CN1841457A - 用于驱动电子发射面板的方法和设备 - Google Patents

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Abstract

一种能够降低面板功耗的电子发射面板驱动方法和设备。驱动方法包括比较两个连续帧的图像数据的操作。当两个连续帧不一致时，在一个帧周期期间驱动两个帧中的每个帧，并且当两个连续帧一致时，在两个帧周期期间仅仅驱动一个帧。

Description

用于驱动电子发射面板的方法和设备
相关专利申请的交叉引用
本申请要求2005年3月29日提交的韩国专利申请No.10-2005-0025989的优先权及其利益，该专利通过引用结合于本文中，就如在此完全阐述了一样。
技术领域
本发明涉及用于驱动包括电子发射装置的电子发射面板的方法和设备，并且更具体地说，涉及在驱动电子发射面板时可降低功耗的方法和设备。
背景技术
通常，电子发射装置包括使用热阴极或冷阴极作为电子源的那些。
使用冷阴极的电子发射装置包括场发射器阵列(FEA)、表面传导发射器(SCE)、金属绝缘体金属(MIM)、金属绝缘体半导体(MIS)以及弹道电子表面发射(BSE)装置。
在FEA装置中，在具有低功函数或高β函数的材料、以及由Mo或Si制成的尖结构、诸如如碳的石墨或金刚石的碳基材料(DLC)、以及诸如毫微管或毫微线的纳材料用作电子发射单元时，电子可以通过真空下的电场差容易地发射。
SCE装置包括在第二衬底彼此面对的第一电极和第二电极之间的传导薄膜，并且传导薄膜上的细缝隙构成电子发射单元。施加电压到电极引起电流在传导薄膜表面流动，由此从电子发射单元(即细缝隙)发射电子。
在MIM和MIS装置中，电子发射单元可以由MIM和MIS形成，并且在金属、或金属和半导体之间施加电压，从具有较高的电子电位的金属或半导体发射电子到具有较低的电子电位的金属。
在BSE装置中，金属或半导体电子提供层形成在欧姆电极上，并且绝缘层和金属薄膜形成在电子提供层上。这里，在半导体的尺寸下降到小于允许半导体中的电子平均自由流的程度时，电子可以迁移，并不散布，并且在电压施加到欧姆电极和金属薄膜时发射电子。
在电子发射面板中，在扫描电极和数据电极重叠的区域定义像素，从输入图像信号产生显示在每一个像素上的输入分级(gradation)，并且根据输入分级在像素单元中驱动面板。这里，根据输入分级，扫描脉冲顺序地施加到扫描电极，并且数据脉冲施加到数据电极，以在面板上显示对应于图像信号的图像。
数据脉冲可以利用脉宽调制(PWM)方法或脉幅调制(PAM)方法施加到数据电极。在施加扫描脉冲和数据脉冲以驱动电子发射面板时，产生对应于扫描和数据脉冲的数量的切换操作。这样的切换操作增加面板的功耗，并且根据切换频率可以产生噪音。
发明内容
本发明提供一种电子发射面板驱动方法和设备，能够通过在相邻帧一致时在两个帧周期期间驱动一个帧来降低面板的功耗。
将在下面的说明中阐述本发明的附加特性，并且在某种程度上，将通过说明而明显，或者可以通过实践本发明而得知。
本发明公开一种驱动电子发射面板的方法，该电子发射面板包括在扫描电极和数据电极互相交叉的区域定义的像素，其中显示在每一个像素上的输入分级数据利用输入图像信号形成，并且像素根据输入分级数据驱动。本方法包括比较两个连续帧，当两个帧不一致时在一个帧周期期间驱动两个帧中的每个帧，并且当两个连续帧一致时，在两个帧周期期间仅仅驱动两个帧中的一个帧。
本发明也公开一种驱动电子发射面板的设备，该电子发射面板包括在扫描电极和数据电极彼此交叉的区域上的像素。该设备包括：图像处理器，用于产生图像数据；帧比较单元，用于比较图像数据的两个连续帧；以及逻辑控制器，用于根据帧比较单元的比较结果产生扫描信号和数据信号。扫描驱动单元根据扫描信号驱动扫描电极，并且数据驱动单元根据数据信号驱动数据电极。逻辑控制器产生扫描信号和数据信号，以便在两个连续帧不一致时，在一个帧周期期间驱动两个连续帧中的每个帧，并且它产生扫描信号和数据信号，以便在两个连续帧一致时，在两个帧周期期间仅仅驱动两个连续帧中的一个帧。
应该理解，以上的概述及其后的详细说明是例示性和说明性的，旨在提供对所要求的发明的进一步说明。
附图说明
所包括的附图用于提供对本发明的进一步理解，并且合并在此说明书中构成说明书的一部分，附图图解本发明的实施例，并且与说明书一起用来解释本发明的原理。
图1是可以由根据本发明的实施例用于驱动电子发射面板的方法和设备驱动的电子发射面板的透视图。
图2是根据本发明的实施例的电子发射面板的透视图。
图3是图1和图2的电子发射面板中可以对其施加驱动信号的电极布置的示意图。
图4是根据本发明的实施例驱动电子发射面板的方法的流程图。
图5是当两个相邻帧显示不同图像时，包括4×4个像素的帧中图像信号数据的示意图。
图6是当两个相邻帧显示相同图像时，包括4×4个像素的帧中图像信号数据的示意图。
图7是相对于图5的图像信号数据PWM驱动波形的示意定时图。
图8是根据传统的电子发射面板驱动方法的相对于图6的图像信号数据的PWM驱动波形的示意定时图。
图9是根据本发明的逐行驱动方法的相对于图6的图像信号数据的PWM驱动波形的示意定时图。
图10是根据本发明的隔行驱动方法的相对于图6的图像信号数据的PWM驱动波形的示意定时图。
图11是根据本发明的实施例的图5的图像信号数据的PAM驱动波形的示意定时图。
图12是根据传统的电子发射面板驱动方法的图6的图像信号数据的PAM驱动波形的示意定时图。
图13是根据本发明的顺序驱动方法的图6的图像信号数据的PAM驱动波形的示意定时图。
图14是根据本发明的交织驱动方法的图6的图像信号数据的PAM驱动波形的示意定时图。
图15是根据本发明的实施例的用于驱动电子发射面板的电子发射设备的示意方框图。
具体实施方式
将在下面参考显示本发明的实施例的附图更完整地对本发明进行描述。然而，本发明可实施为许多不同的形式，并且不应将本发明视为限于本文所述的实施例。相反，提供这些实施例是为了使此公开透彻，并且将完全地向本领域技术人员传达本发明的范围。在附图中，为了清晰，层和区的尺寸以及相对尺寸可能放大了。
应该理解，当诸如层、膜、区域或衬底的单元被认为是在另一个单元“上”时，它可以直接在另一个单元上或也可以存在介于其间的单元。相反，当单元被认为是“直接”在另一个单元之上时，则没有介于其间的单元。
图1是可以由根据本发明的实施例的方法和设备驱动的电子发射面板的透视图。
参考图1，电子发射面板10包括互相隔开的第一面板2和第二面板3，以及间隔条41、42、43和44。
第一面板2包括透明的第一衬底21、阳极22以及磷光体单元FR11，...，FBnm。
阳极22面对第二衬底31布置在第一衬底21的表面上，并且磷光体单元FR11，.....，FBnm布置在面对第二衬底31的阳极22的表面上。红色、绿色和蓝色荧光体材料分别布置在磷光体单元FR1，...，FBnm上。
第二面板3包括第二衬底31、电子发射源ER11，...，EBnm、绝缘层33和与栅电极G1，...，Gn重叠的阴极CR1，...，CBm。
阴极CR1，......，CBm与电子发射源ER11，...，EBnm电连接，并且绝缘层33和栅电极G1，...，Gn包括对应于电子发射源ER11，...，Enm的穿透洞HR11，...，HBnm。
驱动电压施加到阴极和栅电极(施加到阴极的电压通常比施加到栅电极的电压更低)。当它们之间的电势差超过电子发射起动电压时，电子发射源开始发射电子。这里，当施加约1-4KV的高的正电压到阳极22时，从电子发射源发出的电子加速并向磷光体单元会聚，由此在电子碰撞磷光体单元中的磷光体材料时产生可见光。
图2是根据本发明的实施例可以驱动的电子发射面板的另一个实例的透视图。
参考图2，阴极和栅电极与图1的电子发射面板的阴极和栅电极不同地布置。另外，图2的电子发射面板具有与图1类似的结构，并且它用与图1的面板相同的操作原理控制。
参考图2，电子发射面板10包括互相隔开的第一面板2和第二面板3，以及间隔条41、42、43和44。
第一面板2包括透明的第一衬底21、阳极22以及磷光体单元FR11，...，FBnm。
阳极22面对第二衬底31布置在第一衬底21的表面上，并且磷光体单元FR11，...，FBnm布置在面对第二衬底31的阳极22的表面上。红色、绿色和蓝色荧光体材料分别布置在磷光体单元FR11，...，FBnm上。
第二面板3包括第二衬底31、电子发射源ER11，...，EBnm、绝缘层33和与栅电极G1，...，Gn重叠的阴极CR1，...，CBm。
阴极CR1，...，CBm与电子发射源ER11，...，EBnm电连接，并且绝缘层33和栅电极G1，...，Gn包括对应于电子发射源ER11，...，EBnm的穿透洞。
对电极GI形成在面对第一衬底的栅电极G1，...，Gn的表面上，并且它们位于电子发射源ER11，...，EBnm的侧面同时穿透绝缘层33。
在图2的电子发射面板中，其中栅电极G1，...，Gn位于阴极CR1，...，CBm之下，对电极和阴极之间的电势差导致阴极发射电子，这些电子轻徽地被吸引到对电极GI，然后向第一面板2的阳极22加速。
图3是图1和图2的电子发射面板中可以对其施加驱动信号的电极布置的示意图。
参考图3，扫描电极S1，...，Sn在预定方向延伸，并且与扫描电极正交延伸的数据电极D1，...，Dm与扫描电极重叠。作为显示图像的基本单位的像素(Px)限定在扫描和数据电极重叠的区域处。扫描驱动信号顺序地施加到扫描电极，并且相应的数据驱动信号施加到数据电极。因此，可以发出对应于像素的可见亮光。
尽管在图3中扫描电极和数据电极互相交叉的区域定义为像素Px(i，j)，但当利用发射红、绿和蓝光的磷光体材料时，从三个数据电极和一个扫描电极互相交叉的区域发出可见光。因此，像素用三个数据电极和一个扫描电极互相交叉的区域定义。此外，一个数据电极和一个扫描电极互相交叉的区域是子象素。
图3的扫描电极可对应于图1和图2的阴极或栅电极，并且图3的数据电极可对应于图1和图2的栅电极或阴极。
图4是图解根据本发明的实施例驱动电子发射面板的方法的流程图。
图像信号输入到电子发射面板并且转换为以帧单位也就是显示周期用像素显示的输入分级。电子发射面板包括在扫描电极和数据电极交叉的区域中定义的像素，并且面板根据输入分级驱动。参考图4，驱动方法400包括比较帧(S401)、基本地驱动板(S402)以及扩展地驱动板(S403)的操作。
在帧比较操作中(S401)，两个连续帧互相比较。在基本驱动板的操作中(S402)，该操作在两个连续帧不一致的情况下发生，在一个帧驱动周期期间驱动两个帧中的每个帧。在扩展驱动操作中(S403)，该操作在两个连续帧一致的情况下发生，在两个帧驱动周期期间驱动两个帧之一。
在S401中，两个帧可以通过比较对应于帧中像素的输入分级数据来进行互相比较。图5和图6图解4×4像素的帧中的图像信号数据，并且图像信号数据表示为用像素显示的输入分级。
参考图5和图6，S1到S4顺序地布置从电子发射面板的第一侧延伸到面板的第二侧的扫描电极线，并且D1到D4顺序地布置从面板的第三侧延伸到面板的第四侧的数据电极线。图5和图6的坐标代表在扫描电极线和数据电极线重叠的区域位于电子发射面板上的像素，并且在当前实施例中，坐标的值代表对应于像素的分级权重。
在图5中，第n帧的D1和D2线具有为1的分级权重，并且第n+1帧的D1和D2线具有为3的分级权重。另外，第n帧的D3和D4线具有为2的分级权重，并且第n+1帧的D3和D4线具有为4的分级权重。因此，第n帧和第n+1帧的图像数据不一致。
在图6中，第n帧和第n+1帧的D1线具有为1的分级权重，第n帧和第n+1帧的D2线具有为2的分级权重，第n帧和第n+1帧的D3线具有为3的分级权重，并且第n帧和第n+1帧的D4线具有为4的分级权重。因此，第n帧和第n+1帧的图像数据一致。
在两个连续帧不一致时，执行基本驱动操作(S402)。在此情况下，两个连续帧的图像信号数据不一致，如图5所示，并且面板可以由施加到扫描电极线S1到S4的扫描脉冲和施加到数据电极线D1到D4的数据脉冲(具有如图7或图11所示波形)驱动。
此外，在两个连续帧一致时，执行扩展驱动操作(S403)。在此情况下，两个连续帧的图像信号数据一致，并且面板可以由施加到扫描电极线S1到S4的扫描脉冲和施加到数据电极线D1到D4的数据脉冲(具有如图9或图10、或者图13或图14所示波形)驱动。
在基本驱动操作(S402)和扩展驱动操作(S403)中，面板可以根据输入分级利用脉宽调制(PWM)驱动方法驱动。
或者，面板可以根据输入分级利用脉幅调制(PAM)驱动方法驱动。
另外，在基本驱动操作(S402)和扩展驱动操作(S403)中，扫描脉冲可以顺序地施加到扫描电极，并且对应于扫描脉冲的数据脉冲施加到数据电极以驱动面板，如图7、图9、图10、图11图13和图14所示。
在上述驱动方法中，扫描脉冲可以利用逐行扫描驱动方法施加，其中扫描脉冲逐行地施加到顺序布置的扫描电极(例如图7、图9)。或者，扫描脉冲可以利用隔行驱动方法施加，其中顺序地扫描奇数的扫描线，然后顺序地扫描偶数的扫描线或反之亦然(例如图10)。图7、图8、图9和图10是PWM驱动波形的定时图，并且图11、图12、图13和图14是PAM驱动波形的定时图。
图7是相对于图5的图像信号数据PWM驱动波形的示意定时图。图8是相对于图6的图像信号数据传统的PWM驱动波形的定时图。图9是利用根据本发明的实施例的逐行驱动方法相对于图6的图像信号数据PWM驱动波形的定时图，以及图10是利用根据本发明的实施例的隔行驱动方法相对于图6的图像信号数据PWM驱动波形的定时图。
参考附图，扫描脉冲顺序地施加到扫描电极线S1到S4，作为对应于两个连续帧的驱动信号，也就是图5和图6的第n帧和第n+1帧，以及空白部分存在于扫描脉冲之间。
另外，施加具有根据分级权重的脉冲宽度的数据脉冲以便对应于扫描脉冲。相对于对应于图5和图6的第n帧和第n+1帧的两个连续帧执行上述过程。因此，对应于扫描脉冲和数据脉冲的数量的切换操作发生在各帧。
在图9和图10中，两个连续帧(即第n帧和第n+1帧)由对应于一个帧周期的图像信号数据驱动。在这种情况下，图9和图10的扫描脉冲和数据脉冲的宽度是图8的扫描脉冲和数据脉冲的两倍。
因此，切换操作的次数可以是利用图8中图解的传统驱动方法的切换操作次数的一半。根据本发明的实施例，当两个连续帧一致时，切换频率可以是用于传统技术中的一半。因此，根据显示如下的等式1，用于切换操作的功耗可以是常规功耗的一半。在等式1中，P代表充电/放电的切换功耗，C是由面板形成的电容器的电容，以及f代表切换频率。
P＝C×V2×f                      (1)
此外，因为切换频率可以是用于传统技术中的一半，因此切换频率产生的噪音可以降低。
图10图解利用隔行驱动方法的PWM驱动波形。即使当60Hz图像信号由30Hz频率驱动时，也可以降低诸如闪烁的缺陷。
另外，当两个连续帧一致时，空白部分可以减少，如图9、图10、图13和图14所示，并且因此，可以降低功耗和噪音。
图11是相对于图5的图像信号数据的PAM驱动波形的定时图。图12是相对于图6中的图像信号数据传统的PAM驱动波形的示意定时图。图13是根据本发明的实施例利用逐行驱动方法相对于图6中的图像信号数据的PAM驱动波形的示意定时图。图14是根据本发明的实施例利用隔行驱动方法相对于图6中的图像信号数据的PAM驱动波形的示意定时图。
PWM驱动方法中对应于图7到10的图11到14图解扫描信号和数据信号，在根据本发明的实施例的PAM驱动方法中，它们可以分别施加到扫描电极线和数据电极线。
图15是根据本发明的实施例用于驱动电子发射面板的电子发射设备的方框图。
参考图15，电子发射设备1包括电子发射面板10和驱动装置。驱动装置包括图像处理器15、逻辑控制器16、扫描驱动单元17、数据驱动单元18以及电源单元19。
图像处理器15接收图像信号并产生诸如红色(R)、绿色(G)和蓝色(B)图像数据、时钟信号和垂直以及水平同步信号的内部图像信号。
逻辑控制器16根据从图像处理器15接收的图像信号产生驱动信号，包括数据驱动信号SD和扫描驱动信号SS。数据驱动单元18处理数据驱动信号SD，以产生显示数据信号并将产生的显示数据信号施加到电子发射面板10的数据电极线CR1，...，CBm。数据驱动信号SD包括R、G和B图像数据。
扫描驱动单元17处理扫描驱动信号SS并且施加处理后的信号到扫描电极线G1，...，Gn。当扫描驱动单元17接收起动脉冲时，每当施加水平同步信号以顺序地施加扫描信号到扫描电极线时，它移动一个线单位。
电源单元19施加电压到图像处理器15、逻辑控制器16、扫描驱动单元17、数据驱动单元18以及电子发射面板10的阳极。电源单元19包括阳极电源单元，以逐渐地增加阳极电极的电压。
另外，本发明的电子发射设备1包括帧比较单元20。帧比较单元20比较图像信号数据的两个连续帧以确定两个帧是否一致。相应地，在两个帧一致时，逻辑控制器16执行扩展驱动操作(S403，参看图4)，并且在两个帧不一致时，执行基本驱动操作(S402，参看图4)。
根据本发明的用于驱动电子发射面板的方法和设备，当连续帧一致时，在两个帧周期期间只有一个帧被驱动，以减少面板的功耗。
此外，因为切换频率可以降低，因此切换操作产生的噪音可以降低。
对本领域技术人员显而易见的是，可以在本发明中进行各种的修改和变化，并不背离本发明的精神或范围。因此，本发明旨在覆盖此发明的修改和变化，只要它们在所附权利要求及其等效物的范围之内。

Claims (14)

1.一种驱动电子发射面板的方法，所述电子发射面板包括在扫描电极和数据电极互相交叉的区域定义的像素，其中显示在每个像素上的输入分级数据利用输入图像信号形成，并且所述像素根据所述输入分级数据驱动，所述方法包括：
比较两个连续帧；
在所述两个连续帧不一致时，在一个帧周期期间驱动所述两个连续帧中的每个帧；以及
在所述两个连续帧一致时，在两个帧周期期间只驱动所述两个连续帧中的一个帧。
2.如权利要求1所述的方法，其中所述比较两个连续帧包括分别比较所述两个连续帧中像素的输入分级数据。
3.如权利要求1所述的方法，其中在所述面板的驱动操作中，所述面板利用脉宽调制方法驱动。
4.如权利要求1所述的方法，其中在所述面板的驱动操作中，所述面板利用脉幅调制方法驱动。
5.如权利要求1所述的方法，其中在所述面板的驱动操作中，扫描脉冲顺序地施加到所述扫描电极，并且对应于所述扫描脉冲的数据脉冲施加到所述数据电极。
6.如权利要求5所述的方法，其中所述扫描脉冲逐行施加到所述扫描电极。
7.如权利要求5所述的方法，其中所述扫描脉冲隔行施加到所述扫描电极。
8.一种用于驱动电子发射面板的设备，所述电子发射面板包括在扫描电极和数据电极彼此交叉的区域上的像素，所述设备包括：
图像处理器，用于产生图像数据；
帧比较单元，用于比较所述图像数据的两个连续帧；
逻辑控制器，用于根据所述帧比较单元的比较结果来产生扫描信号和数据信号；
扫描驱动单元，用于根据所述扫描信号驱动所述扫描电极；以及
数据驱动单元，用于根据所述数据信号驱动所述数据电极，
其中所述逻辑控制器产生所述扫描信号和所述数据信号，以便在所述两个连续帧不一致时，在一个帧周期期间驱动所述两个连续帧中的每个帧，并且所述逻辑控制器产生所述扫描信号和所述数据信号，以便在所述两个连续帧一致时，在两个帧周期期间仅仅驱动所述两个连续帧中的一个帧。
9.如权利要求8所述的设备，其中所述帧比较单元通过分别比较所述两个连续帧中像素的输入分级数据来比较图像数据的两个连续帧。
10.如权利要求8所述的设备，其中在所述面板的驱动操作中，所述面板利用脉宽调制方法驱动。
11.如权利要求8所述的设备，其中在所述面板的驱动操作中，所述面板利用脉幅调制方法驱动。
12.如权利要求8所述的设备，其中在所述面板的驱动操作中，扫描脉冲顺序地施加到所述扫描电极，并且对应于所述扫描脉冲的数据脉冲施加到所述数据电极。
13.如权利要求12所述的设备，其中所述扫描脉冲逐行施加到所述扫描电极。
14.如权利要求12所述的设备，其中所述扫描脉冲隔行施加到所述扫描电极。
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