KR20060110093A - 플라즈마 디스플레이 패널 구동방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 디스플레이 주기로서의 프레임마다 시분할 계조 디스플레이를 위한 복수의 서브필드들이 존재하고, 상기 각각의 서브필드마다 리셋 주기, 어드레스 주기, 및 유지방전 주기들이 존재하여 구동하는 플라즈마 디스플레이 패널의 구동방법에 관한 것이다. 본 발명에 의한 플라즈마 디스플레이 패널 구동방법은, 교대로 나란히 배열되는 X 전극 및 Y 전극과 어드레스 전극이 교차되는 영역에 방전셀들이 형성되는 플라즈마 디스플레이 패널에 대하여, 외부로부터 입력되는 영상신호를 처리하여 프레임 단위로 구분하고, 상기 프레임이 각각의 계조 가중치를 갖는 복수개의 서브필드들을 구비하고, 상기 서브필드 내에 미리 설정된 설정 기울기를 갖는 펄스 파형의 전압을 인가하는 구간이 존재하여 구동하는 플라즈마 디스플레이 패널의 구동방법에 있어서, (a) 상기 영상신호의 방식을 판단하는 단계; 및 (b) 상기 영상신호의 방식이 PAL 방식인 경우에, 상기 패널의 온도에 따라 상기 펄스 파형의 기울기를 조절하는 단계를 구비한다. 본 발명에 따르면, 각각의 서로 다른 서브필드 구성에 대하여, 각각의 전극 라인에 인가되는 램프 펄스 전압의 램프 기울기를 온도 변화에 따라 다르게 조절하여 방전을 안정화시킬 수 있다.

Description

플라즈마 디스플레이 패널 구동방법{Method for driving plasma display panel}
도 1은 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널 구동방법이 적용되는 일 실시예로서, 3-전극 면방전 방식의 플라즈마 디스플레이 패널의 구조를 보여주는 내부 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널 구동방법이 적용되는 일 실시예로서, 플라즈마 디스플레이 패널의 구동장치를 보여주는 블록도이다.
도 3a는 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널 구동방법에서, NTSC 방식의 영상신호에 대하여 단위 프레임을 복수개의 서브필드들로 구성하여 구동하는 구동 방법의 일 실시예를 보여주는 타이밍도이다.
도 3b는 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널 구동방법에서, PAL 방식의 영상신호에 대하여 단위 프레임을 복수개의 서브필드들로 구성하여 구동하는 구동 방법의 일 실시예를 보여주는 타이밍도이다.
도 4는 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널 구동방법에서, NTSC 방식의 영상신호에 대하여 단위 프레임을 복수개의 서브필드들로 구성하여 구동하는 구동 방법의 다른 실시예를 간략하게 보여주는 서브필드 구성도이다.
도 5는 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널 구동방법에서, PAL 방식의 영상신호에 대하여 단위 프레임을 복수개의 서브필드들로 구성하여 구동하는 구동 방법의 일 실시예를 간략하게 보여주는 서브필드 구성도이다.
도 6은 도 3 내지 도 5의 플라즈마 디스플레이 패널의 구동방법에서, 단위 서브필드 내에서 플라즈마 디스플레이 패널의 전극라인들에 인가되는 구동신호들의 일 실시예를 도시한 타이밍도이다.
도 7은 도 3 내지 도 5의 플라즈마 디스플레이 패널의 구동방법에서, 단위 서브필드 내에서 플라즈마 디스플레이 패널의 전극라인들에 인가되는 구동신호들의 다른 실시예를 도시한 타이밍도이다.
도 8은 도 6 및 도7의 구동신호에서 PAL 방식의 영상신호에 대하여 온도에 따른 기울기 변화를 갖는 램프 펄스 파형을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 9는 본 발명에 따른 일 실시예로서, 플라즈마 디스플레이 패널의 구동방법을 개략적으로 도시한 흐름도이다.
도 10은 본 발명에 따른 다른 실시예로서, 플라즈마 디스플레이 패널의 구동방법을 개략적으로 도시한 흐름도이다.
도 11은 도 2의 플라즈마 디스플레이 패널의 구동장치에서 램프 생성회로를 포함하는 X 구동부 및 Y 구동부를 더욱 구체적으로 도시한 회로 구성도이다.
도 12는 도 11의 플라즈마 디스플레이 패널의 구동장치에서, 램프 생성회로의 회로 구성도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1: 플라즈마 디스플레이 패널, 10: 앞쪽 글라스 기판,
11, 15: 유전층, 12: 보호층,
13: 뒤쪽 글라스 기판, 14: 방전 공간,
16: 형광층, 17: 격벽,
X1∼Xn: X 전극 라인, Y1∼Yn: Y 전극 라인,
A1∼Am: 어드레스 전극 라인, SF1∼SF8: 서브필드,
27, 37: 온도 감지부, 28, 38: 저항 제어부.
본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널 구동방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 디스플레이 주기로서의 프레임마다 시분할 계조 디스플레이를 위한 복수의 서브필드들이 존재하고, 각각의 서브필드마다 리셋 주기, 어드레스 주기, 및 유지방전 주기들이 존재하여 구동하는 플라즈마 디스플레이 패널의 구동방법에 관한 것이다.
평판 디스플레이 장치로서 대형 패널의 제작이 용이한 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel, PDP)이 주목받고 있다. 플라즈마 디스플레이 패널은 방전현상을 이용하여 화상을 표현하는 디스플레이 장치인데, 일반적으로 플라즈마 디스플레이 패널은 구동 전압의 형태에 따라서 직류형과 교류형으로 나눌 수 있으며, 직류형의 경우 방전시간의 지연시간이 긴 단점으로 인하여 교류형 플라즈마 디 스플레이 패널의 개발이 많이 이루어지고 있다.
교류형 플라즈마 디스플레이 패널로는 3전극을 구비하고 교류 전압에 의하여 구동되는 3전극 교류 면방전 방식의 플라즈마 디스플레이 패널이 대표적이다. 일반적인 3-전극 면방전 방식의 플라즈마 디스플레이 패널은 다층의 판으로 이루어져 있으며, 종래의 화면표시장치인 음극선관(CRT)에 비하여 두께가 얇고 가벼우면서도 넓은 화면을 제공할 수 있기에 공간적으로 유리하다.
통상의 플라즈마 디스플레이 패널의 일 예로서, 3-전극 면방전 방식의 플라즈마 디스플레이 패널과 그 구동장치, 및 구동방법이 본 출원인의 미국 특허 제6,744,218호(명칭: Method of driving a plasma display panel in which the width of display sustain pulse varies)에 개시되어 있다.
플라즈마 디스플레이 패널은 다수개의 디스플레이 셀들을 구비하며, 하나의 디스플레이 셀은 세 개(적색, 녹색, 청색)의 방전셀들로 구성되며, 상기 방전셀들의 방전 상태를 조절함에 따라 화상의 계조를 표현한다.
플라즈마 디스플레이 패널의 계조를 표현하기 위하여, 외부로부터 입력되는 영상신호를 처리하여 프레임 단위로 구분하고, 각각의 프레임을 발광 횟수가 다른 8개의 서브필드들로 구성하여 256 계조를 표현할 수가 있다. 이때, 외부로부터 입력되는 영상신호는 다양한 방식의 신호가 될 수 있는데, 통상적으로 60Hz의 수직 주파수를 갖는 미국 텔레비전 시스템 위원회(National Television System Committee; NTSC) 방식의 신호 또는 50Hz의 수직 주파수를 갖는 위상 반전 주사(Phase Alternation Line; PAL) 방식의 신호가 입력될 수 있다.
화상을 256 계조에 의하여 표시하고자하는 경우에, NTSC 방식의 신호가 입력되는 경우에는 1/60초에 해당하는 프레임 기간(16.67ms)이 8개의 서브필드들로 나누어지고, PAL 방식의 신호가 입력되는 경우에는 1/50초에 해당하는 프레임 기간(20ms)이 8개의 서브필드들로 나누어진다.
서브필드들은 각각 방전을 균일하게 일으키기 위한 리셋 주기, 디스플레이 셀을 선택하기 위한 어드레스 주기, 및 방전 횟수에 따라 계조를 표현하는 유지방전 주기로 구분된다. 이때, 리셋 주기와 어드레스 주기를 합친 기간의 길이는 서브필드들에서 모두 동일하며, 유지방전 주기는 서브필드들마다 기간의 길이가 다르다. 서브필드들의 유지방전 주기에서 발생하는 방전 펄스 수가 1,2,4,8,16,32,128개의 순으로 증가하도록 서브필드들이 구성될 수 있다. 상기 방전 펄스들의 수에 따라 방전셀들의 방전 횟수가 결정된다. 이와 같이, 서브필드들에서 유지방전 주기에서의 방전 횟수를 조절함으로써 256 단계의 계조를 표현할 수가 있게 된다.
하지만, 통상의 플라즈마 디스플레이 패널의 구동방법에서는 광역 플리커 문제를 포함한 다양한 문제점들을 해결하기 위하여 NTSC 방식과 PAL 방식 각각의 경우에 있어서, 상기 서브필드 구현방법이 달라진다. 또한, 서브필드 구현방법에 따라 패널의 방전 특성이 달라진다. 특히, PAL 방식의 구동방법에서 리셋 주기에 인가되는 램프 펄스에 의한 리셋 방전에서 온도 변화에 따라 오방전 및 저방전 등이 발생하여, 방전이 불안정하게 되는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 각각의 서로 다른 서브필드 구성에 대하여, 각각의 전극 라인에 인가되는 램프 펄스 전압의 램프 기울기를 온도 변화에 따라 다르게 조절하여 방전을 안정화시킬 수 있는 플라즈마 디스플레이 패널 구동방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 플라즈마 디스플레이 패널 구동방법은, 교대로 나란히 배열되는 X 전극 및 Y 전극과 어드레스 전극이 교차되는 영역에 방전셀들이 형성되는 플라즈마 디스플레이 패널에 대하여, 외부로부터 입력되는 영상신호를 처리하여 프레임 단위로 구분하고, 상기 프레임이 각각의 계조 가중치를 갖는 복수개의 서브필드들을 구비하고, 상기 서브필드 내에 미리 설정된 설정 기울기를 갖는 펄스 파형의 전압을 인가하는 구간이 존재하여 구동하는 플라즈마 디스플레이 패널의 구동방법에 있어서, (a) 상기 영상신호의 방식을 판단하는 단계; 및 (b) 상기 영상신호의 방식이 PAL 방식인 경우에, 상기 패널의 온도에 따라 상기 펄스 파형의 기울기를 조절하는 단계를 구비한다.
상기 (b) 단계는, (b1) 상기 패널온도를 검출하는 단계, 및 (b2) 상기 패널온도에 따라 상기 펄스 파형의 기울기를 조절하는 단계를 구비하는 것이 바람직하다.
상기 펄스 파형의 기울기의 크기가 상기 패널온도에 반비례하도록 조절되는 것이 바람직하다.
본 발명의 다른 측면에 의한 플라즈마 디스플레이 패널 구동방법은, 교대로 나란히 배열되는 X 전극 및 Y 전극과 어드레스 전극이 교차되는 영역에 방전셀들이 형성되는 플라즈마 디스플레이 패널에 대하여, 외부로부터 입력되는 영상신호를 처리하여 프레임 단위로 구분하고, 상기 프레임이 각각의 계조 가중치를 갖는 복수개의 서브필드들을 구비하고, 상기 서브필드 내에 미리 설정된 설정 기울기를 갖는 펄스 파형의 전압을 인가하는 구간이 존재하여 구동하는 플라즈마 디스플레이 패널의 구동방법에 있어서, 상기 프레임이, 계조 가중치가 일정한 기울기의 크기를 가지고 순차적으로 커지는 서브필드 구조를 갖는 제1 프레임과, 상기 계조 가중치가 일정한 기울기의 크기를 가지고 순차적으로 커지는 2 이상의 서브필드 그룹에 의하여 형성되는 제2 프레임 중의 어느 하나이고, (a) 상기 프레임의 종류를 판단하는 단계; 및 (b) 상기 프레임이 제2 프레임인 경우에, 상기 패널의 온도에 따라 상기 펄스 파형의 기울기를 조절하는 단계를 구비한다.
상기 (b) 단계는, (b1) 상기 패널온도를 검출하는 단계, 및 (b2) 상기 패널온도에 따라 상기 펄스 파형의 기울기를 조절하는 단계를 구비하는 것이 바람직하다.
상기 펄스 파형의 기울기의 크기가 상기 패널온도에 반비례하도록 조절되는 것이 바람직하다.
본 발명의 다른 측면에 의한 플라즈마 디스플레이 패널 구동방법은, 교대로 나란히 배열되는 X 전극 및 Y 전극과 어드레스 전극이 교차되는 영역에 방전셀들이 형성되는 플라즈마 디스플레이 패널에 대하여, 외부로부터 입력되는 영상신호를 처리하여 프레임 단위로 구분하고, 상기 프레임이 각각의 계조 가중치를 갖는 복수개의 서브필드들을 구비하고, 상기 서브필드 내에 미리 설정된 설정 기울기를 갖는 펄스 파형의 전압을 인가하는 구간이 존재하여 구동하는 플라즈마 디스플레이 패널의 구동방법에 있어서, (a) 상기 영상신호의 방식을 판단하는 단계; (b) 상기 영상신호의 방식에 따라, 상기 프레임 내의 서브필드의 구성을 생성하는 단계; (c) 상기 패널의 온도를 검출하는 단계; 및 (d) 상기 패널온도에 따라 상기 펄스 파형의 기울기를 조절하는 단계를 구비한다.
본 발명의 다른 측면에 의한 플라즈마 디스플레이 패널의 구동장치는 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 구동방법에 의하여 구동된다.
본 발명에 따르면, 각각의 서로 다른 서브필드 구성에 대하여, 각각의 전극 라인에 인가되는 램프 펄스 전압의 램프 기울기를 온도 변화에 따라 다르게 조절하여 방전을 안정화시킬 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예에 따른 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널 구동방법이 적용되는 일 실시예로서, 3-전극 면방전 방식의 플라즈마 디스플레이 패널의 구조를 보여주는 내부 사시도이다.
도면을 참조하면, 면방전 플라즈마 디스플레이 패널(1)의 앞쪽 및 뒤쪽 글라스 기판들(10, 13) 사이에는, 어드레스 전극 라인들(AR1∼ABm), 유전층(11, 15), Y 전극 라인들(Y1∼Yn), X 전극 라인들(X1∼Xn), 형광층(16), 격벽(17) 및 보호층으로서의 일산화마그네슘(MgO)층(12)이 마련되어 있다.
어드레스 전극 라인들(AR1∼ABm)은 뒤쪽 글라스 기판(13)의 앞쪽에 일정한 패턴으로 형성된다. 아래쪽 유전층(15)은 어드레스 전극 라인들(AR1∼ABm)의 앞쪽에서 전면(全面) 도포된다. 아래쪽 유전층(15)의 앞쪽에는 격벽(17)들이 어드레스 전극 라인들(AR1∼ABm)과 평행한 방향으로 형성된다. 이 격벽(17)들은 각 방전셀(14)의 방전 영역을 구획하고 각 방전셀(14) 사이의 광학적 간섭(cross talk)을 방지하는 기능을 한다. 형광층(16)은 뒤쪽 글라스 기판(13)위에 형성되는 아래쪽 유전층(15)과 격벽(17)들 사이에 형성되는 공간의 내면에 형성된다.
X 전극 라인들(X1∼Xn)과 Y 전극 라인들(Y1∼Yn)은 어드레스 전극 라인들(AR1 ∼ABm)과 직교되도록 앞쪽 글라스 기판(10)의 뒤쪽에 일정한 패턴으로 형성된다. 각 교차점은 상응하는 방전셀(14)을 설정한다. 각 X 전극 라인(X1∼Xn)과 각 Y 전극 라인(Y1 ∼Yn)은 ITO(Indium Tin Oxide) 등과 같은 투명한 도전성 재질의 투명 전극 라인과 전도도를 높이기 위한 금속 전극 라인이 결합되어 형성된다. 여기서, X 전극 라인들(X1∼Xn)은 각각의 방전셀(14)에서 유지 전극이 되고, Y 전극 라인들(Y1∼Yn)은 각각의 방전셀(14)에서 주사 전극이 되고, 어드레스 전극 라인들(AR1 ∼ABm) 각각의 방전셀(14)에서 어드레스 전극이 된다.
도 2는 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널 구동방법이 적용되는 일 실시예로서, 플라즈마 디스플레이 패널의 구동장치를 보여주는 블록도이다.
도면을 참조하면, 플라즈마 표시 패널(1)의 구동 장치(2)는 영상 처리부(26), 논리 제어부(22), 어드레스 구동부(23), X 구동부(24) 및 Y 구동부(25), 온도 감지부(27), 저항 제어부(28)를 포함하여 이루어진다. 영상 처리부(26)는 외부 아날로그 영상 신호를 디지털 신호로 변환하여 내부 영상 신호 예를 들어, 각각 8 비트의 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B) 영상 데이터, 클럭 신호, 수직 및 수평 동기 신호들을 발생시킨다. 논리 제어부(22)는 영상 처리부(26)로부터의 내부 영상 신호에 따라 구동 제어 신호들(SA, SY, SX)을 발생시킨다.
이때, 어드레스 구동부(23), X 구동부(24) 및 Y 구동부(25) 등의 구동부에서 상기 구동 제어 신호들(SA, SY, SX)로부터 입력받아 각각의 구동 신호들을 발생시키고, 발생된 구동 신호를 각각의 전극 라인들에 인가한다.
즉, 어드레스 구동부(23)는, 논리 제어부(22)로부터의 구동 제어 신호들(SA, SY, SX) 중에서 어드레스 신호(SA)를 처리하여 표시 데이터 신호를 발생시키고, 발생된 표시 데이터 신호를 어드레스 전극 라인들에 인가한다. X 구동부(24)는 논리 제어부(22)로부터의 구동 제어 신호들(SA, SY, SX) 중에서 X 구동 제어 신호(SX)를 처리하여 X 전극 라인들에 인가한다. Y 구동부(25)는 논리 제어부(22)로부터의 구동 제어 신호들(SA, SY, SX)중에서 Y 구동 제어 신호(SY)를 처리하여 Y 전극 라인들에 인가한다.
상기 영상 처리부(26)로 입력되는 영상신호는 NTSC 방식 또는 PAL 방식의 영 상신호가 될 수 있다. 이때, NTSC 방식의 영상신호는 60Hz의 수직 주파수를 가지며, PAL 방식의 신호는 50Hz의 수직 주파수를 갖는다.
따라서, 입력되는 영상신호의 수직 주파수에 따라 입력되는 영상신호의 종류를 판별하고, 상기 논리 제어부(22)에서 영상신호의 방식에 따라 각각의 영상신호에 대하여 최적의 방전 특성을 나타낼 수 있는 서브필드 구성방식을 선택할 수 있도록 한다. 또한, 상기 서브필드 구성방식에 따라, 각각의 서브필드 구성방식에 대하여 최적의 방전을 일으킬 수 있도록, 리셋 주기에 Y 전극에 인가되는 리셋펄스의 기울기를 제어할 수 있다.
상기 온도 감지부(27)는 플라즈마 디스플레이 패널의 패널온도를 검출한다. 상기 온도 제어부(28)는 패널온도가 높아지면, 리셋 주기에서의 램프펄스 파형의 기울기를 감소시키고, 패널온도가 낮아지면, 리셋 주기에서의 램프펄스 파형의 기울기를 증가시킨다.
상기 온도 감지부(27)는 플라즈마 디스플레이 패널의 패널온도를 검출하는데, 패널의 온도가 리셋 방전에 영향을 줄 수 있는 정도인지 여부를 측정하기 위한 것으로, 가능한 패널과 가까운 위치에서 온도를 측정할 수 있도록 하는 것이 바람직하다. 이를 위하여 패널의 뒷면에 직접 접촉되도록 온도 감지부(27)를 설치할 수 있으며, 상기 온도 감지부(27)로는 열전쌍의 원리를 이용한 통상의 온도 측정 장치들이 사용될 수 있을 것이다. 다른 실시예로서 기준온도보다 높으면 신호를 발생시킬 수 있는 바이메탈이 사용될 수도 있을 것이다.
이때, 온도가 상승하면 MgO의 2차 전자 방출이 증가하여 과방전이 발생할 수 있으며, 이로 인하여 벽전하가 통상의 경우에서보다는 과하게 형성될 수 있는데, 도 8에 도시된 바와 같이 리셋 방전에서의 램프펄스의 기울기를 감소시켜, 고온에서의 과방전을 억제할 수 있다.
또한, 온도가 하강하면 MgO의 2차 전자 방출이 감소하여 저방전에 의한 오방전이 발생할 수 있으며, 이로 인하여 벽전하가 통상의 경우에서보다는 적게 형성될 수 있는데, 도 8에 도시된 바와 같이 리셋 방전에서의 램프펄스의 기울기를 증가시켜, 저온에서의 오방전을 억제할 수 있다.
이때, 리셋 주기의 램프펄스의 기울기는 도 11 및 도 12에 도시된 램프생성회로에 의하여 생성되는데, 입력되는 영상신호가 PAL 방식의 영상신호인 경우에 온도 변화에 따라 도 12에서의 소자 정수값을 조절하여 그 기울기를 조절할 수 있다.
도 3a는 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널 구동방법에서, NTSC 방식의 영상신호에 대하여 단위 프레임을 복수개의 서브필드들로 구성하여 구동하는 구동 방법의 일 실시예를 보여주는 타이밍도이다.
도면을 참조하면, 단위 프레임은 시분할 계조 표시를 실현하기 위하여 8 개의 서브필드들(SF1∼SF8)로 분할된다. 또한, 각 서브필드(SF1∼SF8)는 리셋 주기(R1∼R8), 어드레스 주기(A1∼A8), 및 유지방전 주기(S1∼S8)로 분할된다.
플라즈마 디스플레이 패널의 휘도는 단위 프레임에서 차지하는 유지방전 주기(S1∼S8)의 길이에 비례한다. 단위 프레임에서 차지하는 유지방전 주기(S1∼S8)의 길이는 255T(T는 단위 시간)이다. 이때, 제n 서브필드(SFn)의 유지방전 주기 (Sn)에는 2n에 상응하는 시간이 각각 설정된다. 이에 따라, 8 개의 서브필드들 중에서 표시될 서브필드를 적절히 선택하면, 어느 서브필드에서도 표시되지 않는 0(영) 계조를 포함하여 모두 256 계조의 표시가 수행될 수 있다.
도 3b는 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널 구동방법에서, PAL 방식의 영상신호에 대하여 단위 프레임을 복수개의 서브필드들로 구성하여 구동하는 구동 방법의 일 실시예를 보여주는 타이밍도이다.
도면을 참조하면, PAL 방식의 영상신호에 대해서는 광역 플리커의 발생을 방지하기 위하여, 계조 가중치가 일정한 기울기를 가지고 순차적으로 커지는 2 이상의 서브필드 그룹(GSF1, GSF2)에 의하여 형성되는 단위 프레임에 의하여 구동되는 것이 바람직하다.
즉, 그 실시예로서, 단위프레임은 시분할 계조 표시를 위하여 일정한 기울기를 가지고 순차적으로 커지는 2개의 서브필드 그룹(GSF1, GSF2)을 구비한다. 그 256계조로 표현되는 일 실시예에서의 제1 서브필드그룹(GSF1)은 7 개의 서브필드들(SF1∼SF7)로 분할된다. 또한, 각 서브필드(SF1∼SF7)는 리셋 주기(R1∼R7), 어드레스 주기(A1∼A7), 및 유지방전 주기(S1∼S7)로 분할된다.
또한, 제2 서브필드그룹(GSF2)은 7 개의 서브필드들(SF8∼SF14)로 분할된다. 또한, 각 서브필드(SF8∼SF14)는 리셋 주기(R8∼R14), 어드레스 주기(A8∼A14), 및 유지방전 주기(S8∼S14)로 분할된다.
이때, 플라즈마 디스플레이 패널의 휘도는 단위 프레임에서 차지하는 유지방 전 주기(S1∼S14)의 길이에 비례한다. 단위 프레임에서 차지하는 유지방전 주기(S1∼S14)의 길이는 255T(T는 단위 시간)이다. 이에 따라, 8 개의 서브필드들 중에서 표시될 서브필드를 적절히 선택하면, 어느 서브필드에서도 표시되지 않는 0(영) 계조를 포함하여 모두 256 계조의 표시가 수행될 수 있다.
도 4 및 도 5는 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널 구동방법에서, 각각 NTSC 방식과 PAL 방식의 영상신호에 대하여 단위 프레임을 복수개의 서브필드들로 구성하여 구동하는 구동 방법의 다른 실시예를 간략하게 보여주는 서브필드 구성도이다.
도면을 참조하면, 외부로부터 입력되는 영상신호의 방식에 따라 각각의 프레임을 구성하는 서브필드의 구성을 달리 할 수 있다. 이때, 각각의 서브필드는 리셋 주기, 어드레스 주기, 및 유지방전 주기를 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다. 또한, 각각의 서브필드에서의 리셋 주기는 달리 구성될 수 있는데, 도 6에 도시된 실시예에서와 같이 동일한 메인 리셋 주기가 반복되는 경우도 가능하지만, 도 7에 도시된 실시예에서와 같이 메인 리셋과 보조 리셋이 선택적으로 적용되는 서브필드의 구성도 가능하다.
도 4 및 도 5에 도시된 실시예에서는 메인 리셋과 보조 리셋이 선택적으로 사용되는 실시예가 도시되어 있다. 도 7에 도시된 바와 같이, 각각의 리셋 주기에는 미리 설정된 설정 기울기를 갖는 램프펄스 파형의 전압을 인가하는 구간이 존재한다. 또한, 각각의 프레임은 필요에 따라 각각 계조 가중치에 따른 배열이 다른 서브필드 구성을 가질 수 있는데, 그 예가 도 4 및 도 5에 각각 도시되어 있다.
본 실시예에서는 외부로부터 입력되는 영상신호의 방식에 따라, 프레임 내의 서브필드 구성을 다르게 한다. 이 경우, 실시예에 따라서는 영상신호의 방식뿐만 아니라, 표시하고자 하는 영상의 특성 또는 서로 다른 방전 특성이 필요한 경우에도, 프레임이 여러 가지의 서로 다른 서브필드 구성을 가지고 선택적으로 적용될 수 있을 것이다. 이하에서는 주로 영상신호의 방식에 따라 서로 다른 서브필드 구성을 갖는 프레임이 적용되는 실시예를 중심으로 기술된다.
외부로부터 플라즈마 디스플레이 패널에 입력되는 영상신호로는 통상적으로 50Hz의 수직 주파수를 갖는 PAL(Phase Alternate Line) 방식의 영상신호와, 60Hz의 수직 주파수를 갖는 NTSC(National Television Systems committee) 방식의 영상신호가 입력될 수 있다. 따라서, 플라즈마 디스플레이 패널의 구동방법은 50Hz의 수직 주파수를 갖는 영상 신호와 60Hz의 수직 주파수를 갖는 영상 신호 모두 구동 가능하다.
이를 위하여, 플라즈마 디스플레이 패널의 구동방법에서는, 입력되는 영상 신호의 수직 주파수에 따라 50Hz의 영상 신호가 입력되면 50Hz 모드의 로직 프로세싱을 하고, 60Hz의 영상 신호가 입력되면 60Hz 모드의 로직 프로세싱을 하여, 입력되는 영상 신호에 따른 영상을 패널 상에 디스플레이 한다. 이때, 수직 주파수가 Hz의 단위로 표현되는 경우에, 초당 수직 주파수만큼의 프레임 수가 존재하게되어, 각각의 프레임이 차지하는 시간은 수직 주파수의 역수에 해당하는 시간이 된다. 따라서, 각각의 프레임이 차지하는 시간은 수직 주파수가 60Hz인 경우에는 16.67ms가되고, 수직 주파수가 50Hz인 경우에는 20ms가 된다.
본 실시예에서는 입력되는 영상신호가 NTSC 방식의 신호인 경우에는 도 4에 도시된 바와 같은 서브필드 구성을 갖는 프레임에 의하여 구동되며, 입력되는 영상신호가 PAL 방식의 신호인 경우에는 도 5에 도시된 바와 같은 서브필드 구성을 갖는 프레임에 의하여 구동된다.
즉, 상기 영상신호가 NTSC 방식인 경우에는 계조 가중치가 일정한 기울기를 가지고 순차적으로 커지는 서브필드 구조를 갖는 제1 프레임에 의하여 구동되며, 상기 영상신호가 PAL 방식인 경우에는 계조 가중치가 일정한 기울기를 가지고 순차적으로 커지는 2 이상의 서브필드 그룹에 의하여 형성되는 제2 프레임에 의하여 구동된다. 이는 PAL 방식의 영상신호에 대하여 광역 플리커의 발생을 방지하기 위함이다.
도 4에 도시된 프레임(1 FR)은 휴지기를 포함하여 서브필드 배열순서에 따라 계조 가중치가 일정한 기울기를 가지고 순차적으로 커지는 11개의 서브필드들에 의하여 형성된다. 또한, 도 5에 도시된 프레임(1 FR)은 서브필드 배열순서에 따라 계조 가중치가 일정한 기울기를 가지고 순차적으로 커지는 2개의 서브필드 그룹(GSF 1, GSF 2)에 의하여 형성되며, 제1 서브필드 그룹(GSF 1)은 휴지기를 포함하여 7개의 서브필드가 계조 가중치가 일정한 기울기를 가지고 순차적으로 커지는 구성을 가지고, 제2 서브필드 그룹(GSF 2)은 휴지기를 포함하여 5개의 서브필드가 계조 가중치가 일정한 기울기를 가지고 순차적으로 커지는 구성을 가진다. 따라서, 도 5에 도시된 프레임(1 FR)은 두 개의 휴지기와 12개의 서브필드에 의하여 형성되는 투 마운트(two mount) 형식의 프레임이 된다.
도 6은 도 3 내지 도 5의 플라즈마 디스플레이 패널의 구동방법에서, 단위 서브필드 내에서 플라즈마 디스플레이 패널의 전극라인들에 인가되는 구동신호들의 일 실시예를 도시한 타이밍도이다.
본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 구동방법은, 외부로부터 입력되는 영상신호를 처리하여 프레임 단위로 구분하고, 상기 프레임이 각각의 계조 가중치를 갖는 복수개의 서브필드들을 구비하고, 상기 각각의 서브필드가 리셋 주기, 어드레스 주기, 및 유지방전 주기들을 구비하여 구동한다.
도면에서 참조부호 SAR1..ABm은 각 어드레스 전극 라인(도 1의 AR1~ABm)에 인가되는 구동 신호를, SX1..Xn은 X 전극 라인들(도 1의 X1~Xn)에 인가되는 구동 신호를, 그리고 SY1 ~ SYn은 각 Y 전극 라인(도 1의 Y1~Yn)에 인가되는 구동 신호를 가리킨다.
도면을 참조하면, 단위 서브필드(SF)의 리셋 주기(PR)에서는, 먼저 X 전극 라인들(X1~Xn)에 인가되는 전압을 접지 전압(VG)으로부터 제2 전압(VS) 예를 들어, 155 볼트(V)까지 지속적으로 상승시킨다. 여기서, Y 전극 라인들(Y1~Yn)과 어드레스 전극 라인들(AR1~ABm)에는 접지 전압(VG)이 인가된다. 이에 따라, X 전극 라인들(X1~Xn)과 Y 전극 라인들(Y1~Yn) 사이, 및 X 전극 라인들(X1~Xn)과 어드레스 전극 라인들(A1~Am) 사이에 약한 방전이 일어나면서 X 전극 라인들(X1~Xn) 주위에 부극성의 벽전하들이 형성된다.
다음에, Y 전극 라인들(Y1~Yn)에 인가되는 전압이 제2 전압(VS) 예를 들어, 155 볼트(V)부터 제2 전압(VS)보다 제3 전압(VSET)만큼 더 높은 최고 전압(VSET+VS) 예를 들어, 355 볼트(V)까지 지속적으로 상승된다. 여기서, X 전극 라인들(X1~Xn)과 어드레스 전극 라인들(AR1~ABm)에는 접지 전압(VG)이 인가된다. 이에 따라, Y 전극 라인들(Y1~Yn)과 X 전극 라인들(X1~Xn) 사이에 약한 방전이 일어나는 한편, Y 전극 라인들(Y1~Yn)과 어드레스 전극 라인들(AR1~ABm) 사이에 더욱 약한 방전이 일어난다.
다음에, X 전극 라인들(X1~Xn)에 인가되는 전압이 제2 전압(VS)으로 유지된 상태에서, Y 전극 라인들(Y1~Yn)에 인가되는 전압이 제2 전압(VS)으로부터 접지 전압(VG)까지 지속적으로 하강된다. 여기서, 어드레스 전극 라인들(AR1~ABm)에는 접지 전압(VG)이 인가된다.
이어지는 어드레스 주기(PA)에서, 어드레스 전극 라인들에 어드레스 펄스의 표시 데이터 신호가 인가되고, 제2 전압(VS)보다 낮은 제4 전압(VSCAN)으로 바이어싱된 Y 전극 라인들(Y1~Yn)에 접지 전압(VG)의 스캔 펄스의 주사 신호가 순차적으로 인가됨에 따라, 원활한 어드레싱이 수행될 수 있다.
이때, 각 어드레스 전극 라인(AR1~ABm)에 인가되는 표시 데이터 신호는 방전셀을 선택할 경우에 정극성 어드레스 전압(VA)이, 그렇지 않을 경우에 접지 전압 (VG)이 인가된다. 이에 따라 접지 전압(VG)의 스캔 펄스가 인가되는 동안에 정극성 어드레스 전압(VA)의 표시 데이터 신호가 인가되면 상응하는 방전셀에서 어드레스 방전에 의하여 벽전하들이 형성되며, 그렇지 않은 방전셀에서는 벽전하들이 형성되지 않는다. 또한, 보다 정확하고 효율적인 어드레스 방전을 위하여 X 전극 라인들(X1~Xn)에 제2 전압(VS)이 인가된다.
이어지는 유지방전 주기(PS)에서는, 모든 Y 전극 라인들(Y1~Yn)과 X 전극 라인들(X1~Xn)에 제2 전압(VS)의 디스플레이 유지 펄스가 교호하게 인가되어, 상응하는 어드레스 주기(PA)에서 벽전하들이 형성된 방전셀들에서 디스플레이 유지를 위한 방전을 일으킨다.
본 발명에 따라, PAL 방식의 영상 신호 또는 도 5에 도시된 경우에서처럼 프레임이 두 개 그룹의 서브필드로 이루어진 경우에 있어서, 상승 램프펄스 파형(RA) 의 전압이 인가되는 구간 또는 하강 램프펄스 파형(RB)의 전압이 인가되는 구간, 또는 상승 램프펄스 파형(RA)과 하강 램프펄스 파형(RB)의 전압이 인가되는 구간 모두에서, 온도 변화에 따라 도 8에 도시된 바와 같이 기울기를 조절할 수 있다.
도 7은 도 3 내지 도 5의 플라즈마 디스플레이 패널의 구동방법에서, 단위 서브필드 내에서 플라즈마 디스플레이 패널의 전극라인들에 인가되는 구동신호들의 다른 실시예를 도시한 타이밍도로서, 도 4 및 도 5에 도시된 실시예에서처럼 프레임 내에서 메인 리셋과 보조 리셋 포함하는 연속하는 2개의 서브필드들이 도시된 다.
본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 구동방법은, 외부로부터 입력되는 영상신호를 처리하여 프레임 단위로 구분하고, 상기 프레임이 각각의 계조 가중치를 갖는 복수개의 서브필드들을 구비하고, 상기 각각의 서브필드가 리셋 주기, 어드레스 주기, 및 유지방전 주기들을 구비하여 구동한다.
도 7에 도시된 일 실시예로서의 플라즈마 디스플레이 패널의 구동방법에 의하면, 하나의 프레임에는 2 이상의 서브필드가 존재하는데, 그 예로서 프레임은 제1 서브필드(SF 1)와 제2 서브필드(SF 2)를 구비한다. 제1 서브필드(SF 1) 및 제2 서브필드(SF 2) 각각은 리셋 주기(PR1, PR2), 어드레스 주기(PA1, PA2), 및 유지방전 주기(PS1, PS2)를 구비한다. 이때, 하나의 프레임은 제1 서브필드(SF 1)와 제2 서브필드(SF 2)의 조합으로 이루어질 수 있다.
또한, 각각의 리셋 주기(PR1, PR2)는 제1 리셋 주기(Tr1, Tr2)와 제2 리셋 주기(Tf1, Tf2)를 구비한다. 본 실시예의 경우, 제1 서브필드의 리셋 주기(PR1)는 상대적으로 강한 리셋 방전을 일으키고 상대적으로 긴 시간 주기를 갖는 메인 리셋이 적용되고, 제2 서브필드의 리셋 주기(PR2)는 상대적으로 약한 리셋 방전을 일으키고 상대적으로 짧은 시간 주기를 갖는 보조 리셋이 적용된다.
상기 제1 서브필드(SF 1)에서, 제1 리셋주기(Tr1)에는 Y 전극에 제1레벨(V1)로부터 일정한 기울기를 가지며 제2레벨(V2)까지 지속적으로 상승하는 상승 램프 펄스 파형의 전압이 인가된다. 또한, 제2 리셋주기(Tf1)에는 Y 전극에 제3레벨(V3)로 부터 일정한 기울기를 가지며 제4레벨(V4)까지 지속적으로 하강하는 하강 램프 펄스 파형의 전압이 인가된다.
상기 제2 서브필드(SF 2)에서, 제1 리셋주기(Tr2)에는 Y 전극에 제3레벨(V3)의 전압이 인가되고, 또한, 제2 리셋주기(Tf2)에는 Y 전극에 제3레벨(V3)로부터 일정한 기울기를 가지며 제4레벨(V4)까지 지속적으로 하강하는 하강 램프 펄스 파형의 전압이 인가된다.
본 발명에 따라, PAL 방식의 영상 신호 또는 도 5에 도시된 경우에서처럼 프레임이 두 개 그룹의 서브필드로 이루어진 경우에 있어서, 상승 램프펄스 파형(RC) 의 전압이 인가되는 구간 또는 하강 램프펄스 파형(RD, RE)의 전압이 인가되는 구간, 또는 상승 램프펄스 파형(RC)과 하강 램프펄스 파형(RD, RE)의 전압이 인가되는 구간 모두에서, 온도 변화에 따라 도 8에 도시된 바와 같이 기울기를 조절할 수 있다.
도 8은 도 6 및 도7의 구동신호에서 PAL 방식의 영상신호에 대하여 온도에 따른 기울기 변화를 갖는 램프 펄스 파형을 개략적으로 도시한 도면이다.
도면을 참조하면, 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 구동방법에 의하면, 외부로부터 입력되는 영상신호가 PAL 방식인 경우에 패널의 온도에 따라 서브필드 내에 미리 설정된 설정 기울기(81a, 82a)를 갖는 램프펄스 파형의 전압의 기울기를 조절하여, PAL 방식의 영상신호가 입력되는 경우에 방전을 안정화시킬 수 있도록 한다.
이때, 리셋 주기에는 Y 전극에 도 8에 도시된 바와 같은 램프펄스 파형의 전압이 인가될 수 있는데, 패널의 온도변화에 반비례하도록 램프펄스 파형의 기울기를 조절하는 것이 바람직하다. 특히, 외부로부터 입력되는 영상신호가 PAL 방식의 신호인 경우에 패널의 온도변화에 따라 방전이 불안정해질 수 있는데, 패널에서 검출되는 패널온도가 상승하면, 기울기의 크기를 낮추어(81c, 82c) 방전을 안정화시키고, 패널에서 검출되는 패널온도가 하강하면, 기울기의 크기를 높여(81b, 82b) 방전을 안정화시킬 수 있다.
이러한 기울기의 조절은 상승 램프펄스 파형(81a) 및 하강 램프펄스 파형(82a) 각각의 경우에 선택적으로 적용될 수 있다. 이때, 램프펄스 파형의 기울기는 도 11 및 도 12에 도시된 램프생성회로에서 온도 변화를 반영하여 소자 정수값을 조절하여 변경할 수 있다.
도 9는 본 발명에 따른 일 실시예로서, 플라즈마 디스플레이 패널의 구동방법을 개략적으로 도시한 흐름도이다.
도면을 참조하면, 플라즈마 디스플레이 패널의 구동방법(100)은, (a) 상기 영상신호의 방식을 판단하는 단계(단계 101); (b) 영상신호의 방식에 따라, 프레임 내의 서브필드의 구성을 생성하는 단계(단계 102, 103); (c) 패널로부터 패널온도를 검출하는 단계(단계 104); (d) 패널온도에 따라 램프펄스 파형의 기울기를 조절하는 단계(단계 105); 및 (e) 상기 램프펄스 파형의 기울기를 갖는 파형의 전압에 의하여 패널을 구동하는 단계(단계 106)를 구비한다.
이때, 상기 영상신호가 NTSC 방식 또는 PAL 방식 중의 하나이고, 상기 (b) 단계에서 생성되는 상기 프레임이, 상기 영상신호가 NTSC 방식인 경우에는 계조 가중치가 일정한 기울기를 가지고 순차적으로 커지는 서브필드 구조를 갖는 제1 프레임(단계 103)이 되고, 영상신호가 PAL 방식인 경우에는 계조 가중치가 일정한 기울기를 가지고 순차적으로 커지는 2 이상의 서브필드 그룹에 의하여 형성되는 제2 프레임(단계 102)이 된다.
또한, 상기 (c) 단계 및 (d) 단계는 영상신호가 PAL 방식인 경우에만 수행되는 것이 바람직하며, 영상신호가 NTSC 방식인 경우에는 상기 (b) 단계(단계 103)에서 생성된 제1 프레임의 서브필드에서는 미리 설정된 기울기를 갖는 램프펄스 파형의 전압이 인가된다. 이때, 상기 (c) 단계 및 (d) 단계에서 수행되는 자세한 구동방법은 도 11 및 도 12에 대한 기술을 참조한다. 또한, 상기 (e) 단계에서의 구동은 도 6 내지 도 7에 도시된 구동방법을 따른다.
도 10은 본 발명에 따른 다른 실시예로서, 플라즈마 디스플레이 패널의 구동방법을 개략적으로 도시한 흐름도이다.
도면을 참조하면, 플라즈마 디스플레이 패널의 구동방법(200)은, (a) 외부로부터 입력되는 영상신호로부터 프레임을 구성하는 단계(단계 201); (b) 프레임의 종류를 판단하는 단계(단계 202); (c) 패널로부터 패널온도를 검출하는 단계(단계 204); (d) 패널온도에 따라 램프펄스 파형의 기울기를 조절하는 단계(단계 205); 및 (e) 상기 램프펄스 파형의 기울기를 갖는 파형의 전압에 의하여 패널을 구동하는 단계(단계 206)를 구비한다.
상기 (a) 단계(단계 201)에서는 외부로부터 입력되는 영상신호의 방식에 따라 프레임을 구성할 수 있다. 이 경우, 실시예에 따라서는 영상신호의 방식뿐만 아니라, 표시하고자 하는 영상의 특성 또는 서로 다른 방전 특성이 필요한 경우에도, 프레임이 여러 가지의 서로 다른 서브필드 구성을 가지고 선택적으로 적용될 수 있을 것이다. 이하에서는 주로 영상신호의 방식에 따라 서로 다른 서브필드 구성을 갖는 프레임이 적용되는 실시예를 중심으로 기술된다.
상기 영상신호가 NTSC 방식 또는 PAL 방식 중의 하나가 될 수 있다. 또한, 상기 (a) 단계(단계 201)에서 생성되는 상기 프레임은, 상기 영상신호가 NTSC 방식인 경우에는 계조 가중치가 일정한 기울기를 가지고 순차적으로 커지는 서브필드 구조를 갖는 제1 프레임이 되고, 영상신호가 PAL 방식인 경우에는 계조 가중치가 일정한 기울기를 가지고 순차적으로 커지는 2 이상의 서브필드 그룹에 의하여 형성되는 제2 프레임이 되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 (c) 단계 및 (d) 단계는 영상신호가 PAL 방식인 경우에만 수행되는 것이 바람직하며, 영상신호가 NTSC 방식인 경우에는 상기 (b) 단계(단계 201)에서 생성된 제1 프레임의 서브필드에서는 미리 설정된 기울기를 갖는 램프펄스 파형의 전압이 인가된다. 이때, 상기 (c) 단계 및 (d) 단계에서 수행되는 자세한 구동방법은 도 11 및 도 12에 대한 기술을 참조한다. 또한, 상기 (e) 단계에서의 구동은 도 6 내지 도 7에 도시된 구동방법을 따른다.
도 11은 도 2의 플라즈마 디스플레이 패널의 구동장치에서 램프 생성회로를 포함하는 X 구동부 및 Y 구동부를 더욱 구체적으로 도시한 회로 구성도이다. 도 12 는 도 11의 플라즈마 디스플레이 패널의 구동장치에서, 램프 생성회로의 회로 구성도이다.
도면을 참조하여 플라즈마 디스플레이 패널의 구동장치에서 램프 파형의 생성원리 및 램프 기울기의 조절 원리를 기술하면 다음과 같다. 플라즈마 디스플레이 패널의 램프 생성회로는, 플라즈마 디스플레이 패널의 전극 라인들에 기울기를 갖는 램프 파형의 램프전압을 인가하는 플라즈마 디스플레이 패널의 램프 생성회로로서, 램프 생성부(39); 온도 감지부(37); 및 소자 정수 제어부(38)를 구비한다.
상기 램프 생성부(39)는 외부로부터 입력되는 전원으로부터 램프전압을 생성하여 전극 라인들에 인가하는 것으로, 정수값의 변경에 의하여 기울기가 가변되는 소자들을 포함한다. 상기 온도 감지부(37)는 패널로부터 패널온도를 감지한다. 상기 소자 정수 제어부(38)는 패널온도에 따라 소자들의 정수값을 가변시켜, 램프 파형의 기울기를 제어한다.
상기 램프 생성부(39)는 외부로부터 입력되는 전원으로부터 램프전압을 생성하여 전극 라인들에 인가하는데, 본 발명에 따라 램프전압은 가변 기울기를 갖는 램프 파형으로 인가된다. 이때, 램프 생성부(39)는 그 특성값의 변화에 따라 램프 파형의 기울기가 가변될 수 있는 소자들을 포함하여 이루어질 수 있다. 램프 파형의 기울기를 가변시킬 수 있는 소자로서는 도 10에 도시된 회로 구성을 갖는 저항기(DR1)와 콘덴서(C1)가 사용될 수 있다.
특히, 본 발명에서는 저항기(DR1) 또는 콘덴서(C1) 중에서 적어도 하나의 정수값 즉 특성치가 온도에 따라 실시간의 제어되어, 온도 변화에 따라 상기 램프 파 형의 기울기를 패널에서 최적의 방전을 일으킬 수 있도록 할 수 있다. 이를 위하여, 본 발명에 따른 램프 파형 발생회로는 온도 감지부(37)에서 패널로부터 패널온도를 감지한다.
상기 온도 감지부(37)는 패널의 온도를 용이하게 감지할 수 있도록 설치되는 것이 바람직하다. 이를 위하여 되도록 패널과 가까운 위치에 위치될 수 있도록 한데, 패널 근처의 새시 베이스에 설치가 가능할 것이다. 또는 제어의 용이성을 위하여 소자 정수 제어부(38)로부터 가까운 위치에 위치될 수도 있는데, 그 예로서는 논리 제어부와 같은 제어 보드에 설치될 수도 있을 것이다.
이처럼 상기 온도 감지부(37)에서 패널의 온도를 직접 측정하지 못하는 경우에는 소자 정수 제어부(38)에서 측정 위치에서의 온도와 패널의 온도 차이를 고려하여 소자 정수값을 설정하는 것이 바람직하다.
상기 소자 정수 제어부(38)는 패널온도에 따라 소자들의 정수값을 가변시켜 램프 파형의 기울기를 제어하는데, 본 실시예에서는 상기 온도 감지부(37)에서 감지된 패널온도를 입력받아 디지털 저항기(DR1)의 저항값을 가변시킬 수 있는 저항 제어부(38)가 적용된다.
온도의 변화에 따라 디지털 저항기(DR1)의 저항값을 가변시켜 기울기를 가변시킬 수 있는 일 실시예로서, 상기 저항 제어부(38)는 패널온도가 낮아지면 램프 파형의 기울기를 증가시키도록 디지털 저항기의 저항값을 변경시키고, 패널온도가 높아지면 램프 파형의 기울기를 감소시키도록 디지털 저항기의 저항값을 변경시키도록 구성될 수 있다.
이때, 본 실시예에서의 디지털 저항기(DR1)의 저항값 조정은 온도에 따른 콘덴서(C1)의 커패시턴스(capacitance, C)의 변화를 고려하여, 이를 보정할 수 있도록 저항값이 조정되는 것이 바람직하다.
이를 위하여, 패널에 대하여 온도 변화에 따라 최적의 방전을 일으킬 수 있는 램프 파형의 기울기를 먼저 구하고, 램프 생성회로에서 저항값과 커패시턴스의 변화에 따른 램프 파형의 기울기 변화를 구한다. 이러한 결과를 기초로 온도에 따라 최적의 기울기를 갖는 램프 파형을 생성하기 위한 소자들의 정수값을 구할 수 있다.
이때, 콘덴서의 온도 변화에 따른 커패시턴스 변화는 콘덴서의 종류에 따라 온도 증가와 함께 커패시턴스가 증가하는 경우와 감소하는 경우가 있다. 따라서, 디지털 저항기(DR1)의 온도에 따른 저항값은 콘덴서의 특성에 따른 이러한 커패시턴스 변화를 고려하여 조절될 수 있다.
즉, 본 실시예에서와 같이 디지털 저항기(DR1)의 저항값 조절 시에 온도에 따른 콘덴서의 커패시턴스 변화를 고려하여 조절하여, 디지털 저항기(DR1)만을 조절하여 패널에서 최적의 방전을 일으킬 수 있는 기울기를 갖는 램프 파형을 생성할 수 있다.
또한, 다른 실시예로서, 패널온도를 저온 영역, 상온 영역, 및 고온 영역으로 구분하고, 상온 영역에 적용될 수 있는 램프 파형의 기울기로 기준 기울기를 설정하고, 저온 영역에 대해서는 램프 파형의 기울기를 기준 기울기보다 높은 기울기를 적용하고, 고온 영역에 대해서는 램프 파형의 기울기를 기준 기울기보다 낮은 기울기를 적용하도록, 상기 저항 제어부(38)가 디지털 저항기(DR1)의 저항값을 변경시킬 수 있도록 램프 파형 발생회로가 구성될 수 있을 것이다.
상기 램프 생성부(39)는, 정전류 생성부(391)와, 게이트 구동부(392), 및 기울기 설정부(393)를 구비하여 이루어질 수 있다. 상기 정전류 생성부(391)는 패널에 램프 전압을 인가하기 위하여 패널에 정전류를 공급한다. 상기 게이트 구동부(392)는 정전류 생성부를 구동한다. 상기 기울기 설정부(393)는 게이트 구동부(392)와 정전류 생성부(391) 사이에 연결되어 램프 전압의 기울기를 설정한다.
상기 정전류 생성부(391)는, 드레인(D), 게이트(G), 및 소스(S)를 구비하는 전계효과 트랜지스터(Field Effect Transistor, FET)로 이루어지는 것이 바람직하다. 이때, 상기 정전류 생성부(391)로서의 전계효과 트랜지스터는 게이트 구동부(392)로부터 입력되는 구형파 신호에 의하여 구동되는 것이 바람직하다.
상기 기울기 설정부(393)는 소자 정수 제어부(38)에 의하여 저항값이 조절 가능한 디지털 저항기(DR1)를 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다.
또한, 상기 기울기 설정부(393)가, 일단이 드레인(D)과 연결되고 타단이 디지털 저항기(DR1)의 일단 및 게이트(G)와 연결되는 콘덴서를 더 구비하여 이루어질 수 있다. 이때, 디지털 저항기(DR1)의 타단이 게이트 구동부(392)의 일단과 연결되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 디지털 저항기(DR1)의 일단에 애도느가 연결되고, 캐소드가 상기 게이트 구동부(392)의 타단 및 상기 소스(S)와 연결되는 제너 다이오드(D1)를 더 구비하는 것이 바람직하다.
도 11에 도시된 플라즈마 디스플레이 패널의 구동장치의 각각의 구성요소들 중에서 도 2에 도시된 동일한 기능을 수행하는 동일한 구성요소에 대해서는 도 2에서와 유사한 참조번호를 사용하고, 이들에 대한 자세한 설명은 생략한다.
이하에서는 도 11 및 도 12를 참조하여, 본 발명에 따른 램프 생성회로에 의하여 일정한 기울기를 갖는 램프 파형의 생성 원리에 대하여 살펴본다.
램프 파형 발생 회로는 리셋 구간에 X 전극과 Y 전극에 램프 파형을 인가하기 위하여 램프 파형을 발생시키는 것으로, 램프 파형이란 선형적으로 증가하거나 감소하는 전압 파형을 말한다.
램프 파형 발생 회로에 의하여 , 램프 파형을 만들어 내기 위해서는 커패시터(Cp) 부하로 모델링되는 패널에 대하여 정전류원의 스위치를 만들어준다. 이때, 통상적으로 정전류원의 스위치로 전계 효과 트랜지스터(Field Effect Transistor, M1)가 사용되며, 전계효과 트랜지스터(FET)는 드레인(drain, D), 게이트(gate, G), 소스(source, S)가 구비된다. 게이트(G)에는 게이트 구동부가 연결되고, 드레인(D)에는 입력 전원(VD)이 연결되고, 소스(S)측에 패널(Cp)이 연결된다.
특히, 드레인(D)과 게이트(G) 사이에는 저항(DR1)과 콘덴서(C1)가 연결되어, 플라즈마 디스플레이 패널의 구동을 위하여 필요한 램프 파형의 기울기를 설정할 수 있도록 한다.
이때, 패널에 걸리는 전압이 일정한 기울기를 갖는 램프 파형으로 증가 또는 감소하기 위해서는 수학식 1에서 보여주는 바와 같이 시간에 대한 패널의 전압의 시간에 따른 변화량이 일정한 상수로 나타내져야 한다. 즉, 일정한 기울기의 램프 파형을 얻기 위하여 커패시턴스(C)가 일정한 경우에, 전계효과 트랜지스터(M1)의 드레인(D)으로부터 소스(S)를 통하여 패널에 흐르는 전류(iDS)가 일정한 값을 가져야 한다.
Figure 112005020256677-PAT00001
여기서, VC는 패널에 인가되는 전압이고, C는 패널의 커패시턴스이다. 이때, 램프 파형의 기울기는 드레인(D)과 게이트(G) 사이에 연결되는 저항(DR1)과 콘덴서(C1)에 의하여 결정될 수 있다.
여기서, 게이트 구동부(Vg)에 의하여 전계효과 트랜지스터(M1)의 게이트단(G)에 입력되는 구동 신호에 따라 저항(DR1)과 콘덴서(C1)를 경유하여 게이트 전류(ig)가 흐르게 되고, 게이트 전류(ig)의 램프 파형의 기울기와의 관계는 수학식 2와 같다.
Figure 112005020256677-PAT00002
수학식 2에서 알 수 있는 바와 같이, 전계효과 트랜지스터(M1)의 드레인(D)-소스(S)단 전압(VDS)의 기울기가 변함에 따라 게이트 전류(ig)가 변하여 패널 양단 에 인가되는 램프 파형 전압의 기울기가 변하게 된다. 또한, 게이트 전류(ig)가 일정한 경우에도 제1 콘덴서의 커패시턴스(C1)가 변하면 드레인(D)-소스(S)단 전압(VDS)의 기울기가 변하여 패널에 인가되는 램프 파형 전압의 기울기가 변하게 된다.
이때, 패널에 인가되는 전압(VC)은 전계효과 트랜지스터(M1)의 드레인(D)단에 인가되는 입력 전압(VD)과 드레인(D)-소스(S)단 전압(VDS)의 차에 의하여 결정된다. 따라서, 전계효과 트랜지스터(M1)의 드레인(D)단에 인가되는 입력 전압(VD)이 일정한 전압이 되도록 하면, 패널 전압(VC)의 시간에 따른 변화율은 드레인(D)-소스(S)단 전압(VDS)의 시간에 따른 변화율에 의하여 결정된다.
또한, 제너다이오드(D1)는 역방향으로는 일정한 전압 이상일 때 역방향으로 급격한 전류를 흘리지만 전압은 일정하게 정전압을 유지한다. 따라서 상기 전계효과 트랜지스터의 게이트단(G) 전압을 정전압으로 유지할 수 있도록 한다.
본 실시예의 경우 전계 효과 트랜지스터(FET)가 사용되는 정전류 생성부(391)는 드레인(D)이 입력 전원측(VD)에 연결되고, 게이트(G)가 게이트 구동부(392)로 연결되고, 소스(S)가 패널(Cp)로 연결된다. 본 발명에 의하여 패널(Cp)에 일정한 기울기를 갖는 램프 파형의 램프 전압을 인가하기 위하여, 드레인(D)으로부터 소스(S)를 통하여 패널로 흐르는 전류(iDS)가 수학식 1에 의하여 일정한 값을 갖는 정전류이어야 한다.
이때, 램프 전압의 기울기는 기울기 설정부(393)를 이루는 소자들의 특성값에 의하여 결정된다. 따라서, 램프 전압이 필요한 리셋 구간 등에서의 적절한 방전을 위하여 필요한 기울기를 먼저 구하고, 램프 전압의 기울기를 결정하는 기울기 설정부(393)의 저항의 저항값(DR1)과 콘덴서의 커패시턴스(C1)를 각각 설정한다.
Figure 112005020256677-PAT00003
저항의 저항값(DR1)에 의한 램프 전압의 기울기 설정은 수학식 2와 수학식 3의 관계로부터 이루어질 수 있는데, 수학식 3은 다음과 같다. 여기서, Vth는 전계 효과 트랜지스터(M1)의 임계 전압(threshold voltage)이고, 통상적으로 3V 내지 5V 정도의 값을 갖는다. 또한, Vg는 게이트 구동부(392)에 의하여 정전압 생성부(391)를 구동하기 위하여 전계효과 트랜지스터(391)의 게이트(G)에 인가되는 전압이다.
즉, 저항(DR1)의 저항값에 따라 저항과 콘덴서(C1)의 병렬 연결의 경로를 통하여 흐르는 게이트 전류(ig)가 변하므로, 수학식 2에서의 관계로부터 드레인(D)-소스(S)단 전압의 기울기가 변하게 되어 패널 양단에 인가되는 램프 전압의 기울기가 조정된다.
본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널 구동장치에 의하면, 각각의 서로 다른 서브필드 구성에 대하여, 각각의 전극 라인에 인가되는 램프 펄스 전압의 램 프 기울기를 온도 변화에 따라 다르게 조절하여 방전을 안정화시킬 수 있다.
본 발명은 첨부된 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구 범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

Claims (33)

  1. 교대로 나란히 배열되는 X 전극 및 Y 전극과 어드레스 전극이 교차되는 영역에 방전셀들이 형성되는 플라즈마 디스플레이 패널에 대하여, 외부로부터 입력되는 영상신호를 처리하여 프레임 단위로 구분하고, 상기 프레임이 각각의 계조 가중치를 갖는 복수개의 서브필드들을 구비하고, 상기 서브필드 내에 미리 설정된 설정 기울기를 갖는 펄스 파형의 전압을 인가하는 구간이 존재하여 구동하는 플라즈마 디스플레이 패널의 구동방법에 있어서,
    (a) 상기 영상신호의 방식을 판단하는 단계; 및
    (b) 상기 영상신호의 방식이 PAL 방식인 경우에, 상기 패널의 온도에 따라 상기 펄스 파형의 기울기를 조절하는 단계를 구비하는 플라즈마 디스플레이 패널의 구동방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 (b) 단계가,
    (b1) 상기 패널온도를 검출하는 단계, 및
    (b2) 상기 패널온도에 따라 상기 펄스 파형의 기울기를 조절하는 단계를 구비하는 플라즈마 디스플레이 패널의 구동방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 펄스 파형의 기울기의 크기가 상기 패널온도에 반비례하도록 조절되는 플라즈마 디스플레이 패널의 구동방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 펄스 파형이 제1레벨에서 제2레벨까지 지속적으로 상승하는 구간을 갖는 플라즈마 디스플레이 패널의 구동방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 패널온도가 상승하면 상기 상승 펄스 파형의 기울기의 크기를 감소시키고, 상기 패널온도가 하강하면 상기 상승 펄스 파형의 기울기의 크기를 증가시키는 플라즈마 디스플레이 패널의 구동방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 펄스 파형의 전압이 제3레벨에서 제4레벨까지 지속적으로 하강하는 구간을 갖는 플라즈마 디스플레이 패널의 구동방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 패널온도가 상승하면 상기 하강 파형의 기울기의 크기를 감소시키고, 상기 패널온도가 하강하면 상기 하강 파형의 기울기의 크기를 증가시키는 플라즈마 디스플레이 패널의 구동방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 펄스 파형이 제1레벨에서 제2레벨까지 지속적으로 상승하는 구간과, 제3레벨에서 제4레벨까지 지속적으로 하강하는 구간을 갖는 플라즈마 디스플레이 패널의 구동방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 패널온도가 상승하면, 상기 상승 파형과 상기 하강 파형 중의 적어도 하나의 기울기의 크기를 감소시키고,
    상기 패널온도가 하강하면, 상기 상승 파형과 상기 하강 파형 중의 적어도 하나의 기울기의 크기를 증가시키는 플라즈마 디스플레이 패널의 구동방법.
  10. 제1항 또는 제8항에 있어서,
    상기 각각의 서브필드가, 상기 전체 방전셀들을 초기화하는 리셋 주기, 상기 전체 방전셀들 중에서 발광하여 표시하고자 하는 방전셀들을 선택하는 어드레스 주기, 및 상기 선택된 방전셀들에서 유지방전을 일으키는 유지방전 주기를 구비하는 플라즈마 디스플레이 패널의 구동방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 펄스는 상기 리셋 주기 내의 펄스인 플라즈마 디스플레이 패널의 구동 방법.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 펄스는 램프 펄스이고, 상기 램프펄스 파형의 기울기의 크기가, 상기 램프펄스 파형을 생성하는 램프생성회로의 소자 정수값을 제어하여 조절되는 플라즈마 디스플레이 패널의 구동방법.
  13. 교대로 나란히 배열되는 X 전극 및 Y 전극과 어드레스 전극이 교차되는 영역에 방전셀들이 형성되는 플라즈마 디스플레이 패널에 대하여, 외부로부터 입력되는 영상신호를 처리하여 프레임 단위로 구분하고, 상기 프레임이 각각의 계조 가중치를 갖는 복수개의 서브필드들을 구비하고, 상기 서브필드 내에 미리 설정된 설정 기울기를 갖는 펄스 파형의 전압을 인가하는 구간이 존재하여 구동하는 플라즈마 디스플레이 패널의 구동방법에 있어서,
    상기 프레임이, 계조 가중치가 일정한 기울기의 크기를 가지고 순차적으로 커지는 서브필드 구조를 갖는 제1 프레임과, 상기 계조 가중치가 일정한 기울기의 크기를 가지고 순차적으로 커지는 2 이상의 서브필드 그룹에 의하여 형성되는 제2 프레임 중의 어느 하나이고,
    (a) 상기 프레임의 종류를 판단하는 단계; 및
    (b) 상기 프레임이 제2 프레임인 경우에, 상기 패널의 온도에 따라 상기 펄스 파형의 기울기를 조절하는 단계를 구비하는 플라즈마 디스플레이 패널의 구동방 법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 (b) 단계가,
    (b1) 상기 패널온도를 검출하는 단계, 및 (b2) 상기 패널온도에 따라 상기 펄스 파형의 기울기를 조절하는 단계를 구비하는 플라즈마 디스플레이 패널의 구동방법.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 펄스 파형의 기울기의 크기가 상기 패널온도에 반비례하도록 조절되는 플라즈마 디스플레이 패널의 구동방법.
  16. 제13항에 있어서,
    상기 펄스 파형이 제1레벨에서 제2레벨까지 지속적으로 상승하는 구간을 갖는 플라즈마 디스플레이 패널의 구동방법.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 패널온도가 상승하면, 상기 상승 펄스 파형의 기울기의 크기를 감소시키고, 상기 패널온도가 하강하면, 상기 상승 펄스 파형의 기울기의 크기를 증가시키는 플라즈마 디스플레이 패널의 구동방법.
  18. 제13항에 있어서,
    상기 펄스 파형의 전압이 제3레벨에서 제4레벨까지 지속적으로 하강하는 구간을 갖는 플라즈마 디스플레이 패널의 구동방법.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 패널온도가 상승하면, 상기 하강 파형의 기울기의 크기를 감소시키고, 상기 패널온도가 하강하면, 상기 하강 파형의 기울기의 크기를 증가시키는 플라즈마 디스플레이 패널의 구동방법.
  20. 제13항에 있어서,
    상기 펄스 파형이 제1레벨에서 제2레벨까지 지속적으로 상승하는 구간과, 제3레벨에서 제4레벨까지 지속적으로 하강하는 구간을 갖는 플라즈마 디스플레이 패널의 구동방법.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 패널온도가 상승하면, 상기 상승 파형과 상기 하강 파형 중의 적어도 하나의 기울기의 크기를 감소시키고,
    상기 패널온도가 하강하면, 상기 상승 파형과 상기 하강 파형 중의 적어도 하나의 기울기의 크기를 증가시키는 플라즈마 디스플레이 패널의 구동방법.
  22. 제13항 또는 제21항에 있어서,
    상기 각각의 서브필드가, 상기 전체 방전셀들을 초기화하는 리셋 주기, 상기 전체 방전셀들 중에서 발광하여 표시하고자 하는 방전셀들을 선택하는 어드레스 주기, 및 상기 선택된 방전셀들에서 유지방전을 일으키는 유지방전 주기를 구비하는 플라즈마 디스플레이 패널의 구동방법.
  23. 제22항에 있어서,
    상기 펄스는 상기 리셋 주기 내의 펄스인 플라즈마 디스플레이 패널의 구동방법.
  24. 제13항에 있어서,
    상기 펄스는 램프 펄스이고, 상기 램프펄스 파형의 기울기의 크기가, 상기 램프펄스 파형을 생성하는 램프생성회로의 소자 정수값을 제어하여 조절되는 플라즈마 디스플레이 패널의 구동방법.
  25. 교대로 나란히 배열되는 X 전극 및 Y 전극과 어드레스 전극이 교차되는 영역에 방전셀들이 형성되는 플라즈마 디스플레이 패널에 대하여, 외부로부터 입력되는 영상신호를 처리하여 프레임 단위로 구분하고, 상기 프레임이 각각의 계조 가중치를 갖는 복수개의 서브필드들을 구비하고, 상기 서브필드 내에 미리 설정된 설정 기울기를 갖는 펄스 파형의 전압을 인가하는 구간이 존재하여 구동하는 플라즈마 디스플레이 패널의 구동방법에 있어서,
    (a) 상기 영상신호의 방식을 판단하는 단계;
    (b) 상기 영상신호의 방식에 따라, 상기 프레임 내의 서브필드의 구성을 생성하는 단계;
    (c) 상기 패널의 온도를 검출하는 단계; 및
    (d) 상기 패널온도에 따라 상기 펄스 파형의 기울기를 조절하는 단계를 구비하는 플라즈마 디스플레이 패널의 구동방법.
  26. 제25항에 있어서,
    상기 (b) 단계에서 생성되는 상기 프레임이, 상기 영상신호가 NTSC 방식인 경우에는 계조 가중치가 일정한 기울기의 크기를 가지고 순차적으로 커지는 서브필드 구조를 갖는 제1 프레임이고, 상기 영상신호가 PAL 방식인 경우에는 계조 가중치가 일정한 기울기의 크기를 가지고 순차적으로 커지는 2 이상의 서브필드 그룹에 의하여 형성되는 제2 프레임인 플라즈마 디스플레이 패널의 구동방법.
  27. 제25항에 있어서,
    상기 (c) 단계가, 상기 영상신호가 PAL 방식인 경우에만 수행되는 플라즈마 디스플레이 패널의 구동방법.
  28. 제25항에 있어서,
    상기 각각의 서브필드가, 상기 전체 방전셀을 초기화하는 리셋 주기, 상기 전체 방전셀들 중에서 발광하여 표시하고자 하는 방전셀들을 선택하는 어드레스 주기, 및 상기 선택된 방전셀들에서 유지방전을 일으키는 유지방전 주기를 구비하는 플라즈마 디스플레이 패널의 구동방법.
  29. 제28항에 있어서,
    상기 펄스는 상기 리셋 주기 내의 펄스인 플라즈마 디스플레이 패널의 구동방법.
  30. 제29항에 있어서,
    상기 패널온도가 상승하면, 상기 상승 파형과 상기 하강 파형 중의 적어도 하나의 기울기의 크기를 감소시키고,
    상기 패널온도가 하강하면, 상기 상승 파형과 상기 하강 파형 중의 적어도 하나의 기울기의 크기를 증가시키는 플라즈마 디스플레이 패널의 구동방법.
  31. 제25항에 있어서,
    상기 펄스는 램프 펄스이고, 상기 램프펄스 파형의 기울기의 크기가, 상기 램프펄스 파형을 생성하는 램프생성회로의 소자 정수값을 제어하여 조절되는 플라즈마 디스플레이 패널의 구동방법.
  32. 제25항에 있어서,
    상기 램프펄스 파형의 기울기의 크기가 상기 패널온도에 반비례하도록 조절되는 플라즈마 디스플레이 패널의 구동방법.
  33. 제1항 내지 제32항 중 어느 한 항의 플라즈마 디스플레이 패널의 구동방법에 의하여 구동되는 플라즈마 디스플레이 패널의 구동장치.
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