KR20000008740A - 웨이브가이드를 이용한 디스플레이 패널과 그 구동 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 양방향에서 동일한 화상을 동시에 표시할 수 있는 웨이브가이드를 이용한 디스플레이 패널과 그 구동 장치 및 방법에 관한 것이다.

본 발명의 웨이브가이드를 이용한 디스플레이 패널의 구동 방법은 영상 데이터신호에 따라 패널의 상하부로부터 동시에 발생된 레이져빔이 웨이브가이드내의 광학스위치에 의해서 서로 다른 방향으로 굴절되어 형광체를 발광시킴으로써 양면에서 동일한 화상을 표시하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 간단한 데이터 변환과정을 거쳐 한 패널에 두 개의 영상신호를 공급함으로써 양방향의 화면에서 동일한 화상을 동시에 표시할 수 있게 된다.

Description

웨이브가이드를 이용한 디스플레이 패널과 그 구동 방법 및 장치(Display Panel using Waveguide and Driving Method and Apparatus thereof)

본 발명은 전기적으로 조정되는 웨이브가이드(Waveguide)를 이용한 디스플레이 패널에 관한 것으로, 특히 양방향에서 동일한 화상을 동시에 표시할 수 있는 웨이브가이드를 이용한 디스플레이 패널과 그 구동 장치 및 방법에 관한 것이다.

일반적으로, PSM (Polymer Switched Matrix)디스플레이는 평판 디스플레이를 실현 목적으로 제안된 새로운 기술방식으로서 레이저빔을 웨이브가이드(Waveguide; 이하, 광가이드라 한다)로 진행시킨 다음 광학스위치에 의해 레이저를 반사시켜 형광체를 발광시키는 방법을 이용하고 있다.

도 1을 참조하면, 종래의 PSM 디스플레이의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이 도시되어 있다. 도 1에 도시된 PSM 디스플레이는 광가이드(16)와 로오전극(18)의 교차부에 형성된 화소셀(20)과, 로오전극(18)을 구동하는 로오드라이버(10)과, 광가이드(16)를 구동하는 칼럼드라이버, 즉 광가이드(16)로 레이져빔을 출사하는 레이져바(14)와, 레이져바(14)의 광출력을 제어하는 레이져제어칩(12)을 구비한다.

도 1에 도시된 PSM 디스플레이에서 레이져바(14)는 각 광가이드(16)에 레이져빔을 출사한다. 레이져바(14)에 접속되어 칼럼을 이루는 광가이드들(16)은 레이져바(14)로부터 출사된 레이져빔이 진행하게 되는 광경로로서 폴리머(Polymer)로 이루어진다. 레이져제어칩(10)은 각 광가이드(16)에 대응하는 전극라인들(22)을 통하여 레이져바(14)의 광빔출력을 제어한다. 로오드라이버(10)는 로오전극(18)을 라인별로 구동한다.

광가이드(16)와 로오전극(18)의 교차부에 마련된 화소셀(20)에 대한 동작원리를 살펴보면 도 1의 (B)에 도시된 바와 같다. 광가이드(16)와 교차하는 로오전극(18)에 전압이 인가되는 경우 전압이 인가되는 부위만 (B)에 도시된 바와 같이 고밀도 폴리머 상태(이하, 광학스위치라 한다)(24)로 변화되어 광가이드(16)를 따라 진행되는 레이져빔을 굴절시키게 된다. 이 경우, 화소셀(20)은 굴절된 레이져빔에 의해 형광체가 여기되어 원하는 가시광을 발생하게 된다. 반면에, 로오전극(18)에 전압이 인가되지 않는 경우 광학스위치(24)는 오프상태가 되고 레이져빔은 광가이드(16)를 따라 그대로 진행하게 된다. 이 경우, 화소셀(20)은 흑색을 표시하게 된다. 이와 같이, 광학스위치(24)는 화소셀(20)의 온/오프 상태만을 제공하고 계조구현은 시분할 구동에 의한 광출력의 조정에 의해 행해지게 된다. 전화면의 구동은 라인어래이로 행해지며 각 화소셀(20)에 대응한 레이져빔의 출력과 광학스위치의 온/오프 상태가 동기화되어 구동된다.

도 2는 한 화소셀에 포함되는 세 개의 서브셀의 구조를 나타낸 것으로서, 도 2에 도시된 화소셀은 상판(26)과 하판(28) 사이에 마련된 광가이드(16)와, 상판(26)과 하판(28)에 대응되도록 배치된 로오전극쌍(18A, 18B)과, 로오전극쌍(18A, 18B)의 사이에 형성된 제1 내지 제3 광학스위치(24A, 24B, 24C)와, 각 광학스위치(24)에 대응하여 표시면쪽에 형성된 고유색의 형광체(30)를 구비한다.

도 2에 도시된 화소셀에서 광가이드(16)를 차단하도록 형성된 제1 내지 제2 광학스위치(24A, 24B, 24C)는 상판(26)과 하판(28)에 형성된 로오전극쌍(18A, 18B)에 연결되어 있다. 다시 말하여, 광학스위치(24) 1개당 상하 2개의 로오전극(18A, 18B)가 제공되어 진다. 광가이드(16)는 폴리머 재질로서 레이저빔이 진행할 수 있게 하는 광통로 역할을 하며 디스플레이 장치에서는 전반적인 패널의 구성물질이 된다. 제1 내지 제3 광학스위치(24A, 24B, 24C)는 로오전극쌍(18A, 18B)에 공급되는 전압차에 따라 굴절율이 달라지는 물질이다. 즉, V0 전압에서는 광가이드(16) 물질의 굴절율과 같고 V1 전압에서는 굴절율이 커져서 진행되는 레이저빔을 반사시키는 물질이다. 이하 설명에서는 설명의 편의를 위해 V1을 구동전압이라하고 V0를 구동전압을 공급하지 않은 상태로 표현한다.

예를 들어, 도 2는 세 개의 광학스위치(24A, 24B, 24C) 중 제2 광학스위치(24B)에 구동전압이 공급되고 있는 상태를 나타낸다. 레이저빔이 광가이드(16)를 향해 진행되면 제1 광학스위치(24A)는 구동전압이 공급되지 않으므로 광가이드(16)와 굴절율이 같아서 레이저빔을 그대로 통과시키지만 제2 광학스위치(24B)에서는 구동전압이 공급되어 굴절율이 광가이드(16)보다 커지게 된다. 따라서, 광가이드(16)를 따라 진행하던 레이저빔은 굴절율이 큰 제2 광학스위치(24B)에서 표시면에 위치한 형광체(30) 쪽으로 반사가 되어 해당 형광체(30)가 발광을 할 수 있게 된다. 제2 광학스위치(24B)에서 레이저빔이 반사되었으므로 제3 광학스위치(24C)에는 레이저빔이 도달하지 못하게 되므로 제3 광학스위치(24C)에서의 구동전압이 무의미하게 된다.

한편, 최근에는 박형화된 평판 디스플레이 장치가 보급됨에 따라 양방향으로 화상을 표시할 수 있는 디스플레이 장치가 기대되고 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 PSM 방식을 이용하여 양방향에서 올바른 화상을 동시에 표시할 수 있는 웨이브가이드를 이용한 디스플레이 패널과 그 구동 방법 및 장치를 제공하는 것이다.

도 1은 종래의 PSM 디스플레이와 그 동작원리를 나타낸 도면.

도 2는 도 1의 한 화소셀에 포함되는 세 개의 서브셀의 구조를 나타낸 단면도.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 PSM 디스플레이 패널의 구조를 도시한 단면도.

도 4는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 PSM 디스플레이 패널의 구동방법을 설명하기 위한 도면.

도 5는 양방향에서 동일한 화상을 표시하는 경우 발생되는 문제점을 설명하기 위한 도면.

도 6은 본 발명의 실시 예에 의해 양방향에서 올바르게 표시된 화상을 나타낸 도면.

도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 PDM 디스플레이 패널의 구동장치를 나타낸블록도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 간단한 설명>

10 : 로오구동부 12 : 레이져제어칩

14 : 레이져바 16 : 광가이드

18 : 로오전극 20 : 화소셀

22 : 전극 24 : 광학스위치

26 : 상판 28 : 하판

30, 32 : 형광체 34 : 상판용 레이져빔

36 : 하판용 레이져빔 42 : A/D 컨버터

44 : 프레임 메모리 46 : 메모리 컨트롤러

48 : 출력조정부 50 : 로오구동부

52, 54 : 제1 및 제2 칼럼구동부

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 웨이브가이드를 이용한 디스플레이 패널은 레이져빔을 안내하기 위한 웨이브가이드와, 웨이브가이드내에 형성되며 전압인가 여부에 따라 선택적으로 레이져빔의 굴절율을 변화시키기 위한 광학스위치와, 웨이브가이드의 광학스위치에 접속된 로오전극쌍과, 광학스위치에 대응하여 레이져빔의 굴절방향에 위치하는 상판 형광체 및 하판 형광체와, 로오전극쌍이 형성된 상부기판 및 하부기판을 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 웨이브가이드를 이용한 디스플레이 패널의 구동 방법은 영상 데이터신호에 따라 패널의 상하부로부터 동시에 발생된 레이져빔이 웨이브가이드내의 광학스위치에 의해서 서로 다른 방향으로 굴절되어 형광체를 발광시킴으로써 양면에서 동일한 화상을 표시하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 웨이브가이드를 이용한 디스플레이 패널의 구동 장치는 수직방향의 웨이브가이드와 수평방향의 로오전극쌍의 교차지점에 형성된 화소셀들이 매트릭스 형태로 배열된 디스플레이 패널과, 입력 아날로그 영상신호를 디지털 영상데이터로 변환하기 위한 아날로그-디지탈 변환수단과, 영상데이터를 일정단위씩 저장되도록 제어하기 위한 메모리 제어수단과, 메모리 제어수단의 제어에 의해 영상데이터를 일정단위씩 저장하는 메모리와, 메모리로부터 영상데이터를 읽어 구동조건에 적합하게 출력조정하여 로오구동신호와 제1 및 제2 칼럼 데이터신호를 출력하는 출력조정수단과, 로오구동신호에 따라 로오전극쌍들을 순차적으로 구동하기 위한 로오구동수단과, 제1 및 제2 칼럼구동신호에 따른 레이져빔을 발생하여 웨이브가이드의 상하측부에서 동시에 공급하는 칼럼구동수단을 구비하는 것을 특징으로 한다.

상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 이점들은 첨부 도면을 참조한 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 도 3 내지 도 6을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 PSM 디스플레이 패널에 포함된 한 화소셀의 구조를 도시한 단면도로서, 도 3의 PSM 디스플레이 패널은 도 2에 도시된 종래의 PSM 디스플레이 패널과 대비하여 종래의 패널은 광가이드(16)의 상측부에만 형광체(30)를 구비하는 반면에 본 발명에 따른 패널은 양면에 화상을 표시하기 위하여 광가이드(16)의 양측부에 상판 형광체(30)와 하판 형광체(32)를 구비한다. 이하, 종래와 동일한 구성요소들에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.

도 3의 PSM 디스플레이 패널에서 상판 형광체(30)와 하판 형광체(32)는 광학스위치(24)와 대응하여 광가이드(16)의 상측부와 하측부에 형성된다. 이러한 상하판 형광체(30, 32)를 발광시키기 위한 레이져 빔은 패널의 상하부로부터 동시에 진행되게 된다. 다시 말하여, 상판 형광체(30)는 패널의 일측부로부터 입사되는 상판용 레이져빔(34)에 의해 발광하게 되고, 하판용 형광체(32)는 패널의 다른 측부로부터 입사되는 하판용 레이져빔(36)에 의해 발광하게 된다.

상세히 하면, 도 3에 도시된 바와 같이 상하판(26, 28)에 배치된 로오전극쌍들(18) 중 두 번째 로오전극쌍(18A) 사이에 구동전압이 인가되면 그 사이의 제2 광학스위치(24A)의 굴절율이 가변하게 된다. 이에 따라, 패널의 상측부로부터 광가이드(16)를 따라 진행하는 상판용 레이져빔(34)은 제2 광학스위치(24A)에 의해 굴절되어 상판 형광체(30)에 입사된다. 이와 동시에 패널의 하측부로부터 입사된 하판용 레이져빔(36) 또한 제2 광학스위치(24A)에 의해 굴절되어 하판 형광체(32)에 입사된다. 이에 따라, 상판 형광체(30)와 하판 형광체(32)가 동시에 발광하게 됨으로써 패널은 양면에 화상을 표시할 수 있게 된다.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 PSM 디스플레이 패널의 구동방법을 설명하기 위한 구동파형과 전극배치도를 나타낸 것으로서, 도 4의 (B)에 도시된 PSM 디스플레이 패널은 칼럼을 이루는 광가이드들(C1∼Cm)과 로오전극들(R1∼Rn)의 교차지점에 매트릭스 구조로 형성된 m×n개의 화소셀들(20)을 구비한다.

도 4의 (A)에 도시된 첫 번째 구동펄스에 의해 제1 로오전극쌍(R1)이 구동하게 되는 경우 비디오신호에 따라 광가이드(C1∼Cm)로 출사된 상판용 레이져빔과 하판용 레이져빔이 상기 로오전극쌍에 의한 광학스위치에 의해 서로 상반된 방향으로 굴절되어 상판형광체와 하판형광체를 동시에 발광시키게 된다. 이렇게 라인단위로순차주사를 하게되면 양방향에서 같은 화상이 표시되게 된다.

그런데, 상기와 같은 구조에서 광가이드의 상부와 하부에 같은 데이터를 공급하게 되는 경우 양화면은 도 5에 도시된 바와 같이 서로 대칭적인 관계를 갖게 된다. 다시 말하여, 양화면 중 한 화면은 좌우로 뒤바뀐 화상을 표시하게 된다.

이를 해결하기 위하여, 양화면에 동일한 영상을 표시할 수 있도록 상판용 상판용 레이져빔과 하판용 레이져빔의 데이터 공급방향은 좌우로 대칭되는 관계이어야 한다. 다시 말하여, 앞화면용 데이터는 최상위비트(MSB)로부터 최하위비트(LSB)의 순서로 공급되고 뒤화면용 데이터를 반대로 최하위비트(LSB)로부터 최상위비트(MSB)의 순서로 공급되어야 한다. 이렇게, 앞 뒤 화면에 데이터를 순서를 바꾸어 공급함으로써 도 5에 도시된 바와 같이 양방향에서 모두 올바른 화상을 표시하게 된다.

도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 PSM 디스플레이 패널의 구동장치의 구성을 도시한 블록도로서, 도 6에 도시된 PSM 디스플레이 패널의 구동장치는 입력라인(41)에 접속된 아날로그/디지탈 컨버터(이하, A/D 컨버터라 함)(42)와, A/D 컨버터(42)에 접속된 프레임 메모리(44)와, 프레임 메모리(44)에 접속된 메모리 컨트롤러(46) 및 출력조정부(48)와, 출력조정부(48)의 출력단에 공통 접속된 로오구동부(50)와 제1 및 제2 칼럼구동부(52, 54)와, 로오구동부(50)에 접속된 로오전극들과 제1 및 제3 칼럼구동부(52, 54)에 공통적으로 접속된 광가이드들을 구비하는 PSM 디스플레이 패널(56)을 구비한다.

A/D 컨버터(42)는 입력라인(41)을 통하여 입력된 아날로그 영상신호를 디지털신호로 변환하여 출력한다. 프레임메모리(44)는 메모리 컨트롤러(46)의 제어에 의해 A/D 컨버터(42)로부터의 영상데이터를 1 수평주기 단위로 저장한다. 출력조정부(48)는 프레임메모리(44)로부터 영상데이터를 읽어 구동조건에 맞게 출력조정하여 로오구동신호를 로오구동부(50)에 출력하고 데이터신호는 제1 및 제2 칼럼구동부(52, 54)에 각각 출력한다. 이때, 출력조정부(48)는 앞화면용 데이터는 MSB에서 LSB의 순으로 제1 칼럼구동부(52)로 출력하고, 뒤화면용 데이터는 LSB에서 MSB의 순으로 제2 칼럼구동부(54)로 출력한다. 로오구동부(50)는 출력조정부(48)로부터 입력되는 로오 구동신호에 따른 로오구동펄스를 로오전극쌍들(18)에 순차적으로 공급한다. 제1 칼럼구동부(52)는 출력조정부(48)로부터 입력되는 앞화면용 데이터에 따른 레이져빔을 광가이드들(16)의 상측부에 동시에 인가하고, 이와 동시에 제2 칼럼구동부(54)는 출력조정부(48)로부터 입력되는 뒤화면용 데이터에 따른 레이져빔을 광가이들(16)의 하측부에 동시에 인가한다. 이렇게, 앞뒤화면용 데이터를 순서를 바꾸어 공급함으로써 양방향에서 올바른 화면을 볼 수 있게 된다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 PSM 디스플레이 패널과 그 구동 장치 및 방법에 의하면, 간단한 데이터 변환과정을 거쳐 한 패널에 두 개의 영상신호를 공급함으로써 양방향의 화면에서 동일한 화상을 동시에 표시할 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 정하여져야만 할 것이다.

Claims (10)

1. 레이져빔을 안내하기 위한 웨이브가이드와,

   상기 웨이브가이드내에 형성되며 전압인가 여부에 따라 선택적으로 상기 레이져빔의 굴절율을 변화시키기 위한 광학스위치와,

   상기 웨이브가이드의 광학스위치에 접속된 로오전극쌍과,

   상기 광학스위치에 대응하여 상기 레이져빔의 굴절방향에 위치하는 상판 형광체 및 하판 형광체와,

   상기 로오전극쌍이 형성된 상부기판 및 하부기판을 구비하는 것을 특징으로 하는 웨이브가이드를 이용한 디스플레이 패널.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 로오전극쌍에 전압이 인가되는 경우 상기 광가이드의 양측부에서 동시에 입사된 레이져빔이 상기 광학스위치에 의해 서로 반대방향으로 굴절되어 상기 상판 및 하판 형광체를 발광시키는 것을 특징으로 하는 웨이브가이드를 이용한 디스플레이 패널.
3. 수직방향의 웨이브가이드와 수평방향의 로오전극쌍의 교차지점에 형성된 화소셀들이 매트릭스 형태로 배열된 디스플레이 패널을 구동하는 방법에 있어서,

   영상 데이터신호에 따라 상기 패널의 상하부로부터 동시에 발생된 레이져빔이 상기 웨이브가이드내의 광학스위치에 의해서 서로 다른 방향으로 굴절되어 형광체를 발광시킴으로써 양면에서 동일한 화상을 표시하는 것을 특징으로 하는 웨이브가이드를 이용한 디스플레이 패널의 구동방법.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 패널의 상부로 공급되는 제1 영상 데이터신호와 하부로 공급되는 제2 영상 데이터신호는 서로 대칭적인 것을 특징으로 하는 웨이브가이드를 이용한 디스플레이 패널의 구동방법.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 제1 영상 데이터신호는 최상위비트에서 최하위비트 순으로 공급되고, 상기 제2 영상 데이터신호는 최하위비트에서 최상위비트 순으로 공급되는 것을 특징으로 하는 웨이브가이드를 이용한 디스플레이 패널의 구동방법.
6. 수직방향의 웨이브가이드와 수평방향의 로오전극쌍의 교차지점에 형성된 화소셀들이 매트릭스 형태로 배열된 디스플레이 패널과,

   입력 아날로그 영상신호를 디지털 영상데이터로 변환하기 위한 아날로그-디지탈 변환수단과,

   상기 영상데이터를 일정단위씩 저장되도록 제어하기 위한 메모리 제어수단과,

   상기 메모리 제어수단의 제어에 의해 상기 영상데이터를 일정단위씩 저장하는 메모리와,

   상기 메모리로부터 영상데이터를 읽어 구동조건에 적합하게 출력조정하여 로오구동신호와 제1 및 제2 칼럼 데이터신호를 출력하는 출력조정수단과,

   상기 로오구동신호에 따라 상기 로오전극쌍들을 순차적으로 구동하기 위한 로오구동수단과,

   상기 제1 및 제2 칼럼구동신호에 따른 레이져빔을 발생하여 상기 웨이브가이드의 상하측부에서 동시에 공급하는 칼럼구동수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 웨이브가이드를 이용한 디스플레이 패널의 구동장치.
7. 제 6 항에 있어서,

   상기 화소셀은

   상기 웨이브가이드내에 형성되는 광학스위치에 대응되는 위치에 대칭적으로 배치된 상판 형광체와 하판 형광체를 구비하는 것을 특징으로 하는 웨이브가이드를 이용한 디스플레이 패널의 구동장치.
8. 제 6 항에 있어서,

   상기 출력조정수단은

   상기 제2 칼럼데이터신호의 공급순서가 상기 제1 칼럼데이터신호와 대칭되도록 바꾸어 출력하는 것을 특징으로 하는 웨이브가이드를 이용한 디스플레이 패널의 구동장치.
9. 제 8 항에 있어서,

   상기 제1 칼럼데이터신호는 최상위비트에서 최하위비트 순으로 공급되고, 상기 제2 영상 데이터신호는 최하위비트에서 최상위비트 순으로 공급되는 것을 특징으로 하는 웨이브가이드를 이용한 디스플레이 패널의 구동장치.
10. 제 6 항에 있어서,

    상기 웨이브가이드의 상측부에 접속되어 상기 제1 칼럼데이터신호에 따른 레이져빔을 공급하는 제1 칼럼구동수단과,

    상기 웨이브가이드의 하큭부에 접속되어 상기 제2 칼럼데이터신호에 따른 레이져빔을 공급하는 제2 칼럼구동수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 웨이브가이드를 이용한 디스플레이 패널의 구동장치.