CN1841456A - 用于电子发射器件的驱动装置和驱动方法 - Google Patents

用于电子发射器件的驱动装置和驱动方法 Download PDF

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Abstract

一种用于电子发射器件的驱动装置和驱动方法，包括极性运算器，用于接收外部视频数据信号和水平同步信号，并响应该水平同步信号而产生极性控制信号。所述装置还包括：数据反相器，用于有选择地反相从极性运算器输出的视频数据；串并转换器，用于将从数据反相器输出的视频数据转换成并行数据；脉宽调制器，用于调制从串并转换器输出的并行数据的脉宽；和极性控制器，用于有选择地反相从脉宽调制器输出的信号。

Description

用于电子发射器件的驱动装置和驱动方法
技术领域
本发明涉及一种用于电子发射器件的驱动装置和驱动方法。
背景技术
在典型的平板显示器中，通过密封其间放置了横向壁(lateral wall)的两个衬底形成容器，在该容器内安排有适当的材料以便显示预期的图像。近来已经开发了诸如液晶显示器(LCD)、等离子面板(PDP)、电子发身器件等各种平板显示器。
特别是，与阴极射线管(CRT)类似，电子发射显示器使用电子束使荧光材料发光。由此，电子发射显示器具有CRT和平板显示器两者的优良品质，即低功耗和不会变形的图像显示。此外，由于电子发射显示器的快速响应时间、高亮度、细距和薄等，极大地期望将它们用做下一代的显示器。
通常，电子发射器件使用热阴极或冷阴极作为电子源，使用冷阴极的电子发射器件的类型包括场发射极阵列(FEA)型、表面传导发射极(SCE)型、金属绝缘材料(MIM)型、金属绝缘半导体(MIS)型冲击电子表面发射(BSE)型等。
电子发射显示器具有阴极、阳极和栅极的三极结构。具体地说，在表面上形成通常被用做扫描电极的阴极，而在阴极上按照顺序形成由空穴形成的绝缘层和通常被用做数据电极的栅极。然后，在孔穴内形成作为电子源的发射极。
在具有这种结构的电子发射显示器中，通过在其上聚焦高电场使发射极发射电子，这可以通过量子隧道效应来解释。通过在阴极和阳极之间施加的电压使从发射极发射的电子被加速，并与在阳极上提供的红、绿和蓝(RGB)荧光材料发生碰撞，从而该荧光材料发光，借此以显示预定的图像。
这里，当被发射的电子与荧光材料碰撞时显示的图像的亮度是根据输入数字视频信号的值变化的。具体地说，数字视频信号具有与红(R)、绿(G)和蓝(B)数据中的每一个对应的8位值。即，数字视频信号具有范围从0(00000000(2))到255(11111111(2))的值。这样，可以利用256个数字视频信号的值表示256个电平，颜色的亮度由该数字值表示。
通常，脉宽调制(PWM)方法或脉冲幅度调制(PAM)方法被用于控制由数字视频信号的值所表示的亮度。
PWM方法根据从数据电极驱动器输入的数字视频信号调制施加到数据电极的驱动波形的脉宽。当在可允许的最大接通时间内输入了值为255的数字视频信号时，脉宽被最大化，从而亮度被最大化。当数字视频信号的值为127时，脉宽被减小到最大脉宽的一半，由此，对应地控制亮度。
另一方面，PAM方法不考虑输入数字视频信号而保持脉宽恒定，并根据输入的数字视频信号调制脉冲电压电平，即，施加到数据电极上的驱动波形的脉冲幅值，由此，控制亮度。
图1示出了传统数据驱动器的输入/输出信号的波形。如其中所示，数据驱动器的输入/输出信号包括水平同步信号Hsync、极性控制信号POL、输入到数据驱动器的视频数据输入信号Input Data、和从数据驱动器输出的视频数据输出信号Driver Output。
与作为用于数据线的周期信号的水平同步信号对应地输入视频数据输入信号。这里，通过脉宽调制(PWM)方法将视频数据输入信号转换，以便具有对应的脉宽。
例如，在按照顺序输入其值为‘128’、‘64’、‘200’和‘100’的视频数据输入信号的情况下，视频数据输入信号被转换成具有与值‘128’、‘64’、‘200’和‘100’对应的“Ta”、“Tb”、“Tc”和“Td”的脉宽。这里，脉宽“Ta”、“Tb”、“Tc”和“Td”分别对应于亮度电平。
再有，极性控制信号被用于切换从数据驱动器输出的视频数据输出信号的极性。例如，当极性控制信号具有低电平和具有高电平的视频数据输入信号被输入给数据驱动器时，数据驱动器输出具有低电平的视频数据输出信号。
当视频数据输出信号具有“Ta”、“Tb”、“Tc”和“Td”的脉宽时，根据视频数据输出信号的分辨率确定切换频率。即，当分辨率增加时，切换频率变得较高，从而增加了功耗。
在用于具有矩阵结构的电子发射器件的驱动装置中，施加到数据线的视频信号被转换，以便与预定电压电平对应的脉宽，并与水平分辨率成比例地切换极性。由此，视频信号的极性切换数量对应于水平分辨率。
这里，可以利用下述等式计算电子发射器件的数据电极中的功耗。
P＝c×ΔV2×f
这里，P是数据电极的功耗，c是显示面板的行电容，ΔV是视频信号的电压改变，而f是切换频率。
因此，传统的驱动装置和驱动方法一般存在驱动电子发射器件的高功耗。
发明内容
因此，根据本发明的一个方面，用于电子发射器件的驱动装置和驱动方法包括在数据驱动器中提供的极性控制功能。具有调制脉宽的输出信号被切换得低于传统技术的频率，从而，减少了总的功耗。
根据本发明的一个方面，用于电子发射器件的驱动装置包括用于接收外部视频数据信号和水平同步信号、并响应该水平同步信号产生极性控制信号的极性运算器。数据反相器被耦合到极性运算器并选择地反相从极性运算器输出的视频数据。串并转换器被耦合到数据反相器并将从数据反相器输出的视频数据转换成并行数据。脉宽调制器被耦合到串并转换器，并对从串并转换器输出的并行数据的脉宽进行调制。极性控制器耦合到脉宽调制器，并选择地反相从脉宽调制器输出的信号。
根据本发明的一个实施例，极性运算器包括D触发器和数据确定器。
在本发明的另一个实施例中，驱动电子发射器件的方法包括与水平同步信号对应地切换极性控制信号并基于切换的极性控制信号选择地反相视频数据信号。多个行的每两行将视频数据信号的脉宽与经选择反相的视频数据信号的脉宽相互混合。
附图说明
通过下面结合附图对范例性实施例的详细描述，本发明的这些和/或其它方面和特性将会变得更加明显和更加容易理解，其中：
图1示出了传统数据驱动器的输入/输出信号的波形；
图2的控制框图示出了根据本发明实施例的用于电子发射器件的驱动装置；
图3示意示出了图2所示的实施例的极性运算器；
图4示出了对应于图3所示的实施例的消隐信号切换的极性控制信号的波形；
图5示意示出了图2所示的实施例的数据转换器，和
图6示出了从图2所示的实施例的驱动装置输出的信号的波形。
具体实施方式
下面将结合附图描述本发明的范例性实施例，其中提供本发明实施例的例子以使本领域普通技术人员更容易理解本发明。
图2的控制框图示出了根据本发明实施例的电子发射器件的驱动装置。如这里所示，根据本发明实施例的电子发射器件包括数据驱动器200、扫描驱动器210和显示面板220。
数据驱动器200包括极性运算器201，用于接收视频数据信号和水平同步信号，并产生与该水平同步信号对应的极性控制信号。数据驱动器200还包括：数据反相器202，用于选择地反相从极性运算器201输出的视频数据信号；串并转换器203，用于将从数据反相器202输出的视频数据信号转换成并行数据。还包括脉宽调制器204，用于对从串并转换器203输出的并行数据的脉宽进行调制。极性控制器205基于极性控制信号有选择地反相从脉宽调制器204输出的信号。
在一个实施例中，数据驱动器200还包括：电平变换器(level shifter)206，用于调节从极性控制器205输出的视频数据信号的亮度电平；显示面板220，用于在其上显示图像；和扫描驱动器210，用于产生用于施加到显示面板220的扫描信号的接通时间确定信号。
参看图2和3，极性运算器201接收视频信号以及水平同步信号和垂直同步信号。此时，极性运算器201产生极性控制信号POL_CON，用于与所接收的水平同步信号对应地切换视频信号的极性。
即，根据施加到其输入行的周期信号，极性控制信号在高电平和低电平之间交替。此外，每两条数据线重复极性控制信号。
数据反相器202从极性运算器201接收视频数据信号和极性控制信号，并基于该极性控制信号反相视频数据信号。
例如，在该实施例中，当在极性控制信号具有高电平的同时视频数据信号应当被反相时，在极性控制信号具有低电平的同时视频数据信号不被反相输出。
串并转换器203从数据反相器202串行接收与极性控制信号对应的反相视频数据信号，并将该串行视频数据信号转换成并行信号，因此，将该并行信号输出给显示面板220的数据电极。
脉宽调制器204根据PWM频率时钟信号调制并行视频数据信号的脉宽，因此，产生PWM信号。即，脉宽调制器204从PWM时钟发生器(未示出)接收与PWM和接通时间相关的信息，其中，基于PWM时钟转换索引和接通时间转换索引转换与PWM和接通时间相关的信息。
极性控制器205从脉宽调制器204接收PWM信号并同时从极性运算器201接收极性控制信号，和基于所述极性控制信号选择地控制PWM信号的极性。
电平变换器206产生将被施加到显示面板220的数据电极上的电压。这里，电平变换器206对极性控制器205输出的视频数据信号的电压电平进行变换。
响应接通时间，扫描驱动器210将低信号或高信号施加到显示面板220的预定扫描线上长达预定的周期，因此，在多个扫描线(未示出)中选择预定的扫描线。这里，扫描信号210基于所接收的接通时间产生接通时间(on-time)确定信号。
显示面板220包括作为栅极电极或阴极电极而形成的多条数据线、作为其他栅极电极或阴极电极所形成的多条扫描线以及在数据线与扫描线相交的区域中形成的多个像素。所述像素包括栅极电极和阴极电极，并分别经过数据线和扫描线接收数据信号和扫描信号。这里，利用经过扫描线输入的扫描信号按照顺序选择多个像素，以及选择的像素经过数据线接收数据信号并发光，从而所述像素发光，因此，显示预定的图像。
图3示意示出了图2中的极性运算器的结构。如其中所示，极性运算器201包括D触发器301和数据确定器302。
具体地说，包括规则间隔的消隐信号的水平同步信号被输入给极性运算器201的D触发器301，同时，极性使能信号在没有极性变化的情况下被输入给D触发器301。在D触发器301中，利用消隐信号切换极性使能信号并输出为极性控制信号。
图4示出了与图3的消隐信号对应切换的极性控制信号。如其中所示，当两个输入信号都是“0”时，极性使能信号是“1”。此时，在输入消隐信号的上升沿处反相预置信号(“0”或“1”)，然后输出。由此，在消隐信号的上升沿处重复切换极性控制信号的电平。
此时，在数据驱动器中提供极性运算器201，利用所接收的消隐信号在其中产生极性控制信号，因此，减少了当从定时控制器(未示出)输入驱动器控制信号时所出现的定时误差。
此外，对于与一行对应的视频信号确定极性使能信号。因此，数据确定器302包括诸如异或门的逻辑电路，因此，全“0(黑)”或全“1(白)”的信号被用做D触发器301的极性使能信号。
具体地说，当与两行对应的视频数据信号是全黑(0)或是全白(255)时，通过极性控制信号执行无用的切换操作，从而，由于该切换操作增加了功耗。为了避免无用的切换操作，数据确定器302每两行确定数据是“0”还是“1”。这里，数据确定器302将具有黑色电平(0)的视频数据信号确定为“0”和将具有白色电平(255)的视频数据信号确定为“1”。
即，当与两行对应的输入信号是全“0(黑)”或是全“1(白)”时，控制极性控制信号不被切换，并控制视频数据信号不被反相。通过行存储单元(未示出)和逻辑电路的其它组合可以很容易地执行这种控制。
因此，由极性运算器201产生的极性控制信号选择8位输入视频数据作为反相和非反相之间的区别，因此，根据极性控制信号的“1”或“0”反相数据的极性。
图5示意地示出了图2的数据反相器的结构。如这里所示，数据反相器202基于极性运算器201(图2)的极性控制信号控制所接收的视频数据信号。
具体地说，从数据反相器202输出的视频数据信号每两行被切换。例如，在第一视频数据输入信号具有“128”的电平和随后的视频数据信号具有“64”的电平的情况下，通过二进制反相将第二输入视频数据信号处理成具有“255-64”的电平。
然后，在反相的视频数据信号被输入给串并转换器203之后，产生脉宽频率。
因此，脉宽频率控制通过每两行将电平(level)为“128”的视频数据信号与要被切换的电平为“255-64”的二进制反相的视频数据信号混合一次所获得的信号。
下面将描述根据本发明的实施例的用于电子发射器件的驱动方法。
图6示出了从图2的驱动装置输出的信号的波形。如其中所示，数据驱动器的输入/输出信号包括水平同步信号Hsync、极性控制信号POL_CON、输入给数据驱动器的视频数据输入信号Input Data、二进制反相的视频数据信号Controlled Data、和从数据驱动器输出的视频数据输出信号Driver Output。
极性运算器201一起接收水平同步信号、垂直同步信号和视频数据信号。此时，产生极性控制信号，以便与所接收的水平同步信号对应地切换视频信号的极性。此外，响应用作数据线的周期信号的水平同步信号，输入所述视频数据信号。
具体地说，水平同步信号包括根据与一行视频数据输入信号对应的接通时间的消隐信号。此时，极性控制信号根据消隐周期在高和低之间交替。
此外，数据反相器202从极性运算器201接收视频数据信号和极性控制信号，并基于该极性控制信号反相视频数据信号。即，数据反相器202在极性控制信号的基础上有选择地将视频数据信号切换成经二进制反相的视频数据信号。
每两行切换从数据反相器202输出的视频数据信号。例如，在视频数据输入信号具有“128”、“64”、“200”和“100”的电平的情况下，基于极性控制信号，在不被反相的情况下输出电平为“128”的第一视频数据信号，并基于所述极性控制信号，通过二进制反相将电平为“64”的第二视频数据信号切换成电平为“255-64”的信号。
此外，输出电平为“200”的第三视频数据信号作为未反相的信号，和输出电平为“100”的第四视频数据信号作为具有电平“255-100”的二进制反相的信号。
由此，在极性控制信号的基础上，控制从数据反相器202输出的经二进制反相的视频数据信号的极性，从而输出该视频数据信号作为脉宽频率。
例如，当顺序输入电平为“128”、“64”、“200”和“100”的视频数据信号时，通过将电平为“128”的视频收据信号与电平为“255-64”的二进制反相的视频数据信号相混合输出一个脉宽频率，并通过将电平为“200”的视频数据信号与电平为“255-100”的二进制反相的视频数据信号相混合输出另一脉宽频率。
这样，视频数据输出信号具有与“128”和“255-64”的电平总和对应的脉宽“T1”，和与“200”和“255-100”的电平总和对应脉宽“T2”。类似的，每两行重复切换二进制反相的视频数据信号作为一个脉宽频率。
另一方面，当与两行对应的视频数据信号是全黑(0)或是全白(255)时，通过该极性控制信号执行无用的切换操作，从而，由于该切换操作增加了功耗。
为了避免这种无用的切换操作，极性运算器201每两行确定响应极性控制信号而连续输入的视频数据信号是“0”还是“1”。这里，数据确定器302将具有黑电平(0)的视频数据信号确定为(0)，而将具有白电平(255)的视频数据信号确定为“1”。
即，当与两行对应的输入信号是全“0(黑)”或是全“1(白)”时，控制所述极性控制信号不被切换和控制视频数据信号不被反相。
因此，当它确定顺序输入了与两行对应的“1”和“0”的视频数据输入信号时，控制该视频数据信号不被切换成二进制反相的视频数据信号。
由此，在根据本发明实施例的驱动方法中，每两行执行一次从驱动器输出的脉宽频率的切换操作，即，减少到一半，从而降低了总功耗。
此外，可以通过根据水平同步信号、通过施加扫描驱动器的信号和数据驱动器的脉宽表示所期望的电平。
如上所述，本发明提供一种用于电子发射器件的驱动装置和驱动方法，其中，在数据驱动器中提供极性控制功能，和更少地切换具有调制脉宽的输出信号，从而降低了总的功耗。
尽管已经结合附图描述了某些实施例，但本领域技术人员应当理解，本烦恼并不局限于所披露的实施例，相反，本发明试图覆盖包括在所附权利要求及其等效物的精神和范围内的各种修改。

Claims (20)

1.一种用于电子发射器件的驱动装置，包括：
极性运算器，用于接收外部视频数据信号和水平同步信号，并响应该水平同步信号而产生极性控制信号，以及输出视频数据；
耦合到所述极性运算器的数据反相器，用于有选择地反相从所述极性运算器输出的视频数据，并输出经选择反相的视频数据；
耦合到所述数据反相器的串并转换器，用于将从所述数据反相器输出的经选择反相的视频数据转换成并行数据，并输出该并行数据；
耦合到所述串并转换器的脉宽调制器，用于对从所述串并转换器输出的并行数据的脉宽进行调制，并输出经脉宽调制的信号；和
耦合到所述脉宽调制器的极性控制器，用于选择地反相从所述脉宽调制器输出的经脉宽调制的信号。
2.如权利要求1所述的驱动装置，其中，所述极性控制器输出视频数据信号给耦合到该极性控制器的电平变换器，以便控制从极性控制器输出的视频数据信号的亮度电平。
3.如权利要求1所述的驱动装置，其中，输入给所述极性运算器的水平同步信号包括预定间隔的消隐信号，以及与消隐信号对应地产生所述极性控制信号。
4.如权利要求1所述的驱动装置，其中，所述极性运算器包括D触发器和数据确定器。
5.如权利要求4所述的驱动装置，其中所述极性运算器的D触发器接收水平同步信号和极性使能信号，并且对应于所述水平同步信号的消隐信号来切换所述极性控制信号。
6.如权利要求4所述的驱动装置，其中，所述极性运算器的数据确定器确定对应于多行之一的输入的外部视频数据信号是具有黑色电平还是白色电平。
7.如权利要求4所述的驱动装置，其中，所述数据确定器输出确定信号给所述D触发器，以及该D触发器输出对应于该确定信号的极性控制信号。
8.如权利要求1所述的驱动装置，其中，所述数据反相器输出与极性运算器的极性控制信号对应的经选择反相的视频数据信号。
9.如权利要求1所述的驱动装置，其中，所述数据反相器在多行的每两行周期性地反相视频数据一次。
10.如权利要求1所述的驱动装置，其中，所述串并转换器串行接收经选择反相的视频数据，并将经选择反相的视频数据的反相的视频数据转换成并行数据。
11.如权利要求1所述的驱动装置，其中，所述极性控制器基于所述极性控制信号选择地反相脉宽调制的信号。
12.一种驱动电子发射器件的方法，包括：
与水平同步信号对应地切换极性控制信号；
基于切换的极性控制信号有选择地反相视频数据信号，以形成反相的视频数据信号和未反相的视频数据信号；和
在多行的每两行将未反相的视频数据信号之一的脉宽与反相的视频数据信号之一的脉宽混合一次。
13.如权利要求12所述的方法，其中，切换极性控制信号的步骤包括与包含在所述水平同步信号中的消隐信号对应地切换所述极性控制信号。
14.如权利要求12所述的方法，其中，所述切换极性控制信号的步骤包括重复地切换所述极性，以便每两行在高和低之间交换一次。
15.如权利要求12所述的方法，其中，所述切换极性控制信号的步骤包括确定与两个连续行对应的视频数据信号。
16.如权利要求15所述的方法，其中，确定视频数据信号的步骤包括当对应于两行的视频数据信号两者被输入为“1”或两者被输入为“0”时，避免所述极性控制信号的切换。
17.如权利要求15所述的方法，确定视频数据信号的步骤包括当与两行对应的视频数据信号两者被输入为“1”或两者被输入为“0”时，避免该视频数据信号的二进制反相。
18.一种电子发射器件，包括：
显示面板；
耦合到该显示面板的扫描驱动器；和
耦合到该显示面板的数据驱动器，该数据驱动器包括：
极性运算器，用于接收外部视频数据信号和水平同步信号，响应该水平同步信号产生极性控制信号，和输出视频数据；
耦合到所述极性运算器的数据反相器，用于选择地反相从所述极性运算器输出的视频数据，并输出经选择反相的视频数据；
耦合到所述数据反相器的串并转换器，用于将从所述数据反相器输出的经选择反相的视频数据转换成并行数据并输出该并行数据；
耦合到所述串并转换器的脉宽调制器，用于调制从所述串并转换器输出的并行数据的脉宽并输出经脉宽调制的信号；和
耦合到所述脉宽调制器的极性控制器，用于选择地反相从所述脉宽调制器输出的脉宽调制的信号。
19.如权利要求18所述的电子发射器件，其中，所述极性控制器输出视频数据信号，并且其中，所述数据驱动器还包括耦合到极性控制器上的电平变换器，用于控制从所述极性控制器输出的视频数据信号的亮度电平。
20.如权利要求18所述的电子发射器件，其中，所述极性运算器包括D触发器和数据确定器。
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