KR100338516B1 - 전계 방출 표시소자 및 전계 분포 안정화 방법 - Google Patents

전계 방출 표시소자 및 전계 분포 안정화 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 화질을 향상할 수 있도록 한 전계 방출 표시소자에 관한 것이다.
본 발명의 전계 방출 표시소자는 스페이서에 축적된 전하를 제거하기 위한 축적전하 제거부를 구비하며; 축적전하 제거부는; 수평 및 수직동기신호를 입력받고, 수평동기신호의 로우구간에 제 1제어신호를 생성함과 아울러 수평동기신호의 하이구간에 제 2제어신호를 생성하는 제어부와; 스페이서와 전압원 사이에 접속되어 상기 제 1제어신호가 입력될 때 턴-온되어 스페이서를 전압원에 접속시키기 위한 제 1절환소자와; 스페이서와 기저전압원 사이에 접속되어 제 2제어신호가 입력될 때 스페이서를 기저전압원에 접속시키기 위한 제 2절환소자를 구비한다.
본 발명에 의하면, 스페이서에 축적된 전하를 재결합 또는 방출함으로써 전계 방출 표시소자의 화질을 향상시킨다.

Description

전계 방출 표시소자 및 전계 분포 안정화 방법{Field Emission Display and Stabilization Method of Field distribution thereon}
본 발명은 전계 방출 표시소자에 관한 것으로, 특히 화질을 향상할 수 있도록 한 전계 방출 표시소자 및 전계 분포 안정화 방법에 관한 것이다.
최근, 음극선관(Cathode Ray Tube : CRT)의 단점인 무게와 부피를 줄일 수 있는 각종 평판 표시장치들이 개발되고 있다. 이러한 평판 표시장치에는 액정 표시장치(Liquid Crystal Display : 이하 'LCD'라 함), 전계 방출 표시장치(Field Emission Display : 이하 'FED'라 함) 및 플라즈마 표시장치(Plasma Display Panel : 이하 'PDP'라 함), 일렉트로 루미네센스(Electro-luminescence : 이하 'EL'이라 함) 등이 있다. 표시품질을 개선하기 위하여, 평판 표시장치의 휘도, 콘트라스트 및 색순도를 높이기 위한 연구개발이 활발히 진행되고 있다.
FED는 첨예한 음극(에미터)에 고전계를 집중해 양자역학적인 터널(Tunnel) 효과에 의하여 전자를 방출하고, 방출된 전자를 이용하여 형광체를 여기시킴으로써화상을 표시하게 된다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 애노드 전극(4) 및 형광체(6)가 적층된 상부 유리기판(2)과, 하부 유리기판(8) 상에 형성되는 전계방출 어레이(32)를 구비한 FED가 도시되어 있다. 전계방출 어레이(32)는 하부 유리기판(8) 상에 형성되는 캐소드 전극(10) 및 저항층(12)과, 저항층(12)상에 형성되는 게이트 절연층(14) 및 에미터(22)와, 게이트 절연층(14) 상에 형성되는 게이트 전극(16)을 구비한다. 캐소드 전극(10)은 에미터(22)에 전류를 공급하게 되며, 저항층(12)은 캐소드 전극(10)으로부터 에미터(22) 쪽으로 인가되는 과전류를 제한하여 에미터(22)에 균일한 전류를 공급하는 역할을 하게 된다. 게이트 절연층(14)은 캐소드 전극(10)과 게이트 전극(16) 사이를 절연하게 된다. 게이트 전극(16)은 전자를 인출시키기 위한 인출전극으로 이용된다. 상부 유리기판(2)과 하부 유리기판(8) 사이에는 스페이서(40)가 설치된다. 스페이서(40)는 상부 유리기판(2)과 하부 유리기판(8) 사이의 고진공 상태를 유지할 수 있도록 상부 유리기판(2)과 하부 유리기판(8)을 지지한다.
화상을 표시하기 위하여, 캐소드 전극(10)에 부극성(-)의 캐소드전압이 인가되고 애노드 전극(4)에 정극성(+)의 애노드전압이 인가된다. 그리고 게이트 전극(16)에는 정극성(+)의 게이트 전압이 인가된다. 그러면, 에미터(22)로부터 방출된 전자빔(30)이 애노드 전극(4) 쪽으로 가속된다. 이 전자빔(30)이 적색·녹색·청색의 형광체(6)에 충돌하여 형광체(6)를 여기시키기 된다. 이때, 형광체(6)에 따라 적색·녹색·청색 중 어느 한 색의 가시광이 발생된다. 스페이서(40)는 도 3과 같이 게이트 전극(16)과 나란하게 형성된다. 이 때문에 어느 한 서브화소 또는 화소 내에서 발생된 전자빔(30)이 형광체(6) 쪽으로 가속될 때, 전자빔(30) 확산에 의해 도 4와 같이 스페이서(40)에 전하(42)가 축적된다. 이렇게 축적된 전하는 인접한 화소 셀간의 크로스 토크(Cross talk) 및 방전 불균일 현상을 발생시킨다. 즉, 스페이서(40)에 축적된 전하(42)는 화소 셀의 균일성을 저해하거나 방전의 불균일 현상을 발생시켜 FED의 화질을 저하시킨다.
스페이서(40)에 전하(42)가 축적되는 것을 방지하기 위하여 미국 특허공보 '5,532,548'에서는 도 5와 같이 스페이서(44)에 소정개수의 전극(46)을 형성하였다. 스페이서(44)에 형성된 전극(46)에는 소정전압이 인가되어 스페이서(44)에 전하가 축적되는 것을 방지한다. 하지만, 소정크기 이하의 스페이서(44)에 전극을 형성하기가 어려울 뿐만 아니라 전극 형성에 상당한 공정시간이 소비되어 생산성이 저하된다.
따라서, 본 발명의 목적은 스페이서에 축적되는 전하를 재결합 또는 방출시켜 화질을 향상 할 수 있도록 한 전계 방출 표시소자 및 전계 분포 안정화 방법을 제공하는데 있다.
도 1은 전계 방출 표시소자를 나타내는 사시도.
도 2는 도 1에 도시된 전계 방출 표시소자의 단면도.
도 3은 도 1에 도시된 스페이서의 배치를 나타내는 평면도.
도 4는 도 3에 도시된 스페이서에 전하가 축적되는 것을 나타내는 단면도.
도 5는 도 3에 도시된 스페이서에 형성되는 전극을 나타내는 단면도.
도 6은 본 발명의 실시예에 의한 축적전하 제거부를 나타내는 블록도.
도 7은 도 6에 도시된 절환소자의 타이밍도를 나타내는 도면.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
2 : 상부 유리기판 4 : 애노드 전극
6 : 형광체 8 : 하부 유리기판
10 : 캐소드 전극 12 : 저항층
14 : 게이트 절연층 16 : 게이트 전극
22 : 에미터 전극 30 : 전자빔
32 : 전계 방출 어레이 40,44 : 스페이서
42 : 전하 46 : 전극
62,64 : 스위치 66 : 제어부
68 : 영상데이터 70 : 동기신호
72 : 출력라인
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 전계 방출 표시소자는 스페이서에축적된 전하를 제거하기 위한 축적전하 제거부를 구비한다.
본 발명의 전계 분포 안정화 방법은 스페이서에 정극성의 전압을 인가하여 스페이서에 축적된 전하를 재결합시키는 단계를 포함한다.
상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 특징들은 첨부도면을 참조한 실시예에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.
이하, 도 6 내지 도 7을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하기로 한다.
도 6은 본 발명의 실시예에 의한 축적전하 제거부를 나타내는 블록도이다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 축적전하 제거부는 수평 및 수직동기신호를 입력받는 제어부(66)와, 제어부(66)의 제어신호에 응답하여 턴-온(Turn-on) 및 턴-오프(Turn-off)되는 제 1 및 제 2 스위치(62,64)를 구비한다. 제 1 스위치(62)는 전압원(VR)과 접속되고, 제 2 스위치(64)는 기저 전압원(GND)과 접속된다. 제 1 및 제 2 스위치(62,64)의 출력라인(72)은 도 3에 형성되어 있는 스페이서들(40)에 공통으로 연결되어 있다. 제어부(66)는 수평 및 수직동기신호를 입력받아 영상 데이터와 동기 신호로 분리한다. 이때, 제어부(66)에 영상데이터(68)가 입력되면 도 7과 같이 제어부(66)는 제 2 스위치(64)를 턴-온시킨다. 제 2 스위치(64)가 턴-온되면 스페이서들(40)은 기저 전압원(GND)과 접속된다. 제어부(66)에 동기신호(70)가 입력되면 제어부(66)는 제 1 스위치(62)를 턴-온 시킨다. 제 1 스위치(62)가 턴-온되면 스페이서들(40)은 전압원(VR)과 접속된다. 스페이서들(40)이 전압원(VR)과 접속되면, 전압원(VR)으로부터 스페이서들(40)에 축적된 전압을 재결합 할 수 있는 소정전압의 양극성(+) 전압이 공급된다. 즉, 본 발명의 축적전하 제거부는 영상데이터(68)가 입력되는 기간동안 스페이서들(40)에 축적된 전하를 동기신호(70)가 입력되는 기간동안 재결합시킨다. 또한, 본 발명의 축적전하 제거부의 전압원(VR)에 부극성(-)의 전압이 공급될 수도 있다. 전압원(VR)에 부극성의 전압이 공급되면, 스페이서들(40)에 축적된 전하들은 상부 유리기판과 하부 유리기판 사이의 진공공간으로 방출된다. 진공공간으로 방출된 전자들은 다음 전자의 방출시 재이용 된다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 전계 방출 표시소자 및 전계 분포 안정화 방법에 의하면 스페이서에 축적된 전하를 재결합 또는 방출함으로써 전계 방출 표시소자의 화질을 향상시킨다.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.

Claims (5)

  1. 적어도 하나이상의 스페이서를 구비하는 전계 방출 표시소자에 있어서;
    상기 스페이서에 축적된 전하를 제거하기 위한 축적전하 제거부를 구비하며;
    상기 축적전하 제거부는;
    수평 및 수직동기신호를 입력받고, 상기 수평동기신호의 로우구간에 제 1제어신호를 생성함과 아울러 상기 수평동기신호의 하이구간에 제 2제어신호를 생성하는 제어부와;
    상기 스페이서와 전압원 사이에 접속되어 상기 제 1제어신호가 입력될 때 턴-온되어 상기 스페이서를 상기 전압원에 접속시키기 위한 제 1절환소자와;
    상기 스페이서와 기저전압원 사이에 접속되어 상기 제 2제어신호가 입력될 때 상기 스페이서를 상기 기저전압원에 접속시키기 위한 제 2절환소자를 구비하는 것을 특징으로 하는 전계 방출 표시소자.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 전압원은 정극성 전압 및 부극성 전압 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 전계 방출 표시소자.
  3. 상부 유리기판과 하부 유리기판에 사이에 형성되는 적어도 하나이상의 스페이서를 구비하는 전계 방출 표시소자의 구동방법에 있어서,
    영상 데이터가 입력될 때 상기 스페이서를 기저전압원에 접속시키는 단계와,
    상기 영상 데이터가 입력되지 않을 때 상기 스페이서에 정극성 또는 부극성의 전압을 인가하여 상기 스페이서에 축적된 전하을 재결합시키거나 상기 스페이서에 축적된 전하을 상기 스페이서 외부로 방출시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전계 분포 안정화 방법.
  4. 삭제
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