KR20010039311A - 전계 방출 표시기의 구동회로 - Google Patents

전계 방출 표시기의 구동회로 Download PDF

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Abstract

본 발명은 스위칭 소비전력의 절감 및 전계 방출 특성을 균일하게 유도하여 화질을 개선하도록 한 전계 방출 표시기의 구동회로에 관한 것으로, FED패널을 구동하기 위해 캐소드에 음전원을 사용함으로써 스위칭 소모전력을 절감시키게 되고, 전류 제어기를 사용하여 픽셀마다의 불균일한 전자방출을 보상해 줌으로써 화질을 향상시키게 된다.

Description

전계 방출 표시기의 구동회로{Driving circuit of field emission display}
본 발명은 전계 방출 표시기의 구동회로에 관한 것으로, 보다 상세하게는 캐소드에 음전압을 인가하여 FED패널을 구동시키는 회로에 관한 것이다.
일반적으로, FED패널을 구동시킬 때 전류제어가 불가능한 구동회로를 사용하여 구동시킨다. 이 경우 픽셀마다 팁이 불균일하게 형성되어 불균일한 전계 방출 특성을 지니게 되고, 그로 인해 정지화상에 대한 이미지가 저하되는 문제가 있다.
또한, 캐소드에 음전압을 구동하지 않고 게이트에 구동전압이 인가될 경우에는 게이트에 부가되는 스위칭 소비전력이 상승하게 되어 소비전력의 소모가 커지는 문제가 발생된다.
따라서 본 발명은 상술한 종래의 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로, 스위칭 소비전력의 절감 및 전계 방출 특성을 균일하게 유도하여 화질을 개선하도록 한 전계 방출 표시기의 구동회로를 제공함에 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전계 방출 표시기의 구동회로는, 입력신호의 레벨을 상승시키는 레벨 쉬프터,
제 1전압단자와 캐소드 사이에 접속되고 상기 레벨 쉬프터의 출력신호에 따라 스위칭하는 스위칭 수단,
상기 캐소드와 제 2전압단자 사이에 접속되어 전류제어를 행하는 전류 제어기,
상기 캐소드와 직교되게 설치되고 소정의 구동전압이 인가되는 게이트 전극 및,
상기 게이트와 일정간격을 두고 상부에 설치되고 소정의 구동전압이 인가되는 애노드를 구비한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전계 방출 표시기의 구동회로도,
도 2는 본 발명의 실시예 동작에 채용되는 파형도이다.
＜ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명＞
10 : 레벨 쉬프터 20 : 전류 제어기
30 : 애노드 40 : 게이트
50 : 캐소드 P : 스위칭 수단(PMOS트랜지스터)
이하, 본 발명의 실시예에 대해 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전계 방출 표시기의 구동회로도로서, 참조부호 10은 입력되는 저전압의 로직신호를 고전압 회로에 사용가능하도록 레벨을 상승시켜 전달하는 레벨 쉬프터이다. 참조부호 P는 전원전압보다 높은 전압(Vpp)을 제공하는 단자와 캐소드(50) 사이에 접속되고 상기 레벨 쉬프터(10)의 출력신호에 따라 온/오프동작하는 전압 스위칭 수단으로서의 MOS트랜지스터(본 발명의 실시예에서는 PMOS트랜지스터)이다.
상기 PMOS트랜지스터(P)는 게이트 스캔 펄스가 하이일 경우 갖는 고전압값과 동일한 상태를 얻도록 스위칭한다.
참조부호 20은 상기 캐소드(50)와 접지전압단자(Vnn) 사이에 접속되어 전류제어를 행하는 전류 제어기를 나타내는데, 전압 비의존형 전류 미러이다.
참조부호 30은 구동전압(Va)에 의해 구동되는 애노드이고, 참조부호 40은 상기 캐소드(50)에 직교되게 설치되고 구동전압(Vg)에 의해 구동되는 게이트이다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 실시예에 따른 전계 방출 표시기의 구동회로의 동작에 대해 도 2의 파형도를 참조하여 설명하면 다음과 같다.
애노드(30)에 소정의 구동전압(Va)이 인가되고, 게이트(40)에 하이레벨의 스캔 펄스가 인가되며, 캐소드(50)가 네가티브(Negative) 즉 레벨 쉬프터(10)에서 쉬프팅된 입력신호의 레벨이 하이레벨이어서 PMOS트랜지스터(P)가 턴오프된 경우에는 전류 제어기(20)에 의한 정전압(즉, 일정한 접지전압(Vnn))이 상기 캐소드(50)로 인가된다. 그에 따라 게이트(40)와 캐소드(50)간의 전압차이가 전자 방출 조건을 충족시키게 되어 해당 픽셀은 온(ON)된다. 여기서, 상기 전류 제어기(20)는 전압 비의존형 전류원을 사용하게 되므로 캐소드 전원에 상관없이 일정한 전류값을 흘려 줄 수가 있어서 전류값을 일정하게 유지하여 줌으로써 불균일한 캐소드 어레이를 보호하면서 전류제어를 행하게 된다.
한편, 애노드(30)에 소정의 구동전압(Va)이 인가되고, 게이트(40)에 하이레벨의 스캔 펄스가 인가되며, 캐소드(50)가 포지티브(Positive) 즉 레벨 쉬프터(10)에서 쉬프팅된 입력신호의 레벨이 로우레벨이어서 PMOS트랜지스터(P)가 턴온된 경우에는 고전압(Vpp)이 상기 캐소드(50)로 인가된다. 그에 따라 상기 게이트(40)와 캐소드(50)간의 전압차이는 전자 방출 조건을 불충족시키게 되어 해당 픽셀은 오프(OFF)된다.
FED패널에서 소모되는 전력을 Pfed라고 하였을 경우 그 소모전력(Pfed)은 애노드 소비 전력(Pa), 캐소드(50)와 게이트(40)간의 소비 전력(Pcg=Pecg+Pleck)과, 게이트 스위칭 소비 전력(Pswg)으로 나누어진다.
상기 캐소드(50)와 게이트(40)간의 소비 전력(Pcg)은 애노드 소비 전력과 게이트 스위칭 소비 전력을 합한 것에 비하여 상당히 적기 때문에 무시할 수 있다.
상술한 본 발명의 구동동작에서는 게이트 스위칭 소비 전력(Pswg=fCV2; f는 주파수, C는 캐패시턴스, V는 전압)이 소비하는 전력을 캐소드 부분에 네가티브 전원을 사용하여 게이트(40)와 캐소드 구동회로 부분에서 30%정도 소비 전력을 낮추게 된다.
즉, 게이트(40)에 인가되는 전압(Vg)을 예컨대 100V에서 50V로 낮출 경우 게이트 스위칭부에서 소비되는 전력은 "Pswg=fC(10000-2500)=7500fC"만큼 낮아진다. 게이트 스위칭부에서만 소비 전력이 25%로 줄어든 셈이 된다. 그리고, 상기 예에서 게이트 스위칭부에서의 소비 전력이 2500fC이므로 캐소드 구동회로 부분에서 스위칭을 위해서 소모되는 소비 전력은 약 2500fC가 된다.
결국, 전체적으로 게이트 스위칭을 위하여 사용되는 전압을 1/2로 낮춤으로서 실제로 얻는 소비 전력의 감소는 50%가 된다.
이상 설명한 바와 같은 본 발명에 의하면, FED패널을 구동하기 위해 캐소드에 음전원을 사용함으로써 게이트부위의 스위칭 소모전력을 절감시키게 되고, 전류 제어기를 사용하여 픽셀마다의 불균일한 전자방출을 보상해 줌으로써 화질을 향상시키게 된다.
한편 본 발명은 상술한 실시예로만 한정되는 것이 아니라 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위내에서 수정 및 변형하여 실시할 수 있고, 이러한 수정 및 변형 등에 의한 기술사상은 다음의 특허청구범위에 속하는 기술사상으로 보아야 한다.

Claims (4)

  1. 입력신호의 레벨을 상승시키는 레벨 쉬프터,
    제 1전압단자와 캐소드 사이에 접속되고 상기 레벨 쉬프터의 출력신호에 따라 스위칭하는 스위칭 수단,
    상기 캐소드와 제 2전압단자 사이에 접속되어 전류제어를 행하는 전류 제어기,
    상기 캐소드와 직교되게 설치되고 소정의 구동전압이 인가되는 게이트 전극 및,
    상기 게이트와 일정간격을 두고 상부에 설치되고 소정의 구동전압이 인가되는 애노드를 구비하는 것을 특징으로 하는 전계 방출 표시기의 구동회로.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1전압단자는 전원전압보다 높은 전압을 제공하는 단자이고, 상기 제 2전압단자는 접지전압을 제공하는 단자인 것을 특징으로 하는 전계 방출 표시기의 구동회로.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 스위칭 수단은 MOS트랜지스터로 구성되는 것을 특징으로 하는 전계 방출 표시기의 구동회로.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 전류 제어기는 전압 비의존형 전류미러인 것을 특징으로 하는 전계 방출 표시기의 구동회로.
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