KR100302182B1 - 전계 방출 표시기의 에미터 구동 회로 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 스캔신호와 데이터신호를 동시에 입력할 경우에 발생되는 순간적인 고전압에도 손상을 입지 않고 화상구현동작이 계속 행해지도록 함과 더불어 고속 응답속도를 가질 수 있도록 한 전계 방출 표시기의 에미터를 구동 회로를 제공하기 위한 것이다.
이를 위해 본 발명은, 애노드와 게이트 및 에미터를 갖춘 다수개의 전계 방출 소자로 구성된 전계 방출 표시기에서, 스캔신호 및 데이터신호의 입력여부에 따라 상기 에미터의 전자방출을 제어하는 전자방출 제어부를 구비함으로써, 스캔신호와 데이터신호가 동시에 입력될 경우 순간적인 고전압에도 불구하고 전자방출 제어수단은 손상을 입지 않고 계속 동작을 수행하여 에미터의 전자방출에 의해 원하는 화상을 충분히 얻을 수 있을 뿐만 아니라 종래의 방식에 비해 고속 응답속도를 가지게 된다.

Description

전계 방출 표시기의 에미터 구동 회로
본 발명은 전계 방출 표시기의 에미터 구동 회로에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전계 방출 표시기(Field Emission Display)의 캐소드단에 스캔신호와 데이터신호를 동시에 인가할 수 있도록 된 전계 방출 표시기에 에미터 구동 회로에 관한 것이다.
일반적으로, 각종 장치에서 발생되는 여러 가지의 전기적인 정보를 시작 정보로 변화시켜 인간에게 전달해 주는 디스플레이의 일예로서 전계 방출 표시기(Field Emission Display)를 들 수 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.
여기서, 상기 에미터(11)는 일명 팁(tip)이라고도 하고, 그 팁은 날카롭게 생겼으며 구동전원에 의해 전자들을 방출시키기 위해 대략 400Å이하의 반경을 가지게 된다.
그리고, 상기 게이트(12)에는 홀이 형성되어 있는데, 상기 에미터(11)의 상부가 그 홀을 향해 있다.
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.
이와 같이 구성된 일반적인 전계 방출 소자의 동작에 대해 설명하면 다음과 같다.
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.
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.
이와 같은 전계 방출 소자가 채용된 전계 방출 표시기에서 컬러 표시를 실현할 때, RGB의 화소를 동시에 발광시키게 되므로 색이 표시되는 것이다.
한편, 광의 색상이나 휘도는 게이트 전압에 의해 형광막(14)상에 도달하는 방출 전자의 밀도 등을 변화시켜 조절하게 된다.
한편, 상술한 바와 같은 종래의 전계 방출 표시기에서의 셀 구동 방식으로는 가용성(fusible) 링크를 이용하여 과전류 차단회로를 구성시킨 방식(즉, 미국 특허공보 제 5,210,472호에 기재된 방식임)이 있다.
상기의 미국 특허공보 제 5,210,472호에 기재된 전계 방출 표시기의 셀 구동 회로에 대해 설명하면 다음과 같다.
제2도는 미국 특허공보 제 5,210,472호에 기재된 전계 방출 표시기의 셀 구동 회로에 대한 일실시예를 도시한 도면으로서, 한 픽셀은 직렬 접속된 FET(QC, QR)들의 어느 하나 또는 모두가 턴오프됨에 따라 턴오프(즉, 비방출상태로 됨)되며, 상기 복수의 FET중에서 적어도 한 FET가 비전도성(즉, 게이트 전압(VGS)이 소자의 스레시홀드 레벨(VT)이하로 떨어짐)으로 되는 순간에 베이스와 그리드 사이의 전압 전위가 방출 스레시홀드 전압 이상에서 전자들이 그 픽셀에 해당하는 에미터(22A, 22B,22C) 팁으로부터 방출되도록 구성된다.
여기서, 상기 베이스 전극(23)은 그리드(21)로부터 절연되고, 전계 방출을 증가시키기 위해 그 베이스 전극(23)은 한쌍의 직렬 접속된 전계 효과 트랜지스터(QC, QR)를 통해 접지전위를 유지하는 풀다운 노드에 접속된다.
그리고, 상기 트랜지스터(QC)는 트랜지스터(QR)가 로우 라인 신호(SR)에 의해 턴온/턴오프되는 동안 칼럼라인 신호(SC)에 의해 턴온/턴오프된다. CMOS, NMOS, TTL 및 다른 집적회로용 표준 로직 신호 전압은 대략 5[V] 또는 그 이하이고, 컬럼 및 로우 라인 신호용으로 사용된다.
즉, 상기 FET(QC)에 데어터신호가 입력되고 상기 FET(QR)에 스캔신호가 입력되면 에미터(22A,22B,22C)는 전자를 방출하게 되는데, D에미터(22A,22B,22C)와 게이트(즉, 그리드;21) 사이에 고전압이 인가되면 가용성 링크(FL)가 끊어져 고전압을 차단하게 된다.
그런데, 만약 에미터(22A, 22B, 22C)와 게이트(즉, 그리드;21)사이에 고전압이 인가되었을 때 가용성 링크(FL)가 끊어지지 않으면 상기 FET(QC, QR)는 파괴된다. 또한, 순간적인 고전압이 인가되었을 때 가용성 링크(FL)가 끊어지더라도 상기 FET(QC,QR)는 다시는 사용하지 못하게 된다.
따라서 본 발명은 상술한 종래의 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로, 스캔신호와 데이터신호를 동시에 입력할 경우에 발생되는 순간적인 고전압에도 손상을 입지 않고 화상구현동작이 계속 행해지도록 함과 더불어 고속 응답속도를 가질 수 있도록 한 전계 방출 표시기의 에미터 구동 회로를 제공함에 그 목적이 있다.
제1도는 일반적인 전계 방출 소자의 기본 구조를 설명하는 도면.
제2도는 일반적인 전계 방출 표시기의 셀 구동 회로의 일예를 나타낸 도면.
제3도는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전계 방출 표시기의 에미터 구동 회로도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : 에미터 전극 11, 22A, 22B, 22C : 에미터
12 : 게이트 13 : 애노드
14 : 형광막 23 : 베이스 전극
FL : 가용성 링크(Fusible link) 30 : 전자방출 제어부
40 : 시정수 소자
상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 애노드와 게이트 및 에미터로 구성된 다수개의 전계 방출 소자를 갖는 전계 방출 표시기에 있어서, 입력되는 데이터신호에 의해 온/오프되는 제 1스위칭소자와, 제1스위칭소자의 스위칭 온/오프상태에 따라 입력되는 스캔신호를 접지한 바이패스시키는 제2스위칭소자 및 제2스위칭소자의 스위칭 온/오프상태에 따라 에미터의 전자방출을 제어하는 제3스위칭소자를 구비하는 전자방출 제어부를 구비함으로써 스캔신호 및 데이터 신호의 입력에 따라 에미터의 전자방출을 제어함을 특징으로 한다.
이하, 본 발명의 실시예에 대해 첨부된 도면을 참조하면 보다 상세히 설명한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전계 방출 표시기의 에미터 구동회로는 제3도에 도시된 바와 같이, 애노드(13)와 게이트(12) 및 에미터(11)로 구성된 다수개의 전계 방출 소자를 갖춘 전계 방출 표시기에서, 스캔신호(Scan) 및 데이터 신호(Date)의 입력여부에 따라 상기 에미터(11)의 전자방출동작을 제어하는 전자방출 제어부(30)를 구비한다.
여기서, 상기 전자방출 제어부(30)는 게이트가 상기 데이터신호(Date) 입력돤에 접속되고 드레인이 저항(R1)을 매개로 상기 스캔신호(Scan) 입력단에 접속된 제1스위칭소자(Tr1)로서의 MOS트랜지스터와, 게이트가 상기 저항(R1)과 상기 제1스위칭소자(Tr1)의 드레인 사이에 접속되고 드레인이 상기 스캔신호(Scan) 입력단에 접속된 제 2스위칭소자(Tr2)로서의 MOS트랜지스터 및, 게이트가 상기 스캔신호(Scan) 입력단에 접속되고 드레인이 상기 에미터(11)측에 접속되며 소오스가 접지된 제 3스위칭소자(Tr3)로서의 MOS트랜지스터로 구성된다.
여기서, 상기 전자방출 제어부(30)에는 상기 제 3스위칭소자(Tr3)의 턴온시간을 조정(예컨대, 단축)하는 시정수 소자(40)가 추가로 구비되는데, 그 시정수 소자(40)는 저항(R2)과 콘덴서(C)로 구성된다.
그리고, 본 발명의 실시예의 경우 상기 제 3스위칭소자(Tr3)는 파워 MOS트랜지스터로 설계됨이 바람직하다.
이어, 상기와 같이 구성된 본 발명의 실시예에 따른 전계 방출 표시기의 에미터 구동 회로의 동작에 대해 설명하면 다음과 같다.
먼저, 스캔신호(Scan)만 인가되고 데이터 신호(Date)는 인가되지 않는 경우에는 제1스위칭소자(Tr1)가 턴오프되고, 제 2스위칭소자(Tr2)가 턴온되므로, 상기 스캔신호(Scan)는 그 제 2스위칭소자(Tr2)를 통해 접지를 빠져 버리게 되어 에미터(11)에서의 전자방출이 행해지지 않게 된다.
이에 반해, 상기 스캔신호(Scan)와 데이터 신호(Date)가 모두 인가되는 경우에는 상기 제1 및 제 3스위칭소자(Tr1, Tr3)만이 턴온되므로, 상기 에미터(11)는 전자를 방출하게 되어 원하는 화상을 얻게 된다. 여기서, 상기 제 3스위칭소자(Tr3)의 게이트에는 시정수 소자(40)가 설치되어 있으므로, 상기 제 3스위칭소자(Tr3)의 턴온시간을 단축될 수 있다.
한편 본 발명은 상술한 실시예로만 한정되는 것이 아니라 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위내에서 수정 및 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 예컨대, 본 발명의 실시예에서는 상기 제1 내지 제 3스위칭소자(Tr1~Tr3)를 MOS트랜지스터로 구현하였으나, 바이폴라 정션 트랜지스터로 구현하여도 무방하다.
또한, 본 발명의 기술사상은 다이오드 형태의 전계 방출 표시기와 3극관 형태의 전계 방출 표시기에 응용될 수 있음은 물론이다.
이상 설명한 바와 같은 본 발명에 의하면, 스캔신호와 데이터신호가 동시에 입력될 경우 순간적인 고전압에도 불구하고 전자방출 제어수단은 손상을 입지 않고 계속동작을 수행함으로써 에미터의 전자방출에 의해 원하는 화상을 충분히 얻을 수 있을 뿐만 아니라 종래의 방식에 비해 고속 응답속도를 가지게 된다.

Claims (5)

  1. 애노드와 게이트 및 에미터로 구성된 다수개의 전계 방출 소자를 갖는 전계 방출 표시기에 있어서, 입력되는 데이터신호에 의해 온/오프되는 제1스위칭소자; 상기 제1 스위칭소자의 스위칭 온/오프상태에 따라 입력되는 스캔신호를 접지로 바이패스시키는 제 2스위칭소자; 및 상기 제 2스위칭소자의 스위칭 온/오프상태에 따라 상기 에미터의 전자방출을 제어하는 제 3스위칭소자를 구비하는 전자방출 제어부를 구비함으로써 상기 스캔신호 및 데이터 신호의 입력에 따라 상기 에미터의 전자방출을 제어함을 특징으로 하는 전계 방출 표시기의 에미터 구동 회로.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제 1 내지 제 3스위칭소자는 MOS트랜지스터로 이루어진 것을 특징으로 하는 전계 방출 표시기의 에미터 구동 회로.
  3. 제2항에 있어서, 상기 제 3스위칭소자는 파워 MOS트랜지스터인 것을 특징으로 하는 전계 방출 표시기의 에미터 구동 회로.
  4. 제1항에 있어서, 상기 제 3스위칭소자의 턴온시간을 조정하는 시정수 소자가 추가로 구비된 것을 특징으로 하는 전계 방출 표시기의 에미터 구동 회로.
  5. 제4항에 있어서, 상기 시정수 소자는 저항과 콘덴서로 구성된 것을 특징으로 하는 전계 방출 표시기의 에미터 구동 회로.
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