KR20050113875A

KR20050113875A - 플라즈마 디스플레이 패널의 구동 장치 및 그 구동 방법

Info

Publication number: KR20050113875A
Application number: KR1020040039007A
Authority: KR
Inventors: 김진성; 김우진; 채승훈; 정우준
Original assignee: 삼성에스디아이 주식회사
Priority date: 2004-05-31
Filing date: 2004-05-31
Publication date: 2005-12-05
Also published as: KR100551012B1

Abstract

본 발명은 각 라인별 로드에 따른 휘도 단차를 개선하는 플라즈마 디스플레이 패널의 구동 장치 및 그 방법에 관한 것이다.

본 발명에 따르면, 각 주사 전극 라인별 각 서브필드 데이터의 온/오프를 통해 온된 셀의 부하를 계산하고, 계산된 부하에 따라 실제 가중치를 구한 후 이를 바탕으로 각 주사 전극 라인별 각 서브 필드 데이터를 변경한다.

이와 같이 각 서브필드의 부하를 검출하고 검출된 부하에 따라 각 주사 전극별 서브필드 데이터를 변경함으로써, 동일한 계조가 부하에 따라 서로 다른 휘도가 나타나는 휘도 단차를 개선할 수 있다.

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 것으로서, 각 라인별 로드에 따른 휘도 단차를 개선하는 플라즈마 디스플레이 패널의 구동 장치 및 그 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.

그러나, 상기와 같이 각 서브필드의 온/오프 여부에 따라 계조를 표시하는 방법에서 각 라인(주사전극 라인)별 서브필드 부하(각 서브필드의 온(ON)의 개수)에 따라 휘도 단차가 발생한다. 즉, 동일한 계조를 표현하기 위해 동일한 유지 방전 수를 인가하는 경우에도 각 라인(주사전극 라인)별 부하(load)에 따라 휘도가 차이가 난다. 이러한 휘도 단차는 각 라인의 계조에 대한 서브필드 데이터에서 켜지는 온의 개수에 따라 결정된다.

도 4는 이러한 휘도 단차가 발생되는 경우를 나타내는 도면이다.

도 4를 참조하면, 가로 방향으로 모든 셀이 켜지는 블록과 가로 방향 중 일부가 오프되는 블록은 동일한 계조가 인가되어 유지방전 수가 동일하더라도 휘도 차이가 난다. 모든 셀이 켜지는 블록(풀 화이트)에 속하는 N번째 라인에는 로드(즉, 각 서브필드의 온(ON) 개수가 많음)가 크고, 일부의 블록이 오프되는 블록(블랙)에 속하는 N+1번째 라인에는 로드(즉, 각 서브필드의 온(ON) 개수가 적음)가 작아, 동일한 유지 방전 수를 인가하더라도 로드가 작은 N+1 번째 라인에서 휘도가 더욱 밝게 나타난다. 이는 서브필드 중에서 켜지는 로드 수가 적은 서브필드는 초기에 설계한 가중치의 휘도보다 큰 휘도를 나타내기 때문이다. 따라서, 도 4에 나타낸 바와 같이 풀 화이트(Full White)에서 가운데가 블랙(Black)을 켜는 경우 블리이 켜지는 가로 라인의 화이트가 밝아져서 다른 부분의 화이트와 다른 휘도를 나타낸다.

이러한 휘도 단차는 의도한 계조를 정확하게 표현하지 못하는 문제를 야기시켜 R, G, B 로드의 분포에 따라 특정 색상이 더욱 밝게 나타나게 함으로써, 색이 달라지는 문제를 발생시킨다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로 라이별 휘도 단차를 해결하여 계조 표현의 정확성을 향상시키는 플라즈마 디스플레이 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 전극, 그리고 상기 제1, 제2 전극과 교차하여 형성되는 복수의 제3 전극에 의해 방전 셀이 형성되는 플라즈마 디스플레이 패널의 구동 방법에 있어서,

(a) 상기 플라즈마 디스플레이 패널에 인가되는 임의의 한 프레임의 데이터를 제1 가중치 배열에 대응시켜 서브필드 데이터로 생성하는 단계;

(b) 상기 생성된 서브필드 데이터를 통해 상기 복수의 제1 전극의 각 라인 별로, 각 서브필드의 온되는 셀을 통해 각 서브필드의 부하를 검출하는 단계;

(c) 상기 단계(b)에서 검출한 부하에 따라 상기 단계(a)의 서브필드 데이터를 변경하는 단계; 및

(d) 상기 단계(c)에서 변경된 서브필드 데이터에 대응하여 상기 제3 전극에 어드레스 데이터를 인가하는 단계를 포함한다. 여기서, 상기 단계(c)의 서브필드 데이터의 변경은, 상기 단계(a)에서 검출한 부하에 따라 상기 복수의 제1 전극의 라인 별로 서로 다른 제2 가중치 배열을 설정하고 상기 제2 가중치 배열에 대응시켜 상기 단계(a)의 서브필드 데이터를 변경하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 특징에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 구동 장치는

복수의 제1 전극 및 제2 전극, 그리고 상기 제1, 제2 전극과 교차하여 형성되는 복수의 제3 전극에 의해 방전 셀이 형성되는 플라즈마 디스플레이 패널을 구동하는 장치에 있어서,

상기 플라즈마 디스플레이 패널에 입력되는 영상 데이터에 대응하여 서브필드 데이터를 생성하는 서브필드 발생부;

상기 생성된 서브필드 데이터를 통해 상기 복수의 제1 전극의 라인 별로, 각 서브필드의 온되는 정보를 통해 각 서브필드의 부하를 계산하는 부하 계산부;

상기 계산된 부하에 따라 상기 서브필드 발생부에서 생성된 서브필드 데이터를 변환하는 서브필드 데이터 변환부;

상기 서브필드 데이터 변환부에서 변환된 서브필드 데이터를 어드레스 데이터로 재배열하는 메모리 제어부; 및

상기 어드레스 데이터를 상기 제3 전극에 인가하는 어드레스 구동부를 포함한다. 여기서, 상기 서브필드 데이터 변환부는 상기 부하 계산부에 의해 계산한 부하에 따라 상기 복수의 제1 전극의 라인 별로 서로 다른 제2 가중치 배열을 설정하고 상기 제2 가중치 배열에 대응시켜 상기 서브필드 발생부에서 생성된 서브필드 데이터를 변환하는 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 도면을 참고로 하여 상세하게 설명한다.

먼저, 도 5 내지 도 9를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 휘도 단차를 보정하기 위해 서브필드 데이터를 변환하는 플라즈마 디스플레이 패널의 구동 방법에 대해서 알아본다. 이하에서는 서브필드 가중치의 배열이 {1, 2, 3, 5, 10, 18, 34, 60, 90, 130, 158}의 경우에 대해서 설명하지만, 본 발명은 이에 한정되지 않으며 그 외의 서브필드 가중치 배열에도 적용될 수 있다.

도 5는 실험적인 데이터로서 서브필드 부하 수에 따른 휘도 비율을 나타내는 도면이다. 여기서, 도5는 한 주사 전극 라인에서 임의의 서브필드가 모든 켜지는 경우에 서브필드 부하 수를 10으로 가정하여 나타내었다. 50% 부하(load)(부하수는 5)일 때 유지 방전의 휘도를 1로 보았을 때 기준으로 실험적으로 구한 것으로서, 100% 부하(load)(부하수는 10)는 이보다 10% 낮게 출력되며 0%에 가까운 부하(load)는 이보다 10% 밝게 출력된다. 이하에서는 도 5에 나타낸 서브필드 부하 수에 따른 휘도 비율을 기준으로 각 서브필드에서 부하의 수에 따라 각 서브필드의 실제 가중치를 계산한다.

도 6은 원래의 서브필드 가중치 배열을 사용한 경우에서 계조 100에 대한 각 서브필드의 온/오프 데이터와 이에 따른 실제 가중치를 나타내는 도면이다. 특히, 도 6의 (a)는 임의의 1개 주사전극의 라인에서 모든 셀이 계조 100을 켤 때(부하수가 10인 경우) 각 서브필드의 온/오프 데이터와 이에 따른 실제 가중치를 나타내는 도면이며, 도 6의 (b)는 임의의 1개 주사전극 라인에서 계조 100이 켜지는 셀이 전체의 20% 일 때(부하수가 2인 경우) 각 서브필드의 온/오프 데이터와 이에 따른 실제 가중치를 나타내는 도면이다.

도 6의 (a)를 참조하면, 계조 100에 대해서는 서브필드 가중치가 1(SF1), 5(SF4), 34(SF7), 60(SF8)에서 온(ON)이 되며, 이렇게 온(ON)되는 서브필드는 주사전극 라인의 모든 셀이 켜지므로 부하수가 10으로 되므로 도 5에 대응시키면 온(ON)되는 각 서브필드의 가중치의 실제 가중치는 서브필드 가중치의 10% 작게(즉, 0.9 만큼) 나타난다. 예를 들면, 가중치 1(SF1)의 실제 가중치는 1*0.9=0.9가 된다. 한편, 온(ON)되지 않는 서브필드의 가중치(즉, SF2, SF3, SF5, SF6, SF9, SF10, SF11)는 부하수가 0이므로 10% 높게(즉, 1.10) 나타난다. 예를 들면, 가중치 2(SF2)의 실제 가중치는 2*1.10=2.20이 된다. 따라서, 각 서브필드의 실제 가중치는 도 6에 나타낸 바와 같이 0.90(SF1), 2.20(SF2), 3.30(SF3), 4.50(SF4), 11(SF5), 19.80(SF6), 30.60(SF7), 54.00(SF8), 99.00(SF9), 143.00(SF10), 173.80(SF11)이 된다. 따라서, 계조 100의 실제 표현 휘도의 가중치는 0.90+4.50+30.60+54.00=89.9 즉, 89.9 계조가 표현된다.

그리고, 도 6의 (b)를 참조하면, 임의의 하나의 주사 전극 라인에서 계조 100이 켜지는 셀이 20% 즉, 부하수가 2이므로 도 5에 대응시키면 켜지는 서브필드의 가중치는 실제로 1.06 배 만큼 큰 실제 가중치가 된다. 예를 들면, 온(ON)되는 가중치인 가중치 1(SF1)의 실제 가중치는 1*1.06=1.06가 된다. 한편, 온(ON)되지 않는 서브필드(즉, SF2, SF3, SF5, SF6, SF9, SF10, SF11)는 주사 전극 라인에서 모두 켜지지 않으므로 실제 가중치는 10% 높게 된다. 예를 들면, 가중치 2(SF2)의 실제 가중치는 2*1.10=2.20가 된다. 따라서, 각 서브필드의 실제 가중치는 도 6에 나타낸 바와 같이 1.06(SF1), 2.20(SF2), 3.30(SF3), 5.30(SF4), 11(SF5), 19.80(SF6), 36.04(SF7), 63.60(SF8), 99.00(SF9), 143.00(SF10), 173.80(SF11)가 된다. 따라서, 계조 100의 실제 표현 휘도의 가중치는 1.06+5.30+36.04+63.60=106 즉, 106 계조가 표현된다.

이러한 도 6의 (a) 및 (b)와 같은 계조 패턴이 인접한 라인인 경우에는 동일한 데이터에 의해 동일 서브필드 및 동일 유지 방전 수를 인가하여도 휘도는 약 계조 16만큼 차이가 발생되며, 이러한 큰 휘도차가 단차로 보이게 된다.

이를 보상하기 위해, 본 발명의 실시예에서는 도 6의 (a) 및 (b)에 대해 각각 도 7의 (a) 및 (b)와 같은 서브필드 데이터로 변환을 시켜준다.

도 7의 (a)는 도 6의 (a)와 같은 서브필드 데이터에서 각 서브필드의 실제 가중치를 이용하여 다시 서브필드 데이터를 재구성한 도면이다. 도 7의 (b)는 도 6의 (b)와 같은 서브필드 데이터에서 각 서브필드의 실제 가중치를 이용하여 다시 서브필드 데이터를 재구성한 도면이다.

도 7의 (a)를 참조하면, 도 6의 (a)에서 임의의 1개 주사라인에서 계조 100이 100%(즉, 부하수 10)인 경우 실제 가중치는 0.90(SF1), 2.20(SF2), 3.30(SF3), 4.50(SF4), 11(SF5), 19.80(SF6), 30.60(SF7), 54.00(SF8), 99.00(SF9), 143.00(SF10), 173.80(SF11)이 되므로 이를 바탕으로 서브필드를 재구성한다. 여기서, 계조 100에 대해 상기 새로운 서브필드 가중치를 통해 다시 서브필드 데이터를 재구성하면, 서브필드 가중치가 4.50(SF4), 11.00(SF5), 30.60(SF7),54(SF8)이 온(ON)되어 계조 100(4.50+11.00+30.60+54=100.1)이 표현된다. 이때, 상기 실제 가중치를 통한 서브필드 데이터를 재구성한다고 해서 서브필드 가중치를 상기 실제 가중치로 바꾸는 것이 아니라 상기 실제 가중치는 단지 서브필드 데이터를 재구성, 즉 각 서브필드의 온/오프 데이터를 변경하기 위한 것이다. 따라서, 서브필드 데이터는 기존에는 SF1, SF4, SF7, SF8이 온(ON)이었으나 실제 가중치를 적용한 경우 SF4, SF5, SF7, SF8이 온(ON)되는 것으로 변경되며, 서브필드 가중치는 그대로 즉, {1, 2, 3, 5, 10, 18, 34, 60, 90, 130, 158}로 둔다.

여기서, 상기와 같이 실제 가중치를 적용하여 변경된 서브필드 데이터를 바탕으로 다시 원래 가중치를 적용한 경우 실제의 표현 휘도 가중치에 대해서 알아본다. 변경된 서브필드 데이터를 원래 가중치에 적용하면, 계조 100은 가중치 5(SF4), 가중치 10(SF5), 가중치 34(SF7), 가중치 60(SF8)이 온(ON)된다. 이때 부하수가 10이므로 실제 가중치는 각각 4.5(5*0.9=4.5), 9(10*0.9=9), 30.6(34*0.9=30.6), 54(60*0.9=54)가 되어, 변경된 서브필드 데이터를 적용한 경우의 실제 표현 휘도 가중치는 4.5+9+30.6+54= 98.1로 계조 98.1에 해당하는 휘도가 된다.

한편, 도 7의 (b)를 참조하면, 도 6의 (b)에서 임의의 1개 주사라인에서 계조 100이 20%(즉, 부하수 2)인 경우 실제 가중치는 1.06(SF1), 2.20(SF2), 3.30(SF3), 5.30(SF4), 11(SF5), 19.80(SF6), 36.04(SF7), 63.60(SF8), 99.00(SF9), 143.00(SF10), 173.80(SF11)이 되므로 이를 바탕으로 서브필드를 재구성한다. 여기서, 계조 100에 대해 상기 새로운 서브필드 가중치를 통해 다시 서브필드 데이터를 재구성하면, 서브필드 가중치가 2.2(SF2), 3.3(SF3), 11(SF5), 19.8(SF6), 63.6(SF8)이 온(ON)되어 계조 100(2.2+3.3+11.00+19.8+63.6=99.9)이 표현된다. 이때, 상기 실제 가중치를 통한 서브필드 데이터를 재구성한다고 해서 서브필드 가중치를 상기 실제 가중치로 바꾸는 것이 아니라 상기 실제 가중치는 단지 서브필드 데이터를 재구성, 즉 각 서브필드의 온/오프 데이터를 변경하기 위한 것이다. 따라서, 서브필드 데이터는 도 6의 (b)와 같이 기존에는 SF1, SF4, SF7, SF8이 온(ON)이었으나 실제 가중치를 적용한 경우 SF2, SF3, SF5, SF6, SF8이 온(ON)되는 것으로 변경되며, 서브필드 가중치는 그대로 즉, {1, 2, 3, 5, 10, 18, 34, 60, 90, 130, 158}로 둔다.

여기서, 상기와 같이 실제 가중치를 적용하여 변경된 서브필드 데이터를 바탕으로 다시 원래 가중치를 적용한 경우 실제의 표현 휘도 가중치에 대해서 알아본다. 변경된 서브필드 데이터를 원래 가중치에 적용하면, 계조 100은 가중치 2(SF2), 가중치3(SF3), 가중치 10(SF5), 가중치 18(SF6), 가중치 60(SF8)이 온(ON)된다. 이때 부하수가 2(즉, 20% 비율)이므로 실제 가중치는 각각 2.12(2*1.06=2.12), 3.18(3*1.06=3.18), 10.6(10*1.06=10.6), 19.08(18*1.06=19.08), 63.6(60*1.06)이 되어, 변경된 서브필드 데이터를 적용한 경우의 실제 표현 휘도 가중치는 2.12+3.18+10.6+19.08+63.6=98.58로 계조 98.58에 해당하는 휘도가 된다.

본 발명의 실시예와 같이 실제 가중치를 바탕으로 서브필드 데이터를 변경한 후 이 서브필드 데이터를 다시 원래 서브필드에 적용하여 실제 표현 휘도 가중치를 측정한 경우, 임의의 주사 전극 라인이 100% 부하(부하수 10)인 경우 계조 100에 대해 계조 98.1에 해당하는 휘도가 되며, 임의의 주사 전극 라인이 20% 부하(부하수 2)인 경우 계조 100에 대해 계조 98.58에 해당하는 휘도가 된다. 따라서, 본 발명의 실시예에 따르면, 큰 부하(load)의 차이가 있지만 종래와 같이 계조 16의 휘도 차이가 나는 것이 아니라 계조 1이하의 휘도 차이가 발생하게 되며 이는 시각적으로 인지하는 범위 이하이므로 휘도 단차를 느끼지 못하게 된다.

도 8과 도 9는 낮은 계조와 높은 계조가 썩여 있는 경우에 대해서 실제 가중치를 적용한 후 서브필드 데이터를 변경하는 방법을 나타내는 도면이다. 낮은 계조와 높은 계조가 썩여 있는 경우에도 상기 도 6 및 도 7과 동일한 방법이 적용되며, 다만 주사 전극 라인에서 각 서브필드의 부하수가 달라 도 5에 따른 휘도 비율의 값이 부하수에 따라 변경된다.

도 8의 (a)는 원래의 서브필드 가중치를 적용한 경우 각 서브필드의 부하수에 따른 실제 가중치를 나타내는 도면이며, 도 8의 (b)는 실제 가중치를 적용한 경우 변경된 서브필드 데이터와 이에 따른 실제 표현 휘도 가중치(실제 휘도)를 나타내는 도면이다. 여기서, 도 8은 임의의 주사 전극의 라인의 셀에 계조 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 45, 50이 인가되는 경우를 나타내는 도면이다.

도 8(a)와 같이 각 계조에 대해 서브필드의 데이터가 형성되며, 이때의 각 서브필드의 부하수에 따라 도 5에 대응시켜 실제 가중치를 구하면 실제 가중치가 {1.04, 1.84, 2.94, 4.90, 10.00, 18.72, 35.36, 66.00, 99.00, 143.00, 173.80}이 된다. 이러한 실제 가중치를 바탕으로 다시 각 계조(5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 45, 50)에 대해 서브필드 데이터를 구하면 도 8의 (b)와 같이 된다. 이러한 변경된 서브필드 데이터를 바탕으로 다시 원래 서브필드 가중치에 대응시켜 실제 가중치를 구하면 가중치1, 2, 3, 5, 10, 18, 34에 각각의 실제 가중치는 부하수를 감안함으로써 1, 2.04, 2.94, 4.9, 10, 18.72, 35.35.36이 되어, 각각의 계조에 대한 실제 휘도가 도 8의 (b)와 같이 구해진다. 도 8의 (b)에서 알 수 있듯이 이러한 실제 휘도와 각 계조의 차이가 도 8의 (a)에 비해서 현저하게 줄어듬을 확인할 수 있다.

이하에서는 계조 25에 대해 예를 들어 설명하며, 다른 계조에도 이와 같은 방법을 통해 서브필드 데이터가 변경된다. 계조 25는 도 8의(a)에서 알 수 있듯이 서브필드 데이터는 가중치 2(SF2), 5(SF4), 18(SF6)이 온(ON)되며, 이때 각 서브필드의 로드 수에 따른 실제 가중치를 바탕으로 계조 25의 실제 휘도를 구하면 25.46(1.84+4.90+18.72=25.46)이 되어 그 차이(error)가 0.46이 된다. 이때, 계조 25에 대해 도 8의 (b)와 같이 실제 가중치를 바탕으로 다시 서브필드 데이터를 구하면 서브필드 데이터는 가중치 1.04(SF1), 4.9(SF4), 18.72(SF6)(계조 25는 1.04+4.9+18.72=24.66의 보정 휘도가 됨)가 온(ON)이 되는 것으로 변경되며, 이를 다시 원래 가중치에 대응시켜 변경된 로드 수(이때, 각 계조의 서브필드 데이터가 변경되므로 로드 수 또한 변경됨)에 따른 실제 가중치를 구하면 도 8의 (b)에 나타낸 실제 가중치(1(SF1), 2.04(SF2), 2.94(SF3), 4.9(SF4), 10(SF5), 18.72(SF6), 35.36(SF7))가 된다. 이러한 실제 가중치와 변경된 서브필드 데이터(SF1, SF4, SF6이 온됨)를 통해 계조 25에 대한 실제 휘도를 구하면 1(SF1)+4.9(SF4)+18.72(SF6)=24.62로 그 차이(error)가 -0.38로 된다. 따라서, 원래 계조25에 대한 차이(error)가 0.46에서 -0.38로 더욱 줄어듬을 알 수 있다.

이와 같은 방법으로 다른 계조 들에 대해서도 서브필드 데이터를 변경하여 부하수에 따른 휘도를 보정할 수 있다.

도 9의 (a)는 원래의 서브필드 가중치를 적용한 경우 각 서브필드의 부하수에 따른 실제 가중치를 나타내는 도면이며, 도 9의 (b)는 실제 가중치를 적용한 경우 변경된 서브필드 데이터와 이에 따른 실제 표현 휘도 가중치(실제 휘도)를 나타내는 도면이다. 여기서, 도 9는 임의의 주사 전극의 라인의 셀에 계조 5, 10, 15, 20, 25, 120, 140, 120, 80, 20이 인가되는 경우를 나타내는 도면으로 주사 전극 라인의 계조 데이터가 다른 경우를 제외하는 서브필드 데이터를 변경하는 방법은 상기에서 설명한 방법과 동일하므로 이하에서는 구체적 설명은 생략한다.

이하에서는 도 10 및 도 11을 참조하여 상기와 같이 휘도 단차를 보정하기 위해 서브필드 데이터를 변경하는 방법을 구현한 플라즈마 디스플레이 패널의 구동 장치에 대해서 알아본다.

도 10은 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 개략적인 평면도이다.

도 10에 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.

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 각 주사 전극라인의 데이터에 대한 서브필드 부하 수를 감지하여 이에 따라 서브필드 데이터를 변경하고 변경된 서브필드 데이터에 대한 제어신호를 어드레스 구동부(200)에 전송한다.

도 11은 본 발명의 실시예에 따른 휘도 단차를 보정하는 플라즈마 디스플레이 패널의 제어부의 개략적인 블록도이다.

도 11에 나타낸 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 제어부(400)는 역감마 보정부(410), 오차 확산부(420), 서브필드 발생부(430), 부하 계산부(440), 서브필드 데이터 변환부(450), 메모리 제어부(460), APC 부(470) 및 주사·유지 구동 제어부(480)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.

서브필드 발생부(430)는 오차 확산부(420)로부터 전송되는 오차확산된 데이터로부터 서브필드 데이터를 생성한다. 즉, 서브필드 발생부(4300는 도 6에 나타낸 각 서브필드에 설정된 기준 가중치를 바탕으로 각 서브필드의 온/오프 여부에 대한 데이터(서브필드 데이터)를 생성하여 부하 계산부(440)에 전송한다.

부하 계산부(440)는 상기 서브필드 발생부(430)에서 생성한 서브필드 데이터를 통해 각 주사 전극 라인별로 각 서브필드에 대한 켜지는 셀(온(ON)되는 셀)의 부하를 계산한다. 즉, 도 6의(a) 에서와 같이, 하나의 주사 전극 라인이 모든 계조 100인 경우에 이의 서브필드 데이터에서 각 서브필드의 부하수를 계산하면 SF1은 부하가 10(100%)이고 SF2는 0(0%)..SF4는 10(100%) 등으로 구해진다. 또한, 다른 주사 전극 라인이 20% 만 계조 100이 켜지는 경우에는 도 6의 (b)에 나타낸 바와 같이 각 서브필드의 부하수가 계산된다. 이렇게 계산된 각 주사 전극 라인별 각 서브필드에 대한 켜지는 셀의 부하에 대한 정보는 서브필드 데이터 변환부(450)에 전송된다.

서브필드 데이터 변환부(450)는 상기 부하 계산부(440)에서 계산된 각 주사 전극 라인별 각 서브필드의 부하를 이용하여 각 주사 전극 라인별로 적용될 각 서브필드의 실제 가중치를 구한 후, 이러한 실제 가중치를 바탕으로 각 계조에 대한 서브필드 데이터를 변경한다. 이때, 각 주사 전극 라인별로 각 서브필드에 대한 부하수가 다르므로 적용될 서브필드의 실제 가중치는 각 주사 전극 라인별로 다르게 설정된다. 즉, 도 6의 (a) 및 (b)에서와 같이 각 서브필드 별로 부하를 계산하여 도 5와 같은 데이터를 바탕으로 실제 가중치를 구한 후, 도 7의 (a) 및 (b)와 같이 실제 가중치를 바탕으로 각 계조에 대한 서브필드 데이터를 변경한다. 이때, 실제 가중치를 통해 서브필드 데이터만 변경되고, 각 서브필드의 가중치는 원래의 기준 가중치가 적용된다.

메모리 제어부(460)는 서브필드 데이터 변환부(450)로부터 전송되는 변경된 서브필드 데이터를 플라즈마 디스플레이 패널을 구동하기 위한 어드레스 데이터로 재배열한다. 이때, 메모리 제어부(460)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.

자동 전력 제어(Automatic Power Control, 'APC')부(470)는 오차 확산부(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.

한편, 주사·유지 구동 제어부(480)는 APC부(470)로부터 출력되는 유지 방전 펄스수(서스테인 펄스 수)에 대응하는 제어신호를 생성하여 유지·주사 구동부(300)에 출력한다.

상기의 본 발명의 실시예와 같이 각 주사 전극 라인별로 각 서브필드의 부하를 검출하고, 검출된 부하에 따라 각 주사 전극 라인의 서브필드 데이터를 변경함으로써 부하율에 따른 휘도 단차를 개선할 수 있다.

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 각 주사 전극 라이별로 각 서브필드의 부하율을 검출하고 검출된 부하에 따라 각 주사 전극별 서브필드 데이터를 변경함으로써, 동일한 계조가 부하에 따라 서로 다른 휘도가 나타나는 휘도 단차를 개선할 수 있다.

도 1은 일반적인 교류형 플라즈마 디스플레이 패널의 일부 사시도이다.

도 2는 일반적인 플라즈마 디스플레이 패널의 전극 배열도를 나타낸다.

도 3은 플라즈마 디스플레이 패널의 계조 표시 방법을 나타내는 도면이다.

도 4는 휘도 단차가 발생되는 경우를 나타내는 도면이다.

도 5 내지 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 휘도 단차를 보정하기 위해 서브필드 데이터를 변환하는 플라즈마 디스플레이 패널의 구동 방법을 나타내는 도면이다.

Claims

복수의 제1 전극 및 제2 전극, 그리고 상기 제1, 제2 전극과 교차하여 형성되는 복수의 제3 전극에 의해 방전 셀이 형성되는 플라즈마 디스플레이 패널의 구동 방법에 있어서,

(a) 상기 플라즈마 디스플레이 패널에 인가되는 임의의 한 프레임의 데이터를 제1 가중치 배열에 대응시켜 서브필드 데이터로 생성하는 단계;

(b) 상기 생성된 서브필드 데이터를 통해 상기 복수의 제1 전극의 각 라인 별로, 각 서브필드의 온되는 셀을 통해 각 서브필드의 부하를 검출하는 단계;

(c) 상기 단계(b)에서 검출한 부하에 따라 상기 단계(a)의 서브필드 데이터를 변경하는 단계; 및

(d) 상기 단계(c)에서 변경된 서브필드 데이터에 대응하여 상기 제3 전극에 어드레스 데이터를 인가하는 단계를 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널의 구동 방법.
제1항에 있어서,

상기 단계(c)의 서브필드 데이터의 변경은, 상기 단계(a)에서 검출한 부하에 따라 상기 복수의 제1 전극의 라인 별로 서로 다른 제2 가중치 배열을 설정하고 상기 제2 가중치 배열에 대응시켜 상기 단계(a)의 서브필드 데이터를 변경하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 구동 방법.
제2항에 있어서,

상기 제2 가중치 배열은 상기 단계(a)에서 검출한 부하에 따른 실제 휘도를 바탕으로 설정되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 구동 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 단계(b)에서 상기 부하는 각 제1 전극 라인별 전체 방전 셀에서 온되는 서브필드의 개수의 비율을 통해 검출하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 구동 방법.
복수의 제1 전극 및 제2 전극, 그리고 상기 제1, 제2 전극과 교차하여 형성되는 복수의 제3 전극에 의해 방전 셀이 형성되는 플라즈마 디스플레이 패널을 구동하는 장치에 있어서,

상기 플라즈마 디스플레이 패널에 입력되는 영상 데이터에 대응하여 서브필드 데이터를 생성하는 서브필드 발생부;

상기 생성된 서브필드 데이터를 통해 상기 복수의 제1 전극의 라인 별로, 각 서브필드의 온되는 정보를 통해 각 서브필드의 부하를 계산하는 부하 계산부;

상기 계산된 부하에 따라 상기 서브필드 발생부에서 생성된 서브필드 데이터를 변환하는 서브필드 데이터 변환부;

상기 서브필드 데이터 변환부에서 변환된 서브필드 데이터를 어드레스 데이터로 재배열하는 메모리 제어부; 및

상기 어드레스 데이터를 상기 제3 전극에 인가하는 어드레스 구동부를 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널의 구동 장치.
제5항에 있어서,

상기 서브필드 데이터 변환부는 상기 부하 계산부에 의해 계산한 부하에 따라 상기 복수의 제1 전극의 라인 별로 서로 다른 제2 가중치 배열을 설정하고 상기 제2 가중치 배열에 대응시켜 상기 서브필드 발생부에서 생성된 서브필드 데이터를 변환하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 구동 장치.
제6항에 있어서,

상기 제2 가중치 배열은 상기 부하 계산부에 의해 계산한 부하에 따른 실제 휘도를 바탕으로 설정되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 구동 장치.
제5항 또는 제6항에 있어서,

입력 영상 신호 데이터를 감마 보정하는 감마 보정부;

상기 감마 보정된 데이터를 오차확산하여 상기 서브필드 발생부에 전송하는 오차 확산부를 더 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널의 구동 장치.