專利名稱：顯示器的控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及顯示器裝置，具體涉及顯示器裝置的新穎控制方法。
各種各樣的顯示器裝置例如液晶顯器示器、發(fā)光二極管顯示器和場致發(fā)光器件顯示器早已使用矩陣選址來控制。矩陣選址顯示器通常具有許多的行和許多的列，它們形成一個X-Y矩陣。激活一個具體的行和一個具體的列導(dǎo)致在該行和該列的相交點或交叉點出現(xiàn)一個可視的像點。通常對每一行依序地賦能，而數(shù)據(jù)同時地加到每一列上，因此，在每一行被賦能時所有的列也同時地被賦能。
這種矩陣選址存在一個問題就是功耗。在場致發(fā)光器件顯示器中，對于每一行來說顯示器內(nèi)功耗的大部分是當(dāng)接通所有各列的列電容并隨后又關(guān)斷列電容時所伴隨的電容性功耗。
據(jù)此，現(xiàn)在希望有一種顯示器控制方法，它能使顯示器矩陣各列上的狀態(tài)跳變最少，從而降低功耗，增加了顯示器由一個電池供電而進(jìn)行操作的時間總量。


圖1示例出按照本發(fā)明的顯示器的剖面放大圖；圖2示出按照本發(fā)明的圖1的顯示器的定時關(guān)系的定時圖；圖3概略地示出能夠形成按照本發(fā)明的圖2中所示出的定時圖的一個電路。
圖1概略地示明利用矩陣選址的場致發(fā)射器件顯示器10的剖面放大圖。顯示器10中包括基底11，顯示器10的其它部分都形成在該基底11上。一般，基底11是一種絕緣材料或半絕緣材料，例如是帶有介質(zhì)層或者玻璃的硅材料。在優(yōu)選實施例中，基底11為玻璃。通常，一個陰極導(dǎo)體或列12在基底11的表面上形成，利用它將發(fā)射尖端或發(fā)射極13和17連接到顯示器10的一個列內(nèi)。列12所使用的材料可以是一種金屬或者是諸如摻雜多晶硅的低電阻層。第一析取柵或即第一行27和第二析取柵或即第二行19依靠介質(zhì)層16而與基底11和列12在電氣上隔離開。利用發(fā)射極13和17來發(fā)射電子，發(fā)射的電子由設(shè)置在離發(fā)射極13和17遠(yuǎn)處的陽極18予以收集。陽極18與行19和27之間的空間內(nèi)一般是抽真空的，以容許電子飛越。面向發(fā)射極13和17的陽極18的表面一般涂敷有磷，以使得電子轟擊陽極18時產(chǎn)生出圖像或顯示。
第一電壓源23連接至第一行27上，第二電壓源24連接到列12上，從而在發(fā)射極13與行27之間產(chǎn)生一個電壓差，以激勵電子從發(fā)射極13上發(fā)射出來。類似地，第三電壓源26連接至第二行19上以激勵電子從發(fā)射極17上發(fā)射出來。顯示器10的每一列有大量的發(fā)射極，諸如發(fā)射極13和17。此外，顯示器10可以有諸如列12之類大量的列，以及行19和27之類大量的行。
圖2示出如何利用電壓源23、24和26來控制顯示器10(圖1)的定時圖。顯示器10的行和列的定序列和定時要選擇得可以降低列12(圖1)的工作頻率，并與先有技術(shù)中控制顯示器的方法相比可使顯示器10的功耗減少一半。這種低的功耗是借助于控制電壓源24(圖1)使?fàn)顟B(tài)跳變的次數(shù)最少來實現(xiàn)的，由此減小電壓源24和列12的工作頻率。圖2的示圖中包含的各個標(biāo)號可參考圖1中所示顯示器10內(nèi)的部件的標(biāo)號。雖然，只是示出了一個列和二個行，但此種技術(shù)也可應(yīng)用到有許多行和許多列的顯示器中。
第一定時圖31(V1)示明圖1中所示電壓源23的輸出。第二定時圖33(V3)示明電壓源26的輸出，而第三定時圖32(V2)示明第二電壓源24的輸出。圖2中還示出第四定時圖41(V4)，這將在下文說明。HBLANK定時圖30示明一個水平消隱信號。當(dāng)波形圖30起作用(高電平)時，顯示器10被禁止(disable)，容許數(shù)據(jù)跳變。而當(dāng)波形圖30不起作用(低電平)時，顯示器10的一個個別線或行便顯示，這樣一段時間稱為一個水平顯示時間或者稱為一個顯示時間。在波形圖30不起作用的每一個接續(xù)的時間內(nèi)掃描隨后的一行，以便在顯示器10的圖像中提供出另一條線。波形圖30被示出用于參考，并非顯示器10(圖1)的工作必需如此。本領(lǐng)域的技術(shù)人員對此類水平消隱信號是熟知的。當(dāng)波形圖30不起作用時，顯示器10(圖1)中個別的行，諸如行19或27，在每一個顯示時間內(nèi)起作用。第一顯示時間38(t1到t3)代表電壓源23(V1)起作用的時間，第二顯示時間39(t4到t6)代表電壓源26(V3)起作用的時間。顯示時間48代表顯示器10隨后的行(圖1中未示出)起作用的時間，為波形圖41中所示明。
在每一個別行起作用的同時或者就在起作用之前，要顯示的信息或者數(shù)據(jù)施加到顯示器10(圖1)中每一個別的行上。由數(shù)據(jù)來確定在起作用的行和列的交叉點上的發(fā)射極或發(fā)射極組是否發(fā)射電子。如果該數(shù)據(jù)要產(chǎn)生出顯示的光亮，則施加到列上的電壓足以使得在特定像素內(nèi)的特定發(fā)射極或發(fā)射極組上發(fā)射出電子。如果無光亮需要顯示，則施加到該列上的電壓使得起作用的列與起作用的行的交叉點上發(fā)射極不被激勵電子發(fā)射，因而無光亮產(chǎn)生出來。為使得顯示時間38或是顯示時間39期間激勵出電子發(fā)射，電壓源24(V2)必須具有比電壓源23(V1)或電壓源26(V3)較低的電位，這是電壓源24起作用時的狀態(tài)。因此，當(dāng)波形圖32低電平時能起作用。電壓源24(V2)的起作用或不起作用的狀態(tài)決定于分別在發(fā)射極13或發(fā)射極17的位置上要顯示的數(shù)據(jù)。例如，如果數(shù)據(jù)要在發(fā)射極13的位置上顯示(即是要發(fā)生電子發(fā)射)，則電壓源24(V2)在顯示時間38期間應(yīng)有一個低電位；如果數(shù)據(jù)要在發(fā)射極17的位置上顯示，則電壓源24(V2)在顯示時間39期間應(yīng)有一個低電位。電壓源24處于低電位或即起作用的時間長度，決定了在顯示時間38或39期間所顯示圖像的亮度。如果電壓源24(列12)在行27的整個有效時間內(nèi)起作用，則圖像有最大的亮度。對于較低亮度的圖像，列12是在比之行27為短的時間內(nèi)起作用。這一般稱為脈寬調(diào)制。
為了減少每一列上跳變的次數(shù)并降低顯示器10的功耗，使得一個顯示時間內(nèi)將數(shù)據(jù)加到一列上以激勵出光亮(即是發(fā)射電子)的時刻隨著前一個顯示時間內(nèi)將數(shù)據(jù)加到該列上的時刻而變化。如果在當(dāng)前的顯示時間結(jié)束時該列當(dāng)前起作用，則在下一個顯示時間的開始期內(nèi)施加上數(shù)據(jù)以對該列賦能；而如果在當(dāng)前的顯示時間結(jié)束時該列當(dāng)前不起作用，則在下一個顯示時間結(jié)束時施加上數(shù)據(jù)使該列賦能。因此，如果一個列在一個顯示時間結(jié)束時處于一種狀態(tài)(起作用或不起作用)，并在下一個顯示時間的始點上將處于同樣的狀態(tài)，則在這兩個顯示時間之間它會保持于該狀態(tài)，因此，減少了由該列作出的狀態(tài)跳變的次數(shù)。如果一個顯示時間的終點和下一個顯示時間的始點時一個列有不同的狀態(tài)，則該列在兩個顯示時間之間會有一次狀態(tài)跳變。因此，與先有技術(shù)相比較，在狀態(tài)跳變次數(shù)或者列的工作頻率上，實際的百分?jǐn)?shù)降低取決于要顯示的數(shù)據(jù)，但一般地降低到大約50％。下面的表1示例出列的定時布局。
表1 下一個顯示時間內(nèi)實際列狀態(tài)的布局當(dāng)前顯示時間終點處的當(dāng)前列 下一個顯示時間中列狀態(tài)的狀態(tài) 位置不起作用終點起作用 始點其中，終點＝從顯示時間終點回退到同一顯示時間始點上測量的起作用時間；始點＝自顯示時間始點上測量的起作用時間。
如圖2所示，在時間t0上波形圖30(HBLANK)起作用，所以顯示器10(圖1)被禁止(不賦能)。在時間t1上波形圖30變?yōu)椴黄鹱饔枚鴺?biāo)識出一個顯示時間，在此期間顯示器10的一行被賦能，在顯示器10上促使形成圖像。在時間t1上，波形圖31(圖1中的行27)變?yōu)槠鹱饔?，這使得在陽極18(圖1)上形成圖像。如果在此時間內(nèi)有光亮要顯示，則電壓源24(圖1)將在顯示時間38的某部分內(nèi)比電壓源23的電壓低。在時間t3上，波形圖31(圖1中的行27)變?yōu)椴黄鹱饔?，它后面跟隨著水平消隱時間37(由箭頭指明)，并在顯示時間39內(nèi)的時間t4上波形圖33(行19)接著變?yōu)槠鹱饔?。在另一個水平消隱時間43(由箭頭指明)發(fā)生的時間t6到來之前，波形圖33一直保持起作用。
在顯示時間38內(nèi)列12(圖1)變?yōu)槠鹱饔玫臅r刻由波形圖32(V2)示明，它決定于上文中所述并參見前面的表1。由于先前沒有顯示時間，所以波形圖32(列12)在顯示時間38的終點期間起作用。也就是，波形圖32的定時的測量是從顯示時間38的終點回退到顯示時間38的始點上，如箭頭34所示。這就容許在當(dāng)前顯示時間的終點期間波形圖32起作用，并如箭頭36所示地保持起作用到隨后的顯示時間39內(nèi)，由此，消除了電壓源24和列12(圖1)的狀態(tài)跳變，從而減少了相應(yīng)的工作頻率。在此種情況下，如顯示時間38與39之間的波形圖32部分所指明，在中介的水平消隱時間上波形圖32和電壓源24保持起作用，并且進(jìn)到隨后的顯示時間內(nèi)。
定時圖41示明另外一行(圖1中未示出)，它由電壓源26(V3)之后順序地起作用的電壓源V4(圖1中未示出)驅(qū)動。在第三顯示時間48期間波形圖41(電壓源V4)變?yōu)槠鹱饔谩Ｓ捎谠陲@示時間39的終點上波形圖32的狀態(tài)為不起作用，所以在顯示時間48的終點處波形圖32變?yōu)槠鹱饔?，如箭頭44所示。在箭頭43所示明的、中介的水平消隱時間內(nèi)波形圖32也保持不起作用，所以減少了電壓源24和列12(圖1)的狀態(tài)跳變次數(shù)，由此，降低了顯示器10(圖1)中有關(guān)的工作頻率和功耗。
圖3示例出控制電路50的一個實施例，它將當(dāng)前顯示的像素與下一個要顯示的像素進(jìn)行比較，產(chǎn)生出一個賦能信號59，它按照前文中指明的圖2中波形圖32和表1對電壓源24進(jìn)行控制。電路50中有兩個N-比特寄存器，其中，N代表要顯示的數(shù)據(jù)字中的比特數(shù)目，也等于在其中保留住要顯示的數(shù)據(jù)字或像素字的寄存器中的比特數(shù)目。當(dāng)前像素寄存器51中包含有要由圖1的顯示器10于當(dāng)前顯示的像素字，而下一個像素寄存器52中包含有要由顯示器10顯示的下一個像素字。寄存器51的輸出送往遞減計數(shù)器57，遞減計數(shù)器57的并行輸出在與門中相與，為一個列起動觸發(fā)器58，產(chǎn)生出一個時鐘信號。觸發(fā)器58的輸出為信號59。選擇電路53有一個選擇輸出或選擇信號61，利用它來選擇一個顯示時間內(nèi)這樣的位置，即是如圖2中顯示時間38和39內(nèi)箭頭34和36所示那樣，使電壓源24(圖1)被起動的時間位置。
當(dāng)前顯示著的一個像素是在寄存器51內(nèi)，而要顯示的下一個像素裝載在寄存器52內(nèi)。選擇電路53將寄存器52的諸輸出進(jìn)行“或”運算，產(chǎn)生出下一個信號62，電路53又對寄存器51的諸輸出進(jìn)行“或”運算，產(chǎn)生出一個當(dāng)前信號63。如果當(dāng)前像素和下一個像素兩者都有要顯示的像素，則信號62和63兩者將起作用而指明，下一個像素的定時應(yīng)當(dāng)起始于顯示時間的始點，如圖2中箭頭36所指明。這種狀態(tài)存儲在第一觸發(fā)器66內(nèi)，觸發(fā)器66的輸出為信號61。信號61的這個狀態(tài)一直保留住，直到顯示下一個像素時為止。選擇信號61用來起動復(fù)用器54，以選擇出要應(yīng)用作為下一個像素字的寄存器52中的內(nèi)容，以輸入到寄存器51中、使得在下一個像素時間內(nèi)寄存器52的當(dāng)前內(nèi)容變?yōu)榇嫫?1的內(nèi)容，從而在下一個像素時間內(nèi)下一個像素寄存器52的內(nèi)容終于變?yōu)楫?dāng)前像素寄存器51的內(nèi)容。如果寄存器51中有著要顯示的數(shù)據(jù)，而寄存器52中并無要顯示的數(shù)據(jù)，則信號62和63將有相反的狀態(tài)，選擇信號61將賦能復(fù)用器54以選擇出減法器56的輸出來作為要應(yīng)用的下一個像素字，供作寄存器51的輸入。減法器56從顯示時間寬度上減去寄存器52內(nèi)包含的下一個像素字的值，因而要顯示的下一個像素的值變?yōu)轱@示時間減去寄存器52的內(nèi)容、該數(shù)值使得在圖2中箭頭34所指明的顯示時間的最后一部分時間內(nèi)信號59才被起用。
電路50是按照圖2中的波形圖32、用以控制當(dāng)前電壓源24(圖1)的一個控制電路實施例。也可以另外地實現(xiàn)，即可以采用許多不同的控制電路實施例和方法來產(chǎn)生控制信號，而本發(fā)明并不受限于示例出的具體實施例。
現(xiàn)在，應(yīng)當(dāng)理解到，這里提供出了一種新穎的顯示器控制方法。應(yīng)用當(dāng)前的和隨后的顯示數(shù)據(jù)的狀態(tài)來定位出顯示時間內(nèi)的定時，可做到從一個顯示時間進(jìn)行隨后一個顯示時間中保持一個信號處于被起用狀態(tài)。這一控制方法減少了列信號上狀態(tài)跳變的次數(shù)，因而降低了列信號的工作頻率，由此可減小顯示器的電容性功耗。
權(quán)利要求
1.一種顯示器控制方法，其特征在于，包含有在使顯示器(10)的一個列(12)起作用的同時，第一行(27)起作用，并在保持該列(12)起作用的同時，順序地使顯示器(10)的第二行(19)起作用。
2.權(quán)利要求1的方法，其特征在于，順序地使顯示器(10)的第二行(19)起作用中，包括了在使第一行(27)不起作用之后使第二行(19)起作用。
3.權(quán)利要求1的方法，其特征在于，在使顯示器(10)的一個列(12)起作用的同時，第一行(27)的起作用中包括了在第一行(27)起作用的終端時間附近使該列(12)起作用，并在保持該列(12)起作用的同時使第二行(19)起作用。
4.權(quán)利要求1的方法，其特征在于，還包括在使第二行(19)不起作用之前先使列(12)不起作用。
5.權(quán)利要求4的方法，其特征在于，還包括在使第二行(19)不起作用之后使第三行起作用，并在使列(12)起作用的同時使第三行起作用。
6.權(quán)利要求5的方法，其特征在于，在使列(12)起作用的同時使第三行起作用中，包括3在第三行的終端附近使列(12)起作用。
7.權(quán)利要求5的方法，其特征在于，在使列(12)起作用的同時使第三行起作用中，包括3在使第三行不起作用的時間附近使列(12)起作用。
8.一種控制場致發(fā)射顯示器的方法，其特征在于，包含有給出一種場致發(fā)射顯示器，其中有第一行(27)、第二行(19)和列(12)，第一行(27)覆蓋在第一發(fā)射極(13)上，第二行(19)覆蓋在第二發(fā)射極(17)上；在第一時間段(38)內(nèi)對第一行(27)加上一個第一電壓；在第一時間段(38)的終端附近對列(12)加上一個第二電壓，用以在第一時間段(38)期間從第一發(fā)射極(13)上激勵出電子發(fā)射；在列(12)上保持第二電壓的同時對第二行(19)在一個第二時間段(39)內(nèi)加上一個第三電壓，用以在第二時間段(39)的始端附近從第二發(fā)射極(17)上激勵出電子發(fā)射，其特征在于，該第二時間段(39)發(fā)生在第一時間段(38)的終端之后。
9.權(quán)利要求8的方法，其特征在于，施加第一電壓、施加第二電壓和施加第三電壓的步驟中，包括有加上的第一和第三電壓低于第二電壓，以使得能發(fā)生電子發(fā)射。
10.權(quán)利要求8的方法，其特征在于，在第一時間段(38)內(nèi)對第一行(27)加上第一電壓和在第二時間段(39)內(nèi)對第二行(19)加上第二電壓的步驟中，包括有在第一時間段(38)的終端移去第一電壓，在第二時間段(39)的終端移去第二電壓，移去電壓的實施是依靠使第一電壓和第二電壓大致等于第二電壓來做到的。
全文摘要
一種顯示器(10)應(yīng)用的一種顯示驅(qū)動電路，它可借助于降低圖像中列(12)信號所運用的工作頻率來使功耗最小，工作頻率的降低是依靠了當(dāng)下一個水平顯示時間中也有數(shù)據(jù)要顯示時，使列的定時信號(32)定位在該水平顯示時間(38，39，48，49)終點的附近。
文檔編號G09G3/20GK1136196SQ9610450
公開日1996年11月20日 申請日期1996年4月1日 優(yōu)先權(quán)日1995年4月3日
發(fā)明者D·巴克, R·西斯尼羅斯 申請人:摩托羅拉公司