KR20060038707A - 이극성 구동 신호들을 가진 전자 방출 디스플레이 장치 - Google Patents

이극성 구동 신호들을 가진 전자 방출 디스플레이 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 전자 방출 디스플레이 장치는 캐소드 전극 라인들, 게이트 전극 라인들, 형광 셀들, 및 양극판을 포함한다. 캐소드 전극 라인들은 전자 방출원들과 전기적으로 연결된다. 게이트 전극 라인들에서, 캐소드 전극 라인들과 교차되는 영역에 전자 방출원들에 대응하는 관통구들이 형성된다. 형광 셀들은 게이트 전극 라인들의 관통구들에 대응하여 형성된다. 양극판에는 전자 방출원들로부터의 전자들이 형광 셀들로 이동하도록 정극성 전위가 인가된다. 여기에서, 정극성의 주사 펄스가 게이트 전극 라인들에 순차적으로 인가되고, 부극성의 데이터 펄스들이 주사 펄스에 상응하여 캐소드 전극 라인들에 인가된다.

Description

이극성 구동 신호들을 가진 전자 방출 디스플레이 장치{Electron emission display apparatus having bipolar driving signals}
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 전자 방출 디스플레이 장치의 구성을 보여주는 블록도이다.
도 2는 도 1의 전자 방출 디스플레이 패널을 보여주는 분리 사시도이다.
도 3은 도 2의 제1 게이트 전극 라인들, 제2 게이트 전극판, 및 캐소드 전극 라인들에 인가되는 구동 신호들을 보여주는 타이밍도이다.
도 4 및 5는 도 3의 주사 펄스들에 대한 데이터 펄스들의 일 예를 보여주는 타이밍도들이다.
도 6은 도 3의 주사 펄스들에 대한 데이터 펄스들의 다른 예를 보여주는 타이밍도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1...전자 방출 디스플레이 패널, 2...앞쪽 패널,
21...앞쪽 기판, 22...양극판,
FR11,...,FBnm...형광 셀들, 3...뒤쪽 패널,
31...뒤쪽 기판, CR1,...,CBm...캐소드 전극 라인들,
ER11,...,EBnm...전자 방출원들, 33...제1 절연층,
G1,...,Gn...제1 게이트 전극 라인들, 35...제2 절연층,
36...제2 게이트 전극판, HR11,...,HBnm...관통구들,
41,...,43...스페이스 바아들.
본 발명은, 전자 방출 디스플레이 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 캐소드 전극 라인들, 게이트 전극 라인들, 형광 셀들, 및 양극판을 포함한 전자 방출 디스플레이 장치에 관한 것이다.
전자 방출 디스플레이 장치와 관련된 선행 기술로는 2003년 미국 특허출원 공개 번호 제122,118호(명칭 : FED driving method)를 들 수 있다.
상기와 같은 통상적인 전자 방출 디스플레이 장치는 기본적으로 캐소드 전극 라인들, 게이트 전극 라인들, 형광 셀들, 및 양극판을 포함한다. 캐소드 전극 라인들은 전자 방출원들과 전기적으로 연결된다. 게이트 전극 라인들에서, 캐소드 전극 라인들과 교차되는 영역에는 전자 방출원들에 대응하는 관통구들이 형성된다. 형광 셀들은 게이트 전극 라인들의 관통구들에 대응하여 형성된다. 양극판에는 전자 방출원들로부터의 전자들이 형광 셀들로 이동하도록 정극성 전위가 인가된다. 여기에서, 전자 방출원들로부터의 전자들이 형광 셀들에 충돌하여 형광 셀들이 빛 을 발생시킨다.
한편, 상기와 같은 통상적인 전자 방출 디스플레이 장치에 있어서, 정극성의 주사 펄스가 게이트 전극 라인들에 순차적으로 인가되고, 정극성의 데이터 펄스들이 주사 펄스에 상응하여 캐소드 전극 라인들에 인가된다. 이와 같은 통상적인 전자 방출 디스플레이 장치에 의하면, 어느 한 캐소드 전극 라인이 지속적으로 최저 계조를 유지하는 경우에도 불구하고, 데이터 펄스들이 주기적으로 발생되어야 한다. 즉, 설정 정극성 전위에서 영 볼트(V)의 접지 전위로 복귀하는 스위칭 동작이 주기적으로 이루어져야 한다. 이에 따라, 구동 회로의 스위칭 동작으로 인한 펄스 파형의 왜곡으로 인하여, 최저 계조의 재현 성능이 낮아지는 문제점이 있다.
상기 문제점을 개선하기 위하여, 데이터 펄스들의 설정 정극성 전위를 상승시킴으로써, 데이터 펄스들의 전위가 주사 펄스들의 전위에 근접되게 하는 방안이 창안될 수 있다. 하지만, 데이터 펄스들의 전위가 높아짐으로 인하여 소비 전력이 높아지는 문제점이 있다.
본 발명의 목적은, 임의의 캐소드 전극 라인들이 지속적으로 최저 계조를 유지하는 경우, 최저 계조의 재현 성능을 효율적으로 극대화할 수 있는 전자 방출 디스플레이 장치를 제공하는 것이다.
상기 목적을 이루기 위한 본 발명의 전자 방출 디스플레이 장치는 캐소드 전극 라인들, 게이트 전극 라인들, 형광 셀들, 및 양극판을 포함한다. 상기 캐소드 전극 라인들은 전자 방출원들과 전기적으로 연결된다. 상기 게이트 전극 라인들에서, 상기 캐소드 전극 라인들과 교차되는 영역에 상기 전자 방출원들에 대응하는 관통구들이 형성된다. 상기 형광 셀들은 상기 게이트 전극 라인들의 관통구들에 대응하여 형성된다. 상기 양극판에는 상기 전자 방출원들로부터의 전자들이 상기 형광 셀들로 이동하도록 정극성 전위가 인가된다. 여기에서, 정극성의 주사 펄스가 상기 게이트 전극 라인들에 순차적으로 인가되고, 부극성의 데이터 펄스들이 상기 주사 펄스에 상응하여 상기 캐소드 전극 라인들에 인가된다.
본 발명의 상기 전자 방출 디스플레이 장치에 의하면, 임의의 캐소드 전극 라인들이 지속적으로 최저 계조를 유지하는 경우, 영 볼트(V)의 접지 전위가 지속적으로 유지된다. 이에 따라, 상기 캐소드 전극 라인들에 대한 구동 회로의 스위칭 동작이 일어나지 않아 파형 왜곡이 없으므로, 최저 계조의 재현 성능이 효율적으로 극대화될 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예가 상세히 설명된다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 전자 방출 디스플레이 장치는 전자 방출 디스플레이 패널(1) 및 그 구동 장치를 포함한다. 전자 방출 디스플레이 패널(1)의 구동 장치는 영상 제어부(4), 셋탑 박스(5), 패널 제어부(6), 주사 구동부(7), 데이터 구동부(8), 및 전원 공급부(9)를 포함한다.
영상 제어부(4)는 컴퓨터로부터의 영상 신호(SPC), DVD(digital versatile disk) 플레이어로부터의 영상 신호(SDVD), 및 셋탑 박스(5)로부터의 영상 신호를 처 리하여 패널 제어부(6)에 입력시킨다. 셋탑 박스(5)는 텔레비젼으로부터의 영상 신호(STV)를 변환하여 영상 제어부(4)에 입력시킨다.
패널 제어부(6)는 영상 제어부(4)로부터의 영상 신호를 처리하여 주사-구동 제어 신호들 및 데이터-구동 제어 신호들을 발생시킨다. 주사 구동부(7)는 패널 제어부(6)로부터의 주사-구동 제어 신호들에 따라 전자 방출 디스플레이 패널(1)의 제1 게이트 전극 라인들(G1,...,Gn)을 구동한다. 데이터 구동부(8)는 패널 제어부(6)로부터의 데이터-구동 제어 신호들에 따라 전자 방출 디스플레이 패널(1)의 캐소드 전극 라인들(CR1,...,CBm)을 구동한다.
전원 공급부(9)는 영상 제어부(4), 셋탑 박스(5), 패널 제어부(6), 주사 구동부(7), 데이터 구동부(8), 및 전자 방출 디스플레이 패널(1)의 양극(도 2의 22)과 제2 게이트 전극판(도 2의 36)에 필요한 전위들을 인가한다. 여기에서, 양극판(도 2의 22)에는 1 내지 4 킬로볼트(KV)의 높은 전위가 인가된다.
도 2를 참조하면, 도 1의 전자 방출 디스플레이 패널(1)은 앞쪽 패널(2)과 뒤쪽 패널(3)이 스페이스 바아(space bar)들(41,...,43)에 의하여 지지된다. 여기에서, 도 2에 도시된 스페이스 바아들(41,...,43) 외에도 다수의 스페이스 바아들이 제2 게이트 전극판(36) 위에 존재한다.
뒤쪽 패널(3)은 뒤쪽 기판(31), 캐소드 전극 라인들(CR1,...,CBm), 전자 방출원들(ER11,...,EBnm), 제1 절연층(33), 제1 게이트 전극 라인들(G1,...,G n), 제2 절연 층(35), 및 제2 게이트 전극판(36)을 포함한다.
데이터 신호들이 인가되는 캐소드 전극 라인들(CR1,...,CBm)은 전자 방출원들(ER11,...,EBnm)과 전기적으로 연결된다. 제1 절연층(33), 제1 게이트 전극 라인들(G1,...,Gn), 제2 절연층(35), 및 제2 게이트 전극판(36)에는 전자 방출원들(ER11,...,EBnm)에 대응하는 관통구들(HR11,...,HBnm)이 형성된다. 따라서, 주사 신호들이 인가되는 제1 게이트 전극 라인들(G1,...,Gn)에서, 캐소드 전극 라인들(CR1,...,CBm)과 교차되는 영역에 관통구들(HR11,...,HBnm)이 형성된다. 제2 게이트 전극판(36)에는 포커싱 신호가 인가된다.
앞쪽 패널(2)은 앞쪽 투명 기판(21), 양극판(22), 및 형광 셀들(FR11,...,FBnm)을 포함한다. 형광 셀들(FR11,...,FBnm)은 제2 게이트 전극판(36)의 관통구들(HR11,...,HBnm)에 대응하여 형성된다. 양극판(22)에는 전자 방출원들(ER11,...,EBnm)로부터의 전자들이 형광 셀들로 이동하도록 1 내지 4 킬로볼트(KV)의 높은 정극성 전위가 인가된다.
도 3은 도 2의 제1 게이트 전극 라인들(G1,...,Gn), 제2 게이트 전극판(36), 및 캐소드 전극 라인들(CR1,...,CBm)에 인가되는 구동 신호들을 보여준다. 도 3에서 참조 부호 SG1은 제1 게이트 전극 라인들(G1,...,Gn)중에서 제1 게이트 전극 라인(도 2의 G1)에 인가되는 구동 신호를, SG2는 제1 게이트 전극 라인들(G1,...,G n)중에서 제2 게이트 전극 라인에 인가되는 구동 신호를, SGn은 제1 게이트 전극 라인들(G1,...,Gn)중에서 제n 게이트 전극 라인(도 2의 Gn)에 인가되는 구동 신호를, S36은 제2 게이트 전극판(도 2의 36)에 인가되는 구동 신호를, 그리고 SCR1..CBm은 캐소드 전극 라인들(CR1,...,CBm)에 인가되는 구동 신호들을 각각 가리킨다.
도 2 및 3을 참조하여, 본 발명에 따른 구동 신호들을 설명하면 다음과 같다.
수직 구동 주기(TVDR)는 수직 디스플레이 주기(TDISP) 및 수직 동기 주기(TVSYN )를 포함한다.
수직 디스플레이 주기(TDISP)에 있어서, 설정 정극성 전위(+Vg1)와 설정 펄스 폭(THDR)을 가진 정극성 주사 펄스가 제1 게이트 전극 라인들(G1,...,Gn )에 순차적으로 인가되고, 부극성 데이터 펄스들이 주사 펄스에 상응하여 캐소드 전극 라인들(CR1,...,CBm)에 인가된다.
캐소드 전극 라인들(CR1,...,CBm)에 인가되는 데이터 신호의 펄스폭(TDPW )은 계조에 따라 변한다. 예를 들어, 최고 계조 데이터를 가진 부극성의 데이터 펄스의 폭(TDPW)은 정극성의 주사 펄스(THDR)의 폭과 동일하다. 또한, 최저 계조 데이터 인 경우, 부극성의 데이터 펄스의 폭(TDPW)이 영이므로, 0 볼트(V)의 접지 전위가 인가된다. 따라서, 임의의 캐소드 전극 라인들이 지속적으로 최저 계조를 유지하는 경우, 영 볼트(V)의 접지 전위가 지속적으로 유지된다. 이에 따라, 상기 캐소드 전극 라인들에 대한 구동 회로의 스위칭 동작이 일어나지 않아 파형 왜곡이 없으므로, 최저 계조의 재현 성능이 효율적으로 극대화될 수 있다.
제2 게이트 전극판(36)에는 관통구들(HR11,...,HBnm)로부터의 전자들의 포커싱을 위한 정극성 전위(+Vg2)가 인가된다.
다음에, 수직 동기 주기(TVSYN)에서 모든 전극 라인들에 0 볼트(V)의 접지 전위가 인가된다.
도 4 및 5는 도 3의 주사 펄스들에 대한 데이터 펄스들의 일 예를 보여준다. 도 4 및 5에서 도 3과 동일한 참조 부호는 동일한 기능의 대상을 가리킨다. 도 4 및 5에서 참조 부호 SCR1은 임의의 캐소드 전극 라인으로서의 제1 캐소드 전극 라인(CR1)에 인가되는 구동 신호를 가리킨다.
도 4를 참조하면, t2 시점과 t3 시점 사이의 시간에서 어느 한 캐소드 전극 라인에 부극성의 데이터 펄스가 발생된 경우, 이 부극성의 데이터 펄스의 폭이 정극성의 주사 펄스의 폭(THDR)에 비하여 1/2 이므로, 최고 계조에 비하여 1/2배의 계조가 재현된다. 이와 마찬가지로, t5 시점과 t6 시점 사이의 시간에서 어느 한 캐소드 전극 라인에 부극성의 데이터 펄스가 발생된 경우, 이 부극성의 데이터 펄스 의 폭이 정극성의 주사 펄스의 폭(THDR)에 비하여 4/5 이므로, 최고 계조에 비하여 4/5배의 계조가 재현된다.
도 5를 참조하면, t2 시점과 t4 시점 사이의 시간에서 어느 한 캐소드 전극 라인에 부극성의 데이터 펄스가 발생된 경우, 이 부극성의 데이터 펄스의 폭이 정극성의 주사 펄스의 폭(THDR)과 동일하므로, 최고 계조가 재현된다. 이와 반대로, t5 시점과 t7 시점 사이의 시간에서 어느 한 캐소드 전극 라인에 0 볼트(V)의 접지 전위가 인가된 경우, 최저 계조가 재현된다. 따라서, 임의의 캐소드 전극 라인들이 지속적으로 최저 계조를 유지하는 경우, 영 볼트(V)의 접지 전위가 지속적으로 유지된다. 이에 따라, 상기 캐소드 전극 라인들에 대한 구동 회로의 스위칭 동작이 일어나지 않아 파형 왜곡이 없으므로, 최저 계조의 재현 성능이 효율적으로 극대화될 수 있다.
도 6은 도 3의 주사 펄스들에 대한 데이터 펄스들의 다른 예를 보여준다. 도 6에서 도 4와 동일한 참조 부호는 동일한 기능의 대상을 가리킨다. 도 4 및 5의 구동 방식은 정극성의 주사 펄스의 상승 시점(t2 또는 t5)을 기준으로 부극성의 데이터 펄스의 폭이 설정된다. 이에 반하여, 도 6의 구동 방식은 정극성의 주사 펄스의 하강 시점(t4 또는 t7)을 기준으로 부극성의 데이터 펄스의 폭이 설정된다.
도 6을 참조하면, t3 시점과 t4 시점 사이의 시간에서 어느 한 캐소드 전극 라인에 부극성의 데이터 펄스가 발생된 경우, 이 부극성의 데이터 펄스의 폭이 정극성의 주사 펄스의 폭(THDR)에 비하여 1/2 이므로, 최고 계조에 비하여 1/2배의 계 조가 재현된다. 이와 마찬가지로, t6 시점과 t7 시점 사이의 시간에서 어느 한 캐소드 전극 라인에 부극성의 데이터 펄스가 발생된 경우, 이 부극성의 데이터 펄스의 폭이 정극성의 주사 펄스의 폭(THDR)에 비하여 4/5 이므로, 최고 계조에 비하여 4/5배의 계조가 재현된다.
이상 설명된 바와 같이, 본 발명에 따른 전자 방출 디스플레이 장치에 의하면, 임의의 캐소드 전극 라인들이 지속적으로 최저 계조를 유지하는 경우, 영 볼트(V)의 접지 전위가 지속적으로 유지된다. 이에 따라, 상기 캐소드 전극 라인들에 대한 구동 회로의 스위칭 동작이 일어나지 않아 파형 왜곡이 없으므로, 최저 계조의 재현 성능이 효율적으로 극대화될 수 있다.
본 발명은, 상기 실시예에 한정되지 않고, 청구범위에서 정의된 발명의 사상 및 범위 내에서 당업자에 의하여 변형 및 개량될 수 있다.

Claims (7)

  1. 전자 방출원들과 전기적으로 연결된 캐소드 전극 라인들,
    상기 캐소드 전극 라인들과 교차되는 영역에 상기 전자 방출원들에 대응하는 관통구들이 형성된 게이트 전극 라인들,
    상기 게이트 전극 라인들의 관통구들에 대응하여 형성된 형광 셀들, 및
    상기 전자 방출원들로부터의 전자들이 상기 형광 셀들로 이동하도록 정극성 전위가 인가되는 양극판을 포함한 전자 방출 디스플레이 장치에 있어서,
    정극성의 주사 펄스가 상기 게이트 전극 라인들에 순차적으로 인가되고,
    부극성의 데이터 펄스들이 상기 주사 펄스에 상응하여 상기 캐소드 전극 라인들에 인가되는 전자 방출 디스플레이 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 부극성의 데이터 펄스들 각각의 폭이 자신의 계조 데이터에 따라 변하는 전자 방출 디스플레이 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    최고 계조 데이터를 가진 부극성의 데이터 펄스의 폭이 상기 주사 펄스의 폭과 동일한 전자 방출 디스플레이 장치.
  4. 전자 방출원들과 전기적으로 연결된 캐소드 전극 라인들,
    상기 캐소드 전극 라인들과 교차되는 영역에 상기 전자 방출원들에 대응하는 관통구들이 형성된 제1 게이트 전극 라인들,
    상기 제1 게이트 전극 라인들의 관통구들에 대응하는 관통구들이 형성된 제2 게이트 전극판,
    상기 제2 게이트 전극판의 관통구들에 대응하여 형성된 형광 셀들, 및
    상기 전자 방출원들로부터의 전자들이 상기 형광 셀들로 이동하도록 정극성 전위가 인가되는 양극판을 포함한 전자 방출 디스플레이 장치에 있어서,
    정극성의 주사 펄스가 상기 제1 게이트 전극 라인들에 순차적으로 인가되고,
    부극성의 데이터 펄스들이 상기 주사 펄스에 상응하여 상기 캐소드 전극 라인들에 인가되는 전자 방출 디스플레이 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 부극성의 데이터 펄스의 폭이 계조 데이터에 따라 변하는 전자 방출 디스플레이 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    최고 계조 데이터를 가진 부극성의 데이터 펄스의 폭이 상기 주사 펄스의 폭과 동일한 전자 방출 디스플레이 장치.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 제2 게이트 전극판에 포커싱 신호가 인가되는 전자 방출 디스플레이 장치.
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