KR20000060036A

KR20000060036A - 플라즈마 어드레스 액정표시장치 및 그 구동방법

Info

Publication number: KR20000060036A
Application number: KR1019990008062A
Authority: KR
Inventors: 문성학
Original assignee: 구자홍; 엘지전자 주식회사
Priority date: 1999-03-11
Filing date: 1999-03-11
Publication date: 2000-10-16

Abstract

본 발명은 구동전압을 저감하도록 구성된 플라즈마 어드레스 액정표시장치 구동방법에 관한 것이다.

본 발명에 따른 플라즈마 어드레스 액정표시장치 구동방법은 음극에 소정의 음전압을 순차적으로 인가하고 이와 동시에 상기 양극에 소정의 양전압을 인가한다.

이에따라, 본 발명에 따른 플라즈마 어드레스 액정표시장치는 고전압펄스를 양극과 음극에 소정의 전압레벨로 분리하여 인가함에 의해 구동펄스의 전압을 저감시킴과 아울러, 구동전압이 저감됨에의해 구동속도를 향상시키게 된다.

Description

플라즈마 어드레스 액정표시장치 및 그 구동방법{Plasma Address Liquid Crystal Display and Driving Method Thereof}

본 발명은 평면표시장치에 관한 것으로, 특히 구동전압을 저감하도록 구성된 플라즈마 어드레스 액정표시장치 및 그 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, 하부기판(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.

도 3을 참조하면, 종래의 PALC는 음극라인에 스캔펄스를 순차적으로 인가하는 음극구동부(52)와, 플라즈마 방전시 전류량을 제한하는 전류제한기(56)를 구비한다. 제1 내지 제n 음극(k1 내지 kn)은 음극구동부(52)에 연결되어 있다. 또한, 제1 내지 제n 양극(a1 내지 an)은 공통으로 접속되어 있다. 또한, 양극과 각 음극라인 사이에는 전류를 제한하는 전류제한 저항(54)이 마련되어 있다. 또한, 전류제한기(56)는 플라즈마 방전시 전류량을 제한하여 아크방전이 발생하는 것을 방지하게 된다. 한편, 종래의 PALC는 고전압펄스를 사용하므로 이를 구동하기위해 고압용 구동 집적회로(Integrated Circuit; 이하 "IC"라 한다)를 요구하는 문제점이 도출되고 있다.

도 4 및 도 5를 결부하여 종래의 PALC 구동방법을 설명하기로 한다. 도 4를 참조하면, 기수번째 필드 구동방법을 설명하기위한 도면이 도시되어 있다. 제1 내지 제n 음극(k1 내지 kn)에 인가되는 소정의 전압레벨(예를들면, Va)을 갖는 스캔펄스가 도 4의 (b),(c),(d)에 도시되어 있다. 또한, 제1 내지 제n 양극(a1 내지 an)에 인가되는 소정의 전압레벨(예를들면, Va)을 갖는 스캔펄스가 도 4의 (a)에 도시되어 있다. 한편, 도 4의 (a),(b),(c),(d)를 결부하여 PALC의 플라즈마 방전에 대하여 살펴보기로 한다. 스위치(S1)가 온되면 제1 수평기간(H1) 동안 양극(a)에는 소정의 전압레벨(예를들면, Va)을 갖는 주사펄스가 인가되고, 제1 음극(k1)에도 소정의 전압레벨(예를들면, Va)을 갖는 주사펄스가 인가된다. 이 경우, H1구간동안 양극(a)과 제1 음극(k1) 사이의 전압차는 "0"가 된다. 또한, 제1 음극(k1)의 주사펄스의 상승시간(Rising Time) 또는 하강시간(Falling Time)에서 소정시간이 지난후 제1 음극에 음의 전압레벨을 갖는 고전압펄스(Vk)가 인가되어 플라즈마 방전을 수행하게 된다. 이에따라, 플라즈마 방전을 수행함에 의해 해당라인을 스위칭하게 된다. 또한, 도 4의 (e)에 도시된바와같이 하이레벨을 갖는 영상신호가 인가되면, 이에 대응하여 액정은 광빔의 투과량을 조절하게 된다. 예를들면, 영상신호가 하이레벨을 가질 경우 액정은 광빔을 투과시켜 흰색(White)을 표시하게 되고 영상신호가 로우레벨을 가질 경우 액정은 광빔의 투과를 차단하게 되어 블랙(Black)이 표시되게 된다. 이때, 계조표현은 영상신호의 전압을 조절함에의해 가능하게 된다. 이와 동일한 방법으로, 제2 수평기간(H2)동안 제2 음극(k2)에 고전압펄스가 인가되어 플라즈마 방전을 수행하여 해당라인을 스위칭하게 된다. 이 경우, 도 4의 (e)에 도시된바와같이 영상신호에 대응하여 광빔의 투과량을 조절하게 된다. 제3 내지 제n 수평기간(H3 내지 Hn)을 이와 동일한 방식으로 수행하여 기수번째 필드를 화면상에 표시하게 된다. 이와같이 하나의 필드를 종료하면 액정의 열화 및 플리커를 방지하도록 양극과 음극에 인가되는 스캔펄스의 위상을 반전시켜 인가하게 된다. 이하, 도 5를 결부하여 우수번째 필드의 구동에 대하여 살펴보기로 한다.

도 5를 참조하면, 기수번째 필드 구동방법을 설명하기위한 도면이 도시되어 있다. 제1 내지 제n 음극(k1 내지 kn)에 인가되는 소정의 전압레벨(예를들면, Va)을 갖는 스캔펄스가 도 5의 (b),(c),(d)에 도시되어 있다. 또한, 제1 내지 제n 양극(a1 내지 an)에 인가되는 소정의 전압레벨(예를들면, Va)을 갖는 스캔펄스가 도 5의 (a)에 도시되어 있다. 이 경우, 기수번째 필드에 인가되는 스캔펄스는 우수번째 필드에 인가되는 스캔펄스와 위상만 반전되어 있을뿐 도 4와 동일한 구동방법을 가지므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.

상기와같이 종래의 PALC 구동방법은 하나의 전극에 인가되는 구동전압에 의해 플라즈마 방전을 수행함에따라 방전셀에 축적되는 공간전하에의해 구동속도가 저하됨과 아울러, 구동전압이 높아지는 문제점이 도출되고 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 구동전압을 저감하도록 구성된 플라즈마 어드레스 액정표시장치 및 그 구동방법을 제공 하는데 있다.

도 1은 종래의 PALC 구조를 도시한 도면.

도 2는 도 1의 동작원리를 설명하기위해 도시한 도면.

도 3은 종래의 PALC 구동장치를 도시한 도면.

도 4 및 도 5는 도 3의 구동방법을 설명하기위해 도시한 도면.

도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 PALC를 도시한 도면.

도 7 및 도 8은 도 6의 구동방법을 설명하기위해 도시한 도면.

도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 PALC를 도시한 도면.

＜ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ＞

10 : 백라이트부 22,32 : 편광필터

24 : 하부기판 26 : 액정

28 : 칼라필터 30 : 상부기판

34 : 격벽 36 : 절연막

38 : 투명전극 40 : 가상전극

42 : 하전입자 44 : 플라즈마 스위치

52,62 : 음극구동부 54,64 : 전류제한 저항

56,66 : 전류제한기 68 : 바이어스 저항

70 : 고압구동부 72 : 양극 주사구동부

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 PALC 구동방법은 음극에 소정의 음전압을 순차적으로 인가하고 이와 동시에 상기 양극에 소정의 양전압을 인가한다.

또한, 본 발명의 일 실시예에따른 PALC는 소정의 음전압을 음극라인에 순차적으로 인가하는 음극구동부와, 음전압이 인가될 경우 소정의 양전압을 양극라인에 인가하는 양극주사 구동부를 구비한다.

또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 PALC는 고전압펄스를 음극라인에 순차적으로 인가하는 고압구동부와, 고압구동부를 순차적으로 절환하는 음극구동부를 구비한다.

상기 목적외에 본 발명의 다른 목적 및 특징들은 첨부도면을 참조한 실시예에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.

도 6 내지 도 9를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명 하기로 한다.

도 6을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 PALC는 음극라인을 구동하는 음극구동부(62)와, 양극라인을 구동하는 양극주사 구동부(72)를 구비한다. 음극구동부(62)는 소정의 음의 전압레벨을 갖는 구동펄스를 제1 내지 제n 음극(k1 내지 kn)에 순차적으로 인가한다. 이와동시에 양극 주사구동부(72)는 소정의 양의 전압레벨을 갖는 구동펄스를 공통 접속된 양극에 인가하게 된다. 즉, 하나의 전극(예를들면, 음극)에만 구동펄스를 인가하는 종래의 PALC에 비하여 구동전압을 낮아지게 된다. 본 발명의 일실시예에 따른 PALC는 음극 및 양극에 구동전압을 분할하여 인가함에 의해 구동전압을 낮추게 된다.

도 7 내지 도 8을 결부하여 도 6의 구동방법에 대하여 살펴보기로 한다.

도 7은 기수번째 필드의 구동방법을 설명하기위한 도면이 도시되어 있으며, 도 8은 우수번째 필드의 구동방법을 설명하기위한 도면이 도시되어 있다.

스위치(S1)가 온되면 제1 수평기간(H1) 동안 제1 양극(a1)에는 소정의 전압레벨(예를들면, Va)을 갖는 주사펄스가 인가되고, 제1 음극(k1)에도 소정의 전압레벨(예를들면, Va)을 갖는 주사펄스가 인가된다. 이 경우, H1구간동안 제1 양극(a1)과 제1 음극(k1) 사이의 전압차는 "0V"가 된다. 또한, 제1 음극(k1)의 주사펄스의 상승시간(Rising Time) 또는 하강시간(Falling Time)에서 소정시간이 지난후 제1 음극에 소정의 음의 전압레벨(예를들면, 200 - 250V)을 갖는 구동펄스를 인가함과 아울러, 이와동시에 제1 양극에 소정의 양의 전압레벨(예를들면, 100V)을 갖는 구동펄스를 인가하여 플라즈마 방전을 수행하게 된다. 이에따라, 플라즈마 방전을 수행함에 의해 해당라인을 스위칭하게 된다. 이 경우, 양극주사구동부(72)는 양극에 소정의 양의 전압레벨을 갖는 구동전압을 인가하게 되고, 양극과 음극에 인가되는 구동펄스의 전압차에 의해 플라즈마 방전이 일어나게 된다. 이때, 하나의 전극에 인가되는 구동전압이 저감됨에의해 방전셀에 축적되는 공간전하량이 줄게되므로 구동속도가 향상된다. 또한, 도 7의 (e)에 도시된바와같이 하이레벨을 갖는 영상신호가 인가되면, 이에 대응하여 액정은 광빔의 투과량을 조절하게 된다. 예를들면, 영상신호가 하이레벨을 가질 경우 액정은 광빔을 투과시켜 흰색(White)를 표시하게 되고 영상신호가 로우레벨을 가질 경우 액정은 광빔의 투과를 차단하게 되어 블랙(Black)이 표시되게 된다. 이때, 계조표현은 영상신호의 전압을 조절함에의해 가능하게 된다. 이와 동일한 방법으로, 제2 수평기간(H2)동안 제2 음극(k2)에 고전압펄스가 인가되어 플라즈마 방전을 수행하여 해당라인을 스위칭하게 된다. 이 경우, 도 7의 (e)에 도시된바와같은 영상신호에 대응하여 광빔의 투과량을 조절되어진다. 제3 내지 제n 수평기간(H3 내지 Hn)을 이와 동일한 방식으로 수행하여 기수번째 필드를 화면상에 표시하게 된다. 이와같이 하나의 필드를 종료하면 액정의 열화 및 플리커를 방지하도록 양극과 음극에 인가되는 스캔펄스의 위상을 반전시켜 인가하게 된다. 이하, 도 8을 결부하여 우수번째 필드의 구동에 대하여 살펴보기로 한다. 도 8을 참조하면, 우수번째 필드 구동방법을 설명하기위한 도면이 도시되어 있다. 제1 내지 제n 음극(k1 내지 kn)에 인가되는 소정의 전압레벨(예를들면, Va)을 갖는 스캔펄스가 도 8의 (b),(c),(d)에 도시되어 있다. 또한, 제1 내지 제n 양극(a1 내지 an)에 인가되는 소정의 전압레벨(예를들면, Va)을 갖는 스캔펄스가 도 8의 (a)에 도시되어 있다. 이 경우, 기수번째 필드에 인가되는 스캔펄스는 우수번째 필드에 인가되는 스캔펄스와 위상만 반전되어 있을뿐 도 7과 동일한 구동방법을 가지므로 상세한 설명은 생략하기로 한다. 상기와같이, 본 발명의 일실시예에 따른 PALC 구동방법은 고전압펄스를 양극와 음극에 소정의 전압레벨로 분리하여 인가함에 의해 구동펄스의 전압을 저감시키게 된다. 또한, 구동전압이 저감됨에의해 방전셀에 축적되는 공간전하량이 줄게되므로 구동속도가 향상된다.

한편, 도 9를 결부하여 고압구동부를 구비하는 PALC에 관하여 살펴보기로 한다.

도 9을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 PALC는 고전압펄스를 음극라인에 순차적으로 인가하는 고압구동부(70)와, 고압구동부(70)를 순차적으로 절환하는 음극구동부(62)를 구비한다. 비교적 높은 전압레벨을 구동펄스를 음극구동부(62)에 인가할 경우 음극구동부(62) 고전압에의해 손상을 받을수 있다. 이를 방지하기위해 고전압레벨을 갖는 구동펄스는 고압구동부(70)에의해 각각의 음극라인에 인가되도록 구성된다. 이를위해, 고압구동부(70)는 음극구동부에 자신의 제1 내지 제n 게이트단자가 연결된 제1 내지 제n 절환소자(T1 내지 Tn)와, 절환소자의 소스단자에 접속된 전류제한 저항(64)과 절환소자의 드레인 단자에 접속된 전류제한기(66)를 구비한다. 절환소자의 게이트단자에는 음극구동부(62)로부터 소정의 전압레벨(예를들면, 절환소자의 문턱전압이상)을 갖는 펄스가 인가된다. 상기 펄스에 의해 절환소자는 턴-온 된다. 이 경우, 전류제한기(66)를 경유한 구동펄스가 음극라인에 인가되어 플라즈마 방전을 수행하게 된다. 음극구동부(62)는 상기 펄스를 순차적으로 인가하여 고압구동부(70)의 절환소자를 스위칭하게 된다. 또한, 전류제한저항(64)은 전류제한기(66)를 경유한 구동펄스의 과전류를 제한하게 된다. 즉, 고압구동부에의해 고전압펄스가 음극라인에 순차적으로 인가되어 플라즈마 방전을 수행하게 된다. 이어서, 제1 내지 제m 데이터전극에 영상신호가 인가되면, 이에 대응하여 광빔의 투과량을 조절되어 화상이 표시되게 된다. 이에따라, 본 발명의 다른 실시예에 따른 PALC는 고압구동부를 사용함에의해 고전압펄스 구동이 가능하게 된다.

상술한 바와같이, 본 발명에 따른 PALC 및 그 구동방법은 고전압펄스를 양극와 음극에 소정의 전압레벨로 분리하여 인가함에 의해 구동펄스의 전압을 저감시킴과 아울러, 구동전압이 저감됨에의해 구동속도를 빠르게 할수 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

상하 기판사이에 일정간격으로 형성된 격벽에의해 구분되는 방전셀 내부에 설치된 양극과 음극에 전압을 가해 플라즈마 방전을 일으키는 플라즈마 어드레스 액정표시장치 구동방법에 있어서,

상기 음극에 소정의 음전압을 순차적으로 인가하고 이와 동시에 상기 양극에 소정의 양전압을 인가하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 어드레스 액정표시장치 구동방법.
소정의 음전압을 음극라인에 순차적으로 인가하는 음극구동부와,

상기 음전압이 인가될 경우 소정의 양전압을 양극라인에 인가하는 양극주사 구동부를 구비하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 어드레스 액정표시장치.
고전압펄스를 음극라인에 순차적으로 인가하는 고압구동부와,

상기 고압구동부를 순차적으로 절환하는 음극구동부를 구비하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 어드레스 액정표시장치.
제 3 항에 있어서,

상기 고압구동부가 상기 음극구동부와 음극라인 사이에 연결된 절환소자를 구비하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 어드레스 액정표시장치.