專利名稱：一種用于場致發(fā)射平板顯示的驅動集成電路和裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及顯示器制造技術領域，特別涉及一種用于場致發(fā)射平板顯示的驅動集 成電路和裝置。
背景技術：
場致發(fā)射平板顯示器(Field Emission Display, FED)因為其優(yōu)秀的圖像質量及節(jié) 電特性，被認為是未來理想的顯示技術，是現(xiàn)在新型平板顯示技術中的研究熱點之一。 平板顯示屏一般由兩個部分組成顯示屏幕和驅動集成電路(IntegratedCircuit, IC)。 其中，驅動集成電路是促進或制約顯示技術發(fā)展的重要因素；對于工作在高電壓下的 場致發(fā)射顯示器，除了通過新顯示材料的探索及新顯示器件結構的研究來實現(xiàn)降低工 作電壓的目的外，還需要對高壓驅動集成芯片進行研究。韓國Supertex公司2003年研 制出了驅動電壓為80 V、 32通道256級灰度顯示的高壓驅動集成芯片HV632,它適 用于FED以及PDP (PlasmaDisPlay，等離子顯示器)顯示驅動。
但是，目前國內對于FED的研究重點是場致發(fā)射顯示器件，對于FED驅動集成 電路的設計研究大多是基于韓國Supertex公司的FED像素驅動集成電路上的搭建，或 者FPGA (Field Programmable Gate Array,現(xiàn)場可編程門陣列)編程設計。因此，函 待提出一種全新的FED高壓驅動集成電路，以便解決FED顯示的驅動問題。

發(fā)明內容
為了解決FED顯示的驅動問題，本發(fā)明提供了一種用于場致發(fā)射平板顯示的驅動 集成電路，所述電路包括
行掃描驅動電路，用于提供場致發(fā)射平板顯示器掃描電極所需要的具有定時性和 周期性的脈沖式高電壓；
數(shù)據(jù)驅動電路，釆用脈沖寬度調制的灰度顯示方式，用于輸出帶有灰度控制信息 的高壓顯示數(shù)據(jù)信號；
A/D轉換電路，用于將模擬視頻信號轉換為數(shù)字信號；
時鐘控制電路，用于產(chǎn)生場致發(fā)射平板顯示器的行列同步時鐘信號；所述A/D轉換電路與所述時鐘控制電路相連，所述時鐘控制電路分別與所述行掃 描驅動電路和數(shù)據(jù)驅動電路相連。
所述行掃描驅動電路包括邏輯電路和高壓驅動電路；所述邏輯電路用于產(chǎn)生逐行 掃描脈沖信號；所述高壓驅動電路用于將低壓掃描控制信號轉換為高壓掃描脈沖信號。
所述行掃描驅動電路與場致發(fā)射平板顯示器的控制柵極相連，并采用逐行掃描方 式，輸出高電壓行選通控制信號。
所述行掃描驅動電路由移位寄存器、放大緩沖電路和電平位移轉換電路構成；所 述移位寄存器分別與所述時鐘控制電路及放大緩沖電路相連，所述放大緩沖電路與所 述電平位移轉換電路相連；所述電平位移轉換電路與場致發(fā)射平板顯示器的控制柵極 相連。
所述數(shù)據(jù)驅動電路由移位寄存器、鎖存器、比較器、計數(shù)器、放大緩沖電路和電 平位移轉換電路構成；所述移位寄存器分別與所述時鐘控制電路及鎖存器相連；所述 鎖存器與所述比較器相連；所述比較器分別與所述計數(shù)器及放大緩沖電路相連；所述 放大緩沖電路與所述電平位移轉換電路相連；所述電平位移轉換電路與場致發(fā)射平板 顯示器的發(fā)射陰極相連。
本發(fā)明還提供了一種用于場致發(fā)射平板顯示的驅動裝置，所述裝置包括
行掃描驅動模塊，用于提供場致發(fā)射平板顯示器掃描電極所需要的具有定時性和 周期性的脈沖式高電壓；
數(shù)據(jù)驅動模塊，采用脈沖寬度調制的灰度顯示方式，用于輸出帶有灰度控制信息 的高壓顯示數(shù)據(jù)信號；
A/D轉換模塊，用于將模擬視頻信號轉換為數(shù)字信號；
時鐘控制模塊，用于產(chǎn)生場致發(fā)射平板顯示器的行列同步時鐘信號；
所述A/D轉換模塊與所述時鐘控制模塊相連，所述時鐘控制模塊分別與所述行掃 描驅動模塊和數(shù)據(jù)驅動模塊相連。
所述行掃描驅動模塊包括邏輯單元和高壓驅動單元；所述邏輯單元用于產(chǎn)生逐行 掃描脈沖信號；所述高壓驅動單元用于將低壓掃描控制信號轉換為高壓掃描脈沖信號。
所述行掃描驅動模塊與場致發(fā)射平板顯示器的控制柵極相連，并釆用逐行掃描方 式，輸出高電壓行選通控制信號。
所述行掃描驅動模塊由移位寄存器單元、放大緩沖單元和電平位移轉換單元構成; 所述移位寄存器單元分別與所述時鐘控制模塊及放大緩沖單元相連，所述放大緩沖單 元與所述電平位移轉換單元相連；所述電平位移轉換單元與場致發(fā)射平板顯示器的控制柵極相連。
所述數(shù)據(jù)驅動模塊由移位寄存器單元、鎖存器單元、比較器單元、計數(shù)器單元、 放大緩沖單元和電平位移轉換單元構成；所述移位寄存器單元分別與所述時鐘控制模 塊及鎖存器單元相連；所述鎖存器單元與所述比較器單元相連；所述比較器單元分別 與所述計數(shù)器單元及放大緩沖單元相連；所述放大緩沖單元與所述電平位移轉換單元 相連；所述電平位移轉換單元與場致發(fā)射平板顯示器的發(fā)射陰極相連。
有益效果本發(fā)明提供的驅動集成電路和裝置，滿足了FED顯示器的工作要求， 提高了 FED顯示器的圖像清晰度和色彩飽和度，同時還填補了我國在FED平板顯示 驅動技術方面的空白，對我國FED平板顯示技術的發(fā)展具有重大的意義。


圖l是本發(fā)明實施例提供的用于場致發(fā)射平板顯示的驅動集成電路原理示意圖2是本發(fā)明實施例提供的行掃描驅動電路原理示意圖3是本發(fā)明實施例提供的數(shù)據(jù)驅動電路原理示意圖4是本發(fā)明實施例提供的4X4場致發(fā)射平板顯示的驅動集成電路的工作波形圖； 圖5是本發(fā)明實施例提供的用于場致發(fā)射平板顯示的驅動裝置結構示意圖。
具體實施例方式
為使本發(fā)明的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結合附圖對本發(fā)明實施方 式作進一步地詳細描述。
參見圖1，本發(fā)明實施例提供的用于場致發(fā)射平板顯示的驅動集成電路，包括行
掃描驅動電路101、數(shù)據(jù)驅動電路102、 A/D轉換電路103和時鐘控制電路104。 A/D 轉換電路103與時鐘控制電路104相連，時鐘控制電路104分別與行掃描驅動電路101 和數(shù)據(jù)驅動電路102相連。
行掃描驅動電路101，用于提供FED顯示器掃描電極所需要的具有定時性和周期 性的脈沖式高電壓。行掃描驅動電路101與FED顯示器的控制柵極相連，采用逐行掃 描方式，輸出高電壓行選通控制信號。行掃描驅動電路101包括邏輯電路和高壓驅動 電路；邏輯電路用于產(chǎn)生逐行掃描脈沖信號；高壓驅動電路用于將低壓掃描控制信號 轉換為高壓掃描脈沖信號。在實際應用中，行掃描驅動電路IOI由m個移位寄存器、 m個放大緩沖電路和m個電平位移轉換電路構成；移位寄存器分別與時鐘控制電路及 放大緩沖電路相連，放大緩沖電路與電平位移轉換電路相連；電平位移轉換電路與場致發(fā)射平板顯示器的控制柵極相連，如圖2所示。行掃描驅動電路101對FED顯示器 的逐行掃描通過移位寄存器級聯(lián)來實現(xiàn)，經(jīng)過信號放大及低高壓電平轉換，產(chǎn)生像素 點發(fā)光所需要的高電壓行選通控制信號。在圖2中，Vdd為低壓電源，Vddh為高壓電 源，Gnd為地，Gate select為行選通信號，Scan clock為行掃描時鐘信號，Reset為復 位信號，HVoutl HVoutm為輸出端高電壓行選通控制信號。
數(shù)據(jù)驅動電路102，采用脈沖寬度調制的灰度顯示方式，具體是根據(jù)FED顯示 器陰極對電脈沖的反應特性，熒光粉點亮時間與亮度近似成正比，在脈沖電壓信號頻 率一定的情況下，通過調制脈沖電壓信號的脈沖寬度來控制FED顯示器陰極電子發(fā)射 時間的長短，從而實現(xiàn)對灰度級別的調節(jié)。當數(shù)據(jù)為0時，整個時鐘周期內脈沖為低 電平(假設高電平有效)；數(shù)據(jù)越大，整個時鐘周期內高電平脈沖部分越大。當FED 顯示器工作在脈波調制方式時，F(xiàn)ED顯示器陰極的每個發(fā)射單元的電流密度在掃描周 期內沒有變化，像素的工作時間要根據(jù)像素的灰度等級變化。數(shù)據(jù)驅動電路102由n 個移位寄存器、n個鎖存器、n個比較器、l個計數(shù)器、n個放大緩沖電路和n個電平 位移轉換電路構成；移位寄存器分別與時鐘控制電路104及鎖存器相連；鎖存器與比 較器相連；比較器分別與計數(shù)器及放大緩沖電路相連；放大緩沖電路與電平位移轉換 電路相連；電平位移轉換電路與場致發(fā)射平板顯示器的發(fā)射陰極相連，如圖3所示。 數(shù)據(jù)驅動電路102與FED顯示器的發(fā)射陰極相連。在每個掃描周期內，數(shù)據(jù)驅動電路 102接收經(jīng)過A/D轉換電路103轉換的形式為電壓脈沖信號的視頻顯示數(shù)據(jù)，電壓脈 沖信號的寬度與視頻顯示數(shù)據(jù)的灰度值對應；帶有灰度信息的視頻顯示數(shù)據(jù)通過移位 寄存器進入，經(jīng)過鎖存器鎖存后， 一行上的所有列數(shù)據(jù)同時與計數(shù)器中的數(shù)值進行比 較，如果列數(shù)據(jù)大于計數(shù)器的數(shù)值，則輸出高電平(高電平有效)或低電平(低電平 有效)；經(jīng)過比較后的輸出數(shù)據(jù)即是實現(xiàn)不同脈寬顯示的灰度級別視頻顯示數(shù)據(jù)；最后 經(jīng)過信號放大及低高壓電平轉換，輸出帶有灰度顯示信息的高壓輸出數(shù)據(jù)。在圖3中， Shift Clock為數(shù)據(jù)時鐘，Latch Clock為數(shù)據(jù)鎖存時鐘，Counter Clock為計數(shù)器時鐘， CS為計數(shù)器選擇信號，D3D2D1D0為包含16級灰度信息的4位輸入數(shù)據(jù)。 A/D轉換電路103，用于將模擬視頻信號轉換為數(shù)字信號。 時鐘控制電路104，用于產(chǎn)生FED顯示器的行列同步時鐘信號。 在實際應用中，A/D轉換電路103與時鐘控制電路104可以通過低壓CMOS電路 實現(xiàn)，行掃描驅動電路101和數(shù)據(jù)驅動電路102可以通過高低壓兼容CMOS電路實現(xiàn)。 邏輯電路負責控制FED顯示器信號和顯示數(shù)據(jù)；高壓驅動電路負責將信號電平移位和 對FED顯示器施加發(fā)光所需要的高壓脈沖。本發(fā)明實施例提供的用于場致發(fā)射平板顯示的驅動集成電路為采用高壓CMOS集 成技術實現(xiàn)的單片集成FED驅動電路。圖4是4X4FED點陣驅動芯片工作時顯示的 包含9級灰度和6級灰度顯示信息的波形圖，Shift clock為數(shù)據(jù)時鐘，Latch clock為 數(shù)據(jù)鎖存時鐘，Counter clock為計數(shù)器時鐘，Scan clock為掃描時鐘，D3D2D1D0為4 位輸入數(shù)據(jù)，當數(shù)據(jù)為(1001， OllO)的方波信號時的輸出波形行選通時，F(xiàn)ED顯示器 的控制柵極加高電平，F(xiàn)ED顯示器的發(fā)射陰極電極不同的像素點上分別施加不同的灰 度顯示信息(低電平有效)，柵極和陰極之間的壓降超過發(fā)射閾值，控制像素點發(fā)光， 發(fā)光的時間由有效灰度脈沖寬度控制。
參見圖5，本發(fā)明實施例還提供了一種用于FED平板顯示的驅動裝置200，包括
行掃描驅動模塊201，用于提供場致發(fā)射平板顯示器205掃描電極所需要的具有 定時性和周期性的脈沖式高電壓；
數(shù)據(jù)驅動模塊202，采用脈沖寬度調制的灰度顯示方式，用于輸出帶有灰度控制 信息的高壓顯示數(shù)據(jù)信號；
A/D轉換模塊203，用于將模擬視頻信號轉換為數(shù)字信號；
時鐘控制模塊204，用于產(chǎn)生場致發(fā)射平板顯示器205的行列同步時鐘信號；
A/D轉換模塊203與時鐘控制模塊204相連，時鐘控制模塊204分別與行掃描驅 動模塊201和數(shù)據(jù)驅動模塊202相連。
行掃描驅動模塊201包括邏輯單元和高壓驅動單元；邏輯單元用于產(chǎn)生逐行掃描 脈沖信號；高壓驅動單元用于將低壓掃描控制信號轉換為高壓掃描脈沖信號。
行掃描驅動模塊201與場致發(fā)射平板顯示器205的控制柵極相連，并采用逐行掃 描方式，輸出高電壓行選通控制信號。
行掃描驅動模塊201由移位寄存器單元、放大緩沖單元和電平位移轉換單元構成； 移位寄存器單元分別與時鐘控制模塊204及放大緩沖單元相連，放大緩沖單元與電平 位移轉換單元相連；電平位移轉換單元與場致發(fā)射平板顯示器205的控制柵極相連。
數(shù)據(jù)驅動模塊202由移位寄存器單元、鎖存器單元、比較器單元、計數(shù)器單元、 放大緩沖單元和電平位移轉換單元構成；移位寄存器單元分別與時鐘控制模塊204及 鎖存器單元相連；鎖存器單元與比較器單元相連；比較器單元分別與計數(shù)器單元及放 大緩沖單元相連；放大緩沖單元與電平位移轉換單元相連；電平位移轉換單元與場致 發(fā)射平板顯示器205的發(fā)射陰極相連。
本發(fā)明實施例提供的驅動集成電路和裝置，滿足了FED顯示器的工作要求，提高 了 FED顯示器的圖像清晰度和色彩飽和度，同時還填補了我國在FED平板顯示驅動技術方面的空白，對我國FED平板顯示技術的發(fā)展具有重大的意義。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和 原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內。
權利要求
1. 一種用于場致發(fā)射平板顯示的驅動集成電路，其特征在于，所述電路包括行掃描驅動電路，用于提供場致發(fā)射平板顯示器掃描電極所需要的具有定時性和周期性的脈沖式高電壓；數(shù)據(jù)驅動電路，采用脈沖寬度調制的灰度顯示方式，用于輸出帶有灰度控制信息的高壓顯示數(shù)據(jù)信號；A/D轉換電路，用于將模擬視頻信號轉換為數(shù)字信號；時鐘控制電路，用于產(chǎn)生場致發(fā)射平板顯示器的行列同步時鐘信號；所述A/D轉換電路與所述時鐘控制電路相連，所述時鐘控制電路分別與所述行掃描驅動電路和數(shù)據(jù)驅動電路相連。
2. 如權利要求l所述的用于場致發(fā)射平板顯示的驅動集成電路，其特征在于，所 述行掃描驅動電路包括邏輯電路和高壓驅動電路；所述邏輯電路用于產(chǎn)生逐行掃描脈 沖信號；所述高壓驅動電路用于將低壓掃描控制信號轉換為高壓掃描脈沖信號。
3. 如權利要求1或2所述的用于場致發(fā)射平板顯示的驅動集成電路，其特征在于， 所述行掃描驅動電路與場致發(fā)射平板顯示器的控制柵極相連，并采用逐行掃描方式， 輸出高電壓行選通控制信號。
4. 如權利要求1所述的用于場致發(fā)射平板顯示的驅動集成電路，其特征在于，所 述行掃描驅動電路由移位寄存器、放大緩沖電路和電平位移轉換電路構成；所述移位 寄存器分別與所述時鐘控制電路及放大緩沖電路相連，所述放大緩沖電路與所述電平 位移轉換電路相連；所述電平位移轉換電路與場致發(fā)射平板顯示器的控制柵極相連。
5. 如權利要求1所述的用于場致發(fā)射平板顯示的驅動集成電路，其特征在于，所 述數(shù)據(jù)驅動電路由移位寄存器、鎖存器、比較器、計數(shù)器、放大緩沖電路和電平位移 轉換電路構成；所述移位寄存器分別與所述時鐘控制電路及鎖存器相連；所述鎖存器 與所述比較器相連；所述比較器分別與所述計數(shù)器及放大緩沖電路相連；所述放大緩 沖電路與所述電平位移轉換電路相連；所述電平位移轉換電路與場致發(fā)射平板顯示器 的發(fā)射陰極相連。
6. —種用于場致發(fā)射平板顯示的驅動裝置，其特征在于，所述裝置包括 行掃描驅動模塊，用于提供場致發(fā)射平板顯示器掃描電極所需要的具有定時性和周期性的脈沖式高電壓；數(shù)據(jù)驅動模塊，采用脈沖寬度調制的灰度顯示方式，用于輸出帶有灰度控制信息的高壓顯示數(shù)據(jù)信號；A/D轉換模塊，用于將模擬視頻信號轉換為數(shù)字信號；時鐘控制模塊，用于產(chǎn)生場致發(fā)射平板顯示器的行列同步時鐘信號；所述A/D轉換模塊與所述時鐘控制模塊相連，所述時鐘控制模塊分別與所述行掃描驅動模塊和數(shù)據(jù)驅動模塊相連。
7. 如權利要求6所述的用于場致發(fā)射平板顯示的驅動裝置，其特征在于，所述行 掃描驅動模塊包括邏輯單元和高壓驅動單元；所述邏輯單元用于產(chǎn)生逐行掃描脈沖信 號；所述高壓驅動單元用于將低壓掃描控制信號轉換為高壓掃描脈沖信號。
8. 如權利要求6或7所述的用于場致發(fā)射平板顯示的驅動裝置，其特征在于，所 述行掃描驅動模塊與場致發(fā)射平板顯示器的控制柵極相連，并采用逐行掃描方式，輸 出高電壓行選通控制信號。
9. 如權利要求6所述的用于場致發(fā)射平板顯示的驅動裝置，其特征在于，所述行 掃描驅動模塊由移位寄存器單元、放大緩沖單元和電平位移轉換單元構成；所述移位 寄存器單元分別與所述時鐘控制模塊及放大緩沖單元相連，所述放大緩沖單元與所述電平位移轉換單元相連；所述電平位移轉換單元與場致發(fā)射平板顯示器的控制柵極相 連。
10. 如權利要求6所述的用于場致發(fā)射平板顯示的驅動裝置，其特征在于，所述 數(shù)據(jù)驅動模塊由移位寄存器單元、鎖存器單元、比較器單元、計數(shù)器單元、放大緩沖 單元和電平位移轉換單元構成；所述移位寄存器單元分別與所述時鐘控制模塊及鎖存 器單元相連；所述鎖存器單元與所述比較器單元相連；所述比較器單元分別與所述計 數(shù)器單元及放大緩沖單元相連；所述放大緩沖單元與所述電平位移轉換單元相連；所述電平位移轉換單元與場致發(fā)射平板顯示器的發(fā)射陰極相連。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于場致發(fā)射平板顯示的驅動集成電路和裝置，屬于顯示器制造技術領域。所述電路包括行掃描驅動電路、數(shù)據(jù)驅動電路、A/D轉換電路和時鐘控制電路；A/D轉換電路與時鐘控制電路相連，時鐘控制電路分別與行掃描驅動電路和數(shù)據(jù)驅動電路相連。所述裝置包括行掃描驅動模塊、數(shù)據(jù)驅動模塊、A/D轉換模塊和時鐘控制模塊；A/D轉換模塊與時鐘控制模塊相連，時鐘控制模塊分別與行掃描驅動模塊和數(shù)據(jù)驅動模塊相連。本發(fā)明滿足了FED顯示器的工作要求，提高了FED顯示器的圖像清晰度和色彩飽和度，同時還填補了我國在FED平板顯示驅動技術方面的空白，對我國FED平板顯示技術的發(fā)展具有重大的意義。
文檔編號G09G3/22GK101430854SQ20081022742
公開日2009年5月13日 申請日期2008年11月26日 優(yōu)先權日2008年11月26日
發(fā)明者洋 夏, 宋李梅, 寰 杜, 王文博, 王曉慧 申請人:中國科學院微電子研究所