KR20080008915A - 플라즈마 디스플레이 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 플라즈마 디스플레이 장치(Plasma Display Apparatus)에 관한 것으로, 입력되는 영상 신호의 주파수에 따라 프레임의 구조를 변경함으로써 다양한 어플리케이션(Application)의 적용이 가능한 효과가 있다.
이러한, 본 발명의 플라즈마 디스플레이 장치는 복수의 서브필드(Subfield)를 포함하는 프레임으로 영상을 표시하는 플라즈마 디스플레이 패널과, 입력되는 영상 신호의 주파수가 임계 주파수 이하인 경우에는 프레임을 각각 하나 이상의 서브필드를 포함하는 두개의 서브필드 그룹(Subfield Group)으로 나누고, 임계 주파수 보다 더 큰 경우에는 프레임을 하나의 서브필드 그룹으로 구성하고, 임계 주파수는 대략 50㎐이상 60㎐이하로 하는 구동부를 포함하는 것이 바람직하다.

Description

플라즈마 디스플레이 장치{Plasma Display Apparatus}
도 1은 본 발명의 플라즈마 디스플레이 장치의 구성을 설명하기 위한 도면.
도 2a 내지 도 2b는 본 발명의 플라즈마 디스플레이 장치에 포함되는 플라즈마 디스플레이 패널의 구조의 일례를 설명하기 위한 도면.
도 3은 본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널의 화면상에 영상의 계조를 구현하기 위한 프레임(Frame)의 일례에 대해 설명하기 위한 도면.
도 4는 본 발명의 플라즈마 디스플레이 장치의 구동부의 동작의 일례에 대해 설명하기 위한 도면.
도 5a 내지 도 5b는 입력되는 영상 신호의 주파수에 따라 계조 당 서스테인 신호의 개수를 조절하는 방법의 일례에 대해 설명하기 위한 도면.
도 6a 내지 도 6b는 하나의 프레임 내에서의 서브필드들의 배치에 대해 설명하기 위한 도면.
도 7은 프레임에 포함된 복수의 서브필드 어느 하나의 서브필드에서의 본 발명의 플라즈마 디스플레이 장치의 구동부의 동작의 일례를 설명하기 위한 도면.
도 8a 내지 도 8b는 상승 램프 신호 또는 제 2 하강 램프 신호의 또 다른 형태에 대해 설명하기 위한 도면.
도 9는 서스테인 신호의 또 다른 타입에 대해 설명하기 위한 도면.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100 : 플라즈마 디스플레이 패널 110 : 구동부
본 발명은 플라즈마 디스플레이 장치(Plasma Display Apparatus)에 관한 것이다.
플라즈마 디스플레이 장치는 전극이 형성된 플라즈마 디스플레이 패널과, 이러한 플라즈마 디스플레이 패널의 전극에 소정의 구동 신호를 인가하는 구동부를 포함하여 이루어진다.
일반적으로 플라즈마 디스플레이 패널에는 격벽으로 구획된 방전 셀(Cell) 내에 형광체 층이 형성되고, 아울러 복수의 전극(Electrode)이 형성된다.
그리고 구동부는 전극을 통해 방전 셀로 구동 신호를 인가한다.
그러면, 방전 셀 내에서는 공급되는 구동 신호에 의해 방전이 발생한다. 여기서, 방전 셀 내에서 구동 신호에 의해 방전이 될 때, 방전 셀 내에 충진 되어 있는 방전 가스가 진공자외선(Vacuum Ultraviolet rays)을 발생하고, 이러한 진공 자외선이 방전 셀 내에 형성된 형광체를 발광시켜 가시 광을 발생시킨다. 이러한 가시 광에 의해 플라즈마 디스플레이 패널의 화면상에 영상이 표시된다.
한편, 종래의 플라즈마 디스플레이 장치는 다양한 어플리케이션(Application)의 적용이 어렵다는 문제점이 있다.
예를 들면, 종래의 플라즈마 디스플레이 장치는 미리 정해진 특정 주파수의 영상 신호에 대해서만 동작을 한다.
보다 자세하게는, 종래의 플라즈마 디스플레이 장치는 60㎐의 주파수의 영상 신호에 대해 동작하도록 설정되었다면, 50㎐ 또는 45㎐의 주파수의 영상 신호에 대해서는 동작할 수 없는 것이다.
상술한 문제점을 해결하기 위해 본 발명은 입력되는 영상 신호의 주파수에 따라 프레임(Frame)의 구조를 변경하는 플라즈마 디스플레이 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상술한 목적을 이루기 위한 본 발명의 플라즈마 디스플레이 장치는 복수의 서브필드(Subfield)를 포함하는 프레임으로 영상을 표시하는 플라즈마 디스플레이 패널과, 입력되는 영상 신호의 주파수가 임계 주파수 이하인 경우에는 프레임을 각각 하나 이상의 서브필드를 포함하는 두개의 서브필드 그룹(Subfield Group)으로 나누고, 임계 주파수 보다 더 큰 경우에는 프레임을 하나의 서브필드 그룹으로 구성하고, 임계 주파수는 대략 50㎐이상 60㎐이하로 하는 구동부를 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 영상 신호의 주파수는 임계 주파수보다 더 낮은 제 1 주파수와, 상기 제 1 주파수보다 더 낮은 제 2 주파수를 포함하고, 여기서 구동부는 제 1 주파수에서의 계조(Gary Level) 당 서스테인 신호의 개수를 제 2 주파수보다 더 많게 하는 것을 특징으로 한다.
또한, 영상 신호의 주파수는 임계 주파수보다 더 높은 제 3 주파수와, 상기 제 3 주파수보다 더 높은 제 4 주파수를 포함하고, 구동부는 제 4 주파수에서의 계조 당 서스테인 신호의 개수를 제 3 주파수보다 더 많게 하는 것을 특징으로 한다.
또한, 임계 주파수는 대략 55㎐인 것을 특징으로 한다.
또한, 두 개의 서브필드 그룹 중 적어도 어느 하나에서는 서브필드들이 계조 가중치가 증가하는 순서로 배치되는 것을 특징으로 한다.
또한, 두 개의 서브필드 그룹 중 적어도 어느 하나에서는 서브필드들이 계조 가중치가 감소하는 순서로 배치되는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 플라즈마 디스플레이 장치를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 플라즈마 디스플레이 장치의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 1을 살펴보면, 본 발명의 플라즈마 디스플레이 장치는 플라즈마 디스플레이 패널(100)과 구동부(110)를 포함한다.
구동부(110)는 입력되는 영상 신호의 주파수가 임계 주파수 이하인 경우에는 프레임(Frame)을 각각 하나 이상의 서브필드를 포함하는 두 개의 서브필드 그룹(Subfield Group)으로 나누고, 임계 주파수 보다 더 큰 경우에는 프레임을 하나의 서브필드 그룹으로 구성한다. 여기서 임계 주파수는 대략 50㎐이상 60㎐이하로 설정된다.
여기, 도 1에서는 구동부(110)가 하나의 보드(Board) 형태로 이루어지는 경우만 도시하고 있지만, 본 발명에서 구동부(110)는 플라즈마 디스플레이 패널(100)에 형성된 전극에 따라 복수개의 보드 형태로 나누어지는 것도 가능하다.
예를 들면, 본 발명의 플라즈마 디스플레이 장치에 포함되는 플라즈마 디스플레이 패널(100)에 서로 나란한 제 1 전극과 제 2 전극 및 이러한 제 1 전극과 제 2 전극에 교차하는 제 3 전극이 형성되는 경우에, 구동부(110)는 제 1 전극을 구동시키는 제 1 구동부(미도시)와, 제 2 전극을 구동시키는 제 2 구동부와, 제 3 전극을 구동시키는 제 3 구동부(미도시)로 나누어질 수 있는 것이다.
이러한 본 발명의 플라즈마 디스플레이 장치의 구동부(110)에 대해서는 도 3 이후의 설명을 통해 보다 명확히 하도록 한다.
여기서, 플라즈마 디스플레이 패널(100)은 복수의 서브필드(Subfield)를 포함하는 프레임으로 영상을 표시한다. 이러한 플라즈마 디스플레이 패널(100)의 구조의 일례를 첨부된 도 2a 내지 도 2b를 결부하여 상세히 살펴보면 다음과 같다.
도 2a 내지 도 2b는 본 발명의 플라즈마 디스플레이 장치에 포함되는 플라즈마 디스플레이 패널의 구조의 일례를 설명하기 위한 도면이다.
먼저, 도 2a를 살펴보면 본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널은 전극(Electrode), 바람직하게는 서로 나란한 제 1 전극(202)과 제 2 전극(203)이 형성되는 전면 기판(201)을 포함하는 전면 패널(200)과, 전술한 제 1 전극(202) 및 제 2 전극(203)과 교차하는 전극, 바람직하게는 제 3 전극(213)이 형성되는 후면 기판(211)을 포함하는 후면 패널(210)이 합착되어 이루어질 수 있다.
여기서, 전면 기판(201) 상에 형성되는 전극, 바람직하게는 제 1 전극(202)과 제 2 전극(203)은 방전 공간, 즉 방전 셀(Cell)에서 방전을 발생시키고 아울러 방전 셀의 방전을 유지할 수 있다.
이러한 제 1 전극(202)과 제 2 전극(203)이 형성된 전면 기판(201)의 상부에는 제 1 전극(202)과 제 2 전극(203)을 덮도록 유전체 층, 바람직하게는 상부 유전체 층(204)이 형성될 수 있다.
이러한, 상부 유전체 층(204)은 제 1 전극(202) 및 제 2 전극(203)의 방전 전류를 제한하며 제 1 전극(202)과 제 2 전극(203)간을 절연시킬 수 있다.
이러한, 상부 유전체 층(204) 상면에는 방전 조건을 용이하게 하기 위한 보호 층(205)이 형성될 수 있다. 이러한 보호 층(205)은 산화마그네슘(MgO) 등의 재료를 상부 유전체 층(204) 상부에 증착하는 방법 등을 통해 형성될 수 있다.
한편, 후면 기판(211) 상에 형성되는 전극, 바람직하게는 제 3 전극(213)은 방전 셀에 데이터(Data) 신호를 인가하는 전극이다.
이러한 제 3 전극(213)이 형성된 후면 기판(211)의 상부에는 제 3 전극(213)을 덮도록 유전체 층, 바람직하게는 하부 유전체 층(215)이 형성될 수 있다.
이러한, 하부 유전체 층(215)은 제 3 전극(213)을 절연시킬 수 있다.
이러한 하부 유전체 층(215)의 상부에는 방전 공간 즉, 방전 셀을 구획하기 위한 스트라이프 타입(Stripe Type), 웰 타입(Well Type), 델타 타입(Delta Type), 벌집 타입 등의 격벽(212)이 형성된다. 이에 따라, 전면 기판(201)과 후면 기판(211)의 사이에서 적색(Red : R), 녹색(Green : G), 청색(Blue : B) 등의 방전 셀이 형성될 수 있다.
여기서, 격벽(212)에 의해 구획된 방전 셀 내에는 소정의 방전 가스가 채워지는 것이 바람직하다.
아울러, 격벽(212)에 의해 구획된 방전 셀 내에는 어드레스 방전 시 화상표시를 위한 가시 광을 방출하는 형광체 층(214)이 형성될 수 있다. 예를 들면, 적색(Red : R), 녹색(Green : G), 청색(Blue : B) 형광체 층이 형성될 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널에서는 제 1 전극(202), 제 2 전극(203) 또는 제 3 전극(213) 중 적어도 하나 이상의 전극으로 구동 신호가 공급되면, 격벽(212)에 의해 구획된 방전 셀 내에서 방전이 발생할 수 있다.
그러면, 방전 셀 내에 채워진 방전 가스에서 진공 자외선이 발생하고, 이러한 진공 자외선이 방전 셀 내에 형성된 형광체 층(214)에 가해진다. 그러면, 형광체 층(214)에서 소정의 가시광선이 발생되고, 이렇게 발생된 가시광선이 상부 유전체 층(204)이 형성된 전면 기판(201)을 통해 외부로 방출되고, 이에 따라 전면 기판(201)의 외부 면에 소정의 영상이 표시될 수 있다.
한편, 여기 도 2a의 설명에서는 제 1 전극(202) 및 제 2 전극(203)이 각각 하나의 층(Layer)으로 이루어지는 경우만을 도시하고 설명하였지만, 이와는 다르게 제 1 전극(202) 또는 제 2 전극(203) 중 하나 이상이 복수의 층으로 이루어지는 것도 가능하다. 이에 대해 도 2b를 참조하여 살펴보면 다음과 같다.
도 2b를 살펴보면, 제 1 전극(202)과 제 2 전극(203)은 각각 두 개의 층(Layer)으로 이루어질 수 있다.
특히, 광 투과율 및 전기 전도도를 고려하면 방전 셀 내에서 발생한 광을 외부로 방출시키며 아울러 구동 효율을 확보하는 차원에서 제 1 전극(202)과 제 2 전극(203)은 불투명한 은(Ag) 재질의 버스 전극(202b, 203b)과 투명한 인듐 틴 옥사이드(Indium Tin Oxide : ITO) 재질의 투명 전극(202a, 203a)을 포함하는 것이 바람직하다.
이와 같이, 제 1 전극(202)과 제 2 전극(203)이 투명 전극(202a, 203a)을 포함하도록 하는 이유는, 방전 셀 내에서 발생한 가시 광이 플라즈마 디스플레이 패널의 외부로 방출될 때 효과적으로 방출되도록 하기 위해서이다.
아울러, 제 1 전극(202)과 제 2 전극(203)이 버스 전극(202b, 203b)을 포함하도록 하는 이유는, 제 1 전극(202)과 제 2 전극(203)이 투명 전극(202a, 203a)만을 포함하는 경우에는 투명 전극(202a, 203a)의 전기 전도도가 상대적으로 낮기 때문에 구동 효율이 감소할 수 있어서, 이러한 구동 효율의 감소를 야기할 수 있는 투명 전극(202a, 203a)의 낮은 전기 전도도를 보상하기 위해서이다.
이와 같이 제 1 전극(202)과 제 2 전극(203)이 버스 전극(202b, 203b)을 포함하는 경우에, 버스 전극(202b, 203b)에 의한 외부 광의 반사를 방지하기 위해 투명 전극(202a, 203a)과 버스 전극(202b, 203b)의 사이에 블랙 층(Black Layer : 220, 221)이 더 구비되는 것이 바람직하다.
한편, 앞선 도 2b에서와 같은 구조에서 투명 전극(202a, 203a)이 생략되는 것도 가능하다. 다시 말해 ITO-Less 인 경우도 가능한 것이다.
예를 들면, 제 1 전극(202)과 제 2 전극(203)은 도 2b에서 투명 전극(202a, 203a)이 생략되고, 버스 전극(202b, 203b)만으로 이루어질 수 있다. 즉, 제 1 전극(202)과 제 2 전극(203)은 버스 전극(202b, 203b)의 하나의 층(Layer)으로 이루어질 수 있다.
이상의 도 2a 내지 도 2b에서는 본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널의 일례만을 도시하고 설명한 것으로써, 본 발명이 여기 도 2a 내지 도 2b와 같은 구조의 플라즈마 디스플레이 패널에 한정되는 것은 아님을 밝혀둔다. 예를 들면, 여기 도 2a 내지 도 2b의 플라즈마 디스플레이 패널에는 상부 유전체 층(204) 및 하부 유전체 층(215)이 각각 하나의 층(Layer)인 경우만을 도시하고 있지만, 상부 유전체 층(204) 및 하부 유전체 층(215) 중 적어도 하나 이상은 복수의 층으로 이루지는 것도 가능한 것이다.
아울러, 격벽(212)으로 인한 외부 광의 반사를 방지하기 위해 격벽(212)의 상부에 외부 광을 흡수할 수 있는 블랙 층(미도시)을 더 형성할 수도 있다.
이와 같이, 본 발명의 플라즈마 디스플레이 장치에 적용되는 플라즈마 디스플레이 패널의 구조는 다양하게 변경될 수 있다.
한편, 본 발명의 플라즈마 디스플레이 장치에서 구동부는 입력되는 영상 신호의 주파수에 따라 프레임의 구조를 변경하는데, 이러한 구동부의 동작의 이해를 돕기 위해 프레임의 일례에 대해 먼저 첨부된 도 3을 결부하여 살펴보면 다음과 같다.
도 3은 본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널의 화면상에 영상의 계조를 구현 하기 위한 프레임(Frame)의 일례에 대해 설명하기 위한 도면이다.
먼저, 도 3을 살펴보면 본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널의 화면상에 영상의 계조(Gray Level)를 구현하기 위한 프레임은 발광횟수가 다른 여러 서브필드로 나누어진다.
아울러, 도시하지는 않았지만 각 서브필드는 다시 모든 방전 셀을 초기화시키기 위한 리셋 기간(Reset Period), 방전될 방전 셀을 선택하기 위한 어드레스 기간(Address Period) 및 방전횟수에 따라 계조를 구현하는 서스테인 기간(Sustain Period)으로 나누어 질 수 있다.
예를 들어, 256 계조로 영상을 표시하고자 하는 경우에 1/60 초에 해당하는 프레임기간(16.67ms)은 예컨대, 도 3과 같이 8개의 서브필드들(SF1 내지 SF8)로 나누어지고, 8개의 서브 필드들(SF1 내지 SF8) 각각은 리셋 기간, 어드레스 기간 및 서스테인 기간으로 다시 나누어지게 된다.
한편, 서스테인 기간에서 인가되는 서스테인 신호의 개수를 조절하여 해당 서브필드의 계조 가중치를 설정할 수 있다. 즉, 서스테인 기간을 이용하여 각각의 서브필드에 소정의 계조 가중치를 부여할 수 있다. 예를 들면, 제 1 서브필드의 계조 가중치를 20 으로 설정하고, 제 2 서브필드의 계조 가중치를 21 으로 설정하는 방법으로 각 서브필드의 계조 가중치가 2n(단, n = 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7)의 비율로 증가되도록 각 서브필드의 계조 가중치를 결정할 수 있다. 이와 같이 각 서브필드에서 계조 가중치에 따라 각 서브필드의 서스테인 기간에서 공급되는 서스테인 신호의 개수를 조절함으로써, 다양한 영상의 계조를 구현하게 된다.
여기 도 3에서는 하나의 프레임이 8개의 서브필드로 이루어진 경우만으로 도시하고 설명하였지만, 이와는 다르게 하나의 프레임을 이루는 서브필드의 개수는 다양하게 변경될 수 있다. 예를 들면, 제 1 서브필드부터 제 12 서브필드까지의 12개의 서브필드로 하나의 프레임을 구성할 수도 있고, 10개의 서브필드로 하나의 프레임을 구성할 수도 있는 것이다.
이러한, 프레임으로 영상의 계조를 구현하는 플라즈마 디스플레이 패널의 화면상에서 구현되는 영상의 화질은 프레임에 포함되는 서브필드의 개수에 따라 결정될 수 있다. 즉, 프레임에 포함되는 서브필드가 12개인 경우는 212 가지의 영상의 계조를 표현할 수 있고, 프레임에 포함되는 서브필드가 8개인 경우는 28 가지의 영상의 계조를 구현할 수 있게 되는 것이다.
다음, 도 4는 본 발명의 플라즈마 디스플레이 장치의 구동부의 동작의 일례에 대해 설명하기 위한 도면이다.
도 4를 살펴보면, 입력되는 영상 신호의 주파수가 대략 50㎐이상 60㎐이하의 범위 내에서 결정되는 임계 주파수(fr) 이하인 경우에는 프레임이 각각 하나 이상의 서브필드를 포함하는 두개의 서브필드 그룹(Subfield Group)으로 나누어진다. 반면에 임계 주파수 보다 더 큰 경우에는 프레임이 하나의 서브필드 그룹으로 구성된다.
예를 들어, 입력되는 영상 신호의 주파수가 임계 주파수 보다 더 큰 경우에 는 (a)와 같이 제 1 서브필드(SF1)부터 제 8 서브필드(SF8)까지 총 8개의 서브필드로 이루어지는 하나의 서브필드 그룹으로 하나의 프레임이 구성될 수 있다.
여기서, 서브필드 마다 표시된 숫자는 각 서브필드의 계조 가중치이다.
반면에, 입력되는 영상 신호의 주파수가 임계 주파수 이하인 경우에는 (b)와 같이 하나의 프레임은 제 1 서브필드(SF1)부터 제 5 서브필드(SF5)까지 총 5개의 서브필드로 이루어지는 제 1 서브필드 그룹과 제 6 서브필드(SF6)부터 제 12 서브필드(SF12)까지 총 7개의 서브필드로 이루어지는 제 2 서브필드 그룹으로 나누어질 수 있다.
여기서, 각 서브필드 그룹, 즉 1 서브필드 그룹과 제 2 서브필드 그룹 내에서 서브필드들은 가중치의 크기, 즉 계조 값의 크기가 증가하는 순서로 배열된다. 즉 서브필드의 가중치, 즉 계조 값의 크기가 가장 낮은 서브필드가 각 서브필드 그룹 내에서 초기에 위치하고, 이후로 갈수록 점점 가중치가 높은 서브필드가 위치한다. 예를 들면, 제 1 서브필드 그룹과 같이, 가중치 1, 즉 계조 값 1의 서브필드, 가중치 8의 서브필드, 가중치 16의 서브필드, 가중치 32의 서브필드 및 가중치 64의 서브필드가 차례대로 포함될 수 있다.
또한, 제 2 서브필드 그룹에서는 가중치 2, 즉 계조 값 2인 서브필드, 가중치 4인 서브필드, 두 개의 가중치 8인 서브필드, 가중치 16인 서브필드, 가중치 32인 서브필드 및 가중치 64의 서브필드가 차례대로 포함될 수 있다.
이와 같이, 배열된 하나의 프레임 내에서의 서브필드의 가중치의 합은 1 + 2 + 4 + 8 + (8+8) + (16+16) + (32+32) + (64+64), 즉 255이다. 결국, 가중치가 1, 2, 4, 8, 16, 32, 64, 128인 서브필드가 차례로 배열된 (a)의 프레임과 같이 256가지의 계조를 구현할 수 있다.
이와 같이, 입력되는 영상 신호의 주파수가 상대적으로 낮은 경우에 프레임을 두 개의 서브필드 그룹으로 나누게 되면 깜빡거림, 즉 플리커(Flicker)의 발생을 저감시킬 수 있다.
여기서, 플리커는 일반적으로 영상 신호의 수직 주파수(Frame 주파수)보다 형광체의 잔광시간이 짧을 경우에 발생하는 현상이다. 예를 들어, 수직 주파수가 60Hz라고 가정할 때 16.67ms 당 하나의 프레임의 영상을 표시하게 되는데 여기서, 방전 셀 내에 형성되는 형광체 층의 반응속도가 이 보다 더 빠르게 되는 경우에 화면의 깜박거림, 즉 플리커가 발생한다.
특히, 입력되는 영상 신호의 주파수가 임계 주파수(fr) 이하인 경우에 프레임을 하나의 서브필드 그룹으로 구성하게 되면 플리커의 발생이 더욱 심화되는 것이다.
반면에, 도 4의 (b)와 같이 하나의 프레임이 121계조를 구현할 수 있는 제 1 서브필드 그룹과 135계조를 구현할 수 있는 제 2 서브필드 그룹을 포함하는 경우에는, 256계조를 구현할 수 있는 하나의 프레임으로 121과 135의 계조를 구현하는 두 개의 프레임을 구현하는 효과를 얻을 수 있다. 이에 따라 시각적으로 프레임 주파수(Frame Frequence)가 두 배로 증가하는 결과를 획득함으로써 화면상에서 플리커(Flicker)의 발생을 저감시킬 수 있는 것이다.
한편, 입력되는 영상 신호의 주파수에 따라 계조 당 서스테인 신호의 개수는 조절되는 것이 바람직하다.
다음, 도 5a 내지 도 5b는 입력되는 영상 신호의 주파수에 따라 계조 당 서스테인 신호의 개수를 조절하는 방법의 일례에 대해 설명하기 위한 도면이다.
여기서 각 서브필드 그룹을 삼각형 형상을 나타낸 것을 주목하기 바란다. 이것은 각 서브필드 내에서 서브필드들이 계조 가중치의 크기가 증가하는 순서로 배열됨을 의미한다.
먼저, 도 5a를 살펴보면 입력되는 영상 신호의 주파수가 55㎐ 이하인 경우, 예컨대 55㎐, 50㎐ 및 45㎐인 경우에는 앞선 도 4의 (b)와 같이 하나의 프레임을 제 1 서브필드 그룹과 제 2 서브필드 그룹으로 나누고, 반면에 입력되는 영상 신호의 주파수가 55㎐ 보다 더 큰 경우, 예컨대 60㎐ 및 65㎐인 경우에는 앞선 도 4의 (a)와 같이 하나의 프레임이 하나의 서브필드 그룹으로 구성되도록 한다.
이러한 경우는 임계 주파수를 55㎐로 설정한 것이다. 이와 같이, 임계 주파수를 55㎐로 설정한 이유는, 입력되는 영상 신호의 주파수가 55㎐ 이하인 경우에 플리커의 발생이 더욱 증가할 수 있기 때문이다.
여기서, 50㎐를 제 1 주파수, 45㎐를 제 2 주파수, 60㎐를 제 3 주파수, 아울러 65㎐를 제 4 주파수라고 가정하자.
이러한 경우에, 입력되는 영상 신호의 주파수가 임계 주파수보다 더 낮은 제 1 주파수와, 이러한 제 1 주파수보다 더 낮은 제 2 주파수를 포함하는 경우에, 제 1 주파수에서의 계조(Gary Level) 당 서스테인 신호의 개수는 제 2 주파수보다 더 많은 것이 바람직하다.
또한, 입력되는 영상 신호의 주파수가 임계 주파수보다 더 높은 제 3 주파수와, 이러한 제 3 주파수보다 더 높은 제 4 주파수를 포함하는 경우에, 제 4 주파수에서의 계조 당 서스테인 신호의 개수는 제 3 주파수보다 더 많은 것이 바람직하다.
예를 들면, 도 5b와 같이 입력되는 영상 신호의 주파수가 55㎐인 경우에서의 계조 당 서스테인 신호의 개수가 a개 라고 가정하면, 입력되는 영상 신호의 주파수가 50㎐인 경우는 a개 보다 더 많은 b개 이고, 아울러 입력되는 영상 신호의 주파수가 45㎐인 경우에는 a 및 b 개보다 더 많은 c개 이다.
이와 같이, 입력되는 영상 신호의 주파수가 상대적으로 낮은 경우에 계조 당 서스테인 신호의 개수를 증가시키게 되면, 프레임의 제 2 서브필드 그룹의 시작 시점(a)이 도 5a에서와 같이 점점 늦어질 수 있다.
아울러, 입력되는 영상 신호의 주파수가 상대적으로 낮은 경우에 계조 당 서스테인 신호의 개수를 증가시키게 되면, 하나의 프레임의 길이가 점점 증가할 수 있다.
예를 들어, 입력되는 영상 신호의 주파수가 50㎐인 경우에는 하나의 프레임의 길이(W4)가 대략 20ms이고 60㎐인 경우에는 하나의 프레임의 길이(W2)가 대략 16.67ms로서, 50㎐인 경우에서의 프레임의 길이(W4)가 60㎐인 경우(W2)에 비해 더 길다.
바람직하게는, W1 < W2 < W3 < W4 < W5인 관계가 성립한다.
이와 같은 방법으로 영상 신호의 주파수에 따라 프레임의 구조를 변경하고, 이와 더불어 계조 당 서스테인 신호의 개수를 조절하게 되면 각각의 주파수에서 안정적으로 동작할 수 있다.
예를 들면, 영상 신호의 주파수가 45㎐인 경우, 50㎐인 경우, 55㎐인 경우, 60㎐인 경우 및 65㎐인 경우에서도 본 발명의 플라즈마 디스플레이 장치의 안정적인 동작이 가능하다.
결국, 45㎐, 50㎐, 55㎐, 60㎐ 및 65㎐의 주파수의 영상 신호를 이용하는 경우에 각각 본 발명의 플라즈마 디스플레이 장치가 적용될 수 있다. 예컨대, 본 발명의 플라즈마 디스플레이 장치는 TV 세트, 컴퓨터 모니터 등 다양한 분야에 적용될 수 있다. 즉, 다양한 어플리케이션(Application)의 적용이 가능하다.
한편, 이상에서는 하나의 프레임에서 계조 가중치의 크기가 증가하는 순서에 따라 서브필드들이 배열되는 경우만을 도시하고 설명하였지만, 이와는 다르게 하나의 프레임에서 서브필드들이 계조 가중치가 감소하는 순서에 따라 배열될 수도 있고, 또는 계조 가중치에 관계없이 서브필드들이 배열될 수도 있다.
이에 대해 첨부된 도 6a 내지 도 6b를 결부하여 살펴보면 다음과 같다.
도 6a 내지 도 6b는 하나의 프레임 내에서의 서브필드들의 배치에 대해 설명하기 위한 도면이다.
도 6a 내지 도 6b를 살펴보면, 프레임의 두 개의 서브필드 그룹 중 적어도 어느 하나에서는 서브필드들이 계조 가중치가 증가하는 순서로 배치될 수 있다.
또한, 프레임의 두 개의 서브필드 그룹 중 적어도 어느 하나에서는 서브필드들이 계조 가중치가 감소하는 순서로 배치될 수 있다.
예를 들면, 도 6a와 같이 제 1 서브필드 그룹 및 제 2 서브필드 그룹 내에서는 서브필드들이 계조 가중치가 감소하는 순서로 배치된다.
또는, 도 6b에서와 같이 제 1 서브필드 그룹 내에서는 서브필드들이 계조 가중치가 감소하는 순서로 배치되고, 제 2 서브필드 그룹 내에서는 서브필드 들이 계조 가중치가 증가하는 순서로 배치될 수 있다.
이와 같이, 서브필드 그룹 내에서의 서브필드들의 배치는 다양하게 변경될 수 있다.
이상에서 상세히 설명한 프레임에 포함되는 서브필드에서의 동작을 살펴보면 다음과 같다.
도 7은 프레임에 포함된 복수의 서브필드 어느 하나의 서브필드에서의 본 발명의 플라즈마 디스플레이 장치의 구동부의 동작의 일례를 설명하기 위한 도면이다.
도 7을 살펴보면, 앞선, 도 1의 부호 110의 구동부는 리셋 기간 이전의 프리(Pre) 리셋 기간에서 제 1 전극에 제 1 하강 램프(Ramp-Down) 신호를 인가할 수 있다.
아울러, 구동부(110)는 제 1 전극에 제 1 하강 램프 신호가 인가되는 동안 제 1 하강 램프 신호와 반대 극성 방향의 프리(Pre) 서스테인 신호를 제 2 전극에 인가할 수 있다.
여기서, 제 1 전극에 인가되는 제 1 하강 램프 신호는 제 10 전압(V10)까지 점진적으로 하강하는 것이 바람직하다. 이러한 제 1 하강 램프 신호는 그라운드 레 벨(GND)의 전압으로부터 점진적으로 하강하는 것이 더욱 바람직하다.
아울러, 프리 서스테인 신호는 프리 서스테인 전압(Vpz)을 실질적으로 일정하게 유지하는 것이 바람직하다. 여기서, 프리 서스테인 전압(Vpz)은 이후의 서스테인 기간에서 인가되는 서스테인 신호(SUS)의 전압, 즉 서스테인 전압(Vs)과 대략 동일한 전압인 것이 바람직하다.
이와 같이, 프리 리셋 기간에서 제 1 전극에 제 1 하강 램프 신호가 인가되고, 이와 함께 제 2 전극에 프리 서스테인 신호가 인가되면 제 1 전극 상에 소정 극성의 벽 전하(Wall Charge)가 쌓이고, 제 2 전극 상에는 제 1 전극과 반대 극성의 벽 전하들이 쌓인다. 예를 들면, 제 1 전극 상에는 양(+)의 벽 전하(Wall Charge)가 쌓이고, 제 2 전극 상에는 음(-)의 벽 전하가 쌓이게 된다.
이에 따라, 이후의 리셋 기간에서 충분한 세기의 셋업 방전을 발생시킬 수 있게 되고, 결국 초기화를 충분히 안정적으로 수행할 수 있게 된다.
심지어는, 방전 셀 내에 벽 전하의 양이 부족한 경우에서도 충분한 세기의 셋업 방전을 발생시킬 수 있다.
아울러, 리셋 기간에서 제 1 전극으로 인가되는 상승 램프 신호(Ramp-Up)의 전압이 더 작아지더라도 충분한 세기의 셋업 방전을 발생시킬 수 있게 된다.
이상에서 설명한 프리 리셋 기간은 프레임(Frame)의 모든 서브필드에서 리셋 기간이전에 포함될 수 있다.
또는, 구동 시간을 확보하는 관점에서 프레임의 서브필드 중에서 계조 가중치가 가장 작은 하나의 서브필드에서 리셋 기간이전에 프리 리셋 기간이 포함되거 나 또는 프레임의 서브필드 중 2개 또는 3개의 서브필드에서 리셋 기간이전에 프리 리셋 기간이 포함되는 것도 가능한 것이다.
또는, 이러한 프리 리셋 기간은 모든 서브필드에서 생략되는 것도 가능한 것이다.
프리 리셋 기간 이후, 초기화를 위한 리셋 기간의 셋업(Set-Up) 기간에서는 구동부(110)는 제 1 전극으로 제 1 하강 램프 신호와 반대 극성 방향의 상승 램프(Ramp-Up) 신호를 인가할 수 있다.
여기서, 상승 램프 신호는 제 20 전압(V20)부터 제 30 전압(V30)까지 제 1 기울기로 점진적으로 상승하는 제 1 상승 램프 신호와 제 30 전압(V30)부터 제 40 전압(V40)까지 제 2 기울기로 상승하는 제 2 상승 램프 신호를 포함할 수 있다.
이러한 셋업 기간에서는 상승 램프 신호에 의해 방전 셀 내에는 약한 암방전(Dark Discharge), 즉 셋업 방전이 일어난다. 이 셋업 방전에 의해 방전 셀 내에는 어느 정도의 벽 전하(Wall Charge)가 쌓이게 된다.
여기서, 제 2 상승 램프 신호의 제 2 기울기는 제 1 기울기보다 더 완만한 것이 바람직하다. 이와 같이, 제 2 기울기를 제 1 기울기보다 더 완만하게 하게 되면, 셋업 방전이 발생하기 이전까지는 전압을 상대적으로 빠르게 상승시키고, 셋업 방전이 발생하는 동안에는 전압을 상대적으로 느리게 상승시키는 효과를 획득함으로써, 셋업 방전에 의해 발생하는 광의 양을 저감시킬 수 있다.
이에 따라, 콘트라스트(Contrast) 특성을 개선할 수 있다.
셋업 기간 이후의 셋다운(Set-Down) 기간에서는 구동부(110)는 상승 램프 신 호 이후에 이러한 상승 램프 신호와 반대 극성 방향의 제 2 하강 램프(Ramp-Down) 신호를 제 1 전극에 인가할 수 있다.
여기서, 제 2 하강 램프 신호는 제 20 전압(V20)부터 제 50 전압(V50)까지 점진적으로 하강하는 것이 바람직하다.
이에 따라, 방전 셀 내에서 미약한 소거 방전(Erase Discharge), 즉 셋다운 방전이 발생한다. 이 셋다운 방전에 의해 방전 셀 내에는 어드레스 방전이 안정되게 일어날 수 있을 정도의 벽전하가 균일하게 잔류된다.
한편, 여기 도 7과는 다르게 상승 램프 신호 또는 제 2 하강 램프 신호를 설정할 수도 있는데, 이에 대해 첨부된 도 8a 내지 도 8b를 결부하여 살펴보면 다음과 같다.
도 8a 내지 도 8b는 상승 램프 신호 또는 제 2 하강 램프 신호의 또 다른 형태에 대해 설명하기 위한 도면이다.
먼저, 도 8a를 살펴보면, 상승 램프 신호는 제 30 전압(V30)까지는 급격히 상승한 이후에 제 30 전압(V30)부터 제 40 전압(V40)까지 점진적으로 상승하는 형태이다.
이와 같이, 상승 램프 신호는 도 7에서와 같이 두 단계에 걸쳐 서로 다른 기울기로 점진적으로 상승하는 것도 가능하고, 여기 도 8a에서와 같이 하나의 단계에서 점진적으로 상승하는 것도 가능한 것과 같이, 다양한 형태로 변경되는 것이 가능한 것이다.
다음, 도 8b를 살펴보면 제 2 하강 램프 신호는 제 30 전압(V30)에서부터 전 압이 점진적으로 하강하는 형태이다.
이와 같이, 제 2 하강 램프 신호는 전압이 하강하는 시점을 다르게 변경하는 것도 가능한 것과 같이, 다양한 형태로 변경되는 것이 가능한 것이다.
이상 도 8a 내지 도 8b에 대한 설명을 마무리하기로 한다.
한편, 리셋 기간 이후의 어드레스 기간에서는 구동부(110)는 제 2 하강 램프 신호의 제 50 전압(V50)보다는 높은 전압을 실질적으로 유지하는 스캔 바이어스 신호를 제 1 전극(Y)에 인가할 수 있다.
아울러, 스캔 바이어스 신호로부터 스캔 전압(ΔVy)만큼 하강하는 스캔 신호(Scan)를 모든 제 1 전극(Y1~Yn)에 인가할 수 있다.
예를 들면, 복수의 제 1 전극 중 첫 번째 제 1 전극(Y1)에 첫 번째 스캔 신호(Scan 1)를 인가하고, 이후에 두 번째 제 1 전극(Y2)에 두 번째 스캔 신호(Scan 2)를 인가하고, n 번째 제 1 전극(Yn)에는 n 번째 스캔 신호(Scan n)를 인가한다.
이와 같이, 스캔 신호(Scan)를 제 1 전극으로 인가할 때, 이에 대응되게 제 3 전극에 데이터 전압의 크기(ΔVd)만큼 상승하는 데이터 신호를 인가할 수 있다.
이러한 스캔 신호(Scan)와 데이터 신호(Data) 신호가 인가됨에 따라, 스캔 신호(Scan)의 전압과 데이터 신호의 데이터 전압(Vd) 간의 전압 차와 리셋 기간에 생성된 벽 전하들에 의한 벽 전압이 더해지면서 데이터 신호의 전압(Vd)이 인가되는 방전 셀 내에는 어드레스 방전이 발생된다.
이러한, 어드레스 방전에 의해 선택된 방전 셀 내에는 이후의 서스테인 기간에서 서스테인 신호(SUS)가 인가될 때 서스테인 방전이 일어날 수 있게 하는 정도 의 벽 전하가 형성된다.
여기서, 구동부(110)는 어드레스 기간에서 제 2 전극의 간섭에 의해 어드레스 방전이 불안정해지는 것을 방지하기 위해 제 2 전극에 서스테인 바이어스 신호를 인가하는 것이 바람직하다.
여기서, 서스테인 바이어스 신호는 서스테인 기간에서 인가되는 서스테인 신호의 전압보다는 작고 그라운드 레벨(GND)의 전압보다는 큰 서스테인 바이어스 전압(Vz)을 실질적으로 일정하게 유지하는 것이 바람직하다.
이후, 구동부(110)는 영상 표시를 위한 서스테인 기간에서는 제 1 전극 또는 제 2 전극 중 하나 이상에 서스테인 신호(SUS)를 인가할 수 있다. 예를 들면, 제 1 전극 및 제 2 전극에 번갈아가며 서스테인 신호(SUS)를 인가한다. 이러한 서스테인 신호(SUS)는 ΔVs 만큼의 전압의 크기를 갖는 것이 바람직하다.
이와 같이, 서스테인 신호(SUS)가 인가되면, 어드레스 방전에 의해 선택된 방전 셀은 방전 셀 내의 벽 전압과 서스테인 신호(SUS)의 서스테인 전압(Vs)이 더해지면서 제 1 전극과 제 2 전극 사이에 서스테인 방전 즉, 표시방전이 일어나게 된다. 이에 따라, 플라즈마 디스플레이 패널 상에 소정의 영상이 구현되는 것이다.
한편, 이상에서는 제 1 전극과 제 2 전극에 교대로 서스테인 신호를 인가하는 경우만을 설명하였다. 이와는 다르게 제 1 전극 또는 제 2 전극 중 어느 하나의 전극에만 서스테인 신호가 인가될 수도 있다. 이에 대해 첨부된 도 9를 결부하여 살펴보면 다음과 같다.
도 9는 서스테인 신호의 또 다른 타입에 대해 설명하기 위한 도면이다.
도 9를 살펴보면, 제 1 전극 또는 제 2 전극 중 어느 하나의 전극, 예를 들면 제 1 전극에 양의 서스테인 신호와 음의 서스테인 신호가 번갈아가면서 인가된다. 예를 들면, 제 1 전극에 제 1 양 서스테인 신호(+SUS1)가 인가되고, 이후 다시 제 1 전극에 제 1 음 서스테인 신호(-SUS1)가 인가되고, 이후 다시 제 1 전극에 제 2 양 서스테인 신호(+SUS2)가 인가되고, 이후 다시 제 1 전극에 제 2 음 서스테인 신호(-SUS2)가 인가될 수 있다.
이와 같이 어느 하나의 전극에 양의 서스테인 신호와 음의 서스테인 신호가 인가되는 동안 나머지 전극에는 바이어스 신호가 인가되는 것이 바람직하다.
여기서, 바이어스 신호는 그라운드 레벨(GND)의 전압을 실질적으로 일정하게 유지하는 것이 바람직하다.
이처럼, 서스테인 신호(SUS)의 형태는 다양하게 변경될 수 있다.
이와 같이 서스테인 기간에서 제 1 전극 또는 제 2 전극 중 어느 하나에만 서스테인 신호를 인가하고, 나머지 하나의 전극에는 바이어스 신호를 인가하게 되면, 구동부의 형태를 보다 단순화 할 수 있다.
예를 들어, 제 1 전극에도 서스테인 신호를 인가하고, 제 2 전극에도 서스테인 신호를 인가하는 경우에는 제 1 전극에 서스테인 신호를 인가하기 위한 회로들이 배치되는 구동 보드(Board)와 제 2 전극에 서스테인 신호를 인가하기 위한 회로들이 배치되는 구동 보드가 각각 필요하게 된다.
반면에, 여기 도 9에서와 같이 제 1 전극 또는 제 2 전극 중 어느 하나의 전극에만 서스테인 신호를 인가하는 경우에는 제 1 전극 또는 제 2 전극 중 어느 하 나의 전극에 서스테인 신호를 인가하기 위한 회로들이 배치되는 하나의 구동 보드만이 구비되면 된다.
이에 따라, 구동부의 전체 크기를 줄일 수 있고, 이에 따라 제조 단가를 저감시킬 수 있게 된다.
이와 같이, 상술한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자가 본 발명의 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 전술한 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.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명의 플라즈마 디스플레이 장치는 입력되는 영상 신호의 주파수에 따라 프레임의 구조를 변경함으로써 다양한 어플리케이션(Application)의 적용이 가능한 효과가 있다.

Claims (6)

  1. 복수의 서브필드(Subfield)를 포함하는 프레임으로 영상을 표시하는 플라즈마 디스플레이 패널과,
    입력되는 영상 신호의 주파수가 임계 주파수 이하인 경우에는 상기 프레임을 각각 하나 이상의 서브필드를 포함하는 두개의 서브필드 그룹(Subfield Group)으로 나누고, 상기 임계 주파수 보다 더 큰 경우에는 상기 프레임을 하나의 서브필드 그룹으로 구성하고, 상기 임계 주파수는 대략 50㎐이상 60㎐이하로 하는 구동부
    를 포함하는 플라즈마 디스플레이 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 영상 신호의 주파수는 상기 임계 주파수보다 더 낮은 제 1 주파수와, 상기 제 1 주파수보다 더 낮은 제 2 주파수를 포함하고,
    상기 구동부는
    상기 제 1 주파수에서의 계조(Gary Level) 당 서스테인 신호의 개수를 상기 제 2 주파수보다 더 많게 하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 영상 신호의 주파수는 상기 임계 주파수보다 더 높은 제 3 주파수와, 상기 제 3 주파수보다 더 높은 제 4 주파수를 포함하고,
    상기 구동부는
    상기 제 4 주파수에서의 계조 당 서스테인 신호의 개수를 상기 제 3 주파수보다 더 많게 하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 임계 주파수는 대략 55㎐인 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 두 개의 서브필드 그룹 중 적어도 어느 하나에서는 서브필드들이 계조 가중치가 증가하는 순서로 배치되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 두 개의 서브필드 그룹 중 적어도 어느 하나에서는 서브필드들이 계조 가중치가 감소하는 순서로 배치되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 장치.
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