KR100326860B1 - 플라즈마 어드레스 액정 표시소자 및 그 구동방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 화면의 휘도 및 콘트라스트가 향상되도록 한 플라즈마 어드레스 액정 표시소자 및 그 구동방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 플라즈마 어드레스 액정 표시소자는 상부기판과 하부기판 사이에 수직으로 형성되어 방전셀을 구분하는 격벽을 구비하는 플라즈마 어드레스 액정표시소자에 있어서, 격벽 상에 교번적으로 형성되며 교번적으로 전압이 공급되는 제1 양극 및 제2 양극과, 격벽들 사이의 하부기판 상에 형성되며 제1 및 제2 양극과 플라즈마 방전을 일으키는 주사전극과, 격벽들 상에 형성된 유전체 박막과, 상부기판 상에 형성되며 데이터전압이 공급되는 데이터전극과, 데이터전극과 유전체 박막 사이에 인가되는 전계에 의해 구동되는 액정층을 구비한다.
본 발명에 의하면, 종래에 비해 격벽 및 전극의 수가 절반 정도로 줄어들게 된다. 이에 따라, 패널에서 광이 투과되는 면적을 상대적으로 넓힐 수 있게 되어, 휘도를 향상시킬 수 있게 된다. 아울러 홀딩 타임이 충분히 확보되어 스위칭 특성 및 콘트라스트가 향상되게 된다.
Description
본 발명은 플라즈마 어드레스 액정 표시소자 및 그 구동방법에 관한 것으로, 특히 화면의 휘도 및 콘트라스트가 향상되도록 한 플라즈마 어드레스 액정 표시소자 및 그 구동방법에 관한 것이다.
차세대 평판 표시소자 중의 하나인 플라즈마 어드레스 액정 표시소자(Plasma Address Liquid Crystal Display Device : 이하 'PALC'라 함)는 반도체 공정을 동반하는 액정 표시 소자(Liquid Crystal Display : 이하 'LCD'라 함)의 복잡한 제조공정을 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel : PDP)의 기술과 LCD의 기술을 접목시켜 단순화시킨 소자이다. PALC는 기존의 LCD에 비해 제조가 용이하며 고정세화가 가능하다는 특징을 가지고 있다. 또한 LCD에서는 최대 30인치까지의 화면을 구현할 수 있는 것에 비해, PALC에서는 최대 50인치까지 화면 크기를 확대할 수 있다는 장점을 가지고 있다.
PALC에서는 플라즈마 방전을 일으키기 위한 방전전압이 공급되는 음극 및 양극의 방전전극 라인들과 비디오 신호가 공급되는 데이터 투명전극 라인들이 교차하는 지점마다 형성된 각각의 화소셀들이 매트릭스 형태로 배열되어 전체 화면을 구성한다. PALC에서는 각각의 화소셀에서 플라즈마 방전에 의해 스위칭 제어되는 액정층들이 비디오 신호에 따라 백라잇(Back-Light)으로부터 발생한 백색광의 광투과율을 조절함으로써 화상을 구현한다. 이하, 도 1 및 도 2를 결부하여 종래에 개발된 PALC의 셀 구조에 대해 설명하기로 한다.
도 1은 종래에 개발된 PALC의 단면 구조를 도시한 종단면도이다. 도 1을 참조하면, PALC의 셀구조는 크게 플라즈마 채널부(20), 액정부(22) 및 백라잇(24)으로 구성된다. 플라즈마 채널부(20)는 하부유리기판(26)과, 하부유리기판(26)의 배면에 접합된 편광필터(28)와, 하부유리기판(26)의 전면에 서로 나란하게 형성되는 양극(30) 및 음극(32)과, 한 쌍의 양극(30)과 음극(32)을 사이에 두고 하부유리기판(26) 상에 수직으로 형성되는 격벽(34)과, 격벽(34) 상에 접합되는 유전체 그라스 박막(36)을 구비한다. 액정부(22)는 상부유리기판(38)과, 상부유리기판(38)의전면에 접합된 편광필터(40)와, 상부유리기판(38)의 배면에 접합된 적색, 녹색, 청색의 컬러필터(42)와, 컬러필터(42)의 배면에 인듐-틴-옥사이드(Indium-Tin-Oxide : ITO)로 형성된 투명전극(44)과, 투명전극(44)과 유전체 그라스 박막(36) 사이에 형성되는 액정층(46)을 구비한다. 투명전극(44)은 양극(30) 및 음극(32)의 방전전극에 직교하는 방향으로 형성된다. 하부유리기판(26) 및 유전체 그라스 박막(36) 그리고 격벽(34)에 의해 둘러싸여 형성되는 방전공간(50)에는 He, Ne 등의 방전가스가 주입된다. 백라잇(24)은 백색광을 방출하는 광원이다. 도 2는 종래의 PALC의 전극 배치 구조를 도시한 평면도이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 양극(30) 및 음극(32)의 방전전극들은 주사라인 방향으로 형성되어 있다. 격벽(34)은 서로 인접하는 주사라인들 사이에 형성되어 각각의 주사라인들을 구분한다. 적색(R), 녹색(G) 그리고 청색(B) 각각에 해당되는 화소셀들은 양극(30) 및 음극(32)의 방전전극들과 액정부(22)에 형성되어 있는 투명전극(44)이 교차하는 지점들에 각각 위치하게 된다.
이와 같은 구조를 갖는 PALC에서 화상이 구현되는 과정을 설명하면 먼저, 플라즈마채널부(20) 내의 양극(30)과 음극(32) 사이에 방전전압이 인가되는 주사라인 별로 플라즈마 방전이 일어난다. 양극(30) 및 음극(32) 그리고 데이터 투명전극(44)에 공급되는 전압 파형은 도 3에 도시된 바와 같다. 한 수평주기마다 하나의 주사라인이 순차적으로 구동되는 형식으로 전체 주사라인들이 구동된다. 이를 상세히 설명하면 먼저, 각 주사라인 별로 양극(30)과 음극(32)에 동일한 주기와 진폭을 갖는 구동펄스가 계속적으로 공급된다. 양극(30)과 음극(32)에 공급되는 구동펄스들은 도면에 도시된 바와 같이 동위상으로 공급되기 때문에 주사전극으로 사용되는 음극(32)에 별도의 주사펄스가 공급되지 않는 한 두 전극(30,32) 간에 전압차가 발생하지 않음으로써 방전이 일어나지 않는다. 각 주사라인 별로 방전을 일으키기 위해서는 각 주사라인의 음극(32)에 방전을 일으킬 수 있는 정도의 전압 레벨을 갖는 주사펄스를 각 수평주기마다 순차적으로 공급한다. 즉, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 첫 번째 수평주기에서는 제 1 주사라인의 제 1 음극(Y1)에 주사펄스를 공급하고, 두 번째 수평주기에서는 제 2 주사라인의 제 2 음극(Y2)에 주사펄스를 공급하는 방식으로 하여 n 번째 주사라인까지 주사펄스를 순차적으로 공급한다. 각 주사라인의 음극(32)에 주사펄스가 공급되면 양극(30) 및 음극(32) 간에 전압차가 발생하여 각 화소셀의 방전공간(50)에서 플라즈마 방전이 일어난다. 플라즈마 방전에 의해 각 화소셀의 방전공간(50)에서 방전가스가 이온화되면서 전자 등의 하전입자가 발생한다. 그 다음 각각의 화소셀에서는 도 3에 도시된 바와 같이 투명전극(44)에 공급되고 있는 비디오 데이터 전압에 의해 투명전극(44)과 양극(30) 사이에 전압차가 발생한다. 이 전압차에 의해 투명전극(44)과 양극(30) 사이에 전계가 형성되고, 방전공간(50)에서는 이러한 전계에 의해 전자들이 이동하여 유전체 그라스 박막(36)의 밑면을 중심으로 축적되면서 플라즈마 상태를 계속적으로 유지하게 된다. 하지만, 투명전극(44)에 비디오 데이터 전압이 인가되지 않은 화소셀에서는 방전시 생성되었던 전자 등의 하전입자들이 축적되지 못하고, 주사펄스가 공급된 후 한 수평주기가 끝나는 시점까지의 기간인 홀딩 타임(Holding Time) 동안에 하전입자들이 소멸되면서 플라즈마 상태가 지속되지 못한다. 플라즈마 상태를 계속적으로 유지하는 화소셀에서는 방전공간(50) 내의 전위가 음극(32) 근처를 제외한 거의 모든 영역에서 양극(30) 전위와 거의 동일하게 된다. 이 때 유전체 그라스 박막(36)과 양극(30)은 가상적인 단락 상태가 된다. 그리고 액정층(46)에는 투명전극(44)에 공급되는 데이터 전압이 걸리게 된다. 데이터 전압에 의해 액정층(46)의 액정이 회전하게 되고, 백라잇(24)으로부터 입사되어 투과되는 백색광의 광투과율이 조절되게 된다. 각 화소셀에서 액정층(46)을 투과한 백색광은 컬러필터(42)를 통과하면서 적색, 녹색, 청색의 빛으로 변환된 후 조합되어 화상을 구현하게 된다.
이와 같이 구동되는 종래의 PALC에서는 몇가지 문제점들을 내포하고 있다. 도 1에 도시된 바와 같이 종래의 구조에서는 일반적인 금속전극으로 형성되는 양극(30) 및 음극(32)의 방전전극들이 각각의 화소셀 내에서 백라잇(24)으로부터 발생한 백색광이 진행하는 경로 상에 위치하고 있다. 이로 인해 백라잇(24)으로부터 발생한 백색광의 일부가 양극(30) 및 음극(32)에 가로막혀 투과되지 못하게 됨으로써 광투과율이 저하되고, PALC의 휘도가 낮아진다. 또한 종래의 구조에서는 두 격벽(34) 사이에 하나의 방전 채널, 달리 말해 하나의 주사라인이 형성되어 있다. 각각의 주사라인들을 구분하기 위하여 각 주사라인들의 사이사이마다 격벽(34)이 형성되는데, 전체적인 패널 구조에 있어서 격벽(34)이 차지하는 면적이 전체 패널 면적에서 적지 않은 비율을 차지하고 있다. 이는 각 화소셀의 셀면적을 한정시키고, 이로써 백색광이 투과되는 투과 면적을 한정시킴으로써 전체적인 휘도를 저하시키는 근본적인 요인이 되고 있다. 아울러 플라즈마 방전시 각 방전셀마다 유전체 그라스 박막(36)과 양극(30) 간에는 방전 패스가 형성되면서 두 부분(30,36)이 가상적인 단락 상태가 되지만, 실제로는 유전체 그라스 박막(36)과 양극(30) 사이에 저항 성분이 존재함으로써 데이터 전압이 액정층(46)에 인가될 때 전압 강하 현상이 야기된다. 이러한 저항 성분의 크기는 양극(30)과 유전체 그라스 박막(36) 간의 거리에 비례한다. 데이터 전압이 액정층(46)에 인가될 때에는 양극(30)과 방전 패스, 유전체 그라스 박막(36), 액정층(46) 그리고 투명전극(44)으로 이어지는 폐루프가 형성되는데, 방전 패스에 존재하는 저항 성분으로 인해 액정층(46)에 인가되는 데이터 전압의 손실이 발생하며, 방전 형성 시간이 지연되는 현상이 발생하고 있다. 이에 따라 액정층(46)에서의 광투과율이 달라지고, 화면의 콘트라스트가 저하되는 문제가 발생되고 있다.
뿐만 아니라, 종래의 구동방법에서는 주사라인 별로 전극라인을 따라 배열된 모든 방전셀에서 방전이 균일하게 일어나도록 하기 위해 주사펄스의 전압을 높이고 있다. 플라즈마 방전시의 방전 세기와 이 때 발생하는 하전입자들의 양은 주사펄스의 전압 레벨과 펄스폭에 비례한다. 종래의 구동방법에서 주사펄스의 전압은 350V 정도로 매우 높은데, 이와 같이 주사펄스의 전압을 높게 하게 되면 또 다른 문제점을 야기하게 된다. 즉, 주사펄스의 전압이 높을 경우에는 주사펄스 후미의 에지부에서 소거 방전 특성을 나타내게 되는데, 이로 인해 방전시 발생되었던 하전입자들이 다시 손실되는 현상이 발생한다. 이에 따라 각 방전셀들, 특히 주사라인의 끝단부에 위치한 방전셀들에서는 플라즈마 방전의 본연의 역할인 스위칭 특성이 저하되어 오동작이 발생하게 된다. 또한 PALC의 구동시에는 주사펄스의 펄스폭을되도록 길게 하는 것이 바람직한데, 이는 펄스폭이 좁을 경우에는 플라즈마 방전시 주사라인 내에서 하전입자들의 확산이 미약해져서 방전셀 별 방전 균일성이 저하되기 때문이다. 그리고, PALC 구동시에는 데이터 라이팅(Writing)시의 여유를 충분히 두기 위해 주사펄스가 인가된 다음의 홀딩 타임을 되도록 길게 연장시킬 필요가 있다. 홀딩 타임이 짧은 경우에는 데이터 라이팅시에 오동작이 발생할 소지가 있으며, 액정층(46)의 구동 시간이 짧아져 투과율이 감소됨과 아울러 콘트라스트의 저하를 초래하게 된다.
따라서, 본 발명의 목적은 화면의 휘도 및 콘트라스트가 향상되도록 한 플라즈마 어드레스 액정 표시소자 및 그 구동방법을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 구동전압이 낮아지면서도 플라즈마 방전의 스위칭 특성이 안정화되도록 한 플라즈마 어드레스 액정 표시소자 및 그 구동방법을 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 해상도가 향상되도록 한 플라즈마 어드레스 액정 표시소자 및 그 구동방법을 제공함에 있다.
도 1은 종래에 개발된 플라즈마 어드레스 액정 표시소자의 단면 구조를 도시한 종단면도.
도 2는 종래의 플라즈마 어드레스 액정 표시소자의 전극 배치 구조를 도시한 평면도.
도 3은 도 2에 도시된 플라즈마 어드레스 액정 표시소자의 각 전극 라인에 인가되는 구동 파형을 도시한 파형도.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 플라즈마 어드레스 액정 표시소자의 셀 구조를 도시한 종단면도.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 플라즈마 어드레스 액정 표시소자의 전극 배치 구조를 도시한 평면도.
도 6a 내지 도 6c는 본 발명의 실시 예에 따른 플라즈마 어드레스 액정 표시소자에서 각 주사라인들이 구동되는 과정을 순차적으로 도시한 도면.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 플라즈마 어드레스 액정 표시소자에 있어서, 각각의 전극들에 인가되는 구동 파형을 도시한 파형도.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
20,80 : 플라즈마 채널부 22,82 : 액정부
24,84 : 백라잇 26,86 : 하부유리기판
28,40,88,102 : 편광필터 30 : 양극
32 : 음극 34,90 : 격벽
36,98 : 유전체 그라스 박막 38,100 : 상부유리기판
42,104 : 컬러필터 44,106 : 투명전극
46,108 : 액정층 50,94 : 방전공간
92 : 제 1 양극 93 : 제 2 양극
96 : 주사전극
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 플라즈마 어드레스 액정 표시소자는 격벽 상에 교번적으로 형성되며 교번적으로 전압이 공급되는 제1 양극 및 제2 양극과, 격벽들 사이의 하부기판 상에 형성되며 제1 및 제2 양극과 플라즈마 방전을 일으키는 주사전극과, 격벽들 상에 형성된 유전체 박막과, 상부기판 상에 형성되며 데이터전압이 공급되는 데이터전극과, 데이터전극과 유전체 박막 사이에 인가되는 전계에 의해 구동되는 액정층을 구비한다.본 발명에 따른 플라즈마 어드레스 액정 표시소자의 구동방법은 격벽 상에 교번적으로 형성된 제 1 양극 및 제 2 양극 중 어느 한 양극에 펄스 전압을 공급하는 단계와, 상기 격벽들 사이에 형성된 주사전극들 중 상기 펄스 전압이 공급된 양극의 일측에 형성된 주사전극에 상기 펄스 전압의 상승 에지에서 주사펄스를 공급하여 한 주사라인과 상기 양극과 플라즈마 방전을 일으키는 단계와, 상기 펄스 전압이 공급된 양극의 타측에 형성된 다른 주사전극에 상기 펄스 전압의 하강 에지에서 주사펄스를 공급하여 다른 주사라인을 구동하여 양극과 플라즈마 방전을 일으키는 단계와, 데이터전극에 비디오 데이터를 공급함으로써 상기 플라즈마 방전으로 발생된 하전입자들과 상기 비디오 데이터전압으로 액정을 구동하는 단계를 포함한다.상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 특징들은 첨부도면을 참조한 실시 예에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.
이하, 도 4 내지 도 7을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 설명하기로 한다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 PALC의 셀 구조를 도시한 종단면도이다. 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 PALC는 크게 플라즈마 채널부(80), 액정부(82) 및 백라잇(84)으로 구성된다. 플라즈마 채널부(80)는 하부유리기판(86)과, 하부유리기판(86)의 배면에 접합된 편광필터(88)와, 하부유리기판(86)의 전면에 패널의 주사라인 방향으로 나란하게 형성되는 격벽(90)들과, 하부유리기판(86) 상에서 격벽(90)들 사이의 중앙부마다 격벽(90)을 따라 나란하게 형성되는 주사전극(96)들과, 격벽(90) 상의 지점들마다 교번되게 형성되는 제 1 양극(92) 및 제 2 양극(93)들과, 격벽(90)들 상에 접합되는 유전체 그라스 박막(98)을 구비한다. 액정부(82)의 구조는 도 1에 도시된 종래의 PALC 구조의 경우와 동일하다. 액정부(82)는 상부유리기판(100)과, 상부유리기판(100)의 전면에 접합된 편광필터(102)와, 상부유리기판(100)의 배면에 접합된 적색, 녹색, 청색의 컬러필터(104)와, 컬러필터(104)의 배면에 형성된 투명전극(106)과, 투명전극(106)과 유전체 그라스 박막(98) 사이에 형성되는 액정층(108)을 구비한다. 투명전극(106)은 제 1 및 제 2 양극(92,93)과 직교하는 방향으로 형성된다. 하부유리기판(86) 및 유전체 그라스 박막(98), 그리고 격벽(90)에 의해 둘러싸여 형성되는 방전공간(94)에는 He, Ne 등의 방전가스가 주입된다. 백라잇(84)은 백색광을 방출하는 광원이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 PALC의 전극 배치 구조를 도시한 평면도이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 주사전극(96)과 제 1 및 제 2 양극(92,93)은 격벽(90)과 나란하게 주사라인 방향으로 형성된다. 종래의 구조에서는 도 2에 도시된 바와 같이 두 격벽(34) 사이에 양극(30)과 음극(32)이 마련되어 하나의 주사라인이 형성되지만, 본 발명의 구조에서는 두 격벽(90) 사이에 두 개의 주사라인을 형성시킨다. 즉, 도 5에 도시되는 바와 같이 방전공간의 중앙부에 형성된 제 1 주사전극과 첫 번째 격벽라인 상에 형성된 제 1 양극이 제 1 주사라인을 형성하며, 두 번째 격벽라인 및 세 번째 격벽라인 사이에 형성된 제 2 주사전극이 제 1 양극과 함께 제 2 주사라인을 형성한다. 이와 비슷한 형식으로 두 번째 격벽라인의 양 편에 제 3 및 제 4 주사라인이 형성된다. 즉, 두 번째 격벽라인 상에 형성된 제 2 양극이 제 2 주사전극과 함께 제 3 주사라인을 형성함과 아울러 제 3 주사전극과는제 4 주사라인을 형성한다. 그 다음 세 번째 격벽라인 상에 형성된 제 1 양극이 제 3 및 제 4 주사전극과 함께 제 5 및 제 6 주사라인을 형성하게 된다. 이와 같은 형태로 제 n/2 격벽라인 상에 형성된 제 1 양극과 제 (n/2)+1 주사전극이 제 n 주사라인을 형성한다. 격벽라인마다 교번적으로 형성된 제 1 양극과 제 2 양극 각각은 그 양 편에 형성되는 두 주사라인에 의해 공유된다. 마찬가지로 각각의 주사전극(96)들은 그 양 편에 형성되는 두 주사라인에 의해 공유된다. 종래의 구조에서는 n 개의 주사라인을 형성하는데 n+1 개의 격벽과 2n 개의 전극이 요구되지만, 본 발명에 있어서는 이러한 방식으로 n 개의 주사라인을 형성하는데 있어서 n/2 개의 격벽과 n+1 개의 전극이 요구된다. 이와 같이 본 발명에 따른 PALC에서는 종래의 경우에 비해 격벽의 수와 전극의 수가 절반 정도로 크게 줄일 수 있다. 본 발명의 PALC 구조에 있어서, 적색(R), 녹색(G) 그리고 청색(B) 각각에 해당되는 화소셀들은 각각의 주사라인들과 액정부(82)에 형성되어 있는 투명전극(106)들이 교차하는 지점들마다 각각 위치하게 된다.
한편, 각각의 주사라인들은 서로 다른 수평기간동안에 독립적으로 구동되어야만 한다. 하지만, 본 발명에 따른 PALC의 구조에서는 인접하는 두 주사라인이 하나의 전극을 공유함으로 인해 한 수평주기동안 두 주사라인에 플라즈마 방전이 동시에 일어나게 되는 문제가 발생할 수 있다. 예를 들면, 제 1 양극은 제 1 및 제 2 주사라인에서 공통으로 사용되고, 제 2 주사전극은 제 2 및 제 3 주사라인에서 공통으로 사용된다. 제 1 양극에 양극 전압이 공급되고 있을 때 제 1 주사전극과 제 2 주사전극에 동시에 주사펄스가 인가된다면 제 1 주사라인과 제 2 주사라인은 동시에 방전을 일으키게 된다. 또한 제 2 주사전극에 주사펄스가 공급되고 있을 때 제 2 주사전극의 양 편에 형성된 제 1 및 제 2 양극에 양극 전압이 동시에 공급된다면 제 2 및 제 3 주사라인이 동시에 방전을 일으키게 된다. 본 발명에서는 이와 같이 한 수평주기 동안에 두 주사라인이 동시에 구동되는 문제를 해결하기 위하여, 각 수평주기 별로 시간차이를 두어 해당 주사라인의 주사전극에 주사펄스를 공급한다. 이에 따라 각각의 주사전극에는 일정한 시간 차이를 두고 두 번의 주사펄스가 공급되게 된다. 아울러 제 1 양극과 제 2 양극에는 동시에 양극 전압을 공급하지 않고, 교번적으로 양극 전압을 공급한다. 즉, 제 1 양극과 제 2 양극을 별개로 구동하여 제 1 양극에 전압이 인가될 때에는 제 2 양극에는 전압을 인가하지 않고, 제 2 양극에 전압이 인가될 때에는 제 1 양극에는 전압을 인가하지 않는다. 이와 같은 구동방법에 대하여 도 6a 내지 도 7을 결부하여 좀 더 상세히 설명하기로 한다.
도 6a 내지 도 6c는 본 발명의 실시 예에 따른 PALC의 플라즈마 채널부에서 각 주사라인들이 구동되는 과정을 순차적으로 도시한 도면이고, 도 7은 각 수평주기 동안에 각각의 전극들에 공급되는 구동펄스의 파형을 도시한 파형도이다. 도 6a 및 도 7을 참조하면, 먼저 제 1 양극(92)과 제 2 양극(93)에 전압 펄스를 교번적으로 공급한다. 아울러 액정부(82)에 형성되어 있는 데이터 투명전극(106)에도 소정 레벨의 데이터 펄스 전압을 계속적으로 공급한다. 본 발명에서는 각 주사라인 별로 빠르게 데이터를 공급하기 위하여 데이터 투명전극(106)을 두 개의 군으로 시분할하여 매 수평주기마다 교번적으로 데이터 전압을 인가한다. 각 주사라인 별로 방전을 일으키기 위해서는 각 주사라인의 주사전극에 주사펄스를 매 수평주기마다 순차적으로 공급한다. 먼저 첫 번째 수평주기가 시작되는 제 1 양극 전압 펄스의 상승 에지에서 제 1 주사전극에 주사펄스가 공급되면 제 1 주사라인에서는 제 1 양극과 제 1 주사전극 간에 전압차가 발생하여 각 화소셀의 방전공간(94)에서 플라즈마 방전이 일어난다. 플라즈마 방전에 의해 각 화소셀의 방전공간(94)에서 방전가스가 이온화되면서 전자 등의 하전입자가 발생한다. 이 때 유전체 그라스 박막(98) 하단부의 양극(92) 주변에는 음극인 주사전극(96)에 의해 전자들이 모이게 된다. 그리하여 유전체 그라스 박막(98)은 양극(92)와 가상적인 단락 상태에 있게 되고, 투명전극(106)에 인가되는 데이터 전압이 액정셀에 라이팅되어 화면을 표시할 수 있는 상태가 된다. 한편 이 때 제 2 주사전극에는 주사펄스가 공급되지 않기 때문에 제 2 주사라인에서는 플라즈마 방전이 일어나지 않는다. 다음 수평주기동안에 제 2 주사라인을 구동시키기 위하여 첫 번째 수평주기가 끝나는 제 1 양극 전압 펄스의 하강 에지에서 제 2 주사전극에 주사펄스를 공급한다. 이 때 공급되는 주사펄스의 전압 레벨은 종래의 경우보다 낮게 하고, 그 펄스폭은 종래의 경우에 비해 더 길게 한다. 이 때에는 제 1 양극과 제 2 주사전극 간에만 방전이 일어나고, 제 1 주사전극은 방전을 일으키지 않는다. 한편 이 때 제 3 주사라인이 제 2 주사전극을 공유하기는 하지만 제 3 주사라인에 형성된 제 2 양극에 전압 펄스가 가해지지 않음으로써 제 3 주사라인에서는 방전을 일으킬 만큼의 레벨을 갖는 전압이 인가되지 않고 또한 적정 레벨의 펄스 전압이 일정 기간 이상 지속되는 것도 아니기 때문에 방전이 일어나지 않는다. 다음의 제 3 및 제 4 주사라인도 동일한 방식에 의해 구동된다. 도 6b 및 도 7을 참조하면, 제 3 및 제 4 주사라인이 구동될 때에는 제 2 양극에 전압 펄스가 공급되고 제 1 양극에는 전압이 공급되지 않는다. 제 2 양극에 전압 펄스가 공급되는 시점에서 세 번째 수평주기가 시작되는데, 제 2 양극 전압 펄스의 상승 에지에서 제 2 주사전극에 주사펄스를 공급한다. 그러면 제 3 주사라인에서만 플라즈마 방전이 일어난다. 하지만 이 때 제 2 주사라인의 제 1 양극에는 전압 펄스가 공급되지 않기 때문에 앞서 설명한 바에 의하여 제 2 주사라인은 구동되지 않는다. 또한 제 3 주사전극에는 주사펄스가 공급되지 않기 때문에 제 4 주사라인도 구동되지 않는다. 그 다음 네 번째 수평주기에서 제 4 주사라인을 구동시키기 위하여 제 2 양극 전압 펄스의 하강 에지에서 제 3 주사전극에 주사펄스를 공급한다. 이 때에는 제 4 주사라인에서만 플라즈마 방전이 일어나게 된다. 제 5 및 제 6 주사라인도 마찬가지 방식으로 구동된다. 도 6c 및 도 7을 참조하면, 제 4 주사라인이 구동된 다음에는 제 1 양극에 전압 펄스가 다시 공급되게 되는데, 제 1 양극 전압 펄스의 상승 에지와 하강 에지에서 각각 제 3 주사전극과 제 4 주사전극에 주사펄스를 공급하여 제 5 및 제 6 주사라인을 구동시킨다. 이러한 방법으로 제 n 주사라인까지 순차적으로 구동함으로써 하나의 수직주기를 완료시킨다. 한편 본 발명에 있어서 주사펄스는 양극 전압 펄스의 상승 에지 전후와 하강 에지 전후에 공급되면서 도 3에 도시된 종래의 경우에 비해 그 펄스폭이 두 배정도 길게 연장되어 공급된다. 본 발명에서는 주사펄스의 펄스폭이 길게 함으로써 주사펄스의 전압 레벨을 300V 이하로 낮추어 공급할 수 있게 된다. 아울러 주사펄스가 양극에 공급되는 전압 펄스의 상승 및 하강 에지에 공급됨에 따라 매 수평주기마다 홀딩 타임이 도 3에 도시된 종래의 경우에 비해 좀 더 늘어나게 된다.
본 발명에 따른 PALC에서는 두 격벽(90) 사이에 두 개의 방전채널, 즉 두 개의 주사라인을 형성하기 때문에 종래의 구조에 비해 격벽(90)의 수를 절반 정도로 줄일 수 있게 된다. 아울러, 전극의 수도 종래의 구조에 비해 절반 정도로 줄일 수 있게 된다. 본 발명에 따른 PALC에서는 전체적인 패널 구조에 있어서 격벽(90)의 수가 절반으로 줄어들기 때문에 주사라인의 수와 패널의 크기를 종래의 경우와 동일하게 하는 경우, 각 화소셀의 면적을 종래에 비해 상대적으로 더 넓게 할 수 있다. 이에 따라 각 화소셀마다 백라잇(84)으로부터 발생한 백색광의 투과면적이 그 만큼 확대되어 구현되는 화상의 휘도 및 콘트라스트가 크게 향상되게 된다. 또한 제 1 및 제 2 양극(92,93)들은 격벽(90)상에 형성되어 백색광의 투과 경로에서 벗어나 있기 때문에 백색광의 투과율에는 영향을 주지 않게 된다. 격벽(90) 사이의 중앙부에 위치하는 주사전극(96)들을 투명전극으로 형성시키는 경우에는 백색광의 투과율을 더욱 향상시킬 수 있다. 한편, 본 발명에 따른 PALC에서는 두 격벽(90) 사이에 두 개의 주사라인을 구동시키기 때문에 두 격벽 사이에 하나의 주사라인을 구동시키는 종래의 경우에 비해 주사라인의 수가 두 배로 증가하게 된다. 즉, 본 발명에 따른 PALC에서는 주사전극(96)의 수를 종래의 경우와 동일하게 하는 경우, 한 패널 내에 형성되는 주사라인의 수가 두 배로 증가함에 따라 패널의 해상도를 크게 향상시킬 수 있게 된다.
한편, 본 발명에서는 주사펄스가 그 펄스폭이 종래에 비해 두 배 이상 연장되어 공급되어진다. 주사라인 별로 발생하는 플라즈마 방전의 세기 및 하전입자의 생성량은 주사펄스의 펄스폭에도 비례하기 때문에 종래에 비해 주사펄스의 전압 레벨을 더욱 낮추면서도 안정되고 강한 방전을 일으킬 수 있게 된다. 주사펄스의 전압이 낮아짐에 따라 종래에 문제시되었던 소거 방전 효과가 감소되어 방전시 생성된 하전입자들이 주사펄스의 후미 에지에서 다시 소멸되는 현상을 방지할 수 있게 된다. 또한 주사펄스의 펄스폭이 증가됨에 따라 방전이 일어난 주사라인 내에서 하전입자들이 충분히 확산될 수 있게 되어 방전셀들의 균일성(Uniformity)이 향상된다. 이에 따라 방전셀 별 플라즈마 방전의 스위칭 특성이 향상되어 주사라인을 따라 배치된 방전셀들, 특히 주사라인 끝단부에 형성된 방전셀들이 오동작을 일으키는 문제를 해결할 수 있게 된다. 아울러 본 발명에서는 주사펄스가 공급된 후 한 수평주기가 끝나는 시점까지의 기간인 홀딩 타임 및 디케이(Decay) 타임이 종래에 비해 좀 더 연장된다. 각 셀별로 방전이 안정된 상태로 유지되는 기간이 연장됨에 따라 데이터 전압의 라이팅 시의 여유가 좀 더 마련되어 더욱 안정된 스위칭 특성을 얻을 수 있으며, 방전셀의 오동작이 방지되게 된다. 그리고 액정 구동 시의 동작 특성이 안정화됨에 따라 액정층(108)에서의 광투과율의 저하 및 콘트라스트의 저하를 방지할 수 있게 된다.
뿐만 아니라, 본 발명에 따른 PALC에서는 양극 전극(92,93)이 격벽의 상부에 형성되어 양극(92 또는 93)과 유전체 그라스 박막(98) 간의 간격이 최소화 되어 있다. 이에 따라 플라즈마 방전시 유전체 그라스 박막(98)과 양극(92 또는 93)간에 형성되는 도전 패스에서의 저항값이 종래에 비해 크게 줄어들게 된다. 그리하여데이터 전압의 라이팅 시에 저항에 의한 전압 강하 손실이 줄어들게 되어 액정층(108)에서의 광투과율 및 콘트라스트의 저하가 방지되게 된다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 플라즈마 어드레스 액정 표시소자에서는 두 격벽 사이에 두 개의 주사라인이 형성됨과 아울러 인접하는 두 주사라인이 하나의 전극을 공유한다. 이에 따라, 종래의 구조에 비해 격벽의 수와 전극의 수가 절반 정도로 줄어든다. 격벽의 수가 줄어듦으로 인해 상대적으로 각 화소셀에서 백색광의 투과면적을 넓힐 수 있게 되어 화상의 휘도를 크게 향상시킬 수 있게 된다. 또한, 본 발명의 플라즈마 어드레스 액정 표시소자에서 주사라인의 수를 종래와 동일하게 하는 경우, 전체 패널에서 형성되는 주사라인의 수가 두 배로 증가하게 되어 패널의 해상도가 크게 향상된다. 그리고 본 발명에서는 양극 전극이 격벽 상에 형성되어 있기 때문에 플라즈마 방전시에 양극 및 유전체 그라스 박막 사이에 형성되는 도전 패스에 존재하는 저항값이 크게 줄어들게 된다. 이에 따라, 데이터 라이팅 시에 저항에 의한 데이터 전압의 손실을 줄일 수 있게 되고, 액정층에서의 광투과율 및 콘트라스트의 저하를 방지할 수 있게 된다.
본 발명에 따른 플라즈마 어드레스 액정 표시소자의 구동방법에서는 교번적으로 형성된 제 1 및 제 2 양극에 전압 펄스를 교번적으로 공급함과 아울러 두 주사라인이 공유하는 주사전극에는 해당 수평주기 별로 시간 차이를 두고 주사펄스를 공급함으로써 두 주사라인이 한 수평주기동안 동시에 방전을 일으키는 문제를 해결한다. 아울러 주사펄스의 폭을 종래에 비해 두 배 이상 늘려서 공급함으로써 주사펄스의 전압 레벨을 낮추고, 하전입자들의 충분한 확산을 유도함으로써 방전 균일성의 향상을 꾀하고 방전셀의 오동작을 방지할 수 있게 된다. 그리고 홀딩 타임 및 디케이 타임을 충분히 확보함으로써 스위칭 특성을 더욱 안정화시킬 수 있고, 콘트라스트 및 광투과율의 향상을 이룰 수 있게 된다.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여 져야만 할 것이다.
Claims (8)
- 상부기판과 하부기판 사이에 수직으로 형성되어 방전셀을 구분하는 격벽을 구비하는 플라즈마 어드레스 액정표시소자에 있어서,상기 격벽 상에 교번적으로 형성되며 교번적으로 전압이 공급되는 제1 양극 및 제2 양극과,상기 격벽들 사이의 상기 하부기판 상에 형성되며 상기 제1 및 제2 양극과 플라즈마 방전을 일으키는 주사전극과,상기 격벽들 상에 형성된 유전체 박막과,상기 상부기판 상에 형성되며 데이터전압이 공급되는 데이터전극과,상기 데이터전극과 상기 유전체 박막 사이에 인가되는 전계에 의해 구동되는 액정층을 구비하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 어드레스 액정 표시소자.
- 제 1 항에 있어서,상기 제 1 및 제 2 양극 각각은 그의 일측에 형성된 주사전극과 함께 하나의 주사라인을 형성함과 아울러 그가 형성된 격벽을 사이에 두고 상기 주사전극에 대향된 다른 주사전극과 함께 다른 주사라인을 형성하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 어드레스 액정 표시소자.
- 제 1 항에 있어서,상기 주사전극은 투명전극인 것을 특징으로 하는 플라즈마 어드레스 액정 표시소자.
- 격벽 상에 교번적으로 형성된 제 1 양극 및 제 2 양극 중 어느 한 양극에 펄스 전압을 공급하는 단계와,상기 격벽들 사이에 형성된 주사전극들 중 상기 펄스 전압이 공급된 양극의 일측에 형성된 주사전극에 상기 펄스 전압의 상승 에지에서 주사펄스를 공급하여 한 주사라인과 상기 양극과 플라즈마 방전을 일으키는 단계와,상기 펄스 전압이 공급된 양극의 타측에 형성된 다른 주사전극에 상기 펄스 전압의 하강 에지에서 주사펄스를 공급하여 다른 주사라인을 구동하여 양극과 플라즈마 방전을 일으키는 단계와,데이터전극에 비디오 데이터를 공급함으로써 상기 플라즈마 방전으로 발생된 하전입자들과 상기 비디오 데이터전압으로 액정을 구동하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 어드레스 액정 표시소자의 구동방법.
- 제 4 항에 있어서,상기 펄스 전압을 상기 제 1 및 제 2 양극에 교번적으로 공급하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 어드레스 액정 표시소자의 구동방법.
- 제 4 항에 있어서,상기 펄스 전압의 펄스폭과 상기 제 1 및 제 2 양극에 교번적으로 공급되는 펄스 전압들 간의 간격은 한 수평 주기만큼의 기간을 갖는 것을 특징으로 하는 플라즈마 어드레스 액정 표시소자의 구동방법.
- 제 4 항에 있어서,상기 주사펄스가 상기 펄스 전압의 에지부 전후에 걸쳐 공급되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 어드레스 액정 표시소자의 구동방법.
- 제 4 항에 있어서,서로 다른 두 드라이버를 이용하여 상기 제 1 및 제 2 양극들과 액정층을 사이에 두고 직교하는 데이터 전극에 매 수평주기마다 교번적으로 데이터를 공급하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 어드레스 액정 표시소자의 구동방법.
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| KR1019990045142A KR100326860B1 (ko) | 1999-10-18 | 1999-10-18 | 플라즈마 어드레스 액정 표시소자 및 그 구동방법 |
Applications Claiming Priority (1)
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| KR1019990045142A KR100326860B1 (ko) | 1999-10-18 | 1999-10-18 | 플라즈마 어드레스 액정 표시소자 및 그 구동방법 |
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| KR1019990045142A KR100326860B1 (ko) | 1999-10-18 | 1999-10-18 | 플라즈마 어드레스 액정 표시소자 및 그 구동방법 |
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| KR (1) | KR100326860B1 (ko) |
Citations (3)
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|---|---|---|---|---|
| KR930010582A (ko) * | 1991-11-21 | 1993-06-22 | 김정배 | 플라즈마 어드레스 방식의 액정표시소자와 그 제조 방법 |
| JPH0868989A (ja) * | 1994-06-24 | 1996-03-12 | Sony Corp | プラズマアドレス表示装置 |
| KR19980067786A (ko) * | 1997-02-12 | 1998-10-15 | 박주탁 | 공통 음극을 이용한 플라즈마 어드레스 액정 디스플레이 패널 |
-
1999
- 1999-10-18 KR KR1019990045142A patent/KR100326860B1/ko not_active IP Right Cessation
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| KR19980067786A (ko) * | 1997-02-12 | 1998-10-15 | 박주탁 | 공통 음극을 이용한 플라즈마 어드레스 액정 디스플레이 패널 |
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| KR20010037561A (ko) | 2001-05-15 |
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