KR100599762B1 - 플라즈마 표시 장치 및 그 구동 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 플라즈마 표시 장치 및 그 구동 방법에 관한 것이다. 특히, 제1 주파수보다 낮은 제2 주파수의 수직동기 신호를 갖으며, 한 프레임을 각각의 가중치를 가지는 복수의 서브필드로 분할하여 계조를 표시하는 플라즈마 표시 장치의 구동 방법에 따르면, 어드레스 기간에서 주사 전극에 순차적으로 주사 펄스를 인가하고, 주사 펄스가 인가된 주사 전극에 형성되는 방전 셀 중 켜질 방전 셀의 어드레스 전극에 어드레스 펄스를 인가한다. 이 때, 제1 주파수에 의한 한 프레임의 시간과 제2 주파수에 의한 한 프레임의 시간의 차 중 적어도 일부를 상기 어드레스 펄스 폭에 할당한다. 이렇게 하면, PAL 구동 방식에서도 안정적으로 어드레스 방전을 일으킬 수 있다.

PDP, 전극, 방전, 어드레스 펄스, 폭, PAL, NTSC, 휴지기, 수직동기신호

Description

플라즈마 표시 장치 및 그 구동 방법{PLASMA DISPLAY DEVICE AND DRIVING METHOD THEREOF}

도 1은 종래 한 프레임을 구성하는 서브필드의 배열을 도시한 도면이다.

도 2는 종래 플리커를 줄이기 위한 서브필드 배열 방법을 나타낸 도면이다.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 플라즈마 표시 장치를 나타내는 도면이다.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 플라즈마 표시 장치의 서브필드 배열 구조를 나타낸 도면이다.

도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 플라즈마 표시 장치의 구동 파형도이다.

본 발명은 플라즈마 표시 장치 및 그 구동 방법에 관한 것이다.

플라즈마 표시 장치는 기체 방전에 의해 생성된 플라즈마를 이용하여 문자 또는 영상을 표시하는 평면 표시 장치로서, 그 크기에 따라 수십에서 수백 만개 이상의 픽셀(pixel)이 매트릭스(matrix) 형태로 배열되어 있다.

이러한 플라즈마 표시 장치의 패널에는 그 한쪽 면에 서로 평행인 주사 전극 및 유지 전극이 형성되고 다른 쪽 면에 이들 전극과 직교하는 방향으로 어드레스 전극이 형성된다. 그리고 유지 전극은 각 주사 전극에 대응해서 형성되며, 그 일단이 서로 공통으로 연결되어 있다.

도 1은 종래 한 프레임을 구성하는 서브필드의 배열을 도시한 도면이다. 도 1에서는 하나의 프레임을 8개의 서브필드로 나눈 것으로 도시하였으며, 각 서브필드의 유지 기간의 비를 1T:2T:4T:8T:16T:32T:64T:128T로 가정하였다. 여기서, 유지 기간의 비는 가중치의 비를 의미한다. 또한 도 1에서 서브필드 배열 구조에서는 각 서브필드(SF1-SF8)의 리셋 기간을 도시하지 않았다.

도 1에 도시한 바와 같이, 플라즈마 표시 장치는 한 프레임이 각각의 가중치를 가지는 복수의 서브필드로 분할되어 구동되며, 한 프레임을 이루는 복수의 서브필드(SF1-SF8)를 낮은 가중치를 가지는 서브필드(SF1)부터 높은 가중치를 가지는 서브필드(SF8) 순으로 배열하거나 이와 반대로 배열하고, 각 서브필드의 가중치의 조합으로 256 계조를 표현한다.

그리고 각 서브필드는 리셋 기간(reset period), 어드레스 기간(address period) 및 유지 기간(sustain period)으로 이루어진다.

리셋 기간은 이전의 유지방전으로 형성된 벽 전하를 소거하고 다음의 어드레스 방전을 안정적으로 수행하기 위해 벽 전하를 셋업(setup) 하는 역할을 한다. 어드레스 기간은 패널에서 켜지는 셀과 켜지지 않는 셀을 선택하여 켜지는 셀(어드레싱된 셀)에 벽 전하를 쌓아두는 동작을 수행하는 기간이다. 그리고 유지 기간은 어드레싱된 셀에 실제로 화상을 표시하기 위한 유지방전을 수행하는 기간이다.

그리고 한 프레임에서 각 서브필드(SF1-SF8)의 리셋 기간, 어드레스 기간 (A1-A8) 및 유지 기간(S1-S8)이 시간적으로 분리되어 있다. 어드레스 기간(A1-A8)에서 첫 번째 주사전극(Y1)에서 마지막 주사전극(Yn)까지의 어드레스 동작이 완료된 다음에 유지 기간(S1-S8)에서 유지동작이 수행된다.

일반적으로 NTSC(National Television System Committee) 방식에서는 16.67ms(=1/60ch)의 수직 동기 주파수 신호를 가지기 때문에 한 프레임 시간이 16.67ms(=1/60초)이고, PAL(Phase Alternate Line) 방식에서는 20ms(=1/50초)의 수직 동기 주파수 신호를 가지기 때문에 한 프레임 시간이 20ms(=1/50초)이다.

PAL 방식과 같이 한 프레임의 시간의 긴 경우에 도 1과 같은 서브필드를 배열을 가지게 되면, 사람이 각 프레임 시간을 인식하게 되어 화면이 번쩍이는 현상, 즉 플리커(flicker) 현상이 발생된다. 이는 인간의 시각 특성과 밀접한 연관이 있는데 일반적으로 화면이 클수록 또는 주파수가 낮을수록 플리커가 눈에 더 잘 감지된다.

도 2는 종래 플리커를 줄이기 위한 서브필드 배열 방법을 나타낸 도면이다. 도 2에서 두 개의 그룹을 각각 제1 그룹, 제2 그룹이라 도시하였다.

도 2에 도시된 바와 같이, 종래 PAL 방식을 사용하는 플라즈마 표시 장치에서는 하나의 프레임을 두 개의 그룹으로 나눈다. 그리고 제1 및 제2 그룹에 비슷한 가중치를 가지는 서브필드를 각각 배치하고 각 서브필드의 가중치의 조합으로 256 계조를 표시한다. 즉, 제1 그룹은 서브필드(SF1, SF3, SF5, SF7, SF9)를 포함하고, 제2 그룹은 서브필드(SF2, SF4, SF6, SF8, SF10)를 포함한다.

여기서, PAL 방식은 NTSC 방식에 비해 3.33ms의 시간이 남게 되므로, 제1 그 룹과 제2 그룹에서는 각각 3.33ms위 절반에 해당하는 기간의 휴지기를 가진다. 따라서 이 휴지기를 이용하여 도 1에서보다 서브필드를 더 많이 구현할 수 있게 된다. 이렇게 하면, 사람은 주어진 한 프레임 시간(20ms)의 절반 시간으로 느끼게 되어 플리커를 줄일 수 있게 된다.

그런데 도 2와 같은 서브필드 배열 방법을 사용하게 되면, 앞 서브필드와의 거리가 상대적으로 멀어지게 되어 앞 서브필드에 의한 프라이밍이 시간이 지남에 따라 소멸된다. 따라서, 앞 서브필드에 의한 프라이밍 효과를 적게 받게 되어 어드레스 방전 지연에 의해 어드레스 방전이 잘 일어나지 않게 된다. 특히, 낮은 가중치를 가지는 서브필드, 즉 서브필드(SF1)와 서브필드(SF2)에서 저계조 표현 시에는 프라이밍이 적기 때문에 어드레스 방전이 더 잘 일어나지 않는 문제점이 있다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 플리커를 줄일 수 있는 PAL 구동 방법에서 안정적으로 어드레스 방전을 일으킬 수 있는 플라즈마 표시 장치 및 그 구동 방법을 제공하는 것이다.

이러한 과제를 해결하기 위해 본 발명의 한 특징에 따르면, 복수의 제1 전극과 복수의 제2 전극 및 상기 제1 전극과 제2 전극에 교차하는 방향으로 형성되는 복수의 제3 전극을 포함하며, 제1 주파수보다 낮은 제2 주파수의 수직동기 신호를 갖는 플라즈마 표시 장치의 구동 방법이 제공된다. 이 구동 방법은, 한 프레임을 각각의 가중치를 가지는 복수의 서브필드로 분할하고, 어드레스 기간에서, 상기 제 1 전극에 순차적으로 주사 펄스를 인가하는 단계, 그리고 상기 주사 펄스가 인가된 상기 제1 전극에 형성되는 방전 셀 중 켜질 방전 셀의 제3 전극에 어드레스 펄스를 인가하는 단계를 포함하며, 상기 제1 주파수에 의한 한 프레임의 시간과 상기 제2 주파수에 의한 한 프레임의 시간의 차 중 적어도 일부를 상기 어드레스 펄스 폭에 할당한다.

이 때, 상기 제1 주파수는 NTSC(National Television System Committee)의 수직 동기 주파수이고, 상기 제2 주파수는 PAL(Phase Alternate Line)의 수직 동기 주파수일 수 있다.

그리고 본 발명의 다른 한 특징에 따르면, 플라즈마 표시 장치가 제공된다. 이 장치는, 복수의 제1 전극과 복수의 제2 전극 및 상기 제1 전극과 제2 전극에 교차하는 방향으로 형성되는 복수의 제3 전극을 포함하는 플라즈마 표시 패널, 한 프레임을 각각 리셋 기간, 어드레스 기간 및 유지 기간을 포함하는 복수의 서브필드로 분할하고, 외부로부터 입력되는 제1 주파수보다 낮은 제2 주파수의 수직 동기 신호로부터 상기 제1 주파수에 해당하는 한 프레임의 시간과 상기 제2 주파수에 해당하는 한 프레임의 시간의 차를 상기 어드레스 기간에서 선택하고자 하는 방전 셀의 상기 제3 전극에 인가되는 어드레스 펄스 폭에 할당하도록 제어하는 제어부, 그리고 상기 어드레스 기간에서 선택하고자 하는 방전 셀의 상기 제1 전극 및 제3 전극에 각각 주사 펄스 및 어드레스 펄스를 인가하는 구동 회로를 포함한다.

이 때, 상기 제어부는, 상기 복수의 서브필드를 제1 및 제2 그룹을 포함하는 복수의 그룹으로 나누고, 상기 서브필드를 가중치 크기 순서대로 교대로 상기 제1 및 제2 그룹에 분할할 수 있다.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 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 실시 예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다.

그리고 본 발명에서 언급되는 벽 전하란 셀의 벽(예를 들어, 유전체층) 상에서 각 전극에 가깝게 형성되는 전하를 말한다. 그리고 벽 전하는 실제로 전극 자체에 접촉되지는 않지만, 여기서는 전극에 "형성됨", "축적됨" 또는 "쌓임"과 같이 설명한다. 또한 벽 전압은 벽 전하에 의해서 셀의 벽에 형성되는 전위 차를 말한다.

이제 본 발명의 실시 예에 따른 플라즈마 표시 장치 및 그 구동 방법에 대해서 상세하게 설명한다.

먼저, 본 발명의 실시 예에 따른 플라즈마 표시 장치의 개략적인 구조에 대해서 도 3을 참조하여 자세하게 설명한다.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 플라즈마 표시 장치를 나타내는 도면이다.

도 3에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 플라즈마 표시 장치는 플라즈마 표시 패널(100), 제어부(200), 어드레스 전극 구동부(300), 주사전극 구동부(400) 및 유지전극 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 유지 전극(X1∼Xn) 및 주사 전극(Y1∼Yn)을 포함한다. 유지 전극(X1∼Xn)은 각 주사 전극(Y1∼Yn)에 대응해서 형성되며, 일반적으로 그 일단이 서로 공통으로 연결되어 있다. 그리고 플라즈마 표시 패널(100)은 유지 및 주사 전극(X1∼Xn, Y1∼Yn)이 배열된 기판(도시하지 않음)과 어드레스 전극(A1∼Am)이 배열된 기판(도시하지 않음)으로 이루어진다. 두 기판은 주사 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. 이 때, 어드레스 전극(A1∼Am)과 유지 및 주사 전극(X1∼Xn, Y1∼Yn)의 교차부에 있는 방전 공간이 방전 셀을 형성한다. 이러한 플라즈마 표시 패널(100)의 구조는 일 예이며, 아래에서 설명하는 구동 파형이 적용될 수 있는 다른 구조의 패널도 본 발명에 적용될 수 있다.

제어부(200)는 외부로부터 영상신호를 수신하여 어드레스구동 제어 신호, 유지 전극(X) 구동 제어신호 및 주사 전극(Y) 구동 제어신호를 출력한다. 그리고 제어부(200)는 한 프레임을 복수의 서브필드로 분할하여 구동하며, 각 서브필드는 시간적인 동작 변화로 표현하면 리셋 기간, 어드레스 기간 및 유지 기간으로 이루어진다. 그리고 본 발명의 실시 예에 따른 제어부(200)는 NTSC(National Television System Committee) 방식에서의 한 프레임 시간과 PAL(Phase Alternate Line) 방식에서의 한 프레임 시간의 차만큼을 어드레스 기간에 할당한다. 즉, 어드레스 기간에서 선택하고자 하는 방전 셀의 어드레스 전극(A)에 인가되는 어드레스 펄스 폭에 할당되도록 제어한다.

어드레스 전극 구동부(300)는 제어부(200)로부터 어드레스 전극(A) 구동 제어신호를 수신하여 표시하고자 하는 방전 셀을 선택하기 위한 표시 데이터 신호를 각 어드레스 전극에 인가한다.

주사전극 구동부(400)는 제어부(200)로부터 주사 전극(Y) 구동 제어신호를 수신하여 주사 전극(Y)에 구동 전압을 인가한다.

유지전극 구동부(500)는 제어부(200)로부터 유지 전극(X) 구동 제어신호를 수신하여 유지 전극(X)에 구동 전압을 인가한다.

다음, 도 4 및 도 5를 참고로 하여 플리커를 저감시킬 수 있는 서브필드 배열 구조에서 안정적인 어드레스 방전을 일으킬 수 있는 실시 예에 대해서 상세하게 설명한다.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 플라즈마 표시 장치의 서브필드 배열 구조를 나타낸 도면이다.

도 4에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 PAL 방식을 사용하는 플라즈마 표시 장치에서는 도 2와 같이 한 프레임을 두 개의 그룹(제1 및 제2 그룹)으로 나누고, 제1 그룹과 제2 그룹에 가중치 크기 순서대로 서브필드를 교대로 배치시킨다. 이때, 도 2에서는 휴지기에 해당하는 기간을 서브필드를 추가하는 데 할당하였지만 본 발명의 실시 예에 따르면 한 프레임의 시간이 길어서 발생하는 휴지기를 어드레스 기간에 할당한다. 이렇게 하면 어드레스 기간(Ap2)이 종래의 구동 파형의 어드레스 기간(Ap1)보다 길어지며, 어드레스 기간에서 어드레스 펄스 폭을 길게 할 수 있다. 어드레스 펄스 폭이 길어지면, 어드레스 방전 지연으로 인한 어드레스 기간에서의 저방전을 방지할 수 있게 된다.

도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 플라즈마 표시 장치의 구동 파형도이다.

도 5에 나타낸 바와 같이, 각 서브필드는 리셋 기간, 어드레스 기간 및 유지 기간으로 이루어지며, 리셋 기간은 상승 기간 및 하강 기간으로 이루어진다.

리셋 기간의 상승 기간에서는 유지 전극(X)을 0V로 유지한 상태에서 주사 전극(Y)에 Vs 전압에서 Vset 전압까지 점진적으로 증가시킨다. 그러면, 주사 전극(Y)으로부터 어드레스 전극(A) 및 유지 전극(X)으로 각각 미약한 리셋 방전이 일어나면서, Y 전극에 (-)의 벽 전하가 형성되고 어드레스 전극(A) 및 유지 전극(X)에 (+)의 벽 전하가 형성된다.

리셋 기간의 하강 기간에서는 유지 전극(X)을 Ve 전압으로 유지시킨 상태에서 주사 전극(Y)에 Vs 전압에서 Vnf 전압까지 점진적으로 감소시킨다. 그러면, 주사 전극(Y)의 전압이 감소하는 중에 주사 전극(Y)과 유지 전극(X) 사이 및 주사 전극(Y)과 어드레스 전극(A) 사이에서 미약한 리셋 방전이 일어나면서, 주사 전극(Y)에 형성된 (-) 벽 전하와 유지 전극(X) 및 어드레스 전극(A)에 형성된 (+) 벽 전하가 소거된다.

다음으로, 어드레스 기간에서는 방전 셀을 선택하기 위해서 주사 전극(Y)에 순차적으로 VscL 전압을 가지는 주사 펄스를 인가하고 VscL 전압이 인가되지 않는 주사 전극을 VscH 전압으로 바이어스한다. 이 때, VscL 전압을 주사 전압이라 하며, VscH 전압을 비주사 전압이라고도 한다. 그리고 VscL 전압이 인가된 주사 전극 (Y)에 의해 형성되는 복수의 방전 셀 중에서 선택하고자 하는 방전 셀을 통과하는 어드레스 전극(A)에 Va 전압을 가지는 어드레스 펄스를 인가하고, 선택하지 않는 어드레스 전극(A)은 기준 전압(도 5에서는 0V)으로 바이어스한다. 그러면, Va 전압이 인가된 어드레스 전극(A)과 VscL 전압이 인가된 주사 전극(Y)에 의해 형성되는 방전 셀에서 어드레스 방전이 일어나면서 주사 전극(Y)에는 (+)의 벽 전하가 형성되고 유지 전극(X)에는 (-) 벽 전하가 형성된다. 또한 어드레스 전극(A)에도 (-) 벽 전하가 형성된다.

본 발명의 실시 예에 따르면, 어드레스 기간에서의 주사 펄스의 폭(T2)을 종래의 주사 펄스(T1) 폭보다 길게 한다. 이렇게 하면, 어드레스 기간에서 안정적인 어드레스 방전을 일으킬 수 있게 된다.

이어서, 유지 기간에서는 주사 전극(Y)과 유지 전극(X)에 차례로 Vs 전압의 유지 방전 펄스를 인가한다. 그러면, 어드레스 기간에서 어드레스 방전에 의해 주사 전극(Y)과 유지 전극(X) 사이에 형성된 벽 전압과 Vs 전압에 의해 주사 전극(Y)과 유지 전극(X)에서 방전이 일어난다. 이후, 주사 전극(Y)에 Vs 전압의 유지방전 펄스를 인가하는 과정과 유지 전극(X)에 Vs 전압의 유지방전 펄스를 인가하는 과정을 해당 서브필드가 표시하는 가중치에 대응하는 횟수만큼 반복한다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시 예에 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.

본 발명에 의하면, 플라즈마 표시 장치에서 PAL 구동 시에 플리커를 저감시킬 수 있으며, 휴지기를 어드레스 기간에 할당하여 어드레스 펄스 폭을 길게 함으로써 안정적인 어드레스 방전을 일으킬 수 있게 된다.

Claims (6)

1. 복수의 제1 전극과 복수의 제2 전극 및 상기 제1 전극과 제2 전극에 교차하는 방향으로 형성되는 복수의 제3 전극을 포함하며, 제1 주파수보다 낮은 제2 주파수의 수직동기 신호를 갖는 플라즈마 표시 장치에서 한 프레임을 각각의 가중치를 가지는 복수의 서브필드로 분할하여 구동 방법에 있어서,

   상기 한 프레임을 제1 및 제2 그룹을 포함하는 복수의 그룹으로 나누고, 상기 복수의 서브필드를 가중치 크기 순으로 교대로 상기 제1 및 제2 그룹에 할당하는 단계, 그리고

   각 서브필드의 어드레스 기간에서 상기 복수의 제1 전극에 순차적으로 주사 펄스를 인가하고, 상기 주사 펄스가 인가된 상기 제1 전극에 형성되는 방전 셀 중 켜질 방전 셀의 제3 전극에 어드레스 펄스를 인가하는 단계를 포함하며,

   상기 제1 주파수에 의한 한 프레임의 시간과 상기 제2 주파수에 의한 한 프레임의 시간의 차 중 적어도 일부를 상기 주사 펄스의 폭 및 상기 어드레스 펄스의 폭에 할당하는 플라즈마 표시 장치의 구동 방법.
2. 제1항에 있어서,

   상기 제1 주파수는 NTSC(National Television System Committee)의 수직 동기 주파수이고, 상기 제2 주파수는 PAL(Phase Alternate Line)의 수직 동기 주파수인 플라즈마 표시 장치의 구동 방법.
3. 삭제
4. 복수의 제1 전극과 복수의 제2 전극 및 상기 제1 전극과 제2 전극에 교차하는 방향으로 형성되는 복수의 제3 전극을 포함하는 플라즈마 표시 패널,

   한 프레임을 각각 리셋 기간, 어드레스 기간 및 유지 기간을 포함하는 복수의 서브필드로 분할하고, 상기 복수의 서브필드를 가중치 크기 순서대로 교대로 제1 및 제2 그룹에 할당하며, 외부로부터 입력되는 제1 주파수보다 낮은 제2 주파수의 수직 동기 신호로부터 상기 제1 주파수에 해당하는 한 프레임의 시간과 상기 제2 주파수에 해당하는 한 프레임의 시간의 차를 상기 어드레스 기간에서 선택하고자 하는 방전 셀의 상기 제1 전극 및 상기 제3 전극에 각각 인가되는 주사 펄스 및 어드레스 펄스의 폭에 할당하도록 제어하는 제어부, 그리고

   상기 어드레스 기간에서 선택하고자 하는 방전 셀의 상기 제1 전극 및 제3 전극에 각각 주사 펄스 및 어드레스 펄스를 인가하는 구동 회로

   를 포함하는 플라즈마 표시 장치.
5. 제4항에 있어서,

   상기 제1 주파수는 NTSC(National Television System Committee)의 수직 동기 주파수이고, 상기 제2 주파수는 PAL(Phase Alternate Line)의 수직 동기 주파수인 플라즈마 표시 장치.
6. 삭제

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