專利名稱：場發(fā)射顯示器及其方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明主要涉及場發(fā)射顯示器，尤其涉及控制場發(fā)射顯示器中發(fā)射電流的方法和電路。
背景技術(shù)：
場發(fā)射顯示器(FED)是現(xiàn)有技術(shù)中眾所周知的。場發(fā)射顯示器包含構(gòu)成薄殼的陽極板和陰極板。陰極板包含由列導(dǎo)體和行導(dǎo)體組成的矩陣，用于使例如Spindt尖錐的電子發(fā)射結(jié)構(gòu)發(fā)射電子。FED進(jìn)一步包含了電子發(fā)射結(jié)構(gòu)和陰極板間的鎮(zhèn)流電阻，用于控制電子發(fā)射電流。通常，鎮(zhèn)流電阻的電阻值大于十兆歐姆。由于鎮(zhèn)流電阻的高電阻值，這些鎮(zhèn)流電阻難以制備，且對溫度高度敏感，因此隨溫度變化會使得電子發(fā)射結(jié)構(gòu)的電流發(fā)射不均勻。
場發(fā)射顯示器所面臨的另一個障礙是各個電子發(fā)射結(jié)構(gòu)的壽命差異問題。

發(fā)明內(nèi)容
因此，有必要提供控制場發(fā)射顯示器中發(fā)射電流的方法和裝置，以便克服之中的至少某些缺點。


圖1是分解等距視圖，根據(jù)本發(fā)明的一個實施例示出了場發(fā)射顯示器的示意電路；圖2是圖1中的場發(fā)射顯示器的等效電路圖；圖3是圖1中根據(jù)本發(fā)明的列導(dǎo)體驅(qū)動電路的電路圖；圖4是圖1中場發(fā)射顯示器的工作時序圖。
為舉例說明的簡單性和清楚性起見，圖示中的元件不必按尺寸畫出，不同圖例中的相同參考數(shù)字表示相同的元件。
具體實施例方式
本發(fā)明包含在顯示器工作壽命內(nèi)保持均勻發(fā)射電流的方法和場發(fā)射顯示器。該方法包含使用列導(dǎo)體驅(qū)動電路驅(qū)動FED的列導(dǎo)體和使用行導(dǎo)體驅(qū)動電路驅(qū)動FED的行導(dǎo)體，其中列導(dǎo)體驅(qū)動電路使列導(dǎo)體置為高電壓、低電壓或高阻態(tài)。此外，當(dāng)列導(dǎo)體驅(qū)動電路處于高阻態(tài)時，它監(jiān)視與之連接的列導(dǎo)體上的電壓。
當(dāng)列導(dǎo)體驅(qū)動電路和行導(dǎo)體驅(qū)動電路的輸出近似為0伏時，F(xiàn)ED關(guān)閉。當(dāng)列導(dǎo)體驅(qū)動電路處于高阻態(tài)且行導(dǎo)體處于高電壓水平時，與這個行導(dǎo)體和列導(dǎo)體相關(guān)的子象素發(fā)送發(fā)射電流。使特定行導(dǎo)體開啟子象素的電壓被看作為行選擇電壓。因為發(fā)射了電荷，與發(fā)射電子的電子發(fā)射結(jié)構(gòu)相關(guān)的列導(dǎo)體上的電壓上升。此電壓上升或變化由列導(dǎo)體驅(qū)動電路所監(jiān)視，并與預(yù)定的電壓相比較。這個預(yù)定的電壓也被認(rèn)為是一個亮度電壓值，且可以在顯示器啟動時就被確定了。一旦電壓上升達(dá)到所期望的值，即達(dá)到了所期望的亮度，列導(dǎo)體驅(qū)動器的輸出就從高阻態(tài)切換到高電壓狀態(tài)，因此調(diào)整了電子發(fā)射結(jié)構(gòu)的工作狀態(tài)。例如，電子發(fā)射結(jié)構(gòu)關(guān)閉從而使得子象素關(guān)閉。開啟和關(guān)閉這些像素最好在單幀時間內(nèi)發(fā)生。
列導(dǎo)體驅(qū)動電路能夠在幅度調(diào)制(AM)模式和動態(tài)脈沖寬度調(diào)制(PWM)模式下工作。在幅度調(diào)制模式下，與列導(dǎo)體相關(guān)的電容充電和放電至預(yù)選的電位。在AM模式下，具有強子象素的列被放電至正電壓，因此減少超出整個放電范圍的發(fā)射電流，而具有弱子象素的列被放電至0伏。在PWM模式下，發(fā)射強度較大的子象素的脈沖寬度比標(biāo)稱脈沖寬度短，發(fā)射強度弱的子象素的脈沖寬度卻長于標(biāo)稱脈沖寬度。
圖1是分解等距視圖，根據(jù)本發(fā)明的一個實施例示出了場發(fā)射顯示器(FED)10的示意電路。FED 10包含F(xiàn)ED器件11和控制FED器件11的發(fā)射電流的控制電路12。
FED器件11包含陰極板13和陽極板14。陰極板13包含基底16，它由玻璃、硅和類似的材料制成。第一列導(dǎo)體17、第二列導(dǎo)體18和第三列導(dǎo)體19布在基底16上。電介質(zhì)層21布在列導(dǎo)體17、18和19上，并進(jìn)一步確定了多個井22。
例如Sprindt尖錐的電子發(fā)射結(jié)構(gòu)24布在每個井22中。在電介質(zhì)層21上形成行導(dǎo)體27、28和29。行導(dǎo)體27、28和29與電子發(fā)射結(jié)構(gòu)24分隔并且接近。行導(dǎo)體27、28和29含有多個孔穴30，這些孔穴與對應(yīng)的井22和電子發(fā)射結(jié)構(gòu)24一起形成電流發(fā)射區(qū)31。列導(dǎo)體17、18和19以及行導(dǎo)體27、28和29用于對電子發(fā)射結(jié)構(gòu)24進(jìn)行選擇性尋址。
為了便于理解本發(fā)明，圖1僅描述了三個行導(dǎo)體和三個列導(dǎo)體。然而，希望明白的是，可以使用任意數(shù)目的行導(dǎo)體和列導(dǎo)體。例如，F(xiàn)ED器件行導(dǎo)體的數(shù)目可以是240，列導(dǎo)體的數(shù)目可以是960。制備可矩陣尋址的場發(fā)射顯示器的陰極板的方法是本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的。
陽極板14用于接收發(fā)射電流32，發(fā)射電流32由電子發(fā)射結(jié)構(gòu)24所發(fā)射的電子決定。陽極板14包含例如由玻璃制成的透明基底33。陽極板34布在透明的基底33上。陽極板34最好由透明導(dǎo)電材料制成，例如氧化銦錫這樣的材料。在優(yōu)選實施例中，陽極板34是與陰極板13的整個發(fā)射區(qū)相對的連續(xù)層。即，陽極板34最好與整個電子發(fā)射結(jié)構(gòu)24相對。
多個熒光體36布在陽極板34之上。熒光體36是陰極發(fā)光的。因此，熒光體36由發(fā)射電流32激活發(fā)光。制備可矩陣尋址場發(fā)射顯示器的陽極板的方法也是本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的。
根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，控制電路12包含行導(dǎo)體驅(qū)動電路37、38和39，以及列導(dǎo)體驅(qū)動電路47、48和49。行導(dǎo)體驅(qū)動電路37、38和39分別與行導(dǎo)體27、28和29相連。列導(dǎo)體驅(qū)動電路47、48和49分別與列導(dǎo)體17、18和19相連。
圖2是FED 10的示意圖。圖2所示的是列導(dǎo)體17、18和19，列導(dǎo)體驅(qū)動電路47、48和49，行導(dǎo)體27、28、和29，行導(dǎo)體驅(qū)動電路37、38和39的示意圖。應(yīng)當(dāng)理解的是，盡管僅給出三個行導(dǎo)體驅(qū)動電路和三個列導(dǎo)體驅(qū)動電路，行導(dǎo)體驅(qū)動電路的數(shù)目可以或多或少，列導(dǎo)體驅(qū)動電路的數(shù)目也可以或多或少。
圖2進(jìn)一步舉例說明了與FED 10的每行和每列相關(guān)的電子發(fā)射結(jié)構(gòu)、子象素電容和鎮(zhèn)流電阻。更具體地，與子象素50相關(guān)的子象素電容51、子象素鎮(zhèn)流電阻52、電子發(fā)射結(jié)構(gòu)24(27，17)與行導(dǎo)體27和列導(dǎo)體17相連。電子發(fā)射結(jié)構(gòu)24(27，17)被圖示成表示所有與子象素50相關(guān)的電子發(fā)射結(jié)構(gòu)的集總元件。應(yīng)當(dāng)理解的是，參考數(shù)字24通常被用來表示電子發(fā)射結(jié)構(gòu)。為了幫助解釋圖2中所示的實施例，電子發(fā)射結(jié)構(gòu)進(jìn)一步由參考數(shù)字24的下標(biāo)所標(biāo)識。例如，與行導(dǎo)體27和列導(dǎo)體17相關(guān)的電子發(fā)射結(jié)構(gòu)由參考數(shù)字24(27，17)標(biāo)識，與行導(dǎo)體28和列導(dǎo)體17相關(guān)的電子發(fā)射結(jié)構(gòu)由參考數(shù)字24(28，17)標(biāo)識，與行導(dǎo)體27和列導(dǎo)體18相關(guān)的電子發(fā)射結(jié)構(gòu)由參考數(shù)字24(27，18)標(biāo)識，等等。
圖中與子象素57相關(guān)的子象素電容53、子象素鎮(zhèn)流電阻54和電子發(fā)射結(jié)構(gòu)24(28，17)與行導(dǎo)體28和列導(dǎo)體17相連。電子發(fā)射結(jié)構(gòu)24(28， 17)被圖示成表示所有與子象素57相關(guān)的電子發(fā)射結(jié)構(gòu)的集總元件。
圖中與子象素58相關(guān)的子象素電容55、子象素鎮(zhèn)流電阻56和電子發(fā)射結(jié)構(gòu)24(29，17)與行導(dǎo)體29和列導(dǎo)體17相連。電子發(fā)射結(jié)構(gòu)24(29， 17)被圖示成表示所有與子象素58相關(guān)的電子發(fā)射結(jié)構(gòu)的集總元件。
圖中與子象素60相關(guān)的子象素電容61、子象素鎮(zhèn)流電阻62和電子發(fā)射結(jié)構(gòu)24(27，18)與行導(dǎo)體27和列導(dǎo)體18相連。電子發(fā)射結(jié)構(gòu)24(27， 18)被圖示成表示所有與子象素60相關(guān)的電子發(fā)射結(jié)構(gòu)的集總元件。
圖中與子象素67相關(guān)的子象素電容63、子象素鎮(zhèn)流電阻64和電子發(fā)射結(jié)構(gòu)24(28，18)與行導(dǎo)體28和列導(dǎo)體18相連。電子發(fā)射結(jié)構(gòu)24(28， 18)被圖示成表示所有與子象素67相關(guān)的電子發(fā)射結(jié)構(gòu)的集總元件。
圖中與子象素68相關(guān)的子象素電容65、子象素鎮(zhèn)流電阻66和電子發(fā)射結(jié)構(gòu)24(29，18)與行導(dǎo)體29和列導(dǎo)體18相連。電子發(fā)射結(jié)構(gòu)24(29， 18)被圖示成表示所有與子象素68相關(guān)的電子發(fā)射結(jié)構(gòu)的集總元件。
圖中與子象素70相關(guān)的子象素電容71、子象素鎮(zhèn)流電阻72和電子發(fā)射結(jié)構(gòu)24(27，19)與行導(dǎo)體27和列導(dǎo)體19相連。電子發(fā)射結(jié)構(gòu)24(27，119)被圖示成表示所有與子象素70相關(guān)的電子發(fā)射結(jié)構(gòu)的集總元件。
圖中與子象素77相關(guān)的子象素電容73、子象素鎮(zhèn)流電阻74和電子發(fā)射結(jié)構(gòu)24(28，19)與行導(dǎo)體28和列導(dǎo)體19相連。電子發(fā)射結(jié)構(gòu)24(28， 19)被圖示成表示所有與子象素77相關(guān)的電子發(fā)射結(jié)構(gòu)的集總元件。
圖中與子象素78相關(guān)的子象素電容75、子象素鎮(zhèn)流電阻76和電子發(fā)射結(jié)構(gòu)24(29，19)與行導(dǎo)體29和列導(dǎo)體19相連。電子發(fā)射結(jié)構(gòu)24(29， 19)被圖示成表示所有與子象素78相關(guān)的電子發(fā)射結(jié)構(gòu)的集總元件。
簡要參照圖3，所示的是根據(jù)本發(fā)明的各個列導(dǎo)體驅(qū)動電路47、48和49的實施例。換句話說，各個電路模塊47、48和49包括圖3所示的電路結(jié)構(gòu)。列導(dǎo)體驅(qū)動電路47、48和49均包含采樣保持電路80、比較器83、驅(qū)動控制電路82、三態(tài)驅(qū)動器83、一階串并轉(zhuǎn)換器87和校準(zhǔn)電路88。特別是，連接輸入端84以接收模擬視頻信號VIDA。采樣保持電路80的輸出端與比較器81的非反相輸入端86相連。比較器81的輸出端87與驅(qū)動控制電路82的輸入端111相連。驅(qū)動控制電路82包含幅度調(diào)制部分93和脈沖調(diào)制部分94。驅(qū)動控制電路82的輸出端89與三態(tài)驅(qū)動器83的輸入端90相連。如圖2所示，輸出端91與比較器81的反相輸入端92和列導(dǎo)體共連。
連接校準(zhǔn)電路88的輸入端95以接收起始信號，校準(zhǔn)電路88的輸出端96與比較器81的控制端97相連。校準(zhǔn)電路88的輸出端98與一階串并轉(zhuǎn)換器87的輸入端99相連。連接一階串并轉(zhuǎn)換器87的另一輸入端101以接收來自信道n-1的串行輸入。一階串并轉(zhuǎn)換器87的輸出端102與驅(qū)動控制電路82的輸入端103相連，并作為連接到信道n+1的串行輸出。一階串并轉(zhuǎn)換器87的輸出端110與驅(qū)動控制電路82的輸入端111連接。
工作時，當(dāng)顯示器10加電時，校準(zhǔn)電路88將參考信號經(jīng)控制端97發(fā)送給比較器81。此外，校準(zhǔn)電路88循環(huán)掃描顯示器10以顯示全白屏。尤其是，通過順序激活行導(dǎo)體驅(qū)動電路37、38和39來順序選擇顯示器10的行。當(dāng)選擇行導(dǎo)體驅(qū)動電路37時，它激活行導(dǎo)體27，而校準(zhǔn)電路88允許驅(qū)動控制電路82開啟與行導(dǎo)體27相連的子象素。例如，行導(dǎo)體驅(qū)動電路37在行導(dǎo)體27上提供約為80伏的電壓，而列導(dǎo)體驅(qū)動電路47、48和49在列導(dǎo)體17、18和19上分別提供約為0伏的電壓，從而使得子象素50、60和70導(dǎo)通電流。理想情況下，每個子象素發(fā)射足夠的電流來產(chǎn)生白信號。對于屬于強發(fā)射器的子象素，列驅(qū)動電路的輸出是出現(xiàn)的電壓高于參考電壓VREF，引起比較器觸發(fā)。于是，對于該子象素，在串并轉(zhuǎn)換器87中存儲一個邏輯高或“1”電壓水平。如果比較器不觸發(fā)，在串并轉(zhuǎn)換器87中針對該子象素存儲一個邏輯低或“0”電壓水平。在時序結(jié)束時，這個串行信息從列驅(qū)動寄存器流出并存儲在外存中(沒有示出)。例如，在時序結(jié)束時，子象素50、60和70的強度或亮度信息流入寄存器87。然后信息被發(fā)送到外存。
然后選擇下一行，繼續(xù)這個過程直至所有子象素被分類成強象素或弱象素。以這種方式，整個顯示器一次被映射一條掃描線，每個子象素輸出一個比特。這種映射需要一幀的時間，即一秒的六十分之一。一旦顯示器被映射，存于存儲器中的數(shù)據(jù)被附加到適當(dāng)數(shù)字視頻字節(jié)數(shù)據(jù)中(當(dāng)其流入顯示器時)。對于每個掃描行，列導(dǎo)體驅(qū)動電路知道被顯示的子象素是強子象素還是弱子象素。例如，如果邏輯“1”被附加到數(shù)字視頻字節(jié)中，子象素是強發(fā)射子象素，而如果邏輯“0”被附加到數(shù)字視頻字節(jié)中，子象素是弱發(fā)射子象素。
一旦顯示器已經(jīng)映射過，校準(zhǔn)電路88就處于非激活狀態(tài)。圖4的時序圖100圖解了在顯示模式下操作FED 10的方法。顯示模式的特征在于陽極板14上顯示圖象的產(chǎn)生。應(yīng)當(dāng)理解的是，圖4所示的時序圖100與圖1、2和3一起描述。圖4中示出了子象素50、57和58的選擇性尋址和激活過程。應(yīng)當(dāng)理解，能夠通過激活行導(dǎo)體驅(qū)動電路48和49以類似方式選擇子象素60、67、68、70、77和78。在時刻t0，通過驅(qū)動列導(dǎo)體驅(qū)動電路47、48和49及行導(dǎo)體驅(qū)動電路37、38和39的輸出電壓到低于對應(yīng)電子發(fā)射結(jié)構(gòu)的閾值電壓，所有的顯示器電容都放電至0伏。舉例來說，列導(dǎo)體驅(qū)動電路47、48和49的輸出電壓及行導(dǎo)體驅(qū)動電路37、38和39的輸出電壓都驅(qū)動到0伏。而且，節(jié)點101、102、103、104、105、106、107、108和109都被驅(qū)動至0伏。因此，電容51、53、55、61、63、65、71、73和75均具有基本為0伏的電壓。
在時刻t1列導(dǎo)體驅(qū)動電路47、48和49處于高阻態(tài)，因此與FED10沒有進(jìn)行電連接。應(yīng)該注意的是，時序圖100僅給出列導(dǎo)體驅(qū)動電路47置為高阻態(tài)的情形。
于是，如圖4中時序圖100所示，行導(dǎo)體驅(qū)動電路37、38和39順序地被激活。在時刻t1，行導(dǎo)體驅(qū)動電路37、38和39輸出為，例如0伏。這使得行導(dǎo)體27、28和29上的電壓分別為0伏。而列導(dǎo)體驅(qū)動電路47、48和49的輸出保持高阻態(tài)。
在時刻t2，行導(dǎo)體驅(qū)動電路37被激活，并在行導(dǎo)體27上提供高于電子發(fā)射結(jié)構(gòu)的閾值電壓的電壓。舉例來說，行導(dǎo)體27上的電壓是80伏。行導(dǎo)體驅(qū)動電路38和39分別繼續(xù)將行導(dǎo)體28和29上的電壓保持為0伏。
應(yīng)當(dāng)明白的是，電容53和55被有效并聯(lián)，并且具有有效電容Ceff17。在典型的FED中，會有多于三個的行導(dǎo)體。因此，有效電容Ceff17的電容值通常遠(yuǎn)大于電容51的電容值。而且，鎮(zhèn)流電阻54和56被有效并聯(lián)，具有有效電阻值Reff17，這個電阻值通常遠(yuǎn)小于電阻52的電阻值。更具體地，有效電容Ceff17和有效電阻Reff17分別由下列式子給出Ceff17＝(n-1)*Cact17Reff17＝1/(n-1)*Ract17其中Cef17表示與列導(dǎo)體17相連的、具有0伏電壓的(n-1)個行導(dǎo)體的相關(guān)集總電容；Cact17表示與列導(dǎo)體17相連的單激活行導(dǎo)體的相關(guān)電容；Reff17表示與列導(dǎo)體17相連的、具有0伏電壓的(n-1)個行導(dǎo)體的相關(guān)集總鎮(zhèn)流電阻；Ract17表示與列導(dǎo)體17相連的單激活行導(dǎo)體的相關(guān)鎮(zhèn)流電阻；n是FED 10的行導(dǎo)體的數(shù)目。
應(yīng)當(dāng)理解的是，每個列導(dǎo)體具有類似的相關(guān)有效電容和相關(guān)有效鎮(zhèn)流電阻。例如，當(dāng)除開行導(dǎo)體中的一個之外其它均被激活時，與列導(dǎo)體18相關(guān)的有效電容和有效鎮(zhèn)流電阻由下式給出Ceff18＝(n-1)*Cact18Reff18＝1/(n-1)*Ract18其中Ceff18表示與列導(dǎo)體18相連的、具有0伏電壓的(n-1)個行導(dǎo)體的相關(guān)集總電容；Cact18表示與列導(dǎo)體18相連的單激活行導(dǎo)體的相關(guān)電容；Reff18表示與列導(dǎo)體18相連的、具有0伏電壓的(n-1)個行導(dǎo)體的相關(guān)集總鎮(zhèn)流電阻；Ract18表示與列導(dǎo)體18相連的單激活行導(dǎo)體的相關(guān)鎮(zhèn)流電阻；n是FED 10的行導(dǎo)體的數(shù)目。
與列導(dǎo)體19相關(guān)的有效電容和有效鎮(zhèn)流電阻由下式給出Ceff19＝(n-1)*Cact19Reff19＝1/(n-1)*Ract19其中Ceff19表示與列導(dǎo)體19相連的、具有0伏電壓的(n-1)個行導(dǎo)體的相關(guān)集總電容；Cact19表示與列導(dǎo)體19相連的單激活行導(dǎo)體的相關(guān)電容；Reff19表示與列導(dǎo)體19相連的、具有0伏電壓的(n-1)個行導(dǎo)體的相關(guān)集總鎮(zhèn)流電阻；Ract19表示與列導(dǎo)體19相連的單激活行導(dǎo)體的相關(guān)鎮(zhèn)流電阻；n是FED 10的行導(dǎo)體的數(shù)目。
回到對例如子象素50的子象素的操作的描述，電容51和Ceff17構(gòu)成電容分壓器網(wǎng)絡(luò)。由于電容Ceff17的電容值比電容51的電容值大很多，節(jié)點101處的電壓保持約為0伏，行導(dǎo)體驅(qū)動電路37的所有電壓基本上都出現(xiàn)在電容51上，如果行導(dǎo)體上的電壓高于電子發(fā)射結(jié)構(gòu)24(27， 17)的閾值電壓，電子發(fā)射結(jié)構(gòu)24(27，17)發(fā)射電子，因此電容51放電，而有效電容Ceff17充電。因此節(jié)點101處的電壓增加，減少了電子發(fā)射結(jié)構(gòu)24(27，17)上的電壓。當(dāng)電子發(fā)射結(jié)構(gòu)24(27，17)上的電壓減少到低于閾值電壓的值時，電子發(fā)射結(jié)構(gòu)24(27，17)停止發(fā)射電子，即關(guān)閉。
當(dāng)列導(dǎo)體驅(qū)動電路處于高阻態(tài)并且電子發(fā)射結(jié)構(gòu)正發(fā)射電流時，比較器電路81(圖3所示)與輸出端91一起監(jiān)視列導(dǎo)體上的電壓。在列導(dǎo)體上所測得的電壓的變化與電子發(fā)射結(jié)構(gòu)所發(fā)射的電荷成比例。例如，列導(dǎo)體驅(qū)動電路47將列導(dǎo)體17上所測得電壓的變化與一個同子象素50的期望強度成比例的電壓相比較，這個成比例電壓可通過以前參照圖2描述的方式確定。在已經(jīng)發(fā)射了適當(dāng)量的電荷之后，列導(dǎo)體驅(qū)動電路47關(guān)閉子象素50。
對于子象素50，當(dāng)電子發(fā)射結(jié)構(gòu)24(27，17)正發(fā)射電流時，節(jié)點101處電荷的變化由下列關(guān)系式給出q＝*Cact17*ΔV101其中q是電子發(fā)射結(jié)構(gòu)24(27，17)所發(fā)射的電荷總量；Cact17是與列導(dǎo)體17相連的被激活行導(dǎo)體的相關(guān)電容；ΔV101為節(jié)點101處的電壓變化值。
列導(dǎo)體驅(qū)動電路47包含幅度調(diào)制部分93，使得電容51放電至預(yù)選的電壓而不是0伏。于是，具有強子象素，即強電子發(fā)射結(jié)構(gòu)的列導(dǎo)體放電至正電壓，因此與當(dāng)電容51具有0伏的放電電壓時所釋放的電量相比，減少了所釋放的發(fā)射電流。具有弱發(fā)射子象素，即弱電子發(fā)射結(jié)構(gòu)的列導(dǎo)體放電至0伏。
例如，通過顯示一全白幀并且確定哪些電子發(fā)射結(jié)構(gòu)切換或觸發(fā)比較器，確定電子發(fā)射結(jié)構(gòu)的強弱可在給FED 10加電時進(jìn)行。產(chǎn)生切換的電子發(fā)射結(jié)構(gòu)是強電子發(fā)射結(jié)構(gòu)，而不產(chǎn)生切換的電子發(fā)射結(jié)構(gòu)是弱電子發(fā)射結(jié)構(gòu)。強和弱電子發(fā)射結(jié)構(gòu)的位置可以存儲在存儲器位置中。
在電子發(fā)射結(jié)構(gòu)24(27，17)已經(jīng)發(fā)射出所期望的電流之后，通過將列導(dǎo)體驅(qū)動電路47從高阻態(tài)切換到高電壓狀態(tài)，關(guān)閉電子發(fā)射結(jié)構(gòu)24(27，17)。這就是圖4中時刻t3所示的情形。在該時刻，由于當(dāng)列導(dǎo)體驅(qū)動電路47的輸出切換到高電壓狀態(tài)時電容Ceff17開始充電，節(jié)點101處的電壓增加。
在時刻t4，行導(dǎo)體驅(qū)動電路37的輸出電壓從高電壓狀態(tài)，即80伏，切換到低電壓狀態(tài)，即0伏；因此與列導(dǎo)體17相關(guān)的電容51、53和55放電。
在時刻t5，列導(dǎo)體驅(qū)動電路47處于高阻態(tài)，而行導(dǎo)體驅(qū)動電路38的輸出電壓從低電壓狀態(tài)，即0伏切換到高電壓狀態(tài)，即80伏。列導(dǎo)體驅(qū)動電路47監(jiān)視列導(dǎo)體17上的電壓，電子發(fā)射結(jié)構(gòu)24(28，17)發(fā)射電流。列導(dǎo)體驅(qū)動電路47將列導(dǎo)體17上所測得的電壓變化與一個同子象素57的期望強度成比例的電壓相比較，其中通過前面參照圖2描述的方式確定成比例電壓。在已經(jīng)發(fā)射了適當(dāng)量的電荷之后，列導(dǎo)體驅(qū)動電路48關(guān)閉子象素57。對于子象素57，當(dāng)電子發(fā)射結(jié)構(gòu)24(28， 17)發(fā)射電流時，節(jié)點104處電荷的變化由下列關(guān)系式給出q＝*Cact17*ΔV104q是電子發(fā)射結(jié)構(gòu)24(28，17)所發(fā)射的電荷總量；Cact17是與列導(dǎo)體17相連的被激活行導(dǎo)體的相關(guān)電容；ΔV104為節(jié)點104處的電壓變化值。
在電子發(fā)射結(jié)構(gòu)24(28，17)已經(jīng)發(fā)射出所期望的電流之后，通過將列導(dǎo)體驅(qū)動電路47從高阻態(tài)切換到高電壓狀態(tài)，關(guān)閉電子發(fā)射結(jié)構(gòu)24(28，17)。這就是圖4中時刻t6所示的情形。
在時刻t7，行導(dǎo)體驅(qū)動電路38的輸出電壓從高電壓狀態(tài)，即80伏切換到低電壓狀態(tài)，即0伏；因此與列導(dǎo)體17的相關(guān)電容51、53和55放電。
在時刻t8，列導(dǎo)體驅(qū)動電路47處于高阻態(tài)，而行導(dǎo)體驅(qū)動電路39的輸出電壓從低電壓狀態(tài)，即0伏切換到高電壓狀態(tài)，即80伏。列導(dǎo)體驅(qū)動電路47監(jiān)視列導(dǎo)體17上的電壓，電子發(fā)射結(jié)構(gòu)24(29，17)發(fā)射電流。列導(dǎo)體驅(qū)動電路47將列導(dǎo)體17上所測得的電壓變化與一個同子象素58的期望強度成比例的電壓相比較，其中通過前面參照圖2描述的方法確定成比例電壓。在已經(jīng)發(fā)射了適當(dāng)量的電荷之后，列導(dǎo)體驅(qū)動電路48關(guān)閉子象素58。對于子象素58，當(dāng)電子發(fā)射結(jié)構(gòu)24(29， 17)發(fā)射電流時，節(jié)點107處電荷的變化由下列關(guān)系式給出q＝*Cact17*ΔV107q是電子發(fā)射結(jié)構(gòu)24(29，17)所發(fā)射的電荷總量；Cact17是與列導(dǎo)體17相連的被激活的行導(dǎo)體的相關(guān)電容；ΔV107為節(jié)點107處的電壓變化值。
在電子發(fā)射結(jié)構(gòu)24(29，17)已經(jīng)發(fā)射出所期望的電流之后，通過將列導(dǎo)體驅(qū)動電路47從高阻態(tài)切換到高電壓狀態(tài)，關(guān)閉電子發(fā)射結(jié)構(gòu)24(29，17)。這就是圖4中時刻t9所示的情形。應(yīng)當(dāng)注意到，在時刻t9，行導(dǎo)體驅(qū)動電路39的輸出電壓從高電壓狀態(tài)，即80伏切換到低電壓狀態(tài)，即0伏；因此與列導(dǎo)體17有關(guān)的電容51、53和55放電。
從時序圖100中能夠看出，本發(fā)明的另一個益處是除利用幅度調(diào)制來控制發(fā)射電流之外，可以根據(jù)每個列導(dǎo)體驅(qū)動電路的脈沖寬度調(diào)制部分94進(jìn)行脈沖寬度調(diào)制。例如，假定時序圖100中示出的定時和可變脈沖寬度，并且假定子象素50、57和58的期望強度相同。列導(dǎo)體驅(qū)動電路47處于高阻態(tài)的時間量最少是時刻t5和時刻t6之間的時間間隔，最多是時刻t8和時刻t9之間時間間隔。因此，電子發(fā)射結(jié)構(gòu)24(28， 17)強于電子發(fā)射結(jié)構(gòu)24(29，17)。換句話說，子象素57是比子象素58發(fā)射能力強的子象素。子象素51的發(fā)射強度在子象素57和58之間。因此，列導(dǎo)體驅(qū)動電路以脈沖寬度調(diào)制模式工作，從而改進(jìn)FED 10的亮度均勻性。
盡管僅描述了子象素50、57和58的工作方式，然而應(yīng)當(dāng)理解，F(xiàn)ED 10的其它子象素節(jié)點，即節(jié)點104、105、106、107、108和109處的電壓變化直接成比例于同特定節(jié)點相關(guān)的電子發(fā)射結(jié)構(gòu)，即24(28， 17)、24(28，18)、24(28，19)、24(29，17)、24(29，18)、24(29，19)所發(fā)射的電荷總量，并且工作方式類似于參照子象素60、67、68、70、77和78所描述的方式。
至此應(yīng)當(dāng)理解，已經(jīng)描述了使用幅度調(diào)制方式和脈沖寬度調(diào)制方式控制其亮度的場發(fā)射顯示器。FED包括控制電路，該控制電路包含監(jiān)視列導(dǎo)體上電壓的三態(tài)驅(qū)動器，并且使用脈沖寬度調(diào)制控制電子發(fā)射結(jié)構(gòu)所發(fā)射的電流。此外，控制電路還包含幅度調(diào)制部分，該部分控制與列導(dǎo)體相關(guān)的電容的充電水平。
雖然前面示出和描述了本發(fā)明的具體實施例，然而本領(lǐng)域技術(shù)人員可以得出其它修改和改進(jìn)。應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明并不限于所示的特殊形式，而是通過附加的權(quán)利要求覆蓋了所有不背離本發(fā)明宗旨和范圍的修改。例如，可以使用微處理器實現(xiàn)行和列導(dǎo)體驅(qū)動電路。此外，列導(dǎo)體驅(qū)動電路能夠被設(shè)計成使用電壓的變化率來控制亮度的均勻性。
權(quán)利要求
1.操作場發(fā)射顯示器的方法，場發(fā)射顯示器具有多個在其上布有電子發(fā)射結(jié)構(gòu)的列導(dǎo)體，和多個在其中形成孔穴的行導(dǎo)體，其中列導(dǎo)體驅(qū)動電路與多個列導(dǎo)體中的第一列導(dǎo)體相連，多個列導(dǎo)體和多個行導(dǎo)體一起形成子象素，該方法包括使電子發(fā)射結(jié)構(gòu)的一部分發(fā)射電子，從而確定發(fā)射電流；測量多個列導(dǎo)體中至少一個列導(dǎo)體上的信號變化，從而確定測量電壓變化；將測量電壓變化與強度電壓值相比較，從而確定調(diào)整電壓值；根據(jù)調(diào)整電壓值調(diào)整正發(fā)射電子的該部分電子發(fā)射結(jié)構(gòu)的工作狀態(tài)。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中使該部分電子發(fā)射結(jié)構(gòu)發(fā)射電子包括將行選擇電壓提供到多個行導(dǎo)體中的行導(dǎo)體。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其中使該部分電子發(fā)射結(jié)構(gòu)發(fā)射電子包括將列導(dǎo)體驅(qū)動電路置為高阻態(tài)。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其中測量多個列導(dǎo)體中至少一個列導(dǎo)體上的信號變化包含測量列導(dǎo)體電壓變化。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其中調(diào)整工作狀態(tài)包含使至少一個電子發(fā)射結(jié)構(gòu)不活躍。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其中調(diào)整包含使用幅度調(diào)制改變從預(yù)定電子發(fā)射結(jié)構(gòu)的電子的發(fā)射。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其中調(diào)整包含使用脈沖寬度調(diào)制增加從預(yù)定電子發(fā)射結(jié)構(gòu)的電子的發(fā)射。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其中在單個信號幀的時間內(nèi)進(jìn)行調(diào)整。
9.如權(quán)利要求1所述的方法，其中調(diào)整包含使用脈沖寬度調(diào)制增加從預(yù)定電子發(fā)射結(jié)構(gòu)的電子的發(fā)射。
10.操作場發(fā)射顯示器的方法，場發(fā)射顯示器具有第一導(dǎo)體，第一導(dǎo)體通過第一電容與第二導(dǎo)體相連，通過第二電容與第三導(dǎo)體相連，其中第一導(dǎo)體驅(qū)動電路與第一導(dǎo)體相連，多個電子發(fā)射結(jié)構(gòu)布在第一導(dǎo)體上，第二導(dǎo)體驅(qū)動電路與第二導(dǎo)體相連，該方法包括使多個電子發(fā)射結(jié)構(gòu)發(fā)射電子，從而確定發(fā)射電流；當(dāng)發(fā)射電流已經(jīng)發(fā)射預(yù)定量的電流時，停止多個電子發(fā)射結(jié)構(gòu)的電子發(fā)射。
11.一種場發(fā)射顯示器，包括第一導(dǎo)體；與第一導(dǎo)體相連的第一導(dǎo)體驅(qū)動電路，第一導(dǎo)體驅(qū)動電路能夠在高阻態(tài)下工作；第二導(dǎo)體，第二導(dǎo)體通過第一電容與第一導(dǎo)體相連；與第二導(dǎo)體相連的第二導(dǎo)體驅(qū)動電路；第三導(dǎo)體，第三導(dǎo)體通過第二電容與第一導(dǎo)體相連；與第三導(dǎo)體相連的第三導(dǎo)體驅(qū)動電路；布置在第一導(dǎo)體上的多個電子發(fā)射結(jié)構(gòu)。
全文摘要
操作場發(fā)射顯示器(10)的方法，和具有多個列導(dǎo)體(17、18、19)的場發(fā)射顯示器(10)，在其列導(dǎo)體上布有電子發(fā)射結(jié)構(gòu)(24)。列導(dǎo)體驅(qū)動電路(47、48、49)分別與列導(dǎo)體(17、18、19)相連，行導(dǎo)體驅(qū)動電路(37、38、39)分別與行導(dǎo)體(27、28、29)相連以形成子象素(50、57、58、60、67、68、70、77、78)。列導(dǎo)體驅(qū)動電路(47、48、49)和行導(dǎo)體驅(qū)動電路(37、38、39)一起使得電子發(fā)射結(jié)構(gòu)(24)發(fā)射電子。列導(dǎo)體驅(qū)動電路(47、48、49)測量列導(dǎo)體中的至少一個列導(dǎo)體上的信號變化，從而根據(jù)比較的結(jié)果調(diào)整電子發(fā)射結(jié)構(gòu)(24)的工作狀態(tài)。
文檔編號G09G3/20GK1459087SQ01815865
公開日2003年11月26日 申請日期2001年7月26日 優(yōu)先權(quán)日2000年9月8日
發(fā)明者羅伯特·T·史密斯 申請人:摩托羅拉公司