방전하는 것을 방지할 수 있다.
어드레스 기간에서는 켜질 방전 셀을 선택하기 위해서, X 전극에 Ve 전압이 인가된 상태에서, 복수의 Y 전극에 순차적으로 VscL 전압을 가지는 주사 펄스가 인가된다. 이때, VscL 전압이 인가된 Y 전극과 X 전극에 의해 형성되는 복수의 방전 셀 중에서 선택하고자 하는 방전 셀을 통과하는 A 전극에 Va 전압을 가지는 어드레스 펄스를 인가한다. 그러면, Va 전압이 인가된 A 전극과 VscL 전압이 인가된 Y 전극 사이 및 VscL 전압이 인가된 Y 전극과 Ve 전압이 인가된 X 전극 사이에서 어드레스 방전이 일어나 Y 전극에 (+) 벽 전하, A 전극 및 X 전극에 각각 (-) 벽 전하가 형성된다. 여기서, VscL 전압은 Vnf 전압과 같거나 낮은 레벨로 설정될 수 있다. 그리고 VscL 전압이 인가되지 않는 Y 전극에는 VscL 전압보다 높은 VscH 전압이 인가되고, 선택되지 않는 방전 셀의 A 전극에는 기준 전압이 인가된다.
한편, 어드레스 기간에서 이러한 동작을 수행하기 위해, 주사 전극 구동부(400)는 Y 전극(Y1∼Yn) 중 주사 펄스가 인가될 Y 전극을 선택한다. 예를 들어, 싱글 구동에서는 수직 방향으로 배열된 순서대로 Y 전극을 선택할 수 있다. 그리고 하나의 Y 전극이 선택되는 경우, 어드레스 전극 구동부(300)는 해당 Y 전극에 의해 형성된 방전 셀 중 켜질 방전 셀을 선택한다. 즉, 어드레스 전극 구동부(300)는 A 전극(A1∼Am) 중 Va 전압의 어드레스 펄스가 인가될 셀을 선택한다.
구체적으로, 먼저 첫 번째 행의 Y 전극(도 1의 Y1)에 주사 펄스가 인가되는 동시에 첫 번째 행 중 켜질 셀에 위치하는 A 전극에 어드레스 펄스가 인가된다. 그러면 첫 번째 행의 Y 전극과 어드레스 펄스가 인가된 A 전극 사이에서 방전이 일어나서, Y 전극에 (+) 벽 전하, A 및 X 전극에 각각 (-) 벽 전하가 형성된다. 그 결과 Y 전극과 X 전극 사이에 Y 전극의 전위가 X 전극의 전위에 대해 높도록 벽 전압(Vwxy)이 형성된다. 이어서, 두 번째 행의 Y 전극(도 1의 Y2)에 주사 펄스가 인가되면서 두 번째 행 중 켜질 셀에 위치하는 A 전극에 어드레스 펄스가 인가된다. 그 러면 어드레스 펄스가 인가된 A 전극과 두 번째 행의 Y 전극에 의해 형성되는 셀에서 어드레스 방전이 일어나서 셀에 벽 전하가 형성된다. 마찬가지로 나머지 행의 Y 전극에 대해서도 순차적으로 주사 펄스가 인가되면서 켜질 셀에 위치하는 A 전극에 어드레스 펄스가 인가되어, 해당 셀에 벽 전하가 형성된다.
유지 기간에서는 X 전극 및 A 전극에 각각 기준 전압이 인가된 상태에서 Y 전극의 전압이 0V 전압에서 Vs 전압까지 점진적으로 증가된 후 Vs 전압이 인가된다. 도 2에서는 Y 전극의 전압이 램프 형태로 증가하는 것으로 도시하였다. 그러면, Y 전극의 전압이 증가하는 중에 Y 전극과 X 전극 사이에서 약한 유지 방전이 일어난다. 따라서, 종래와 같이 Y 전극에 Vs 전압이 인가되는 경우에 비해 유지 방전에 의한 광량이 줄어든다. 이로 인해 단위광의 크기가 줄어들어 저계조 표현력이 향상된다.
한편, 플라즈마 표시 장치에서 제어부(200)는 외부로부터 입력되는 영상 데이터에 대해 검출된 부하율에 따라 APC(Automatic Power Control) 레벨을 계산하며, 계산된 APC 레벨에 대응되는 유지 방전 펄스 수를 산출한다. 따라서, 플라즈마 표시 패널(100)의 화면 부하율에 따라 한 프레임에 할당되는 총 유지 방전 펄스의 개수가 달라진다. 즉, 제어부(200)는 플라즈마 표시 패널(100)의 화면 부하율이 크면 소비 전력이 증가하므로 한 프레임에 할당되는 유지 방전 펄스의 개수를 줄이고, 화면 부하율이 작은 경우에는 한 프레임에 할당되는 유지 방전 유지 방전 펄스를 개수를 늘린다.
가령, 플라즈마 표시 장치에서 플라즈마 표시 패널(100)의 화면 부하율이 임 계치보다 작은 경우에 1 계조를 표현하는 서브필드에 Vs 전압을 가지는 1개의 유지 방전 펄스가 할당된다고 가정할 때, 도 2와 같이 하여 단위광의 크기를 줄일 수 있다. 그런데, 플라즈마 표시 패널(100)의 화면 부하율이 임계치보다 큰 경우에는 본 발명의 제1 실시 예에서보다 단위광이 더 작아야 계조 선형성을 확보할 수 있다. 따라서, 플라즈마 표시 패널(100)의 화면 부하율이 임계치보다 큰 경우에는 도 3에 도시된 본 발명의 제2 실시 예와 같이 유지 기간에서 Y 전극의 전압이 Vs 전압까지 증가되는 동안 X 전압에 양의 전압(도 3에서는 Vb)을 인가한다. 그러면, 제1 실시 예에 비해 Y 전극과 X 전극의 전압 차(Vs-Vb)가 줄어들어 유지 방전이 더 약하게 일어난다. 즉, 제1 실시 예에 비해 단위광이 작아지므로, 저계조 선형성을 확보할 수 있다.
그리고 본 발명의 제2 실시 예에서는 화면 부하율이 임계치보다 작은 경우 0V 전압이 인가되는 것으로 설명하였지만, 화면 부하율이 임계치보다 작은 경우 Vb 전압보다 작은 양의 전압이 인가될 수도 있다.
또한, 도 2 및 도 3에서는 리셋 기간이 상승 기간과 하강 기간으로 이루어졌지만, 리셋 기간이 하강 기간만으로 이루어질 수도 있다.
이상에서 본 발명의 실시 예에 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 발명에 의하면, 이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 최소 가중치를 가지는 서브필드에서 단위광을 줄일 수 있어 저계조 표현력을 향상시킬 수 있다. 특히, 라즈마 표시 패널의 화면 부하율에 따라 최소 가중치를 가지는 서브필드에서의 단위광을 조절함으로써, 저계조 선형성을 확보할 수 있다.

Claims (4)

  1. 복수의 제1 전극과 상기 복수의 제2 전극, 복수의 제1 전극과 복수의 제2 전극에 교차하는 방향으로 형성되어 있는 복수의 제3 전극 및 상기 각 제1 전극, 상기 각 제2 전극 및 상기 각 제3 전극에 의해 각각 정의되는 복수의 방전 셀을 포함하는 플라즈마 표시 장치에서 하나의 프레임을 복수의 서브필드로 나누어 구동하는 방법에 있어서,
    한 프레임동안 입력되는 영상 신호로부터 부하율을 검출하는 단계,
    상기 검출된 부하율을 임계 부하율과 비교하는 단계,
    상기 복수의 서브필드 중 가장 낮은 가중치를 가지는 제1 서브필드의 유지 기간에서, 상기 검출된 부하율이 상기 임계 부하율보다 큰 경우 상기 복수의 제2 전극에 인가되는 제1 전압을 상기 검출된 부하율이 상기 임계 부하율보다 작은 경우 상기 복수의 제2 전극에 인가되는 제1 전압보다 높게 설정하는 단계, 그리고
    상기 제1 서브필드의 유지 기간에서 상기 복수의 제2 전극에 상기 설정된 제1 전압을 인가하고 상기 복수의 제1 전극의 전압을 제2 전압에서 제3 전압까지 점진적으로 증가시키는 단계를 포함하는 플라즈마 표시 장치의 구동 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 서브필드의 리셋 기간에서,
    상기 제2 전극의 제2 전극에 제4 전압을 인가한 상태에서 상기 복수의 제2 전극의 전압을 제5 전압에서 제6 전압까지 점진적으로 감소시키는 단계를 더 포함하는 플라즈마 표시 장치의 구동 방법.
  3. 복수의 제1 전극과 복수의 제2 전극, 상기 제1 전극과 제2 전극에 교차하는 방향으로 형성되는 복수의 제3 전극 및 상기 각 제1 전극과 상기 각 제2 전극 및 상기 각 제3 전극에 의해 각각 정의되는 복수의 방전 셀을 포함하는 플라즈마 표시 패널,
    상기 복수의 서브필드 중 가장 낮은 가중치를 가지는 서브필드의 어드레스 기간에서, 상기 복수의 제2 전극에 제1 전압을 인가한 상태에서 상기 복수의 제1 전극의 전압을 상기 제2 전압에서 제3 전압까지 점진적으로 증가시키는 구동부, 그리고
    한 프레임동안 입력되는 영상 신호의 화면 부하율을 검출하고 상기 검출된 부하율에 대응하여 상기 제1 전압을 다르게 설정하는 제어부를 포함하는 플라즈마 표시 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 검출된 부하율이 상기 임계 부하율보다 큰 프레임에서의 상기 제1 전압을 상기 검출된 부하율이 상기 임계 부하율보다 작은 프레임에서의 상기 제1 전압보다 높게 설정하는 플라즈마 표시 장치.
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