KR20060037882A - 평판 표시장치용 휘도조절장치 및 이의 휘도조절방법 - Google Patents

평판 표시장치용 휘도조절장치 및 이의 휘도조절방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 평판 표시장치용 휘도조절장치 및 이의 휘도조절방법에 관한 것으로, 영상신호의 단위 영상마다 상기 영상신호의 휘도 레벨을 계산하는 연산부와, 상기 계산된 휘도레벨과 기설정된 기준 휘도레벨을 비교하는 비교기와, 상기 비교결과에 대응하여 상기 영상신호의 펄스폭변조 주파수를 변환하는 펄스폭변조 클록 발생부를 포함하는 평판 표시장치용 휘도조절장치 및 이의 휘도조절방법을 제공한다.
이러한 구성에 의하여, 본 발명은 고 휘도영역의 아킹을 방지하여 패널을 보호하며, 능동적인 화이트 표현이 가능하게 함으로써 계조 표현력을 향상시킬 수 있다.
계조, 휘도, PWM, 평판 표시장치.

Description

평판 표시장치용 휘도조절장치 및 이의 휘도조절방법{BRIGHTNESS CONTROLLING DEVICE FOR FLAT PANEL DISPLAY AND METHOD OF CONTROLLING BRIGHTNESS}
도 1은 화면전체가 백색인 전백색모드(full white mode) 및 화면의 일부가 백색인 백색창모드(white window mode)를 보여주는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 평판 표시장치용 휘도조절장치의 개략적인 구성도이다.
도 3은 단위영상신호의 휘도레벨에 기초하여 스캔신호 및 펄스폭변조 클록의 변화를 나타내는 타이밍도이다.
도 4a는 도 3의 펄스폭변조 클록의 카운트에 의해 계조를 표현하는 방식을 예시한 도면이다.
도 4b는 도 3의 펄스폭변조 클록의 카운트에 의해 계조를 표현하는 다른 방식을 예시한 도면이다.
도 5는 도 2의 패널의 구조를 나타내는 단면도이다.
본 발명은 평판 표시장치용 휘도조절장치 및 이의 휘도조절방법에 관한 것으로, 특히, 입력되는 영상신호의 휘도레벨을 변환함으로써 휘도를 조절하는 평판 표시장치용 휘도조절장치 및 이의 휘도조절방법에 관한 것이다.
일반적으로 평판 디스플레이(FPD; Flat Panel Display)는 두 기판 사이에 측벽을 세워 밀폐된 용기를 제조하고, 이 용기의 내부에 적절한 소재를 배치하여 원하는 화면을 표시하는 장치로서, 최근 들어 멀티미디어의 발달과 함께 그 중요성이 증대되고 있다. 이에 부응하여 액정디스플레이(LCD), 플라즈마 패널(PDP), 전자방출 표시장치(electron emission display) 등과 같은 여러가지의 평면형 디스플레이가 개발되어 실용화되고 있다.
특히, 전자방출 표시장치는 음극선관(CRT)과 동일하게 전자선에 의한 형광체 발광을 이용함에 따라 음극선관(CRT)의 뛰어난 특성을 유지하면서도 화상의 뒤틀림이 없이 저소비전력의 평면형 디스플레이로 구현할 수 있는 가능성이 높고, 시야각, 고속응답, 고휘도, 고정세, 박형 등의 관점에서도 만족스러운 차세대 디스플레이로 주목받고 있다.
전자방출 표시장치는 캐소드, 애노드 및 게이트전극을 갖는 3극관의 구조로 이루어진다. 구체적으로, 기판위에 일반적으로 스캔 전극으로 사용되는 캐소드전극이 형성되고, 캐소드 전극위에 홀을 갖는 절연층과 일반적으로 데이터전극으로 사용되는 게이트전극이 적층된다. 그리고, 홀 내부로 전자방출원인 이미터 (emitter)가 형성되어 캐소드전극에 접촉한다.
이와 같이 구성된 전자방출 표시장치는 이미터에 고전계를 집중시켜 양자역학적인 터널(tunnel) 효과에 의해 전자를 방출시키고, 이미터로부터 방출된 전자가 캐소드전극 및 애노드전극 사이에 인가된 전압에 의해 가속되어 애노드전극에 형성된 RGB 형광층에 충돌함으로써, 형광체를 발광시켜 영상을 표현한다.
방출된 전자가 형광층에 충돌하여 형광체가 발광함으로써 표시되는 영상의 휘도는 입력되는 디지털 영상신호의 값에 따라 변하게 된다. 구체적으로, 디지털영상신호의 값은 각각 8 비트의 RGB 데이터를 구성된다. 즉, 디지털영상신호의 값은 0(000000(2)) ~ 255(11111111(2))가 될 수 있고, 이와 같이 256 개의 값들에 의해 256 계조가 표현될 수 있고, 이 디지털 값에 따라서 색의 휘도가 표현된다.
디지털영상신호의 값에 따라 표현되는 휘도를 조절하기 위하여, 일반적으로 펄스폭변조(PWM; Pulse Width Modulation) 방식 또는 진폭변조(PAM; Pulse Amplitude Modulation) 방식이 사용된다.
PWM 방식은 데이터전극구동부에서 입력되는 디지털영상신호에 따라서 데이터전극에 인가되는 구동파형의 펄스폭을 변조하는 방식으로, 가용한 최대 온타임(on-time) 내에 디지털영상신호의 값으로 255가 입력될 경우, 펄스폭은 최대가 되어 최대의 휘도를 표시하게 되고, 디지털영상신호의 값으로 127이 입력될 경우 펄스폭은 1/2이 되어 휘도가 저하된다. 한편, PAM 방식은 입력되는 디지털영상신호에 상관없이 펄스폭은 일정하지만, 입력되는 디지털영상신호에 따라 데이터전극에 인가되 는 구동파형의 펄스전압레벨 즉 펄스의 크기를 다르게 함으로써 휘도를 조절한다.
이와 같은 전자방출 표시장치에서, (R:11111111(2), G:11111111(2), B:11111111(2))인 디지털영상신호, 즉 255인 디지털영상신호 값이 데이터전극구동부에 입력되면, 도 1과 같이 화면전체가 백색인 전백색모드(full white mode)이든지, 화면의 일부가 백색인 백색창모드(white window mode)이든지 상관없이, 즉 디지털영상신호의 전체 휘도레벨에 상관없이 디지털 영상신호 값에 따라 펄스폭 또는 진폭이 변조되어 휘도가 결정된다. 그러므로, 전백색모드 화면의 휘도와 백색창모드의 휘도가 차이가 없게 된다.
따라서, 동영상 화면에서 백색의 시각적인 특성을 기대하기 어렵다. 또한, 전백색모드의 경우, 캐소드의 이미터에 흐르는 전류량이 증가하여 아킹(arcing)이 발생하고 전자방출 표시장치의 수명에도 악영향을 미치게되는 문제점이 있다.
상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 입력되는 디지털 영상신호의 휘도레벨에 따라 펄스폭변조 클록을 변경하여 휘도를 조절하는 평판 표시장치용 휘도조절장치 및 이의 휘도조절방법을 제공하는 데 있다.
상술한 문제점을 해결하기 위한 기술적 수단으로서, 본 발명의 제1 측면은 영상신호의 단위 영상마다 상기 영상신호의 휘도 레벨을 계산하는 연산부와, 계산된 휘도레벨과 기설정된 기준 휘도레벨을 비교하는 비교기와, 비교결과에 대응하여 영상신호의 펄스폭변조 주파수를 변환하는 펄스폭변조 클록 발생부를 포함하는 평판 표시장치용 휘도조절장치를 제공한다.
바람직하게, 단위 영상은 1 수평라인 이상의 영상신호를 단위로 한다. 단위 영상은 1 프레임 이상의 영상신호를 단위로 한다. 영상신호의 단위 영상마다 영상데이터를 저장하는 저장부를 포함한다. 펄스폭변조 클록 발생부는 영상신호의 휘도레벨이 높으면 비교결과에 따라 펄스폭변조 주파수를 높인다. 연산부는 단위 영상마다 영상데이터를 가산하는 가산기와, 가산기의 계산결과의 평균값을 산출하는 분할기를 포함한다.
본 발명의 제2 측면은 영상신호의 단위 영상마다 휘도레벨을 계산하는 단계와, 계산된 휘도레벨을 기설정된 기준 휘도레벨과 비교하는 단계와, 비교결과 대응하여 영상신호의 펄스폭변조 주파수를 변환하여 단위영상마다 휘도레벨을 조절하는 단계를 포함하는 평판 표시장치의 휘도조절방법을 제공한다.
바람직하게, 변환된 펄스폭변조 주파수에 의한 펄스를 카운트하여 카운트된 시간에 대응하여 영상신호의 계조를 표현한다. 변환된 펄스폭변조 주파수에 의한 펄스를 카운트하여 카운트된 수에 비례하여 전압 레벨을 상승시켜 영상신호의 계조를 표현한다. 단위 영상은 1 수평라인 이상의 영상신호를 단위로 한다. 단위 영상은 1 프레임 이상의 영상신호를 단위로 한다. 영상신호의 단위 영상마다 영상데이터를 저장한다. 영상신호의 휘도레벨이 높으면 비교결과에 따라 펄스폭변조 주 파수를 높인다.
이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있는 가장 바람직한 실시 예를 첨부된 도 2 및 도 5를 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 평판 표시장치용 휘도조절장치의 개략적인 구성도이다.
도 2를 참조하면, 영상신호의 단위 영상마다 영상신호의 휘도 레벨을 계산하는 연산부(205)와, 계산된 휘도레벨과 기설정된 기준 휘도레벨을 비교하는 비교기(230)와, 비교결과에 대응하여 영상신호의 펄스폭변조 주파수를 변환하는 펄스폭변조(PWM) 클록 발생부(260)를 포함하는 평판 표시장치용 휘도조절장치(200)를 제공한다.
보다 상세히 설명하면, 입력된 영상신호가 패널(290)에 표시되도록 동작하는 구동부를 포함하는 평판 표시장치는, 영상신호의 단위 영상마다 화면 전체의 밝음 정도를 알 수 있는 영상신호의 휘도 레벨을 계산하는 연산부(205)와, 영상신호의 단위 영상마다 영상데이터를 저장하는 저장부250)와, 연산부(205)에서 산출된 휘도레벨에 기초하여 영상신호의 펄스폭변조 클록 및 온타임을 생성하는 펄스폭변조 클록 발생부(260)와, 저장부(250)에 저장된 영상데이터 및 펄스폭변조 클록 발생부(260)에서 생성된 펄스폭변조 클록을 입력받아 패널(290)에 인가하는 데이터전극 구동부(270)와, 펄스폭변조클록 발생부(260)에서 생성된 온타임을 입력받아 패널 (290)에 인가하는 스캔 구동부(280)를 포함한다.
연산부(205)는 단위영상마다 영상데이터를 가산하는 가산기(210) 및 가산기(210)의 계산결과의 평균값을 산출하는 분할기(220)를 포함한다. 여기서, 단위영상은 1 수평라인 이상의 영상신호를 단위로 할 수도 있으며, 1 프레임 이상의 영상신호를 단위로 할 수도 있지만, 영상신호의 왜곡을 최소화하며 데이터 처리를 최적화할 수 있도록 1 프레임의 영상신호를 단위영상으로 하는 것이 보다 바람직하며, 본 실시예에서는 1 프레임을 단위영상으로 하여 휘도레벨을 결정하는 방식을 예로 들어 이하 설명한다.
가산기(210)에 수평동기신호(horizontal synchronous signal)(HS) 및 수직동기신호(vertical synchronous signal)(VS)와 함께 영상신호가 입력된다. 프레임단위로 영상신호의 휘도레벨을 계산히기 위하여, 가산기(210)는 1 프레임, 즉 1 수직동기신호(VS)의 액티브구간 내의 R, G, B 각 8 비트 데이터들을 가산한다. 가산결과값은 1 프레임 단위 평균값을 계산할 수 있는 분할기(220)로 출력된다.
분할기(220)는 R, G, B 각 8 비트 데이터들의 평균값을 산출한다. 이 평균값에 의해서 표시되어질 영상신호의 밝기정도를 알 수 있다. 즉, 분할기(220)에서 산출된 평균값의 휘도 레벨이 크면 화면이 전체적으로 밝다는 것을 의미하고, 분하기(220)에서 산출된 평균값의 휘도레벨이 작으면, 화면이 상대적으로 어둡다는 것을 의미한다.
LUT(240)에는, 영상신호 데이터들의 기준휘도 레벨의 평균값 및 이 평균값에 따른 화면의 밝고 어두움의 세부적인 단계로 나누어 각 단계에 대한 데이터 변환지 수가 저장되어 있다. 다르게는, LUT(240)가 별도로 마련되지 않고 비교기(230) 내에서 로직으로 구현될 수도 있다.
비교기(240)는 분할기(220)에서 특정 프레임에 대하여 산출된 평균값과 LUT(240)에 저장된 기준휘도레벨의 평균값과 비교한다. 비교기(240)는 특정 프레임의 휘도레벨의 크고 작음에 따라 영상신호의 펄스폭변조 클록 변환지수 및 온타임 변환지수를 결정하여 펄스폭변조 클록 발생부(260)로 출력한다.
프레임 메모리(250)는 1 프레임의 전체 영상신호가 계산되고 LUT(240)의 기준휘도레벨과 비교되는 동안, 해당 프레임의 데이터를 저장하며, 펄스폭변조 클록 신호가 데이터전극 구동부(270)로 출력될 때 해당 프레임의 데이터도 출력된다.
펄스폭변조 클록 발생부(260)는 비교기(240)에서 결정한 펄스폭변조 클록 변환지수 및 온타임 변환지수를 기초로 하여 변환된 펄스폭변조 클록 및 온타임을 각각 데이터전극 구동부(270) 및 주사전극 구동부(280)로 출력한다. 여기서, 펄스폭변조 클록 발생부(260)는 휘도레벨의 기설정된 복수의 클록 주파수 중 비교결과에 따라 최적의 클록 주파수를 데이터전극 구동부(270)로 선택적으로 변환하여 인가한다.
예컨대, 입력되는 영상신호가 전백색과 같이 높은 휘도레벨을 가지는 경우, 주사전극 구동부(280)로 출력되는 온타임은 낮은 값을 가지며, 계조 표현을 위해서 펄스폭변조 주파수는 상대적으로 높은 값을 가져야 한다. 입력되는 영상신호가 백색창모드와 같이 낮은 휘도레벨을 가지는 경우, 주사전극 구동부(280)로 출력되는 온타임은 높은 값을 가지며, 계조 표현을 위해서 펄스폭변조 주파수는 상대적으로 낮은 값을 가져야 한다.
데이터전극 구동부(270)는 데이터선(미도시)에 데이터 신호를 인가하며 데이터신호는 카운트되는 펄스폭변조 클록의 수에 따라 계조값을 표현한다.
주사전극 구동부(280)는 주사선(미도시)에 일정한 기간 동안 로우(Low) 또는 하이(High) 신호를 패널(290)의 특정 행별로 인가하여 일정기간 동안 특정한 행을 선택하도록 하며, 온타임에 따라 블랭킹(blanking) 신호와 같은 온타임 결정 신호생성에 이용된다.
패널(290)은 복수의 데이터선(게이트전극 또는 캐소드전극)과 복수의 주사선(게이트전극 또는 캐소드전극)이 교차하며, 각 교차점에 화소(미도시)가 구성된다. 화소는 게이트전극과 캐소드전극을 구비하며, 데이터선과 주사선을 통해 데이터신호 및 주사신호를 전달받는다. 여기서, 주사선을 통해 입력되는 주사신호에 의해 복수의 화소행들이 순차적으로 선택되고, 데이터선을 통해 데이터 신호가 주사신호에 의해 선택된 화소행에 전달되어 화소에서 발광하여 이미지를 형성한다.
도 2의 평판 표시장치용 휘도조절장치의 휘도조절방법을 설명하면 다음과 같다. 패널의 휘도조절방법은 영상신호의 단위 영상마다 휘도레벨을 계산하는 단계와, 계산된 휘도레벨을 기설정된 기준 휘도레벨과 비교하는 단계와, 비교결과 대응하여 영상신호의 펄스폭변조 주파수를 변환하여 단위영상마다 휘도레벨을 조절하는 단계를 포함한다.
저장부에는 단위 영상의 영상신호 데이터가 저장되며, 바람직하게는, 프레임 메모리에 프레임 단위의 영상신호 데이터가 저장된다.
이후, 가산기에는 수평동기신호 및 수직동기신호와 함께 영상신호가 입력된다. 예컨대, 프레임단위로 영상신호의 휘도레벨을 계산히기 위하여, 가산기는 1 프레임, 즉 1 수직동기신호의 액티브구간 내의 R, G, B 각 8 비트 데이터들을 가산한다. 가산결과값은 1 프레임 단위 평균값을 계산할 수 있는 분할기로 출력된다.
이후, 분할기는 R, G, B 각 8 비트 데이터들의 평균값을 산출한다. 이 평균값에 의해서 표시되어질 영상신호의 밝기정도를 알 수 있다. 즉, 분할기에서 산출된 평균값의 휘도 레벨이 크면 화면이 전체적으로 밝다는 것을 의미하고, 분할기에서 산출된 평균값의 휘도레벨이 작으면, 화면이 상대적으로 어둡다는 것을 의미한다.
이하, LUT는 영상신호 데이터들의 기준휘도 레벨의 평균값 및 이 평균값에 따른 화면의 밝고 어두움의 세부적인 단계로 나누어 각 단계에 대한 데이터 변환지수가 저장되어 있다.
이후, 비교기는 분할기에서 특정 프레임에 대하여 산출된 평균값과 LUT에 저장된 기준휘도레벨의 평균값과 비교한다. 비교기는 특정 프레임의 휘도레벨의 크고 작음에 따라 영상신호의 펄스폭변조 클록 변환지수 및 온타임 변환지수를 결정하여 펄스폭변조 클록 발생부로 출력한다.
이후, 프레임 메모리는 1 프레임의 전체 영상신호가 계산되고 LUT의 기준휘도레벨과 비교되는 동안, 해당 프레임의 데이터를 저장하며, 펄스폭변조 클록 신호가 데이터전극 구동부로 출력될 때 해당 프레임의 데이터도 함께 출력된다.
이후, 펄스폭변조 클록 발생부(260)는 비교기(240)에서 결정한 펄스폭변조 클록 변환지수 및 온타임 변환지수를 기초로 하여 변환된 펄스폭변조 클록 및 온타임을 각각 데이터전극 구동부(270) 및 주사전극 구동부(280)로 출력한다.
도 3은 단위 영상신호의 휘도레벨에 기초하여 스캔신호 및 펄스폭변조 클록의 변화를 나타내는 타이밍도이다. 여기서, 펄스폭변조 클록 발생부로부터 생성된 펄스폭변조 클록 및 온타임이 각각 데이터전극 구동부 및 주사전극 구동부로 인가되면서 단위영상, 예컨대, 프레임 단위의 영상신호의 휘도레벨이 변화되는 과정을 상술하고자 한다.
도 3을 참조하면, 예컨대, 전백색과 같이 상대적으로 높은 휘도레벨을 가지는 영상신호가 입력되는 경우(c), 주사전극 구동부로 출력되는 온타임(on)은 상대적으로 작은 값을 가지며, 계조 표현을 위해서 펄스폭변조 주파수는 상대적으로 높은 값을 가져야 한다. 이와 같은 경우, 높은 휘도레벨의 영상신호는 동일한 계조값을 갖는 데이터 신호라 하더라도 펄스폭변조 주파수가 높으면 전자방출소자(미도시)가 구동되는 온타임(on)이 줄어들며 오프타임(off)은 증가한다. 따라서, 높은 휘도레벨에 의해 전자방출소자가 쉽게 열화되며, 고 휘도 레벨에 따른 아킹을 억제할 수 있다.
입력되는 영상신호가 백색창모드와 같이 상대적으로 낮은 휘도레벨을 가지는 경우(a), 주사전극 구동부로 출력되는 온타임(on)은 높은 값을 가지며, 계조 표현을 위해서 펄스폭변조 주파수는 상대적으로 낮은 값을 가져야 한다. 이와 같은 경 우, 낮은 휘도레벨의 영상신호는 동일한 계조값을 갖는 데이터 신호라 하더라도 펄스폭변조 주파수가 낮으면 전자방출소자(미도시)가 구동되는 온타임(on)이 높은 휘도레벨을 가지는 영상신호가 입력되는 경우(c)에 비해 상대적으로 증가하며, 오프타임(off)은 감소한다.
다시 말해, 일반적인 펄스폭변조 방식의 구동 방법은 펄스폭변조 클록의 수를 카운트하여 그 지속시간에 상응하도록 계조를 표현하는 것이지만, 여기서는 단위 영상신호마다 결정된 휘도레벨에 기초하여 그 단위 영상신호 별로 펄스폭변조 주파수를 변환하여 계조를 표현하는 방식으로 높은 휘도레벨을 가지는 영상신호는 전자방출량을 상대적으로 줄이며 낮은 휘도레벨을 가지는 영상신호는 전자방출량을 상대적으로 높인다.
상술한 바와 같이, 펄스폭변조 주파수의 변환이 가능하도록 구성하여, 즉 둘 이상의 펄스폭변조 주파수를 생성하여 각 영상신호의 휘도레벨에 따라 펄스폭변조 주파수를 출력함으로써, 동영상과 같은 영상을 표현함에 있어 백색의 능동적인 표현이 가능하도록 하며, 입력신호의 왜곡이 일어나지 않는다.
도 4a는 도 3의 펄스폭변조 클록의 카운트에 의해 계조를 표현하는 방식을 예시한 도면이며, 도 4b는 도 3의 펄스폭변조 클록의 카운트에 의해 계조를 표현하는 다른 방식을 예시한 도면이다.
도 4a를 참조하면, 입력되는 영상신호의 계조값, 예컨대 128 에 따라 펄스폭 변조 클록을 128 카운트하여 그 카운트된 시간동안 일정 레벨의 전압이 패널로 인 가됨으로써 영상신호의 휘도를 표현한다.
도 4b를 참조하면, 입력되는 영상신호의 계조값, 예컨대 128 에 따라 펄스폭 변조 클록을 128 카운트하여 그 카운트된 시간동안 전압을 상승시켜 그 최종값을 패널로 인가됨으로써 영상신호의 휘도를 표현한다.
도 5는 도 2의 패널의 구조를 나타내는 단면도이다. 여기서, 본 도는 단위영상의 휘도레벨에 따라서 이미지를 구현하는 패널을 매트릭스구동하는 구성도로서, 그 구조는 특별히 한정되지 않으며 휘도레벨에 상응하여 영상신호의 계조를 표현할 수 있는 구조라면 다양한 패널의 구조가 가능함은 물론이다.
도 5를 참조하면, 전자방출기판(100)은 상부에 적어도 하나의 전자방출소자를 포함하는데, 즉, 캐소드전극(120)과 게이트전극(120) 사이에 형성된 전계에 의해 캐소드전극(120)에 접속된 전자방출부(150)로부터 전자를 방출한다. 한편, 전자방출소자로 상부 게이트 구조를 예로 들었으나, 이에 한정되지 않으며 전자를 방출하는 구조라면 하부 게이트 구조 및 이중 게이트 구조를 포함한 다양한 구조가 가능하다.
배면기판(110) 상에 소정의 형상으로, 예컨대 스트라이프 상으로 적어도 하나의 캐소드전극(120)이 배치된다. 배면기판(110)은 통상 사용되는 유리 또는 실리콘 기판이지만, 전자방출부(150)로 CNT(Carbon NanoTube) 페이스트를 이용하여 후면 노광에 의해 이를 형성하는 경우에는 유리 기판과 같은 투명 기판이 바람직하다.
캐소드전극들(120)은 데이터전극 구동부(미도시) 또는 주사전극 구동부(미도시)로부터 인가되는 각각의 데이터 신호 또는 주사 신호를 각 전자방출소자로 공급한다. 여기서, 전자방출소자는 캐소드전극(120)과 게이트전극(140)이 교차하는 영역에 전자방출부(150)를 구비하여 형성된다. 캐소드전극(120)은 기판(110)과 동일한 이유로, 예컨대 ITO(Indium Tin Oxide)가 사용된다.
절연층(130)은 기판(110)과 캐소드전극(120) 상부에 형성되며, 캐소드전극(120)과 게이트전극(140)을 전기적으로 절연한다. 절연층(130)은 캐소드전극(120)이 노출되도록 캐소드전극들(120)과 게이트전극들(140)의 교차영역에 적어도 하나의 제1 홀(135)을 구비한다.
게이트전극들(140)은 절연층(130) 상에 소정의 형상으로, 예컨대 스트라이프 상으로 캐소드전극(120)과 교차하는 방향으로 배치되며, 데이터전극 구동부 또는 주사전극 구동부로부터 인가되는 각각의 데이터 신호 또는 주사 신호를 각 전자방출소자로 공급한다. 게이트전극(140)은 전자방출부(150)가 노출되도록 제1 홀에 대응하여 적어도 하나의 제2 홀(145)을 구비한다.
전자방출부(150)는 절연층(130)의 제1 홀(135)에 의해 노출된 캐소드전극(120) 상에 전기적으로 접속되어 각각 위치하며, 카본 나노튜브; 그라파이트(graphite), 그라파이트 나노파이버; 다이아몬드상 카본; C60; 실리콘 나노와이어 및 이들의 조합으로 이루어지는 것 바람직하다.
화상형성기판(200)은 전면기판(210)과, 전면기판(210) 상부에 형성되는 애노드전극(220), 애노드전극(220) 상부에 전자방출부(150)로부터 방출된 전자에 의해 발광하는 형광체(230)와, 형광체(230) 사이에 형성되는 광차폐막(240)을 포함한다.
전면 기판(210)에는 전자방출부(150)로부터 방출된 전자의 충돌에 의해 발광하는 형광체(230)가 임의의 간격을 두고 배치되며, 형광체(230)는 독립적인 단색의 형광체를 의미하는 것으로, 예컨대, 본 실시예에서는 R,G,B를 각각 표현하는 형광체로 예시되어 있으나 이에 한정되지는 않는다. 한편, 전면 기판(210)은 형광체(230)로부터 발광하는 빛이 외부로 전달되도록 투명한 재질로 이루어지는 것이 바람직하다.
애노드전극(220)은 전면기판(210) 상부에 위치하여, 전자방출부(150)로부터 방출된 전자를 보다 더 양호하게 집속하는 역할을 하며, 애노드전극(220)은 투명한 재질로 이루어지며, 예컨대 본 실시예에서는 ITO 전극(220)으로 형성되는 것이 바람직하다.
광차폐막(240)은, 외부 빛을 흡수 및 차단하며 광학적 크로스 토크를 방지하여 콘트라스트를 향상시키기 위해 형광체(230) 사이에 임의의 간격을 두고 배치된다.
전자방출기판(100)과 화상형성기판(200) 사이의 내부 진공 공간을 표시장치(300)의 외부로부터 가해지는 대기압에 대항하여 일정간격으로 유지시키며 지지하는 적어도 하나의 스페이서(330)를 포함하는데, 스페이서(330)의 일단부는 광차폐막(240) 상부에 접촉하여 형성되며, 타단부는 절연층(130) 상부에 접촉하여 형성된 다.
상술한 바와 같은 패널(300)은 전자방출기판(100)과 화상형성기판(200)을 밀봉하여 진공 상태로 유지하며 두 기판(100,200)을 지지하는 지지프레임(320)을 포함한다. 외부전원으로부터 캐소드전극(120)에는 (+) 전압이, 게이트전극(140)에는 (-) 전압이, 광차폐막(240)에는 (+) 전압이 인가된다. 이로써, 캐소드전극(120)과 게이트전극(140)의 전압차에 의해 전자방출부(150) 주위에 전계가 형성되어 전자가 방출되며, 방출된 전자들은 애노드전극(220)에 인가된 고전압에 유도되어 해당 화소의 형광체 영역(230)에 충돌하여 이를 발광시켜 이미지의 계조를 구현하게 된다.
본 발명의 기술 사상은 상기 바람직한 실시예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며, 그 제한을 위한 것이 아님을 주지하여야 한다. 또한, 본 발명의 기술 분야에서 통상의 전문가라면 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 다양한 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.
본 발명의 실시예에 의한 평판 표시장치용 휘도조절장치 및 이의 휘도조절방법은 입력되는 영상신호의 휘도레벨에 따른 펄스폭변조 주파수를 변환하여 이에 의해 최적의 계조표현이 가능하도록 함으로써, 발광영역의 아킹을 억제하여 패널을 보호할 수 있는 효과가 있다.
또한, 낮은 영상신호 입력에 대하여 능동적인 백색 표현이 가능하도록 함으로써, 계조 표현력을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (13)

  1. 영상신호의 단위 영상마다 상기 영상신호의 휘도 레벨을 계산하는 연산부와,
    상기 계산된 휘도레벨과 기설정된 기준 휘도레벨을 비교하는 비교기와,
    상기 비교결과에 대응하여 상기 영상신호의 펄스폭변조 주파수를 변환하는 펄스폭변조 클록 발생부를 포함하는 평판 표시장치용 휘도 조절장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 단위 영상은 1 수평라인 이상의 영상신호를 단위로 하는 평판 표시장치용 휘도 조절장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 단위 영상은 1 프레임 이상의 영상신호를 단위로 하는 평판 표시장치용 휘도 조절장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 영상신호의 단위 영상마다 영상데이터를 저장하는 저장부를 포함하는 평판 표시장치용 휘도 조절장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 펄스폭변조 클록 발생부는 상기 영상신호의 휘도레벨이 높으면 상기 비교결과에 대응하여 펄스폭변조 주파수를 높이는 평판 표시장치용 휘도 조절장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 연산부는
    상기 단위 영상마다 영상데이터를 가산하는 가산기와,
    상기 가산기의 계산결과의 평균값을 산출하는 분할기를 포함하는 평판 표시장치용 휘도 조절장치.
  7. 영상신호의 단위 영상마다 휘도레벨을 계산하는 단계와,
    상기 계산된 휘도레벨을 기설정된 기준 휘도레벨과 비교하는 단계와,
    상기 비교결과에 대응하여 상기 영상신호의 펄스폭변조 주파수를 변환하여 상기 단위영상마다 휘도레벨을 조절하는 단계를 포함하는 평판 표시장치의 휘도조절방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 변환된 펄스폭변조 주파수에 의한 펄스를 카운트하여 카운트된 시간에 대응하여 상기 영상신호의 계조를 표현하는 평판 표시장치의 휘도조절방법.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 변환된 펄스폭변조 주파수에 의한 펄스를 카운트하여 카운트된 수에 비례하여 전압 레벨을 상승시켜 상기 영상신호의 계조를 표현하는 평판 표시장치의 휘도조절방법.
  10. 제 7 항에 있어서,
    상기 단위 영상은 1 수평라인 이상의 영상신호를 단위로 하는 평판 표시장치의 휘도조절방법.
  11. 제 7 항에 있어서,
    상기 단위 영상은 1 프레임 이상의 영상신호를 단위로 하는 평판 표시장치의 휘도조절방법.
  12. 제 7 항에 있어서,
    상기 영상신호의 단위 영상마다 영상데이터를 저장하는 평판 표시장치의 휘도조절방법.
  13. 제 7 항에 있어서,
    상기 영상신호의 휘도레벨이 높으면 상기 비교결과에 따라 펄스폭변조 주파수를 높이는 평판 표시장치의 휘도조절방법.
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