KR20050099222A - 플라즈마 디스플레이 패널의 구동방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 저계조에서 윤곽 노이즈를 최소화하고 중/고 계조에서 플리커를 최소화도록 한 플라즈마 디스플레이 패널의 구동방법 및 장치에 관한 것이다.

이 플라즈마 디스플레이 패널의 구동방법 및 장치는 저가중치의 서브필드, 중간 가중치의 서브필드 패턴 및 고가중치의 서브필드패턴을 가지는 제1 서브필드군과; 상기 저가중치의 서브필드없이 상기 중간 가중치의 서브필드 패턴 및 상기 고가중치의 서브필드 패턴을 가지는 제2 서브필드군을 한 프레임기간 내에 배치한다.

Description

플라즈마 디스플레이 패널의 구동방법 및 장치{Method and Apparatus For Driving Plasma Display Panel}

본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널의 구동방법 및 장치에 관한 것으로, 특히 저계조에서 윤곽 노이즈(contour noise)를 최소화하고 중/고 계조에서 플리커(Flicker)를 최소화도록 한 플라즈마 디스플레이 패널의 구동방법 및 장치에 관한 것이다.

플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel : 이하 "PDP"라 함)은 He+Xe 또는 Ne+Xe 불활성 혼합가스의 방전시 발생하는 자외선으로 형광체를 발광시킴으로써 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 1을 참조하면, 3전극 교류 면방전형 PDP는 상부기판(10) 상에 형성되어진 다수의 스캔전극(Y) 및 다수의 서스테인전극(Z)과, 하부기판(18) 상에 형성되어진 어드레스전극(X)을 구비한다.

이 PDP의 방전셀은 스캔전극들(Y), 서스테인전극들(Z) 및 어드레스전극들(X)의 교차부 마다 형성되어 매트릭스 형태로 배치된다.

스캔전극(Y)과 서스테인전극(Z) 각각은 투명전극(12)과, 투명전극(12)보다 작은 선폭을 가지며 투명전극의 일측 가장자리에 형성되는 금속버스전극(11)을 포함한다. 투명전극(12)은 통상 인듐틴옥사이드(Indium-Tin-Oxide : ITO)로 상부기판(10) 상에 형성된다. 금속버스전극(11)은 통상 금속으로 투명전극(12) 상에 형성되어 저항이 높은 투명전극(12)에 의한 전압강하를 줄이는 역할을 한다. 스캔전극들(Y)과 서스테인전극들(Z)이 형성된 상부기판(10)에는 상부 유전체층(13)과 보호막(14)이 적층된다. 상부 유전체층(13)에는 플라즈마 방전시 발생된 벽전하가 쌓이게 된다. 보호막(14)은 플라즈마 방전시 발생된 스퍼터링으로부터 전극들(Y, Z)과 상부 유전체층(13)을 보호하고 2차 전자의 방출 효율을 높이게 된다. 이 보호막(14)으로는 통상 산화마그네슘(MgO)이 이용된다.

어드레스전극들(X)은 스캔전극(Y1 내지 Yn) 및 서스테인전극(Z)과 교차되는 방향으로 하부기판(18) 상에 형성된다. 하부기판(18) 상에는 하부 유전체층(17)과 격벽(15)이 형성된다. 하부 유전체층(17)과 격벽(15)의 표면에는 형광체층(16)이 형성된다. 격벽(15)은 방전셀을 물리적으로 구분한다. 형광체층(16)은 플라즈마 방전시 발생된 자외선에 의해 여기·발광되어 적색, 녹색 또는 청색 중 어느 하나의 가시광선을 발생한다.

상/하부기판(10,18)과 격벽(15) 사이에 마련된 방전셀들의 방전공간에는 방전을 위한 He+Xe, Ne+Xe, He+Xe+Ne 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. 256 계조로 화상을 표시하고자 하는 경우에 1/60 초에 해당하는 프레임 기간(16.67ms)은 도 2와 같이 8개의 서브필드들(SF1 내지 SF8)로 나누어지게 된다. 각 서브필드(SF1 내지 SF8)는 방전셀들을 초기화하기 위한 리셋 기간, 방전셀을 선택하기 위한 어드레스 기간 및 방전횟수에 따라 계조를 구현하는 서스테인 기간으로 나뉘어진다. 각 서브필드(SF1 내지 SF8)의 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.

PDP는 서브필드 조합에 따른 발광패턴에 따라 관찰자가 주관적으로 화상을 인지할 때 동영상에서 윤곽 노이즈(Contour noise)가 나타나기 쉽고 발광중심이 매 화면마다 흔들릴 때 플리커가 나타나기 쉽다.

윤곽 노이즈를 제거하기 위한 방법으로는 서브필드를 분할하여 서브필드를 추가하는 방법, 서브필드의 순서를 재배열하는 방법, 서브필드를 추가하고 서브필드의 순서를 재배열하는 방법, 오차확산방법 등이 알려져 있다.

플리커를 줄이기 위한 방법으로는 발광중심이 나타나는 시점에 대한 계산을 통해 발광 중심을 매 프레임마다 일치하는 방법, 주파수를 높이는 방법 등이 제안된 바 있다. 전자의 방법은 도 3과 같이 휘도 가중치가 선형적으로 배치되는 서브필드패턴에서 최대 밝기의 광중심이 프레임마다 흔들리는 경우에 대한민국 공개 특허공보 제10-2000-0070527호에 개시되어 있는 바와 같이 광중심을 매 프레임마다 일치시킴으로써 플리커를 줄이는 방법이다. 그런데 이 방법은 광중심을 일치시키기 위한 계산을 위하여 복잡한 알고리즘과 회로가 추가되어 하는 단점이 있다. 도 3에 있어서 'Vsync'는 수직 동기신호이며, 'SFP'는 다수의 서브필드를 포함하는 서브필드패턴이다. 후자의 방법은 대한민국 공개 특허공보 제10-2000-0016955호, 제10-2002-0069237호, 제10-2003-0021483호, 제10-2003-0039282호 등에 개시된 바와 같이 50Hz의 영상신호를 표시할 때 한 프레임기간(20ms) 동안 도 4와 같이 서브필드패턴을 두 개 중복 배치하여 유사 100Hz로 주파수를 높임으로써 플리커를 줄이게 된다. 도 4와 같은 서브필드패턴은 일반적으로 가중치가 점진적으로 높아지는 순으로 서브필드들이 배치된 두 개의 서브필드그룹들(SFG1, SFG2)을 포함한다.

표 1과 도 5는 도 4와 같은 서브필드패턴(SFP)이 13 개의 서브필드를 포함할 때의 일예를 나타내며, 도 6은 표 1과 같은 서브필드패턴(SFP)을 이용한 각 계조 표현을 나타낸다. 도 6에 있어서, '1'은 방전셀 내에서 표시방전이 일어나는 서브필드를 의미하며, '0'은 상기 방전셀 내에서 표시방전이 일어나지 않는 서브필드를 의미한다.

서브필드		SF1	SF2	SF3	SF4	SF5	SF6	SF7	SF8	SF9	SF10	SF11	SF12	SF13
가중치		1	2	5	10	21	33	46	3	7	15	25	37	50

그런데 도 4와 같이 한 프레임기간 내에 두 개의 서브필드패턴을 중복하여 배치하면 각 서브필드패턴에서 한 프레임기간 내에서 윤곽 노이즈가 두 차례 나타날 수 있고 서브필드수 대비 표현 가능한 계조수가 작은 단점이 있다. 특히, 도 4와 같은 서브필드패턴은 도 6에서 알 수 있는 바 모든 계조에서 인접한 계조에서 서브필드의 온/오프가 많기 때문에 동영상에서 윤곽 노이즈가 발생하기 쉽다.

따라서, 본 발명의 목적은 저계조에서 윤곽 노이즈를 최소화하고 중/고 계조에서 플리커를 최소화도록 한 플라즈마 디스플레이 패널의 구동방법 및 장치를 제공함에 있다.

상기 목적들을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 PDP의 구동방법은 저가중치의 서브필드, 중간 가중치의 서브필드 패턴 및 고가중치의 서브필드패턴을 가지는 제1 서브필드군과; 상기 저가중치의 서브필드없이 상기 중간 가중치의 서브필드 패턴 및 상기 고가중치의 서브필드 패턴을 가지는 제2 서브필드군을 포함한다.

상기 제1 및 제2 서브필드군은 한 프레임기간 내에 배치된다.

상기 PDP의 최대 휘도를 100%라 할 때 상기 저가중치의 서브필드에는 대략 2.745% 이하의 가중치가 부여되고, 상기 중간 가중치의 서브필드는 대략 3.137% 에서 대략 31.373% 사이의 가중치가 부여된다. 그리고 상기 고가중치의 서브필드는 대략 31.764%에서 100% 사이의 가중치가 부여된다.

상기 한 프레임기간은 16ms 내지 20ms 사이이다.

상기 제1 서브필드군과 상기 제2 서브필드군 각각에는 가중치가 높은 서브필드에서 가중치가 낮은 서브필드 순으로 서브필드들이 배치된다.

본 발명에 따른 PDP의 구동장치는 저가중치의 서브필드, 중간 가중치의 서브필드 패턴 및 고가중치의 서브필드패턴을 가지는 제1 서브필드군과, 상기 저가중치의 서브필드없이 상기 중간 가중치의 서브필드 패턴 및 상기 고가중치의 서브필드 패턴을 가지는 제2 서브필드군을 포함한 서브필드패턴이 저장된 메모리와; 구동 주파수와 외부 명령 중 적어도 어느 하나에 응답하여 상기 서브필드패턴에 비디오 데이터를 맵핑하는 서브필드 맵핑부를 구비한다.

상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 특징들은 첨부한 도면들을 참조한 실시예들에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.

이하, 도 7 내지 도 10을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하기로 한다.

도 7을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 PDP의 구동방법은 PAL(Phase Alternation by Line)과 같이 영상신호의 주파수가 50Hz일 때 가중치가 점진적으로 낮아지는 순으로 서브필드들이 배치된 두 개의 서브필드그룹들(ISFG1, ISFG2)을 한 프레임기간(20ms) 내에 분산시킨다.

제1 서브필드그룹(ISFG1)은 한 프레임기간 예컨대, PAL 방식에서 20ms의 프레임기간의 선두에 배치된다. 이 제1 서브필드그룹(ISFG1)은 고계조를 표현하기 위한 고가중치의 서브필드들이 앞에 배치되고, 중간계조를 표현하기 표현하기 위한 중간 가중치의 서브필드들과 저계조를 표현하기 위한 저가중치의 서브필드들이 그 뒤에 배치된다. 따라서, 제1 서브필드그룹(ISFG1)은 고가중치에서 저가중치 순으로 서브필드들이 배치된다.

한편, PDP가 풀화이트로 켜졌을 때의 최대 휘도를 100%라고 가정할 때, 저가중치의 서브필드들은 =2.745% 이하의 가중치가 부여되는 서브필드들로 정의되고, 중간 가중치의 서브필드들은 =3.137% 에서 =31.373% 사이의 가중치가 부여되는 서브필드들로 정의된다. 그리고 고가중치의 서브필드들은 =31.764% 에서 =100% 사이의 가중치가 부여된다.

제2 서브필드그룹(ISFG2)은 제1 서브필드그룹(ISFG1) 뒤에 배치된다. 이 제2 서브필드그룹(ISFG2)은 고계조를 표현하기 위한 고가중치의 서브필드들이 앞에 배치되고 중간계조를 표현하기 표현하기 위한 중간 가중치의 서브필드들이 그 뒤에 배치된다. 따라서, 제2 서브필드그룹(ISFG2)은 저가중치의 서브필드 패턴 없이 고가중치에서 중간 가중치 순으로 서브필드들이 배치된다.

표 2와 도 8은 도 7과 같은 서브필드패턴이 13 개의 서브필드를 포함할 때의 일예를 나타내며, 도 9는 표 2와 같은 서브필드패턴을 이용한 각 계조 표현시 서브필드의 온/오프를 나타낸다. 도 9에 있어서, '1'은 방전셀 내에서 표시방전이 일어나는 서브필드를 의미하며, '0'은 상기 방전셀 내에서 표시방전이 일어나지 않는 서브필드를 의미한다.

서브필드	SF1	SF2	SF3	SF4	SF5	SF6	SF7	SF8	SF9	SF10	SF11	SF12	SF13
가중치	47	37	22	10	7	4	2	1	45	33	21	15	11

표 2 및 도 8의 서브필드패턴에서 제1 서브필드그룹(ISFG1)에는 가중치 '47'의 서브필드, 가중치 '37'의 서브필드, 가중치 '22'의 서브필드, 가중치 '10'의 서브필드, 가중치 '7'의 서브필드, 가중치 '4'의 서브필드, 가중치 '2'의 서브필드 및 가중치 '1'의 순으로 서브필드들이 배치된다.

표 2 및 도 8의 서브필드패턴에서 제2 서브필드그룹(ISFG2)에는 가중치 '45'의 서브필드, 가중치 '33'의 서브필드, 가중치 '21'의 서브필드, 가중치 '15'의 서브필드 및 가중치 '11'의 서브필드의 순으로 서브필드들이 배치된다. 따라서, 제2 서브필드그룹(ISFG2)은 가중치가 '10'이하인 저가중치의 서브필드가 없이 가중치가 '10'에서 '20' 사이인 중간 가중치의 서브필드들과 가중치가 '21' 이상인 고가중치의 서브필드들을 포함한다.

표 2 및 도 8의 서브필드패턴은 도 9와 같이 한 프레임기간에서 대략 중간시점 전후에 배치된 제1 서브필드그룹(ISFG1) 내의 저가중치 서브필드들을 이용하여 저계조를 표현하고, 한 프레임기간에서 초반부와 후반부에 분산 배치된 제1 서브필드그룹(ISFG1) 내의 중/고 가중치 서브필드들과 제2 서브필드그룹(ISFG2) 내의 중/고 가중치 서브필드들을 이용하여 중/고계조를 표현한다.

표 2 및 도 8의 서브필드패턴에 의해 저계조 표현시에서는 인접한 저가중치의 서브필드들에서 방전셀이 연속적으로 켜지게 된다. 한편, 시감적으로 저계조에서는 플리커가 두드러지게 인식되지 않는다.

표 2 및 도 8의 서브필드패턴에 의해 중/고계조 표현시에서는 제1 서브필드그룹(ISFG1)과 제2 서브필드그룹(ISFG2)에서 분산 배치된 중/고 가중치의 서브필드들에 방전셀이 켜진다.

따라서, 본 발명에 따른 PDP의 구동방법은 동영상에서 저계조 표현시에 플리커가 작고 서브필드들이 연속적으로 켜지게 되므로 의사윤곽 노이즈가 최소화되며, 중/고계조 표현시에 발광 분포가 시간적으로 균형을 이루며 분산되고 발광 중심이거의 흔들리지 않으므로 플리커가 최소화된다.

도 10은 본 발명의 실시예에 따른 PDP의 구동장치를 나타낸다.

도 10을 참조하면, 본 발명에 따른 PDP의 구동장치는 디지털 비디오 데이터(RGB)가 입력되는 화질 처리부(101) 및 주파수 검출부(102)와, 화질 처리부(101)로부터의 데이터를 도 7과 같은 서브필드패턴에 맵핑하기 위한 서브필드 맵핑부(103)를 구비한다.

화질 처리부(101)는 디지털 비디오 데이터(RGB), 수직/수평 동기신호 및 클럭신호(CLK)를 입력받아, 디지털 비디오 데이터(RGB)에 대하여 역감마 보정, 게인 보정, 오차확산 및 디더링 처리를 하여 서브필드 맵핑부(103)에 공급한다.

주파수 검출부(102)는 디지털 비디오 데이터(RGB), 수직/수평 동기신호(H/V)의 주파수, 주기, 펄스폭 등을 이용하여 현재 입력되는 영상신호의 구동 주파수를 검출한다. 그리고 주파수 검출부(102)는 현재 입력되는 영상신호의 구동 주파수를 지시하는 주파수 판별신호를 서브필드 맵핑부(103)에 공급한다.

서브필드 맵핑부(103)는 도 7, 표 2 및 도 8과 같은 서브필드패턴, 60Hz 구동 주파수에서 최적으로 설정된 서브필드패턴 등이 저장된 메모리(도시하지 않음)와, 그 메모리를 억세스하여 원하는 서브필드패턴에 화질 처리부(101)로부터의 디지털 비디오 데이터를 맵핑하기 위한 서브필드 맵핑기(도시하지 않음)를 포함한다.

이러한 서브필드 맵핑부(103)는 주파수 검출부(102)로부터의 주파수 판별신호가 50Hz를 지시하거나 외부 모드변환신호의 제어 하에 화질 처리부(101)로부터의 디지털 비디오 데이터를 도 7, 표 2 및 도 8과 같은 서브필드패턴에 맵핑하여 PDP에 공급한다.

외부 모드변환신호는 제조업체의 운용자나 사용자에 의해 입력이 가능하다. 이 외부 모드변환신호는 온스크린디스플레이(On Screen Display, OSD)나 원격 제어기(Remote Controller) 등의 인터페이스를 통해 입력되거나 그 값이 변경된다.

또한, 서브필드 맵핑부(103)는 주파수 검출부(102)로부터의 주파수 판별신호가 60Hz를 지시하거나 외부 모드변환신호의 제어 하에 화질 처리부(101)로부터의 디지털 비디오 데이터를 60Hz에서 최적으로 설정된 서브필드패턴에 맵핑하여 PDP에 공급한다.

한편, 표 2의 서브필드패턴은 영상신호의 주파수가 50Hz인 경우에만 국한되는 것이 아니라, NTSC 텔레비젼 방식과 같이 영상신호의 주파수가 60Hz인 경우에도 적용되어 플리커와 윤곽 노이즈를 줄일 수 있다. 이 경우, 도 10에서 화질 처리부(101)에 입력된 영상의 주파수에 관계없이 서브필드 맵핑부(103)는 표 2의 서브필드패턴으로 영상 데이터를 맵핑한다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 PDP의 구동방법 및 장치는 플리커가 거의 느껴지지 않는 저계조 표현시 인접한 서브필드들에서 방전셀을 연속적으로 켬으로써 윤곽 노이즈를 최소화할 수 있으며, 중/고 계조에서 발광중심을 분산시켜 플리커를 최소화할 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 정하여 져야만 할 것이다.

도 1은 종래의 3전극 교류 면방전형 플라즈마 디스플레이 패널의 방전셀을 나타내는 사시도이다.

도 2는 한 프레임기간에서 시분할된 8 개의 서브필드들을 포함하는 서브필드패턴을 나타내는 도면이다.

도 3은 종래의 50Hz 구동방법을 설명하기 위한 서브필드패턴을 나타내는 도면이다.

도 4는 종래의 다른 50Hz 구동방법을 설명하기 위한 서브필드패턴을 나타내는 도면이다.

도 5는 도 4와 같은 서브필드패턴의 일예를 나타내는 도면이다.

도 6은 도 5의 서브필드패턴을 이용한 각 계조 표현을 나타내는 도면이다.

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 서브필드패턴을 나타내는 도면이다.

도 8은 도 7과 같은 서브필드패턴의 일예를 나타내는 도면이다.

도 9는 도 8의 서브필드패턴을 이용한 각 계조 표현을 나타내는 도면이다.

도 10은 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 구동장치를 나타내는 블록도이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

10 : 상부기판 11 : 금속버스전극

12 : 투명전극 13, 17 : 유전체층

14 : 보호막 15 : 격벽

16 : 형광체 18 : 하부기판

101 : 화질 처리부 102 : 주파수 검출부

103 : 서브필드 맵핑부

Claims (8)

1. 저가중치의 서브필드, 중간 가중치의 서브필드 패턴 및 고가중치의 서브필드패턴을 가지는 제1 서브필드군과;

   상기 저가중치의 서브필드없이 상기 중간 가중치의 서브필드 패턴 및 상기 고가중치의 서브필드 패턴을 가지는 제2 서브필드군을 포함하며;

   상기 제1 및 제2 서브필드군은 한 프레임기간 내에 배치되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 구동방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 플라즈마 디스플레이 패널의 최대 휘도를 100%라 할 때 상기 저가중치의 서브필드에는 대략 2.745% 이하의 가중치가 부여되고;

   상기 중간 가중치의 서브필드는 대략 3.137% 에서 대략 31.373% 사이의 가중치가 부여되며;

   상기 고가중치의 서브필드는 대략 31.764%에서 100% 사이의 가중치가 부여되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 구동방법.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 한 프레임기간은 16ms 내지 20ms 사이인 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 구동방법.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 제1 서브필드군과 상기 제2 서브필드군 각각에는,

   가중치가 높은 서브필드에서 가중치가 낮은 서브필드 순으로 서브필드들이 배치되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 구동방법.
5. 저가중치의 서브필드, 중간 가중치의 서브필드 패턴 및 고가중치의 서브필드패턴을 가지는 제1 서브필드군과, 상기 저가중치의 서브필드없이 상기 중간 가중치의 서브필드 패턴 및 상기 고가중치의 서브필드 패턴을 가지는 제2 서브필드군을 포함한 서브필드패턴이 저장된 메모리와;

   구동 주파수와 외부 명령 중 적어도 어느 하나에 응답하여 상기 서브필드패턴에 비디오 데이터를 맵핑하는 서브필드 맵핑부를 구비하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 구동장치.
6. 제 5 항에 있어서,

   상기 플라즈마 디스플레이 패널의 최대 휘도를 100%라 할 때 상기 저가중치의 서브필드에는 대략 2.745% 이하의 가중치가 부여되고;

   상기 중간 가중치의 서브필드는 대략 3.137% 에서 대략 31.373% 사이의 가중치가 부여되며;

   상기 고가중치의 서브필드는 대략 31.764%에서 100% 사이의 가중치가 부여되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 구동장치.
7. 제 5 항에 있어서,

   상기 한 프레임기간은 16ms 내지 20ms 사이인 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 구동장치.
8. 제 5 항에 있어서,

   상기 제1 서브필드군과 상기 제2 서브필드군 각각에는,

   가중치가 높은 서브필드에서 가중치가 낮은 서브필드 순으로 서브필드들이 배치되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 구동장치.