KR100260266B1 - 패널의 측면부 결함을 보상한 전계방출표시소자 및 그 구동방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 패널의 측면부 결함을 보상한 전계방출표시소자 및 그 구동방법에 관한 것으로, 특히 다수개의 게이트 라인에 존재하는 각 픽셀군 사이에 저항층을 형성하여 전압강하를 유도하고, 저항층이 형성된 상기 다수개의 게이트 라인 일측 단자 및 타측 단자에 순차적으로 게이트 구동전압을 인가하여 패널 측면부의 결함을 보상한 전계방출표시소자 및 그 구동방법에 관한 것으로, 상기 목적 달성을 위하여 다수개의 게이트 라인에 존재하는 각 픽셀군 사이에 형성되어 전압강하를 유도하는 다수개의 게이트 저항층과, 상기 다수개의 게이트 라인 일측 단자 및 타측 단자에 순차적으로 게이트 구동전압을 인가하는 게이트 구동회로를 구비하며, 또한 상기 목적 달성을 위하여 다수개의 게이트 라인에 존재하는 각 픽셀군 사이에 저항층을 형성하는 과정과, 상기 과정에서 저항층이 형성된 다수개의 게이트 라인 일측 단자에 순차적으로 게이트 구동전압을 인가하는 과정과, 상기 과정에서 구동전압이 인가된 다수개의 게이트 라인 타측 단자에 순차적으로 게이트 구동전압을 인가하는 과정을 포함하며, 이를 통해 패널이 전체적으로 고른 휘도를 갖는 효과를 얻을 수 있다.

Description

패널의 측면부 결함을 보상한 전계방출표시소자 및 그 구동방법

본 발명은 패널의 측면부 결함을 보상한 전계방출표시소자 및 그 구동방법에 관한 것으로, 특히 다수개의 게이트 라인에 존재하는 각 픽셀군 사이에 저항층을 형성하여 전압강하를 유도하고, 저항층이 형성된 다수개의 게이트 라인 일측 단자 및 타측 단자에 순차적으로 게이트 구동전압을 인가하여 패널 측면부의 결함을 보상한 전계방출표시소자 및 그 구동방법에 관한 것이다.

일반적으로 전계방출표시소자(Field Emission Displays, 이하 "FED"라 한다)는 시각전환율(Optical Conversion Efficiency), 저비용 그리고 폭넓은 시야각에 대한 높은 전기적인 잠재력 때문에 지난 수년간 커다란 관심을 불러일으켜왔다.

그러나, 이러한 약속은 아직 실현되지 않고 있으며, 팁 어레이에 대한 설계가 성공적으로 이루어졌지만, 팁들의 균일성과 수명은 아직까지 만족스러운 단계에 이르지 못하고 있다.

또한 진공 패키징 기술들이 개발되고 있지만, 생산과 관련하여 아직까지 검증이 되고 있지 않다.

그러나, FED는 자동차에서와 같이 거친 외부환경에서 동작하는 응용분야에서 경쟁적인 잇점을 가지고 있다는 것은 주지의 사실이다.

FED는 CRT와 같은 표시장치를 밝혀주기 위해 수많은 마이크로 사이즈의 캐소드를 제작하는 고체상태의 IC 기술을 이용한 일종의 표시장치로, 빛은 형광체 스크린에 의해 발생되며, 베이스 플레이트 위에 죽 늘어선 필드 에미터들과 베이스 플레이트와 페이스 플레이트 사이의 우수한 진공상태를 유지하기 위해 주변에 유리원료에 의해 밀봉된 페이스 플레이트 위에 코팅된 형광체로 구성된다.

한 FED에 대한 미소의 1㎜ 평방면적을 확대해보면, 수평방향과 수직방향으로 여러개의 픽셀들이 존재함을 알 수 있으며, 각 픽셀내의 작은 면적을 조사해보면, 팁을 에워싸는 게이트에 인가되는 전압에 의해 조절되는 강한 전계에 의해 각 팁으로부터 전자들이 방출되는 많은 마이크로 팁들이 존재함을 알 수 있다

에미터 어레이 공정은 실리콘 웨이퍼 위에 형성된 온도적으로 성숙된 이산화 규소층과 함께 시작된다. 캐소드 도체가 증착된 다음에 두꺼운 절연층과 게이트 메탈이 증착된다. 조그마한 게이트 구멍은 식각에 의해 패턴이 만들어지고 팁홀은 캐소드 도체 위에 자리를 잡는다. 얇은 희생층은 증발에 의해 전자빔 진공관내에 설치된 실리콘 기판과 함께 게이트 메탈 상부에 형성된다. 에미터 팁은 수직으로 투사되는 증발에 의해 증착된다. 상부층과 희생층을 제거한 후, 마이크로 팁이 형성된다.

도 1은 전자빔 증착방법을 통해 만들어진 FED의 패널구조를 나타낸 것으로, 베이스 플레이트 위에 수많은 팁(30)들이 다수개의 픽셀군으로 형성되어 있고, 그 위에 다수개의 게이트 라인(10)이 배열되어 있으며 각 게이트 라인(10)에 존재하는 픽셀군 사이에는 저항층(20)이 형성되어 전압강하를 유도한다.

FED는 대부분 전자 빔(E-beam) 증착방법을 이용하여 메탈 팁을 제조하게 되는데, 이경우 전체 팁의 균일성이 판넬 중앙부와 측면부가 차이가 나 일반적인 동작에서 그 전자 방출 특성도 차이가 나게 된다.

이러한 이유로 저항층(20)을 형성하여 중앙부보다 측면부에 상대적으로 높은 전압을 인가시키는 방법을 사용한다.

그러나, 이 경우 발생되는 문제점은 다음과 같다.

즉, 예를들어 중앙부를 중심으로 왼쪽을 좌측면부, 오른쪽을 우측면부라 가정했을 때, 게이트 구동전압(Vgrid)을 게이트 라인(10)의 좌측면부에 인가하는 경우 좌측면부로부터 중앙부를 따라 저항층(20)에 의한 전압강하가 발생되어 게이트 구동전압(Vgrid)이 작아진다.

따라서, 중앙부에 비해 좌측면부의 게이트 구동전압(Vgrid)이 증가하여 상대적으로 낮은 좌측면부의 전자방출량을 보상하게 된다.

한편, 중앙부를 지나 우측면부로 갈수록 게이트 구동전압(Vgrid)은 저항층(20)에 의해 더욱 감소하게 된다.

이는 전자방출특성이 나쁜 우측면부에 중앙부보다 더 낮은 게이트 구동전압(Vgrid)을 인가시키는 경우가 되어 전자방출특성이 보다 나빠지게 된다.

결국, 전체 패널에서 발생되는 전자방출특성은 균일하지 못하고 측면부의 휘도 저하를 초래한다.

마찬가지로, 상기 게이트 라인의 우측면부에 게이트 구동전압(Vgrid)을 인가하는 경우에 있어서도 동일한 문제를 발생시킨다.

이에, 본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 제 문제점을 해소시키기 위하여 창안된 것으로, 다수개의 게이트 라인에 존재하는 각 픽셀군 사이에 저항층을 형성하여 전압강하를 유도하고, 저항층이 형성된 다수개의 게이트 라인 일측 단자 및 타측 단자에 순차적으로 게이트 구동전압을 인가하여 패널 측면부의 결함을 보상한 전계방출표시소자 및 그 구동방법을 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 FED에 대한 단면도.

도 2a는 게이트 전극의 좌측면부로부터 우측면부로 게이트 구동전압을 인가시 각부와 게이트 구동전압과의 관계를 나타낸 그래프.

도 2b는 각 픽셀군 사이에 게이트 저항이 첨가된 게이트 전극을 나타낸 다면도.

도 2c는 게이트 전극의 우측면부로부터 좌측면부로 게이트 구동전압을 인가시 각부와 게이트 구동전압과의 관계를 나타낸 그래프.

도 3은 게이트 구동회로를 이용해 다수개의 게이트 전극에 게이트 구동전압을 인가하는 관계를 나타낸 회로도.

〈도면의주요부분에대한부호의설명〉

10 : 게이트 라인 20 : 저항층

30 : 필드 에미션 팁 40 : 게이트 구동회로

50 :스위칭부 Vgrid : 게이트 구동전압

상기 목적 달성을 위한 본 발명은 다수개의 게이트 라인에 존재하는 각 픽셀군 사이에 형성되어 전압강하를 유도하는 다수개의 게이트 저항층과,

상기 다수개의 게이트 라인 일측 단자 및 타측 단자에 순차적으로 게이트 구동전압을 인가하는 게이트 구동회로와,

상기 게이트 구동회로에서 출력되는 게이트 구동전압을 선택적으로 상기 게이트 라인으로 전달하는 스위칭 수단을 구비함을 특징으로 한다.

상기 목적 달성을 위한 본 발명에 의한 전계방출표시소자 구동방법은 다수개의 게이트 라인에 존재하는 각 픽셀군 사이에 저항층을 형성하는 과정과,

상기 과정에서 저항층이 형성된 다수개의 게이트 라인 일측 단자에 순차적으로 게이트 구동전압을 인가하는 과정과,

상기 과정에서 구동전압이 인가된 다수개의 게이트 라인 타측 단자에 순차적으로 게이트 구동전압을 인가하는 과정으로 구성된 것을 특징으로 한다.

상술한 목적 및 기타의 목적과 본 발명의 특징 및 이점은 첨부도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통해 보다 분명해질 것이다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.

도 1의 게이트 라인(10)에 저항층이 없는 종래의 기술에서는 동일한 게이트 구동전압이 게이트 라인(10)의 중앙부와 양 측면부에 걸릴 것이므로 패널의 중앙부 보다 상대적으로 형상이 불균일하고 방출 특성이 낮은 필드 에미션 팁(30)을 갖는 측면부의 방출전류가 작아서 휘도의 차가 생기게 된다.

측면부의 필드 에미션 팁(30)의 결함에 따른 낮은 휘도를 보상하기 위하여 측면부의 게이트에 중앙부 보다 상대적으로 높은 전압을 인가한다.

측면부와 중앙부로 차별화된 게이트 구동전압(Vgrid)값은 측면부로 갈수록 점차적으로 높고 중앙부로 갈수록 점차 낮아지도록 설계한다.

이와 같이 중앙부 보다 적당히 높은 게이트 구동전압(Vgrid)을 측면부에 인가하므로써 중앙부와 비슷한 정도의 고른 휘도를 갖도록 조절할 수 있다.

측면부와 중앙부에 차별화된 게이트 구동전압(Vgrid)을 인가하기 위하여 도 1에서와 같이 게이트 라인(10)에 저항층(20)을 형성하여 적당히 전압강하를 유도한다.

도 2a는 게이트 라인(10)의 좌측면부에 전압을 인가했을 경우의 게이트 구동전압(Vgrid)을 나타내고 있다.

게이트 라인(10)의 중앙부를 지나 오른쪽 부분으로 갈수록 저항 영역에서 전압강하가 일어나서, 좌측면부가 중앙부보다 높은 게이트 구동전압(Vgrid)을 갖고, 우측면부는 중앙부보다 낮은 게이트 구동전압(Vgrid)을 갖는다.

도 2b는 각 픽셀군 사이에 저항층(20)이 형성된 게이트 라인(10)을 나타낸 것이다.

도 2c는 상기 도 2a의 경우 우측면부에 인가되는 낮은 게이트 구동전압(Vgrid)을 보상하기 위하여 게이트 라인(10)의 우측면부에 전압을 인가했을 경우를 나타낸 것으로, 마찬가지로 저항영역에서 전압강하가 일어나서 중앙부를 지나 좌측면부로 갈수록 게이트 구동전압(Vgrid)이 점차 낮아지게 된다.

도 3은 상기 도 2a와 도 2c에서 설명한 바와 같이 첫번째 스캔때는 게이트 라인(10)의 좌측면부에 게이트 구동전압(Vgrid)을 인가하고, 두번째 스캔때는 우측면부에 게이트 구동전압(Vgrid)을 인가하는 구체적인 실시예를 나타낸 것이다.

각 픽셀군 사이에 형성되어 전압강하를 유도하는 다수개의 저항층(20)을 구비하는 다수개의 게이트 라인(10)과, 상기 다수개의 게이트 라인(10)을 구동하는 게이트 구동전압(Vgrid)을 발생시키는 게이트 구동회로(40)와, 상기 게이트 구동회로(40)에서 출력되는 게이트 구동전압(Vgrid)을 순차적으로 각 게이트 라인(10)으로 전달하는 스위칭부(50)로 구성된다.

게이트 구동전압(Vgrid)은 각 게이트 라인(10)의 좌측면부에 스위칭 소자를 통해 순차적으로 인가하고, 이후 우측면부에 순차적으로 인가한다.

즉, 두번의 스캔을 통해 게이트 라인(10)의 양 측면부분이 중앙부보다 상대적으로 높은 전압이 걸리게 되고 따라서 양측면부의 팁의 결점을 보상하여 좀더 향상된 발광특성을 보이게 된다.

이러한 저항층(20)은 실험을 통하여 적당한 값으로 형성하여 고른 휘도를 갖게 만들 수 있다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 다수개의 게이트 라인에 존재하는 각 픽셀군 사이에 저항층을 형성하여 전압강하를 유도하고, 저항층이 형성된 다수개의 게이트 라인 일측 단자 및 타측 단자에 순차적으로 게이트 구동전압을 인가하므로써 중앙부에 비하여 측면부의 게이트에 상대적으로 높은 전압이 가해지도록 하므로써 패널이 전체적으로 균일한 휘도를 갖는 효과가 있다.

본 발명의 바람직한 실시예는 예시의 목적을 위한 것으로 당업자라면 첨부된 특허청구범위에 개시된 본 발명의 사상과 범위를 통해 각종 수정, 변경, 대체 및 부가가 가능할 것이다.

Claims (2)

1. 다수개의 게이트 라인에 존재하는 각 픽셀군 사이에 형성되어 전압강하를 유도하는 다수개의 게이트 저항층과,

   상기 다수개의 게이트 라인 일측 단자 및 타측 단자에 순차적으로 게이트 구동전압을 인가하는 게이트 구동회로와,

   상기 게이트 구동회로에서 출력되는 게이트 구동전압을 선택적으로 상기 게이트 라인으로 전달하는 스위칭 수단을 구비함을 특징으로 하는 전계방출표시소자.
2. 다수개의 게이트 라인에 존재하는 각 픽셀군 사이에 저항층을 형성하는 과정과,

   상기 과정에서 저항층이 형성된 다수개의 게이트 라인 일측 단자에 순차적으로 게이트 구동전압을 인가하는 과정과,

   상기 과정에서 구동전압이 인가된 다수개의 게이트 라인 타측 단자에 순차적으로 게이트 구동전압을 인가하는 과정으로 구성된 것을 특징으로 하는 전계방출표시소자의 구동방법.

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