专利名称：驱动电子发射设备的方法
技术领域：
本发明涉及驱动电子发射设备的方法，更加具体地说，本发明涉及一种驱动电子发射设备的方法，通过所说方法在非扫描周期期间将一个偏移电压加到电子发射板的扫描电极线上，以减小构成扫描驱动器的集成电路(IC)所需的耐压，由此可减小电子发射设备的制造成本和在扫描驱动器中噪声的可能性，并且可防止反向发射。
背景技术：
常规的电子发射设备主要包括一个电子发射板和驱动电子发射板的一个设备。电子发射板包括栅极电极、设置在栅极电极下面的阴极电极、和具有在这里形成的荧光粉单元的阳极电极。在操作中，正极性电压加到栅极电极，负极性电压加到阴极电极，由此在栅极电极和阴极电极之间产生一个电压差。当这个电压差等于或大于发射启动电压的时候，从阴极电极发射电子。驱动设备将正极性电压加到阳极电极，这使电子向栅极电极加速运动，加速的电子与在阳极电极前方形成的荧光粉单元碰撞从而发光。
按照另一种方式，可将栅极电极设置在阴极电极的下面，以便当栅极电极和阴极电极之间的电压差等于或大于发射启动电压的时候，使得从阴极电极发射的电子向阳极电极加速。可以使用栅极电极作为扫描电极，并且使用阴极电极作为数据电极，相反地，可以使用栅极电极作为数据电极，并且使用阴极电极作为扫描电极，这取决于电子发射板的结构。
用于调节电子发射板的亮度的灰度控制方法可以使用脉冲宽度调制(PWM)来控制数据信号的波长或者信号加到数据电极上的时间，或者使用脉冲幅度调制(PAM)来控制数据信号的幅度或者信号加到数据电极上的电压。使用脉冲宽度调制或者脉冲幅度调制，数据驱动器然后处理灰度信号，灰度信号包括在来自板控制器的一个输入数据驱动的控制信号SD中，并且数据驱动器执行在数据驱动信号上的PWM或PAM并将数据驱动信号的电压提高到可以驱动电子发射板的驱动器电极因而可产生显示数据信号并使其输出到数据电极线的电压。本发明可应用到脉冲宽度调制方法和脉冲幅度调制方法。
图1是按照常规的驱动电子发射设备的方法加到阳极电极、数据电极线和扫描电极线的信号的波形图。
在图1中，在(a)处，VAnode表示加到设置在电子发射板的最上边的部分的阳极电极的电压。4KV的一个极强大正极性电压不断地加到阳极电极上，反过来，阳极电极还能吸引发射的电子。
在图1中，在(b)处，这是加到电子发射板的扫描电极线上的扫描信号的波形图。扫描信号具有脉冲电压Vscan，其中，在从t1-t3的扫描周期向扫描电极线施加一个150伏的高压脉冲，在非扫描周期期间或者在偏移周期期间，不施加任何电压。
在图1中，在(c)处，这是加到电子发射板的数据电极线的一个显示数据信号的波形图。显示数据信号具有脉冲电压Vdata，其中在扫描周期开始时的第一数据周期t1-t2，不向数据线施加任何电压，在扫描周期结束时的第二数据周期t2-t3，施加70伏的电压。
在图1中，在(d)处，同时表示出两个波形，一个是来自(b)的扫描信号的波形，另一个是来自(c)的显示数据信号的波形。发射启动电压Vth是扫描信号电压和显示数据信号电压之间的差(Vscan-Vdata)，发射启动电压Vth是电子发射开始的电压。在第一数据周期(t1-t2)，或者在接通周期，在Vdata(0伏)和Vscan(150伏)之间的差超过了发射启动电压Vth。在第二数据周期(t2-t3)，或者在断开周期，在Vdata(70伏)和Vscan(150伏)之间的差小于发射启动电压Vth。
例如，如果能从电子发射板发射的足够大数量的电子的电压差是150伏，并且发射启动电压是120伏，则在显示数据信号的电压是0伏并且扫描信号的电压是150伏的扫描周期期间，可产生足够的电子发射。然而，在显示数据信号的电压是70伏(或者等于或大于30伏，从而使电压差小于发射启动电压)并且扫描信号的电压是150伏的周期期间，不产生电子发射。通过执行脉冲宽度调制并且调制显示数据信号的电压是0伏的周期的长度，或者执行脉冲幅度调制并且当这个电压差大于或等于发射启动电压的时候调制显示数据信号和扫描信号之间的脉冲电压差(即脉冲幅度)，可以改变发射的电子的密度，并且因此还可以改变电子发射板的光输出的亮度。
因为发射足够数量的电子的电压是150伏，包括扫描驱动器在内的集成电路(IC)的耐压至少是150伏的120％，即180伏。然而，由于具有这样高的耐压的扫描驱动器是相当昂贵的，电子发射设备的制造成本实质上较高。此外，由于要施加约为150伏的高电压，所以在扫描驱动器中出现噪声的可能性增加了。进而，扫描电极线的阻抗产生RC延迟，这将延迟施加150伏的高电压的扫描周期。在这种情况下，与扫描信号相比，具有低电压的数据信号的电压迅速下降，借此导致反向发射。
发明内容
本发明提供一种驱动电子发射设备的方法，这减小了构成扫描驱动器的集成电路(IC)所需的耐压，借此减小了电子发射设备的制造成本和在扫描驱动器中出现噪声的可能性这两者，并且还可以防止反向发射。
按照本发明的一个方面，提供一种驱动电子发射设备的方法，所说的方法包括在扫描周期和在偏移周期即非扫描周期期间向电子发射板的扫描电极线施加扫描信号；在扫描周期的第一数据周期和第二数据周期期间，向数据电极线施加来自灰度信息的数字信号；其中，在第一数据周期期间，在显示数据信号的电压和扫描信号的电压之间的差大于或等于发射启动电压，并且其中，在第二数据周期期间，在显示数据信号和扫描信号之间的电压差小于发射启动电压，其中，在偏移周期，扫描信号的电压幅值大于0伏。
以此方式，在不维持扫描信号的周期施加偏移电压，这将减小构成扫描驱动器的集成电路(IC)所要承受的最大电压差。于是，本发明的方法允许在电子发射设备中使用具有较低耐压的比较便宜的集成电路，借此可以减小电子发射设备的制造成本和在扫描驱动器中出现噪声的可能性这两者，并且还可以防止反向发射。
通过参照附图详细描述本发明的典型实施例，本发明的上述和其它方面以及优点都将变得更加显而易见，附图中
图1是按照驱动电子发射设备的常规的方法加到阳极电极、数据电极线、和扫描电极线上的信号的波形图；图2是按照本发明的一个实施例的电子发射设备的示意方块图；图3是如图2所示的电子发射设备的电子发射板的透视图；图4是按照本发明的一个实施例的加到阳极电极、数据电极线、和扫描电极线上的信号的波形图；图5是按照本发明的另一个实施例的加到阳极电极、数据电极线、和扫描电极线上的信号的波形图。
具体实施例方式
如图2所示，电子发射设备包括一个电子发射板10，此外还有驱动电子发射板10的下述部件图像处理器15、面板控制器16、扫描驱动器17、数据驱动器18和电源单元19。
图像处理器15将外部的模拟图像信号转换成数字信号，并且产生内部图像信号，例如像红(R)、绿(G)和蓝(B)图像数据、时钟信号、和垂直及水平同步信号。
面板控制器16响应由图像处理器15产生的内部图像信号产生驱动控制信号SD、数据驱动信号和扫描驱动信号SS。数据驱动器18通过处理数据驱动信号SD产生显示数据信号，并且将显示数据信号加到电子发射板10的数据电极线。现在参照图3，数据电极线可以连接到阴极电极线CR1...CBm或者栅极电极线G1...Gn。图3表示数目为m的阴极电极线，其中的电子发射板包括具有阴极电极线CR1-CR(m-1)的红色子像素和从CBm开始的蓝色子像素。进而，图3还表示出数目为n的栅极电极线，其中的电子发射板包括栅极电极线G1-Gn。扫描驱动器17处理扫描驱动信号SS，并且将处理过的扫描驱动信号SS加到电子发射板10的扫描电极线。与数据电极类似，扫描电极线可以连接到栅极电极线G1...Gn或者阴极电极线CR1...CBm。
电源单元19将预定量的电源加到图像处理器15、面板控制器16、扫描驱动器17、数据驱动器18和电子发射板10的阳极电极22。
现在参照附图3，电子发射板10包括前板2和后板3，它们由空间棒(space bars)41、42、43、44支撑。
后板3包括后基板31、阴极电极线CR1...CBm、电子发射源ER11-EBnm、绝缘层33和栅极电极线G1...Gn。每个电子发射源对应于一个栅极电极线和一个数据电极线的交叉点。这样，ER11就对应于栅极电极线G1和阴极电极线CR1的交叉点。
用作数据电极线的阴极电极线CR1...CBm电连接到电子发射源ER11-EBnm。在绝缘层33和栅极电极线G1...Gn中形成通孔HR11-HBnm，每个通孔对应于电子发射源ER11-EBnm之一。于是，与电子发射源类似，在栅极电极线和阴极电极线相互交叉的位置，就形成通孔HR11-HBnm。
前板2包括前透明基板21、阳极电极22、和荧光粉单元FR11-FBnm，每个荧光粉单元对应于一个电子发射源和一个通孔。向阳极电极22施加范围为1千伏到4千伏的正极性的高电压以吸引电子发射源ER11-EBnm发射的电子，从而使发射的电子向荧光粉单元FR11-FBnm移动。
在操作中，向用作扫描电极线G1...Gn的栅极电极施加第一高电压，并且向用作数据电极线CR1...CBm的阴极电极施加第二电压。这两个电压之间的差等于或大于发射启动电压，这导致从阴极电极的电子发射。向阳极电极22施加高的正极性电压，阳极电极吸收发射的电子，以使电子与在阳极电极前方形成的荧光粉单元碰撞，从而发光。
此外，虽然在图3中表示的是具有通用结构的电子发射板，其中的栅极电极设置在阴极电极的上方，然而应当说明的是，本发明还可以应用到在其结构中栅极电极设置在阴极电极的下方的电子发射板上。
此外，尽管在图3所示的电子发射板10表示的是用作数据电极线的阴极电极CR1...CBm以及用作扫描电极线G1...Gn的栅极电极，但是，显然本发明还适用于相反的情况，其中栅极电极G1...Gn用作数据电极线，并且阴极电极CR1...CBm用作扫描电极线。
通过使用驱动如以上所述类似的包括电子发射板在内的电子发射设备的方法，其中的显示数据信号的脉冲宽度(使用脉冲宽度调制)或脉冲幅度(使用脉冲幅度调制)按照图像数据中灰度信息进行变化，可以控制电子发射板输出的光的亮度。
在图4中，在(a)处，VAnode表示加到设置在电子发射板的最上边的部分的阳极电极的电压。如在图1中所示的常规方法，向阳极电极施加4千伏的极强的正极性的电压以吸引从后板3发射的电子。
在图4中，在(b)处，这是加到电子发射板的扫描电极线上的扫描信号的波形图。扫描信号具有脉冲电压Vscan，其中，在从t1-t3的扫描周期向扫描电极线施加一个150伏的高压脉冲，在非扫描周期期间或者在偏移周期期间，施加一个偏移电压。在图4中表示的是70伏的一个偏移电压。
在图4中，在(c)处，这是加到电子发射板的数据电极线的一个显示数据信号的波形图。在扫描周期的第一周期t1-t2，显示数据信号的脉冲电压Vdata为0伏，并在扫描周期的第二周期t2-t3，显示数据信号有70伏的高电平电压。
在图4中，在(d)处，同时表示出两个波形，一个是来自(b)的扫描信号的波形，另一个是来自(c)的显示数据信号的波形。如图1所示，Vth是电子发射开始的发射启动电压。在第一数据周期(t1-t2)或者在接通周期，在脉冲电压之间的差(Vscan(150伏)-Vdata(0伏))超过了发射启动电压Vth。在第二数据周期(t2-t3)，或者在断开周期，脉冲电压之间的差(Vscan(150伏)-Vdata(70伏)小于发射启动电压Vth。
在按照本发明实施例的驱动电子发射板的方法中，扫描驱动器连续地维持至少等于或大于偏移电压的一个电压。这就意味着，对于构成扫描驱动器的集成电路(IC)，只要求具有基于偏移电压(70伏)和最大驱动电压(150伏)之差(即80伏)的耐压。因此，这个集成电路的最大要求耐压只有96伏，是扫描驱动器中最大期望电压差的120％。
因此，与常规的驱动电子发射设备的方法相比，它要求扫描驱动器的耐压为180伏，按照本发明的用于驱动电子发射设备的方法允许使用不太昂贵的集成电路作为扫描驱动器，它的最大耐压为96伏。因此，电子发射设备的制造成本可显著下降。
此外，由于在集成电路中用于扫描驱动的可能的电压差只有80伏，所以出现噪声的可能性显著下降。此外，还减小了由扫描电极的阻抗引起的RC延迟，并且，由于发射，在扫描信号的扫描周期内的电压和在非扫描周期的偏移周期中显示数据信号的低电压之间的电压差小于发射启动电压，所以不会发生反向发射。
在这个实施例中，在偏移周期的扫描信号的偏移电压是70伏，这个电压与在第二数据周期内显示数据信号的电压是相同的，其中没有发射电子。在如图5所示的本发明的另一个实施例中，在偏移周期期间的Vscan可大于在第二数据周期期间的Vdata。
图5的波形图几乎与图4的波形图相同。但在图5中，在(c)和(d)处，在第二数据周期期间，施加一个50伏的电压Vdata，这个电压小于70伏的偏移电压。减小在第二数据周期期间的Vdata，将会提高电子发射设备的总功率效率。
在第二数据周期期间，或者在偏移周期期间，Vscan和Vdata之间的差应该小于发射启动电压。因此，在偏移周期期间Vscan是150伏，并且发射启动电压是120伏，则在第二数据周期或扫描周期期间的Vdata应该大于30伏。
本发明还可以实施成在一个计算机可读的记录介质上的计算机可读代码。计算机可读的记录介质是可以存储随后可由计算机系统读出的数据的任何程序或数据的存储设备。计算机可读的记录介质的例子包括只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、CD-ROM、磁带、软盘、闪存或者光学数据存储设备。一个程序定义为指令命令系列，间接地或者直接地用于具有信息处理能力的设备，如计算机，以获得特定的结果。使用术语＂出单元和运算单元、并且具有使用程序完成特定功能所需的信息处理能力的所有的设备。即使是用于驱动电子发射板的一个设备并且这种设备只限于用于板的驱动，并且就其整体而论这个设备也可被认为是一种计算机。
而且，使用在计算机上的、连接到计算机的或者通过可编程集成电路实施的图解法(schematic)或者VHDL，也可以实现本发明，所说可编程集成电路例如像现场可编程门阵列(FPGA)。可用于存储执行所说方法的记录介质包括可编程集成电路或者存储设备，使用该记录介质存储程序。
如以上所述，按照本发明的驱动电子发射设备的方法具有如下的优点。第一，可显著降低用于扫描驱动的集成电路的最大耐压。由于耐压低的集成电路通常不太昂贵，所以可以显著降低电子发射设备的制造成本。第二，由于用于扫描驱动的集成电路所承受的较小的电压差从而使扫描驱动器中出现噪声的可能性减小了，所以提高了整个系统的稳定性。第三，减小了由扫描电极线的阻抗引起的RC延迟，并且在扫描周期和偏移周期之间的电压Vscan之差小于发射启动电压，因此可阻止反向发射。
虽然已经参照本发明的优选实施例具体表示和描述了本发明，然而本领域的普通技术人员应该理解，在不偏离由所附的权利要求书定义的本发明的构思和范围的情况下还可以做各种各样的形式上的和细节上的变化。应该考虑到，优选实施例只具有说明性的意义，而不是为了限制的目的。因此，本发明的范围不由本发明的详细描述确定，而是由所附的权利要求书确定，在所说范围内的所有差异都被认为是包括在本发明之内。
权利要求
1.一种驱动电子发射设备的方法，所说的方法包括在扫描周期和在偏移周期期间向电子发射板的扫描电极线施加扫描信号，偏移周期为非扫描周期；在扫描周期的第一数据周期和第二数据周期期间，向电子发射板的数据电极线施加来自灰度信息的显示数据信号；其中，在第一数据周期期间，在显示数据信号的电压和扫描信号的电压之间的差大于或等于发射启动电压，并且其中，在第二数据周期期间，在显示数据信号的电压和扫描信号的电压之间的差小于发射启动电压；其中，在偏移周期期间，扫描信号的电压的幅值大于0伏。
2.权利要求1的方法，其中在扫描周期期间的扫描信号的电压和在偏移周期期间的扫描信号的电压之间的差小于发射启动电压。
3.权利要求1的方法，其中在偏移周期期间的扫描信号的电压与在第二数据周期期间显示数据信号的电压相同。
4.权利要求3的方法，进一步还包括提供一个记录介质，在记录介质上记录用于在计算机上执行所说方法的程序。
5.权利要求4的方法，其中在第二数据周期期间显示数据信号的电压的幅值大于0伏。
6.权利要求1的方法，进一步还包括提供一个记录介质，在记录介质上记录用于在计算机上执行所说方法的程序。
7.权利要求1的方法，其中在第二数据周期期间显示数据信号的电压的幅值大于0伏。
8.权利要求1的方法，其中在偏移周期期间的扫描信号的电压大于在第二数据周期期间显示数据信号的电压。
9.权利要求8的方法，进一步还包括提供一个记录介质，在记录介质上记录用于在计算机上执行所说方法的程序。
10.权利要求9的方法，其中在第二数据周期期间显示数据信号的电压的幅值大于0伏。
11.一种驱动电子发射设备的设备，包括一个扫描驱动器，用于在扫描周期和在偏移周期期间向电子发射板的扫描电极线施加扫描信号，偏移周期为非扫描周期；一个数据驱动器，用于在扫描周期的第一数据周期期间，向电子发射板的数据电极线施加来自灰度信息的数据显示信号，以使在数据显示信号的电压和扫描信号的电压之间的差大于或等于发射启动电压，并且其中，在扫描周期的第二数据周期期间，数据驱动器向数据电极线施加数据显示信号，以使在数据显示信号的电压和扫描信号的电压之间的差小于发射启动电压；其中，在偏移周期期间，扫描信号的电压的幅值大于0伏。
12.权利要求11的设备，其中在扫描周期期间的扫描信号的电压和在偏移周期期间的扫描信号的电压之间的差小于发射启动电压。
13.权利要求11的设备，进一步还包括一个记录介质，在记录介质上记录用于指示计算机完成电子发射设备的驱动的程序。
全文摘要
提供一种用于驱动电子发射设备的方法，所说方法减小了构成扫描驱动器的集成电路的所需的耐压，减小了电子发射设备的制造成本和在扫描驱动器中出现噪声的可能性这两者，并且阻止了反向发射。在扫描周期和偏移周期即非扫描周期，扫描信号加到扫描电极线上。在显示数据信号的电压和扫描信号的电压之间的差大于或等于发射启动电压的第一数据周期，以及在这个电压差小于发射启动电压的第二数据周期，将显示数据信号加到数据电极线上。
文档编号G09G3/22GK1704993SQ200510074099
公开日2005年12月7日 申请日期2005年5月31日 优先权日2004年5月31日
发明者曹德九, 李喆镐 申请人:三星Sdi株式会社