场致发射显示器中的灰度实现方法技术

一种在场致发射显示器（５０）中实现灰度级的方法，包括这样的步骤：提供一个第一驱动脉冲，其脉冲宽度等于非理想场致发射显示器和相应的理想场致发射显示器各自的总负荷响应－驱动脉冲宽度曲线（１００、２００）之间的脉冲宽度间隔（１１５）。该脉冲宽度间隔（１１５）是所述两条曲线（１００、２００）之间在相互总体上平行的部分的水平距离。与第ｎ灰度级相应的第ｎ驱动脉冲的脉冲宽度ｔｎ由ｔｎ＝ｔ１＋［ｎ－１］×［（ｔＮ－ｔ１）／（Ｎ－１）］给出，其中，ｔ１是所述第一驱动脉冲（２１４）的脉冲宽度，Ｎ是灰度级总数，ｔＮ是第Ｎ驱动脉冲的脉冲宽度。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

Method for realizing grayscale in field emission display

A field emission display (50) in the implementation of the gray level includes the steps of providing a first driving pulse, the pulse width is equal to the non ideal field emission display and the corresponding ideal field emission display the total load response curve of driving pulse width (100, 200) pulse width between (115). The pulse width interval (115) is the horizontal distance between the two lines (100, 200) that are parallel to each other in a common state. The N and the corresponding n gray level driving pulse width TN by TN = T1 + n - 1 x \(tN - T1) / (N - 1) was given, among them, T1 is the first driving pulse (214) pulse width is N, the total number of gray level, tN N is the width of the drive pulse.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及场致发射显示器领域，尤其是。
技术介绍
在现有技术中，已知在显示设备中是这样实现灰度的提供幅值与亮度成比例的驱动电压信号。尽管这种模拟调制方案已成功地应用于其他的显示设备，但对于场致发射显示设备却并不适用。由于场致发射阵列的器件性能因素，在低发射电流也就是低驱动电压的情况下，电子发射的均一性显著降低。为了缓和这种均一性问题，就用电压值高得足以改善所述均一性问题的驱动电压驱动场致发射显示器。灰度级就是通过调制所述恒定电压驱动信号的脉冲宽度，使之与灰度级n成比例而实现的。比例常数等于灰度脉冲增量(gray scale pulse increment)。该灰度脉冲增量的计算首先要确定一个最大脉冲宽度，该宽度对应于显示器的最大亮度。用所需的灰度级数除该最大脉冲宽度，即计算出所述灰度脉冲增量。对于典型的场致发射显示器，所述最大脉冲宽度约为35(s。为了实现VGA显示器的256灰度级性能，灰度脉冲增量就等于35(s除以256，或者说为0.14(s。这是一个非常短的脉冲。按照上述现有技术方案，第n个灰度级是用一个脉冲来驱动显示器而实现的，该脉冲的宽度等于所述灰度脉冲增量乘以n。对于低级数n，所述驱动脉冲的脉冲宽度可能在显示器的象素RC时间常数的范围内。这导致所述驱动信号在到达象素位置时明显地失真。由于在低脉冲宽度时显著的信号失真，在低脉冲宽度时，亮度对驱动信号脉冲宽度的响应曲线就是非线性的。这导致亮度响应曲线明显地偏离RC时间常数等于零的理想显示器的亮度响应曲线。现有技术试图通过减少灰度的总级数解决这个问题，但这种方案损害了显示器的图像质量。场致发射显示器中的每一个电子发射体都可以设计为一个电容器，它们之间的连接，比如镇流电阻，可以设计为电阻器件。因为显示器可以设计为分布式电阻电容网络，每一个编址的行和列都具有一个固有的电阻-电容时间常数。用一个信号驱动某个行或者列的一端，一般会导致信号在扫过显示器时被不断地滤波。这样，沿着该给定的行或者列，象素上的信号就不同于输入的驱动信号。在灰度级的低端，驱动脉冲是最短的，这种有害的效应最为显著。场致发射器件的象素RC时间常数可以在几百纳秒到几个微秒，是场致发射器件参数，比如每象素的电阻和电容的函数。例如，对于分别为1M(和3pF的每象素电阻和每象素电容，所述象素RC时间常数为3(s。对于给定的灰度脉冲增量0.14(s，50％以上的灰度级受到所述脉冲畸变的影响。尽管可以通过优化显示器的结构来降低所述象素RC时间常数，从而改善所述脉冲畸变问题，但即使对于非常低的象素RC时间常数，仍然会在最初的若干灰度级存在灰度失真。因此，有必要提出一种改进的场致发射显示设备灰度实现方法，使得所述显示设备能够实现更多的灰度级。图面简要说明附图说明图1是可使用本专利技术的方法的一种现有技术场致发射器件的剖面图；图2是一个场致发射显示器的总负荷对施加于该显示器的驱动脉冲信号的脉冲宽度的响应曲线图；图3是按照本专利技术可用于计算第一灰度级的脉冲宽度的电路模型的简图；图4包括一个可用于实施本专利技术的方法的时间曲线图，以及一个现有技术的时间曲线图；图5是亮度-灰度级曲线图；图6分别是本专利技术的方法的以及现有技术中的方法的亮度误差-灰度级曲线图。为了简单明了起见，各附图中的元素未必按比例绘制。例如，某些元件的尺寸相对夸大了。另外，在合适的时候，各附图中的标号有重复，用以指示相应的元件。详细说明本专利技术是。本专利技术的方法提供的灰度级在大多数灰度级上显著减小了亮度误差。本专利技术的方法还能实现比现有方法更多的灰度级总数N。本专利技术的方法包括这样的步骤提供一个与第一灰度级(n＝1)相应的第一驱动脉冲，其脉冲宽度大于该场致发射显示器的象素RC时间常数。在最佳实施例中，该第一驱动脉冲的脉冲宽度等于非理想(非零RC时间常数)场致发射显示器和相应的理想(零RC时间常数)场致发射显示器各自的总负荷响应-驱动脉冲宽度曲线之间的脉冲宽度间隔。该脉冲宽度间隔是所述两条曲线之间在相互总体上平行的部分的水平距离。图1是可使用本专利技术的方法的一种现有技术场致发射显示器50的剖面图。场致发射显示器50包括一个基底52，在该基底上有一个阴极54。阴极54包括一个用高电阻材料制成的部分。该部分称为镇流层。该镇流层用来防止在阴极54和阳极62之间发生严重的电弧放电。该镇流层的薄膜电阻通常在几个到几百个兆欧每方(square)。该电阻联同所述器件的电容，形成一个象素RC时间常数，该常数从几百纳秒到几个微秒。场致发射显示器50还包括一个介电层56，该介电层在阴极54之上，形成一个发射井57。在该发射井57中有一个电子发射体58。在介电层56上邻近电子发射体58设置有一个波门录取电极(gateextraction electrode)60。一个荧光体64正对电子发射体58，用以收集从该发射体发射出来的电子66。荧光体64设置在透明的阳极62上。荧光体64接收到电子66之后，就产生光辐射68。光辐射68穿过阳极62并从该阳极射出去。光辐射68的亮度部分地取决于驱动脉冲作用于阴极54时发射出的电子66的总数目。电子66的总数目又取决于所述驱动脉冲的脉冲宽度。驱动脉冲的脉冲宽度有一个最大值，该最大值取决于显示器的分辨率(扫描线数)和帧速率。若干扫描线确定一个帧。帧速率等于每单位时间扫描的帧数。一般，波门录取电极60就是所述扫描线。一个驱动脉冲的所述最大脉冲宽度等于帧速率与显示器分辨率乘积的倒数。场致发射显示器50包括多个阴极和波门录取电极，这些阴极和波门录取电极确定了一个象素阵列。场致发射显示器50的一种设计例具有640个阴极54和480个波门录取电极60。如果帧速率为60Hz，驱动脉冲的最大脉冲宽度则等于1/(60Hz×480)，即34.7(s。可以用这个值或者一个更低的值作为第N个(最高)灰度级的脉冲宽度。图2包括一个假想的理想场致发射显示器的总负荷对驱动脉冲信号的脉冲宽度的响应曲线100，所述理想场致发射显示器的象素RC时间常数为零纳秒。图2还包括一个非理想场致发射显示器的总负荷对驱动脉冲信号的脉冲宽度的响应曲线200，该非理想场致发射显示器与曲线100所表示的显示器的区别仅在于，前者的镇流电阻的薄膜电阻为166M(/sq。曲线200所表示的显示器的象素RC时间常数约为520纳秒。脉冲宽度间隔115定义为曲线100和曲线200之间在这两条曲线总体上相互平行的区段的水平距离。最好，脉冲宽度间隔115等于这样的量曲线200移动这样的量之后形成的新的负荷响应曲线的亮度误差当n＞7时小于或等于3％。所谓亮度误差在下文结合附图5和6作详细说明。按照本专利技术的方法的最佳实施例，所述第一驱动脉冲的脉冲宽度t1等于脉冲宽度间隔115。通常，随着非理想显示器中所述镇流电阻的上升，所述总负荷对驱动脉冲信号的脉冲宽度的响应曲线越来越偏离曲线100。也就是说，脉冲宽度间隔115增大，同时，按照本专利技术的方法，t1也增大。按照本专利技术的方法，所述第一驱动脉冲的脉冲宽度大于所述场致发射显示器的象素RC时间常数。最好，所述第一驱动脉冲的脉冲宽度大于所述场致发射显示器的象素RC时间常数的两倍。图3是按照本专利技术可用于计算第一灰度级的第一驱动脉冲之脉冲宽度的电路模型205的简图。特别地本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在具有某个象素ＲＣ时间常数的场致发射显示器中实现灰度级的方法，包括下列步骤：提供与第一灰度级相应的第一驱动脉冲，该第一驱动脉冲的脉冲宽度大于所述场致发射显示器的所述象素ＲＣ时间常数；提供与第二灰度级相应的第二驱动脉冲，该第二驱动 脉冲的脉冲宽度等于所述第一驱动脉冲的脉冲宽度与一个脉冲宽度增量的和，该脉冲宽度增量小于所述第一驱动脉冲的脉冲宽度。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 1997-10-3 08/943,1741.一种在具有某个象素RC时间常数的场致发射显示器中实现灰度级的方法，包括下列步骤提供与第一灰度级相应的第一驱动脉冲，该第一驱动脉冲的脉冲宽度大于所述场致发射显示器的所述象素RC时间常数；提供与第二灰度级相应的第二驱动脉冲，该第二驱动脉冲的脉冲宽度等于所述第一驱动脉冲的脉冲宽度与一个脉冲宽度增量的和，该脉冲宽度增量小于所述第一驱动脉冲的脉冲宽度。2.如权利要求1所述的在场致发射显示器中实现灰度级的方法，其中，所述第一驱动脉冲的脉冲宽度大于所述场致发射显示器的所述象素RC时间常数的两倍。3.如权利要求1所述的在场致发射显示器中实现灰度级的方法，其中，所述脉冲宽度增量小于所述第一驱动脉冲的脉冲宽度的一半。4.如权利要求3所述的在场致发射显示器中实现灰度级的方法，其中，所述脉冲宽度增量小于所述第一驱动脉冲的脉冲宽度的三分之一。5.一种在场致发射显示器中实现灰度级总...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢承刚，罗伯特T史密斯，罗德富卢塞罗，
申请(专利权)人：摩托罗拉公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]