KR100706122B1 - 외부 밝기를 반영한 플라즈마 디스플레이 패널의 잔상 제거방법 및 플라즈마 디스플레이 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 잔상이 사용자에게 인식되는 정도가 외부 밝기에 따라 달라진다는 점에 착안하여, 외부 밝기를 감지하고 이를 반영하여 잔상 제거를 위한 구동 전압 파형의 변경 정도를 달리하는 개선된 기능을 갖는 플라즈마 디스플레이 장치 및 그 잔상 제거 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 플라즈마 디스플레이 장치는, 복수개의 방전셀들을 갖는 플라즈마 디스플레이 패널; 소정의 구동 전압 파형에 부합하도록 상기 플라즈마 디스플레이 패널 상의 상기 방전셀들을 구동하여 화상을 표시하는 구동 회로부; 상기 플라즈마 디스플레이 패널 주변의 외부 밝기를 검출하는 광 감지부; 및 상기 플라즈마 디스플레이 패널 상에 발생된 잔상이 제거되도록 상기 구동 회로부를 제어하여 상기 구동 전압 파형을 변화시키되, 상기 광 감지부에서 검출된 상기 외부 밝기에 따라 상기 구동 전압 파형의 변화 정도를 조정하는 잔상 제거부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
플라즈마 디스플레이 패널, PDP, 잔상, IMAGE STICKING, 구동 전압 파형, 스캔 전극 구동 회로, 램프 리셋 파형

Description

외부 밝기를 반영한 플라즈마 디스플레이 패널의 잔상 제거 방법 및 플라즈마 디스플레이 장치{METHOD FOR REMOVING IMAGE STICKING CONSIDERING EXTERNAL ILLUMINANCE AND PLASMA DISPLAY APPARATUS}
도 1은 종래의 3전극 교류 면방전형 PDP의 구조를 나타내는 분해 사시도이다.
도 2는 형광체 열화에 의한 잔상 발생 과정을 설명하기 위한 개략도이다.
도 3은 일반적인 AC PDP 장치 또는 세트의 구성을 개략적으로 나타낸다.
도 4는 종래 기술의 스캔 전극 구동 회로의 구성을 나타내는 개략도이다.
도 5는 일반적인 AC PDP 패널에 인가되는 구동 파형을 예시한다.
도 6은 본 발명의 플라즈마 디스플레이 장치의 바람직한 실시예를 도시하는 블록도이다.
도 7은 잔상 제거부 주변의 구성을 개략적으로 예시하는 블록도이다.
도 8a는 일반적인 리셋 파형 생성 회로에서 출력되는 램프 리셋 파형을 설명하기 위한 도면이다.
도 8b는 램프 리셋 파형의 상승 기울기를 증가시켜 잔상 제거 정도를 제어하는 경우를 설명하기 위한 도면이다.
도 8c는 셋업 전압의 크기를 증가시켜 잔상 제거 정도를 제어하는 경우를 설 명하기 위한 도면이다.
도 9a 내지 도 9d는 소거 펄스의 삽입 및 변경에 의하여 잔상 제거 정도를 제어하는 경우를 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 리셋 파형 인가 개수를 조정하여 잔상 제거 정도를 제어하는 경우를 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 본 발명의 잔상 제거 방법의 한 바람직한 실시예를 설명하기 위한 흐름도이다.
본 발명은 외부 밝기를 반영한 플라즈마 디스플레이 패널의 잔상 제거 방법 및 플라즈마 디스플레이 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 플라즈마 디스플레이 장치 외부의 밝기(또는 조도)를 감지하여 화면의 잔상 제거 정도를 달리하는 기능을 갖는 플라즈마 디스플레이 장치 및 그 잔상 제거 방법에 관한 것이다.
플라즈마 디스플레이 장치('Plasma Display Apparatus', 'Plasma Display Device' 또는 'Plasma Display Panel')는 가스 방전에 의해 발생되는 자외선이 형광체를 여기시킬 때 가시광선이 발생되는 현상을 이용한 표시장치이다. 플라즈마 디스플레이 장치는 음극선관(CRT)에 비하여 두께가 얇고 가벼우며, 고선명 대형 화면의 구현이 가능하다는 등의 장점이 있다. 일반적으로 플라즈마 디스플레이 패널(이하 'PDP'라 함)은 매트릭스 형태로 배열된 다수의 방전셀들로 구성되며, 하나의 방전셀은 화면의 한 서브픽셀에 해당한다.
도 1은 종래의 3전극 교류 면방전형 PDP의 구조를 나타내는 분해 사시도이다. 도 1을 참조하면, 각 방전셀은 상부기판(1)상에 형성된 스캔 전극(Y) 및 서스테인 전극(Z), 하부기판(9)상에 형성된 어드레스 전극(X)을 구비한다. 스캔 전극(Y)과 서스테인 전극(Z)은 통상 패터닝된 인듐-틴-옥사이드(Indium-Tin-Oxide) 등의 투명 도전막 재질로 이루어지며, 이들의 높은 저항 특성으로 인한 전압강하를 줄이기 위하여 이들 위에는 통상 크롬(Cr) 등의 금속으로 이루어진 버스전극(3)이 각각 형성된다.
스캔 전극(Y)과 서스테인 전극(Z)이 나란히 형성된 상부기판(1)에는 상부 유전체층(4)과 보호막(5)이 적층된다. 보호막(5)은 플라즈마 방전시 발생된 스퍼터링에 의한 상부 유전체층(4)의 손상을 방지함과 동시에 2차 전자의 방출효율을 높이기 위하여 통상 산화 마그네슘(MgO)으로 이루어진다.
어드레스 전극(X)이 형성된 하부기판(9) 상에는 하부 유전체층(8) 및 격벽(6)이 형성되며, 하부 유전체층(8)과 격벽(6) 표면에는 형광체(7)가 도포된다. 어드레스 전극(X)은 스캔 전극(Y) 및 서스테인 전극(Z)과 수직인 방향으로 형성되며, 격벽(6)은 어드레스 전극(X)과 평행한 방향으로 형성되어 방전에 의해 생성된 자외선 및 가시광이 인접한 방전셀에 누설되는 것을 방지한다. 형광체(7)는 플라즈마 방전 시 발생된 자외선에 의하여 여기되어 적색(R), 녹색(G) 또는 청색(B) 중 어느 하나의 가시광선을 발생하게 된다. 상부 기판(1) 및 하부 기판(9)과 격벽(6)에 의해 마련된 방전 공간에는 통상 가스 방전을 위한 Ne+Xe 및 페닝 가스 등이 봉입된 다.
상술한 구조의 AC PDP를 구동하기 위해서는, 일반적으로 단위 화상을 나타내는 1 TV 필드 동안 밝기가 각기 다른 복수개(예를 들어, 8개)의 서브 필드(SF1 내지 SF8)를 두며, 각각의 서브 필드는 초기화 기간, 어드레스 기간(또는 기입 기간) 및 방전 유지 기간으로 구성된다. 예를 들어, 상기 각각의 서브 필드는 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27에 해당하는 만큼의 방전 유지 기간의 길이를 갖고, 이들 서브 필드의 조합으로 구현하고자 하는 계조(예를 들어, 256=28) 의 표현이 가능하게 된다.
도 3은 일반적인 AC PDP 장치 또는 세트(500)의 구성을 개략적으로 나타낸다. 도시된 AC PDP 장치(500)는 PDP 패널(10), 상기 PDP 패널(10)에 형성된 다수의 유지 전극(Z1, Z2, ... Zn), 다수의 스캔 전극(Y1, Y2, ... Yn) 및 다수의 어드레스 전극(X1, X2, ... Xn)을 각각 구동하는 유지 전극 구동 회로(30), 스캔 전극 구동 회로(20) 및 데이터 전극 구동 회로(40)를 포함한다. 또한, 수신된 영상 데이터에 따라 상기 각각의 구동 회로(20, 30, 40)를 제어하는 제어 회로(50)가 구비되어 있으며, 상기 제어 회로(50)의 제어에 따라 상기 각각의 구동 회로(20, 30, 40)는 도 5에 예시된 구동 파형에 부합하도록 작동한다.
도 4는 종래 기술의 스캔 전극 구동 회로(20)의 구성을 나타내는 개략도이다. 스캔 전극 구동 회로(20)는, 유지 구간 동안의 구동에 관여하며 구동 전력의 저감을 위한 기능을 하는 전력 회수 유지 구동 회로(150)를 포함한다. 전력 회수 유지 구동 회로(150)에는 저장 커패시터(Cs), 전력 공급 스위치(S1) 및 제1 다이오드(D1), 전력 회수 스위치(S2) 및 제2 다이오드(D2), 공진 인덕터(L1, L2), 유지 전압 공급 스위치(S3) 및 기저 전압 공급 스위치(S4)가 구비된다.
또한, 스캔 전극 구동 회로(20) 내에는, 어드레스 구간 동안 각 스캔 라인을 순차적으로 선택하기 위한 소정 타이밍에 따라 펄스 형태의 스캔 전압(-Vy)을 인가하고, 그와 동기화된 데이터 전극의 입력 펄스에 의해 원하는 방전 셀에 데이터를 기입하는 기능을 하는 부분인 스캔 구동 회로(160)가 구비되는데, 스캔 구동 회로(160)에는, 제2 커패시터(Cb), 제8 스위치(S8), 제9 스위치(S9), 제10 스위치(S10) 및 제2 게이트 저항(R2), 그리고 제11 스위치(S11) 등이 구비된다.
램프 리셋 파형 생성 회로(100)는 리셋 구간 동안에 패널상의 방전 셀들을 초기화시키는 기능을 담당하는데, 제1 단자에 Vsetup 전압이 입력되고, 제2 단자가 타 회로 소자들을 거쳐 PDP 패널로 연결되고, 게이트 단자에 가변 저항(R1)이 연결되어 있는 셋업 스위칭 소자(S6)와, 제1 커패시터(Ca), 선로를 온/오프하는 제5 스위치(S5), 제7 스위치(S7) 및 패널의 스캔 전극에 접속되는 스캔 IC(21)를 포함한다.
이상 설명된 회로 구성을 통하여, 스캔 전극(Y)에는 도 5에 도시된 바와 같은 구동 파형이 인가된다. 특히, 리셋 구간에 인가되는 램프 리셋 파형(RR)이 상술한 도 4의 램프 리셋 파형 생성 회로(100)에서 발생된다. 이와 같은 램프 리셋 파형(RR)에 의해 지속적인 약 방전이 발생되어 전 패널의 방전 셀이 균일한 벽전하 분포를 갖게 됨이 알려져 있다.
램프 리셋 파형(RR)이 형성되는 과정을 보다 상세히 살펴보면, 일단 리셋 구간의 개시 시에 도 4의 제3 구동 스위치 및 제5 구동 스위치가 턴온되어 패널에 인가되는 전압이 제1전압(통상, 유지 전압 Vs)으로 상승하고, 셋업 스위칭 소자(S6)의 게이트로 가변 저항(R1)을 통하여 게이트 턴온 신호가 인가된다. 이때, 가변 저항(R1)과 셋업 스위칭 소자(S6)의 게이트-드레인 용량 및 게이트-소스 용량(필요에 따라 별도의 커패시터를 게이트와 드레인 사이에 두기도 함)에 의하여 RC 지연(RC delay)이 발생함으로써 게이트 전압은 서서히 상승하게 되고, 소스 단자(제2 단자)에는 소정의 기울기를 갖고 상승하는 램프 리셋 파형(RR)에 따른 전압이 나타나게 된다. 여기서 가변 저항(R)의 크기를 조절하면 램프 리셋 파형의 상승 기울기를 제어하는 것이 가능하게 된다.
이러한 플라즈마 디스플레이 패널에서는 도 2에 도시된 바와 같이, 방전 셀 내에 존재하는 형광체(7)에 자외선(UV) 뿐만이 아니라, 일정량의 하전입자들이 도달할 수 있게 되어 형광체 표면의 상태가 일시적 또는 영구적으로 변화하는 현상, 즉, 형광체의 열화(degradation)가 발생한다. 그에 따라, 화면상 방전 셀의 형광체 표면 상태가 고르지 못하게 되어, 잔상(Burning Image 또는 Image Sticking)이 발생할 수 있는 것으로 알려져 있다. 잔상의 종류는 명 잔상, 암 잔상, 보색 잔상 및 경계 잔상 등이 있으며, 특히, 화면 전체 또는 일부에 정지된 영상을 계속 디스플레이할 경우에 이러한 잔상 발생이 문제가 된다.
플라즈마 디스플레이 패널의 잔상을 방지하기 위한 종래의 기술로는, (i) 형 광체의 특성을 개선하는 방식, (ii) 구동 파형을 변경하거나 서스테인 펄스 개수의 조정을 이용하는 방식, (iii) 화상을 시프트하거나 스크롤 처리하는 등 화상 데이터의 조정을 이용하는 방식 등 여러 가지 방법이 제안되어 있다.
특히, 구동 파형의 변경을 이용하는 방식에서는 잔상의 제거를 위하여, 주로 리셋 파형을 변경하여 리셋 방전의 시간을 증가시키거나 전압을 증가시켜 리셋 작용을 증대시키는 등의 작동이 이루어진다.
일반적으로 리셋 구간 동안에 발생하는 광은 전 패널의 방전 셀에 대하여 공통적으로 발생하게 되므로, PDP의 콘트라스트 면에 있어서는 악 영향을 미치게 된다. 따라서, 잔상 제거를 위한 리셋 작용이 너무 지나치면, 리셋 구간에서 발생하는 광량이 증가하여 콘트라스트를 악화시키고, 잔존 벽전하가 너무 많이 지워질 수도 있게 되어 이후의 어드레스 구간 동안 신속한 방전 개시에 필요한 어드레스 방전 전압이 상승하는 등의 부작용을 가져오게 된다.
한편, PDP 등 대화면의 디스플레이 장치에서 발생하는 잔상은 장치 외부의 밝기(또는 조도)에 따라 관측자에게 다르게 인식될 수 있다. 즉, 외부 밝기가 어두운 상태일 때에는 잔상 이미지가 관측자에게 더욱 선명하게 인식될 수 있으며, 반대로 외부 밝기가 밝은 상태일 경우에는 관측자에게 잘 인식되지 않는 경향이 있다.
본 발명은 잔상이 인식되는 정도가 외부 밝기에 따라 달라진다는 점에 착안하여, 외부 밝기를 감지하고 이를 반영하여 잔상 제거를 위한 구동 파형의 변경 정 도를 달리하는 새로운 기능을 갖는 플라즈마 디스플레이 장치를 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명은 잔상 제거 방법에 있어서 외부 밝기를 감지하여 그에 따라 잔상 제거를 위한 구동 파형의 변경 정도를 달리하는 플라즈마 디스플레이 패널의 잔상 제거 방법을 제공하기 위한 것이다.
나아가, 본 발명은 외부 조도가 높은 경우에는 구동 파형의 변경에 의한 잔상 제거 정도를 낮추고 외부 조도가 낮은 경우에는 잔상 제거 정도를 높여, 콘트라스트 등 화상의 질에 미치는 악영향을 경감하면서도 원활한 잔상 제거 성능을 유지할 수 있도록 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 잔상 제거 방법 및 그러한 기능을 구비한 플라즈마 디스플레이 장치를 제공하기 위한 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제1 특징에 따른 플라즈마 디스플레이 장치는, 복수개의 방전셀들을 갖는 플라즈마 디스플레이 패널; 소정의 구동 전압 파형에 부합하도록 상기 플라즈마 디스플레이 패널 상의 상기 방전셀들을 구동하여 화상을 표시하는 구동 회로부; 상기 플라즈마 디스플레이 패널 주변의 외부 밝기를 검출하는 광 감지부; 및 상기 플라즈마 디스플레이 패널 상에 발생된 잔상이 제거되도록 상기 구동 회로부를 제어하여 상기 구동 전압 파형을 변화시키되, 상기 광 감지부에서 검출된 상기 외부 밝기에 따라 상기 구동 전압 파형의 변화 정도를 조정하는 잔상 제거부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 잔상 제거부는, 상기 외부 밝기가 밝을수록 상기 구동 전압 파형의 변화 정도가 작아지도록 조정하는 것일 수 있다.
또한, 상기 잔상 제거부는, 상기 외부 밝기가 어두울수록 상기 구동 전압 파형의 변화 정도가 커지도록 조정하는 것일 수 있다.
필요에 따라, 상기 잔상 제거부는, 상기 잔상 제거를 위하여 상기 구동 파형의 리셋 펄스 기울기를 변화시키되, 상기 외부 밝기에 따라 상기 리셋 펄스 기울기 변화 정도를 조정하는 것일 수 있다.
또는, 상기 잔상 제거부는, 상기 잔상 제거를 위하여 상기 구동 파형의 리셋 전압 레벨을 변화시키되, 상기 외부 밝기에 따라 상기 리셋 전압 레벨 변화 정도를 조정하는 것일 수 있다.
또는, 상기 잔상 제거부는, 상기 잔상 제거를 위하여 상기 구동 파형의 리셋 펄스의 인가 회수를 변화시키되, 상기 외부 밝기에 따라 상기 리셋 펄스 인가 회수의 변화 정도를 조정하는 것일 수도 있다.
또는, 상기 잔상 제거부는, 상기 잔상 제거를 위하여 상기 구동 파형의 소거 펄스의 인가 회수를 변화시키되, 상기 외부 밝기에 따라 상기 소거 펄스 인가 회수의 변화 정도를 조정하는 것일 수도 있다.
또는, 상기 잔상 제거부는, 상기 잔상 제거를 위하여 상기 구동 파형의 소거 펄스의 전압 레벨을 변화시키되, 상기 외부 밝기에 따라 상기 소거 펄스 전압 레벨의 변화 정도를 조정하는 것일 수도 있다.
바람직하게는, 상기 잔상 제거부는, 외부 밝기가 어두워 잔상이 관측자의 눈에 잘 띄게 되는 경우에, 리셋 펄스의 기울기를 증가시키거나, 리셋 전압의 최고 전압 레벨을 높이거나, 단위 프레임에 인가되는 총 리셋 펄스의 개수를 증가시키거나, 소거 펄스의 인가 회수를 늘이거나, 소거펄스의 전압 폭을 증가시켜 잔상 제거 성능을 강화한다.
본 발명의 제2 특징에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 잔상 제거 방법은, 적어도 복수개의 방전셀들을 갖는 플라즈마 디스플레이 패널 및 소정의 구동 전압 파형에 부합하도록 상기 플라즈마 디스플레이 패널 상의 상기 방전셀들을 구동하여 화상을 표시하는 구동 회로부를 구비하는 플라즈마 디스플레이 장치의 잔상을 제거하는 방법이며, 외부의 밝기를 검출하는 광 감지 단계; 및 상기 플라즈마 디스플레이 패널 상에 발생된 잔상이 제거되도록 상기 구동 회로부를 제어하여 상기 구동 전압 파형을 변화시키되, 상기 검출된 외부 밝기에 따라 상기 구동 전압 파형의 변화 정도를 조정하는 잔상 제거 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 관하여 상세히 설명한다.
도 6은 본 발명의 플라즈마 디스플레이 장치(500)의 바람직한 실시예를 도시하는 블록도이다. 본 발명의 설명에 있어서 필요하지 아니한 구성에 대해서는 도시를 생략하였다. 도시된 플라즈마 디스플레이 장치(500)는, 도 3에 도시된 종래 기술의 경우와 마찬가지로, 플라즈마 디스플레이 패널(10)과, 상기 패널(10)에 형성된 다수의 유지 전극(Z1, Z2, ... Zn), 다수의 스캔 전극(Y1, Y2, ... Yn) 및 다수 의 어드레스 전극(X1, X2, ... Xn)을 각각 구동하는 유지 전극 구동부(30), 스캔 전극 구동부(20) 및 어드레스 전극 구동부(40)를 포함한다. 또한, 수신된 영상 데이터에 따라 상기 각각의 구동부(20, 30, 40)에 제어 신호를 출력하는 제어부(50)가 구비되어 있다.
입력되는 영상 데이터는 영상 처리부(70)에서 감마 보정, 오차 확산 등의 과정을 거쳐 플라즈마 디스플레이 패널(10)에서 디스플레이하기에 적합한 데이터로 변환되며, 제어부(50) 및 구동 회로부(20, 30, 40)에 의해 플라즈마 디스플레이 패널(10) 상의 화상으로 표시된다.
한편, 영상 분석부(65)에서는 화상의 조정을 위한 분석을 수행한다. 예를 들어, 영상 분석부(65)에서는, 평균 화상 레벨(APL: Average Picture Level)의 검출, 로고 등 정지 영상 요소의 검출 또는 장면 전환의 검출 등이 이루어질 수 있다. 영상 분석부(65)에서는 이와 같은 영상 데이터의 분석을 통하여 잔상이 발생할 수 있는 상황인지 여부를 자동 검출할 수 있다.
즉 영상 분석부(65)는, 잔상의 존재가 우려되는 로고나 자막 등 정지된 영상 요소가 소정 시간 이상 화면에 표시되거나, 장면 전환이 이루어지는 시점, 또는 화면의 영역별 휘도 차이가 소정 기준 이상이 되는 상황을 감지하여 잔상이 일어날 수 있는 상황으로 자동 인식하고, 잔상 제거 동작 신호를 발생시키도록 구성될 수 있다.
화면의 전환을 감지하기 위해서는, 연속된 수 개의 프레임에 대하여 입력되 는 영상 신호들의 프레임별 변화를 감지하는 방식이 사용될 수 있다. 구체적인 화면 전환 감지 알고리즘의 구현을 위해서는 다양한 방법이 사용될 수 있는데, 시간에 따른 각 프레임의 데이터 값 차이, 예를 들어, 제1 프레임의 평균 화상 레벨(APL)과 제2 프레임의 평균 화상 레벨(APL)의 차이 등을 이용하여 화면의 전환을 감지하는 것이 가능하다.
또는, 평균 화상 레벨의 차이를 이용하지 않고, 프레임 전환 시 각 화소별 데이터 변화량의 합 또는 그 절대값의 합을 구하고 이를 이용하여 화면 전환 정도를 산출하는 방식을 적용할 수도 있다. 이 경우, 보다 정확하게 화면 전환을 감지해 낼 수 있다는 장점이 있다. 이상에서 예시한 방법 이외에도, 기타 다양한 방법이 적용될 수 있다.
로고 등 정지 영상 요소를 감지하기 위해서는, 역시 영상 데이터의 분석을 통하여, 화면 중 일정 부분이 소정 시간 이상 휘도의 변화가 일정 기준치 이내로 유지되는 경우인지 여부를 감지하는 방식에 의할 수 있으며, 화면의 인접한 영역별 휘도 차이가 소정 기준치 이내로 소정 시간 이상 유지되는 경우에는 경계 잔상의 발생이 유력하게 예상되는 상황으로 인식할 수 있다.
디지털 방송 등에서 제공되는 문자 방송의 경우에는, 화면에 표시되는 영상 데이터의 분석이 아닌 입력된 문자 방송 콘텐츠 자체의 분석을 통하여 소정 시간 동안 동일한 문자 요소가 화면에 표시되는 상황인지 여부를 인식하고, 그에 해당할 경우, 잔상 발생이 유력하게 예상되는 상황으로 인식하여 잔상 제거 동작이 개시되도록 할 수도 있다.
위에서 예시한 방법들을 포함한 다양한 방법에 의하여 발생된 잔상 제거 동작 신호가 잔상 제거부(80)로 전달되면, 잔상 제거부(80)에서는 구동 회로부(20, 30, 40)를 제어하여 패널(10)로 출력되는 구동 전압 파형을 잔상 제거에 적합하도록 조정 또는 변경한다.
또한, 도시된 실시예에서는 광 감지부(90)가 구비되는데, 광 감지부(90)에서는 장치(500)의 외부에 노출된 광센서(도시되지 않음)를 통하여 장치 주변 외부의 밝기(또는 조도)를 측정한다. 잔상 제거부(80)에서는 측정된 장치 외부의 밝기를 참작하여 구동 전압 파형의 변경 정도를 제어한다. 즉, 장치 외부 밝기가 밝은 경우에는 잔상이 사용자의 눈에 잘 띄지 않으며, 장치 외부 밝기가 어두운 경우에는 잔상이 잘 눈에 띄게 되므로, 이러한 현상에 착안하여, 장치 외부 밝기를 직접 측정하고, 잔상 제거를 위한 구동 전압 파형의 조정에 있어, 측정된 외부 밝기를 반영하고자 하는 것이다.
또한, 잔상 제거를 위한 구동 전압 파형의 조정이, 상술한 영상 분석부(65)를 통한 분석에 의하지 않고, 리모컨의 버튼 입력 등을 통한 무선수신부(74)의 수신이나, 스위치 입력부(72), 즉, 장치의 외부에 마련된 버튼 입력 등을 통하여 개시되도록 구성할 수도 있다. 실시예에서 사용자의 입력은 제어부(50)를 통하여 잔상 제거부(80)로 전달되고, 잔상 제거부(80)에서 구동 회로부(20, 30, 40)를 제어함에 따라 잔상 제거를 위해 구동 전압 파형을 변경할 수 있게 된다.
이러한 사용자의 입력을 통한 잔상 제거 동작은 사용자가 잔상을 관찰하는 즉시 스위치 입력을 통하여 제거 처리할 수 있도록 하여, 사용자의 임의 조정에 의 한 신속한 제거가 가능하게 되며, 사용자에게 서로 다른 잔상 제거 효과를 갖는 복수의 잔상 제거 모드를 제시하여 사용자로 하여금 현재 발생한 잔상의 제거에 적합한 잔상 제거 모드를 찾아내도록 하는 등 사용자의 인식에 기초를 둔 직접적 처리가 가능하다는 장점이 있다.
도 7은 잔상 제거부(80) 주변의 구성을 개략적으로 예시하는 블록도이며, 설명에 불필요한 구성요소는 도시를 생략하였다. 영상 입력 신호의 분석을 통한 영상 분석부(65)의 잔상 제거 동작 신호나, 또는 외부 입력을 통한 제어부(50)의 잔상 제거 동작 신호가 입력되면, 잔상 제거부(80)에서는 잔상 제거 동작을 개시한다. 도 6에서는 상기 잔상 제거부(80), 제어부(50), 영상 분석부(65) 등의 부분들이 분리된 블록으로써 도시되어 있지만, 이는 이해를 돕기 위해 단지 기능적인 블록으로 분리하여 표현한 것에 불과하며, 위 구성 중 일부 또는 전부가 통합하여 구현될 수도 있다.
잔상 제거 동작 시에는, 광 감지부(90)를 통해 감지된 외부 밝기가 참작되며, 외부 밝기에 따라, 구동 파형의 변경 정도를 달리한다. 이를 위하여, 일례로, 도 7에 도시된 바와 같이 잔상 제거부(80)는 신호 비교부(82)와 신호 발생부(84)로 구성될 수 있다. 신호 비교부(82)에서 외부 밝기를 참작하여 구동 파형의 변경 정도를 달리하기 위한 출력 신호를 내보내면, 신호 발생부(84)에서는 상기 출력 신호에 따라 구동 파형의 변경을 위한 제어 신호를 발생시켜 램프 리셋 파형 생성 회로(100) 등 구동 회로부로 전달한다. 상기 신호 발생부(84)를 통하여 출력되는 제어 신호에 의해, 램프 리셋 파형 생성 회로(100)의 셋업 스위칭 소자(S6)의 턴온 시간 을 제어하거나, 또는 가변 저항값(R1)의 크기를 변경하여 램프 리셋 파형의 상승 기울기를 제어하거나, 셋업 전압 발생부(110)를 제어하여 셋업 전압의 크기를 달리하는 등의 제어가 수행된다.
잔상 제거 작동을 위한 구동 전압 파형의 구체적인 변경 과정에서는, 이하에서 설명할 방식들 중 어느 하나 이상이 사용될 수 있다.
도 8a는 일반적인 리셋 파형 생성 회로(100)에서 출력되는 램프 리셋 파형을 예시한다. 교류형 플라즈마 디스플레이 패널의 구동을 위하여 사용되는 램프 리셋 파형은 통상 스캔 전극(Y)에 인가되며, 도시된 바와 같이 V1의 전압으로부터 시작하여 V2의 전압까지 소정의 기울기(A)로 상승하는 파형을 말하며, 정상적인 화상을 표시하는 동안에는 통상 V1의 전압은 유지 전압(Vs)으로, V2의 전압은 셋업 전압(Vsetup)으로 설정되어 있다. 이러한 램프 리셋 파형에서 전압이 소정 기울기로 상승하는 동안 방전 셀에서는 지속적인 약방전이 발생하여, 모든 방전 셀의 벽전압 상태를 균일하게 함으로써 방전 셀들을 초기화시키는 작용을 하게 된다. 통상, 램프 리셋 파형은 램프 상승 구간과 램프 하강 구간을 갖는다.
리셋 정도는 램프 리셋 파형에서, 다양한 파라미터에 의해 조정된다. 예를 들어, 도 8b에 도시된 바와 같이, 램프 리셋 파형의 상승 기울기를 증가(기울기 A로부터 기울기 B로)시키면, 리셋 정도가 증가하게 되는데, 이는 전압의 상승 구간 동안 방전 셀 내에 기입되는 벽전압의 크기가 증가하여 리셋 작용이 더욱 증대함을 의미한다. 본 발명에서는, 잔상 제거 동작이 개시되어 램프 리셋 파형의 상승 기울기를 증가시켜 리셋 작용을 증대시켜야 할 경우에, 외부 밝기에 따라 그 증가 정 도를 달리할 수 있다.
즉, 외부 밝기가 밝은 경우에는, 잔상이 사용자에게 잘 인식되지 않기 때문에, 잔상 제거시에 기울기의 증가 정도를 작게 하고, 외부 밝기가 어두운 경우에는 기울기 증가 정도를 높게 한다. 이때, 기울기 증가 정도가 외부 밝기에 따라 연속적으로 변경될 수 있도록 하거나, 또는 외부 밝기에 따라 설정된 수 개의 레벨에 따라 불연속적으로(discretely) 변경되도록 할 수도 있다.
또한, 도 8c에 도시된 바와 같이, 제2 전압의 크기를 증가시켜도 기입되는 벽전압의 크기가 증가하여 리셋 작용이 증대되는 효과를 얻을 수 있으며, 또는, 동일한 기울기에서 램프 리셋 파형의 상승 구간의 지속 시간을 증가시켜도 리셋 작용이 증대되는 효과를 얻을 수 있다. 이때, 제2 전압의 크기는 잔상 제거 동작 시와 정상 상태의 2가지 레벨로 설정할 수도 있고, 잔상 정도에 따라 복수 개의 레벨로 설정하거나, 연속적으로 설정할 수도 있다. 본 발명에서는, 잔상 제거 동작이 개시되어 램프 리셋 파형의 제2 전압의 크기나 상승 구간의 지속 시간을 증가시켜야 할 경우에, 외부 밝기에 따라 그 증가 정도를 달리할 수 있다. 즉, 외부 밝기가 밝은 경우에는, 잔상이 사용자에게 잘 인식되지 않기 때문에, 제2 전압 또는 상승 구간 지속 시간의 증가 정도를 작게 하고, 외부 밝기가 어두운 경우에는 그 증가 정도를 높게 한다. 이때, 외부 밝기에 따른 파라미터 증가 정도의 조정은 연속적인 변경이 가능하도록 하거나, 또는 외부 밝기에 따라 수 개의 레벨을 설정하여 불연속적으로(descretely) 변경되도록 할 수도 있다.
즉, 잔상의 존재가 우려되는 로고나 자막 등 정지된 영상 요소가 소정 시간 이상 화면에 표시되거나, 장면 전환이 이루어지는 시점, 또는 화면의 영역별 휘도 차이가 소정 기준 이상이 되는 상황을 감지하여 잔상이 일어날 수 있는 상황으로 자동 인식하고, 잔상을 제거하기 위하여 램프 리셋 파형을 정상적인 패널 동작 시와는 달리, 기울기를 보다 증가시키거나, 셋업 전압의 크기를 증가시키거나, 램프 파형의 지속 시간을 증가시킴으로써, 리셋 작용을 증대시키고, 그에 따라 패널의 초기화 정도를 강화함으로써 잔상이 제거되도록 동작시킬 수 있다. 또한, 본 발명에 의하면, 각각의 경우에, 외부 밝기를 반영한 잔상 제거 정도의 제어가 가능하게 된다.
이러한, 잔상 제거 동작 시에는 정상적인 화상 표시의 경우에 비하여 리셋 작용이 강하게 일어나게 되기 때문에, 초기화 구간에서의 콘트라스트의 저하 등 문제가 발생할 수 있다. 따라서, 본 발명에서는, 외부 밝기를 인식하여, 외부 밝기가 밝을수록 잔상 제거를 위한 구동 전압 파형 변경의 정도를 완화함으로써, 잔상 제거 성능을 유지하면서도 화질의 저하를 최소화하고자 하는 것이다.
그 외에도, 잔상 제거를 위한 구동 전압 파형 변경의 예로는 도 9a 내지 도 9d에 도시된 소거 펄스의 부가 또는 변경에 의한 방법을 들 수 있다.
먼저, 도 9a를 참조하면, 서스테인 구간 (t1)에서, 스캔 구동부와 서스테인 구동부에 의해 스캔 전극(Y)과 서스테인 전극(Z)에 서스테인 펄스를 교번 인가한 후, 상기 스캔 전극(Y)에 마지막 서스테인 펄스를 인가하여 방전을 유지시킨다. 이어서, 소거 구간(t2)에서, 스캔 전극(Y)에 서스테인 전압의 펄스 폭 보다 짧은 기간동안 음(-)의 소거펄스를 인가하고, 이와 동시에, X 전극 구동부가 상기 Y 전극 에 인가되는 소거펄스의 폭과 동일한 폭의 양(+)의 소거 펄스를 어드레스 전극(X)에 인가한다.
도 9b에 예시된 소거 방식은 다음과 같다. 서스테인 구간(t1)에서 스캔 전극(Y) 및 서스테인 전극(Z)에 서스테인 펄스가 순차 인가하여 스캔 전극에 최종 서스테인 펄스를 인가한 후, 스캔 전극(Y)에는 서스테인 전압의 펄스 폭 보다 짧은 기간동안 음(-)의 소거펄스를 인가하며, 이와 동시에 서스테인 전극(Z)에 상기 스캔 전극(Y)에 인가되는 소거펄스의 폭과 동일한 폭의 양(+)의 소거 펄스를 인가한다.
도 9c에 예시된 소거 방식은 다음과 같이 설명될 수 있다. 먼저 상기 스캔 전극(Y) 및 서스테인 전극(Z)에 서스테인 펄스를 교번 인가하고, 스캔 전극(Y)에 최종 서스테인 펄스를 인가하여 방전을 유지시킨다. 다음, 상기 서스테인 전극(Z)에 서스테인 전압의 펄스 폭 보다 짧은 기간동안 양(+)의 소거펄스를 인가하고, 동시에 스캔 전극(Y)을 그라운드 전압으로 유지하고, 서스테인 전극(Z)의 소거 펄스가 소멸한 다음 상기 스캔 전극(Y)에 서스테인 전압의 펄스 폭 보다 짧은 기간 동안 양(+)의 소거 펄스를 인가한다.
이러한 과정에 의해, 최종 서스테인 펄스의 인가에 의해 스캔 전극(Y)에는 음(-)의 벽전하와 서스테인 전극(Z)에는 양(+)의 벽전하가 형성되며, 이어서 서스테인 전극(Y)에 인가되는 양(+)의 소거 펄스는 서스테인 전극의 양(+)의 벽전하를 방전공간으로 밀어내고, 이 동안 스캔 전극(Y)은 그라운드 레벨로 유지되므로 (-) 벽전하가 서스테인 전극(Z)에서 밀려난 (+) 전하들과 결합을 하여 강제 방전이 일어나게 된다. 이후 스캔 전극(Y)에 서스테인 전압의 펄스 폭보다 짧은 기간 동안 (+)소거 펄스가 인가되므로 (-) 전하를 잡아당겨 방전을 중단시키고, 다음 서브필드에서의 리셋 방전에 알맞는 (-) 벽전하를 유지할 수 있게 된다.
도 9d에 예시된 파형에 의한 소거 동작은 다음과 같다. 먼저 스캔 전극(Y)에 최종 서스테인 펄스를 인가하여 방전을 유지시킨 다음, 서스테인 전극에 양(+)의 소거펄스를 인가하고, 상기 소거펄스의 전압을 서서히 감소시켜 음(-)의 전압을 갖게 한다. 즉, 스캔 전극(Y)에 최종 서스테인 펄스가 인가된 후 스캔 전극(Y)에 (-) 벽전하가 형성되고, 서스테인 전극(Z)에 (+) 벽전하가 형성된후, 서스테인 전극(Z)에 (+) 소거펄스를 인가하여 Z전극 주위의 (+)벽전하를 밀어내고, 이 (+)전하들이 그라운드 레벨을 유지하고 있는 스캔 전극의 (-)벽전하와 결합하여 강제 방전이 일어나게 된다. 이 후, 서서히 서스테인 전극의 (+)소거 펄스를 감소시켜 Z전극에서 밀려나는 (+)벽전하의 양을 줄이고, 결국 (-) 소거 펄스가 인가되게 되므로 더이상 밀려나는 (+)벽전하가 발생하지 않게 되며, 다음 서브 필드에서의 리셋 방전에 알맞는 조건이 유지되게 된다.
본 발명에서는, 이상의 소거 파형을 이용한 잔상 제거 동작 시에, 외부 밝기에 따라 그 변경 정도를 달리할 수 있다. 즉, 외부 밝기가 밝은 경우에는, 잔상이 사용자에게 잘 인식되지 않기 때문에, 소거 펄스의 크기를 감소시키거나 개수를 줄이고, 외부 밝기가 어두운 경우에는 소거 펄스의 크기를 증가시키거나 개수를 많게 한다.
이상에서 예시한 방식 이외에도, 잔상 제거를 위하여, 리셋 구간에 둘 이상의 리셋 파형을 인가하는 방법이 사용될 수도 있다. 도 10은 잔상 제거를 위해 리 셋 구간에서 각각 램프 상승 구간(Ramp-up) 및 램프 하강 구간(Ramp-down)을 갖는 두 개의 리셋 파형이 인가되는 예를 도시하고 있다. 이 경우에도, 외부 밝기에 따라, 램프 리셋 파형의 추가 회수를 조정할 수 있다.
상술한 바와 같은 구동 전압 파형의 변경을 통한 잔상 제거 방식에 의하면, 잔상 제거 동작 중에 화면상에는 표시하고자 하는 화면이 계속 디스플레이되기 때문에, 사용자에게 제공되는 화상이 중지되는 상황이 발생할 우려가 없게 되며, 외부 밝기의 반영에 따라 최적의 화면 상태를 유지하면서도, 잔상 제거 성능을 유지할 수 있게 된다.
도 11은 본 발명의 잔상 제거 방법의 한 바람직한 실시예를 설명하기 위한 흐름도이다. 도시된 바와 같이, 리모컨을 통하여 신호가 입력되거나(S20), 영상 분석의 결과로 화면 전환이 감지되거나(S22), 소정 기간 이상의 정지 영상 요소의 디스플레이가 감지되면(S24), 잔상 제거 동작이 개시되며, 이때, 입력 신호나, 정지 영상 등이 감지되지 않으면, 잔상 제거 동작이 아닌 정상적인 디스플레이 프로세스(S50)가 수행된다.
또한, 외부 밝기를 검출(S30)하여, 외부 밝기가 소정 기준치 이상인지를 판단하고(S40), 외부 밝기가 기준치 이상이면 잔상 제거를 위한 구동 파형의 변경 정도를 완화(S60)하고, 외부 밝기가 기준치 이하이면, 구동 파형의 변경 정도를 강화(S62)하여, 잔상 제거 동작을 개시(S70)한다.
이상의 잔상 제거 방법의 실시예에서는, 외부 밝기 레벨에 설정된 소정의 기준치를 중심으로 두 가지로 구동 파형의 변경 정도를 달리하는 경우를 예시하였으 나, 기준치를 수 개 이상 설정하여 수 개 이상의 레벨을 두는 등의 다양한 변형 실시예가 가능하며, 불연속적인 레벨을 설정하지 않고 외부 밝기 레벨에 따라 연속적으로 구동 파형의 변경 정도가 달라지도록 제어하는 것도 가능하다.
이상 설명한 본 발명의 바람직한 실시예들은 본 발명을 예시한 것에 불과하며, 본 발명은 이러한 예시들로부터 다양하게 변형될 수 있고 여러 가지 형태를 취할 수 있다. 그러므로 본 발명은 상세한 설명에서 언급된 특별한 형태로 한정되는 것으로 이해되어서는 아니 되며, 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 기술 사상과 그 범위 내에 있는 모든 변형물, 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명에 의하여, 외부 조도가 높은 경우에는 구동 파형의 변경에 의한 잔상 제거 정도를 낮추고 외부 조도가 낮은 경우에는 잔상 제거 정도를 높여, 콘트라스트 등 화상의 질에 미치는 악영향을 경감하면서도 원활한 잔상 제거 성능을 유지할 수 있도록 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 잔상 제거 방법 및 플라즈마 디스플레이 장치가 얻어질 수 있다.

Claims (16)

  1. 복수개의 방전셀들을 갖는 플라즈마 디스플레이 패널;
    소정의 구동 전압 파형에 부합하도록 상기 플라즈마 디스플레이 패널 상의 상기 방전셀들을 구동하여 화상을 표시하는 구동 회로부;
    상기 플라즈마 디스플레이 패널 주변의 외부 밝기를 검출하는 광 감지부; 및
    상기 플라즈마 디스플레이 패널 상에 발생된 잔상이 제거되도록 상기 구동 회로부를 제어하여 상기 구동 전압 파형을 변화시키되, 상기 광 감지부에서 검출된 상기 외부 밝기에 따라 상기 구동 전압 파형의 변화 정도를 조정하는 잔상 제거부를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 잔상 제거부는, 상기 외부 밝기가 밝을수록 상기 구동 전압 파형의 변화 정도가 작아지도록 조정하는 것임을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 잔상 제거부는, 상기 외부 밝기가 어두울수록 상기 구동 전압 파형의 변화 정도가 커지도록 조정하는 것임을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 잔상 제거부는, 상기 잔상 제거를 위하여 상기 구동 파형의 리셋 펄스 기울기를 변화시키되, 상기 외부 밝기에 따라 상기 리셋 펄스 기울기 변화 정도를 조정하는 것임을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 외부 밝기가 어두워질수록 상기 리셋 펄스의 기울기를 증가시키는 것임을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 잔상 제거부는, 상기 잔상 제거를 위하여 상기 구동 파형의 리셋 전압 레벨을 변화시키되, 상기 외부 밝기에 따라 상기 리셋 전압 레벨 변화 정도를 조정하는 것임을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 외부 밝기가 어두워질수록 상기 리셋 전압의 최고 전압 레벨을 증가시키는 것임을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 잔상 제거부는, 상기 잔상 제거를 위하여 상기 구동 파형의 리셋 펄스의 인가 회수를 변화시키되, 상기 외부 밝기에 따라 상기 리셋 펄스 인가 회수의 변화 정도를 조정하는 것임을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 외부 밝기가 어두워질수록 단위 프레임에 대한 상기 리셋 펄스 인가 회수를 증가시키는 것임을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 잔상 제거부는, 상기 잔상 제거를 위하여 상기 구동 파형의 소거 펄스의 인가 회수를 변화시키되, 상기 외부 밝기에 따라 상기 소거 펄스 인가 회수의 변화 정도를 조정하는 것임을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 외부 밝기가 어두워질수록 상기 소거 펄스 인가 회수를 증가시키는 것임을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 잔상 제거부는, 상기 잔상 제거를 위하여 상기 구동 파형의 소거 펄스의 전압 레벨을 변화시키되, 상기 외부 밝기에 따라 상기 소거 펄스 전압 레벨의 변화 정도를 조정하는 것임을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 외부 밝기가 어두워질수록 상기 소거 펄스의 전압 폭을 증가시키는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 장치.
  14. 적어도 복수개의 방전셀들을 갖는 플라즈마 디스플레이 패널 및 소정의 구동 전압 파형에 부합하도록 상기 플라즈마 디스플레이 패널 상의 상기 방전셀들을 구동하여 화상을 표시하는 구동 회로부를 구비하는 플라즈마 디스플레이 장치의 잔상을 제거하는 방법에 있어서,
    외부의 밝기를 검출하는 광 감지 단계; 및
    상기 플라즈마 디스플레이 패널 상에 발생된 잔상이 제거되도록 상기 구동 회로부를 제어하여 상기 구동 전압 파형을 변화시키되, 상기 검출된 외부 밝기에 따라 상기 구동 전압 파형의 변화 정도를 조정하는 잔상 제거 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 장치의 잔상 제거 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 잔상 제거 단계는, 상기 외부 밝기가 밝을수록 상기 구동 전압 파형의 변화 정도가 작아지도록 조정하는 것임을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 장치의 잔상 제거 방법.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 잔상 제거 단계는, 상기 외부 밝기가 어두울수록 상기 구동 전압 파형의 변화 정도가 커지도록 조정하는 것임을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 장치의 잔상 제거 방법.
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