发光装置、使用其的显示器、及其驱动方法

专利名称：发光装置、使用其的显示器、及其驱动方法
技术领域：
本发明涉及一种显示器。更具体而言，本发明涉及一种具有响应于显示 图像而工作的发光装置的显示器。
背景技术：
液晶显示器(LCD)为配置成利用液晶分子的介电各向异性性质改变每 个像素光透射率来显示图像的平板显示器，其依据所施加的电压来改变每个 分子的扭转角度。LCD重量轻且纤薄，且与为典型图像显示器的阴极射线管 相比以较低功耗工作。
LCD包括液晶面板组件以及布置于该液晶面4反组件背部以朝该液晶面 板组件发光的发光装置。
当液晶面板组件为有源类型时，液晶面板组件包括一对透明基板、布置 于该透明基板之间的液晶层、布置于该透明基板的外表面上的偏振板、设于 该透明基板之一的内表面上的公共电极、设于另一该透明基板的内表面上的 像素电极和开关装置、以及向形成一个像素的三个子像素提供红、绿和蓝色 的滤色器。
该液晶面板组件接收从该发光装置发射的光，并依据该液晶层的每个液 晶分子的扭转角度来传输或拦截该光以实现指定图像。
该背景技术中披露的上述信息仅用于增强对本发明的背景的理解，因此 可包含不属于本领域技术人员已知的现有技术的一部分的信息。

发明内容
在本发明的示例性实施例中，发光装置包括用于传输多个扫描信号的多 条扫描线、用于传输多个发光数据信号的多条列线、由该扫描线和列线限定 的多个发光像素、以及被施加阳极电压的阳极电极。该扫描信号响应于第一 扫描开始(scan-on)电压和第一扫描开始时间而被传输到该发光像素，且当 沿该阳极电极流动的阳极电流小于第 一参考电流时，该第 一扫描开始电压和
该第 一扫描开始时间的其中之一增加。当该阳极电流小于该第 一参考电流 时，该第一扫描开始时间可逐步增加。当该阳极电流小于该第一参考电流时， 该第一扫描开始电压可逐步增加。当该阳极电流小于该第一参考电流时，该 第 一扫描开始电压可在该第 一扫描开始时间增加至少 一次之后增加。即使在 该第 一扫描开始时间增加至最高水平之后，当该阳极电流小于该第 一参考电 流时，该第一扫描开始电压可增加。在此，即使在该第一扫描开始电压增加 且该第一扫描开始时间响应于增加的第一扫描开始电压而一皮设置之后，当阳 极电流小于该第一参考电流时，该第一扫描开始时间可增加以补偿该阳极电
、、六
在本发明的另一实施例中，显示器包括面板组件，该面板组件包括用于 传输多个栅极信号的多条栅线、用于传输多个数据信号的多条数据线、以及 由该栅线和数据线限定的多个像素。该显示器还包括发光装置，该发光装置 包括用于传输多个扫描信号的多条扫描线、用于传输多个发光数据信号的多 条列线、由该扫描线和列线限定的多个发光像素、以及^f皮施加阳极电压的阳 极电极。该扫描信号响应于第一扫描开始电压和第一扫描开始时间而被传输 到该发光像素，且当沿该阳极电极流动的阳极电流由于该发光像素的亮度不 均匀而减小时，该第 一扫描开始电压和该第 一扫描开始时间的其中之一增 加，由此补偿该阳极电流。该阳极电流可以在增加该第一扫描开始时间之后 通过增加该第一扫描开始电压而得以补偿。在此，即使在该第一扫描开始电 压增加且该第一扫描开始时间响应于增加的第一扫描开始电压而被设置之 后，当阳极电流小于该第一参考电流时，该第一扫描开始时间可增加以补偿 该阳一及电流。
在本发明的又一示例性实施例中，提供了一种发光装置驱动方法。该发 光装置包括第一电极、第二电极、响应于施加于第一电极的扫描信号和施加 于第二电极的信号而发光的多个发光像素、以及第三电极，与在该发光像素 产生的电流相对应的电流沿该第三电极流动。该发光装置驱动方法包括将第
一扫描开始电压施加于该第一电极一第一扫描开始时间；探测沿该第三电极 流动的第一电流；将该第一电流与参考电流比较；以及当该第一电流小于该 参考电流时，增加该第一扫描开始电压和该第一扫描开始时间的其中之一。 在此，当该第一电流小于该参考电流时，该第一扫描开始时间可增加。备选 地，当该第一电流小于该参考电流时，该第一扫描开始电压可增加。这里，
即使在该第一扫描开始电压增加且该第一扫描开始时间响应于增加的第一 扫描开始电压而被设置之后，当第一电流小于该参考电流时，该第一扫描开 始时间可增加。


结合附图并参照下述详细描述，可以更好地理解本发明的上述和其他特
征和优点，附图中
图1为本发明一个示例性实施例的发光装置的部分剖视图2为本发明另一示例性实施例的发光装置的部分剖视图3为图2的自发光发光装置的有源区的部分分解透视图4为图1的发光装置的方框图5为图4的发光装置的发光控制单元的方框图6为说明用于补偿图4发光装置的阳极电流的过程的流程图7为说明本发明再一实施例的光源用发光装置的有源区的部分分解透
视图8为本发明一实施例的显示器的分解透视图，该显示器使用图7的发 光装置作为光源；以及
图9为图8的显示器的方框图。
具体实施例方式
根据所使用的光源的类型，发光装置可以分类为若干不同装置。在这些 不同装置中，冷阴极荧光灯(CCFL)类型是公知的。由于CCFL是线光源， 例如漫射片、漫射板、以及棱镜片的各种光学构件被用于将自CCFL发射的 光均匀地漫射至液晶面板组件。
然而，由于自CCFL发射的光穿过该光学构件，这产生显著的光损耗。 在使用CCFL作为光源的LCD中，穿过该液晶面板组件的光的数量约为自 该CCFL发射的光的3-5%。再者，CCFL消耗大量功率。也就是说，CCFL 的功耗占LCD总功耗的最大一份。此外，由于CCFL的结构限制，无法制 作使用CCFL的大尺寸LCD。因此，难以在超过30英寸的LCD中使用CCFL。
在努力解决CCFL类型发光装置的这些问题时，发光二极管(LED)类 型发光装置最近被提出。LED类型发光装置具有多个为点光源的LED、反
射片、导光板、漫射片、漫射板、以及棱镜片。LED类型发光装置具有快的 响应速度和出色的色彩再现性。然而，LED类型发光装置昂贵且厚。
如上所述，包含不同光源的现有技术发光装置具有其自己的问题。此外， 现有技术发光装置在LCD被驱动时必需处于具有恒定亮度的导通状态，这 使得难以改善LCD中所要求的图像质量。
例如，当液晶面板组件显示具有暗和亮部分的图像(例如视频信号)时， 如果发光装置发射具有不同强度的光至该图像的暗和亮部分，则动态对比度 可以显著改善。
此外，在现有技术发光装置中，当电子发射区域劣化时，亮度均匀性会 劣化。因此，在本发明一个实施例中，发光装置增加电子发射区域的寿命， 并通过使用阳极电流确定该电子发射区域的劣化和补偿减小的阳极电流来 防止亮度不均匀。在本发明的另一实施例中，显示器使用该发光装置。在又 一实施例中，提供了一种发光装置驱动方法。在再一实施例中，提供了一种 显示器驱动方法。
在下述详细描述中，说明和描述本发明的特定示例性实施例。本领域技 术人员将意识到，所描述的实施例可以通过各种不同方式修改而不背离本发 明的精神和范围。因此，附图和说明书示为本质上是说明性的而非限制性的。 相同的附图标记在说明书中总是表示相同的元件。
当第一构件连接到第二构件时，这意味着第一构件直接或间接地连接到 第二构件。也就是说，第三构件可以夹置于该第一和第二构件之间。此外， 当描述一单元"包括"构成元件时，这意味着除了该元件之外该单元可另外 包括其他构成元件，除非具体指出不包含其他构成元件。
图1为本发明一个示例性实施例的发光装置的部分剖视图。参考图1, 发光装置10包括真空容器18,该真空容器18具有第一基板12、第二基板 14以及介于该第一和第二基板12、 14之间的密封件16。密封件16沿第一 和第二基板12、 14的边缘布置以将基板密封在一起。该真空容器的内部保 持在约10-6Torr的真空压力。
第一和第二基板12、 14可划分成有源区(该有源区被密封件16围绕且 可见光基本上在该有源区被发射)和围绕该有源区的无源区。用于发射电子 的电子发射单元20位于有源区的第一基板12的内表面上，且发光单元22 位于有源区的第二基板14的内表面上。
发光单元22位于其上的第二基板14可以是发光装置10的前基板，电 子发射单元20位于其上的第一基板12可以是发光装置10的后基板。
电子发射单元20包括电子发射区域24、第一驱动电极26和第二驱动电 极28。第一和第二驱动电极26、 28控制从每个电子发射区域24发射的电子 的量。第一驱动电极26可以是阴极电极，第二驱动电极28可以是交叉阴极 电极26的栅电极。绝缘层30夹置于第一和第二驱动电极26、 28之间。
第一开口 281形成于栅电极28内，第二开口 301形成于绝缘层30内。 第一和第二开口 281、 301形成于阴极电极26和栅电极28的交叉区域，由 此部分露出阴极电极26的表面。
电子发射区域24是由在真空气氛下被施加电场时可以发射电子的材料 形成。例如，电子发射区域24可以由碳基材料或纳米尺寸材料形成。用于 电子发射区域24的合适材料的非限制性示例包括碳纳米管、石墨、石墨纳
米纤维、金刚石、类金刚石碳、富勒烯(C6f))、硅纳米线、及其组合。
备选地，电子发射区域可使用诸如钼(Mo)或硅(Si)的材料形成为具 有锐的尖端的结构。
在上述结构中，阴极电极26和栅电极28的一个交叉区域可对应于发光 装置10的一个像素区域。备选地，阴极电极26和栅电极28的两个或两个 以上交叉区域可对应于发光装置10的一个像素区域。
接下来，发光单元22还包括阳极电极32、形成于阳极电极32表面上的 磷光层34、以及覆盖磷光层34的金属反射层36。从布置于真空容器18外 侧的电源施加阳极电压到阳极电极32以维持磷光层34于高电势状态。阳极 电极32是由例如氧化铟锡(ITO)的透明导电材料形成，以允许从磷光层 34发射的可见光透过阳极电极32。
金属反射层36可以由铝形成，厚度为几千A，且具有电子束可穿过的 精细尺寸的孔。金属反射层36将可见光(该可见光从磷光层34向第一基板 12发射)反射朝向第二基板14以增强发光表面的亮度。然而，阳极电极32 可去除，金属反射层36可配置成作为被施加阳极电压的阳极电极。
多个间隔物(未示出)位于第一和第二基板12、 14之间的有源区以4氐 抗施加于真空容器18的压力，并均匀地维持第一和第二基板12、 14之间的 间隙。
上述发光装置10是通过施加驱动电压至阴极电极26和栅电极28并施
加几千伏特以上的正直流电压(阳才及电压)至阳4及电才及32而^皮驱动的。也
就是说，扫描驱动电压施加于该阴极电极26和栅电极28的其中之一，且数 据驱动电压施加于该阴极电极26和4册电极28的另一个。
随后，在阴极电极26和栅电极28之间的电压差值高于阈值的像素，电 场形成于电子发射区域24周围，且因此电子从电子发射区域24发射。从电 子发射区域24发射的电子被阳极电压吸引并碰撞磷光层34。每个像素的磷 光层34的发光强度与相应像素的电子束的量成比例。
图2为本发明另一示例性实施例的发光装置的部分剖视图。参考图2, 除了发光单元22，还包括暗色或黑色层46之外，发光装置IO，与先前实施例 的发光装置IO相同。在本实施例及先前示例性实施例中，相同的附图标记 表示相同的元件。
在本实施例中，磷光层34，划分为多个隔开的部分，黑色层46形成于磷 光层34，的这些部分之间。暗色或黑色层46可由#^形成。在本示例性实施例 中，阳极电极32可以省略，且金属反射层36可以用做被施加阳极电压的阳 极电极。
发光装置10和IO，可以用做光源以发射白光至无源类型显示面板(非发 光类型显示面板)，或者通过形成红、绿和蓝磷光层而本身用做显示器。
图3为图2的自发光发光装置的有源区的部分分解透视图。参考图3, 在该自发光发光装置中，电子发射单元20，包括阴极电极26、栅电极28、以 及电连接到阴极电极26的电子发射区域24。第一绝缘层30布置于阴极电极 26和栅电极28之间，且第二绝缘层68形成于栅电极28上。聚焦电极70 形成于第二绝缘层68上。
第一开口 681和第二开口 701分别形成于第二绝缘层68和聚焦电极70 内以允许电子束穿过。OV或者几到几十伏特的负直流电压施加到聚焦电极 70以会聚通过形成于聚焦电极70内的第二开口 701的电子。
发光单元22，包括阳极电极32、形成于阳极电极32上包括彼此隔开的 红、绿和蓝色磷光层34R、 34G和34B的磷光层34'、形成于磷光层34，之间 的暗色层46、以及覆盖磷光层34，和暗色层46的金属反射层36。
阴极电极26和栅电极28的一个交叉区3或可对应于一个子像素，且每个 该红、绿和蓝色磷光层34R、 34G和34B布置为对应于一个子像素。包括布 置成线形式的一个红色磷光层34R、 一个绿色磷光层34G和一个蓝色磷光层
34B的三个子像素形成一个像素。
从各个子像素的每个电子发射区域24发射的电子的数量由施加于阴极 电极26和栅电极28的驱动电压决定。电子与相应子像素的磷光层34，碰撞， 由此激励磷光层34，。通过上述过程，发光装置控制每个像素的亮度和发光 色彩，由此实现彩色显示。
现在参考图4描述根据本示例性实施例的发光装置以及该发光装置的驱 动方法。图4为本发明的该示例性实施例的发光装置的方框图。如图4所示， 发光装置900包括阳极电极32、发光控制单元910、扫描驱动器920、列驱 动器930、发光单元940、以及阳极驱动器950。
在本发明的该示例性实施例中，扫描线Sl - Sp作为发光像素EPX的栅 电极28，列线Cl - Cq作为发光像素EPX的阴极电极26并连接到电子发射 区域24。
输入视频信号R、 G和B具有每个发光像素EPX的亮度信息。亮度具 有例如1024 (或21Q )、 256 (或28 )、或者64 (或26 )个灰阶。垂直同步信 号Vsync、水平同步信号Hsync、主时钟MCLK、以及凄t据使能信号DE可 被提供作为输入控制信号。
阳极电极32被包含在发光装置900的前基板内并连接到阳极线AL和 感测线SL。依据传输到阳极驱动器950的阳极控制信号ACS，阳极电压被 施加到阳极电极32。在此，阳极电压通过阳极线AL被施加到阳极电极32。 阳极电压为较高的电压以吸引地加速所发射的电子束。当电子通过施加于阴 极电极26和栅电极28的电压的差值而发射时，由被施加于阳极电极32的 高电压吸引的电子在阳才及电极32上产生阳极电流Ia。在本示例性实施例的 发光装置中，阳极电流Ia对应于由施加到阴极电极26和栅电极28的电压所 发射的电子而产生。
扫描驱动器920连接到扫描线Sl - Sp以传输多个扫描信号到扫描线Sl -Sp,由此允许发光像素EPX响应于扫描驱动控制信号CS、扫描电压控制 信号CVS和开始时间控制信号OTS而发光。
列驱动器930连接到列线Cl - Cq以允许发光像素EPX响应于发光控制 信号CC和发光信号CLS而发光。更详细而言，列驱动器930响应于发光信 号CLS产生多个发光数据信号，并响应于发光控制信号CC将该发光数据信 号传输到列线C1-Cq。在本发明的该示例性实施例的发光装置中，发光数
据信号的电压水平对应于与正在显示的图像匹配的特定灰阶。
发光单元940包括传输扫描信号的多条扫描线SI - Sp、多条列线CI _ Cq、以及多个发光像素EPX。发光像素EPX位于扫描线Sl - Sp和列线Cl -Cq的交叉区域上。在此，扫描线S1 - Sp连接到扫描驱动器920,列线C1 -Cq连接到列驱动器930。扫描驱动器920和列驱动器930连接到发光控制 单元910,以响应于来自发光控制单元910的控制信号而工作。
阳极驱动器950从发光控制单元910接收阳极控制信号ACS,并响应于 阳极控制信号ACS将阳极电压施加于阳极电极32。此外，阳极驱动器950 探测(通过感测线SL )通过阴极电极26和栅电极28之间的电压差值发射 的电子所产生的阳极电流。阳极驱动器950传输阳极电流Ia至发光控制单元 910。在本发明的该示例性实施例中，阳极电流Ia的探测通过用户指定的周 期单元来实现。
发光控制单元910控制扫描驱动器920、列驱动器930、以及阳极驱动 器950。发光控制单元910从外部图形控制器(未示出)接收输入视频信号 R、 G和B和输入控制信号，用于控制图像的显示。
发光控制单元910响应于该输入控制信号恰当地处理输入视频信号R、 G和B ，使得输入视频信号R、 G和B可以匹配发光单元940的工作条件， 由此产生扫描驱动控制信号CS、扫描电压控制信号CVS、开始时间控制信 号OTS、发光控制信号CC、以及发光信号CLS。
发光控制单元910使用输入视频信号R、 G和B探测发光像素EPX的 灰阶，将灰阶转换成数字数据，并将该数字数据传输到列驱动器930。在此， 数字数据包含在发光信号CLS内。发光控制单元910响应于发光信号CLS 产生发光控制信号CC以控制发光数据信号的应用时序。
发光控制单元910依据阳极电流Ia确定电子发射区域24的劣化，产生 扫描电压控制信号CVS和开始时间控制信号OTS以防止由于电子发射区域 24的劣化而导致的亮度不均匀，并将CVS和OTS信号传输到扫描驱动器 920。此外，发光控制单元910产生扫描驱动控制信号CS用于控制该扫描信 号传输到扫描线Sl -Sp的时序，并将扫描驱动控制信号CS传输到扫描驱 动器920。在此，扫描信号具有扫描开始电压Von，该扫描开始电压Von具 有能够从电子发射区域24发射电子的电压水平；以及扫描停止电压，该扫 描停止电压具有防止电子从电子发射区域24发射的电压。在本发明的该示
例性实施例中，扫描开始电压Von的水平是依据自扫描驱动器920传输的扫 描电压控制信号CVS来确定的。该扫描开始电压依据扫描驱动控制信号CS 被传输到扫描线SI -Sp。此外，扫描开始电压Von的传输时序是依据开始 时间控制信号OTS来确定的。这里，扫描开始电压Von设置在发光装置900 中基本上不发生亮度不均匀的范围内。在此，扫描开始电压Von的最低电压 水平为最小扫描开始电压Von_min,扫描开始电压Von的最高电压水平为最 大扫描开始电压Von—max。也就是说，发光控制单元910设置一范围，在该 范围内亮度不均匀是允许的(下文中，称为"亮度不均匀允许范围")。对应 于最大亮度不均匀的电压设置为该亮度不均匀允许范围内的最小扫描开始 电压(Von—min)。发光控制单元910设置扫描驱动器920的结构中可允许的 最大电压，设置当灰阶最低时该发光装置的可允许的发光值，并设置考虑到 电源的电源电压限制时的最大扫描开始电压Von—max。
更详细而言，发光控制单元910响应于扫描开始时间控制信号OTS来 设置扫描开始电压Von施加于扫描线SI _ Sp的扫描开始时间。在本发明的 该示例性实施例中，扫描开始时间可以依据扫描开始电压Von来设置。当亮 度不均匀发生一时间段时，该扫描开始时间增加一指定时间段，在该时间段 内扫描开始电压Von被均匀地维持。发光控制单元910探测/人电子发射区域 24发射的电子产生的阳极电流Ia,以确定电子发射区域24是否劣化。在此， 当由于电子发射区域24的劣化而出现亮度不均匀时，发光控制单元910增 加扫描开始时间以解决亮度不均匀问题。然而，当即使扫描开始时间增加至 最大水平之后该亮度不均匀问题仍未解决时，发光控制器则响应于扫描电压 控制信号CVS逐渐增加扫描开始电压Von以解决亮度不均匀问题。也就是 说，如果在扫描开始时间处于最大水平时出现亮度不均匀，发光控制单元910 增加扫描开始电压Von的水平。在本发明的该示例性实施例中，扫描开始电 压Von的水平依据阳极电流的数量来设置，并可以逐步增加，直到考虑外围 驱动元件在异常现象(例如短路)发生之前可以获得的最大扫描开始电压 Von_max。在此，扫描电压控制信号CVS控制扫描驱动器920，使得具有指 定扫描开始电压Von的扫描信号可被输出。也就是说，扫描驱动器920依据 扫描电压控制信号CVS选择扫描开始电压之一，并输出所选择的电压作为 扫描信号。
现在参考图5和6描述一种补偿由于电子发射区域24劣化引起的阳极
电流Ia减小的方法。图5为图4的发光装置的发光控制单元910的方框图。 如图5所示，发光控制单元包括信号发生器911和劣化确定单元912。
信号发生器911产生扫描电压控制信号CVS,并将产生的信号传输到扫 描驱动器920以设置施加于扫描线Sl - Sp的扫描开始电压Von。此外，信 号发生器911产生开始时间控制信号OTS,并将该开始时间控制信号传输到 扫描驱动器920以设置扫描开始电压Von施加到扫描线Sl _ Sp的扫描开始 时间。在此，扫描驱动器920响应于扫描电压控制信号CVS产生扫描开始 电压Von,并响应于开始时间控制信号OTS设置与扫描开始电压Von相对 应的扫描开始时间。
对于响应于扫描开始电压Von中的最小扫描开始电压Von一min而设置的 扫描开始时间，劣化确定单元912^:测由施加于扫描线Sl -Sp的最小扫描 开始电压Von_min和施加于阴极电极26的电压之间的电压差值所产生的阳 极电流Ia。通过将阳极电流Ia与参考电流比较，劣化确定单元912确定电 子发射区域24是否劣化。在本发明的该示例性实施例中，参考电流是由施 加于扫描线Sl - Sp的扫描开始电压Von和施加于阴极电极26的电压之间的 电压差值所产生的电流。也就是说，该参考电流是用于判定劣化的参考值。 在此，当阳极电流Ia小于参考电流时，劣化确定单元912确定阳极电流Ia 由于劣化而减小并在该最小扫描开始电压Von—min被维持的范围内将该扫 描开始时间增加一时间段，由此补偿该减小的阳极电流Ia。也就是说，最小 扫描开始电压Von—min施加于扫描线Sl - Sp的时间与扫描开始时间的增加 成比例。因此，从电子发射区域发射的电子的数量增加以补偿该减小的阳极 电流Ia。然而，如果即使扫描开始时间增加至最大水平后该阳极电流Ia仍 未得到补偿，劣化确定单元912则施加比最小扫描开始电压Von—min高的电 压至扫描线S1-Sp。也就是说，通过增加扫描开始电压Von的水平，该增 加的扫描开始电压Von和施加于阴极电极26的电压之间的电压差值增加， 且从电子发射区域发射的电子的数量因此增加，由此补偿该减小的阳极电流 Ia。在此，劣化确定单元912控制扫描开始电压Von,使得扫描开始电压Von 的水平不增加到高于最大扫描开始电压Von—max。劣化确定单元912探测响 应于增加的扫描开始电压Von所产生的阳^L电流Ia,并将所产生的阳^ l电流 Ia与参考电流比较。这里，当阳极电流Ia小于参考电流并因此无法补偿该 减小的阳^l电流Ia时，劣化确定单元912重复该增加扫描开始时间和扫描开
始电压Von的过程直至该减小的阳极电流Ia得到补偿。
图6为说明用于补偿本示例性实施例的发光装置的阳极电流Ia的过程的 流程图。首先，发光控制单元910响应于扫描电压控制信号CVS设置最小 扫描开始电压Von—min (SIOO)。此外，发光控制单元910响应于开始时间 控制信号OTS设置与该最小扫描开始电压Von—min相对应的扫描开始时间 (S200 )。对于响应于扫描开始电压Von中的最小扫描开始电压Von—min而 设置的扫描开始时间，发光控制单元910探测由施加于扫描线SI - Sp的最 小扫描开始电压Von—min和施加于阴极电极26的电压之间的电压差值产生 的阳极电流Ia (S300)。此外，发光控制单元910将该阳极电流与参考电流 比较(S400 )。
当阳极电流Ia小于参考电流时，发光控制单元910增加扫描开始时间同 时维持该最小扫描开始电压Von—min ( S500 )。此外，发光控制单元910确 定扫描开始时间是否增加至最大水平，同时维持该最小扫描开始电压 Von—min ( S600 )。
当确定扫描开始时间未增加至最大水平时，发光控制单元910探测依据 该扫描开始时间增加所产生的阳极电流Ia。当探测的阳极电流Ia由于电子 发射区域的劣化而减小时，发光控制单元910重复该逐渐增加扫描开始时间 以补偿阳极电流Ia的过程。如果即使扫描开始时间达到最大设置值之后该阳 极电流Ia仍未得到补偿，则发光控制单元910增加扫描开始电压Von( S700 )。 在此，该最大设置值是指该扫描开始时间可增加达到的最大值。该最大设置 值可由用户设定。
如果即使增加的扫描开始电压Von (在步骤S700中增加)施加于扫描 线SI - Sp之后阳极电流Ia仍小于参考电流，则发光控制单元910重复相同 的过程，直至减小的阳极电流Ia被补偿以解决亮度不均匀现象。
在本发明的该示例性实施例中，为了补偿减小的阳极电流Ia，扫描开始 时间首先增加，随后扫描开始电压增加。然而，本发明不限于该实施例。也 就是说，扫描开始电压Von可以首先增加，随后扫描开始时间增加以补偿减 小的阳极电流Ia。
图7为说明本发明再一实施例的发光装置的有源区的部分分解透视图。 参考图7，在用做光源的发光装置中，电子发射单元20包括阴极电极26、 栅电极28、以及电连接到阴极电极26的电子发射区域24。发光单元22包
括阳极电极32、用于发射白光的磷光层34、以及覆盖磷光层34的金属反射 层36。
磷光层34可以由红、绿和蓝磷光剂的混合物形成。磷光层34可以形成 于第二基板14的整个有源区上。
在该光源用发光装置中，第一和第二J41 12、14《皮此隔开约5至20mm。 随着第一和第二基板12、 14之间的间隙增加，超过约10kV的例如约IO至 约15kV的较高电压可以施加于阳极电极32。如上所述构造的发光装置可以 实现约10,000cd/m2的最大亮度。
图8为本发明一实施例的采用图7的发光装置的显示器的分解透视图。 参考图8，显示器50包括发光装置10和位于发光装置10前方的显示面板 48。漫射板52可介于发光装置10和显示面板48之间以均匀地漫射从发光 装置10发射的光。漫射板52与发光装置10隔开。
显示面板48可以是液晶面板或者其他无源类型显示面板。现在通过示 例的方式描述液晶显示器。
显示面板48包括下基板54，其上形成有多个薄膜晶体管(TFT);上 基板56,其上形成有滤色器；以及液晶层(未示出)，布置于下基板54和上 基板56之间。偏振板(未示出)附着到上基板56的顶面和下基板54的底 面以才及化通过显示面^反48的光。
由各个子像素的TFT控制的透明像素电极位于下基板54的内表面上， 滤色器和透明公共电极位于上基板56的内表面上。该滤色器包括逐一布置 于子像素上的红、绿和蓝滤光层。
当一个特定子像素的TFT导通时，电场形成于像素电极和公共电极之 间，且液晶分子的扭转角度根据该电场而变化。光透射率根据该变化的扭转 角度而变化。显示面板48可以通过上述过程控制每个像素的亮度和发光色 彩。
在图8中，附图标记58表示传输栅极驱动信号至每个TFT的栅电极28 的栅电路板组件，附图标记60表示传输数据驱动信号至每个TFT的源电极 的数据电路板组件。
发光装置10的像素的数目小于显示面板48的像素的数目，使得发光装 置10的一个像素对应于显示面板48的两个或两个以上像素。发光装置10 的每个像素响应于显示面板48相应像素的最高灰阶来发光，其具有最高灰阶。发光装置10的每个像素代表2至8位的灰阶。
为了方便，显示面板48的像素称为"第一像素"，发光装置的像素称为 "第二像素"。与一个第二像素相对应的第一像素称为"第一像素组"。
发光装置10的驱动过程可包括(a)使用控制显示面板48的信号控制 单元(未示出)探测第一像素组的第一像素的最高灰阶；(b)根据探测的最 高灰阶计算用于激励第二像素所需的灰阶并将计算的灰阶转换成数字数据； (c)使用该数字数据产生发光装置10的驱动信号；以及(d)将所产生的 驱动信号施加于该发光装置10。
用于驱动发光装置10的扫描电路板组件和数据电路板组件可以布置在 发光装置10的背面上。在图8中，附图标记62表示将阴极电极26连接到 数据电路板组件的连接器，附图标记64表示将栅电极28连接到扫描电路板 组件的连接器。
如前所述，当相应第一像素组显示图像时，发光装置10的第二像素通 过与相应的第一像素组同步而发射具有特定灰阶的光。也就是说，发光装置 10发射高亮度的光至显示面板48显示的图像的亮部并发射低亮度的光至图 像的暗部。因此，显示器50可以提供改进的动态对比度和图像质量。
现在参考图9描述一种显示器及显示器驱动方法。图9为图8的显示器 的方框图。本发明该示例性实施例的显示器为无源类型装置，并包括液晶面 板组件400。然而，本发明不限于此。
如图9所示，本发明该示例性实施例的显示器50包括液晶面板组件400 、 连接到液晶面板组件400的栅极驱动器500和数据驱动器600、连接到数据 驱动器600的灰阶电压发生器700、以及用于控制发光装置900的信号控制 单元800。
当液晶面板组件400被一见为等效电路时，该液晶面板组件400包括多条 信号线、以及排列成矩阵图案并连接到信号线的多个像素PX。信号线包括 传输栅极信号(扫描信号)的多条栅极信号线Gl - Gn和传输婆:据信号的多 条数据线Dl - Dm。
每个像素PX,例如连接到第i (i= 1,2,…n)栅线Gi和第j (j = 1,2,…m) 数据线Dj的像素410包括连接到信号线Gi和Dj的开关Q，且液晶电容器 Clc和维持电容器Cst连接到该开关Q。维持电容器Cst可视需要省略。
开关Q为设于下基板(未示出)上的3端装置(例如TFT)。也就是说，
开关Q包括连接到栅线Gi的控制端、连接到数据线Dj的输入端、以及连接 到液晶电容器Clc和维持电容器Cst的输出端。
栅极驱动器500连接到栅线Gl - Gn以施加4册才及信号(该片册极信号为栅 极导通电压Von和栅极截止电压Voff的组合)至栅线Gl - Gn。
数据驱动器600连接到液晶面板组件400和数据线Dl - Dm。数据驱动 器600从灰阶电压发生器700选择灰阶电压并将该灰阶电压施加到数据线 Dl-Dm作为数据信号。然而，当灰阶电压发生器700设计成不提供所有灰 阶的全部电压，而仅提供灰阶的某些电压时，数据驱动器600将参考灰阶电 压分压，产生所有灰阶的灰阶电压，并从所产生的灰阶电压中选择数据信号。
灰阶电压发生器700产生与像素PX透射率相关的两套灰阶电压组(或 者参考灰阶电压组)。该两套之一相对于公共电压Vcom具有正值，另一套 具有负值。
信号控制单元800控制栅极驱动器500、数据驱动器600、以及发光控 制单元910。信号控制单元800从外部图形控制器(未示出)接收视频信号 R、 G和B并输入控制信号用于控制该显示器。
输入视频信号R、 G和B具有像素PX的亮度信息。该亮度具有多个灰 阶，例如1024 (或21())、 256 (或28)或者64 (或26)个。输入控制信号包 括例如垂直同步信号Vsync、水平同步信号Hsync、主时钟MCLK、以及数 据使能信号DE。
信号控制单元800基于输入控制信号恰当地处理输入视频信号R、 G和 B,产生栅极控制信号CONT1和数据控制信号CONT2，将栅极控制信号 C0NT1输出到栅极驱动器500,并输出经处理的视频信号DATA和该数据 控制信号CONT2至数据驱动器600。此外，信号控制单元800传输栅极控 制信号CONTl、数据控制信号CONT2、和经处理的视频信号DATA至发光 控制单元910。
在本发明的该示例性实施例中，光源用发光装置(下文中称为"发光装 置")900包括发光控制单元910、扫描驱动器920、列驱动器930、以及发 光单元940。
如图9所示，扫描线Sl - Sp作为发光像素EPX的栅电极28,列线Cl -Cq作为发光像素EPX的阴极电极26。列线C1 -Cq连接到电子发射区域 24。
阳极电极32包含在发光装置900的前基板内，且连接到阳极线AL和 感测线SL。阳极电极32依据传输到阳极驱动器950的阳极控制信号ACS 接收阳极电压。在此，阳极电压通过阳极线AL施加到阳极电极32。阳极电 压为较高的电压用于吸引发射的电子束。此外，当电子通过阴极电极26和 栅电极28之间的电压差值而发射时，阳极电流Ia由被该高电压吸引的电子 而产生于阳才及电才及32上。在本发明的该示例性实施例中，阳极电流Ia响应 于依据施加于阴极电极26和栅电极28的电压而发射的电子的数量来产生。
扫描驱动器920连接到扫描线Sl - Sp以传输扫描信号，使得发光像素 EPX可以通过与相应像素PX同步依据扫描驱动控制信号CS、扫描电压控 制信号CVS和开始时间控制信号OTS来发光。
列驱动器930连接到列线Cl - Cq以控制列线Cl _ Cq,使得发光像素 EPX可以响应于相应像素PX的灰阶依据发光控制信号CC和发光信号CLS 来发光。更详细而言，列驱动器930响应于发光信号CLS产生发光数据信 号，并依据发光控制信号CC将所产生的发光数据信号传输到列线Cl - Cq。 也就是说，列驱动器930使一个发光像素EPX同步以响应于由相应像素PX 显示的图像来发射特定灰阶的光。在本发明的该示例性实施例中，发光数据 信号具有与依据正在显示的图像来设置的该特定灰阶相对应的电压水平。
发光单元940包括传输扫描信号的扫描线S1-Sp、传输发光数据信号 的列线C1-Cq、以及发光像素EPX。发光像素EPX位于扫描线S1-Sp和 列线C1-Cq的交叉区域。在此，扫描线S1-Sp连接到扫描驱动器920,列 线Cl — Cq连接到列驱动器930。此外，扫描驱动器920和列驱动器930连 接到发光控制单元910以响应于自发光控制单元910的信号来工作。
阳极驱动器950从发光控制单元910接收阳极控制信号ACS,并依据该 阳极控制信号ACS将阳极电压施加到阳极电极32。此外，阳极电流Ia是由 阴极电极26和栅电极28之间的电压差值产生的电子产生的，且阳极驱动器 950使用感测线SL探测阳极电流Ia。阳极驱动器950传输该阳极电流Ia至 发光控制单元910。在本发明的该示例性实施例中，阳极电流Ia的探测通过 可由用户设置的时间段来实现。
发光控制单元910控制扫描驱动器920、列驱动器930、以及阳极驱动 器950。发光控制单元910从外部图形控制器(未示出)接收输入视频信号 R、 G和B并接收输入控制信号用于控制输入视频信号R、 G和B的显示。
发光控制单元910从信号控制单元800接收栅极控制信号CONTl、数 据控制信号CONT2以及经处理的视频信号DATA。发光控制单元910使用 视频信号DATA探测与发光装置的一个发光像素EPX相对应的像素PX的最 高灰阶，并响应于探测的最高灰阶来确定该发光像素的灰阶。发光控制单元 910将灰阶转换成数字数据，并将该数字数据传输到列驱动器930。在此， 数字数据包含在发光信号CLS内。发光控制单元910产生发光控制信号CC 以依据发光信号CLS控制该发光数据信号的应用时序，并将所产生的发光 控制信号CC传输到列驱动器930。
发光控制单元910确定(通过阳极电流Ia)电子发射区域24是否劣化。 此外，发光控制单元910产生扫描电压控制信号CVS和开始时间控制信号 OTS,并将这些信号传输到扫描驱动器920以防止由电子发射区域24的劣 化引起的亮度不均匀。此外，发光控制单元910使用栅极控制信号CONT1 产生用于控制扫描信号传输到扫描线Sl-Sp的时序的扫描驱动控制信号 CS，并将所产生的扫描驱动控制信号CS传输至扫描驱动器920。在此，扫 描信号具有扫描开始电压Von,该扫描开始电压Von具有能够从电子发射区 域24发射电子的电压水平；以及扫描停止电压，该扫描停止电压具有防止 电子从电子发射区域24发射的电压。在本发明的该示例性实施例中，扫描 开始电压Von的水平是依据自扫描驱动器920传输的扫描电压控制信号CVS 来确定的。该扫描开始电压依据扫描驱动控制信号CS纟皮传输到扫描线Sl -Sp。此外，扫描开始电压Von的传输时序是依据开始时间控制信号OTS来 确定的。这里，扫描开始电压Von设置在发光装置900中基本上不发生亮度 不均匀的范围内。扫描开始电压Von的最低电压水平为最小扫描开始电压 Von—min,扫描开始电压Von的最高电压水平为最大扫描开始电压Von一max。 也就是说，发光控制单元910设置一范围，在该范围内亮度不均匀是允许的 (下文中，称为"亮度不均匀允许范围")。对应于最大亮度不均匀的电压设 置为该亮度不均匀允许范围内的最小扫描开始电压(Von一min)。发光控制单 元910设置在扫描驱动器920的结构中可允许的最大电压，设置当灰阶最低 时该发光装置的可允许的发光值，并设置考虑到电源的电源电压限制时的最 大扫描开始电压Von一max。
更详细而言，发光控制单元910响应于扫描开始时间控制信号OTS来 设置扫描开始电压Von施加于扫描线Sl - Sp的扫描开始时间。在本发明的
该示例性实施例中，扫描开始时间可以依据扫描开始电压Von来设置。当亮
度不均匀发生时，该扫描开始时间增加一指定时间段，在该时间段内扫描开
始电压Von被均匀地维持。发光控制单元910探测从电子发射区域24发射 的电子产生的阳极电流Ia,以确定电子发射区域24是否劣化。在此，当由 于电子发射区域24的劣化而出现亮度不均匀时，发光控制单元910增加扫 描开始时间以解决亮度不均匀问题。然而，当即使扫描开始时间增加至最大 水平之后该亮度不均匀问题仍未解决时，发光控制器则响应于扫描电压控制 信号CVS逐渐增加扫描开始电压Von以解决亮度不均匀问题。也就是说， 当扫描开始时间处于最大水平时发生亮度不均匀，发光控制单元910增加扫 描开始电压Von的水平。在本发明的该示例性实施例中，扫描开始电压Von 的水平依据阳极电流的数量来设置，并可以逐步增加，直到考虑外围驱动元 件在异常现象(例如短路)发生之前可以获得的最大扫描开始电压Von—max。 在此，扫描电压控制信号CVS控制扫描驱动器920，使得具有确定的扫描开 始电压Von的扫描信号可被输出。也就是说，扫描驱动器920依据扫描电压 控制信号CVS选择扫描开始电压之一，并输出所选择的电压作为扫描信号。
根据该示例性实施例的用于补偿减小的阳极电流Ia的过程与图5的示例 性实施例基本上相同。
在上文中描述了显示器包括液晶面板组件的示例性实施例，不过本发明 不限于该示例性实施例。也就是说，本发明可应用于可以通过从发光装置接 收光来显示图像的所有无源类型显示器。
根据本发明的实施例，由于在不发生亮度不均匀现象的范围内施加驱动 电压的时间增加且驱动电压增加，电子发射区域的寿命可以延长，且发光装 置的亮度不均匀因此可以得以避免。
尽管已经结合特定示例性实施例说明和描述了本发明，但本领域技术人 员应理解，可以对所述实施例进行各种改进和变化而不背离由权利要求界定 的本发明的精神和范围。
权利要求
1.一种发光装置，包括用于传输多个扫描信号的多条扫描线；用于传输多个发光数据信号的多条列线；由所述扫描线和所述列线限定的多个发光像素；以及用于接收阳极电压的阳极电极，其中所述扫描信号响应于第一扫描开始电压和第一扫描开始时间而被传输到所述发光像素；以及其中当沿所述阳极电极流动的阳极电流小于第一参考电流时，所述第一扫描开始电压和所述第一扫描开始时间的其中之一增加。
2. 如权利要求1所述的发光装置，其中当所述阳极电流小于所述第一 参考电流时，所述第一扫描开始时间逐步增加。
3. 如权利要求1所述的发光装置，其中当所述阳极电流小于所述第一 参考电流时，所述第一扫描开始电压逐步增加。
4. 如权利要求1所述的发光装置，其中当所述阳极电流小于所述第一 参考电流时，所述第一扫描开始电压在所述第一扫描开始时间增加至少一次 之后增力口。
5. 如权利要求4所述的发光装置，其中在所述第一扫描开始时间增加 至最高水平之后，当所述阳极电流小于所述第一参考电流时，所述第一扫描 开始电压增加。
6. 如权利要求5所述的发光装置，其中在所述第一扫描开始电压增加 之后以及在所述第一扫描开始时间响应于增加的第一扫描开始电压之后，当 所述阳极电流小于所述第一参考电流时，所述第一扫描开始时间增加以补偿 所述阳一及电 流o
7. —种显示器，包括面板组件，其包括用于传输多个栅极信号的多条栅线、用于传输多个数 据信号的多条数据线、以及由所述栅线和数据线限定的多个像素；以及发光装置，其包括用于传输多个扫描信号的多条扫描线、用于传输多个 发光数据信号的多条列线、由所述扫描线和所述列线限定的多个发光像素、 以及用于接收阳极电压的阳纟及电极， 其中所述扫描信号响应于第一扫描开始电压和第一扫描开始时间而被 传输到所述发光像素，以及其中所述第 一扫描开始电压和所述第 一扫描开始时间之一增加以补偿 沿所述阳极电极流动的阳极电流的减小。
8. 如权利要求7所述的显示器，其中所述阳极电流在增加所述第一扫 描开始时间之后通过增加所述第一扫描开始电压而被补偿。
9. 如权利要求8所述的显示器，其中在所述第一扫描开始电压增加之 后以及所述第一扫描开始时间响应于增加的第一扫描开始电压之后，当所述 阳极电流小于所述第一参考电流时，所述第一扫描开始时间增加以补偿所述 阳才及电流。
10. —种发光装置驱动方法，该发光装置包括第一电极、第二电4及、响 应于施加于第一电极的扫描信号和施加于第二电极的信号而发光的多个发 光像素、以及第三电极，在所述发光像素产生的电流沿所述第三电极流动， 所述发光装置驱动方法包括将第一扫描开始电压施加于所述第一电极一第一扫描开始时间； 探测沿所述第三电极流动的第 一 电流； 将所述第一电流与参考电流比较；以及当所述第一电流小于所述参考电流时，增加所述第一扫描开始电压和所 述第 一扫描开始时间的其中之一 。
11. 如权利要求10所述的发光装置驱动方法，其中当所述第一电流小 于所述参考电流时，所述第一扫描开始时间增加。
12. 如权利要求10所述的发光装置驱动方法，其中当所述第一电流小 于所述参考电流时，所述第一扫描开始电压增加。
13. 如权利要求12所述的发光装置驱动方法，其中在所述第一扫描开 始电压增加之后以及所述第 一扫描开始时间响应于增加的第 一扫描开始电 压之后，当所述第一电流小于所述参考电流时，所述第一扫描开始时间增加 以补偿所述第一电流。
全文摘要
本发明公开了一种发光装置、使用该发光装置的显示器、以及该发光装置的驱动方法。该发光装置包括用于传输多个扫描信号的多条扫描线、用于传输多个发光数据信号的多条列线、由该扫描线和该列线限定的多个发光像素、以及用于接收阳极电压的阳极电极。该扫描信号响应于第一扫描开始电压和第一扫描开始时间而被传输到该发光像素，且当沿该阳极电极流动的阳极电流小于第一参考电流时，该第一扫描开始电压和该第一扫描开始时间的其中之一增加。
文档编号G09G3/20GK101359138SQ20081000298
公开日2009年2月4日 申请日期2008年1月15日 优先权日2007年8月2日
发明者曹德九, 李智源, 李相辰 申请人:三星Sdi株式会社