KR100230076B1 - 전계 방출 표시기의 셀 구동 회로 - Google Patents

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Abstract

FED 셀 구동장치는 간단한 회로구성에 의하여 다단계 계조(Gray Level)을 실현할 수 있고 제조공정을 간소화 할 수 있다. 이를 위하여, FED 셀 구동장치는 다수의 캐소오드들을 전극판을 경유하여 기저전위에 접속되도록 하고 그리고 상기 캐소오드들의 상부에 위치하는 게이트전극을 적어도 2개 이상으로 분할한다. 그리고 상기 적어도 2개이상으로 분할된 게이트전극들이 비디오신호의 크기에 따라 선별적으로 구동된다.

Description

전계 방출 표시기의 셀 구동 회로
제1도는 본 발명의 실시예에 따른 전계 방출형 표시기의 셀 구동장치의 회로도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10:전극판 20:제어부
C11 내지 C14, C21 내지 C24, C31 내지 C34, C41 내지 C44:캐소오드
G1 내지 G4:제1 내지 제4 게이트 전극 R1:저항
T1 내지 T4:제1 내지 제4 NMOS 트랜지스터
본 발명은 음극선관(Cathod Ray Tube, 이하 "CRT"라 함)에 관한 것으로, 특히 간단한 회로구성으로 다단계 계조를 화소에 제공할 수 있고 제조공정을 간소화 할 수 있는 전계 방출 표시기(Field Emission Display;이하 "FED"라 함)의 셀 구동회로에 관한 것이다.
종래의 FED 셀 구동장치는 상기 다수의 전계방출소자의 캐소오드에 흐르는 전류량을 조절하여 다단계 계조를 실현하거나 또는, 상기 전계 방출소자들의 구동시간을 조절하여 다단계 계조를 실현한다.
상기 전류조절방식의 FED 셀 구동장치는 전류량을 조절하기 위하여 많은 트랜지스터를 요구하여 회로가 복잡할 뿐만 아니라, 게이트전극에 인가되는 고전압 및 상기 트랜지스터들을 구동하기 위한 저전압의 두가지의 전압을 사용하여야 함으로 제조공정이 복잡하게 되는 문제점을 안고 있다. 또한, 시간분할방식의 FED 셀 구동장치는 캐패시터를 이용하여 상기 캐소오드의 전류통로가 형성되는 기간을 조절하여 캐소오드로부터 방출되는 전자량을 조절한다. 이때, 상기 캐패시터에 전하가 층전되는 기간은 비디오신호의 크기에 따라 조절된다. 그러나, 상기 구동시간 조절방식의 FED 셀 구동장치는 한 화소의 구동기간에 의한 제한으로 인하여 셀 구동기간을 일정 한계 이상으로 구분할 수 없다. 이로 인하여, 상기 구동시간 조절방식의 FED 셀 구동장치는 일정 한계이상의 다단계 계조를 실현할 수 없는 단점을 안고 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 간단한 회로 구성에 의하여 다단계 계조(Gray Level)을 실현할 수 있고 제조공정을 간소화 할 수 있는 FED 셀 구동장치를 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 FED 셀 구동장치는 다수의 캐소오드들을 전극판을 경유하여 기저전위에 접속되도록 하고 그리고 상기 캐소오드들의 상부에 위치하는 게이트전극을 적어도 2개 이상으로 분할한다. 그리고 상기 적어도 2개 이상으로 분할된 게이트전극들이 비디오신호의 크기에 따라 선별적으로 구동된다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부한 제1도를 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
제1도를 참조하며, 본 발명의 실시예에 따른 FED 셀 구동장치의 회로도가 도시되어 있다. 제1도에 있어서, 상기 FED 셀 구동장치는 전극판(10)의 윗면에 장방향의 배열되도록 설치된 16개의 캐소오드들(C11 내지 C44)과, 상기 전극판(10) 및 기저전압(GND)의 사이에 접속된 저항(R1)과, 그리고 상기 캐소오드들(C11 내지 C44)의 상부에 수평방향으로 배열되도록 설치된 제1 내지 제4 게이트전극들(G1 내지 G4)를 구비한다.
상기 저항(R1)은 상기 캐소오드들(C11 내지 C44)에 흐르는 전류량을 제한하기 위한 기능을 담당한다. 그리고 상기 제1 내지 제4 게이트전극들(G1 내지 G4)은 각각 4개의 관통홀들 구비한다. 이를 좀 더 상세히 하면, 상기 제1 게이트 전극(G1)은 제1 열의 캐소오드들(C11 내지 C14)을 노출시키는 4개의 관통홀을 구비한다. 또한, 상기 제1 게이트 전극(G1)은, 전압이 공급될 경우, 상기 제1 열의 캐소오드를(C11 내지 C14)로부터 방출되는 전자들을 접속한다. 마찬가지로, 제2 내지 제4 게이트 전극들(G2 내지 G4)도 각각 제2 내지 제4 열의 캐소오드들(C21 내지 C24, C31 내지 C34, C41 내지 C44)을 노출시키는 4개의 관통홀들을 구비한다. 그리고, 상기 제2 내지 제4 게이트 전극들(G2 내지 G4)은, 자신들에게 전압이 공급될 경우, 상기 제2 내지 제4 열의 캐소오드들(C21 내지 C24, C31 내지 C34, C41 내지 C44)로부터 방출되는 전자들을 각각 접속한다.
그리고 상기 FED 셀 구동장치는 상기 제1 내지 제4 게이트 전극들(G1 내지 G4)에 각각 공급될 제1 내지 제4 전압(Vddl 내지 Vdd4)를 각각 절환하기 위한 제1 내지 제4 NMOS 트랜지스터(T1 내지 T4)와, 상기 제1 내지 제4 NMOS 트랜지스터(T1 내지 T4)를 제어하기위한 제어부(20)를 추가로 구비한다. 상기 제1 내지 제4 전압(Vddl 내지 Vddl4)은 동일한 전압레벨을 갖도록 설정되어도 무방하나, 바람직하게는 각 열의 캐소오들로부터의 방출 전자량이 2n배의 증가될 수 있도록 서로 다른 전압레벨을 갖도록 설정되어야 한다.
상기 제어부(20)는 비디오신호(VS)를 입력하고, 상기 비디오신호(VS)를 4비트의 디지털 논리신호(D0 내지 D3)로 변환하여 상기 4비트의 디지털 논리신호(D0 내지 D3)를 밸브제어신호로서 상기 제1 내지 제4 NMOS 트랜지스터들(T1 내지 T4)의 게이트들에 각각 공급한다. 이를 위하여, 상기 제어부(20)는 아날로그-디지탈 변환기(Analog-Digital Converter) 또는 인코오더(Enconder)를 사용할 수 있다.
상기 4비트의 디지털 논리신호(D0 내지 D3)는 상기 비디오신호의 크기에 따라 "0" 내지 "15"의 논리값을 갖을 수 있다. 이와는 달리, 상기 4비트의 디지털 논리신호(D0 내지 D3)는 비디오신호의 크기에 따라 "0" 내지 "4"의 논리값을 갖을 수도 있다. 그러나, 높은 레벨의 계조를 달성하기 위해서는 전자(前者)가 바람직하다. 그리고 상기 4비트의 디지털 논리신호(D0 내지 D3)는 각각 하이논리를 갖을 경우에 "1"의 논리값을 나타낸다. 이 결과, 상기 4비트의 디지털 논리신호(D0 내지 D3)는 상기 비디오신호의 크기에 따라 일부 또는 모두가 "1"의 논리값을 갖을 수 있고, 아울러 모두 "0"의 논리값을 갖을 수도 있다.
상기 제1 내지 제4 NMOS 트랜지스터(T1 내지 T4)는 자신들의 게이트에 각각 인가되는 상기 4비트의 디지털 논리신호(D0 내지 D3)의 논리값에 따라 선별적으로 구동된다. 그 결과, 상기 제1 내지 제4 NMOS 트랜지스터(T1 내지 T4)는 상기 제1 내지 제4 게이트 전극(G1 내지 G4)이 선별적으로 구동되도록 하여 방출 전자량을 비디오신호의 크기에 따라 선형적으로 변화되도록 한다.
예를 들어, 상기 4비트의 디지털 논리신호(D0 내지 D3)의 논리값이 "1"인 경우, 상기 제1 NMOS 트랜지스터(T1)만이 턴-온되어 상기 제1 게이트 전극(G1)에만 제1 전압(Vddl)이 공급되도록 한다. 이 결과, 상기 제1 열의 캐소오드들(C11 내지 C14)로부터 12 개의 전자가 방출되도록 한다.
상기 4비트의 디지털 논리신호(D0 내지 D3)의 논리값이 "2"인 경우, 상기 제2 NMOS 트랜지스터(T2)만이 턴-온되어 상기 제2 게이트 전극(G2)에만 제2 전압(Vdd2)이 공급되도록 한다. 이로 인하여 상기 제2 열의 캐소오드들(C21 내지 C24)로부터 24개의 전자가 방출되도록 한다.
상기 4비트의 디지털 논리신호(D0 내지 D3)의 논리값이 "4"인 경우, 상기 제3 NMOS 트랜지스터(T3)만이 턴-온되어 상기 제3 게이트 전극(G3)에만 제3 전압(Vdd3)이 공급되도록 한다. 이 결과, 상기 제3 열의 캐소오드들(C31 내지 C34)로부터 48개의 전자가 방출되도록 한다.
상기 4비트의 디지털 논리신호(D0 내지 D3)의 논리값이 "8"인 경우, 상기 제4 NMOS 트랜지스터(T4)만이 턴-온되어 상기 제4 게이트 전극(G4)에만 제4 전압(Vdd4)이 공급되도록 한다. 이 결과, 상기 제4 열의 캐소오드들(C41 내지 C44)로부터 92개의 전자가 방출되도록 한다.
마지막으로, 상기 4비트의 디지털 논리신호(D0 내지 D3)의 논리값이 "15"인 경우, 상기 제1 내지 제4 NMOS 트랜지스터(T1 내지 T4) 모두가 턴-온되어 상기 제1 내지 제4 게이트 전극(G1 내지 G4) 모두에 제 1 내지 제4 전압(Vdd1 내지 Vdd4)이 각각 공급되도록 한다. 이 결과, 상기 제1 내지 제4 열의 캐소오드들(C11 내지 C44)로부터 180개의 전자가 방출되도록 한다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 다수의 캐소오드들을 전극판을 경우하여 그라운드 전위에 접속하고 게이트전극을 적어도 2개 이상으로 분할하고 상기 분할된 게이트전극들을 선별적으로 구동하여 다단계 계조를 화소에 제공함과 아울러 회로를 간소화 할 수 있다. 그리고 본 발명은 상기 분할된 게이트 전극들에 서로 다른 전압이 공급되도록 하여 계조의 레벨을 한계 이상으로 향상시킬 수 있다. 또한, 본 발명은 게이트 전극에 공급되는 한가지의 전압에 구동되는 트랜지스터들을 사용하여 제조공정을 간소화 할 수 있는 이점을 제공한다.
위에서 설명한 실시예의 도면 제1도에서, 4개로 분할된 게이트전극들에 의하여 16계조의 휘도의 제공예를 설명하였으나, 당업자라면 하나의 화소에 대하여 상기 게이트 전극을 수십개로 분할하여 수백 계조의 휘도를 제공할 수 있다는 것을 충분히 알 수 있을 것이다.
따라서, 본 발명의 사상 및 범위는 다음에 첨부되는 특허청구범위에 의하여 한정되어야 할 것이다.

Claims (4)

  1. 전자를 방출하기 위한 다수의 캐소오드들이 설치되고 기저전위에 접속된 전극판과, 상기 캐소오드들의 상부에 설치되고 적어도 2개 이상의 분할된 게이트 전극과, 상기2개 이상으로 분할된 게이트 전극에 공급될 전압을 각각 절환하기 위한 적어도 2개 이상의 절환수단과, 비디오신호의 크기에 따라 상기 적어도 2개 이상의 절환수단을 상기 비디오신호의 크기에 해당하는 수만큼 구동하는 제어수단을 구비하며, 상기 적어도 2개 이상으로 분할된 게이트 전극들은 서로 다른 레벨의 전압을 공급받아 계조의 레벨을 2n배로 실현하도록 된 것을 특징으로 하는 전계 방출형 표시기의 셀 구동장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 캐소오드들에 흐르는 전류량을 제한하기 위하여 상기 전극판 및 기저전위의 사이에 접속된 저항을 추가로 구비한 것을 특징으로 하는 전계 방출형 표시기의 셀 구동장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 제어수단이, 상기 비디오신호의 크기에 따라 점진적으로 1의 논리값이 증가하는 적어도 2비트 이상의 논리신호를 발생하는 인코오더를 구비한 것을 특징으로 전계방출형 표시기의 셀 구동장치.
  4. 제2항에 있어서, 상기 제어수단이, 상기 비디오신호를 적어도 2비트 이상의 디지털 논리신호로 변환하는 아날로그-디지탈 변환기를 구비한 것을 특징으로 하는 전계 방출형 표시기의 셀 구동장치.
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