CN1737887A - 具有低背景亮度的电子发射装置 - Google Patents

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Abstract

一种电子发射装置(EED)，当数据没有提供给电子发射显示板时，可减小由阳极和极少量电子之间的电子碰撞引起的背景亮度，其包括：包括扫描电极、数据电极和阳极的电子发射显示板，根据该扫描电极和该数据电极之间的电压差，电子与该阳极碰撞；放电电流测量单元，适于测量该电子发射显示板的放电电流值；比较单元，适于输出与该测量放电电流值和输入参考值之间的电流差值成比例的控制信号；扫描电压控制单元，适于根据具有预定频率的扫描驱动信号，对顺序输出到该电子发射显示板的扫描电极线的扫描信号的输出电压进行放大，该扫描电压控制单元根据该比较单元的控制信号工作；和扫描驱动单元。

Description

具有低背景亮度的电子发射装置
本申请在这里参考、引入并要求在35U.S.C.§119下由分配序列号为KR 10-2004-0050477的韩国专利申请产生的权益，该申请于2004年6月30日向韩国知识产权局提出，标题为具有低背景亮度的电子发射装置。
技术领域
本发明涉及通过调节扫描信号电压控制背景亮度的电子发射装置(EED)，特别涉及一种减小扫描信号电压和数据电极线电压之间的电势差的EED，该电势差与放电电流成比例，当数据没有供给电子发射显示板时，由于少量电子和阳极之间的碰撞减小背景亮度。
背景技术
EED包括电子发射显示板和驱动电子发射显示板的驱动装置。当正电压施加于栅极、负电压施加于阴极而驱动装置将相对的正电压施加于该电子发射显示板的阳极时，电子从该阴极发射出来，并通过该栅极和该阴极之间的电势差向该阳极加速，然后，通过该电子碰撞该阳极的荧光单元(cell)产生光。
该电子发射显示板的栅极和阴极分别与数据电极线和扫描电极线之一电连接。向该扫描电极线连续提供扫描信号的过程中，如果具有正比于该亮度的电压的脉冲宽度或脉冲大小施加于该数据电极线，则通过与该扫描电极线相连的电极(栅极或阴极)和与该数据电极线相连的电极(阴极或栅极)之间的电势差从该阴极发射电子，该电子向该阳极加速。
该数据电极线和该扫描电极线位于该电子发射显示板的后面板(下板)上，该高电压阳极和该荧光单元位于该电子发射显示板的前面板(上板)上。为了迎合市场需求，已经对制造较薄的电子发射显示板进行了研究。
但是，由于该电子发射显示板的阳极在1-4KV的高电压下工作，当该电子发射显示板变得较薄时，即使该栅极和该阴极之间的电势差不超过放电点火电压Vth，也会产生从该阴极发射电子的趋势。即使没有数据信号施加于该电子发射显示板，即至少一帧或多于60帧没有施加(即施加“0”数据)时，电子从该阴极发射出来，并与该阳极的荧光单元碰撞。因此，电子发射显示板对于观察者来说呈灰色。下面，将没有施加数据时该板的亮度称为“背景亮度”。
因此，没有施加数据时，随着背景亮度增大，对比度降低，从而需要一种减小背景亮度的方法。
发明内容
本发明提供了一种EED面板，当没有数据施加于该电子发射显示板时，由于只有从阴极发射的少量电子和阳极之间的碰撞，该面板可减小背景亮度。
按照本发明的一个方面，所提供的电子发射装置(EED)包括：包括扫描电极、数据电极和阳极的电子发射显示板，根据该扫描电极和该数据电极之间的电势差，电子与该阳极碰撞；放电电流测量单元，适于测量该电子发射显示板的放电电流值；比较单元，适于输出与该测量放电电流值和输入参考值之间的电流差值成比例的控制信号；扫描电压控制单元，适于按照具有预定频率的扫描驱动信号，将顺序输出的扫描信号的输出电压放大到该电子发射显示板的扫描电极线，该扫描电压控制单元根据该比较单元的控制信号工作；扫描驱动单元，适于向该扫描电极线连续提供具有放大的输出电压的扫描信号，由于放大的输出电压，该扫描信号具有在该阳极和该扫描电极线之间变化的电势差。
优选地，该放电电流测量单元适于通过连接到该电子发射显示板的阳极，检测流经该阳极的电流。
优选地，该放电电流测量单元适于通过连接到该电子发射显示板的扫描电极，检测流经该扫描电极的电流。
该EED最好进一步包括位于该比较单元和该扫描电压控制单元之间的开关单元，该开关单元适于在预定图像数据的逻辑值为零时接通。
优选地，该开关单元适于在至少多于一帧图像数据为零时接通。
优选地，该开关单元适于在至少多于60帧图像数据为零时接通。
该扫描电压控制单元优选适于通过控制与该比较单元的控制信号成反比的扫描信号的输出电压的幅值，减小施加于该数据电极线的电压和该扫描信号的输出电压之间的电压差。
该EED最好进一步包括：照明检测单元，适于通过测量外部照明输出照明信号；和参考值控制单元，适于通过放大该照明信号生成该参考值，该参考值由比较单元从参考值控制单元所接收。
附图说明
结合附图参照以下详细描述，本发明更完整的说明和许多其它的优越性是显而易见的，相似的参考标记表示相同或相似的元件，其中：
图1是按照本发明的实施例的EED的框图；
图2是按照本发明的实施例的EED的普通栅极(normal-gate)电子发射显示板的透视图；
图3是按照本发明的实施例，EED的下栅极(under-gate)电子发射显示板的立体图；
图4是施加于电子发射显示板的数据电极线和扫描电极线的显示数据信号和扫描信号的波形图；
图5是施加于电子发射显示板的数据电极线和扫描电极线的显示数据信号和扫描信号的波形图；
图6是按照本发明的实施例，控制扫描信号的电压的EED的框图；
图7是按照本发明的实施例，控制扫描信号的电压的EED的框图。
具体实施方式
下面参照表示本发明典型实施例的附图对发明进行更具体地描述。
图1是EED的框图。参照图1，EED包括电子发射显示板10和驱动电子发射显示板10的驱动装置。该驱动装置包括图像处理单元15，面板控制单元16，扫描驱动单元17，数据驱动单元18和供电单元19。
图像处理单元15通过将外部模拟图像信号转换为数字信号，生成内部图像信号，例如红、绿和蓝图像数据，时钟信号以及垂直和水平同步信号。
面板控制单元16按照来自图像处理单元15的内部图像信号，输出由数据驱动控制信号SD和扫描驱动控制信号SS组成的驱动控制信号SD和SS。数据驱动单元18通过处理驱动控制信号SD和SS的数据驱动控制信号SD输出显示数据信号，并向电子发射显示板10的数据电极线CR1，……CBM施加输出的显示数据信号。进行处理之后，扫描驱动单元17向扫描电极线G1，……Gn施加来自面板控制单元16的驱动控制信号SD和SS的扫描驱动控制信号SS。扫描驱动单元17从供电单元19接收预定电压Vscan，以便将逻辑电平的低电压扫描信号增加到扫描电极线(栅极或阴极)中所需的电压。
供电单元19通过图像处理单元15、面板控制单元16、扫描驱动单元17、数据驱动单元18以及电子发射显示板10提供所需的电能。
图2是按照本发明的实施例，电子发射装置的普通栅极(normal-gate)电子发射显示板的透视图。
参照图2，在本发明的实施例中，电子发射显示板10的前面板2和后面板3由隔条S1至Si支撑。
后面板3包括后基板31，阴极线CR1，……，CBm，电子发射器ER11，……，EBnm以及栅极线G1，……，Gn。施加数据信号的阴极线CR1，……，CBm电连接于电子发射器ER11，……，EBnm。对应于电子发射器ER11，……，EBnm的通孔HR11，……，HBnm在第一绝缘层33和栅极线G1，……，Gn中形成。通孔HR11，……，HBnm在其上提供扫描信号的栅极线G1，……，Gn上跨过阴极线CR1，……，CBm的区域上形成。
前面板2包括透明基板21、阳极22、荧光单元FR11，……，FBnm。由电子发射器ER11，……，EBnm发射的1-4KV的高的正电压施加于阳极22。
例如，当数据电极线CR1，……，CBm连接于该阴极，扫描电极线G1，……，Gn连接于该栅极，且正电压施加于该阳极时，正电压通过扫描电极线G1，……，Gn施加于该栅极，负电压通过数据电极线CR1，……，CBm施加于该阴极，电子从该阴极发射出来向该栅极加速并会聚在阳极上。然后，该电子与直接设置于该阳极前方的荧光单元碰撞，从而从该荧光单元发射光。
图3是按照本发明的实施例，电子发射装置的下栅极(under-gate)电子发射显示板的透视图。
参照图3，图3的电子发射显示板与图2的电子发射显示板不同之处在于，栅极线G位于阴极线C下方。图3的后面板3包括后基板31、阴极线C、电子发射器E、绝缘层33以及栅极线G。
施加数据信号的阴极线C电连接于电子发射器E。通过绝缘层33延伸到电子发射器E的反电极T在栅极线G上形成。
如图3所示，在电子发射显示板中具有以下结构，栅极线G位于阴极线C下方，由于该栅极和该阴极之间的电势差而从该阴极发射的电子被略微拉向该栅极后，向前面板2的阳极加速。
前面板2包括前部透明基板21、阳极22以及荧光单元FR11，……，FBnm。由电子发射器ER11，……，EBnm发射的1-4KV的高的正电压施加于阳极22，以便将该电子向该荧光单元移动。
图4和图5是分别施加于电子发射显示板的数据电极线和扫描电极线的显示数据信号和扫描信号的波形图。
图4所示的波形一般可用于具有图2所示的结构的电子发射显示板，其中该扫描电极线连接于该栅极，该数据电极线连接于该阴极。然而，本发明不仅限于此。
如图4所示，当具有均匀宽度的正扫描信号顺序地并反复地施加于该扫描电极线时，根据亮度具有不同脉冲宽度PW的显示数据信号施加于该数据电极线中的一条。该显示数据信号由第一数据电压VD1和第二数据电压VD2组成，其中第一数据电压VD1大于放电点火电压Vth，第二数据电压VD2小于放电点火电压Vth。按照足够保持该扫描电极线的电压Vscan和第一数据电压VD1之间的电势差Vscan+VD1的脉冲宽度，即第一数据电压VD1的脉冲宽度，确定输出亮度。例如，如果第一数据信号数据[n]和第二数据信号数据[n+1]的灰度等级相等，则输出脉冲宽度相等，即PW[n]＝PW[n+1]。而且，如果第三数据信号数据[n+2]的灰度等级低，则输出脉冲宽度短，如果第四数据信号数据[n+3]的灰度等级高，则输出脉冲宽度长。
电子发射显示板10的厚度正比于前面板2与后面板3之间的间隔。因此，在未施加数据信号的周期中，也就是说保持第二数据电压VD2即数据信号为零的部分，由于施加于该阳极的高电压，由少量电子导致的发射产生对比度减小、背景亮度增大的问题。
因此，在本发明中，在该数据信号为零的部分，即保持第二数据电压VD2的部分，测量放电电流。然后按照测量结果减小该扫描信号的电压Vscan的幅值。
图5表示反转该扫描信号和该数据信号的极性，但按照与图4相同地施加信号时，该电子发射显示板的工作的波形图。图5的波形一般可施加于具有图3所示的结构的面板，其中该扫描电极线连接于该阴极，该数据电极线连接于该栅极。然而，本发明不仅限于此。
如图5所示，当具有均匀宽度的反转极性顺序地并反复地施加于该扫描电极线时，根据亮度具有不同脉冲宽度的显示数据信号施加于该数据电极线中的一条。该显示数据信号由第一数据电压VD1和第二数据电压VD2组成，其中第一数据电压VD1大于放电点火电压Vth，第二数据电压VD2小于放电点火电压Vth。按照足够保持该扫描电极线的电压Vscan和第一数据电压VD1之间的电势差Vscan+VD1的脉冲宽度，即第一数据电压VD1的脉冲宽度，确定输出亮度。
图6是按照本发明的实施例，能够控制扫描信号电压的电子发射装置的框图。本发明的电子发射装置根据具有预定频率的扫描驱动信号，顺序向电子发射显示板的扫描电极线输出扫描信号，其中该电子发射显示板包括扫描电极、数据电极以及阳极，由于该扫描电极和该数据电极之间的电势差，在发射的电子之间产生碰撞。按照本发明EED的基本原理是，当没有数据施加于该数据电极线时，通过将该数据电极的电势调节到接近于该扫描电极的电势，避免从扫描电极线上的电极发射电子。
参照图6，按照本发明的电子发射装置包括放电电流测量单元110，用于测量电子发射板10的放电电流值EC；比较单元150，通过接收放电电流值EC和参考值Sref，输出与放电电流值EC和参考值Sref之间的差值成比例的控制信号CS；扫描电压控制单元170，根据比较单元150的控制信号CS，对该扫描信号的输出电压Vscan进行放大，以提供电能；扫描驱动单元17，向该扫描电极线顺序提供具有放大的输出电压Vscan的扫描信号，其中该扫描电压和该阳极电压之间的电势差是变化的。
放电电流测量单元110可连接于阳极22，以检测流经电子发射显示板10的阳极22的电流。例如，放电电流测量单元110可以是在阳极2和供电单元19之间串联的安培计。
另一方面，放电电流测量单元110可连接于该扫描电极线，以测量流经该扫描电极的电流。例如，放电电流测量单元110可以是在该扫描电极线和供电单元19之间串联的安培计。如图2所示，如果栅极G位于阴极C中，由于该栅极优选是扫描电极线，阴极C优选连接于该数据电极线，因此放电电流测量单元110可测量该扫描电极线上的栅极的放电电流。
放电电流测量单元110测量阳极22或该扫描电极线中的电流，并输出与测量的电流成比例的放电电流值EC。放电电流值EC可以是与放电电流值EC或数字数据成比例的任何值。
比较单元150通过接收放电电流值EC和参考值Sref，输出与放电电流值EC和参考值Sref之间的差值成比例的控制信号。放电电流值EC和参考值Sref可以是模拟电压、模拟电流值或数字数据等。如果比较单元150为差动放大器，则输出的控制信号CS为与放电电流值EC和参考值Sref之间的电势差成比例的电压。
扫描电压控制单元170提供电源用于按照由比较单元150到扫描驱动单元17的电平移动器173的控制信号CS，将该扫描信号的输出电压Vscan放大。例如，扫描电压控制单元170通过控制该扫描信号的输出电压的幅度反比于比较单元150的控制信号CS，可减小该数据电极线的电压VD2和该扫描信号的输出电压Vscan之间的电势差|VD2|+|Vscan|。在这种情况下，随着阳极22中的放电电流值EC大于参考值Sref，控制信号CS增大，由于该扫描信号的输出电压Vscan与控制信号CS成反比，输出电压Vscan减小。因此，背景亮度随着该数据电极线的电压VD2和该扫描信号的输出电压Vscan之间的电势差|VD2|+|Vscan|而减小。
如图6所示，该EED可进一步包括开关单元160，其位于比较单元150和扫描电压控制单元170之间，在预定图像数据的逻辑值为零时接通。开关单元160可在大于至少一帧的图像数据为零时接通。开关单元160可查询帧存储器165的数据。例如，开关单元160可存取预定地址并读取相应的数据。开关单元160根据该数据决定开/关的原因在于，当该预定数据值不为零时，无需控制背景亮度。
另一方面，如图7所示，按照本发明的电子发射装置可进一步包括照明检测单元120，其通过测量外部光的照明，输出照明信号ILU，以及参考值控制单元130，通过放大照明信号ILU，生成参考值Sref。
照明检测单元120根据该电子发射装置外围的照明度，即外部光亮度，输出照明信号ILU。照明检测单元120可包括光电传感器。参考值控制单元130通过放大并输出从照明检测单元120接收到的照明信号ILU到比较单元150输入终端，而提供参考值Sref。如图7所示，由于当外围照明度低时，从该面板输出的背景亮度必须设定为低，因此具有照明检测单元120的电子发射装置可将提供给比较单元150的参考值Sref设定为低。相反地，由于当外围照明度高时，从该面板输出的背景亮度无需设定为低，因此可将提供给比较单元150的参考值Sref设定为高。
在扫描驱动单元17中，通过在移位寄存器171中按照扫描时钟(一般地，该频率与水平同步信号相同)顺序移位该扫描信号，按每次移位一个水平行输出该扫描信号。扫描驱动单元17的移位寄存器171对每个时钟移位该扫描信号。
在将来自扫描电压控制单元170的扫描信号增大到预定高电压Vscan之后，扫描驱动单元17的电平移位器173向该扫描电极顺序提供扫描信号(图2中的栅极或图3中的阴极)。
按照本发明的电子发射装置具有以下优越性。
第一，当数据没有提供给该数据电极线时，即当零数据连续提供给该数据电极线时，可阻止由该电子发射显示板生成的光。
第二，当没有数据提供给该电子发射显示板时，由少量与该阳极碰撞的电子产生的背景亮度，可以通过测量放电电流值并减小与该放电电流值成比例的该扫描电极电压和该数据电极电压之间的电势差，而得到消除。
第三，由于亮度影响裸眼，当该背景亮度高时，即使显示数据信号不为零，该电子发射显示板的对比度和清晰度也会降低。然而，按照本发明的EED，不仅当该显示数据信号为零时，而且当该显示数据信号不为零时，均改善了该电子发射显示板的对比度、清晰度以及图像质量。
由于本发明已经参照其实施例进行了特别的说明和描述，因此可以理解，对本领域普通技术人员来说，可在其中进行形式和细节上的各种修改而不偏离如权利要求所述的本发明的主旨和范围。

Claims (8)

1、一种电子发射装置(EED)，包括：
电子发射显示板，包括扫描电极、数据电极和阳极，根据该扫描电极和该数据电极之间的电势差，电子与该阳极碰撞；
放电电流测量单元，适于测量该电子发射显示板的放电电流值；
比较单元，适于输出与该测量的放电电流值和输入的参考值之间的电流差成比例的控制信号；
扫描电压控制单元，适于根据具有预定频率的扫描驱动信号，对顺序输出到该电子发射显示板的扫描电极线的扫描信号的输出电压进行放大，该扫描电压控制单元根据该比较单元的控制信号工作；和
扫描驱动单元，适于向该扫描电极线顺序提供具有放大的输出电压的扫描信号，由于放大的输出电压，该扫描信号在该阳极和该扫描电极线之间具有变化的电势差。
2、如权利要求1所述的EED，其中，该放电电流测量单元适于通过连接到该电子发射显示板的阳极，检测流经该阳极的电流。
3、如权利要求1所述的EED，其中，该放电电流测量单元适于通过连接到该电子发射显示板的扫描电极，检测流经该扫描电极的电流。
4、如权利要求1所述的EED，进一步包括位于该比较单元和该扫描电压控制单元之间的开关单元，该开关单元适于响应预定图像数据的逻辑值为零而接通。
5、如权利要求4所述的EED，其中，该开关单元适于响应至少多于一帧图像数据为零而接通。
6、如权利要求4所述的EED，其中，该开关单元适于响应至少多于60帧图像数据为零而接通。
7、如权利要求1所述的EED，其中，该扫描电压控制单元适于通过控制与该比较单元的控制信号成反比的扫描信号的输出电压的幅值，减小施加于该数据电极线的电压和该扫描信号的输出电压之间的电势差。
8、如权利要求1所述的EED，进一步包括：
照明检测单元，适于通过测量外部照明，输出照明信号；和
参考值控制单元，适于通过放大该照明信号生成该参考值，该参考值由比较单元从参考值控制单元所接收。
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