KR20070014493A - 전자방출표시장치 및 그의 구동방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 목적은 실시간으로 에미션 전류를 보상하여 편리하고 간편하게 휘도불균일을 방지하도록 하는 전자방출 표시장치 및 그의 구동방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 목적은 데이터신호와 주사신호에 의해 제 1 전극과 제 2 전극에 소정의 전압이 인가되어 발광하는 화소부, 복수의 프레임을 포함하는 영상신호를 입력받아 데이터신호를 생성하여 상기 화소부에 전달하는 데이터구동부, 주사신호를 생성하여 상기 화소부에 전달하는 주사구동부 및 상기 영상신호가 상기 복수의 프레임 중 소정범위 이상 단색을 포함하는 프레임이면, 에미션 전류를 측정하여 상기 에미션 전류의 크기를 보상하도록 하는 데이터보상부를 포함하는 전자방출 표시장치를 제공하는 것이다.
Description
도 1은 종래 기술에 의한 전자방출표시장치를 나타내는 구조도이다.
도 2는 본 발명에 따른 전자방출 표시장치의 구조도이다.
도 3은 도 2의 전자방출 표시장치에서 채용된 보상부의 구조를 나타내는 구조도이다.
도 4는 본 발명에 따른 전자방출 표시장치에서 에미션 전류를 보상하는 방법을 나타내는 순서도이다.
도 5는 도 2에 도시된 전자방출 표시장치에서 채용된 화소부를 나타내는 사시도이다.
도 6은 도 2에 도시된 전자방출 표시장치에서 채용된 화소부의 단면을 나타내는 단면도이다.
***도면의 주요부분에 대한 부호 설명***
100: 화소부 200: 데이터구동부
300: 주사구동부 400: 데이터보정부
410: 영상판별부 420: 룩업테이블
430: 에미션전류제어부
본 발명은 전자방출 표시장치 및 그의 구동방법에 관한 것으로, 더욱 상세히 설명하면, 별도의 조작없이 에미션 전류를 실시간 보상하도록 하는 전자방출 표시장치 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 구조도이고, 도 2는 도 1의 전자방출표시장치에서 휘도와 전압과의 관계를 나타내는 그래프이다. 도 1 및 도 2를 참조하여 설명하면, 전자방출표시장치는 화소부(10), 데이터 구동부(20), 주사구동부(30)를 포함한다.
화소부(10)는 캐소드 전극(C1,C2...Cn)과 게이트 전극(G1,G2...Gn)이 교차하는 부분에 화소(10)가 형성되며, 화소(10)는 전자방출부를 포함하여 전자방출부에서 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.
그리고, 전자방출부는 자체발광효율이 높은 탄소 나노 튜브(Carbon Nano Tube: 이하 CNT라 한다)가 사용된다. CNT는 전계에 캐소드 전극과 게이트 전극의 전압에 의해 전자를 방출하게 되는데, CNT의 특성의 불균일로 인하여 각 CNT 별로 방출하는 전자의 양이 달라지게 되어 휘도의 불균일이 나타나게 되는 문제점이 있다.
데이터구동부(20)는 캐소드 전극(C1,C2...Cn)과 연결되어 데이터신호를 생성하여 화소부에 전달하여 화소부(10)가 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.
상기와 같이 구성된 전자방출 표시장치는 수명에 의해 CNT에서 방출되는 전자의 양이 줄어들게 되어 에미션 전류가 감소하게 되어 휘도가 떨어지게 되는 문제점이 있다. 또한, 각 CNT 마다 에미션 전류가 감소하게 되는 양이 다르게 되어 휘도의 불균일이 발생하게 되는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명은 상기 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 영상신호가 디스플레이되는 상태에서 실시간으로 에미션 전류를 보상하여 편리하고 간편하게 휘도불균일을 방지하도록 하는 전자방출 표시장치 및 그의 구동방법을 제공하는 것이다.
상기 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 제 1 측면은, 데이터신호와 주사신호에 의해 제 1 전극과 제 2 전극에 소정의 전압이 인가되어 발광하는 화소부, 복수의 프레임을 포함하는 영상신호를 입력받아 데이터신호를 생성하여 상기 화소부에 전달하는 데이터구동부, 주사신호를 생성하여 상기 화소부에 전달하는 주사구동부 및 상기 영상신호가 상기 복수의 프레임 중 소정범위 이상 단색을 포함하는 프레임이면, 에미션 전류를 측정하여 상기 에미션 전류의 크기를 보상하도록 하는 데이터보상부를 포함하는 전자방출 표시장치를 제공하는 것이다.
상기 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 제 2 측면은, 영상신호를 이용하여 데이터신호를 생성하며 제 1 전극과 제 2 전극의 전압에 의해 발광하는 적색, 청색 및 녹색을 각각 표현하는 화소를 포함하는 전자방출표시장치의 구동방법에 있어서, 상기 화소가 단색을 적색, 청색, 녹색 또는 화이트를 발광할 때 흐르는 이상적인 전류인 제 1 에미션 전류를 파악하는 단계, 상기 영상신호의 임의의 프레임에서 일정 범위 이상 단색을 발광할 때 흐르는 제 2 에미션 전류를 측정하는 단계 및 상기 제 1 에미션 전류와 상기 제 2 에미션 전류를 비교하여 상기 제 1 에미션 전류에 대응하여 상기 제 2 에미션 전류를 보상하는 단계를 포함하는 전자방출 표시장치의 구동방법을 제공하는 것이다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명에 따른 전자방출 표시장치의 구조를 나타내는 구조도이다. 도 2를 참조하여 설명하면, 화소부(100), 데이터구동부(200), 주사구동부(300) 및 데이터보상부(400)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 전자방출부이 마련되어 화소(101)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. 그리고, 화소부(100)는 전자방출부의 수명에 따라 휘도가 저하되면 캐소드 전극과 게이트 전극의 전압차이를 조절하여 전자방출부에서 더 많은 전자를 방출하도록 하여 휘도를 보상한다.
데이터구동부(200)는 영상신호를 이용하여 데이터신호를 생성하며 캐소드 전극(C1,C2....Cn)과 연결되어 데이터신호를 캐소드 전극(C1,C2....Cn)에 전달한다. 데이터구동부(200)는 선택된 캐소드 전극(C1,C2....Cn)과 게이트 전극(G1,G2.. ..Gn)이 교차하는 부분에 형성된 화소(101)에 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(101)에 데이터신호가 전달되도록 한다.
데이터보상부(400)는 화소부(100)에서 표현되는 영상이 적색, 청색, 녹색 또 는 화이트를 발광하는 경우에 화소부(100)에 흐르는 이상적인 에미션 전류인 제 1 에미션 전류를 파악하고, 실제로 화소부(100)에서 표현되는 영상이 적색, 청색, 녹색 또는 화이트를 발광하는 경우에 흐르는 제 2 에미션 전류를 측정하여 제 1 에미션 전류와 제 2 에미션 전류를 비교하여 제 2 에미션 전류가 제 1 에미션 전류보다 적게 흐르면 제 2 에미션 전류를 제 1 에미션 전류와 동일 또는 유사한 범위까지 보상하여 화소부(100)의 휘도를 보상한다. 데이터보상부(400)는 제 2 에미션 전류의 크기를 보상하는 방법으로 입력되는 데이터구동부(200)에 입력되는 영상신호를 보상하여 실제로 입력되는 영상신호 보다 더 밝은 신호가 입력되도록 하여 화소부(100)에서 표현하는 영상의 휘도를 보상한다.
도 3은 도 2의 전자방출 표시장치에서 채용된 데이터 보상부의 구조를 나타내는 구조도이다. 도 3을 참조하여 설명하면, 데이터보상부(400)는 영상판별부(410), 룩업테이블(420) 및 에미션 전류제어부(430)를 포함한다.
영상판별부(410)는 복수의 프레임으로 구성되어 실제로 영상을 표현하는 영상신호를 입력받아 영상신호의 복수의 프레임 중 적색, 청색, 녹색 또는 화이트 만을 발광하는 프레임을 선택하여 것으로 판단을 하고 이때 화소부(100)에 흐르는 에미션 전류의 크기를 측정한다. 프레임에서 적색, 청색, 녹색 또는 화이트 만을 발광하는 면적이 소정 면적 이상이면 적색, 청색, 녹색 또는 화이트 만을 발광하는 프레임으로 판단한다. 이때 측정된 에미션 전류가 제 2 에미션 전류가 된다. 에미션 전류는 전자방출부에 흐르는 전류를 의미한다.
또한, 화소부(100)가 적색, 청색, 녹색 또는 화이트를 발광할 때 흐르는 이상적인 에미션 전류인 제 1 에미션 전류를 저장하여 제 2 에미션 전류와 비교한다. 그리고, 제 1 에미션 전류와 제 2 에미션 전류의 차이가 소정값 이상이 되면 에미션전류제어부(430)에 보정신호를 전달한다. 보정신호는 제 1 에미션 전류와 제 2 에미션 전류의 차이에 대응하여 생성된다.
룩업테이블(420)은 제 1 에미션 전류와 제 2 에미션 전류의 차이에 대응하여 생성된 보정신호에 대응하여 데이터구동부(200)의 구동전압의 전압레벨이 저장된다.
에미션전류제어부(430)는 영상판별부(410)으로부터 보정신호를 전달받아 룩업테이블(420)에 저장되어 있는 데이터구동부(200)의 구동전압을 선택하여 데이터구동부(200)에서 출력되는 데이터신호의 전압을 조절할 수 있도록 한다. 다시 말하면, 데이터구동부(200)에서 동일한 영상신호를 입력받더라도 에미션전류제어부(430)에 의해 데이터구동부(200)의 구동전압이 조절되면 데이터구동부(200)의 데이터신호의 전압이 서로 다른 전압을 나타내도록 한다. 따라서, 휘도가 감소하게 되면 데이터신호의 전압을 변경하여 에미션 전류의 크기를 조절하여 휘도를 보상한다.
도 4는 본 발명에 따른 전자방출 표시장치에서 에미션 전류를 보상하는 방법을 나타내는 순서도이다. 도 4를 참조하여 설명하면,
제 1 단계(ST 100): 화소부(100)에서 적색, 청색, 녹색 또는 화이트 등의 단 색을 발광하는 경우에 흐르는 이상적인 에미션 전류인 제 1 에미션 전류를 파악하고 화소부(100)에서 실제로 표현되는 영상의 임의의 프레임이 적색, 청색, 녹색 또는 화이트중 하나를 표현하고 있는 영역이 소정범위 이상이면 화소부(100)에서 표현되는 한 프레임이 적색, 청색, 녹색 또는 화이트 중 하나의 색을 표현한다고 판단한다.
제 2 단계(ST 110): 전자방출부에 흐르는 에미션 전류인 제 2 에미션 전류를 측정한 후 제 1 에미션 전류와 비교를 하여 제 1 에미션 전류와 제 2 에미션 전류의 차이가 소정범위 이상이면 룩업테이블(420)에 저장되어 있는 데이터구동부(200)의 구동전압을 파악하고, 소정범위 이내이면 데이터 구동부(200)의 구동전압을 유지하도록 한다.
제 3 단계(ST 120): 데이터구동부(200)에 룩업테이블(420)에 의해 지정된 전압이 전달되어 데이터구동부(200)의 구동전압이 룩업테이블(420)에 의해 지정된 전압으로 고정되어 데이터신호의 전압레벨이 변경되어 에미션 전류가 보상된 상태에서 영상을 디스플레이하게 되어 휘도 불균일을 방지한다.
도 5는 도 2에 도시된 전자방출표시장치에서 채용된 화소부를 나타내는 사시도이고, 도 6은 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 형광막 이 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, 데이터구동부(200) 또는 주사구동부(300)로부터 인가되는 각각의 데이터 신호 또는 주사 신호를 각 화소로 공급한다. 게이트전극(150)은 전도성이 양호한 금속, 예컨대 금(Au), 은(Ag), 백 금(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 형광막을 구비하여 전자가 형광막에 충돌하면 빛을 발광하도록 하며 애노드 전극을 구비하여 전자방출부에서 방출된 전자가 상부기판에 충돌할 수 있도록 한다.
스페이서(180)는 하부기판(110)과 상부기판(190) 사이에 일정한 거리를 유지하도록 한다.
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 전자방출 표시장치 및 그의 구동방법에 의하면, 별도의 조작없이 실시간으로 에미션 전류를 보상할 수 있도록 하여 편리하고 간편하게 에미션 전류를 보상하여 전자방출 표시장치의 휘도 불균일을 방지할 수 있다.
Claims (7)
- 데이터신호와 주사신호에 의해 제 1 전극과 제 2 전극에 소정의 전압이 인가되어 발광하는 화소부;복수의 프레임을 포함하는 영상신호를 입력받아 데이터신호를 생성하여 상기 화소부에 전달하는 데이터구동부;주사신호를 생성하여 상기 화소부에 전달하는 주사구동부; 및상기 영상신호가 상기 복수의 프레임 중 소정범위 이상 단색을 포함하는 프레임이면, 에미션 전류를 측정하여 상기 에미션 전류의 크기를 보상하도록 하는 데이터보상부를 포함하는 전자방출 표시장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 데이터보상부는상기 영상신호를 입력받아 상기 영상신호가 소정의 영상인 경우 에미션전류의 크기를 측정하는 영상판별부;기준전류와 에미션 전류의 차이에 대응한 보상신호에 대응한 를 저장하는 룩업테이블; 및상기 기준전류와 상기 에미션 전류를 비교하여 상기 룩업테이블에 저장된 보상신호에 대응하여 상기 에미션 전류를 보상하는 에미션전류제어부를 포함하는 전 자방출 표시장치.
- 제 2 항에 있어서,상기 에미션 전류는 상기 데이터구동부의 구동전압을 조정하여 상기 데이터구동부에서 출력되는 데이터신호의 전압의 보정에 의해 보상되는 전자방출 표시장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 영상신호의 데이터가 한 프레임 구간에서 소정범위 이상이 된 경우 상기 영상이 상기 소정 범위 이상 단색을 포함하는 것으로 판단하는 전자방출 표시장치.
- 영상신호를 이용하여 데이터신호를 생성하며 제 1 전극과 제 2 전극의 전압에 의해 발광하는 적색, 청색 및 녹색을 각각 표현하는 화소를 포함하는 전자방출표시장치의 구동방법에 있어서,상기 화소가 단색을 적색, 청색, 녹색 또는 화이트를 발광할 때 흐르는 이상적인 전류인 제 1 에미션 전류를 파악하는 단계;상기 영상신호의 임의의 프레임에서 일정 범위 이상 단색을 발광할 때 흐르는 제 2 에미션 전류를 측정하는 단계; 및상기 제 1 에미션 전류와 상기 제 2 에미션 전류를 비교하여 상기 제 1 에미션 전류에 대응하여 상기 제 2 에미션 전류를 보상하는 단계를 포함하는 전자방출 표시장치의 구동방법.
- 제 5 항에 있어서,상기 에미션 전류 보상은 데이터신호의 전압 조절하여 보상하는 전자방출 표시장치의 구동방법.
- 제 5 항에 있어서,상기 임의의 한 프레임에서 상기 영상신호의 데이터의 합이 소정의 값 이상이면 상기 영상신호는 단색을 표현하는 영역이 일정범위 이상인 것으로 판단하는 전자방출 표시장치의 구동방법.
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KR1020050069172A KR20070014493A (ko) | 2005-07-28 | 2005-07-28 | 전자방출표시장치 및 그의 구동방법 |
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- 2005-07-28 KR KR1020050069172A patent/KR20070014493A/ko not_active Application Discontinuation
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