KR100250425B1 - 전계 방출 표시기의 멀티 게이트 구동장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 게이트를 복수개로 분할하여 한 스캔신호동안 각 멀티 게이트를 시분할적으로 구동시킴으로써 보다 나은 그레이 스케일을 구현할 수 있도록 된 전계 방출 표시기의 멀티 게이트 구동장치를 제공하기 위한 것이다.

이를 위해 본 발명은, 외부에서 입력되는 데이터를 클럭신호에 동기시켜 순차적으로 출력하는 쉬프트 레지스터와, 상기 쉬프트 레지스터에서 출력되는 데이터를 일시적으로 저장 출력하는 래치와, 상기 래치에서 출력되는 데이터를 일정기간 유지시켜 주는 앤드 게이트 및, 상기 앤드 게이트로부터의 신호를 입력받아 선택신호에 따라 스캔할 게이트를 결정하는 멀티플렉서로 구성되고, 상기 게이트는 다수개의 서브 게이트로 분할 구성됨으로써, 종래 구성과 비교하여 볼 때 보다 정확한 그레이 스케일 구현 및 보다 나은 다단계 화면계조처리를 행할 수 있게 된다.

Description

전계 방출 표시기의 멀티 게이트 구동장치

본 발명은 전계 방출 표시기의 멀티 게이트 구동장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 각각의 게이트를 일정 갯수로 분할 구성시킨 전계 방출 표시기의 멀티 게이트 구동장치에 관한 것이다.

최근에 평판 표시기로서 각광을 받고 있는 장치의 일예로는 액정 표시기 (Liquid Crystal Display)가 있는데, 이것은 액정을 이용하여 광원으로부터의 광빔을 단속하여 화상이 표시되도록 하는 것으로서, 구동하는 방법으로는 크게 수동 매트릭스 지정방법과 능동 매트릭스 지정방법이 있다.

상기 수동 매트릭스 지정방법은 상기 액정 표시기의 유리기판의 상판과 하판에 각각 다른 전압을 인가하여 서로 교차하는 곳의 화소에 데이터를 입력하는 방법으로서, 이 방법에 의하면 지정된 화소의 주변 화소들에도 영향을 미치기 때문에 선명한 화면을 구현하기 위한 보상회로를 필요로 하여 구동회로부가 복잡해지는 단점이 있다.

그리고, 상기 능동 매트릭스 지정방법은 화소당 하나의 셀 트랜지스터 및 하나의 캐패시턴스를 구비하여 다음의 화소 데이터가 입력될 때까지 이전의 화소 데이터에 의하여 하나의 화소가 계속 구동되도록 하는 방법으로서, 화질 개선과 구동회로부의 간단화를 모색한 방법이라 할 수 있다.

그런데, 상기 능동 매트릭스 지정방법에 따르면 화질 개선과 구동회로부의 간단화를 꾀할 수 있으나, 액정 표시기의 유리기판 위에 많은 수의 트랜지스터와 캐패시턴스를 심어야 하기 때문에 공정상으로 매우 복잡하게 되고 수율도 떨어지는 단점이 있다.

이러한 액정 표시기는 현재 가장 많이 평판 표시기 시장을 점유하고 있는데, 광원의 불과 수 %의 빛만이 실제로 화면에 기여하기 때문에 많은 소비 전력이 필요하고, 대면적화하는데 어려움이 있으며, 반액체 상태의 물질(액정)을 사용하기 때문에 주위의 온도 변화에 민감하다. 또한, 압력에 약하고, 화면에 밝지 못하며, 분해능에 한계에 있으므로 응용분야에 제한이 많이 따른다.

이러한 문제를 극복할 수 있는 새로운 평판 표시기로서 제안된 것이 바로 전계 방출 표시기(Field Emission Display)이다. 이 전계 방출 표시기는 방출된 전자를 이용하여 화면을 표시하는 음극선관(CRT)과 유사한 방법으로 화면을 표시하는데, 냉전자 방출(cold electron emission)을 이용한다는 면에서 열전자 방출(thermal electron emission)을 이용하는 음극선관(CRT)과는 차이가 있다.

상기 전계 방출 표시기는 전자를 방출하는 전계 방출 소자들을 화소별로 설치하고, 상기 전계 방출 소자들로부터의 전자들을 형광막이 도포된 전극에 충돌시켜 화상이 표시되도록 한다. 최근에, 상기 전계 방출 표시기는 상기 액정 표시기가 가지고 있는 소비 전력 문제, 대면적화의 문제점, 주위의 온도 변화에 대한 민감도, 압력에 약한 점, 화면이 밝지 못한 점, 분해능의 한계 등 여러 문제를 해결해 줄 수 있는 차세대 평판 표시기로서 각광을 받고 있다.

상기 전계 방출 표시기는 하나의 화소를 이루기 위해 수백 내지 수천개의 전계 방출 소자들을 공정에 따라 집적할 수 있는데, 상기 전계 방출 표시기의 화소를 구성하는 상기 전계 방출 소자는 제1도에 도시된 바와 같이 캐소드 전극(10)에 접속된 캐소드(cathode; 12)와, 이 캐소드(12)의 위쪽에 일정한 간격을 두고 설치된 게이트 전극(14) 및, 배면에 형광막(16)이 도포된 양극판(anode;18)을 구비한다.

여기서, 상기 형광막(16)은 충돌되는 전자량에 해당하는 광을 발생하여 화상이 표시되도록 한다.

그리고, 상기 양극판(18)은 상기 캐소드(12)에서 방출된 전자들을 끌어 당기는 역할을 담당하고, 또한 상기 형광막(16)에 의한 광이 투과될 수 있도록 투명성을 갖는다.

또한, 상기 캐소드(12)는 촉부의 상부를 형성하는 뿔의 형상을 갖고 상기 캐소드 전극(10)으로부터의 구동전원에 의하여 자신의 촉부로부터 전자들이 방출되도록 한다.

또, 상기 게이트 전극(14)은 상기 양극판(18)에 인가되는 전압보다 낮은 고전압에 의하여 상기 캐소드(12)로부터 진공상태로의 전자 방출을 유도하게 되고, 그 방출되는 전자는 보다 높은 전압이 걸려 있는 양극판(18)쪽으로 향하게 된다.

이와 같은 전계 방출 소자를 갖춘 통상적인 전계 방출 표시기의 구동방식으로는 대부분 게이트 전극에 고전압 스캔신호를 인가하고 에미터단에 저전압의 데이터신호를 인가하며, 그 데이터신호의 펄스 크기를 변조하는 방식을 이용하여 에미터 팁에 흐르는 전류량을 조절함으로써 그레이 스케일을 구현하고 있다.

그런데, 이러한 통상적인 전계 방출 표시기에 있어서 캐소드에서 전자를 방출할 때 100% 캐소드에서 방출되는 것이 아니라 게이트에 어느 정도 빼앗기게 됨에 따라 정확한 그레이 스케일을 구현할 수 없다.

따라서 본 발명은 상기한 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 게이트를 복수개로 분할하여 한 스캔신호동안 각 멀티 게이트를 시분할적으로 구동시킴으로써 보다 나은 그레이 스케일을 구현할 수 있도록 된 전계 방출 표시기의 멀티 게이트 구동장치를 제공함에 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 외부에서 입력되는 데이터를 클럭신호에 동기시켜 순차적으로 출력하는 쉬프트 레지스터와, 이 쉬프트 레지스터에서 출력되는 데이터를 일시적으로 저장 출력하는 래치와, 이 래치에서 출력되는 데이터를 일정기간 유지시켜 주는 앤드 게이트 및, 이 앤드 게이트로부터의 신호를 입력받아 선택신호에 따라 스캔할 게이트를 결정하는 멀티플렉서로 구성되고, 상기 게이트는 다수개의 서브 게이트로 분할 구성된 전계 방출 표시기의 멀티 게이트 구동장치가 제공된다.

제1도는 종래의 전계 방출 소자의 구조를 설명하는 도면.

제2도는 본 발명의 실시예에 따른 전계 방출 표시기의 멀티 게이트 구동장치의 구성을 나타낸 도면.

제3도는 본 발명의 실시예 설명에 채용되는 시분할 스캔파형도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 캐소드 전극 12 : 캐소드

14 : 게이트 전극 16 : 형광막

18 : 양극판 20 : 쉬프트 레지스터

22 : 래치 24 : 앤드 게이트

26 : 멀티플렉서 27~30 : 서브 게이트

31~34 : 캐소드

이하, 본 발명의 실시예에 대해 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 설명한다.

제2도는 본 발명의 실시예에 따른 전계 방출 표시기의 멀티 게이트 구동장치의 구성을 나타낸 도면으로서, 쉬프트 레지스터(20)는 외부에서 입력되는 데이터(data)를 클럭신호(CLK)에 동기시켜 순차적으로 출력하고, 래치(22)는 상기 쉬프트 레지스터(20)로부터 순차적으로 인가되는 데이터를 일시저장하고 있다가 콘트롤러(도시 생략)로부터의 인에이블신호(ENA 1)에 의해 동작 인에이블되면 그 일시저장한 데이터를 출력하며, 앤드 게이트(24)는 상기 래치(22)로부터 인가되는 데이터를 일정시간 동안 유지하고 있다가 콘트롤러(도시 생략)로부터의 인에이블신호(ENA 2)에 의해 동작 인에이블되면 그 데이터를 출력한다.

멀티플렉서(26)는 상기 앤드 게이트(24)에서 출력되는 신호를 입력받아 콘트롤러(도시 생략)로부터의 선택신호(SEL)에 의해 소정 갯수(본 발명의 실시예에서는 4개)의 서브 게이트(27,28,29,30)로 분할된 게이트를 시분할적으로 구동하게 된다.

동 도면에서의 멀티플렉서(26)는 앤드 게이트(24)의 각 출력라인에 2개의 멀티플렉서를 갖추게 된다.

즉, 앤드 게이트(24)의 첫 번째 출력라인에 두 개의 멀티플렉서(26a, 26b)가 병렬로 접속도고, 그 각각의 멀티플렉서(26a, 26b)에는 선택신호(SEL)가 인가되며, 그 각각의 멀티플렉서(26a,26b)는 두 개의 서브 게이트(27, 29 : 28, 30)를 선택적으로 구동시키게 된다.

이와 같이 상기 앤드 게이트(24)의 다른 출력라인에도 역시 상기와 동일한 구성의 멀티플렉서들이 접속됨을 물론이다.

이어, 상기와 같이 구성된 본 발명의 실시예에 따른 전계 방출 표시기의 멀티 게이트 구동장치의 작용에 대해 설명하면 다음과 같다.

쉬프트 레지스터(20)에서 순차적으로 출력되는 데이터는 래치(22)에 일시저장된 후 앤드 게이트(24)로 인가되고, 그 앤드 게이트(24)에서는 콘트롤러(도시 생략)로부터의 인에이블신호(ENA 2)가 입력되면 그 래치(22)로부터 입력되는 데이터를 멀티플렉서(26)로 인가하게 되며, 그 멀티플렉서(26)에서는 선택신호(SEL)에 따라 다수개의 서브 게이트(27,28,39,30)를 스캐닝한다.

다시 말해서, 제3도에 예시적으로 나타낸 바와 같이 한 스캔신호(G1)동안 다수개의 서브 스캔신호(G1/4, G2/4, G3/4, G4/4)가 시분할적으로 입력됨에 따라 멀티플렉서(26)에 입력된 앤드 게이트(24)의 신호가 그 멀티플렉서(26)를 통해 처리된다.

예를 들어, 앤드 게이트(24)의 한 출력라인의 경우에 대해 설명하면, 선택신호(SEL)가 "0"이면 두 개의 멀티플렉서(26a, 26b)는 동작하지 않게 되고, 선택신호(SEL)가 "1"이면 멀티플렉서(26b)만 동작하게 되며, 선택신호(SEL)가 "10"이면 멀티플렉서(26a)만 동작하게 되고, 선택신호(SEL)가 "11"이면 두 개의 멀티플렉서(26a, 26b)가 동작하게 된다.

그리고, 선택신호(SEL)에 의해 한 개의 멀티플렉서 또는 두 개의 멀티플렉서가 동작할 경우 그 멀티플렉서(26a, 26b)로 입력되는 앤드 게이트(24)로부터의 신호상태에 따라 해당 멀티플렉서는 그에 딸린 서브 게이트를 구동시키게 된다.

예를 들어, 멀티플렉서(26a)를 동작시키는 경우에 대해 설명하면, 그 멀티플렉서(26a)로 입력된 앤드 게이트(24)의 신호가 "1"이면 서브 게이트(27)가 구동되고, 그 앤드 게이트(24)의 신호가 "10"이면 서브 게이트(29)가 구동되며, 그 앤드 게이트(24)의 신호가 "11"이면 두 개의 서브 게이트(27,29)가 구동된다. 물론 다른 멀티플렉서에 대해서도 동일하게 적용된다.

이와 같이 서브 게이트(27,28,29,30)가 시분할적으로 구동될 때, 저항(R1, R2)의 저항값에 따라 서브 게이트(27,28,29,30)와 접지단(GND) 사이의 전류량이 조절되므로, 결국에는 분할시킨 게이트의 수만큼 화면계조처리의 단계의 수가 증가된다.

이상 설명한 바와 같은 본 발명에 의하면, 멀티플렉서와 다중분할된 게이트를 채용함에 따라 종래 구성과 비교하여 볼 때 보다 정확한 그레이 스케일 구현 및 보다 나은 다단계 화면계조처리를 행할 수 있게 된다.

본 발명은 상술한 실시예로만 한정되는 것이 아니라 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위내에서 수정 및 변형하여 실시할 수 있다.

Claims (1)

1. 외부에서 입력되는 데이터를 클럭신호에 동기시켜 순차적으로 출력하는 쉬프트 레지스터와, 상기 쉬프트 레지스터에서 출력되는 데이터를 일시적으로 저장 출력하는 래치와, 상기 래치에서 출력되는 데이터를 일정기간 유지시켜 주는 앤드 게이트 및, 상기 앤드 게이트로부터의 신호를 입력받아 선택신호에 따라 스캔할 게이트를 결정하는 멀티플렉서로 구성되고, 상기 게이트는 다수개의 서브 게이트로 분할 구성된 전계 방출 표시기의 멀티 게이트 구동장치.

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