KR19990081589A - 플라즈마 어드레스 액정표시 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 방전을 이용하여 액정을 구동하는 플라즈마 어드레스 액정 표시장치에 관한 것이다.

본 발명의 플라즈마 어드레스 액정표시 장치는 콜레스톨 액정을 이용하여 빛 투과율을 조정하게 된다.

본 발명의 플라즈마 어드레스 액정표시 장치는 플라즈마를 이용하여 액정을 구동함으로써 대형화에 적합한 표시장치를 구현할 수 있게 된다.

Description

플라즈마 어드레스 액정표시 장치(Plasma Address Liquid Crystal Display Apparatus)

본 발명은 평판 표시장치에 관한 것으로, 특히 방전을 이용하여 액정을 구동하는 플라즈마 어드레스 액정 표시장치에 관한 것이다.

최근, 음극선관(Cathode Ray Tube)의 단점인 무게와 부피를 줄일 수 있는 각종 평판 표시장치들이 개발되고 있다. 이러한 평판 표시장치로는 액정 표시장치, 전계 방출 표시장치, 플라즈마 표시장치(Plasma Display Pannel : 이하 "PDP"라 함) 및 플라즈마 어드레스 액정 표시장치(Plasma Address Liquid Crystal : 이하 "PALC"라 함)를 들 수 있다. 이들 중에서도 PDP와 PALC가 밝기(휘도)와 화질이 우수하며 40인치 이상으로 대형화하기에 유리한 장점으로 주목을 받고 있다. 통상, PALC는 도 1에서와 같이 플라즈마부, 액정부 그리고 프라즈마부에 빛을 공급하기 위한 백라잇(2)으로 대별된다. 플라즈마부는 백라잇(2)에 대향되도록 제1 편광필터(16)이 접착되는 하부기판(4)과, 하부기판(4) 위에 나란히 형성되는 양극(12) 및 음극(14)과, 한 쌍의 양극(12)과 음극(14)을 사이에 두고 하부 기판(4) 위에 수직으로 형성되는 격벽(18)과, 격벽(18) 위에 형성되는 절연막(20)을 구비한다. 액정부는 표시면에 제2 편광필터(24)가 접착되고 그 반대면에 컬러필터(8)와 투명전극(10)이 형성되는 상부기판(6)과, 상부기판(6)과 절연막(20) 사이에 주입되어 자신에게 인가된 전압에 따라 백라잇(2)에 의해 발광된 빛을 차단 또는 투과시키는 액정(22)을 구비한다.

플라즈마홈은 두 개의 격벽들(18) 사이에 마련되는 공간으로서, 플라즈마홈에서 두 개의 격벽들(18) 사이에는 양극(12)과 음극(14)이 위치하고 방전개스가 채워지게 된다. 화상을 표시하기 위해 양극(12)과 음극(14) 사이에 약 200 V의 전압을 인가하게 되면 플라즈마홈에서 방전이 되고 이 방전에 의해 개스는 이온화되어 플라즈마 상태로 변하게 된다. 이 때, 양극(12)과 음극(14) 사이에는 전류가 흐르게 된다. 플라즈마홈의 천정부위(즉, 절연막측)에 이온화된 개스에 의한 가상전극이 형성되므로 도 2와 같이 방전개스와 외부 아날로그 신호원(Signal source)이 공급되는 액정부 전극(투명 전극) 사이에 소정의 전압이 인가 되고 이 전압에 의해 액정(22)이 회전하게 되어 백라이트(2)로부터 플라즈마부를 경유하여 진행되어 온 빛을 투과하게 된다. 반면에, 양극(12)과 음극(14) 사이에 전압이 인가되지 않으면 개스가 이온화되지 않으므로 스위칭이 끊어지고 양극(12)과 액정부 전극 사이에 전압이 인가되지 않게 되어 액정(22)은 백라잇부(2)에 의해 발광된 빛을 차단하게 된다. 이와 같이, 플라즈마홈 내부의 개스 방전이 스위칭 동작을 하고 결과적으로 액정(22)의 빛 투과율을 조정하는 역할을 함으로써 플라즈마홈 내부의 플라즈마 방전이 액티브 매트릭스 방식의 액정 표시장치(Active Matrix Liquid Crystal Display : 이하 "AMLCD"라 함)의 박막 트랜지스터(Thin Film Transister : 이하 "TFT"라 함)를 대신하게 된다.

종래의 AMLCD에서는 모든 화소에 스위칭 소자로서 TFT를 한 개씩 형성해야 한다. TFT는 고정세의 박막 기술을 필요로 하는 반도체 공정으로 형성되기 때문에 대형화하기가 곤란함은 물론 복잡한 공정으로 인하여 수율이 떨어지는 단점이 있다. 한편, PDP는 개스 방전시 방사되는 진공 자외선(VUV)파를 이용하여 형광체를 발광시키는 원리를 채용하고 있지만 아직까지 VUV파와 효율적으로 반응을 하여 적녹청(RGB)의 3원색으로 발광되는 형광체가 개발되지 않아 색재현성이 음극수상관(CRT)이나 AMLCD보다 떨어지게 되며 휘도가 낮은 단점이 있다. 또한, 종래의 PDP는 전술한 바와 같이 휘도가 낮고 상대적으로 큰 소비전력을 필요로 하기 때문에 향후, 대형화를 위해서는 이와 같은 문제점들이 시급히 해결되어야만 한다.

따라서, 본 발명의 목적은 대형화에 적합한 PALC를 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 휘도가 높고 색재현성이 우수함과 아울러 소비전력을 최소화하도록 한 PALC를 제공하는데 있다.

도 1은 통상의 플라즈마 어드레스 액정 표시장치를 개략적으로 나타내는 사시도.

도 2는 도 1에 도시된 플라즈마 어드레스 액정 표시장치의 스위칭 동작 원리를 나타내는 도면.

도 3a 내지 도 3d는 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 어드레스 액정 표시장치의 제조수순을 단계적으로 나타내는 공정도.

도 4는 도 3에 도시된 플라즈마홈에서의 음극과 양극 사이의 방전 전압을 모식적으로 나타내는 도면.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

2 : 백라잇부 4 : 하부기판

6 : 상부기판 8 : 컬러필터

10 : 투명전극 12 : 양극

14 : 음극 16,24 : 편광필터

18 : 격벽 20 : 절연막

22,32 : 액정 26 : 프리트 유리

28 : 스페이서 30 : 플라즈마홈

상기 목적들을 달성하기 위하여, 본 발명의 PALC는 콜레스톨 액정을 이용하여 빛 투과율을 조정하게 된다.

본 발명의 PALC는 빛을 발생하는 백라잇부와, 빛의 투과율을 조정하기 위한 콜레스톨 액정부와, 방전을 이용하여 콜레스톨 액정부를 구동하는 플라즈마부를 구비한다.

상기 목적들 외에 본 발명의 다른 목적 및 잇점들은 첨부한 도면을 참조한 실시예에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.

이하, 본 발명의 실시예들을 첨부한 도 3 내지 도 4를 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

도 3a 내지 도 3d는 본 발명의 실시예에 따른 PALC의 제조수순을 단계적으로 나타내는 종단면도이다.

도 3a 내지 도 3d에 있어서, 도 1에 도시된 종래의 PALC와 동일한 부품들에 대하여는 동일한 도면 부호를 붙이고 상세한 설명은 생략한다. 본 발명에 따른 PALC의 제조공정은 먼저, 도 3a 및 도 3b와 같이 하부기판(4)에 전극패턴을 패터닝하여 양극(12)과 음극(14)을 형성한 후, 한쌍의 양극(12) 및 음극(14)을 사이에 두고 격벽용 물질을 스크린 프린팅에 의한 후막(Thick film) 공정으로 격벽(18)을 형성한다. 다른 실시예로 격벽(18)은 습식에칭공정으로 하부기판(4)과 동일 재질인 유리를 식각함으로써 하부기판(4) 위에 형성될 수 있다. 이 격벽(18)이 형성됨으로써 반복적인 구조를 가지는 플라즈마홈(30)이 형성된다. 그리고 도 3c와 같이 절연막(20)으로 사용되는 유전체판을 격벽들(18) 위에 올려 놓고 패널의 측벽 사방을 프리트 유리(26)로 밀봉(Sealing)한 후, 플라즈마홈(30) 내부에 방전용 개스를 주입하게 된다. 여기서, 유전체판의 두께는 약 50μm 정도이다. 이러한 공정을 거쳐 플라즈마부가 완성되면 도 3d에서, 절연막(20) 위에 다수개의 스페이서(28)를 형성하여 일정 공간을 확보하고 스페이서(28) 위에 상부기판(6)을 올려 놓고 플라즈마부와 상부기판을 합착하게 된다. 스페이서(28)에 의해 마련된 공간에 액정물질로 콜레스톨액정(CLD)을 주입하게 된다. 상부기판(6)에서 스페이서(28)에 대향되는 후면에 컬러필터(8)와 투명전극(10)을 격벽(18)과 직교하는 방향으로 스트라입(Stripe) 형태로 순차적으로 형성하고, 마지막으로 편광필터(24)를 표시면에 형성함으로써 본 발명의 PALC가 완성된다.

본 발명의 PALC는 도 1에 도시된 종래 PALC와 유사하게 백라잇(2), 플라즈마부 및 액정부로 이루어진다. 두 개의 격벽들(18)에 의해 마련되는 플라즈마홈 내부에는 양극(12)과 음극(14)이 패터닝되고 방전용 개스가 주입되어 있다. 양극(12)과 음극(14) 사이에 약 200 V의 전압을 인가하게 되면 플라즈마홈(30) 내부에 방전이 일어나게 되어 개스가 이온화됨으로써 전류가 흐르게 된다. 도 2에서와 같이, 플라즈마홈(30)의 천정(즉, 절연막)에 가상전극이 있으므로 양극(12)과 외부 아날로그 신호원이 공급되는 투명전극(10) 사이에 소정의 전압이 인가되어 액정(32)을 회전시키게 됨으로써 백라잇(2)에 의해 발광된 빛이 플라즈마부를 경유하여 상부기판(6) 쪽으로 투과하게 된다. 양극(12)과 음극(14) 사이에 방전이 일어날 때 도 4와 같이 이들 사이에는 개스가 이온화되어 네가티브 글로우와 양광주라는 영역이 발생된다. 양극(12) 표면으로부터 양광주까지는 거의 같은 전압분포가 형성된다. 이 영역 내에서는 캐리어(Carrier) 전하에 의해 전류가 흐르는 가상전극이 만들어지므로, 결국 방전 개스의 스위칭이 턴온(turn on)되어 양극(12)과 투명전극(10) 사이에 소정의 전압이 인가된다. 이와 같이, 플라즈마홈(30) 내부의 플라즈마 방전이 액정(32)의 빛 투과율을 조정하는 역할을 하게 된다. 백라잇(2)에 의해 발광되는 빛은 하부기판(4)과 플라즈마부를 지나 액정(32), 컬러필터(4) 및 제2 편광필터(24)를 투과하여 시청자의 눈에 도달하게 된다. 종래에는 액정(22)으로 사용되는 액정물질을 개구율이 약 30% 정도인 트위스티드 네마틱(Twisted Nematic : 이하 "TN"이라 함)을 사용하기 때문에 일정 수준 이상의 휘도를 확보하기 위하여는 많은 소비전력을 소모해야 했다. 이와 대비할 때, 개구율이 TN보다 월등한 콜레스톨 액정을 액정물질로 적용하게 되면 빛 투과율이 크기 때문에 상대적으로 작은 전압으로도 큰 휘도를 얻을 수 있게 된다. 특히, 콜레스톨 액정을 사용하게 되면 콜레스톨 액정 분자에서 빛이 통과할 때 난반사되어 튕겨 나가는 손실되는 빛까지도 이를 다시 반사시켜 재사용할 수 있으므로 빛의 투과율을 종래보다 적어도 두 배 이상 크게 할 수 있게 된다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 PALC는 플라즈마를 이용하여 액정을 구동함으로써 대형화에 적합한 표시장치를 구현할 수 있게 된다. 또한, 본 발명의 PALC는 콜레스톨 액정을 액정물질로 사용함으로써 휘도가 크게 향상됨은 물론, RGB 색신호를 색필터로 표현함으로써 색재현성을 향상시킬 수 있게 된다. 나아가, 적은 전압으로도 큰 휘도를 얻을 수 있으므로 소비전력을 최소화할 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 (4)

1. 콜레스톨 액정을 이용하여 빛 투과율을 조정하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 어드레스 액정 표시장치.
2. 빛을 발생하는 백라잇부와,

   상기 빛의 투과율을 조정하기 위한 콜레스톨 액정부와,

   방전을 이용하여 상기 콜레스톨 액정부를 구동하는 플라즈마부를 구비하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 어드레스 액정 표시장치.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 콜레스톨 액정부는 편광필터가 코팅된 상부기판과,

   상기 상부기판과 상기 플라즈마부 사이에 콜레스톨 액정이 주입되는 공간을 마련하는 공간확보부재와,

   상부기판에 형성되어 상기 콜레스톨 액정을 구동시키는 투명전극과,

   상기 상부기판에 코팅되는 색필터를 구비하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 어드레스 액정 표시장치.
4. 제 2 항에 있어서,

   상기 플라즈마부는 방전을 유도하는 양극과 음극의 전극쌍이 다수 형성된 하부기판과,

   상기 전극쌍이 포함되는 방전공간을 마련하기 위해 상기 하부기판에 수직으로 신장되는 다수의 격벽과,

   상기 격벽 위에 형성되는 절연층을 구비하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 어드레스 액정 표시장치.