KR19990049183A - 플라즈마 디스플레이 패널의 상·하 분할 어드레싱 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 PDP 텔레비전 시스템에 관한 것으로서, 특히 PDP 계조처리를 위한 서브필드의 어드레싱 장치에 관한 것이다. 일반적으로 PDP 계조처리를 효율적으로 하기 위해서 1프레임을 복수개의 서브필드로 나누며, 한 서브필드는 어드레스 주기와 서스테인 주기를 갖는다. 본 발명에서는 종래 한 서브필드 기간에 속하는 어드레스 주기 동안 주사라인을 상·하로 분할하여 어드레싱을 구현함으로써 종래와 동일한 시간내에 더 많은 서브필드를 구현할 수 있도록 하고 또한, 종래와 같은 서브필드 구간내에 주사라인을 상·하로 분할하여 어드레스 주기를 줄이고 대신 서스테인 주기를 늘려서 더 밝은 플라즈마 디스플레이 패널을 구현하도록 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 상·하 분할 어드레싱 장치를 제시하고 있다.

Description

플라즈마 디스플레이 패널의 상·하 분할 어드레싱 장치

본 발명은 PDP텔레비전 시스템에 있어서 플라즈마 패널의 어드레싱에 관한 것으로, 특히 어드레싱 구간을 상·하로 분할하여 어드레싱 동작을 수행함으로써 종래 한 번의 어드레싱 동작과 동일한 시간내에 더 많은 서브필드를 구현하여 해상도를 높일 수 있고, 어드레스 주기를 줄임으로써 서스테인 주기를 늘려 더 밝은 플라즈마 패널의 화면을 구현할 수 있도록 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 상·하 분할 어드레싱 장치에 관한 것이다.

TV와 같은 동 화상의 표시는 인간의 시각계를 고려하여 1초에 60프레임을 표현해야 한다. 따라서 한 프레임에 배당되는 시간은 16.67(1sec/60 frames)msec가 된다. 예를들어, 100(음극선수)×100(양극선수)개의 화소를 갖는 패널을 구동한다고 가정하자. CRT의 경우 한 화소씩 주사함으로 한 화소당 배당되는 시간이 1.667 (16.67/(100×100)μsec에 불과하다. 이에 반하여 PDP의 경우에서와 같이 행구동 방식을 이용하는 경우 100개의 양극을 동시에 켤 수 있으므로 한 화소에 배당되는 시간이 166.7μsec으로 산술적으로 비교해 보면 100배의 휘도 향상을 갖게 된다. 따라서 행구동 방식은 HDTV와 같이 수천 라인의 대형 표시소자를 구동하기 위해서는 필수적인 구동방식이라 할 수 있다.

PDP의 구동 기술의 개념을 간략히 서술하면 다음과 같다. PDP는 기체 방전에서 발생되는 자외선이 형광막을 여기하여 화상을 구현하는 능동 발광형 표시소자이다. 다시 말하면 PDP는 각 화소에 대응하여 광원으로서 기체 방전에 의한 자외선 발광을 이용하므로 구동회로는 표시 화상을 구현하기 위해서 단순히 각 화소에 대하여 기체방전을 형성하거나 소거하는 작용을 한다. 구동회로는 영상을 구성하는 각 화소에 대한 영상신호 및 신호 제어부와 각 화소에서 발생하는 자외선을 형성 또는 소거시켜 줄 수 있는 고속의 고압 스위칭 제어부로 구성된다. 그리고, AC PDP의 구동 동작은 소거동작, 선택동작 및 유지동작의 3구간으로 분류할 수 있다.

상기 방전소거를 위한 동작 모드로써 AC PDP의 경우는 벽전하를 중화시키는 주기에서 낮은 전압으로 방전을 형성시켜 벽전하가 충분히 형성되지 않게 하거나, 짧은 펄스폭을 갖는 소거펄스를 인가하여 벽전하가 정상 상태에 도달하지 못하도록 함으로써 벽전하를 제거한다. 또한, 선택동작은 초기 방전 형성을 위해서 필요한 구동 동작이다. PDP에서는 일반적으로 사용되는 He+Xe, Ne+Xe의 페닝 혼합기체의 경우 240V~280V의 전위를 인가해 준다. 그리고, AC PDP의 경우 제3 전극을 도입하여 면 방전 형태에서의 유지전극과 유전체에 의한 기생 커패시터에 의해 야기되는 고전류를 감소시키며, 선택 동작과 유지 동작을 분리시키는 구동 방식을 채용하고 있다. 마지막으로 유지 동작은 기체방전의 기억 기능 특성을 이용하여 선택 펄스 보다 낮은 전압의 유지펄스에 의해 방전이 유지되는 구동 동작이다. AC PDP의 경우 벽전하(wall charge)에 의한 기억기능 효과를 이용함으로 이와 같이 기억 기능을 이용하여 선택 동작과 유지 동작을 분리할 수 있는 기억형 구동 방식의 경우 고화질 표시소자를 구현하기 위한 고계조 표시의 경우에 PDP가 대형의 표시소자에 대해서도 휘도의 저하 없이 동작할 수 있는 구동방식을 제공하는 것이다.

DC PDP와는 달리 AC PDP의 경우에는 벽전하에 의한 기억기능이 존재하며 이러한 벽전하를 이용하는 방식 등에 따른 다양한 구동방식이 이용되고 있다. 그러나 각 경우 기본적인 개념에서 크게 다른 방식은 아니며, 기본적인 틀 안에서 효율적인 벽전하의 형성 및 소거를 위한 응용적인 개념이 포함된 방식이다. AC PDP의 경우 방전이 전극을 도포한 유전체 사이에서 일어나는 용량 결합형의 방전의 형태를 갖게되며, 이러한 벽전하의 형성은 구동 방식에 매우 중요한 기본 개념이다.

AC PDP의 계조표시 방법에 대해서 살펴보면, 사람의 시각계가 감지할 수 있는 색상의 수는 약 16,700,000(=224)가지이며, PDP 및 HDTV와 같은 고화질 표시소자로서 적용하기 위해서는 적어도 256계조 표시가 가능해야 한다. CRT의 경우는 한 화소씩 주사하는 방식으로 인하여 한 프레임에서 한 화소에 배당되는 시간이 수십 나노초(nano sec)에 불과함에도 충분한 휘도 특성을 갖는 이유가 계조 표시가 아날로그 방식으로 이루어지는데 있다. 즉 전자총에서 방출된 전자를 가속시키는 에너지에 의하여 계조표시가 달성된다. 그러나 PDP의 경우에 있어서는 방전 현상이 기본적으로 두상태(Bistable) 소자(즉 On과 Off상태)이므로 CRT와 같은 아날로그 방식의 채용이 불가능하다. 한편, 시각계가 느끼는 휘도에 대한 자극은 광원의 세기에도 비례하지만, 시간에 따른 연속적인 자극의 시간에 대해서도 비례한다. 따라서, PDP의 계조 표시 방식은 방전의 온 타임(ON TIME)을 조절하는 일종의 방전 시간 변조(Time Width Modu- lation)방식을 채용하고 있다. 이 방식에서의 256 계조 표시를 예를 들면, 256에 대응하는 255개의 펄스를 8개의 서브필드(도 1a에 도시된 바와같이 각 서브필드는 1, 2, 4, 8, 16, 32, 64, 128에 대응)로 나누어서 원하는 계조에 대응하는 각 서브필드를 켜 줌으로써 계조를 달성한다.

도 1은 상기와 같은 서브필드 방식에 의한 계조표시를 나타낸 도면으로써, 256 계조 표시라면, 참조번호 10번이 128에 대응되는 서브필드를 나타내고, 참조번호 12번은 64, 참조번호 14번은 32, 참조번호 16번은 16으로 각각 대응되는 서브필드를 나타내는 것으로 이하 같은 방법으로 적용되어진다. 그리고, 상기 각 서브필드는 어드레스 주기(10a, 12a, 14a, 16a, …)와, 서스테인 주기(10b, 12b, 14b, 16b, …)로 구성된다.

그런데, 종래의 어드레싱 방법은 각각의 서브필드 마다 한 어드레스 주기동안 한 번의 순차적인 어드레싱 동작 즉, 1라인부터 480라인(18)동안 한 번의 어드레싱 동작으로 이루어지므로 해상도가 떨어지는 문제점과, 충분한 서스테인 주기를 갖지 못함으로 인해서 밝은 화면이 구현되지 못하는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해소하고자 발명한 것으로써, 본 발명의 목적은 일 실시예로 서브필드의 어드레스 구간을 상·하로 분할하여 종래의 동일한 어드레싱 기간내에 더 많은 서브필드를 구현하고, 또 다른 실시예로는 어드레스 주기를 줄이고 서스테인 주기를 늘려서 더 밝은 플라즈마 디스플레이 패널을 구현할 수 있도록 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 상·하 분할 어드레싱 장치를 제공하는 것이다.

도 1은 종래의 서브필드 방식에 의한 계조 표시도

도 2는 본 발명에 따른 서브필드 방식에 의한 계조 표시도

도 3은 본 발명에 따른 도 2와는 다른 실시예인 서브필드 방식에 의한 계조 표시도

도 4는 본 발명에 의한 서브필드 방식에 따라서 계조처리를 구현할 플라즈마 패널의 전극구조

도 5는 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 상·하 분할 어드레싱 장치에 대한 블록도

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10, 12, 14, 16, 20, 22, 24, 26, 32, 34, 36, 38 : 서브필드

10a, 12a, 14a, 20a, 22a, 24a, 26a, 32a, 34a, 36a, 38a : 어드레스 주기

10b, 12b, 14b, 20b, 22b, 24b, 26b, 32b, 34b, 36b, 38b : 서스테인 주기

52a, 52b, …, 54a, 54b, … : 스캔 전극

56a, 56b, …, 58a, 58b, … : 어드레스 전극

50 : 플라즈마 디스플레이 패널 60 : 서스테인 전극

100 : ADC부 110 : 신호 보정부

120 : 스캔 변환부 130 : 서브필드 변환부

140 : 어드레스 구동부 150 : 스캔 ·서스테인 구동부

160 : 서스테인 구동부 170 : 타이밍 제어부

이하, 첨부된 도면을 참고로 하면서 본 발명의 실시예를 상세히 설명하고자 한다.

도 2는 주사 라인을 상·하로 분할하여 어드레싱을 하도록 하는 서브필드 방식에 의한 계조 표시도이고, 도 3은 종래와 같이 동일한 서브필드 구간 동안에 주사 라인을 상·하로 분할하여 어드레싱을 하고 서스테인 주기를 늘린 서브필드 방식에 의한 계조 표시도를 나타낸 도면이다.

먼저, 도 2의 서브필드 방식에 의한 계조 표시를 256 계조 표시라 가정하면, 256에 대응하는 255개의 펄스를 8개의 서브필드로 나누어서 원하는 계조에 대응되는 각 서브필드를 켜 줌으로써 계조를 달성할 수 있다. 즉, 참조번호 20번의 서브필드는 128에 대응하고, 참조기호 22번은 64에 대응하며, 참조기호 24, 26번은 각각 32, 16에 대응한다. 그리고, 효율적인 계조 표시를 목적으로 하는 각 서브필드 구간은 어드레스 주기와 서스테인 주기로 이루어지는데, 본 발명에서는 상기 어드레스 주기와 서스테인 주기의 주사라인을 상(28)·하(30)로 분할하였다. 즉, 종래 480라인을 순차적으로 어드레싱 동작을 수행하는 것에서 벗어나서 상기와 같이 상위(28)로 1라인부터 240라인까지 어드레싱 동작을 수행하며, 상위(28)와 동일한 시간내에 하위(30)로 241라인부터 480라인을 어드레싱 동작을 수행하도록 한다.

도 3은 도 2와 다른 방법으로써, 256계조를 예를 든 8개 서브필드(32, 34, 35, 38, …)의 각 서브필드 구간은 종래의 서브필드 구간과 동일하며, 종래 서브필드 구간과 동일한 구간내에 어드레스 주기와 서스테인 주기만을 달리하였다. 즉, 종래 1라인부터 480라인의 주사선으로부터 상위(40)로 1라인부터 240라인까지 어드레싱하며, 하위(42)로 241라인부터 480라인까지 어드레싱을 함으로써 1라인과 241라인의 어드레싱 동작이 동시에 시작되어 240라인과 480라인에서 어드레싱 동작이 동시에 끝나게 된다. 즉, 상기와 같이 종래 서브필드의 어드레스 주기로부터 상·하 분할 어드레싱을 수행함으로써 어드레스 주기를 줄이고 대신 서스테인 주기를 늘렸다.

도 4는 상기와 같이 설명한 어드레스 및 서스테인 주기를 갖는 서브필드에 의하여 화면이 구현되어지는 플라즈마 패널의 전극구조를 나타낸 도면이며, 상기 전극구조는 상위 240개의 스캔 전극(52a, 52b, …)과, 하위 240개의 스캔 전극(54a, 54b, …)과, 상위의 어드레스 전극(56a, 56b, …)과, 하위의 어드레스 전극(58a, 58b, …)과, 480개의 전극이 모두 동시에 동작되도록 묶여진 서스테인 전극(60)으로 이루어진다.

도 5는 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 상·하 분할 어드레싱 장치의 블록도이며, 이하 구성과 상세한 설명을 하기로 한다.

먼저, 도 5의 구성은 안테나를 통해 방송국의 복합영상신호를 수신하는 AV부(도시 안됨)로부터 인가되는 아날로그 복합영상신호를 디지털로 변환하는 ADC부(100); 상기 ADC부(100)와 접속되며, ADC부(100)로부터 인가되는 디지털 영상 데이터로부터 플라즈마의 비선형 특성을 고려하여 비선형에 대한 신호를 보정해주기 위한 신호 보정부(γ^-1: 110); 상기 신호 보정부(110)와 접속되며, 신호 보정부(110)로부터 보정된 비월방식의 영상신호를 플라즈마 디스플레이 패널의 특성인 순차방식으로 데이터의 배열을 변환하는 스캔 변환부(120); 상기 스캔 변환부(120)와 접속되며, 스캔 변환부(120)에 의하여 순차방식으로 재배열된 데이터로부터 효율적인 계조처리를 위하여 서브필드로 변환하는 서브필드 변환부(130); 상기 서브필드 변환부(130)와 접속되며, 서브필드 변환부(130)로부터 계조에 대응하는 각 서브필드에 의하여 데이터 스트림을 적합한 전압 레벨로 높여 패널에 선택적 기입이 가능하도록 하는 어드레스 구동부(140); 스캔 전극(52a, 52b, …, 54a, 54b, …)에 순차적으로 스캔 펄스를 쉬프트시키면서 어드레스 전극(56a, 56b, …, 58a, 58b, …)을 통해 해당되는 데이터를 라인 단위로 기입하여 방전시키고자 하는 화소에 선택적으로 벽전하를 형성시키는 스캔·서스테인 구동부(150); 서스테인 전극(60)과 스캔 전극(52a, 52b, …, 54a, 54b, …) 사이에 교번으로 유지 펄스를 인가하여 벽전하가 형성된 화소의 방전을 개시·유지시키는 서스테인 구동부(160); 로직 레벨의 제어신호를 생성하여 상기 어드레스 구동부(140), 스캔·서스테인 구동부(150) 및 서스테인 구동부(160)로 제어펄스를 인가하여 플라즈마 디스플레이 패널을 구동할 수 있도록 하는 타이밍 제어부(170) 및 PDP로 구성된다.

이하, 본 발명에 따른 상기 구성의 각 블록도를 상세히 설명하고자 한다.

먼저, 상기 AV부(도시 안됨)에서는 NTSC방식의 비디오 및 오디오의 복합영상신호를 입력받아 아날로그 R, G, B로 분리되며, 휘도신호(Y)의 평균값에 해당하는 APL (Average Picture Level)을 구해 ADC부(100)에 공급하며, 이 APL은 PDP-TV 시스템의 밝기 개선을 위해 사용된다.

또한, 상기 NTSC 복합영상신호는 비월주사 방식으로 1프레임이 Odd/Even의 2필드로 구성되어 있고, 수평 동기신호는 약 15.73KHZ, 수직 동기신호는 약 60Hz의 주파수를 가지며, 복합 영상신호로부터 분리된 음성신호는 음성증폭기(도시 안됨)를 거쳐 직접 스피커로 출력한다.

ADC부(100)는 아날로그 R, G, B 신호를 입력으로 받아 디지털 테이타로 변환하고, 변환된 디지털 데이터를 신호 보정부(γ^-1: 110)로 출력한다. 상기 디지털 데이터를 인가받은 신호 보정부(γ^-1: 110)에서는 전압 인가에 따라서 플라즈마가 발광하는 빛의 양이 일정한 선형적인 특성이 아닌 비선형적인 특성을 가지므로, 그 만큼의 값을 고려하여 신호를 보상하는 역할을 한다.

그리고 스캔 변환부(110)에서는 상기 신호 보정부(110)로부터 보정된 비월방식의 데이터가 인가되면 순차방식을 채용하는 PDP시스템에 맞도록 데이터를 재배열하고, 서브필드 변환부(130)는 순차방식으로 재배열된 스캔 변환부(120)의 출력 데이터로부터 효율적인 계조처리를 위하여 서브필드로 변환한다. 즉, 256 계조 표시는 256에 대응하는 255개의 펄스를 8개의 서브필드로 나누고, 64 계조 표시는 64에 대응하는 63개의 펄스를 6개의 서브필드로 나누어서 원하는 계조에 대응하는 각 서브필드를 켜 줌으로써 계조를 달성할 수 있도록 하는데, 본 발명에 따른 서브필드에 대한 하나의 구현 방법으로는 서브필드의 주사라인을 상·하로 분리하여 어드레싱 동작이 이루어지도록 하여 종래와 동일한 시간 동안 더 많은 서브필드를 구현하고, 다른 구현 방법으로는 종래와 같은 서브필드의 어느 한 구간 마다 어드레싱 동작을 상·하로 분할하여 함으로써 어드레싱 주기를 줄이고 서스테인 주기를 늘려서 더 밝은 영상화면을 구현할 수 있도록 한다.

그리고, 어드레스 구동부(140)는 각 서브필드에 해당하는 영상 데이터를 라인 단위로 패널에 기입하도록 하는데, 종래와는 달리 1라인부터 240라인까지 MSB데이터가 기입되는 서브필드에서 LSB 서브필드 순으로 방전 유지 펄스의 개수를 적게하여 이들의 조합에 따른 총 방전 유지 기간으로 계조 처리를 하며, 241라인부터 480라인까지도 같은 시간내에 상위와 같은 방법으로 실행한다.

스캔·서스테인 구동부(150)는 PDP(60)의 스캔 전극(52a, 52b, …, 54a, 54b, …)에 순차적으로 스캔 펄스를 쉬프트시키면서 어드레스 전극(56a, 56b, …, 58a, 58b, …)을 통해 해당되는 데이터를 라인 단위로 기입하여 방전시키고자 하는 화소에 선택적으로 벽전하를 형성시키며, 서스테인 구동부(160)는 서스테인 전극(60)과 스캔 전극(52a, 52b, …, 54a, 54b, …) 사이에 교번으로 유지 펄스를 인가하여 벽전하가 형성된 화소의 방전을 개시·유지시키며, 이 때 기입되지 않은 화소가 기입된 화소에 의해 영향을 받아 오류 방전(Error Discharge) 을 일으킬 가능성이 있으므로 유지 펄스 인가 후 마다 소폭 소거를 행하여 정확한 방전이 이루어지도록 한다.

그리고, 타이밍 제어부(170)는 로직 레벨의 제어신호를 생성하여 상기 어드레스 구동부(140), 스캔·서스테인 구동부(150) 및 서스테인 구동부(160)로 제어펄스를 인가하여 플라즈마 디스플레이 패널을 구동할 수 있도록 한다.

따라서, 본 발명에서는 상기와 같은 플라즈마 디스플레이 패널의 상·하 분할 어드레싱 장치에 의하여 종래 서브필드와 동일한 시간내에 어드레싱을 상·하로 분할하여 수행함으로써 더 많은 서브필드를 구현하여 해상도를 높일수 있는 효과가 있으며 또한, 종래 서브필드의 동일한 구간내에 상·하 분할 어드레싱을 하여 어드레스 주기를 줄여서 서스테인 주기를 늘려 플라즈마 디스플레이 패널로 더 밝은 영상화면을 구현할 수 있는 효과가 있다.

Claims (3)

1. PDP 계조처리를 위한 서브필드의 구동방법에 있어서,

   NTSC 비월방식의 아날로그 복합영상신호를 입력으로 받아서 디지털 데이터로 변환하고, 변환된 디지털 데이터로부터 플라즈마의 비선형 특성을 고려하여 그 만큼의 신호를 보정한 후 비월방식의 데이터를 PDP 구조에 적합한 순차방식으로 변환하는 디지털신호 처리수단과,

   상기 디지털 신호 처리수단으로부터 인가되는 신호로부터 효율적인 계조처리를 위해서 1필드의 영상 데이터를 복수 개의 서브필드로 재구성한 다음, 서브필드의 어드레스 주기동안 주사라인을 상·하로 분할하는 서브필드 변환 수단과,

   상기 서브필드 변환 수단으로부터 계조처리된 데이터를 어드레스 구동부(140), 스캔·서스테인 구동부(150) 및 서스테인 구동부(160)를 통하여 분할된 상위 전극과 하위전극으로 디스플레이하는 플라즈마 디스플레이 패널 수단과,

   상기 플라즈마 디스플레이 패널 수단으로 영상화면을 구현하기 위하여 필요한 상기 어드레스 구동부(140), 스캔·서스테인 구동부(150) 및 서스테인 구동부(160)에 적합한 타이밍 제어신호를 인가하는 타이밍 제어 수단으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 상·하 분할 어드레싱 장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 서브필드 변환 수단은 주사라인을 상(28)·하(30)로 분할하여 상위의 1라인부터 240라인을 어드레싱(20a, 22a, 24a, 26a, …) 및 서스테인(20b, 22b, 24b, 26b, …)하고, 같은 시간에 하위의 241라인부터 480라인을 어드레싱(20a, 22a, 24a, 26a, …) 및 서스테인(20b, 22b, 24b, 26b, …) 하여 서브필드 구간을 줄이는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 상·하 분할 어드레싱 장치.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 서브필드 변환 수단은 서브필드(10, 12, 14, 16, …)의 어드레스 주기(10a, 12a, 14a, 16a, …)를 분할하여 상위(40)에 1라인부터 240라인을 어드레싱하고 같은 시간 하위(42)에 241라인부터 480라인을 어드레싱하도록 하여 서브필드 구간이 변하지 않는 범위내에서 어드레스 주기(32a, 34a, 36a, 38a, …)는 줄이고, 줄어든 어드레스 주기만큼 서스테인 주기(32b, 34b, 36b, 38b, …)를 늘려서 계조처리하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 상·하 분할 어드레싱 장치.