KR20060104117A - 전자방출패널의 구동방법 및 그 장치 - Google Patents

전자방출패널의 구동방법 및 그 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 전자방출소자로 이루어진 전자방출패널의 화소간 균일도를 향상시킬 수 있는 전자방출패널의 화소간 균일도 보상방법 및 그 장치에 관한 것이다. 본 발명에 따른 전자방출패널의 화소간 균일도 보상방법은, 교대로 나란히 배열되는 스캔 전극들과 데이터 전극들이 교차되는 영역에 화소가 정의되는 전자방출패널에 대하여, 외부로부터 입력되는 영상신호로부터 각각의 화소에 표시되는 입력계조를 생성하고, 상기 입력계조에 따라 각각의 화소 단위로 상기 전자방출패널을 구동하는 것으로, 보상 데이터 생성단계; 및 보상 구동단계를 구비한다. 상기 보상 데이터 생성단계에서는 전체 화소에 대하여 동일한 입력계조에 따라 각각의 화소에 출력되는 출력계조를 측정하고, 각각의 화소 사이의 출력계조 차이로부터 각각의 화소에서의 보상값을 결정한다. 상기 보상 구동단계에서는 각각의 스캔 전극들에 스캔 펄스가 순차적으로 인가되고, 각각의 스캔 펄스에 대하여 스캔 펄스에 대응되는 데이터 펄스가 인가되는 것으로, 각각의 화소에서의 입력계조에 대하여, 각각의 화소에서의 화소간 출력계조 차이에 의한 보상값을 반영한 펄스폭을 갖는 데이터 펄스가 인가되도록 전자방출패널을 구동한다. 본 발명에 따르면, 전자방출소자로 이루어진 전자방출패널의 화소간 균일도를 향상시킬 수 있다.

Description

전자방출패널의 구동방법 및 그 장치{Method for driving electron emission panel, apparatus thereof}
도 1은 본 발명인 전자방출패널의 구동방법 및 그 장치가 적용될 수 있는 전자방출패널의 일 실시예를 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명인 전자방출패널의 구동방법 및 그 장치가 적용될 수 있는 전자방출패널의 다른 실시예를 도시한 사시도이다.
도 3은 도 1 및 도 2 에 도시된 전자방출패널에서 구동신호가 인가되는 전극 배치를 간략히 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 바람직한 일 실시예로서, 전자방출패널의 구동방법을 개략적으로 도시한 흐름도이다.
도 5는 도 4의 전자방출패널의 구동방법에서, 인접한 두 프레임이 서로 다른 영상인 경우의 4×4 화소로 이루어진 각각의 화소에서의 영상신호 데이터의 일 실시예를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 6은 도 4의 전자방출패널의 구동방법에서, 인접한 두 프레임이 서로 같은 영상인 경우의 4×4 화소로 이루어진 각각의 화소에서의 영상신호 데이터의 일 실시예를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 7은 도 5의 영상신호 데이터에 대하여 본 발명에 따른 PWM 구동 파형을 개략적으로 도시한 타이밍도이다.
도 8은 도 6의 영상신호 데이터에 대하여 종래의 전자방출패널의 구동방법에 의한 PWM 구동 파형을 개략적으로 도시한 타이밍도이다.
도 9는 도 6의 영상신호 데이터에 대하여 본 발명에 따른 순차(progressive)구동 방식의 PWM 구동 파형을 개략적으로 도시한 타이밍도이다.
도 10은 도 6의 영상신호 데이터에 대하여 본 발명에 따른 인터레이싱(interlacing)구동 방식의 PWM 구동 파형을 개략적으로 도시한 타이밍도이다.
도 11은 도 5의 영상신호 데이터에 대하여 본 발명에 따른 PAM 구동 파형을 개략적으로 도시한 타이밍도이다.
도 12는 도 6의 영상신호 데이터에 대하여 종래의 전자방출패널의 구동방법에 의한 PAM 구동 파형을 개략적으로 도시한 타이밍도이다.
도 13은 도 6의 영상신호 데이터에 대하여 본 발명에 따른 순차(progressive)구동 방식의 PAM 구동 파형을 개략적으로 도시한 타이밍도이다.
도 14는 도 6의 영상신호 데이터에 대하여 본 발명에 따른 인터레이싱(interlacing)구동 방식의 PAM 구동 파형을 개략적으로 도시한 타이밍도이다.
도 15는 본 발명에 따른 바람직한 실시예로서, 전자방출패널의 구동방법 및 그 장치가 적용될 수 있는 전자방출장치의 개략적인 블록도이다.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
10: 전자방출패널, 15: 영상 처리부,
16: 논리제어부, 17: 주사 구동부,
18: 데이터 구동부, 19: 전원 구동부,
20: 프레임 비교부.
본 발명은 전자방출소자(Electron emission device)를 채용한 전자방출패널의 구동방법 및 그 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전자방출소자로 이루어진 전자방출패널의 소비전력을 감소시킬 수 있는 전자방출패널의 구동방법 및 그 장치에 관한 것이다.
일반적으로 전자방출소자(Electron emission device)는 전자원으로 열음극을 이용하는 방식과 냉음극을 이용하는 방식이 있다.
상기에서 냉음극을 이용하는 방식의 전자방출소자로는 FEA(Field Emitter Array)형, SCE(Surface Conduction Emitter)형, MIM(Metal-Insulator-Metal)형 및 MIS(Metal-Insulator-Semiconductor)형, BSE(Ballistic electron Surface Emitting)형 등이 알려져 있다.
상기 FEA형은 일함수(Work Function)가 낮거나 ?? Function이 높은 물질을 전자 방출원으로 사용할 경우 진공 중에서 전계 차에 의하여 쉽게 전자가 방출되는 원리를 이용한 것으로 몰리브덴(Mo), 실리콘(Si)등을 주 재질로 하는 선단이 뾰족한 팁 구조물이나 Graphite, DLC(Diamond Like Carbon)등의 탄소계 물질 그리고 최근 나노 튜브(Nano Tube)나 나노 와이어(Nano Wire)등의 나모물질을 전자방출으로 적용한 소자가 개발되고 있다.
상기 SCE형은 제1기판 위에 서로 마주보며 배치된 제1전극과 제2전극 사이에 도전 박막을 제공하고 상기 도전 박막에 미세균열을 제공함으로써 전자방출부를 형성한 소자이다. 상기 소자는 상기 전극에 전압을 인가하여 상기 도전 박막 표면으로 전류를 흘려 상기 미세 갭인 전자 방출부로부터 전자가 방출되는 원리를 이용한다.
상기 MIM형과 MIS형 전자방출소자는 각각 금속-유전층-금속(MIM)과 금속-유전층-반도체(MIS) 구조로 이루어진 전자방출부를 형성하고, 유전층을 사이에 두고 위치하는 두 금속 또는 금속과 반도체 사이에 전압을 인가할 때 높은 전자 전위를 갖는 금속 또는 반도체로부터 낮은 전자 전위를 갖는 금속쪽으로 전자가 이동 및 가속되면서 방출되는 원리를 이용한 소자이다.
상기 BSE형은 반도체의 사이즈를 반도체중의 전자의 평균자유행정보다 작은 치수 영역까지 축소하면 전자가 산란하지 않고 주행하는 원리를 이용하여 오믹전극상에 금속또는 반도체로 이루어지는 전자공급층을 전자공급층위에 절연층과 금속박막을 형성하여 오믹전극과 금속박막에 전원을 인가하는 것에 의하여 전자가 방출되도록 한 소자이다.
전자방출패널은 교대로 나란히 배열되는 스캔 전극들과 데이터 전극들이 교차되는 영역에 화소가 정의되고, 외부로부터 입력되는 영상신호로부터 각각의 화소에 표시되는 입력계조가 생성되고, 상기 입력계조에 따라 각각의 화소 단위로 상기 전자방출패널을 구동된다. 이때, 스캔 전극들에 순차적으로 스캔 펄스가 인가되고, 각각의 스캔 펄스에 대하여 상기 스캔 전극들과 화소를 형성하는 데이터 전극에 상기 입력계조에 따른 데이터 펄스가 인가되어, 상기 영상신호에 해당하는 영상이 전자방출패널 상에 표시된다.
상기 입력계조에 따른 데이터 펄스가 펄스폭 변조(Pulse Width Modulation, PWM) 방식 또는 진폭 변조(Pulse Amplitude Modulation, PAM) 방식에 의하여, 데이터 전극에 인가될 수 있다. 이처럼, 전자방출패널을 구동하기 위하여 스캔 펄스와 데이터 펄스가 인가됨에 있어서, 각각의 스캔 펄스와 데이터 펄스의 수에 따른 스위칭이 발생한다. 이러한 스위칭으로 인하여, 전자방출패널을 구동하는데 있어서 소비전력이 커지고, 스위칭 주파수에 따른 노이즈가 발생할 수 있는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 포함하여 여러 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 인접한 프레임이 동일 영상인 경우에 두 프레임 기간에 한 프레임을 구동하여, 전자방출소자로 이루어진 전자방출패널의 소비전력을 감소시킬 수 있는 전자방출패널의 구동방법 및 그 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적 및 그 밖의 여러 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 전자방출패널의 구동방법은, 교대로 나란히 배열되는 스캔 전극들과 데이터 전극들이 교차되는 영역에 화소가 정의되는 전자방출패널에 대하여, 외부로부터 입력되는 영상신호를 디스플레이 주기로서의 프레임 단위로 각각의 화소에 표시되는 입력계 조를 생성하고, 상기 입력계조에 따라 각각의 화소 단위로 상기 전자방출패널을 구동하는 것으로, 프레임 비교단계; 기본 구동단계; 및 확장 구동단계를 구비한다.
상기 프레임 비교단계에는 연속하는 두 개의 프레임을 비교한다. 상기 기본 구동단계에는 연속하는 두 개의 프레임이 동일한 영상이 아닌 경우에, 두 개의 프레임을 각각 하나의 프레임 기간동안에 구동한다. 상기 확장 구동단계에는 연속하는 두 개의 프레임이 동일한 영상인 경우에, 두 개의 프레임 기간동안에 하나의 프레임을 구동한다.
본 발명의 다른 측면에 따른 전자방출패널의 구동장치는 본 발명에 따른 상기 전자방출패널의 구동방법에 의하여 구동된다.
본 발명에 따르면, 인접한 프레임이 동일 영상인 경우에 두 프레임 기간에 한 프레임을 구동하여, 전자방출소자로 이루어진 전자방출패널의 소비전력을 감소시킬 수 있다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명인 전자방출패널의 화소간 균일도 보상방법 및 그 장치가 적용될 수 있는 전자방출패널의 일 실시예를 도시한 사시도이다.
도 1을 참조하면, 전자방출패널(10)은 서로 이격되어 배치되는 제1 패널(2), 제2 패널(3) 및 제1 패널(2)과 제2 패널(3)을 지지하는 스페이스 바(space bar)들(41,...,43)을 구비한다.
제1 패널(2)은 투명한 제1 기판(21), 애노드 전극(22), 및 형광셀들 (FR11,...,FBnm)을 포함한다.
제1 기판(21)에서 제2 기판(31) 방향으로 제1 기판(21) 상에 애노드 전극(22)이 배치되며, 제2 기판(31) 방향으로 애노드 전극(22) 상에 형광셀들(FR11,...,FBnm)이 배치된다. 형광셀들에는 각각 적색, 청색 및 녹색 형광물질이 배치된다.
제2 패널(3)은 제2 기판(31), 전자방출원들(ER11,...,EBnm), 절연층(33), 서로 교차하도록 연장되는 캐소드 전극들(CR1,...,CBm) 및 게이트 전극들(G1,...,Gn)을 포함한다.
캐소드 전극들(CR1,...,CBm)은 전자방출원들(ER11,...,EBnm)과 전기적으로 연결되며, 절연층(33)과 게이트 전극들(G1,...,Gn)에는 전자방출원들(ER11,...,EBnm)에 대응하는 관통구들(HR11,...,HBnm)이 형성된다.
캐소드 전극들과 게이트 전극들에 각각 인가된 구동전압(일반적으로 캐소드 전극들에 인가되는 전압이 게이트 전극들에 인가되는 전압보다 낮음)으로 인하여 그 전위차가 캐소드 전극들과 전기적으로 연결된 전자방출원들에서 전자방출이 개시될 수 있는 전자방출개시전압을 초과하는 경우에, 전자방출원들에서 전자가 방출되기 시작한다. 이때 애노드 전극에 1 내지 4 킬로볼트(KV)의 높은 정극성 전압을 인가하면, 전자방출원들로부터 방출된 전자들이 가속되어 형광셀들로 수렴하며 형광셀들의 형광물질과 충돌하여 가시광을 발생시킨다.
도 2는 본 발명인 전자방출패널의 화소간 균일도 보상방법 및 그 장치가 적용될 수 있는 전자방출패널의 다른 실시예를 도시한 사시도이다.
도면을 참조하면, 도 2에 도시된 전자방출패널은 도 1에 도시된 전자방출패널과 캐소드전극들과 게이트 전극들의 배치가 다르고, 그에 따른 점을 제외하고는 동일한 구성과 작동 원리를 갖는다.
전자방출패널(10)은 서로 이격되어 배치되는 제1 패널(2), 제2 패널(3) 및 제1 패널(2)과 제2 패널(3)을 지지하는 스페이스 바(space bar)들(41,...,43)을 구비한다.
제1 패널(2)은 투명한 제1 기판(21), 애노드 전극(22), 및 형광셀들(FR11,...,FBnm)을 포함한다.
제1 기판(21)에서 제2 기판(31) 방향으로 제1 기판(21) 상에 애노드 전극(22)이 배치되며, 제2 기판(31) 방향으로 애노드 전극(22) 상에 형광셀들(FR11,...,FBnm)이 배치된다. 형광셀들에는 각각 적색, 청색 및 녹색 형광물질이 배치된다.
제2 패널(3)은 제2 기판(31), 전자방출원들(ER11,...,EBnm), 절연층(33), 서로 교차하도록 연장되는 캐소드 전극들(CR1,...,CBm) 및 게이트 전극들(G1,...,Gn)을 포함한다.
캐소드 전극들(CR1,...,CBm)은 전자방출원들(ER11,...,EBnm)과 전기적으로 연결 되며, 절연층(33)과 게이트 전극들(G1,...,Gn)에는 전자방출원들(ER11,...,EBnm)에 대응하는 관통구들(HR11,...,HBnm)이 형성된다.
캐소드 전극들(C)은 전자방출원들(E)과 전기적으로 연결되며, 제1 기판 방향으로 게이트 전극들(G) 상에는 절연층(33)을 뚫고 전자방출원들(E)의 측면까지 연장되는 대향전극들(T)이 형성된다.
도 2와 같이 게이트 전극들(G)이 캐소드 전극들(C)보다 아래에 위치하는 구조를 가진 전자방출패널에서는, 게이트 전극에 연결된 대향전극(T)과 캐소드 전극(C)간의 전위차에 의해 캐소드 전극에서 방출된 전자가 대향전극(T) 전극을 향해 약간 끌린 후 제1 패널(2)의 애노드 전극(22)을 향하여 가속된다.
도 3은 도 1 및 도 2 에 도시된 전자방출패널에서 구동신호가 인가되는 전극 배치를 간략히 도시한 도면이다.
도면을 참조하면, 스캔전극들이 일방향으로 연장되어 배치되며, 데이터 전극들은 스캔전극들이 연장되는 방향과 교차하는 방향으로 연장되어 배치된다. 그 교차하는 영역에서 화상이 표현되는 기본단위인 일 화소(pixel, Px)가 정의된다. 스캔전극들에 순차적으로 스캔 구동 신호가 인가되며, 스캔 신호에 맞춰 데이터 전극들에 데이터 구동신호가 인가되어 각 화소별로 해당하는 휘도를 갖는 가시광이 방출되게 된다.
도 3에서는 스캔전극과 데이터 전극이 교차하는 일 영역을 일 화소로 정의하였으나, 데이터 전극들이 연장되는 방향에 따라 적색, 녹색 및 청색광을 방출하도 록 하는 형광물질이 도포될 수 있으며, 이 경우에 3개의 데이터 전극들 및 1개의 스캔전극들이 교차하는 영역에서 가시광이 방출되므로, 3개의 데이터전극들과 1개의 스캔전극들이 교차하는 영역에서 일 화소가 정의될 수도 있다. 이때 1개의 데이터전극들과 1개의 스캔전극들이 교차하는 영역은 일 서브 화소(sub pixel)가 된다.
도 3에 도시된 스캔전극들로서, 도 1 및 도 2에 도시된 캐소드 전극들이 될 수 있으며, 또는 도 1 및 도 2에 도시된 게이트 전극들이 될 수 있다. 또한 도 3에 도시된 데이터 전극들로서, 도 1 및 도 2에 도시된 게이트 전극들이 될 수 있으며, 또는 도 1 및 도 2에 도시된 캐소드 전극들이 될 수 있다.
도 4는 본 발명에 따른 바람직한 일 실시예로서, 전자방출패널의 구동방법을 개략적으로 도시한 흐름도이다.
도면을 참조하면, 본 발명에 따른 전자방출패널의 구동방법(단계 400)은, 교대로 나란히 배열되는 스캔 전극들과 데이터 전극들이 교차되는 영역에 화소가 정의되는 전자방출패널에 대하여, 외부로부터 입력되는 영상신호를 디스플레이 주기로서의 프레임 단위로 각각의 화소에 표시되는 입력계조를 생성하고, 상기 입력계조에 따라 각각의 화소 단위로 상기 전자방출패널을 구동하는 것으로, 프레임 비교단계(단계 401); 기본 구동단계(단계 402); 및 확장 구동단계(단계 403)를 구비한다.
상기 프레임 비교단계(단계 401)에는 연속하는 두 개의 프레임을 비교한다. 상기 기본 구동단계(단계 402)에는 연속하는 두 개의 프레임이 동일한 영상이 아닌 경우에, 두 개의 프레임을 각각 하나의 프레임 기간동안에 구동한다. 상기 확장 구 동단계(단계 403)에는 연속하는 두 개의 프레임이 동일한 영상인 경우에, 두 개의 프레임 기간동안에 하나의 프레임을 구동한다.
상기 프레임 비교단계(단계 401)에는 연속하는 두 개의 프레임을 비교하여 연속하는 두 개의 프레임의 영상이 동일한 영상인지 여부를 판단한다. 이때, 두 개의 프레임의 영상이 동일한 영상인지 비교하는 일 실시예로서, 연속하는 두 개의 프레임에 대한 각각의 화소에 해당하는 상기 입력계조 데이터를 서로 비교하여, 연속하는 두 개의 프레임이 동일 영상인지 여부를 비교할 수 있을 것이다. 도 5 및 도 6에는 4×4 화소로 이루어진 각각의 화소에서의 영상신호 데이터의 일 실시예로서, 영상신호 데이터가 각각의 화소에서의 입력계조로 표현되는 경우의 실시예들이다.
도 5 및 도 6에서 S1 내지 S4는 전자방출패널의 일단으로부터 타단으로 순차적으로 형성된 각각의 스캔 전극라인을 의미하고, D1 내지 D4는 전자방출패널의 일측으로부터 타측으로 순차적으로 형성된 각각의 데이터 전극라인을 의미한다. 도 5와 도 6의 표에 도시된 각각의 좌표는 각각의 스캔 전극라인과 각각의 데이터 전극에 의하여 전자방출패널 상에 위치되는 각각의 화소를 나타내고, 본 실시예의 경우에 각각의 좌표에 대응되는 값은 각 화소에 대응되는 계조 가중치이다.
도 5에서는 n번째 프레임의 D1 라인과 D2 라인은 1의 계조 가중치를 가지나, n+1번째 프레임의 D1 라인과 D2 라인은 3의 계조 가중치를 가지고, n번째 프레임의 D3 라인과 D4 라인은 2의 계조 가중치를 가지나, n+1번째 프레임의 D3 라인과 D4 라인은 4의 계조 가중치를 가지므로, n번째 프레임과 n+1번째 프레임의 영상 데이 터가 서로 다름을 알 수 있다.
또한, 도 6에서는 n번째 프레임과 n+1번째 프레임의 D1 라인은 1의 계조 가중치를 가지며, n번째 프레임과 n+1번째 프레임의 D2 라인은 2의 계조 가중치를 가지며, n번째 프레임과 n+1번째 프레임의 D3 라인은 3의 계조 가중치를 가지며, n번째 프레임과 n+1번째 프레임의 D4 라인은 4의 계조 가중치를 가지므로, n번째 프레임과 n+1번째 프레임의 영상 데이터가 서로 같음을 알 수 있다.
상기 기본 구동단계(단계 402)는 연속하는 두 개의 프레임이 동일한 영상이 아닌 경우에 수행되는 단계로서, 연속하는 두 프레임에서의 영상신호 데이터가 도 5에 도시되는 바와 같이 서로 다른 경우에 도 6 또는 도 11에 도시된 바와 같은 파형의 스캔 펄스(S1 내지 S4)와 데이터 펄스(D1 내지 D4)에 의하여 구동된다.
상기 확장 구동단계(단계 403)는 연속하는 두 개의 프레임이 동일한 영상인 경우에 수행되는 단계로서, 연속하는 두 프레임에서의 영상신호 데이터가 도 6에 도시되는 바와 같이 서로 다른 경우에 도 9 또는 도 10, 또는 도 13 또는 도 14에 도시된 바와 같은 파형의 스캔 펄스(S1 내지 S4)와 데이터 펄스(D1 내지 D4)에 의하여 구동된다.
상기 기본 구동단계(단계 402) 및 상기 확장 구동단계(단계 403)의 일 실시예로서, 상기 입력계조에 따른 펄스폭 변조(PWM)구동 방식에 의하여 구동하는 것이 바람직하다.
상기 기본 구동단계(단계 402) 및 상기 확장 구동단계(단계 403)의 다른 실시예로서, 상기 입력계조에 따른 진폭 변조(PAM)구동 방식에 의하여 구동하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 기본 구동단계(단계 402) 및 상기 확장 구동단계(단계 403)에는, 도 7 내지 도 14에 도시된 바와 같이, 스캔 전극들에 스캔 펄스가 순차적으로 인가되고, 상기 각각의 스캔 펄스에 대하여 상기 스캔 펄스에 대응되는 데이터 펄스가 인가되어 구동된다.
이러한 구동 방법에 있어서, 실시예에 따라서는 스캔 펄스가 전자방출패널의 일단에 위치되는 스캔 전극으로부터 타단에 위치되는 스캔 전극의 방향으로 순차적(progressive)으로 인가되는 순차주사 구동방식에 의할 수 있다. 또한, 다른 실시예로서 스캔 펄스가 전자방출패널의 일단에 위치되는 스캔 전극으로부터 타단에 위치되는 스캔 전극의 방향으로 인터레이싱(interlacing)방식으로 인가되는 비월주사 구동방법에 의할 수 있다. 도 7 내지 도 10은 순차주사 구동방식에 의한 스캔 구동신호 및 데이터 구동신호의 타이밍도이며, 도 11 내지 도 14는 비월주사 구동방식에 의한 스캔 구동신호 및 데이터 구동신호의 타이밍도이다.
도 7은 도 5의 영상신호 데이터에 대하여 본 발명에 따른 PWM 구동 파형을 개략적으로 도시한 타이밍도이다. 도 8은 도 6의 영상신호 데이터에 대하여 종래의 전자방출패널의 구동방법에 의한 PWM 구동 파형을 개략적으로 도시한 타이밍도이다. 도 9는 도 6의 영상신호 데이터에 대하여 본 발명에 따른 순차(progressive)구동 방식의 PWM 구동 파형을 개략적으로 도시한 타이밍도이다. 도 10은 도 6의 영상신호 데이터에 대하여 본 발명에 따른 인터레이싱(interlacing)구동 방식의 PWM 구동 파형을 개략적으로 도시한 타이밍도이다.
도면을 참조하면, 각각 도 5 및 도 6에 도시된 n번째 프레임과 n+1번째 프레임에 해당하는 연속하는 두 개의 프레임에 해당하는 구동신호로서, S1으로부터 S4까지 순차적으로 스캔 펄스가 각각의 스캔 전극라인에 인가되고, 각각의 스캔 펄스 사이에는 블랭킹 구간이 존재한다.
또한, 각각의 스캔 펄스에 대응하도록 각각의 계조 가중치에 따른 펄스폭을 갖는 데이터 펄스가 인가된다. 이러한 과정이 n번째 프레임과 n+1번째 프레임에 해당하는 연속하는 두 개의 프레임에 대하여 각각 수행된다. 따라서, 각각의 프레임에 대하여 각각의 스캔 펄스의 수와 데이터 펄스의 수에 상응하는 스위칭이 일어나게 된다.
이에 대하여, 도 9 및 도 10에서는 n번째 프레임과 n+1번째 프레임에 해당하는 연속하는 두 개의 프레임에 대하여, 두 개의 프레임 기간에 하나의 프레임에 해당하는 영상신호 데이터에 의하여 구동하게 된다. 즉, 한 개의 스캔 라인을 한번씩 선택하면서 두 번 반복하지 아니하고, 한 개의 스캔 라인을 처음부터 두 번씩 선택하면서 그 때의 데이터 펄스는 두 프레임에 해당하는 데이터를 합한 시간이 되도록 구동한다.
따라서, 도 7 및 도 8에 비하여 스위칭 회수가 절반으로 줄어들게 된다. 따라서, 본 발명에 의한 경우에, n번째 프레임과 n+1번째 프레임에 해당하는 연속하는 두 개의 프레임이 동일한 경우에 스위칭 주파수가 1/2로 줄어들게 되므로 수학식 1에 의한 스위칭 소비전력이 1/2로 줄일 수 있다. 수학식 1에서 P는 충방전을 위한 스위칭 소비전력, C는 패널에 의해 형성되는 콘덴서의 정전용량, f는 스위칭 주파수이다.
P = C×V2×f
또한, 스위칭 주파수가 1/2로 줄어들게 되므로, 그에 따라 스위칭 주파수에 의한 노이즈가 줄어들게 된다.
도 10에는 홀수 필드와 짝수 필드로 나누어 구동하는 인터레이싱에 의한 비월주사 구동방식에 의한 구동으로서, 60Hz의 영상신호에 대하여 30Hz로 구동하여도 플리커 같은 현상을 개선시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 따라 연속되는 두 개의 프레임이 동일한 영상인 경우에는, 도 9 및 도10, 그리고 도 13 및 도 14에 도시된 바와 같이 블랭킹 구간이 1/2로 줄어드는 효과가 있어, 그만큼 더 큰 소비전력의 절감과 노이즈 감소 효과를 얻을 수 있다.
도 11은 도 5의 영상신호 데이터에 대하여 본 발명에 따른 PAM 구동 파형을 개략적으로 도시한 타이밍도이다. 도 12는 도 6의 영상신호 데이터에 대하여 종래의 전자방출패널의 구동방법에 의한 PAM 구동 파형을 개략적으로 도시한 타이밍도이다. 도 13은 도 6의 영상신호 데이터에 대하여 본 발명에 따른 순차(progressive)구동 방식의 PAM 구동 파형을 개략적으로 도시한 타이밍도이다. 도 14는 도 6의 영상신호 데이터에 대하여 본 발명에 따른 인터레이싱(interlacing)구동 방식의 PAM 구동 파형을 개략적으로 도시한 타이밍도이다.
도 11 내지 도 14는 도 7 내지 도 10의 펄스폭 변조(PWM) 구동방식의 구동방법에 대하여, 본 발명이 동일하게 적용될 수 있는 진폭 변조(PAM) 구동방식의 구동방법에 의하여 각각의 스캔 전극라인과 데이터 전극라인에 인가되는 스캔 신호와 데이터 신호를 나타낸다.
도 15는 본 발명에 따른 바람직한 실시예로서, 전자방출패널의 구동방법 및 그 장치가 적용될 수 있는 전자방출장치의 개략적인 블록도이다.
도면을 참조하면, 전자 방출 장치는 전자 방출 패널(10) 및 그 구동장치(15 내지 20)를 포함한다. 전자방출패널(10)의 구동장치는 영상 처리부(15), 논리 제어부(16), 주사 구동부(17), 데이터 구동부(18), 및 전원 공급부(19)를 포함한다.
영상 처리부(15)는 외부 아날로그 영상 신호를 디지털 신호로 변환하여 내부 영상 신호, 예를 들어 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B) 영상 데이터, 클럭 신호, 수직 및 수평 동기 신호들을 발생시킨다.
논리 제어부(16)는 영상 처리부(15)로부터의 내부 영상 신호에 따라 데이터 구동신호(SD) 및 스캔 구동신호(SS)로 이루어지는 구동 신호들(SD, SS)을 발생시킨다. 데이터 구동부(18)는, 논리 제어부(16)로부터의 구동 신호들(SD, SS) 중에서 데이터 구동신호(SD)를 처리하여 표시 데이터 신호를 발생시키고, 발생된 표시 데이터 신호를 전자 방출 디스플레이 패널(10)의 데이터 전극 라인들(CR1, ..., CBm)에 인가한다. 데이터 구동신호(SD)에는 R,G,B 영상 데이터가 포함된다.
주사 구동부(17)는 논리 제어부(16)로부터의 구동 신호들(SD, SS) 중에서 스캔 구동신호(SS)를 처리하여 주사 전극 라인들(G1, ..., Gn)에 인가한다. 주사 구동부(17)는 스타트 펄스를 입력받으면, 그 때부터 수평동기펄스가 인가될 때마다 1라인씩 쉬프트 되면서 순차적으로 주사 전극라인에 주사신호를 인가한다.
한편, 전원 공급부(19)는 영상 처리부(15), 논리 제어부(16), 주사 구동부(17), 데이터 구동부(18), 및 전자 방출 디스플레이 패널(10)의 애노드 전극에, 소요되는 전원을 인가한다. 전원 공급부(19)는 애노드 전극에 서서히 증가하는 애노드 전압을 공급하기 위한 애노드 전압 공급부를 포함한다.
또한, 본 발명에 따른 전자방출장치(1)에는 프레임 비교부(20)가 구비되는 것이 바람직하다. 프레임 비교부(20)에서는 영상신호 데이터에서 연속되는 두 개의 프레임을 비교하여, 연속되는 두 개의 프레임이 동일한지 여부를 판단한다. 이에 따라, 논리 제어부(16)에서 도 4에 도시된 전자방출패널의 구동방법(400)에 의하여, 연속되는 두 개의 프레임이 동일한 경우에는 확장 구동단계(단계 402)가 수행되고, 연속되는 두 개의 프레임이 동일하지 아니한 경우에는 기본 구동단계(단계 403)가 수행된다.
본 발명에 따른 전자방출패널의 구동방법 및 그 장치에 의하면, 인접한 프레임이 동일 영상인 경우에 두 프레임 기간에 한 프레임을 구동하여, 전자방출소자로 이루어진 전자방출패널의 소비전력을 감소시킬 수 있다.
또한, 스위칭 주파수가 감소로 인하여 순간적인 스위칭으로 인한 노이즈가 감소될 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

Claims (8)

  1. 교대로 나란히 배열되는 스캔 전극들과 데이터 전극들이 교차되는 영역에 화소가 정의되는 전자방출패널에 대하여, 외부로부터 입력되는 영상신호를 디스플레이 주기로서의 프레임 단위로 각각의 화소에 표시되는 입력계조를 생성하고, 상기 입력계조에 따라 각각의 화소 단위로 상기 전자방출패널을 구동하는 것으로,
    연속하는 두 개의 프레임을 비교하는 프레임 비교단계;
    상기 연속하는 두 개의 프레임이 동일한 영상이 아닌 경우에, 두 개의 프레임을 각각 하나의 프레임 기간동안에 구동하는 기본 구동단계; 및
    상기 연속하는 두 개의 프레임이 동일한 영상인 경우에, 두 개의 프레임 기간동안에 하나의 프레임을 구동하는 확장 구동단계를 구비하는 전자방출패널의 구동방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 프레임 비교단계에서, 연속하는 두 개의 프레임에 대한 각각의 화소에 해당하는 상기 입력계조 데이터를 서로 비교하여, 연속하는 두 개의 프레임이 동일 영상인지 여부를 비교하는 전자방출패널의 구동방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 기본 구동단계 및 상기 확장 구동단계에, 상기 입력계조에 따른 펄스폭 변조(PWM)구동 방식에 의하여 구동하는 전자방출패널의 구동방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 기본 구동단계 및 상기 확장 구동단계에, 상기 입력계조에 따른 진폭 변조(PAM)구동 방식에 의하여 구동하는 전자방출패널의 구동방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 기본 구동단계 및 상기 확장 구동단계에, 스캔 전극들에 스캔 펄스가 순차적으로 인가되고, 상기 각각의 스캔 펄스에 대하여 상기 스캔 펄스에 대응되는 데이터 펄스가 인가되는 전자방출패널의 구동방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 스캔 펄스가, 상기 전자방출패널의 일단에 위치되는 스캔 전극으로부터 타단에 위치되는 스캔 전극의 방향으로 순차적(progressive)으로 인가되는 전자방출패널의 구동방법.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 스캔 펄스가, 상기 전자방출패널의 일단에 위치되는 스캔 전극으로부터 타단에 위치되는 스캔 전극의 방향으로 인터레이싱(interlacing)방식으로 인가되는 전자방출패널의 구동방법.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항의 전자방출패널의 구동방법에 의하여 구동되는 전자방출패널의 구동장치.
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