KR20010039316A - Apparatus for compensating current of flat panel display - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A current compensating unit of a flat panel display is provided in which current compensation according to the temperature variation is performed more accurately and stably. CONSTITUTION: In a flat panel display equipped with a panel consisting of a cathode substrate(10) on which an emitter is arranged, wherein the emitter is installed on a cathode electrode(16) by a medium of a resistive layer for emitting electrons, and an anode substrate oppositely installed to the cathode substrate, the current compensating unit of a flat panel display comprises a resistance sensing pattern detecting a resistance according to temperature variation of the panel; a comparator(18) comparing detected signals of the resistance sensing pattern with a standard signal; and a voltage controller(20) varying a power supplied to the cathode electrode(16) according to an output signal of the comparator(18).

Description

평판디스플레이의 전류보상 장치{Apparatus for compensating current of flat panel display}Apparatus for compensating current of flat panel display}

본 발명은 평판디스플레이에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전계 방출 캐소드를 갖추고서 전계 효과에 의해 냉전자(cold electron)를 방출하는 평판디스플레이의 전류보상 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to flat panel displays, and more particularly, to a flat panel display current compensating device having a field emission cathode to emit cold electrons by field effects.

새로운 평판디스플레이로 각광받고 있는 전계 방출 표시기(Field Emission Display)는 방출된 전자를 이용하여 화면을 표시하는 음극선관(CRT)과 유사한 방법으로 화면을 표시하는데, 냉전자 방출(cold electron emission)을 이용한다는 면에서 열전자 방출(thermal electron emission)을 이용하는 음극선관과는 차이가 있다.Field Emission Display, which is emerging as a new flat panel display, uses cold electron emission to display the screen in a similar way to the cathode ray tube (CRT), which displays the screen using emitted electrons. Is different from the cathode ray tube using thermal electron emission.

이러한 전계 방출 표시기는 전자를 방출하는 전계 방출 소자들을 픽셀(pixel)별로 수백 내지 수천개 설치하고, 그 전계 방출 소자들로부터의 전자들을 형광막이 도포된 애노드에 충돌시켜 화상이 표시되게 한다.Such field emission indicators install hundreds to thousands of field emission elements for emitting electrons per pixel, and collide electrons from the field emission elements with an anode coated with a fluorescent film to display an image.

이와 같은 전계 방출 표시기에서는 대기온도가 변함에 따라 표시기가 영향을 받아 휘도변화를 일으키는 문제가 발생되었다.In the field emission indicator as described above, there is a problem that the luminance is changed due to the influence of the indicator as the atmospheric temperature is changed.

그에 따라, 일본의 후타바(futaba)사에서는 대기온도의 변화에 기인하는 표시기의 휘도변화를 방지하기 위해 1997년 4월 15일에 "field emission type display device and method for driving same"(USP 5,834,900 참조)이라는 명칭을 갖는 기술내용을 미국에 특허출원하였다.Accordingly, Japan's Futaba Co., Ltd. issued a "field emission type display device and method for driving same" on April 15, 1997 in order to prevent the brightness change of the indicator caused by the change of the air temperature (see USP 5,834,900). Patent application to the United States of the technology named.

그 후타바에서 미국 출원한 USP 5,834,900에서는 온도상승에 대한 전류제어용 저항의 기능저하를 해소하기 위해 온도 보상용 센서를 사용하여 전류값을 보상하였다.Then, in US Pat. No. 5,834,900, filed by Futaba, the current value was compensated by using a temperature compensation sensor to solve the function deterioration of the resistance for current control against temperature rise.

다시 말해서, USP 5,834,900에서는 온도 보상용 센서로 사용되는 저항에 전압을 인가하면 온도증가에 따라 그 저항의 양단에서 전류값이 증가하게 되고, 그 저항 양단에 걸리는 전압값에도 변화가 발생되는 원리를 이용하여 온도변화에 따라 캐소드나 게이트의 전압에 변화를 주어 전체적으로 방출되는 전자량을 조절하였다.In other words, USP 5,834,900 uses the principle that if a voltage is applied to a resistor used as a temperature compensation sensor, the current value increases at both ends of the resistance as the temperature increases, and a change occurs in the voltage value across the resistance. By changing the temperature of the cathode or gate according to the temperature change, the total amount of electrons emitted was controlled.

그러나, 후타바에서 제안한 특허(USP 5,834,900)는 패널의 일부분에 온도 보상용 센서로 사용되는 저항층을 설치하여 사용하였기 때문에, 실질적으로 패널의 전체 상태에 대해서는 정확하게 고려할 수 없는 문제점이 발생된다.However, since the patent proposed by Futaba (USP 5,834,900) is used by installing a resistive layer used as a temperature compensation sensor on a part of the panel, there is a problem that the overall state of the panel cannot be accurately considered.

따라서 본 발명은 상술한 종래의 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 온도변화에 따른 전류보상이 보다 정밀하면서도 안정되게 행해지도록 한 평판디스플레이의 전류보상 장치를 제공함에 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention has been made in view of the above-described conventional circumstances, and an object thereof is to provide a current display device for a flat panel display, which allows current compensation according to temperature change to be performed more precisely and stably.

상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 평판디스플레이의 전류보상 장치는, 저항층을 매개로 캐소드 전극상에 설치되어 전자를 방출하는 에미터가 배열된 캐소드 기판과 상기 캐소드 기판에 대향되게 설치된 애노드 기판으로 구성되는 패널을 구비한 평판디스플레이에 있어서,In order to achieve the above object, a current compensation device for a flat panel display according to a preferred embodiment of the present invention includes a cathode substrate having an emitter arranged on a cathode electrode and emitting electrons through a resistance layer, and the cathode substrate. In a flat panel display having a panel composed of anode substrates opposed to each other,

절연층을 매개로 상기 저항층과 상기 캐소드 기판 사이에 배열되어, 상기 패널의 온도변화에 따른 저항치를 검출하는 저항 감지 패턴,A resistance sensing pattern arranged between the resistance layer and the cathode substrate via an insulating layer to detect a resistance value according to a temperature change of the panel;

상기 저항 감지 패턴의 검출신호와 기준신호를 비교하는 비교기 및,A comparator for comparing the detection signal of the resistance sensing pattern with a reference signal;

상기 비교기의 출력신호에 따라 상기 캐소드 전극으로 제공되는 전원을 가변시키는 전압 제어기를 구비한다.And a voltage controller for varying the power supplied to the cathode electrode according to the output signal of the comparator.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 평판디스플레이의 전류보상 장치의 구성도,1 is a block diagram of a current compensation device of a flat panel display according to an embodiment of the present invention,

도 2는 도 1의 전압 제어기의 내부 구성도,2 is an internal configuration diagram of the voltage controller of FIG. 1;

도 3은 본 발명의 실시예에 채용되는 전계 방출 캐소드의 단면도.3 is a cross-sectional view of a field emission cathode employed in an embodiment of the invention.

＜ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ＞<Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

10 : 캐소드 기판 12 : 표시 영역10 cathode substrate 12 display area

14 : 게이트 전극 16 : 캐소드 전극14 gate electrode 16 cathode electrode

18 : 비교기 20 : 전압 제어기18: comparator 20: voltage controller

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.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 평판디스플레이의 전류보상 장치의 구성도이다. 참조부호 10은 각각 저항층(도시 생략)을 갖는 수백개의 전계 방출 캐소드가 형성된 캐소드 기판이고, 참조부호 12는 상기 전계 방출 캐소드가 배열된 표시 영역이며, 참조부호 14는 복수개의 로오(row)를 구성하는 스트라이프(stripe) 형태의 게이트 전극이다.1 is a block diagram of a current compensation device of a flat panel display according to an embodiment of the present invention. Reference numeral 10 denotes a cathode substrate on which hundreds of field emission cathodes each having a resistive layer (not shown), reference numeral 12 denotes a display area in which the field emission cathodes are arranged, and reference numeral 14 denotes a plurality of rows. A stripe type gate electrode is formed.

참조부호 16은 복수개의 컬럼(column)을 구성하는 캐소드 전극이고, 참조부호 R1은 상기 표시 영역(12)에 배열된 원뿔모양의 에미터(도시 생략) 하부에 제공되는 저항층과 같은 재료로 만들어 지는 저항 감지 패턴이다. 상기 저항 감지 패턴(R1)은 절연층을 매개로 상기 저항층과 상기 캐소드 기판(10) 사이에 배열되어, 온도변화에 따른 저항치를 검출한다. 상기 저항 감지 패턴(R1)은 상기 저항층의 프로세싱과 동일한 방식으로 상기 캐소드 기판(10)상에 패터닝된다.Reference numeral 16 denotes a cathode electrode constituting a plurality of columns, and reference numeral R1 is made of a material such as a resistive layer provided under a conical emitter (not shown) arranged in the display region 12. Losing resistance is a resistive pattern. The resistance sensing pattern R1 is arranged between the resistance layer and the cathode substrate 10 via an insulating layer to detect a resistance value according to a temperature change. The resistance sensing pattern R1 is patterned on the cathode substrate 10 in the same manner as the processing of the resistance layer.

참조부호 R2는 상기 저항 감지 패턴(R1)에 직렬로 접속되어 그 저항 감지 패턴(R1)의 저항변화에 따라 노드(N1)에 걸리는 전압이 변화되는 저항이고, 참조부호 18은 상기 노드(N1)에 걸리는 전압과 기준전압(Vr)을 상호 비교하는 OP앰프와 같은 비교기이며, 참조부호 20은 상기 비교기(18)에서 출력된 신호에 따라 상기 캐소드 전극(16)으로 제공되는 전압(Vvar)을 가변시키는 전압 제어기이다.Reference numeral R2 is a resistor connected in series with the resistance sensing pattern R1 to change the voltage applied to the node N1 according to the resistance change of the resistance sensing pattern R1, and reference numeral 18 denotes the node N1. Is a comparator such as an OP amplifier for comparing the voltage applied to the reference voltage Vr with each other, and reference numeral 20 varies the voltage Vvar provided to the cathode electrode 16 according to the signal output from the comparator 18. Is a voltage controller.

미설명 부호 Vg는 상기 게이트 전극(14)에 제공되는 전압원이고, Vapply는 상기 저항 감지 패턴(R1)과 저항(R2)의 직렬 회로에 제공되는 측정전압원이다.Reference numeral Vg is a voltage source provided to the gate electrode 14, and Vapply is a measurement voltage source provided to the series circuit of the resistance sensing pattern R1 and the resistor R2.

도 2는 도 1의 전압 제어기의 내부 구성도로이다.FIG. 2 is a diagram illustrating an internal configuration of the voltage controller of FIG. 1.

전압 제어기(20)는 비교기(18)에서 출력되는 아날로그 성분의 출력신호를 입력받아 그에 상응하는 디지탈 신호로 변환시키는 신호 변환기(22)를 구비한다. 그 신호 변환기(22)에서 출력되는 신호(예컨대, 4비트 신호)는 포토 커플러(24)로 입력되고, 그 포토 커플러(24)는 입력신호에 의해 선택신호를 멀티플렉서(26)로 제공한다. 그 멀티플렉서(26)는 그 선택신호에 따라 캐소드 전극(16)으로 제공되는 4가지의 전압(Vvar)중에서 어느 한 전압을 결정하여 출력한다. 도 2에서, 멀티플렉서(26)는 고전압 아날로그 멀티플렉서이고, R은 각기 동일한 저항값을 갖거나 차등적인 저항값을 갖는 저항이다.The voltage controller 20 includes a signal converter 22 which receives an output signal of an analog component output from the comparator 18 and converts it into a corresponding digital signal. A signal (e.g., a 4-bit signal) output from the signal converter 22 is input to the photo coupler 24, and the photo coupler 24 provides a selection signal to the multiplexer 26 by the input signal. The multiplexer 26 determines and outputs any one of four voltages Vvar provided to the cathode electrode 16 in accordance with the selection signal. In Fig. 2, the multiplexer 26 is a high voltage analog multiplexer, and R is a resistor each having the same resistance value or a differential resistance value.

도 3은 본 발명의 실시예에 채용되는 전계 방출 캐소드의 단면도로서, 전계 방출 캐소드는 유리 재질의 캐소드 기판(40), 그 캐소드 기판(40)상에 패터닝된 저항 감지 패턴(R1), 그 저항 감지 패턴(R1)상에 도포된 실리콘 옥사이드(SiO2) 재질의 절연층(42)과 그 절연층(42)과 분리되어 상기 저항 감지 패턴(R1)상에 형성된 전도성 전극(50), 상기 절연층(42)상에 형성된 박막 형태의 캐소드 전극(16), 그 캐소드 전극(16)상에 배열된 저항층(44), 그 저항층(44)상에 배열된 실리콘 옥사이드(SiO2) 재질의 절연층(46), 그 절연층(46)상에 형성된 게이트 전극(14) 및, 상기 저항층(44)의 노출부위상에 형성된 원뿔형의 에미터(48)로 구성된다.3 is a cross-sectional view of a field emission cathode employed in an embodiment of the present invention, wherein the field emission cathode is a glass substrate cathode substrate 40, a resistance sensing pattern R1 patterned on the cathode substrate 40, and the resistance thereof. The conductive layer 50 and the insulating layer formed on the resistance sensing pattern R1 separated from the insulating layer 42 and the insulating layer 42 made of silicon oxide (SiO 2) coated on the sensing pattern R1. A cathode electrode 16 having a thin film form formed on 42, a resistive layer 44 arranged on the cathode electrode 16, and an insulating layer made of silicon oxide (SiO 2) material arranged on the resistive layer 44. (46), a gate electrode (14) formed on the insulating layer (46), and a conical emitter (48) formed on the exposed portion of the resistive layer (44).

상기 전도성 전극(50)은 도 1의 저항(R2)의 일단과 연결되는 단자와 측정전압원(Vapply)과 연결된 단자를 의미한다.The conductive electrode 50 refers to a terminal connected to one end of the resistor R2 of FIG. 1 and a terminal connected to a measurement voltage source Vapply.

이어, 상기와 같이 구성된 본 발명의 실시예에 따른 평판디스플레이의 전류보상 장치의 동작에 대해 설명하면 다음과 같다.Next, the operation of the current compensation device of the flat panel display according to the embodiment of the present invention configured as described above is as follows.

FED패널에 삽입된 저항 감지 패턴(R1)의 저항값은 FED패널의 온도의 증감에 따라 전류의 변화를 발생시킨다. 이러한 전류의 변화는 비교기(18)의 일측 입력단에 영향을 준다. 노드(N1)에 걸리는 전압이 변하게 되면 비교기(18)의 출력신호가 변하게 된다. 그 비교기(18)의 출력신호는 전압 제어기(20)로 제공되어 캐소드 전극(16)에 대한 전압(Vvar)을 가변시킨다.The resistance value of the resistance sensing pattern R1 inserted into the FED panel generates a change in current as the temperature of the FED panel increases or decreases. This change in current affects one input of the comparator 18. When the voltage across the node N1 changes, the output signal of the comparator 18 changes. The output signal of the comparator 18 is provided to the voltage controller 20 to vary the voltage Vvar for the cathode electrode 16.

즉, 저항 감지 패턴(R1)과 저항(R2)의 사이에 흐르는 전류값(I1)은 "Vapply/(R1+R2)"이 된다. 그런데, FED패널의 온도가 상승하면서 저항 감지 패턴(R1)의 저항값이 감소하면 전류값(I1)은 상승한다. 이렇게 상승된 전류값(I1)은 노드(N1)에 걸리는 전압에 변화를 주고, 비교기(18)에서의 비교동작(Vr-V(R2×I1))에 의한 출력신호의 값에 증감을 발생시킨다. 그 비교기(18)에서 출력되는 출력신호에 의해 캐소드 전극(16)에 인가되는 전압(Vvar)이 결정된다.That is, the current value I1 flowing between the resistance sensing pattern R1 and the resistor R2 becomes "Vapply / (R1 + R2)". However, when the temperature of the FED panel increases and the resistance value of the resistance sensing pattern R1 decreases, the current value I1 increases. The current value I1 thus raised changes the voltage applied to the node N1, and the comparison operation Vr− in the comparator 18 is performed. The increase and decrease in the value of the output signal by V (R2 x I1) is caused. The voltage Vvar applied to the cathode electrode 16 is determined by the output signal output from the comparator 18.

이상 설명한 바와 같은 본 발명에 의하면, 저항 감지 패턴을 캐소드 기판상에 배열시켜 FED패널의 전면 특성을 모두 반영할 수 있으므로 FED패널의 온도변화에 따른 전류변화를 최소화할 수 있다. 포토 커플러를 사용하여 고전압 전원 공급회로와 저전압 센서회로를 나누어 노이즈를 최소화시킬 수 있다.According to the present invention as described above, since the resistance sensing pattern can be arranged on the cathode substrate to reflect all the front characteristics of the FED panel, it is possible to minimize the current change according to the temperature change of the FED panel. The photocoupler can be used to divide the high voltage power supply circuit and the low voltage sensor circuit to minimize noise.

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.Meanwhile, the present invention is not limited only to the above-described embodiments, but may be modified and modified within the scope not departing from the gist of the present invention, and the technical idea due to such modifications and variations is within the scope of the following claims. Should be seen.

Claims (3)

저항층을 매개로 캐소드 전극상에 설치되어 전자를 방출하는 에미터가 배열된 캐소드 기판과 상기 캐소드 기판에 대향되게 설치된 애노드 기판으로 구성되는 패널을 구비한 평판디스플레이에 있어서,A flat panel display comprising a cathode substrate arranged on a cathode electrode via a resistive layer to emit electrons, and a panel consisting of an anode substrate opposed to the cathode substrate. 상기 패널의 온도변화에 따른 저항치를 검출하는 저항 감지 패턴,A resistance sensing pattern for detecting a resistance value according to a temperature change of the panel; 상기 저항 감지 패턴의 검출신호와 기준신호를 비교하는 비교기 및,A comparator for comparing the detection signal of the resistance sensing pattern with a reference signal; 상기 비교기의 출력신호에 따라 상기 캐소드 전극으로 제공되는 전원을 가변시키는 전압 제어기를 구비하는 것을 특징으로 하는 평판디스플레이의 전류보상 장치.And a voltage controller for varying the power supplied to the cathode according to the output signal of the comparator. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 전압 제어기는 상기 비교기에서 출력되는 아날로그 성분의 출력신호를 입력받아 그에 상응하는 디지탈 신호로 변환시키는 신호 변환기, 상기 신호 변환기에서 출력되는 신호를 입력받아 소정의 선택신호를 출력하는 포토 커플러 및, 상기 포토 커플러로부터의 선택신호에 따라 상기 캐소드 전극으로 제공되는 다수의 전압중에서 어느 한 전압을 결정하여 출력하는 멀티플렉서를 구비하는 것을 특징으로 하는 평판디스플레이의 전류보상 장치.The voltage controller may include a signal converter for receiving an output signal of an analog component output from the comparator and converting the signal into a digital signal corresponding thereto, a photo coupler for receiving a signal output from the signal converter and outputting a predetermined selection signal; And a multiplexer for determining and outputting any one of a plurality of voltages provided to the cathode according to a selection signal from a photo coupler. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 저항 감지 패턴은 캐소드 기판상에 배열되고, 상기 저항 감지 패턴상에는 제 1절연층 및 전도성 전극이 상호 분리되어 형성되며, 상기 제 1절연층상에는 캐소드 전극이 형성되며, 상기 캐소드 전극상에는 저항층이 배열되며, 상기 저항층상에는 제 2절연층을 매개로 게이트 전극이 형성되며, 상기 저항층의 노출부위상에는 에미터가 형성되는 것을 특징으로 하는 평판디스플레이의 전류보상 장치.The resistance sensing pattern is arranged on a cathode substrate, a first insulating layer and a conductive electrode are formed to be separated from each other on the resistance sensing pattern, a cathode electrode is formed on the first insulating layer, and a resistance layer is formed on the cathode electrode. And a gate electrode is formed on the resistive layer via a second insulating layer, and an emitter is formed on an exposed portion of the resistive layer.
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