KR20060124029A - 전계 방출 표시장치의 구동 방법 - Google Patents

전계 방출 표시장치의 구동 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 전계 방출 표시장치의 구동 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 한 프레임을 복수의 서브 필드로 구분하여 구동하는 전계 방출 표시장치의 구동 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 전계 방출 표시장치의 구동 방법은 (a) 한 프레임이 적어도 두개 이상의 서브 필드로 구분되는 단계 및 (b) 상기 서브 필드 각각에는 동일한 시간이 할당되고, 각 서브 필드마다 캐소드 전극 및/또는 게이트 전극에 서로 상이한 전압이 인가되는 단계를 포함한다.
전계 방출 표시장치, 구동 방법, 서브 필드

Description

전계 방출 표시장치의 구동 방법 {DRIVING METHOD OF FIELD EMISSION DISPLAY}
도 1은 종래 전계 방출 표시장치의 구조를 나타낸 도이다.
도 2는 본 발명의 제 1실시예에 따라 등간격의 서브 필드로 분할된 한 프레임을 나타낸 도이다.
도 3은 본 발명의 제 1실시예에 따른 계조 표현을 위해 각 서브 필드마다 인가되는 전압 레벨을 나타낸 도이다.
도 4는 본 발명의 제 1실시예에 따라 표시되는 계조의 레벨을 나타낸 도이다.
도 5는 본 발명의 제 2실시예에 따라 서브 필드간 시간이 다르게 분할된 한 프레임을 나타낸 도이다.
도 6은 본 발명의 제 2실시예에 따른 계조 표현을 위해 각 서브 필드마다 인가되는 전압 레벨을 나타낸 도이다.
*** 도면의 주요 부호에 대한 설명 ***
10 :화소부 30 :주사 구동부
20 :데이터 구동부 40 :전원 공급부
본 발명은 전계 방출 표시장치의 구동 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 한 프레임을 복수의 서브 필드로 나누어 각각의 서브 필드마다 상이한 전압이 인가되거나, 또는 각각의 서브 필드에 해당하는 시간을 다르게 적용하는 전계 방출 표시장치의 구동 방법에 관한 것이다.
일반적으로 평판 디스플레이(FPD; Flat Panel Display)는 두 기판 사이에 측벽을 세워 진공 상태의 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 표시패널(PDP), 전계 방출 표시장치(field emission display) 등과 같은 여러 가지의 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 크고, 시야각, 고속응답, 고휘도, 고정세, 박형 등의 관점에서도 만족스러운 차세대 디스플레이로 주목받고 있다.
전자방출 표시장치는 캐소드, 애노드 및 게이트 전극을 갖는 3극 관의 구조로 이루어진다. 구체적으로, 기판 위에 일반적으로 스캔 전극으로 사용되는 캐소드전극이 형성되고, 캐소드 전극 위에 홀을 갖는 절연층과 일반적으로 데이터 전극으로 사용되는 게이트 전극이 적층된다. 그리고 홀 내부로 전자방출원인 이미터(emitter)가 형성되어 캐소드전극에 접촉한다.
이와 같이 구성된 전자방출 표시장치는 에미터에 고전계를 집중시켜 양자역학적인 터널(tunnel) 효과에 의해 전자를 방출시키고, 에미터로부터 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.
도 1은 종래 전계 방출 표시장치의 구조를 나타낸 도이다.
도 1을 참조하여 설명하면, 종래 전계 방출 표시장치는 화소부(10), 데이터 구동부(20), 주사 구동부(30) 및 전원 공급부(40)를 포함한다.
화소부(10)는 n개의 주사선(S1, S2, ... Sn), m개의 데이터선(D1, D2, ... Dm) 및 애노드 전극(ANODE)을 포함한다. 또한, 복수의 주사선(S1, S2, ... Sn)과 데이터 선(D1, D2, ... Dm)이 서로 교차한 영역에 복수의 화소(5)를 형성한다. 애노드 전극(ANODE)은 도면에 표현된 바와 같이 화소부의 전 영역에 걸쳐 형성될 수도 있으며, 또한, 주사선(S1,S2,...Sn)과 유사하게 행 방향으로 형성된 복수의 스 트라이프 형태로 형성될 수도 있고, 데이터선(D1,D2,...Dm)과 유사하게 열 방향으로 형성된 복수의 스트라이프 형태로 형성될 수도 있고, 메쉬 형태로 형성될 수도 있다.
데이터 구동부(20)는 입력되는 비디오 데이터(DATA)에 대응하는 데이터 신호를 복수의 데이터선(D1, D2, ... Dm)에 인가한다.
주사 구동부(30)는 복수의 주사선(S1, S2, ... Sn)에 주사 신호를 순차적으로 인가한다.
전원 공급부(40)는 데이터 구동부(20)에 제 1 전원(VS1) 및 제 2 전원(VS2)을 인가하고, 주사 구동부(30)에 제 3 전원 및 제 4 전원을 인가한다.
이때, 화소부(10)는 데이터 구동부(20)로 입력되는 비디오 데이터(DATA)에 따라 표시하는 영상의 휘도가 변하게 된다. 더욱 상세하게는, 비디오 데이터(DATA)의 값은 R,G,B 각각에 8비트의 데이터로 구성된다. 즉, 비디오 데이터(DATA)의 값은 0(000000(2)) ~ 255(11111111(2))가 될 수 있고, 이 256 개의 값들에 의해 256 계조가 표현될 수 있다. 또한, 비디오 데이터(DATA)에 따라 표현되는 휘도를 조절하기 위하여, 일반적으로 펄스폭 변조(PWM; Pulse Width Modulation) 방식 또는 진폭 변조(PAM; Pulse Amplitude Modulation) 방식이 사용된다.
PWM 방식은 데이터 구동부(20)로 입력되는 비디오 데이터(DATA)에 따라서 데이터 구동부(20)에 인가되는 구동 파형의 펄스폭을 변조하는 방식으로, 가용한 최대 온타임(on-time) 내에 비디오 데이터(Data)의 값으로 255가 입력될 경우, 펄스 폭은 최대가 되어 최대의 휘도를 표시하게 되고, 비디오 데이터(Data) 값으로 127이 입력될 경우 펄스폭은 1/2이 되어 휘도가 저하된다.
PAM 방식은 입력되는 비디오 데이터(Data)에 상관없이 펄스폭은 일정하지만, 입력되는 비디오 데이터(Data)에 따라 데이터 구동부(20)에 인가되는 구동 파형의 펄스 전압 레벨 즉 펄스의 크기를 다르게 함으로써 휘도를 조절한다.
상기와 같은 종래 전계 방출 표시장치는 계조를 표현하는 방식으로 펄스폭 변조(PWM; Pulse Width Modulation) 방식 또는 진폭 변조(PAM; Pulse Amplitude Modulation) 방식의 드라이버를 사용함으로써 내부 구성 로직이 많이 필요하므로 원가가 높아지는 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로 본 발명의 목적은 한 프레임을 복수의 서브 필드로 나누어 각각의 서브 필드마다 상이한 전압이 인가되거나, 또는 각각의 서브 필드에 해당하는 시간을 다르게 적용하여 원하는 계조를 표현하기 위한 전계 방출 표시장치의 구동 방법을 제공하기 위한 것이다.
상술한 목적을 달성하기 위한 기술적 수단으로써 본 발명의 일측면은 (a) 한 프레임이 적어도 두개 이상의 서브 필드로 구분되는 단계 및 (b) 상기 서브 필드 각각에는 동일한 시간이 할당되고, 캐소드 전극과 게이트 전극에는 서로 상이한 전 압이 인가되는 단계를 포함하는 전계 방출 표시장치의 구동 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 측면은 (a) 한 프레임이 적어도 두개 이상의 서브 필드로 구분되는 단계 및 (b) 상기 서브 필드의 각각에는 상이한 시간이 할당되고, 캐소드 전극 및 게이트 전극에는 서로 상이한 전압이 인가되는 단계를 포함하는 전계 방출 표시장치의 구동 방법을 제공하는 것이다.
이하, 도 2 내지 도 6을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명의 제 1실시예에 따라 등간격의 서브 필드로 분할된 한 프레임을 나타낸 도이고, 도 3은 본 발명의 제 1실시예에 따른 계조 표현을 위해 각 서브 필드마다 인가되는 전압을 나타낸 도이다.
도 2와 도 3을 결부하여 설명하면, 복수의 게이트 라인과 복수의 캐소드 라인이 교차하여 구성되는 매트릭스 형태의 전계 방출 표시장치는 한 프레임 단위로 구동된다. 이때, 원하는 계조의 화상을 표시하기 위하여 한 프레임을 적어도 두개 이상의 서브 필드로 나누어 구동한다. 바람직하게는, 한 프레임을 제 1 서브 필드(SF1) 내지 제 8 서브 필드(SF8)의 서브 필드로 나누고, 각각의 서브 필드에는 동일한 시간(St)을 할당 한다. 그리고, 서브 필드 마다 게이트 전극 및 캐소드 전극에 서로 상이한 전압을 인가하여 각각의 서브 필드가 다른 계조 값을 표현할 수 있도록 조절한다. 즉, 제 1 서브 필드(SF1)에서는 "1"의 계조를 표현 하도록 게이트 전극 또는/및 캐소드 전극에 절대값이 낮은 전압을 인가하고, 제 8 서브 필드(SF8)에서는 "128"의 계조를 표현 하도록 게이트 전극 또는/및 캐소드 전극에 절대값이 높은 전압을 인가한다. 이때, 제 1 서브 필드(SF1)내지 제 8 서브 필드(SF8)에서 표현하는 계조 값은 2n(n=0,1,2,3,4,5,6,7)의 비율로 증가한다. 즉, 각각의 서브 필드는 1,2,4,8,16,32,64,128의 계조를 표현하게 되므로, 제 1 서브 필드(SF1)로부터 제 8 서브 필드(SF8)로 갈수록 게이트 전극 또는/및 캐소드 전극에 인가되는 전압의 절대값은 증가하되, 상기 전압은 각 서브 필드간에 비등간격으로 상승한다.
도 4는 본 발명의 제 1실시예에 따라 표시되는 계조의 레벨을 나타낸 도이다.
도 4를 참조하여 설명하면, 제 1 서브 필드(SF1) 내지 제 8 서브 필드(SF8) 각각에 인가되는 전압의 레벨이 증가함에 따라 각 서브 필드의 전압의 레벨에 대응하는 휘도 레벨도 증가하게 된다. 본 실시예에서는 각 서브 필드의 휘도의 조합으로 8비트의 계조를 구현할 수 있다.
도 5는 본 발명의 제 2실시예에 따라 서브 필드간 시간이 다르게 분할된 한 프레임을 나타낸 도이고, 도 6은 본 발명의 제 2실시예에 따른 계조 표현을 위해 각 서브 필드마다 인가되는 전압을 나타낸 도이다.
도 5와 도 6을 결부하여 설명하면, 복수의 게이트 라인과 복수의 캐소드 라인이 교차하여 구성되는 매트릭스 형태의 전계 방출 표시장치는 한 프레임 단위로 구동된다. 이때, 원하는 계조의 화상을 표시하기 위하여 한 프레임을 적어도 두개 이상의 서브 필드로 나누어 구동한다. 바람직하게는, 한 프레임을 제 1 서브 필드(SF1) 내지 제 8 서브 필드(SF8)의 서브 필드로 나누고, 계조를 표현하기 위하여 각각의 서브 필드에 해당하는 시간은 다르게 설정한다. 이때, 제 1 서브 필드(SF1)로부터 제 8 서브 필드(SF8)로 갈수록 각 서브 필드에 할당된 시간(St1 내지 St8)은 점차 증가한다. 한편, 제 1 서브 필드(SF1)로부터 제 8 서브 필드(SF8)로 갈수록 게이트 전극 또는/및 캐소드 전극에 인가되는 전압의 절대값은 증가하되, 상기 전압은 각 서브 필드간에 동일한 간격으로 상승한다. 즉, 제 1서브 필드(SF1) 내지 제 8 서브 필드(SF8) 각각에 할당되는 시간과 캐소드 전극 및 게이트 전극에 인가되는 전압의 조합에 대응하여 표현하고자 하는 계조의 휘도 레벨이 나오도록 한다. 이때, 캐소드 전극의 전압만 변동하는 방식, 게이트 전극의 전압만 변동하는 방식 및 캐소드 전극과 게이트 전극을 함께 변동하는 방식등이 적용 가능하다.
또한, 상기와 같은 제 1실시예 및 제 2실시예는 한 프레임을 서브 필드로 구분하여 동작하는 방식 이외에 한 라인을 서브 필드로 구분하여 동작하는 방식에서도 구현할 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전계 방출 표시장치의 구동 방법에 의하면, 계조를 표현하기 위하여 데이터 구동부에 펄스폭 변조(PWM; Pulse Width Modulation) 방식 또는 진폭 변조(PAM; Pulse Amplitude Modulation) 방식의 기능이 있는 드라이버를 사용할 필요가 없다. 즉, 온, 오프만 할 수 있는 드라이버를 사용하여 구현이 가능하므로 회로 원가 측면에서 전체적인 원가 감소의 효과를 얻을 수 있다. 또한, 캐소드 전극과 게이트 전극간의 전압을 조절하므로 상대적으로 고전압인 애노드 전압을 조절하는 것보다 더 편리하게 전압을 조절할 수 있다.

Claims (8)

  1. (a) 한 프레임이 적어도 두개 이상의 서브 필드로 구분되는 단계; 및
    (b) 상기 서브 필드 각각에는 동일한 시간이 할당되고, 각 서브 필드마다 캐소드 전극 및/또는 게이트 전극에 서로 상이한 전압이 인가되는 단계를 포함하는 전계 방출 표시장치 구동 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 서브 필드마다 인가되는 상기 전압의 레벨은 휘도 상대비에 비례하여 비등간격으로 증가하는 전계 방출 표시장치 구동 방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 (a)단계는 한 라인을 복수의 서브 필드로 구분하는 단계인 전계 방출 표시장치 구동 방법.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 서브 필드 각각에 할당된 시간과 상기 캐소드 전극 및 게이트 전극에 인가된 전압의 조합이 계조의 휘도 레벨이 되는 전계 방출 표시장치 구동 방법.
  5. (a) 한 프레임이 적어도 두개 이상의 서브 필드로 구분하는 단계; 및
    (b) 상기 서브 필드의 각각에는 상이한 시간이 할당되고, 각 서브 필드마다 캐소드 전극 및/또는 게이트 전극에는 서로 상이한 전압이 인가되는 단계를 포함하는 전계 방출 표시장치 구동 방법.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 서브 필드 각각에 할당된 시간과 상기 캐소드 전극 및 게이트 전극에 인가된 전압의 조합이 계조의 휘도 레벨이 되는 전계 방출 표시장치 구동 방법.
  7. 제 5항에 있어서,
    상기 서브 필드마다 인가되는 상기 전압의 레벨은 휘도 상대비에 비례하여 동일한 간격으로 증가하는 전계 방출 표시장치 구동 방법.
  8. 제 5항에 있어서,
    상기 (a)단계는 한 라인을 복수의 서브 필드로 구분하는 단계인 전계 방출 표시장치 구동 방법.
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