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KR100590105B1 - 플라즈마 표시 패널의 구동 방법 및 플라즈마 표시 장치 - Google Patents

플라즈마 표시 패널의 구동 방법 및 플라즈마 표시 장치 Download PDF

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KR100590105B1
KR100590105B1 KR1020040063818A KR20040063818A KR100590105B1 KR 100590105 B1 KR100590105 B1 KR 100590105B1 KR 1020040063818 A KR1020040063818 A KR 1020040063818A KR 20040063818 A KR20040063818 A KR 20040063818A KR 100590105 B1 KR100590105 B1 KR 100590105B1
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김태성
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Abstract

플라즈마 표시 패널에서, 영상 데이터를 N개의 서브필드로 매핑하고, 매핑된 서브필드 중에서 최고 가중치의 서브필드를 판단한다. 최고 가중치의 서브필드가 M보다 큰 K번째 서브필드인 경우에, (K-M+1)번째부터 K번째 서브필드의 매핑 데이터만으로 영상 데이터의 계조를 표현하고, 가중치가 낮은 1번째부터 (K-M)번째 서브필드의 매핑 데이터는 무시한다. 이와 같이 하면, 한 필드에 할당된 서브필드의 개수가 증가하여도 어드레스 기간에서의 소비 전력 증가를 방지할 수 있다.
PDP, 서브필드, 계조, 소비 전력, 마스킹

Description

플라즈마 표시 패널의 구동 방법 및 플라즈마 표시 장치{DRIVING METHOD OF PLASMA DISPLAY PANEL AND PLASMA DISPLAY DEVICE}
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 표시 장치의 개략적인 도면이다.
도 2는 도 1의 플라즈마 표시 패널의 제어부에 대한 상세 블록도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 서브필드 마스킹을 나타내는 도면이다.
본 발명은 플라즈마 표시 패널의 구동 방법 및 플라즈마 표시 장치에 관한 것이다.
플라즈마 표시 장치는 기체 방전에 의해 생성된 플라즈마를 이용하여 문자 또는 영상을 표시하는 플라즈마 표시 패널을 이용한 표시 장치이다. 플라즈마 표시 패널은 그 크기에 따라 수십에서 수백 만개 이상의 화소(방전 셀)이 매트릭스 형태로 배열되어 있다. 이러한 플라즈마 표시 패널은 인가되는 구동 전압 파형의 형태와 방전 셀의 구조에 따라 직류형(DC형)과 교류형(AC형)으로 구분된다.
일반적으로 교류형 플라즈마 표시 패널에서는 한 필드(1TV 필드)가 각각의 가중치를 가지는 복수의 서브필드로 분할되어 구동되며, 복수의 서브필드 중 표시 동작이 일어나는 서브필드의 가중치의 합에 의해 계조가 표시된다. 예를 들어 2의 거듭제곱 형태로 가중치를 가지는 서브필드를 사용하는 경우에 한 방전 셀이 연속되는 두 프레임에서 각각 127계조와 128계조를 표현하는 경우에 의사윤곽이 발생한다. 이와 같이, 2의 거듭제곱 형태의 가중치를 가지는 서브필드에서는 가중치가 큰 서브필드에 의해 의사윤곽이 발생할 수 있으므로, 서브필드의 개수를 늘여서 가중치가 큰 서브필드를 줄이고 있다.
또한, 계조의 표현력을 증대시키기 위해서는 서브필드의 수를 증가시킬 필요가 있으며, 예를 들어 512계조를 표현하기 위해서는 서브필드의 수를 대략 14개로 설정하여야 한다. 그런데 각 서브필드는 해당 서브필드에서 발광할 방전 셀을 선택하기 위한 어드레스 기간을 가진다. 이러한 어드레스 기간에서는 발광할 방전 셀을 선택하기 위하여 많은 스위칭 동작이 수행되어 스위칭에 따른 소비 전력이 발생하고, 또한 선택되는 방전 셀에서 어드레스 방전이 일어나므로 어드레스 방전에 따른 소비 전력도 발생한다. 그런데 서브필드의 수가 증가하면 어드레스 기간의 수도 증가하게 되어 어드레스 기간에서 소비되는 전력이 증가되는 문제점이 발생된다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 어드레스 기간에서의 소비 전력의 증가 없이 서브필드의 개수를 증가시킬 수 있는 플라즈마 표시 패널의 구동 방법을 제공하는 것이다.
이러한 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 복수의 서브필드 중에서 일부 서브 필드만을 사용하여 계조를 표현한다.
본 발명의 한 특징에 따르면, 복수의 방전 셀이 형성되어 있는 플라즈마 표시 패널에서, 한 필드를 각각의 휘도 가중치를 가지는 N(N은 자연수)개의 서브필드로 분할하고 상기 N개의 서브필드 중 영상 데이터가 매핑된 서브필드의 가중치의 합으로 계조를 표현하는 플라즈마 표시 패널의 구동 방법이 제공된다. 본 발명의 구동 방법은, 입력되는 영상 데이터를 상기 N개의 서브필드로 매핑하는 제1 단계, 상기 N개의 서브필드 중에서 상기 영상 데이터를 표현할 M(M은 N보다 작은 자연수)개의 서브필드를 설정하는 제2 단계, 그리고 상기 M개의 서브필드의 가중치의 합으로 상기 영상 데이터를 표현하는 제3 단계를 포함한다.
본 발명의 한 실시예에 따르면, 상기 N개의 서브필드를 휘도 가중치 순으로 배열할 때, 상기 제1 단계에서 상기 영상 데이터가 매핑된 서브필드 중 최고 가중치의 서브필드가 K(K는 M보다 큰 자연수)번째 서브필드인 경우에, (K-M+1)번째부터 상기 K번째 서브필드로 상기 영상 데이터가 표현된다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 N개의 서브필드를 휘도 가중치 순으로 배열할 때, 상기 제1 단계에서 상기 영상 데이터가 매핑된 서브필드 중 최고 가중치의 서브필드가 L(L은 M이하의 자연수)번째 서브필드인 경우에, 1번째부터 상기 M번째 서브필드로 상기 영상 데이터가 표현된다.
본 발명의 또다른 실시예에 따르면, 상기 N개의 서브필드를 휘도 가중치 순으로 배열할 때, 상기 제1 단계에서 상기 영상 데이터가 매핑된 서브필드 중 최고 가중치의 서브필드가 K(K는 M보다 큰 자연수)번째 서브필드인 경우에, (K-M+1)번째 부터 상기 K번째 서브필드의 매핑 관계가 동일하고 1번째부터 (K-M)번째 서브필드의 매핑 관계가 다른 영상 데이터들은 동일한 계조로 표현된다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 복수의 방전 셀이 형성되어 있는 플라즈마 표시 패널, 상기 방전 셀에 구동 신호를 인가하는 구동부, 그리고 한 필드를 각각의 휘도 가중치를 가지는 제1 정수 개의 서브필드로 분할하고 상기 제1 정수 개의 서브필드 중 상기 제1 정수보다 작은 제2 정수 개의 서브필드로 상기 영상 데이터의 계조를 표현하도록 상기 구동부를 제어하는 제어부를 포함하는 플라즈마 표시 장치가 제공된다.
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.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 표시 장치의 개략적인 도면이다.
도 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 표시 장치는 플라즈마 표시 패널(100), 제어부(200), 어드레스 구동부(300), X 전극 구동부(400) 및 Y 전극 구동부(500)를 포함한다.
플라즈마 표시 패널(100)은 열 방향으로 뻗어 있는 복수의 어드레스 전극(A1∼Am), 그리고 행 방향으로 서로 쌍을 이루면서 뻗어 있는 복수의 X 전극(X1∼Xn) 및 Y 전극(Y1∼Yn)을 포함한다. X 전극(X1∼Xn)은 각 Y 전극(Y1∼Yn)에 대응해서 형성되며, 일반적으로 그 일단이 서로 공통으로 연결되어 있다. 그리고 플라즈마 표시 패널(100)은 X 및 Y 전극(X1∼Xn, Y1∼Yn)이 배열된 유리 기판(도시하지 않음)과 어드레스 전극(A1∼Am)이 배열된 유리 기판(도시하지 않음)으로 이루어진다. 두 유리 기판은 Y 전극(Y1∼Yn)과 어드레스 전극(A1∼Am) 및 유지 전극(X1∼Xn)과 어드레스 전극(A1∼Am)이 각각 직교하도록 방전 공간을 사이에 두고 대향하여 배치된다. 이때, 어드레스 전극(A1∼Am)과 X 및 Y 전극(X1∼Xn, Y1∼Yn)의 교차부에 있는 방전 공간이 방전 셀을 형성한다.
제어부(200)는 외부로부터 입력되는 계조에 따라 복수의 서브필드 중에서 상기 방전 셀이 켜질 서브필드를 선택하며, 어드레스 구동 제어 신호, X 전극 구동 제어 신호 및 Y 전극 구동 제어 신호를 출력한다. 그리고 어드레스 구동부(300), X 전극 구동부(400) 및 Y 전극 구동부(500)는 제어부(200)로부터 구동 제어 신호를 수신하여, 각 서브필드에서 어드레스 전극(A1∼Am), X 전극(X1∼Xn) 및 Y 전극(Y1∼Yn)에 각각 구동 전압을 인가한다.
다음, 도 2 및 도 3을 참조하여 본 발명의 제1 실시예에 따른 플라즈마 표시 장치의 제어부(500)에 대해서 상세하게 설명한다. 도 2는 도 1의 제어부(200)에 대한 상세 블록도이다.
도 2를 보면, 제어부(200)는 역감마 보정부(210), 오차 확산부(220), APC 제어부(230), 유지방전 펄스 제어부(240) 및 서브필드 데이터 생성부(250)를 포함한다.
역감마 보정부(210)는 외부로부터 입력되는 영상 신호를 역감마 보정하여 영상 데이터를 생성한다. 실제로, 역감마 보정부(210)는 역감마 특성 곡선에 해당하는 데이터를 저장하고 있는 룩업 테이블(도시하지 않음)을 이용하여 외부로부터 입력되는 영상 신호의 계조를 변경한다. 오차 확산부(220)는 역감마 보정부(210)에 의해 역감마 보정된 영상 데이터의 일부 비트를 인접화소로 확산시킴으로써 계조의 표현력을 증대시킨다. 이러한 역감마 보정부(210) 및 오차 확산부(220)는 제어부(200)에서 사용되지 않을 수도 있다.
APC 제어부(230)는 오차 확산부(220)에서 출력되는 영상 데이터로부터 화면 부하율을 검출하고, 검출된 부하율에 대응하는 APC(automatic power control) 레벨을 계산한다. 예를 들어, APC 제어부(230)는 한 필드에 대응되는 영상 데이터의 평균 신호 레벨로부터 화면 부하율을 계산하고, 화면 부하율이 높은 경우에는 유지 기간에서 사용되는 총 유지방전 펄스의 개수를 줄여서 소비 전력을 제한한다. 유지방전 펄스 제어부(240)는 APC 제어부(230)로부터 입력되는 APC 레벨에 대응되는 유지방전 펄스 수가 공급될 수 있도록 X 전극 구동부(400) 및 Y 전극 구동부(500)를 제어한다.
서브필드 데이터 생성부(250)는 오차 확산부(220)로부터 출력되는 영상 데이터를 복수의 서브필드로 매핑한 후, 매핑된 서브필드 데이터를 어드레스 구동부(300)로 전달한다. 그러면 어드레스 구동부(300)는 서브필드 데이터에 따라 서브필드마다 발광할 방전 셀을 선택하기 위한 어드레스 전압을 어드레스 전극으로 인가한다. 이때, 서브필드 데이터 생성부(250)는 입력되는 영상 데이터의 계조값에 따 라 i개의 서브필드 중에서 계조 표현에 사용될 j개의 서브필드를 결정한다(j<i).
다음, 이러한 제어부(200)의 동작, 특히 서브필드 데이터 생성부(250)의 동작에 대해서 도 3을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 서브필드 마스킹을 나타내는 도면이다. 도 3에서는 설명의 편의상 한 필드가 512계조를 표현할 수 있는 14개의 서브필드로 이루어지고, 14개의 서브필드의 휘도 가중치가 각각 1, 2, 3, 4, 6, 9, 13, 19, 28, 41, 62, 85, 108 및 131이라 한다. 그리고 14개의 가중치가 휘도 가중치의 크기 순으로 배열되어, 첫 번째 서브필드의 가중치가 1이고 14번째 서브필드의 가중치가 131인 것으로 한다. 이러한 경우에 335 계조를 표현하는 경우에 14개의 서브필드에는 순서대로 "00110110101101"의 데이터가 매핑된다. 여기서 '0'은 해당 서브필드에서 발광이 이루어지지 않은 것을 나타내고 '1'은 해당 서브필드에서 발광이 이루어지는 것을 나타낸다.
서브필드 데이터 생성부(250)는 입력되는 영상 데이터의 계조를 14개의 서브필드로 매핑하면서 14개의 서브필드 중에서 사용되는 최고 가중치의 서브필드를 판단한다. 도 3에서, 예를 들어 입력 계조가 4이면 3번째 서브필드가 최고 가중치의 서브필드이고, 입력 계조가 35이면 8번째 서브필드, 입력 계조가 206 및 207이면 12번째 서브필드가 최고 가중치의 서브필드가 된다. 이와 같이 최고 가중치의 서브필드가 12번째 이하의 서브필드이면 13번째 및 14번째 서브필드는 사용되지 않으므로, 서브필드 데이터 생성부(250)는 영상 데이터를 1번째부터 12번째 서브필드로 매핑한다.
그리고 예를 들어 입력 계조가 314 및 315이면 13번째 서브필드가 최고 가중치의 서브필드로 된다. 이와 같이 최고 가중치의 서브필드가 13번째 서브필드이면, 서브필드 데이터 생성부(250)는 영상 데이터를 2번째부터 13번째 서브필드로만 매핑하며, 1번째 서브필드에 해당하는 데이터는 무시한다. 즉, 314 및 315는 2번째부터 13번째 서브필드로만 매핑되므로, 동일하게 314의 계조로 표현된다.
다음, 예를 들어 입력 계조가 335, 336, 337 및 338이면 14번째 서브필드가 최고 가중치의 서브필드로 된다. 이와 같이 최고 가중치의 서브필드가 14번째 서브필드이면, 서브필드 데이터 생성부(250)는 영상 데이터를 3번째부터 14번째 서브필드로만 매핑하며, 1번째 및 2번째 서브필드에 해당하는 데이터는 무시한다. 즉, 335, 336, 337 및 338은 3번째부터 14번째 서브필드로만 매핑되므로, 동일하게 335의 계조로 표현된다.
이를 정리하면, 본 발명의 실시예에서는 입력되는 영상 데이터를 i개의 서브필드 중에서 j개의 서브필드만으로 표현한다. 이때, 입력되는 영상 데이터가 휘도 가중치 순으로 k번째 서브필드까지 사용하는 경우에(k>j), 1번째부터 (k-j)번째 서브필드에 대응하는 데이터를 무시한다. 이와 같이 하면, 모든 영상 데이터가 j개의 서브필드로만 표현이 되므로, i개의 서브필드를 사용하여 계조를 표현하는 경우보다 어드레스 기간의 횟수가 줄어들므로 어드레스 기간에서 소비되는 전력을 줄일 수 있다.
이때, 영상 데이터가 k번째 서브필드까지 사용하는 경우에는 1번째부터 (k-j)번째 서브필드에 대응하는 데이터가 무시되지만, 높은 계조를 표현하는 경우이므 로 낮은 가중치의 데이터가 무시되어도 계조에는 큰 변화가 없다. 따라서 본 발명의 실시예에 의하면 계조 표현력 또는 의사 윤곽 저감 등을 위해 서브필드의 개수를 증가시켜도 일부 서브필드만을 마스킹하여 사용하므로, 어드레스 기간의 증가에 따른 소비 전력 증가를 방지할 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 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면 미리 할당된 i개의 서브필드 중 i보다 작은 j개의 서브필드만을 이용하여 계조를 표현한다. 따라서 서브필드의 개수가 증가하여도 어드레스 기간이 추가되지 않으므로, 어드레스 기간에서 발생하는 소비 전력을 증가시키지 않으면서 서브필드의 개수를 증가시켜 계조 표현력을 향상시킬 수 있다.

Claims (8)

  1. 복수의 방전 셀이 형성되어 있는 플라즈마 표시 패널에서, 한 필드를 각각의 휘도 가중치를 가지는 N(N은 자연수)개의 서브필드로 분할하고 상기 N개의 서브필드 중 영상 데이터가 매핑된 서브필드의 가중치의 합으로 계조를 표현하는 플라즈마 표시 패널의 구동 방법에 있어서,
    입력되는 영상 데이터를 상기 N개의 서브필드로 매핑하는 제1 단계,
    상기 N개의 서브필드 중에서 상기 영상 데이터를 표현할 M(M은 N보다 작은 자연수)개의 서브필드를 설정하는 제2 단계, 그리고
    상기 N개의 서브필드를 휘도 가중치 순으로 배열할 때, 상기 제1 단계에서 상기 영상 데이터가 매핑된 서브필드 중 최고 가중치의 서브필드가 K(K는 M보다 큰 자연수)번째 서브필드인 경우에, (K-M+1)번째부터 상기 K번째 서브필드로 상기 영상 데이터를 표현하는 제3 단계를 포함하는 플라즈마 표시 패널의 구동 방법.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 N개의 서브필드를 휘도 가중치 순으로 배열할 때, 상기 제1 단계에서 상기 영상 데이터가 매핑된 서브필드 중 최고 가중치의 서브필드가 L(L은 M이하의 자연수)번째 서브필드인 경우에,
    1번째부터 상기 M번째 서브필드로 상기 영상 데이터를 표현하는 제4 단계를 더 포함하는 플라즈마 표시 패널의 구동 방법.
  4. 제1항 또는 제3항에 있어서,
    상기 N개의 서브필드를 휘도 가중치 순으로 배열할 때, 상기 제1 단계에서 상기 영상 데이터가 매핑된 서브필드 중 최고 가중치의 서브필드가 K(K는 M보다 큰 자연수)번째 서브필드인 경우에,
    (K-M+1)번째부터 상기 K번째 서브필드의 매핑 관계가 동일하고 1번째부터 (K-M)번째 서브필드의 매핑 관계가 다른 영상 데이터들은 동일한 계조로 표현되는 플라즈마 표시 패널의 구동 방법.
  5. 복수의 방전 셀이 형성되어 있는 플라즈마 표시 패널,
    상기 방전 셀에 구동 신호를 인가하는 구동부, 그리고
    한 필드를 각각의 휘도 가중치를 가지는 제1 정수 개의 서브필드로 분할하고 상기 제1 정수 개의 서브필드 중 상기 제1 정수보다 작은 제2 정수 개의 서브필드로 상기 영상 데이터의 계조를 표현하도록 상기 구동부를 제어하는 제어부를 포함하며,
    상기 제어부는,
    상기 영상 데이터를 상기 제1 정수 개의 서브필드로 매핑하고, 상기 제1 정수 개의 서브필드를 휘도 가중치 순으로 배열할 때 상기 영상 데이터가 매핑된 서브필드 중 최고 가중치의 서브필드가 상기 제2 정수보다 큰 제3 정수 번째 서브필드인 경우에,
    상기 제3 정수 번째 서브필드부터 휘도 가중치의 반대 방향으로 상기 제2 정수 개의 서브필드의 매핑 관계가 동일하고, 상기 제3 정수와 상기 제2 정수의 차에 해당하는 개수의 서브필드의 매핑 관계가 다른 영상 데이터들을 동일한 계조로 표현하는 플라즈마 표시 장치.
  6. 삭제
  7. 제5항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 영상 데이터를 상기 제1 정수 개의 서브필드로 매핑하고, 상기 제1 정수 개의 서브필드를 휘도 가중치 순으로 배열할 때 상기 영상 데이터가 매핑된 서브필드 중 최고 가중치의 서브필드가 상기 제2 정수보다 큰 제3 정수 번째 서브필드인 경우에,
    첫 번째 서브필드부터 상기 제3 정수와 제2 정수의 차에 해당하는 개수의 서브필드의 데이터를 무시하여 상기 영상 데이터의 계조를 표현하는 플라즈마 표시 장치.
  8. 제5항 또는 제7항에 있어서,
    상기 영상 데이터의 계조는 상기 제2 정수 개의 서브필드 중 상기 영상 데이터가 매핑된 서브필드의 가중치의 합으로 표현되는 플라즈마 표시 장치.
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