KR20050087423A - 플라즈마 디스플레이 패널 - Google Patents

Abstract

본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 플라즈마 디스플레이 패널의 구동파형을 개선하여 계조 선형성을 향상시킬 수 있는 플라즈마 디스플레이 패널에 관한 것이다.

본 발명에 따른, 한 프레임에 복수의 서브 필드를 할당하여 계조를 표현하는 플라즈마 디스플레이 패널에 있어서, 데이터의 평균화상레벨값을 검출하여 각 서브 필드에 할당되는 서스테인 펄스 수를 결정하는 평균화상레벨 제어 수단; 및 상기 평균화상레벨 제어 수단으로부터 입력된 데이터의 평균화상레벨값에 따라 각각의 프레임에 할당되는 서브 필드들의 구동파형을 생성하는 구동파형 생성 수단을 포함하며, 상기 구동파형 생성 수단은 상기 데이터 중에서 패널의 전체 면적에 대하여 표시되는 방전 면적의 비가 일정 수준 이상인 데이터를 선택하고, 상기 선택된 데이터에 해당하는 서브 필드들에 의해 표현되는 계조값이 선형적으로 증가하는 구동파형을 생성하는 것을 특징으로 한다.

Description

플라즈마 디스플레이 패널{Plasma Display Panel}

본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 플라즈마 디스플레이 패널의 구동파형을 개선하여, 계조 선형성을 향상시킬 수 있는 플라즈마 디스플레이 패널에 관한 것이다.

일반적으로, 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel: 이하, 'PDP'라 함.)은 소다라임(Soda-lime) 글라스로 된 전면 글라스와 배면 글라스 사이에 형성된 격벽이 하나의 단위 셀을 이룬다. 각 셀 내에는 불활성 가스가 충진된다. 불활성 가스는 주 방전 기체와 소량의 크세논의 혼합 기체이다. 주 방전 기체는 네온(Ne), 헬륨(He) 또는 네온 및 헬륨의 혼합기체(Ne+He)와 같은 것이다.

불활성 가스는 고주파 전압에 의해 방전이 될 때, 진공자외선(Vacuum Ultraviolet rays)이 발생되어 격벽 사이에 형성된 형광체를 발광시켜 화상이 구현된다.

이와 같은 PDP는 종래 표시수단의 주종을 이루어왔던 음극선관(CRT)에 비하여 구조가 단순하기 때문에 제작이 용이하다. 또한, PDP는 음극선관에 비하여 박형인 특징을 가지고 있어 차세대 디스플레이 장치로 현재 각광을 받고 있다.

도 1은 종래의 플라즈마 디스플레이 패널의 계조 표현을 설명하기 위한 도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 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. 256 계조로 화상을 표시하고자 하는 경우에 1/60 초에 해당하는 프레임 기간(16.67ms)은 도 1과 같이, 8개의 서브필드들(SF1내지SF8)로 나누어지게 된다.

8개의 서브 필드들(SF1내지SF8) 각각은 리셋기간, 어드레스 기간 및 서스테인 기간으로 다시 나누어지게 된다. 각 서브필드의 리셋기간 및 어드레스 기간은 각 서브필드마다 동일한 반면에, 서스테인 기간 및 그 방전횟수는 각 서브필드에서 2ⁿ(단, n=0,1,2,3,4,5,6,7)의 비율로 증가된다.

이와 같이, 각 서브필드에서 서스테인 기간이 달라지게 되므로 화상의 계조를 표현할 수 있게 된다. 상기 화상 계조를 표현하기 위하여 종래에는 다음 도 2a와 같이 각 서브필드에 해당되는 구동파형이 PDP에 인가된다.

도 2a는 종래의 플라즈마 디스플레이 패널에 인가되는 구동파형을 나타낸 도이다. 도 2a에 도시된 바와 같이, 본 발명의 배경이 되는 PDP의 구동파형은 선택적 쓰기(Selective Writing) 방식이 사용된다. Y파형은 스캔 전극(이하, 'Y전극'이라 함.)에 인가되는 스캔 구동파형이다. Z파형은 서스테인 전극(이하, 'Z전극'이라 함.)에 인가되는 서스테인 구동파형이다. X파형은 어드레스 전극(이하, 'X전극'이라 함.)에 인가되는 어드레스 구동파형이다.

도 2b는 도 2a의 구동파형에 따른 각 전극의 벽전하 상태와 방전을 설명하기 위한 개략도이다. 도 2b에 도시된 바와 같이, PDP는 하나의 서브 필드 기간 동안 X, Y, Z 전극에 인가되는 도 2a의 구동파형에 따라 다음과 같은 단계로 동작한다.

t1은 리셋 파형 중 셋업 파형이 인가됨에 따라 전압을 서서히 상승시켜 벽전하의 양을 증가시키는 셋업 기간이고, t2는 리셋 파형 중 셋다운 파형이 인가됨에 따라 전압을 서서히 하강시켜 생성된 벽전하를 방전없이 일정 양으로 줄이는 셋다운 기간이다. t1 기간 및 t2 기간을 합쳐 리셋 기간이라 한다.

t3는 X전극에 인가된 전압과 Y전극쪽의 벽전하에 의해 대항방전이 일어나는 어드레스 기간이다.

t4는 Y전극에 인가된 전압과 Y전극 쪽의 벽전하에 의해 Y전극과 Z전극 사이에 면방전이 일어나고, t5는 Z전극에 인가된 전압과 Z전극 쪽의 벽전하에 의해 Y전극과 Z전극 사이에 면방전이 일어나는 서스테인 기간이다.

t6은 전압을 서서히 증가시켜 벽전하를 모두 소멸시키는 소거 기간이다.

도 3은 종래의 플라즈마 디스플레이 패널에서 화면 로드에 따른 소비 전력 및 화면 휘도의 관계를 나타낸 그래프이다. 먼저, 도 3에 사용된 파라미터들을 설명하면 다음과 같다.

화면로드는 입력되는 데이터가 패널에 표시될 때, 패널의 전체 면적에 대한 표시되는 방전 면적을 백분율로 나타낸 것을 말한다.

소비 전력 P는 상기 화면 로드가 증가함에 따라 255계조값을 갖는 화이트를 패널에 표시할 때 사용되는 최대 전력을 말한다.

화면 휘도 L은 255계조값을 갖는 화이트를 패널에 표시할 때 상기 소비 전력에 따른 화이트의 휘도를 말한다.

도 3에 도시된 바와 같이, 화면 로드가 증가함에 따라 소비 전력은 초기에 300W까지 증가한 후 일정하게 유지된다. 즉, PDP에서는 화면 로드가 작거나 큰 경우에 관계없이 사용되는 최대 소비 전력을 일정하게 유지시킨다.

또한, 사용할 수 있는 최대 소비 전력이 일정하기 때문에 화면 로드가 증가함에 따라 화면 휘도가 감소하는 것을 알 수 있다.

이와 같이, 상기 일정한 소비 전력을 만족하기 위해 화면 로드에 따른 한 프레임 동안 서스테인 펄스 수는 다음 도 4a 및 4b와 같다. 도 4a는 종래의 플라즈마 디스플레이 패널에서 화면 로드에 따른 서스테인 펄스 수의 관계를 나타낸 그래프이고, 도 4b는 화면 로드에 따른 각각의 서브 필드에서 서스테인 펄스 수를 나타낸 도이다.

도 4a에 도시된 바와 같이, 화면 로드가 증가함에 따라 서스테인 펄스의 수는 감소함을 알 수 있다. 즉, 상기 일정한 소비 전력을 만족하기 위해 화면 로드가 증가함에 따라 서스테인 펄스의 수는 줄어들고, 상기 서스테인 펄스의 수가 줄어들기 때문에 화면 휘도가 감소하게 되는 것이다.

도 4b에 도시된 바와 같이, 한 프레임에 할당되는 서브 필드가 12개인 경우 PDP의 화면 로드가 0%, 20%, 40%, 60%, 80% 및 100%로 증가할수록 서스테인 펄스 수는 1391개, 875개, 544개, 341개, 210개 및 124개로 감소한다.

한편, 도 4b에서 화면 로드가 큰 영역인 80% 및 100%에서는 저계조를 담당하는 서브 필드 SF1, SF2, SF3 각각의 서스테인 펄스 수의 차이가 작거나 동일한 것을 알 수 있다. 이때, 서스테인 펄스 수가 일정 비율로 할당되지 않기 때문에 표현되는 휘도가 역전되거나 동일하여 계조 선형성이 나빠지는 문제가 발생한다. 이와 같은 문제점은 저계조 영역 뿐만 아니라 SF1, SF2, SF3을 사용하는 모든 계조에서도 나타나게 된다.

종래의 화면 로드가 큰 영역에서의 계조 선형성이 나빠진 예를 살펴보면 다음 도 5 및 도 6과 같다. 도 5는 화면 로드가 큰 영역에서 종래의 스캔 구동파형을 나타낸 도이고, 도 6은 도 5의 구동파형에 따라 표시되는 계조 선형성이 나빠진 화면을 나타낸 도이다. 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 종래의 스캔 구동파형은 화면 로드에 관계없이 각 서브 필드에 리셋 기간이 동일하며, 이에 따라 어두운 영역에서 충분한 계조 표현을 할 수 없게 되어 영상이 뭉쳐 보이는 의사윤곽(Contuor Noise)이 발생하게 된다.

본 발명은 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위한 것으로, 플라즈마 디스플레이 패널의 구동파형을 개선하여 계조 선형성을 향상시킬 수 있는 플라즈마 디스플레이 패널을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위하여, 한 프레임에 복수의 서브 필드를 할당하여 계조를 표현하는 플라즈마 디스플레이 패널에 있어서, 데이터의 평균화상레벨값을 검출하여 각 서브 필드에 할당되는 서스테인 펄스 수를 결정하는 평균화상레벨 제어 수단; 및 상기 평균화상레벨 제어 수단으로부터 입력된 데이터의 평균화상레벨값에 따라 각각의 프레임에 할당되는 서브 필드들의 구동파형을 생성하는 구동파형 생성 수단을 포함하며, 상기 구동파형 생성 수단은 상기 데이터 중에서 패널의 전체 면적에 대하여 표시되는 방전 면적의 비가 일정 수준 이상인 데이터를 선택하고, 상기 선택된 데이터에 해당하는 서브 필드들에 의해 표현되는 계조값이 선형적으로 증가하는 구동파형을 생성하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 특징에 따르면, 상기 구동파형 생성 수단에서 구동파형을 생성하되, 패널의 전체 면적에 대하여 표시되는 방전 면적의 비가 일정 수준 이상인 데이터의 구동파형은 종래의 일반적인 구동파형과 달리 서스테인 기간을 제외한 리셋 기간 및 소거 기간의 펄스를 선택적으로 사용하도록 한다. 이로써, 상기 구동파형 생성 수단은 저계조를 표현하는 서브필드들의 계조값이 선형적으로 증가하는 구동파형을 생성할 수 있다.

이하에서는 본 발명에 따른 구체적인 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.

<실시예>

도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 구동 장치를 개략적으로 나타낸 도이다. 도 7에서, 본 발명의 화상레벨 제어 수단의 일실시예로 APL(Average Picture Level)부를 사용할 수 있다. 또한, 구형파형 생성 수단의 일실시예로 타이밍 콘트롤부를 사용할 수 있다.

도 7에 도시된 바와 같이, APL부(710)는 입력된 데이터의 휘도신호의 평균값인 평균화상레벨값을 검출하여 신호 처리부(740)로 공급하며, 평균화상레벨값에 따른 한 프레임 동안 서스테인 펄스 수를 결정하여 타이밍 콘트롤부(720)에 공급한다.

타이밍 콘트롤부(720)는 상기 APL부(710)로부터 입력된 데이터의 평균화상레벨값에 따라 각각의 프레임에 할당되는 서브필드들의 구동파형을 생성하여 고압 구동회로부(730)에 인가하며, 데이터 정렬부(750)에 의하여 재정렬된 데이터가 순서대로 판독되어 X전극 구동부(760)에 1 스캔 라인 분량씩 공급되도록 제어한다.

고압 구동회로부(730)는 타이밍 콘트롤부(720)로부터 입력된 데이터에 따라 고압 제어펄스를 X전극, Y전극 및 Z전극 구동부(760, 770, 780)에 인가한다.

X전극 구동부(760)와 Y전극 구동부(770)는 플라즈마 디스플레이 패널의 방전셀에 벽전압을 형성하기 위한 어드레스 펄스와 스캔 펄스를 각각 X전극과 Y전극에 인가하며, Y전극 구동부(770)와 Z전극 구동부(780)는 벽전압이 형성된 방전셀의 방전을 유지하기 위한 서스테인 펄스를 교대로 각각 Y전극과 Z전극에 인가한다.

이와 같은 구조의 PDP 구동 장치에서 상기 타이밍 콘트롤부(720)는 APL부(710)에서 입력되는 데이터 중에서 화면 로드가 일정 수준 이상인 데이터를 선택한다. 바람직하게는, 화면 로드가 70%이상인 데이터 즉, 패널의 전체 면적에 대하여 표시되는 방전 면적의 비가 70% 이상인 데이터를 선택하도록 한다.

이때, 상기 화면 로드가 70% 이상인 데이터는 255 계조값을 표현할 때, 한 프레임 동안 서스테인 펄스 수가 300개 이하이기 때문에 상기 타이밍 콘트롤부에서는 서스테인 펄스 수가 300개 이하인 데이터를 검출하도록 한다.

본 발명의 일실시예에 따른 타이밍 콘트롤부는, 상기 선택된 데이터의 계조 선형성이 나쁘기 때문에 이를 개선하기 위하여 서스테인 기간을 제외한 나머지 발광 요소가 선택적으로 사용되는 구동파형을 생성한다.

구동파형의 서스테인 기간을 제외한 나머지 발광 요소에는 리셋 기간 및 소거 기간의 펄스들이 있다. 이때, 상기 리셋 기간의 셋업 펄스 및 셋다운 펄스로 인하여 발생하는 광의 휘도값은 0.1㏅/㎡ 이고, 상기 소거 펄스로 인하여 발생하는 광의 휘도값은 0.2㏅/㎡ 이다.

상기 타이밍 콘트롤부에서 선택된 데이터를 구동파형의 서스테인 기간을 제외한 나머지 기간을 가변한 실시예를 살펴보면 다음 도 8 내지 도 10과 같다.

도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 제1 스캔 구동파형도이다. 도 8에 도시된 바와 같이, 타이밍 콘트롤부는 저계조 표현을 담당하는 서브필드 중에서 SF1 및 SF2의 리셋 기간의 셋업 펄스를 제거한 구동파형을 생성할 수 있다.

도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 제2 스캔 구동파형도이다. 도 9에 도시된 바와 같이, 타이밍 콘트롤부는 저계조 표현을 담당하는 서브필드 중에서 SF1 및 SF2의 리셋 기간의 셋업 펄스와 셋다운 펄스를 모두 제거한 구동파형을 생성할 수 있다. 셋업 펄스 및 셋다운 펄스를 모두 제거했을 때, 어드레스 펄스만으로 벽전하를 형성할 수 있다.

도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 구동파형도이다. 도 10에 도시된 바와 같이, 타이밍 콘트롤부는 각각의 서브 필드들의 조합에 의하여 표현되는 계조값에 따라 구동파형의 소거 펄스를 선택적으로 생성하도록 한다.

본 발명의 일실시예에서는, 단순히 셋업 펄스, 셋다운 펄스 및 소거 펄스를 제거하는 것 뿐만 아니라 상기 펄스들을 필요에 따라 구동파형에 첨가시켜 생성하도록 한다. 예를 들어 서브필드 중 SF2에서 어드레스 펄스만으로 계조가 부족할 경우, 계조 선형성을 확보하기 위하여 SF2는 셋업 펄스를 제거하고 셋다운 펄스를 첨가한다.

또한, 상기의 모든 실시예는 방전시 오방전이 없는 범위 내에서 구동파형을 생성하도록 한다. 이로써, 상기 구동파형에 따라 정상 방전을 하며, 정상 방전시 계조값이 선형적으로 증가하는 효과를 얻을 수 있다.

이와 같이, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

이상에서와 같이 본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널의 구동파형을 개선하여 플라즈마 디스플레이 패널의 계조 선형성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래의 플라즈마 디스플레이 패널의 계조 표현을 설명하기 위한 도.

도 2a는 종래의 플라즈마 디스플레이 패널에 인가되는 구동파형을 나타낸 도.

도 2b는 도 2a의 구동파형에 따른 각 전극의 벽전하 상태와 방전을 설명하기 위한 개략도.

도 3은 종래의 플라즈마 디스플레이 패널에서 화면 로드에 따른 소비 전력 및 화면 휘도의 관계를 나타낸 그래프.

도 4a는 종래의 플라즈마 디스플레이 패널에서 화면 로드에 따른 서스테인 펄스 수의 관계를 나타낸 그래프.

도 4b는 화면 로드에 따른 각각의 서브 필드에서 서스테인 펄스 수를 나타낸 도.

도 5는 화면 로드가 큰 영역에서 종래의 스캔 구동파형을 나타낸 도.

도 6은 도 5의 구동파형에 따라 표시되는 계조 선형성이 나빠진 화면을 나타낸 도.

도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 구동 장치를 개략적으로 나타낸 도.

도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 제1 스캔 구동파형도.

도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 제2 스캔 구동파형도.

도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 구동파형도.

***** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *****

710: APL부 720: 타이밍 콘트롤부

730: 고압 구동회로부 740: 신호 처리부

750: 데이터 정렬부 760: X전극 구동부

770: Y전극 구동부 780: Z전극 구동부

Claims (7)

1. 한 프레임에 복수의 서브 필드를 할당하여 계조를 표현하는 플라즈마 디스플레이 패널에 있어서,

   데이터의 평균화상레벨값을 검출하여 각 서브 필드에 할당되는 서스테인 펄스 수를 결정하는 평균화상레벨 제어 수단; 및

   상기 평균화상레벨 제어 수단으로부터 입력된 데이터의 평균화상레벨값에 따라 각각의 프레임에 할당되는 서브 필드들의 구동파형을 생성하는 구동파형 생성 수단을 포함하며,

   상기 구동파형 생성 수단은

   상기 데이터 중에서 패널의 전체 면적에 대하여 표시되는 방전 면적의 비가 일정 수준 이상인 데이터를 선택하고, 상기 선택된 데이터에 해당하는 서브 필드들에 의해 표현되는 계조값이 선형적으로 증가하는 구동파형을 생성하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
2. 제1항에 있어서,

   상기 일정 수준은 70%인 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
3. 제1항에 있어서,

   상기 일정 수준 이상인 데이터는

   255 계조값을 표현할 때, 한 프레임 동안 서스테인 펄스 수가 300개 이하인 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
4. 제1항에 있어서,

   상기 선택된 데이터의 구동파형은

   각각의 서브 필드들의 조합에 의하여 표현되는 계조값에 따라 상기 구동파형의 리셋 기간의 셋업 펄스 및 셋다운 펄스를 선택적으로 생성하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
5. 제1항에 있어서,

   상기 선택된 데이터의 구동파형은

   각각의 서브 필드들의 조합에 의하여 표현되는 계조값에 따라 상기 구동파형의 소거 펄스를 선택적으로 생성하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
6. 제4항 또는 제5항에 있어서,

   상기 리셋 기간의 셋업 펄스 및 셋다운 펄스로 인하여 발생하는 광의 휘도값은 0.1㏅/㎡ 이고,

   상기 소거 펄스로 인하여 발생하는 광의 휘도값은 0.2㏅/㎡ 인것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
7. 제1항에 있어서,

   상기 선택된 데이터의 구동파형은

   방전시 오방전이 없는 범위 내에서 생성되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.