KR19990031733A - 3전극 면방전 플라즈마 디스플레이 패널의 구동방법 및 그구동장치 - Google Patents

3전극 면방전 플라즈마 디스플레이 패널의 구동방법 및 그구동장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 1 프레임을 제 1 내지 제 X 서브필드로 분할 구동하고, 제 1 서브필드에서 제 X 서브필드로 갈수록 화면 구현시 많은 개수의 서스테인 펄스를 공급하며, 상기 제 1 내지 제 X 서브필드 중 하나인 제 X' 서브필드를 기준으로 하여 상기 제 X' 서브필드보다 적은 개수의 서스테인 펄스가 할당되어 있는 제 1 내지 제 X'-1 서브필드의 화면 구현시에는 상기 제 X' 서브필드 화면을 구현할 때보다 낮은 전압의 서스테인 펄스를 공급하고, 상기 제 X' 서브필드보다 많은 개수의 서스테인 펄스가 할당되어 있는 제 X'+1 내지 제 X 서브필드의 화면 구현시에는 상기 제 X' 서브필드 화면을 구현할 때보다 높은 전압의 서스테인 펄스를 공급하는 3전극 면방전 플라즈마 디스플레이 패널의 구동방법 및 그 구동장치에 관한 것으로서, 상기 제 X' 서브필드를 기준으로 하여 기준 서브필드 보다 화면이 어두운 서브필드의 구동시에는 기준 서브필드의 구동시 공급되는 서스테인 펄스 보다 전압이 낮은 서스테인 펄스를 공급하고, 상기 기준 서브필드 보다 화면이 밝은 서브필드의 구동시에는 기준 서브필드 보다 전압이 높은 서스테인 펄스를 공급하여 기준 서브필드 보다 어두운 서브필드 화면은 더 어둡게 구현하고 밝은 서브필드 화면은 더 밝게 구현하기 때문에 구동시 소모되는 전력을 효과적으로 이용하여 화면의 휘도 및 콘트라스트를 높일 수 있는 효과가 있다.

Description

3전극 면방전 플라즈마 디스플레이 패널의 구동방법 및 그 구동장치
본 발명은 교류 플라즈마 디스플레이 패널의 구동방법 및 그 구동장치에 관한 것으로서, 특히 각 셀마다 3개의 전극이 구비된 3전극 면방전 플라즈마 디스플레이 패널(이하, 3전극 면방전 PDP라 함)의 구동방법 및 그 구동장치에 관한 것이다.
현대는 정보화 사회라고 불려지고 있는 만큼 정보 처리 시스템의 발전과 보급 증가에 따라 디스플레이의 중요성이 증대되고, 그 종류도 점차 다양화되고 있다.
이전부터 디스플레이로 가장 많이 이용되어 오던 CRT(Cathode Ray Tube)는 사이즈가 크고, 동작 전압이 높으며, 표시 일그러짐이 발생하는 등 여러 가지 문제점을 가지고 있어 화면의 대형화, 평면화를 목표로 하는 최근의 추세에 적합하지 않아 최근에는 매트릭스 구조를 가지는 각종 평면 디스플레이의 연구 개발이 활발히 진행되고 있다.
상기 평면 디스플레이 중 차세대 대화면 평면 디스플레이로 각광받고 있는 것이 PDP(Plasma Display Panel)이다. 상기 PDP는 화면이 크고 두께가 얇아 벽걸이 텔레비전, 가정 극장용(home theater) 디스플레이, 워크스테이션용 모니터 등으로 응용되고 있다.
또한, 상기 PDP는 구동전압의 형태에 따라 크게 교류(AC: Alternating Current) PDP와 직류(DC: Direct Current) PDP로 구분되는데, 상기 교류 PDP는 정현파 교류 전압 또는 펄스 전압에 의해 구동되고, 직류 PDP는 직류 전압에 의해 구동된다.
도 1에는 교류 PDP 중 가장 많이 사용되고 있는 640×480 해상도의 컬러 3전극 면방전 PDP와, 상기 3전극 면방전 PDP 상에 동화상(moving image) 또는 정지화상(still image)을 표시하는 종래 기술에 의한 3전극 면방전 PDP 구동장치의 간략화된 구성이 도시되어 있다.
도 1에서 참조번호 10은 480개의 제 1 유지 전극(Y1∼Y480)과 480개의 제 2 유지 전극(Z1∼Z480)이 교대로 하나씩 상호 평행하게 배열되어 있고, 1920개의 어드레스 전극(A1∼A1920)이 상기 제 1 및 제 2 유지 전극들(Y1∼Y480, Z1∼Z480)과 소정 공간을 사이에 두고 직교하도록 배열되어 있으며, 480개의 제 1 및 제 2 유지 전극(Y1∼Y480, Z1∼Z480)과 1920개의 어드레스 전극(A1∼A1920)의 각 교차점마다 셀이 형성되어 전체 화면이 매트릭스 형태의 480×1920개 R(Red), G(Green), B(Blue)셀로 구성되어 있는 640×480 해상도의 컬러 3전극 면방전 PDP를 나타낸다.
상기 480개 제 2 유지 전극(Z1∼Z480)은 제 2 공통 유지 전극(Z)에 의해 상호 병렬로 연결되어 있다.
상기 3전극 면방전 PDP(10)의 각 셀의 구성을 도 2에 도시된 i 번째 행과 j 번째 열에 위치한 셀의 단면도(단, 전면 기판은 90°회전됨)를 참조하여 설명하면 다음과 같다.
먼저, 상호 평행한 i 번째 제 1 유지 전극(Yi)과 i 번째 제 2 유지 전극(Zi)이 화상의 표시면인 전면 기판(11)의 일면에 형성되어 있고, 상기 제 1 유지 전극(Yi)과 제 2 유지 전극(Zi) 위에 방전시 방전 전류를 제한하고 벽전하의 생성을 용이하게 하는 유전체층(12)이 형성되어 있고, 상기 유전체층(12) 위에 방전시 일어나는 스퍼터링(sputtering)으로부터 상기 제 1 유지 전극(Yi)과 제 2 유지 전극(Zi)과 유전체층(12)을 보호하는 산화마그네슘(MgO) 보호막(13)이 형성되어 있다.
또한, 상기 전면 기판(11)과 소정 거리를 사이에 두고 대향되게 위치한 배면 기판(14) 중 상기 전면 기판(11)과의 대향면에 j 번째 어드레스 전극(Aj)이 형성되어 있고, 상기 어드레스 전극(Aj)의 양측에 셀간 혼색을 방지하고 방전공간을 확보하는 제 1, 2 격벽(15a, 15b)이 상기 어드레스 전극(Aj)과 평행하게 각각 형성되어 있고, 상기 어드레스 전극(Aj) 위와 제 1, 2 격벽(15a, 15b)의 일부에 형광체(16)가 도포되어 있으며, 방전공간 내부에는 방전가스가 주입되어 있다.
상기와 같이 구성된 3전극 면방전 PDP의 각 셀의 기본 구동 원리는 다음과 같다.
먼저, 제 1 유지 전극(Yi)과 어드레스 전극(Aj) 사이에 소정 전압을 인가하면 제 1 유지 전극(Yi)과 어드레스 전극(Aj)간에 어드레스 방전이 일어나 제 1 유지 전극(Yi) 위의 산화마그네슘 보호막(13) 표면과 어드레스 전극(Aj) 위의 형광체(16) 표면에 서로 반대 극성의 벽전하가 각각 생성된다. 이 때, 제 2 유지 전극(Zi) 위의 산화마그네슘 보호막(13) 표면에도 어드레스 전극(Aj) 위의 형광체(16) 표면에 생성된 벽전하와 동일 극성의 벽전하가 생성된다.
그 후, 제 1 유지 전극(Yi)과 제 2 유지 전극(Zi) 사이에 바로 전의 어드레스 방전에 의해 생성된 벽전하와 동일 극성의 소정 전압을 인가하면 제 1 유지 전극(Yi)과 제 2 유지 전극(Zi) 간에 서스테인 방전이 일어난다.
상기에서 서스테인 방전이 일어나면 방전공간에 전계가 발생하여 방전가스 중의 미량 전자들이 가속되고, 상기 가속된 전자들이 방전가스의 중성입자들과 충돌하면 상기 중성입자가 전자와 이온으로 전리되며, 상기 전리된 전자들 또한 상기 전계에 의해 가속되어 상기 중성입자와의 충돌에 참여하게 되고, 그에 따라 상기 중성입자가 점차 빠른 속도로 전자와 이온으로 전리되어 방전가스가 플라즈마 상태로 되는 동시에 진공 자외선이 발생되며, 상기 진공 자외선이 형광체(16)를 여기시켜 가시광을 발생시키면 i 번째 행과 j 번째 열에 위치한 셀이 표시된다.
그 후, 상기 제 1 유지 전극(Yi)과 제 2 유지 전극(Zi) 사이에 바로 전에 생성된 벽전하와 동일 극성의 전압을 인가하는 과정을 반복 수행하면 i 번째 행과 j 번째 열에 위치한 셀의 표시가 유지된다.
도 1에서 참조번호 20은 3전극 면방전 PDP(10)의 제 1 유지 전극들(Y1∼Y480)과 일대일 대응으로 연결되어 상기 제 1 유지 전극들(Y1∼Y480)에 구동 펄스를 공급하는 Y 구동부를 나타내고,
30은 3전극 면방전 PDP(10)의 제 2 공통 유지 전극(Z)과 연결되어 상기 제 2 공통 유지 전극(Z)을 통해 제 2 유지 전극들(Z1∼Z480)에 구동 펄스를 공급하는 Z 구동부를 나타내고,
40은 3전극 면방전 PDP(10)의 어드레스 전극들(A1∼A1920)과 일대일 대응으로 연결되어 상기 어드레스 전극들(A1∼A1920)에 구동 펄스를 공급하는 어드레스 구동부를 나타내며,
50은 외부에서 입력되는 아날로그 화상 신호(IMAGE)를 디지털화하여 디지털 화상 신호를 출력하고, 상기 디지털 화상 신호와 각종 외부 입력 - 클록(CLK), 수평 동기신호(HS), 수직 동기신호(VS) - 에 따라 제어신호를 발생시켜 상기 Y 구동부(20)와 Z 구동부(30)와 어드레스 구동부(40)에 공급하는 제어부를 나타낸다.
한편, 상기와 같이 구성된 3전극 면방전 PDP(10)의 각 셀의 계조(gray scale) 구현은 방전의 강약 조정이 난이한 관계로 단위 시간당 방전횟수를 통해 구현하고, 매 프레임(frame)마다 각 셀을 0∼2X-1회로 나누어 방전시키면 1 프레임 동안의 방전횟수에 따라 각 셀의 밝기가 달라져서 결국 전체 화면에 2X계조의 화상 즉, 각 셀마다 0∼2X-1 레벨(level) 중 한가지 레벨의 화상이 표시된다.
상기와 같은 개념을 토대로 한 계조 구현 방법 중 하나가 ADS 서브필드 방식(Addressing and Display System sub-field method)으로서, 상기 ADS 서브필드 방식은 각 셀이 온(on), 오프(off)의 두 가지 상태로 작동하는 것과 2X계조를 구현하는 것에 근거를 둔 2진수 X 비트 체계를 이용하여 1 프레임을 방전 횟수(즉, 서스테인 기간)가 서로 다른 X개의 서브필드로 분할 구동한다.
도 3에는 일반적인 ADS 서브필드 방식에 따른 256(28) 계조 구현시 1 프레임의 세부 구성도가 도시되어 있고, 도 4에는 종래 기술에 따라 도 3에 도시된 제 1 서브필드(SF1) 동안 각 전극에 인가되는 구동 전압 파형들의 타이밍도가 도시되어 있다.
먼저, 256 계조 구현을 위하여 1 프레임은 도 3에 도시된 바와 같이 8개의 서브필드(SF1∼SF8)로 분할 구동되고, 각 서브필드(SF1∼SF8)는 리셋 기간과 어드레스 기간과 서스테인 기간으로 분할 구동되고, 각 리셋 기간은 전면 써넣기 기간과 전면 소거 기간으로 분할 구동된다.
상기에서 각 서브필드(SF1∼SF8)의 리셋 기간 중 전면 써넣기 기간에는 도 4에 도시된 바와 같이 제 2 공통 유지 전극(Z)에 0V 를 인가하고 480개의 제 1 유지 전극(Y1∼Y480)에 방전개시전압보다 높은 VW전압의 써넣기 펄스(writing pulse)를 인가하여 전체 제 1 유지 전극들(Y1∼Y480)과 제 2 유지 전극들(Z1∼Z480) 사이에서 즉, 전체 셀의 방전공간 내부에서 써넣기 방전이 일어나도록 하며, 상기 써넣기 방전이 진행됨에 따라 제 1 유지 전극들(Y1∼Y480) 위에는 - 벽전하가 생성되고 제 2 유지 전극들(Z1∼Z480) 위에는 + 벽전하가 생성된다.
각 서브필드(SF1∼SF8)의 리셋 기간 중 전면 소거 기간에는 제 1 유지 전극들(Y1∼Y480)에 0V 를 인가하고 제 2 공통 유지 전극(Z)에 Ve전압의 소거 펄스(erase pulse)를 인가하여 전체 셀의 방전공간 내부에서 소거 방전이 일어나도록 하고, 그로 인해 바로 전에 생성된 벽전하가 중화되어 소거되도록 한다.
각 서브필드(SF1∼SF8)의 어드레스 기간에는 각 셀에 해당되는 디지털 화상 신호의 어드레싱이 순차적으로 수행된다. 즉, 전체 제 1 유지 전극들(Y1∼Y480)에 Va' 전압을 인가한 상태에서 임의의 제 1 유지 전극에 0V 의 스캔 펄스(scan pulse)를 인가하여 스캐닝하고, 상기 제 1 유지 전극에 의해 구성되는 셀들 중 온될 셀에 대응되는 어드레스 전극에만 Va전압의 기입 펄스(화상 펄스, image pulse)를 인가하여 양 전극 간에 어드레스 방전이 일어나도록 하고, 셀 내부에 벽전하가 생성되도록 한다. 상기와 같은 과정을 480개 제 1 유지 전극(Y1∼Y480)에 대해 순차적으로 반복하면 전체 셀이 각각에 해당되는 디지털 화상 신호에 따라 온 또는 오프된다. 이 때, 제 2 유지 전극들(Z1∼Z480)에는 VS전압이 인가되고 있으므로 어드레스 전극과 제 2 유지 전극간의 어드레스 방전은 일어나지 않는다.
상기 각 서브필드(SF1∼SF8)의 서스테인 기간에는 제 1 유지 전극들(Y1∼Y480)에 VS전압을 인가하고, 제 2 공통 유지 전극(Z)에 0V 를 인가하여 바로 전의 어드레스 기간에서 어드레스 방전이 일어난 셀에만 벽전하가 가산되어 그 내부에서 서스테인 방전이 일어나도록 한 후 제 2 공통 유지 전극(Z)에 VS전압을 인가하고 제 1 유지 전극들(Y1∼Y480)에 0V 를 인가하여 다시 서스테인 방전이 일어나도록 한다.
그 후, 상기와 같은 과정을 교대로 반복하면 즉, 제 2 공통 유지 전극(Z)과 제 1 유지 전극들(Y1∼Y480) 사이에 교번하는 서스테인 펄스를 인가하면 바로 전의 어드레스 기간에서 온된 셀에 화상이 표시된다.
상기에서 각 전극에 인가되는 전압 펄스들 VW, Vf(방전개시전압), Ve, VS, Va, Va' 는 VW> Vf> VS, VS> Va, VS> Va', VS> Ve, 및 Vf>> VW-VS를 만족하는 전압값들로 설정하고, 각 서브필드(SF1∼SF8)의 어드레스 기간동안 어드레스 전극들(A1∼A1920)에 인가되는 기입 펄스는 각 셀에 해당되는 8비트의 디지털 화상 신호(최하위 비트 B1∼최상위 비트 B8) 중 1개 비트값에 해당되며, 보다 구체적으로는 제 1 서브필드(SF1)의 어드레스 기간동안 B1이, 제 2 서브필드(SF2)의 어드레스 기간동안 B2가, …, 제 8 서브필드(SF8)의 어드레스 기간동안 B8이 각각 인가된다.
또한, 상기 각 서브필드(SF1∼SF8)의 리셋 기간과 어드레스 기간은 각각 동일한 시간이 할당되어 있는 반면, 서스테인 기간은 서브필드마다 서로 다른 시간이 할당되어 있다(보통 SF1: SF2: SF3: SF4: SF5: SF6: SF7: SF8 = 1: 2: 4: 8: 16: 32: 64: 128).
아울러, 각 서브필드(SF1∼SF8)의 서스테인 기간동안 제 1 유지 전극들(Y1∼Y480)과 제 2 유지 전극들(Z1∼Z480) 사이에 인가되는 서스테인 펄스의 주파수와 전압은 서브필드에 관계없이 모두 동일하므로 각 서브필드(SF1∼SF8)마다 방전 유지 기간 길이의 상대비(1: 2: 4: 8: 16: 32: 64: 128)에 비례하는 개수의 서스테인 펄스가 인가된다.
상기에서 제 1 유지 전극들(Y1∼Y480)과 제 2 유지 전극들(Z1∼Z480) 사이에 인가되는 서스테인 펄스의 주파수(단위 시간당 인가되는 개수)에 따라 서스테인 방전 횟수가 결정되고 서스테인 펄스의 전압에 따라 서스테인 방전 강도가 결정되므로 동일시간 내에 서스테인 펄스의 개수가 많을수록 전압이 높을수록 표시 셀의 밝기가 밝아진다.
즉, 1 프레임 중 3전극 면방전 PDP(10) 화면의 휘도(brightness)와 콘트라스트(contrast)에 가장 크게 기여하는 기간은 서스테인 기간으로 볼 수 있다.
결과적으로 상기에서 설명된 세부 과정을 거쳐 제 1 내지 8 서브필드(SF1∼SF8) 화면을 차례대로 구성하면 3전극 면방전 PDP(10) 상에 1 프레임의 256 계조 화상이 표시된다.
아울러, 도 4에 도시된 각종 구동 전압 파형들은 제어부(50)에서 발생되어 Y 구동부(20)와 Z 구동부(30)와 어드레스 구동부(40)를 통해 해당 전극들에 각각 인가되고, 그 타이밍 역시 제어부(50)에 의해 제어된다.
그러나, 종래에는 1 프레임의 구동시간 내에 방전 유지 기간이 차지하는 비율이 너무 작고, 정해진 시간 동안 서스테인 펄스의 주파수와 전압을 높여 화면의 휘도와 콘트라스트를 높이는데도 한계(소비전력의 상승, Y 구동부를 구성하는 구동 IC 비용의 상승 등)가 있기 때문에 3전극 면방전 PDP 화면의 휘도와 콘트라스트가 매우 낮아 이미 널리 알려진 CRT 나 LCD(Liquid Crystal Display) 등에 비해 실용화가 어려운 문제점이 있었다.
예를 들어, 종래 기술에 따라 640×480 해상도의 컬러 3전극 면방전 PDP 상에 256 계조의 VGA(Video Graphic Array) 화상을 표시하는 경우 1 프레임(16.67ms) 내의 리셋 기간은 300㎲(1 서브필드 내의 리셋 기간) × 8(256 계조 구현을 위한 서브필드 개수) = 2.4ms 이고, 어드레스 기간은 3㎲(스캔 주기) × 480(제 1 유지 전극 개수) × 8(256 계조 구현을 위한 서브필드 개수) = 11.52ms 이므로 결국 1 프레임 내의 서스테인 기간은 16.67ms - 11.52ms - 2.4ms = 2.75ms 가 되어 1 프레임 동안 방전 유지 기간이 차지하는 비율은 약 16.5% 밖에 되지 않는다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 1개 서브필드를 기준으로 기준 서브필드보다 화면이 어두운 서브필드의 경우 서스테인 펄스의 전압을 종래 보다 낮추어 화면을 더 어둡게 하고, 기준 서브필드보다 화면이 밝은 서브필드의 경우 서스테인 펄스의 전압을 종래 보다 높여 화면을 더 밝게 함으로써 3전극 면방전 PDP 화면의 휘도 및 콘트라스트 향상을 가능하게 하는 3전극 면방전 PDP의 구동방법 및 그 구동장치를 제공함에 그 목적이 있다.
도 1은 일반적인 640×480 해상도의 컬러 3전극 면방전 플라즈마 디스플레이 패널과 종래 기술에 의한 3전극 면방전 PDP 구동장치의 간략화된 구성을 나타내는 블록도,
도 2는 도 1에 도시된 3전극 면방전 플라즈마 디스플레이 패널 중 1개 셀의 단면도(단, 전면 기판 90°회전됨),
도 3은 일반적인 ADS 서브필드 방식에 따른 256 계조 구현시 1 프레임의 세부 구성도,
도 4는 종래 기술에 따라 도 3에 도시된 제 1 서브필드 동안 각 전극에 인가되는 구동 전압 파형들의 타이밍도,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 3전극 면방전 PDP 구동장치의 일부 구성을 나타내는 블록도,
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따라 도 3에 도시된 제 1 내지 제 8 서브필드의 서스테인 기간동안 각 전극에 인가되는 서스테인 펄스의 타이밍도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
10: 3전극 면방전 플라즈마 디스플레이 패널
110: 서스테인 펄스 발생부 120: Y 구동부
130: Z 구동부 140: 서브필드 판별부
150: 서스테인 전압 조절부 160: 타이밍 제어부
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 3전극 면방전 PDP의 구동방법은 3전극 면방전 PDP 상에 계조 화상을 표시하기 위하여 1 프레임을 제 1 내지 제 X 서브필드로 분할 구동하고, 제 1 서브필드에서 제 X 서브필드로 갈수록 화면 구현시 많은 개수의 서스테인 펄스를 공급하는 3전극 면방전 PDP의 구동방법에 있어서, 상기 제 1 내지 제 X 서브필드 중 하나인 제 X' 서브필드를 기준으로 하여 상기 제 X' 서브필드보다 적은 개수의 서스테인 펄스가 할당되어 있는 제 1 내지 제 X'-1 서브필드의 화면 구현시에는 상기 제 X' 서브필드 화면을 구현할 때보다 낮은 전압의 서스테인 펄스를 공급하고, 상기 제 X' 서브필드보다 많은 개수의 서스테인 펄스가 할당되어 있는 제 X'+1 내지 제 X 서브필드의 화면 구현시에는 상기 제 X' 서브필드 화면을 구현할 때보다 높은 전압의 서스테인 펄스를 공급하는 것을 특징으로 한다.
상기에서 제 1 내지 제 X'-1 서브필드의 화면 구현시에는 각각에 할당되어 있는 서스테인 펄스의 개수가 적을수록 서스테인 펄스의 전압을 낮게 조절하고, 상기 제 X'+1 내지 제 X 서브필드의 화면 구현시에는 각각에 할당되어 있는 서스테인 펄스의 개수가 많을수록 서스테인 펄스의 전압을 높게 조절하며,
상기 제 1 내지 제 X'-1 서브필드의 화면 구현시 각 서브필드 별로 공급되는 서스테인 펄스의 전압 가변율과 상기 제 X'+1 내지 제 X 서브필드의 화면 구현시 각 서브필드 별로 공급되는 서스테인 펄스의 전압 가변율을 동일하게 설정하거나,
상기 제 1 내지 제 X'-1 서브필드의 화면 구현시 각 서브필드 별로 공급되는 서스테인 펄스의 전압 가변율보다 상기 제 X'+1 내지 제 X 서브필드의 화면 구현시 각 서브필드 별로 공급되는 서스테인 펄스의 전압 가변율을 높게 설정하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 의한 3전극 면방전 PDP의 구동장치는 3전극 면방전 PDP 상에 계조 화상을 표시하기 위하여 1 프레임을 제 1 내지 제 X 서브필드로 분할 구동하고, 제 1 서브필드에서 제 X 서브필드로 갈수록 화면 구현시 많은 개수의 서스테인 펄스를 공급하는 3전극 면방전 PDP의 구동장치에 있어서, 상기 제 1 내지 제 X 서브필드 중 하나인 제 X' 서브필드를 기준으로 하여 상기 제 X' 서브필드보다 적은 개수의 서스테인 펄스가 할당되어 있는 제 1 내지 제 X'-1 서브필드의 화면 구현시에는 상기 제 X' 서브필드 화면을 구현할 때보다 낮은 전압의 서스테인 펄스를 공급하고, 상기 제 X' 서브필드보다 많은 개수의 서스테인 펄스가 할당되어 있는 제 X'+1 내지 제 X 서브필드의 화면 구현시에는 상기 제 X' 서브필드 화면을 구현할 때보다 높은 전압의 서스테인 펄스를 공급하는 서스테인 구동수단을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
상기에서 서스테인 구동수단은 상기 서스테인 펄스를 발생시키는 서스테인 펄스 발생부와, 상기 서스테인 펄스 발생부에서 발생된 서스테인 펄스를 상기 3전극 면방전 PDP에 공급하는 서스테인 구동부와, 상기 제 1 내지 제 X 서브필드를 판별하는 서브필드 판별부와, 상기 서브필드 판별부의 서브필드 판별 결과에 따라 상기 서스테인 펄스 발생부에서 발생되는 서스테인 펄스의 전압을 각 서브필드 마다 서로 다르게 조절하는 서스테인 전압 조절부와, 상기 서스테인 펄스 발생부에서 발생되는 서스테인 펄스의 출력 타이밍을 제어하는 타이밍 제어부로 구성된 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명의 일 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
본 발명의 일 실시예에 의한 3전극 면방전 PDP의 구동방법은 3전극 면방전 PDP 상에 256 계조 화상을 표시하기 위하여 도 3에 도시된 바와 같이 1 프레임을 8개의 서브필드(SF1∼SF8)로 분할 구동하고, 각 서브필드(SF1∼SF8)마다 SF1: SF2: SF3: SF4: SF5: SF6: SF7: SF8 = 1: 2: 4: 8: 16: 32: 64: 128 에 비례하는 개수의 서스테인 펄스를 공급하며,
8개 서브필드(SF1∼SF8) 중 제 4 서브필드(SF4)를 기준으로 하여 상기 제 4 서브필드(SF4)보다 적은 개수의 서스테인 펄스가 할당되어 있는 제 1 내지 제 3 서브필드(SF1∼SF3)의 화면 구현시에는 상기 제 4 서브필드(SF4) 화면을 구현할 때보다 낮은 전압의 서스테인 펄스를 공급하고,
상기 제 4 서브필드(SF4)보다 많은 개수의 서스테인 펄스가 할당되어 있는 제 5 내지 제 8 서브필드(SF5∼SF8)의 화면 구현시에는 상기 제 4 서브필드(SF4) 화면을 구현할 때보다 높은 전압의 서스테인 펄스를 공급하여 제 1 내지 제 3 서브필드(SF1∼SF3) 화면은 종래 보다 더 어둡게 하고 제 5 내지 제 8 서브필드(SF5∼SF8) 화면은 종래 보다 더 밝게 함으로써 3전극 면방전 PDP 화면의 휘도 및 콘트라스트를 향상시키는 방법이다.
상기에서 본 발명의 일 실시예가 적용되는 3전극 면방전 PDP는 종래 기술에서 설명된 640×480 해상도의 컬러 3전극 면방전 PDP와 그 구성이 동일하다. 즉, 도 5에 도시된 바와 같이 480개의 제 1 유지 전극(Y1∼Y480)과 480개의 제 2 유지 전극(Z1∼Z480)이 교대로 하나씩 상호 평행하게 배열되어 있고, 상기 480개의 제 2 유지 전극(Z1∼Z480)은 제 2 공통 유지 전극(Z)에 의해 상호 병렬로 연결되어 있다.
상기와 같은 본 발명의 일 실시예에 의한 3전극 면방전 PDP 구동방법을 구현하기 위한 3전극 면방전 PDP 구동장치는 도 5에 도시된 바와 같이
서로 180°의 위상차를 가지는 제 1 및 제 2 서스테인 펄스를 발생시키는 서스테인 펄스 발생부(110)와,
3전극 면방전 PDP(10)의 480개 제 1 유지 전극(Y1∼Y480)과 일대일 대응으로 연결되어 상기 서스테인 펄스 발생부(110)에서 발생된 제 1 서스테인 펄스를 상기 제 1 유지 전극들(Y1∼Y480)에 공급하는 Y 구동부(120)와,
상기 3전극 면방전 PDP(10)의 제 2 공통 유지 전극(Z)과 연결되어 상기 서스테인 펄스 발생부(110)에서 발생된 제 2 서스테인 펄스를 상기 제 2 공통 유지 전극(Z)을 통해 제 2 유지 전극들(Z1∼Z480)에 공급하는 Z 구동부(130)와,
상기 8개의 서브필드(SF1∼SF8)를 판별하는 서브필드 판별부(140)와,
상기 서브필드 판별부(140)의 서브필드 판별 결과에 따라 상기 서스테인 펄스 발생부(110)에서 발생되는 제 1 및 제 2 서스테인 펄스의 전압을 각 서브필드(SF1∼SF8) 마다 서로 다르게 조절하는 서스테인 전압 조절부(150)와,
상기 서스테인 펄스 발생부(110)에서 발생되는 제 1 및 제 2 서스테인 펄스의 출력 타이밍을 제어하는 타이밍 제어부(160)를 포함하여 구성된다.
상기와 같이 구성된 3전극 면방전 PDP 구동장치가 3전극 면방전 PDP(10) 상에 256 계조 화상을 표시하는 과정을 도 6을 참조하여 상세하게 설명한다.
먼저, 도 3에 도시된 바와 같이 1 프레임은 8개의 서브필드(SF1∼SF8)로 분할 구동되고, 각 서브필드(SF1∼SF8)는 리셋 기간과 어드레스 기간과 서스테인 기간으로 분할 구동되며, 각 리셋 기간은 전면 써넣기 기간과 전면 소거 기간으로 분할 구동된다.
상기 각 서브필드(SF1∼SF8)의 리셋 기간과 어드레스 기간동안 3전극 면방전 PDP(10)의 각 전극에 공급되는 구동 전압 파형들은 도 4에 도시된 종래 기술과 동일하므로 설명을 생략한다.
하지만, 각 서브필드(SF1∼SF8)의 서스테인 기간에는 서브필드 판별부(140)가 입력 신호에 따라 현재 구동되는 서브필드를 판별하여 서스테인 전압 조절부(150)와 타이밍 제어부(160)로 서브필드 판별 신호를 각각 출력하고, 상기 서스테인 전압 조절부(150)는 서브필드 판별 신호를 입력받아 현재 구동되는 서브필드를 인식한 다음 서스테인 펄스 발생부(110)를 제어하여 현재 구동되는 서브필드에 해당되는 전압의 제 1 및 제 2 서스테인 펄스가 발생되도록 한다.
그 후, 상기 서스테인 펄스 발생부(110)는 타이밍 제어부(160)의 제어를 받아 Y 구동부(120)와 Z 구동부(130)에 제 1 서스테인 펄스와 제 2 서스테인 펄스를 각각 공급하고, 결국 상기 Y 구동부(120)와 Z 구동부(130)는 제 1 유지 전극들(Y1∼Y480)과 제 2 유지 전극들(Z1∼Z480)에 서로 180°의 위상차를 가지는 제 1 및 제 2 서스테인 펄스를 각각 공급한다.
상기에서 서스테인 전압 조절부(150)는 도 6에 도시된 바와 같이 제 4 서브필드(SF4)를 기준으로 하여 제 4 서브필드(SF4)보다 적은 개수의 서스테인 펄스가 할당되어 있는 제 1 내지 제 3 서브필드(SF1∼SF4)의 화면 구현시에는 상기 제 4 서브필드(SF4)의 화면 구현시 공급되는 제 1 및 제 2 서스테인 펄스보다 전압이 낮은 제 1 및 제 2 서스테인 펄스가 서스테인 펄스 발생부(110)에서 발생되도록 하고, 상기 제 4 서브필드(SF4)보다 많은 개수의 서스테인 펄스가 할당되어 있는 제 5 내지 제 8 서브필드(SF5∼SF8)의 화면 구현시에는 상기 제 4 서브필드(SF4)의 화면 구현시 공급되는 제 1 및 제 2 서스테인 펄스보다 전압이 높은 제 1 및 제 2 서스테인 펄스가 서스테인 펄스 발생부(110)에서 발생되도록 한다.
즉, 도 6에 도시된 바와 같이 각 서브필드(SF1∼SF8)의 화면 구현시 제 1 및 제 2 유지 전극들(Y1∼Y480, Z1∼Z480)에 각각 공급되는 제 1 및 제 2 서스테인 펄스의 전압은 각각 SF1 → VS1, SF2 → VS2, SF3 → VS3, SF4 → VS4, SF5 → VS5, SF6 → VS6, SF7 → VS7, SF8 → VS8이 되고, 각 서스테인 펄스의 전압은 VS1< VS2< VS3< VS4< VS5< VS6< VS7< VS8을 만족하는 값으로 설정한다.
바꾸어 말하자면 제 1 내지 제 3 서브필드(SF1∼SF3)의 화면 구현시에는 각각에 할당되어 있는 제 1 및 제 2 서스테인 펄스의 개수가 적을수록 즉, 제 3 서브필드(SF3)에서 제 1 서브필드(SF1)로 갈수록 제 1 및 제 2 서스테인 펄스의 전압을 낮게 조절하고, 상기 제 5 내지 제 8 서브필드(SF5∼SF8)의 화면 구현시에는 각각에 할당되어 있는 제 1 및 제 2 서스테인 펄스의 개수가 많을수록 즉, 제 5 서브필드(SF5)에서 제 8 서브필드(SF8)로 갈수록 제 1 및 제 2 서스테인 펄스의 전압을 높게 조절한다.
아울러, 상기 제 1 내지 제 3 서브필드(SF1∼SF3)의 화면 구현시 각 서브필드(SF1∼SF3) 별로 공급되는 제 1 및 제 2 서스테인 펄스의 전압 가변율과 상기 제 5 내지 제 8 서브필드(SF5∼SF8)의 화면 구현시 각 서브필드(SF5∼SF8) 별로 공급되는 제 1 및 제 2 서스테인 펄스의 전압 가변율을 동일하게 설정하여 제 1 서브필드(SF1)에서 제 8 서브필드(SF8)로 갈수록 화면 구현시 공급되는 서스테인 펄스의 전압이 선형적으로 증가하도록 하거나,
상기 제 1 내지 제 3 서브필드(SF1∼SF3)의 화면 구현시 각 서브필드(SF1∼SF3) 별로 공급되는 서스테인 펄스의 전압 가변율보다 상기 제 5 내지 제 8 서브필드(SF5∼SF8)의 화면 구현시 각 서브필드(SF5∼SF8) 별로 공급되는 서스테인 펄스의 전압 가변율을 높게 설정할 수 있다.
예를 들어, 기준 서브필드인 제 4 서브필드(SF4)의 화면 구현시 공급되는 서스테인 펄스 전압 VS4를 종래 기술의 서스테인 펄스 전압 VS와 동일한 값으로 설정할 경우 본 발명의 일 실시예는 종래 기술과 비교해 볼 때 제 1 내지 제 3 서브필드(SF1∼SF3) 화면의 밝기는 종래 기술보다 더 어두워지고, 제 5 내지 제 8 서브필드(SF5∼SF8) 화면의 밝기는 종래 기술보다 더 밝아지므로 결국 3전극 면방전 PDP(10) 화면의 휘도와 콘트라스트가 크게 향상된다.
아울러, 상기 제 1 내지 제 3 서브필드(SF1∼SF3)의 서스테인 펄스의 전압 가변율보다 상기 제 5 내지 제 8 서브필드(SF5∼SF8)의 서스테인 펄스의 전압 가변율을 높게 설정하면 동일하게 설정하는 경우보다 3전극 면방전 PDP(10) 화면의 휘도 및 콘트라스트를 더 높아진다.
이와 같이 본 발명은 1개 서브필드를 기준 서브필드로 하여 기준 서브필드 보다 화면이 어두운 서브필드의 구동시에는 기준 서브필드의 구동시 공급되는 서스테인 펄스 보다 전압이 낮은 서스테인 펄스를 공급하고, 상기 기준 서브필드 보다 화면이 밝은 서브필드의 구동시에는 기준 서브필드 보다 전압이 높은 서스테인 펄스를 공급하여 기준 서브필드 보다 어두운 서브필드 화면은 더 어둡게 구현하고 밝은 서브필드 화면은 더 밝게 구현하기 때문에 구동시 소모되는 전력을 효과적으로 이용하여 화면의 휘도 및 콘트라스트를 높일 수 있는 효과가 있다.

Claims (6)

  1. 3전극 면방전 플라즈마 디스플레이 패널(이하, 3전극 면방전 PDP라 함) 상에 계조(gray scale) 화상을 표시하기 위하여 1 프레임을 제 1 내지 제 X 서브필드로 분할 구동하고, 제 1 서브필드에서 제 X 서브필드로 갈수록 화면 구현시 많은 개수의 서스테인 펄스를 공급하는 3전극 면방전 PDP의 구동방법에 있어서,
    상기 제 1 내지 제 X 서브필드 중 하나인 제 X' 서브필드를 기준으로 하여 상기 제 X' 서브필드보다 적은 개수의 서스테인 펄스가 할당되어 있는 제 1 내지 제 X'-1 서브필드의 화면 구현시에는 상기 제 X' 서브필드 화면을 구현할 때보다 낮은 전압의 서스테인 펄스를 공급하고,
    상기 제 X' 서브필드보다 많은 개수의 서스테인 펄스가 할당되어 있는 제 X'+1 내지 제 X 서브필드의 화면 구현시에는 상기 제 X' 서브필드 화면을 구현할 때보다 높은 전압의 서스테인 펄스를 공급하는 것을 특징으로 하는 3전극 면방전 PDP의 구동방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 내지 제 X'-1 서브필드의 화면 구현시에는 각각에 할당되어 있는 서스테인 펄스의 개수가 적을수록 서스테인 펄스의 전압을 낮게 조절하고,
    상기 제 X'+1 내지 제 X 서브필드의 화면 구현시에는 각각에 할당되어 있는 서스테인 펄스의 개수가 많을수록 서스테인 펄스의 전압을 높게 조절하는 것을 특징으로 하는 3전극 면방전 PDP의 구동방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 내지 제 X'-1 서브필드의 화면 구현시 각 서브필드 별로 공급되는 서스테인 펄스의 전압 가변율과 상기 제 X'+1 내지 제 X 서브필드의 화면 구현시 각 서브필드 별로 공급되는 서스테인 펄스의 전압 가변율을 동일하게 설정하는 것을 특징으로 하는 3전극 면방전 PDP의 구동방법.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 내지 제 X'-1 서브필드의 화면 구현시 각 서브필드 별로 공급되는 서스테인 펄스의 전압 가변율보다 상기 제 X'+1 내지 제 X 서브필드의 화면 구현시 각 서브필드 별로 공급되는 서스테인 펄스의 전압 가변율을 높게 설정하는 것을 특징으로 하는 3전극 면방전 PDP의 구동방법.
  5. 3전극 면방전 PDP 상에 계조 화상을 표시하기 위하여 1 프레임을 제 1 내지 제 X 서브필드로 분할 구동하고, 제 1 서브필드에서 제 X 서브필드로 갈수록 화면 구현시 많은 개수의 서스테인 펄스를 공급하는 3전극 면방전 PDP의 구동장치에 있어서,
    상기 제 1 내지 제 X 서브필드 중 하나인 제 X' 서브필드를 기준으로 하여 상기 제 X' 서브필드보다 적은 개수의 서스테인 펄스가 할당되어 있는 제 1 내지 제 X'-1 서브필드의 화면 구현시에는 상기 제 X' 서브필드 화면을 구현할 때보다 낮은 전압의 서스테인 펄스를 공급하고,
    상기 제 X' 서브필드보다 많은 개수의 서스테인 펄스가 할당되어 있는 제 X'+1 내지 제 X 서브필드의 화면 구현시에는 상기 제 X' 서브필드 화면을 구현할 때보다 높은 전압의 서스테인 펄스를 공급하는 서스테인 구동수단을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 3전극 면방전 PDP의 구동장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 서스테인 구동수단은
    상기 서스테인 펄스를 발생시키는 서스테인 펄스 발생부와,
    상기 서스테인 펄스 발생부에서 발생된 서스테인 펄스를 상기 3전극 면방전 PDP에 공급하는 서스테인 구동부와,
    상기 제 1 내지 제 X 서브필드를 판별하는 서브필드 판별부와,
    상기 서브필드 판별부의 서브필드 판별 결과에 따라 상기 서스테인 펄스 발생부에서 발생되는 서스테인 펄스의 전압을 각 서브필드 마다 서로 다르게 조절하는 서스테인 전압 조절부와,
    상기 서스테인 펄스 발생부에서 발생되는 서스테인 펄스의 출력 타이밍을 제어하는 타이밍 제어부로 구성된 것을 특징으로 하는 3전극 면방전 PDP의 구동장치.
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