KR20060001404A - 전자방출 표시장치의 구동방법 및 전자방출 표시장치 - Google Patents

전자방출 표시장치의 구동방법 및 전자방출 표시장치 Download PDF

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Abstract

본 발명에 의한 전자방출 표시장치의 구동방법은, 격자형 패널의 일방향으로 연장된 스캔 전극과 스캔 전극에 교차하도록 연장된 데이터 전극으로 구성된 패널 구동부 및 애노드 전극을 구비한 전자방출 표시장치의 구동방법이며, 전자방출 표시장치의 전원 인가시에, 애노드 전극을 구동하기 위한 애노드 전압을 인가하는 단계; 및 애노드 전압이 기준 전압 이상이면, 패널 구동부의 적어도 1개 전극에 전압을 인가하는 단계를 구비한 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 전자방출 표시장치에서 전자방출원으로부터 방출된 전자가 애노드 전극 이외로 누설되는 것을 방지한다. 따라서, 누설전류에 의한 게이트 전극 및 전자방출원의 손상을 방지하고, 소비전력의 불필요한 소모를 최소화할 수 있다.

Description

전자방출 표시장치의 구동방법 및 전자방출 표시장치{Driving method for electron emission display and electron emission display}
도 1은 팁형 FEA를 갖는 FE형 전자 방출 표시장치의 일 예를 나타낸다.
도 2는 평면형 FEA를 갖는 FE형 전자 방출 표시장치의 일 예를 나타낸다.
도 3은 CNT FEA를 갖는 FE형 전자 방출 표시장치의 일 예를 나타낸다
도 4는 본 발명의 전자방출 표시장치의 구동방법의 바람직한 일 실시예를 설명하기 위한 전극 전압 인가 및 차단 시퀀스의 타이밍도이다.
도 5는 본 발명의 전자방출 표시장치의 구동방법의 바람직한 다른 실시예를 설명하기 위한 전극 전압 인가 및 차단 시퀀스의 타이밍도이다.
도 6은 본 발명에 의한 전자방출 표시장치의 일 실시예를 설명하기 위한 블록도이다.
도 7은 본 발명에 의한 언더 게이트형 FED의 일 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
본 발명은, 전자방출 표시장치(Electron Emission Display)에 관한 것으로 서, 특히 전극 전압 인가 시퀀스를 제어하는 전자방출 표시장치에 관한 것이다.
냉음극을 이용하는 방식의 전자 방출 표시장치로는 전계 방출 표시장치(FED;Field Emission Display)가 있다. 전계 방출 표시장치로는 FE(Field Emitter)형 전자 방출 표시장치, MIM형 전자 방출 표시장치 및 MIS형 전자 방출 표시장치, 표면 전도형 전자 방출 표시장치(SED; Surface conduction Electron Emission Display), 발리스틱 전자 방출 표시장치(BSD;Ballistic electron Surface-emitting Display) 등이 알려져 있다.
FE형 전자 방출 표시장치는 진공중 전계에 의한 전자방출이 용이한 에미터를 형성하고, 에미터 어레이(Emitter Array)로부터 전자가 방출되는 구조이다. 에미터는 보통 β Function(Aspect Ratio)이 크고 Φ(Work Function)이 작은 물질을 사용한다.
MIM형 전자 방출 표시장치 및 MIS형 전자 방출 표시장치는 양자역학적인 터널 효과를 이용하며, 금속/절연층/금속(MIM;Metal-Insulator-Metal) 또는 금속/절연층/반도체(MIS;Metal-Insulator-Semiconductor)의 구조로 전자방출원(emitter)을 구성하여 절연층을 삽입한 양쪽의 금속/반도체 사이에 전압을 인가하는 것에 의하여 높은 전자 전위를 갖는 금속 및 반도체로부터 낮은 전자 전위를 갖는 금속쪽으로 전자가 가속되면서 이동하여 방출되도록 이루어진다.
발리스틱 전자 방출 표시장치(BSD)는 반도체의 사이즈를 반도체중의 전자의 평균자유행정보다 작은 치수 영역까지 축소하면 전자가 산란하지 않고 주행하는 원리를 이용하며, 오믹전극상에 금속 또는 반도체로 이루어지는 전자공급층을 형성하 고, 전자공급층위에 절연층과 금속박막, 형광체층을 형성하여 오믹전극과 금속박막에 전원을 인가하는 것에 의하여 전자가 방출되어 형광체층을 여기 발광시키도록 이루어진다.
표면전도형 전자 방출 표시장치(SED)는 기판상에 형성된 작은 면적의 박막에 전류를 표면과 수평으로 흐르게 하여 전자가 방출되도록 이루어지며, 한쌍의 제1전극 및 제2전극이 제1기판상에 서로 대향하여 형성되며, 제1전극 및 제2전극의 표면을 각각 덮으면서 서로 근접하도록 제1도전막 및 제2도전막을 형성하고, 제1도전막과 제2도전막의 사이에 전자방출부가 형성되며, 제2기판상에는 애노드 전극 위에 블랙매트릭스막을 사이에 두고 적색(R)과 녹색(G) 및 청색(B)의 형광막을 교대로 배열 형성하여 이루어진다.
상기와 같이 구성되는 표면전도형 전자 방출 표시장치는 제1전극 및 제2전극에 전원을 인가하여 작은 면적의 전자방출부 표면과 수평으로 전류가 흐르는 것에 의하여 전자가 방출되어 애노드 전극의 형광막에 충돌하여 소정의 화상을 구현한다.
전계 방출 표시장치는 양자역학적인 터널 효과를 이용하며 게이트 전극에 의하여 형성되는 전계에 의하여 전자가 방출되어 애노드 전극에 형성된 형광막에 충돌하여 여기 발광시키도록 이루어지는 3극관 구조가 널리 사용된다.
상기와 같이 구성되는 전계 방출 표시장치는 캐소드 전극과 게이트 전극에 소정의 구동전압을 인가하고, 애노드 전극에 수백∼수천V의 (+)전압을 인가하면, 캐소드 전극과 게이트 전극의 전압 차에 의해 전자방출원 주위에 전계가 형성되며 이에 의하여 전자가 방출되고, 방출된 전자가 고전압이 인가된 애노드 전극쪽으로 이동하여 대응하는 형광막에 충돌하여 발광시키는 것에 의하여 소정의 영상 표시가 이루어진다.
도 1은 팁형 FEA를 갖는 FE형 전자 방출 표시장치의 일 예로서, 후면기판(112), 캐소드 전극(110), 팁형 FEA(Field Emitter Array)(116), 게이트 절연층(108), 게이트 전극(106), 스페이서(114), 형광체(104), 애노드 전극(102), 및 전면기판(100)을 구비한다. 이하 도 1을 참조하여 FE형 전자 방출 표시장치의 동작 원리를 다음과 같이 설명한다.
각각의 FEA(116)는 초소형 전자총으로 동작하며, 게이트(110)와 캐소드(106) 전극간에 일정 전압(수십 V)이 인가되면, 전자(118)들이 마이크로 팁(116)으로부터 양자 역학적으로 터널링되어 방출된다. 방출된 전자(118)들은, 더욱 큰 애노드(102) 전압인 수백 V ~ 수 ㎸ 에 의해 형광체(104)가 도포되어 있는 애노드(102) 쪽으로 가속되며, 형광체(104)에 충돌하게 된다. 전자(118)들이 형광체(104)에 충돌시 발생한 에너지에 의해 형광체(104) 내의 특정 원소 내에 있는 전자들이 여기되었다 떨어지면서 빛을 발생시킨다. 마이크로 팁형 소자는 실리콘 팁과 금속 팁이 대표적이다.
스페이서(114)는 애노드(104)과 캐소드(110) 기판 사이에 진공간격을 일정한 폭으로 유지시키는 것으로서, 외부의 대기 압력에 의한 기판의 붕괴를 방지하고, 소자의 동작 과정에서 화소들간 상호 간섭현상인 크로스토크(cross talk)를 방지한다.
도 2는 평면형 FEA를 갖는 FE형 전자방출 표시장치의 일 예로서, 후면기판(212), 캐소드 전극(210), 평면형 FEA(216), 게이트 절연층(208), 게이트 전극(206), 스페이서(214), 형광체(204), 애노드 전극(202), 및 전면기판(200)을 구비한다. 평면형 FEA(216)는 다이아몬드 박막, DLC(Diamond-Like Carbon) 박막 등을 비롯하여, SCE(Surface Conduction Emitter), BSE(Ballistic electron Surface Emitter), MIM(Metal Insulator Metal) 및 MIS(Metal Insulator Semiconductor) 등이 대표적이다. FEA(216)가 평면형인 점을 제외하면, 도 2의 FED의 각 구성요소의 작용원리는 도 1의 동일한 명칭의 구성요소의 작용과 같다.
도 3은 CNT FEA를 갖는 FE형 전자방출 표시장치의 일 예로서, 후면기판(312), 캐소드 전극(310), CNT FEA(316), 게이트 절연층(308), 게이트 전극(306), 스페이서(314), 형광체(304), 애노드 전극(302), 및 전면기판(300)을 구비한다. CNT는 팁형과 평면형의 장점을 함께 취할 수 있는 전자 방출원으로 이를 통한 FED 의 개발이 활성화되고 있다. FEA(216)가 CNT형인 점을 제외하면, 도 3의 FED의 각 구성요소의 작용원리는 도 1의 동일한 명칭의 구성요소의 작용과 같다.
칼라 FED의 구동에 있어서는, 스위칭 애노드(switched anode) 방식과 비스위칭 애노드(non-switched anode) 방식인 두 종류의 어드레싱 방식 적용된다.
스위칭 애노드 방식은, 예컨대 도 1에 도시된 바와 같이, R(red), G(green), B(blue)세 개의 부화소(sub-pixel)들이 한 개의 FEA 화소를 공유하며, 동일색의 모든 애노드 부화소들은 서로 전기적으로 연결된다. 스위칭 애노드 방식에서는 많은 수(세 배)의 전자 방출원을 사용할 수 있으며, 애노드과 캐소드의 정렬에 크게 민 감하지 않다는 장점이 있다. 반면에 인접한 형광체 부화소들간에 전기적 항복에 의한 혼색을 방지하기 위해 애노드전압을 일정치 이하(주로 1㎸이하)로 하여야 하며, 애노드전압이 세 배 빠른 속도로 인가되어야 한다.
비스위칭 애노드 방식은, 예컨대 도 2에 도시된 바와 같이, 애노드 부 화소들마다 별도의 FEA 부화소들을 사용하며, 한 화소 내에 있는 세 개의 부화소들이 전기적으로 연결되어 있다. 비스위칭 애노드 방식의 장점은, 인접한 애노드 부화소들간에 전기적 항복이 일어날 우려가 적어 고전압 동작이 가능하고, 애노드 전압을 고속으로 변환시킬 필요가 없다. 반면에 비스위칭 애노드 방식의 단점은, 게이트 전극의 수가 세 배로 증가하고, 각각의 애노드 부화소가 사용하는 전자 방출원 수가 적어 단일 방출원이 상대적으로 높은 전류를 제공하여야 하며, 애노드과 캐소드의 정렬 오차가 색 순도에 영향을 미치게 된다.
애노드, 게이트, 캐소드 전극에 전압을 동시에 인가하게 되면, 정격전압이 수 ㎸ 인 애노드 전압이 가장 늦게 정격 레벨에 도달한다. 따라서, 애노드 기판에 정격전압이 인가되지 않은 상태에서 게이트 전극과 캐소드 전극에 정격 전압이 인가되면, 캐소드에서 방출된 전자가 애노드 쪽으로 가속되지 못하고, 게이트로 흘러나가게 되어 누설전류가 발생한다. 이러한 누설전류는 게이트 전극이 끊어지는 원인이 되며, 전자방출원이 손상되는 원인이 되며, 소비전력을 낭비하는 요인이 된다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 전자방출원으로부터 방출된 전자가 애노드 전극 이외로 누설되지 않도록 하는 전자방출 표시장치의 구동방법 및 전자방출 표시장치를 제공하는 데 있다.
상기의 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명이 일 측면에 의한 전자방출 표시장치의 구동방법은, 격자형 패널의 일방향으로 연장된 스캔 전극과 상기 스캔 전극에 교차하도록 연장된 데이터 전극으로 구성된 패널 구동부 및 애노드 전극을 구비한 전자방출 표시장치의 구동방법이며, 상기 전자방출 표시장치의 전원 인가시에, 상기 애노드 전극을 구동하기 위한 애노드 전압을 인가하는 단계; 및 상기 애노드 전압이 기준 전압 이상이면, 상기 패널 구동부의 적어도 1개 전극에 전압을 인가하는 단계를 구비한 것을 특징으로 한다.
상기 전자방출 표시장치의 구동방법은 상기 애노드 전압이 기준 전압 이상이면, 상기 패널 구동부 내의 상기 스캔 전극을 구동하기 위한 스캔 전압을 인가할 수 있다.
상기 전자방출 표시장치의 구동방법은 상기 애노드 전압이 기준 전압 이상이면, 상기 패널 구동부 내의 상기 데이터 전극을 구동하기 위한 데이터 전압을 인가할 수 있다.
상기 애노드 기준전압은 500V 이상일 수 있다.
상기 전자방출 표시장치의 구동방법은 상기 스캔 전압을 인가함과 동시 또는 그 후에 상기 데이터 전극을 구동하기 위한 데이터 전압을 인가할 수 있다.
상기 전자방출 표시장치의 구동방법은 상기 데이터 전압을 인가함과 동시 또 는 그 후에 상기 스캔 전극을 구동하기 위한 스캔 전압을 인가할 수 있다.
상기 전자방출 표시장치의 구동방법에 있어서, 상기 스캔 전극이 게이트 전극, 상기 데이터 전극이 캐소드 전극에 대응될 수 있다.
상기 전자방출 표시장치의 구동방법에 있어서, 상기 스캔 전극이 캐소드 전극, 상기 데이터 전극이 게이트 전극에 대응될 수 있다.
상기의 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명에 다른 측면에 의한 전자방출 표시장치의 구동방법은, 격자형 패널의 일방향으로 연장된 스캔 전극과 상기 스캔 전극에 교차하도록 연장된 데이터 전극으로 구성된 패널 구동부 및 애노드 전극을 구비한 전자방출 표시장치의 구동방법이며, 상기 전자방출 표시장치의 전원 차단시에, 상기 패널 구동부를 차단 하기 위하여 상기 패널 구동부의 적어도 1개 전극의 전압을 차단하는 단계; 상기 패널 구동부의 적어도 1개 전극의 차단과 동시 또는 그 후에 상기 애노드 전압을 차단한다.
상기 전자방출 표시장치의 구동방법은 상기 패널 구동부의 스캔 전압을 차단함과 동시 또는 그 후에 데이터 전압을 차단할 수 있다.
전자방출 표시장치의 구동방법은 상기 패널 구동부의 데이터 전압을 차단함과 동시 또는 그 후에 스캔 전압을 차단할 수 있다.
상기의 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명에 의한 전자방출 표시장치는, 격자형 패널의 일방향으로 연장된 스캔 전극과 상기 스캔 전극에 교차하도록 연장된 데이터 전극으로 구성된 패널 구동부 및 애노드 전극을 구비한 전자방출 표시장치이며, 상기 애노드 전극을 구동하기 위한 애노드 전압, 상기 패널 구동부 내의 적 어도 1개 전극을 구동하기 위한 패널 구동 전압을 출력하는 전원공급부; 제1 제어신호 및 패널 구동부 전압을 입력받아 상기 패널 구동부내 적어도 1개 전극을 구동하는 구동부; 상기 구동부를 제어하기 위한 상기 제1 제어신호 출력하는 타이밍 제어부; 상기 애노드 전극에 애노드전압을 인가하는 애노드 전압 공급부; 상기 애노드 전압을 소정 비율로 분배하여 출력하는 애노드 전압 검출부; 상기 검출된 애노드 전압과 기준전압을 비교하여, 그 비교결과를 제2 제어신호로서 출력하는 비교부; 및 상기 제2 제어신호에 따라 상기 패널 구동부의 적어도 1개 전극에에 상기 구동 전압을 스위칭하는 제1 스위칭부를 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 전자방출 표시장치는 상기 제2 제어신호에 따라 상기 스캔 구동부에 상기 스캔 전압을 스위칭하는 제 2 스위칭부를 더 구비할 수 있다.
상기 전자방출 표시장치는 상기 제2 제어신호에 따라 상기 데이터 구동부에 상기 데이터 전압을 스위칭하는 제2 스위칭부를 더 구비할 수 있다.
상기 기준전압은 500볼트 이상인 소정 전압을 상기 비율로 분배한 전압일 수 있다.
상기 전자방출 표시장치는 상기 기준전압을 가변하여 설정할 수 있는 기준전압 설정부를 더 구비할 수 있다.
상기 전자방출 표시장치는 상기 전자방출 표시장치의 전원 차단시에, 상기 제1 스위칭부에 의하여 상기 패널 구동부 내의 적어도 1개 전압이 차단됨과 동시 또는 그 후에 상기 애노드 전압 공급부에 의하여 상기 애노드전압이 차단될 수 있다.
상기 전자방출 표시장치는 상기 전자방출 표시장치의 전원 차단시에, 상기 제1 스위칭부에 의하여 상기 데이터 전압이 차단됨과 동시 또는 그 후에 상기 제2 스위칭부에 의하여 상기 스캔 전압이 차단되고, 상기 스캔 전압이 차단됨과 동시 또는 그 후에 상기 애노드 전압 공급부에 의하여 상기 애노드 전압이 차단될 수 있다.
상기 전자방출 표시장치는 상기 전자방출 표시장치의 전원 차단시에, 상기 제1 스위칭부에 의하여 상기 스캔 전압이 차단됨과 동시 또는 그 후에 상기 제2 스위칭부에 의하여 상기 데이터 전압이 차단되고, 상기 스캔 전압이 차단됨과 동시 또는 그 후에 상기 애노드 전압 공급부에 의하여 상기 애노드 전압이 차단될 수 있다.
상기 전자방출 표시장치는 상기 제3제어신호에 따라 상기 캐소드구동부에 상기 캐소드전압을 스위칭하는 제2스위칭부를 더 구비할 수 있다.
상기 기준전압은 500볼트 이상인 소정 전압을 상기 비율로 분배한 전압일 수 있다.
상기 전자방출 표시장치는 상기 기준전압을 가변하여 설정할 수 있는 기준전압 설정부를 더 구비할 수 있다.
상기 전자방출 표시장치는 상기 전자방출 표시장치의 전원 차단시에, 상기 제1스위칭부에 의하여 상기 게이트전압이 차단됨과 동시 또는 그 후에 상기 애노드 전압 공급부에 의하여 상기 애노드전압이 차단될 수 있다.
상기 전자방출 표시장치는 상기 전자방출 표시장치의 전원 차단시에, 상기 제1스위칭부에 의하여 상기 게이트전압이 차단됨과 동시 또는 그 후에 상기 제2스위칭부에 의하여 상기 캐소드전압이 차단되고, 상기 캐소드전압이 차단됨과 동시 또는 그 후에 상기 애노드 전압 공급부에 의하여 상기 애노드전압이 차단될 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 전자방출 표시장치 구동방법 및 전자방출 표시장치의 구성 및 작용을 첨부한 도면들을 참조하여 상세히 설명한다.
본 발명은 격자형 패널의 일방향으로 연장된 주사전극, 상기 주사전극에 교차하도록 연장된 데이터 전극, 및 애노드 전극을 구비한 전자방출 표시장치의 구동방법 및 전자방출 표시장치에 관한 것이다.
이하에서는 전자방출 표시장치의 일 예로서, 전계방출 표시장치(이하 "FED")를 중심으로 실시예들을 설명한다.
전자방출 표시장치의 일종인 FED 의 구조는, 게이트 전극의 위치를 기준으로 탑 게이트(top gate)구조와 언더 게이트(under gate) 구조로 분류될 수 있다. 탑 게이트 구조는, 전극들이 유리기판으로부터 차례로 캐소드 전극, 게이트 전극, 애노드 전극 순서로 구비된 구조를 말한다. 언더 게이트 구조는, 전극들이 유리기판으로부터 차례로 게이트 전극, 캐소드 전극, 애노드 전극 순서로 구비된 구조를 말한다.
본 발명은 탑 게이트 구조의 FED 및 언더 게이트 구조의 FED에 모두 적용될 수 있다. 또한 본 발명은 마이크로 팁형, 평면형, 및 CNT FEA를 갖는 FED에 모두 적용될 수 있다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 전자방출 표시장치의 구동방법의 바람직한 실시예들로서, FED의 전극 전압 인가 및 차단 시퀀스를 설명하기 위한 타이밍도들이다. 도 4는 탑 게이트형의 FED에 관한 것이고, 도 5는 언더 게이트형의 FED에 관한 것이다.
도 4를 참조하면, 탑 게이트 구조인 경우에는, 게이트 전극이 주사전극으로 작용하고, 캐소드 전극이 데이터 전극으로 작용한다. 따라서 게이트 전압(Vgate)이 주사전압이 되고, 캐소드 전압(Vcathode)이 데이터전압이 된다.
도 5를 참조하면, 언더 게이트 구조인 경우에는, 게이트 전극이 데이터 전극으로 작용하고, 캐소드 전극이 주사전극으로 작용한다. 따라서 게이트 전압(Vgate)이 데이터전압이 되고, 캐소드 전압(Vcathode)이 주사전압이 된다.
탑 게이트 구조와 언더 게이트 구조의 경우에, 게이트 전극 및 캐소드 전극의 역할 및 각 전극에 인가되는 전압은 다음 표 1에 예시된 바와 같다.
구분 주사전극 데이터 전극
탑 게이트 구조 게이트 (Vgate= 0V, 150V) 캐소드 (Vcathode= 0V, 70V)
언더 게이트 구조 캐소드 (Vcathode= -80V, 0V) 게이트 (Vgate= 0V, 70V)
표 1은 전자 방출 전압(emission voltage)를 150V로 설정한 경우의 예이다. 즉 게이트 하이레벨 전위와 캐소드 로우레벨 전위의 전위차를 150V 인 때에 전자 방출이 일어나는 경우의 예이다.
탑 게이트 구조인 경우에, 게이트에는 로우레벨이 0V이고 하이레벨이 150V인 주사펄스가 인가되고, 캐소드에는 로우레벨이 0V이고 하이레벨이 70V인 데이터 펄 스가 인가된다. 이 경우에, 게이트에 하이레벨의 주사펄스(Vgate=150V)가 인가된 기간에서, 캐소드 전압이 로우레벨(Vcathode=0V)인 기간동안 전자 방출이 일어난다. 이 때 캐소드에 인가되는 로우레벨의 데이터 펄스폭에 따라, 발광셀의 휘도가 결정된다.
언더 게이트 구조인 경우에, 캐소드에는 로우레벨이 -80V이고 하이레벨이 0V인 주사펄스가 인가되고, 게이트에는 로우레벨이 0V이고 하이레벨이 70V인 데이터 펄스가 인가된다. 이 경우에, 캐소드에 로우레벨의 주사펄스(Vcathode=-80V)가 인가된 기간에서, 게이트 전압이 하이레벨(Vgate=70V)인 기간동안 전자 방출이 일어난다. 이 때 게이트에 인가되는 하이레벨의 데이터 펄스폭에 따라, 발광셀의 휘도가 결정된다.
도 4를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 의한 탑 게이트형 FED 의 전극 전압 인가 시퀀스를 다음과 같이 설명한다.
탑 게이트형 FED의 전원이 턴온되면, 먼저 애노드 전극 구동하기 위한 애노드 전압(Vanode)을 인가한다(t=t0).
애노드 전압(Vanode)이 상승함에 따라 애노드 전압(Vanode)이 기준 전압(Vref) 이상이 되면, 캐소드전극(데이터 전극)을 구동하기 위한 캐소드전압(Vcathode)을 인가한다(t=t1).
캐소드전압(Vcathode)을 인가함과 동시(t=t1)에 게이트전극(주사전극)을 구동하기 위한 게이트전압(Vgate)을 인가한다. 도면에 도시된 바와는 달리 캐소드전압(Vcathode)을 인가한 시점(t=t1) 이후에, 게이트 전압(Vgate)을 인가할 수도 있 다.
다음으로, 도 4를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 의한 탑 게이트형 FED의 전원 차단 시퀀스를 설명한다.
게이트 전극에 인가되던 게이트 전압(Vgate)을 차단한다(t=t2).
게이트 전압(Vgate)을 차단함과 동시(t=t2)에 캐소드전압(Vcathode)을 차단한다. 도면에 도시된 바와는 달리 게이트전압(Vgate)를 차단한 시점(t=t2) 이후에 캐소드전압(Vcathode)을 차단할 수도 있다.
캐소드전압(Vcathode)을 차단한 후에 애노드 전압(Vanode)을 차단한다(t=t3). 도면에 도시된 바와는 달리 캐소드전압(Vcathode)을 차담함과 동시(t=t2)에 애노드 전압(Vanode)을 차단할 수도 있다.
다음으로, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 언더 게이트형 FED 의 전극 전압 인가 시퀀스를 설명하기 위한 타이밍도로서, 캐소드 전압은 음전압으로서 주사전압으로 작용하고, 게이트 전압은 양전압으로서 데이터 전압으로 작용한다. 따라서 도 4의 실시예와는 캐소드 전압과 게이트 전압의 작용이 다를 뿐, 캐소드 전압과 게이트 전압의 인가 및 차단 시퀀스는 동일하다.
도 6은 본 발명에 의한 FED의 일 실시예를 설명하기 위한 블록도로서, 전원공급부(636), 캐소드 구동부(604), 게이트 구동부(602), 타이밍 제어부(600), 애노드 전압 공급부(608), 애노드 전압 검출부(620), 기준전압 설정부(622), 비교부(624), 제1스위칭부(632), 및 제2스위칭부(634)로 이루어진다.
전원공급부(636)는, 애노드전극을 구동하기 위한 애노드 전압(Vanode), 캐소 드전극(612)를 구동하기 위한 캐소드전압(Vcathode), 게이트전극(610)을 구동하기 위한 게이트 전압(Vgate)를 출력한다.
타이밍 제어부(600)는, 캐소드구동부(604)를 제어하기 위한 제1제어신호 및 게이트구동부(602)를 제어하기 위한 제2제이신호를 출력한다.
캐소드구동부(604)는 제1제어신호에 따라 캐소드전극(612)을 구동한다.
게이트 구동부(602)는 제2제어신호에 따라 게이트전극(610)을 구동한다.
탑 게이트 구조인 경우에는, 게이트 전극(610)이 주사전극으로 작용하고, 캐소드 전극(612)이 데이터 전극으로 작용한다. 반대로 언더 게이트 구조인 경우에는, 게이트 전극(610)이 데이터 전극으로 작용하고, 캐소드 전극(612)이 주사전극으로 작용한다.
여기서 탑게이트 구조의 경우, 캐소드 구동부(604)를 제어하는 제1제어신호는 수평동기신호(Hsync) 및 R(red),G(green),B(blue) 데이터를 포함할 수 있다. 또한 게이트 구동부(602)를 제어하는 제2제어신호는 수직동기신호(Vsync)가 될 수 있다.
애노드 전압 공급부(608)는, 패널(606)에 애노드 전압을 인가한다.
애노드 전압 검출부(620)는, 애노드 전압을 소정 비율로 분배하여 출력한다. 여기서, 애노드 전압을 비교기(624)의 동작 범위내의 전압 에컨대 12V 이내로 분배할 수 있다.
비교기(624)는 검출된 애노드 전압과 기준전압(628)을 비교하여, 그 비교결과를 제3제어신호(630)로서 출력한다.
제1스위칭부(632)는 제3제어신호(630)에 따라 데이터 구동부(602)에 데이터 전압(Vdata)을 스위칭한다.
제2스위칭부(634)는 제3제어신호(630)에 따라 주사 구동부(604)에 주사 전압(Vscan)을 스위칭한다.
여기서 기준전압(628)은 500V 이상인 소정 전압을 상기 비율로 분배한 전압일 수 있다. 본 발명에 있어서, 기준전압(628)은 기준전압 설정부(622)에 의하여 가변하여 설정될 수 있다.
한편, 기준전압(628)은 제조된 FED의 특성에 따라 결정될 수 있다. 전자방출원으로부터 방출된 전자가 게이트 및 메쉬등 다른 부분으로 누설되면, 전자방출원이 손상될 우려가 있고, 또한 불필요하게 전력이 손실되는 문제점이 있다. 따라서 기준전압(628)은, 전자방출원으로부터 방출된 전자가 누설되지 않고 애노드로 향할 수 있게 하는 전압을 기준으로 결정될 수 있다. 이러한 기준전압으로서, 표 1에 예시된 캐소드전압(Vcathode) 및 게이트전압(Vgate) 조건에 대하여 500V로 결정될 수 있다.
또한 전원 차단시에도, 누설전류를 방지하기 위하여, 애노드 전압(Vanode)을 유지한 상태에서 가장 먼저 게이트 전압(Vgate)을 차단한다. 그리고 게이트 전압(Vgate)을 차단함과 동시 또는 그 후에 캐소드전압(Vcathode)을 차단하고, 그 이후에 애노드 전압(Vanode)을 차단한다.
도 7은 본 발명에 의한 언더 게이트형 FED 패널 및 구동장치의 일 실시예를 설명하기 위한 블록도이다.
도 6과 동일한 참조번호의 블록들은 도 6에서 설명한 것과 동일한 기능을 수행한다.
도 7의 언더 게이트형 FED 패널을 참조하면, 전면기판(702) 후면에는 블랙매트릭스막(720)을 사이에 두고 적색(R)과 녹색(G) 및 청색(B)의 형광막이 도포된 애노드 전극들(704R, 704G, 704B)이 배열된다.
후면기판(712)에는, R,G,B의 애노드 전극들(704R, 704G, 704B)에 대응하는 게이트 전극들(706R, 706G, 706B)이 배열된다.
또한 게이트 전극들(706R, 706G, 706B)과 교차되도록 캐소드 전극(710)이 배열된다. 게이트 전극들(706R, 706G, 706B)과 캐소드 전극(710) 사이에는 절연층(726)이 개재된다.
게이트 전극들(706R, 706G, 706B)과 캐소드 전극(710)이 교차된 위치마다 전자방출원(716)들이 형성된다.
언더 게이트형의 FED에서, 게이트 전극들(706R, 706G, 706B)은 데이터 전극의 역할을 하며, 게이트 구동부(602)에 의하여 구동된다.
언더 게이트형의 FED에서, 캐소드 전극(710)은 주사 전극의 역할을 하며, 캐소드 구동부(604)에 의하여 구동된다.
또한 절연층(726) 위로 전자방출원(716)에 인접한 위치에 카운터 전극(722)이 형성된다. 카운터 전극(722)들은 절연층(726)에 형성된 관통홀에 채워진 도전성 플러그에 의하여 상기 게이터 전극들(706R, 706G, 706B)과 전기적으로 연결된다. 따라서 카운터 전극(722)은 전자방출원(716)에서 방출된 전자(e-)를 애노드 전극(704R, 704G, 704B)로 밀어주는 전계를 작용한다.
캐소드 전극(710)과 애노드 전극(706R, 706G, 706B) 사이에 구비되고 메시전압(Vmesh)이 인가된 메시(724)는, 전자방출원(716)으로부터 방출된 전자(e-)를 애노드 전극(704R, 704G, 704B)으로 가속시키는 역할을 한다.
전술한 본 발명에 의한 전자방출 표시장치의 구동방법은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 프로그램이나 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 하드디스크, 플로피디스크, 플래쉬 메모리, 광데이터 저장장치 등이 있다. 여기서, 기록매체에 저장되는 프로그램이라 함은 특정한 결과를 얻기 위하여 컴퓨터 등의 정보처리능력을 갖는 장치 내에서 직접 또는 간접적으로 사용되는 일련의 지시 명령으로 표현된 것을 말한다. 따라서, 컴퓨터라는 용어도 실제 사용되는 명칭의 여하에 불구하고 메모리, 입출력장치, 연산장치를 구비하여 프로그램에 의하여 특정의 기능을 수행하기 위한 정보처리능력을 가진 모든 장치를 총괄하는 의미로 사용된다.
특히, 본 발명에 의한 전자방출 표시장치의 구동방법은, 컴퓨터상에서 스키매틱(schematic) 또는 초고속 집적회로 하드웨어 기술언어(VHDL) 등에 의해 작성되고, 컴퓨터에 연결되어 프로그램 가능한 집적회로 예컨대 FPGA(Field Programmable Gate Array)에 의해 구현될 수 있다. 상기 기록매체는, 이러한 프로그램 가능한 집적회로를 포함한다. 또한 상기 기록매체는, 상기 디지털 카메라의 관리방법을 구현 하기 위한 논리회로가 집적된 ASIC(Application Specific Integrated Circuit)을 포함한다.
이상 도면과 명세서에서 최적 실시예들이 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 전자방출 표시장치에서 전자방출원으로부터 방출된 전자가 애노드 전극 이외로 누설되는 것을 방지한다.
따라서, 누설전류에 의한 게이트 전극 및 전자방출원의 손상을 방지하고, 소비전력의 불필요한 소모를 최소화할 수 있다.
본 발명은 이상에서 설명되고 도면들에 표현된 예시들에 한정되는 것은 아니다. 전술한 실시 예들에 의해 가르침 받은 당업자라면, 다음의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 범위 및 목적 내에서 치환, 소거, 병합 등에 의하여 전술한 실시 예들에 대해 많은 변형이 가능할 것이다.

Claims (25)

  1. 격자형 패널의 일방향으로 연장된 스캔 전극과 상기 스캔 전극에 교차하도록 연장된 데이터 전극으로 구성된 패널 구동부 및 애노드 전극을 구비한 전자방출 표시장치의 구동방법에 있어서,
    상기 전자방출 표시장치의 전원 인가시에,
    상기 애노드 전극을 구동하기 위한 애노드 전압을 인가하는 단계; 및
    상기 애노드 전압이 기준 전압 이상이면, 상기 패널 구동부의 적어도 1개 전극에 전압을 인가하는 단계를 구비한 것을 특징으로 하는 전자방출 표시장치의 구동방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 애노드 전압이 기준 전압 이상이면, 상기 패널 구동부 내의 상기 스캔 전극을 구동하기 위한 스캔 전압을 인가하는 전자방출 표시장치의 구동방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 애노드 전압이 기준 전압 이상이면, 상기 패널 구동부 내의 상기 데이터 전극을 구동하기 위한 데이터 전압을 인가하는 전자방출 표시장치의 구동방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 애노드 기준전압이 500V 이상인 전자방출 표시장치의 구동방법.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 스캔 전압을 인가함과 동시 또는 그 후에 상기 데이터 전극을 구동하기 위한 데이터 전압을 인가하는 것을 특징으로 하는 전자방출 표시장치의 구동방법.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 데이터 전압을 인가함과 동시 또는 그 후에 상기 스캔 전극을 구동하기 위한 스캔 전압을 인가하는 것을 특징으로 하는 전자방출 표시장치의 구동방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 스캔 전극이 게이트 전극, 상기 데이터 전극이 캐소드 전극에 대응되는 전자방출 표시장치의 구동방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 스캔 전극이 캐소드 전극, 상기 데이터 전극이 게이트 전극에 대응되는 전자방출 표시장치의 구동방법.
  9. 격자형 패널의 일방향으로 연장된 스캔 전극과 상기 스캔 전극에 교차하도록 연장된 데이터 전극으로 구성된 패널 구동부 및 애노드 전극을 구비한 전자방출 표시장치의 구동방법에 있어서,
    상기 전자방출 표시장치의 전원 차단시에,
    상기 패널 구동부를 차단 하기 위하여 상기 패널 구동부의 적어도 1개 전극의 전압을 차단하는 단계;
    상기 패널 구동부의 적어도 1개 전극의 차단과 동시 또는 그 후에 상기 애노드 전압을 차단하는 전자방출 표시장치의 구동방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 패널 구동부의 스캔 전압을 차단함과 동시 또는 그 후에 데이터 전압을 차단하는 전자방출 표시장치의 구동방법.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 패널 구동부의 데이터 전압을 차단함과 동시 또는 그 후에 스캔 전압을 차단하는 전자방출 표시장치의 구동방법.
  12. 격자형 패널의 일방향으로 연장된 스캔 전극과 상기 스캔 전극에 교차하도록 연장된 데이터 전극으로 구성된 패널 구동부 및 애노드 전극을 구비한 전자방출 표시장치의 구동방법에 있어서,
    상기 애노드 전극을 구동하기 위한 애노드 전압, 상기 패널 구동부 내의 적어도 1개 전극을 구동하기 위한 패널 구동 전압을 출력하는 전원공급부;
    제1 제어신호 및 패널 구동부 전압을 입력받아 상기 패널 구동부내 적어도 1개 전극을 구동하는 구동부;
    상기 구동부를 제어하기 위한 상기 제1 제어신호 출력하는 타이밍 제어부;
    상기 애노드 전극에 애노드전압을 인가하는 애노드 전압 공급부;
    상기 애노드 전압을 소정 비율로 분배하여 출력하는 애노드 전압 검출부;
    상기 검출된 애노드 전압과 기준전압을 비교하여, 그 비교결과를 제2 제어신호로서 출력하는 비교부; 및
    상기 제2 제어신호에 따라 상기 패널 구동부의 적어도 1개 전극에에 상기 구동 전압을 스위칭하는 제1 스위칭부를 구비하는 것을 특징으로 하는 전자방출 표시장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제2 제어신호에 따라 상기 스캔 구동부에 상기 스캔 전압을 스위칭하는 제 2 스위칭부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 전자방출 표시장치.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 제2 제어신호에 따라 상기 데이터 구동부에 상기 데이터 전압을 스위칭하는 제2 스위칭부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 전자방출 표시장치.
  15. 제12항에 있어서,
    상기 기준전압은 500볼트 이상인 소정 전압을 상기 비율로 분배한 전압인 것을 특징으로 하는 전자방출 표시장치.
  16. 제12항에 있어서,
    상기 기준전압을 가변하여 설정할 수 있는 기준전압 설정부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 전자방출 표시장치.
  17. 제12항에 있어서,
    상기 전자방출 표시장치의 전원 차단시에,
    상기 제1 스위칭부에 의하여 상기 패널 구동부 내의 적어도 1개 전압이 차단됨과 동시 또는 그 후에 상기 애노드 전압 공급부에 의하여 상기 애노드전압이 차단되는 것을 특징으로 하는 전자방출 표시장치.
  18. 제12항에 있어서,
    상기 전자방출 표시장치의 전원 차단시에,
    상기 제1 스위칭부에 의하여 상기 데이터 전압이 차단됨과 동시 또는 그 후에 상기 제2 스위칭부에 의하여 상기 스캔 전압이 차단되고,
    상기 스캔 전압이 차단됨과 동시 또는 그 후에 상기 애노드 전압 공급부에 의하여 상기 애노드 전압이 차단되는 것을 특징으로 하는 전자방출 표시장치.
  19. 제12항에 있어서,
    상기 전자방출 표시장치의 전원 차단시에,
    상기 제1 스위칭부에 의하여 상기 스캔 전압이 차단됨과 동시 또는 그 후에 상기 제2 스위칭부에 의하여 상기 데이터 전압이 차단되고,
    상기 스캔 전압이 차단됨과 동시 또는 그 후에 상기 애노드 전압 공급부에 의하여 상기 애노드 전압이 차단되는 것을 특징으로 하는 전자방출 표시장치.
  20. 제12항에 있어서,
    상기 제3제어신호에 따라 상기 캐소드구동부에 상기 캐소드전압을 스위칭하는 제2스위칭부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 전자방출 표시장치.
  21. 제12항에 있어서,
    상기 기준전압은 500볼트 이상인 소정 전압을 상기 비율로 분배한 전압인 것을 특징으로 하는 전자방출 표시장치.
  22. 제12항에 있어서,
    상기 기준전압을 가변하여 설정할 수 있는 기준전압 설정부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 전자방출 표시장치.
  23. 제12항에 있어서,
    상기 전자방출 표시장치의 전원 차단시에,
    상기 제1스위칭부에 의하여 상기 게이트전압이 차단됨과 동시 또는 그 후에 상기 애노드 전압 공급부에 의하여 상기 애노드전압이 차단되는 것을 특징으로 하는 전자방출 표시장치.
  24. 제12항에 있어서,
    상기 전자방출 표시장치의 전원 차단시에,
    상기 제1스위칭부에 의하여 상기 게이트전압이 차단됨과 동시 또는 그 후에 상기 제2스위칭부에 의하여 상기 캐소드전압이 차단되고,
    상기 캐소드전압이 차단됨과 동시 또는 그 후에 상기 애노드 전압 공급부에 의하여 상기 애노드전압이 차단되는 것을 특징으로 하는 전자방출 표시장치.
  25. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항의 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체.
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