KR20040046417A - 액정을 이용한 플라즈마 디스플레이 패널의 구동방법 - Google Patents

액정을 이용한 플라즈마 디스플레이 패널의 구동방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 액정셔터를 채용하여 영상신호의 손실 없이 화이트 밸런스를 맞출 수 있도록 한 플라즈마 디스플레이 패널의 구동방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 구동방법은 계조를 표현하기 위한 서스테인 기간동안 적색 방전셀, 녹색 방전셀 및 청색 방전셀에서 각각 방출되는 빛의 방출시간이 상이하게 설정되는 것을 특징으로 한다.

Description

액정을 이용한 플라즈마 디스플레이 패널의 구동방법{METHOD FOR DRIVING PLASMA DISPLAY PANEL USING LIQUID CRYSTAL}
본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널에 관한 것으로, 특히 액정셔터를 채용하여 영상신호의 손실 없이 화이트 밸런스를 맞출 수 있도록 한 플라즈마 디스플레이 패널의 구동방법에 관한 것이다.
플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel : 이하 "PDP"라 함)은 He+Xe, Ne+Xe 및 He+Ne+Xe 등의 불활성 혼합가스의 방전시 발생하는 147nm의 자외선에 의해 형광체를 발광시킴으로써 문자 또는 그래픽을 포함한 화상을 표시하게 된다. 이러한 PDP는 박막화와 대형화가 용이할 뿐만 아니라 최근의 기술 개발에 힘입어 크게 향상된 화질을 제공한다. 특히, 3전극 교류 면방전형 PDP는 방전시 표면에 벽전하가 축적되며 방전에 의해 발생되는 스퍼터링으로부터 전극들을 보호하기 때문에 저전압 구동과 장수명의 장점을 가진다.
도 1은 통상적으로 교류형 PDP에 매트릭스 형태로 배열되어진 방전셀 구조를 나타내는 사시도이며, 도 2는 도 1에 도시된 방전셀의 단면도를 나타낸 것이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 3전극 교류 면방전형 PDP의 방전셀은 상부기판(10) 상에 형성되어진 스캔전극(Y) 및 서스테인전극(Z)과, 하부기판(18) 상에 형성되어진 어드레스전극(X)을 구비한다. 스캔전극(Y)과 서스테인전극(Z) 각각은 투명전극(12Y,12Z)과, 투명전극(12Y,12Z)의 선폭보다 작은 선폭을 가지며 투명전극의 일측 가장자리 영역에 형성되는 금속버스전극(13Y,13Z)을 포함한다.
투명전극(12Y,12Z)은 통상 인듐-틴-옥사이드(Indium-Tin-Oxide : 이하 "ITO"라 함)로 상부기판(10) 상에 형성된다. 금속버스전극(13Y,13Z)은 통상 크롬(Cr) 등의 금속으로 투명전극(12Y,12Z) 상에 형성되어 저항이 높은 투명전극(12Y,12Z)에 의한 전압강하를 줄이는 역할을 한다. 스캔전극(Y)과 서스테인전극(Z)이 나란하게 형성된 상부기판(10)에는 상부 유전체층(14)과 보호막(16)이 적층된다. 상부 유전체층(14)에는 플라즈마 방전시 발생된 벽전하가 축적된다. 보호막(16)은 플라즈마 방전시 발생된 스퍼터링에 의한 상부 유전체층(14)의 손상을 방지함과 아울러 2차 전자의 방출 효율을 높이게 된다. 보호막(16)으로는 통상 산화마그네슘(MgO)이 이용된다. 어드레스전극(X)이 형성된 하부기판(18) 상에는 하부 유전체층(22), 격벽(24)이 형성되며, 하부 유전체층(22)과 격벽(24) 표면에는 형광체층(26)이 도포된다. 어드레스전극(X)은 스캔전극(Y) 및 서스테인전극(Z)과 교차되는 방향으로 형성된다. 격벽(24)은 어드레스전극(X)과 나란하게 형성되어 방전에 의해 생성된 자외선 및 가시광이 인접한 방전셀에 누설되는 것을 방지한다. 형광체층(26)은 플라즈마 방전시 발생된 자외선에 의해 여기되어 적색, 녹색 또는 청색 중 어느 하나의 가시광선을 발생하게 된다. 상/하부기판(10,18)과 격벽(24) 사이에 마련된 방전셀의 방전공간에는 방전을 위한 He+Xe, Ne+Xe 및 He+Ne+Xe 등의 불활성 혼합가스가 주입된다.
이러한 3전극 교류 면방전형 PDP는 화상의 계조(Gray Level)를 구현하기 위하여 한 프레임을 발광횟수가 다른 여러 서브필드로 나누어 구동하고 있다. 각 서브필드는 다시 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 서브필드들(SF1 내지 SF8)로 나누어지게 된다. 아울러, 8개의 서브 필드들(SF1 내지 SF8) 각각은 리셋 및 어드레스 기간과 서스테인 기간으로 다시 나누어지게 된다. 여기서, 각 서브필드의 리셋 및 어드레스 기간은각 서브필드마다 동일한 반면에 서스테인 기간은 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 4은 종래 기술에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 구동방법을 나타내는 파형도이다.
도 4를 참조하면, PDP의 한 프레임에 포함되는 첫 번째 서브필드(SF1)는 리셋기간(RPD), 어드레스 기간(APD) 및 서스테인 기간(SPD)으로 나뉘어 구동된다.
리셋기간(RPD)에는 스캔전극(Y)에 리셋펄스(RP)가 공급된다. 리셋펄스(RP)는 램프파 형태로 셋업(Set-up)시 전압이 증가하고 셋다운(Set-down) 시에는 전압이 감소하는 형태를 가진다. 셋업(Set-up)시 리셋방전이 발생되어 상부 유전층(14)에 벽전하가 형성된다. 이어서, 셋다운 시 감소하는 전압에 의해 불요의 하전입자들이 부분적으로 소거되어 벽전하가 오방전을 일으키지 않으면서 다음의 어드레스방전에 도움을 줄 정도로 감소하게 된다. 이 벽전하 감소를 위하여, 리셋펄스(RP)의 셋다운(Set-down)시 서스테인전극(Z)에 정극성(+)의 직류전압을 공급한다. 이 정극성(+)의 직류전압에 대하여 리셋펄스(RP)는 서서히 감소하는 형태로 공급되므로 셋다운 시 스캔전극(Y)이 서스테인전극(Z)에 대하여 상대적인 부극성(-)이 됨으로써, 즉 극성이 반전됨으로써 셋업(Set-up)시 생성된 벽전하들이 감소하게 된다.
어드레스 기간(APD)에는 스캔전극(Y)에 부극성(-)의 스캔전압(Vy)을 가지는스캔펄스(SP)가 공급됨과 아울러 동시에 어드레스전극(X)에 어드레스전압(Va)에 해당하는 데이터펄스(DP)가 공급됨으로써 어드레스방전이 발생하게 된다. 이 어드레스방전으로 형성된 벽전하는 다른 방전셀들이 어드레스되는 기간동안 유지된다.
서스테인 기간(SPD)에는 시작부에서 스캔전극(Y)에 트리거링펄스(TP)를 공급하여 어드레스기간(APD)에서 충분히 벽전하가 형성된 방전셀(1)들에서 서스테인방전이 개시되게 한다. 이어서, 서스테인전극(Z)과 스캔전극(Y)에 교번적으로 서스테인전압(Vs)에 해당하는 서스테인펄스(SUSPz, SUSPy)를 공급하여 서스테인기간(SPD) 동안 서스테인방전이 유지되게 한다.
이러한 서스테인 기간(SPD)에 이은 소거기간(EPD)에서는 서스테인전극(Z)에 소거펄스(EP)를 공급하여 유지되던 방전이 중지되게 한다. 소거펄스(EP)는 발광크기가 작게끔 램프파 형태를 가지거나 방전 소거를 위해 1㎲ 정도의 짧은 펄스폭을 가지게 된다. 이러한 소거펄스(EP)에 의한 짧은 소거방전으로 하전입자들이 소거되어 방전이 중지된다.
이러한 PDP는 자연영상을 실현하기 위한 많은 노력이 여러 분야에서 진행되고 있다. 이들 중, 특히 화이트밸런스(White balance) 및 콘트라스트(Contrast) 조절방법에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 여기서, 콘트라스트는 화질을 평가하는 중요한 요소로써 화면의 가장 밝은 부분과 가장 어두운 부분과의 밝기로 정의되어 지며 향후, PDP의 화질 개선 방안에서 가장 중요한 요소로 인식되고 있다. 또한, 콘트라스트는 조명등과 같은 배경의 밝기와 휘도에 의해 결정되는데, 콘트라스트 증가를 위해서는 배경을 어둡게 하여야 할 뿐만 아니라 휘도 또한 증가시킬필요가 있다. 이상적으로는 입력신호 대 영상신호가 선형적인 값으로 맵핑(Mapping)되어야 하지만 현실적으로 입력된 영상신호가 비선형성을 갖게 되기 때문에 선명한 화질을 얻기 위해서는 감마 보정된 데이터를 이용하여 콘트라스트를 개선하게 된다.
도 5는 종래 기술에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 구동장치를 개략적으로 나타내는 블러도이다.
도 5을 참조하면, 적색, 녹색 및 청색 신호의 입력라인에 각각 접속된 아날로그/디지털 변환기(Analog/Digital Converter : 이하 "A/D 변환기"라 한다)(1,3,5)와, A/D 변환기(1,3,5)의 출력단에 각각 접속된 제 1 감마/화이트 밸런스 보정부(2), 제 2 감마/화이트 밸런스 보정부(4), 제 3 감마/화이트 밸런스 보정부(6)를 구비한다. A/D 변환기(1,3,5)는 입력된 적색, 녹색 및 청색 아날로그 신호를 디지털 데이타로 변환하게 된다. 제 1 감마보정부(2)는 적색신호를 감마보정하고, 제 2 감마보정부(4)는 녹색신호를 감마보정하며, 제 3 감마보정부(6)는 청색신호를 감마보정을 하게 된다. 여기에서, 감마보정에 대해서 살펴보면 다음과 같다. PDP로 텔레비젼(TV)신호를 디스플레이 하는 경우에 입력되는 텔레비젼 신호에 대해 감마보정을 수행하여야만 하는데, 이는 현재 주로 사용되는 CRT(Cathode Ray Tube)의 모니터 특성이 입력신호와 출력신호가 비례관계를 갖지않고 감마승에 비례하는 특성을 가지므로 방송국에서 방송신호를 보낼 때 이를 고려해 미리 역보정된 텔레비젼 신호를 보내기 때문이다. PDP는 CRT와 달리 입력신호 대비 출력의 휘도가 선형적으로 비례하므로 입력신호의 역보정을 하지 않아도 되는데 방송신호는 역보정된 신호가 전송되어 오므로 이를 다시 보정해야만 원래의 직선적인 특성을 갖는 신호를 얻을 수 있게된다. 이를 감마보정이라 하고 통상 감마보정은 지수연산을 필요로 하므로 논리연산회로로 구현하기 어려우므로 룩-업 테이블(Look-Up Table)을 이용하여 입력신호와 그에 따른 보정된 신호를 맵핑하는 방법이 사용된다. 이 보정값은 메모리(2a 즉, 롬(ROM))를 이용하여 구현하게 된다.
전체구성은 도 5와 같으며 입력된 영상신호를 적색(Red : 이하 "R"라 한다), 녹색(Green : 이하 "G"라 한다) 및 청색(Blue : 이하 "B"라 한다) 색신호로 분리하고 각각의 색신호는 A/D 변환기(1,3,5)에 의해 디지털 데이타로 변환되어 원하는 계조값에 따른 비트수를 갖는 디지털값으로 감마보정부(1,3,5)에 전달된다. 감마보정부(1,3,5)에서는 메모리(2a)에 저장되어 있는 레퍼런스값으로 보정하여 출력하게 된다. 또한, PDP구동장치에서는 감마보정과 함께 또 필요한 출력보정중 하나가 화이트 밸런스(White Balance)를 보정하는 것인데 일반적으로 녹색, 청색신호에 비해 적색신호가 발광효율이 높으므로 입력측에서는 미리 이를 보정하여 화이트 밸런스를 맞추고자 하는 것이다. 즉, 적색측의 상위의 휘도레벨을 다른 두색신호에 비해 하향 조정하여 전체적인 색균형을 이루는 출력보정을 한다. 또한, 하위레벨부분에서는 더 이상 하향 조정하기 어려우므로 녹색, 청색신호를 적색신호에 비해 상향조정하는 것으로 화이트 밸런스를 조절한다.
그러나, 이와같은 방법에서는 상위 및 하위레벨이 출력보정에 의해서 완전히 표현되지 못하는 문제점이 발생한다. 통상 풀 칼라(Full Color)을 표시하도록 0-255 레벨의 256계조를 사용하기 위해 데이터는 8비트의 데이터를 가지고 역감마 보정부에 입력되는데 상위레벨과 하위레벨을 화이트 밸런스 보정을 위해 조정하게 되면 보정된 부분의 레벨은 표시할 수 없게 되므로 256 계조를 충분히 표현할 수 없게 되는 문제점이 도출되고 있다. 따라서 R, G 및 B 영상신호의 손실 없이 화이트 밸런스를 맞추지 못하게 된다.
따라서, 본 발명의 목적은 액정셔터를 채용하여 영상신호의 손실없이 화이트 밸런스를 맞출 수 있도록 한 플라즈마 디스플레이 패널의 구동방법을 제공하는 데 있다.
도 1은 종래의 3전극 교류 면방전 플라즈마 디스플레이 패널의 방전셀를 나타내는 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 플라즈마 디스플레이 패널의 단면도이다.
도 3은 도 1에 도시된 플라즈마 디스플레이 패널의 구동방법을 나타내는 도면이다.
도 4는 도 1에 도시된 플라즈마 디스플레이 패널의 구동 파형도이다.
도 5는 종래 플라즈마 디스플레이 패널의 구동장치를 개략적으로 나타내는 블럭도이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 구동장치를 개략적으로 나타내는 블럭도이다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 액정을 채용한 플라즈마 디스플레이 패널을 나타내는 도면이다.
도 8은 도 7에 도시된 PDP의 입체 사시도를 나타내는 도면이다.
도 9는 도 7에 도시된 PDP의 평면도를 나타내는 도면이다.
도 10은 화이트 밸런스를 맞추기 위한 본 발명의 구동 방법에 의한 효과를 나타내는 도면이다.
도 11(a), (b), (c)는 도 10에 나타난 효과를 가시적으로 보여주는 도면이다.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
10 : 상부기판 18 : 하부기판
Y : 스캔전극 Z : 서스테인전극
X : 어드레스 전극 12Y, 12Z : 투명전극
13Y, 13Z : 금속버스전극 14 : 상부 유전체층
16 : 보호막 22 : 하부 유전체층
24 : 격벽 26 : 형광체층
1,3,5,11 : 아날로그/디지털 변환기 12 : 감마 보정부
2,4,6 : 감마 및 화이트 밸런스 보정부
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시 예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 구동방법은 계조를 표현하기 위한 서스테인 기간동안 적색 방전셀, 녹색 방전셀 및 청색 방전셀에서 각각 방출되는 빛의 방출시간이 상이하게 설정되는 것을 특징으로 한다.
상기 녹색 방전셀의 빛 방출시간이 적색 및 청색 방전셀의 빛 방출시간보다 길게 설정되는 것을 특징으로 한다.
상기 적색 방전셀의 빛 방출시간이 청색 방전셀의 빛 방출시간보다 길게 설정되는 것을 특징으로 한다.
상기 적색, 녹색 및 청색 방전셀의 빛 방출시간을 조절하여 화이트 밸런스를맞추는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시 예에 따른 적색, 녹색 및 청색 방전셀들이 하나의 화소셀을 이루도록 배치된 패널층을 구비하는 플라즈마 디스플레이 패널에 있어서, 서스테인 기간동안 적색, 녹색 및 청색 방전셀들에서 빛이 방출되는 단계와, 패널층상에 형성된 액정셔터에서 적색, 녹색 및 청색 방전셀들의 빛 방출시간을 적색, 녹색 및 청색 방전셀별로 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 액정셔터는 녹색 방전셀의 빛 방출시간을 적색 및 청색 방전셀의 빛 방출시간보다 길게 설정되도록 제어되는 것을 특징으로 한다.
상기 액정셔터는 적색 방전셀의 빛 방출시간을 청색 방전셀의 빛 방출시간보다 길게 설정되도록 제어되는 것을 특징으로 한다.
외부로부터 상기 적색, 녹색 및 청색 방전셀 각각에 입력되는 비디오신호는 감마보정된 후 패널층으로 공급되는 것을 특징으로 한다.
상기 적색, 녹색 및 청색 방전셀의 빛 방출시간을 조절하여 화이트 밸런스를 맞추는 것을 특징으로 한다.
상기 액정셔터는 서스테인 기간에만 빛을 방출시키고, 그 외의 기간에는 빛의 방출을 차단하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 특징들은 첨부 도면을 참조한 실시 예에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.
이하, 도 6 내지 도 11을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 설명하기로 한다.
도 6은 본 발명에 따른 화이트 밸런스를 맞추기 위한 플라즈마 디스플레이 패널의 구동장치를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 6을 참조하면, R, G 및 B 신호의 입력라인에 각각 접속된 A/D 변환기(11)와, A/D 변환기(11)의 출력단에 각각 접속된 R, G 및 B 감마보정부(12)를 구비한다. A/D 변환기(11)는 입력된 R, G 및 B 아날로그 신호를 디지털 데이타로 변환하게 된다. 감마보정부(12)는 R, G 및 B의 감마보정을 하게 된다. 여기서 보정된 R, G 및 B 데이타가 스캔(Y)구동부로 입력된다.
종래에는 화이트 밸런스부에서 화이트 밸런스를 맞추기 위하여 보정을 하였다. 즉, 적색측의 상위의 휘도레벨을 다른 두 색신호에 비해 하향 조정하여 전체적인 색균형을 이루는 출력보정을 한다. 또한, 하위레벨부분에서는 더 이상 하향 조정하기 어려우므로 녹색(G), 청색(B)신호를 적색(R)신호에 비해 상향조정하는 것으로 화이트 밸런스를 조절한다. 하지만 이와같은 방법에서는 상위 및 하위레벨이 출력보정에 의해서 완전히 표현되지 못하는 문제점이 발생한다. 이리하여 R, G 및 B 영상신호의 손실 없이 화이트 밸런스를 맞추지 못하게 된다.
따라서 본 발명에서는 종래의 화이트 밸런스부 대신에 PDP 위에 액정셔터를 채용하여 화이트 밸런스를 맞춘다. 즉, 액정셔터를 이용하여 PDP로부터 나오는 빛을 조절함으로써 R, G 및 B 신호의 손실없이 화이트 밸런스를 맞출 수 있다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 액정셔터를 채용한 플라즈마 디스플레이 패널을 나타내는 도면이고, 도 8은 도 7에 도시된 PDP의 입체도 사시도로 액정셔터(60)의 구동을 설명하기 위한 도면이다
도 7 및 도 8을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 액정셔터를 채용한 플라즈마 표시장치는 패널층(80)과, 패널층(80) 상에 형성되며 액정(60b)을 이용하여 구동하는 액정셔터(60)를 구비한다.
패널층(80)은 매트릭스 형태로 배열된 다수의 적색, 녹색 및 청색 방전셀들을 구비하며, 다수의 방전셀은 상부기판(40) 상에 형성되어진 스캔전극(Y) 및 서스테인전극(Z)과, 하부기판(50) 상에 형성되어진 어드레스전극(X)을 구비한다. 스캔전극(Y)과 서스테인전극(Z) 각각은 투명전극(도시하지않음)과, 투명전극의 선폭보다 작은 선폭을 가지며 투명전극의 일측 가장자리 영역에 형성되는 금속버스전극(도시하지않음)을 포함한다.
액정셔터(60)는 화소전압이 공급되는 상부전극(60a), 공통전압이 공급되는 하부전극(60c), 상기 상부전극(60a)과 하부전극(60c) 사이에 주입되는 액정(60b)으로 구성된다. 이 때, 상부전극(60a)은 패널층(80)의 R, G 및 B 방전셀을 따라 R전극(61), G전극(62) 및 B전극(63)으로 나뉘어 지며 각각의 전극들은 한 전압으로 묶여서 패터닝되어 진다. 하부전극(60c)은 패널층(80)의 전패널과 대응되도록 하나의 기판을 이룬다. 이러한 액정셔터(60)는 액정(60b)의 배열 상태에 따라 패널층(80)으로부터 방출되는 빛의 양을 제어하여 화면에 원하는 화상을 표시한다. 이를 위해, 액정(60b)은 상부전극(60a)과 하부전극(60c)의 전압차에 따라 액정 배열 상태가 바뀌며 광을 차단하거나 통과시키는 역할을 한다. 이러한 액정셔터(60)의 광 투과 및 차단에 따라 상판과 하판 사이에서 발생되는 광량을 제어할 수 있게 된다.
상기 액정셔터(60)을 도 8을 이용하여 자세히 설명하면, 본 발명에 따른 액정셔터를 채용한 PDP는 패널층(80) 위에 액정셔터(60)을 둔다. 액정(60b) 상하에는 상부 전극(60a)과 하부 전극(60c)이 있어서 이 두 전극의 전압 차이에 의해 액정(60b)의 배향이 달라진다. 여기서 하부 전극(60c)은 면전극으로 패널층(80) 상판 전체에 액정(60b)과 같이 덮는다. 또한, 상부 전극(60a)은 패널층(80)의 R, G 및 B 방전셀을 따라 일대일로 대응되어 R전극(61), G전극(62) 및 B전극(63)으로 나뉘어 지며, 각각의 전극들은 한 전압으로 묶여서 패터닝되어 진다. 다시 말해서, 액정셔터(60)의 R전극(61)들은 서로 묶여서 R구동전압(Rsw)으로 제어되고, G전극(62)들은 서로 묶여서 G구동전압(Gsw)으로 제어되고, B전극(63)들은 서로 묶여서 B구동전압(Bsw)으로 제어된다. 따라서, 하부 면전극(60c)에는 공통전압을 인가하고 패터닝된 R, G 및 B전극들에는 각각의 전극들에 가해지는 전압을 조절하여 액정셔터(60)내에 주입된 액정(60b)의 배향각이 바뀌게 되므로 패널층(80)로부터의 광을 조절하여 내 보낼 수 있다. 즉, R, G 및 B 방전셀에 따라 전압을 구분해서 공급할 수 있으므로 패널층(80)으로부터 방출되는 빛의 양을 조절하여 화이트 밸런스를 맞출 수 있다.
이러한 PDP의 구동방법을 도 4를 참조하여 설명하면, PDP의 한 프레임에 포함되는 첫 번째 서브필드(SF1)는 리셋기간(RPD), 어드레스 기간(APD) 및 서스테인 기간(SPD)으로 나뉘어 구동된다.
리셋기간(RPD) 동안에는 PDP내의 전 방전셀들에서 셋업(Set-up)시 리셋방전을 일으켜 상부유전층(14)에 벽전하가 형성된다. 이어서 셋다운(Set-down)시 감소하는 전압에 의해 불요의 하전입자들이 부분적으로 소거되어 벽전하가 오방전을 일으키지 않으면서 다음의 어드레스 방전에 도움을 줄 정도로 감소하게 된다. 어드레스 기간(APD)에는 어드레스 방전이 발생된다. 이때 형성된 벽전하는 다른 방전셀들이 어드레스되는 기간동안 유지된다. 서스테인 기간(SPD)에는 어드레스 기간(APD)에 선택된 방전셀들에서 서스테인 방전을 일으킨다.
이러한 스캔전극(Y)과 어드레스전극(X)간의 대향방전에 의해 셀이 선택된 후 스캔전극(Y)과 서스테인전극(Z)간의 면방전에 의해 방전을 유지하게 된다. 패널층(80)의 방전셀에서는 서스테인 방전시 발생되는 자외선에 의해 형광체(58)가 발광함으로써 가시광이 셀 외부로 방출되게 되는데, 이 방출되는 가시광은 액정셔터(60)의 액정(60b)에 의해 제어되어져 화이트 밸런스를 맞출 수 있다. 다시 말하면, 플라즈마 방전에 의해 발생된 광을 차단 및 통과시켜 화상을 표시하게 된다. 이 경우, PDP는 비디오데이터에 따라 방전셀의 방전유지기간 횟수를 조절함과 아울러 액정(60c)의 온/오프(ON/OFF) 특성을 이용하여 계조(Gray Scale)를 구현하게 된다.
도 9는 도 7에 도시된 PDP의 평면도를 나타내는 도면이다.
도 9를 참조하면, 본 발명에 따른 액정을 채용한 PDP는 패널층(80) 내 배열된 다수의 R, G 및 B방셀들에 대응하도록 액정셔터(60)의 상부기판(60a)를 R전극(61)들, G전극(62)들 및 B전극(63)들로 패터닝된 것을 특징으로 한다.
상기에서와 같이 구성할 경우 본 발명에 따른 액정셔터(60)를 채용한 PDP는 R전극(61)은 R전극대로, B전극(62)은 B전극대로, G전극(63)은 G전극대로 묶여서 한전압의 조정을 받도록 하여 제어 됨으로써 광이 액정셔터(60)를 통과하는 시간을 제어하여 화이트 밸런스를 맞출 수 있다.
한편, 액정셔터(60)의 R전극(61), G전극(62) 및 B전극(63)은 각 서브필드의 리셋기간(RPD) 및 어드레스 기간(APD)과 동기되도록 기저신호(GND)를 인가하여 액정(60b)를 오프(OFF) 시키며 서스테인 기간(SPD)에는 하이신호(high)를 인가하여 액정(60b)를 온(ON) 시킴으로써 계조를 표시하게 된다. 이 때, 리셋기간(RPD)과 어드레스 기간(APD)은 각 서브필드 기간에 동일하게 할당된다. 리셋기간(RPD)에는 어드레스 방전에 관계없이 패널 전체에서 리셋방전에 의한 광이 발생되어 콘트라스트를 저하된다. 따라서, 리셋기간(RPD)동안 액정셔터(60)의 액정(60b)을 오프(OFF)시킴으로써 패널층(80)에서 발생하는 광을 차단시킨다. 이와 아울러 서스테인 기간(SPD)에서는 액정을 온(ON)시켜 패널층(80)으로부터의 광을 통과시킨다. 이에 따라, 본 발명에 의한 PDP는 리셋기간(RPD) 동안의 불요광을 차단함과 아울러 리셋기간(RPD)동안의 빛이 서스테인 기간(SPD)에 영향을 미치지 않으므로 콘트라스트를 향상시킬 수 있다. 또한, 서스테인 기간(SPD)동안 액정을 온(ON)시키는 시간을 조절함으로써 패널층(80)으로부터 방출되는 빛의 양을 제어할 수 있다. 따라서 적색, 녹색 및 청색 빛의 양을 조절하여 화이트 밸런스를 맞출 수 있다.
도 10은 화이트 밸런스를 맞추기 위한 본 발명의 구동 방법에 의한 효과를 나타내고, 도 11(a),(b),(c)는 도 10에 나타난 효과를 가시적으로 보여주는 도면이다.
도 10 및 도 11 (a),(b),(c)를 참조하면, 본 발명에 따른 액정셔터(60)를 채용한 플라즈마 디스플레이 패널에서 액정(60b)은 상부전극(60a)과 하부전극(60c)의 전압차에 따라 액정 배열 상태가 바뀌며 빛을 차단하거나 통과시키는 역할을 한다. 이러한 액정셔터(60)의 빛 통과 및 차단에 따라 상판과 하판 사이에서 발생되는 광량을 제어할 수 있게 된다. 즉, 액정셔터(60)의 R전극(61)들이 묶여서 한 전압의 조정들 받도록 하고, G전극(62)들이 묶여서 한 전압의 조정을 받도록 하고, B전극(63)들이 묶여서 한 전압의 조정을 받도록 한다. 여기서 각각의 전압이 인가되는 시간을 조절하여 패널층(80)으로부터 나오는 빛을 통과 및 차단 시킨다.
이를 상세히 하면, 일반적으로 PDP에서 사용되는 적색(R) 형광체의 조성은 YGdBO3: Eu3+이며, 녹색(G) 형광체의 조성은 Zn2SiO4: Mn2+이다. 그리고 청색(B) 형광체의 조성은 BaMgAl10O17: Eu2+이다. 이러한 형광체는 실험 결과에 의하면 방전횟수에 따라 휘도의 포화특성이 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)의 형광체에서 다르게 된다. 즉, 청색(B) 형광체는 휘도가 방전횟수에 거의 비례하는데 반하여, 적색(R) 형광체는 휘도가 대략 (방전횟수)0.9에 비례하고 녹색(G) 형광체는 휘도가 대략 (방전횟수)0.85에 비례한다. 이렇게 청색(B) 형광체의 휘도 포화특성은 방전횟수에 대하여 선형적인데 반하여, 적색(R) 형광체와 녹색(G) 형광체의 휘도 포화특성은 비선형적이다. 따라서, 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)의 비디오 데이터에 대하여 이론상 2.2 감마승으로 감마 보정을 하게 되면 정상적으로 계조값이 표현되어야 하나실제로는 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)별로 서로 다른 형광체의 포화특성에 의해 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B) 데이터 각각에 대하여 최적값으로 감마승하여야만 계조를 정확히 표현할 수 있다.
전술한 바와 같이 형광체의 포화특성이 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)별로 다르기 때문에 방전횟수에 따라 화이트 밸런스가 맞지 않는다. 따라서 액정패널(60)에서 액정(6b)의 온-오프(ON-OFF) 특성을 이용하여 패널층(80)으로부터의 빛의 양을 조절하여 화이트 밸런스를 맞출 수 있다. 즉, 도10 및 도11 (a),(b),(c) 에서 보여지는 것처럼 각 서브필드에서 서스테인 기간중 제1 지점(n1)까지는 도11의 (a)처럼 패터닝된 상부전극 각각을 한 전압으로 묶어서 각각에 전압이 인가되면 액정이 제어되어 모든 빛을 통과 시킨다. 한편, 제1 지점(n1)에서 B빛이 통과하지 못하도록 B방전셀들과 대응되어 패터닝된 액정셔터(60)의 B전극들에 인가되던 전압을 단락시킴으로써 도11의 (b)처럼 액정이 제어되어 B빛은 차단된다. 그 후, 제2 지점까지는 B빛을 제외한 R 및 G빛은 액정을 통과한다. 한편, 제2 지점(n2)에서 R빛이 통과하지 못하도록 R방전셀과 대응되어 패터닝된 액정셔터(60)의 R전극들에 인가되던 전압을 단락시킴으로써 도11의 (c)처럼 액정이 제어되어 R빛은 차단된다. 그후, 제3 지점(n3)까지는 G빛만 액정을 통과한다. 그리고 제3 지점(n3)에서 패터닝된 액정셔터(60)의 R전극, G전극 및 B전극들에 인가해 오던 모든 전압을 단락시킴으로써 액정이 제어되어 모든빛이 차단된다. 즉, 휘도가 가장 높은 B는 B구동전압(Bsw)을 다른 빛에 비해 적은 시간동안 인가하고, B 보다 휘도가 낮은 R은 R구동전압(Rsw)을 B보다 더 많은 시간동안 인가하고, 휘도가 가장 낮은 G는G구동전압(Gsw)을 다른 빛에 비해 가장 많은 시간동안 인가하여 빛을 조절한다. 이렇게 패터닝된 액정패널의 상부전극 각각을 한 전압으로 묶어서 전압이 인가되는 시간을 조절하여 R, G 및 B 영상신호의 손실 없이 화이트 밸런스를 맞출 수 있게 되는 것이다.
이를 종래와 비교하면, 종래에는 상위 및 하위레벨이 출력보정에 의해서 완전히 표현되지 못하였다. 통상 풀 칼라(Full Color)을 표시하도록 0-255 레벨의 256계조를 사용하기 위해 데이터는 8비트의 데이터를 가지고 역감마보정부에 입력되는데 상위레벨과 하위레벨을 화이트 밸런스 보정을 위해 조정하게 되면 보정된 부분의 레벨은 표시할 수 없게 되므로 256계조를 충분히 표현할 수 없었지만 본 발명은 액정셔터(60)를 이용하여 패널층(80)으로부터의 빛의 양을 조절할 수 있음으로 R, G 및 B 영상신호의 손실없이 화이트 밸런스를 맞출 수가 있다.
여기서 각각의 구동전압이 인가되는 시간은 서스테인 기간에 한정된다. 따라서 리셋기간과 어드레스 기간에는 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B) 구동전압이 인가되지 않기 때문에 패널 전체에서 리셋방전에 의한 빛이 발생되더라도 액정셔터(60)에 의해 차단되기 때문에 화상의 콘트라스트를 저하시키지 않게 된다. 즉, 리셋기간동안 액정셔터(60)의 액정을 오프(OFF)시킴으로써 패널층(80)에서 발생되는 빛이 차단된다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 구동방법 및장치는 패널층 상에 형성되는 액정셔터가 R전극, G전극 및 B전극으로 나뉘어 각각이 한 전압으로 묶여서 제어되어 패널층으로부터 방출되는 빛의 양을 조절할 수 있음으로 R, G 및 B 영상신호의 손실 없이 화이트 밸런스를 맞출 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 (10)

  1. 계조를 표현하기 위한 서스테인 기간동안 적색 방전셀, 녹색 방전셀 및 청색 방전셀에서 방출되는 빛의 방출시간이 각각 상이하게 설정되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 구동방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 녹색 방전셀의 빛 방출시간이 상기 적색 및 청색 방전셀의 빛 방출시간보다 길게 설정되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 구동방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 적색 방전셀의 빛 방출시간이 상기 청색 방전셀의 빛 방출시간보다 길게 설정되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 구동방법.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 적색, 녹색 및 청색 방전셀의 빛 방출시간을 조절하여 화이트 밸런스를 맞추는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 구동방법.
  5. 적색, 녹색 및 청색 방전셀들이 하나의 화소셀을 이루도록 배치된 패널층을 구비하는 플라즈마 디스플레이 패널에 있어서,
    서스테인 기간동안 상기 적색, 녹색 및 청색 방전셀들에서 빛이 방출되는 단계와,
    상기 패널층상에 형성된 액정셔터에서 상기 적색, 녹색 및 청색 방전셀들의 빛 방출시간을 상기 적색, 녹색 및 청색 방전셀별로 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 구동방법.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 액정셔터는 상기 녹색 방전셀의 빛 방출시간을 상기 적색 및 청색 방전셀의 빛 방출시간보다 길게 설정되도록 제어되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 구동방법.
  7. 제 5항에 있어서,
    상기 액정셔터는 상기 적색 방전셀의 빛 방출시간을 상기 청색 방전셀의 빛 방출시간보다 길게 설정되도록 제어되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 구동방법.
  8. 제 5항에 있어서,
    외부로부터 상기 적색, 녹색 및 청색 방전셀 각각에 입력되는 비디오신호는 감마보정된 후 상기 패널층으로 공급되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 구동방법.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 적색, 녹색 및 청색 방전셀의 빛 방출시간을 조절하여 화이트 밸런스를 맞추는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 구동방법.
  10. 제 5항에 있어서,
    상기 액정셔터는 상기 서스테인 기간에만 빛을 방출시키고, 그 외의 기간에는 빛의 방출을 차단하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 구동방법.
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