초록
능동제어형 전계방출 디스플레이의 전자공급원으로서 능동제어형 전계 에미터 어레이의 회로모델이 제안되었다. 능동제어형 전계 에미터 어레이는 전계방출을 안정화시키고 저전력구동을 위한 수소화 된 비정질 실리콘 박막 트랜지스터와 Spindt형 Mo 전계 에미터 어레이로 구성되었고 같은 유리기판 위에 제작되었다. 비정질 박막 트랜지스터와 Spindt형 Mo 전계 에미터 어레이의 전기적 특성으로부터 추출된 기본 모델 변수는 제안된 능동제어형 전계 에미터 어레이 회로모델에 입력되었고 SPICE 회로 시뮬레이터를 사용하여 특성을 분석하였다. 제작된 소자의 측정값과 DC 시뮬레이션 결과를 비교한 결과 두 값이 상당히 일치함으로써 등가회로 모델의 정확성을 확인하였다. 또한 제작된 소자의 transient 시뮬레이션 결과 전계 에미터 어레이의 게이트 커패시턴스와 TFT의 구동능력이 반응시간에 가장 크게 영향을 끼치고 있음을 확인하였다. 제작된 능동제어형 전계방출 에미터 어레이는 pulse width modulation으로 구동하는 경우 15㎲의 반응시간을 얻었고 이 값으로는 4bit/color의 계조(gray scale)표현이 가능하였다.
A circuit model for active-controlled field emitter array(ACFEA) as an electron source of active-controlled field emission display(ACFED) has been proposed. The ACFEA with hydrogenated amorphous silicon thin-film transistor(a-Si:H TFT) and Spindt-type molibdenum tips (Spindt-Mo FEA) has been fabricated monolithically on the same glass. A-Si:H TFT is used as a control device of field emitters, resulting in stabilizing emission current and lowering driving voltage. The basic model parameters extracted from the electrical characteristics of the fabricated a-Si:H TFT and Spindt-Mo FEA were implemented into the ACFEA model with a circuit simulator SPICE. The accuracy of the equivalent circuit model was verified by comparing the simulated results with the measured one through DC analysis of the ACFEA. The transient analysis of the ACFEA showed that the gate capacitance of FEA along with the drivability of TFT strongly affected the response time. With the fabricated ACFEA, we obtained a response time of 15$mutextrm{s}$, which was enough to make 4bit/color gray scale with the pulse width modulation (PWM).
