KR20080087503A - Electron emission display device and control method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 전자 방출 표시 소자를 나타내는 블록도.1 is a block diagram illustrating an electron emission display device according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 2는 도 1에 도시된 전자 방출 표시 소자에 채용되는 패널의 특정 영역에 대한 단면도.FIG. 2 is a cross-sectional view of a specific area of the panel employed in the electron emission display element shown in FIG. 1. FIG.
도 3은 도 1에 도시된 영상신호 보정부의 구성을 나타내는 블록도.3 is a block diagram illustrating a configuration of an image signal correction unit illustrated in FIG. 1.
도 4a 내지 4c는 도 3에 도시된 영상신호 보정부에 적용되는 전달함수를 나타내는 그래프.4A to 4C are graphs illustrating a transfer function applied to the image signal correcting unit shown in FIG. 3.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
100 : 패널 110 : 화소100: panel 110: pixel
200 : 데이터 구동부 300 : 주사 구동부200: data driver 300: scan driver
400 : 전원 공급부 500 : 제어부400: power supply unit 500: control unit
600 : 영상신호 보정부 610 : 측정부600: image signal correction unit 610: measurement unit
620 : 메모리 630 : 보정부620: memory 630: correction unit
본 발명은 전자방출표시소자에 관한 것으로, 더욱 상세히 설명하면, 화소간의 휘도 불균일을 방지하여 화상의 품위를 높이도록 하는 전자방출표시소자 및 그 제어방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
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.BACKGROUND ART A thin, lightweight flat panel display is used as a display device of a portable information terminal such as a personal computer, a cellular phone, a PDA, or a monitor of various information devices. Such flat panel displays include LCDs using liquid crystal panels, organic light emitting displays using organic light emitting diodes, and PDPs using plasma panels.
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.The flat panel display can be classified into a memory driving method and a non-memory driving method in terms of structurally divided into an active matrix and a passive matrix, and a light emission principle.
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. In general, the active matrix method has meaning with the memory driving method, and the passive matrix method has meaning with the non-memory driving method. The active matrix method and the memory driving method emit light at a period of a frame unit. The passive matrix method and the non-memory driving method emit a light at a period of a line unit.
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. As for the medium- and large-sized flat panel displays that are currently commercialized, TFT-LCD (Thin Film Transistor Liquid Crystal Display) is an active matrix method, and OLED, which is being developed as a new display device, is also an active method.
반면에 신규 디스플레이 소자로서 전자방출 표시장치(Electron Emission Display)는 패시브 매트릭스 방식으로서 타 평판소자와 달리 비메모리 구동 방식으 로서 수평라인을 순차적으로 선택하면서 수평라인 중 선택된 라인이 선택되었을 때에만 발광하는 라인 스캔 방식을 적용한다. 즉, 일정한 듀티비(Duty ratio)를 가지고 구동하는 방식이다.On the other hand, as a new display device, an electro-emission display device is a passive matrix method and, unlike other flat panel devices, is a non-memory driving method that sequentially emits a horizontal line while emitting light only when the selected line is selected. The line scan method is applied. That is, the driving method has a constant duty ratio.
이와 같은 전자 방출 표시장치는 화소마다 전자 방출 소자(Electron Emission Device)를 구비하며, 상기 전자 방출 소자는 캐소드 전극과 게이트 전극 사이의 전압에 대응하여 캐소드 전극으로부터 전자가 방출되고, 이에 방출된 전자가 애노드 전극에 의하여 가속되어 형광체에 충돌하여 발광하는 방식으로 동작하는 소자이다. Such an electron emission display device includes an electron emission device for each pixel, and the electron emission device emits electrons from the cathode electrode in response to a voltage between the cathode electrode and the gate electrode. It is a device that is accelerated by the anode electrode and collides with a phosphor to operate in a manner of emitting light.
일반적으로, 상기 전자 방출 소자는 전자원으로 열음극을 이용하는 방식과 냉음극을 이용하는 방식이 있으며, 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. In general, the electron-emitting device has a method using a hot cathode and a cold cathode as an electron source, the electron emitting device using a cold cathode, FEA (Field Emitter Array) type, SCE (Surface Conduction Emitter) type , MIM (Metal-Insulator-Metal) type, MIS (Metal-Insulator-Semiconductor) type, BSE (Ballistic electron Surface Emitting) type and the like are known.
상기 FEA 형 전자 방출 소자는 일 함수(Work Function)가 낮거나 β Function이 높은 물질을 전자 방출원으로 사용하여 진공 중에서 전계차에 의하여 전자가 방출되는 원리를 이용한 것으로 선단이 뾰족한 팁 구조물이나 탄소계 물질 또는 나노물질을 전자 방출원을 적용한 소자가 개발되고 있다. The FEA type electron emitting device uses a material having a low work function or high β function as an electron emission source and uses electrons to be emitted by an electric field difference in vacuum. Devices that apply electron emission sources to materials or nanomaterials have been developed.
또한, SCE 형 전자 방출 소자는 기판 상에 서로 마주보며 배치된 2개의 전극 사이에 도전 박막을 제공하고 상기 도전 박막에 미세 균열을 제공함으로써 전자 방출부를 형성한 소자이다. 상기 소자는 전극에 전압을 인가하여 도전 박막 표면으로 전류를 흘려 상기 미세 갭인 전자 방출부로부터 전자가 방출되는 원리를 이용한다.In addition, the SCE type electron emission device is a device in which an electron emission part is formed by providing a conductive thin film between two electrodes disposed to face each other on a substrate and providing a micro crack in the conductive thin film. The device utilizes a principle that electrons are emitted from the electron emission portion, which is the fine gap, by applying a voltage to an electrode to flow a current to the surface of the conductive thin film.
또한. MIM 형과 MIS형 전자 방출 소자는 각각 금속-유전층-금속(MIM)과 금속-유전층-반도체(MIS) 구조로 이루어진 전자 방출부를 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. Also. The MIM and MIS electron emission devices each form an electron emission portion formed of a metal-dielectric layer-metal (MIM) and a metal-dielectric layer-semiconductor (MIS) structure, and are disposed between two metals or metals and semiconductors having a dielectric layer interposed therebetween. When a voltage is applied to the device, a device using the principle of emitting electrons while moving and accelerating from a metal having a high electron potential or a metal having a low electron potential toward the metal.
BSE 형 전자 방출 소자는 반도체의 사이즈를 반도체 중의 전자의 평균자유행정 보다 작은 치수 영역까지 축소하면 전자가 산란하지 않고 주행하는 원리를 이용하여 오믹 전극 상에 금속 또는 반도체로 이루어지는 전자공급층을 형성하고, 전자공급층위에 절연층과 금속박막을 형성하여 오믹전극과 금속박막에 전원을 인가하는 것에 의하여 전자가 방출되도록 한 소자이다.The BSE-type electron emitting device forms an electron supply layer made of a metal or a semiconductor on an ohmic electrode by using the principle that electrons travel without scattering when the size of the semiconductor is reduced to a dimension region smaller than the average free stroke of electrons in the semiconductor. And an insulating layer and a metal thin film formed on the electron supply layer to emit electrons by applying power to the ohmic electrode and the metal thin film.
이와 같은 종래의 전자방출표시소자의 경우, 화소부 내에 다수 구비되는 화소 각각에 전자방출부가 구비되며, 상기 전자방출부에서 전자를 방출하게 되어 방출된 전자의 양에 의해 화소의 휘도가 결정되는데, 상기 전자방출부의 제조과정에서 각 전자방출부의 불균일에 의해 동일한 영상신호가 입력되어도 전자를 방출하는 양에 차이가 생겨 각 화소의 휘도가 상이하게 되는 문제점이 있다.In the conventional electron emission display device, an electron emission unit is provided in each pixel provided in the pixel unit, and the luminance of the pixel is determined by the amount of electrons emitted by the electron emission unit. In the manufacturing process of the electron emitting unit, even if the same image signal is input due to unevenness of each of the electron emitting units, there is a problem in that the amount of electrons is emitted and thus the luminance of each pixel is different.
본 발명은 전자방출부의 불균일에 따른 화소간 휘도 불균일을 보정함에 있어, 기준 휘도값보다 낮은 휘도를 갖는 화소에 대해서도 기준 휘도값에 대응되도록 휘도를 향상시킴으로써, 화상의 품의를 향상시키는 전자방출표시소자 및 그 제어방 법을 제공함에 그 목적이 있다.According to the present invention, in correcting luminance non-uniformity between pixels due to non-uniformity of the electron emission unit, an electron-emitting display device for improving the quality of an image by enhancing luminance so as to correspond to a reference luminance value even for a pixel having a luminance lower than the reference luminance value And the control method thereof.
본 발명의 실시예에 의한 전자 방출 표시 소자는, 다수의 화소가 구비된 패널과; 상기 패널에 데이터 신호를 인가하는 데이터 구동부와; 상기 패널에 주사 신호를 인가하는 주사 구동부와; 영상신호, 데이터 구동 제어신호 및 주사 구동 제어신호를 출력하는 제어부와; 각 화소에 인가되는 데이터 신호의 최대값에 대하여 상기 각 화소에 대한 휘도 분포 또는 전류를 측정하고, 기 설정된 기준 휘도값을 이용하여 상기 기준 휘도값보다 높은 휘도를 갖는 화소에 대해서는 이를 낮추고, 기준 휘도값보다 낮은 휘도를 갖는 화소에 대해서는 이를 높일 수 있도록 상기 영상 신호를 보정하는 영상신호 보정부가 포함됨을 특징으로 한다.An electron emission display device according to an exemplary embodiment of the present invention includes a panel including a plurality of pixels; A data driver for applying a data signal to the panel; A scan driver for applying a scan signal to the panel; A control unit which outputs an image signal, a data drive control signal and a scan drive control signal; The luminance distribution or current of each pixel is measured with respect to the maximum value of the data signal applied to each pixel, and lowered for a pixel having a luminance higher than the reference luminance value by using a preset reference luminance value, and the reference luminance. A pixel having a luminance lower than the value may include an image signal correcting unit configured to correct the image signal so as to increase it.
또한, 상기 영상신호 보정부는, 패널에 구비된 각 화소의 휘도 또는 전류를 측정하는 휘도/전류 측정부와; 상기 기준 휘도값이 저장된 메모리와; 상기 기준 휘도값에 대응되도록 입력되는 영상신호를 보정하는 보정부가 포함됨을 특징으로 한다. The image signal corrector may include: a luminance / current measuring unit configured to measure luminance or current of each pixel included in the panel; A memory in which the reference luminance value is stored; And a correction unit configured to correct an image signal input to correspond to the reference luminance value.
이 때, 상기 보정부는 제 1 내지 제 3 전달함수를 이용하여 각 화소에 대응되는 영상신호를 보정한다.In this case, the correction unit corrects an image signal corresponding to each pixel by using the first to third transfer functions.
또한, 상기 제 1 전달함수는 입력신호 대 출력신호의 비에 대응되는 기울기가 1보다 적은 것으로, 기준 휘도값보다 높은 휘도를 갖는 화소에 대해 적용하여 상기 화소에 인가되는 영상신호를 보정하고, 상기 제 2 전달함수는 입력신호 대 출력신호의 비에 대응되는 기울기가 1보다 큰 것으로, 기준 휘도값보다 낮은 휘도를 갖는 화소에 대해 적용하여 상기 화소에 인가되는 영상신호를 보정하며, 상기 제 2 전달함수는 고 계조 부분에서 클리핑(clipping)됨을 특징으로 한다.In addition, the first transfer function has a slope corresponding to a ratio of an input signal to an output signal of less than 1, and is applied to a pixel having a luminance higher than a reference luminance value to correct an image signal applied to the pixel. The second transfer function has a slope corresponding to a ratio of an input signal to an output signal greater than 1, and is applied to a pixel having a luminance lower than a reference luminance value to correct an image signal applied to the pixel, and to transmit the second transfer function. The function is characterized by clipping at high gradations.
또한, 본 발명의 실시예에 의한 전자 방출 소자의 제어방법은, 패널에 구비된 각 화소의 휘도 또는 전류를 측정하는 단계와; 상기 측정값과 기 설정된 기준 휘도값과 비교하는 단계와; 상기 기 설정된 기준 휘도값을 이용하여 상기 기준 휘도값보다 높은 휘도를 갖는 화소에 대해서는 이를 낮추고, 기준 휘도값보다 낮은 휘도를 갖는 화소에 대해서는 이를 높이도록 상기 영상 신호를 보정하는 단계가 포함됨을 특징으로 한다. In addition, the method of controlling an electron emission device according to an embodiment of the present invention includes the steps of measuring the luminance or current of each pixel provided in the panel; Comparing the measured value with a preset reference luminance value; And correcting the image signal so as to lower the value of the pixel having a luminance higher than the reference luminance value and increase the value of the pixel having the luminance lower than the reference luminance value by using the preset reference luminance value. do.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 보다 상세히 설명하도록 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 전자 방출 표시 소자를 나타내는 블록도이다. 1 is a block diagram illustrating an electron emission display device according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 의한 전자 방출 표시 소자는, 다수의 화소(110)가 구비된 패널(100), 데이터 구동부(200), 주사 구동부(300), 전원 공급부(400) 및 제어부(500)를 포함하여 구성되며, 상기 각 화소의 휘도 불균일을 극복하기 위하여 상기 제어부에서 제공되는 영상 신호를 보정하는 영상 신호 보정부(600)가 더 포함됨을 특징으로 한다. As shown in FIG. 1, an electron emission display device according to an exemplary embodiment of the present invention includes a
즉, 본 발명에 의한 전자 방출 표시 소자는 휘도의 균일도를 향상시키기 위하여 각 화소에 인가되는 데이터신호의 최대값에 대하여 상기 각 화소에 대한 휘도 분포 또는 전류를 측정하고, 기 설정된 기준 휘도값(일 예로 전체 화면의 휘도 평 균값)을 이용하여 상기 기준 휘도값보다 높은 휘도를 갖는 화소에 대해서는 이를 낮추고, 기준 휘도값보다 낮은 휘도를 갖는 화소에 대해서는 이를 높일 수 있도록 영상 신호를 조정함을 특징으로 한다. That is, the electron emission display device according to the present invention measures the luminance distribution or the current for each pixel with respect to the maximum value of the data signal applied to each pixel in order to improve the uniformity of the luminance, and sets a predetermined reference luminance value (one For example, by using the luminance average value of the entire screen), the image signal is adjusted so as to lower it for pixels having a luminance higher than the reference luminance value and to raise it for pixels having a luminance lower than the reference luminance value. .
이 때, 상기 기준 휘도값을 이용하여 보정계수를 산출하여 상기 보정계수가 상기 기준 휘도값보다 높은 휘도를 갖는 개별 화소에 대해 휘도를 낮추도록 영상 신호값을 조정함으로써 전자 방출 표시 소자 화면의 휘도 균일도를 향상시키는 방식이 있으나, 이러한 방법으로 균일도를 보상할 경우 상기 기준 휘도값보다 낮은 화소에 대해서는 보상이 이루어지지 않는다는 단점이 있다.In this case, the luminance uniformity of the screen of the electron emission display device is adjusted by calculating a correction coefficient using the reference luminance value and adjusting the image signal value so that the correction coefficient lowers the luminance for the individual pixel having the luminance higher than the reference luminance value. Although there is a method of improving the, the uniformity is compensated for in this way, there is a disadvantage that the compensation is not performed for the pixel lower than the reference luminance value.
이에 본 발명의 실시예에서는 기준 휘도값보다 낮은 휘도를 갖는 화소에 대해서도 기준 휘도값에 대응되도록 휘도를 향상시킴으로써, 화상의 품의를 향상시키고자 함을 그 목적으로 한다.Accordingly, an embodiment of the present invention aims to improve image quality by improving luminance so as to correspond to a reference luminance value even for a pixel having a luminance lower than the reference luminance value.
도 1을 참조하면, 상기 패널(100)은 다수의 화소(110)로 구성되며, 상기 다수의 화소에는 각각 전자방출소자(미도시)가 구비된다. Referring to FIG. 1, the
또한, 상기 패널(100)에는 n개의 주사선들(S1, S2, ... Sn), m개의 데이터선들(D1, D2, ... Dm) 및 애노드 전극이 구비되며, 상기 주사선들(S1, S2, ... Sn)과 데이터 선들(D1, D2, ... Dm)은 서로 교차하도록 형성된다. In addition, the
상기 애노드 전극은 패널의 전 영역에 걸쳐 형성될 수 있다. 단, 이는 상기 주사선들과 유사하게 행 방향으로 형성된 복수의 스트라이프 형태로 형성되거나, 상기 데이터선들과 유사하게 열 방향으로 형성된 복수의 스트라이프 형태로 형성될 수도 있고, 메쉬 형태로 형성될 수도 있다. The anode electrode may be formed over the entire area of the panel. However, this may be formed in the form of a plurality of stripes formed in a row direction similar to the scan lines, or may be formed in the form of a plurality of stripes formed in a column direction similar to the data lines, or may be formed in a mesh form.
이와 같은 상기 애노드 전극이 복수의 스트라이프 형태로 형성되거나 메쉬 형태로 형성된 경우에도, 일반적으로 애노드 전극 전체에는 동일 전압이 인가된다.Even when the anode electrode is formed in the form of a plurality of stripes or in the form of a mesh, the same voltage is generally applied to the entire anode electrode.
또한, 상기 화소는 캐소드 전극, 게이트 전극 및 애노드 전극을 구비하고, 상기 주사선과 데이터선이 교차하는 영역에 형성된다.In addition, the pixel includes a cathode electrode, a gate electrode, and an anode electrode, and is formed in an area where the scan line and the data line cross each other.
이때, 상기 주사선 및 데이터선 중 어느 하나가 상기 캐소드 전극으로 작용하고, 주사선 및 데이터선 중 나머지 하나는 상기 게이트 전극으로 작용한다.In this case, any one of the scan line and the data line serves as the cathode electrode, and the other one of the scan line and the data line serves as the gate electrode.
상기 데이터 구동부(200)는 영상신호 보정부를 통해 보정된 영상신호에 대응하는 데이터 신호를 생성하여 이를 데이터선들(D1, D2, ... Dm)에 인가하는 기능을 수행한다. The
본 발명에서는 펄스 폭 변조(pulse width modulation, PWM) 방식의 데이터 구동부를 중심으로 설명하나, 입력되는 영상 데이터에 대응하여 전자 방출 소자(110)의 전자 방출 기간을 조절하는 어떠한 데이터 구동부도 본 발명의 범주에 포함된다. In the present invention, a pulse width modulation (PWM) type data driver will be described. However, any data driver for adjusting the electron emission period of the
또한, 주사 구동부(300)는 주사선들(S1, S2, ... Sn)에 주사신호를 순차적으로 인가하는 기능을 수행한다. In addition, the
전원 공급부(400)는 SMPS(Switching Mode Power Supply)로 구성되는 것이 바람직하며, 상기 데이터 구동부(200) 및 주사 구동부(300)와 상기 애노드 전극에 각각 제 1전원(VS1), 제 2전원(VS2), 제 3전원(VS3)을 제공한다.Preferably, the
상기 제어부(500)는 영상 신호 및 데이터 구동 제어신호, 주사 구동 제어신호를 출력하며, 데이터 구동부 및 주사 구동부는 상기 영상 신호 및 제어신호를 제 공받아 각각 데이터 신호 및 주사 신호를 각 화소에 인가하는 역할을 한다.The
단, 본 발명의 실시예의 경우 상기 제어부(500)에서 출력되는 영상 신호는 각 화소의 휘도 균일도 여부에 따라 기준 휘도값에 대응되도록 영상신호 보정부(600)에 의해 보정되어 상기 데이터 구동부(200)에 전달됨을 특징으로 한다.However, in the exemplary embodiment of the present invention, the image signal output from the
즉, 상기 영상신호 보정부(600)는 각 화소에 인가되는 데이터신호의 최대값에 대하여 상기 각 화소에 대한 휘도 분포 또는 전류를 측정하고, 기 설정된 기준 휘도값(일 예로 전체 화면의 휘도 평균값)을 이용하여 상기 기준 휘도값보다 높은 휘도를 갖는 화소에 대해서는 이를 낮추고, 기준 휘도값보다 낮은 휘도를 갖는 화소에 대해서는 이를 높일 수 있도록 영상 신호를 보정하여, 상기 보정된 영상 신호를 데이터 구동부에 제공하는 역할을 한다.That is, the image
이 때, 상기 기존 휘도값보다 낮은 휘도를 갖는 화소에 입력되는 영상 신호에 대해서는, 기울기가 1보다 크고 고 계조 부분에서 클리핑(clipping)되는 전달함수를 그 보정계수로 하여 상기 영상 신호를 보정함을 특징으로 한다.At this time, for the image signal input to the pixel having a luminance lower than the existing luminance value, the image signal is corrected by using a transfer function whose slope is greater than 1 and clipping at a high gradation portion as its correction coefficient. It features.
즉, 기준 휘도값보다 밝은 화소에 대해서는 휘도를 감소시키는 전달함수를 사용하고, 기준 휘도값보다 어두운 화소에 대해서는 휘도를 증가시키는 전달함수를 사용하여 영상 신호를 보정한다.That is, the image signal is corrected by using a transfer function for decreasing the luminance for pixels brighter than the reference luminance value and using a transfer function for increasing the luminance for pixels darker than the reference luminance value.
또한, 상기 어두운 화소에 대해 보상하는 전달함수를 고계조 부분에서는 클리핑시켜 영상신호가 많이 분포하는 중간 계조 이하에 대해서 보상이 이루어지도록 함을 특징으로 한다. In addition, the transfer function for compensating for the dark pixel is clipped at the high gray level to compensate for the sub-gradation below which the video signal is widely distributed.
이 경우 클리핑이 발생하는 입력신호 이상에서는 계조 표현이 어려워질 수도 있으나, 영상신호의 대부분이 상기 입력신호보다 낮은 계조를 나타내기 때문에 정상적으로 보상될 수 있게 된다. In this case, gray level expression may become difficult when the input signal in which clipping occurs is difficult, but since most of the image signals exhibit a lower gray level than the input signal, the gray level can be compensated normally.
이를 통해 본 발명의 실시예는 전자방출부의 불균일에 따른 화소간 휘도 불균일을 보정함에 있어, 기준 휘도값보다 낮은 휘도를 갖는 화소에 대해서도 기준 휘도값에 대응되도록 휘도를 향상시킬 수 있게 되는 것이다. Accordingly, in the embodiment of the present invention, the luminance may be improved to correspond to the reference luminance value even for a pixel having a luminance lower than the reference luminance value in correcting the luminance non-uniformity due to the non-uniformity of the electron emission unit.
도 2는 도 1에 도시된 전자 방출 표시 소자에 채용되는 패널의 특정 영역에 대한 단면도이다. FIG. 2 is a cross-sectional view of a specific area of a panel employed in the electron emission display device illustrated in FIG. 1.
즉, 이는 패널에 구비된 각 화소에 대한 단면도이나, 이는 하나의 실시예에 불과한 것으로, 본 발명은 도 2에 도시된 화소구조에 한정되지 아니한다.That is, this is a cross-sectional view of each pixel provided in the panel, but this is only one embodiment, and the present invention is not limited to the pixel structure shown in FIG.
도 2를 참조하면, 상기 패널은 전자 방출 기판(120) 및 화상 형성 기판(130)을 포함한다. 또한, 전자 방출 기판(120)과 화상 형성 기판(130)의 간격을 일정하게 유지하는 스페이서(140)를 추가적으로 포함할 수 있다. Referring to FIG. 2, the panel includes an
전자 방출 기판(120)은 캐소드 전극(122) 및 게이트 전극(124) 사이의 전압에 대응하여 전자를 방출하는 기판으로서, 배면기판(121), 캐소드 전극(122), 절연층(123), 게이트 전극(124) 및 전자 방출부(125)를 구비한다. The
배면 기판(121)은 일례로 유리 또는 실리콘 기판일 수 있으며, 상기 전자방출부(125)로 CNT(Carbon Nano Tube) 페이스트를 이용하여 후면 노광에 의해 이를 형성하는 경우에는 유리 기판과 같은 투명 기판이 바람직하다.The
캐소드 전극(122)은 배면 기판 상에 스트라이프 형태로 형성될 수 있다. 캐소드 전극(122)에는 상기 데이터 구동부 또는 주사 구동부로부터 인가되는 데이터 신호 또는 주사 신호가 공급된다. 이에 캐소드 전극(122)은 도전체일 수 있으며, 배면기판(121)과 동일한 이유로, 투명 도전체 예컨대 ITO(Indium Tin Oxide)일 수 있다.The
절연층(123)은 배면기판(121)과 캐소드 전극(122) 상부에 형성되며, 캐소드 전극(122)과 게이트 전극(124)을 전기적으로 절연한다. 절연층(123)은 절연 물질, 예컨대, PbO와 SiO2 혼합 유리질로 이루어질 수 있다. The insulating
게이트 전극(124)은 절연층(123) 상에 소정의 형상으로, 예컨대 스트라이프 상으로 캐소드 전극(122)과 교차하는 방향으로 배치되며, 데이터 구동부 또는 주사 구동부로부터 인가되는 각각의 데이터 신호 또는 주사 신호가 공급된다. 게이트 전극(124)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 이루어질 수 있다. 절연층(123) 및 게이트 전극(124)은 캐소드 전극(122)이 노출되도록 캐소드 전극(122)과 게이트 전극(124)의 교차영역에 적어도 하나의 제1 개구부(126)를 구비한다.The gate electrode 124 is disposed on the insulating
전자 방출부(125)는 제1 개구부(126)에 의해 노출된 캐소드 전극(122) 상에 전기적으로 접속되어 위치하며, 카본 나노튜브; 흑연, 다이아몬드, 다이아몬드상 카본 또는 이들의 조합에 의한 나노튜브; 또는 Si 또는 SiC의 나노 와이어로 이루어지는 것이 바람직하다.The
화상 형성 기판(130)은 전자 방출 기판(120)에서 방출된 전자가 충돌하여 빛 을 냄으로써, 화상을 형성하는 기판으로서, 전면기판(131), 애노드 전극(132), 형광체(133), 광차폐막(134) 및 금속 반사막(135)을 포함한다. The
전면기판(131)은 형광체(133)로부터 발광하는 빛이 외부로 전달되도록 투명한 재질, 예컨대 글래스로 이루어지는 것이 바람직하다.The
애노드 전극(132)은 형광체(133)로부터 발광하는 빛이 외부로 전달되도록 투명한 재질, 예컨대 ITO 전극으로 이루어지는 것이 바람직하다. 애노드 전극(132)은 전자 방출 소자로부터 방출된 전자를 보다 더 양호하게 가속하는데, 이를 위해 애노드 전극(132)에는 고압의 정(+) 전압이 인가되어 전자를 형광체(133) 방향으로 가속한다.The
형광체(133)는 전자 방출 기판(120)에서 방출된 전자의 충돌에 의하여 발광하며, 애노드 전극(132) 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,BaOㅇ6Al2O3: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.The
광차폐막(134)은 외부 빛을 흡수 및 차단하며 광학적 크로스 토크를 방지하여, 명암비를 향상시키기 위해 형광체(133) 사이에 임의의 간격을 두고 배치된다.The
금속 반사막은 형광체(133) 위에 형성되어, 전자 방출 기판(120)으로부터 방출된 전자를 보다 더 양호하게 집속하며, 전자의 충돌에 의해 형광체(133)에서 발광하는 빛을 전면기판(131)으로 반사시켜 반사효율을 향상시키는 역할을 한다. 한편, 금속 반사막이 애노드 전극의 역할을 한다면 애노드 전극(132)의 형성은 선택적이며, 불필요한 구성요소일 수 있다.The metal reflective film is formed on the
도 3은 도 1에 도시된 영상신호 보정부의 구성을 나타내는 블록도이고, 도 4a 내지 4c는 도 3에 도시된 영상신호 보정부에 적용되는 전달함수를 나타내는 그래프이다.3 is a block diagram illustrating a configuration of an image signal correction unit illustrated in FIG. 1, and FIGS. 4A to 4C are graphs illustrating a transfer function applied to the image signal correction unit illustrated in FIG. 3.
도 3에 도시된 바와 같이, 상기 영상신호 보정부(600)는 패널(100)에 구비된 각 화소의 휘도 또는 전류를 측정하는 휘도/전류 측정부(610)와; 기준 휘도값이 저장된 메모리(620)와; 상기 기준 휘도값에 대응되도록 입력되는 영상신호를 보정하는 보정부(630)가 포함되어 구성되는 것으로, 이는 제어부(500)에서 출력되는 영상 신호에 대해 각 화소의 휘도 균일도 여부에 따라 기준 휘도값에 대응되도록 영상 신호를 보정하여 이를 상기 데이터 구동부(200)에 전달하는 역할을 한다.As illustrated in FIG. 3, the
먼저 상기 휘도/전류 측정부(610)는 패널(100)에 구비된 각 화소에 인가되는 데이터신호의 최대값에 대하여 상기 각 화소에 대한 휘도 분포 또는 전류를 측정한다.First, the luminance /
앞서 언급한 바와 같이 상기 화소 각각에는 전자방출부가 구비되며, 상기 전자방출부에서 전자를 방출하게 되어 방출된 전자의 양에 의해 화소의 휘도가 결정되는데, 상기 전자방출부의 제조과정에서 각 전자방출부의 불균일에 의해 동일한 영상신호가 입력되어도 전자를 방출하는 양에 차이가 생겨 각 화소의 휘도가 상이하게 된다.As mentioned above, each of the pixels includes an electron emission unit, and the luminance of the pixel is determined by the amount of electrons emitted by the electron emission unit. In the manufacturing process of the electron emission unit, each electron emission unit Even if the same video signal is input due to nonuniformity, there is a difference in the amount of electrons emitted and the luminance of each pixel is different.
이에 상기 휘도/전류 측정부(610)는 상기 전자방출부의 불균일에 의해 휘도가 상이하게 되는 각 화소에 대한 휘도 분포 또는 전류를 측정한다. 단, 이 경우 상기 각 화소에는 데이터신호의 최대값이 일괄적으로 인가됨이 바람직하다. Accordingly, the luminance /
이와 같이 상기 각 화소의 휘도분포 또는 전류가 측정되면, 상기 메모리(620)에 기 저장된 기준 휘도값을 이용하여 상기 보정부(630)를 통해 기준 휘도값보다 높은 휘도를 갖는 화소에 대해서는 이를 낮추고, 기준 휘도값보다 낮은 휘도를 갖는 화소에 대해서는 이를 높일 수 있도록 영상 신호를 보정하여, 상기 보정된 영상 신호를 데이터 구동부에 제공한다.As such, when the luminance distribution or the current of each pixel is measured, the pixel having a luminance higher than the reference luminance value is lowered through the
이 때, 상기 기준 휘도값은 상기 데이터신호의 최대값이 일괄적으로 인가된 경우에 있어서 전체 화면의 휘도 평균값임이 바람직하나, 반드시 이에 한정되는 것 은 아니다.In this case, the reference luminance value is preferably an average value of luminance of the entire screen when the maximum value of the data signal is collectively applied, but is not necessarily limited thereto.
또한, 상기 보정부는 도 4a 내지 도 4c에 도시된 바와 같은 전달함수를 이용하여 각 화소에 대응되는 영상신호를 보정한다.In addition, the correction unit corrects an image signal corresponding to each pixel by using the transfer function illustrated in FIGS. 4A to 4C.
즉, 기준 휘도값보다 높은 휘도를 갖는 화소에 대해서는 도 4a에 도시된 기울기가 1보다 적은 전달함수를 적용하여 상기 화소에 인가되는 영상신호를 보정하고, 기준 휘도값보다 낮은 휘도를 갖는 화소에 대해서는 도 4c에 도시된 기울기가 1보다 큰 전달함수를 적용하여 상기 화소에 인가되는 영상신호를 보정하여, 상기 보정된 영상 신호를 데이터 구동부에 제공한다.That is, for a pixel having a luminance higher than the reference luminance value, the image signal applied to the pixel is corrected by applying a transfer function having a slope less than 1 shown in FIG. 4A, and for a pixel having a luminance lower than the reference luminance value. The image signal applied to the pixel is corrected by applying a transfer function having a slope greater than 1 to provide the corrected image signal to the data driver.
또한, 기준 휘도값과 동일한 휘도를 갖는 화소에 대해서는 도 4b에 도시된 바와 같이 기울기가 1인 전달함수를 적용함으로써, 제어부에서 출력되는 영상신호와 동일한 영상신호가 데이터 구동부에 제공된다. In addition, by applying a transfer function having a slope of 1 to the pixel having the same luminance as the reference luminance value, the same image signal as that of the image signal output from the controller is provided to the data driver.
단, 도 4c에 도시된 바와 같이 상기 기존 휘도값보다 낮은 휘도를 갖는 화소에 입력되는 영상 신호에 대해서는, 기울기가 1보다 크고 고 계조 부분에서 클리핑(clipping)되는 전달함수를 그 보정계수로 하여 상기 영상 신호를 보정함을 특징으로 한다.However, as shown in FIG. 4C, for a video signal input to a pixel having a lower luminance than the existing luminance value, a transfer function that has a slope greater than 1 and is clipped at a high gray level is used as the correction coefficient. And correcting the video signal.
즉, 상기 어두운 화소에 대해 보상하는 전달함수를 고계조 부분에서는 클리핑시켜 영상신호가 많이 분포하는 중간 계조 이하에 대해서 보상이 이루어지도록 함을 특징으로 한다. In other words, the transfer function for compensating for the dark pixels is clipped at the high gradation portion to compensate for the sub-gradation below which the image signal is widely distributed.
이 경우 클리핑이 발생하는 입력신호 이상에서는 계조 표현이 어려워질 수도 있으나, 영상신호의 대부분이 상기 입력신호보다 낮은 계조를 나타내기 때문에 정 상적으로 보상될 수 있게 된다. In this case, gray level expression may become difficult when the input signal in which clipping occurs is difficult, but since most of the image signals exhibit a lower gray level than the input signal, the gray level can be compensated normally.
앞서 도 1 내지 도 4를 통해 설명한 본 발명의 실시예에 의한 전자 방출 표시 소자는 상술한 실시 예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 종래의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.The electron emission display device according to the embodiment of the present invention described above with reference to FIGS. 1 to 4 is not limited to the above-described embodiment and the accompanying drawings, and various substitutions may be made without departing from the spirit of the present invention. It will be apparent to those skilled in the art that modifications and variations are possible.
즉, 일 예로 상기 전자 방출 표시 소자가 액정표시장치와 같은 수광형 표시 장치에 구비되는 백라이트 유니트로 활용될 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야에서 종래의 지식을 가진 자에게 있어 명백하다.That is, as an example, it is apparent to those skilled in the art that the electron emission display device may be used as a backlight unit provided in a light receiving display device such as a liquid crystal display device.
이와 같은 본 발명에 의하면 전자방출부의 불균일에 따른 화소간 휘도 불균일을 보정함에 있어, 기준 휘도값보다 낮은 휘도를 갖는 화소에 대해서도 기준 휘도값에 대응되도록 휘도를 향상시킴으로써, 화상의 품의를 향상시킬 수 있는 장점이 있다. According to the present invention, in correcting the luminance non-uniformity between pixels due to the non-uniformity of the electron emission unit, the luminance of the image can be improved by improving the luminance so as to correspond to the reference luminance value even for a pixel having a luminance lower than the reference luminance value. There is an advantage.
Claims (10)
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