KR100394209B1

KR100394209B1 - 광 감지기에 반응하여 ｆｅｄ 장치의 밝기를 제어하기위한 회로 및 방법

Info

Publication number: KR100394209B1
Application number: KR10-2000-7002103A
Authority: KR
Inventors: 한센로날드엘.
Original assignee: 캔데선트 테크놀러지스 코포레이션
Priority date: 1997-08-29
Filing date: 1998-04-27
Publication date: 2003-08-06
Also published as: EP1016061A1; EP1016061B1; US6069598A; EP1016061A4; JP4637348B2; WO1999012148A1; JP2001515228A; KR20010023460A

Abstract

표시 스크린의 밝기 제어를 위한 회로 및 방법이 FED 스크린(200)을 사용하여 구현되었다. 자동 밝기 조절 실시예에서 주변 광 감지기(580)는 감지된 광에 비례하여 변하는 밝기 신호를 공급한다. FED 스크린 밝기는 광 감지기 출력의 증가에 반응하여 증가되고 광 감지기 출력의 감소에 반응하여 감소된다. 또 다른 실시예에서는 FED 스크린이 기준 광 레벨로 사용되는데 있어서 밝기 정규화를 위한 광 감지기(580)을 사용하고 FED 스크린 밝기는 수명과 제조 차이에 의해 발생하는 변화에 대해 보상이 된다. 또한, 수동 밝기 조절 및 자동 밝기 ON/OFF 스위치가 제공된다.

Description

광 감지기에 반응하여 ＦＥＤ 장치의 밝기를 제어하기 위한 회로 및 방법{CIRCUIT AND METHOD FOR CONTROLLING THE BRIGHTNESS OF AN FED DEVICE IN RESPONSE TO A LIGHT SENSOR}

평판 표시 장치 분야에 있어서, 표시 스크린의 밝기를 조절하는 것이 자주 필요하다. 액티브 매트릭스 액정장치(Active Matrix Liquid Crystal Device : AMLCD)는 전형적으로 액정 셀(Cell)의 액티브 매트릭스를 통해 광을 발사되는 하나 이상의 백라이트(backlight) 램프(lamp)를 내포한다. AMLCD의 밝기 조절은 화소의 휘도(gray scale) 해상도를 변경한다. 이러한 평판 표시 스크린은 백라이트 램프의 세기에 대한 전기적 구동을 제어함으로써 표시의 밝기를 변경한다. 그러나, 이 특성에 의해 AMLCD에 의해 만들어진 색상과 균일성은 백라이트 램프가 최적 밝기 점으로부터 벗어남에 따라 저하된다. 최적 밝기 점은 전형적으로 공장에서 설정된다. 밝기 조절을 수행할 때 화소의 휘도 해상도를 변경함으로써, 평판 표시의 밝기를 변경하는 이 선행 기술 방법은 표시된 영상의 질을 저하시키는 바람직하지 못한 부작용을 가진다. 그래서, 화소의 휘도 질을 약화하지 않는 평판 표시 스크린에 대한 밝기 조절을 제공하는 것이 바람직하다.

AMLCD의 밝기를 변경하기 위한 다른 선행 기술 방법에서, 스크린상에 영상을 제공하기 위해 사용되는 영상 데이터가 표시에 공급될 때 변경된다. 이득과 옵셋(offset) 값으로 구성된 함수가 표시에 프로그램되어 있고 모든 영상 데이터는 이득으로 데이터를 곱하고 프로그램된 옵셋 값을 더하는 함수를 거치게 된다. 상기 함수의 값은 밝기가 증가되고 감소될 필요에 따라 변경된다. 스크린 밝기를 변경하기 위한 이 선행 기술 방법은 많은 양의 영상 데이터를 변경하기 위해서 비교적 복잡한 회로를 필요로 하기 때문에 바람직하지 못하다. 둘째, 이 선행 기술 방법은 평판 표시의 휘도 해상도를 변경함으로써 영상의 휘도 질을 저하시킨다. 그래서, 영상 데이터를 변경하지 않으며 영상의 휘도 해상도를 약화하지 않는 평판 표시 스크린에 대한 밝기 조절을 제공하는 것이 바람직하다.

평판 FED는 백라이트 램프를 사용하지 않는다. 평판 FED는 각각 양극(anode), 음극(cathod) 및 게이트(gate)를 갖는 에미터(emitter)를 이용한다. 각 에미터를 가로질러서(게이트로부터 음극) 인가되는 전압은 표시 스크린상에 위치한 인 스폿(phosphor spot)을 향한 전자를 에미터가 방출하도록 한다. 많은 에미터가 하나의 인 스폿과 관련되어 있다. 한 화소는 세 개(적색 : Red(R), 녹색 : Green(G), 청색 : Blue(B))의 독립적으로 제어되는 인 스폿으로 구성되어 있다. FED 스크린 내에서 화소의 휘도 내용은 화소를 구성하는 적색, 녹색, 청색 에미터에 인가되는 전압에 의해 표현된다. 그러나, 적색, 녹색, 청색 인 스폿의 에미터에 인가되는 싱대적 전압를 변경하는 밝기 조절 방법은 평판 FED 스크린내에서 화소의휘도 질을 변화시킨다. 그래서, 화소의 휘도 해상도를 약화하지 않는 평판 FED 스크린에 대한 밝기 조절을 제공하는 것이 바람직하다.

FED의 밝기를 변경하기 위한 한 선행 기술 방법은 에미터 양극에 인가되는 고전압(예로, 수 킬로볼트)을 변경한다. 이 방법은 보다 복잡하고 일정 전압 출력 전원보다 고가인 가변 출력 고전압 전원을 요구하기 때문에 바람직하지 않다. 둘째, 이 선행 기술 방법은 밝기 조절 회로가 저가이고 단순한 저전압 아닌 고전압 부품으로 구현될 것을 요구한다. 그래서, 고전압 레벨 변경 및 고전압 부품을 필요로 하지 않는 평판 FED 스크린에 대한 밝기 조절을 제공하는 것이 바람직하다.

따라서, 본 발명은 표시 스크린의 화소의 휘도 질을 약화하지 않으며 광 감지기에 반응하는 평판 표시 스크린의 밝기 조절을 위한 구조와 방법을 제공한다. 본 발명은 영상 데이터를 변경하지 않는 평판 표시 스크린의 밝기 변경을 위한 구조를 제공한다. 또한, 본 발명은 표시 스크린의 화소의 휘도 해상도를 약화하지 않는 평판 FED 스크린의 밝기 제어를 위한 구조 및 방법을 제공한다. 본 발명은 저전압 제어 신호를 변경하는 평판 FED 스크린에 대한 밝기 조절 구조 및 방법을 제공한다. 상기에서 상세히 언급되지 않은 본 발명의 다양한 장점은 제시된 본 발명의 설명에서 명백하게 될 것이다.

본 발명은 평판 표시 스크린(screen) 분야에 관한 것으로, 특히 평판 FED(Field Emission Display) 장치 분야에 관한 것이다.

도 1은 행과 열 라인의 교차점에 위치한 GFE(gated field emitter)를 이용한 평판 FED 스크린의 단면 구조도이다.

도 2는 본 발명의 평판 FED 스크린 내부의 평면도이고 표시의 여러 교차하는 행 및 열을 나타낸다.

도 3은 행 및 열 구동기와 다수의 교차하는 행 및 열을 나타내는 본 발명에 따른 평판 FED 스크린 내부의 평면도를 나타낸다.

도 4는 본 발명의 평판 FED 스크린의 밝기를 변경하기 위한 본 발명에 의해 이용되는 회로를 개략적으로 설명하는 회로이다.

도 5는 도 4 회로에 의해 만들어지고 도 3의 평판 FED 스크린의 행 구동기에 의해 사용되는 신호의 타이밍도(timing diagram)를 나타낸다.

도 6은 본 발명의 평판 FED 스크린의 밝기 제어된 열 구동기를 나타내는 것이다.

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 주변 광 감지기를 이용한 컴퓨터 시스템의 전망도이다.

도 8은 주변 광 감지기를 갖는 본 발명의 FED 스크린을 포함하는 범용 컴퓨터 시스템의 회로의 블록도이다.

도 9는 평판 FED 스크린의 밝기를 자동으로 조절하기 위한 주변 광 감지기를 이용하기 위한 본 발명의 회로의 논리적인 블록도이다.

도 10은 밝기 정규화를 위한 평판 FED 스크린의 밝기를 자동으로 조절하기 위한 주변 광 감지기와 궤환(feed back)을 이용한 본 발명의 회로의 논리적인 블록도이다.

[실시예]

다음의 본 발명에 따른 상세한 설명에서, 표시 화소의 휘도 내용을 변경하지 않고서 평판 FED 스크린의 밝기를 변경하기 위한 방법과 구조 및 다양한 세부 사항이 본 발명의 철저한 이해를 제공할 수 있도록 설명된다. 그러나, 본 발명이 세부 사항이 없이 또는 이의 동등으로 실시될 수 있는 기술 분야에 숙련된 자에 의해 본 발명은 인식될 것이다. 예로, 잘 알려진 방법, 절차, 부품 및 회로는 본 발명의 관점을 불필요하게 모호하게 하지 않도록 하기 위해서 상세히 설명되지 않는다.

다음은 FED 에미터에 대한 설명이다. 도 1은 FED 평판 표시의 일부인 다층 구성(75)을 나타낸다. 상기 다층 구성(75)은 베이스플레이트(baseplate) 구성이라고 불려지는 전계 발광 백플레이트(backplate) 구성(45) 및 전자 수신 페이스플레이트(faceplate) 구성(70)을 포함한다. 영상은 상기 페이스플레이트(faceplate) 구성(70)에 의해서 발생된다. 상기 백플레이트 구성(45)은 일반적으로 전기적 절연 백플레이트(65), 에미터(또는 음극) 전극(60), 전기적 절연층(55), 패턴화된 게이트 전극(50) 및 상기 절연층(55)을 통한 틈에 위치한 원추형 전자 방사 소자(electron emissive element)(40)로 구성된다. 상기 전자 방출 소자(40)의 한 형태는 1997년 3월 4일 Twichell 등에 부여된 미국 특허 5,608,283호에 설명되어 있고, 또 다른 형태는 1997년 3월 4일 Spindt 등에 부여된 미국 특허 5,607,335호에 설명되어 있으며, 이들 둘 모두 참조용으로 언급하였다. 상기 전자 방사 소자(40)의 단부는 게이트 전극에서 대응하는 게이트를 통해서 노출되어 있다. 상기 에미터 전극(60)과 상기 전자 방사 소자(40)은 함께 상기 FED 평판 표시(75)의 상기 설명된 부분(75)의 음극을 구성한다. 상기 페이스플레이트 구성(70)은 전기적 절연 페이스플레이트(15), 양극(20) 및 인의 코팅(25)으로 형성된다. 상기 소자(40)로부터 방사되는 전자는 인 부분(30)에 의해 수신된다.

도 1의 양극(20)은 음극(60/40)에 비례하는 양 전압으로 유지된다. 상기 양극 전압은 구성(45)와 (70)사이에 100∼200um의 여유를 두도록 100∼300 볼트이지만, 다른 실시예에서는 보다 큰 여유를 가짐으로서 상기 양극 전압은 킬로볼트(kilovolo) 범위에 있다. 상기 양극(20)이 상기 인(25)와 접촉되어 있기 때문에 상기 양극 전압은 상기 인(25)에 주어진다. 적절한 게이트 전압이 상기 게이트 전극(50)에 인가될 때 전자는 OFF-노멀(off-noraml) 방사 각(42)의 다양한 값으로 상기 전자 방사 소자(40)로부터 방사된다. 방사된 전자는 도 1의 라인(35)에 의해 나타난 비선형(예로, 포물선) 궤적을 따르고 상기 인(25)의 목표 부분(30)상에 충돌한다. 방사 전자에 의해 부딪힌 상기 인은 선택된 색상의 광을 만들고 인 스폿을 나타낸다. 단일 인 스폿이 수천 개의 에미터에 의해 조명될 수 있다.

상기 인(25)는 상기 인(25)에 의해서 만들어지는 다른 색상의 광을 방사하는 다른 인(도시되지 않음)들을 내포하는 화소의 일부이다. 전형적으로 화소는 세 개의인 스폿, 즉 적색 스폿, 녹색 스폿, 청색 스폿을 포함한다. 또한, 상기 인(25)을 포함하는 화소는 FED 평판 표시에서 하나 이상의 화소(나타나 있지 않음)와 인접한다. 상기 인(25)을 향한 전자의 약간이 다른 인(동일 또는 다른 화소에 있음)과 충돌하면, 영상 해상도 및 색상 순도는 저하될 수 있다. 하기에서 좀 더 상세히 설명되는 것처럼, FED 평판 스크린의 화소는 행과 열을 포함하는 매트릭스 형태로 정열된다. 일 구현에 있어서, 화소는 동일한 행에 정렬된 인 스폿으로 구성되어 있지만 세 개의 독립된 열을 가진다. 따라서, 단일 화소는 한 행과 세 개의 독립된 열(적색 열, 녹색 열, 청색 열)에 의해서 유일하게 인지된다.

상기 목표 인 부분(30)의 크기는 인가 전압과 상기 FED 평판 표시(75)의 기하적 및 차원적 특성에 의존한다. 도 1의 FED 평판 표시(75)에서 양극/인 전압을 1,500∼10,000볼트로 증가시키는 것은 백플레이트 구조(40)과 페이스플레이트(70)사이의 여유가 100∼200um보다 훨씬 클 것을 요구한다. 1,500∼10,00 볼트의 인 전위에 대해 필요한 값으로 구성간 여유를 증가시키는 것은 전자 초점 소자(예로, GFE 구조)가 도 1의 FED 평판 표시에 더해지지 않는 한 보다 큰 인 부분을 일으킨다. 이러한 초점 소자는 상기 FED 평판 표시 구성(75)내에 포함될 수 있고 참조로 집어넣은 1996년 6월 18일 Spindt 등에 부여된 미국 특허 5,528,103에 설명되어 있다.

중요하게 상기 목표 인 부분(30)의 밝기는 상기 음극(60/40)과 상기 게이트(50)사이에 인가되는 전압 전위에 의존한다. 전압 전위가 보다 크면, 상기 목표 인 부분(30)은 보다 밝다. 둘째, 상기 목표 인 부분(30)의 밝기는 전압이 상기 음극(60/40)과 상기 게이트(50)사이에 전압이 인가(예로, ON 타임 윈도우)되는 시간의 양에 의존한다. ON 타임 윈도우가 보다 크면, 상기 목표 인 부분(30)은 보다 밝다. 따라서, 본 발명에서, FED 평판 구성(75)의 밝기는 상기 음극(60/40)과 상기 게이트(50)사이에 전압이 인가되는 시간의 양(예로, ON 타임) 및 전압에 의존한다.

도 2에 나타난 것처럼, FED 평판 표시는 화소의 수평 정열 행과 수직 정열 열의 어레이(array)로 다시 분할된다. 이 어레이의 부분(100)은 도 2에 나타나있다. 각 화소(125)의 경계는 점선으로 표시되어 있다. 세 개의 독립된 에미터라인(230)이 나타나있다. 각 상기 에미터 라인(230)은 어레이에서 화소의 행의 하나에 대한 행 전극이다. 중간 행 전극(230)은 전극과 관련된 특정 행의 각 에미터의 상기 에미터 음극(60/40)(도 1)에 결합된다. 한 화소 행 부분은 도 2에 나타나있고 인접 공간 벽 쌍(135) 사이에 위치된다. 한 화소 행은 하나의 행 라인(250)을 따른 모든 화소를 포함한다. 둘 이상의 화소 행(그리고 24-100 화소 행과 같이 많이)은 일반적으로 상기 인접 공간 벽 쌍(135)사이에 위치된다. 화소의 각 열은 세 개의 게이트 라인(250), 즉 (1) 적색에 대한 하나, (2) 녹색에 대한 하나, (3) 청색에 대한 하나를 갖는다. 마찬가지로, 각 화소 열은 각 인 줄(적색, 녹색, 청색)의 하나를 포함하고 전체적으로 세 개를 포함한다. 각 상기 게이트 라인(250)은 관련된 열의 각 에미터 구성의 상기 게이트(50)(도 1)에 결합된다. 이 구성(100)은 참고로 집어넣은 1995년 12월 19일 Curtin 등에 미국 특허 5,477,105에 더 상세히 설명되어 있다.

적색, 녹색, 청색의 상기 인 줄(25)은 상기 에미터 전극(60/40)의 전압에 비례하는 1,500∼1000 볼트의 양 전압으로 유지된다. 전자 방사 소자 셋(set)의 하나가 대응하는 상기 행(음극) 라인(230)과 상기 열(게이트) 라인(250)의 전압을 조절함으로서 적절히 여기될 때 그 셋에서 소자(40)은 대응하는 색상으로 인의 상기 목표 부분(30)을 향해 가속된 전자를 방사한다. 그리고 여기된 인은 광을 방사한다. 스크린 프레임(frame) 갱신(refresh) 사이클(cycle)(일 실시예로 약 60Hz의 율로 수행됨) 동안, 단 한 행만 한번에 액티브이고 열 라인은 ON 타임 기간 동안 화소의 한 행을 발광하도록 전압이 가해진다. 이는 시간적으로 행 단위로 모든 화소 행이프레임을 표시하도록 발광될 때까지 순차적으로 수행된다. 프레임은 60Hz로 나타내진다. n 행 표시 어레이를 가정할 때, 각 행은 16.7/n ms 율로 전압이 인가된다. 상기 FED(100)는 참고로 집어넣은 1996년 7월 30일 Duboc, Jr등에 부여된 미국 특허 5,541,473, 1996년 9월 24일 Spindt 등에 부여된 미국 특허 5,559,389, 1996년 10월 15일 Spindt 등에 부여된 미국 특허 5,564,959 및 1996년 11월 26일 haven 등에 부여된 미국 특허 5,578,899에 좀 더 상세히 설명되어 있다.

도 3은 본 발명에 따른 FED 평판 표시 스크린(200)을 나타낸다. 도 2에 대해 설명된 것처럼, 또한, 영역(100)은 도 3에 나타나있다. FED 평판 표시 스크린은 n행 라인(수평)과 x 열 라인(수직)으로 구성된다. 명확성을 위해서, 행 라인은 "행"으로 불리고 열 라인은 "열"로 불린다. 행 라인은 행 구동회로(220a∼220c)에 의해 구동된다. 행 그룹 230a, 230b 및 230c는 도 3에 나타나 있다. 각 행 그룹은 특정 구동회로와 관련되어 있다. 즉 세 개의 행 구동회로(220a∼220c)로 나타나있다. 본 발명의 일 실시예에는 400 행 이상과 약 5∼10개의 행 구동회로가 있다. 그러나, 본 발명은 어떤 수의 행을 갖는 FED 평판 표시 스크린에도 동일하게 잘 들어맞는 것으로 평가된다. 또한, 열 그룹 250a, 250b, 250c 및 250d가 도 3에 나타나있다. 본 발명의 일 실시예에서는 1920 열 이상이 있다. 그러나, 본 발명은 어떤 수의 열을 갖는 FED 평판 표시 스크린에도 동일하게 잘 들어맞는 것으로 평가된다. 화소는 세 개의 열(적색, 녹색, 청색)을 요구하기 때문에 1920 열은 수평으로 적어도 640화소 해상도를 제공한다.

상기 행 구동회로(220a∼220c)는 FED 평판 표시 스크린의 주위를 따라 위치된다. 도 3에서, 단 세 개의 행 구동기만 명확성을 위해 나타내어져 있다. 각 상기 행 구동기(220a∼220c)는 행 그룹의 구동을 담당한다. 예로서, 행 구동기(220a)는 행(230a)를 구동하고, 행 구동기(220b)는 행(230b)를 구동하고, 행 구동기(220c)는 행(230c)를 구동한다. 각 행 구동기는 행 그룹의 구동을 담당하지만, 한번에 단 한 행만 전체 FED 평판 표시 스크린(200)에 걸쳐 액티브 이다. 따라서, 개개의 행 구동기는 많아도 한번에 한 행을 구동하고, 갱신 사이클 동안 액티브 행 라인이 이 그룹에 있지 않을 때, 이는 어떠한 행 라인도 구동하지 않는다. 전원 전압 라인(212)는 모든 상기 행 구동기(220a∼220c)에 병렬로 결합되고 에미터의 상기 음극(60/40)에 인가하기 위한 구동 전압을 행 구동기에 공급한다. 일 실시예에서, 행 구동 전압은 극성에 있어서 음극이다.

또한, 인에이블 신호는 도 3의 인에이블 라인(216)을 통해 병렬로 각 행 구동기(220a∼220c)에 공급된다. 상기 인에이블 라인(216)이 로우(low)일 때, FED 스크린(200)의 모든 상기 행 구동기(220a∼220c)는 디스에이블(disable)되고 어떠한 행도 전압이 인가되지 않는다. 상기 인에이블 라인(216)이 하이(high)일 때 상기 행 구동기(220a∼220c)는 인에이블 된다.

수평 클럭(Clock : CLK) 신호는 도 3의 클럭 라인(214)을 통해 병렬로 각 행 구동기(220a∼220c)에 또한 공급된다. 수평 클럭 신호 또는 동기 신호는 새로운 행이 전압이인가 될 때마다 맥동(pulse)한다. 프레임의 n 행은, 한번에 하나씩, 데이터의 프레임을 형성하도록 전압이 인가된다. 예로 프레임 갱신율 60Hz를 가정할 때 모든 행은 매 16.7㎳ 마다 한번씩 갱신된다. 프레임 갱신당 n 행을 가정할 때 수평클럭은 매 16.7/n ㎳ 마다 맥동한다. 바꾸어 말하면 새로운 행이 매 16.6/n ㎳ 마다 전압이 인가된다. 만약 n이 400이면 수평 클럭은 매 41.67㎲ 마다 맥동한다.

상기 FED(200)의 행 구동기는 행당 한 비트로 n 비트의 저장을 갖는 하나의 큰 직렬 시프트(shift) 레지스터(register)를 구현하도록 형상화된다. 행 데이터는 직렬 형태로 상기 행 구동기(220a∼220c)에 결합된 행 데이터 라인을 사용하는 이들 행 구동기를 통해 시프트된다. 순차적 프레임 갱신 모드 동안 행 구동기에서 n 비트의 비트중 한 비트를 제외한 모두는 "0"을 가지고 다른 하나는 "1"을 가진다. 따라서, "1"은 모든 n 행을 통해, 한번에 하나씩, 최고 상위의 행으로부터 하위의 행로 직렬로 시프트된다. 수평 클럭 신호 펄스가 주어질 때 "1"에 대응하는 행은 ON 타임 윈도우 동안 구동된다. 시프트 레지스터의 비트는 상기 라인(214)에 의해 주어진 것처럼 수평 클럭의 매 펄스마다 상기 행 구동기(220a∼220c)를 통해 시프트된다. 격행 모드(interlace mode)에서 짝수 행 다음에 홀수 행은 직렬로 갱신된다. 따라서, 다른 비트 패턴 및 클럭 체제가 사용된다.

시프트된 "1"에 대응하는 행은 상기 라인(214)을 통한 수평 클럭 펄스에 반응하여 구동된다. 상기 행은 ON 타임 윈도우 동안 ON으로 남는다. ON 타임 윈도우 동안, 행 구동기가 인에이블 되면 전압 공급 라인(212)통해서 나타나는 것처럼 대응하는 행은 그 전압 값으로 구동된다. ON 타임 윈도우 동안 다른 행들은 어떠한 전압으로도 구동되지 않는다. 하기에 보다 상세히 설명되는 것처럼, 본 발명은 도 3의 FED 평판 표시 스크린의 밝기를 변경하기 위한 ON 타임 윈도우 크기를 변화시키는 것이다. 밝기를 증가시키기 위해서 ON 타임 윈도우는 확장된다. 밝기를 감소시키기 위해서 ON 타임 윈도우는 축소된다. 상대적 전압 크기가 열 구동기에서는 변경되지 않기 때문에 본 발명은 상기 형태로 밝기를 변경함으로써 휘도 해상도를 저하시키지 않는다. 다른 방법으로, 일 실시예에서, 본 발명은 도 3의 FED 스크린(300)의 밝기를 변경하기 위해서 상기 라인(212)에 인가되는 전압 값의 크기를 변경한다. 일 실시예에서, 행은 음 전압으로 전압이 인가된다.

도 3에 나타난 것처럼, 본 발명의 FED 평판 표시 스크린(200)에서는 화소당 세 개의 열이 있다. 열 라인(250a)는 화소의 한 열을 제어하고 열 라인(250c)는 화소의 다른 한 열을 제어한다. 또한, 도 3은 각 화소에 대한 휘도 정보를 제어하는 열 구동기(240)를 나타낸다. 상기 열 구동기(240)는 열 라인을 통해 진폭 변조된 전압 신호를 구동한다. 행 구동회로와 유사한 방식으로, 상기 열 라인 구동기(240)는 독립된 회로로 나누어지고 이는 열 라인 그룹을 구동한다. 상기 열 라인(250a∼250e)을 통해 구동되는 진폭 변조 전압 신호는 화소의 각 행에 대한 휘도 데이터를 나타낸다. 상기 라인(214)에서 수평 클럭 신호의 모든 펄스마다 상기 열 구동기(240)는 FED 평판 표시 스크린의 화소 행의 열 라인(250a∼250e) 모두를 제어할 수 있도록 휘도 데이터를 수신한다. 따라서, 단 한 행만 수평 클럭마다 전압이 인가되면, 모든 상기 열(250a∼250e)은 ON 타임 윈도우 동안 전압이 인가된다. 상기 라인(214)을 통한 수평 클럭 신호는 열 구동기(240)로 휘도 데이터의 화소 행의 적재를 동기한다. 상기 열 구동기(240)는 상기 열 데이터 라인(205)를 통한 열 데이터를 수신하고 상기 열 구동기(240)는 또한 공통으로 열 전압 공급 라인(207)에 결합된다.

다른 전압이 다른 휘도 색상을 실현할 수 있도록 상기 열 구동기(240)에 의해 열 라인에 인가된다. 동작에 있어서 모든 열 라인은 휘도 데이터(상기 열 데이터 라인(250)을 통해서)로 구동되고 동시에 한 행이 액티브 된다. 이는 화소의 행을 적절한 휘도 데이터로 조명할 수 있게 한다. 이는 전체 프레임이 체워질 때가지 상기 라인(214)의 수평 클럭 신호의 펄스당 한 번 다른 행에 대해서 반복된다. 속도를 높이기 위해서 한 행이 전압이 인가되는 동안 다음 화소 행에 대한 휘도 데이터는 열 구동기(240)에 동시에 적재된다. 상기 행 구동기(220a∼220c)와 같이, 열 구동기는 ON 타임 윈도우내에 전압을 나타낸다. 또한, 상기 행 구동기(220a∼220c)와 같이, 상기 열 구동기(240)는 인에이블 라인을 갖는다. 일 실시예에서, 열은 양 전압으로 전압이 인가된다.

(밝기 제어 회로)

도 4는 도 3의 FED 평판 표시 스크린의 밝기를 조절하기 위한 본 발명의 실시예에 의해 이용된 밝기 조절 회로(300)을 나타낸다. 상기 밝기 조절 회로(300)는 FED 평판 표시 스크린(200)의 상기 행 구동기(220a∼220c)와 상기 열 구동기(240)에 인접하여 위치될 수 있다. 본 발명의 제 1 실시예에서, 표시 평균 밝기는 행 전압을 변조하는 펄스 폭에 의해서 제어된다. 본 발명은 상기 행 구동기(220a∼220c)에 대한 공급 전압의 펄스 폭 변조, 예로 상기 행 구동기(220a∼220c)의 ON 타임 윈도우 변조를 이용한다. 제 1 실시예에서, 휘도 발생은 상기 열 구동기(240)의 진폭 변조, 예로 열 구동기 전압의 크기 제어에 의해 제어된다. 이 경우, 평균 밝기는 행 ON 타임 윈도우에 선형적으로 비례한다.

밝기가 증가함에 따라 행 ON 타임 윈도우는 증가되고, 밝기가 줄어듬에 따라 행 ON 타임 윈도우는 감소한다. 밝기 제어의 이 형태의 장점은 FED 스크린(200)의 화소의 휘도 해상도는 ON 타임 윈도우가 변함에 따라 저하되지 않는 것이다. 이는 본 발명의 제 1 실시예에서 열 데이터 또는 열 구동기 출력 전압이 변경되지 않기 때문인 경우이다.

도 4의 밝기 제어 회로(300)는 전압 제어 저항(310) 및 커패시터(315)로 구성된 RC 네트워크(resistor and capacitor network)에 결합된 원 샷(one shot) 회로(325)를 포함한다. 라인(330)은 접지 또는 -Vcc에 묶여있다. 본 발명에 따르면 상기 원 샷 회로(325)는 상기 행 구동기(220a∼220c)(도 3)의 ON 타임 기간의 길이를 결정한다. 따라서, 본 발명에서, 상기 행 구동기(220a∼220c)의 ON 타임 기간의 길이는 가변이고 FED 평판 표시 스크린(200)의 소망의 밝기에 의존한다. 상기 전압 제어 저항(310)의 저항은 밝기 신호를 반송하는 라인(312)을 통한 전압에 의존하여 변한다. 상기 라인(312)을 통한 전압은 FED 평판 표시 스크린(200)의 소망의 밝기의 설정 지표인 밝기 신호를 나타낸다. 상기 라인(312)를 통한 전압은 사용자 평가로 만들어진 수동 노브(knob)의 결과 또는 자동 보상과 정규화(하기에서 언급)를 수행하는 회로로부터 제어될 수 있다. 다른 방법으로 상기 라인(312)를 통한 전압은 수동 및 자동의 혼합의 결과일 수 있다. 상기 전압 제어 저항(310)의 일단은 노드에서 논리 레벨(예로, 직류 3.3 또는 5 볼트)로 결합된다.

이 구성에서, 도 4의 RC 네트워크는 잘 알려진 구조를 사용한 상기 원 샷 회로(325)의 펄스 폭을 결정한다. 일 실시예에서, 상기 원 샷 회로(325)의 출력(216)은 액티브 및 그렇지 않으면 하이일 때 로우이다. 따라서, 상기 원 샷 회로(325)에 의해 결정되는 것처럼 ON 타임 윈도우는 이 실시예에서 로우 출력 값에 의해 측정된다. 또한, 상기 원 샷 회로(325)는 라인(214)를 통해 수평 동기 펄스를 수신하도록 결합된다. 따라서, ON 타임 윈도우의 길이는 RC 네트워크 및 상기 라인(214)를 통해 결정되고 이는 수신된 수평 클럭 신호와 동기되어 시작한다. 상기 원 샷 회로(325)의 출력은 로우 인에이블 라인(216)을 구동하도록 결합된다. 본 발명의 제 1 실시예에서, 회로(350)은 사용되지 않았고 상기 라인(212)은 행 구동 전압원 -Vcc(375)에 직접적으로 결합된다.

상기 행 구동회로(220a∼220c)(도 3)는 로우로 인에이블 되기 때문에 상기 원 샷 회로(325) ON 타임 윈도우를 결정하도록 상기 라인(216)을 통해 로우 신호를 발생할 때 도 3의 모든 상기 행 구동회로(220a∼220c)는 인에이블 된다. 그러나, 단 한 행 구동회로는 직렬 시프트 레지스터에서 "1"을 가진다. 따라서 수평 동기 클럭 신호의 각 펄스에 대해 ON 타임 펄스 기간 동안 행 구동회로(220a∼220c)를 인에이블 하도록 하나의 ON 타임 펄스가 발생된다.

도 5는 본 발명에 따라 사용된 신호의 타이밍도를 나타낸다. 신호(410, 415, 440)는 TTL(transistor-transistor level) 논리 신호이다. 상기 신호(410)은 수직 동기 신호를 나타내고 각 펄스(410a)는 새로운 프레임의 시작을 나타낸다. 일반적으로 프레임은 60Hz로 표현된다. 비격행(non-interlace) 갱신 모드에서, 펄스(410a)는 FED(200)의 제 1 행이 전압이 인가되도록 준비되는 것을 나타낸다. 신호 열(415)는 수평 동기 클럭 신호를 나타내고 펄스(415a∼415c)는 첫 번째 세예시적인 행 라인이 전압이 인가되도록 하기 위한 시작 시간을 나타낸다. 각 펄스(415a∼415c)는 새로운 행이 전압이 인가(예로, 화소의 새로운 행이 갱신된다)되는 것을 나타낸다. 비격행 모드에서, 펄스 415a, 415b 및 415c는 각각 FED 평판 표시 스크린(200)(도 3)의 행의 행 1, 행 2 및 행 3의 전압 인가의 시작에 해당한다.

도 5를 참조로, 신호(440)은 상기 원 샷 회로(325)에 의해 발생되고 첫 번째 세 예시적인 행에 대해 상기 라인(216)(도 4)을 통해 전송된 행 인에이블 신호를 나타낸다. 로우로 나타난 상기 가변 길이 펄스(440a∼440c)는 모든 상기 행 구동기(220a∼220c)에 대한 ON 타임 윈도우를 나타낸다. 상기 가변 길이 ON 타임 윈도우 펄스(440a∼440c)는 각각 수평 행 동기 클럭 펄스(415a∼415c)에 대응한다. 각 상기 가변 길이 ON 타임 윈도우(440a∼440c) 동안 FED 평판 표시 스크린(200)의 단 한 행만 신호 420, 425 및 430으로 나타난 것처럼 액티브 이다. 신호 420, 425 및 430은 첫 번째 예시적 행 라인을 통해 보여지는 전압에 대응한다. 구동 전압 신호(420)는 첫 번째 행에 대응하고, 구동 전압 신호(425)는 두 번째 행에 대응하고, 구동 전압 신호(430)는 세 번째 행에 대응한다.

상기 신호(440)에서 점선은 ON 타임 윈도우가 상기 원 샷 회로(325)의 RC 네트워크의 값에 의존하는 펄스 폭의 가변을 나타낸다. 예로서, 상기 신호(420)는 인에이블 펄스(440a)와 동기되어 전압이 인가되는 예시적인 행 라인에 인가되는 전압을 나타낸다. 상기 펄스(420a)는 ON 타임 윈도우이다. ON 타임 윈도우의 절대 최대 길이는 신호(415)의 펄스사이(펄스 415a로부터 펄스 415b까지)의 시간의 길이 일수 있지만, 이 크기보다 작은 값으로 임의로 설정될 수 있다. 도 5의 예에서, 상기 펄스(420a)의 최대 길이는 상기 신호(415)의 펄스사이의 기간의 약 반으로 임의로 설정되어 있다. 상기 ON 타임 윈도우(펄스 420a)는 도 5의 다른 기간 2, 4, 6, 8 및 10으로 나타난 것처럼 가변이다. 밝기 크기는 본 발명에서 ON 타임 윈도우의 길이에 선형적으로 관계되어 있다. 따라서, 기간 10(이 예에서)은 예시적 행에 -Vcc의 완전한 적용을 나타내고 FED 평판 표시 스크린(200)의 최대 밝기에 해당한다. 기간 8은 완전한 -Vcc 적용의 6/7을 나타내고 완전한 밝기의 6/7의 양을 나타낸다. 기간 6은 완전한 -Vcc 적용의 5/7을 나타내고 완전한 밝기의 5/7의 양을 나타낸다. 마지막으로, 기간 2는 완전한 -Vcc 적용의 3/7을 나타내고 완전한 밝기의 3/7의 양을 나타낸다. 기간 2∼10의 단 한 기간만 ON 타임 펄스마다 선택되고, 도 5의 기간 2∼10은 본 발명의 이 실시예의 가능한 밝기 레벨의 예로서 모두 나타난 것으로 평가된다. 다른 예에서 상기 최대 ON 타임 윈도우(420a)는 상기 신호(415)의 펄스사이의 전 기간으로 증가될 수 있는 것으로 평가된다.

밝기가 증가함에 따라 상기 라인(312)(도 4)을 통한 신호는 상기 펄스(420a)의 펄스 폭이 최소 펄스 폭 2로부터 크기가 증가하도록 상기 원 샷 회로(325)의 RC 네트워크를 변경한다. 다른 방법으로, 밝기가 감소함에 따라 상기 라인(312)(도 4)을 통한 신호는 상기 펄스(420a)의 펄스 폭이 최대 펄스 폭 10으로부터 크기가 감소하도록 상기 원 샷 회로(325)의 RC 네트워크를 변경한다. 펄스(425a, 430a)에 대해서도 동일하다. 따라서, 펄스(420a, 425a, 430a)의 특정한 펄스 폭(예로, ON 타임 윈도우)은 상기 라인(312)를 통한 밝기 신호에 의해서 제어되는 도 4의 상기 전압 제어 저항(310)의 값에 의존한다.

도 5는 인에이블 펄스(440b, 440c)와 동기되어 전압이 인가되는 두 다른 예시적 행 라인에 대응하는 신호(425, 430)을 나타낸다. 상기 펄스(420a)와 비슷하게 상기 펄스(425a, 430a)의 펄스 폭은 가변이고 상기 인에이블 펄스(440b, 440c)의 펄스 폭에 의존한다. 비격행 모드에 대해서, 상기 펄스(420a, 425a, 430a)에 대응하는 행 라인은 FED 평판 표시 스크린(200)에 서로서로 인접해 있다.

도 4를 참조로, 도 3의 상기 행 구동회로(220a∼200c)가 인에이블 라인을 가지지 않는 경우에 적용이 가능한 본 발명의 제 2 실시예가 제공된다. 제 2 실시예에서, 도 4의 상기 회로(250)의 상기 원 샷 회로(325)와 결합되어 상기 행 구동기(220a∼220c)에 인가를 하는 전압 공급 라인(212)를 통해 공급되는 전압을 중단하도록 사용된다. 상기 회로(350)에서, 상기 TTL 인에이블 신호(216)는 저항(335)에 결합되고 상기 트랜지스터(360)의 게이트를 제어하도록 사용된다. 상기 회로(350)에서 상기 트랜지스터(360)는 논리 전압 레벨(305)에 결합되고 -Vcc 또는 노드(375)에 결합된 저항(367)에 직렬로 결합된 저항(365)에 결합된다. 전압 레벨 -Vcc는 FED 평판 표시 스크린(200)의 행 라인에 대한 구동 전압 레벨이다. 상기 저항(365)와 상기 저항(367) 사이의 노드는 상기 트랜지스터(370)의 게이트를 제어하도록 결합된다. 상기 트랜지스터(370)는 상기 노드(375)(-Vcc)에 결합되고 상기 라인(212)에 또한 결합된다. 따라서, 본 발명의 제 2 실시예에서 상기 라인(212)은 직접 상기 -Vcc(375)에 결합되어 있지 않다.

상기 행 인에이블 라인(216)이 로우일 때, 상기 트랜지스터(370)를 턴 ON 하는 상기 트랜지스터(370)의 게이트에 전압을 야기하면서 턴 ON 한다. 이는 상기 라인(212)이 상기 트랜지스터(370)을 통해 -Vcc에 결합되도록 한다. 이 조건하에서, -Vcc가 FED 평판 표시 스크린(200)의 상기 행 구동기(220a∼220c)의 모두에 공급된다. 상기 행 인에이블 라인(216)이 하이일 때 상기 트랜지스터(360)는 트랜지스터(370)가 턴 OFF 되도록 하면서 턴 OFF 한다. 이는 -Vcc로부터 라인(212)를 분리한다. 이 조건하에서, -Vcc가 FED 평판 표시 스크린(200)의 상기 행 구동기(220a∼220c)로부터 분리된다.

본 발명의 제 1 실시예 하에서, 전압 -Vcc는 행 구동기(220a∼220c)에 일정하게 공급되지만 상기 인에이블 라인(216)은 적절한 ON 타임 윈도우를 구현하도록 ON 및 OFF 제어된다. 본 발명의 제 2 실시예 하에서, 전압 -Vcc는 적절한 ON 타임 윈도우를 구현하도록 직접적으로 ON 및 OFF 제어된다. 도 5에 나타난 신호는 본 발명의 제 2 실시예에 똑같이 적용되는 것으로 평가된다. 그러나, 제 2 실시예에서 상기 인에이블 라인(216)은 상기 행 구동기(220a∼220c)를 제 1 실시예처럼 직접 제어하지 않지만 상기 라인(212)를 통해서 상기 행 구동기(220a∼220c)에 전압의 인가를 제어한다.

도 6은 FED 평판 표시 스크린(200)의 밝기 조절을 위한 본 발명의 제 3 실시예를 나타낸다. 본 발명의 제 3 실시예를 참조로, 열 구동기(240a∼240c)의 ON 타임 윈도우 및 일정 ON 타임 윈도우가 상기 행 구동기(220a∼220c)d에 대해 사용된다. 도 6은 예시적인 열(250f∼250h)을 각각 구동하는 FED 평판 표시 스크린(200)의 세 예시적인 상기 열 구동기(240a∼240c)를 각각 나타낸다. 이들 세 열은 화소의 열의 적색, 녹색, 청색 라인에 대응한다. 휘도 정보는 데이터 버스(250)을 통해 상기 열 구동기(240a∼240c)에 공급된다. 화소의 다른 휘도 내용을 실현할 수 있도록 휘도 정보는 열 구동기가 다른 전압 크기(진폭 변조)를 나타내도록 한다. 화소의 행에 대한 다른 휘도 데이터가 수평 클럭 신호의 각 펄스동안 상기 열 구동기(240a∼240c)에 나타내어 진다.

또한, 도 6의 각 상기 열 구동기(240a∼240c)는 각 상기 열 구동기(240a∼240c)에 병렬로 인가되는 인에이블 라인(510)에 결합된 인에이블 입력을 갖는다. 또한, 각 상기 열 구동기(240a∼240c)는 최대 열 전압을 반송하는 열 전압 라인(515)에 결합되어 있다. 상기 열 구동기(240a∼240c)는 화소의 특정 열에 대한 휘도 데이터에서 클럭을 위한 열 클럭 신호를 수신한다. 본 발명의 제 3 실시예에 따르면, 펄스 폭 변조가 밝기 제어를 수행할 수 있도록 상기 열 구동기(240a∼240c)에 인가된다. 펄스 폭이 길면 길수록 선형 형태로 표시는 더 밝고, 펄스 폭이 작으면 작을수록 선형 형태로 표시는 더 어둡다.

이 실시예에서, 열 인에이블 신호는 도 4에 나타난 것과 유사한 회로에 의해서 발생되고 이 열 인에이블 신호는 상기 열 구동기 인에이블 라인(510)에 결합된다. 상기 열 인에이블 라인(510)은 상기 열 구동기(240a∼240c)에 대한 ON 타임 윈도우가 FED 평판 표시 스크린(200)의 소망의 밝기에 따라 가변되도록 한다. 제 3 실시예에서, 열 구동기(240a∼240c)는 휘도 내용을 실현하기 위해서 진폭 변조를 이용하지만, 또한 FED 평판 표시 스크린(200)의 밝기를 변화시키도록 펄스 폭 변조도 사용한다. 본 발명의 제 3 실시예는 영상의 휘도 해상도를 저하시키지 않는다.

본 발명의 제 4 실시예는 인에이블 입력을 갖지 않는 상기 열 구동기(240a∼240c)에 적용할 수 있다. 이 경우, 열 ON 타임과 동기되어 상기 라인(515)를 통해 공급되는 최대 열 전압을 중단(예로, 턴 ON 및 OFF)하도록 도 4의 상기 회로(350)과 유사한 회로가 사용된다. 사실상, 상기 회로(350)와 유사한 회로가 상기 라인(515)으로부터 최대 열 전압 Vcc를 결합 및 분리하도록 사용되고 상기 인에이블 라인(216)과 유사한 인에이블 라인으로부터 제어된다. 상기 열 구동기(220a∼220c)의 펄스 폭 변조는 한번에 단 한 행의 용량(capacitance)에 대해 단지 구동하는 반면, 상기 열 구동기(240a∼240c)의 펄스 폭 변조는 모든 열의 용량에 대해 동시에 구동을 요구하기 때문에, 본 발명의 제 1 및 2 실시예는 제 3 및 4 실시예보다 적은 전력을 소모한다. 이는, 갱신동안 단 한 행이 한번에 ON 하지만, 화소의 전체 열이 전압이 인가되도록 모든 열이 ON인 경우이다.

FED 평판 표시 스크린(200)에 유용한 휘도 해상도를 저하시키지 않기 때문에 진폭 변조를 사용하는 것보다 펄스 폭 변조를 이용하는 밝기 조절 수행은 장점이 있다.

(밝기 감지기 및 자동 조절)

도 7은 FED 평판 표시 스크린(200)을 갖는 범용 컴퓨터 시스템에 통합된 주변 광 감지기(580)(도 8)을 포함하는 본 발명의 다른 실시예를 나타낸 것이다. 예로, 본 발명에 따른 휴대 컴퓨터 시스템(550)은 키보드 또는 문자와 숫자를 포함하는 데이터 입력 장치(505)를 포함한다. 컴퓨터 시스템(550)은 FED 평판 표시 스크린(200)에서 커서 방향을 나타내기 위해 커서 방향지시 장치(570)(예로, 마우스,롤러 볼(roller ball), 핑거 패드(finger pad), 트랙 패드(track pad) 등)을 포함한다. 도 7에 나타난 예시적인 컴퓨터 시스템(550)은 기저 부분(590b) 및 대략 축(572)에 선택적으로 놓은 신축가능한 표시 부분(590a)를 포함한다. 상기 주변 광 감지기(580)은 본 발명의 여러 부분에 위치될 수 있으며 위치 (580a) 및 (580b)는 단지 예시적인 것이다. 하기에 더 상세히 설명되는 것처럼, 밝기 정규화를 위해서는 상기 위치(580b)가 유리하고 자동 밝기 조절을 위해서는 상기 위치(580a)가 유리하다.

컴퓨터 시스템(550)의 구성요소의 블록도를 나타내는 도 8을 참고하면, 컴퓨터 시스템(550)은 어드레스 및 데이터 정보를 통신하기 위한 어드레스/데이터와 정보와 명령어를 처리하기 위해 버스(500)에 연결된 하나 이상의 중앙처리장치(501)를 포함한다. 컴퓨터 시스템(550)은 상기 중앙처리장치(501)에 대한 정보 및 명령어를 저장하기 위해서 상기 버스(500)와 함께 결합된 컴퓨터가 읽을 수 있는 휘발성 메모리 장치(502)(예로, RAM, SRAM, DRAM 등)와 상기 중앙처리장치(501)에 대한 정적 정보 및 명령어를 저장하기 위해서 상기 버스(500)와 함께 결합된 컴퓨터가 읽을 수 있는 휘발성 메모리 장치(503)(예로, ROM, PROM, 플레시 메모리, EPROM, EEPROM 등)를 포함한다.

도 8의 컴퓨터 시스템(550)은 정보 및 명령어를 저장하기 위해서 버스와 함께 결합된 대용량 컴퓨터가 읽을 수 있는 자기 디스크, 광 디스크 및 디스크 구동기등과 같은 데이터 저장장치(504)를 포함한다. FED 평판 표시 스크린(200)은 버스(500)에 결합되고 문자와 숫자 및 기능 키를 포함하는 문자와 숫자를 포함하는입력 장치(565)는 중앙 처리장치(501)과 정보 및 명령어 선택을 통신하기 위한 버스에 결합되어 있다. 주변 광 감지기(580)은 FED 평판 표시 스크린(200)에 결합되어 있다. FED 평판 표시 스크린(200)은 수동 밝기 조절 노브와 본 발명의 자동 밝기 조절 특성이 인에이블 또는 디스에이블(disalble)되는지 아닌지를 제어하는 스위치(530)에 결합되어 있다. 본 발명의 일실시예에서, 상기 수동 밝기 조절 노브(520)는 상기 라인(312)(도 3)의 밝기 신호의 전압 레벨을 직접 제어한다.

도 8의 커서(cursor) 제어 장치(570)는 사용자 입력 정보 및 명령 선택을 상기 중앙처리장치(501)와 통신하기 위해 상기 버스(500)에 결합된다. 컴퓨터 시스템(500)은 명령 선택을 상기 중앙처리장치(501)와 통신하기 위해 상기 버스(500)에 결합된 신호 발생 장치(508)을 포함한다. 점선(552)내의 구성요소는 컴퓨터 시스템에서 일반적으로 내장이다.

본 발명은 두 실시예에서 상기 주변 광 감지기(580)를 이용한다. 일 실시예에서, 상기 광 감지기(580)에 의해 검출된 주변 광이 증가함에 따라, FED 스크린(200)의 밝기는 자동으로 증가한다. 마찬가지로, 상기 광 감지기(580)에 의해 검출된 주변 광이 감소함에 따라, FED 스크린(200)의 밝기는 영상 시각의 질을 유지하도록 자동으로 감소한다. 이는 주변 광의 세기가 시간에 따라 변하거나 또는 표시가 다른 주변 광 세기를 갖는 다른 설정에 옮겨지는 상황에서 영상 시각의 질을 유지하도록 행해진다. FED 스크린(200)의 평균 밝기는 도 4를 참조로 설명된 회로에 따라 조절된다. 제 1 실시예에서, 상기 수동 조절 노브(530)는 무시되는 것으로 사용되고 사용자가 FED 스크린의 밝기 레벨을 조절하도록 허용한다.

상기 광 감지기(580)을 사용하는 본 발명의 제 2 실시예에서, 감지기는 FED 스크린의 유용한 수명을 통해 FED 스크린(200)에 대한 밝기 정규화를 제공하도록 사용된다. 이 실시예는 수명을 통해 FED 스크린(200)의 밝기 조절에 유용하다. 이 경우, 상기 광 감지기(580)는 FED 스크린 자체의 광 방사의 상당한 양에 노출되도록 위치된다. 상기 광 감지기(580)에 의해 검출된 광이 소정의 임계치 이하로 떨어지면, FED 스크린(200)의 평균 밝기는 증가된다. 마찬가지로, 광 감지기(580)에 의해 검출된 광이 소정의 임계치 이상으로 올라가면, FED 스크린(200)의 평균 밝기는 감소한다. 상기 둘은 FED 스크린(200)의 수명동안 공장 기설정 밝기 양으로 FED 스크린(200)을 가져놓고자 하는 시도로 행해진다. 이 실시예에서, FED 스크린(200)의 평균 밝기는 도 4를 참조로 설명된 회로에 따라 조절된다.

도 9는 주변 광(620)에 민감한 주변 광 감지기(580)를 이용한 본 발명의 제 1 실시예(600)의 블록도이다. 이 실시예(600)에서, 상기 광 감지기(580)가 컴퓨터 시스템(550) 주변에 있는 주변 광에 반응하고 수신을 하기 때문에 FED 스크린(200)자체로부터의 광의 상당한 양을 수신하지 않는 것이 유리하다. 이 경우, 상기 광 감지기(580)는 주변 광에는 노출되지만 FED 스크린(200)으로부터의 직접 광에는 근본적으로 노출되지 않도록 위치(580a)(도 7)에 위치될 수 있다.

다수의 다른 주변 광 감지기(580)가 본 발명에 따라 사용될 수 있다. 광 감지기의 한 잘 알려진 라인은 텍사스 인스트루먼트(Texas instrument)가 상업적으로 유용하며, 또 다른 것으로 버-브라운(Burr-Brown)이 상업적으로 유용하다. 본 발명에 따라 사용되는 상기 광 감지기(580)는 검출된 광에 반응 및 비례하여 가변 출력신호를 발생한다. 사용되는 광 감지기에 의존하여 출력 신호(585)는 전류량, 전압량, 진동 주파수 및 고정 주파수를 갖는 펄스 폭의 변화를 한다. 상기 광 감지기(580)의 또 다른 형태는 광이 변함에 따라 수동이며 저항의 변화를 한다.

상기 감지기(580)의 상기 기준 전압 신호(635) 및 상기 출력 신호(585)를 수신하는 비교회로(590)가 사용된다. 상기 비교회로는 신호(585, 635)의 값에 반응하는 밝기 전압 신호(312)를 발생하는 회로를 포함한다. 잘 알려진 방법과 부품을 사용함으로서 비교회로는 감지기(580)에 의해 수신된 광의 양에 비례하여 변하는 변환 가변 전압 신호로 감지기 출력 신호(585)(예로, 가변 전류, 가변 주파수, 가변 펄스 폭, 또는 가변 전압 등)를 변환한다. 이 단계에서는 잘 알려진 회로 및 부품이 사용된다. 상기 비교회로(590)내에서, 상기 스위치(530)가 "OFF"이면, 감지기의 상기 출력 신호(585) 및 변환 가변 전압 신호는 상기 비교회로(590)에 의해 무시된다. 이 경우, 상기 비교회로(590)는 상기 라인(312)을 통해 기준 전압 신호를 출력한다. 그러나 상기 스위치(530)가 "ON"이면, 변환 가변 전압 신호는 상기 라인(312)을 통한 출력인 밝기 전압 신호를 나타내도록 상기 비교회로(590)에 의해 기준 전압 레벨에 전기적으로 더해진다.

도 9의 상기 기준 전압 신호(635)는 상기 수동 밝기 조절 노브(520)에 결합된 상기 기준 회로(630)에 의해 발생된다. 일 실시예에서, 상기 수동 밝기 조절 노브(520)는 기준 전압(635)을 변경하는 상기 회로(630)내에서 전위차계 소자를 제어한다. 상기 수동 조절 노브(520)가 밝기를 증가시키도록 조절될 때 상기 기준 전압(635)은 증가되고, 상기 수동 조절 노브(520)가 밝기를 감소시키도록 조절될때 상기 기준 전압(635)은 상기 회로(630)에 의해 감소된다. 상기 밝기 전압 신호(312)는 상기에서 언급된 것처럼 도 9의 회로(300)을 제어한다. 본 발명에 따르면, 상기 실시예에서 언급된 것처럼 FED 평판 표시 스크린(200)의 밝기를 조절하도록 상기 행 구동기(220a∼220c) 또는 상기 열 구동기(240)를 제어하기 위해서 상기 회로(300)는 ON 타임 윈도우의 펄스 폭 변조를 사용할 수 있다.

도 9의 실시예(600)는 동작에 있어서 다음과 같이 수행한다. 상기 스위치(530)가 OFF 이고 상기 노브(520)가 보다 많은 광을 위해 조절되면 상기 밝기 전압 신호(312)는 상기 회로(300)의 ON 타임 윈도우가 증가되도록 하는 크기를 증가시킨다. 상기 스위치(530)가 ON 이고 상기 노브(520)가 보다 적은 광을 위해 조절되면 상기 밝기 전압 신호(312)는 상기 회로(300)의 ON 타임 윈도우가 감소되도록 하는 크기를 감소시킨다. 상기 스위치(530)가 ON 이고 상기 수동 조절(520)이 일정이면 상기 밝기 전압 신호(312)는 상기 광 감지기(580)로부터 감지된 주변 광의 증가에 직접 비례하여 자동적으로 전압을 증가시킨다. 상기 스위치(530)가 ON 이고 상기 수동 조절(520)이 일정이면 상기 밝기 전압 신호(312)는 상기 주변 광 감지기(580)로부터 감지된 주변 광(620)의 감소에 직접 비례하여 자동적으로 전압을 감소시킨다.

상기 회로(590)의 변환 가변 전압이 기준 전압 신호에 더해지기 때문에, 상기 스위치(530)가 ON 이고 상기 수동 조절 노브(520)가 증가되면 밝기 전압 신호는 상기 주변 광(620)에 어떠한 변화가 없음을 가정하고서 증가한다. 상기 스위치(530)가 ON 이고 상기 수동 조절 노브(520)가 감소되면 밝기 전압 신호는 상기 주변 광(620)에 어떠한 변화가 없음을 가정하고서 감소한다. 상기에서 언급된 것처럼, 상기 밝기 신호(312)가 증가함에 따라 ON 타임 윈도우가 증가하고 FED 스크린(200)의 밝기가 증가한다. 마찬가지로, 상기 밝기 신호(312)가 감소함에 따라 ON 타임 윈도우가 감소하고 FED 스크린(200)의 밝기가 감소한다.

도 10은 광 감지기(580)을 이용하는 본 발명의 제 2 실시예(700)의 블록도를 나타내고 이 실시예는 FED 스크린(200)의 밝기 정규화를 수행한다. 밝기 정규화는 FED 스크린의 밝기를 표본 추출하고 표본 추출된 양이 소정의 바람직한 레벨로부터 변하면 FED 스크린(200)의 밝기를 변경한다. 이 실시예(700)는 유용한 수명동안 FED 스크린의 평균 밝기를 유지하도록 사용되며, 제조의 변화 및 수명동안 발생하는 변화를 보상하기 위해서 사용된다. 실시예(700)에서, 상기 광 감지기(580)가 참조로 FED 스크린(200) 자체로부터 상당한 양의 광을 수신하고 주변으로부터 상당한 광을 수신하지 않는 것이 유리하다. 이 경우, 상기 감지기(580)는 FED 스크린(200)으로부터 방사되는 광을 검출하도록 노출되고 주변 광에는 근본적으로 노출되지 않도록 위치(580b)에 위치될 수 있다.

도 10의 시스템(700)에서, 부궤환 루프(loop)(730)가 상기 광 감지기(380)와 평판 FED 스크린(200)으로부터 방사되는 광 사이에 존재한다. 따라서, 상기 밝기 조절 회로(300)는 상기 감지기(380)에 의해 검출된 광에 자동으로 반응하여 평판 표시 스크린(200)에서 밝기를 조절한다. 또한, 상기 기준 회로(630)는 상기 수동 조절 노브(520)에 반응하여 상기 라인(635)을 통해 기준 전압을 조절한다. 수동 조절 및 자동 스크린 정규화가 동시에 액티브인 때의 동작 모드에서, 수동 조절은 우선 무시이다. 동작에서 상기 광 감지기(580)가 공장 설정 임계치보다 넘게 FED 스크린(200)으로부터 방사된 보다 밝은 광을 검출함에 따라, 상기 회로(300)는 ON 타임 펄스 폭이 감소되도록 함으로써 FED 스크린(200)이 보다 밝지 않게 되도록 한다. 마찬가지로, 상기 광 감지기(580)가 공장 설정 임계치보다 낮게 FED 스크린(200)으로부터 방사된 보다 밝지 않은 광을 검출함에 따라, 상기 회로(300)는 ON 타임 펄스 폭이 증가되도록 함으로써 FED 스크린(200)이 보다 밝게 되도록 한다. 실시예(700)는 실시예(600)에 대해 설명된 것처럼 수동 조절 특성의 전체 영역을 포함한다. 즉, 상기 라인(635)을 통한 기준 전압을 증가 또는 감소하는 것은 도 9에 대해 설명한 방법에서 평판 FED 스크린상에 표시된 밝기를 변경한다.

시스템(700)은 FED 스크린(200) 제조에서의 변화와를 자동으로 보상하고, 수명, 사용 빈도, 연속 사용, 기온 등의 결과로 시간에 따라 보다 밝지 않게 되는 FED 스크린(200)을 자동으로 보상하는데 유용하다. 시스템(600) 및 시스템(700)을 구현하기 위해 필요한 전자장치는 FED 스크린(200)에 의해 사용되는 동일한 지원의 전자장치에 제조될 수 있으며, 전형적으로 화소 어레이의 주변 또는 화소 어레이 뒤에 위치될 수 있다.

표시 화소의 휘도 내용을 변경하지 않고서 FED 평판 스크린의 밝기를 변경하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예, 방법 및 구조가 설명되었다. 본 발명은 특정 실시예로 설명되었지만 본 발명이 이러한 실시예에 의해서 제한되는 것으로는 여겨질 수 없으며 오히러 하기의 청구범위에 따라 생각되어야 한다.

평판 FED 스크린을 사용하여 구현되는 표시 스크린의 밝기를 제어하기 위한 회로 및 방법이 설명된다. 평판 FED 스크린내에 행(row) 및 열(column)의 매트릭스가 제공되고 각 행열 교차점내에 에미터가 위치한다. 행은 순차적으로액티브(active)되고 독립된 휘도 정보가 열에 나타내어진다. 일 실시예에서는 한번에 단 한 행씩 순차적으로 최고 상위의 행으로부터 하위의 행으로 행은 액티브(active) 된다. 적절한 전압이 에미터의 음극과 게이트 사이에 인가될 때 에미터는 발광점을 일으키는 적색, 녹색, 청색의 인 스폿을 향한 전자를 방출한다. 따라서, 각 화소는 하나의 적색, 녹색 및 청색 인 스폿을 내포한다.

일 실시예에서는 본 발명은 FED 스크린 밝기의 변화를 일으키도록 행에 대한 인가 전압을 변경하기 위한 모든 행 구동기에 공통인 특별한 회로를 포함한다. 인가된 전압은 평판 FED 스크린의 밝기를 변경할 수 있도록 펄스 폭 변조(pulse width modulation) 및 진폭 변조(amplitude modulation) 될 수 있다. 상대적 열 전압이 본 발명의 이 실시예에서는 일정하게 유지되기 때문에 휘도 해상도는 밝기가 변경됨에 따라 약화되지 않는다. 일 실시예에서는 행 구동기의 인에이블(enable : EN) 라인은 행 전압의 펄스 폭("ON 타임") 변조를 하도록 턴(turn) ON 및 OFF된다. 제 2 실시예에서, 행 구동기 전원은 행 전압의 펄스 폭("ON 타임") 변조를 하도록 중단된다. 일 구현에서는 열 전압보다 행 전압을 변경하는 것이 더 효과적이다. 이는 행 변조와 함께 CV²손실의 증가가 없기 때문인 경우이다. 그러나, 본 발명의 다른 실시예는 FED 스크린의 밝기를 변경하도록 진폭 또는 펄스폭에서 열 전압을 변화하기 위한 회로를 포함한다.

본 발명의 밝기 회로는 수동 밝기 제어에 반응하는 것으로 만들어 질 수 있거나, 또는 평판 FED 스크린 가까이 위치된 주변 광 감지기에 반응하는 것으로 만들어 질 수 있다. 본 발명의 자동 밝기 조절 실시예에서 광 감지기는 감지된 주변 광에 비례하여 변하는 밝기 신호를 공급한다. 상기 구조 및 방법을 사용할 때 FED 스크린 밝기는 광 감지기 출력의 증가에 반응하여 증가되고 광 감지기 출력의 감소에 반응하여 감소된다. 다른 실시예는 FED 스크린이 참조 밝기 레벨로 사용되고 FED 스크린 밝기가 수면과 제조 차이에 의해 발생하는 변화를 보상하는데 있어서 밝기 정규화를 위한 광 감지기를 사용한다. 도한 수동 밝기 조절 및 자동 밝기 ON/OFF 스위치가 제공된다.

특히, 본 발명의 실시예는, 감지된 광의 양에 비례하는 출력 신호를 발생하는 광 감지기; 수동 밝기 조절 장치; 수동 밝기 조절 장치에 반응하는 기준 신호를 발생시키기 위한 기준 회로; 출력 신호를 수신하도록 결합되고 밝기 레벨을 나타내는 밝기 신호를 발생하기 위한 변환 회로; 밝기 신호를 수신하도록 결합되고 밝기 신호에 비례하는 폭을 갖는 행 ON 타임 펄스를 발생하기 위한 밝기 제어 회로; 및 행 구동기는 행 ON 타임 펄스를 수신하도록 결합되고 행 및 열 구동기에 각각 결합된 행 및 열 라인을 가지고 행 ON 타임 펄스의 폭에 비례하여 자동으로 밝기의 변화를 하는 FED 스크린을 포함하는 표시 시스템을 포함한다.

본 발명은 평판 표시 장치 분야에 있어서 액티브 매트릭스 액정장치는 전형적으로 액정의 액티브 매트릭스를 통해 광을 방사하는 백라이트 램프를 포함하고 화소의 휘도 해상도를 변경하는데 사용될 수 있는 것으로 화소의 휘도의 질을 약화하지 않는 평판 표시 스크린에 대한 밝기 조절을 제공하는데 사용될 수 있다. 따라서, 액정장치가 적용되는 컴퓨터 표시장치에 표시된 영상의 질 저하가 없는 일정한 화질을 갖추는데 유용하게 적용된다.

Claims

평판 표시 장치에 있어서,

감지된 광에 비례하는 출력 신호를 발생하는 광 감지기;

상기 출력 신호에 반응하는 밝기 신호를 발생하기 위한 변환 회로; 및

상기 밝기 신호에 비례하고 수평동기 신호에 동기되어 발생되는 폭을 갖는 행 ON 타임 펄스를 발생하기 위한 것으로 상기 밝기 신호를 수신하도록 결합된 밝기 제어 회로;

를 포함하는 것을 특징으로 하는 평판 표시 장치.
제 1항에 있어서, 상기 평판 표시 장치가

열 라인을 통해 진폭 변조 전압 신호를 구동하기 위한 열 구동기로 각 열 라인에 각각 접속되는 복수의 열 구동기;

한 개의 행 라인과 적어도 세 개의 열 라인의 교차점으로 이루어진 화소에서 한번에 한 행 라인을 통해 제 1 전압 신호를 구동하기 위한 복수의 행 구동기로 각 상기 행 라인에 각각 접속되는 복수의 행 구동기; 및

각 행 라인의 갱신을 동기시키기 위한 수평 동기 클럭 신호를 더 포함하고, 상기 밝기 제어 회로가 상기 복수의 행 구동기를 인에이블 하도록 결합되고 상기 밝기 신호에 비례하여 변하는 폭을 갖는;

FED 장치인 것을 특징으로 하는 평판 표시 장치.
제 2항에 있어서,

수동 조절; 및

상기 수동 조절에 반응하여 기준 신호를 발생하기 위한 기준회로를 더 포함하며,

상기 변환 회로로부터 출력된 밝기 신호는 상기 기준회로에도 반응하며, 상기 변환 회로는 상기 FED 장치로부터 광 감지기가 보다 많은 양의 밝기를 감지 할 때는 보다 적은 양의 밝기 신호를 발생시키고, 상기 FED 장치로부터 광 감지기가 보다 적은 양의 밝기를 감지 할 때는 보다 많은 양의 밝기 신호를 발생시키는, 평판 표시 장치.
제 1항에 있어서, 상기 평판 표시 장치는

수동 밝기 조절 장치;

상기 수동 밝기 조절 장치에 반응하는 상기 기준 신호를 발생시키기 위한 기준 회로;

상기 출력신호와 상기 기준신호의 값에 의존하는 값을 가지며 밝기 레벨을 가리키는 상기 밝기 신호와 상기 기준 신호를 수신하도록 결합된 상기 변환 회로; 및

밝기 레벨을 제공하기 위한 상기 행 ON 타임 펄스를 수신하도록 결합된 행 구동기와, 진폭변조된 전압신호를 수신하도록 적합화된 열 구동기에 각각 결합된 행 라인과 열 라인의 교차점에, 상기 열 라인 위에 상기 진폭변조된 전압신호의 계조레벨의 열화를 방지하도록 적합화된 상기 행 ON 타임 펄스폭에 비례하여 밝기가 자동으로 변하는 FED 스크린의 화소를 갖는 상기 FED 스크린을 더 포함하는 표시 시스템인 평판 표시 장치.
제 1항에 있어서,

컴퓨터 시스템을 구성하기 위한 프로세서와 메모리 장치에 결합된 버스에 결합되고, 상기 행 ON 타임 펄스를 수신하도록 결합된 행 구동기와 계조신호를 수신하도록 결합된 열 구동기에 각각 결합된 행 라인과 열 라인의 교차점에 화소에서 상기 계조신호의 열화를 방지하도록 적합화된 상기 행 ON 타임 펄스폭에 비례하여 밝기가 자동으로 변하는 FED 스크린의 화소를 갖는 상기 FED 스크린을 더 포함하는 표시 시스템인 것을 특징으로 하는 평판 표시 장치.
제 1, 2, 4, 5항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 변환 회로는 상기 FED 장치로부터 광 감지기가 보다 많은 양의 밝기를 감지 할 때 보다 적은 양의 밝기 신호를 발생하고 상기 FED 장치로부터 광 감지기가 보다 적은 양의 밝기를 감지 할 때 보다 많은 양의 밝기 신호를 발생하기 위한 것;

을 특징으로 하는 평판 표시 장치.
제 4항에 있어서,

상기 변환 회로는 상기 광 감지기가 보다 많은 양의 밝기를 감지 할 때 보다 많은 양의 밝기 신호를 발생하고 상기 광 감지기가 보다 적은 양의 밝기를 감지 할 때 보다 적은 양의 밝기 신호를 발생하기 위한 것이고;

각 행 라인의 갱신을 동기시키기 위한 수평 동기 클럭 신호를 더 포함하는 FED 스크린;

상기 열 구동기 각각은 각 열 라인에 결합되고 상기 열 라인을 통해 진폭 변조 전압을 구동하기 위한 것이고;

한 개의 행 라인과 적어도 세 개의 열 라인의 교차점으로 이루어진 화소에서 상기 행 구동기 각각은 각 행 라인에 결합되고 한번에 한 행 라인을 통해 제 1 전압 신호를 구동하기 위한 것이고;

수평 동기 클럭과 동기되어 발생되는 상기 ON 타임 펄스에 의해서 인에이블 되는 복수의 행 구동기;

를 포함하는 것을 특징으로 하는 평판 표시 장치.
제 6항 또는 7항에 있어서,

상기 행 ON 타임 펄스의 상기 폭에 비례하는 밝기로 밝게 하기 위한 것으로 각 행 라인과 각 열 라인의 각 교차점에 위치된 복수의 다층 구조;

를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 평판 표시 장치.
제 8항에 있어서, 상기 밝기 제어 회로는

상기 행 ON 타임 펄스의 상기 폭을 정의하기 위한 것으로 상기 밝기 신호 및 커패시터에 결합된 전압 제어 저항을 포함하는 네트워크; 및

수평 동기 클럭과 동기하여 상기 행 ON 타임 펄스를 발생하기 위한 수평 동기 클럭 신호에 결합된 원 샷 회로;

를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 평판 표시 소자.
제 8항에 있어서,

적색 열 라인, 녹색 열 라인 및 청색 열 라인을 포함하는 적어도 각 화소의 세 열 라인이 있는 것;

인 것을 특징으로 하는 평판 표시 장치.
제 8항에 있어서, 각 다층 구조는

고전압 양극;

상기 고전압 양극에 코팅된 인;

대응 열 라인에 결합된 게이트; 및

상기 밝기 레벨에 변조된 행 ON 타임 펄스를 가진 상기 제 1 전압 신호가 상기 대응 행 라인상에서 구동되고, 계조 레벨을 제공하기 위해 진폭변조된 전압신호인 제 2 전압 신호가 상기 대응 열 라인상에서 구동될 때, 상기 인에 전자를 방출하는 전자 방출 소자와, 대응 행 라인에 결합된 에미터 전극을 포함하는 음극을 포함하는 것을 특징으로 하는 평판 표시 장치.
제 2, 3, 및 6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 열 구동기는 계조 레벨을 제공하기 위해 상기 열 라인 위에 상기 진폭변조된 전압신호를 구동하기 위한 것인 평판 표시 장치.
제 1 내지 12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 광 감지기의 출력신호 및 상기 변환회로의 밝기 신호는 가변이고, 상기 밝기 제어 회로는 상기 표시 장치의 밝기를 조절하기 위한 것이며, 상기 밝기 제어 회로는 상기 가변 밝기 신호에 비례하여 변하거나 변조되고 상기 열 라인 위에서 상기 진폭 변조된 전압 신호에 대한 계조 레벨의 열화를 방지하도록 적합화된 행 ON 타임 펄스폭을 가진 상기 제 1 전압신호를 발생시키기 위한 것인 평판 표시 장치.