KR100585630B1 - 플라즈마어드레스액정디스플레이구동방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 고속구동을 가능하도록 하는 플라즈마 어드레스 액정 디스플레이 구동방법에 관한 것이다.

본 발명의 플라즈마 어드레스 액정 디스플레이 구동방법은 양극의 전위를 양의 전압에서 음의 전압으로 주기적으로 가변시키는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 양극에 가변전위를 인가하여 방전후에 방전채널에 축적된 불필요한 하전입자들을 조기에 제거함으로써 안정된 영상데이터를 유지하고 크로스토크 현상을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 영상신호를 고속으로 어드레싱할 수 있게 된다.

Description

플라즈마 어드레스 액정 디스플레이 구동방법{Method Of Driving Plasma Address Liquid Crystal Display}

본 발명은 플라즈마 어드레스 액정 디스플레이 장치에 관한 것으로, 특히 고속구동을 가능하도록 하는 플라즈마 어드레스 액정 디스플레이 구동방법에 관한 것이다.

최근, 액정디스플레이(Liquid Crystal Display; 이하, LCD라 한다), 전계방출디스플레이(Field Emission Display; FED), 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel; 이하, PDP라 한다) 및 플라즈마 어드레스 액정(Plasma Address Liquid Crystal: 이하 "PALC"라 한다) 디스플레이 등과 같은 평판디스플레이에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 이중에서도, PALC 디스플레이와 PDP는 휘도와 화질이 우수하며 40인치 이상으로 대형화하기에 유리한 장점을 가지고 있어 주목을 받고 있다. PALC 디스플레이는 PDP와 같이 플라즈마방전을 이용하지만 방전조건에서 PDP와 많은 차이가 있다. 가장 큰 차이점은 방전영역의 크기인데, PDP의 방전영역은 화소영역인 반면 PALC 디스플레이의 방전영역은 스캔라인이 된다. 다시 말하여, PALC 디스플레이의 방전영역이 PDP의 방전영역에 비해 수천배이상 큼을 알 수 있다. 이에 따라, PALC 디스플레이는 전체라인에 대하여 균일하고 안정적인 방전을 얻는 것이 중요하다. 이를 위하여, PALC 디스플레이는 균일한 패턴제조 뿐만 아니라 격벽, 전극의 정확한 얼라인먼트가 요구된다. 그리고, PALC 디스플레이는 방전전류의 양을 많이 필요로 하지 않으므로 수명과 소비전력면에서 볼 때 전류가 작은 것이 유리하다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 일반적인 PALC 디스플레이의 구조가 도시되어 있다.

도 1 및 도 2에 도시된 PALC 디스플레이는 크게 백라이트부(10)와 플라즈마부 및 액정부를 구비한다. 백라이트부(10)는 플라즈마부 및 액정부에 광빔을 공급하는 역할을 한다. 플라즈마부는 백라이트부(10)와 대향하게 배치된 제1 편광판(22)과, 그 제1 편광판(22) 위에 부착된 하부기판(24)과, 그 하부기판(24) 위에 나란하게 배치된 양극(A) 및 음극(C)과, 상기 하부기판(24) 위에 상기 전극(A, C)과 나란하게 형성된 격벽(34)과, 그 격벽(34) 위에 형성된 절연막(36)을 구비한다. 상기 격벽(34)은 방전채널을 구분함과 아울러 하부기판(24)과 절연막(36) 사이에 방전공간을 마련하는 역할을 한다. 이 격벽(34)에 의해 구분되는 각각의 방전채널에는 한쌍의 양극(A)과 음극(C)이 배치되고, 방전공간에는 헬륨(He), 네온(Ne) 등의 방전가스가 채워지게 된다. 이러한 플라즈마부는 LCD의 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor: TFT)의 스위칭동작과 유사한 기능을 수행하게 된다. 액정부는 상기 절연막(36) 위에 형성된 액정층(26)과, 그 액정층(26) 위에 형성된 투명전극(ITO), 즉 데이터전극(38)과, 그 데이터전극(38) 위에 형성된 칼라필터(Color Filter)(28)와, 그 칼라필터(28) 위에 형성된 상부기판(30)과, 그 상부기판(30)에 부착된 제2 편광판(32)을 구비한다. 상기 제1 및 제2 편광판(22, 32)은 백라이트부(10)에서 발생된 광빔의 편광특성을 변화시키는 역할을 한다. 상기 액정층(26)은 절연막(36)과 액정층(26)의 용량분압비에 따라 데이터전극(38)에 인가되는 영상신호에 대응하여 광빔의 투과량을 조절하게 된다. 상기 데이터전극(38)의 상부에는 적(R), 녹(G), 청(B)의 칼라필터(28)가 교번적으로 형성되어 액정층(26) 및 데이터전극(38)을 통해 입사되는 광빔에 의해 고유의 가시광을 발생하게 된다.

이러한 구조의 PALC 디스플레이의 구동방법을 살펴보면, 플라즈마부의 임의의 방전채널에서 양극(A)에 0V, 음극(C)에 -350V 정도의 전압이 인가되면 플라즈마 방전이 발생하게 된다. 이 플라즈마 방전기간 동안에는 음극(C)의 근처를 제외한 거의 모든 영역이 양극전위가 된다. 다시 말하여, 플라즈마방전이 발생된 방전채널에는 양극(A)과 전기적으로 단락된 가상전극이 형성되게 된다. 반면에, 플라즈마 방전이 일어나지 않은 방전채널에는 당연히 가상전극은 형성되지 않고 양극(A)에 대해서 개방된 상태가 된다. 다시 말하여, 플라즈마방전의 온/오프에 의해 양극(A)과 가상전극이 단락되거나 개방된 상태가 된다. 플라즈마방전으로 인해 가상전극이 형성되고 데이터전극(38)에 영상신호가 인가되면 가상전극 상에 전하가 발생하게 된다. 이에 따라, 데이터전극(38)과 양극(A) 사이에 전위차가 발생하여 절연막(36)과 액정층(26)에 인가되게 된다. 이로 인하여, 절연막(36)과 액정층(26)의 용량분압비에 의한 전위차가 액정층(26)에 인가되어 액정 배열구조를 변화시킴으로써 액정층(26)은 광빔의 투과량을 조절하게 된다. 그리고, 방전채널의 가상전극 상에 발생된 전하는 방전이 정지된 비선택기간 동안에도 그 상태가 유지되기 때문에 액정층(26)의 액정배열상태를 메모리하는 것이 가능하게 된다. 이와 같이 PALC 디스플레이는 플라즈마를 이용하여 액정을 충전시켜 화상을 표시할 수 있게 되는데, 액정층(26)은 자발광 소자가 아니므로 백라이트부(10)와 같은 외부의 광을 조사해야 한다. 광이 조사될 때 PALC 디스플레이의 광효율이나 밝기가 좌우되는데 전극의 위치나 셀구조 등 플라즈마 방전채널의 얼라인먼트가 중요한 역할을 하게 된다.

도 3은 도 1 및 도 2에 도시된 PALC 디스플레이의 전체적인 전극배치 구조를 도시한 것으로서, 통상 PALC 디스플레이는 도 1 및 도 2에 도시된 하부기판(24) 상에 교번적으로 배치된 n개의 음극(C1∼Cn) 및 양극(A1∼An)과, 액정층(26) 상에 음극(C1∼Cn) 및 양극(A1∼An)과 교차하게 배치된 m개의 데이터전극(D1∼Dm)을 구비한다. 그리고, 한쌍의 음극(C)과 양극(A) 사이마다 격벽(34)이 나란하게 형성되어 스캔라인 단위의 방전채널이 마련되게 된다. 여기서, 음극(C1∼Cn) 및 데이터전극(D1∼Dm)은 개별적으로 구동되는 반면에 양극(A1∼An)은 공통적으로 접속되어 구동되게 된다.

도 4는 도 3에 도시된 PALC 디스플레이를 구동하기 위한 전압파형을 도시한 것이다.

도 4에서 양극(A1∼An)은 그라운드 전위로 고정시키고 음극(C1∼Cn)에 라인단위로 -350V 정도의 음의 전압펄스를 공급하면 양극과 음극사이에서 방전이 순차적으로 발생하고 각 방전채널의 내부에는 양극의 전위와 동일한 가상전극이 형성되게 된다. 이때, 데이터전극에 공급되는 영상신호, 즉 계조제어전압에 따라 액정층을 충전하게 되어 영상신호(계조)를 구현하게 된다. 이 경우, 액정층의 열화를 방지하기 위하여 주사라인 또는 프레임 단위로 계조제어전압의 위상을 반대로 공급하는 것이 바람직하다.

그런데, 전술한 종래의 구동방법에 의하면 플라즈마 방전시 직류방전이 형성되어 방전채널에는 과다한 공간전하가 누적되어 오동작이 야기되고 있다. 또한, 플라즈마 방전시 방전채널의 일측에만 대부분의 공간전하가 분포된 후 디케이되는 기간이 길어지기 때문에 인접한 주사라인 간의 크로스토크 현상이 발생하게 된다. 상세히 하면, 제 n번째 음극(Cn)에 음의 전압펄스가 공급되어 제 n번째 주사라인에서 플라즈마방전이 발생한 후 계조제어전압을 라이팅하여 액정층의 배열상태를 조절함으로써 계조를 구현하게 된다. 이러한 라이팅기간 후에도 액정층은 다음의 플라즈마 방전이 발생하기 전까지 그 상태를 유지하게 된다. 이어서, 상기 n번째 주사라인의 라이팅기간이 끝난 직후 다음의 제 n+1번째 주사라인도 동일한 방법으로 계조를 구현하게 된다. 이 경우, 제 n번째 주사라인의 방전채널에 누적된 공간전하로 인하여 도 5에 도시된 바와 같이 디케이타임(t3)이 길어져 계조제어전압의 라이팅이 완료되기전에 제 n+1번째 주사라인의 방전채널에서 플라즈마방전이 발생하는 경우 다른 주사라인의 계조제어전압이 라이팅되거나 오방전이 발생함으로써 인접한 방전채널 간에 크로스토크가 발생되는 문제점이 있다. 도 5에서 플라즈마 형성기간(t1) 및 데이터 캡쳐(Capture)기간(t2) 이후 디케이타임(t3)이 방전채널에 누적된 공간전하로 인하여 느려지는 것을 알 수 있다.

또한, 방전이 발생한 후, 즉 양극과 음극이 단락된 후 곧바로 방전을 오프해서 방전채널 내부의 공간전하를 제거해야 그 데이터의 상태를 연속적으로 유지할 수 있게 된다. 여기서, 방전채널의 공간전하로 인하여 방전채널의 하이 임피던스 상태가 지속되지 못하여 발광의 효율이 저하되거나 투과율이 매우 저하됨과 아울러 고속 어드레싱을 하지 못하는 문제가 발생하게 된다.

따라서, 본 발명의 목적은 양극의 전위를 양의 전압에서 음의 전압으로 주기적으로 가변시켜 방전채널내의 불필요한 하전입자를 빨리 제거함으로써 안정된 영상데이터를 유지함과 아울러 크로스토크현상을 방지할 수 있도록 하는 PALC 디스플레이 구동방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 양극의 전위를 양의 전압에서 음의 전압으로 주기적으로 가변시켜 방전채널내의 불필요한 하전입자를 빨리 제거함으로써 어드레스 구동속도를 증가시킬 수 있도록 하는 PALC 디스플레이 구동방법을 제공하는 것이다.

상기 목적들을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 PALC 디스플레이 구동방법은 양극의 전위를 양의 전압에서 음의 전압으로 주기적으로 가변시키는 것을 특징으로 한다.

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

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 도 6 내지 도 8을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 구동방법을 적용하기 위한 PALC 디스플레이의 전체적인 전극배치 구조를 도시한 것이다.

도 6에 도시된 PALC 디스플레이와 도 3에 도시된 PALC 디스플레이를 대비하면 도 3의 PALC 디스플레이는 음극(C)과 양극(A)이 교번적으로 배치됨에 따라 격벽(34)을 사이에 두고 서로 다른 극성의 전극이 인접하게 배치된 반면에 도 6의 PALC 디스플레이는 격벽(34)을 사이에 두고 서로 같은 극성의 전극이 인접하게 배치되어 있다. 이에 따라, 도 3의 PALC 디스플레이의 경우 한 주사라인에 배치된 음극(C)과 양극(A)의 간격과 격벽(34)을 사이에 두고 인접하게 배치된 양극(A)과 음극(C)의 간격이 동일하여 격벽(34)을 사이에 둔 양극(A)과 음극(C) 간에 전위차가 발생함으로써 방전의 특성을 충분히 활용하지 못할 뿐만 아니라 방전채널의 오방전 등 불안정안 동작을 초래하는 반면에, 도 6의 PALC 디스플레이는 격벽(34)을 사이에 두고 동일한 극성의 전극이 인접하게 배치되어 격벽(34)을 사이에 둔 두 전극간에 전위차가 발생하지 않음으로써 인접한 방전채널 간의 불안정한 요소를 없애고 오방전을 방지할 수 있는 장점이 있다.

도 7은 본 발명의 실시 예에 따라 도 6에 도시된 PALC 디스플레이를 구동하기 위한 전압파형을 도시한 것이다.

도 7에서 양극(A)에는 종래와는 달리 소정의 전위를 갖는 양의 전압이 주기적으로 인가되고 음극(C1, C2, C3, …)에는 상기 양의 전압과 동기되어 방전을 일으키기 위한 음의 전압이 순차적으로 인가되게 된다. 이 경우, 양극(A)에 소정의 양의 전압을 인가함으로써 방전을 일으키기 위해 음극(C)에 인가되는 전압을 상대적으로 저감시킬 수 있게 된다. 이어서, 데이터전극(D1∼Dm)에 한 주사라인분의 영상신호, 즉 계조제어신호가 인가되는 라이팅기간 동안 양극(A)에는 음의 전압이 인가되고 음극에는 0V의 전압을 인가한다. 이에 따라, 방전채널내의 전위가 반전되어 방전채널에 축적된 중성상태의 하전입자들이 다시 재결합하게 됨으로써 하전입자들이 조기에 제거되게 된다. 다시 말하여, 양극주위에 축적된 전자와 음극주위의 이온, 즉 과다한 하전입자들이 조기게 소멸되게 된다. 이에 따라, 도 8에 도시된 바와 같이 방전채널의 디케이타임(t3)이 현저하게 줄어들게 됨으로써 영상신호를 고속으로 어드레싱할 수 있게 된다.

상술한 바와같이, 본 발명에 따른 PALC 디스플레이 구동방법에 의하면 양극에 가변전위를 인가하여 방전후에 방전채널에 축적된 불필요한 하전입자들을 조기에 제거함으로써 디케이타임을 현저하게 줄일 수 있게 된다. 이에 따라, 안정된 영상데이터를 유지하고 크로스토크 현상을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 영상신호를 고속으로 어드레싱할 수 있게 된다.

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.

도 1은 일반적인 플라즈마 어드레스 액정 디스플레이 구성을 도시한 사시도.

도 2는 도 1에 도시된 플라즈마 어드레스 액정 디스플레이의 단면도.

도 3은 도 1에 도시된 플라즈마 어드레스 액정 디스플레이의 전체적인 전극배치도.

도 4는 도 3에 도시된 플라즈마 어드레스 액정 디스플레이를 구동하기 위한 전압파형도.

도 5는 도 4에 도시된 구동파형에 따른 디케이타임을 나타낸 도면.

도 6은 본 발명에 따른 플라즈마 어드레스 액정 디스플레이 구동방법을 적용하기 위한 플라즈마 어드레스 액정 디스플레이의 전체적인 전극배치도.

도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 플라즈마 어드레스 액정 디스플레이 구동방법을 설명하기 위한 전압파형도.

도 8은 도 7에 도시된 전압파형에 따른 디케이타임을 나타낸 도면.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

10 : 백라이트 22, 32 : 편광판

24 : 하부기판 26 : 액정층

28 : 칼라필터 30 : 상부기판

34 : 격벽 36 : 절연막

38 : 투명전극 A : 양극(Anode)

C : 음극(Cathod)

Claims (1)

1. 양극과 음극 및 데이터전극을 포함하는 플라즈마 어드레스 액정 디스플레이의 구동방법에 있어서,

   상기 양극에 양의 전압이 공급됨과 아울러 상기 음극에 음의 전압이 공급되어 방전이 발생되게 하고,

   상기 양극에는 음의 전압이 공급됨과 아울러 상기 음극에는 제로전압이 공급되는 동안 상기 데이터전극에 영상신호가 공급되어 계조가 구현되게 하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 어드레스 액정 디스플레이 구동방법.