KR20050112842A - 플라즈마 디스플레이 패널의 구동 장치 및 그 구동 방법 - Google Patents

플라즈마 디스플레이 패널의 구동 장치 및 그 구동 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 저계조 표현력을 향상시키는 플라즈마 디스플레이 패널의 구동 장치 및 그 구동 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따르면 입력 영상신호의 부하율을 계산하고, 계산된 부하율에 따라 유지 방전 펄스 전압의 상승 시간을 달리한다. 또한, 서브필드의 가중치에 따라 유지 방전 펄스 전압의 상승 시간을 달리한다.
즉, 부하율이 낮은 경우 유지 방전 펄스 전압의 상승 시간을 상대적으로 길게 하고 서브필드 가중치가 낮은 경우 유지 방전 펄스 전압의 상승 시간을 상대적으로 길게 함으로써, 저계조 표현력을 향상시킨다.

Description

플라즈마 디스플레이 패널의 구동 장치 및 그 구동 방법{DRIVING APPARATUS OF PLASMA DISPLAY PANEL AND DRIVING METHOD THEREOF}
본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널(plasma display panel, 'PDP')의 구동 장치 및 그 구동 방법에 관한 것으로, 특히 저계조 표현력을 향상시키는 플라즈마 디스플레이 패널의 구동 장치 및 그 구동 방법에 관한 것이다.
최근 액정 표시 장치(liquid crystal display, LCD), 전계 방출 표시 장치(field emission display, FED), 플라즈마 디스플레이 패널 등의 평면 표시 장치가 활발히 개발되고 있다. 이들 평면 표시 장치 중에서 플라즈마 디스플레이 패널은 다른 평면 표시 장치에 비해 휘도 및 발광효율이 높으며 시야각이 넓다는 장점이 있다. 따라서, 플라즈마 디스플레이 패널이 40인치 이상의 대형 표시 장치에서 종래의 음극선관(cathode ray tube, CRT)을 대체할 표시 장치로서 각광받고 있다.
플라즈마 디스플레이 패널은 기체 방전에 의해 생성된 플라즈마를 이용하여 문자 또는 영상을 표시하는 평면 표시 장치로서, 그 크기에 따라 수십에서 수백 만개 이상의 화소가 매트릭스 형태로 배열되어 있다. 이러한 플라즈마 디스플레이 패널은 인가되는 구동 전압 파형의 형태와 방전 셀의 구조에 따라 직류형과 교류형으로 구분된다.
직류형 플라즈마 디스플레이 패널은 전극이 방전 공간이 절연되지 않은 채 노출되어 있어서 전압이 인가되는 동안 전류가 방전 공간에 그대로 흐르게 되며, 이를 위해 전류 제한을 위한 저항을 만들어 주어야 하는 단점이 있다. 반면 교류형 플라즈마 디스플레이 패널에서는 전극을 유전체층이 덮고 있어 자연스러운 캐패시턴스 성분의 형성으로 전류가 제한되며 방전시 이온의 충격으로부터 전극이 보호되므로 직류형에 비해 수명이 길다는 장점이 있다.
도 1은 교류형 플라즈마 디스플레이 패널의 일부 사시도이다.
도 1에 나타낸 바와 같이, 유리 기판(1) 위에 유전체층(2) 및 보호막(3)으로 덮인 주사 전극(4)과 유지 전극(5)이 쌍을 이루어 평행하게 형성된다. 유리 기판(6) 위에는 절연체층(7)으로 덮인 복수의 어드레스 전극(8)이 형성된다. 어드레스 전극(8) 사이에 있는 절연체층(7) 위에는 어드레스 전극(8)과 평행하게 격벽(9)이 형성되어 있으며, 절연체층(7)의 표면 및 격벽(9)의 양측면에 형광체(10)가 형성되어 있다. 유리 기판(1, 6)은 주사 전극(4)과 어드레스 전극(8) 및 유지 전극(5)과 어드레스 전극(8)이 직교하도록 방전 공간(11)을 사이에 두고 대향하여 배치되어 있다. 어드레스 전극(8)과 쌍을 이루는 주사 전극(4)과 유지 전극(5)과의 교차부에 있는 방전 공간이 방전셀(12)을 형성한다.
도 2는 플라즈마 디스플레이 패널의 전극 배열도를 나타낸다.
도 2에 나타낸 바와 같이, 플라즈마 디스플레이 패널의 전극은 m×n의 매트릭스 형태로 배열되며, 구체적으로 열 방향으로는 어드레스 전극(A1-Am)이 배열되어 있고 행 방향으로는 n행의 주사 전극(Y1-Yn) 및 유지 전극(X1-Xn)이 지그재그로 배열되어 있다. 도 2의 방전셀(12)은 도 1의 방전셀(12)에 대응한다.
일반적으로 이러한 교류형 플라즈마 디스플레이 패널의 구동 방법은 시간적인 동작 변화로 표현하면 리셋 기간, 어드레싱 기간 및 서스테인 기간으로 이루어진다.
리셋 기간은 셀에 어드레싱 동작이 원활히 수행되도록 하기 위해 각 셀의 상태를 초기화시키는 기간이며, 어드레싱 기간은 패널에서 켜지는 셀과 켜지지 않는 셀을 선택하기 위하여 켜지는 셀(어드레싱된 셀)에 어드레스 전압을 인가하여 벽전하를 쌓아두는 동작을 수행하는 기간이다. 서스테인 기간은 서스테인 펄스를 인가하여 어드레싱된 셀에 실제로 화상을 표시하기 위한 방전을 수행하는 기간이다.
도 3에 나타낸 바와 같이, 플라즈마 디스플레이 패널에서는 1 프레임(1TV 필드)을 복수의 서브필드로 나누고 이를 시분할 제어하여 계조를 구현한다. 각 서브필드는 앞에서 설명한 리셋 기간, 어드레싱 기간 및 서스테인 기간으로 이루어진다. 도 3에는 256 계조를 구현하기 위해 1 프레임을 8개의 서브필드로 나눈 경우를 나타내었다. 각 서브필드(SF1-SF8)는 리셋 기간(도시하지 않음), 어드레스 기간(A1-A8) 및 서스테인 기간(S1-S8)으로 이루어지며, 서스테인 기간(S1-S8)은 발광 기간(1T, 2T, 4T, …, 128T)의 비가 1:2:4:8:16:32:64:128로 된다.
이때, 예를 들어 3이란 계조를 구현하기 위해서는 1T 발광 기간을 가지는 서브 필드(SF1)와 2T 발광 기간을 가지는 서브 필드(SF2)에서 방전 셀을 방전시켜 방전되는 기간의 합이 3T가 되게 한다. 이러한 방법으로 서로 다른 발광 기간을 가지는 서브필드를 조합하여 256계조의 영상을 표시한다. 여기서, 서스테인 기간의 비에 따라 각 서브필드를 분할하고 이를 조합하여 계조를 표현한다고 했지만, 실제로는 각 서브필드의 서스테인 기간은 서로 다른 유지 방전 펄스 수(서스테인 펄스 수)를 가지며 이러한 유지 방전 펄스 수의 조합에 의해 계조를 표현한다.
한편, 플라즈마 디스플레이 패널의 소비 전력을 제어하기 위해 일반적으로 자동 전력 제어(Automatic Power Control, 'APC'라 함)의 방법을 사용한다. APC는 입력되는 영상신호의 부하율에 따라 한 프레임의 전체 유지 방전 펄스 개수를 조정하는 방법으로서, 입력 영상신호의 부하율(Load Ratio)이 높은 경우(즉, 이 경우는 전체적인 화면이 밝은 상태로서 소비전력이 많이 소비됨)에는 한 프레임의 전체 유지 방전 펄스 개수를 줄여 소비전력을 억제하며 입력 영상신호의 부하율(Load Ratio)이 낮은 경우(즉, 이 경우는 전체적으로 어두운 상태로서 소비전력이 많이 소비되지 않음)에는 한 프레임의 전체 유지 방전 펄스 개수를 늘린다. 여기서, APC의 레벨은 입력 영상신호의 부하율에 따라 여러 단계가 있으며, 이러한 여러 단계에 대응되는 유지 방전 펄스 개수가 미리 정해져 있다.
여기서, APC 레벨이 낮은 경우(즉, 부하율이 낮은 경우)에는 한 프레임의 전체 유지 방전 펄스 개수가 상대적으로 증가하고, 이에 따라 각 서브필드에 할당되는 유지 방전 펄스 개수가 상대적으로 증가한다. 이에 따라 저계조를 표현하는데 사용되는 가중치가 낮은 서브필드에 할당되는 유지 방전 펄스 개수 또한 증가한다. 이와 같이 가중치가 낮은 서브필드의 유지 방전 펄스의 개수가 증가하는 경우 가중치가 낮은 서브필드의 발광 휘도가 증가하여, 저계조를 표현을 위해 주위에서 확산되는 오차 확산된 도트(DOT)가 잘 식별되는 문제가 발생한다. 한편, 고 제논(High Xe) 등을 통해 발광 효율을 높이는 현재의 PDP의 추세에 따른 경우 유지 방전 펄스 당 발광 휘도가 증가하여 더욱더 시각적으로 잘 식별되어 저계조 표현력에 문제가 발생한다.
즉, 플라즈마 디스플레이 패널의 계조를 표현하는데 있어 소수 점 이하의 계조를 표현하기 위해서 일반적으로 주위에 오차를 확산하는 오차 확산 방법을 주로 사용하는데, 발광 효율이 증가하여 유지 방전 펄스 당 발광 휘도가 증가하는 경우 오차 확산된 도트(DOT)가 더욱 잘 식별되어 저계조 표현에 많은 문제가 발생한다. 특히, APC 레벨이 낮아 가중치가 낮은 서브필드에 할당되는 유지 방전 펄스 개수가 증가하는 경우에는 더욱더 가중치가 낮은 서브필드의 발광 휘도가 증가하여 오차 확산된 도트(DOT)가 시각적으로 더욱 잘 식별되어 저계조 표현을 더욱 나빠지게 된다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로 APC 레벨이 낮은 경우 및 발광 효율이 높은 경우에도 저계조 표현력을 향상시키는 플라즈마 디스플레이 패널의 구동 장치 및 그 구동 방법을 제공하기 위한 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 구동 방법은
복수의 제1 전극 및 제2 전극에 의해 방전 공간이 형성되는 플라즈마 디스플레이 패널의 구동 방법에 있어서,
(a) 상기 플라즈마 디스플레이 패널에 입력되는 입력 영상신호의 부하율을 측정하는 단계;
(b) 유지 기간에서 상기 제1 및 제2 전극 사이에 유지 방전 펄스 전압이 인가되도록 상기 제1 전극에 제1 전압에서 제2 전압까지 상승하는 전압을 인가하는 단계를 포함하며,
상기 제1 전극이 제1 전압에서 제2 전압까지 상승하는 기간이 상기 측정된 입력 영상신호의 부하율에 따라 변동하는 것을 특징으로 한다. 여기서, 상기 제1 전극이 제1 전압에서 제2 전압까지 상승하는 기간은 상기 단계(a)에서 측정된 부하율이 높은 경우보다 낮은 경우에 더욱 긴 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 특징에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 구동 방법은
복수의 제1 전극 및 제2 전극에 의해 방전 공간이 형성되는 플라즈마 디스플레이 패널의 구동 방법에 있어서,
(a) 상기 플라즈마 디스플레이 패널에 입력되는 영상신호의 부하율이 제1 부하율인 경우, 유지 기간에 상기 제1 및 제2 전극 사이에 유지 방전 펄스 전압이 인가되도록 상기 제1 전극에 제1 전압에서 제2 전압까지 제1 기간 동안 상승하는 전압을 인가하는 단계;
(b) 입력되는 영상신호의 부하율이 상기 제 1부하율보다 낮은 제2 부하율인 경우, 유지 기간에 상기 제1 및 제2 전극 사이에 유지 방전 펄스 전압이 인가되도록 상기 제1 전극에 제1 전압에서 제2 전압까지 상기 제1 기간보다 긴 제2 기간 동안 상승하는 전압을 인가하는 단계를 포함한다. 여기서, 상기 제1 기간 및 제2 기간은 서브필드 가중치에 따라 변하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 특징에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 구동 장치는
입력 영상신호에 대응하여 플라즈마 디스플레이 패널에 표시되는 각 필드의 화상을 복수 개의 서브필드로 나누고, 이 서브필드들의 조합에 따라 계조를 표시하여 상기 영상신호에 대응되는 영상을 표시하는 플라즈마 디스플레이 패널의 구동 장치에 있어서,
상기 입력 영상신호의 한 프레임 데이터에 대응하는 부하율을 측정하는 자동 전력 제어부;
상기 자동 전력 제어부에 의해 측정된 부하율에 따라 유지 방전 펄스 전압의 상승 시간을 변하도록 하는 제어신호를 생성하는 주사·유지 구동 제어부; 및
상기 주사·유지 구동 제어부에 의해 생성된 제어신호에 대응하여 상기 플라즈마 디스플레이 패널을 구동하는 주사·유지 구동부를 포함한다. 여기서, 상기 유지 방전 펄스 전압의 상승 시간은, 유지 기간에서 유지 전극과 주사 전극사이에 유지 방전 펄스 전압을 인가하기 위해 상기 유지 전극 또는 주사 전극의 전압을 제1 전압에서 제2 전압까지 상승시키는데 걸리는 시간인 것을 특징으로 한다. 상기 주사·유지 구동 제어부는 서브필드의 가중치에 따라 상기 유지 방전 펄스의 상승 시간을 변하도록 하는 제어신호를 생성하는 것을 특징으로 한다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다.
이제 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 구동 장치 및 그 구동 방법에 대하여 도 4 내지 도 10을 참고로 하여 상세하게 설명한다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 개략적인 평면도이다.
도 4에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널은 플라즈마 패널(100), 어드레스 구동부(200), 주사·유지 구동부(300) 및 제어부(400)를 포함한다. 여기서, 플라즈마 패널(100)을 제외한 어드레스 구동부(200), 주사·유지 구동부(300) 및 제어부(400)를 포함하여 플라즈마 디스플레이 패널의 구동 장치를 이룬다.
플라즈마 패널(100)은 열 방향으로 배열되어 있는 복수의 어드레스 전극(A1-Am)과 행 방향으로 지그재그로 배열되어 있는 복수의 주사 전극(Y1-Yn) 및 유지 전극(X1-Xn)을 포함한다. 어드레스 구동부(200)는 제어부(400)로부터 어드레스 구동 제어 신호를 수신하여 표시하고자 하는 방전 셀을 선택하기 위한 표시 데이터 신호를 각 어드레스 전극(A1-Am)에 인가한다. 주사·유지 구동부(300)는 제어부(400)로부터 제어 신호를 수신하여 주사 전극(Y1-Yn)과 유지 전극(X1-Xn)에 유지 방전 펄스 전압(Vs)을 번갈아 입력함으로써 선택된 방전 셀에 대하여 유지 방전을 수행한다. 본 발명의 실시예에 따른 주사·유지 구동부(300)는 에너지 회수 회로를 사용하여 유지 방전 펄스 전압(Vs)을 인가하는 경우 유지 방전 펄스 전압(Vs)을 인가하는 기울기를 각 서브필드 및 APC 레벨에 따라 다르게 인가함으로 유지 방전에서 발생하는 광을 조절한다. 각 서브필드 가중치 및 APC 레벨에 따라 유지 방전의 광량을 조절하는 구체적 방법은 아래에서 설명하는 바와 같이 에너지 회수 회로에서 유지 방전 펄스 전압(Vs)으로 상승시키는데 사용되는 스위치의 턴온 타임을 조절함으로써 광량을 조절할 수 있다.
제어부(400)는 외부로부터 R, G, B 영상 신호와 동기 신호를 수신하여 한 프레임을 몇 개의 서브필드로 나누고, 각 서브필드를 리셋 기간, 어드레스 기간 및 유지 기간(서스테인 기간)으로 나누어 플라즈마 디스플레이 패널을 구동한다. 이때, 제어부(400)는 한 프레임에 들어가는 서브필드의 각 유지 기간에 들어가는 유지 방전 펄스의 개수를 조절하여 필요한 제어 신호를 어드레스 구동부(200) 및 주사·유지 구동부(300)에 공급한다. 본 발명의 실시예에 따른 제어부(400)는 입력 되는 영상신호의 APC 레벨을 구한 후 APC 레벨 및 각 서브필드의 가중치에 따라 유지 방전 펄스 전압(Vs)을 인가하는 상승 기울기를 조절하도록 하는 제어신호를 생성한다. 이러한 제어신호가 주사·유지 구동부(300)에 전송된다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 저계조 표현력을 향상시키는 플라즈마 디스플레이 패널의 제어부의 개략적인 블록도이다.
도 5에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 제어부(400)는 역감마 보정부(410), 오차 확산부(420), 메모리 제어부(430), 자동 전력 제어(Automatic Power Control, 'APC')부(440), 주사·유지 구동 제어부(450)를 포함한다.
역감마 보정부(410)는 현재 입력되는 영상 입력 데이터인 n 비트의 R, G, B 영상 입력 데이터를 역감마 곡선에 매핑시켜 m 비트(m≥n)의 영상 신호로 보정한다. 일반적인 플라즈마 디스플레이 패널에서 n은 8이 사용되고 m은 10 또는 12가 사용된다.
이때, 역감마 보정부(410)에 입력되는 영상 신호는 디지털 신호로서, 플라즈마 디스플레이 패널에 아날로그 영상 신호가 입력되는 경우에는 아날로그 디지털 변환기(도시하지 않음)로 아날로그 영상 신호를 디지털 영상 신호로 변환할 필요가 있다. 그리고 역감마 보정부(410)는 영상 신호를 매핑하기 위한 역감마 곡선에 해당하는 데이터를 저장하고 있는 룩업 테이블(도시하지 않음) 또는 역감마 곡선에 해당하는 데이터를 논리 연산으로 생성하기 위한 논리 회로(도시하지 않음)를 포함할 수 있다.
오차 확산부(420)는 역감마 보정부(410)에 의해 역감마 보정되어 확장된 비트(m)의 영상의 하위 m-n비트 영상을 주위 화소로 오차 확산하여 표시한다. 오차 확산은 오차 확산 하고자 하는 하위 비트에 대한 영상을 분리하여 인접 화소로 확산시킴으로써 하위 비트에 대한 영상을 표시하는 방법으로 이에 대한 자세한 설명은 대한민국 공개 특허공보 특2002-0014766호에 기재되어 있다.
메모리 제어부(430)는 오차 확산부(420)로부터 출력되는 영상신호의 계조에 대응하는 서브필드 데이터를 발생시킨 후 서브필드 데이터를 플라즈마 디스플레이 패널을 구동하기 위한 어드레스 데이터로 재배열한다. 이때, 메모리 제어부(430)는 한 프레임의 모든 서브필드에 대해 각 서브필드 마다 분리하여 서브필드 별로 프레임 메모리(도 5에 나타내지 않았음)에 저장하여 각 서브필드 별로 모든 화소에 대한 어드레스 데이터를 프레임 메모리에서 읽어들여 어드레스 구동부(200)로 전송한다.
APC부(440)는 역감마 보정부(420)에서 출력되는 영상 데이터를 사용하여 부하율을 검출하고 검출된 부하율에 따라 APC 레벨을 계산하며, 계산된 APC레벨에 대응되는 서스테인 펄스 수(유지 방전 펄스 수)를 산출하여 출력한다. 즉, APC부(440)는 APC 레벨에 따라 각 프레임 마다의 총 서스테인 펄스 수를 산출하고, 이에 대응하는 각 서브필드의 서스테인 펄스수를 계산한다. APC부(440)는 서스테인 펄스 수를 결정하기 위해 프레임별 평균신호 레벨(Average Signal Level, 'ASL')을 계산하는데 이는 아래의 수학식 1에 의해서 계산한다.
상기 수학식 2에서 Rx,y, Gx,y, Bx,y는 각각 x,y 위치에서 R,G,B 계조값을 나타내고, N과 M은 각각 프레임의 가로, 세로의 크기를 나타낸다. 상기 수학식 1과 같이 계산된 평균신호 레벨(ASL)에 의해 휘도와 소비전력 측면을 고려하여 APC부(440)는 APC 레벨을 결정하고, 결정된 APC 레벨에 대응하여 입력 영상신호의 프레임별로 서스테인 펄스수(유지 방전 펄스 수)를 달리 결정한다. APC부(440)는 수학식 1에 계산된 평균신호 레벨이 낮은 경우 즉, APC 레벨이 낮은 경우(부하율이 낮은 경우)로서 소비전력이 많이 소비되지 않으므로 서스테인 펄스 수를 늘리고, 평균신호 레벨이 높은 경우(즉, APC 레벨이 높은 경우)에는 소비전력이 많이 소비되므로 서스테인 펄스 수(유지 방전 펄스 수)를 늘린다. 상기 본 발명의 실시예에서는 평균 신호 레벨(ASL)을 통해 APC 레벨을 결정하였으나 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니라 각 서브필드 데이터의 온/오프 정보를 통해 APC 레벨을 결정할 수 있는 등 그 외의 방법이 적용될 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예에서는 APC부(440)가 역감마 보정부(410)에서 출력되는 데이터를 이용하여 APC 레벨을 결정하였으나 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니라 오차 확산부(420)에 오차확산된 데이터를 이용하여 APC 레벨을 결정할 수 있는 등 다른 데이터를 이용하여 APC 레벨을 계산할 수 있다.
도 6은 APC 레벨에 따라 각 서브필드에 할당되는 유지 방전 펄스 수를 나타내는 도면이다.
도 6에 나타낸 바와 같이 APC 레벨이 높아지는 경우에는 한 프레임에 할당되는 유지 방전 펄스 수가 점점 줄어들며, 이에 따라 각 서브필드에 할당되는 유지 방전 펄스 수 또한 줄어든다. 이와 같이 APC부(440)는 APC 레벨에 따라 유지 방전 펄스 수를 조절함으로써 소비전력을 제어한다.
주사·유지 구동 제어부(450)는 APC부(440)로부터 출력되는 유지 방전 펄스수(서스테인 펄스 수)에 대응하는 제어신호를 생성하여 유지·주사 구동부(300)에 출력한다. 이때, 본 발명의 실시예에 따른 주사·유지 구동 제어부(450)는 APC(440)에 계산된 APC 레벨(즉, 부하율)에 따라 유지 방전 펄스 전압(Vs)의 인가시의 기울기를 조정하도록 하는 제어신호를 생성한다. APC 레벨(즉, 부하율)이 낮은 경우에 저계조 표현에 문제가 발생하므로 유지 방전 펄스 전압의 상승 기울기를 완만하게 하여 단위 광량을 줄이며, APC 레벨(즉, 부하율)이 높은 경우에는 저계조 표현에 문제가 발생하지 않으므로 유지 방전 펄스 전압의 상승 기울기를 상대적으로 급하게 한다. 한편, 결정된 APC 레벨에 대해, 서브필드의 가중치 별로 유지 방전 펄스 전압의 상승 기울기를 달리 하여 단위 광량을 조절함으로써 저계조 표현의 문제를 해결할 수 있다.
이와 같이 주사·유지 구동 제어부(450)는 APC 레벨 및 서브필드 가중치에 따라 유지 방전 펄스 전압의 상승 기울기를 달리 인가하도록 제어신호를 생성하여 유지·주사 구동부(300)에 전송하는바 이에 대한 구체적 방법은 이하에서 알아본다.
먼저, 도 7을 참조하여 본 발명의 제1 실시예에 따른 결정된 APC 레벨에서 서브필드 가중치에 따라 유지 방전 펄스 전압의 상승 기울기를 조정하는 방법에 대해서 알아본다.
도 7은 본 발명의 제1 실시예에 따른 서브필드 가중치에 따라 유지 방전 펄스 전압의 상승 기울기를 달리 조정하는 방법을 나타내는 도면이다. 도 7은 한 예로서 APC 레벨이 0(zero)인 경우에서 각 서브필드에서 인가하는 유지 방전 펄스 수와 이에 따라 각 서브필드에 유지 방전 펄스 전압의 상승 기울기에 변화를 나타내는 도면이다.
도 7에서 화살표로 나타낸 바와 같이, APC 레벨이 0(zer)인 경우 최소 가중치의 서브필드(SF1) 및 이에 인접한 가중치가 낮은 서브필드(SF2 내지 SF7)의 유지 방전 펄스 전압의 상승 기울기를 그 외의 서브필드(SF8 내지 SF11)의 유지 방전 펄스 전압의 상승 기울기보다 상대적으로 완만하게 함으로써 단위광의 휘도를 줄인다. 저계조의 표현을 위해서는 가중치가 낮은 서브필드가 주로 사용되고, 발광 효율이 증가하여 단위광의 휘도가 높은 경우 저계조 표현력에 문제가 발생하므로, 상기와 같이 가중치가 낮은 서브필드(SF1 내지 SF7)의 유지 방전 펄스 전압의 상승 기울기를 완만하게 함으로써 단위광을 줄인다. 여기서, 가중치가 작은 서브필드에 대한 기준은 대략 가중치가 전체 가중치의 합의 1/10 보다 작거나 같은 경우로 설정하는 것이 바람직하다. 이때, 도 7에서 나타낸 각 서브필드의 가중치와 다른 서브필드의 가중치를 설정하는 경우에는 유지 방전 펄스 전압의 상승 기울기를 상대적으로 완만하게 하는 서브필드는 다소 변경될 수 있다. 또한, 도 7에서는 APC 레벨이 0인 경우에 대해서만 나타내었지만 다른 레벨의 경우에도 동일하게 적용될 수 있다. 다만, APC 레벨이 낮은 경우 각 서브필드에 할당되는 유지 방전 펄스 수가 상대적으로 많으므로 이때에 본 발명의 제1 실시예와 같이 가중치가 낮은 서브필드에서의 유지 방전 펄스 전압의 상승 기울기를 상대적으로 완만하게 하여 단위 광량을 더욱 줄여 저계조 표현력의 문제를 더욱 향상시킬 수 있다.
다음으로, 도 8을 참조하여 본 발명의 제2 실시예에 따른 APC 레벨에 따라 유지 방전 펄스 전압의 상승 기울기를 조정하는 방법에 대해서 알아본다.
도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 APC 레벨에 따라 유지 방전 펄스 전압의 상승 기울기를 달리 조정하는 방법을 나타내는 도면이다.
도 8에서 나타낸 바와 같이, 화살표 방향으로 즉, APC 레벨에 따라 유지 방전 펄스 전압의 상승 기울기를 달리 조정한다. APC 레벨이 낮은 경우 즉, 화면 부하율이 낮은 경우 유지 방전 펄스 개수가 상대적으로 많으며, APC 레벨이 낮은 경우 즉, 화면 부하율이 높은 경우 유지 방전 펄스 개수가 상대적으로 적다. 따라서, APC 레벨이 낮은 경우(즉, 유지 방전 펄스 개수가 많은 경우)에는 유지 방전 펄스 전압의 상승 기울기를 상대적으로 완만하게 하여 단위 광량을 줄임으로써 저계조 표현력을 향상시키며, APC 레벨이 높은 경우에는 유지 방전 펄스 전압의 상승 기울기를 상대적으로 급하게 한다. 상기에서 설명한 바와 같이 APC 레벨이 낮은 경우(즉, 부하율이 낮은 경우)에 할당되는 유지 방전 펄스 수가 증가하여 광량이 증가함으로써 저계조 표현력에 문제가 발생하므로, 본 발명의 제2 실시예와 같이 APC 레벨이 낮은 경우에 유지 방전 펄스 전압의 상승 기울기를 상대적으로 완만하게 하여 단위 광량을 줄임으로써 저계조 표현력을 향상시킬 수 있다.
상기 제1 실시예에서는 서브필드의 가중치에 따라 유지 방전 펄스 전압의 상승 기울기를 달리 설정하는 방법이며 제2 실시에에서는 APC 레벨에 따라 유지 방전 펄스 전압의 상승 기울기를 달리 설정하는 방법이나, 제1 실시예와 제2 실시예를 병합하여 서브필드 가중치 및 유지 방전 펄스 전압의 상승 기울기에 따라 유지 방전 펄스 전압의 상승 기울기를 달리 설정하여 저계조 표현력을 더욱 향상시킬 수 있다. 즉, 제2 실시예와 같이 APC 레벨이 낮은 경우 유지 방전 펄스 전압의 상승 기울기를 상대적으로 완만하게 하며, 제1 실시예와 같이 가중치가 낮은 서브필드의 유지 방전 펄스 전압의 상승 기울기를 가중치가 높은 서브필드의 유지 방전 펄스 전압의 상승 기울기보다 완만하게 함으로써, 광량을 상대적으로 줄여 저계조 표현력을 더욱 향상시킬 수 있다.
이하에서는 도 9 및 도 10을 참조하여 유지 방전 펄스 전압의 상승 기울기를 조정하는 방법에 대해서 알아본다.
도 9는 유지 방전 펄스 전압(Vs)을 주사 전극 또는 유지 전극에 인가하는 에너지 회수 회로를 나타내는 도면이며, 도 10은 유지 방전 펄스의 상승 기울기에 따른 광출력을 나타내는 도면이다. 도 9에 나타낸 에너지 회수 회로는 무효 전력을 회수하여 재사용하는 에너지 회수 회로로서 L.F. Weber에 의해 제안된 회로(미국특허 제4,866,349 호 및 제5,081,400호)이다. 도 9에 나타낸 회로에 대한 구체적 설명은 미국 특허 제4,866,349 호 및 제5,081,400호에 자세하게 설명되어 있는바 이하에서 구체적 설명은 생략한다.
유지 방전 펄스 전압(Vs)을 유지 전극 또는 주사 전극(도 9에 나타낸 패널 커패시터(Cp)의 제1 단자 또는 제2 단자가 이에 해당담)에 인가하기 위해 스위치(S1)을 턴온한다. 그러면, 커패시터(Cr), 인덕터(L) 및 패널 커패시터(Cp)로 공진 경로가 형성되어 패널 커패시터(Cp)의 제1 단자(이는 유지 전극 또는 주사 전극에 해당함)의 전압이 Vs 전압근처 까지 상승한다. 패널 커패시터(Cp)의 제1 단자가 Vs 전압 근처까지 상승한 상태에서 S2 스위치를 턴온시켜 패널 커패시터(Cp)의 제1 단자의 전압을 Vs 전압으로 클램핑한다. 이러한 방법으로 유지 방전 펄스 전압(Vs)을 유지 전극 또는 주사 전극에 인가한다.
이때, 도 10의 (a) 및 (b)에 나타낸 바와 같이, 스위치(S1)를 턴온한 후 스위치(S2)를 턴온시키는데 걸리는 시간(t1, t2)에 따라 광출력이 달라진다. 즉, 도 10의 (a)에 나타낸 바와 같이 스위치(S1)를 턴온 한 후 상대적으로 짧은 시간(t1)에 스위치(S3)를 턴온하는 경우에는 유지 방전 펄스가 Vs 전압으로 빠른 시간내에 급격하게 클램핑 되어 상대적으로 강한 광출력을 가지며, 도 10의 (b)에 나타낸 바와 같이 스위치(S1)을 턴온 한 후 상대적으로 긴 시간(t2)에 스위치(S3)를 턴온 하는 경우에는 공진으로 인해 Vs 전압으로 상승하는 부분이 상대적으로 길게 되어 광출력이 상대적으로 약하게 출력된다. 이때, 도 10의 (a) 및 (b)에서 알 수 있듯이 유지 방전 펄스의 상승 기울기가 서로 상이함으로 알 수 있다. 상기에서 설명한 본 발명의 실시예에서 유지 방전 펄스 전압의 상승 기울기를 달리하는 방법은 도 9 및 도 10에서와 같이 스위치(S1, S2)의 턴온 타임을 조정함으로서 가능하다.
여기서, 다시 도 5로 환원하면 주사·유지 구동 제어부(450)는 유지 방전 펄스 전압의 상승 기울기를 달리 조정하기 위해 상기에서 설명한 바와 같이 스위치 타이밍에 대한 제어신호를 생성하여 주사·유지 구동부(300)에 전송한다.
주사·유지 구동부(300)는 도 9와 같은 에너지 회수 회로를 포함하며, 주사·유지 구동 제어부(450)로부터 APC 레벨 및 서브필드 가중치에 따른 스위치 제어신호를 전송 받으며 이 제어신호에 따라 주사 전극(Y1-Yn) 및 유지 전극(X1-Xn)에 유지 방전 펄스 전압(Vs)을 인가한다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따르면 부하율(APC 레벨) 및 서브필드 가중치의 크기에 따라 유지 방전 펄스 전압의 상승 인가 시간(기울기)을 달리함으로써 저계조 표현력을 더욱 향상시킨다.
도 1은 교류형 플라즈마 디스플레이 패널의 일부 사시도이다.
도 2는 플라즈마 디스플레이 패널의 전극 배열도를 나타낸다.
도 3은 플라즈마 디스플레이 패널의 계조 표시 방법을 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 개략적인 평면도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 저계조 표현력을 향상시키는 플라즈마 디스플레이 패널의 제어부의 개략적인 블록도이다.
도 6은 APC 레벨에 따라 각 서브필드에 할당되는 유지 방전 펄스 수를 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 제1 실시예에 따른 서브필드 가중치에 따라 유지 방전 펄스 전압의 상승 기울기를 달리 조정하는 방법을 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 APC 레벨에 따라 유지 방전 펄스 전압의 상승 기울기를 달리 조정하는 방법을 나타내는 도면이다.
도 9는 유지 방전 펄스 전압을 주사 전극 또는 유지 전극에 인가하는 에너지 회수 회로를 나타내는 도면이다.
도 10은 유지 방전 펄스의 상승 기울기에 따른 광출력을 나타내는 도면이다.

Claims (13)

  1. 복수의 제1 전극 및 제2 전극에 의해 방전 공간이 형성되는 플라즈마 디스플레이 패널의 구동 방법에 있어서,
    (a) 상기 플라즈마 디스플레이 패널에 입력되는 입력 영상신호의 부하율을 측정하는 단계;
    (b) 유지 기간에서 상기 제1 및 제2 전극 사이에 유지 방전 펄스 전압이 인가되도록 상기 제1 전극에 제1 전압에서 제2 전압까지 상승하는 전압을 인가하는 단계를 포함하며,
    상기 제1 전극이 제1 전압에서 제2 전압까지 상승하는 기간이 상기 측정된 입력 영상신호의 부하율에 따라 변동하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 구동 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 전극이 제1 전압에서 제2 전압까지 상승하는 기간은 상기 단계(a)에서 측정된 부하율이 높은 경우보다 낮은 경우에 더욱 긴 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 구동 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제1 전극이 제1 전압에서 제2 전압까지 상승하는 기간은 서브필드의 가중치에 따라 변동하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 구동 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1 전극이 제1 전압에서 제2 전압까지 상승하는 기간은 서브필드 가중치가 높은 경우보다 낮은 경우에 더욱 긴 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 구동 방법.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제1 전극이 제1 전압에서 제2 전압까지 상승하는 기간의 변동은 상기 제1 전극 또는 제2 전극에 전기적으로 연결되는 에너지 회수 회로의 스위치의 타이밍에 의해 결정되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 구동 방법.
  6. 복수의 제1 전극 및 제2 전극에 의해 방전 공간이 형성되는 플라즈마 디스플레이 패널의 구동 방법에 있어서,
    (a) 상기 플라즈마 디스플레이 패널에 입력되는 영상신호의 부하율이 제1 부하율인 경우, 유지 기간에 상기 제1 및 제2 전극 사이에 유지 방전 펄스 전압이 인가되도록 상기 제1 전극에 제1 전압에서 제2 전압까지 제1 기간 동안 상승하는 전압을 인가하는 단계;
    (b) 입력되는 영상신호의 부하율이 상기 제 1부하율보다 낮은 제2 부하율인 경우, 유지 기간에 상기 제1 및 제2 전극 사이에 유지 방전 펄스 전압이 인가되도록 상기 제1 전극에 제1 전압에서 제2 전압까지 상기 제1 기간보다 긴 제2 기간 동안 상승하는 전압을 인가하는 단계를 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널의 구동 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제1 기간 및 제2 기간은 서브필드 가중치에 따라 변하는 것을 특징으로 플라즈마 디스플레이 패널의 구동 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제1 기간 및 제2 기간은 서브필드 가중치가 큰 경우보다 낮은 경우에 더 긴 것을 특징으로 플라즈마 디스플레이 패널의 구동 방법.
  9. 입력 영상신호에 대응하여 플라즈마 디스플레이 패널에 표시되는 각 필드의 화상을 복수 개의 서브필드로 나누고, 이 서브필드들의 조합에 따라 계조를 표시하여 상기 영상신호에 대응되는 영상을 표시하는 플라즈마 디스플레이 패널의 구동 장치에 있어서,
    상기 입력 영상신호의 한 프레임 데이터에 대응하는 부하율을 측정하는 자동 전력 제어부;
    상기 자동 전력 제어부에 의해 측정된 부하율에 따라 유지 방전 펄스 전압의 상승 시간을 변하도록 하는 제어신호를 생성하는 주사·유지 구동 제어부; 및
    상기 주사·유지 구동 제어부에 의해 생성된 제어신호에 대응하여 상기 플라즈마 디스플레이 패널을 구동하는 주사·유지 구동부를 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널의 구동 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 유지 방전 펄스 전압의 상승 시간은, 유지 기간에서 유지 전극과 주사 전극사이에 유지 방전 펄스 전압을 인가하기 위해 상기 유지 전극 또는 주사 전극의 전압을 제1 전압에서 제2 전압까지 상승시키는데 걸리는 시간인 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 구동 장치.
  11. 제9항 또는 제10항에 있어서,
    상기 주사·유지 구동 제어부는 서브필드의 가중치에 따라 상기 유지 방전 펄스의 상승 시간을 변하도록 하는 제어신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 구동 장치.
  12. 제9항 또는 제10항에 있어서,
    상기 유지·주사 구동 제어부는 상기 부하율이 큰 경우보다 낮은 경우에 상기 유지 방전 펄스의 상승 시간을 길게 하도록 하는 제어신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 구동 장치.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 주사·유지 구동 제어부는 서브필드 가중치가 높은 경우보다 낮은 경우에 상기 유지 방전 펄스의 상승 시간을 길게 하도록 하는 제어신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 구동 장치.
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