KR20050049845A - 플라즈마 디스플레이 패널 및 그의 구동 방법 - Google Patents

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Abstract

이 발명은 다수의 어드레스 전극과, 다수의 주사전극과 유지전극을 포함하는 플라즈마 표시 패널 및 그의 구동방법에 관한 것으로서, 영상신호를 입력받아 미리 저장된 어드레스 방전이 일어나기 어려운 특정 패턴과 비교하여 특정 패턴에 해당하는지 판단하고, 특정패턴에 해당되면, 각 서브필드의 어드레스 기간의 스캔폭을 일정폭 만큼 증가시킨다. 이렇게 함으로써, 어드레스 방전이 원활하게 이루어져 지도록 하여 화질을 향상시킨다.

Description

플라즈마 디스플레이 패널 및 그의 구동 방법{PLASMA DISPLAY PANEL AND DRIVING METHOD THEREOF}
본 발명은 플라즈마 표시 패널 장치에 관한 것으로, 특히, 플라즈마 패널의 잔상을 방지하는 방법과 장치, 그 장치를 갖는 플라즈마 표시 패널 장치에 관한 것이다.
최근 액정표시장치(liquid crystal display; LCD), 전계 방출 표시장치(field emission display; FED), PDP 등의 평면 표시 장치가 활발히 개발되고 있다. 이들 평면 표시 장치 중에서 PDP는 다른 평면 표시 장치에 비해 휘도 및 발광효율이 높으며 시야각이 넓다는 장점이 있다. 따라서, PDP가 40인치 이상의 대형 표시 장치에서 종래의 CRT(cathode ray tube)를 대체할 표시 장치로서 각광받고 있다.
PDP는 기체 방전에 의해 생성된 플라즈마를 이용하여 문자 또는 영상을 표시하는 평면 표시 장치로서, 그 크기에 따라 수십에서 수백 만개 이상의 픽셀(pixel)이 매트릭스(matrix)형태로 배열되어 있다. 이러한 PDP는 인가되는 구동 전압 파형의 형태와 방전 셀의 구조에 따라 직류형(DC형)과 교류형(AC형)으로 구분된다.
직류형 PDP는 전극이 방전 공간에 그대로 노출되어 있어서 전압이 인가되는 동안 전류가 방전공간에 그대로 흐르게 되며, 이를 위해 전류제한을 위한 저항을 만들어 주어야 하는 단점이 있다. 반면 교류형 PDP에서는 전극을 유전체층이 덮고 있어 자연스러운 캐패시턴스 성분의 형성으로 전류가 제한되며 방전시 이온의 충격으로부터 전극이 보호되므로 직류형에 비해 수명이 길다는 장점이 있다.
도 1은 AC형 플라즈마 표시 패널의 일부 사시도이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 제1 기판(1) 위에는 유전체층(2) 및 보호막(3)으로 덮인 주사전극(4)과 유지전극(5)이 쌍을 이루어 평행하게 설치된다. 제2 기판(6) 위에는 절연체층(7)으로 덮인 복수의 어드레스전극(8)이 설치된다. 어드레스전극(8)들 사이에 있는 절연체층(7) 위에는 어드레스 전극(8)과 평행하게 격벽(9)이 형성되어 있다. 또한, 절연체층(7)의 표면 및 격벽(9)의 양측면에 형광체(10)가 형성되어 있다. 제1 기판(1)과 제2 기판(6)은 주사전극(4)과 어드레스전극(8) 및 유지전극(5)과 어드레스전극(8)이 직교하도록 방전공간(11)을 사이에 두고 대향하여 배치되어 있다. 어드레스전극(8)과, 쌍을 이루는 주사전극(4)과 유지전극(5)과의 교차부에 있는 방전공간이 방전셀(12)을 형성한다.
도2는 플라즈마 디스플레이 패널의 3전극 면방전 구조를 나타낸 것이다.
도2를 참조하면, 격벽으로 형성된 방전 공간 안에 나란히 형성된 주사전극과 유지전극과 마주보며 교차하여 어드레스 전극이 설치된다. 이 구조는 어드레스 전극과 주사전극사이에서 화소를 선택하기 위하여 벽전하를 생성시키는 방전이 일어나고 그 후 주사전극과 유지전극 사이에서 화상표시를 하기 위한 방전이 일정시간 반복되어 일어나게 된다.
격벽은 방전공간을 형성하는 기능과 함께 방전 시 발생한 광을 차단하여 인근 화소의 오동작(cross talk)을 방지하는 역할을 한다. 이러한 단위구조를 하나의 기판 위에 매트릭스(matrix) 형상으로 복수개 형성하고, 각 단위구조에 형광물질을 도포하여 하나의 화소를 구성하고 이 화소들이 모여서 하나의 플라즈마 표시 패널이 된다. 현재 상용화되고 있는 플라즈마 표시 패널은 각 화소 안에서 방전을 일으키고 방전에 의해 발생한 자외선이 화소 내벽에 도포되어 있는 형광물질을 여기시켜 원하는 색을 구현하게 된다.
플라즈마 표시 패널이 컬러 디스플레이(color display)로서의 성능을 내기 위해서는 중간 계조를 구현해야 하는 데 현재 이의 구현방법으로 1 TV 필드(field) 를 복수개의 서브 필드로 나누어 이를 시분할 제어하는 중간 계조 구현 방법이 사용되고 있다.
도3은 종래에 적용되고 있는 AC형 플라즈마 디스플레이 패널의 중간 계조 구현방법이다.
도3은 6bit 계조 구현 방법으로서, 하나의 TV 필드를 6개의 서브 필드로 나누고 있으며 하나의 서브 필드마다 어드레스 기간과 표시 방전 유지기간으로 분리되어 구성되어 있다.
이러한 플라즈마 디스플레이 패널은 서스테인 펄스수가 서로 다른 가중치를 갖는 SF 조합에 의해 화면을 표시하게 되며, 선택적 리셋을 적용하여 유지방전이 일어나지 않은 셀에 대해서는 리셋을 하지 않는다.
그런데 도4에서 보는 것과 같이 어느 특정 계조를 표현하기 위해서 앞 SF에서 방전이 일어나지 않을 경우가 발생하게 된다.
즉, 도5를 참조하면, 전단의 서브필드에서 유지방전이 일어나지 않고, 이웃의 화소에서 유지방전이 일어나면, 프라이밍 파티클(Priming Particle)을 이웃 화소가 가져간다.
그리고 나서, 다음단의 서브필드에서 유지방전이 일어나야 할 경우, 인접 셀의 방전에 의한 크로스토크 영향 또는 프라이밍 파티클의 부족에 의해 어드레스 방전이 제대로 일어나지 않는 문제점이 있다.
한편, 플라즈마 디스플레이 패널에서는 소비전력 저감을 위해 표시화면의 부하에 따라 Sustain 수를 조절하는 방법을 이용한다. 화면 부하에 따라 Sustain 수를 조절하게 되면 1 TV Field (16.67ms) 시간 동안 최대로 들어갈 수 있는 서스테인(Sustain) 펄스수가 있고 부하에 따라 그 서스테인 펄스수는 최대 개수에서 서서히 줄어들게 된다.
이러한 이유로 일정한 시간(16.67ms)으로 고정되어 있는 1TV Field시간에서 서스테인 펄스수의 많고 적음에 따라 휴지기가 발생하게 되는데 이 휴지기 시간은 플라즈마 디스플레이 패널에서 사용하지 않는 버려지는 시간이다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이러한 종래의 문제점을 해결하고자 하는 것으로, 유지방전이 일어나기 어려운 특정 서브필드의 어드레스 동작에 표시화면 부하에 따라 발생하는 휴지기의 시간을 할당하여 기존 대비 스캔폭을 넓혀 안정적인 어드레스 방전이 일어나도록 하는 플라즈마 표시 패널 및 그의 구동방법을 제공하는 것이다.
이러한 과제를 이루기 위한 본 발명의 하나의 특징에 따른 플라즈마 패널의 구동방법은,
다수의 어드레스 전극과, 다수의 주사전극과 유지전극을 포함하는 플라즈마 패널의 구동방법으로서,
영상신호를 입력받아 미리 저장된 특정 패턴과 비교하여 특정 패턴에 해당하는지 판단하는 단계;
특정패턴이면, 어드레스 기간의 스캔폭을 일정폭 만큼 증가시키는 단계를 포함한다.
이러한 과제를 이루기 위한 본 발명의 다른 특징에 따른 플라즈마 표시 패널은,
유지방전이 일어나지 않는 특정 패턴을 저장하는 메모리;
외부에서 입력되는 영상신호를 상기 메모리에 저장된 특정패턴과 비교하고,비교 결과를 출력하는 고정패턴 판단부;
다수의 어드레스 전극과, 다수의 주사전극 및 유지전극을 포함하는 플라즈마 패널;
상기 영상 신호를 입력받아 유지전극 구동신호, 주사전극 구동신호 및 어드레스 전극 구동신호를 생성하며, 상기 영상신호가 특정 패턴에 해당될 경우, 어드레스 기간의 스캔폭을 일정폭 증가시키는 제어부;
상기 제어부로부터 출력되는 어드레스 구동신호에 따라 전압을 상기 플라즈마 패널의 상기 어드레스 전극에 인가하는 어드레스 전극 구동부;
상기 제어부의 유지전극 구동신호에 따라 유지 전압을 상기 유지 전극에 인가하는 유지 전극 구동부;
상기 제어부의 주사전극 구동신호에 따라 주사 전압을 상기 주사 전극에 인가하는 유지 전극 구동부를 포함한다.
그러면, 이러한 본 발명을 통상의 지식을 지닌자가 용이하게 실시할 수 있도록 실시예에 관하여 첨부된 도면을 참조로 하여 설명하면 다음과 같다.
도6은 이 발명의 실시예에 따른 플라즈마 표시 패널의 구성도이다.
도6을 참조하면, 이 발명의 실시예에 따른 플라즈마 표시 패널은, 플라즈마 패널(100), 제어부(200), 어드레스 전극 구동부(300), 주사 전극 구동부(이하 'Y 전극 구동부'라 함)(400), 유지 전극 구동부(이하 'X 전극 구동부'라 함)(500), 고정패턴 판단부(600) 및 메모리(700)를 포함한다.
플라즈마 패널(100)은 열 방향으로 배열되어 있는 복수의 어드레스 전극(A1-Am), 그리고 행 방향으로 배열되어 있는 복수의 유지 전극(이하 'X 전극'이라 함)(X1-Xn) 및 주사 전극(이하 'Y 전극'이라 함)(Y1-Yn)을 포함한다. X 전극(X1-Xn)은 각 Y 전극(Y1-Yn)에 대응해서 형성되며, 일반적으로 그 일단이 서로 공통으로 연결되어 있다. 그리고 플라즈마 패널(100)은 X 및 Y 전극(X1-Xn, Y1-Yn)이 배열된 유리 기판(도시하지 않음)과 어드레스 전극(A1-Am)이 배열된 유리 기판(도시하지 않음)으로 이루어진다. 두 유리 기판은 Y 전극(Y1-Yn)과 어드레스 전극(A1-Am) 및 X 전극(X1-Xn)과 어드레스 전극(A1-Am)이 각각 직교하도록 방전 공간을 사이에 두고 대향하여 배치된다. 이때, 어드레스 전극(A1-Am)과 X 및 Y 전극(X1-Xn, Y1-Yn)의 교차부에 있는 방전 공간이 방전 셀을 형성한다.
메모리(700)는 유지방전이 일어나지 않는 특정 패턴을 저장한다. 고정패턴 판단부(600)는 외부에서 입력되는 영상신호를 상기 메모리(700)에 저장된 특정패턴과 비교하고, 비교 결과를 출력한다.
제어부(200)는 고정패턴 판단부(60))에서 출력되는 영상신호를 수신하여 어드레스 구동신호, X 전극 구동신호 및 Y 전극 구동신호를 출력한다. 그리고 제어부(200)는 하나의 프레임을 복수의 서브필드로 분할하여 구동하며, 각 서브필드는 시간적인 동작 변화로 표현하면 리셋 기간, 어드레싱 기간, 서스테인 기간으로 이루어진다.
그리고 제어부(200)는 비교결과를 입력받아 특정패턴에 해당되면, 어드레스 기간의 스캔폭을 일정폭만큼 넓히도록 제어한다.
어드레스 전극 구동부(300)는 제어부(200)로부터 어드레스 전극 구동신호를 수신하여 표시하고자 하는 방전 셀을 선택하기 위한 표시 데이터 신호를 각 어드레스 전극(A1-Am)에 인가한다.
X 전극 구동부(500)는 제어부(200)로부터 X 전극 구동신호를 수신하여 X 전극(X1-Xn)에 구동 전압을 인가한다.
Y 전극 구동부(400)는 제어부(200)로부터 Y 전극 구동신호를 수신하여 Y 전극(Y1-Yn)에 구동 전압을 인가한다.
도7은 제어부의 구성도이다.
도7을 참조하면, 상기 제어부(200)는,
상기 영상신호를 역감마 보정하여 출력하는 역감마 보정부(210);
부하율에 대응되는 서스테인 펄스수를 저장하는 메모리(240);
상기 역감마 보정된 영상 신호의 평균신호레벨을 계산하고, 고정패턴 판단부(600)의 비교결과가 특정패턴으로 판단된 경우, 평균신호레벨에 대응하는 휴지기 및 서스테인 펄스수를 참조하여 어드레스 기간의 스캔폭을 상기 휴지기에 대응하여 증가시켜 유지전극 구동신호 및 주사전극 구동신호를 생성하여 출력하는 자동전력 제어부(230);
역감마 보정된 영상신호를 입력받아 고정패턴 판단부(600)의 비교결과가 특정패턴으로 판단된 경우, 스캔폭을 휴지기에 대응되게 증가시켜 서브필드 데이터를 생성하여 어드레스전극 구동신호로 출력하는 서브필드 데이터 생성부(220)를 포함한다.
그러면, 이러한 구성을 가진 이 발명의 실시예에 따른 플라즈마 표시 패널의 동작에 관하여 상세히 설명하기로 한다.
먼저, 외부에서 영상신호가 고정패턴 판단부(600)로 입력된다.
그러면, 고정패턴 판단부(600)는 수신된 영상신호의 패턴과 메모리(700)에 저장된 특정패턴과 비교하여, 입력된 영상신호의 패턴이 특정 패턴에 해당하는지 판단한다. 여기서, 메모리(700)에 저장된 특정 패턴은 영상신호를 서브필드 데이터로 생성할 경우, 유지방전이 일어나지 않는 셀이 일정개수 이상 있는 패턴을 미리 계산하여 저장해 둔다.
특정 패턴에 해당될 경우, 고정패턴 판단부(600)는 특정패턴에 해당됨을 알리는 제어신호와 영상신호를 함께 출력한다.
그러면, 제어부(200)의 역감마 보정부(210)는 외부에서 입력되는 영상신호를 입력받아 플라즈마 표시 패널의 특성에 맞게 역감마값을 보정하여 출력한다.
그리고 나서, 자동전력 제어부(230)는 특정패턴에 해당한다는 제어신호가 입력되면, 상기 역감마 보정된 영상 신호의 평균신호레벨을 계산하고, 휴지기를 판단하여 휴지기에 대응되는 폭만큼 어드레스 기간의 스캔폭을 증가시켜 유지전극 구동신호 및 주사전극 구동신호를 생성하여 출력한다. 여기서, 휴지기는 도8에 도시된 바와 같이, 평균신호레벨이 높아질수록 증가하며, 이에 따라 어드레스 기간의 스캔폭도 더 많이 증가시켜줄 수 있다.
그리고, 스캔폭의 증가는 도9에 도시하였으며, 기존에 비해 어드레스 기간의 어드레싱 타임이 증가하므로 원할한 어드레스 방전이 일어나게 된다.
그리고 이러한 스캔폭 증가는 해당 패턴의 모든 서브필드에 대해 적용한다.
그러나, 필요에 따라서는 유지방전이 일어나지 않는 서브필드에 대해서만 적용할 수도 있고, 서브필드의 가중치에 비례해서 스캔폭을 증가시켜줄 수도 있다.
예를 들어, 4개의 서브필드로 구동하는 프레임의 휴지기가 10마이크로초라면,
첫 번째로, 각 서브필드에 2.5마이크로초를 할당할 수도 있고,
두 번째로 유지방전이 일어나지 않는 4번째 서브필드에 10마이크로초를 모두 할당할 수도 있고,
세 번째로, 첫 번째 서브필드에 1마이크로초, 2번째 서브필드에 2마이크로초, 세 번째 서브필드에 3마이크로초, 4번째 서브필드에 4마이크로초를 할당할 수도 있다.
이외에도 다양하게 휴지기에 해당하는 기간을 여러 서브필드에 다양한 방법으로 할당할 수 있다.
이후, 서브필드 데이터 생성부(220)는 역감마 보정된 영상신호를 입력받고, 상기 자동전력 제어부(230)에서 휴지기 정보나 각 서브필드에 증가시킨 스캔폭 정보를 입력받아 서브필드 데이터를 생성하여 어드레스전극 구동신호로 출력한다.
이와 같이, 어드레스 전극 구동신호 및 주사전극 구동신호의 스캔폭을 증가시켜 원할한 어드레스 방전이 일어나게 된다.
그리고 나서, 어드레스 구동부(300)는 어드레스 전극 구동신호를 수신하여 표시하고자 하는 방전 셀을 선택하기 위한 표시 데이터 신호를 각 어드레스 전극(A1-Am)에 인가한다.
그리고, X 전극 구동부(500)는 X전극 구동신호를 수신하여 X 전극(X1-Xn)에 구동 전압을 인가하고, Y 전극 구동부(400)는 Y 전극 구동신호를 수신하여 Y 전극(Y1-Yn)에 구동 전압을 인가한다.
그러면, 플라즈마 패널(100)에는 데이터가 표시된다.
본 발명은, 상기 실시예에 한정되지 않고, 청구범위에서 정의된 발명의 사상 및 범위 내에서 당업자에 의하여 변형 및 개량될 수 있다.
이상에서와 같이, 이 발명의 실시예에서, 특정패턴의 영상신호가 입력되면, 서브필드의 어드레스 기간에 스캔폭을 증가시켜 어드레스 방전을 원할히 수행할 수 있는 플라즈마 표시 패널 및 그의 구동방법을 제공할 수 있다.
도 1은 AC형 플라즈마 표시 패널의 일부 사시도이다.
도2는 플라즈마 디스플레이 패널의 3전극 면방전 구조를 나타낸 것이다.
도3은 종래에 적용되고 있는 AC형 플라즈마 디스플레이 패널의 중간 계조 구현방법이다.
도4는 계조별 서브필드 데이터의 예를 나타낸 도면이다.
도5는 두 개의 서브필드 데이터의 예이다.
도6은 이 발명의 실시예에 따른 플라즈마 표시 패널의 구성도이다.
도7은 도6의 제어부의 상세 구성도이다.
도8은 휴지기를 나타낸 도면이다.
도9는 이 발명의 실시예에 따른 플라즈마 패널에 적용되는 구동파형을 나타낸 도면이다.

Claims (12)

  1. 유지방전이 일어나기 어려운 특정 패턴을 저장하는 메모리;
    외부에서 입력되는 영상신호를 상기 메모리에 저장된 특정패턴과 비교하고,비교 결과를 출력하는 고정패턴 판단부;
    다수의 어드레스 전극과, 다수의 주사전극 및 유지전극을 포함하는 플라즈마 패널;
    상기 영상 신호를 입력받아 유지전극 구동신호, 주사전극 구동신호 및 어드레스 전극 구동신호를 생성하며, 상기 영상신호가 특정 패턴에 해당될 경우, 어드레스 기간의 스캔폭을 일정폭 증가시키는 제어부;
    상기 제어부로부터 출력되는 어드레스 구동신호에 따라 전압을 상기 플라즈마 패널의 상기 어드레스 전극에 인가하는 어드레스 전극 구동부;
    상기 제어부의 유지전극 구동신호에 따라 유지 전압을 상기 유지 전극에 인가하는 유지 전극 구동부;
    상기 제어부의 주사전극 구동신호에 따라 주사 전압을 상기 주사 전극에 인가하는 유지 전극 구동부를 포함하는 플라즈마 표시 패널.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 메모리는 영상신호를 서브필드 구동시에 어드레스 방전이 일어나기 어려운 패턴을 미리 저장해두는 것을 특징으로 하는 플라즈마 표시 패널.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 영상신호가 특정 패턴에 해당될 경우, 해당 영상신호의 N개의 서브필드에 휴지기의 총시간을 N으로 나누어 똑같이 분배하여 스캔폭을 증가시키는 것을 특징으로 하는 플라즈마 표시 패널.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 영상신호가 특정 패턴에 해당될 경우, 해당 영상신호의 N개의 서브필드중 유지방전이 일어나지 않는 서브필드에 휴지기의 총시간을 분배하여 스캔폭을 증가시키는 것을 특징으로 하는 플라즈마 표시 패널.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 영상신호가 특정 패턴에 해당될 경우, 해당 영상신호의 N개의 서브필드의 가중치에 비례하여 휴지기의 총시간을 분배하여 스캔폭을 증가시키는 것을 특징으로 하는 플라즈마 표시 패널.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 영상신호를 역감마 보정하여 출력하는 역감마 보정부;
    부하율에 대응되는 서스테인 펄스수를 저장하는 제2 메모리;
    상기 역감마 보정된 영상 신호의 평균신호레벨을 계산하고, 고정패턴 판단부의 비교결과가 특정패턴으로 판단된 경우, 평균신호레벨에 대응하는 휴지기 및 서스테인 펄스수를 참조하여 어드레스 기간의 스캔폭을 상기 휴지기에 대응하여 증가시켜 유지전극 구동신호 및 주사전극 구동신호를 생성하여 출력하는 자동전력 제어부;
    역감마 보정된 영상신호를 입력받아 고정패턴 판단부의 비교결과가 특정패턴으로 판단된 경우, 스캔폭을 휴지기에 대응되게 증가시켜 서브필드 데이터를 생성하여 어드레스전극 구동신호로 출력하는 서브필드 데이터 생성부를 포함하는 플라즈마 표시 패널.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제2 메모리에는 각 평균신호레벨에 대응하는 서스테인수, 휴지기 및 스캔폭 증가값을 미리 저장해 놓는 것을 특징으로 하는 플라즈마 표시 패널.
  8. 다수의 어드레스 전극과, 다수의 주사전극과 유지전극을 포함하는 플라즈마 패널의 구동방법으로서,
    영상신호를 입력받아 미리 저장된 특정 패턴과 비교하여 특정 패턴에 해당하는지 판단하는 단계;
    특정패턴이면, 어드레스 기간의 스캔폭을 일정폭 만큼 증가시키는 단계를 포함하는 플라즈마 표시 패널의 구동방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 특정 패턴은 영상신호를 서브필드로 구동시에 어드레스 방전이 일어나기 어려운 패턴을 미리 저장해두는 것을 특징으로 하는 플라즈마 표시 패널의 구동방법.
  10. 제9항에 있어서,
    특정 패턴에 해당될 경우, 해당 영상신호의 N개의 서브필드에 휴지기의 총시간을 N으로 나누어 똑같이 분배하여 스캔폭을 증가시키는 것을 특징으로 하는 플라즈마 표시 패널의 구동방법.
  11. 제9항에 있어서,
    특정 패턴에 해당될 경우, 해당 영상신호의 N개의 서브필드중 유지방전이 일어나지 않는 서브필드에 휴지기의 총시간을 분배하여 스캔폭을 증가시키는 것을 특징으로 하는 플라즈마 표시 패널의 구동방법.
  12. 제9항에 있어서,
    특정 패턴에 해당될 경우, 해당 영상신호의 N개의 서브필드의 가중치에 비례하여 휴지기의 총시간을 분배하여 스캔폭을 증가시키는 것을 특징으로 하는 플라즈마 표시 패널의 구동방법.
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