KR20010023369A - Ｆｅｄ 장치의 휘도를 제어하는 회로 및 방법 - Google Patents

Ｆｅｄ 장치의 휘도를 제어하는 회로 및 방법 Download PDF

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Abstract

디스플레이 스크린(200)의 휘도를 제어하는 회로(300) 및 방법이 평판 전계 방출 디스플레이(FED) 스크린(200)을 이용하여 실행되었다. FED 스크린(200)을 가로지른 휘도의 변화로 인한 행들(230)에 인가된 전압(212)을 변경하기 위해, 휘도제어회로(300)가 행드라이버(220)를 가로질러 배치된다. 인가된 전압(212)은 FED 스크린(200)의 휘도를 변경하도록 펄스폭 변조 또는 진폭 변조될 수 있다. 하나의 FED 스크린(200) 실행에서, 행전압(212)을 변경하는 것이 더 효과적이다; 그러나, 본 발명의 대체 실시예에서, FED 스크린(200)의 휘도를 변경하도록 열전압(207)이 진폭 또는 펄스폭 변조된다. 본 발명의 휘도제어회로(300)는 수동 휘도 손잡이(520)에 대응하여 이루어질 수 있거나 주위 광센서(580a,580b)에 대응할 수 있다.

Description

ＦＥＤ 장치의 휘도를 제어하는 회로 및 방법{CIRCUIT AND METHOD FOR CONTROLLING THE BRIGHTNESS OF AN FED DEVICE}
평판 디스플레이 장치의 분야에서, 종종 디스플레이 스크린의 휘도를 조정할 필요가 있다. 액티브 매트릭스 액정장치(AMLCD)는 통상 액정 셀의 액티브 매트릭스를 통해 빛을 발하는 1개 이상의 역광 조명 램프를 포함한다. AMLCD 장치의 휘도 조정은 화소의 계조 해상도를 변경한다. 이들 평판 디스플레이 스크린은 역광 조명 램프의 전기적 구동 및 강도를 제어함에 의해 디스플레이의 휘도를 변경한다. 그러나, 그의 특성에 의해, 역광 조명 램프가 최적 휘도 지점으로부터 멀어짐에 따라, AMLCD 장치에 의해 발생된 색 및 균일성이 감소된다. 최적 휘도 지점은 통상 공장에서 설정된다. 휘도 조정을 실행할 때 화소의 계조 해상도를 변경함에 의해, 평판 디스플레이의 휘도를 변경하는 종래 기술의 방법은, 표시된 화질을 감소시키는 부적당한 측면(side) 효과를 갖는다. 화소의 계조질을 손상시키지 않도록 평판 디스플레이 스크린에 휘도 조정을 제공하는 것이 바람직하다.
AMLCD의 휘도를 변경하는 다른 종래 기술의 메카니즘에서, 스크린상에 화상을 표시하기 위해 사용되는 화상 데이터는, 디스플레이에 제공됨으로써 변경된다. 이득 및 옵셋값으로 구성된 함수가 디스플레이에 프로그램되고, 이득값에 의해 데이터를 증가시키고 프로그램된 옵셋값을 부가시키는 함수를 통해 모든 화상 데이터가 통과된다. 상기 함수값은, 휘도가 증가되거나 감소될 필요에 따라 변경된다. 스크린 휘도를 변경하는 상기 종래 기술 메카니즘은, 화상 데이터의 큰 볼륨을 변경하는 상대적으로 복잡한 회로를 필요로 하기 때문에 단점이 있다. 두 번째로, 상기 종래 기술 메카니즘은, 평판 디스플레이의 계조 해상도를 변경함에 의해 화상의 계조질을 감소시킨다. 화상 데이터를 변경하지 않고 화상의 계조 해상도를 손상시키지 않도록 평판 디스플레이 스크린에 휘도 조정을 제공하는 것이 바람직하다.
평판 전계 방출 디스플레이(FED)는 역광 조명 램프를 사용하지 않는다. 평판 FED는 양극 및 음극 및 게이트를 각각 갖는 에미터를 이용한다. 개개의 에미터(음극에 대한 게이트)에 걸쳐 인가된 전압은, 디스플레이 스크린상에 배치된 인광물질 지점을 향해 전자가 릴리스(release)하도록 한다. 많은 에미터가 단일 인광물질 지점과 결합된다. 화소는 3개(예컨대, 적색, 녹색 및 파란색)의 독립적으로 제어된 인광물질 지점으로 구성된다. 평판 FED 스크린내의 화소의 계조 내용은, 화소를 구성하는 적색, 녹색 및 파란색 에미터에 인가된 전압에 의해 나타내진다. 그러나, 적색, 녹색 및 파란색 인광물질 지점의 에미터에 인가된 상대적 전압을 변경하는 휘도 조정 메카니즘은, 평판 FED 스크린내의 화소의 계조질을 변경시킨다. 화소의 계조 해상도를 손상시키지 않도록 평판 FED 스크린에 휘도 조정을 제공하는 것이 바람직하다.
FED의 휘도를 변경하는 하나의 종래 기술의 메카니즘은, 에미터의 양극에 인가된 고전압(예컨대, 수 kV)을 변경한다. 상기 방법은, 더 복잡하고 일정 전압 출력 전원보다 더 비싼 가변 출력 고전압 전원을 필요로 하기 때문에 단점이 있다. 두 번째로, 상기 종래 기술의 메카니즘은, 저렴한 고전압 소자, 더 단순한 저전압 소자로 휘도조정회로가 실행될 필요가 있다. 고전압 레벨을 변경하지 않고 고전압 소자를 요구하지 않도록 평판 FED 스크린에 휘도 조정을 제공하는 것이 바람직하다.
따라서, 본 발명은, 디스플레이 스크린의 화소의 계조 해상도를 손상시키지 않는 평판 디스플레이 스크린의 휘도를 제어하는 메카니즘 및 방법을 제공한다. 또한, 본 발명은, 화상 데이터를 변경하지 않는 평판 디스플레이 스크린의 휘도를 변경하는 메카니즘을 제공한다. 또한, 본 발명은, 디스플레이 스크린의 화소의 계조 해상도를 손상시키지 않는 평판 FED 스크린의 휘도를 제어하는 메카니즘 및 방법을 제공한다. 본 발명은, 저전압 제어신호를 변경하는 평판 FED 스크린의 휘도 조정 메카니즘 및 방법을 제공한다. 상기 장점 및 상기 구체적으로 설명되지 않은 본 발명의 다른 장점은, 이하에 제시된 본 발명의 기술로 명백하게 될 것이다.
본 발명은 평판 디스플레이 스크린의 분야에 관한 것이다. 더 구체적으로, 본 발명은 평판 전계 방출 디스플레이(FED)의 분야에 관한 것이다.
도 1은 행 및 열 라인의 교차점에 놓인 게이트 필드 에미터를 이용하는 평판 FED 스크린의 일부의 단면도;
도 2는 본 발명의 평판 FED 스크린의 내부의 평면도 및 교차하는 디스플레이의 행 및 열을 나타내는 도면;
도 3은 행 및 열 드라이버와 수없이 교차하는 행 및 열을 나타내는 본 발명에 따른 평판 FED 스크린의 평면도;
도 4는 본 발명의 평판 FED 스크린의 휘도를 변경하기 위해 본 발명에 의해 이용된 개략적인 회로도;
도 5는 도 4의 회로에 의해 발생되고 도 3의 평판 FED 스크린의 행 드라이버에 의해 사용되는 신호의 타이밍도;
도 6은 본 발명의 평판 FED 스크린의 휘도 제어 열드라이버를 나타내는 도면;
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 주위 광센서를 이용하는 컴퓨터 시스템의 사시도;
도 8은 주위 광센서를 갖는 본 발명의 FED 스크린을 포함하는 일반적 목적의 컴퓨터 시스템 회로의 블록도;
도 9는 평판 FED 스크린의 휘도를 자동으로 조정하기 위해 주위 광센서를 이용하는 본 발명의 회로의 논리적 블록도; 및
도 10은 휘도 표준화를 위한 평판 FED 스크린의 휘도를 자동으로 조정하기 위해 주위 광센서 및 피드백을 이용하는 본 발명의 회로의 논리적 블록도이다.
이하, 평판 전계 방출 디스플레이(FED) 스크린을 이용하여 실행된 디스플레이 스크린의 휘도를 제어하기 위한 회로 및 방법이 설명되어 있다. 평판 FED 스크린에서, 행 및 열의 매트릭스가 제공되고, 에미터가 각 행-열 교차점에 배치된다. 행들은 연속적으로 활성화되고, 열들에는 분리된 계조 정보가 나타난다. 일 실시예에서, 나타내진 1개 행만으로 최상부 행부터 하부 행까지 동시에 행들이 연속적으로 활성화된다. 적당한 전압이 에미터의 음극 및 게이트에 걸쳐 인가될 때, 조사 지점으로 인해, 전자들이 인광물질 지점, 예컨대, 적색, 녹색, 파란색을 향해 릴리스된다. 따라서, 각 화소는 1개 적색, 1개 녹색 및 1개 파란색 인광물질 지점을 포함한다.
일 실시예에서, 본 발명은, FED 스크린에 걸쳐 휘도가 변화되도록 행에 인가된 전압을 변경하는 모든 행드라이버에 공통인 특정 회로를 포함한다. 평판 FED 스크린의 휘도를 변경하도록 인가된 전압은 펄스폭 변조 또는 진폭 변조될 수 있다. 본 발명의 상기 실시예에서, 상대적 열전압이 일정하게 남기 때문에, 계조 해상도는 휘도가 변경됨으로써 손상되지 않는다. 일 실시예에서, 행전압의 펄스폭("온 타임(on-time)")을 변조하도록 행드라이버의 인에이블(enable) 라인이 온 및 오프된다. 제 2 실시예에서, 행드라이버 전원은 행전압의 펄스폭("온 타임")을 변조하기 위해 중단된다. 하나의 실행에서, 열전압보다 행전압을 변경하는 것이 더 효과적이다. 이는 행 변조에서 CV2손실이 증가하지 않기 때문이다. 그러나, 본 발명의 대체 실시예는, FED 스크린의 휘도를 변경하도록 진폭 또는 펄스폭에서의 열전압을 변경하는 회로를 포함한다.
본 발명의 휘도회로는 수동 휘도 제어에 대응하여 이루어질 수 있거나 평판 FED 스크린 근처에 배치된 주위 광센서에 대응하여 이루어질 수 있다. 본 발명의 자동 휘도 조정 실시예에서, 광센서는 감지된 주위 빛에 비례하여 변화하는 휘도 신호를 공급한다. 상기 메카니즘 및 방법을 이용하면, FED 스크린 휘도는, 광센서 출력의 증가에 대응하여 증가되고, 광센서 출력의 감소에 대응하여 감소된다. 다른 실시예는, FED 스크린이 참조광 레벨로 사용되고 FED 스크린 휘도가 수명 및 제조 차이로 인한 변화에 대해 보상되는 휘도 표준화용 광센서를 이용한다. 수동 휘도 조정(무시(override)) 및 자동 휘도 온/오프 스위치도 제공된다.
구체적으로, 본 발명의 실시예는, 복수의 열라인에 걸쳐 진폭 변조된 전압신호를 구동하며, 각 열라인에 각각 결합된 복수의 열드라이버를 포함하는 전계 방출 디스플레이 스크린을 포함하며, 진폭 변조된 전압신호는 화소의 각 행의 계조 데이터를 나타낸다. 또한, 본 발명은, 동시에 1개 행라인에 걸쳐 제 1 전압신호를 구동하며, 각 행라인에 각각 결합된 복수의 행드라이버를 포함하며, 화소는 1개 행라인과 적어도 3개 열라인의 교차점으로 구성된다. 또한, 본 발명은, 개개의 행라인의 리프레쉬를 동기하고, 계조의 로딩을 화소의 각 행의 복수의 열드라이버에 동기하는 수평동기 클록신호를 포함한다. 또한, 본 발명은, 가변 펄스폭을 갖고, 수평동기 클록신호와 동기된 온 타임 펄스를 발생하는 복수의 행드라이버의 인에이블 라인에 결합된 휘도제어회로를 포함하며, 복수의 행드라이버가 온 타임 펄스폭 기간 동안만 제 1 전압신호를 구동하고 그 이외에는 구동할 수 없게 되고, 복수의 다층구조는 각 행라인과 각 열라인의 교차점에 배치되며, 각 다층구조는 온 타임 펄스의 펄스폭에 선형적으로 비례하는 휘도로 조사한다.
이하, 본 발명의 상세한 설명에서, 본 발명의 이해를 위해, 표시화소의 계조를 변경하지 않고 평판 FED 스크린의 휘도를 변경하는 방법 및 메카니즘, 수 많은 특정 세부사항에 대해 설명한다. 그러나, 본 발명이 이들 특정 세부사항 또는 그의 등가물없이 실행될 수 있음을 당업자들은 인식할 수 있을 것이다. 다른 예에서, 공지의 방법, 절차, 성분, 및 회로는 본 발명을 불필요하게 복잡하게 나타내지 않도록 상세하게 설명되지 않는다.
전계 방출 디스플레이(FED)의 에미터를 설명한다. 도 1은 FED 평판 디스플레이의 일부인 다층 구조(75)를 나타낸다. 다층 구조(75)는, 소위 기초판 구조로 불리는 전계 방출 후면판 구조(45), 및 전자 수신 앞면판 구조(70)를 포함한다. 화상은 앞면판 구조(70)에 의해 발생된다. 후면판 구조(45)는, 공통적으로 전기 절연 후면판(65), 에미터(또는 음극) 전극(60), 전기 절연층(55), 패터닝된 게이트전극(50), 및 절연층(55)을 통해 구멍에 놓인 원뿔형 전자 방출 소자(40)로 구성된다. 전자 방출 소자(40)의 하나의 유형은 트위첼 등의 미국 특허 제 5,608,283호(1997년 3월 4일)에 제안되어 있고, 다른 유형은 스핀트 등의 미국 특허 제 5,607,335호(1997년 3월 4일)에 제안되어 있고, 참고자료로 이하에 모두 채용된다. 전자 방출 소자(40)의 첨단은 게이트전극(50)의 대응하는 구멍을 통해 노출된다. 에미터 전극(60) 및 전자 방출 소자(40)는 모두 FED 평판 디스플레이(75)의 일부(75)의 음극을 구성한다. 앞면판 구조(70)는, 전기 절연 앞면판(15), 양극(20), 및 인광물질(25)의 코팅으로 형성된다. 소자(40)로부터 방출된 전자는 인광부(30)에 의해 수신된다.
도 1의 양극(20)은 음극(60/40)에 대해 정전압으로 유지된다. 구조체(45,70) 사이에서 100-200㎛의 공간확보를 위해 양극 전압은 100-300V이지만, 다른 실시예에서, 더 큰 공간을 확보하기 위해 양극 전압은 kV 범위내에 있다. 양극(20)이 인광물질(25)과 접촉하기 때문에, 양극전압도 인광물질(25)에 영향을 준다. 적절한 게이트전압이 게이트전극(50)에 인가될 때, 오프 노말(off normal) 방출 각도 θ(42)의 다양한 값으로 전자 방출 소자(40)로부터 전자가 방출된다. 방출된 전자는, 도 1의 라인(35)으로 표시된 비선형(예컨대, 포물선) 궤도를 따르고, 인광물질(25)의 타게트부(30)에 충돌한다. 방출된 전자와 충돌한 인광물질은 선택된 색깔의 빛을 발생하고 인광 지점을 나타낸다. 단일 인광 지점은 수 많은 에미터에 의해 밝아질 수 있다.
인광물질(25)은, 인광물질(25)에 의해 발생된 것과는 다른 색깔의 빛을 방출하는 다른 인광물질(도시 안됨)을 포함하는 화상 소자("화소")의 일부이다. 통상, 화소는 적색 지점, 녹색 지점 및 파란색 지점의 3개의 인광 지점을 포함한다. 또한, 인광물질(25)을 포함하는 화소는 FED 평판 디스플레이의 1개 이상의 다른 화소(도시 안됨)에 인접한다. 인광물질(25)에 대한 어떤 전자가 다른 인광물질(동일하거나 다른 화소)과 일관되게 충돌하면, 화상 해상도 및 색 순도가 감소될 수 있다. 이하에 더 상세하게 설명된 바와 같이, FED 평판 스크린의 화소는 열 및 행을 포함하는 매트릭스 형상으로 배열된다. 하나의 실행에서, 화소는 동일한 행에 정렬된 3개의 인광 지점으로 구성되지만, 3개의 분리된 열을 갖는다. 따라서, 단일 화소는 1개 행 및 3개의 분리된 열(적색 열, 녹색 열 및 파란색 열)로 독특하게 확인된다.
타게트 인광부(30)의 크기는 FED 평판 디스플레이(75)의 인가된 전압 및 기하학적이고 치수적인 특성에 의존한다. 도 1의 FED 평판 디스플레이(75)에서 양극/인광물질 전압을 1500 내지 10000V로 증가시키려면, 후면판 구조(45)와 앞면판 구조(70) 사이의 공간이 100-200㎛ 보다 크게 되어야 할 필요가 있다. 전자 초점 소자(예컨대, 게이트 전계 방출 구조)가 도 1의 FED 평판 디스플레이에 부가되지 않으면, 1500 내지 10000의 인광물질 전위에 대해 상호구조 공간을 필요한 값으로 증가시켜 더 큰 인광부(3)를 야기한다. 이러한 초점 소자는 FED 평판 디스플레이 구조(75)내에 포함될 수 있고, 스핀트 등의 미국 특허 제 5,528,103호(1996년 6월 18일)에 제안되어 있고, 이하에 참고자료로 채용된다.
먼저, 타게트 인광부(30)의 휘도는 음극(60/40)과 게이트(50)를 가로질러 인가된 전위에 의존한다. 전위를 크게 하면, 타게트 인광부(30)는 더 밝아진다. 두 번째로, 타게트 인광부(30)의 휘도는 음극(40/60)과 게이트(50)를 가로질러 전압이 인가되는 기간(예컨대, 온 타임 윈도우(on-time window))에 의존한다. 온 타임 윈도우가 커지면, 타게트 인광부(30)는 더 밝아진다. 따라서, 본 발명에 있어서, FED 평판 구조(75)의 휘도는 전압 및 음극(60/40)과 게이트(50)에 걸쳐 전압이 인가되는 기간(예컨대, "온 타임")에 의존한다.
도 2에 도시된 바와 같이, FED 평판 디스플레이는 화소의 수평 정렬된 행 및 수직 정렬된 열의 배열로 분할된다. 이 배열의 일부(100)가 도 2에 도시되어 있다. 각 화소(125)의 경계는 점선으로 표시되어 있다. 3개의 분리된 에미터 라인(230)이 도시되어 있다. 각 에미터 라인(230)은 배열에서 화소의 행중 하나에 대한 행전극이다. 중간 행전극(230)은 전극과 관련된 특정 행의 각 에미터의 에미터 음극(60/40)(도 1)에 결합된다. 일 화소행의 일부가 도 2에 표시되어 있고, 한 쌍의 인접한 스페이서 벽(135) 사이에 배치된다. 화소행은 하나의 행라인(250)을 따른 모든 화소로 이루어진다. 2개 이상의 화소행(24-100 화소행)은, 통상 각 인접한 스페이서 벽(135) 쌍 사이에 배치된다. 각 화소열은 적색; 녹색; 파란색의 3개의 게이트라인(250)을 갖는다. 동일하게, 각 화소열은, 전부 3개의 스트라이프인, 각 인광물질 스트라이프(적색, 녹색, 파란색)중 하나를 포함한다. 각 게이트라인(250)은 관련된 열의 각 에미터 구조의 게이트(50)(도 1)에 결합된다. 이 구조(100)는 커틴 등의 미국 특허 제 5,477,105호에 더 상세하게 설명되어 있고, 이하에 참고자료로 채용된다.
적색, 녹색 및 파란색 인광 스트라이프(25)는 에미터 전극(60/40)의 전압에 대해 1500 내지 10000V의 정전압으로 유지된다. 전자 방출 소자(40)의 세트중 하나가 대응하는 행(음극)라인(230) 및 열(게이트)라인(250)의 전압을 조정함에 의해 적절하게 여기될 때, 그 세트의 소자(40)는 대응하는 색의 인광물질의 타게트부(30)를 향해 가속된 전자를 방출한다. 다음, 여기된 인광물질은 빛을 발한다. 스크린 프레임 리프레쉬 사이클동안(일 실시예에서 약 60Hz로 실행됨), 1개 행만 동시에 활성화되고, 온 타임 기간에 화소중 1개 행을 조사하도록 열라인에 전류가 흐른다. 이것은, 모든 화소행이 프레임을 표시하도록 조사될 때까지, 행마다 연속적으로 실행된다. 프레임은 60Hz에서 표시된다. 디스플레이 배열의 n 행을 가정하면, 각 행에는 16.7/n ms의 비율로 전류가 흐른다. 상기 FED(100)는, 두복 제이알. 등의 미국 특허 제 5,541,473호(1996년 7월 30일); 스핀트 등의 미국 특허 제 5,559,389호(1996년 9월 24일); 스핀트 등의 미국 특허 제 5,564,959호(1996년 10월 15일); 및 해븐 등의 미국 특허 제 5,578,899호(1996년 11월 26일)에 더 상세하게 설명되어 있고, 이하에 참고자료로 채용된다.
도 3은 본 발명에 따른 FED 평판 디스플레이 스크린(200)을 나타낸다. 도 2에 도시된 바와 같이, 영역(100)은 도 3에도 도시되어 있다. FED 평판 디스플레이 스크린(200)은 n 행라인(수평) 및 x 열라인(수직)으로 구성된다. 명백하게, 행라인은 "행"으로 불려지고 열라인은 "열"로 불려진다. 행라인은 행드라이버 회로(220a-220c)에 의해 구동된다. 행 그룹(230a,230b,230c)이 도 3에 도시되어 있다. 각 행 그룹은 특정 행드라이버 회로와 관련된다; 3개의 행드라이버 회로는 참조부호(220a-220c)로 도시되어 있다. 본 발명의 일 실시예에서, 400행을 넘고 약 5-10 행드라이버 회로가 있다. 그러나, 본 발명은 임의의 행수를 갖는 FED 평판 디스플레이 스크린에 적합하다. 또한, 열 그룹(250a,250b,250c,250d)이 도 3에 도시되어 있다. 본 발명의 일 실시예에서, 1920열을 넘는다. 그러나, 본 발명은 임의의 열수를 갖는 FED 평판 디스플레이 스크린에 적합하다. 화소는 3개의 열(적색, 녹색, 파란색)을 요구함으로써, 1920열은 수평으로 적어도 640 화소 해상도를 제공한다.
행드라이버 회로(220a-220c)는 FED 평판 디스플레이 스크린(200)의 주위를 따라 배치된다. 도 3에서, 3개의 행드라이버만 명백하게 도시되어 있다. 각 행드라이버(220a-220c)는 행 그룹을 구동시킬 책임이 있다. 예컨대, 행드라이버(220a)는 행(230a)을 구동하며, 행드라이버(220b)는 행(230b)을 구동하고 행드라이버(220c)는 행(230c)을 구동한다. 개개의 행드라이버가 행 그룹을 구동시킬 책임이 있더라도, 1개 행만 전체 FED 평판 디스플레이 스크린(200)에 걸쳐 동시에 활성화된다. 따라서, 개개의 행드라이버는 거의 1개 행라인을 동시에 구동하고, 활성 행라인이 그 그룹에 있지 않을 때, 리프레쉬 사이클동안 임의의 행라인을 구동하지 않는다. 공급전압선(212)은 모든 행드라이버(220a-220c)에 병렬로 결합되고, 에미터의 음극(60/40)에 적용하기 위해 행드라이버에 구동전압을 공급한다. 일 실시예에서, 행구동전압은 명백하게 부이다.
또한, 인에이블 신호는 도 3의 인에이블 라인(216)을 걸쳐 병렬로 각 행드라이버(220a-220c)에 공급된다. 인에이블 라인(216)이 낮을 때, FED 스크린(200)의 모든 행드라이버(220a-220c)가 무능하게 되고 행에는 전류가 흐르지 않는다. 인에이블 라인(216)이 높을 때, 행드라이버(220a-220c)는 가능하게 된다.
또한, 수평클록신호는 도 3의 클록라인(214)을 걸쳐 병렬로 각 행드라이버(220a-220c)에 공급된다. 수평클록신호 또는 동기신호가 각 시간에 따라 펄스로 되고 새로운 행에는 전류가 흐른다. 데이터의 프레임을 형성하도록, 프레임의 n행에는 동시에 한 번 전류가 흐른다. 60Hz의 프레임 갱신 비율을 예로 들면, 모든 행은 16.67ms 마다 한 번 갱신된다. 프레임마다 n행이 갱신되면, 수평클록신호는 16.67/n ms 마다 한 번 펄스로 된다. 다른 말로 하면, 새로운 행에는 16.67/n ms 마다 전류가 흐른다. n이 400이면, 수평클록신호는 41.67㎲ 마다 한 번 펄스로 된다.
기억의 n 비트, 행마다 1비트를 갖는 1개의 큰 직렬 시프트 레지스터를 실행하도록 FED(200)의 모든 행드라이버가 배치된다. 직렬로 행드라이버(220a-220c)에 결합된 행데이터라인(212)을 이용하여 행데이터는 그 행드라이버를 통해 시프트된다. 연속적 프레임 갱신 모드동안, 행드라이버내의 n 비트중 하나는 "0"을 포함하고, 다른 하나는 "1"을 포함한다. 따라서, 최상 행부터 최하 행까지, 동시에 한 번, 모든 n행을 통해 "1"이 직렬로 시프트된다. 제공된 수평클록신호펄스에 따라, "1"에 대응하는 행이 온 타임 윈도우에 구동된다. 라인(214)에 의해 제공된 수평클록의 펄스마다 한 번 행드라이버(220a-220c)를 통해 시프트 레지스터의 비트가 시프트된다. 인터레이스(interlace)모드에서, 홀수 행은 짝수 행에 따라 연속적으로 갱신된다. 따라서, 다른 비트 패턴 및 클록킹(clocking) 설계가 사용된다.
시프트된 "1"에 대응하는 행은 라인(214)을 걸쳐 수평클록펄스에 대응하여 구동된다. 특정 "온 타임" 윈도우동안 행은 남는다. 이 온 타임 윈도우동안, 행드라이버가 가능하게 되면, 전압공급선(212)을 걸친 전압값으로 대응하는 행이 구동된다. 온 타임 윈도우동안, 다른 행은 임의의 전압으로 구동되지 않는다. 이하에 더 상세하게 설명된 바와 같이, 본 발명은, 도 3의 FED 평판 디스플레이 스크린(200)의 휘도를 변경하도록 온 타임 윈도우의 크기를 변화시킨다. 휘도를 증가시키기 위해, 온 타임 윈도우가 확장된다. 휘도를 감소시키기 위해, 온 타임 윈도우가 감소된다. 상대적 전압 진폭이 열드라이버에 따라 변경되지 않으므로, 본 발명은, 상기 방식으로 휘도를 변경함에 의해 계조 해상도를 감소시키지 않는다. 이와 다르게, 다른 실시예에서, 본 발명은, 도 3의 FED 스크린(200)의 휘도를 변경하도록 라인(212)에 인가된 전압값의 진폭을 변경한다. 일 실시예에서, 행에는 부전압의 전류가 흐른다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 FED 평판 디스플레이 스크린(200)내의 화소마다 3개의 열이 있다. 열라인(250a)은 화소의 1개 열을 제어하며, 열라인(250c)은 화소의 다른 열라인 등을 제어한다. 또한, 도 3은 각 화소에 대한 계조 정보를 제어하는 열드라이버(240)를 나타낸다. 열드라이버(240)는 열라인을 걸쳐 진폭 변조된 전압신호를 구동한다. 행드라이버 회로에 대해 유사한 방식에서, 열드라이버(240)는 열라인 그룹을 각각 구동하는 회로로 분리될 수 있다. 열라인(250a-250e)을 걸쳐 구동된 진폭 변조된 전압신호는 화소의 각 행에 대한 계조 데이터를 나타낸다. 라인(214)에서 수평클록신호가 모두 펄스로 되면, FED 평판 디스플레이 스크린(200)의 화소행의 모든 열라인(250a-250e)을 독립적으로 제어하도록, 열드라이버(240)가 계조 데이터를 수신한다. 따라서, 1개 행에만 수평클록마다 전류가 흐르며, 모든 열(250a-250e)에는 온 타임 윈도우 동안 전류가 흐른다. 라인(214)을 걸친 수평클록신호는 계조 데이터의 화소행의 로딩을 열드라이버(240)에 동기한다. 열드라이버(240)는 열데이터라인(205)에 걸쳐 열데이터를 수신하고, 열드라이버(240)는 열전압공급선(207)에 공통으로 결합된다.
다른 계조 색을 실현하도록 열드라이버(240)에 의해 열라인에 다른 전압이 인가된다. 동작에서, 모든 열라인은 계조 데이터(열데이터라인(205)을 걸침)로 구동됨과 동시에 1개 행이 활성화된다. 이는 적당한 계조 데이터에 의해 조사되는 화소 행을 야기한다. 이는, 전체 프레임이 채워질 때까지 라인(214)의 수평클록신호의 펄스마다 한 번 다른 행 등에 반복된다. 속도를 증가시키기 위해, 1개 행에 전류가 흐르는 동안, 다음 화소행에 대한 계조 데이터가 동시에 열드라이버(240)에 로드된다. 행드라이버(220a-220c)와 동일하게, 열드라이버는 온 타임 윈도우내에 그의 전압을 나타낸다. 또한, 행드라이버(220a-220c)와 동일하게, 열드라이버(240)는 인에이블 라인을 갖는다. 일 실시예에서, 열에는 정전압의 전류가 흐른다.
휘도제어회로
도 4는 도 3의 FED 평판 디스플레이 스크린(200)의 휘도를 조정하기 위해 본 발명의 실시예에 의해 이용되는 휘도제어회로(300)를 나타낸다. 상기 휘도제어회로(300)는 FED 평판 디스플레이 스크린(200)의 행드라이버(220a-220c) 및 열드라이버(240)에 인접하여 배치될 수 있다. 본 발명의 제 1 실시예에서, 디스플레이 평균 휘도는 행전압을 변조하는 펄스폭에 의해 제어된다. 본 발명은, 행드라이버(220a-220c)에 대한 공급전압의 펄스폭 변조, 예컨대, 행드라이버(220a-220c)의 온 타임 윈도우를 변조함을 이용한다. 상기 제 1 실시예에서, 계조 발생은, 열드라이버(240)의 진폭 변조, 예컨대, 열드라이버 전압의 크기를 제어함에 의해 제어된다. 이 경우, 평균 휘도는 행 온 타임 윈도우에 대해 선형적인 비례를 나타낸다.
휘도가 증가됨으로써, 행 온 타임 윈도우가 증가되고, 휘도가 감소됨으로써, 행 온 타임 윈도우가 감소된다. 휘도제어형의 장점은, FED 스크린(200)의 화소의 계조 해상도가 온 타임 윈도우가 변경될 때 감소되지 않는다는 것이다. 본 발명의 제 1 실시예로 인해, 열데이터 및 열드라이버 출력전압이 변경되지 않는다.
도 4의 휘도제어회로(300)는 전압 제어 레지스터(310) 및 커패시터(315)로 구성되는 레지스터 및 커패시터 네트워크(RC 네트워크)와 결합된 원 샷(one shot) 회로(325)를 포함한다. 라인(330)은 그라운드 또는 -Vcc에 접속된다. 본 발명에 따르면, 원 샷 회로(325)는 행드라이버(220a-220c)(도 3)의 온 타임 기간의 길이를 결정한다. 따라서, 본 발명에서, 행드라이버(220a-220c)의 온 타임 기간은 변경될 수 있고 FED 평판 디스플레이 스크린(200)의 바라는 휘도에 의존한다. 전압 제어 레지스터(310)의 저항은 휘도신호를 운반하는 라인(312)을 걸친 전압에 따라 변경된다. 라인(312)을 걸친 전압은 변경되고 FED 평판 디스플레이 스크린(200)의 바라는 휘도를 표시하는 설정된 휘도신호를 나타낸다. 라인(312)을 걸친 전압은, 사용자가 접근가능한 수동 손잡이, 또는 자동 보상 또는 표준화(이하에 더 설명됨)를 실행하는 회로로 제어될 수 있다. 이와 다르게, 라인(312)을 걸친 전압은 수동 및 자동 기원(origin)의 혼합의 결과일 수 있다. 전압 제어 레지스터(310)의 한 단부는 논리 레벨(예컨대, 3.3 또는 5V DC)로 노드(305)에 결합된다.
상기 구성에서, 도 4의 RC 네트워크는 공지의 메카니즘을 이용하여 원 샷 회로(325)의 펄스폭을 결정한다. 일 실시예에서, 원 샷 회로(325)의 출력(216)은 활성화 및 그렇지 않으면 높을 때 낮아진다. 따라서, 원 샷 회로(325)에 의해 결정된 온 타임 윈도우가 상기 실시예의 그의 저출력값에 의해 측정된다. 또한, 라인(214)을 걸쳐 수평동기펄스를 수신하도록 온 샷 회로(325)가 결합된다. 따라서, 온 타임 윈도우의 길이는 RC 네트워크에 의해 결정되고, 라인(214)을 걸쳐 수신된 수평클록신호로 동기되어 시작된다. 원 샷 회로(325)의 출력은 행 인에이블 라인(216)을 구동하기 위해 결합된다. 본 발명의 제 1 실시예에서, 회로(350)는 사용되지 않고, 라인(212)은 행구동 전압원(-Vcc)(375)에 직접 결합된다.
행드라이버 회로(220a-220c)(도 3)가 낮아짐이 가능하므로, 원 샷(325)이 온 타임 윈도우를 한정하도록 라인(216)에 걸쳐 그의 낮은 신호를 발생할 때, 도 3의 모든 행드라이버 회로(220a-220c)가 허용된다. 그러나, 하나의 행드라이버 회로만 직렬 시프트 레지스터에서의 "1"을 포함한다. 따라서, 수평동기클록신호의 각 펄스에 있어서, 하나의 온 타임 펄스가 그의 기간동안 행드라이버 회로(220a-220c)를 허용하도록 발생된다.
도 5는 본 발명에 따라 사용되는 신호의 타이밍도를 나타낸다. 신호(410,415,440)는 트랜지스터 트랜지스터 레벨(TTL) 논리신호이다. 신호(410)는 수직동기신호를 나타내고, 각 펄스(410a)는 새로운 프레임의 시작을 나타낸다. 통상, 프레임은 60Hz에서 나타내진다. 논인터레이스 리프레쉬 모드에서, 펄스(410a)는 FED(200)의 제 1 행이 전류가 흐르기 시작함을 나타낸다. 신호 트레인(415)은 수평동기 클록신호를 나타내고, 펄스(415a-415c)는 3개의 예시적인 제 1 행라인에 전류가 흐르는(예컨대, 리프레싱) 시작 타이밍을 나타낸다. 각 펄스(415a-415c)는 새로운 행에 전류가 흐름(예컨대, 화소의 새로운 행이 리프레쉬된다)을 나타낸다. 논인터레이스 리프레쉬 모드에서, 펄스(415a,415b,415c)는, FED 평판 디스플레이 스크린(200)(도 3)의 행들중 행 1, 행 2, 행 3에 각각 전류가 흐르기 시작함에 대응한다.
도 5를 참조하면, 신호(440)는, 원 샷 회로(325)에 의해 발생되고 3개의 예시적인 제 1 행에 대한 라인(216)(도 4)을 걸쳐 전송되는 행 인에이블 신호를 나타낸다. 낮게 나타내진 가변 길이 펄스(440a-440c)는 모든 행드라이버(220a-220c)에 대한 온 타임 윈도우를 나타낸다. 가변 길이 온 타임 윈도우 펄스(440a-440c)는 각각 수평 행 동기 클록펄스(415a-415c)에 대응한다. 각 가변 길이 온 타임 윈도우(440a-440c) 동안, 신호(420,425,430)에 의해 도시된 바와 같이, FED 평판 디스플레이 스크린(200)의 1개 행라인만 활성화된다. 신호(420,425,430)는 3개의 예시적인 행라인을 걸쳐 나타내진 전압에 대응한다. 구동전압신호(420)는 제 1 행에 대응하며, 구동전압신호(425)는 제 2 행에 대응하고, 구동전압신호(430)는 제 3 행에 대응한다.
신호(440)내의 점선은, 원 샷 회로(325)의 RC 네트워크의 값에 따라 온 타임 윈도우가 펄스폭에서 가변됨을 나타낸다. 예컨대, 신호(420)는, 인에이블 펄스(440a)와 동기하여 전류가 흐르는 예시적인 행라인에 인가된 전압을 나타낸다. 펄스(420a)는 온 타임 윈도우이다. 온 타임 윈도우의 절대 최대 길이는, 신호(415)의 펄스들 사이, 예컨대, 펄스(415a)로부터 펄스(415b)까지의 시간의 길이일 수 있지만, 이 길이 이하의 값으로 임의로 설정될 수 있다. 도 5의 예에서, 펄스(420a)의 최대 길이는 임의로 신호(415)의 펄스들 사이의 기간의 약 1/2로 설정된다. 상기 온 타임 윈도우(펄스(420a))는 도 5의 다른 기간(2,4,6,8,10)에 의해 나타내진 바와 같이 변경될 수 있다. 휘도 크기는 본 발명내의 온 타임 윈도우의 길이에 선형적으로 관계된다. 따라서, 기간(10)(이 예에서)은 예시적인 행에 대한 -Vcc의 전체 애플리케이션을 나타내고, FED 평판 디스플레이 스크린(200)의 최대 휘도에 대응한다. 기간(8)은 전체 -Vcc 애플리케이션의 6/7을 나타내고, 전체 휘도의 6/7 양을 나타낸다. 기간(6)은 전체 -Vcc 애플리케이션의 5/7를 나타내고, 전체 휘도의 5/7 양을 나타낸다. 마지막으로, 기간(2)은 전체 -Vcc 애플리케이션의 3/7을 나타내고, 전체 휘도의 3/7 양을 나타낸다. 기간(2-10)중 하나의 기간만 온 타임 펄스마다 선택되고, 도 5의 기간(2-10)은 본 발명의 상기 실시예의 가능한 휘도 레벨의 예로써 모두 도시되어 있다. 또한, 다른 예에서, 최대 온 타임 윈도우(420a)는 신호(415)의 펄스들 사이의 전체 기간으로 증가될 수 있다.
휘도가 증가됨으로써, 라인(312)(도 4)을 걸친 신호는 원 샷 회로(325)의 RC 네트워크를 변경하여, 펄스(420a)의 펄스폭이 최소 펄스폭(2)으로부터 증가된다. 이와 다르게, 휘도가 감소됨으로써, 라인(312)(도 4)에 걸친 신호는 원 샷 회로(325)의 RC 네트워크를 변경하여, 펄스(420a)의펄스폭이 최대 펄스폭(10)으로부터 감소된다. 펄스(425a,430a)에 대해서도 동일하다. 따라서, 펄스(420a,425a,430a)의 특정 펄스폭은, 라인(312)을 걸친 휘도신호에 의해 제어되는 도 4의 전압 제어 레지스터(310)의 값에 의존한다.
또한, 도 5는 인에이블 펄스(440b,440c)와 동기하여 전류가 흐르는 2개의 다른 예시적인 행라인에 각각 대응하는 신호(425,430)를 나타낸다. 펄스(420a)와 유사하게, 펄스(425a,430a)의 펄스폭은 변경될 수 있고, 인에이블 펄스(440b,440c)의 펄스폭에 각각 의존한다. 논인터레이스 리프레쉬 모드에서, 펄스(420a,425a,430a)에 대응하는 행라인은 FED 평판 디스플레이 스크린(200)상에서 서로 인접한다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 제 2 실시예는, 도 3의 행드라이버 회로(220a-220c)가 인에이블 라인을 갖지 않는 경우에 적용가능하도록 제공된다. 상기 제 2 실시예에서, 행드라이버(220a-220c)에 제공되는 전압공급선(212)을 걸쳐 공급된 전압을 중단시키도록, 원 샷 회로(325)와 함께 도 4의 회로(250)가 사용된다. 회로(350)에서, TTL 행 인에이블 신호(216)는 레지스터(355)에 결합되고, 트랜지스터(360)의 게이트를 제어하도록 사용된다. 회로(350)에서, 트랜지스터(360)는 논리 전압 레벨(305)에 결합되고, -Vcc 또는 노드(375)에 결합되는 레지스터(367)에 직렬로 결합되는 레지스터(365)에 결합된다. 전압 레벨(-Vcc)은 FED 평판 디스플레이 스크린(200)의 행라인에 대한 구동 전압 레벨이다. 레지스터(365)와 레지스터(367) 사이의 노드는 트랜지스터(370)의 게이트를 제어하도록 결합된다. 트랜지스터(370)는 노드(375)(-Vcc)에 결합되고 라인(212)에도 결합된다. 따라서, 본 발명의 제 2 실시예에서, 라인(212)은 -Vcc(375)에 직접 결합되지 않는다.
행 인에이블 라인(216)이 낮을 때, 트랜지스터(370)를 온(on)시키는 트랜지스터(370)의 게이트의 전압을 야기하도록 트랜지스터(360)가 온된다. 이는, 라인(212)이 트랜지스터(370)를 통해 -Vcc에 결합되도록 한다. 이 조건하에서, -Vcc는 FED 평판 디스플레이 스크린(200)의 모든 행드라이버(220a-220c)에 공급된다. 행 인에이블 라인(216)이 높을 때, 트랜지스터(370)가 오프(off)되도록 트랜지스터(360)가 오프된다. 이것은 -Vcc로부터 라인(212)을 분리시킨다. 이 조건하에서, -Vcc는 FED 평판 디스플레이 스크린(200)의 행드라이버(220a-220c)로부터 분리된다.
본 발명의 제 1 실시예하에서, 전압(-Vcc)은 행드라이버(220a-220c)에 일정하게 공급되지만, 인에이블 라인(216)은 적당한 온 타임 윈도우를 실행하도록 온 및 오프 제어된다. 본 발명의 제 2 실시예하에서, 전압(-Vcc)은 적당한 온 타임 윈도우를 실행하도록 직접 온 및 오프 제어된다. 도 5에 도시된 신호는 본 발명의 제 2 실시예에 동등하게 적용가능하다. 그러나, 제 2 실시예에서, 제 1 실시예와 같이, 인에이블 라인(216)은 행드라이버(220a-220c)를 직접 제어하지 않지만, 행드라이버(220a-220c)에 대해 라인(212)을 걸쳐 공급전압의 애플리케이션을 제어한다.
도 6은 FED 평판 디스플레이 스크린(200)의 휘도를 조정하기 위한 본 발명의 제 3 실시예를 나타낸다. 본 발명의 제 3 실시예에 대해서, 열드라이버(240a-240c)의 온 타임 윈도우가 조정되고, 일정한 온 타임 윈도우가 행드라이버(220a-220c)에 사용된다. 도 6은 예시적 열(250f-250h)을 구동하는 FED 평판 디스플레이 스크린(200)의 3개의 예시적인 열드라이버(240a-240c)를 각각 나타낸다. 이들 3개의 열(250f-250h)은 화소 열의 적색, 녹색 및 파란색 라인에 대응한다. 계조 정보가 데이터 버스를 걸쳐 열드라이버(240a-240c)에 공급된다. 계조 정보는, 열드라이버가 화소의 다른 계조를 실현하는 다른 전압 진폭(진폭 변조)을 나타내도록 한다. 화소 행의 다른 계조 데이터가 열드라이버(240a-240c)에 수평클록신호의 각 펄스로 나타내진다.
또한, 도 6의 각 열드라이버(240a-240c)는, 각 열드라이버(240a-240c)에 병렬로 공급되는 인에이블 라인(510)에 결합된 인에이블 입력을 갖는다. 또한, 각 열드라이버(240a-240c)는 최대 열 전압을 운반하는 열전압 라인(515)에도 결합된다. 열드라이버(240a-240c)는, 화소의 특정 행에 대해 계조 데이터로 클록하기 위한 열클록신호도 수신한다. 본 발명의 제 3 실시예에 의하면, 펄스폭 변조가 휘도 제어를 실행하도록 열드라이버(240a-240c)에 적용된다. 펄스폭이 길어지면, 디스플레이는 선형 방식으로 더 밝아진다. 펄스폭이 짧아지면, 디스플레이는 어두워진다.
상기 실시예에서, 열 인에이블 신호는 도 4에 도시된 바와 유사한 회로에 의해 발생되고, 상기 열 인에이블 신호는 열드라이버 인에이블 라인(510)에 결합된다. 열 인에이블 라인(515)은, FED 평판 디스플레이 스크린(200)의 바라는 휘도에 따라, 열드라이버(240a-240c)에 대한 온 타임 윈도우가 가변되도록 한다. 제 3 실시예에서, 열드라이버(240a-240c)는 계조 내용을 실현하도록 전압 진폭 변조를 이용할 뿐만 아니라, FED 평판 디스플레이 스크린(200)의 휘도를 변경하도록 펄스폭 변조를 이용한다. 본 발명의 제 3 실시예는, 화상의 계조 해상도를 감소시키지 않는다.
본 발명의 제 4 실시예는, 인에이블 입력을 갖지 않는 열드라이버(240a-240c)에 대해 적용가능하다. 이 경우, 회로는, 열 온 타임과 동기하여 라인(515)에 걸쳐 공급된 최대 열 전압을 중단, 예컨대, 온 및 오프하도록 도 4의 회로(350)와 유사하게 사용된다. 유효하게, 회로(350)와 유사한 회로는, 라인(515)으로부터의 최대 열 전압(Vcc)을 결합 및 분리하도록 사용되고, 인에이블 라인(216)과 유사한 인에이블 라인으로 제어된다.
행드라이버(220a-220c)의 펄스폭 변조만 동시에 단일 행의 용량에 대향하여 구동됨에 반하여 열드라이버(240a-240c)의 펄스폭 변조가 동시에 모든 열의 용량에 대향하여 구동됨을 요구하기 때문에, 본 발명의 제 1 및 제 2 실시예는 제 3 및 제 4 실시예보다 낮은 전력을 소비한다. 이로 인해, 리프레쉬 동안, 1개 행만 동시에 온되지만, 모든 열이 온되어 화소의 전체 행에 전류가 흐른다. 또한, 진폭 변조를 이용하는 것보다 펄스폭 변조를 이용하여 휘도 제어를 실행함은, FED 평판 디스플레이 스크린(200)에 이용가능한 계조 해상도를 감소시키지 않는 장점이 있다.
휘도 센서 및 자동 조정
도 7은 FED 평판 디스플레이 스크린(200)을 갖는 일반적 목적의 컴퓨터 시스템(550)내에 구성된 주위 광센서(580)(도 8)를 포함하는 본 발명의 다른 실시예를 나타낸다. 본 발명에 따른 예시적 휴대용 컴퓨터 시스템(550)은 키보드 또는 다른 문자숫자식 데이터 엔트리 장치(565)를 포함한다. 또한, 컴퓨터 시스템(550)은 FED 평판 디스플레이 스크린(200)을 가로질러 커서를 직결하는 커서 직결 장치(570)(예컨대, 마우스, 롤러 볼, 핑거 패드, 트랙 패드 등)를 포함한다. 도 7에 도시된 예시적 컴퓨터 시스템(550)은 베이스부(590b) 및 축(572)에 대해 임의로 선회하는 신축 자재의 디스플레이부(590a)를 포함한다. 주위 광센서(580)는 본 발명의 수 많은 위치에 배치될 수 있고, 위치(580a,580b)는 단지 예시적인 것이다. 이하에 더 설명된 바와 같이, 휘도 표준화 위치(580b)로서 유리하고, 자동 휘도 조정 위치(580a)로서 유리하다.
도 8은 컴퓨터 시스템(550) 소자의 블록도를 나타낸다. 컴퓨터 시스템(550)은 어드레스 및 데이터 정보를 전달하는 어드레스/데이터 버스(500), 정보 및 명령을 처리하는 버스(500)에 결합된 1개 이상의 중앙처리장치(501)를 포함한다. 컴퓨터 시스템(550)은, 중앙처리장치(501)에 대한 정보 및 명령을 기억하는 버스(500)와 결합된 컴퓨터 판독가능 휘발성 메모리 유니트(502)(예컨대, 랜덤 액세스 메모리, 스테이틱 RAM, 다이나믹 RAM 등) 및 처리장치(501)에 대한 정적인 정보 및 명령을 기억하는 버스(500)와 결합된 컴퓨터 판독가능 비휘발성 메모리 유니트(503)(예컨대, 리드 오운리 메모리, 프로그램가능 ROM, 플래시 메모리, EPROM, EEPROM 등)를 포함한다.
또한, 도 8의 컴퓨터 시스템은, 자기 또는 광학 디스크 및 정보 및 명령을 기억하는 버스(500)와 결합된 디스크 드라이브 등의 대량 기억 컴퓨터 판독가능 데이터 기억장치(504)를 포함한다. 버스(500) 및 문자숫자와 기능키를 포함하는 문자숫자식 입력장치(565)에 결합된 FED 평판 디스플레이 스크린(200)은, 중앙처리장치(501)에 정보 및 명령 선택을 전달하는 버스(500)에 결합된다. 주위 광센서(580)는 FED 평판 디스플레이 스크린(200)에 결합된다. 또한, FED 평판 디스플레이 스크린(200)에는, 본 발명의 자동 휘도 조정 특성이 가능 또는 불가능한 지를 제어하는 수동 휘도 조정 손잡이(520) 및 스위치(530)가 결합된다. 본 발명의 일 실시예에서, 수동 휘도 조정 손잡이(520)는 라인(312)의 휘도 신호의 전압레벨을 직접 제어한다(도 3).
도 8의 커서 제어장치(570)는 중앙처리장치(501)에 사용자 입력 정보 및 명령 선택을 전달하는 버스(500)에 결합된다. 컴퓨터 시스템(500)은, 처리장치(501)에 명령 선택을 전달하는 버스(500)에 결합된 신호발생장치(508)를 선택적으로 포함한다. 참조부호(552)내의 소자는 일반적으로 컴퓨터 시스템(550) 내부에 있다.
본 발명은 2개의 실시예에서 주위 광센서(580)를 이용한다. 일 실시예에서, 광센서(580)에 의해 검출된 주위 빛이 증가함으로써, FED 스크린(200)의 휘도가 자동으로 증가된다. 동일하게, 광센서(580)에 의해 검출된 주위 빛이 감소함으로써, FED 스크린(200)의 휘도가 화질을 유지하도록 자동으로 감소된다. 이는, 세티체인징 오버 타임(settichanging over time) 또는 다른 주위 광강도를 갖는 다른 설정에 디스플레이가 전송되면 화질을 유지하도록 실행된다. FED 스크린(200)의 평균 휘도는 도 4에 설명된 회로에 의해 조정된다. 제 1 실시예에서, 수동 조정 손잡이(530)는, 무시(override)하여 사용될 수 있고, 사용자가 FED 스크린의 휘도 레벨을 수동으로 조정하도록 한다.
광센서(580)를 사용하는 본 발명의 제 2 실시예에서, FED 스크린의 유용한 수명에 대한 FED 스크린(200)의 휘도 표준화를 제공하도록 센서가 사용된다. 상기 실시예는 시대에 걸쳐 FED 스크린(200)의 휘도 보정에 유용하다. 이 경우, FED 스크린의 자체 광 방출의 상당 양에 노출되도록 광센서(580)가 배치된다. 광센서(580)에 의해 검출된 빛이 소정의 임계레벨 이하로 하강함으로써, FED 스크린(200)의 평균 휘도가 감소된다. 동일하게, 광센서(580)에 의해 검출된 빛이 소정의 임계레벨 이상으로 상승함으로써, FED 스크린(200)의 평균 휘도가 감소된다. 상기 모두는, FED 스크린(200)이 FED 스크린(200)의 수명을 넘어 공장에서 미리 조정한 휘도양으로 되도록 실행된다. 상기 실시예에서, FED 스크린(200)의 평균 휘도는 도 4에 설명된 회로에 의해 조정된다.
도 9는 주위 빛(620)에 민감한 주위 광센서(580)의 제 1 실시예의 블록도를 나타낸다. 상기 실시예(600)에서, 광센서(580)가 컴퓨터 시스템(550)의 주변에서 주위 빛을 수신하고 응답하기 때문에, 광센서(580)가 FED 스크린(200) 자체로부터의 상당 양의 빛을 수신하지 않는 장점이 있다. 이 경우, 주위 빛에 노출되지만 주위 광센서(580)가 본 발명에 따라 사용될 수 있는 FED 스크린으로부터의 빛에 직접 실질적으로 노출되지 않도록, 센서(580)가 위치(580a)(도 7)에 배치될 수 있다. 하나의 공지의 광센서의 라인은 상업적으로 텍사스 인스트루먼트로부터 이용가능하고 다른 것은 상업적으로 버 브라운으로부터 이용가능하다. 본 발명에 따라 사용된 광센서(580)는, 검출된 빛에 대응하고 비례하여 가변 출력신호를 발생한다. 사용된 광센서에 따라, 출력신호(585)는 전류량, 전압량, 진동주파수, 및 고정된 주파수의 펄스폭으로 변경될 수 있다. 광센서(580)의 다른 유형은 수동적이고, 빛이 변화됨으로써 저항이 변화한다.
비교회로(590)는 참조전압신호(635) 및 센서(580)의 출력신호(585)를 수신하도록 사용된다. 비교회로는 신호(585,635)값에 대응하는 휘도전압신호(312)를 발생하는 회로를 포함한다. 공지의 방법 및 소자를 사용하면, 비교회로는, 센서출력신호(585)(예컨대, 가변 전류, 가변 주파수, 가변 펄스폭, 또는 가변 전압 등)를 센서(580)에 의해 수신된 빛의 양에 비례하여 변화하는 변환된 가변 전압신호로 변환한다. 공지의 회로 및 소자가 이 단계에서 사용된다. 비교회로(590)내에서, 스위치(530)가 "오프"되면, 센서출력신호(585) 및 변환된 가변 전압신호가 비교회로(590)에 의해 무시된다. 이 경우, 비교회로(590)는 라인(312)을 걸쳐 참조전압신호(635)를 출력한다. 그러나, 스위치가 "온"되면, 휘도전압신호를 발생하도록 비교회로(590)에 의해 참조전압레벨에 전기적으로 부가되는 변환된 가변 전압신호는 라인(312)을 걸쳐 출력된다.
도 9의 참조전압신호는 수동 휘도 조정 손잡이(520)에 결합된 참조회로(630)에 의해 발생된다. 일 실시예에서, 수동 휘도 조정 손잡이(520)는 참조전압(635)을 변경하는 회로(630)내의 전위차계 소자를 제어한다. 수동 조정 손잡이(520)가 휘도를 증가시키도록 조정됨으로써, 참조전압(635)이 증가되고, 수동 조정 손잡이(520)로서 회로(630)에 의해 감소된다. 휘도전압신호(312)는 상기 설명된 도 9의 회로(300)를 제어한다. 본 발명에 의하면, 회로(300)는, 상기 실시예에 설명된 FED 평판 디스플레이 스크린(200)의 휘도를 조정하도록 행드라이버(220a-220c) 또는 열드라이버(240)중 하나를 제어하는 온 타임 윈도우의 펄스폭 변조를 이용할 수 있다.
동작시에, 도 9의 실시예(600)는 이하의 동작을 실행한다. 스위치(530)가 오프되고 손잡이(520)가 더 밝게 조정되면, 휘도전압신호(312)는, 회로(300)의 온 타임 윈도우가 증가되도록 하는 진폭으로 증가된다. 스위치(530)가 오프되고 손잡이(520)가 어둡게 조정되면, 휘도전압신호(312)는, 회로(300)의 온 타임 윈도우가 감소되도록 하는 진폭으로 감소된다. 스위치(530)가 온되고 수동 조정(520)이 일정하면, 휘도전압신호(312)는, 광센서(580)로부터 검출된 주위 빛의 임의의 증가에 직접 비례하는 전압으로 자동으로 증가된다. 스위치(530)가 온되고 수동 조정(520)이 일정하면, 휘도전압신호(312)는, 주위 광센서(580)로부터 검출된 주위 빛의 임의의 감소에 직접 비례하는 전압으로 자동으로 감소된다.
회로(590)의 변환된 가변 전압이 참조전압신호(635)에 부가되기 때문에, 스위치(530)가 온되고 수동 조정 손잡이(520)가 증가되면, 휘도전압신호(312)는 주위 빛(620)이 변화하지 않도록 증가된다. 스위치(530)가 온되고 수동 조정 손잡이(520)가 감소되면, 휘도전압신호(312)는 주위 빛(620)이 변화하지 않도록 감소된다. 상기한 바와 같이, 휘도신호(312)가 증가함으로써, 온 타임 윈도우가 증가되고, FED 스크린(200)의 휘도가 증가된다. 동일하게, 휘도신호(312)가 감소함으로써, 온 타임 윈도우가 감소되고, FED 스크린(200)의 휘도가 감소된다.
도 10은 광센서(580)를 이용하는 본 발명의 제 2 실시예(700)의 블록도를 나타내고, 상기 실시예는 FED 스크린(200)의 휘도 표준화를 실행한다. 표본 추출된 양이 소정의 바람직한 레벨로부터 변화하면, 휘도 표준화는 FED 스크린(200)의 휘도를 표본 추출하고, FED 스크린(200)의 휘도를 변경한다. 상기 실시예(700)는, 유용한 수명에 대한 FED 스크린(200)의 평균 휘도를 유지하고, 제조의 변경 및 오버 타임을 발생하는 FED 스크린(200)의 변경을 보상하기 위해 사용된다. 실시예(700)에서, 광센서(580)가 참조원으로서 FED 스크린(200) 자체로부터 빛의 상당 양을 수신하고, 주위원으로부터 상당한 빛을 수신하지 않는 장점이 있다. 이 경우, FED 스크린(200)으로부터 방출된 빛에 직접 노출되지만, 주위 빛에 실질적으로 노출되지 않도록, 센서(580)가 위치(580b)(도 7)에 배치될 수 있다.
도 10의 시스템(700)에서, 부의 피드백 루프(730)가 광센서(380)와 평판 FED 스크린(200)으로부터 방출된 빛 사이에 존재한다. 따라서, 휘도제어회로(300)는 센서(380)에 의해 검출된 빛에 대응하여 자동으로 평판 스크린(200)의 휘도를 조정한다. 또한, 참조회로(630)는 수동 조정 손잡이(520)에 대응하는 라인(635)에 걸쳐 참조전압을 조정한다. 수동 조정 및 자동 스크린 표준화 모두가 동시에 활성화되는 동작 모드에서, 수동 조정은 무시 우선순위를 갖는다. 동작에서, 광센서(580)가 공장 설정 임계값을 초과하는 FED 스크린(200)으로부터 방출된 더 밝은 빛을 검출함으로써, 회로(300)는 온 타임 펄스폭이 감소되도록 하여, 어두운 FED 스크린(200)을 초래한다. 동일하게, 광센서(580)가 공장 설정 임계값 이하인 FED 스크린(200)으로부터 방출된 어두운 빛을 검출함으로써, 회로(300)는 온 타임 펄스폭이 증가되도록 하여, 더 밝은 FED 스크린(200)을 초래한다. 또한, 실시예(700)는 실시예(600)에 대해 설명된 수동 조정 특성의 전 범위를 포함한다. 즉, 라인(635)에 걸친 참조전압의 증가 또는 감소는 도 9를 참조하여 설명된 방식으로 평판 FED 스크린(200)상에 표시된 휘도도 변경한다.
시스템(700)은, FED 스크린(200)의 제조의 변화에 대한 자동 보상용 및 수명, 사용 주파수, 연장된 사용, 온도 등의 결과로 어두운 오버 타임이 되는 FED 스크린(200)의 자동 보상용으로 유용하다. 시스템(600)을 실행하기 위해 필요한 전자소자 및 시스템(700)은, FED 스크린(200)에 사용되고 화소 배열의 주변 또는 화소 배열 뒤쪽을 따라 통상 배치된 동일한 지지 전자소자로 제조될 수 있다.
본 발명은, 디스플레이 스크린의 화소의 계조 해상도를 손상시키지 않는 평판 디스플레이 스크린의 휘도를 제어하는 메카니즘 및 방법을 제공한다.
본 발명의 바람직한 실시예, 표시 화소의 계조 내용을 변경하지 않고 FED 평판 스크린의 휘도를 변경하는 방법 및 메카니즘이 제안되어 있다. 본 발명이 특정 실시예로 설명되었지만, 이러한 실시예에 한정되어 해석되지 않고, 이하의 청구항에 따라 해석되어야 한다.

Claims (14)

  1. 각 열라인에 각각 결합되며, 열라인에 걸쳐 진폭 변조 전압신호를 구동하는 복수의 열드라이버;
    각 행라인에 각각 결합되며, 동시에 1개의 행라인에 걸쳐 제 1 전압신호를 구동하는 복수의 행드라이버를 포함하며, 화소는 1개의 행라인과 적어도 3개 열라인의 교차점으로 이루어지고;
    개개의 행라인의 리프레쉬를 동기하는 수평동기 클록신호를 포함하는 전계 방출 디스플레이(FED) 스크린.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 전계 방출 디스플레이 스크린의 휘도레벨을 나타내는 휘도신호; 및
    상기 휘도신호를 수신하고 상기 복수의 행드라이버에 동작가능하게 결합되며, 상기 휘도신호에 비례하여 변화하는 폭을 갖고 상기 수평동기 클록신호와 동기하여 발생되는 행 온 타임 펄스를 발생하는 휘도제어회로를 더 포함하고, 상기 복수의 행드라이버는 상기 온 타임 펄스 기간 동안만 상기 제 1 전압신호를 인가하도록 되고 그 이외에는 인가할 수 없게 된 스크린.
  3. 제 2 항에 있어서, 각각 상기 행 온 타임 펄스의 상기 폭에 선형적으로 비례하는 휘도로 조사하며, 각 행라인과 각 열라인의 각 교차점에 배치된 복수의 다층구조를 더 포함하는 스크린
  4. 제 2 항에 있어서, 상기 휘도신호는 전압신호인 스크린.
  5. 제 2 항에 있어서, 상기 휘도제어회로는:
    전압 제어 레지스터 및 커패시터를 포함하며, 상기 행 온 타임 펄스의 상기 폭을 한정하는 네트워크; 및
    상기 네트워크에 결합되고, 상기 수평동기 클록신호와 동기하여 상기 행 온 타임 펄스를 발생하는 상기 수평동기 클록신호에 결합된 원 샷 회로를 포함하는 스크린.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 진폭 변조 전압신호는 화소의 각 행에 대한 계조 데이터를 나타내고, 상기 수평동기클록은 상기 계조 데이터의 로딩을 상기 복수의 열드라이버에 동기하며,
    가변 폭을 갖고 상기 수평동기 클록신호와 동기된 온 타임 펄스를 발생하는 상기 복수의 행드라이버의 인에이블 라인에 결합된 휘도제어회로를 포함하며, 상기 복수의 행드라이버는 상기 가변 폭 온 타임 펄스 기간 동안만, 상기 제 1 전압신호를 구동하게 되고 그 이외에는 구동할 수 없게 되며;
    각각 상기 온 타임 펄스의 상기 폭에 선형적으로 비례하는 휘도로 조사하며, 각 행라인과 각 열라인의 교차점에 배치된 복수의 다층구조를 더 포함하는 스크린.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 휘도제어회로는:
    전압 제어 레지스터 및 커패시터를 포함하며, 상기 온 타임 펄스의 상기 가변 폭을 한정하는 네트워크; 및
    상기 네트워크에 결합되고, 상기 수평동기 클록신호와 동기하여 상기 온 타임 펄스의 상기 가변 폭을 발생하는 상기 수평동기 클록신호에 결합된 원 샷 회로를 포함하는 스크린.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 수평동기 클록신호는 계조 데이터의 로딩을 화소의 행에 대한 상기 복수의 열드라이버에 동기시키며;
    상기 복수의 열드라이버의 인에이블 라인에 결합된 휘도제어회로를 더 포함하며, 상기 휘도제어회로는 가변 펄스폭을 갖고 상기 수평동기 클록신호와 동기된 온 타임 펄스를 발생하며, 상기 온 타임 펄스의 상기 가변 펄스폭 기간에 상기 복수의 열드라이버가 상기 진폭 변조 전압신호를 구동할 수 있게 된 스크린.
  9. 제 8 항에 있어서, 각각 상기 온 타임 펄스의 상기 가변 펄스폭에 선형적으로 비례하는 휘도로 조사하며, 각 행라인과 각 열라인의 교차점에 배치된 복수의 다층구조를 더 포함하는 스크린.
  10. 제 6 항 또는 제 8 항에 있어서, 상기 전계 방출 디스플레이 스크린의 원하는 휘도레벨에 따라 변화하는 휘도신호를 더 포함하고, 상기 휘도제어회로는 상기 휘도신호에 결합되는 스크린.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 휘도제어회로는:
    전압 제어 레지스터 및 커패시터를 포함하며, 상기 온 타임 펄스의 상기 가변 펄스폭을 한정하는 네트워크; 및
    상기 네트워크에 결합되고, 상기 수평동기 클록신호와 동기하여 상기 온 타임 펄스의 상기 가변 펄스폭을 발생하는 상기 수평동기 클록신호에 결합되는 원 샷 회로를 포함하는 스크린.
  12. 제 2 항, 제 6 항 또는 제 8 항중 어느 한 항에 있어서, 각 화소의 상기 적어도 3개의 열라인은 적색 열라인, 녹색 열라인 및 파란색 열라인을 포함하는 스크린.
  13. 제 2 항, 제 6 항 또는 제 8 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 휘도신호는 사용자가 접근가능한 수동 휘도 조정 손잡이에서 유래하는 스크린.
  14. 제 3 항, 제 6 항 또는 제 8 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 복수의 다층구조 각각은:
    고전압 양극;
    상기 고전압 양극상에 도포된 인광물질;
    대응하는 열라인에 결합된 게이트; 및
    전자 방출 소자 및 에미터 전극을 포함하는 음극을 포함하며, 상기 에미터 전극은 대응하는 행라인에 결합되며 상기 대응하는 행라인에 인가된 상기 제 1 전압신호 및 상기 대응하는 열라인에 인가된 제 2 전압신호에 따라 상기 전자 방출 소자가 전자들을 상기 인광물질에 릴리스(release)하는 스크린.
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