KR100312497B1 - 플라즈마어드레스액정표시장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 고속구동이 가능한 플라즈마 어드레스 액정 표시장치 및 그 구동방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 플라즈마 어드레스 액정표시장치는 격벽의 하부에 형성된 제1 내지 제n 전극과, 전극중 기수번째 전극으로 형성된 제1 내지 제m 양극블록과, 전극을 우수번째로 전극으로 형성된 제1 내지 제L 음극을 구비한다.
이에따라, 본 발명에 따른 플라즈마 어드레스 액정표시장치 및 그 구동방법은 전극라인 및 구동IC의 수를 줄임에의해 제조비용이 저감함과 아울러, 고속구동하게 된다.

Description

플라즈마 어드레스 액정 표시장치 및 그 구동방법 (Plasma Address Liquid Crystal Display and Driving Method Thereof)
본 발명은 평판표시장치에 관한 것으로, 특히 고속구동이 가능한 플라즈마 어드레스 액정 표시장치 구동방법에 관한 것이다.
최근, 액정표시장치(Liquid Crystal Display; 이하 "LCD"라 한다), 전계방출 표시장치(Field Emission Display; 이하 "FED"라 한다) 및 플라즈마 표시장치(Plasma Display Panel; 이하 "PDP"라 한다)등의 평면 표시장치가 활발히 개발되고 있는 추세이다. 이들중에서도 플라즈마 어드레스 액정 표시장치(Plasma Address Liquid Crystal : 이하 "PALC"라 한다)와 PDP는 휘도와 화질이 우수하며 40인치 이상으로 대형화하기에 유리한 장점을 가지고 있어 주목을 받고 있다.
도 1을 참조하면, 종래기술에 따른 PALC는 백라이트부, 플라즈마부 및 액정부를 구비한다. PALC는 PDP와 같이 플라즈마 방전을 이용하지만 방전조건에 있어서는 PDP와 다르다. 가장 큰 차이점으로는 방전영역의 크기가 서로 다른 것이다. 예를들어 설명하면, PDP의 방전영역은 화소영역이고 PALC의 방전영역은 스캔라인영역이 된다. 즉, PALC의 방전영역이 PDP의 방전영역에 비해 수천배이상 큼을 알 수 있다. 이와같이, PALC는 스캔라인별로 방전이 일어나므로 균일하고 안정적인 방전을 일으키는 것이 매우 중요하다. 이에 대한 상세한 설명은 후술하기로 한다.
한편, 백라이트부(10)는 플라즈마부 및 액정부에 광빔을 공급한다. 또한, 플라즈마부는 백라이트부(10)에 대향되도록 하부기판(24)에 부착된 제1 편광판(22)과, 하부기판(24)의 상부에 나란하게 형성된 양극(A) 및 음극(K)과, 하부 기판(4)의 상부에 수직으로 형성되어 각각의 방전채널을 분리하는 격벽(34)과, 격벽(34)의 상부에 형성된 절연막(36)을 구비한다. 하나의 방전채널에는 한쌍의 양극(A)과 음극(K)이 배치되어 있으며 He, Ne등의 방전가스가 채워져 있다. 상기 플라즈마부는 플라즈마 방전에의해 형성된 가상전극을 이용하여 액정의 배열을 변화시키는 스위치소자의 역할을 수행하게 된다. 즉, 플라즈마부는 LCD의 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor : 이하 "TFT"라 한다)와 동일한 스위치소자의 기능을 수행하게 된다. 한편, 액정모듈은 절연막(36)의 상부에 형성된 액정층(26)과, 액정층(26)의 상부에 형성된 투명전극(ITO;38)과, 투명전극(38)의 상부에 형성된 칼라필터(Color Filter;28)와, 칼라필터(28)의 상부에 형성된 상부기판(30)과, 상부기판(30)에 부착된 제2 편광판(32)을 구비한다. 제1 및 제2 편광판(22,32)은 광빔의 수평 또는 수직 편광특성을 변화시키게 된다. 또한, 액정층(26)은 절연막(36)과 액정층(26)의 용량분압비에 따라 인가되는 영상신호에 대응하여 광빔의 투과량을 조절하게 된다. 이때, 투명전극(38)의 상부에는 적색(Red; 이하 "R"이라 한다), 녹색(Green; 이하 "G"라 한다) 및 청색(Blue; 이하 "B"라 한다)의 칼라필터(28)가 형성되어 원하는 색을 구현하게 된다.
한편, 도 2를 결부하여 PALC의 동작원리에 대해서 상세히 살펴보기로 한다. 도 2에 도시된바와같이 방전채널에 배치된 양극(A)에 0V, 음극(K)에 -350V를 인가하면 플라즈마 방전이 일어나게 된다. 이 경우, 방전채널의 내부에는 플라즈마 방전에 의해 형성된 하전입자(42)들에 의해 음극(k)의 주위를 제외하고는 양극전위를 가지게 된다. 이에따라, 플라즈마 스위치(44)가 온(On)되어 양극(A)이 전기적으로 단락(Short)된 가상전극(Virtual Electrode;40)을 형성하게 된다. 즉, 플라즈마 방전이 일어나는 경우 가상전극(40)이 형성되어 양극(A)에 대해서 단락(Short)된 상태를 가지게 된다. 반면에, 플라즈마 방전이 종료된 경우 플라즈마 스위치(44)는 오프(Off)되어 가상전극(40)이 형성되지 않으므로 양극에 대해서 개방(Open)된 상태를 가지게 된다. 또한, 방전기간중(즉, 가상전극이 형성된 경우) 투명전극(38)에 영상신호가 인가되면, 절연층(36)과 액정층(26)의 용량분압비에 의한 전위차가 액정층(26)에 발생하여 액정의 배열구조를 변화시켜 광빔의 투과량을 조절하게 된다. 이와 같이, 방전채널 내부의 플라즈마 방전이 스위칭 동작을 하고 결과적으로 액정부의 광빔 투과량을 조절하는 역할을 수행하게 된다. 즉, PALC의 플라즈마부는 LCD의 TFT와 동일한 기능을 수행하게 된다. 또한, 방전이 종료된 비선택기간에도 방전채널에는 그 상태가 유지되므로 액정의 상태를 메모리하는 것이 가능하게 된다. 이에따라, PALC는 플라즈마 방전에의해 형성된 가상전극(40)을 이용하여 액정의 배열을 변화시켜 영상신호에 대응하는 화면을 표시하게 된다.
한편, 액정은 자발광 소자가 아니므로 외부의 광을 공급하기 위해 백라이트부(10)를 사용하게 된다. 이때, 백라이트부(10)에서 광빔이 조사될 때 전극의 위치 및 방전채널의 구조에 의해 광효율 또는 휘도가 달라지게 된다. 이하, 도 3을 결부하여 종래기술에 따른 PALC의 전극구조에 대해서 살펴보기로 한다.
도 3을 참조하면, 종래의 PALC 전극구조가 도시되어 있다. 도3에 도시된바와같이 하부기판(24)의 상부에 수직으로 형성된 제1 내지 제n 격벽(34a 내지 34n)들 사이에는 다수개의 방전채널들이 마련되어 있다. 상기 방전채널에는 한쌍의 전극(즉, 음극(K)과 양극(A))이 배치되어 있다. 이러한 전극구조를 갖는 PALC의 구동방법을 도 4를 결부하여 상세히 설명하기로 한다. 도 4에 도시된바와같이 제1 내지 제n 양극(a1 내지 an)은 기저전압원(GND)에 공통 접속되어 0V의 전위를 가지게 된다. 제1 내지 제n 음극(K1 내지 Kn)에는 음의 전압레벨을 갖는 구동전압(예를들면, -350V)을 순차적으로 인가하여 PALC를 구동하게 된다. 이 경우, 방전채널에서는 플라즈마 방전에의한 스위칭동작에 의해 액정층(26)에 전압이 충전되어질 준비가 된다. 이어서, 계조제어전압이 인가되면 액정층(26)에는 절연막(36)과 액정층(26)의 용량분압비에 따른 계조제어전압이 인가되어 원하는 계조를 구현하게 된다. 그러나, 플라즈마 방전시 발생된 공간전하는 방전채널에 과다하게 누적되어진다. 특히, 대부분의 공간전하가 방전채널의 일측에 분포하게 되어 디케이(Decay) 되는 시간이 길어지게 된다. 예를들어 이에 대해서 상세히 설명하기로 한다. 제n 음극라인(Kn)에서 방전이 일어난후 음의 전압레벨을 갖는 계조 제어전압을 라이팅하여 제n 음극라인의 계조를 구현하게 된다. 이후, 액정층(26)은 현재의 상태를 유지하게 된다. 이어서, 소정의 시간(즉, 1 수직동기시간)후, 제n+1 음극라인(Kn+1)에서도 동일한 방법에 의해 화상을 표시하게 된다. 이때, 방전채널에 누적된 공간전하로 인해 디케이 타임(Decay Time)이 길어져 제n 음극라인(Kn)의 계조 제어전압의 라이팅이 완료되기전에 제n+1 음극라인(Kn+1)의 플라즈마 방전이 일어날 경우 다른 라인의 계조 제어전압이 라이팅 되거나 오방전되어 인접 방전채널간에 크로스토크가 발생하게 된다. 상기와같이 PALC를 안정적으로 구동하기위해서는 스캔라인들은 소정의 디케이 타임을 요구하게 되므로, 디케이 타임을 고려하여 스캔라인을 구동하여야만 한다. 이로인해, 종래의 PALC는 고속구동하기 어려운 문제점이 도출되고 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 고속구동이 가능한 플라즈마 어드레스 액정 표시장치 구동방법을 제공 하는데 있다.
도 1은 종래의 PALC 구조를 도시한 사시도.
도 2는 PALC의 동작원리를 설명하기위해 도시한 도면.
도 3은 도 1의 전극구성을 도시한 도면.
도 4는 종래의 PALC 구동방법을 설명하기위해 도시한 도면.
도 5는 본 발명에 따른 PALC의 전극구성을 도시한 도면.
도 6은 도 5의 구성을 상세하게 도시한 도면.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 PALC 구동방법을 설명하기위해 도시한 도면.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 PALC 구동방법을 설명하기위해 도시한 도면.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
10 : 백라이트부 22,32 : 편광필터
24 : 하부기판 26 : 액정
28 : 칼라필터 30 : 상부기판
34,50 : 격벽 36 : 절연막
38 : 투명전극 40 : 가상전극
42 : 하전입자 44 : 플라즈마 스위치
52 : 기수필드 셀 54 : 우수필드 셀
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 플라즈마 어드레스 액정표시장치는 격벽의 하부에 형성된 제1 내지 제n 전극과, 전극중 기수번째 전극으로 형성된 제1 내지 제m 양극블록과, 전극를 우수번째로 전극으로 형성된 제1 내지 제L 음극을 구비한다.
또한, 본 발명에 따른 플라즈마 어드레스 액정표시장치 구동방법은 제1 내지 제L 음극라인에 음의 전압레벨을 갖는 펄스를 순차적으로 인가함과 아울러, 이에 대응하도록 양의 전압레벨을 갖는 펄스를 제1 내지 제m 양극블록 단위로 인가한다.
상기 목적외에 본 발명의 다른 목적 및 특징들은 첨부도면을 참조한 실시예에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.
도 5 내지 도 8을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명 하기로 한다.
도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 플라즈마 어드레스 액정표시장치의 전극구조가 도시되어 있다. 본 발명에 따른 PALC는 백라이트부, 플라즈마부 및 액정부를 구비한다. 상기 백라이트부 및 액정부의 기능 및 동작은 도 1 및 도 2에서 충분히 기술되었으므로 상세한 설명은 생략하기로 한다. 한편, 플라즈마부는 백라이트부(70)에 대향하도록 하부기판(54)에 부착된 제1 편광판(52)과, 하부기판(54)의 상부에 수직으로 형성된 격벽(64)과, 격벽의 하부에 형성된 제1 내지 제n 전극(e1 내지 en)과, 상기 격벽(64)의 상부에 형성된 절연막(66)을 구비한다. 종래 PALC의 플라즈마부에는 하나의 방전채널에 1개의 양극(A)과 1개의 음극(K)이 마련된 것에 비해 본 발명에 따른 PALC는 격벽의 하부의 제1 내지 제n 전극이 마련되어 있다. 이때, 기수번째 전극라인(e1,e3,…, en-1)들은 양극으로 사용되며 우수번째 전극라인(e2,e4,…, en)들은 음극으로 사용된다. 이중 음극라인을 다시 기수번째 라인과 우수번째 라인으로 분류한다. 또한, 양극라인은 m개의 블록으로 분류한후 동일한 블록의 양극라인은 공통으로 접속하게 된다. 도 6을 결부하여 이에 대하여 상세하게 살펴보기로 한다. 도 6에 도시된바와같이 제1 내지 제n 전극을 기수번째 전극(e1, e3,…, en-1)을 양극(a)으로 설정하고 우수번째 전극(e2, e4,…, en)을 음극(k)으로 설정한다. 이후에, 음극을 다시 기수번째 음극라인과 우수번째 음극라인으로 분류한후, n-1번째 기수라인과 n번째 기수라인을 합하여 L번째 음극라인(kL)를 설정한다. 예를들어 설명하면, 제1 음극라인은 e2와 e6으로 구성되며 제L 음극라인은 en-4와 en으로 구성된다. 한편, 양극은 다시 m개의 블록으로 나눈후 각각의 블록으로 분류된 양극라인은 공통으로 접속한다. 예를들어 m을 4로 설정하면 제1 양극에는 e1, e9, e17,…, en-7이 공통으로 접속되게 된다. 제2 양극에는 e3, e11, e19,…, en-5가 공통으로 접속되게 된다. 제3 양극에는 e5, e13,…, en-3이 공통으로 접속된다. 제4 양극에는 e7, e15,…, en-1이 공통으로 접속된다. 전극의 구성을 상기와 같이 구성할 경우, 각각의 전극라인을 구동하기위한 구동 집적회로(Integrated circuit; 이하 "IC"라 한다)의 수가 음극 및 양극라인수에 대응하여 감소되게 된다. 예를들면, VGA 모드인 경우 PALC의 음극전극은 120라인, 양극전극은 4개의 블록으로 설정할 경우 120라인을 사용하여 480라인을 구현하게 된다. 이에따라, 음극전극 구동IC수도 종래의 구동IC에 비해 1/4로 감소시키게 된다. 즉, 본 발명에 따른 PALC의 전극수는 종래의 PALC의 전극수에 비해 1/m이 감소된 구조를 가지게 된다. 이로인해, 본 발명에 따른 PALC는 전극라인 및 구동IC의 수를 줄임에의해 제조비용이 저감됨과 아울러, 고속구동이 가능하게 된다. 또한, 본 발명에따른 PALC는 격벽의 상부 또는 하부에 전극을 형성시킴에 의해 광효율 및 휘도를 향상시키게 된다.
도 7을 참조하면 본 발명의 일실시예에 따른 PALC구동방법을 설명하기위한 도면이 도시되어 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 PALC 구동방법은 제1 내지 제L 음극라인에 음의 전압레벨을 갖는 펄스를 순차적으로 인가함과 아울러, 이에 대응하도록 양의 전압레벨을 갖는 펄스를 제1 내지 제m 양극블록에 인가한다. m이 4인 경우 예를들어 설명하면, 제1 음극라인(k1)에 음의 전압레벨을 갖는 펄스를 인가한후, 제1 양극 블록(a1)에 양의 전압레벨을 갖는 펄스를 인가하는 시점에서 해당셀(e1,e2사이)에서 플라즈마 방전이 일어나게 된다. 이어서, 제1 음극라인에 펄스가 인가되는 동안에 제3 양극블록(a3)에 양의 전압레벨을 갖는 펄스를 인가하는 시점에서 해당셀(e5,e6사이)에서 플라즈마 방전이 일어나게 된다. 다음에 제2 음극라인(k2)에 음의 전압레벨을 갖는 펄스가 인가되면 상기와동일한 방법으로 제2 양극블록(a2)이 선택되어 해당셀(e3,e4사이)에서 플라즈마방전이 일어나게 된다. 이어서, 제4 양극블록(a4)에 펄스가 인가되면 해당셀(e7,e8사이)에서 플라즈마 방전이 일어나게 된다. 이와 동일한 방법에 의해 마지막 라인까지 수행하게 되면 하나의 필드(즉, 기수번째 필드)를 마치게 된다.
한편, 기수번째 필드의 방전이 완료된후, 우수번째 필드의 방전을 수행하게 된다. 제1 음극라인(k1)에 음의 전압레벨을 갖는 펄스가 인가된후, 제2 양극블록(a2)에 양의 전압레벨을 갖는 펄스가 인가되어 해당셀(e2,e3사이)에서 방전이 일어나게 된다. 이어서, 제1 음극라인에 펄스가 인가되는 동안에 제4 양극블록(a4)에 양의 전압레벨을 갖는 펄스를 인가하는 시점에서 해당셀(e6,e7사이)에서 플라즈마 방전이 일어나게 된다. 다음에 제2 음극라인(k2)에 음의 전압레벨을 갖는 펄스가 인가되면 상기와동일한 방법으로 제3 양극블록(a3)이 선택되어 해당셀(e4,e5사이)에서 플라즈마방전이 일어나게 된다. 이어서, 제1 양극블록(a1)에 펄스가 인가되면 해당셀(e8,e9사이)에서 플라즈마 방전이 일어나게 된다. 이와 동일한 방법에 의해 마지막 라인까지 수행하게 되면 다른 하나의 필드(즉, 우수번째 필드)를 마치게 된다. 즉, 기수번째 필드에서는 선택된 음극전극의 위의 전극라인이 접속된 양극블록과 셀을 구성하게 되며 우수번째 필드에서는 선택된 음극전극의 아래 전극라인이 접속된 양극블록과 셀을 구성하게 된다. 이때, 제1 내지 제m 양극블록에 인가되는 펄스는 양극블록의 순서대로 인가할수도 있으며 설계자의 의도에 따라 임의의 순서로 인가할수도 있을 것이다. 이 경우, 기수번째 필드와 우수번째 필드를 모두 수행하여야 하나의 프레임을 수행할수 있게 된다. 상기와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 PALC구동방법은 하나의 수평주기동안에 2개의 스캔라인을 주사하도록 구동함으로써 PALC의 고속구동이 가능하게 된다.
도 8을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 PALC 구동방법을 설명하기 위한 도면이 도시되어 있다. 본 발명의 다른 실시예에 따른 PALC구동방법은 한쌍씩 연결된 음극라인에 음의 전압레벨을 갖는 펄스를 순차적으로 인가함과 아울러, 이에 대응하도록 양의 전압레벨을 갖는 펄스를 제1 내지 제m 양극블록에 인가한다. m이 4인 경우의 예를들어 설명하면, 제1 및 제2 음극라인(k1,k2)에 음의 전압레벨을 갖는 펄스를 인가한후, 제1 양극 블록(a1)에 양의 전압레벨을 갖는 펄스를 인가하는 시점에서 해당셀(e1,e2사이)에서 플라즈마 방전이 일어나게 된다. 이어서, 제1 음극라인에 펄스가 인가되는 동안에 제3 양극블록(a3)에 양의 전압레벨을 갖는 펄스를 인가하는 시점에서 해당셀(e5,e6사이)에서 플라즈마 방전이 일어나게 된다. 다음에 제2 양극블록(a2)이 선택되면 해당셀(e3,e4사이)에서 플라즈마방전이 일어나게 된다. 이어서, 제4 양극블록(a4)에 펄스가 인가되면 해당셀(e7,e8사이)에서 플라즈마 방전이 일어나게 된다. 이와 동일한 방법에 의해 마지막 라인까지 수행하게 되면 하나의 필드(즉, 기수번째 필드)를 마치게 된다. 이와 동일한 방법으로 우수번째 필드를 수행함에의해 하나의 프레임을 수행하게 된다. 이 경우, 제1 내지 제m 양극블록에 인가되는 펄스는 양극블록의 순서대로 인가할수도 있으며 설계자의 의도에 따라 임의의 순서로 인가할수도 있을 것이다. 상기와 같이 본 발명의 다른 실시예에 따른 PALC구동방법은 하나의 수평주기동안에 4개의 스캔라인을 주사하도록 구동함으로써 PALC의 고속구동이 가능하게 된다.
상술한 바와같이, 본 발명에 따른 플라즈마 어드레스 액정표시장치는 전극라인 및 구동IC의 수를 줄임에의해 제조비용이 저감됨과 아울러, 고속구동을 가능하게 할수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 플라즈마 어드레스 액정표시장치 구동방법은 PALC를 고속으로 구동시킬수 있는 장점이 있다.
이상 설명한 내용을 통해 당업자 라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여 져야만 할 것이다.

Claims (1)

  1. 백라이트부, 플라즈마부, 액정부를 포함하는 플라즈마 어드레스 액정 표시장치에 있어서, 상기 플라즈마부는 임의의 기판위에 수직으로 형성되어 주사라인마다 방전공간을 분리하는 격벽과, 상기 격벽 아래마다 위치하는 다수의 전극라인으로 기수번째 형성되는 양극전극라인과, 우수번째 형성되는 음극전극라인을 가지며; 상기 양극전극라인을 M의 간격을 가지고 위치한 양극전극라인끼리 공통으로 접속하여 M개 블록의 양극전극라인을 블록단위로 구동하는 양극구동부와; 상기 음극전극라인을 이웃한 한쌍의 기수번째 음극전극라인과 이웃한 한쌍의 우수번째 음극전극라인끼리 공통으로 접속하여 기수 음극전극라인과 우수 음극전극라인을 분리하여 구동하는 음극구동부를 구비하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 어드레스 액정표시장치.
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