KR19990011787A - Emitter Drive Circuit of Field Emission Indicator - 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 에미터 구동 회로를 제공하기 위한 것이다.The present invention allows the emitter driving circuit of the field emission indicator to have a fast response speed while continuing to implement the image without being damaged by the instantaneous high voltage generated when the scan signal and the data signal are simultaneously input. It is to provide.

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, 스캔신호화 데이터신호가 동시에 입력될 경우 순간적인 고전압에도 불구하고 전자방출 제어수단은 손상을 입지 않고 계속동작을 수행하여 에미터의 전자방출에 의해 원하는 화상을 충분히 얻을 수 있을 뿐만 아니라 종래의 방식에 비해 고속 응답속도를 가지게 된다.To this end, the present invention, in the field emission indicator consisting of a plurality of field emission elements having an anode, a gate and an emitter, having an electron emission control unit for controlling the electron emission of the emitter according to whether the scan signal and the data signal is input Thus, when the scan signalized data signals are input at the same time, despite the instantaneous high voltage, the electron emission control means can continue to operate without being damaged to obtain a desired image sufficiently by the electron emission of the emitter as well as the conventional It has a faster response speed than the method.

Description

전계 방출 표시기의 에미터 구동 회로Emitter Drive Circuit of Field Emission Indicator

본 발명은 전계 방출 표시기의 에미터 구동 회로에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전계 방출 표시기(Field Emission Display)의 캐소드단에 스캔신호와 데이터 신호를 동시에 인가할 수 있도록 된 전계 방출 표시기의 에미터 구동 회로에 관한 것이다.The present invention relates to an emitter driving circuit of a field emission indicator, and more particularly, to emitter driving of a field emission indicator which is capable of simultaneously applying a scan signal and a data signal to a cathode of a field emission display. It is about a circuit.

일반적으로, 각종 장치에서 발생되는 여러 가지의 전기적인 정보를 시각 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 도 1에 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 converts various electrical information generated from various devices into visual information and transmits it to humans, and a field emission display is used. The basic structure of the device is typically an emitter 11 connected to the emitter electrode 10, as shown in FIG. 1, and a 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 구동전원에 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 power 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 표시기에서의 셀 구동 방식으로는 가용성(fusible) 링크를 이용하여 과전류 차단회로를 구성시킨 방식(즉, 미국 특허공보 제 5,210,472호에 기재된 방식임)이 있다.On the other hand, the cell driving method in the conventional field emission indicator as described above is a method of configuring an overcurrent blocking circuit using a fusible link (that is, the method described in US Patent No. 5,210,472).

상기의 미국 특허공보 제 5,210,472호에 기재된 전계 방출 표시기의 셀 구동회로에 대해 설명하면 다음과 같다.The cell driving circuit of the field emission indicator described in US Patent No. 5,210,472 is as follows.

도 2는 미국 특허공보 제 5,210,472호에 기재된 전계 방출 표시기의 셀 구동회로에 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.FIG. 2 shows an embodiment of the cell driving circuit of the field emission indicator described in US Patent No. 5,210,472, in which one pixel turns one or both of the FETs Q C , Q R connected in series. As it is off, it is turned off (i.e., non-emitted), and at least one of the plurality of FETs is non-conductive (i.e., gate voltage V GS drops below the threshold level V T of the device ). At the instant of the excursion, the voltage potential between the base and the grid is configured such that electrons are emitted from the emitter 22A, 22B, 22C tip corresponding to that pixel above the emission threshold voltage.

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)을 통해 접지전위를 유지하는 풀다운 노드에 접속된다.Here, the base electrode 23 is insulated from the grid 21, and in order to increase the field emission, the base electrode 23 applies a ground potential through a pair of series-connected field effect transistors Q C and Q R. It is connected to the pulldown node that it maintains.

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.The transistor Q C is turned on / off by the column line signal S C while the transistor Q R is turned on / off by the low line signal S R. Standard logic signal voltages for CMOS, NMOS, TTL, and other integrated circuits are approximately 5 [V] or less, and are used for column and low line signals.

즉, 상기 FET(QC)에 데이터신호가 입력되고 상기 FET(QR)에 스캔신호가 입력되면 에미터(22A, 22B, 22C)는 전자를 방출하게 되는데, 에미터(22A, 22B, 22C)와 게이트(즉, 그리드; 21) 사이에 고전압이 인가되면 가용성 링크(FL)가 끊어져 고전압을 차단하게 된다.That is, when a data signal is input to the FET Q C and a scan signal is input to the FET Q R , the emitters 22A, 22B and 22C emit electrons. The emitters 22A, 22B and 22C ) And the gate (that is, the grid) 21 is applied to the high availability link (FL) is broken to cut off the high voltage.

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.However, if the soluble link FL is not broken when a high voltage is applied between the emitters 22A, 22B, 22C and the gate (ie grid 21), the FETs Q C , Q R are destroyed. In addition, the FETs Q C and Q R may not be used again even if the availability link FL is broken when a momentary high voltage is applied.

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.Accordingly, the present invention has been made to solve the above-mentioned conventional problems, and the image realization operation is continuously performed without being damaged by the instantaneous high voltage generated when the scan signal and the data signal are simultaneously input. It is an object of the present invention to provide an emitter driving circuit of a field emission indicator.

상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 애노드와 게이트 및 에미터를 갖춘 다수개의 전계 방출 소자로 구성된 전계 방출 표시기에 있어서,According to a preferred embodiment of the present invention for achieving the above object, in the field emission indicator consisting of a plurality of field emission elements having an anode, a gate and an emitter,

스캔신호 및 데이터신호의 입력여부에 따라 상기 에미터의 전자방출을 제어하는 전자방출 제어부를 구비한 전계 방출 표시기의 에미터 구동 회로가 제공된다.An emitter driving circuit of a field emission indicator having an electron emission control unit for controlling electron emission of the emitter according to whether scan signals and data signals are inputted is provided.

도 1은 일반적인 전계 방출 소자의 기본 구조를 설명하는 도면,1 is a view for explaining the basic structure of a general field emission device,

도 2는 일반적인 전계 방출 표시기의 셀 구동 회로의 일예를 나타낸 도면,2 is a view showing an example of a cell driving circuit of a general field emission indicator;

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전계 방출 표시기의 에미터 구동 회로도이다.3 is an emitter drive circuit diagram of a field emission indicator in accordance with a preferred embodiment of the present invention.

＊ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명＊ Explanation of symbols on main parts of drawing

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 소자10: emitter electrode, 11, 22A, 22B, 22C: emitter, 12: gate, 13: anode, 14: fluorescent film, 23: base electrode, FL: fusible link, 30: electron emission control, 40: time constant element

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.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전계 방출 표시기의 에미터 구동 회로는 도 3에 도시된 바와 같이, 애노드(13)와 게이트(12) 및 에미터(11)로 구성된 다수개의 전계 방출 소자를 갖춘 전계 방출 표시기에서, 스캔신호(Scan) 및 데이터신호(Data)의 입력여부에 따라 상기 에미터(11)의 전자방출동작을 제어하는 전자방출 제어부(30)를 구비한다.The emitter driving circuit of the field emission indicator according to the preferred embodiment of the present invention is an electric field having a plurality of field emission elements composed of an anode 13 and a gate 12 and an emitter 11, as shown in FIG. The emission indicator includes an electron emission controller 30 for controlling the electron emission operation of the emitter 11 according to whether the scan signal and the data signal are input.

여기서, 상기 전자방출 제어부(30)는 게이트가 상기 데이터신호(Data) 입력단에 접속되고 드레인이 저항(R1)을 매개로 상기 스캔신호(Scan) 입력단에 접속된 제 1스위칭소자(Tr1)로서의 MOS트랜지스터와, 게이트가 상기 저항(R1)과 상기 제 1스위칭소자(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.Here, the electron emission controller 30 has a MOS as a first switching device Tr1 having a gate connected to the data signal input terminal and a drain connected to the scan signal input terminal via a resistor R1. A transistor, a MOS transistor as a second switching element Tr2 whose gate is connected between the resistor R1 and the drain of the first switching element Tr1 and whose drain is connected to the scan signal Scan input terminal; Is connected to the scan signal Scan input terminal, a drain is connected to the emitter 11 side, and a source is constituted of a MOS transistor as the third switching element Tr3.

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.In this case, the electron emission controller 30 further includes a time constant element 40 that adjusts (eg, shortens) the turn-on time of the third switching element Tr3, and the time constant element 40 includes a resistor. It consists of (R2) and a capacitor (C).

그리고, 본 발명의 실시예의 경우 상기 제 3스위칭부(Tr3)는 파워 MOS트랜지스터로 설계됨이 바람직하다.In the case of the embodiment of the present invention, the third switching unit Tr3 is preferably designed as a power MOS transistor.

이어, 상기와 같이 구성된 본 발명의 실시예에 따른 전계 방출 표시기의 에미터 구동 회로의 동작에 대해 설명하면 다음과 같다.Next, operation of the emitter driving circuit of the field emission indicator according to the embodiment of the present invention configured as described above is as follows.

먼저, 스캔신호(Scan)만 인가되고 데이터신호(Data)는 인가되지 않는 경우에는 제 1스위칭소자(Tr1)가 턴온프되고, 제 2스위칭소자(Tr2)가 턴온되므로, 상기 스캔신호(Scan)는 그 제 2스위칭소자(Tr2)를 통해 접지로 빠져 버리게 되어 에미터(11)에서의 전자방출이 행해지지 않게 된다.First, when only the scan signal Scan is applied but the data signal Data is not applied, the first switching device Tr1 is turned on and the second switching device Tr2 is turned on, so that the scan signal Scan Is taken out to ground through the second switching element Tr2, so that electron emission from the emitter 11 is not performed.

이에 반해, 상기 스캔신호(Scan)와 데이터신호(Data)가 모두 인가되는 경우에는 상기 제 1 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 턴온시간은 단축될 수 있다.In contrast, when both the scan signal Scan and the data signal Data are applied, only the first and third switching elements Tr1 and Tr3 are turned on, so that the emitter 11 emits electrons. You get the desired image. Here, since the time constant element 40 is provided at the gate of the third switching element Tr3, the turn-on time of the third switching element Tr3 may be shortened.

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 제 1 내지 제 3스위칭소자(Tr1∼Tr3)를 MOS트랜지스터로 구현하였으나, 바이폴라 정션 트랜지스터로 구현하여도 무방하다.On the other hand, the present invention is not limited to the above-described embodiment, but can be modified and modified within the scope not departing from the gist of the present invention. For example, in the exemplary embodiment of the present invention, the first to third switching devices Tr1 to Tr3 are implemented as MOS transistors, but may be implemented as bipolar junction transistors.

또한, 본 발명의 기술사상은 다이오드 형태의 전계 방출 표시기와 3극관 형태의 전계 방출 표시기에 응용될 수 있음은 물론이다.In addition, the technical idea of the present invention can be applied to the field emission indicator in the form of a diode and the field emission indicator in the form of a triode.

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.According to the present invention as described above, when the scan signal and the data signal are input at the same time, despite the instantaneous high voltage, the electron emission control means performs a continuous operation without being damaged to sufficiently capture the desired image by the electron emission of the emitter. Not only can it be obtained but also has a higher response speed than the conventional method.

Claims (6)

애노드와 게이트 및 에미터를 갖춘 다수개의 전계 방출 소자로 구성된 전계 방출 표시기에 있어서,In a field emission indicator consisting of a plurality of field emission elements with an anode, gate and emitter, 스캔신호 및 데이터신호의 입력여부에 따라 상기 에미터의 전자방출을 제어하는 전자방출 제어부를 구비한 것을 특징으로 하는 전계 방출 표시기의 에미터 구동 회로.And an electron emission control unit for controlling electron emission of the emitter according to whether scan signals and data signals are inputted. 제 1항에 있어서, 상기 전자방출 제어부는 상기 데이터신호에 의해 스위칭제어되어 상기 스캔신호를 접지로 바이패스시키는 제 1스위칭소자와, 상기 제 1스위칭소자의 온/오프상태에 따라 상기 스캔신호를 접지로 바이패스시키는 제 2스위칭소자 및, 상기 제 2스위칭소자의 온/오프상태에 따라 에미터의 동작을 스위칭시키는 제 3스위칭소자로 구성된 것을 특징으로 하는 전계 방출 표시기의 에미터 구동 회로.The method of claim 1, wherein the electron emission control unit is switched by the data signal to the first switching device for bypassing the scan signal to ground, and the scan signal in accordance with the on / off state of the first switching device And a second switching element for bypassing to ground, and a third switching element for switching the operation of the emitter in accordance with an on / off state of the second switching element. 제 2항에 있어서, 상기 제 1 내지 제 3스위칭소자는 MOS트랜지스터로 이루어진 것을 특징으로 하는 전계 방출 표시기의 에미터 구동 회로.3. The emitter drive circuit of a field emission indicator according to claim 2, wherein the first to third switching elements are made of MOS transistors. 제 3항에 있어서, 상기 제 3스위칭소자는 파워 MOS트랜지스터인 것을 특징으로 하는 전계 방출 표시기의 에미터 구동 회로.4. The emitter drive circuit of claim 3, wherein the third switching element is a power MOS transistor. 제 2항에 있어서, 상기 제 3스위칭소자의 턴온시간을 조정하는 시정수 소자가 추가로 구비된 것을 특징으로 하는 전계 방출 표시기의 에미터 구동 회로.3. The emitter drive circuit of a field emission indicator according to claim 2, further comprising a time constant element for adjusting the turn-on time of the third switching element. 제 5항에 있어서, 상기 시정수 소자는 저항과 콘덴서로 구성된 것을 특징으로 하는 전계 방출 표시기의 에미터 구동 회로.6. The emitter drive circuit of a field emission indicator according to claim 5, wherein the time constant element is composed of a resistor and a capacitor.
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