KR20010039022A - 전계방출표시기의 구동회로 - Google Patents

Abstract

본 발명은 FED의 콘트라스트를 향상시키기 위한 전계방출 표시기의 구동장치에 관한 것이다. 전계방출 소자를 구비한 전계방출 표시기는, 상기 캐소드 구동수단으로부터의 데이터신호와 상기 게이트 구동수단으로부터의 스캔신호를 입력받아 동기화된 스캔신호를 생성하여 상기 게이트로 인가하는 게이트-캐소드 동기수단을 구비하며, (a) 애노드에 DC 고전압을 인가하고, (b) 캐소드 라인에 R·G·B 형광체를 발광시키기 위한 전원단이 분리되고, R·G·B 전원단에 대하여 캐소드 구동회로에서 나오는 데이터 값이 상이하게 각각 가변적인 전원을 공급하고, 그후, (c) 게이트 라인에 각각 스캔 신호를 인가한다.

Description

전계방출표시기의 구동회로{Driving Circuit of Field Emission Display}

본 발명은 전계방출 표시기의 구동장치에 관한 것으로, 상세히 말하자면 본 발명은 전계방출 표시기의 콘트라스트를 향상시키기 위한 전계방출 표시기의 구동장치에 관한 것이다.

일반적으로, 각종 표시장치에서 발생되는 여러 가지의 전기적인 정보를 시각 정보로 변화시켜 인간에게 전달해 주는 디스플레이의 일 예로서는 도 1 및 도 2의 단면 투시도에 도시된 바와 같이 전계방출 표시기(Field Emission Display; FED)를 들 수 있다.

도 1은 일반적인 전계방출 소자의 기본 구조를 설명하는 도면이다. 도 2는 도 1의 일반적인 전계방출 표시기의 개략도이다.

도 1 및 도 2에 있어서, 전계방출 소자는 캐소드 전극(10)에 접속되고 데이터 구동회로에 의해 구동되는 캐소드(11)와, 그 캐소드(11)의 상부에서 일정 간격을 유지한 채로 설치되고 게이트 구동회로에 의해 구동되는 게이트(12) 및, 게이트(12)를 마주 보고 있는 면이 되는 전면기판에 형광막(14)이 코팅된 채로 상기 게이트(12)의 상부에서 일정 간격을 두고 설치되고 고전압 전원단으로부터 고전압을 인가 받는 애노드(13)로 이루어져 있다.

여기서, 상기 캐소드(11)는 일명 팁(tip)이라고도 하는데, 그 팁은 날카롭게 경사져 있으며, 구동전원에 의해 전자들을 방출시키기 위해 대략 400Å이하의 반경을 가지고 있는 형상이다. 상기 게이트(12)는 상기 캐소드(11)의 상부가 게이트(12)의 홀을 향해 형성되어 있다. 상기 애노드(13)는 투명전극에 인가되는 고전압에 의해 방출된 전자들이 상기 캐소드(11)에서 형광하여 발광토록 하고, 또 발광된 광이 형광막(14)을 투과할 수 있도록 투명성을 가진다.

이와 같이 구성된 일반적인 전계방출 소자의 동작에 대해 설명하면 다음과 같다.

전계방출 소자에서, 캐소드전극(10)에 네거티브 바이어스(negative bias)를 인가하고 이에 근접한 게이트(12)에 포지티브 바이어스(positive bias)를 인가한 후에 구동전원을 인가시키게 되면, 냉음극의 팁에 강한 전계가 발생되고, 그 강한 전계에 의하여 전자들이 양자역학적인 터널링(tunneling)효과에 의해 캐소드(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.

따라서 게이트 전압에 의해 형광막(14)상에 도달하는 방출 전자의 밀도 등을 변화시키는 것을 이용하면, 상기와 같은 전계방출 소자가 채용된 전계방출 표시기에서 컬러 표시를 실현할 때, 광의 색상이나 휘도는 조절할 수있다. 구체적으로, 상술한 종래의 전계방출 표시기는 게이트(12)로 전기적인 스캔신호가 입력되고 캐소드(11)로 데이터신호가 입력되거나, 반대로 게이트(12)로 데이터신호가 입력되고 캐소드(11)로 스캔신호가 입력되어 게이트(12)와 캐소드(11)간의 동기에 의해 전계방출 표시기 패널(도시 생략)에 원하는 영상을 구현하게 된다.

그런데, 이와 같이 구성되어, 구동되는 FED 구동방법은 캐소드에 데이터 신호를 인가하고 게이트에 스캔 신호를 인가하여 FED의 화상을 구현한 것으로, 전계방출 표시기의 패널은 각각의 픽셀을 구성하는 팁들의 전기적 특성이 균일하지 않기 때문에 팁에서 방출되는 전자량이 어레이마다 불균일하게 되어, 결국 패널구동시 화질이 떨어지는 문제가 있으며, 심지어 일부 픽셀이 파괴되기도 한다.

또 패널을 구동할 경우 데이터 신호의 전원 측이 공통으로 연결되어 R·G·B 각 형광체의 특성이 제조 공정상 동일하지 않은 경우 나타나게 되는 구현 방식에 의한 구조에 의하여는 색조화의 불일치를 생기게 한다.( IVMC97 pp701∼705(1997)의 "Current Mode Column Driver for FED" 참조).

상기에 기재된 구조를 바탕으로 한 전계방출 표시기의 구동장치는 FED 구조상 하단부에 위치한 캐소드(Cathode)에 데이터를 인가하고 게이트(Gate)에 스캔(scan) 파형을 인가하는 구조이므로, 이러한 구조는 캐소드 구동회로의 전원측이 모두 공통으로 연결되어 R·G·B 형광체가 동일하지 않는 발광 특성을 나타낸 경우는 정확한 색 표현이 불가능한 문제점을 일으키게 된다.

따라서 본 발명은 상술한 종래의 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로, 개선된 구동방법을 이용하여 정확한 색표현을 보정하는 전계방출 표시기의 게이트 구동장치를 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 일반적인 전계방출 소자의 기본 구조를 설명하는 도면,

도 2는 도 1의 전계방출 표시기의 단면 투시도,

도 3는 본 발명의 실시예에 따른 게이트-캐소드 구동장치가 적용된 전계방출 표시기의 단면투시도,

도 4은 도 3에 도시된 구동회로구성의 다른 예를 설명하는 단면투시도.

＜ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ＞

10 : 캐소드 전극 11 : 캐소드

12 : 게이트 13 : 애노드

14 : 형광막 16 : 데이터 구동회로부

18 : 게이트 구동회로부 20 : 제어회로

상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 전계방출 표시기의 게이트 구동장치는, 데이터 구동수단에 의해 구동되는 캐소드와 게이트 구동수단에 의해 구동되는 게이트를 갖춘 전계방출 소자를 구비한 전계방출 표시기에 있어서,

상기 데이터 구동수단으로부터의 데이터신호와 상기 게이트 구동수단으로부터의 스캔신호를 입력받아 동기화된 스캔신호를 생성하여 상기 게이트로 인가하는 게이트-데이터 동기수단을 구비한다.

상기 게이트-캐소드 동기수단은 (a) DC 고전압을 인가하는 애노드, (b) 캐소드 라인에 R·G·B 형광체를 발광시키기 위한 분리되는 R·G·B 전원단, R·G·B 전원단에 대하여 캐소드 구동회로에 공급하는 가변적인 전원, 및, (c) 각각 스캔 신호를 인가하는 게이트 라인을 구비한다.

또한, 전계방출 표시기의 구동장치에서 상기 게이트에는 상기 게이트 구동수단으로부터 0∼ 40 MΩ 의 가변 저항이 인가된다. 또, R, G, B형광체에 대하여 상기 캐소드 구동회로에서 출력되는 데이터 값은 각각 상이하다.

이하, 본 발명의 실시예에 대해 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 설명한다.

도 3는 본 발명의 실시예에 따른 구동장치가 적용된 전계방출 표시기의 단면 투시도로서, 참조부호 16은 콘트롤러(도시 생략)로부터 입력되는 데이터신호(비디오신호)를 캐소드(11)로 인가하여 전계방출 표시기 패널의 각 픽셀에 전달시키는 데이터 구동회로부를 나타내고, 참조부호 18은 게이트 클럭에 동기하여 1프레임당 한번씩 스캔 파형을 출력시키는 게이트 구동회로부를 나타내며, 참조부호 20은 상기 데이터 구동회로부(16)로부터의 데이터신호와 상기 게이트 구동회로부(18)로부터의 스캔신호를 입력받아 동기화된 스캔신호를 생성한다.

도 3에 있어서, 구동장치가 적용된 전계방출 표시기의 구동 원리를 설명하면 다음과 같다.

(a) 애노드에 DC 고전압을 인가한다.

(b) 캐소드 라인에 R·G·B 형광체를 발광시키기 위한 전원단이 분리되고

R·G·B 전원단에 대하여 캐소드 구동회로에서 나오는 데이터 값이 상이하게 각각 가변적인 전원을 공급한다.

그후, (c) 게이트 라인에 각각 스캔 신호를 인가한다.

도 4은 도 3에 도시된 구동회로구성의 다른 예를 설명하는 단면투시도로서, 전계방출 표시기의 구동 원리는 다음과 같다.

(a) 애노드에 DC 고전압을 인가한다.

(b) 캐소드 라인에 R·G·B 형광체를 발광시키기 위한 전원단이 분리되지 않고 R·G·B 전원단이 가변저항에 의해 전원을 공급한 후 데이터를 인가한다.

그후, (c) 게이트 라인에 각각 스캔 신호를 인가한다.

본 발명의 전계방출 소자를 구비한 전계방출 표시기에 의하며, 캐소드 라인에 R·G·B 전원단이 분리된 혹은 R·G·B 전원단이 가변저항에 의해 전압이 각각 공급되므로 색 보정이 가능하고 콘트라스트를 향상 시킬 수 있다.

아울러 본 발명의 실시예는 예시의 목적을 위해 개시된 것이며, 당업자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 예컨대 기존 FED 구조에서도 사용이 가능한 바와 같이 다양한 수정, 변경, 부가 등이 가능할 것이며, 이러한 수정 변경 등은 이하의 특허 청구의 범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.

Claims (6)

1. 데이터 구동수단에 의해 구동되는 캐소드와 게이트 구동수단에 의해 구동되는 게이트를 갖춘 전계방출 소자를 구비한 전계방출 표시기에 있어서,

   상기 캐소드 구동수단으로부터의 데이터신호와 상기 게이트 구동수단으로부터의 스캔신호를 입력받아 동기화된 스캔신호를 생성하여 상기 게이트로 인가하는 게이트-캐소드 동기수단을 구비하며, 상기 게이트-캐소드 동기수단은

   (a) DC 고전압을 인가하는 애노드,

   (b) 캐소드 라인에 R·G·B 형광체를 발광시키기 위한 분리되는 R·G·B 전원단,

   R·G·B 전원단에 대하여 캐소드 구동회로에 공급하는 가변적인 전원, 및,

   (c) 각각 스캔 신호를 인가하는 게이트 라인을 구비한 것을 특징으로 하는 전계방출 표시기의 구동장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 게이트에는 상기 게이트 구동수단으로부터 0∼ 40 MΩ 의 가변 저항이 인가되는 것을 특징으로 하는 전계방출 표시기의 구동장치.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 캐소드 구동회로에서 출력되는 데이터 값이 R, G, B형광체에 대하여 각각 상이한 것을 특징으로 하는 전계방출 표시기의 구동장치.
4. 데이터 구동수단에 의해 구동되는 캐소드와 게이트 구동수단에 의해 구동되는 게이트를 갖춘 전계방출 소자를 구비한 전계방출 표시기에 있어서,

   상기 캐소드 구동수단으로부터의 데이터신호와 상기 게이트 구동수단으로부터의 스캔신호를 입력받아 동기화된 스캔신호를 생성하여 상기 게이트로 인가하는 게이트-캐소드 동기수단을 구비하며,

   상기 게이트-캐소드 동기수단은

   (a) DC 고전압을 인가하는 애노드,

   (b) 캐소드 라인에 R·G·B 형광체를 발광시키기 위한 전원단이 분리되지 않고 R·G·B 전원단이 전원을 공급한 후 데이터를 인가하는 가변저항, 및,

   (c) 각각 스캔 신호를 인가하는 게이트 라인을 구비한 것을 특징으로 하는 전계방출 표시기의 구동장치.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 게이트에는 상기 게이트 구동수단으로부터 0∼ 40 MΩ의 가변 저항이 인가되는 것을 특징으로 하는 전계방출 표시기의 구동장치.
6. 제 4 항에 있어서,

   상기 캐소드 구동회로에서 출력되는 데이터 값이 R, G, B형광체에 대하여 각각 상이한 것을 특징으로 하는 전계방출 표시기의 구동장치.