螢光顯示裝置及其驅動方法

2023-08-03 09:25:46

專利名稱：螢光顯示裝置及其驅動方法
技術領域：
本發明涉及螢光顯示裝置，具體涉及能夠通過結合地使用螢光顯示 器和其他發光裝置的發光或顯示功能來提供彩色顯示的螢光顯示裝置及 其驅動方法。
現有技術
螢光顯示管是如下的電子管其中，在具有至少一個透明側面的真 空容器中，從陰極發射的電子撞擊在向其施加有電壓的螢光膜上，從而 顯示期望圖案的字符或圖形。要顯示的期望圖案由設置在陽極上的螢光 材料構成。
通常的螢光顯示裝置包括玻璃基板、用於驅動設置在玻璃基板上的 陽極或柵格的布線層、設置在陽極上具有預定圖案的螢光膜、面對著熒 光膜的陰極、設置在螢光膜和陰極之間的柵格、以及處於預定的真空條 件下的外玻璃封殼(envelop),所述外玻璃封殼包括透明的正面玻璃、以 及沿著其邊緣形成的並設置在玻璃基板與正面玻璃之間的側壁。
構成螢光顯示器的螢光膜根據要顯示的內容而具有多種形狀。當要 顯示簡單的字母數字字符時，採用覆蓋有螢光材料的段(segment)型， 將段用作陽極。
此外，當要顯示字符或圖形時，使用點型螢光顯示管或圖形型螢光 顯示管。通常，根據動態驅動來顯示各種形狀，其中向點型陽電極提供 顯示數據。
然而，根據螢光顯示技術的最新進展，需要更複雜的顯示功能同 時控制多種發光裝置以對應於要由螢光顯示裝置顯示的內容並且按彩色 顯示，從而提供多彩顯示。
例如，圖6示出能夠顯示多種顏色的螢光顯示管的示例。螢光顯示
管包括設置在玻璃基板101的表面上的多個陽極104、對應於所述多個陽
極104地按與所述多個陽極104間隔開的方式設置的螢光膜105、設置在 螢光膜105上方的柵格106和陰極(燈絲(filament)) 107。標號102表 示正面玻璃基板，標號103表示側壁。
根據該螢光顯示管，背光源108設置在玻璃基板101的後面，背光 源108例如包括發光二極體。
螢光顯示管的背光源108是輸出有色光(例如紅色光、綠色光和黃 色光)的表面發光源。螢光膜105的面積和亮度、透明區域的位置和面 積、以及背光源108的亮度是這樣確定的當觀察者117迸行觀察時， 玻璃基板101的表面上的螢光膜105的光115、背光源108的穿過設置在 螢光膜105之間的帶狀陽極104的開口 104a的光116、以及螢光膜105 的光115發生混合。
因此，根據背光源108的顏色，可以產生各種顯示模式，由此能夠 創建彩色顯示模式。
此外，圖7例示了本申請人提出的使用發光二極體的顯示裝置的一 部分，其中，發光二極體設置在真空容器中作為第二光源。
螢光顯示裝置120是以全彩色顯示字符和圖形的圖形螢光顯示管， 其中綠色(G)和藍色(B)通過螢光材料的發光來顯示，而紅色(R) 通過LED 100的發光來顯示。
螢光顯示裝置120的外玻璃封殼包括透明的正面基板121、與正面 基板121平行的背面基板(未示出)、以及接合這兩個基板的邊緣部分的 側部(未示出)。在正面基板121的內表面上設置有多個顯示單元122。
顯示單元122包括設置在正面基板121的內表面上的螢光顯示單元 123以及LED顯示器124。
在LED顯示器124中，設置在正面基板121上的、其間具有預定距 離的多個LED IOO沿顯示表面的垂直方向排列為形成行，並且其間具有 預定距離的LED 100的行在水平方向排列為形成列。
在正面基板121的內表面上設置有相互垂直的多個行配線125和列 配線126、以及LED顯示單元124的驅動矩陣。行配線和列配線是透明
的，使得列配線126對於連續的帶狀行配線125來說具有虛線的形式， 以避免與行配線125交叉。由此，各個行配線125都連接到相應LED 100 的陰極，各個列配線126的端部連接到相應LED 100的陽極。
根據上述結構，當按適當的定時驅動行配線125和列配線126時， 可以使顯示表面的LED顯示區域的多個LED 100中期望的一個選擇性地 發紅色光。
在螢光顯示器123的上方按其間具有預定距離的方式設置有在垂直 方向平行的線形控制電極127，並且在控制電極127的上方設置有帶狀陰 極(燈絲)(未示出)。標號130表示透明的絕緣層，標號131表示陽極， 標號132和133表示過濾器，標號134表示螢光材料層。
螢光顯示裝置120使用公共掃描信號控制器對控制電極和共同連接 的各個LED IOO的陰極進行掃描。公共掃描信號控制器按預定的定時將 顯示信號提供給螢光顯示器123的各個陽極131和各個LED 100的陽極。 因此，對螢光顯示器123和LED顯示器124進行同步驅動以顯示期望的 圖像。
圖8例示了具有LED作為背光的螢光顯示裝置，其中在螢光顯示裝 置的正面上設置有導光板141以產生有深度的顯示(profounddisplay)。
作為顯示單元的FL (螢光顯示器)142接合於其上具有用於控制和 操縱FL的電路的印刷電路板143，以在自發光時顯示諸如數字、字符和 圖像的信息。具體來說，FL 142例如包括冷陰極螢光管，以顯示操作模 式的字符和圖像信息，例如時間、"記錄"、"播放"、"快進"、以及"倒 帶"。
根據該顯示裝置，按使得導光板141的矩形部分對應於設置在正面 板的正面上部的顯示窗144的方式接合發光部，按使得FL 142與發光部 交疊的方式接合FL142。
發光部包括接合到導光板141的左側的LED 145,所述導光板〗41 具有從4 mm到1 mm的楔形橫截面，LED 145通過固定器146a和146b 固定到導光板141。
通過透過具有高透射率的顯示窗144的區域進行發射，從外面識別
出顯示在FL 142的顯示區域中的字符和圖像的發光。
LED 142的光發射透過正面以用於裝飾。即，對發光部中的三色LED 145以及通過FL的自發光進行的顯示進行控制，以能夠進行多於七種顏 色的發光，由此實現不同於常規液晶顯示器的具有全新發光的顯示器。 與液晶顯示器的背光不同，即使導光板本身的發光的亮度由於FL的自發 光而變化，顯示功能本身也沒有問題。
如上所述，當第二發光裝置(例如發光二極體)與常規螢光顯示裝 置中的螢光顯示管同時發光時，可以提供多種顯示器。例如，當應用於 汽車的螢光顯示裝置時，可以增加可視性以改善駕駛功能。
此外，當通過與螢光顯示裝置相關聯的LED的發光來顯示汽車的各 種控制信息或者汽車中的發光狀態時，可以實現彩色顯示功能和舒適的 空間。
因此，根據常規技術，可以基於從汽車的微計算機輸出的顯示數據 來同時執行對不同於螢光顯示器的發光裝置(例如LED)的發光控制。
此外，雖然可以考慮與輸出從螢光顯示管的顯示控制器輸出的數據 的一部分作為二極體驅動信號同時地從顯示控制器輸出顯示在螢光顯示 管上的字符數據或段選擇數據，但這是不利的，因為當螢光顯示管變暗 時LED的發光輸出也會改變。

發明內容
本發明的目的是提供一種真空螢光顯示裝置，該真空螢光顯示裝置 包括設置在真空容器中的電子源、通過從所述電子源輻射的電子來發光 的螢光顯示器、以及基於輸入數據對所述螢光顯示器輸出顯示數據以執 行預定顯示的驅動控制電路(顯示控制器)，其中，所述驅動控制器使用 選擇器而選擇性地輸出按預定定時的針對所述螢光顯示器的第一顯示數 據、以及針對與所述螢光顯示器相關聯的具有發光或顯示功能的第二發 光裝置的第二顯示數據。
可以將發光二極體(LED)用作第二發光裝置，並且獨立於所述熒 光顯示器地控制經由所述選擇器輸出的針對LED的顯示數據的亮度。
本發明的螢光顯示裝置最適合於CIG (玻璃內晶片)型螢光顯示裝 置，其中，用於顯示驅動器的驅動控制電路或者用於提供驅動控制電路 的輸出的驅動器組容納在真空容器內，並且可以從真空容器的外部輸出 端子獲得第二發光裝置的數據，以使得可以使用螢光顯示器的背光。
此外，根據本發明的螢光顯示裝置的驅動方法，因為通過從設置在 真空容器內的電子源輻射的電子而使得螢光顯示器發光並且輸出用於顯 示期望字符和圖形的信號，所以將針對螢光顯示器的顯示數據和與螢光 顯示器相關聯的第二發光裝置(例如發光部)的顯示數據編程為從單片 微計算機輸出，並且獨立地控制針對螢光顯示器的顯示數據的亮度和針 對用於發光的其他發光裝置的亮度。
為了實現本發明的上述目的，提供了一種真空螢光顯示裝置，該真 空螢光顯示裝置包括設置在真空容器中的電子源、通過從所述電子源輻 射的電子而發光的螢光顯示器、以及基於輸入數據對所述螢光顯示器輸 出顯示數據以進行預定顯示的驅動控制裝置，其中所述驅動控制裝置至 少包括鎖存電路，用於存儲針對所述螢光顯示器的第一顯示數據、以 及針對與所述螢光顯示器相關聯的第二發光裝置的第二顯示數據；門電 路，用於為所述鎖存電路的輸出提供消隱時段，並用於控制光減弱
(dimming);以及選擇器，用於選擇並輸出所述鎖存電路中保持的第二
顯示數據和從所述門電路輸出的第二數據中的一個，其中，將所述選擇 器選擇的第二數據提供給所述第二發光裝置。
還提供了一種真空螢光顯示裝置的驅動方法，該驅動方法包括以下
步驟使用由設置在真空容器中的電子源發射的電子來使螢光顯示器發 光，並且按如下方式來控制設置在所述真空容器中的顯示控制器所述 顯示控制器輸出用於顯示期望字符和圖形的信號、以及針對與所述螢光 顯示器相關聯的第二發光裝置的信號，同時獨立地控制針對所述螢光顯 示器的顯示數據的亮度和所述第二發光裝置的亮度。


圖1是例示了根據本發明第一優選實施例的真空螢光顯示裝置的框線圖。
圖2是例示了顯示控制器的各種信號的定時波形圖。
圖3是例示了根據圖1的另一優選實施例的真空螢光顯示裝置的框線圖。
圖4是例示了圖3的顯示控制器的各種信號的定時波形圖。
圖5是例示真空螢光顯示管的立體圖。
圖6是例示了常規真空螢光顯示管的剖面圖。
圖7是例示了具有背光光源的真空螢光顯示裝置的原理圖。
圖8是例示了正面發光類型的真空螢光顯示裝置的剖面圖。
具體實施例方式
圖1例示了根據本發明的真空螢光顯示裝置的驅動部分的詳細示 例。在圖1中，標號IO表示驅動控制電路(之後稱為"顯示控制器")， 該驅動控制電路通常包括其中集成有數字運算處理和存儲單元以及信號 處理器、基於外部提供的命令信號來按預定定時輸出用於使螢光顯示管 發光的顯示數據作為驅動信號的微計算機。
儘管顯示控制器10輸出與螢光顯示裝置的顯示驅動方法相對應的 各種信號，但是顯示控制器IO通常輸出指定螢光管的顯示位置的掃描信 號(柵格選擇信號)、包括針對螢光管的多個發光陽極(段)的發光數據 '在內的串行數據信號、將串行數據轉換為並行數據的鎖存信號LAT、以 及選擇發光段的顯示時段的消隱信號BK作為主信號，因為顯示控制器 IO採用動態驅動方法。
此外，因為輸出顯示數據的一部分作為LED驅動信號，所以輸出用 於選擇LED的發光模式的埠切換信號。 : 標號ll表示移位寄存器，其中順序地提供顯示數據作為串行數據。
因為根據時鐘信號CLK的定時而提供給移位寄存器11的各級的數據是 作為並行信號輸出的，所以隨著每個預定周期的鎖存信號LAT的定時， 在鎖存電路12 (下面描述)中保持該並行信號。
標號13表示用於向螢光顯示器或第二發光裝置提供顯示數據的驅
動器級，其中驅動器級13包括門電路A1至An和緩衝放大器B。各個緩 衝放大器B將邏輯電平轉換為顯示驅動電壓電平。
保持在鎖存電路12中的顯示數據通過門電路Al至An提供給顯示 單元，所述門電路Al至An在其一個輸入處被施加有消隱信號BK。
根據本實施例，從門電路Al至Ak輸出的顯示數據構成對應於螢光 顯示單元14的第一顯示數據，從門電路Ak+l至An輸出的顯示數據構 成對應於諸如發光二極體的其他光源的第二顯示數據。
通常來說，當通過柵格驅動器15向螢光顯示器14提供柵格選擇信 號以對顯示的內容進行掃描時，動態地控制螢光顯示器14。
然而，本實施例的特徵在於，通過由虛線包圍的選擇器16將從門電 路Ak+1至An輸出的第二顯示數據提供給緩衝放大器B。
艮P，從鎖存電路12輸出的無消隱控制的第二顯示數據和受到門電路 Ak+1至An的消隱控制的第二顯示數據分別施加到選擇器16的邏輯電路 16a和16b的第一輸入，具有邏輯電平H或L的埠切換信號通過反相 器IN輸入到邏輯電路之一，以使得可以從邏輯電路16c選擇性地輸出無 消隱控制的第二顯示數據和受消隱控制的第二顯示數據。
因此，當發光裝置是LED時，從選擇器16輸出的第二顯示數據通
過緩衝放大器B提供給驅動電晶體17-1、 17-2.......的基極，以驅動發
光元件18-1、 18-2.......。
圖2例示了輸出顯示數據作為驅動信號的定時。
在圖2中，示出了表示柵格掃描信號的周期T (其表示顯示單元的 掃描周期)的GS、表示柵格掃描信號的周期Tx的放大圖的Tn、周期內 的串行數據SI、時鐘信號CLK、用於將串行數據SI輸入到鎖存電路12 的鎖存信號LAT、以及產生移動到下一周期的定時的消隱信號BK。
如上所述，因為通過具有消隱信號BK作為第一輸入的門電路Al 至An輸出在掃描周期T內鎖存的顯示數據，所以在驅動輸出1的輸出期 間輸出從緩衝放大器B輸出以用於驅動的驅動信號。
因此，由於驅動輸出1的亮度總是受到消隱信號BK的脈衝寬度tp 的限制，所以當加寬消隱信號BK的脈衝寬度以使光減弱(如箭頭所示)
時，驅動輸出1被限制為具有如驅動輸出2所示的短輸出寬度，由此通 過改變消隱信號的寬度來控制光減弱。
因此，根據常規技術，輸出到外部端子的LED的亮度受到對光減弱 的控制的影響，由此損害顯示功能。
然而，根據本發明的優選實施例，提供給LED的第二顯示數據通過
選擇器16輸出到外部端子16-1、 16-2.......。例如，根據圖l所示的實
施例，當將埠切換信號的電平設置為零(電平L)時，從選擇器16輸 出的第二顯示數據是通過邏輯電路16b輸出的信號，由此來自鎖存電路 12的不受消隱信號BK影響的信號作為用於驅動LED (其為第二發光裝 置)的第二顯示數據(驅動輸出3)。
根據實施例，當安裝有開關SW時，可以將埠切換信號預先設置 為"H"或"L"。
艮口，當通過印刷電路板上的跳線電纜實現開關SW時，可以針對各 種類型的螢光顯示裝置預先選擇光減弱是否影響第二發光裝置的顯示數 據。
圖3例示了本發明的另一個實施例，其中，附圖中的相同標號表示 圖1的相同部件。
即，標號10表示包括微計算機的顯示控制器，所述微計算機在其中 集成有數字運算處理和存儲單元以及信號處理器，用於按預定的定時輸 出使螢光顯示器發光的顯示數據作為驅動信號。
因為顯示控制器10採用動態驅動方法，所以顯示控制器10輸出指 定螢光管的顯示位置的掃描信號(柵格選擇信號)、包括針對螢光管的多 個發光陽極(段)的發光數據在內的串行數據信號、用於將串行數據轉 換成並行數據的鎖存信號LAT、以及用於選擇發光段的顯示時段的消隱 信號BK作為主信號。
根據本實施例，當設置為將用於指定發光埠的埠切換信號輸出 以輸出顯示數據的一部分作為LED驅動信號時，從顯示控制器10輸出 用於控制外部發光裝置的發光的外部BK信號。
標號11表示移位寄存器，標號12表示鎖存電路12，用於隨著每一
次掃描的鎖存信號LAT的定時而接收移位寄存器11的各級的數據。
標號13表示包括門電路Al至An和緩衝放大器B的驅動器級，其 中，緩衝放大器B將邏輯電平轉換為顯示驅動電壓電平。
通過門電路Al至An將保持在鎖存電路12中的顯示數據提供給顯 示單元，門電路Al至An在其一個輸入處被施加有消隱信號BK。
根據本實施例，從門電路Al至Ak輸出的第一顯示數據對應於螢光 顯示器14，從門電路Ak+1至An輸出的數據是提供給外部端子16-1、
16-2........ 16-k的用於輸出到第二其他發光裝置(例如發光二極體)
的第二顯示數據。
因為螢光顯示單元14對顯示內容進行掃描，所以對其實施通過柵格 驅動器15提供柵格選擇信號的動態驅動。
根據該實施例，在從門電路Ak+1至An輸出的第二顯示數據通過由 虛線包圍的選擇器16提供給緩衝放大器B時，通過輸出鎖存電路12的 輸出數據與外部BK信號的邏輯積的門電路AbK提供的信號作為第二顯 示數據提供給選擇器16。
艮口，受到門電路Ak+1至An的消隱控制的顯示數據和受到門電路 AbK中的外部消隱控制的顯示數據分別輸入到邏輯電路16a和16b的第 一輸入，並且，埠切換信號輸入到邏輯電路之一，以使得可以從邏輯 電路16c選擇性地輸出消隱控制下的第二顯示數據和外部消隱控制下的 第二顯示數據。
因此，根據圖3所示的實施例，如圖4所示，對串行數據SI、時鐘 信號CLK、螢光顯示單元的消隱信號BK提供外部消隱信號BKLED。
因此，可以選擇並輸出外部驅動輸出3和外部驅動輸出4中的一個， 所述外部驅動輸出3是其光減弱度被調整為與由消隱信號BK調整了消 隱時間的螢光顯示器14的第一顯示數據相同的第二顯示數據，所述外部 驅動輸出4對於鎖存的第二顯示數據在外部消隱信號BKLED期間是停止 的，並且其亮度是針對發光裝置(例如LED)獨立調整的。
在這種情況下，當將外部消隱信號BKLED的脈衝寬度設置為零時， 沒有光減弱地輸出保持在鎖存電路12中的第二顯示數據(圖2的驅動輸
出3)。
圖5例示了根據本發明的應用了螢光顯示裝置的驅動方法的裝置的
詳細示例。如圖所示，該示例例示了 CIG (玻璃內晶片)型真空螢光顯 示器(CIGVFD) 20，所述玻璃內晶片型真空螢光顯示器20在平玻璃容 器中容納有顯示控制器10、驅動級13的晶片24，其中形成有作為掃描 電極的柵格21、按矩陣形式排列以具有行和列的點狀螢光電極22、以及 燈絲23。
通過引線端子從真空容器的側壁延伸有用於驅動顯示器的多個電源 端子p和輸入端子Tin，並且如上所述，可以從側壁的引線端子獲得用於 驅動螢光顯示器和作為第二發光裝置的LED的外部引線端子Tout。
因此，當將CIG型真空螢光顯示器安裝在汽車的正面板上時，可以 通過輸入到顯示控制器的命令信號來同時控制接合於正面板的顯示器用 的光源(例如LED)。
此外，實現了對LED的發光控制而不影響對螢光顯示器的亮度控制， 從而能夠獨立地對如常規技術中描述的與螢光顯示器相關聯的背光使用 的LED或者用於汽車的其他功能顯示的LED進行光減弱控制。
此外，當將本發明的驅動方法應用於其中螢光顯示管接合於布線板 的模塊型螢光顯示裝置時，可以通過單個顯示控制器來亮度獨立地控制 螢光顯示管和LED顯示器。
如上所述，本發明是有利的，因為可以通過驅動螢光顯示管和第二 發光裝置來實現彩色顯示功能。
此外，根據本發明的螢光顯示裝置及其驅動方法，即使使用單晶片 螢光管顯示驅動器，也可以防止第二發光裝置的亮度對螢光顯示裝置的 亮度造成影響，從而提供彩色顯示。
權利要求
1、一種真空螢光顯示裝置，該真空螢光顯示裝置包括設置在真空容器中的電子源、通過從所述電子源輻射的電子來發光的螢光顯示器、以及基於輸入數據而輸出針對所述螢光顯示器的顯示數據以執行預定顯示的驅動控制裝置，其中，所述驅動控制裝置至少包括鎖存電路，用於存儲針對所述螢光顯示器的第一顯示數據、以及針對與所述螢光顯示器相關聯的第二發光裝置的第二顯示數據；門電路，用於對所述鎖存電路的輸出提供消隱時段，並用於控制光減弱；以及選擇器，用於選擇並輸出所述鎖存電路中保持的第二顯示數據和從所述門電路輸出的第二數據中的一個，其中，將所述選擇器選擇的第二數據提供給所述第二發光裝置。
2、 根據權利要求1所述的真空螢光顯示裝置，其中，所述第二發光 裝置包括發光二極體。
3、 根據權利要求i和2中的一項所述的真空螢光顯示裝置，其中， 獨立於所述螢光顯示器地控制由所述選擇器選擇並輸出的針對所述第二 發光裝置的第二顯示數據的亮度。
4、 根據權利要求1至3中的一項所述的真空螢光顯示裝置，其中， 從所述真空容器的外部輸出端子獲得針對所述第二發光裝置的數據。
5、 根據權利要求1至4中的一項所述的真空螢光顯示裝置，其中，所述第二發光裝置是所述螢光顯示器的背光。
6、 根據權利要求1至5中的一項所述的真空螢光顯示裝置，其中， 所述第二發光裝置設置在該真空螢光顯示裝置的所述真空容器內。
7、 一種真空螢光顯示裝置的驅動方法，該驅動方法包括以下步驟 使用由設置在真空容器中的電子源發射的電子來使螢光顯示器發光，並 且按如下方式來控制設置在所述真空容器中的顯示控制器使得所述顯 示控制器輸出用於顯示期望字符和圖形的信號、以及針對與所述螢光顯 示器相關聯的第二發光裝置的信號，同時獨立地控制針對所述螢光顯示 器的顯示數據的亮度和所述第二發光裝置的亮度。
8、 根據權利要求7所述的驅動方法，其中，所述第二發光裝置包括發光二極體。
9、 根據權利要求7和8中的一項所述的驅動方法，其中，所述第二發光裝置是所述螢光顯示器的背光。
全文摘要
本發明提供螢光顯示裝置及其驅動方法。根據所述裝置和方法，通過移位寄存器(11)和鎖存電路(12)來轉換並存儲從顯示控制器(10)輸出的顯示數據。當從門電路(A1至Ak)輸出的數據被設置為具有消隱時段並被螢光顯示器(14)顯示時，從其他門電路(Ak+1至An)輸出的第二顯示數據被提供給選擇器(16)，以作為針對第二發光裝置的控制數據而輸出。通過提供給選擇器(16)的埠切換信號，可以將第二數據輸出為具有不同於螢光顯示器(14)的亮度。
文檔編號G09G3/20GK101097682SQ20071010468
公開日2008年1月2日 申請日期2007年5月29日 優先權日2006年6月28日
發明者杉本照和 申請人:雙葉電子工業株式會社