KR100257564B1

KR100257564B1 - Current source circuit for field emission device

Info

Publication number: KR100257564B1
Application number: KR1019970035030A
Authority: KR
Inventors: 최창운
Original assignee: 김영남; 오리온전기주식회사
Priority date: 1997-07-25
Filing date: 1997-07-25
Publication date: 2000-06-01
Also published as: KR19990011791A

Abstract

PURPOSE: A current source circuit of an electric field emission device is provided to reduce a sharp voltage variation of an emitter generated upon applying a scan pulse by applying a voltage at an under stage of the emitter without a video signal. CONSTITUTION: The electric field emission device includes an emitter(11) having a current source controlling a current amount depending on whether a video signal is input or not. A switching device(Q4) is placed on the under stage of the emitter. The switching device is switched depending on whether the video signal is input or not, thereby providing a desired voltage to the under stage of the emitter. The switching device is a PMOS transistor.

Description

Current source circuit of field emission device

본 발명은 전계 방출 소자의 전류원 회로에 관한 것으로, 보다 상세하게는 스캔펄스 전압을 인가하는 경우 에미터의 전압변동을 줄이도록 된 전계 방출 소자의 전류원 회로에 관한 것이다.The present invention relates to a current source circuit of a field emission device, and more particularly to a current source circuit of the field emission device to reduce the voltage variation of the emitter when applying a scan pulse voltage.

일반적으로, 각종 장치에서 발생되는 여러 가지의 전기적인 정보를 시각 정보로 변화시켜 인간에게 전달해 주는 디스플레이의 일예로서 전계 방출 표시기(Field Emission Display)를 들수 있는데, 이 전계 방출 표시기에 채용되는 전계 방출 소자의 기본 구조는 통상적으로 제1도에 도시된 바와 같이 에미터 전극(10)에 접속된 에미터(11)와, 그 에미터(11)의 상부에서 일정 간격을 유지한 채로 설치된 게이트(12) 및, 배면(즉, 게이트(12)를 마주 보고 있는 면)에 형광막(14)이 코팅된 채로 상기 게이트(12)의 상부에서 일정 간격을 두고 설치된 애노드(13)로 이루어진다.In general, a field emission display is an example of a display that changes various electrical information generated by various devices into visual information and delivers it to humans. The basic structure of the emitter 11 is typically connected to the emitter electrode 10, as shown in FIG. 1, and the gate 12 provided with a constant distance on top of the emitter 11. And an anode 13 provided at a predetermined interval on the top of the gate 12 with the fluorescent film 14 coated on the rear surface (ie, the surface facing the gate 12).

여기서, 상기 에미터(11)는 일명 팁(tip)이라고도 하고, 그 팁은 날카롭게 생겼으며 구동저원에 의해 전자들을 방출시키기 위해 대략 400Å이하의 반경을 가지게 된다.Here, the emitter 11 is also called a tip, which is sharply shaped and has a radius of about 400 kW or less for emitting electrons by the driving source.

그리고, 상기 게이트(12)에는 홀이 형성되어 있는데, 상기 에미터(11)의 상부가 그 홀을 향해 있다.A hole is formed in the gate 12, and an upper portion of the emitter 11 faces the hole.

또한, 상기 애노드(13)는 상기 에미터(11)에서 방출된 전자들을 끌어 당기는 역할을 담당하고, 또한 상기 형광막(14)에 의한 광이 투과될 수 있도록 투명성을 가진다.In addition, the anode 13 plays a role of attracting electrons emitted from the emitter 11, and also has transparency to transmit light by the fluorescent film 14.

이와 같이 구성된 일반적인 전계 방출 소자의 동작에 대해 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation of the general field emission device configured as described above are as follows.

에미터(11)를 접지시키고 이에 근접한 게이트(12)를 포지티브 바이어스(positive bias)시킨 후에 구동전원을 인가시키게 되면, 냉음극의 팁에 강한 전계가 발생되고, 그 강한 전계에 의하여 전자들이 양자역학적인 터널링(tunneling)효과에 의해 에미터(11)로부터 방출된다.When the driving power is applied after the emitter 11 is grounded and the gate 12 adjacent thereto is positively biased, a strong electric field is generated at the tip of the cold cathode, and the strong electric field causes electrons to be quantum mechanically. It is emitted from the emitter 11 by the phosphorous tunneling effect.

그 방출된 전자는 게이트(12)를 통과하면서 가속화되어 진공 상태를 이동하여 투명 전극상의 양극판 형광막(14)을 코팅한 스크린의 화소에 높은 에너지를 가지고 충돌하여 발광하게 된다. 이때, 게이트(12)에 의해 흡수되는 전자가 거의 없기 때문에 높은 효율을 갖게 되고, 거의 모든 전자가 형광막(14)을 코팅한 스크린에 도달하게 된다.The emitted electrons are accelerated while passing through the gate 12 to move the vacuum state and collide with the high pixel energy on the screen of the positive electrode plate fluorescent film 14 coated on the transparent electrode to emit light. At this time, since almost no electrons are absorbed by the gate 12, high efficiency is achieved, and almost all electrons reach the screen coated with the fluorescent film 14.

이와 같은 전계 방출 소자가 채용된 전계 방출 표시기에서 컬러 표시를 실현할 때, RGB의 화소를 동시에 발광시키게 되므로 색이 표시되는 것이다.When color display is realized in a field emission indicator employing such a field emission element, colors are displayed because the pixels of RGB are simultaneously emitted.

한편, 광의 색상이나 휘도는 게이트 전압에 의해 형광막(14)상에 도달하는 방출 전자의 밀도 등을 변화시켜 조절하게 된다.On the other hand, the color and brightness of light are adjusted by changing the density of emitted electrons reaching the fluorescent film 14 by the gate voltage.

한편, 상술한 바와 같은 종래의 전계 방출 표시기에서 전계 방출 소자의 에미터 하단에는 전류량을 제어할 수 있는 전류원 회로가 통상적으로 설치된다.On the other hand, in the conventional field emission indicator as described above, a current source circuit capable of controlling the amount of current is usually installed at the bottom of the emitter of the field emission element.

즉, 제2도에 예시적으로 나타낸 바와 같이 에미터(11)의 하단에 게이트가 상호 연결되면서 저항(R1)을 매개로 제1전원단(Vdd1)에 접속된 전류 미러형 트랜지스터(Q1, Q2)와, 게이트가 비디오신호(data) 입력단에 접속되고 드레인은 상기 트랜지스터(A2)의 소오스에 접속되며 소오스는 접지된 트랜지스터(Q3)로 구성되어, 상기 에미터(11)에 대한 전류원을 형성하게 된다.That is, as illustrated in FIG. 2, the current mirror transistors Q1 and Q2 connected to the first power supply terminal Vdd1 through the resistor R1 while the gates are connected to the bottom of the emitter 11. ), A gate is connected to the video signal data input terminal, a drain is connected to a source of the transistor A2, and the source is composed of a grounded transistor Q3 to form a current source for the emitter 11. do.

그런데, 비디오신호(data)가 인가되지 않는 상태에서 게이트(12)에 고전압 스캔펄스가 인가되면 순간적으로 상기 에미터(11)의 전압이 그 스캔펄스 전압과 함께 증가하여 하단에 연결된 전류소오스에 손상(예를 들어, 트랜지스터(Q2, Q3)의 파손)을 입히게 될 뿐만 아니라 전류원의 전류량의 변동을 야기시키게 된다.However, when a high voltage scan pulse is applied to the gate 12 in a state where the video signal data is not applied, the voltage of the emitter 11 instantly increases with the scan pulse voltage to damage the current source connected to the lower end. (For example, breakage of transistors Q2 and Q3), as well as causing variations in the amount of current in the current source.

따라서 본 발명은 상술한 종래의 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로, 비디오신호의 비인가시 에미터의 하단에 소정의 전압을 가해줌으로써 스캔펄스 인가시 발생되는 에미터의 급격한 전압변동을 줄이도록 한 전계 방출 소자의 전류원 회로를 제공함에 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention has been made to solve the above-described problems, and by applying a predetermined voltage to the lower end of the emitter when the video signal is not applied, the field emission is reduced to reduce the sudden voltage change of the emitter generated when the scan pulse is applied. The purpose is to provide a current source circuit for the device.

상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 비디오신호의 입력여부에 따라 전류량을 제어하는 전류원을 하단에 갖춘 에미터를 구비한 전계 방출 소자에 있어서, 상기 에미터의 하단에 설치되고, 상기 비디오신호의 입력여부에 따라 스위칭되어 상기 에미터의 하단에 소정의 전압을 제공하는 스위칭소자를 추가로 구비한 전계 방출 소자의 전류원 회로가 제공된다.According to a preferred embodiment of the present invention to achieve the above object, in the field emission device having an emitter having an emitter at the bottom with a current source for controlling the amount of current in accordance with the input of the video signal, installed at the bottom of the emitter A current source circuit of the field emission device is further provided with a switching device that switches according to whether the video signal is input and provides a predetermined voltage at the bottom of the emitter.

제1도는 일반적인 전계 방출 소자의 기본 구조를 설명하는 도면.1 is a diagram for explaining the basic structure of a general field emission device.

제2도는 일반적인 전계 방출 소자의 전류원 회로에 대한 문제점을 설명하기 위한 회로도.2 is a circuit diagram for explaining a problem with a current source circuit of a general field emission device.

제3도는 본 발명의 실시예에 따른 전계 방출 소자의 전류원 회로도이다.3 is a current source circuit diagram of a field emission device according to an embodiment of the present invention.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

10 : 에미터 전극 11 : 에미터10 emitter electrode 11 emitter

12 : 게이트 13 : 애노드12: gate 13: anode

14 : 형광막 Q1, Q2 : 전류미러형 트랜지스터14: fluorescent film Q1, Q2: current mirror type transistor

A3 : 트랜지스터 A4 : 스위칭소자(트랜지스터)A3: transistor A4: switching element (transistor)

이하, 본 발명의 실시예에 대해 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

제3도는 본 발명의 실시예에 따른 전계 방출 소자의 전류원 회로도로서, 상술한 제2도에 설명한 부분과 동일한 요소에 대해서는 참조부호를 동일하게 부여하면서 그에 대한 설명은 생략한다.FIG. 3 is a current source circuit diagram of the field emission device according to the embodiment of the present invention. The same elements as those described in FIG. 2 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.

제3도와 제2도의 차이점은 게이트가 비디오신호(data) 입력단 및 트랜지스터(Q3)의 게이트에 접속되고 드레인이 소정의 전압단(Vdd2)에 접속되며 소오스가 에미터(11)의 하단(즉, 트랜지스터(Q2)의 상단)에 접속된 스위칭소자(Q4)가 추가로 구비된다는 점이 차이난다.The difference between FIG. 3 and FIG. 2 is that the gate is connected to the video signal input terminal and the gate of transistor Q3, the drain is connected to the predetermined voltage terminal Vdd2, and the source is the lower end of the emitter 11 (i.e. The difference is that an additional switching element Q4 connected to the transistor Q2 is provided.

여기서, 상기 스위칭소자(Q4)는 MOS트랜지스터중에서 PMOS트랜지스터로 구성됨이 바람직하다.Here, the switching element Q4 is preferably composed of a PMOS transistor among the MOS transistors.

이어, 상기와 같이 구성된 본 발명의 실시예에 따른 전계 방출 소자의 전류원 회로의 동작에 대해 설명하면 다음과 같다.Next, the operation of the current source circuit of the field emission device according to the embodiment of the present invention configured as described above is as follows.

먼저, 비디오신호(data)가 “0”(즉, 전류원으로부터의 방출전류가 없음을 의미함)일 경우에는 트랜지스터(Q3)는 턴오프되고, 스위칭소자(Q4)는 턴온되므로 그 스위칭소자(Q4)를 통해 에미터(11)의 하단에는 소정의 전압(Vdd2)이 제공된다.First, when the video signal data is "0" (that is, no emission current from the current source), the transistor Q3 is turned off and the switching element Q4 is turned on so that the switching element Q4 is turned on. The lower end of the emitter 11 is provided with a predetermined voltage (Vdd2) through.

따라서, 게이트(12)에 스캔펄스 전압이 인가되더라도 에미터(11)의 급격한 전압변동은 발생하지 않게 된다.Therefore, even when a scan pulse voltage is applied to the gate 12, the sudden voltage change of the emitter 11 does not occur.

그리고, 상기 비디오신호(data)가 “1”(즉, 전류원으로부터 전류가 방출됨을 의미함)일 경우에는 상기 트랜지스터(Q3)가 턴온되는 반면에 상기 스위칭소자(Q4)는 턴오프되므로 전류원의 패스가 형성되어 상기 에미터(11)에서는 전자를 방출하게 된다.When the video signal data is “1” (that is, current is emitted from the current source), the transistor Q3 is turned on while the switching device Q4 is turned off, so that the path of the current source is turned off. Is formed to emit electrons from the emitter 11.

이상 설명한 바와 같은 본 발명에 의하면, 비디오신호가 비인가되는 상태에서 게이트에 스캔펄스 전압 인가시 에미터의 하단에 이미 소정의 전압에 제공되고 있는 상태이므로 급격한 전압 변동을 방지할 수 있게 될 뿐만 아니라, 그로 인해 에미터 하단에 연결된 전류원의 손상을 방지하게 되고, 공급 전류량의 변동을 줄일 수 있게 된다.According to the present invention as described above, since the voltage is already applied to the lower end of the emitter when the scan pulse voltage is applied to the gate while the video signal is not applied, it is possible to prevent sudden voltage fluctuations. This prevents damage to the current source connected to the bottom of the emitter and reduces fluctuations in the supply current.

한편, 본 발명은 상술한 실시예로만 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위내에서 수정 및 변형하여 실시할 수 있는 것이다.In addition, this invention is not limited only to the above-mentioned embodiment, It can implement by modifying and modifying within the range which does not deviate from the summary of this invention.

Claims

A field emission device having an emitter having a current source at the bottom having a current source for controlling the amount of current according to the input of a video signal, the field emission device being provided at the bottom of the emitter and switched according to the input of the video signal to A current source circuit of a field emission device, characterized in that it further comprises a switching device for providing a predetermined voltage at the bottom.

The current source circuit of a field emission device according to claim 1, wherein said switching device is a MOS transistor.

The current source circuit of a field emission device according to claim 2, wherein the MOS transistor is a PMOS transistor.