专利名称：一种实现场发射平板显示器件图像灰度显示的方法
技术领域：
本发明属于图像显示技术领域，具体涉及场发射平板显示器件图像灰度显示技术方向。
背景技术：
灰度显示技术是实现图像显示的关键技术之一，平板显示器常用的灰度调制方式有幅度灰度 调制、空间灰度调制和时间灰度调制三大类。幅度灰度调制方式是通过改变显示器的驱动信号幅 度来获得灰度显示效果，这种灰度调制方式要求驱动电路线性度要好，而电路的非线性要求会给 实现精确的灰度显示带来困难。空间灰度调制方式是通过控制像素单元显示区发光点的数量来获 得灰度显示，这种灰度调制方式要求显示器件的像素单元由具有空间分布结构的发光点组成，一 般涉及微加工工艺、复杂的引线、复杂的驱动和控制电路技术，将会带来高成本和应用范围的局 限性。时间灰度调制方式是通过控制显示器件的像素单元的发光时间长短来获得灰度显示，这种 灰度调制方式，高灰度级别显示效果会因为显示器件不能响应过窄的脉冲而受到限制。
场发射显示器(Field Emission Display,简称FED)是目前在研的几种平板显示器中的 一种。灰度显示技术研究是在研平板显示器件技术研究的重要内容。为了在器件的幅度和频 率响应特性要求不高的情况下获得高灰度级的显示，本发明提出一种时间和幅度混合的灰度 调制方法来实现场发射平板显示器件的图像灰度显示。
发明内容
本发明所述的一种实现场发射平板显示器件的图像灰度显示方法，其内容是将单位时 间的显示期分为若干个子显示期，将驱动信号大小设置为若干大小不同的数值；在同一个子 显示期中，给显示单元施加大小相同的驱动信号；在不同的子显示期中，给显示单元施加大 小不相同的驱动信号；通过各子显示期的不同亮度组合，实现场发射平板显示器件单元的灰 度显示。上述发明的实现步骤和特征如下
a) 采用数字化信号作为图像显示驱动信号；
b) 将显示单元的显示周期T分为n个子显示期Ti,其中1=1， 2， 3,……n;
c) 将驱动信号大小设置为n个数值Ui或Ii，每个Ui或Ii数值大小对应显示单元显示2i—1 级灰度时的驱动信号值，其中1=0， 1， 2，……n—l;
d) 在子显示期T,中，显示单元受显示驱动信号Ui或Ii驱动，实现2i"级灰度显示。 e)在显示时间T中，逐一显示子期的灰度；通过n个子显示期的不同灰度级的组合，实 现2"级的灰度显示。
步骤b)所述的显示周期T均分为n个子显示期Ti。
步骤d)所述的显示单元驱动信号在同一个子显示期内大小相同，在不同子显示区内大小 不同。
步骤e)所述的逐一显示为从最低灰度级到最高位灰度级显示。
本发明将时间调制方式与幅度调制方式结合，通过划分单位显示时间为若干子显示期和 在显示期中引入若干个具有数值化的显示驱动信号大小，实现不同的子显示期可以具有不同 亮度的显示效果，然后再通过子显示期的显示亮度组合实现灰度显示。这种灰度显示方式是 一种数字灰度调制方式。利用若干量化电平的信号驱动显示单元，无需精确的幅值控制电路; 以子显示期为显示单位，通过不同的驱动信号大小获得不同的亮度显示，可以解决时间灰度 调制方式对驱动脉冲宽度的要求问题。本发明在实现灰度显示有独特的优势。
图1是时间和幅度混合的灰度调制方式实现256级灰度显示例子的原理示意图。 图2是以16x16阵列平板显示单元为对象的实现时间和幅度混合的灰度调制方式的原理 图，其中图2a是电路系统原理框图，图2b是显示模块电路原理框图。
具体实施方式
举例
以16x16阵列平板显示单元、8位显示驱动数据信号实现256级灰度级显示的例子，来 说明本发明所述的时间和幅度混合调制方式实现场发射平板显示器件灰度显示的方法。
第一步，将单元显示周期T按等分平均分为8个子显示期1^ T8，每个子显示期时间为 T/8，如图1所示。
第二步，将显示驱动信号大小设置为8级V! Vs，它们分别对应2"级灰度的显示单元 驱动信号电压，其中i-l， 2，……8，如图1所示。
第三步，在子显示期Ti中，显示单元受显示驱动信号Vi驱动，实现2"级灰度显示，其 中i=l， 2，……8，如图1所示。
第四步，在每个显示周期T中，从^到T8逐一显示8个子显示期的灰度，即从灰度显 示数据的最低位到最高位逐位显示；通过8个子显示期的不同灰度级组合，可实现256级的 灰度显示。
图2是实现时间和幅度混合灰度调制方式的电路系统原理框图，由控制信号发生器和 显示模块两部分组成。
图2 (a)是控制信号发生器电路原理框图。控制信号发生器包括时钟管理器(DCM)、 1/20分频器、驱动电压选择信号发生器、列灰度信号发生器、行寻址信号发生器、显示数据 接收电路和行存储器。时钟管理器DCM对输入时钟信号CLKo进行分频，分频因子可以通过 编程设置；DCM输出的信号经过1/20分频器分频后，作为驱动电压选择信号发生器、列灰 度信号发生器、行寻址信号发生器的同步时钟。显示数据接收电路的功能是接收显示数据， 把显示数据锁存在行存储器中。行存储器包括两个寄存器组，每组由16个8位的寄存器构成， 两个寄存器组交替轮流工作， 一组用于接收显示数据， 一组用于提供显示数据给列灰度信号 发生器。列灰度信号发生器对显示数据进行灰度调制产生列开关控制信号，驱动电压选择信 号发生器产生电压选择控制信号，行寻址信号发生器产生行寻址信号，这些信号输出到显示 模块电路，使显示单元可以实现16、 32、 64、 128、 256级灰度显示功能。
图2(b)是显示模块电路原理框图，由点阵式像素显示阵列和行译码电路、电压选择 开关电路、列驱动开关电路组成。SELINE (0 3) 、 SELV (0 2) 、 COL (1 16)是从控 制信号发生器输入的控制信号。SELINE (0 3)用于行寻址控制，输入到行译码器，使某一 行Xi被寻址选通。COL (1 16)用于控制列电极的选通开关，例如，当COL ( i )为"l" 时，第i列被选通，该列与被寻址的行对应的像素处于显示状态；反之，当COL ( i )为"0" 时，该列未被选通。V卜V2、 V3、 V4、 V5、 V6、 V7、 Vs分别是对应于灰度级为2、 21: 22: 23: 24: 25: 26: 27的驱动电压。在T广Tg子显示期，SELV (0 2)控制开关选择电路，从 到V8中依次选择其中一个作为驱动电压。经过八个子显示期的亮度组合，产生256级的 灰度显示。
权利要求
1.一种实现场发射平板显示器件图像灰度显示的方法，其内容是将单位时间的显示期分为若干个子显示期，将驱动信号大小设置为若干大小不同的数值；在同一个子显示期中，给显示单元施加大小相同的驱动信号；在不同的子显示期中，给显示单元施加大小不相同的驱动信号；通过各子显示期的不同亮度组合，实现场发射平板显示器件单元的灰度显示。其特征包括以下步骤a)采用数字化信号作为图像显示驱动信号；b)将显示单元的显示周期T分为n个子显示期Ti，其中i＝1，2，3，……n；c)将驱动信号大小设置为n个数值Ui或Ii，每个Ui或Ii数值大小对应显示单元显示2i-1级灰度时的驱动信号值，其中i＝0，1，2，……n-1；d)在子显示期Ti中，显示单元受显示驱动信号Ui或Ii驱动，实现2i-1级灰度显示。e)在显示时间T中，逐一显示子显示期的灰度；通过n个子显示期的不同灰度级的组合，实现2n级的灰度显示。
2. 根据权利要求1所述的一种实现场发射平板显示器件图像灰度显示的方法，其特征在 于步骤b)所述的显示周期T均分为n个子显示期Ti。
3. 根据权利要求1所述的一种实现场发射平板显示器件图像灰度显示的方法，其特征在 于步骤d)所述的显示单元驱动信号在同一个子显示期内数值相同，在不同子显示区内数值 不同。
4. 根据权利要求1所述的一种实现场发射平板显示器件图像灰度显示的方法，其特征在 于步骤e)所述的逐一显示为从最低灰度级到最高位灰度级显示。
全文摘要
本发明涉及一种实现场发射平板显示器件图像灰度显示的方法。发明内容和特征是将单位时间的显示期分为若干个子显示期，将驱动信号大小设置为若干大小不同的数值；在同一个子显示期中，给显示单元施加大小相同的驱动信号；在不同的子显示期中，给显示单元施加大小不相同的驱动信号；通过各子显示期的不同亮度组合，实现场发射平板显示器件单元的灰度显示。本发明的灰度显示实现是采用时间调制和幅度调制相结合的一种数字灰度调制方式。利用若干量化电平的信号驱动显示单元，无需精确的幅值控制电路；以子显示期为显示单位，通过不同的驱动信号大小获得不同的亮度显示，可以解决时间灰度调制方式对驱动脉冲宽度的要求问题。
文档编号G09G3/22GK101097675SQ200710029289
公开日2008年1月2日 申请日期2007年7月20日 优先权日2007年7月20日
发明者许宁生, 邓少芝, 军 陈, 陈振华 申请人:中山大学