KR100596546B1 - 플라즈마 디스플레이 패널의 구동 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 교류(AC)형 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel : PDP)의 구동 방법에 관한 것으로, 스캔 라인간의 편차가 적어 고속 구동에 유리하고 안정적이며, 전력 소모가 특정 시간에 집중되지 않아 전원 회로 설계가 용이하고, 패널 온도 상승으로 인한 형광체 열화 및 잔상 등의 화질 열화를 방지할 수 있고, 저계조 표현력 및 의사 윤곽 노이즈 저감에 유리한 새로운 구동 방법에 관한 것이다. 본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널의 구동 방법에서는, 화상 정보의 1 프레임이 조합에 의하여 계조를 구현하기 위한 하나 이상의 서브 필드로 분할되며, 서브 필드 각각은 하나 이상의 구동 단위(T)로 분할되고, 구동 단위(T)의 각각은 시간적으로 분리된 기입 기간, 유지 기간 및 소거 기간을 포함하며, 서브 필드를 구성하는 구동 단위(T) 중 최초의 것의 기입 기간 중에, 해당 서브 필드에 대한 데이터를 기입하는 단계; 및 서브 필드를 구성하는 구동 단위(T) 중 최후의 것의 소거 기간 중에, 해당 서브 필드에 대한 데이터를 소거하는 단계를 포함한다.

플라즈마 디스플레이, PDP, 구동 방법, ADS, AWD, 구동 파형

Description

플라즈마 디스플레이 패널의 구동 방법{DRIVING METHOD FOR PLASMA DISPLAY PANEL}

도 1은 본 발명에 적용되는 AC형 플라즈마 디스플레이 패널(PDP)의 구조를 예시하는 사시도이다.

도 2는 종래 기술의 ADS 구동방식의 시분할도의 예시이다.

도 3a 및 도 3b에서는 상기 ADS 구동 방법에서, 1 서브 필드 동안의 동작을 보다 상세히 나타낸다.

도 4는 종래 기술의 AWD 구동방식의 시분할도의 예시이다.

도 5는 본 발명의 구동 방식의 한 실시 예에서의 시분할도의 예시이다.

도 6은 도 5의 시분할도에서 기본 구동 단위(T)의 구성 및 서브 필드의 배치를 나타내는 도면이다.

도 7은 본 발명의 실시 예에 있어서의 구동 파형의 배치를 예시한 도면이다.

도 8은 도 7에 나타낸 구동 파형의 기본 구동 단위(T)를 확대하여 나타낸 예이다.

도 9는 본 발명의 다른 한 실시 예에 의한, 저계조 표현력 향상을 위한 구동 파형의 실시 예를 나타낸 도면이다.

도 10은 도 9에 예시한 구동 파형의 기본 구동 단위(T)를 확대하여 나타낸 예이다.

도 11은 본 발명의 구동 방법에 사용되는 소거 파형의 한 예로서 다중 세폭 펄스의 소거 원리를 설명하는 도면이다.

도 12는 본 발명의 동화 의사 윤곽 노이즈 저감을 위한 한 실시 예로서, 서브 필드의 배치를 스캔 라인 별로 변경한 예를 나타낸다.

도 13의 (a)는 본 발명의 구동 파형을 통상의 패널에 적용하였을 때 얻어진 구동 전압의 동작 범위를 나타내며, 도 13의 (b)는 본 발명의 구동 파형을 산화마그네슘이 코팅된 형광막을 갖는 패널에 적용하였을 때 얻어진 구동 전압의 동작 범위를 나타낸다.

도 14는 본 발명의 구동 방법에 적용 가능한 소거 파형의 다른 실시 예이다.

도 15는 도 14의 소거 파형을 적용한 경우의 기본 구동 단위(T)의 구성을 예시한다.

도 16은 저계조 표현력 향상을 위한 본 발명의 구동 파형의 다른 실시 예를 나타낸 도면이다.

도 17은 서브 필드의 수가 m 개이고, 스캔 라인 수가 2^m-1 개를 넘는 경우의 기본 구동 단위 구성의 한 예를 나타낸다.

도 18 및 도 19는 본 발명의 구동 방법에 적용 가능한 소거 파형의 다른 예를 나타낸다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 상판 8 : 상판 유전층

2 : 하판 9 : 보호층

3 : 격벽 4 : 형광막

5 : 하판 유전층 Y : 스캔 전극

X : 방전 유지 전극 A : 어드레스 전극

본 발명은 교류(AC)형 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel: PDP)의 구동 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 종래 기술의 ADS(Address Display period Separated) 구동 방식이 가지고 있는, 고속 구동이 어려운 점 및 유지 방전 시기의 집중에 의한 전력 소모 집중 및 패널 온도 상승 등의 문제점과, 그 대안으로 제시되고 있는 AWD(Address While Display) 구동 방식에서도 해결하지 못하고 있는, 구동 회로의 복잡성 및 초기화 기간의 강한 방전에 의한 콘트라스트 비 저하 등의 문제점을 동시에 극복할 수 있는 새로운 교류형 플라즈마 디스플레이 패널의 구동 방법을 제공하기 위한 것이다.

도 1은 AC형 PDP의 패널 구조를 사시도로 나타낸다. 도시된 바와 같이, AC형 PDP의 패널은: 평판 유리 위에 서로 평행하게 놓여진 복수 개의 스캔 전극(Y)과 방전 유지 전극(X), 그 위를 덮는 상판 유전층(8), 다시 그 위에 형성된 보호층(9)을 포함하는 상판(1)을 갖는다. 또한, 상기 패널은: 상기 스캔 전극(Y) 및 방전 유지 전극(X)과 수직인 방향으로 형성된 어드레스 전극(A)과, 상기 어드레스 전극(A) 위를 덮어 반사층을 형성하는 하판 유전층(5), 각 셀을 구분하기 위한 격벽(3), 상기 어드레스 전극(A)과 평행하게 놓이고 상기 격벽(3)의 측면 및 밑면에 도포되어 가시광을 내는 형광막(4)이 형성된 하판(2)을 갖는다. 상판(1)과 하판(2) 사이를 진공 배기한 후, 상판(1)과 하판(2) 사이의 방전 공간은 제논(Xe) 가스를 포함하는 2원 또는 3원의 불활성 가스로 채워지며, 상판(1)의 스캔 전극(Y)과 방전 유지 전극(X) 및 하판(2)의 어드레스 전극(A)이 서로 교차하는 부위에 하나의 방전 셀(cell)이 형성되고, 컬러 이미지 표시를 위해 적색, 녹색, 청색을 내는 세 개의 셀이 합쳐져서 하나의 화소(pixel)를 이룬다.

이러한 교류형 플라즈마 디스플레이 패널을 구동하기 위하여, 종래에는 도 2에 개략적으로 도시된 어드레스 디스플레이 분리 구동 방식(ADS: Address Display Period Separated, 대한민국특허 제88852호 또는 미국특허 제5,541,618호 참조)이 가장 널리 사용되어 왔다. ADS 구동 방식에서는, 도 2에서와 같이 256 계조 표현을 위해, 화상을 나타내는 1 TV 필드 (=16.7ms) 동안 밝기가 각기 다른 8개의 서브 필드를 두며, 각각의 서브 필드는 다시 초기화 기간, 어드레스 기간(또는 기입 기간) 및 방전 유지 기간으로 구성되어진다. 즉, 상기 각각의 서브 필드는 2⁰, 2¹, 2², 2³, 2⁴, 2⁵, 2⁶, 2⁷에 해당하는 만큼의 방전 유지 기간의 길이를 갖고, 이들 서브 필드의 조합으로 256(=2⁸) 계조의 표현이 가능하게 된다. 도 2에 나타낸 바와 같이 ADS 구동 방법에서는, 패널 상의 모든 스캔 라인에 대하여 초기화 기간(100), 어드 레스 기간(200) 및 방전 유지 기간(300)이 동시에 진행된다.

도 3a 및 도 3b에서는 상기 ADS 구동 방법에서, 1 서브 필드 동안의 동작을 보다 상세히 나타낸다. 먼저, 초기화 기간(100)은 전 셀의 벽전하 상태를 동일하게 하는 과정으로 직전 이미지의 정보를 지워주는 역할 이외에, 전 셀의 초기 조건을 동일하게 하여 이어지는 어드레스 방전이 동일한 초기 조건에서 일어날 수 있게끔 해주는 역할을 수행한다. 어드레스 기간(200)에서는, 영상 신호에 따른 화상을 표시하기 위해, 이어지는 방전 유지 기간(300)에서, 켜질 셀과 꺼질 셀에 대한 선택을 행하기 위해 상기 각각의 셀에서 서로 직교하는 스캔 전극(Y)과 어드레스 전극(A)사이에 방전을 일으켜서 스캔 전극(Y)상에는 양의 벽전하를 형성하고, 어드레스 전극(A)상에는 음의 벽전하를 각각 형성하는 역할을 수행하며, 이어지는 방전 유지 기간에 있어서는 상기 어드레스 기간에서 켜진(ON) 셀에 대해서만 유지 방전이 지속되도록 방전 개시 전압보다 낮은 방전 유지 전압을 스캔 전극(Y)과 방전 유지 전극(X)사이에 가해주어, 상기 어드레스 기간에서 스캔 전극(Y)과 어드레스 전극(A)사이의 방전을 통해 벽전하가 형성된 셀만 유지방전이 지속되도록 한다.

이러한 ADS 구동 과정에 있어서는 전 스캔 전극에 걸쳐 어드레스 기간이 방전 유지 기간과 완전히 분리되어 있으므로, 초기화 후 어드레스가 일어나는 시간과 어드레스 후 유지 방전으로 옮아가는 시간이 스캔 전극별로 각각 달라지게 된다. 즉, 패널의 마지막 라인에 해당하는 스캔전극의 기입(어드레스)이 이루어질 때에는, 초기화 기간이 종료된 후 상대적으로 긴 시간이 지난 후이므로, 첫 번째 라인에 해당하는 스캔 전극이 기입되는 조건과는 상당히 다른 조건에서 기입 방전이 이 루어지게 된다. 따라서, 스캔 전극 별로 기입 방전 특성의 산포가 크게 되어 고속 구동에 적합하지 않고, 또 마찬가지로, 기입 방전에서 유지 방전으로 옮아가는 시간이 스캔 전극별로 균일하지 않아, 첫 번째 유지 방전이 균일하게 일어나지 못하는 문제점이 있다.

또한, 상기 방식은 전 셀이 동시에 유지 방전을 실시하므로 전력 소모가 특정 시간에 집중되어 전원 회로 설계 시에 큰 순간 전력 소모를 고려해서 설계해야 하는 어려움이 있고, 특정 시간에 집중된 유지 방전으로 인해 패널 온도의 상승과 이로 인한 형광체 열화 및 잔상과 같은 화질의 열화를 초래하기도 한다.

이와 같은 문제점을 해결하기 위해 제안된 종래의 기술로는 도 4에서와 같이 어드레스 기간과 방전 유지 기간이 서로 혼재하는 이른바 AWD(Address While Display, 유지 기간 중의 기입 방전) 구동 방식이 제안되어 왔으나, 이 방법을 그대로 적용할 경우, 구동 회로가 복잡하여 지고, 초기화 기간의 강한 방전으로 인해 배경 광이 높아져 콘트라스트 비를 저하시키게 됨에 따른 화질의 열화로 인해, 실제 제품에 적용되고 있지는 않은 실정이다.

본 발명은 위와 같은 문제점을 해결하기 위한 것이며, 종래 기술의 PDP의 구동 방식과는 달리, 초기화 기간이 없이 기입 기간과 방전 유지 기간 그리고 소거 기간으로만 구성된 기본 구동 단위(T)의 조합으로 원하는 계조 표현이 가능하도록 하여, 종래의 구동 방식의 문제점 중 하나인 배경 광으로 인한 콘트라스트 저하를 개선하기 위한 구동 방법을 제안한다.

본 발명에서는, 1 TV 필드를 복수 개(예를 들어, 도 5에 나타낸 바와 같이 255개)의 기본 구동 단위(T)로 나누고, 하나 이상의 구동 단위들의 집합이 한 서브 필드를 이루도록 한다. 또한, 동일한 서브 필드 내에 속하고 그 순서 상 서로 대응되는 기본 구동 단위(T)가 각각의 스캔 전극에서 서로 다른 시간에 존재하도록 하고(예를 들어, 도 5와 같이 스캔 라인마다 순차적으로), 각 스캔 전극별로 대응되는 서브 필드의 기입(어드레스)이 일어나는 시점이 각각 다르도록 각 서브 필드를 배치하여(예를 들어, 그림 6에 나타낸 바와 같이), 임의의 스캔 전극의 기입 기간이 다른 스캔 전극의 유지 방전 기간 중에 존재하도록 한다. 이를 통하여, 본 발명은 종래 ADS 구동 방식과 같이 특정 시간에 유지 방전의 집중으로 인한 순간 전력 소모 증대 및 패널 온도 상승으로 인한 형광체 열화 및 잔상 특성을 개선하고자 한다.

또한, 종래의 ADS 구동 방법과는 달리, 기본 구동 단위(T) 별로 기입 기간을 둠으로써 기입 기간이 짧아져, 소거 동작 후 기입이 일어나는 시점까지의 시간 간격의 스캔 전극별 차이가 적어져 고속 구동이 용이하고, 또한 기입 방전 후 유지 방전까지의 시간 또한 짧아져 유지 방전으로의 전이가 안정적으로 이루어지도록 한다.

또한, 나아가서, 본 발명의 구동 방법에서는 ADS 구동 방식과는 달리 각 스캔 라인별로 서브 필드의 구성 순서를 임의로 바꿀 수 있어, 기존의 동화상 표현 시에 문제점으로 지적되어 온 "동화 의사 윤곽 노이즈" 제거에도 유리하도록 한다.

그리고, 본 발명에서는 기본 구동 단위(T)의 추가만으로 서브 필드의 추가가 가능하게 되므로, 저계조 표현력을 향상시키기 위해 1 bit보다 적은 가중치(예를 들어, 0.5 bit)의 서브 필드의 구현이 가능하게 되는 등 고화질의 영상을 얻는 것이 용이하도록 한다.

또한, 기존의 AWD 구동 방식의 경우 라인별로 구동 파형이 달라져 구동 회로가 매우 복잡하게 되는 문제점이 있으나, 본 발명에서는 스캔 전극 또는 유지 전극 별로 동일한 구동 파형을 사용할 수 있도록 하여(예를 들어, 도 7에 나타낸 바와 같이) 간단한 회로로도 구동 회로의 구성이 가능하도록 한다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 한 측면에 의한 플라즈마 디스플레이 패널의 구동 방법은, 복수 개의 스캔 전극 및 상기 스캔 전극의 각각에 대응되는 복수 개의 유지 전극을 가지며, 상기 스캔 전극과 직교하는 복수 개의 어드레스 전극을 가지며 상기 스캔 전극과 상기 어드레스 전극이 직교하는 각각의 지점에 형성되는 복수 개의 방전 셀을 포함하는 교류형 플라즈마 디스플레이 패널에 소정의 화상 정보를 표시하기 위한 교류형 플라즈마 디스플레이의 구동 방법이며, 상기 화상 정보의 1 프레임은 조합에 의하여 계조를 구현하기 위한 하나 이상의 서브 필드로 분할되며, 상기 서브 필드 각각은 하나 이상의 구동 단위(T)로 분할되고, 상기 구동 단위(T)의 각각은 시간적으로 분리된 기입 기간, 유지 기간 및 소거 기간을 포함하며, 상기 서브 필드를 구성하는 구동 단위(T) 중 최초의 것의 상기 기입 기간 중에, 해당 서브 필드에 대한 데이터를 기입하는 단계; 및 상기 서브 필드를 구성하는 구동 단위(T) 중 최후의 것의 상기 소거 기간 중에, 해당 서브 필드에 대 한 데이터를 소거하는 단계를 포함한다.

본 발명의 다른 한 측면에 의한 플라즈마 디스플레이의 구동 방법은, 화상 정보의 1 프레임이 하나 이상의 구동 단위(T)로 분할되고, 상기 구동 단위(T)의 각각은 시간적으로 분리된 기입 기간, 유지 기간 및 소거 기간을 포함하며, 상기 소거 기간에는, 상기 스캔 전극에 소거 방전을 발생시키기 위한 소정의 파형을 인가하며, 상기 소거 방전을 위하여 스캔 전극에 인가되는 파형은 복수 개의 세폭 펄스가 반복되는 구간을 하나 이상 갖는 파형인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 한 측면에 의한 플라즈마 디스플레이 장치는, 교류형 플라즈마 디스플레이 패널에 소정의 화상 정보를 표시하기 위하여, 상기 화상 정보의 1 프레임을 조합에 의하여 계조를 구현하기 위한 하나 이상의 서브 필드로 분할하며, 상기 서브 필드 각각은 하나 이상의 구동 단위(T)로 분할되고, 상기 구동 단위(T)의 각각은 시간적으로 분리된 기입 기간, 유지 기간 및 소거 기간을 포함하며, 상기 서브 필드를 구성하는 구동 단위(T) 중 최초의 것의 상기 기입 기간 중에, 해당 서브 필드에 대한 데이터를 기입하기 위한 구동 수단; 및 상기 서브 필드를 구성하는 구동 단위(T) 중 최후의 것의 상기 소거 기간 중에, 해당 서브 필드에 대한 데이터를 소거하기 위한 구동 수단을 포함한다.

바람직하게는, 상기 각각의 스캔 전극에 있어서, 한 스캔 전극의 한 서브 필드의 개시 시점은, 인접한 다른 스캔 전극에 있어서의 같은 서브 필드의 개시 시점과 다른 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 패널의 n 번째 스캔 전극에 있어서, m 번째 서브 필드의 개시 시점은 n+1 번째 스캔 전극에 있어서의 m 번째 서브 필드의 개시 시점과 1 구동 단위(T) 만큼의 시간차를 갖는 것일 수 있다.

바람직하게는, 상기 구동 단위(T) 중의 상기 기입 기간은, 적어도 상기 서브 필드의 총 개수에 단위 어드레스 펄스의 펄스 폭을 곱한 시간 이상의 기간이며, 상기 유지 기간 동안에는, 상기 스캔 전극과 유지 전극에 교번하여 유지 펄스를 인가하며, 상기 소거 기간에는, 상기 스캔 전극에 소거 방전을 발생시키기 위한 소정의 파형을 인가하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 소거 방전을 위하여 스캔 전극에 인가되는 파형은 복수 개의 세폭 펄스가 반복되는 구간을 하나 이상 갖는 파형임이 바람직하다.

여기서, 상기 세폭 펄스 각각의 폭은 300ns 이하임이 바람직하다.

또한, 상기 소거 방전을 위하여 스캔 전극에 인가되는 파형은 복수 개의 세폭 펄스가 반복되는 구간들 사이에 음의 극성을 갖는 펄스가 인가되는 구간을 삽입한 것일 수 있다.

필요에 따라서는, 상기 복수 개의 세폭 소거 펄스는 시간에 따라 증가하는 램프 파형과 중첩되어 인가되는 것일 수 있다.

또한, 필요에 따라서는, 상기 서브 필드 중 최소 시간 길이를 갖는 서브 필드로 구현할 수 있는 것 이하의 저 계조를 구현하기 위하여, 상기 서브 필드를 구성하는 상기 구동 단위(T)의 상기 유지 기간을 분할하고, 그 사이에 하나 이상의 제2 기입 기간을 삽입한 것일 수 있다.

또한, 필요에 따라서는, 상기 스캔 라인에 따라 상기 1 프레임을 구성하는 상기 서브 필드들의 배치 순서를 달리하여 동화 의사 윤곽에 의한 노이즈를 제거하도록 할 수도 있다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 대해 상세히 설명한다.

본 발명은 VGA급(통상 480 수평 라인), XGA급(통상 768 수평 라인), HD급(통상 1080 수평 라인)의 TV 또는 모니터용 디스플레이 패널이나, 기타 특수 설계된 소형, 중형 또는 대형 디스플레이 패널 등의 다양한 경우에 그 구체적인 사양, 구현하고자 하는 계조 수 등에 따라 변형되어 적용될 수 있다. 이하에서는 본 발명의 기술적 사상에 대한 이해를 도모하기 위하여, 256 계조를 구현하고자 하는 경우에 대하여 본 발명을 적용한 실시 예를 중심으로 하여 예시적으로 설명한다.

도 5에서는 480 스캔 라인을 갖는 VGA 급 패널에서 256 계조를 구현하고자 하는 경우에, 본 발명을 적용하기 위하여 1 TV 필드를 각각의 구동 단위(T)로 분할한 예를 나타낸다. 256 계조를 구현하기 위해서는, 일반적으로 2⁰, 2¹, 2², 2³, 2⁴, 2⁵, 2⁶, 2⁷에 해당하는 만큼의 발광 구간의 길이를 갖는 8 개의 서브 필드를 조합하여 계조 구현이 이루어지고, 이 때 8비트의 화상 데이터가 필요하게 된다. 그러나, 일반적인 n 비트의 데이터를 사용하여 2ⁿ 의 계조를 구현하는 것이 가능하므로, 본 발명은 도 5의 경우에 한정되지 않음은 물론이다.

도 5에 나타낸 바와 같이, 1 TV 필드(예를 들어, 통상 16.7ms)는, 기입 기간 과 방전 유지 기간 그리고 소거 기간으로 구성된 기본 구동 단위(T)로 분할되며, 도 5의 경우와 같이 모두 동일한 길이를 갖도록 할 수도 있으나, 필요에 따라서는 그 길이가 서로 달라지도록 구성하는 것도 가능할 것이며, 256 계조를 구현하는 경우라 하더라도 반드시 도 5와 같이 255개로 분할하여야 하는 것은 아니다. 기입 기간과 방전 유지 기간 그리고 소거 기간으로 구성된 하나 이상의 기본 구동 단위(T)가 서브 필드를 구성하도록 되어 있는 한 본 발명의 한 변형에 지나지 않는다고 할 것이다.

본 발명을 용이하게 이해하기 위해서 도 5에서는 1 TV 필드가 동일한 길이를 갖는 255개의 구동 단위로 분할된 경우를 예시하였다. 이러한 경우, 각각의 구동 단위를 조합하여 필요로 하는 각각의 서브 필드를 형성하게 되며, 예를 들어, 밝기가 가장 어두운 서브 필드(2⁰)의 경우에는 한 개의 기본 구동 단위(T)로 구성되도록 하고, 두 번째 서브 필드(2¹)는 두 개의 기본 구동 단위(T)로, 세 번째의 서브 필드(2²)는 네 개의 기본 구동 단위(T)로 구성되도록 할 수 있다. 이와 같이 하여, 256 계조 구현의 경우, 최대 크기의 서브 필드(2⁷)는 128 개의 기본 구동 단위(T)로 구성되도록 할 수 있다. 이 경우, 도 5에 나타내었듯이 1 TV 필드 내에 총 255개의 기본 구동 단위(T)로 256 계조 표현이 가능하게 되며, 이로 인해 한 개의 구동 단위(T)는 도 5 및 도 8에 나타내었듯이 약 65us 이내의 시간으로 이루어지도록 구성될 수 있다.

도 6은 각 구동 단위(T) 내의 기입 기간(A), 방전 유지 기간(S) 및 소거 기간(E)의 배치를 예시하며, 각 라인 별로 각 서브 필드의 개시 시점이 1 구동 단위(T) 만큼의 차이를 가지고 순차적으로 배열된 경우를 예시한다. 이러한 라인별 서브 필드의 배치는 다양한 설계 변경이 가능하며, 예를 들어, 라인 별 서브 필드의 개시 시점이 2 또는 3 구동 단위만큼 차이가 나도록 하거나, 순차적 배열의 순서를 바꾸는 등 얼마든지 변경될 수 있음은 당업자에게 자명하다.

도 5에 표시된 각 구동 단위(T)에 매겨진 식별 번호(1...256)는 도 6의 서브 필드 배열 방식을 따를 경우, 각 라인에서 동일한 식별 번호는 동일한 서브 필드 내에 존재하고 그 서브 필드 내에서 동일한 위치를 갖는 구동 단위임을 표시한다. 즉, 도 5에서 1은 첫 번째 서브 필드에 해당하고, 2~3은 두 번째 서브 필드, 4~7은 세 번째 서브 필드, 8~15는 네 번째 서브 필드, 16~31은 다섯 번째 서브 필드, 32~63은 여섯 번째 서브 필드, 64~127은 일곱 번째 서브필드, 128~255는 여덟 번째 서브 필드에 해당하도록 구성된 예를 나타낸다.

도 7은, 도 5 및 도 6의 서브 필드 배열 방식과 구동 단위 분할 방식을 따를 경우, 각각의 스캔 라인에 대하여 구동 단위 별로 인가되는 스캔 파형을 도시한다. 본 실시 예에서는, 도 7과 같이 각각의 서브 필드 내에서 최초의 구동 단위 내의 기입 기간 동안에 해당 서브 필드에 대한 데이터의 기입이 이루어지도록 한다. 서브 필드를 이루는 다른 구동 단위의 기입 기간 동안에는 해당 서브 필드에 대한 데이터의 기입이 필요 없으므로 기입 기간만 존재할 뿐, 기입 작용이 진행되지 않는다(이 때, 패널의 다른 스캔 라인들 중 일부에 대한 기입 동작이 진행되게 된다). 또한, 각각의 서브 필드 내에서 최후의 구동 단위 내의 소거 기간 동안에는 해당 서브 필드의 데이터를 소거하여 다음 서브 필드의 구동이 이루어질 수 있도록 한다. 마찬가지로, 최후의 구동 단위를 제외한 다른 구동 단위의 소거 기간 동안에는 상술한 최초 구동 단위에서 기입한 해당 서브 필드의 화상 데이터가 소거되지 않아야 하므로, 소거 기간만 확보되어 있을 뿐, 소거 작용이 이루어지지 않는다. 이와 같은 구성에 의하여, 임의의 스캔 라인의 기입 기간이 다른 스캔 라인의 유지 기간 사이에 존재하게 된다.

도 2에 나타낸 바와 같은 기존의 구동 방법에서는 전 스캔 라인에 대한 초기화 및 기입 과정이 종료된 이후에 유지 방전 과정이 전 스캔 라인에 대하여 한꺼번에 진행되므로, 유지 방전이 특정 시구간에 집중되게 되고, 이와 같이 집중된 유지 방전으로 인한 패널온도의 상승과 이로 인한 형광체 열화, 이전 화면의 상이 그대로 화면에 남아 있게 되는 잔상 문제 등이 발생하게 된다. 그러나 본 발명의 구동 방법에서는, 1 TV 필드의 구성이 복수개의 기본 구동 단위(T)로 이루어지며, 각각의 기본 구동 단위(T)는 기입 기간, 유지 방전 기간 및 소거 기간으로 각각 구성되어 있어, 유지 방전에 해당하는 기간이 1 TV 필드 내에 균일하게 분포하도록 되어 있으므로 위와 같은 유지 방전 집중에 의한 문제점이 발생하지 않는다.

도 7에 도시된 각각의 구동 단위(T)내의 구동 파형을 도 8에 상세히 나타내었다. 상기 구동 단위(T) 내의 기입 기간은 나타내고자 하는 계조의 비트 수(예를 들어 256 계조라면, 8비트)와 패널의 크기에 따라 결정된다. 도 8에 예시된 바와 같이, VGA 급 패널에서 256 계조를 구현하기 위한 경우라면, 단위 어드레스 펄스를 총 16개 배치할 수 있는 시간 이상의 기입 기간이 확보되면 충분하다. 따라서, 기입기간의 길이가 길지 않아 종래 기술에 비해 고속의 기입 방전이 가능하게 되고, 기입 기간과 유지 방전 기간의 시간 간격의 차이에 의한 라인 간 편차를 방지할 수 있게된다.

또한, 유지 기간에는 최고 휘도를 높이기 위해 가능한 최대 개수의 펄스(예를 들어, 한 전극 당 네 개의 펄스를 인가할 경우, 한 TV 필드에 약 1020개의 펄스가 전극 당 인가될 수 있음)로 구성하는 것이 바람직하다.

또한, 도 8 및 도 11에 도시된 바와 같이, 소거 기간에는, 방전이 켜진 셀에 대하여 단시간에 균일한 소거 작용이 이루어지도록 할 수 있게 하기 위하여, 다양한 소거 펄스를 사용할 수 있다. 예를 들어, 종래에 흔히 사용되는 단일 소거 펄스를 사용할 수도 있지만, 보다 벽전하를 효율적으로 제어하여 단시간에 균일한 소거 작용을 하도록 하기 위해, 본 발명자에 의해 고안된(대한민국 특허출원 제2002-76717호 참조) 복수개의 세폭 펄스를 연속하여 인가하는 방식을 사용할 수 있다.

이와 같은 구동 방식을 통하여, 각각의 스캔 전극에 인가되는 기입 기간의 파형은 도 7에서 나타낸 바와 같이 스캔 라인 별로 달라지게 되고, 스캔 전극 별로 데이터 기입 과정과 방전 유지 기간이 각각 달라지게 된다. 그 결과, 도 7과 같이 한 스캔 전극의 방전 유지 과정이 이루어지고 있는 중에 다른 스캔 전극의 기입(어드레스) 과정이 수행되게 된다. 또한, 본 발명의 구동 방법에서는 도 8에서 나타낸 바와 같이 ADS 구동 방식 등 종래 기술과는 달리, 짧은(예를 들어, 약 65us) 시간 길이를 가지는 기본 구동 단위(T) 내에서, 기입 방전, 유지 방전 및 소거 방전 이 일어나므로, 소거 작용 후의 기입 기간까지 시간이 짧아 기입 방전이 비교적 균일한 조건에서 이루어져서 기입 방전이 고속으로 일어날 수 있고, 마찬가지로, 기입 방전 후 유지 방전으로 전이하는 데 소요되는 시간도 짧아, 기입 방전에서 유지 방전으로의 안정적인 전이가 일어날 수 있다.

도 11은 본 발명의 다중 세폭 펄스의 소거 동작을 설명한다.

일반적으로 PDP는 수 백만 개의 셀들로 구성되고, 각각의 셀들은 전기적 특성이 동일하지 않고 약간의 편차를 가지며, 즉, 각 셀 별로 방전 개시 전압(Vb) 및 유지 방전으로 인해 형성된 벽전압(Vw)이 조금씩 차이가 있어, 한 개의 소거 펄스를 인가하여 전 셀에 대해 소거 작용을 수행하도록 되어 있는 종래 기술의 단일 펄스형 소거 파형으로는 균일하고 안정된 패널 특성을 얻기 어렵게 된다. 이를 해결하기 위한 또 다른 종래 기술로는 단순 경사형 소거 펄스를 인가하는 방식이 제안되어 있으나, 이 경우에 있어서는, 소거에 소요되는 시간이 길고, 완전히 소거가 이루어지지 않고 일정 부분 벽전하가 잔존하게 되는 문제점이 있다.

이를 극복하기 위해 고안된 본 발명의 다중 세폭 펄스를 사용한 소거 펄스는, 도 11에 나타낸 바와 같이 소거 펄스가 인가되는 시점에서 셀 내부에 인가되는 전압(Vgap)이 시간에 따라 변하기 때문에, 형성된 벽전압과 방전 개시 전압이 셀별로 차이가 나는 경우에 있어서도 단시간에 안정적인 소거 작용을 행할 수 있다. 즉, 각 셀에 인가되는 전압(Vgap)이 아래의 식(1)을 만족하는 시점에서 소거 방전이 개시되어 셀 별로 방전 개시 전압과 벽전하의 편차가 있더라도 안정적으로 소거 동작을 행할 수 있다.

Vw + Ve = Vgap > Vb (1)

또한, 본 발명의 소거 파형의 다른 실시 예로 도 14에서와 같이 다중 세폭 펄스의 소거 펄스 다음에 스캔 전극에 음의 극성을 가지는 펄스(N)를 인가하고, 한번 더 다중 세폭 펄스를 인가하는 방식으로 소거 파형을 구성하여, 첫 번째 다중 세폭 펄스(T1)에서는 스캔 전극과 유지 전극간의 소거 작용을 행하고, 이어지는 음의 스캔 펄스(N)에서는, 스캔 전극(Y)과, 방전 유지 전극(X) 및 어드레스 전극(A)과의 사이에서 동시에 방전이 발생되어 벽전하를 나누어 가지도록 함으로써, 소거 작용을 행하도록 한다. 두 번째의 다중 세폭 펄스(T2)에서는 스캔 전극과 어드레스 전극간의 잔존하는 벽전하를 한번 더 소거하도록 하여, 보다 안정적으로 소거 작용을 행하도록 구성할 수도 있다. 도 15, 16은 각각 본 발명의 구동 방법의 다른 실시 예들로써 도 14의 소거 파형을 적용한 기본 구동 단위(T)의 예를 나타낸 것이다. 도 14, 도 15 및 도 16에서 예시한 소거 파형에서는, 복수개의 세폭 펄스가 소정의 기울기로 경사진 램프 파형에 중첩되어 있는 경우들을 예시하고 있다. 여기서 기울기가 다양하게 조절되거나 최적화 될 수 있음은 물론이고, 램프 파형에 복수 개의 세폭 펄스를 중첩하지 않고, 복수 개의 세폭 펄스만을 인가한 경우에도 단일 소거 펄스를 적용하는 종래 기술의 경우에 비하여 안정된 소거 특성을 얻을 수 있음이 본 발명자에 의하여 관측되었다.

도 9에서는 본 발명의 다른 한 실시 예에 있어서의 구동 파형을 도시한다. 일반적으로 PDP는 계조 표현을 위해 도 2에서와 같이 서로 밝기가 다른 서브 필드의 조합을 사용하며, 피크(peak) 휘도를 높이기 위해 최소 bit에 해당하는 서브 필 드의 경우도 일정 개 수(예를 들어, 8 비트로 256 계조를 표현하는 경우, 최소 네 개)를 넘는 다수의 유지 펄스를 인가하도록 구성되며, 최고 밝기를 표현할 때 충분한 휘도를 얻을 수 있도록 충분한 개수의(예를 들어, 8비트로 256 계조를 표현하는 경우, 약 1000개(4 X 255 =1020)) 펄스가 인가되도록 한다.

하지만, 이 경우에 있어서 역으로, 상기 네 개의 펄스 이하의 낮은 계조를 구현할 수 없으므로, 낮은 계조 영역에서 휘도 단계가 커서 저계조 표현이 부드럽지 못한 문제점을 갖고 있다. 이를 개선하기 위해 일반적으로 에러 분산법과 디더링 등과 같은 신호처리 기법을 사용하지만 이 방법만으로는 저계조 표현에 한계가 있다. 그러나, 본 발명의 구동 방법에서는, 기본 구동 단위(T)를 변형함으로써 간단히, 최소 서브 필드에 해당하는 1 bit 보다도 더 작은 밝기를 표현하는 서브 필드를 구현할 수 있어 저계조 표현 시에 좀 더 부드러운 느낌을 줄 수 있다. 도 9에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 구동 방법에서는, 기본 구동 단위의 유지 기간 사이에 기입 방전을 위한 구간을 추가함으로써 1 bit보다 작은 bit들(예를 들어, 0.25, 0.5 또는 0.75 bit 등 필요에 따라)의 구현이 매우 간단히 이루어질 수 있다. 이 때, 예를 들어, 상기 0.5 bit에 해당하는 서브 필드에서는 도 10에 나타낸 바와 같이 기입 방전이 유지 방전 사이에 이루어지도록 하여 기존 1 bit에 해당하는 서브 필드의 절반에 해당하는 밝기를 나타내게 된다.

일반적으로, PDP와 같이 서브 필드의 조합으로 계조를 표현하는 방식에 있어서는, 동화상을 표현할 때, 의사 윤곽 노이즈가 필연적으로 발생하게 된다. 이를 저감하기 위해 일반적으로 서브필드의 배치 순서를 바꾸고 최고 밝기에 해당하는 서브 필드를 여러 개의 서브 필드로 나누는 방법을 사용한다. 그러나 종래의 ADS 구동 방식 등에 이러한 변경을 가하여 의사 윤곽 노이즈를 저감하고자 할 경우에는, 서브 필드의 개수가 늘어나는 만큼 초기화 기간과 기입 기간이 추가되어 상대적으로 유지 방전의 기간이 감소하여 전체적으로 휘도 감소를 초래하는 치명적인 문제점이 발생한다. 그러나, 본 발명의 구동 방법에서는 스캔 라인별로 서브 필드의 순서를 도 12에서와 같이 다르게 배치하는 것이 가능하며, 근본적으로 스캔 라인 별로 달리 구동하는 방식이므로 이러한 서브 필드의 재배치가 아무런 문제를 유발하지 않게 되어, 이를 적용하여 의사 윤곽 노이즈를 크게 저감시킬 수 있다.

이상에서는 본 발명의 구동 방법을 적용한 구체적인 실시 예로써 480 스캔 라인을 갖는 VGA 급 패널에 대하여, 8비트의 화상 데이터를 통하여 256 계조를 구현하는 경우를 예시하였으나, 본 발명의 구동 방법이 화상 데이터의 비트 수 및 패널의 사양에 관계없이 적용될 수 있음은 당연하다. 도 17에서는 m 비트의 화상 데이터(즉, m 개의 서브 필드를 갖는 경우)를 사용하고, 스캔 라인의 수가 2^m-1 개를 넘어서는 경우에 대하여 기본 구동 단위(T)가 어떻게 구성될 수 있는지에 대하여 예시하였다. 이 경우, 도 5와 같이, 스캔 라인 별로 대응되는 기본 구동 단위(T)를 순차적으로 배치한다고 하여도(예를 들어, 1...255 까지를 순차적으로 배치), 2^m-1 개의 스캔 라인을 넘는 스캔 라인들의 경우에는 다시 동일한 번호의 기본 구동 단위(T)가 반복되어 나타나게 된다. 도 17은 이와 같은 경우의 기본 구동 단위 구성을 나타내는 도면으로서, 기입 기간 동안에 입력되어야 할 화상 데이터의 수가 증가하므로, 이를 고려한 기입 기간의 확보가 필요하다. 라인 수가 매우 많은 패널을 구동하는 경우에, 이와 같이 기본 구동 단위 내에 충분한 기입 기간을 확보하여야 한다고 하여도, 모든 라인에 대하여 동시에 기입 과정이 진행되는 방식의 도 2의 종래 기술의 경우에 비하여는, 소거 기간과 기입 기간의 시간 간격에 대한 편차가 월등히 적고, 기입 기간과 유지 기간의 시간 간격에 대한 편차도 월등히 적어 보다 유리하게 되므로, 본 발명의 구동 방법은 고화질의 대형 패널에서 큰 장점을 갖게 된다.

도 18은 본 발명의 구동 방법에서 소거 작용을 위해 사용 가능한 다중 세폭 펄스 파형의 다른 한 예를 나타낸다. 상술한 도 11에 도시된 예와는 달리, 두 개 이상의 세폭 펄스들이 반복적으로 인가되고 있을 뿐, 바이어스 전압과 중첩되어 있지 않은 형태의 변형 파형이며, 이러한 파형 역시 본 발명의 구동 방법의 구현을 위하여 소거 과정에 사용될 수 있다.

도 19는 본 발명의 구동 방법에서 소거 작용을 위해 사용 가능한 다중 세폭 펄스 파형의 또 다른 한 예를 나타낸다. 이 경우는, 각각의 세폭 펄스와 세폭 펄스 사이의 시 구간 동안 일정한 기저 전위로 전극 전위를 유지하는 도 18의 예와는 달리, 세폭 펄스들 사이의 시 구간 동안 전극에 유동 전위(floating potential)가 인가되는 것을 특징으로 하며, 이는 상술한 시 구간 동안 전극을 외부 회로와 단절하여 그 전위를 정의하지 않음을 의미한다. 위와 같은 구동 과정은, 하나의 세폭 펄스가 인가되어 전위가 상승하고, 정점 전위로 일정 시간 동안 유지되다가, 이후 전위가 하강하고 난 후, 예를 들어, 구동 회로의 스위칭 소자를 오프하여 외부 회 로와 전극 간을 개방시키는 방법 등을 통하여 쉽게 달성될 수 있다. 이상에서 예시한 예들 이외에도 다양한 변형이 가능하나, 두 개 이상의 세폭 펄스를 반복적으로 인가하여 안정된 소거 작용을 일으킨다는 점에서 모두 본 발명의 기술적 사상의 범주에 속하는 단순 설계 변경에 지나지 않는 것이다.

본 발명의 구동 파형을 사용할 경우, 종래 기술과는 달리 기입 방전 전에 초기화 펄스를 인가하지 않기 때문에, 배경 광이 발생하지 않아 콘트라스트 비가 우수한 고화질의 영상을 얻을 수 있는 반면, 초기화 펄스를 사용하지 않음에 따라 발생할 수 있는 R, G, B 컬러 셀 간의 편차를 보상해줄 수 있는 고려가 필요하게 된다. 이를 위해서는, R, G, B, 셀 간의 편차를 보상하기 위해 고안된 어떠한 방식이라도 적용될 수 있으나, 패널의 하판 형광 막 위에 이차 전자 방출 계수가 높은 물질인 산화마그네슘(MgO)을 코팅하는 방법을 적용할 수 있다. 도 13은 이러한 고려가 없는 일반 패널(a)과, 형광막 위에 산화마그네슘 박막을 얇게 코팅한 패널(b)에 각각 본 발명의 구동 파형을 적용하였을 때 얻어진 구동 전압의 동작 마진을 측정하여 비교한 것으로, (b)의 경우 통상의 패널에 비하여 R, G, B 셀 간의 편차가 크게 개선되어 동작 전압 마진이 확대되는 것을 관측하였다.

이와 같이, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 기술적 사상의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구범위 뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

본 발명의 구동 방법을 사용함으로써, 소거 작용 이후 어드레스까지 걸리는 시간을 짧게 하여 고속 구동에 유리하고 어드레스에서 유지 방전으로 옮아가는 데 소요되는 시간을 최소화하여 안정적으로 기입방전에서 유지방전으로 옮아갈 수 있도록 할 수 있다. 또한, 유지 방전 기간이 특정시간에 집중되지 않고 한 개의 TV 필드 내에 균일하게 분포되도록 할 수 있으므로, 전력 소모가 특정시간에 집중되지 않아 전원회로 설계가 용이하고, 연속하는 유지방전에 의한 패널 온도 상승으로 인한 형광체 열화 및 잔상 등의 화질 열화를 방지할 수 있다. 그 뿐만 아니라, 특히 1 bit에 해당하는 서브 필드 보다 적은 bit에 해당하는 서브 필드의 구현이 용이하여 저계조 표현력을 보다 향상시킬 수 있다. 의사 윤곽 노이즈의 측면에서도, 스캔 라인별로 서브 필드의 구성 순서를 임의로 바꿀 수 있어 의사 윤곽 노이즈를 용이하게 저감시킬 수 있고, 고화질의 영상 구현이 가능하게 된다.

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10. 복수 개의 스캔 전극 및 상기 스캔 전극의 각각에 대응되는 복수 개의 유지 전극을 가지며, 상기 스캔 전극과 직교하는 복수 개의 어드레스 전극을 가지며 상기 스캔 전극과 상기 어드레스 전극이 직교하는 각각의 지점에 형성되는 복수 개의 방전 셀을 포함하는 교류형 플라즈마 디스플레이 패널에 소정의 화상 정보를 표시하기 위한 교류형 플라즈마 디스플레이의 구동 방법에 있어서,

    상기 화상 정보의 1 프레임은 조합에 의하여 계조를 구현하기 위한 하나 이상의 서브 필드로 분할되며, 상기 서브 필드 각각은 하나 이상의 구동 단위(T)로 분할되고, 상기 구동 단위(T)의 각각은 시간적으로 분리된 기입 기간, 유지 기간 및 소거 기간을 포함하며,

    상기 서브 필드를 구성하는 구동 단위(T) 중 최초의 것의 상기 기입 기간 중에, 해당 서브 필드에 대한 데이터를 기입하는 단계; 및

    상기 서브 필드를 구성하는 구동 단위(T) 중 최후의 것의 상기 소거 기간 중에, 해당 서브 필드에 대한 데이터를 소거하는 단계를 포함하며,

    상기 서브 필드 중 최소 시간 길이를 갖는 서브 필드로 구현할 수 있는 것 이하의 저 계조를 구현하기 위하여, 상기 서브 필드를 구성하는 상기 구동 단위(T)의 상기 유지 기간을 분할하고, 그 사이에 하나 이상의 제2 기입 기간을 삽입한 것을 특징으로 하는

    플라즈마 디스플레이의 구동 방법.
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