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KR100897139B1 - 전자방출소자 및 이를 이용한 액정표시장치 - Google Patents

전자방출소자 및 이를 이용한 액정표시장치 Download PDF

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KR100897139B1
KR100897139B1 KR1020070079525A KR20070079525A KR100897139B1 KR 100897139 B1 KR100897139 B1 KR 100897139B1 KR 1020070079525 A KR1020070079525 A KR 1020070079525A KR 20070079525 A KR20070079525 A KR 20070079525A KR 100897139 B1 KR100897139 B1 KR 100897139B1
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Abstract

본 발명은 상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 전자방출표시소자는, 복수의 게이트 전극과 복수의 캐소드 전극을 포함하며, 상기 게이트 전극과 상기 캐소드 전극의 전압에 대응하여 전자를 방출하며, 방출된 전자가 애노드 전극에 부딪혀 발광하는 광원부; 상기 게이트 전극에 구동파형을 전달하는 게이트 구동부; 및 상기 캐소드 전극에 구동파형을 전달하는 캐소드 구동부를 포함하되, 상기 게이트 구동부와 상기 캐소드 구동부 중 적어도 하나의 구동부에서 발생되는 구동파형은 사다리꼴 파형인 것을 특징으로 하는 전자방출표시소자 및 이를 이용한 액정표시장치를 제공하는 것이다.

Description

전자방출소자 및 이를 이용한 액정표시장치{ELECTRON EMISSION DEVICE FOR BACK LIGHT UNIT AND LIQUID CRYSTAL DISPLAY THEREOF}
본 발명은 전자방출소자 및 이를 이용한 액정표시장치에 관한 것으로, 더욱 상세히 설명하면, 구동파형의 왜곡을 줄여 계조표현을 원활히 할 수 있도록 하는 전자방출소자 및 이를 이용한 액정표시장치에 관한 것이다.
평판 표시장치는 기판 상에 매트릭스 형태로 복수의 화소를 배치하여 표시영역으로 하고, 각 화소에 주사선과 데이터선을 연결하여 화소에 데이터신호를 선택적으로 인가하여 디스플레이를 한다.
이러한 평판 표시장치는 퍼스널 컴퓨터, 휴대전화기, PDA 등의 휴대 정보단말기 등의 표시장치나 각종 정보기기의 모니터로서 사용되고 있으며, 액정 패널을 이용한 액정표시장치, 유기발광소자를 이용한 유기전계발광표시장치, 플라즈마 패널을 이용한 PDP 및 전자방출소자를 이용한 전자방출표시장치 등이 알려져 있다. 또한, 평판 표시장치 중 전자방출표시장치는 액정표시장치의 백라이트부로 사용할 수도 있다.
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전자방출표시장치는 영상신호를 통해 방출되는 전자의 양을 조절하기 위하여, 일반적으로 펄스 폭 변조(Pulse Width Modulation)방식을 이용하여 펄스폭이 길면 전자가 방출되는 시간이 길어 고휘도를 표현할 수 있으며, 펄스폭이 짧으면 전자가 방출되는 시간이 짧아 저휘도를 표현하게 된다.
도 1a 내지 도 1d는 전자방출표시소자에 전달되는 파형을 나타내는 파형도이다. 도 1a는 구동부에서 출력되는 입력파형의 입력시점을 나타내고 도 1b는 입력시점에서 전극에 충전되는 전압을 나타낸다. 그리고, 도 1c는 구동부에서 출력되는 입력파형의 종료시점을 나타내고, 도 1d는 종료시점에서 전극에 충전되는 전압을 나타낸다. 도 1a 내지 도 1d를 참조하여 설명하면, 전자방출표시소자의 광원부에는 저항성분과 캐패시터 성분이 있어 신호의 왜곡이 발생하게 되어 입력파형이 도 1a와 같이 형성되어도 저항성분과 캐패시터에 의해 하기의 수학식 1과 같이 동작하여 도 1b와 같이 왜곡이 발생하게 된다.
Figure 112007057534128-pat00001
여기서, V(ic)는 캐패시터에 충전되는 전압을 의미하고, Vin은 캐패시터에 입력되는 전압을 나타낸다.
그리고, 도 1c와 같이 구동부에서 전달되더라도 저항성분과 캐패시터 성부에 의해 하기의 수학식 2와 같이 동작하여 광원부에 입력은 도 1d 처럼 왜곡이 나타나게 된다.
Figure 112007057534128-pat00002
여기서, V(oc)는 캐패시터에 방전되는 전압을 의미하고, Vin은 캐패시터에 입력되는 전압을 나타낸다.
상기의 수학식 1과 수학식 2에 의하면, 신호의 왜곡은 저항성분과 캐패시터 성분이 크면 더 크게 나타나게 되며, 이러한 신호의 왜곡이 크면 펄스폭을 조절하여 계조를 표현하는 경우에 사용자가 원하는 계조를 표현하지 못하게 되는 문제점이 있다.
또한, 동일한 라인에 전달되는 구동파형의 펄스폭의 왜곡 정도가 달라져 구동파형을 전달하는 구동부와 가까운 부분과 먼 부분의 휘도가 달리 표현되어 광원부에서 발광하는 빛의 휘도는 영역별로 차이가 발생하는 문제점이 있다.
본 발명의 목적은 구동파형이 기울기를 갖도록 하여 신호의 왜곡을 줄여 계조표현을 원활히 할 수 있도록 하는 전자방출표시소자 및 이를 이용한 액정표시장치를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 전자방출표시소자는, 복수의 게이트 전극과 복수의 캐소드 전극을 포함하며, 상기 게이트 전극과 상기 캐소드 전극의 전압에 대응하여 전자를 방출하며, 방출된 전자가 애노드 전극에 부딪혀 발광하는 광원부; 상기 게이트 전극에 구동파형을 전달하는 게이트 구동부; 및 상기 캐소드 전극에 구동파형을 전달하는 캐소드 구동부를 포함하되, 상기 게이트 구동부와 상기 캐소드 구동부 중 적어도 하나의 구동부에서 발생되는 구동파형은 사다리꼴 파형인 것을 특징으로 하는 전자방출표시소자를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 액정표시장치는, 복수의 액정셀을 포함하며, 데이터신호와 주사신호에 의해 선택적으로 전달받은 광원을 투과 또는 차단하여 화상을 표현하는 화소부; 상기 화소부에 상기 데이터신호를 전달하는 데이터구동부; 상기 화소부에 상기 주사신호를 전달하는 주사구동부; 및 상기 화소부에 상기 광원을 전달하는 백라이트부를 포함하되, 상기 백라이트부는 복수의 게이트 전극과 복수의 캐소드 전극을 포함하며, 상기 게이트 전극과 상기 캐소드 전극의 전압에 대응하여 전자를 방출하며, 방출된 전자가 애노드 전극에 부딪혀 발광하는 광원부; 상기 게이트 전극에 구동파형을 전달하는 게이트 구동부; 및 상기 캐소드 전극에 구동파형을 전달하는 캐소드 구동부를 포함하되, 상기 게이트 구동부와 상기 캐소드 구동부 중 적어도 하나의 구동부에서 발생되는 구동파형은 사다리꼴 파형인 것을 특징으로 하는 액정표시장치를 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 전자방출표시소자를 및 이를 이용한 액정표시장치에 의하면, 구동파형이 저항성분과 캐패시터 성부에 의해 왜곡되는 것을 방지하여 계조표현을 원활히 할 수 있으며 구동부와 가까운 영역과 먼 영역에 전달되는 신호가 동일하게 되어 광원부에서 방출되는 빛이 영역과 관계없이 균일하게 방출될 수 있도록 한다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 2a 내지 도 2f는 본 발명에 따른 전자방출표시소자에 전달되는 구동파형을 나타내는 파형도이다. 도 2a는 구동부에서 출력되는 구동파형이 사다리꼴 파형인 것을 나타내며 도 2b는 출력되는 구동파형이 사다리꼴 파형일 경우 전극에 충방전되는 구동파형을 나타내며, 도 2c는 구동부에서 출력되는 구동파형이 삼각파형인 것을 나타내며 도 2d는 출력되는 구동파형이 삼각파형일 때 전극에 충방전되는 구동파형을 나타내며, 도 2e는 구동부에서 출력되는 구동파형이 반정현파형인 것을 나타내며 도 2f는 구동파형이 반정현파형일 때 전극에 충방전되는 구동파형을 나타낸다.
도 2a 내지 도 2f를 참조하여 설명하면, 파형의 왜곡현상은 파형의 증가시간(Rising Time) 또는 하강시간(Falling Time)과 밀접한 관계를 갖게 되는데, 라이징 타임 또는 폴링 타임이 짧을 수록 파형의 왜곡현상이 더 크게 나타난다. 따라서, 입력파형이 도 2a 내지 도 2d에 도시되어 있는 것과 같이 임펄스 파형인 경우 증가시간과 하강시간이 매우 짧게 나타난다. 이러한 관계에 의해 상기의 수학식 1과 수학식 2를 살펴보면 증가시간과 하강시간이 짧은 경우 파형의 딜레이가 매우 심하게 나타나게 된다.
하지만, 도 2a, 도 2c, 도 2e에 도시되어 있는 것과 같이 입력파형이 사다리꼴 파형, 삼각파형 및 반정현파형 중 어느 하나의 파형을 갖는다면, 증가시간과 하강시간이 충분히 길어 파형의 딜레이가 크게 나타나지 않게 되어 전극에 형성되어 있는 저항성분과 캐패시터 성분에 의한 파형의 왜곡이 나타나지 않아 구동부와 가까운 전극에 전달되는 구동파형과 구동부와 먼쪽에 있는 전극에 전달되는 구동파형은 그 차이가 적게 나타나 휘도의 차이가 발생하지 않게 된다.
도 3는 본 발명에 따른 전자방출표시소자의 구조를 나타내는 구조도이다. 도 3을 참조하여 설명하면, 전자방출표시장치는 광원부(10a), 캐소드 구동부(20a) 및 게이트 구동부(30a)를 포함한다.
광원부(10a)는 캐소드 전극(C1,C2...Cn)과 게이트 전극(G1,G2...Gn)이 교차 하는 부분에 복수의 광원(11a)이 형성되며 캐소드 전극(C1,C2...Cn)에서 방출된 전자가 애노드에 충돌하여 형광체가 발광함으로써 빛을 발광한다. 빛을 발광하는 양은 캐소드 전극(C1,C2...Cn)에서 방출된 전자의 양에 따라 결정되며 영상신호의 계조값에 대응하여 결정된다.
캐소드구동부(20a)는 캐소드 전극(C1,C2...Cn)과 연결되어 캐소드신호생성하여 광원부에 전달한다.
게이트구동부(30a)는 게이트 전극(G1,G2...Gn)과 연결되어 게이트신호를 생성하여 광원부(10a)에 전달하여 광원부(10a)를 라인 스캔 방식으로 수평라인 단위로 일정시간씩 순차적으로 발광시킴으로서 전체 화면을 표시하는 방식으로 회로 원가 및 소비전력을 줄이면서 구동할 수 있다.
캐소드 구동부(20a)와 게이트 구동부(30a) 중 어느 하나의 구동부에서 출력되는 캐소드 신호와 게이트 신호는 도 3에 도시된 것과 같이 사다리꼴 파형, 삼각파형 및 반정현파 파형 중 어느 하나의 파형을 가지도록 한다. 또한, 캐소드 구동부(20a)와 게이트 구동부(30a) 둘다 도 3에 도시된 것과 같이 사다리꼴 파형, 삼각파형 및 반정현파 파형 중 어느 하나의 파형을 가지도록 하는 것도 가능하다.
도 4는 본 발명에 따른 액정표시장치의 구조를 나타내는 구조도이다. 도 4를 참조하여 설명하면, 액정표시장치는 화소부(100), 데이터구동부(200), 주사구동부(300), 백라이트부(400)을 구비한다.
화소부(100)는 복수의 데이터선(D1,D2...Dm)과 복수의 주사선(S1,S2,...Sn) 이 교차하며 복수의 데이터선(D1,D2...Dm)과 복수의 주사선(S1,S2,...Sn)이 교차되는 영역에 복수의 화소(101)가 형성된다. 하나의 화소는 하나의 액정셀이 대응되며, 액정셀은 데이터선(D1,D2...Dm)과 주사선(S1,S2,...Sn)에 의해 데이터신호와 주사신호를 전달받아 액정셀의 액정의 배열을 조절하여 빛을 투과하거나 차단하여 화상을 표현할 수 있도록 한다. 그리고, 화소부(100)는 복수의 블럭으로 구분되어 블럭단위로 별도의 광원을 전달받아 화상을 표현할 수 있도록 하여 밝은 화상을 표현하는 블럭은 밝은 광원으로부터 빛을 전달받고 어두운화상을 표현하는 블럭은 어두운 광원으로부터 빛을 전달받아 한 화면에서 어두운부분과 밝은 부분을 별도의 밝기로 조절할 수 있도록 한다.
데이터구동부(200)는 복수의 데이터선(D1,D2...Dm)과 연결되어 복수의 데이터선(D1,D2...Dm)에 데이터신호를 전달하여 데이터신호가 화소(101)에 전달될 수 있도록 한다.
주사구동부(200)는 복수의 주사선(S1,S2,...Sn)과 연결되어 복수의 주사선(S1,S2,...Sn)에 주사신호를 전달하며 주사신호에 의해 선택된 화소(101)에 데이터신호가 전달될 수 있도록 한다.
백라이트부(400)는 빛을 생성하여 화소부에 전달하여 화소부(100)의 각각의 액정셀에서 백라이트부(400)에서 생성된 빛을 투과 또는 차단하여 영상을 표현할 수 있도록 한다. 이때, 백라이트부(400)는 도 3에 도시된 복수의 전자방출부를 포함하는 전자방출표시소자로 구성되며, 복수의 전자방출부가 복수의 광원으로 되어 각 광원이 하나의 블럭에 대응되어 블럭단위로 빛을 전달받을 수 있도록 한다. 그리고, 전자방출부는 탄소나노튜브(CNT)를 포함한다.
그리고, 백라이트부(400)는 화소부(100)가 한 프레임 구간 동안 발광하는 휘도에 대응하여 전체휘도를 조절할 수 있도록 한다. 즉, 한 프레임 구간동안 화소부의 각 화소에서 고휘도를 표현하는 화소가 많은 경우에 백라이트부(400)는 소정의 휘도보다 낮은 휘도로 발광하게 되고, 화소부(100)의 각 화소에서 저휘도를 표현하는 화소가 많은 경우에 백라이트부(400)는 소정의 휘도보다 높은 휘도로 발광하도록 한다. 따라서, 화소부(100)가 높은 휘도로 발광하는 경우에 백라이트부(400)의 휘도를 낮춰 표현되는 휘도를 일정정도 낮게 하여 눈부심을 방지하도록 하고 화소부(100)가 저휘도로 발광하는 경우 휘도를 일정정도 높게 하여 명암비를 높여 시인성이 높아질 수 있도록 한다. 그리고, 고휘도로 발광하게 되는 경우 휘도를 일정정도 낮게 하여 소비전력을 줄일 수 있게 된다.
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.
삭제
도 1a 내지 도 1d는 전자방출표시소자에 전달되는 파형을 나타내는 파형도이다.
도 2a 내지 도 2f는 본 발명에 따른 전자방출표시소자에 전달되는 구동파형을 나타내는 파형도이다.
도 3는 본 발명에 따른 전자방출표시소자의 구조를 나타내는 구조도이다.
도 4는 본 발명에 따른 액정표시장치의 구조를 나타내는 구조도이다.

Claims (8)

  1. 복수의 게이트 전극과 복수의 캐소드 전극을 포함하며, 상기 게이트 전극과 상기 캐소드 전극의 전압에 대응하여 전자를 방출하며, 방출된 전자가 애노드 전극에 부딪혀 발광하는 광원부;
    상기 게이트 전극에 구동파형을 전달하는 게이트 구동부; 및
    상기 캐소드 전극에 구동파형을 전달하는 캐소드 구동부를 포함하되,
    상기 게이트 구동부와 상기 캐소드 구동부 중 적어도 하나의 구동부에서 발생되는 구동파형은 사다리꼴 파형인 것을 특징으로 하는 전자방출표시소자.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 복수의 액정셀을 포함하며, 데이터신호와 주사신호에 의해 선택적으로 전달받은 광원을 투과 또는 차단하여 화상을 표현하는 화소부;
    상기 화소부에 상기 데이터신호를 전달하는 데이터구동부;
    상기 화소부에 상기 주사신호를 전달하는 주사구동부; 및
    상기 화소부에 상기 광원을 전달하는 백라이트부를 포함하되,
    상기 백라이트부는
    복수의 게이트 전극과 복수의 캐소드 전극을 포함하며, 상기 게이트 전극과 상기 캐소드 전극의 전압에 대응하여 전자를 방출하며, 방출된 전자가 애노드 전극에 부딪혀 발광하는 광원부;
    상기 게이트 전극에 구동파형을 전달하는 게이트 구동부; 및
    상기 캐소드 전극에 구동파형을 전달하는 캐소드 구동부를 포함하되,
    상기 게이트 구동부와 상기 캐소드 구동부 중 적어도 하나의 구동부에서 발생되는 구동파형은 사다리꼴 파형인 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  6. 삭제
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