KR100733881B1 - 플라즈마 디스플레이 패널의 구동장치 및 구동방법 - Google Patents

플라즈마 디스플레이 패널의 구동장치 및 구동방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 소비전력을 저감할 수 있도록 한 플라즈마 디스플레이 패널의 구동장치에 관한 것이다.
본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널의 구동장치는 자신에게 입력되는 데이터에서 최고 계조값을 추출하고, 이 추출된 최고 계조값에 대응하여 서스테인 펄스가 불필요한 서브필드를 추출하기 위한 서브필드 정보 산출부와; 서브필드 정보 산출부의 제어에 의하여 서스테인 펄스가 불필요한 서브필드의 서스테인 기간동안 서스테인 펄스를 공급하지 않고, 그 외의 서브필드의 서스테인 기간동안 서스테인 펄스가 공급되도록 제어하는 파형 발생부를 구비한다.

Description

플라즈마 디스플레이 패널의 구동장치 및 구동방법{Apparatus and Method of Driving Plasma Display Panel}
도 1은 종래의 플라즈마 디스플레이 패널을 개략적으로 나타내는 평면도.
도 2는 도 1에 도시된 셀의 구조를 상세히 나타내는 사시도.
도 3은 종래의 플라즈마 디스플레이 패널의 구동장치를 나타내는 블록도.
도 4는 본 발명의 실시예에 의한 플라즈마 디스플레이 패널의 구동장치를 나타내는 블록도.
도 5는 도 4에 도시된 서브필드 정보 산출부를 상세히 나타내는 블록도.
도 6은 패널에 공급되는 데이터의 계조값을 일례를 나타내는 도면.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
1 : 방전셀 10 : 상부기판
11 : 버스전극 12 : 투명전극
13,17 : 유전체층 14 : 보호막
15 : 격벽 16 : 형광체
18 : 하부기판 30,40 : 입력라인
31A,31B,41A,41B : 역감마 보정부 32,42 : 게인 조정부
33,43 : 오차 확산부 34,44 : 서브필드 맵핑부
35,45 : 데이터 정렬부 36,46 : APL 계산부
37,47 : 파형 발생부 38,48 : 패널
49 : 서브필드 정보 산출부 50 : 최대값 산출부
52 : 룩업 테이블
본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널의 구동장치 및 구동방법에 관한 것으로 특히, 소비전력을 저감할 수 있도록 한 플라즈마 디스플레이 패널의 구동장치 및 구동방법에 관한 것이다.
플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel : 이하 "PDP"라 한다)은 가스방전에 의해 발생되는 자외선이 형광체를 여기시킬 때 형광체로부터 발생하는 가시광선을 이용하여 화상을 표시하게 된다. 이러한 PDP는 지금까지 표시수단의 주종을 이루어 왔던 음극선관(Cathode Ray Tube : CRT)에 비해 두께가 얇고 가벼우며, 고선명/대화면의 구현이 가능하다는 장점이 있다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 3전극 교류 면방전형 PDP는 상부기판(10) 상에 형성되어진 주사전극(Y1 내지 Yn) 및 유지전극(Z)과, 하부기판(18) 상에 형성되어진 어드레스전극(X1 내지 Xm)을 구비한다.
이 PDP의 방전셀들(1)은 주사전극들(Y1 내지 Yn), 유지전극들(Z) 및 어드레스전극들(X1 내지 Xm)의 교차부마다 형성된다.
주사전극(Y1 내지 Yn)과 유지전극(Z) 각각은 투명전극(12)과, 투명전극(12)보다 작은 선폭을 가지며 투명전극의 일측 가장자리에 형성되는 금속버스전극(11)을 포함한다. 투명전극(12)은 통상 인듐틴옥사이드(Indium-Tin-Oxide : ITO)로 상부기판(10) 상에 형성된다. 금속버스전극(11)은 통상 금속으로 투명전극(12) 상에 형성되어 저항이 높은 투명전극(12)에 의한 전압강하를 줄이는 역할을 한다. 주사전극(Y1 내지 Yn)과 유지전극(Z)이 형성된 상부기판(10)에는 상부 유전체층(13)과 보호막(14)이 적층된다. 상부 유전체층(13) 상에는 플라즈마 방전시 발생된 벽전하가 쌓이게 된다. 보호막(14)은 플라즈마 방전시 발생된 스퍼터링으로부터 전극들(Y1 내지 Yn, Z)과 상부 유전체층(13)을 보호하고 2차 전자의 방출 효율을 높이게 된다. 이 보호막(14)으로는 통상 산화마그네슘(MgO)이 이용된다.
어드레스전극(X1 내지 Xm)은 주사전극(Y1 내지 Yn) 및 유지전극(Z)과 교차되는 방향으로 하부기판(18) 상에 형성된다. 하부기판(18) 상에는 하부 유전체층(17)과 격벽(15)이 형성된다. 하부 유전체층(17)과 격벽(15)의 표면에는 형광체층(16)이 형성된다. 격벽(15)은 스트라이프 또는 격자형으로 형성되어 방전셀을 물리적으로 구분하여 이웃한 방전셀들(1) 사이의 전기적, 광학적 간섭을 차단한다. 형광체층(16)은 플라즈마 방전시 발생된 자외선에 의해 여기·발광되어 적색, 녹색 또는 청색 중 어느 하나의 가시광선을 발생한다.
상/하부기판(10,18)과 격벽(15) 사이에 마련된 방전셀의 방전공간에는 방전을 위한 He+Xe, Ne+Xe 또는 He+Ne+Xe 등의 불활성 혼합가스가 주입된다.
이러한 PDP는 화상의 계조(Gray Level)를 구현하기 위하여 한 프레임을 발광횟수가 다른 여러 개의 서브필드로 나누어 시분할 구동하고 있다. 각 서브필드는 방전을 균일하게 일으키기 위한 리셋 기간, 방전셀을 선택하기 위한 어드레스 기간 및 방전횟수에 따라 계조를 구현하는 서스테인 기간으로 나뉘어진다. 예를 들어, 256 계조로 화상을 표시하고자 하는 경우에 1/60 초에 해당하는 프레임 기간(16.67ms)은 8개의 서브필드들로 나누어지게 된다. 아울러, 8개의 서브 필드들 각각은 리셋기간, 어드레스 기간 및 서스테인 기간으로 다시 나누어지게 된다. 여기서, 각 서브필드의 리셋기간 및 어드레스 기간은 각 서브필드마다 동일한 반면에, 서스테인 기간과 그 방전 횟수는 서스테인펄스의 수에 비례하여 각 서브필드에서 2n(n=0,1,2,3,4,5,6,7)의 비율로 증가된다. 이와 같이 각 서브필드에서 서스테인 기간이 달라지게 되므로 화상의 계조를 구현할 수 있게 된다.
도 3은 종래의 플라즈마 디스플레이 패널의 구동장치를 나타내는 도면이다.
도 3을 참조하면, 종래의 PDP의 구동장치는 제1 역감마 조정부(31A)와 데이터 정렬부(35) 사이에 접속된 게인 조정부(32), 오차확산부(33) 및 서브필드 맵핑부(34)와, 제2 역감마 조정부(31B)와 파형 발생부(37) 사이에 접속된 APL 계산부(36)를 구비한다.
제1 및 제2 역감마 보정부(31A, 31B)는 입력라인(30)으로부터의 디지털 비디 오 데이터(RGB)를 역감마보정하여 영상신호의 계조값에 대한 휘도를 선형적으로 변환시킨다.
게인 조정부(32)는 적색, 녹색 및 청색의 각 데이터별로 유효이득을 조정하여 색온도를 보상한다.
오차 확산부(33)는 게인 조정부(32)로부터 입력되는 디지털 비디오 데이터(RGB)의 양자화 오차를 인접한 셀들로 확산시킴으로써 휘도값을 미세하게 조정하게 된다.
서브필드 맵핑부(34)는 오차 확산부(33)로부터 입력된 데이터를 각 비트별로미리 저장된 서브필드 패턴에 맵핑하고 그 맵핑 데이터를 데이터 정렬부(35)에 공급한다.
데이터 정렬부(35)는 서브필드 맵핑부(34)로부터 입력되는 디지털 비디오 데이터를 패널(38)의 데이터 구동회로에 공급한다. 데이터 구동회로는 패널(38)의 데이터전극들에 접속되어 데이터 정렬부(35)로부터 입력되는 데이터를 1 수평라인분씩 래치한 후에 래치된 데이터를 1 수평기간 단위로 패널(38)의 어드레스전극들에 공급하게 된다.
APL 계산부(36)는 제2 역감마 보정부(31B)로부터 입력되는 디지털 비디오 데이터(RGB)에 대하여 한 화면 단위로 평균휘도 즉, APL(Avarage Picture Level)을 계산하고 계산된 APL에 대응하는 서스테인 펄스 수 정보를 출력하게 된다.
파형 발생부(37)는 APL 계산부(36)로부터의 서스테인 펄스 수 정보에 응답하여 타이밍 제어신호를 생성하고, 그 타이밍 제어신호를 도시하지 않은 스캔 구동회 로와 서스테인 구동회로에 공급한다. 스캔 구동회로와 서스테인 구동회로는 파형 발생부(37)로부터 입력되는 타이밍 제어신호에 응답하여 서스테인기간 동안 패널(38)의 스캔전극들과 서스테인전극들에 서스테인 펄스를 공급한다.
이와 같은 종래의 PDP는 데이터와 무관하게 APL에 의하여 계산된 서스테인 펄스가 방전셀들(1)로 공급된다. 따라서, 종래에는 데이터가 없는 서브필드에도 APL에 의하여 결정된 서스테인 펄스를 공급하게 되므로 필요없는 소비전력이 낭비되게 된다. 예를 들어, 풀 블랙(Full Black)을 패널(38)에서 표현하는 경우 패널(38)의 방전셀들(1)에서는 서스테인방전이 발생되지 않는다. 하지만, 이와 같은 경우에도 PDP에서는 각각의 서브필드마다 서스테인 펄스가 공급되므로 불필요한 전력이 낭비되는 문제점이 발생된다. 즉, 종래의 PDP에서는 서스테인 방전이 발생되지 않는 서브필드에도 서스테인펄스를 공급함으로써 많은 소비전력이 소모되게 된다.
따라서, 본 발명의 목적은 소비전력을 저감할 수 있도록 한 플라즈마 디스플레이 패널의 구동장치 및 구동방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널의 구동장치는 자신에게 입력되는 데이터에서 최고 계조값을 추출하고, 이 추출된 최고 계조값에 대응하여 서스테인 펄스가 불필요한 서브필드를 추출하기 위한 서브필드 정보 산출부와; 서브필드 정보 산출부의 제어에 의하여 서스테인 펄스가 불필요한 서브필드의 서스테인 기간동안 서스테인 펄스를 공급하지 않고, 그 외의 서브필드의 서스테인 기간동안 서스테인 펄스가 공급되도록 제어하는 파형 발생부를 구비한다.
상기 서브필드 정보 산출부는 최고 계조값을 산출하기 위한 최대값 산출부와, 최고 계조값에 대응하여 서스테인 펄스가 불필요한 서브필드를 추출하기 위한 룩업 테이블을 구비한다.
상기 룩업 테이블에는 최고 계조값에 대응하여 서스테인 펄스가 공급될 서브필드와 서스테인 펄스가 불필요한 서브필드가 구분되어 저장된다.
상기 서브필드 정보 산출부는 프레임 단위로 최고 계조값을 추출한다.
상기 파형 발생부 앞단에 설치되어 자신에게 입력되는 데이터의 평균휘도에 대응하여 서스테인 펄스 수 정보를 계산하여 파형 발생부로 공급하기 위한 에이피엘(APL)부를 추가로 구비한다.
본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널의 구동방법은 입력 데이터에서 최고 계조값을 추출하는 제 1단계와; 추출된 최고 계조값에 대응하여 서브필드들 중 서스테인 펄스가 불필요한 서브필드를 추출하는 제 2단계와; 제 2단계에서 추출된 서스테인 펄스가 불필요한 서브필드의 서스테인 기간동안 서스테인 펄스를 공급하지 않고, 그 외의 서브필드의 서스테인 기간동안 상기 서스테인 펄스를 공급하는 제 3단계를 포함한다.
상기 제 1단계에서는 한 프레임 단위로 최고 계조값을 추출한다.
상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 특징들은 첨부도면을 참조한 실시예에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.
이하 도 4 내지 도 6을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하기로 한다.
도 4는 본 발명의 실시예에 의한 플라즈마 디스플레이 패널의 구동장치를 나타내는 도면이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 PDP의 구동장치는 제 1역감마 조정부(41A)와 데이터 정렬부(45) 사이에 접속된 게인 조정부(42), 오차 확산부(43), 서브필드 맵핑부(44)와, 제 2역감마 조정부(41B)와 파형 발생부(47) 사이에 접속된 APL 계산부(46)와, 오차 확산부(43)와 파형 발생부(47) 사이에 접속된 서브필드정보 산출부(49)를 구비한다.
제 1 및 제 2역감마 조정부(41A,41B)는 입력라인(40)으로부터의 디지털 비디오 데이터(RGB)를 역감마보정하여 영상신호의 계조값에 대한 휘도를 선형적으로 변환시킨다.
게인 조정부(42)는 적색, 녹색 및 청색의 각 데이터별로 유효이득을 조정하여 색온도를 보상한다.
오차 확산부(43)는 게인 조정부(42)로부터 입력되는 디지털 비디오 데이터(RGB)의 양자화 오차를 인접한 셀들로 확산시킴으로써 휘도값을 미세하게 조정한다.
서브필드 맵핑부(44)는 오차 확산부(43)로부터 입력된 데이터를 각 비트별로 미리 저장된 서브필드 패턴에 맵핑하고 그 맵핑 데이터를 데이터 정렬부(45)에 공급한다.
데이터 정렬부(45)는 서브필드 맵핑부(44)로부터 입력되는 디지털 비디오 데이터를 패널(48)의 데이터 구동회로에 공급한다. 데이터 구동회로는 패널(48)의 데이터전극들에 접속되어 데이터 정렬부(45)로부터 입력되는 데이터를 1수평라인분씩 래치한 후에 래치된 데이터를 1수평기간 단위로 패널(48)의 어드레스전극들에 공급한다.
APL 계산부(46)는 제 2역감마 보정부(41B)로부터 입력되는 디지털 비디오 데이터(RGB)에 대하여 한 화면 단위로 평균휘도 즉, APL(Average Picture Level)을 계산하고 계산된 APL에 대응하는 서스테인 펄스 수 정보를 출력하게 된다.
파형 발생부(47)는 APL 계산부(46)로부터의 서스테인 펄스 수 정보에 응답하여 타이밍 제어신호를 생성하고, 그 타이밍 제어신호를 도시하지 않은 스캔 구동회로와 서스테인 구동회로에 공급한다. 여기서, 파형 발생부(47)는 서브필드 정보 산출부(49)의 제어에 의하여 특정 서브필드에서 서스테인 펄스가 공급되지 않도록 타이밍 제어신호를 생성한다. 스캔 구동회로와 서스테인 구동회로는 파형 발생부(47)로부터 입력되는 타이밍 제어신호에 응답하여 서스테인 기간 동안 패널(48)의 스캔전극들과 서스테인전극들에 서스테인 펄스를 공급한다.
서브필드 정보 산출부(49)는 오차 확산부(43)로부터 입력되는 한 프레임의 데이터 중에서 가장 높은 계조값을 가지는 데이터를 추출하고, 추출된 데이터의 계조값에 대응하여 서스테인 펄스가 공급될 서브필드와 서스테인 펄스가 공급되지 않 을 서브필드를 구별한다.
이를 위해, 서브필드 정보 산출부(49)는 도 5와 같이 최대값 산출부(50)와 룩업 테이블(52)를 구비한다. 최대값 산출부(50)는 오차 확산부(43)로부터 한 프레임분의 데이터를 순차적으로 입력받고, 입력되는 데이터에서 계조의 최대값을 추출한다. 이를 상세히 설명하면, 최대값 산출부(50)는 오차 확산부(43)로부터 한 프레임 분의 데이터를 순차적으로 입력받는다. 여기서, 최대값 산출부(50)는 이전에 입력된 데이터에서 계조의 최대값과 현재 입력되는 데이터의 계조를 비교하고, 더 큰 계조값을 가지는 데이터를 계조의 최대값을 설정한다. 이후, 입력되는 데이터와 계조의 최대값의 크기를 비교하면서 한 프레임 내에서 계조의 최대값을 추출하게 된다.
룩업 테이블(52)은 계조의 최대값에 대응하여 켜질 서브필드(데이터가 공급되는 서브필드)와 꺼질 서브필드(데이터가 공급되지 않는 서브필드)를 추출한다. 예를 들어, 한 프레임이 8개의 서브필드를 포함할 때 룩업 테이블(52)은 표 1과 같이 구성된다.
계 조 값 서브필드 맵핑부
0 00000000
1 10000000
2 x1000000
3 x1000000
4 xx100000
5 1x100000
6 x1100000
7 xx100000
8 ~ 15 xxx10000
16 ~ 31 xxxx1000
32 ~ 63 xxxxx100
64 ~ 127 xxxxxx10
128 ~ 255 xxxxxxx1
표 1에서 "0"은 꺼질 서브필드를 의미하며, "1"은 켜질 서브필드를 의미한다. 그리고, "x"는 데이터에 대응하여 켜지거나 또는 꺼질 서브필드를 의미한다. 예를 들어, 최대값 산출부(50)에서 추출된 계조의 최대값이 "79"라면 룩업 테이블(52)은 8번째 서브필드의 서스테인 기간에 서스테인 펄스가 공급되지 않도록 파형 발생부(47)를 제어한다. 그리고, 최대값 산출부(50)에서 추출된 계조의 최대값이 "13"이라면 제 5 내지 제 8서브필드의 서스테인 기간에 서스테인 펄스가 공급되지 않도록 파형 발생부(47)를 제어한다.
즉, 룩업 테이블(52)에는 서브필드 매핑 패턴에 대응하여 켜질 서브필드와 꺼질 서브필드가 구분되어 저장된다. 그리고, 룩업 테이블(52)은 자신에게 입력되는 한 프레임의 최대값을 자신이 저장하고 있는 서브필드 매핑 패턴에 대입하여 꺼질 서브필드를 추출하고, 추출된 서브필드의 서스테인 기간에 서스테인 펄스가 공급되지 않도록 제어한다. 다시 말하여, 룩업 테이블(52)은 최대값 산출부(50)로부터 공급되는 계조의 최대값에 대응하여 서스테인 펄스가 불필요한 서브필드에서 서스테인 펄스가 공급되지 않도록 제어한다. 이와 같이, 서브필드 맵핑 패턴에 대응 하여 한 프레임에 포함된 일부 서브필드(풀 블랙일 경우 모든 서브필드)의 서스테인 기간동안 서스테인 펄스를 공급하지 않음으로써 소비전력의 소모를 최소화할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 구동장치 및 구동방법에 의하면 한 프레임에서 최대 계조값을 산출하고, 이 계조값에 대응하여 서스테인 펄스가 불필요한 서브필드를 추출한다. 그리고, 서스테인 펄스가 불필요한 서브필드의 서스테인 기간동안 서스테인 펄스를 공급하지 않음으로서 소비전력을 최소화할 수 있다.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.

Claims (7)

  1. 자신에게 입력되는 데이터에서 최고 계조값을 추출하고, 소정의 룩업 테이블에 구축된 서브필드들 중에 상기 최고 계조값과 대응되어 매핑된 서브필드가 꺼질 서브필드인지 켜질 서브필드인지를 판단하여, 켜질것으로 판단된 서브필드에는 서스테인 펄스를 공급하도록 제어하고 꺼질것으로 판단된 서브필드에는 서스테인 펄스가 공급되지 않도록 제어하는 서브필드 정보 산출부와;
    역감마 보정되어 입력되는 디지털 비디오 데이터에 대하여 한 프레임 단위로 평균휘도를 계산하여 계산한 평균휘도에 대응하는 서스테인펄스 수 정보를 출력하는 APL 계산부와;
    상기 서브필드 정보 산출부의 제어에 따라, 상기 서스테인 펄스가 불필요한 꺼질 서브필드의 서스테인 기간동안 서스테인 펄스를 공급하지 않고, 상기 서스테인 펄스가 필요한 켜질 서브필드의 서스테인 기간동안 서스테인 펄스를 공급하되, 상기 APL 계산부로부터의 서스테인펄스 수 정보에 응답하여 타이밍 제어신호를 생성하고 상기 타이밍 제어신호에 따라 서스테인 펄스 수를 조절하여 공급하는 파형 발생부를 구비하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 구동장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 서브필드 정보 산출부는
    상기 최고 계조값을 산출하기 위한 최대값 산출부와,
    상기 최고 계조값에 대응하여 서스테인 펄스가 불필요한 꺼질 서브필드를 추출하기 위한 상기 소정의 룩업 테이블을 구비하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 구동장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 룩업 테이블에는 상기 최고 계조값에 대응하여 서스테인 펄스가 공급될 서브필드와 상기 서스테인 펄스가 불필요한 서브필드가 구분되어 저장되는 것을 특 징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 구동장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 서브필드 정보 산출부는 프레임 단위로 상기 최고 계조값을 추출하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 구동장치.
  5. 삭제
  6. 한 프레임이 다수의 서브필드를 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널의 구동방법에 있어서;
    입력 데이터에서 최고 계조값을 추출하는 제 1단계;
    역감마 보정되어 입력되는 디지털 비디오 데이터에 대하여 한 프레임 단위로 평균휘도를 계산하여 계산한 평균휘도에 대응하는 서스테인펄스 수 정보를 발생하고, 상기 서스테인펄스 수 정보에 응답하여 타이밍 제어신호를 생성하는 제 2단계;
    소정의 룩업 테이블에 구축된 서브필드들 중에 상기 최고 계조값과 대응되어 매핑된 서브필드가 꺼질 서브필드인지 켜질 서브필드인지를 판단하는 제 3단계;
    상기 판단결과 꺼질 서브필드로 판단되면, 상기 서스테인 펄스가 불필요한 꺼질 서브필드의 서스테인 기간동안 상기 서스테인 펄스를 공급하지 않는 제 4단계; 및
    상기 판단결과 켜질 서브필드로 판단되면, 상기 서스테인 펄스가 필요한 켜질 서브필드의 서스테인 기간동안 상기 서스테인 펄스를 공급하되, 상기 타이밍 제어신호에 따라 서스테인 펄스 수를 조절하여 공급하는 제 5단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 구동방법.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 제 1단계에서는 한 프레임 단위로 상기 최고 계조값을 추출하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 구동방법.
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