KR940004240B1 - 플라즈마 어드레스 방식의 액정표시소자 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

플라즈마 어드레스 방식의 액정표시소자

제1도는 종래 플라즈마 어드레스 방식의 액정표시소자 개략적 분해사시도.

제2도는 제1도에 도시된 디스플레이 장치의 부분 확대 발췌단면도.

제3도는 본 발명에 따른 플라즈마 어드레스 방식의 액정표시소자의 개략적 사시도.

제4도는 본 발명에 따른 플라즈마 어드레스 방식의 액정표시소자의 개략적 단면도.

제5도는 본 발명에 따른 액정표시소자의 다른 실시예의 단면도.

제6도는 본 발명에 따른 액정표시소자의 또 따른 실시예의 단면도.

본 발명은 플라즈마 어드레스 방식의 액정표시소자에 관한 것으로서, 플라즈마 어드레싱부의 구조가 새롭게 개선된 플라즈마 어드레스 방식의 액정표시소자에 관한 것이다.

디스플레이 장치에는 고속 전자선을 이용한 전통적 음극선관을 위시해서 저속 전자선을 이용한 형광표시관, 그리고 가스방전을 이용한 플라즈마 표시소자, 전계발광효과를 이용한 소위 E.L 표시소자, 전체 광학적인 효과를 이용한 액정표시소자등, 매우 다양한 종류의 것들이 있다. 이들 종류별 디스플레이 장치는 각각 기능과 구조적 특성을 달리하기 때문에 그 특성에 맞게 선택적으로 적용되고 있다.

이러한 디스플레이 장치들의 공통점은 전기적 화상신호 또는 데이터 신호등을 시각화한다는 점으로서, 각각의 위치에서 여러 가지 방향에서의 구조적 및 기능적 개선이 이루어져 왔다.

최근 디스플레이장치의 개발동향은 다량의 대중정보의 표시 매체의 요구의 대화면의 고선명텔레비젼 소위 HDTV의 출현으로 인해 매우 높은 선면도의 대형 화면을 가지면서도 가능한 그 두께가 얇은 표시장치의 제조를 그 목적으로 하고 있다.

이러한 개발추세에 맞추어서 최근에는 플라즈마 방전장치와 전계광학소자 즉, 액정표시소자를 복합 구성한 새로운 형태의 매트릭스형 디스플레이 장치가 개발된 바 있다. 이 디스플레이 장치는 플라즈마 방전으로 한 라인씩을 어드레싱하는 방식의 것으로서, 제1도에 도시된 바와 같이 스트라이프상의 데이터 전극(14)이 평행하게 다수 배열되는 배열구조를 액정셔터부(10)와, 이 액정셔터부(10)의 스트라이프상의 데이터전극(14)과 직교하는 방향으로의 단위 주사라인(21)이 다수 마련된 플라즈마 어드레싱부(20)라 상호 포개어지는 구조를 가진다. 그리고 플라즈마 어드레싱부의 후측에는 통상 EL 소자로 된 배경광 발생장치(미도시)가 마련된다.

이를 제2도를 통하여 구체적으로 설명하면, 우선 상기 액정셔터부(10)는 두매의 투명한 제1 및 제2기판(12)(13)의 사이에는 액정(16)이 주입되며, 전면측의 제1기판(12)의 내면에는 스트라이프상 데이터 전극(14)이 형성된 구조를 가진다. 상기 두개의 기판중, 상기 제2기판(13)은 약 50㎛ 정도의 얇은 두께를 가지는 것으로 액정의 배향에 있어서 매우 중요한 역할을 하게 된다. 그리고 상기 플라즈마 어드레싱부(20)는, 하나의 제3기판(25)상에 상기 스트라이프 화소에 대해 직교하는 방향으로의 주사라인(21)을 형성하는 그루부(GROOVE : 24)가 다수 평행하게 형성되고, 각 그루브(24)의 바닥면 양측에는 한쌍의 전극(22)(23)이 나란하게 마련되는 구조를 가진다. 이와 같은 상태에서 상기 제3기판(25)은, 상기 액정셔터부(10)의 제2기판(13)과 밀착고정됨으로써 상기 그루부(24)가 하나의 밀폐된 방전공간을 형성되어 이에 방전가스가 충전되어 있게 된다.

이러한 디스플레이 장치는 상기한 바와 같은 제2기판을 매개하여 상기 액정셔터부와 플라즈마 어드레싱부가 전기적으로 용량성 결합을 하고 있다고 볼 수 있는데, 방전라인에서 제1전극과 제2전극의 사이에 방전이 일어나면 방전라인 전체가 전리상태(Ionized state)가 되어 이에 접하는 제2기판은 방전라인을 따라 국부적으로 양극전위가 되고, 이때에 상기 데이터 전극에 상대적으로 음전위인 데이터 신호가 입력되면 그 전위차에 의해 액정이 움직이게 되어 화상을 표시하도록 된 것이다.

즉, 상기 액정셔터부(10)는, 데이터 신호가 선택된 데이터 전극(14)에 인가됨으로써 액정의 여기를 위한 전위가 선택된 스트라이프화소(11)에 형성되도록 되어 있고, 상기 플라즈마 어드레싱부(20)는, 순차 선택되는 한 라인씩의 플라즈마 주사라인(21)에 플라즈마 방전을 위한 소정 전위의 전압이 인가되어 선상의 플라즈마 방전이 야기됨으로써 상기 액정에 접촉되어 있는 상기 제2기판(13)에 상기 액정(16)의 여기를 위한 상대 전위가 주사라인(21)을 따라 선상으로 형성한다. 따라서 상기 액정셔터부(10)와 이에 직교되는 방향의 주사라인(21)에 의해 상호 직교되는 방향의 전위가 형성되는바, 그 교차부에서 액정을 전위차에 의해 여기 배향되고, 이를 통해 돗트상의 광통과 영역이 마련됨으로써 그 후측에 마련된 배경광 발생 장치로부터의 광이 돗트상으로 통과된다.

이를 부언하면, 상기 플라즈마 어드레싱부(20)에 있어서, 순시선택되는 주사 라인(21)상의 한쌍의 전극(22)(23)에 소정 전위의 전압이 인가되면, 평행한 두개의 전극(22)(23)들의 사이에 선상의 직류방전이 일어나게 되고, 이로 인해 얇은 두께의 제2기판(13)에 상기 주사라인(21)을 따른 선상의 전위가 형성되게 된다. 이와 같이 주사신호에 의해 선택된 주사라인(21)에서 선상의 방전에 의해 제2기판(13)에 선상의 전위가 형성된 상태가 되면, 전기한 바와 같이 그 상부의 액정셔터부(10)에 선택적으로 데이터 신호가 인가되어 액정 여기의 상대전위가 데이터 전극(14)에 의해 형성되어 있으므로 선택된 스트라이프 화소(11)과 선택된 주사라인(21)의 교차 부분에서 상대 전위차에 의해 액정이 여기됨으로써 액정의 국부적인 재배열에 의해 그 후측 배경광의 통과가 이루어지게 된다(즉, 하나의 화점을 형성하게 된다).

이러한 액정표시소자에 있어서, 보다 응답성이 좋은 화상 표시를 위하여는 결국 플라즈마 어드레싱부에서의 방전이 신속하고 안정되게 일어나야 하는데, 상기 종래 액정표시소자의 경우에는 나란하게 배치된 제1전극과 제2전극 사이에 직류방전이 일어나는 형태이기 때문에 그 방전특성에 있어서 불리하게 된다. 즉, 직류방전 방식에 있어서는 나란히 대향된 전극들 사이에 전반적으로 균일한 방전이 일어나기 어렵고, 국부적인 방전이 쉽게 일어날 수 있는데, 이 경우 국부방전에 의해 인가전압이 방전개시 전압대 이하로 떨어지게 됨으로써 다른 부분에서의 방전을 불가능하게 방해하게 된다. 이러한 결점은 특히 화면이 대형화될수록 더욱 심화되게 되는바, 이에 대한 개선책으로 방전 특성에 있어서 전류-전압 특성의 기울기를 급격히 증가시키면 가능하다. 이 경우 방전가스의 압력을 낮추거나, 방전전압을 펄스형으로 인가하거나, 전극 재료를 2차 전자방출 특성이 양호한 소재를 사용하거나, 또는 임피던스가 큰 방전가스를 사용하는 등의 방안이 있을 수 있다. 그러나 이러한 방안들은 비교적 적은 크기의 화면에 있어서는 가능할지는 몰라도 대형화 될 수록 그 효과등에 있어서 불안정되어 그 신뢰성에 있어서 문제시 된다.

그리고 그 구조에 있어서도, 제3기판(25)에 그루브(24)가 형성되어야 하므로 이를 위한 까다로운 에칭공정이 수반되어야 하고, 특히 그루브의 바닥에 한쌍의 전극을 형성하기 위하여는 간편한 실크 인쇄법이 사용되지 못하고 금속의 증착 공정을 가지는 포토 리소그래피법등이 적용되어야 하는 어려움이 뒤따른다. 이러한 기술, 즉 유리에 그루브를 형성하고 이에 전극을 형성하는 기술은 매우 까다로운데, 특히 대화면의 표시소자에 있어서는 더욱 어려움이 가중된다.

본 발명은 양질의 화상 실현이 가능하고, 특히 화면의 대형화에 유리한 플라즈마 어드레스 방식의 액정표시소자를 제공함에 그 목적이 있다.

또한 본 발명의 구조적으로 제조가공이 용이한 플라즈마 어드레스 방식의 액정표시소자를 제공함에 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 플라즈마 어드레스 방식의 액정표시소자는, 그 사이에 액정이 개입되는 제1기판 및 제2기판과, 상기 제1기판의 내면에 다수 나란하게 형성되는 스트라이프상 데이터 전극과, 상기 제2기판의 외측면과 마주대하도록 위치되며 그 내면 전체에 평면형 공통 제1전극과 이 상부의 유전체층이 마련된 제3기판과, 상기 제3기판과 상기 제2기판 사이에 상기 데이터 전극에 직교되는 방향으로 다수 나란하게 마련되는 것으로 상기 제1전극에 인가되는 전압에 의해 그 전위가 변화되는 전기적 관련성을 가지는 소정 높이의 격벽형 다수 제3전극, 상기 제3전극에 의해 형성된 상기 제2기판과 제3기판과 사이의 방전공간에 상기 제3전극과 같은 방향으로 다수 나란하게 마련되는 제2전극을 구비하는 점에 그 특징이 있다.

이상과 같은 본 발명의 액정표시소자에 있어서, 상기 격벽형 제3전극은, 상기 제1전극에 전기적으로 직접 접속되게 형성되고, 이들이 노출 표면에 상기 유전체층이 형성되며, 다른 유형에 있어서는 상기 유전체층의 상부에 마련되어 상기 제1전극과 상기 유전체층에 의해 용량성 결합을 이루도록 구성된다. 제3전극은 통상의 스크린 인쇄법으로 형성될 수도 있으나 경우에 따라서는 사각단면을 가지는 금속성 봉상소재로 가공하여도 된다. 그리고, 상기 제2전극은 상기 격벽형 제2전극들의 사이와 상기 유전체층의 상부에 위치되되, 하나의 유형에 있어서는 상기 제2전극이 상기 유전체층의 표면에 도포형성되며, 다른 유형에 있어서는 상기 별도의 대상(帶狀)소재 또는 선상(線狀)소재로 이루어져 상기 유전체층의 상부에 위치 고정된다.

그리고 상기 격벽들사이에 방전공간에 위치하는 금속소재로 된 제2전극의 경우는 그 표면에 유전물질이 도포됨으로써 보다 개선된 동작특성이 개선된다.

이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.

제3도와 제4도에는 본 발명에 따른 플라즈마 어드레스 방식의 액정표시소자의 개략적 사시도와 단면도가 개략적으로 도시되어 있는바, 이것은 액정셔터부(100)와 플라즈마 어드레싱부(200)로 구분된다.

투명한 제1기판(120)과 제3기판(250)이 소정간격으로 배치되어 후술되는 그 사이의 액정셔터부(100)과의 플라즈마 어드레싱부(200)의 기능 요소를 보호한다. 상기 제1기판(120)에는 스트라이프상의 투명데이터전극(140)이 다수 평행하게 형성되고, 이에 접하여 액정층(160)과 제2기판(130)이 순차적으로 마련된다. 상기 제2기판(130)은 약 50㎛의 두께를 가지는 것으로 소정의 유전율을 가진다. 그리고, 상기 제3기판(250)의 표면에는 평면형 공통 제1전극(210)이 형성되고, 그 위에는 격벽형 소정폭의 제3전극(220)이 소정 간격으로 다수 나란하게 형성되고, 이들의 노출 전표면에는 교류 방전을 위한 유전체층(221)이 코팅된다. 그리고 상기 제3기판(250)들의 사이에 형성된 방전공간에는 선상의 제2전극(230)이 마련된다. 이때에 상기 제2전극(230)의 표면에는 보다 안정된 방전을 위하여 유전물질이 코팅될 수 있다.

이상과 같은 구조를 가지는 본 발명의 액정표시소자는 상기 제3전극(220)이 크로스토오크의 방지를 위한 종래 격벽의 역할을 하게 됨과 동시에 그 하부의 제1전극(210)과 전기적으로 직접 접속되어 있는 관계로 유전체층(221)을 통한 상기 선상 제2전극(230)과의 방전을 위한 대응 전극으로 작용한다.

이러한 본 발명 액정표시소자에 있어서는 종래와는 달리 상기 제1전극과 제2전극에 교류 구동전압이 인가됨으로서 상기 대응전극간에 상기 유전체층(221)을 통하여 교류방전이 야기되게 되는데, 이때에 상기 유전체층(221)의 캐패시터로서의 역할에 의해 나란히 배치된 대응전극(210)(220)(230)간의 전면적으로 고른 방전을 기대할 수 있다. 특히 상기 선상 제2전극(230)의 표면에 유전 물질이 코팅되어 있는 경우 더욱 상승된 효과를 얻을 수 있게 된다.

이러한 본 발명의 액정표시소자는 그 기본적 기술사상을 토대로 하여 여러 가지의 형태로의 변형이 가능한바, 그 변형례가 제5도 내지 제7도에 개략적으로 도시되어 있다. 제5도 내지 제7도는 본 발명에 다른 플라즈마 어드레싱부(200'),(2 00"),(200"')의 단면도를 개략적으로 보여준다.

먼저, 제5도를 살펴보면, 제4도에 도시된 제1실시예에서와는 달리 제2전극 (230')이 편상 또는 대상으로서 금속 소재의 부품으로 대치될 수 있으며, 경우에 따라서는 투명한 ITO 코팅 소재로 대치될 수 있는데, 상기 금속소재의 경우 배경광의 통과가 허용될 수 있도록 그 폭이 적절히 조정되어야 한다. 그리고 제3전극 (220')은 통상의 스크린 인쇄법으로 형성할 수도 있으나 경우에 따라서는 사각단면을 가지는 금속성 봉상 소재로 가공하여도 된다.

한편 제6도와 제7도에 도시된 실시예들의 경우에는, 상기 제3전극(220")(22 0"')이 상기 제1전극(210)(210")(210'")과 유전체층(221")을 통하여 간접적으로, 다시 말해서 제2전극(230")(230'")과 같은 형태로 유전체층을 통해서 제1전극(21 0")(210'")과 용량성 결합을 이루도록 설치되어 있는 구조적 특징을 가진다. 이와 같은 경우 상기 제3전극(220")(220'")은 제1전극(210")(210'")과 제2전극(230")(23 0'")과는 달리 구동 전압이 직접 인가되지 않게 되는데, 제1전극(210"')에 전압이 인가되는 순간, 순간적인 유전체층(221"')과의 통전에 의해 제1전극(210")(210'")과 같은 전위가 되게 되어 제1전극(210")(210'")과 함께 제2전극(230")(230'")과 방전을 일으키게 된다. 이때에 제1전극(210")(210'")과 제2전극(230")(230'")은 유전체층(221")(221'")을 통하여 순수한 교류 방전이 일어나지만, 그 표면이 방전 공간에 노출되도록 된 제3전극(220")(220'")과 제2전극(230")(230'")이 외형상 직류방전의 유형을 가지게 된다.

이상과 같은 본 발명의 액정표시소자는 플라즈마 어드레싱부의 구조적인 특징에 의해 하나의 공통된 전극, 즉 제1 및 제3전극과 대응된 제2전극중 선택된 하나 또는 그 이상의 제2전극 사이에서 상기 유전체층을 통한 교류방전이 일어날 수 있도록 된 것으로서, 그 구조가 교류방전에 매우 유리한 형태를 가진다. 즉, 본 발명에 있어서는 두개의 나란한 전극이 최소한 어느 하나가 유전체에 의해 코팅되어 있고 특히 제1전극과 제3전극이 제2전극의 에워싸는 형태로 되어 있으므로 방진 효율에 있어서 매우 유리할 뿐만 아니라, 방전 경로 사이에 개재된 용량성 결합체로서의 유전체층은 캐패시터로서 작용하여 나란히 대향된 양 전극간의 방전의 안전성에 있어서 신뢰도가 높다.

이상과 같은 구조를 가지는 본 발명의 액정표시소자의 구동방식은 종래와 유사한 바, 액정셔터부에서의 데이터 전극에는 데이터 신호가 기입(입력)되며, 플라즈마 어드레싱부의 공통적인 제1전극과 선택된 하나의 제2전극에는 소정 전위의 전압 즉, 주사신호가 기입되게 한다.

이를 통해 방전이 야기되고 이 방전에 의해서 방전라인 방향으로 액정에 전계를 형성하게 됨으로써 데이터가 기입되는 데이터 전극과의 교차부에서의 액정이 여기되어 소정방향으로 배향되게 된다. 그리고 다음 주사라인으로 방전이 옮기어지는 단계에서는 새로운 제2전극이 선택되어 여기에 펄스성 전압이 인가됨으로써 다음번 방전이 일어나게 된다.

이상과 같은 본 발명의 액정표시소자는 근본적으로 평행한 두 전극간의 방전에 있어서 방전의 균일성이 유리한 교류방전을 택하고 있으며, 그 구조에 있어서는 방전용(제3) 전극이 방전공간간의 크로스 토오크를 방지하는 격벽의 역할을 겸하도록 된 특징을 가진다. 그리고 그 구조에 있어서도 까다롭고 번거로운 에칭법을 사용하는 종래 액정표시 소자와는 달리 간편한 스크린 인쇄법으로서 소위 후막 인쇄법으로 형성될 수 있는 장점을 가진다. 더욱이 본원 발명은 안정된 교류형 플라즈마 어드레싱 방전이 가능하기 때문에 화면의 초대형화가 가능한 이점도 가진다.

Claims (12)

1. 그 사이에 액정이 개입되는 제1기판 및 제2기판과, 상기 제1기판의 내면에 다수 나란하게 형성되는 스트라이프상 데이터 전극과, 상기 제2기판의 외측면과 마주대하도록 위치되며 그 내면 전체에 평면형 공통 제1전극이 형성되는 제3기판과, 상기 제1전극의 표면에 상기 데이터 전극에 대해 직교되는 방향으로 다수 나란하게 형성되는 소정 높이의 격벽형 제3전극과, 상기 제1전극과 이 상면에 형성된 상기 제3전극의 노출 표면 전체에 도포형성되는 유전체층과, 상기 제3전극에 의해 형성된 상기 제2기판과 제3기판과 사이의 길이방향의 방전공간에 상기 제3전극과 같은 방향으로 다수 나란하게 마련되는 제2전극을 구비하여 된 것에 그 특징이 있는 플라즈마 어드레스 방식의 액정표시소자.
2. 제1항에 있어서, 상기 제3전극은 도전성 페이스트를 다중으로 스크린 인쇄하여 된 것을 그 특징으로 하는 플라즈마 어드레스 방식의 액정표시소자.
3. 제1항에 있어서, 상기 제3전극은 사각단면을 가지는 봉상 금속소재로 이루어진 것을 그 특징으로 하는 플라즈마 어드레스 방식의 액정표시소자.
4. 제1항 내지 제3항에 있어서, 상기 제2전극이 원형단면 또는 사각단면 형상을 가지는 금속 소재로 이루어진 것을 그 특징으로 하는 플라즈마 어드레스 방식의 액정표시소자.
5. 제4항에 있어서, 상기 제2전극의 표면에 유전물질이 코팅되어 있는 것을 그 특징으로 하는 플라즈마 어드레스 방식의 액정표시소자.
6. 제1항 내지 제3항에 있어서, 상기 제2전극은 도전성 재료에 의해 코팅 형성된 것을 그 특징으로 하는 플라즈마 어드레스 방식의 액정표시소자.
7. 그 사이에 액정이 개입되는 제1기판 및 제2기판과, 상기 제1기판의 내면에 다수 나란하게 형성되는 스트라이프상 데이터 전극과, 상기 제2기판의 외측면과 마주대하도록 위치되며 그 내면 전체에 평면형 공통 제1전극이 형성되는 제3기판과, 상기 제1전극의 표면 전체에 도포형성되는 유전체층과, 상기 제1전극의 표면에 코팅된 상기 유전체층의 상면에 상기 데이터전극에 직교되는 방향으로 고정되어 있는 상기 제1전극과 용량성 결합을 이루도록 된 제3전극과, 상기 제3전극에 의해 형성된 상기 제2기판과 제3기판과 사이의 길이방향의 방전공간에, 상기 제3전극과 같은 방향으로 다수 나란하게 마련되는 제2전극을 구비하여 된 점에 그 특징이 있는 플라즈마 어드레스 방식의 액정표시소자.
8. 제7항에 있어서, 상기 제3전극은 도전성 페이스트를 다중으로 스크린 인쇄하여 된 것을 그 특징으로 하는 플라즈마 어드레스 방식의 액정표시소자.
9. 제7항에 있어서, 상기 제3전극은 사각단면을 가지는 봉상 금속소재로 이루어진 것을 그 특징으로 하는 플라즈마 어드레스 방식의 액정표시소자.
10. 제7항 내지 제9항에 있어서, 상기 제2전극이 원형단면 또는 사각단면 형상을 가지는 금속소재로 이루어진 것을 그 특징으로 하는 플라즈마 어드레스 방식의 액정표시소자.
11. 제10항에 있어서, 상기 제2전극의 표면에 유전물질이 코팅되어 있는 것을 그 특징으로 하는 플라즈마 어드레스 방식의 액정표시소자.
12. 제7항 내지 제9항에 있어서, 상기 제2전극은 도전성 재료에 의해 코팅형성된 것을 특징으로 하는 플라즈마 어드레스 방식의 액정표시소자.