KR100531789B1 - Apparatus and method for driving againg of field emission display - Google Patents
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Abstract
본 발명은 전계 방출 소자에 관한 것으로, 특히 에이징(Aging) 처리 시 인가되는 직류 고전압을 듀티사이클(Duty Cycle)과 주파수 조정이 가능한 고전압 펄스로 변환하고, 그 변환된 고전압 펄스를 저에너지의 고전압 펄스로 변환하여 인가함으로써, 에이징 시간을 줄이고 아킹을 방지할 뿐만 아니라 소모되는 에너지를 줄일 수 있는 전계 방출 소자의 에이징 구동 장치 및 방법에 관한 것이다. 종래 직류 고전압을 이용한 에이징 방법은 전계 방출 소자에 직류 고전압을 인가하기 때문에 많은 양의 에너지가 소비되는 문제점과 입력되는 많은 양의 에너지로 인하여 소자에 많은 양의 전하가 충전되거나 고 전계에 의해 아킹이 발생함으로써, 소자에 피해를 주어 수명을 떨어뜨리는 문제점이 있었다. 이와 같은 문제점을 감안한 본 발명은 시간에 따라 펄스 폭이 가변하거나 또는 일정한 주파수와 듀티사이클을 갖는 고전압 펄스를 생성하고, 그 생성된 고전압 펄스를 저에너지의 고전압 펄스로 변환하여 애노드 전극에 인가함으로써, 짧은 시간의 에이징을 통해 아킹을 없앨 수 있고, 에너지의 소비를 줄일 수 있는 효과가 있다. 또한, 직류 고전압에 의해서 발생할 수 있는 피해를 없앰으로써, 소자의 수명을 늘릴 수 있고, 제품의 질을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a field emission device, and in particular, converts a DC high voltage applied during an aging process into a high voltage pulse capable of duty cycle and frequency adjustment, and converts the converted high voltage pulse into a low energy high voltage pulse. The present invention relates to an aging driving apparatus and method for a field emission device capable of reducing aging time and preventing arcing as well as reducing energy consumed by converting and applying the same. In the aging method using a direct current high voltage, a large amount of energy is consumed because of applying a direct current high voltage to the field emission device, and a large amount of charge is charged to the device due to a large amount of energy input or arcing due to a high electric field. There is a problem in that damage to the device to reduce the life. In view of the above problems, the present invention generates a high voltage pulse having a variable pulse width or a constant frequency and duty cycle according to time, and converts the generated high voltage pulse into a low energy high voltage pulse to apply to the anode electrode. Aging can eliminate arcing and reduce energy consumption. In addition, by eliminating the damage that can be caused by the DC high voltage, it is possible to increase the life of the device, it is possible to improve the quality of the product.
Description
본 발명은 전계 방출 소자에 관한 것으로, 특히 에이징(Aging) 처리 시 인가되는 직류 고전압을 듀티사이클(Duty Cycle)과 주파수 조정이 가능한 고전압 펄스로 변환하고, 그 변환된 고전압 펄스를 저에너지의 고전압 펄스로 변환하여 인가함으로써, 에이징 시간을 줄이고 아킹을 방지할 뿐만 아니라 소모되는 에너지를 줄일 수 있는 전계 방출 소자의 에이징 구동 장치 및 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a field emission device, and in particular, converts a DC high voltage applied during an aging process into a high voltage pulse capable of duty cycle and frequency adjustment, and converts the converted high voltage pulse into a low energy high voltage pulse. The present invention relates to an aging driving apparatus and method for a field emission device capable of reducing aging time and preventing arcing as well as reducing energy consumed by converting and applying the same.
일반적으로, 메탈-인슐레이터-메탈(Metal-Insulator-Metal, 이하 MIM) 전계 방출 소자(FED : Field Emission Display)는 도1에 도시된 바와 같이, 데이터전극(4)과 스캔전극(2)에 일정 전압(Vd-s)을 인가하면 스캔전극(2)에서 전자가 방출되고, 그 전자는 양자역학적인 터널(Tunnel)효과에 의해서 절연층(3)과 데이터전극(4)을 통과하여 방출된다.In general, a metal-insulator-metal (MIM) field emission display (FED) field is fixed to the data electrode 4 and the scan electrode 2, as shown in FIG. When the voltage Vd-s is applied, electrons are emitted from the scan electrode 2, and the electrons are emitted through the insulating layer 3 and the data electrode 4 by the quantum mechanical tunnel effect.
상기 방출된 전자(e)들은 더욱 큰 양극 전압인 애노드(5) 전압에 의해 형광체가 도포되어 있는 양극쪽으로 가속되고, 이 가속된 전자들이 형광체에 충돌하게 되면 에너지가 발생하게 된다. 상기 발생된 에너지에 의해 형광체에 있는 전자들이 여기 되었다가 떨어지면서 발광하게 된다. The emitted electrons (e) are accelerated toward the anode to which the phosphor is applied by the anode 5 voltage, which is a larger anode voltage, and energy is generated when these accelerated electrons collide with the phosphor. Due to the generated energy, electrons in the phosphor are excited and then fall off to emit light.
그리고, 상기 MIM의 고전압이 인가되는 상판(5)과 하판(1) 사이, 즉 양극과 음극 사이 영역에는 전자의 방출을 위해 고진공의 영역을 가진다.In addition, the region between the upper plate 5 and the lower plate 1 to which the high voltage of the MIM is applied, that is, between the anode and the cathode, has a high vacuum region for emitting electrons.
그러나, 고진공 영역을 만들기 위한 진공 튜브(Vacuum Tube)를 제작할 때 튜브의 표면 또는 소자 전극 표면에 오염물질(Contaminats)이 존재하는 경우가 있다.However, when fabricating a vacuum tube for making a high vacuum region, contaminats may be present on the surface of the tube or the element electrode surface.
이와 같은 고진공 영역에 오염물질(Contaminats)이 존재하는 경우, 전계 방출 소자를 구동 시키면 충분한 에너지를 가지는 전자들이 방출되고, 그 전자들이 상기 오염물질과 충돌하여 그 오염물질의 입자들(Particles)이 표면에서 떨어져 나가는 현상이 발생한다.In the case of contaminants in such a high vacuum region, when the field emission device is driven, electrons with sufficient energy are released, and the electrons collide with the contaminants, thereby causing particles of the contaminants to surface. Falling off.
이와 같은 현상이 발생하면 진공 내부에 높은 이온화 압력영역이 형성되어 스캔(Scan) 전극(2)과 데이터(Data) 전극(4) 사이에서 전자 방출을 촉진시키고, 그 방출된 전자들이 양극(Anode)으로 방출되지 않고 데이터 전극(4)을 치게되어 데이터 전극(4)을 과열(Overheating)시키게 된다.When such a phenomenon occurs, a high ionization pressure region is formed inside the vacuum to promote electron emission between the scan electrode 2 and the data electrode 4, and the emitted electrons are discharged from the anode. The data electrode 4 is not emitted to the data electrode 4, thereby overheating the data electrode 4.
이처럼 데이터 전극(4)이 과열되면 스캔 전극(2)과 데이터 전극(4) 사이의 에너지갭(Energy Gap)을 뛰어 넘는 휘도 방전 전류가 형성되며, 이는 스캔 전극(2)에 심각한 손상을 주게 되어 전계 방출 소자의 수명을 단축시키는 원인이 된다. 이와 같은 현상을 아킹(Arcing)이라고 한다.As such, when the data electrode 4 is overheated, a luminance discharge current exceeding an energy gap between the scan electrode 2 and the data electrode 4 is formed, which seriously damages the scan electrode 2. It causes the life of the field emission device to be shortened. This phenomenon is called arcing.
상기 아킹현상의 발생을 방지하기 위해서는 고진공내에 오염물질이 없어야 하며, 종래 MIM 전계 방출 소자의 오염물질을 제거하는 방법으로는 오염물질을 흡착할 수 있는 물질(Getter)을 넣어 전계 방출 소자가 구동할 때 흡착하도록 하였다. In order to prevent the arcing phenomenon, there should be no contaminants in the high vacuum, and the method of removing the contaminants of the conventional MIM field emission device is to insert a material capable of absorbing the contaminants to drive the field emission device. When adsorbed.
그러나, 상기와 같이 오염 물질을 흡착하는 물질을 상판과 하판의 진공부분에 포함시키기 위해서는 별도의 공정이 필요하게 되는 문제점이 있었다.However, there is a problem in that a separate process is required to include the substances adsorbing contaminants in the upper and lower vacuum portions as described above.
또한, 흡착물질에도 그 용량의 한계가 있고, 특히 MIM 전계 방출 소자의 크기에 따라 흡착물질의 용량도 차이가 있으며, 어느 한계점 이상에서는 오염물질을 흡착할 수 없어 아킹현상이 발생하게 되는 문제점이 있었다.In addition, the capacity of the adsorption material has a limit, and in particular, the capacity of the adsorption material varies depending on the size of the MIM field emission device. .
이와 같은 문제점을 해결하는 방법으로 직류 고전압(DC HV)을 이용한 에이징(aging) 방법이 있는데, 이 방법에 대해 도1을 참고하여 설명한다.There is an aging method using a DC high voltage (DC HV) as a method to solve this problem, this method will be described with reference to FIG.
먼저, 인가하고자 하는 최대 전압까지 점진적으로 증가하는 직류 고전압(DC HV)을 양극(Anode)(5)에 인가하면 표면에 있는 오염물질이 진공으로 떨어져 나오게 된다. 여기서, 상기 진공 상태는 전계 방출 소자가 봉지(Sealing)된 것이 아니라 진공펌프에 의해 계속 배기되어 진공이 만들어 지고 있는 상태이므로, 상기 분리된 오염물질들은 진공펌프에 의해서 배기된다.First, when a direct current high voltage (DC HV) gradually increasing up to the maximum voltage to be applied to the anode (5), the contaminants on the surface are released into the vacuum. Here, the vacuum state is not a sealed state (sealing), but a state in which a vacuum is made by continuously exhausting by the vacuum pump, the separated contaminants are exhausted by the vacuum pump.
이와 같은 과정이 끝나면 데이터 전극(4)과 스캔 전극(2)에 전압을 인가하여 전자를 방출하고, 그 방출된 전자에 의해서 다시 오염물질이 분리되고, 진공펌프에 의해서 배기된다.After this process, voltage is applied to the data electrode 4 and the scan electrode 2 to emit electrons. The pollutants are separated again by the emitted electrons and exhausted by a vacuum pump.
그러나, 상기와 같은 종래 직류 고전압을 이용한 에이징 방법은 전계 방출 소자에 직류 고전압을 인가하기 때문에 많은 양의 에너지가 소비되는 문제점이 있었다.However, the above-described aging method using the direct current high voltage has a problem in that a large amount of energy is consumed because the direct current high voltage is applied to the field emission device.
또한, 입력되는 많은 양의 에너지로 인하여 소자에 많은 양의 전하가 충전되거나 고 전계에 의해 아킹이 발생함으로써, 소자에 피해를 주어 수명을 떨어뜨리는 문제점이 있었다.In addition, due to a large amount of energy input, a large amount of charge is charged in the device or arcing occurs due to a high electric field, which causes a problem of damaging the device and reducing its lifespan.
따라서, 이와 같은 문제점을 감안한 본 발명은 시간에 따라 펄스 폭이 가변하거나 또는 일정한 주파수와 듀티사이클을 갖는 고전압 펄스를 생성하고, 그 생성된 고전압 펄스를 저에너지의 고전압 펄스로 변환하여 애노드 전극에 인가함으로써, 짧은 시간의 에이징을 통해 아킹을 없앨 수 있고 또한 에너지의 소비를 줄일 수 있는 전계 방출 소자의 에이징 구동 장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.Therefore, in view of the above problems, the present invention generates a high voltage pulse having a variable pulse width or a constant frequency and duty cycle according to time, converting the generated high voltage pulse into a low energy high voltage pulse, and applying the same to the anode electrode. It is an object of the present invention to provide an aging driving apparatus and method for a field emission device capable of eliminating arcing through short aging and reducing energy consumption.
또한, 직류 고전압에 의해서 발생할 수 있는 피해를 없앰으로써, 소자의 수명을 늘릴 수 있고, 제품의 질을 향상시킬 수 있는 전계 방출 소자의 에이징 구동 장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.In addition, the object of the present invention is to provide an aging driving apparatus and method for a field emission device which can increase the life of the device and improve the quality of the product by eliminating the damage that may be caused by the DC high voltage.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명 전계 방출 소자의 에이징 구동 장치는 스캔 구동부와 패널을 구비한 전계 방출 소자의 에이징 구동 장치에 있어서, 외부에서 인가된 직류 고전압을 일정한 주파수와 듀티 사이클을 갖는 고전압 펄스로 변환하여 출력하거나 상기 직류 고전압을 시간에 따라 펄스 폭이 점진적으로 증가하는 고전압 펄스로 변환하여 출력하고, 상기 출력한 고전압 펄스를 저에너지의 고전압 펄스로 변환하여 상기 패널의 애노드 전극에 인가하며 상기 애노드 전극에 시간에 따라 펄스 폭이 점진적으로 증가하는 고전압 펄스 인가 시 상기 스캔 구동부에 기 설정된 소정의 전압을 인가하는 에어징 구동 제어부를 포함하여 구성한 것을 특징으로 한다.The aging driving device of the field emission device of the present invention for achieving the above object is a aging driving device of the field emission device having a scan driver and a panel, the high voltage having a constant frequency and duty cycle Output by converting the pulse into a high voltage pulse whose pulse width gradually increases with time or outputting the DC high voltage, and converting the output high voltage pulse into a high energy pulse of low energy and applying it to the anode electrode of the panel And an airing driving control unit configured to apply a predetermined voltage to the scan driving unit when a high voltage pulse whose pulse width gradually increases with time is applied to the anode electrode.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명 전계 방출 소자의 에이징 구동 방법은 패널과 스캔구동부를 구비한 전계 방출 소자의 에이징 구동 방법에 있어서, 기 설정된 형태의 직류 고전압인 애노드 전압을 인가받는 단계와, 상기 인가된 직류 고전압을 프리에이징 시간 동안 일정한 주파수와 듀티사이클을 갖는 고전압 펄스로 변환하고, 그 변환된 고전압 펄스를 저에너지의 고전압 펄스로 변환하여 상기 패널의 애노드 전극으로 인가하는 단계와, 상기 인가된 직류 고전압을 메인에이징 시간 동안 시간에 따라 펄스 폭이 점진적으로 증가하는 고전압 펄스로 변환하고, 그 변환된 고전압 펄스를 저에너지의 고전압 펄스로 변환하여 상기 애노드 전극으로 인가하고, 동시에 스캔 구동부로 기 설정된 소정의 전압을 인가하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 한다.In the aging driving method of the field emission device of the present invention for achieving the above object, in the aging driving method of the field emission device having a panel and a scan driver, the method comprising the steps of: receiving an anode voltage of a predetermined DC high voltage; Converting the applied DC high voltage into a high voltage pulse having a constant frequency and duty cycle for a preaging time, converting the converted high voltage pulse into a low energy high voltage pulse, and applying the applied voltage to an anode electrode of the panel; The DC high voltage is converted into a high voltage pulse whose pulse width gradually increases with time during the main aging time, and the converted high voltage pulse is converted into a low energy high voltage pulse and applied to the anode electrode, and at the same time, a predetermined predetermined value is set by the scan driver. Characterized in that the step of applying a voltage of The.
상기와 같은 특징을 갖는 본 발명 전계 방출 소자의 에이징 구동 장치 및 방법에 대한 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참고하여 설명한다.With reference to the accompanying drawings, a preferred embodiment of the aging driving apparatus and method of the field emission device of the present invention having the above characteristics will be described.
본 발명을 설명하기에 앞서 본 발명에서 사용할 용어를 정의하기로 한다. 먼저, 전자를 방출시키지 않고 순수하게 애노드 전압만으로 에이징(aging)하면서 발생할 수 있는 위험요소를 제거하는 과정을 프리 에이징(pre-aging)이라 칭하고, 애노드 전압이 공급된 후에 전자를 방출시켜 전류 에이징(current aging)을 시킴으로써 향후에 발생 가능한 아킹의 확률을 줄이는 과정을 메인 에이징(main aging)이라 칭한다.Prior to describing the present invention, terms to be used in the present invention will be defined. First of all, the process of eliminating the risk that may occur while purely aging with only the anode voltage without emitting electrons is called pre-aging, and after the anode voltage is supplied, the electron is released to discharge the current. The process of reducing the probability of arcing that can occur in the future by performing current aging is called main aging.
도2는 본 발명에서 에이징을 수행하기 위한 MIM 소자의 개략적인 단면도와 에이징 구동 장치에 대한 간단한 구성을 도시한 것이다. 도시된 바와 같이, 스위칭 수단(SW1)을 구비하고, 외부에서 입력된 소정의 스위칭 제어 신호에 의해 직류 고전압(DC HV)을 고전압 펄스로 변환하여 출력하는 고전압 펄스 출력부(6)와, 저장 수단(C)과 스위칭 수단(SW2)을 구비하고, 상기 고전압 펄스 출력부(6)에서 출력한 고전압 펄스의 에너지를 저장 수단(C)에 저장하고, 외부에서 입력된 소정의 스위칭 제어신호에 의해 상기 저장 수단(C)에 저장된 고전압 펄스를 저에너지의 고전압 펄스로 변환하여 MIM 소자의 애노드 전극(5)에 인가하는 에너지 변환부(7)로 구성한다.2 is a schematic cross-sectional view of a MIM element for performing aging in the present invention and a simple configuration of an aging drive device. As shown, a high voltage pulse output section 6 having a switching means SW1, which converts a direct current high voltage DC HV into a high voltage pulse by a predetermined switching control signal input from the outside, and a storage means. (C) and a switching means (SW2), and stores the energy of the high voltage pulse output from the high voltage pulse output section 6 in the storage means (C), and by the predetermined switching control signal input from the outside An energy converter 7 converts the high voltage pulse stored in the storage means C into a low energy high voltage pulse and applies it to the anode electrode 5 of the MIM element.
도3은 본 발명 전계 방출 소장의 에이징 구동 장치에 대한 구성을 보인 전체 블록도이다. 도시된 바와 같이, 타이밍 제어신호와 데이터 펄스를 출력하는 데이터 구동부(10)와, 상기 데이터 구동부(10)에서 출력한 타이밍 제어신호에 의해 외부에서 입력되는 데이터(IN)와 클럭신호(CLK)를 받아 스캔 펄스를 출력하는 스캔구동부(20)와, 상기 데이터 구동부(10)에서 출력한 데이터 펄스와 상기 스캔구동부(20)에서 출력한 스캔 펄스를 받아 데이터(IN)를 표시하는 패널(30)과, 외부에서 입력된 직류 고전압(DC HV)를 고전압 펄스로 변환하고, 그 변환된 고전압 펄스를 저에너지의 고전압 펄스로 변환하여 상기 패널(30)의 애노드 전극(5)에 인가하고, 스캔 구동부(20)의 출력 전압을 제어하는 에이징 구동 제어부(40)로 구성한다.Fig. 3 is an overall block diagram showing the configuration of the aging drive device of the field emission small in accordance with the present invention. As shown in the drawing, the data driver 10 outputs a timing control signal and a data pulse, and the data IN and the clock signal CLK input from the outside by the timing control signal output from the data driver 10. A scan driver 20 that receives the scan pulse and outputs the scan pulse, a panel 30 that receives the data pulse output from the data driver 10 and the scan pulse output from the scan driver 20 and displays data IN; And converting the externally input DC high voltage (DC HV) into high voltage pulses, converting the converted high voltage pulses into low energy high voltage pulses, and applying the same to the anode electrode 5 of the panel 30, and the scan driver 20 And an aging drive control unit 40 for controlling the output voltage.
상기 데이터 구동부(10)는 타이밍제어부(10a)와, 메모리 및 버퍼(10b) 그리고 데이터 구동 IC(10c)를 구비하여 구성하고, 상기 스캔 구동부(20)는 스캔펄스 이동 레지스터부(20a)와 스캔 구동 IC(20b)를 구비하여 구성한다.The data driver 10 includes a timing controller 10a, a memory and a buffer 10b, and a data driver IC 10c. The scan driver 20 includes a scan pulse shift register 20a and a scan. It comprises a drive IC 20b.
상기 에이징 구동 제어부(40)는 외부 전원제어신호에 의해 스캔 구동부(20)에 소정의 전압을 인가하는 전원제어부(40a)와, 시간에 따라 펄스 폭이 점진적으로 증가하거나 또는 시간과 상관없이 일정한 주파수와 듀티사이클을 갖는 다수(두개)의 펄스제어신호를 출력하는 펄스 제어부(40c)와, 상기 펄스 제어부(40c)에서 출력한 다수의 펄스제어신호를 받고, 그에 해당하는 다수(두개)의 스위칭 제어신호(①, ②)를 출력하는 펄스 구동부(40d)와, 스위칭 수단(SW1)을 구비하고, 그 스위칭 수단이 상기 펄스 구동부(40d)에서 출력한 스위칭 제어신호(①)에 의해 온/오프되어, 외부에서 인가된 직류 고전압(DC HV)을 고전압 펄스(③)로 변환하여 출력하는 고전압 펄스 출력부(40e)와, 저장 수단(C)과 스위칭 수단(SW2)을 구비하고, 상기 고전압 펄스 출력부(40e)에서 출력한 고전압 펄스를 저장 수단에 저장하고, 상기 스위칭 수단(SW2)이 상기 펄스 구동부(40d)에서 출력한 스위칭 제어신호(②)에 의해 온/오프되어, 상기 저장 수단에 저장된 고전압 펄스를 저에너지의 고전압 펄스로 변환하고, 그 변환된 저에너지의 고전압 펄스(④)를 상기 패널(30)의 애노드 전극(5)으로 인가하는 에너지 변환부(40f)와, 상기 고전압 펄스 출력부(40e)에서 출력한 전압과 전류를 검출하여 그 검출한 전류값을 기 설정된 한계 전류값과 비교하고, 상기 전원제어부(40a)로 전원제어신호를 출력하는 프로그램 제어부(40b)를 구비하여 구성한다.The aging drive control unit 40 is a power control unit 40a that applies a predetermined voltage to the scan drive unit 20 by an external power control signal, and the pulse width gradually increases with time or a constant frequency regardless of time. And a pulse controller 40c for outputting a plurality of pulse control signals having a duty cycle and a plurality of pulse control signals output from the pulse controller 40c. A pulse driver 40d for outputting the signals ① and ② and a switching means SW1, the switching means being turned on / off by the switching control signal ① output from the pulse driver 40d. And a high voltage pulse output unit 40e for converting an externally applied direct current high voltage DC HV into a high voltage pulse ③, and outputting the same, and storing means C and a switching means SW2. Classical output from section 40e The pulse is stored in the storage means, and the switching means SW2 is turned on / off by the switching control signal ② output from the pulse driver 40d to convert the high voltage pulse stored in the storage means into a low energy high voltage pulse. An energy converter 40f for converting and applying the converted low energy high voltage pulse ④ to the anode electrode 5 of the panel 30, and the voltage and current output from the high voltage pulse output unit 40e. And a program control unit 40b for comparing the detected current value with a preset limit current value and outputting a power control signal to the power control unit 40a.
상기 펄스 제어부(40c)는 도4에 도시된 바와 같이, 소정의 주파수를 갖는 펄스 신호를 출력하는 발진부(40c1)와, 상기 발진부(40c1)에서 출력한 펄스 신호의 주파수를 변환하여 출력하는 주파수 변환부(40c2)와, 상기 발진부(40c1)에서 출력한 소정의 주파수를 갖는 펄스 신호를 받고, 그 펄스 신호의 듀티사이클을 변환하여 출력하는 듀티변환부(40c4)와, 상기 주파수변환부(40c2)에서 변환하여 출력한 펄스 신호와 상기 듀티변환부(40c4)에서 출력한 펄스 신호를 받아 상기 펄스 구동부(40d)로 서로 상반되는 두개의 펄스 제어신호(out)를 출력하는 논리 회로부(40c3)를 구비하여 구성한다.As shown in FIG. 4, the pulse controller 40c converts the frequency of the oscillator 40c1 for outputting a pulse signal having a predetermined frequency and the frequency of the pulse signal output from the oscillator 40c1. A duty converter 40c4 that receives a pulse signal having a predetermined frequency output from the oscillator 40c1, converts the duty cycle of the pulse signal, and outputs the duty cycle 40c2; and the frequency converter 40c2. And a logic circuit portion 40c3 for receiving the pulse signal converted and output from the duty signal and the pulse signal output from the duty converter 40c4 and outputting two pulse control signals (out) that are opposite to each other to the pulse driver 40d. To configure.
그리고, 상기 프로그램 제어부(40b)는 상기 고전압 펄스 출력부(40e)로 직류 고전압(DC HV)을 제어하여 인가한다. 즉, 도5에 도시된 바와 같이, 프로그램 제어부(40b)에서 직류 고전압의 기울기 및 최대 직류 고전압 등이 시간에 따라 제어되어 고전압 펄스 출력부(40e)로 인가된다. 그리고, 상기와 같은 시간에 따른 기울기 및 직류 고전압 데이터는 프로그램 제어부(40b) 내 또는 장치에 구비된 메모리(미도시)에 테이블 형태로 저장되고, 그 저장된 데이터를 이용하여 인가되는 직류 고전압을 제어할 수 있으며, 이러한 기술은 공지된 기술사항이므로 상세히 설명하지 않겠다.The program control unit 40b controls and applies a DC high voltage DC HV to the high voltage pulse output unit 40e. That is, as illustrated in FIG. 5, the slope of the DC high voltage, the maximum DC high voltage, and the like are controlled in time by the program controller 40b and applied to the high voltage pulse output unit 40e. In addition, the slope and the DC high voltage data according to the time are stored in the form of a table in the program controller 40b or in a memory (not shown) included in the apparatus, and the DC high voltage applied by using the stored data can be controlled. This technique is known in the art and will not be described in detail.
또한, 프로그램 제어부(40b)는 상기 고전압 펄스 출력부(40e)와 범용인터페이스 버스(GPIB 또는 HPIB)로 상호 연결되어 그 고전압 펄스 출력부(40e)에서 출력되는 전압과 전류를 검출하고, 그 검출한 전류값이 기 설정된 한계 전류값보다 클 경우, 다시 말해 어떤 영향에 의해 애노드 전압(5)으로 과다한 전압이 공급 또는 많은 전류가 흐름거나 아킹이 발생한 경우에는 상기 고전압 펄스 출력부(40e)로 인가되는 직류 고전압을 오프시키거나 프로그램을 정지함으로써, 에이징을 중단시킨다.In addition, the program controller 40b is connected to the high voltage pulse output unit 40e and the universal interface bus (GPIB or HPIB), detects the voltage and current output from the high voltage pulse output unit 40e, and detects the detected voltage. When the current value is larger than the preset limit current value, that is, when the excessive voltage is supplied to the anode voltage 5 or a large current flows or arcing occurs due to a certain effect, the high voltage pulse output unit 40e is applied. The aging is stopped by turning off the DC high voltage or stopping the program.
상기 전원제어부(40a)는 스캔 구동 전압을 통해 전류 에이징인 메인 에이징을 할 때 사용되고, 이 전원제어부(40a) 또한 프로그램 제어부(40b)와 범용인터페이스 버스로 연결되어 있다.The power controller 40a is used for main aging, which is current aging, through a scan driving voltage, and the power controller 40a is also connected to the program controller 40b via a general-purpose interface bus.
이와 같은 구성을 갖는 본 발명 전계 방출 소자의 에이징 구동 장치에 대한 동작을 도5와 도6 그리고 도7을 참고하여 프리 에이징(pre-aging) 과정과 메인 에이징(main aging)과정으로 나누어 설명한다. 설명하기에 앞서, 본 발명의 모든 동작은 프로그램에 의해서 그리고 데이터 구동부(20)는 접지된 상태에서 이루어진다.An operation of the aging driving device of the field emission device of the present invention having such a configuration will be described by dividing it into a pre-aging process and a main aging process with reference to FIGS. 5, 6, and 7. Prior to the description, all operations of the present invention are performed by the program and the data driver 20 is grounded.
그럼, 프리 에이징 과정을 설명하면, 프로그램 제어부(40b)에서 도5에 도시된 바와 같이 점진적으로 증가하는 직류 고전압(DC HV)을 제어하여 인가하면, 펄스 제어부(40c)에서 주파수와 듀티사이클이 일정한 두개의 펄스 제어신호를 출력한다. 즉, 발진부(40c1)에서 소정의 주파수를 갖는 펄스 신호를 출력하면, 주파수변환부(40c2)에서 상기 발진부(40c1)에서 출력한 펄스 신호를 받아, 그 펄스 신호의 주파수를 변환하여 출력한다. 듀티 변환부(40c4) 또한 상기 발진부(40c1)에서 출력한 펄스 신호를 받고, 그 펄스 신호의 듀티 사이클을 변환하여 출력한다. 논리회로부(40c3)는 상기 주파수 변환부(40c2)에서 출력한 펄스 신호와 듀티 변환부(40c4)에서 출력한 펄스 신호를 받아 상반되는 두개의 펄스 제어신호를 출력한다.Then, the pre-aging process will be described. When the program controller 40b controls and applies the DC HV, which gradually increases as shown in FIG. 5, the frequency controller and the duty cycle are constant in the pulse controller 40c. Outputs two pulse control signals. That is, when the oscillator 40c1 outputs a pulse signal having a predetermined frequency, the frequency converter 40c2 receives the pulse signal output from the oscillator 40c1 and converts and outputs the frequency of the pulse signal. The duty converter 40c4 also receives the pulse signal output from the oscillator 40c1, converts the duty cycle of the pulse signal, and outputs it. The logic circuit 40c3 receives the pulse signal output from the frequency converter 40c2 and the pulse signal output from the duty converter 40c4 and outputs two opposing pulse control signals.
펄스 구동부(40d)는 상기 논리 회로부(40c3)에서 출력한 상반되는 두개의 펄스 제어신호를 받아 두개의 스위칭 제어신호(①, ②)를 출력하고, 고전압 펄스 출력부(40e)에 구비된 스위칭 수단(SW1)은 도5에 도시된 바와 같이 시간에 따라 점진적으로 증가되는 직류 고전압을 인가 받고, 그 직류 고전압을 인가받은 스위칭 수단(SW1)이 상기 펄스 구동부(40d)에서 출력한 스위칭 제어 신호에 온/오프되어 도6에 도시된 바와 같이 주파수와 듀티사이클이 일정한 고전압 펄스(③)를 출력한다.The pulse driver 40d receives two opposing pulse control signals output from the logic circuit unit 40c3 and outputs two switching control signals ① and ②, and switching means provided in the high voltage pulse output unit 40e. SW1 receives a DC high voltage gradually increased with time as shown in FIG. 5, and the switching means SW1 receiving the DC high voltage is turned on to the switching control signal output from the pulse driver 40d. On / off, as shown in Fig. 6, a high voltage pulse ③ having a constant frequency and duty cycle is output.
에너지 변환부(40f)는 상기 고전압 펄스 출력부(40e)에서 출력한 고전압 펄스의 에너지를 콘덴서(C)에서 저장하고, 그 저장된 에너지를 스위칭 수단(SW2)이 상기 펄스 구동부(40d)에서 출력한 스위칭 제어신호(②)에 의해 온/오프되어 저에너지의 고전압 펄스(④)로 변환한다. 그리고, 그 변환된 저에너지의 고전압 펄스를 애노드 전극(5)에 인가한다.The energy conversion unit 40f stores the energy of the high voltage pulse output from the high voltage pulse output unit 40e in the condenser C, and the stored energy is output from the pulse driver 40d by the switching means SW2. It is turned on / off by the switching control signal ② and converted to a high energy pulse ④ of low energy. Then, the converted low energy high voltage pulse is applied to the anode electrode 5.
이러한 과정이 프리에이징 시간동안 이루어지고, 이 프리에이징 시간 동안 애노드 전극(5)으로 인가되는 고전압 펄스는 시간에 상관없이 일정한 주파수와 듀티사이클을 갖는 저에너지의 고전압 펄스가 인가된다. 그리고, 이와 같은 과정은 봉지(Sealing)되지 않은 상태에서 이루어지고, 프리에이징 과정 중에 나오는 오염물질들은 진공펌프에 의해서 배기된다.This process is performed during the preaging time, and the high voltage pulse applied to the anode electrode 5 during this preaging time is applied with a low energy high voltage pulse having a constant frequency and duty cycle regardless of time. The process is performed in an unsealed state, and contaminants emitted during the preaging process are exhausted by a vacuum pump.
상기 프리에이징 과정이 끝나면 실질적인 에이징 과정인 전류 에이징, 즉 메인 에이징 과정을 수행한다. 이하, 메인 에이징 과정에 대해 설명한다.After the preaging process, the current aging process, that is, the main aging process, is performed. Hereinafter, the main aging process will be described.
펄스 제어부(40c)에서 시간에 따라 가변하는 주파수와 듀티 사이클을 갖는 상반되는 두개의 펄스 제어신호를 출력하고, 펄스 구동부(40d)에서 상기 두개의 펄스 제어신호에 의해 두개의 스위칭 제어신호(①, ②)를 출력하면, 고전압 펄스 출력부(40e)에 구비된 스위칭 수단(SW1)은 도5에 도시된 바와 같이 인가되는 최고의 직류 고전압 또는 점진적으로 감소하는 직류 고전압을 상기 스위칭 제어신호(①)에 의해 온/오프 되어 도6에 도시된 바와 같은 시간에 따라 듀티사이클(펄스 폭)이 점진적으로 증가하는 고전압 펄스 또는 듀티사이클과 주파수가 가변하는 고전압 펄스(③)를 출력한다.The pulse controller 40c outputs two opposing pulse control signals having a frequency and duty cycle which vary with time, and the two pulse control signals ①, by the pulse driver 40d by the two pulse control signals. 2), the switching means SW1 provided in the high voltage pulse output unit 40e receives the highest DC high voltage or a gradually decreasing DC high voltage applied to the switching control signal ① as shown in FIG. By outputting a high voltage pulse whose duty cycle (pulse width) gradually increases with time as shown in FIG. 6 or a high voltage pulse ③ whose duty cycle and frequency are variable.
에너지 변환부(40f)에 구비된 저장수단은 상기 고전압 펄스 출력부(40e)에서 출력한 고전압 펄스(③)를 받아 그 에너지를 저장하고, 스위칭 수단(SW2)은 상기 펄스 구동부(40d)에서 출력한 스위칭 제어신호(②)에 의해 온/오프되어 상기 저장수단에서 방전된 저에너지의 고전압 펄스(④)를 애노드 전극(5)으로 인가한다. 이때, 상기 애노드 전극(5)으로 저에너지의 고전압 펄스가 인가 될때, 프로그램 제어부(40b)에서 전원제어부(40a)로 전원 제어신호를 출력하고, 전원 제어부(40a)는 상기 전원 제어신호를 받아 스캔 구동부(20)를 제어하여 패널(30)로 소정의 전원(예를 들어, -5V)을 인가한다. 즉, 소자의 스캔 전극(2)에서 전자를 방출하여 전류에이징을 수행하게 된다.The storage means provided in the energy conversion unit 40f receives the high voltage pulse ③ output from the high voltage pulse output unit 40e and stores the energy, and the switching means SW2 is output from the pulse driver 40d. A low-energy high voltage pulse ④ which is turned on / off by one switching control signal ② and discharged from the storage means is applied to the anode electrode 5. At this time, when a low-energy high voltage pulse is applied to the anode electrode 5, a power control signal is output from the program controller 40b to the power controller 40a, and the power controller 40a receives the power control signal to scan scan unit. The controller 20 is controlled to apply a predetermined power supply (for example, -5V) to the panel 30. That is, the current is emitted by emitting electrons from the scan electrode 2 of the device.
여기서, 메인 에이징 수행 시 상기 애노드 전극(5)으로 인가되는 고전압 펄스의 듀티 사이클을 시간이 지남에 따라 점진적으로 증가시켜서 초기에는 낮은 전류로 에이징을 시도하고, 시간이 지날수록 높은 전류로 에이징을 시도함으로써, 전체적인 에이징 시간을 줄이고, 아킹을 예방할 수 있다. 즉, 시간이 지날수록 실제 패널(30)이 동작하는 조건으로 에이징을 하여 실제 패널(30) 구동 시 아킹이 발생하는 현상을 줄일 수 있다. 즉, 도6에 도시된 바와 같이, 메인 에이징 시에는 펄스의 폭이 시간에 따라 점진적으로 증가하는 고전압 펄스를 인가하여 에이징을 수행한다.In this case, when the main aging is performed, the duty cycle of the high voltage pulse applied to the anode electrode 5 is gradually increased over time, thereby initially aging with a low current, and aging with a high current as time passes. By doing so, it is possible to reduce the overall aging time and prevent arcing. That is, as time passes, aging is performed under the condition that the actual panel 30 operates, thereby reducing the phenomenon of arcing when the actual panel 30 is driven. That is, as illustrated in FIG. 6, during main aging, aging is performed by applying a high voltage pulse whose width gradually increases with time.
이와 같은 메인에이징을 통해서 떨어져 나온 오염물질 역시 진공펌프에 의해서 배기되고, 프리에이징과 메인에이징 과정이 모두 끝나면 고진공상태의 진공부분을 봉지(Sealing)한다.Contaminants that fall off through the main aging are also exhausted by the vacuum pump, and after the pre-aging and main aging processes are completed, the vacuum part in the high vacuum state is sealed.
그럼, 상기 프리에이징과 메인에이징 시간 동안 애노드 전극(5)으로 저에너지의 고전압 펄스가 인가되는 과정에 대해 도7을 참고하여 좀 더 설명하면 다음과 같다.Then, a process of applying a low energy high voltage pulse to the anode electrode 5 during the preaging and main aging times will be described in more detail with reference to FIG. 7.
도7은 펄스 구동부(40d)에서 출력한 두개의 스위칭 제어신호(①, ②)와 고전압 펄스 출력부(40e)에서 출력하는 고전압 펄스(③) 그리고 에너지 변환부(40f)에서 애노드 전극(5)으로 출력하는 저에너지의 고전압 펄스(④)의 타이밍도를 도시한 것이다. 도시된 바와 같이, 고전압 펄스 출력부(40e)로 인가되는 스위칭 제어신호(①)가 온되는 시간동안 인가된 직류 고전압(예를 들어, 8KV)이 고전압 펄스(③)로 출력되고, 그 고전압 펄스가 출력되는 시간 동안 에너지 변환부(40f)에 구비된 저장 수단(콘덴서)에 그 고전압 펄스의 에너지가 저장된다.7 shows the two switching control signals ① and ② output from the pulse driver 40d, the high voltage pulse ③ output from the high voltage pulse output unit 40e, and the anode electrode 5 from the energy converter 40f. The timing diagram of the low energy high voltage pulse (4) to be output is shown. As shown, a DC high voltage (for example, 8 KV) applied during the time when the switching control signal ① applied to the high voltage pulse output unit 40e is turned on is output as a high voltage pulse ③, and the high voltage pulse. The energy of the high voltage pulse is stored in the storage means (capacitor) provided in the energy conversion section 40f for the time that is output.
상기 저장수단에 저장된 고전압 펄스의 에너지는 고전압 펄스 출력부(40e)의 출력이 오프되고, 에너지 변환부(40f)로 인가되는 스위칭 제어신호(②)가 온되는 시간 동안 저에너지의 고전압 펄스로 변환되어 애노드 전극(5)에 인가된다. 이때, 상기 애노드 전극(5)에 인가되는 에너지는 저장수단에 저장된 모든 에너지가 아닌 방전된 양의 에너지만 인가되기 때문에 입력에 비해서 매우 낮은 에너지가 인가된다. 즉, 고전압 펄스 출력부(40e)와 에너지 변환부(40f)에 구비된 스위칭 수단(SW1, SW2)이 도7에 도시된 스위칭 제어신호(①, ②)에 의해 온/오프 됨으로써, 애노드 전극(5)으로 저에너지의 고전압 펄스가 인가된다. The energy of the high voltage pulse stored in the storage means is converted into a low energy high voltage pulse during the time when the output of the high voltage pulse output unit 40e is turned off and the switching control signal ② applied to the energy conversion unit 40f is turned on. It is applied to the anode electrode 5. At this time, since the energy applied to the anode electrode 5 is only a discharged amount of energy, not all energy stored in the storage means, very low energy is applied to the input. That is, the switching means SW1 and SW2 provided in the high voltage pulse output unit 40e and the energy conversion unit 40f are turned on / off by the switching control signals ① and ② shown in FIG. 5) a low energy high voltage pulse is applied.
도8은 본 발명 전계 방출 소자의 에이징 구동 방법의 흐름을 도시한 순서도이다. 도시된 바와 같이, 기 설정된 형태의 직류 고전압을 인가하는 단계와, 기 설정된 주파수와 듀티사이클을 갖는 펄스 신호에 의해 상기 인가된 직류 고전압을 고전압 펄스로 변환하는 단계와, 상기 변환된 고전압 펄스를 저에너지의 고전압 펄스로 변환하여 프리에이징 시간 동안 패널의 애노드 전극으로 인가하는 단계와, 상기 프리에이징 시간이 지나면 시간에 따라 듀티사이클(펄스 폭)이 점진적으로 증가하는 펄스 신호에 의해 상기 직류 고전압을 고전압 펄스로 변환하는 단계와, 상기 시간에 따라 펄스 폭이 증가하는 고전압 펄스를 저에너지의 고전압 펄스로 변환하여 메인에이징 시간 동안 패널의 애노드 전극으로 인가하고, 동시에 스캔 구동부로 소정의 전압을 인가하는 단계로 이루어진다.8 is a flowchart showing the flow of the aging driving method of the field emission device of the present invention. As shown, applying a DC high voltage of a predetermined type, converting the applied DC high voltage into a high voltage pulse by a pulse signal having a predetermined frequency and duty cycle, and converting the converted high voltage pulse to low energy Converting the high voltage pulse into a high voltage pulse and applying the same to the anode electrode of the panel during the preaging time, and by the pulse signal in which the duty cycle (pulse width) gradually increases with time after the preaging time passes. And converting the high voltage pulse whose pulse width increases with the time into a low energy high voltage pulse and applying it to the anode electrode of the panel during the main aging time, and simultaneously applying a predetermined voltage to the scan driver. .
또한, 상기 애노드 전극으로 인가되는 고전압 펄스의 전류와 전압을 검출하고, 그 검출한 전류값과 기 설정된 한계 전류값을 비교하는 단계와, 상기 비교 결과, 검출한 전류값이 크면 상기 애노드 전극(5)에 인가되는 고전압을 오프시키는 단계를 더 포함하여 이루어진다.The method may further include detecting current and voltage of the high voltage pulse applied to the anode electrode, comparing the detected current value with a preset limit current value, and if the detected current value is large, the anode electrode 5 The step of turning off the high voltage applied to).
이와 같은 단계로 이루어진 본 발명에 대한 동작을 프리에이징과 메인에이징 과정으로 나누어 설명한다. 먼저, 프리에이징 과정을 설명에 대해 설명한다. 기 설정된 형태의 직류 고전압이 고전압 펄스 출력부(40e)의 스위칭 수단(SW1)으로 인가되면(S10), 외부에서 인가된 일정한 주파수와 듀티사이클을 갖는 스위칭 제어 신호에 의해 상기 스위칭 수단(SW1)이 온/오프 되어 주파수와 듀티사이클이 일정한 고전압 펄스를 출력한다(S20, S30). 여기서, 상기 기 설정된 직류 고전압 형태는 도5에 도시된 바와 같은 형태로 이루어지고, 프리에이징과 메인에이징 시간 동안 각각 인가되는 점진적으로 증가하는 직류 고전압과 점진적으로 감소하는 직류 고전압의 시간에 따른 인가 고전압과 기울기 등에 대한 데이터는 에이징 장치에 구비된 메모리에 테이블 형태로 저장되어 있고, 직류 고전압 인가 시 상기 메모리에 저장된 데이터를 이용하여 도5와 같은 형태의 직류 고전압을 인가하게 된다. 즉, 프로그램에 의해 직류 고전압을 인가하게 된다.The operation of the present invention consisting of these steps will be described by dividing the preaging and main aging processes. First, the preaging process will be described. When a DC high voltage of a predetermined type is applied to the switching means SW1 of the high voltage pulse output unit 40e (S10), the switching means SW1 is switched by a switching control signal having a constant frequency and duty cycle applied from the outside. On / off outputs a high voltage pulse with a constant frequency and duty cycle (S20, S30). Here, the preset high DC voltage is configured as shown in FIG. 5, and the high DC voltage gradually applied and the high DC voltage gradually decreased during the preaging and main aging times, respectively. Data about the slope and the like is stored in a table in a memory provided in the aging apparatus, and when a DC high voltage is applied, DC high voltage of the form as shown in FIG. 5 is applied using the data stored in the memory. That is, the DC high voltage is applied by the program.
상기 출력된 고전압 펄스는 에너지 변환부(40f)에 구비된 저장 수단에 그 고전압 펄스의 에너지를 저장하고, 외부에서 입력된 주파수와 듀티사이클이 일정한 스위칭 제어신호에 의해 스위칭 수단(SW2)이 온/오프되어 상기 저장 수단에 저장된 에너지 중 일부의 에너지를 고전압 펄스로 출력한다(S50). 즉, 저에너지로 변환된 고전압 펄스를 패널의 애노드 전극(5)으로 인가한다.The output high voltage pulse stores the energy of the high voltage pulse in a storage means provided in the energy converter 40f, and the switching means SW2 is turned on / off by a switching control signal having a constant frequency and duty cycle input from the outside. It turns off to output the energy of some of the energy stored in the storage means as a high voltage pulse (S50). That is, the high voltage pulse converted into low energy is applied to the anode electrode 5 of the panel.
이때, 상기 저에너지로 변환된 고전압 펄스 또는 고전압 펄스 출력부(40e)에서 출력한 고전압 펄스의 전압과 전류를 검출하고(S50), 그 검출한 전류값과 기 설정된 전압에 대한 한계 전류값을 비교하여 소자에 피해(Damage)를 줄 수 있는지 판단한다(S60). 즉, 상기 검출된 전류값이 기 설정된 한계 전류값보다 큰 경우에는 직류 고전압이 인가되는 스위칭 수단을 오프시킴으로 인가되는 직류 고전압을 오프시키거나(S90, S100) 또는 프로그램 자체를 다운시켜 애노드 전극(5)으로 인가되는 고전압을 중지시킨다.At this time, the voltage and current of the high voltage pulse or the high voltage pulse output from the high voltage pulse output unit 40e converted into low energy are detected (S50), and the detected current value is compared with the limit current value for the preset voltage. It is determined whether damage can be caused to the device (S60). That is, when the detected current value is larger than the preset limit current value, the DC high voltage applied is turned off by turning off the switching means to which the DC high voltage is applied (S90, S100) or the program itself is down to the anode electrode 5 Stop the high voltage applied.
반면, 상기 한과정 S60에서 검출한 전류값이 기 설정된 전압에 대한 한계 전류값보다 작은 경우에는 인가되는 최고 고전압까지 메모리에 저장된 데이터를 이용하여 소정의 기울기를 갖는 고전압을 인가한다(S80). 물론, 고전압 펄스가 인가될 때마다 애노드 전극(5)으로 인가되는 전압과 전류를 검출하여 비교하게 된다.On the other hand, when the current value detected in the step S60 is smaller than the threshold current value for the preset voltage, a high voltage having a predetermined slope is applied using data stored in the memory up to the highest high voltage applied (S80). Of course, whenever a high voltage pulse is applied, the voltage and current applied to the anode electrode 5 are detected and compared.
상기 입력된 직류 고전압의 최고값이 인가되면, 기 설정된 소정 시간 동안, 예를 들어, 도6에 도시한 바와 같이, 시간 t2까지 그 최고 고전압 펄스를 유지하여 프리에이징을 수행한다(S110).When the highest value of the input DC high voltage is applied, preaging is performed by maintaining the highest high voltage pulse for a predetermined time period, for example, as shown in FIG. 6, for a time t2 (S110).
이러한 프리에이징 과정이 끝나면, 전류 에이징인 메인에이징 과정을 수행한다. 이때, 고전압 펄스 출력부(40e)와 에너지 변환부(40f)로 인가되는 스위칭 제어 신호는 시간에 따라 펄스의 듀티사이클, 즉, 펄스 폭이 점진적으로 증가하는 스위칭 제어 신호이다.After the pre-aging process, the main aging process, which is current aging, is performed. At this time, the switching control signal applied to the high voltage pulse output unit 40e and the energy conversion unit 40f is a switching control signal in which the duty cycle of the pulse, that is, the pulse width gradually increases with time.
고전압 펄스 출력부(40e)에서 상기 시간에 따라 펄스 폭이 점진적으로 증가하는 스위칭 제어신호를 받아 외부에서 인가된 최고의 직류 고전압 또는 점진적으로 감소하는 직류 고전압을 받아 도6에 도시된 바와 같은 고전압 펄스를 출력한다(S120).The high voltage pulse output unit 40e receives a switching control signal in which the pulse width gradually increases with time, and receives the highest DC high voltage applied from the outside or a DC high voltage gradually decreasing to receive a high voltage pulse as shown in FIG. 6. Output (S120).
에너지 변환부(40f)는 상기 시간에 따라 펄스 폭이 증가하는 고전압 펄스를 저에너지의 고전압 펄스로 변환하여 패널(30)의 애노드 전극(5)으로 인가한다. 이때, 상기 저에너지의 고전압 펄스가 애노드 전극(5)으로 인가될 때, 스캔 구동부(20)를 통해 소정의 전압이 패널(30)의 스캔 전극(2)으로 인가된다. 즉, 스캔 전극(2)에 소정의 전압을 인가하여 전자를 방출시키고, 그 방출된 전자를 이용하여 전류 에이징을 수행한다.The energy converter 40f converts a high voltage pulse whose pulse width increases with the time into a low energy high voltage pulse and applies it to the anode electrode 5 of the panel 30. In this case, when the low energy high voltage pulse is applied to the anode electrode 5, a predetermined voltage is applied to the scan electrode 2 of the panel 30 through the scan driver 20. That is, electrons are emitted by applying a predetermined voltage to the scan electrode 2, and current aging is performed using the emitted electrons.
이러한 프리에이징과 메인에이징 수행 중에 방출되는 오염물질들은 진공펌프에 의해서 배기된다.Contaminants released during this preaging and main aging are evacuated by a vacuum pump.
이와 같이 본 발명에서 저에너지의 고전압 펄스를 이용함으로써, 기존에 직류 고전압에 의한 에이징에서 소요되는 시간보다 적은 시간으로 에이징이 가능하다. 즉, 기존의 방법에서 걸리는 에이징 시간이 10시간이면 본 발명에서 걸리는 에이징 시간은 수십분이면 가능하다.In this way, by using a low-energy high voltage pulse in the present invention, it is possible to aging in less time than the conventional time required for aging by DC high voltage. In other words, if the aging time taken in the conventional method is 10 hours, the aging time taken in the present invention is possible in several tens of minutes.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명은 시간에 따라 펄스 폭이 가변하거나 또는 일정한 주파수와 듀티사이클을 갖는 고전압 펄스를 생성하고, 그 생성된 고전압 펄스를 저에너지의 고전압 펄스로 변환하여 애노드 전극에 인가함으로써, 짧은 시간의 에이징을 통해 아킹을 없앨 수 있고, 에너지의 소비를 줄일 수 있는 효과가 있다.As described in detail above, the present invention generates a high voltage pulse having a variable pulse width or a constant frequency and duty cycle with time, converting the generated high voltage pulse into a high energy pulse of low energy, and applying the same to the anode electrode. Short aging can eliminate arcing and reduce energy consumption.
또한, 직류 고전압에 의해서 발생할 수 있는 피해를 없앰으로써, 소자의 수명을 늘릴 수 있고, 제품의 질을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.In addition, by eliminating the damage that can be caused by the DC high voltage, it is possible to increase the life of the device, it is possible to improve the quality of the product.
도1은 종래 기술에 대한 전계 방출 소자의 개략적인 단면도.1 is a schematic cross sectional view of a field emission device according to the prior art;
도2는 본 발명에 대한 전계 방출 소자의 개략적인 단면도.2 is a schematic cross-sectional view of a field emission device according to the present invention.
도3은 본 발명 전계 방출 소자의 에이징 구동 장치의 구성을 보인 블록도.Figure 3 is a block diagram showing the configuration of the aging drive device of the field emission device of the present invention.
도4는 도3의 펄스 제어부의 상세 구성을 보인 블록도.4 is a block diagram showing a detailed configuration of the pulse control unit of FIG.
도5는 본 발명에 인가되는 직류 고전압을 도시한 도.Figure 5 illustrates a direct current high voltage applied to the present invention.
도6은 본 발명에서 패널의 애노드 전극으로 인가되는 고전압 펄스를 도시한 도.Figure 6 illustrates a high voltage pulse applied to the anode electrode of the panel in the present invention.
도7은 도3에 도시한 각 부의 출력 신호의 파형을 도시한 도.FIG. 7 is a diagram showing waveforms of output signals of respective units shown in FIG. 3; FIG.
도8은 본 발명 전계 방출 소자의 에이징 구동 방법에 대한 흐름을 도시한 순서도.8 is a flow chart showing a flow for the aging driving method of the field emission device of the present invention.
**도면의 주요부분에 대한 부호의 설명**** Description of the symbols for the main parts of the drawings **
5:애노드 전극 6, 40e:고전압 펄스 출력부5: anode electrode 6, 40e: high voltage pulse output unit
7, 40f:에너지 변환부 20:스캔구동부7, 40f: energy conversion unit 20: scan drive unit
30:패널 40:에이징 구동 제어부30: panel 40: aging drive control unit
40a:전원제어부 40b:프로그램 제어부 40a: power control unit 40b: program control unit
40c:펄스 제어부 40d:펄스 구동부40c: pulse controller 40d: pulse driver
40c1:발진부 40c2:주파수변환부40c1: Oscillator 40c2: Frequency converter
40c3:논리회로부 40c4:듀티변환부40c3: logic circuit 40c4: duty converter
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