KR100627310B1 - 플라즈마 표시 장치 및 그의 구동 방법 - Google Patents

플라즈마 표시 장치 및 그의 구동 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 플라즈마 표시 장치 및 그의 구동 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 영상신호의 부하율을 계산하고 그에 대응되는 서스테인 펄스수를 계산하고, 상기 영상신호의 계조값에 따라 서브필드 매핑하여 출력한다. 그리고 나서, 서브필드 매핑 정보 및 서스테인 펄스수 정보에 따라 총발광량을 계산하고, 상기 총광광량과 계조값에 대응하는 기준 휘도값을 비교하여 그 차이를 오차확산하여 출력한다. 이렇게 함으로써, 계조 선형성을 유지할 수 있다.
PDP, 총발광량, 서스테인광, 리셋광, 어드레스광

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 도1의 제어부의 상세도이다.
도 3은 서브필드 매핑에 따른 계조별 발광량을 나타낸 도면이다.
도 4는 종래 및 본발명의 실시예에 따른 오차확산에 의해 만들어진 계조를 나타낸 도면이다.
본 발명은 플라즈마 표시 장치(plasma display device)에 관한 것으로서, 특히, 오차확산처리를 하는 플라즈마 표시 장치 및 그의 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 표시장치에서는 서브필드를 매핑하여 계조를 구현하고 있다.
종래의 서브필드 매핑에 의한 계조표현방식에서는 서스테인 수만을 고려하여 서브필드 매핑이 이루어진다.
그런데 실제로 계조는 서스테인 광 뿐만 아니라 어드레스광 및 리셋광의 조합에 의해 표시된다. 이러한 이유로 서스테인수만을 고려하여 계조매핑된 종래의 방식은 계조의 선형이 나빠지는 문제점이 있다. 또한, 서스테인의 수는 자동전력제어에 의한 서스테인 수 가변 시에 서스테인 양자화 오차가 더욱 커지게 되고 이에 따라 계조의 선형성이 더욱 나빠져 화면에 양자화 노이즈(contour-noise)가 생긴다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 실제의 총 발광량을 계산하고, 계조가 선형성을 이루도록 영상신호를 오차확산하는 플라즈마 표시장치 및 그의 구동방법을 제공하는 것이다.
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 총발광량을 계산하여 영상신호의 계조값에 대응하는 기준 휘도값과 비교하고, 그 차이값을 오차확산하여 어드레스 전극 구동신호로 생성하는 제어부;
상기 어드레스 전극 구동신호에 대응하는 전압을 상기 어드레스 전극에 인가하는 어드레스 전극 구동부를 포함하며,
상기 제어부는
영상신호를 입력받아 감마 보정하여 출력하는 감마 보정부;
자동전력제어레벨에 대응하는 서스테인수를 룩업테이블 형태로 저장하는 제1 메모리;
상기 감마 보정된 영상 데이터의 부하율을 계산하고, 부하율에 대응하는 자동전력제어레벨을 결정하고, 자동전력제어레벨에 대응하는 서스테인수를 결정하여 출력하는 자동전력 제어부;
상기 감마 보정된 영상데이터를 서브필드 매핑하여 데이터가 인가되는 서브필드의 매핑정보를 출력하는 서브필드 매핑부;
상기 서브필드 매핑부에 의해 출력되는 상기 매핑정보와 상기 자동전력제어부에 의해 출력되는 서브필드별 서스테인수 정보를 입력받아 총 발광량을 계산하는 총 발광량 계산부를 포함한다.
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이러한 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 특징에 따른 플라즈마 표시 장치의 구동 방법은,
영상신호의 부하율을 계산하고 계산된 부하율에 대응되는 각 서브필드별 서스테인 펄스수를 계산하는 제1 단계;
상기 영상신호의 계조값에 따라 서브필드 매핑하여 출력하는 제2 단계;
상기 제2 단계에서 출력되는 상기 서브필드 매핑 정보 및 상기 제1 단계에서 출력되는 상기 계산된 부하율에 대응하는 상기 서브필드별 서스테인 펄스수 정보에 따라 총발광량을 계산하는 제3 단계;
상기 제3 단계에서 계산된 총발광량과 계조값에 대응하는 기준 휘도값을 비교하여 그 차이를 오차로 출력하는 제4 단계;
상기 오차에 따라 영상신호를 오차확산하는 제5 단계를 포함한다.
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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. 특히, 제어부(200)는 영상신호의 부하율을 계산하고 그에 대응되는 서스테인 펄스수를 계산하고, 상기 영상신호의 계조값에 따라 서브필드 매핑한 후, 서브필드 매핑 정보 및 서스테인 펄스수 정보에 따라 총발광량을 계산하고, 상기 총광광량과 계조값에 대응하는 기준 휘도값을 비교하고, 그 차이를 오차확산하고 나서 서브필드 데이터를 생성하여 어드레스 전극 구동신호로 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.
도 2는 도1의 제어부의 상세도이다.
도 2를 참조하면, 제어부는,
영상신호를 입력받아 감마 보정하여 출력하는 감마 보정부(210); 부하율 또는 자동전력제어레벨에 대응하는 서스테인수를 룩업테이블 형태로 저장하는 제1 메모리(290); 상기 감마 보정된 영상 데이터의 부하율을 계산하고, 부하율에 대응하는 자동전력제어레벨을 결정하고, 자동전력제어레벨에 대응하는 서스테인수를 제1 메모리(290)에서 읽어와 각 서브필드별 서스테인수를 결정하여 출력하고, X전극 구동신호 및 Y 전극 구동신호를 생성하여 출력하는 자동전력 제어부(280); 상기 감마 보정된 영상데이터를 서브필드 매핑하여 데이터가 인가되는 서브필드의 매핑정보를 출력하는 서브필드 매핑부(240); 상기 매핑정보와 서브필드별 서스테인수 정보를 입력받아 총 발광량을 계산하여 출력하는 총 발광량 계산부(250); 게조별로 선형성이 유지되는 기준 휘도값을 저장하는 제2 메모리(270); 상기 총발광량과 입력 계조에 대한 기준 휘도값을 상기 제2 메모리(270)에서 읽어와 비교하고, 그 오차값을 출력하는 오차 계산부(260); 상기 오차 계산부에서 출력되는 오차값이 보정하도록 상기 영상신호를 오차확산하여 출력하는 오차확산부(220); 상기 오차 확산된 영상 데이터로부터 서브필드 데이터를 생성하여 어드레스 전극 구동신호로 출력하는 서브필드 데이터 생성부(230)를 포함한다.
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 보정하여 출력한다.
그리고 나서, 자동전력 제어부(280)는 상기 감마 보정된 영상 데이터의 부하율을 계산하고, 부하율에 대응하는 자동전력제어레벨을 결정하고, 자동전력제어레벨에 대응하는 서스테인수를 제1 메모리(290)에서 읽어와 각 서브필드별로 서스테인수를 결정하여 X전극 구동신호 및 Y 전극 구동신호를 생성하여 출력한다. 또한, 자동전력 제어부(280)는 서브필드별 서스테인수를 총발광량 계산부(250)로 출력한다. 이때, 제1 메모리(290)는 부하율 또는 자동전력제어레벨에 대응하는 서스테인수를 룩업테이블 형태로 저장하고 있다.
그리고, 서브필드 매핑부(240)는 감마 보정된 영상데이터를 서브필드 매핑하여 데이터를 인가해야할 서브필드와 데이터를 인가하지 않을 서브필드를 결정한 서브필드의 매핑정보를 출력한다.
그러면, 총 발광량 계산부(250)는 상기 매핑정보와 서브필드별 서스테인수 정보를 입력받아 총 발광량을 계산하는데 이를 좀 더 상세히 도3을 참조로 설명한다.
도3을 참조하면, 총발광량은 리셋광, 어드레스광 및 서스테인광의 합으로 이루어진다. 리셋광은 메인리셋이나 보조리셋 또는 구동방식 등을 고려하여 결정하며, 미약하므로 계산에서 생략할 수도 있다. 어드레스 광은 데이터가 인가되는 서브필드 개수로 결정되고, 서스테인광은 데이터가 인가되는 서브필드에 해당 서스테인수를 곱한값을 더하면 된다. 도3에 도시된 예는 서스테인수를 가중치값으로 나타낸 것이며, 실제로는 서스테인 수를 곱하여 결정한다. 그러나 필요에 따라서 가중치를 이용하여 선형적인 계조가 되도록 발광량을 계산할 수도 있다.
이렇게 총 발광량이 계산되면, 오차 계산부(260)는 상기 총발광량과 입력 계조에 대한 기준 휘도값을 상기 제2 메모리(270)에서 읽어와 비교하고, 그 오차값을 오차 확산부(220)로 출력한다. 이때, 제2 메모리(270)에는 계조별로 선형성이 유지되는 기준 휘도값을 저장하고 있다.
그러면, 오차 확산부(220)는 감마 보정부(210)로부터 영상 데이터를 입력받아 오차값이 없어지도록 오차확산을 한다. 이때 오차 확산 기술에 관해서는 이 분야에서 잘 알려진 기술이므로 상세한 설명을 생략한다.
도 4는 종래의 오차확산에 따라 생성된 계조와 본원 발명 실시예의 오차확산에 따라 생성된 계조를 나타낸 도면이다.
도 4를 참조하면, 실제 발광량은 총발광량 계산부에서 계산한 값으로서 종래의 계조값이 되며, 오차 확산에 만들어진 새로운 계조값은 제2 메모리(270)에 저장된 기준 휘도값 또는 이와 유사한 휘도값이 된다. 따라서, 본 발명의 실시예에 따르면, 오차값을 계산하여 오차확산을 통해 계조의 선형성이 유지되도록 할 수 있다.
이후, 서브필드 데이터 생성부(230)는 상기 오차 확산된 영상 데이터로부터 서브필드 데이터를 생성하여 어드레스 전극 구동신호로 출력한다.
그러면, 어드레스 전극 구동부(300) 및 Y전극 구동부(400) 및 X전극 구동부(500)는 제어부(200)로부터 수신되는 어드레스 전극 구동신호 및 Y전극 구동 신호 및 X 전극 구동신호에 응답하여 해당 전압을 어드레스 전극 및 각 Y 전극 및 X 전극에 인가한다.
이러한 과정에 의해 플라즈마 표시 패널에는 화상이 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 장치에서 사용되는 서브필드에 의한 계조 표현에서 문제가 되는 비선형성을 선형적으로 개선할 수 있고, 특히, 서스테인 수가 적어질 때나 어드레스광의 세기 등에 의한 저계조 선형성이 나빠지는 문제를 개선할 수 있다.

Claims (8)

  1. 다수의 어드레스 전극과, 다수의 주사전극과 유지전극을 포함하는 플라즈마 표시 패널;
    상기 영상신호를 입력받아 총발광량을 계산하여 영상신호의 계조값에 대응하는 기준 휘도값과 비교하고, 그 차이값을 오차확산하여 어드레스 전극 구동신호로 생성하는 제어부;
    상기 어드레스 전극 구동신호에 대응하는 전압을 상기 어드레스 전극에 인가하는 어드레스 전극 구동부를 포함하며,
    상기 제어부는
    영상신호를 입력받아 감마 보정하여 출력하는 감마 보정부;
    자동전력제어레벨에 대응하는 서스테인수를 룩업테이블 형태로 저장하는 제1 메모리;
    상기 감마 보정된 영상 데이터의 부하율을 계산하고, 부하율에 대응하는 자동전력제어레벨을 결정하고, 자동전력제어레벨에 대응하는 서스테인수를 결정하여 출력하는 자동전력 제어부;
    상기 감마 보정된 영상데이터를 서브필드 매핑하여 데이터가 인가되는 서브필드의 매핑정보를 출력하는 서브필드 매핑부;
    상기 서브필드 매핑부에 의해 출력되는 상기 매핑정보와 상기 자동전력제어부에 의해 출력되는 서브필드별 서스테인수 정보를 입력받아 총 발광량을 계산하는 총 발광량 계산부를 포함하는 플라즈마 표시 장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 총 발광량은 리셋광, 어드레스광 및 서스테인 광을 포함하는 플라즈마 표시 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    계조별로 선형성이 유지되는 기준 휘도값을 저장하는 제2 메모리;
    상기 총발광량과 입력 계조에 대한 기준 휘도값을 상기 제2 메모리에서 읽어와 비교하고, 그 오차값을 출력하는 오차 계산부; 및
    상기 오차 계산부에서 출력되는 오차값이 보정하도록 상기 영상신호를 오차확산하여 출력하는 오차확산부를 추가로 포함하는 플라즈마 표시장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 총발광량 계산부는 데이터가 인가되는 서브필드의 개수에 해당하는 어드레스광 및 데이터가 인가되는 서브필드의 서스테인 펄스수의 합에 해당하는 서스 테인광으로부터 총발광량을 계산하는 플라즈마 표시장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 총발광량 계산부는 리셋광을 더 포함하여 총 발광량을 계산하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 표시장치.
  7. 영상신호의 부하율을 계산하고 계산된 부하율에 대응되는 각 서브필드별 서스테인 펄스수를 계산하는 제1 단계;
    상기 영상신호의 계조값에 따라 서브필드 매핑하여 출력하는 제2 단계;
    상기 제2 단계에서 출력되는 상기 서브필드 매핑 정보 및 상기 제1 단계에서 출력되는 상기 계산된 부하율에 대응하는 상기 서브필드별 서스테인 펄스수 정보에 따라 총발광량을 계산하는 제3 단계;
    상기 제3 단계에서 계산된 총발광량과 계조값에 대응하는 기준 휘도값을 비교하여 그 차이를 오차로 출력하는 제4 단계;
    상기 오차에 따라 영상신호를 오차확산하는 제5 단계를 포함하는 플라즈마 표시장치의 구동방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제3 단계는 데이터가 인가되는 서브필드의 개수에 해당하는 어드레스광 및 데이터가 인가되는 서브필드의 서스테인 펄스수의 합에 해당하는 서스테인광으로부터 총발광량을 계산하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 표시장치의 구동방법.
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