KR100627409B1 - 플라즈마 표시 장치 및 그 구동 방법 - Google Patents

플라즈마 표시 장치 및 그 구동 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 플라즈마 표시 장치 및 그 구동 방법에 관한 것으로, 특히 플라즈마 표시 장치 내에 과도한 전류가 흐르게 될 때, 자동적으로 소정의 서브 필드에 어드레싱을 하지 않음으로써 공급하는 전류의 양을 감소시키는 플라즈마 표시 장치 및 그 구동 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따르면 플라즈마 표시 장치 내에 과도한 전류를 공급하게 될 때, 자동적으로 소정의 서브 필드에 어드레싱을 하지 않음으로써 공급하는 전류의 양을 감소시킴으로써 플라즈마 표시 장치가 갑자기 화면 표시를 중지하는 것을 막을 수 있다.
플라즈마 표시 장치, 유지 펄스, SMPS, 계조값, 전력

Description

플라즈마 표시 장치 및 그 구동 방법{PLASMA DISPLAY DEVICE AND DRIVING METHOD THEREOF}
도 1은 플라즈마 표시 장치의 구동에 관한 타이밍도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 표시 장치의 개략도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 표시 장치의 SMPS 및 제어부의 개략적인 블록도이다.
본 발명은 플라즈마 표시 장치 및 그 구동 방법에 관한 것으로, 특히 플라즈마 표시 장치 내에 과도한 전류가 흐르게 될 때, 자동적으로 서브 필드의 숫자를 줄여서 흐르는 전류의 양을 감소시키는 플라즈마 표시 장치 및 그 구동 방법에 관한 것이다.
최근 액정 표시 장치(liquid crystal display, 이하 LCD), 전계 방출 표시 장치(field emission display, 이하 FED), 플라즈마 표시 장치 등의 평면 표시 장치가 활발히 개발되고 있다. 이들 평면 표시 장치 중에서 플라즈마 표시 장치는 다른 평면 표시 장치에 비해 휘도 및 발광효율이 높으며 시야각이 넓다는 장점이 있다. 따라서, 플라즈마 표시 장치가 40인치 이상의 대형 표시 장치에서 종래의 음극선관(cathode ray tube, 이하 CRT)을 대체할 표시 장치로서 각광받고 있다.
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.
상기 플라즈마 표시 장치에 있어서의 기체 방전은, 전압이 인가되더라도 방전 개시 전압 이하의 인가 전압에 대해서는 방전이 일어나지 않는 강한 비선형성을 갖는다. 상기 기체 방전의 방전 개시 전압은 일반적으로 100 V 이상의 고전압이고, 상기 플라즈마 표시 장치는 상기 전압을 인가하기 위한 전원 공급 장치(Switching Mode Power Supply, 이하 SMPS)를 가진다.
상기 플라즈마 표시 장치는 상기 기체 방전을 계속해서 일으켜야 영상 또는 문자를 표시할 수 있고, 이러한 영상 또는 문자의 표시에는 많은 전력이 소비된다. 또한, 상기 플라즈마 표시 장치에 갑자기 노이즈가 섞인 영상 신호가 입력되거나, 혹은 전체 화면이 밝아지는 이상 신호가 들어오는 경우에, 상기 SMPS가 정격 전류를 넘는 과도한 전류를 공급하게 되는 상황이 발생하여 SMPS가 과열되거나 파손될 수 있다.
이를 막기 위하여 상기 SMPS에는 정격 전류 이상의 전류가 흐르게 되면 전력의 공급을 중단하는 보호 회로(Protection circuit)가 탑재된다. 그러나, 이로 인하여 상기 플라즈마 표시 장치가 화면 표시 도중에 갑자기 화면 표시를 중단하는 문제가 발생한다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 플라즈마 표시 장치 내에 과도한 전류가 흐르게 될 때, 자동적으로 흐르는 전류의 양을 감소시키는 플라즈마 표시 장치 및 그 구동 방법을 제공하기 위한 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따른 플라즈마 표시 장치의 구동 방법은
전원 공급 장치에 의해 전력을 공급받고, 입력되는 한 프레임의 영상 신호에 대응하여 상기 한 프레임을 복수 개의 서브 필드로 나누고, 이 서브 필드들의 조합에 따라 계조를 표시하여 상기 영상 신호에 대응되는 영상을 표시하는 플라즈마 표시 장치의 구동 방법에 있어서,
(a) 전원 공급 장치가 공급하는 전류가 소정의 전류 이상인지 검출하는 단계; 및
(b) 상기 단계 (a)에서 소정의 전류 이상으로 검출된 경우, 상기 복수의 서브 필드 중에서 소정의 서브 필드를 제외한 나머지 서브 필드만을 구동하는 단계를 포함한다.
본 발명의 또 다른 특징에 따른 플라즈마 표시 장치는
다수의 어드레스 전극 및 다수의 주사·유지 전극을 포함하는 방전셀이 형성된 플라즈마 패널;
상기 플라즈마 패널의 다수의 전극들에 전력을 공급하고, 상기 공급하는 전 류가 소정의 전류 이상인지 검출하는 전원 공급 장치; 및
상기 전원 공급 장치가 공급하는 전류가 소정의 전류 이상인지 검출하는 경우, 복수의 서브 필드 중 소정의 서브 필드를 제외한 나머지 서브 필드만을 구동하도록 제어하는 제어부를 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.
이제 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 표시 장치 및 그 구동 방법에 대하여 도 1 내지 도 3을 참고로 하여 상세하게 설명한다.
도 1은 플라즈마 표시 장치의 구동에 관한 타이밍도이다.
도면을 참조하면, 단위 프레임은 시분할 계조 표시를 실현하기 위하여 8 개의 서브 필드(SF1-SF8)로 분할된다. 또한, 각 서브 필드(SF1-SF8)는 리셋 기간(어드레스 기간 앞에 있으나, 도시되지 않음)과, 어드레스 기간(A1-A8) 및 서스테인 기간(S1-S8)으로 분할된다.
리셋 기간에서는 방전셀에 어드레싱 동작이 원활히 수행되도록 하기 위해 각 방전셀의 상태를 초기화시키며, 어드레스 기간에서는 패널에서 켜지는 방전셀과 켜지지 않는 방전셀을 선택하기 위하여 켤 방전셀(어드레싱된 방전셀)에 어드레스 전압을 인가하여 벽전하를 쌓아두는 동작을 수행한다. 서스테인 기간에서는 모든 주사 전극과 유지 전극에 유지 펄스를 교대로 인가하여 어드레싱된 방전셀을 방전시 켜 영상을 표시한다.
이러한 플라즈마 표시 장치의 휘도는 단위 프레임에서 차지하는 서스테인 기간(S1-S8)의 길이에 비례한다. 단위 프레임에서 차지하는 서스테인 기간(S1-S8)의 길이는 255T(T는 단위 시간)이다. 이때, 제n 서브 필드(SFn)의 서스테인 기간(Sn)에는 2n-1에 상응하는 시간이 각각 설정된다. 상기 제n 서브 필드는 해당 서브 필드의 서스테인 기간의 길이에 비례하는 가중치 값을 가진다. 이에 따라, 8 개의 서브 필드 중에서 방전셀을 방전시킬 서브 필드를 적절히 선택하면, 어느 서브 필드에서도 방전셀을 방전시키지 않는 0(영) 계조를 포함하여 모두 256 계조의 표시가 가능하다.
도 2는 도 1에 도시된 타이밍으로 구동되는 플라즈마 표시 장치의 개략도이다. 상기 플라즈마 표시 장치는 플라즈마 패널(100), 어드레스 구동부(200), 주사·유지 구동부(300), 제어부(400) 및 SMPS(500)를 포함한다.
플라즈마 패널(100)은 다수의 전극들을 포함한다. 상기 전극들은 m×n의 매트릭스 형태로 배열되며, 구체적으로 열 방향으로는 어드레스 전극(이하 'A 전극'이라 함)(A1-Am)이 배열되어 있고, 행 방향으로는 n행의 주사 전극(이하 'Y 전극'이라 함)(Y1-Yn) 및 유지 전극(이하 'X 전극'이라 함)(X1-Xn)이 지그재그로 배열되어 있다. 여기서, A 전극(A1-Am)과 X 및 Y 전극(X1-Xn, Y1-Yn)의 교차부에 있는 방전 공간이 방전셀을 형성한다.
SMPS(500)는 플라즈마 표시 장치를 구동하는데 필요한 전력을 공급한다. 구 체적으로는 외부 AC 전원을 이용하여 상기 플라즈마 패널의 다수의 전극들을 구동하는 어드레스 구동부(200) 및 주사·유지 구동부(300)에 전력을 공급하고, 그 외의 각 부분에도 전력을 공급한다. 또한, 본 발명의 실시예에 따른 SMPS(500)는 정격 전류 이상의 전류가 흐르게 되면 전력의 공급을 중단하고, 또한, 상기 전류의 양을 계속 체크하여 정격 전류와 가까워지면(정격 전류의 95% 이상) 그 검출 정보를 제어부(400)로 전송한다.
제어부(400)는 외부로부터 R, G, B 영상 신호와 동기 신호를 수신하여 한 프레임을 복수의 서브 필드로 나누고, 각 서브 필드를 리셋 기간, 어드레스 기간 및 서스테인 기간으로 나누어 플라즈마 표시 장치를 구동한다. 이때, 제어부(400)는 한 프레임에 들어가는 서브 필드의 각 유지 기간에 들어가는 유지 방전 펄스의 개수를 조절하여 필요한 제어 신호를 어드레스 구동부(200) 및 주사·유지 구동부(300)에 공급한다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 제어부(400)는 상기 SMPS(500)에서 전류의 양이 정격 전류와 가까워졌다는(정격 전류의 95% 이상) 검출 정보를 수신하면, 상기 각 서브 필드 중에서 가중치가 가장 큰 서브 필드에서는 상기 방전셀이 방전되지 않게 하기 위하여 어드레싱되지 않도록 제어한다.
어드레스 구동부(200)는 제어부(400)로부터 어드레스 구동 제어 신호를 수신하여 표시하고자 하는 방전 셀을 선택하기 위한 표시 데이터 신호를 각 어드레스 전극(A1-Am)에 인가한다.
주사·유지 구동부(300)는 제어부(400)로부터 제어 신호를 수신하여 주사 전 극(Y1-Yn)과 유지 전극(X1-Xn)에 유지 방전 펄스 전압(Vs)을 번갈아 입력함으로써 선택된 방전 셀에 대하여 유지 방전을 수행한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 표시 장치의 SMPS 및 제어부의 개략적인 블록도이다.
도 3에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 표시 장치의 SMPS(500)는 전력 공급 회로(510), 보호 회로(Protection circuit)(520) 및 검출 회로(530)를 포함한다. 또한, 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 표시 장치의 제어부(400)는 역감마 보정부(410), 오차 확산부(420), 메모리 제어부(430), APC부(440) 및 주사·유지 구동 제어부(450)를 포함한다.
전력 공급 회로(510)는 외부의 AC 전원을 이용하여 어드레스 구동부(200), 주사·유지 구동부(300) 및 그 외의 각 부분에 전력을 공급한다.
보호 회로(520)는 상기 전력 공급 회로(510)에서 정격 전류 이상의 전류를 공급하게 되면 전력의 공급을 중단하는 등의 보호 동작을 수행한다.
검출 회로(530)는 상기 전력 공급 회로(510)에서 흐르는 전류의 양을 체크하여 정격 전류와 가까워지면(예를 들면, 정격 전류의 95% 이상) 그 검출 정보를 제어부의 메모리 제어부(430) 또는 주사·유지 구동 제어부(450)로 전송한다.
역감마 보정부(410)는 현재 입력되는 n 비트의 계조값을 가지는 영상 데이터를 역감마 곡선에 매핑시켜 m 비트(m≥n)의 계조값을 가지는 영상 데이터로 보정한다. 이때, 역감마 보정부(410)에 입력되는 영상 데이터는 디지털 영상 신호로서, 플라즈마 표시 장치에 아날로그 영상 신호가 입력되는 경우에는 아날로그 디지털 변환기(도시하지 않음)로 아날로그 영상 신호를 디지털 영상 신호로 변환할 필요가 있다.
오차 확산부(420)는 상기 역감마 보정부(410)에 의해 역감마 보정되어 확장된 m 비트의 계조값을 가지는 영상 데이터의 하위 m - n 비트(m≥n)의 데이터를 주위 방전셀(화소)로 오차 확산하여 n 비트의 계조값을 가지는 영상 데이터로 변환한다. 상기 오차 확산은 오차 확산 하고자 하는 영상 데이터에서 하위 비트에 대한 데이터를 분리하여 인접 방전셀(화소)로 확산시킴으로써 상기 하위 비트에 대한 데이터를 영상으로 표시하는 방법으로 이에 대한 자세한 설명은 대한민국 공개 특허공보 제10-2002-0014766호에 기재되어 있다.
메모리 제어부(430)는 상기 오차 확산부(420)에 의해 오차 확산된 영상 데이터를 어드레스 구동부(200)를 구동하기 위한 어드레스 데이터로 재배열한다. 본 발명의 실시예에 따른 상기 메모리 제어부(430)는 SMPS(500)의 검출 회로(530)로부터 전류의 양이 정격 전류와 가까워졌다는(정격 전류의 95% 이상) 검출 정보를 수신하면, 한 프레임의 모든 서브 필드 중에서 가중치가 가장 큰 서브 필드에서는 모든 방전셀이 어드레싱 되지 않도록 어드레스 데이터를 변환할 수 있다.
APC부(440)는, 우선 역감마 보정부(410)에서 출력되는 영상 데이터로부터 전체 화면의 평균 계조값에 비례하는 부하율을 추출한다. 이는 전체 방전셀의 각각의 계조값을 평균하여 구할 수 있다. 또한, 상기 부하율 따라 프레임당 유지 펄스 수를 계산하고, 그에 따라 각 서브 필드 별 유지 펄스 수를 계산한다.
주사·유지 구동 제어부(450)는 상기 APC부(440)로부터 계산된 각 서브 필드 별 유지 펄스 수에 대응하는 제어 신호를 생성하여 주사·유지 구동부(300)에 출력한다. 본 발명의 실시예에 따른 상기 주사·유지 구동 제어부(450)는 SMPS(500)의 검출 회로(530)로부터 전류의 양이 정격 전류와 가까워졌다는(정격 전류의 95% 이상) 검출 정보를 수신하면, 한 프레임의 모든 서브 필드 중 가중치가 가장 큰 서브 필드에서는 유지 펄스를 출력하지 않도록 제어할 수 있다.
이와 같은 플라즈마 표시 장치의 구동 방법은 다음과 같다.
우선, SMPS(500)가 공급하는 전류의 양이 정격 전류의 95% 이상인지 체크한다.
다음으로 상기 SMPS(500)가 공급하는 전류의 양이 정격 전류의 95% 이상임이 체크되면, 각 서브 필드 중에서 가중치가 가장 큰 서브 필드에서는 플라즈마 패널의 방전셀이 방전되지 않도록 제어한다.
상기 가중치가 가장 큰 서브 필드에서 플라즈마 패널의 방전셀이 방전되지 않도록 하는 방법으로는, 한 프레임의 모든 서브 필드 중에서 가중치가 가장 큰 서브 필드에서는 모든 방전셀이 어드레싱 되지 않도록 어드레스 데이터를 변환하는 방법이 있다.
또한, 상기 가중치가 가장 큰 서브 필드에서 플라즈마 패널의 방전셀이 방전되지 않도록 하는 다른 방법으로는, 한 프레임의 모든 서브 필드 중 가중치가 가장 큰 서브 필드에서는 유지 펄스를 상기 플라즈마 패널에 출력하지 않게 할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 표시 장치 및 그 구동 방법은 SMPS에서 정격 전류의 95% 이상의 전류가 흐르면, 가중치가 가장 큰 서브 필드에서 어드레싱을 수행하지 않게 함으로써, 소비 전력을 줄여 SMPS에 정격 전류 이상의 전류가 흐르지 않게 한다.
본 실시예에서는 검출 회로에서 검출하는 전류의 양을 정격 전류의 95% 이상으로 나타내었지만, 상기 검출 회로에서 검출하는 전류의 양은 다른 소정의 값으로 설정될 수 있으며, 본 발명은 이에 한정하지 않는다.
또한, 본 실시예에서는 상기 플라즈마 표시 장치는 256 계조를 표현하고, 상기 256 계조를 표현하기 위한 서브 필드의 개수를 8개로 나타내었지만, 상기 계조의 가지수 및 서브 필드의 수는 이에 한정하지 않는다.
또한, 본 실시예에서는 플라즈마 패널의 방전셀이 방전되지 않도록 하는 서브 필드를 가중치가 가장 큰 서브 필드로 나타내었지만, 상기 플라즈마 패널의 방전셀이 방전되지 않도록 하는 서브 필드를 가중치가 가장 큰 서브 필드에 한정하지 않고, 일정 수준의 전력 소모를 줄일 수 있는 소정의 서브 필드를 방전하지 않도록 할 수 있다.
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 살펴본 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따르면 플라즈마 표시 장치 내에 과도한 전류가 흐르게 될 때, 자동적으로 소정의 서브필드에서 어드레싱을 하지 않음으로써 흐르는 전류의 양을 감소시키는 효과가 있다. 따라서, 플라즈마 표시 장치에 과전류가 흐르게 될 때 갑자기 화면 표시를 중지하는 것을 막을 수 있다.

Claims (5)

  1. 한 프레임을 복수 개의 서브 필드로 나누고, 이 서브 필드들의 조합에 따라 계조를 표시하여 입력되는 한 프레임의 영상 신호에 대응되는 영상을 표시하며, 전원 공급 장치에 의해 전력을 공급받는 플라즈마 표시 장치의 구동 방법에 있어서,
    (a) 상기 전원 공급 장치가 공급하는 전류가 소정의 전류 이상인지 검출하는 단계; 및
    (b) 상기 단계 (a)에서 소정의 전류 이상으로 검출된 경우, 상기 복수의 서브 필드 중에서 소정의 서브 필드를 제외하고 나머지 서브 필드에서만 어드레싱을 수행하여 구동하는 단계를 포함하는 플라즈마 표시 장치의 구동 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 소정의 서브 필드는 가중치가 가장 큰 서브 필드인 것을 특징으로 하는 플라즈마 표시 장치의 구동 방법.
  3. 다수의 어드레스 전극 및 다수의 주사·유지 전극을 포함하는 방전셀이 형성된 플라즈마 패널;
    상기 플라즈마 패널의 다수의 전극들에 전력을 공급하고, 상기 공급하는 전류가 소정의 전류 이상인지 검출하는 전원 공급 장치; 및
    상기 전원 공급 장치가 공급하는 전류가 소정의 전류 이상으로 검출되면, 복수의 서브 필드 중 소정의 서브 필드를 제외한 나머지 서브 필드만을 어드레싱하여 구동하도록 제어하는 제어부를 포함하는 플라즈마 표시 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 소정의 서브 필드는 가중치가 가장 큰 서브 필드인 것을 특징으로 하는 플라즈마 표시 장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 전원 공급 장치는,
    외부의 AC 전원을 이용하여 상기 플라즈마 패널의 다수의 전극들에 전력을 공급하는 전력 공급 회로; 및
    상기 전력 공급 회로가 공급하는 전류가 소정의 전류 이상인지 검출하는 검출 회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 표시 장치.
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