KR20060124486A - 전자방출표시장치 및 그의 구동방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 목적은 프레임의 밝기에 따라 다르게 휘도를 조절하여 소비전력을 제한하고 열화를 방지할 수 있으며, 휘도 변화를 쉽게 인식할 수 있도록 하는 전자 방출 표시장치 및 그 제어 방법을 제공하는 것이다.
데이터신호와 주사신호를 전달받아 화상을 표시하는 화소부, 비디오데이터를 이용하여 상기 데이터신호를 생성하여 상기 화소부에 전달하는 데이터구동부, 상기 화소부에 주사신호를 전달하는 주사구동부, 상기 데이터구동부와 상기 주사구동부가 구동하도록 하는 구동신호를 전달하는 타이밍 제어부, 한 프레임에 입력되는 상기 비디오 데이터의 크기를 합산한 프레임 데이터에 대응하여 제어신호를 생성하는 데이터처리부 및 구동전원을 생성하여 상기 각 부에 상기 구동전원을 전달하는 전원공급부를 포함하되, 상기 제어신호에 의해 상기 화소부의 휘도가 변화되며, 상기 휘도의 변화는 히스테리시스 커브를 따라 변하는 전자방출표시장치를 제공하는 것이다.
Description
도 1은 종래 기술에 의한 전자방출표시장치를 나타내는 구조도이다.
도 2는 본 발명에 따른 전자방출표시장치의 구조를 나타내는 구조도이다.
도 3은 본 발명에 따른 전자방출표시장치의 히스테리시스 커브에 따른 휘도변화를 나타내는 그래프이다.
도 4는 도 2에 도시된 전자방출표시장치에서 채용된 데이터처리부의 구조를 나타내는 구조도이다.
도 5는 도 2에 도시된 전자방출 표시장치에서 채용한 화소부를 나타내는 사시도이다.
도 6은 도 5에 도시된 화소부의 단면을 나타내는 단면도이다.
도 7은 도 2에 도시된 전자 방출 표시장치에 채용된 데이터 구동부의 일례를 나타내는 도면이다.
도 8은 도 2에 도시된 전자 방출 표시장치에 채용될 수 있는 주사 구동부의 일례를 나타내는 도면이다.
***도면의 주요부분에 대한 부호 설명***
100: 화소부 200: 데이터구동부
300: 주사구동부 400: 타이밍 제어부
500: 데이터처리부 600: 전원공급부
본 발명은 전자방출표시장치 및 그의 구동방법에 관한 것으로, 더욱 상세히 설명하면, 스캔신호가 정지한 경우 패널이 손상되도록 하는 것을 방지하는 전자방출표시장치 및 그의 구동방법에 관한 것이다.
퍼스널 컴퓨터, 휴대전화기, PDA 등의 휴대 정보단말기 등의 표시장치나 각종 정보기기의 모니터로서 박형 경량의 평판 표시장치가 이용되고 있다. 이러한 평판 표시장치에는 액정 패널을 이용한 LCD, 유기발광 소자를 이용한 유기발광 표시장치, 플라즈마 패널을 이용한 PDP 등이 알려져 있다.
평판 표시 소자는 구조적으로 액티브 매트릭스(Active Matrix)와 패시브 매트릭스(Passive Matrix)로 구분하는 방식과 발광 원리 측면에서 메모리 구동 방식과 비메모리 구동 방식으로 구분할 수 있다. 일반적으로 액티브 매트릭스 방식은 메모리 구동 방식과 의미가 통하며 패시브 매트릭스 방식은 비메모리 구동 방식과 의미가 통한다고 할 수 있다. 액티브 매트릭스방식과 메모리 구동 방식은 프레임 단위의 주기로 발광 하는 방식이고, 패시브 매트릭스 방식과 비메모리 구동방식은 라인(Line) 단위의 주기로 발광하는 방식이다.
현재 상용화되고 있는 중대형 평판 디스플레이에 대해서 살펴보면 TFT- LCD(Thin Film Transistor Liquid Crystal Display)는 액티브 매트릭스 방식이고, 신규 표시 소자로 개발되어 지고 있는 OLED도 역시 액티브 방식이다. 반면에 신규 디스플레이 소자로서 전자방출 표시장치(Electron Emission Display)는 패시브 매트릭스 방식으로서 타 평판소자와 달리 비메모리 구동 방식으로서 수평라인을 순차적으로 선택하면서 수평라인 중 선택된 라인이 선택되었을 때에만 발광하는 라인 스캔 방식을 적용한다. 즉, 일정한 듀티비(Duty ratio)를 가지고 구동하는 방식이다.
도 1은 종래 기술에 의한 전자방출표시장치를 나타내는 구조도이다. 도 1을 참조하여 설명하면, 전자방출표시장치는 화소부(10), 데이터 구동부(20), 주사구동부(30), 제어부(40) 및 전원공급부(50)를 포함한다.
화소부(10)는 캐소드 전극(C1,C2...Cn)과 게이트 전극(G1,G2...Gn)이 교차하는 부분에 화소(11)가 형성되며 캐소드 전극에서 방출된 전자가 애노드에 충돌하여 형광체가 발광함으로써 계조를 표시한다. 표시되는 영상의 계조는 입력되는 디지털영상신호의 값에 따라 변하게 된다. 디지털영상신호의 값에 따라 표현되는 계조를 조절하기 위하여, 일반적으로 펄스 폭 변조(Pulse Width Modulation)방식 또는 진폭변조(Pulse Amplitude Modulation)방식을 사용할 수 있다.
데이터구동부(20)는 캐소드 전극(C1,C2...Cn)과 연결되어 데이터신호를 생성하여 화소부에 전달하여 화소부가 데이터신호에 대응하여 발광하도록 한다.
주사구동부(30)는 게이트 전극(G1,G2...Gn)과 연결되어 주사신호를 생성하여 화소부(10)에 전달하여 화소부(10)를 라인 스캔 방식으로 수평라인 단위로 일정시간씩 순차적으로 발광시킴으로서 전체 화면을 표시하는 방식으로 회로 원가 및 소비전력을 줄이면서 구동할 수 있다.
타이밍제어부(40)는 데이터구동부(20)와 주사구동부(30)에 각각 데이터구동부제어신호와 주사구동부제어신호를 전달하여 데이터구동부(20)와 주사구동부(30)의 동작을 제어한다.
전원공급부(50)는 화소부(10), 데이터구동부(20), 주사구동부(30), 타이밍제어부(40)에 전원을 공급하여 각 부가 동작하도록 한다.
상기와 같이 구성된 전자방출표시장치는 프레임 전체의 데이터와 관계없이 휘도데이터에 따른 계조표현을 한다. 따라서, 고휘도를 표현하는 경우에는 화소부(10)에 많은 전류가 흐르게 되고 저휘도를 표현하는 경우에는 화소부(10)에 적은 전류가 흐르게 된다. 이때, 고휘도를 표현하에 되어 화소부(10)에 많은 전류가 흐르게 되는 경우 전원공급부(50)에 많은 부하가 걸리게 되어 전원공급부(50)가 고출력을 갖는 것이 필요하게 되는 문제점이 있다.
또한, 사람의 눈은 어두운 화상의 휘도의 변화는 밝은 화상의 휘도의 변화보다 더 감지를 잘하게 된다. 따라서, 밝은 화상의 휘도 변화량을 더욱 크게 하여야 한다.
따라서, 본 발명은 상기 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으 로, 본 발명의 목적은 프레임의 밝기에 따라 다르게 휘도를 조절하여 소비전력을 제한하고 열화를 방지할 수 있으며, 휘도 변화를 쉽게 인식할 수 있도록 하는 전자 방출 표시장치 및 그 제어 방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 제 1 측면은, 데이터신호와 주사신호를 전달받아 화상을 표시하는 화소부, 비디오데이터를 이용하여 상기 데이터신호를 생성하여 상기 화소부에 전달하는 데이터구동부, 상기 화소부에 주사신호를 전달하는 주사구동부, 상기 데이터구동부와 상기 주사구동부가 구동하도록 하는 구동신호를 전달하는 타이밍 제어부, 한 프레임에 입력되는 상기 비디오 데이터의 크기를 합산한 프레임 데이터에 대응하여 제어신호를 생성하는 데이터처리부 및 구동전원을 생성하여 상기 각 부에 상기 구동전원을 전달하는 전원공급부를 포함하되, 상기 제어신호에 의해 상기 화소부의 휘도가 변화되며, 상기 휘도의 변화는 히스테리시스 커브를 따라 변하는 전자방출표시장치를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 제 2 측면은,한 프레임에 입력되는 비디오 데이터를 합산하여 프레임 데이터를 생성하는 단계, 상기 프레임 데이터의 크기에 대응하여 구동전원의 전압레벨을 조절하는 단계 및 상기 구동전원의 전압레벨에 따라 휘도변화하며, 상기 휘도의 변화는 히스테리스스 커브를 따라 움직이는 단계를 포함하는 전자방출 표시장치 구동방법을 제공하는 것이다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명에 따른 전자방출표시장치의 구조를 나타내는 구조도이다. 도 2를 참조하여 설명하면, 전자방출표시장치는 화소부(100), 데이터구동부(200), 주사구동부(300), 타이밍 제어부(400), 주사신호감지부(500) 및 전원공급부(600)를 포함한다.
화소부(100)는 복수의 캐소드 전극(C1,C2....Cn)이 열 방향으로 배열되고 복수의 게이트전극(G1,G2....Gn)이 행 방향으로 배열되며 캐소드 전극(C1,C2....Cn)과 게이트전극(G1,G2....Gn)이 교차하는 부분마다에 전자방출원이 마련되어 화소()를 형성한다. 또한, 게이트전극(G1,G2....Gn)이 열 방향으로 배열되고 캐소드 전극(C1,C2....Cn)이 행 방향으로 배열될 수 있다. 이하에서는, 캐소드 전극(C1,C2....Cn)은 열 방향으로 배열되고 게이트전극(G1,G2....Gn)은 행 방향으로 배열되어 있는 것으로 가정을 하여 설명한다.
데이터구동부(200)는 캐소드 전극(C1,C2....Cn)과 연결되어 데이터신호를 캐소드 전극(C1,C2....Cn)에 전달한다. 데이터구동부(200)는 부분은 선택된 캐소드 전극(C1,C2....Cn)과 게이트 전극(G1,G2....Gn)이 교차하는 부분에 형성된 화소에 대한 ON/OFF를 위한 전극신호를 발생시킨다.
주사구동부(300)는 게이트 전극(G1,G2....Gn)과 연결되어 행방향으로 배열되어 있는 복수의 게이트 전극 중 하나의 게이트 전극(G1,G2....Gn)을 선택하여 게이트 전극(G1,G2....Gn)에 연결되어 있는 화소(110)에 데이터신호가 전달되도록 한다.
타이밍 제어부(400)는 영상 신호를 입력받아 데이터구동부(200)와 주사구동부(300)를 구동하기 위한 제어신호를 생성하여 데이터구동부(200)와 주사구동부(300)에 전달한다. 좀더 상세히 설명하면, 타이밍 제어부(400)는 데이터구동부(200)를 구동하기 위한 제어신호와 주사구동부(300)를 구동하기 위한 수평라인을 순차적으로 선택하기 위한 제어신호를 발생시킨다.
데이터처리부(500)는 한 프레임의 구간에 입력되는 비디오 데이터를 이용하여 한 프레임이 표현하는 밝기에 대응하여 휘도를 제한하여 화소부(100)에 흐르는 전류량을 제한하도록 한다. 휘도의 제한은 전원공급부(600)에서 출력하는 전원의 전압레벨을 조절하여 제한한다. 또한, 데이터처리부(500)는 연속으로 재현되는 복수의 프레임에서 하나의 프레임과 연속된 프레임간에 밝기 차이가 있는 경우 변화가 급격히 나타나는 것을 방지하기 위해 프레임의 밝기가 밝아지는 경우와 프레임의 밝기가 어두어지는 경우를 구별하여 휘도 제한의 크기를 달리한다. 즉, 밝아지는 경우에는 소정의 밝기 이상의 밝기가 되지 않는 경우 휘도의 제한을 이전 프레임과 동일하게 한다. 마찬가지로, 어두어지는 경우에도 소정의 밝기 이하의 밝기가 되지 않는 경우 휘도의 제한을 이전 프레임과 동일하게 한다.
전원공급부(600)는 각 부분에서 필요한 전원을 공급하는 부분으로, 화소부(100)에 애노드 전압을 전달하고, 데이터구동부(200), 주사구동부(300), 타이밍제어부(400) 및 주사감지부(500)에 구동전원을 전달한다. 그리고, 전원공급부(600)는 휘도의 제한에 따라 전원공급부에서 출력하는 구동전원의 전압레벨을 조절하여 화소부(100)에 흐르는 전류량이 크게 변하지 않게 되어 고출력을 가질 필요가 없 다.
도 3은 본 발명에 따른 전자방출표시장치의 히스테리시스 커브에 따른 휘도변화를 나타내는 그래프이다. 도 3을 참조하여 설명하면, 가로축은 한 프레임에 입력되는 비디오 데이터를 합산한 프레임 데이터의 크기를 나타내고 세로축은 휘도를 나타낸다. 히스테리시스 커브는 임계값을 넘지 않으면 변화가 없고 임계값을 넘으면 변화가 생기는 형태로 변화를 하는 커브를 의미한다. 따라서, 히스테리시스 커브를 따라 휘도가 변화하게 되면 프레임 데이터가 임계치 이상 변하게 되면 휘도가 변화하고 임계치 이상 변하지 않으면 이전 휘도를 유지하게 된다.
프레임 데이터의 크기가 크면 최고로 발광하는 휘도의 제한을 크게 하여 각 계조간 휘도의 차이를 줄인다. 프레임 데이터가 크면 밝은 화상을 표시하는 부분이 많이 포함되어 있어 밝기를 제한하여도 전체 화면은 밝게 인식할 수 있으며, 프레임 데이터가 작으면 어두운 화상을 표시하는 부분이 많이 포함되어 있어 밝기를 제한한다.
그리고, 프레임 데이터가 크면 화소부에 흐르는 에미션 전류의 크기가 커 화상의 밝기가 많이 변하는 경우 전원공급부가 큰 출력을 가져야 하는데 밝기에 제한이 있으면 에미션 전류의 크기가 제한되어 전원공급부가 큰 출력을 갖지 않아도 된다.
이때, 전자방출표시장치에서 표현하는 화상이 밝아지는 경우와 어두워지는 경우 서로 다른 휘도 제한을 하도록 하여 휘도가 급격히 변하는 것을 방지한다. 즉, 화상이 어두워지는 경우 제 2 그래프(C2)를 따라 휘도가 변하도록 하며 화상이 밝아지는 경우 제 1 그래프(C2)를 따라 휘도가 변하도록 한다. 예를 들어 설명하면, 휘도가 밝아지는 경우 프레임 데이터의 크기가 일정 크기 이상 변하지 않게 되면 프레임 데이터의 크기가 커지더라도 이전 프레임과 동일한 휘도를 나타내도록 하여 휘도가 급격히 변하는 것을 방지한다. 그리고, 휘도가 어두워지는 경우도 마찬가지로 프레임 데이터의 크기가 일정 크기 이하로 변하지 않게 되면 프레임 데이터의 크기가 작아지더라도 이전 프레임과 동일한 휘도를 나타내도록 하여 휘도가 급격히 변하는 것을 방지한다. 따라서, 휘도가 갑작스럽게 변하면 플리커 현상이 발생할 우려가 있는데 휘도가 갑작스럽게 변하지 않게 되어 플리커 현상을 방지할 수 있게 된다.
도 4는 도 2에 도시된 전자방출표시장치에서 채용된 데이터처리부의 구조를 나타내는 구조도이다. 도 4를 참조하여 설명하면, 데이터 처리부(500)는 데이터 합산부(510), 룩업테이블(520) 및 신호처리부(530)를 포함한다.
데이터합산부(510)는 한 프레임에 해당하는 비디오 데이터를 합산하여 프레임 데이터를 생성하는 부분으로, 프레임 데이터가 크면 표현되는 한 프레임 내에 백색 등 고계조를 표현하는 부분이 많이 포함되어 있는 것을 의미하고 프레임 데이터가 작으면 표현되는 프레임에 저계조를 표현하는 어두운 배경이 많이 포함되어 있는 것을 의미한다.
룩업테이블(520)은 프레임 데이터의 크기 별로 전원공급부(600)에서 출력하 는 전압레벨에 대한 정보를 저장한다. 따라서, 룩업테이블(520)은 각 프레임 데이터 별 애노드 전압의 전압레벨, 캐소드전압의 전압레벨, 게이트 전압의 전압레벨 중 적어도 하나의 전압레벨에 대한 정보를 구비한다. 룩업테이블(520)은 제 1 및 제 2 룩업테이블(520a, 520b)로 구분되며, 제 1 룩업테이블(520a)과 제 2 룩업테이블(520b)은 서로 다른 휘도 제한범위를 갖도록 하여 제 1 룩업테이블(520a)과 제 2 룩업테이블(520b)은 동일한 휘도에 크기가 다른 프레임 데이터가 대응되도록 한다. 그리고, 제 1 룩업테이블(520a)는 제 2 룩업테이블(520a)과 비교하여 동일한 휘도에서 더 큰 프레임 데이터가 적용되어 제 1 룩업테이블(520a)는 재생되는 화상의 휘도가 증가될 때 적용되고 제 2 룩업테이블(520b)은 재생되는 화상의 휘도가 감소될 때 적용된다.
그리고, 룩업테이블(520)은 프레임 데이터의 상위비트를 이용하여 작성하여 룩업테이블(520)의 크기를 작게 구현할 수 있다.
신호처리부(530)는 데이터합산부(510)에서 생성한 프레임 데이터를 파악하며 프레임 데이터의 크기 변화에 따라 제 1 룩업테이블(520a) 또는 제 2 룩업테이블(520b)을 선택하여 프레임 데이터에 대응되는 전압레벨을 제 1 룩업테이블(520a) 또는 제 2 룩업테이블(520b)에서 찾아 전압레벨에 대응하는 제어신호를 전원공급부(600)에 전달한다.
도 5는 도 2에 도시된 전자방출 표시장치에서 채용한 화소부를 나타내는 사시도이고, 도 6은 도 5에 도시된 화소부의 단면을 나타내는 단면도이다. 도 5 및 도 6을 참조하여 설명하면, 전자방출표시장치는 하부기판(110), 상부기판(190) 및 스페이서(180)를 포함하며, 하부기판(110) 상에 캐소드 전극(120), 절연층(130), 전자방출부(140), 게이트 전극(150)이 형성되며, 상부기판(190)은 전면기판, 애노드 전극 및 형광막이 형성된다.
하부기판(110)상에 스트라이프 형태로 적어도 하나 이상의 캐소드 전극(120)이 형성되며 캐소드 전극(120)의 상부에 캐소드 전극(120)의 일부가 노출되도록 하는 복수의 제 1 홈(131)이 형성되어 있는 절연층(130)이 형성된다. 그리고, 절연층(130) 상부에 게이트 전극(150)이 형성된다. 게이트 전극(150)에는 일정한 크기의 복수의 제 2 홈(151)이 형성되며 제 2 홈(151)은 제 1 홈(131)의 상부에 형성된다. 그리고, 캐소드 전극(120)의 상부에 제 1 홈(131)과 제 2 홈(151)이 일치하는 영역에 전자방출부(140)가 위치한다.
하부기판(110)은 유리 또는 실리콘 기판을 사용하며, 전자방출부(140)는 페이스트를 이용하여 후면 노광에 의해 이를 형성하는 경우에는 유리 기판과 같은 투명 기판이 바람직하다.
캐소드 전극(120)은 데이터 구동부(미도시) 또는 주사 구동부(미도시)로부터 인가되는 각각의 데이터 신호 또는 주사 신호를 전자방출부(140)로 공급한다. 캐소드전극(120)은 ITO(Indium Tin Oxide)가 사용된다.
절연층(130)은 하부기판(110)과 캐소드전극(120) 상부에 형성되며, 캐소드전극(120)과 게이트전극(150)을 전기적으로 절연한다.
게이트전극(150)은 절연층(130) 상에 소정의 형상으로, 예컨대 스트라이프 상으로 캐소드전극(120)과 교차하는 방향으로 배치되며, 데이터 구동부(200) 또는 주사 구동부(300)로부터 인가되는 각각의 데이터 신호 또는 주사 신호를 각 화소로 공급한다. 게이트전극(150)은 전도성이 양호한 금속, 예컨대 금(Au), 은(Ag), 백금(Pt), 알루미늄(Al), 크롬(Cr) 및 이들의 합금 중에서 선택된 적어도 하나의 도전성 금속 재료로 이루어진다.
전자방출부(140)는 절연층(130)의 제 1 개구부(131)에 의해 노출된 캐소드전극(120) 상에 전기적으로 접속되어 각각 위치하며, 전계가 가해지면 전자를 방출하는 물질들, 가령 카본계 물질 또는 나노미터(nm) 사이즈 물질, 카본 나노튜브, 그라파이트(graphite), 그라파이트 나노파이버, 다이아몬드상 카본, C60, 실리콘 나노와이어 및 이들의 조합 물질이 바람직하다.
상부기판(190)는 전자방출부(140)에서 방출된 전자가 충돌하여 빛을 냄으로써, 화상을 형성하는 수단으로, 기판, 애노드 전극, 형광체, 광차폐막 및 금속반사막을 포함한다.
기판은 형광체로부터 발광하는 빛이 외부로 전달되도록 투명한 재질, 예컨대 글래스로 이루어지는 것이 바람직하다.
애노드 전극은 형광체로부터 발광하는 빛이 외부로 전달되도록 투명한 재질, 예컨대 ITO 전극으로 이루어지는 것이 바람직하다. 애노드 전극은 전자 방출 소자로부터 방출된 전자를 보다 더 양호하게 가속하는데, 이를 위해 애노드 전극에는 고압의 정(+) 전압이 인가되어 전자를 형광체 방향으로 가속한다.
형광체는 전자방출부(140)에서 방출된 전자의 충돌에 의하여 발광하며, 애노드 전극 상에 임의의 간격을 두고 선택적으로 배치된다. G 형광체, 즉 녹색을 발색하는 형광체로는 예컨대, ZnS:Cu, Zn2SiO4:Mn, ZnS:Cu+Zn2SiO4:Mn, Gd2O2S:Tb, Y3Al5O12:Ce, ZnS:Cu,Al, Y2O2S:Tb, ZnO:Zn, ZnS:Cu,Al+In2O3, LaPO4:Ce,Tb,BaO·6Al2O3:Mn, (Zn,Cd)S:Ag, (Zn, Cd)S:Cu,Al,ZnS:Cu,Au,Al, Y3(Al,Ga)2O12:Tb, Y2SiO5:Tb, 또는 LaOCl:Tb이 사용될 수 있다. 또한, B 형광체, 즉 청색을 발색하는 형광체로는 예컨대, ZnS:Ag, ZnS:Ag,Al, ZnS:Ag,Ga,Al, ZnS:Ag,Cu,Ga,Cl, ZnS:Ag+In2O3, Ca2B5O9Cl:Eu2+, (Sr,Ca,Ba,Mg)10(PO4)6Cl2:Eu2+, Sr10(PO4)6C2:Eu2+, BaMgAl16O26:Eu2+, CoO,Al2O3 첨가된 ZnS:Ag, ZnS:Ag 또는 Ga이 사용될 수 있다. 또한, R 형광체, 즉 적색을 발하는 형광체로는 예컨대, Y2O2S:Eu, Zn3(PO4)2:Mn, Y2O3:Eu, YVO4:Eu, (Y, Gd)BO3:Eu, γ-Zn3(PO4)2:Mn, (ZnCd)S:Ag, (ZnCd)S:Ag+In2O3, 또는 Fe2O3 첨가된 Y2O2S:Eu이 사용될 수 있다.
광차폐막은 외부 빛을 흡수 및 차단하며 광학적 크로스 토크를 방지하여, 명암비를 향상시키기 위해 형광체 사이에 임의의 간격을 두고 배치된다.
금속 반사막은 형광체 위에 형성되어, 전자방출부(140)으로부터 방출된 전자를 보다 더 양호하게 집속하며, 전자의 충돌에 의해 형광체에서 발광하는 빛을 전면기판으로 반사시켜 반사효율을 향상시키는 역할을 한다. 한편, 금속 반사막이 애노드 전극의 역할을 한다면 애노드 전극의 형성은 선택적이며, 불필요한 구성요소일 수 있다.
스페이서(180)는 하부기판(110)과 상부기판(190) 사이에 일정한 거리를 유지하도록 한다.
도 7은 도 2에 도시된 전자 방출 표시장치에 채용된 데이터 구동부의 일례를 나타내는 도면이다. 도 7을 참조하면, 데이터 구동부는 직렬-병렬 변환부(210) 및 펄스 폭 변조부(220) 및 레벨 조절부(230)를 포함한다.
직렬-병렬 변환부(210)는 순차적으로 입력되는 영상 데이터(DATA)를 병렬 영상 데이터로 변환하여 출력한다.
펄스 폭 변조부(220)는 직렬-병렬 변화부(210)에서 출력되는 병렬 영상 데이터를 펄스 폭 변조한 데이터 신호를 출력한다. 따라서, 만일 병렬 영상 데이터가 고 계조에 해당하는 데이터인 경우에는 펄스 폭 변조부(220)에서 출력되는 데이터 신호는 넓은 펄스 폭을 가지며, 만일 병렬 영상 데이터가 저 계조에 해당하는 데이터인 경우에는 펄스 폭 변조부(220)에서 출력되는 데이터 신호는 좁은 펄스 폭을 가진다.
레벨 조절부(230)는 전원 공급부로부터 인가되는 제 1 및 제 2 전원(VS1, VS2)에 따라, 펄스 폭 변조부(220)에서 출력되는 데이터 신호의 전압 레벨을 조절하여 데이터선(D1, D2, ... Dm)에 출력하는 기능을 수행한다. 보다 구체적으로, 레벨 조절부(230)에서 출력되는 데이터 신호의 하이 레벨의 전압은 제 1 전원(VS1)의 전압에 해당하고, 로우 레벨의 전압은 제 2 전원(VS2)의 전압에 해당한다. 따라서, 제 1 전원(VS1)의 전압 및/또는 제 2 전원(VS2)의 전압이 변경됨에 따라 데이터 신호의 하이 레벨의 전압 및/또는 로우 레벨의 전압이 변경된다. 만일 데이터선(D1, D2, ... Dm)이 캐소드 전극으로 사용되는 경우에는, 데이터 신호가 로우 레벨의 전압 즉 제 2 전원(VS2)의 전압을 가질 때 전자 방출 소자가 전자를 방출하므로, 전원 공급부는 제 2 전원(VS2)의 전압 레벨을 변경함으로써, 전자 방출시의 게이트 전극과 캐소드 전극 사이의 전압 차를 변경할 수 있다. 이 때, 제 1 전원(VS1)의 전압 레벨은 고정적일 수도 있으며, 제 2 전원(VS2)의 전압 레벨이 변경됨에 따라 변경될 수도 있다. 또한, 만일 데이터선(D1, D2, ... Dm)이 게이트 전극으로 사용되는 경우에는, 데이터 신호가 하이 레벨의 전압 즉 제 1 전원(VS1)의 전압을 가질 때 전자 방출 소자가 전자를 방출하므로, 전원 공급부는 제 1 전원(VS1)의 전압 레벨을 변경함으로써, 전자 방출시의 게이트 전극과 캐소드 전극 사이의 전압 차를 변경할 수 있다. 이 때, 제 2 전원(VS2)의 전압 레벨은 고정적일 수도 있으며, 제 1 전원(VS1)의 전압 레벨이 변경됨에 따라 변경될 수도 있다.
만일 전압 레벨 제어부가 주사 구동부에서 출력되는 주사 신호의 전압 레벨만을 제어하고, 데이터 구동부에서 출력되는 데이터 신호의 전압 레벨을 제어하지 아니하는 경우에는 제 1 전원(VS1) 및 제 2 전원(VS2)의 전압 레벨은 고정적일 수 있으며, 또한 데이터 구동부는 레벨 조절부(230)를 포함하지 아니하고, 펄스 폭 변조부(220)에서 출력되는 데이터 신호가 바로 데이터선들(D1, D2, ... Dm)로 전달될 수도 있다.
도 8은 도 2에 도시된 전자 방출 표시장치에 채용될 수 있는 주사 구동부의 일례를 나타내는 도면이다. 도 8을 참조하면, 주사 구동부는 쉬프트 레지스터(310) 및 레벨 조절부(320)를 포함한다.
쉬프트 레지스터(310)는 주사신호를 순차적으로 출력하는 기능을 수행한다.
레벨 조절부(320)는 전원 공급부로부터 인가되는 제 3 및 제 4 전원(VS3, VS4)에 따라, 쉬프트 레지스터(310)에서 출력되는 주사 신호의 전압 레벨을 조절하여 주사선(S1, S2, ..., Sn)에 출력하는 기능을 수행한다. 보다 구체적으로, 레벨 조절부(320)에서 출력되는 신호의 하이 레벨의 전압은 제 3 전원(VS3)의 전압에 해당하고, 로우 레벨의 전압은 제 4 전원(VS4)의 전압에 해당한다. 따라서, 제 3 전원(VS3)의 전압 및/또는 제 4 전원(VS4)의 전압이 변경됨에 따라 레벨 조절부(320)에서 출력되는 신호의 하이 레벨의 전압 및/또는 로우 레벨의 전압이 변경된다. 만일 주사선(S1, S2, ..., Sn)이 캐소드 전극으로 사용되는 경우에는, 주사 신호가 로우 레벨의 전압 즉 제 4 전원(VS4)의 전압을 가질 때 전자 방출 소자가 전자를 방출하므로, 전원 공급부는 제 4 전원(VS4)의 전압 레벨을 변경함으로써, 전자 방출시의 게이트 전극과 캐소드 전극 사이의 전압 차를 변경할 수 있다. 이 때, 제 3 전원(VS3)의 전압 레벨은 고정적일 수도 있으며, 제 4 전원(VS4)의 전압 레벨이 변경됨에 따라 변경될 수도 있다. 또한, 만일 주사선(S1, S2, ..., Sm)이 게이트 전극으로 사용되는 경우에는, 주사신호가 하이 레벨의 전압 즉 제 3 전원(VS3)의 전압을 가질 때 전자 방출 소자가 전자를 방출하므로, 전원 공급부는 제 3 전원(VS3) 의 전압 레벨을 변경함으로써, 전자 방출시의 게이트 전극과 캐소드 전극 사이의 전압 차를 변경할 수 있다. 이 때, 제 4 전원(VS4)의 전압 레벨은 고정적일 수도 있으며, 제 3 전원(VS3)의 전압 레벨이 변경됨에 따라 변경될 수도 있다.
만일 전압 레벨 제어부가 데이터 구동부에서 출력되는 데이터 신호의 전압 레벨만을 제어하고, 주사 구동부에서 출력되는 주사 신호의 전압 레벨을 제어하지 아니하는 경우에는 제 3 전원(VS3) 및 제 4 전원(VS4)의 전압 레벨은 고정적일 수 있으며, 또한 주사 구동부는 레벨 조절부(320)를 포함하지 아니하고, 쉬프트 레지스터(310)에서 출력되는 주사 신호가 바로 주사선들(S1, S2, ..., Sn)로 전달될 수도 있다.
본 발명의 바람직한 실시예가 특정 용어들을 사용하여 기술되어 왔지만, 그러한 기술은 단지 설명을 하기 위한 것이며, 다음의 청구범위의 기술적 사상 및 범위로부터 이탈되지 않고 여러 가지 변경 및 변화가 가해질 수 있는 것으로 이해되어져야 한다.
본 발명에 따른 전자방출표시장치 및 그의 구동방법에 의하면, 전자방출표시장치가 고계조를 표현하는 경우 각 화소의 휘도를 제한하도록 하여 소비전력을 제한하고 열화를 방지할 수 있다는 장점이 있다.
또한, 저휘도에서 변화하는 각 계조별로 변화하는 변화량과 고휘도에서 각 계조별로 변화하는 변화량을 달리 하여 시각적으로 더 휘도의 변화를 잘 인식할 수 있도록 한다.
Claims (13)
- 데이터신호와 주사신호를 전달받아 화상을 표시하는 화소부;비디오데이터를 이용하여 상기 데이터신호를 생성하여 상기 화소부에 전달하는 데이터구동부;상기 화소부에 주사신호를 전달하는 주사구동부;상기 데이터구동부와 상기 주사구동부가 구동하도록 하는 구동신호를 전달하는 타이밍 제어부;한 프레임에 입력되는 상기 비디오 데이터의 크기를 합산한 프레임 데이터에 대응하여 제어신호를 생성하는 데이터처리부; 및구동전원을 생성하여 상기 각 부에 상기 구동전원을 전달하는 전원공급부를 포함하되,상기 제어신호에 의해 상기 화소부의 휘도가 변화되며, 상기 휘도의 변화는 히스테리시스 커브를 따라 변하는 전자방출표시장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 히스테리시스 커브는 상기 프레임 데이터가 소정의 값을 넘지 않으면 일정한 휘도가 일정하게 유지되고 소정의 값을 넘으면 휘도가 변하는 커브인 전자방출 표시장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 데이터처리부는한 프레임에 입력되는 상기 비디오데이터를 합산하여 프레임 데이터를 생성하는 데이터합산부;상기 휘도가 증가할 때 선택되며 상기 프레임 데이터에 대응한 상기 전원공급부의 출력전압을 저장하는 제 1 룩업테이블;상기 휘도가 감소할 때 선택되며 상기 프레임 데이터에 대응한 상기 전원공급부의 출력전압을 저장하는 제 2 룩업테이블; 및상기 프레임 데이터의 크기 변화를 파악하여 상기 프레임 데이터의 크기 변화에 따라 상기 제 1 또는 제 2 룩업테이블을 선택하며, 상기 제 1 또는 제 2 룩업테이블에 저장된 상기 출력전압에 따라 상기 제어신호를 생성하여 상기 전원공급부에서 출력하는 상기 구동전압을 제어하는 신호처리부를 포함하는 전자방출 표시장치.
- 제 3 항에 있어서상기 제 1 및 제 2 룩업테이블은 전압레벨에 따라 서로 다른 프레임 데이터가 대응되어 구성되는 전자방출 표시장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 프레임 데이터의 크기가 크면 상기 변화량이 작고 상기 프레임 데이터의 크기가 작으면 상기 변화량이 큰 전자방출 표시장치.
- 제 3 항에 있어서,상기 전원공급부는 상기 화소부, 상기 주사구동부 및 상기 데이터구동부 중 적어도 하나의 구동전압을 조절하여 상기 화소부에 인가되는 전압과 상기 주사구동부의 출력전압 및 상기 데이터구동부의 출력전압 중 어느 하나의 전압을 조절하는 전자방출 표시장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 화소부는하부기판;상기 하부기판 상에 스트라이프 형태로 배열되는 캐소드 전극;상기 하부기판과 상기 캐소드 전극 상에 형성되며 상기 캐소드 전극의 일부를 노출시키는 제 1 개구부를 구비하는 제 1 절연막;상기 제 1 절연막 상에 형성되며 상기 캐소드 전극과 교차하여 형성되며 상 기 제 1 개구부에 대응하는 제 2 개구부을 구비하는 게이트 전극;상기 제 1 개구부와 상기 제 2 개구부에 대응되며 상기 캐소드 전극 상에 형성되는 전자방출부;상기 하부기판과 소정의 거리를 유지하며 상기 전자방출부에서 방출된 전자에 의해 발광하는 형광막과 고전압이 인가된 애노드 전극을 포함하는 상부기판; 및상기 하부기판과 상기 상부기판 사이의 거리를 유지시키는 스페이서를 포함하는 전자방출 표시장치.
- 제 7 항에 있어서,상기 전원공급부에 의해 상기 캐소드 전극, 상기 게이트 전극 및 상기 애노드 전극 중 적어도 하나의 전압레벨이 조절되는 전자방출 표시장치.
- 한 프레임에 입력되는 비디오 데이터를 합산하여 프레임 데이터를 생성하는 단계;상기 프레임 데이터의 크기에 대응하여 구동전원의 전압레벨을 조절하는 단계; 및상기 구동전원의 전압레벨에 따라 휘도변화하며, 상기 휘도의 변화는 히스테리스스 커브를 따라 움직이는 단계를 포함하는 전자방출 표시장치 구동방법.
- 제 9 항에 있어서,상기 소정의 프레임의 프레임 데이터의 크기와 상기 이전 프레임의 프레임데이터의 차이가 (+)이면 제 1 룩업테이블을 이용하여 상기 구동전원의 전압레벨을 조절하고 차이가 (-)이면 제 2 룩업테이블을 이용하여 상기 구동전원의 전압레벨을 조절하는 전자방출표시장치의 구동방법.
- 제 10 항에 있어서,상기 프레임 데이터의 소정의 비트를 이용하여 상기 제 1 및 제 2 룩업테이블이 형성되는 전자방출 표시장치의 구동방법.
- 제 9 항에 있어서,상기 프레임 데이터의 크기가 크면 상기 변화량이 작고 상기 프레임 데이터의 크기가 작으면 상기 변화량이 작은 전자방출 표시장치의 구동방법.
- 제 9 항에 있어서,상기 구동전원의 전압레벨은 화소부의 애노드 전극의 전압레벨, 캐소드 전극의 전압레벨 및 게이트 전극의 전압레벨 중 적어도 하나의 전압레벨을 조절하는 전자방출 표시장치의 구동방법.
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