CN101086816A - 有源矩阵显示元件和装置 - Google Patents
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Abstract
有源矩阵显示装置包括CPU;玻璃基板;以及形成于玻璃基板上的显示屏单元,所述显示屏单元包括一起安装的控制单元和显示部分。所述显示屏单元装备有数据输入端子;连接到所述CPU的时钟脉冲输入端子和数据锁存器端子;向其输入来自所述CPU的测试信号的测试端子;以及在输入所述测试信号时输出写入到所述显示部分的数据的数据输出端子。所述显示屏单元还可以配有:写入使能端子,用于接收写控制信号;以及空白端子,用于调整所述显示部分的亮度。
Description
技术领域
本发明涉及一种有源矩阵显示元件和装置。
背景技术
近来,平板显示装置得到了广泛应用,例如液晶监视器、等离子体显示器、电致发光显示器(ELD)、发光二极管(LED)、真空荧光显示器(vacuum fluorescent display,VFD)、场致发射显示器(FED)等。在它们中,VFD、ELD、LED和FED属于自照明显示装置,此外,还能够实现高分辨率。
VFD包括至少具有一个透明侧的真空室(灯泡)中的直热式阴极(称为灯丝)。VFD是一种电子管,其中,从直热式阴极电极发射的热电子以显示图案与涂布在阳极电极上的荧光物质碰撞,由此显示所期望的图案。
作为一种这样的VFD,有一种有源矩阵VFD,其包括在绝缘基板上设置半导体芯片获得的照明显示表面,其中所述半导体芯片具有照明显示部分和驱动电路,在照明显示部分中,以矩阵图案设置多个涂有荧光物质的阳极,而驱动电路用于控制与其集成形成的照明显示部分的发光。
日本专利申请特开昭56-24993号(专利参考文献1)中披露的有源矩阵VFD具有阳极基板,该阳极基板是通过在硅单晶基板上集成MOS开关阵列并在其上涂布荧光物质获得的。
有源矩阵VFD提供高分辨率、高亮度和高可靠性,因为它是自发光元件。因此,例如,已经将有源矩阵VFD广泛用作头上显示装置,以为车内的司机显示信息。因此,已经开发出能够以较低成本实现大显示区和高像素密度的有源矩阵VFD。
在日本专利申请特开2002-8571号(专利参考文献2)中,披露了一种荧光显示设备,其包括阳极基板,在阳极基板上集成形成了照明显示部分,照明显示部分具有多个涂有荧光物质且设置成矩阵图案的阳极以及用于控制照明显示部分的发光的驱动电路;设置成与安装照明显示部分的阳极基板的安装面相对的阴极;以及包封阳极基板和阴极且具有一个透明侧的真空管壳。于是,阳极基板包括玻璃基板、形成在玻璃基板上的硅膜和形成于硅膜上的绝缘膜。照明显示部分形成于绝缘膜上,驱动电路形成于硅膜中,从而通过形成于绝缘膜中的通孔连接到阳极电极。通过这种方式,荧光显示设备用于以较低成本实现大的显示区和高像素密度。
本发明人开发了一种披露于日本专利申请特开2006-106284号(专利参考文献3)中的有源矩阵驱动显示元件,以便以较低成本实现大显示区和高像素密度。
在专利参考文献3中披露的有源矩阵VFD中,如图2B、图3和图4所示,在基板110上与显示屏IC 130分离地安装控制IC 131,从而通过铝线路线136和用于引线接合的细线135将控制IC 131的控制信号传输到显示屏IC 130的列/行信号线,由此激活显示屏的显示部分132。
从CPU 140到控制单元131的数据信号被串行输出,从控制单元131到显示屏IC 130的数据信号被并行输出。因此,通过用于引线接合的细线135连接控制IC 131与显示屏IC 130需要与线路线的列和行的数目对应的工序,这成为以较低成本实现大显示区和高像素密度的障碍。
此外,在完成有源矩阵VFD的制造之后,仅用肉眼观测显示屏的显示状态。
亦即,控制单元的输出并行连接到显示屏,因为来自控制单元的信号被并行输入到显示屏。通过引线接合将来自控制单元的列和行信号输出传输到列和行线路线,使得控制单元的输出线充当显示部分的输入线。因此,控制单元不能读取写入显示屏的锁存器数据的输出,从而不能通过读取锁存器数据的输出的控制单元观测写入到显示屏的锁存器数据(latch data)的输出。
发明内容
因此,本发明的目的是提供一种能够实现高可靠性、小面积和低成本的有源矩阵显示装置,其中,与常规情形相比,用于引线结合的细线数量减少,通过在单个IC上安装显示电路单元和控制电路单元使IC检测成为可行的,在常规情形下,显示电路单元IC和控制电路IC分离地安装在相同基板上,从而通过引线接合将控制电路IC的控制信号并行传输到显示电路单元IC的列/行信号线。
根据本发明的一方面,提供了一种有源矩阵显示元件,包括:玻璃基板;以及形成于所述玻璃基板上的显示屏单元,所述显示屏单元包括一起安装的控制单元和显示部分,其中所述显示屏单元装备有数据输入端子;时钟脉冲输入端子;数据锁存器端子;向其输入测试信号的测试端子;以及在输入所述测试信号时输出写入到所述显示部分的数据的数据输出端子。
所述显示屏单元还可以配有:写入使能端子,用于接收写控制信号;以及空白端子(blank terminal),用于调整所述显示部分的亮度。
优选该显示屏单元为有源矩阵真空荧光显示器。
根据本发明的另一方面,提供了一种有源矩阵显示装置,包括:CPU;玻璃基板;以及形成于所述玻璃基板上的显示屏单元,所述显示屏单元包括一起安装的控制单元和显示部分,其中所述显示屏单元装备有数据输入端子;连接到所述CPU的时钟脉冲输入端子和数据锁存器端子;向其输入来自所述CPU的测试信号的测试端子;以及在输入所述测试信号时输出写入到所述显示部分的数据的数据输出端子。
根据本发明,所述显示部分和所述控制单元一起安装在单个IC上,从而能够提高每单位玻璃基板面积的显示区比例,并使产品的总体检测变得容易。将显示部分和控制单元安装在单个IC上减少了用于并行连接的用于引线接合的细线数目,且能够容易地观测IC,以提高AMVFD的可靠性。于是,可以简化系统的构造,以实现提高的可靠性,面积的减小和低成本。
此外,根据本发明,通过在显示屏单元中安装控制单元IC可以减少用于引线接合的细线数量,以由此减小非显示部分的不工作区。于是,能够使玻璃基板的宽度减小大约3mm,这是通过引线接合将控制单元与显示部分连接通常所需的,还缩短了安装它们所需的时间,由此实现高可靠性、小面积和低成本。
此外,由于可以将常规串行入并行出驱动器的功能提供给显示屏单元的屏板驱动器,因此能够测试IC并降低其成本。
附图说明
通过下文中结合附图对实施例的描述,本发明的上述和其他目的和特征将变得显而易见,其中:
图1示出了根据本发明的真空荧光显示器的电路图;
图2说明了本发明的真空荧光显示器与常规真空荧光显示器的对比;
图3示出了本发明的有源矩阵驱动电路的示意图;以及
图4示出了常规真空荧光显示器的电路图。
具体实施方式
在下文中,将参考图1到3描述使用根据本发明实施例的有源矩阵真空荧光显示器(AMVFD)的显示设备。
AMVFD包括玻璃容器39、有源矩阵IC 30和灯丝38,玻璃容器39是以玻璃基板10作为底部的密封容器,有源矩阵IC 30是形成于玻璃容器39中的玻璃基板10上的IC芯片。AMVFD通过引线(未示出)连接到CPU 40、电源Vct和灯丝电源35。
有源矩阵IC 30包括具有显示元件和用于驱动显示元件的显示电路的显示部分32以及非显示部分33。控制单元31形成于非显示部分33中。
如图2A所示,非显示部分33位于灯丝38的连接区附近,那里的灯丝38的温度低,从而非显示部分33不能用作显示部分。因此,外围电路等提供于非显示部分33中,且在该实施例中,在非显示部分33中将控制单元31提供为IC。
CPU 40连接到控制单元31的输入端子,例如锁存器输入端子LAT、移位寄存器时钟脉冲输入端子CLK、串行数据输入端子SI、串行输出端子SO和测试端子TEST。此外,CPU 40连接到写入使能端子WE和用于调整显示部分32的亮度的空白端子BKD。
来自CPU 40的数据信号被串行输出到控制单元31。控制单元31通过CLK信号和LAT信号进行到数据信号的串行/并行转换,由此通过WE信号和BK信号(如果需要还有LAT信号)将数据信号输出到显示部分32。
图3的有源矩阵驱动电路包括一起安装的控制单元31和显示部分32,其中控制单元31具有用于选择诸行显示像素的电路11和逻辑控制电路12,显示部分32具有保持单元13和用于驱动提供于每个显示像素的阳极电极的驱动电路18和19、显示像素单元21的驱动输出电路20、地址信号线15、数据信号线16等。图3仅示出了用于单个像素的有源矩阵驱动电路。
输入信号包括行地址选择信号、逻辑控制信号和显示数据信号。响应于行地址选择信号,通过译码器选择一行地址信号线15。显示数据信号将数据输入每列。
响应于行地址选择信号和显示数据信号,在所选择的行的保持单元13中保持用于以矩阵图案设置的每个像素的数据,这是用于一行的数据,重复行地址选择信号的依次递增,直到写入了用于所有行的数据。
将通过被保持数据和空白信号的逻辑积输出的数据经由驱动电路18和19输入到显示像素单元21的末级(final stage)处的驱动输出电路20以作为显示数据。
驱动电路18和19分别由耗尽型P沟道MOSFET 18和增强型P沟道MOSFET 19形成。末级处的驱动输出电路20由P沟道MOSFET20形成。此外,P沟道MOSFET 20为高耐压P沟道MOSFET。此外,可以用增强型N沟道MOSFET代替耗尽型MOSFET 18。
末级的驱动输出电路20由P沟道MOSFET形成,在驱动阳极电极期间,将叠加到灯丝中点抽头电压(superposed to filament center tapvoltage)的信号电平电压施加到阳极电极,使得来自驱动输出电路的信号电平电压变低。因此,除了末级处的晶体管,不需要用于高耐压的晶体管。
由于该构造仅包括P沟道MOSFET结构,因此对于每个显示像素而言低压电源和GND就足够了。
从以上内容可知,由于在每一像素中仅设置一个设计规则严格的高耐压晶体管就足够了,因此可以将消耗电流抑制得较小。也可以减小像素的尺寸,因为仅提供两条电源线、低压线和GND线就足够了。因此,可以在形成驱动输出单元的像素的阳极电极下设置保持电路、驱动电路和驱动输出电路。此外,可以窄化像素之间的间距,这使得能够获得高分辨率显示器。
如上所述,本发明的VFD的控制单元31包括移位寄存器电路,该移位寄存器电路通过采取用于CIG(玻璃中芯片)的常规串行驱动器输入方式进行串行/并行转换。
与来自CPU 40的CLK信号同步输入串行数据。LAT是用于将数据传递到显示部分的信号。
将WE信号和BKD信号直接输入到显示部分32。WE信号为数据写入控制信号,BKD信号是用于控制显示部分的亮度的信号。
在该实施例中,如作为截面图的图2A所示,AMVFD在玻璃基板10上包括:有源矩阵IC 30的显示部分32;提供于非显示部分33中的控制单元31以及与控制单元31连接的引线接合单元37。虽然未示出,在图1和2的右侧还有不适于显示的非显示部分33。
图2B示出了图4中所示的常规AMVFD的截面图。该AMVFD在玻璃基板110上包括:具有显示部分132和非显示部分133的有源矩阵IC 130;用于与显示屏130连接的用于引线接合的细线135;连接至铝线136的控制单元131;以及连接至CPU 140(图2B中未示出)的用于引线接合的细线137。
图2A和2B中所示的AMVFD之间在宽度上的差值“d”表示根据本发明的AMVFD的减小的尺寸。根据本发明,可以使AMVFD与具有和本发明的AMVFD相同的面积的常规AMVFD相比,具有宽度减少差值“d”的基板,从而能够增大每单位玻璃基板的显示区比例。
此外,根据本发明,分别将TEST端子和SO端子作为有源矩阵IC 30的输入和输出端子提供,从而可以检测AMVFD。
当TEST端子响应于来自CPU 40的信号变成‘H’时,设定测试模式。响应于从SI端子输入的行地址选择信号,从SO端子输出写入到所选择的显示部分的行的锁存器数据,从而可以检测有源矩阵IC 30。
根据本发明,与常规情形(其中,在基板上安装控制IC和分离的显示IC,且通过引线接合并行地将控制IC的控制信号传输到显示IC的列/行信号线)相比,显示部分和控制单元提供于单个IC上,从而可以执行IC测试,且可以省略并行连接的引线接合。因此,至于有源矩阵IC 30的显示部分32的IC,产品的成品率得到相当大提高,由此实现了提高的可靠性、面积的降低和低成本。
使用SO端子测试有源矩阵IC使得测试AMVFD产品变得容易,由此提高了其精确度。
SO端子使得数据的正常模式下的分级连接(cascade connections)成为可能,并使得能够在测试模式下读取写入到每一像素中的锁存器数据。因此,可以将SO端子用于数据级联。
如上所述构造的本发明的AMVFD包括有源矩阵基板,该基板包括一起安装的显示部分32和控制单元31。于是,通过SI端子串行输出从CPU 40到有源矩阵IC 30的数据信号,由此能够相当大地减少输入和输出端子的数量。
根据本发明,通过在有源矩阵IC 30中集成控制单元31和显示部分32,不需要且可以省略BK端子,该BK端子在常规范例中适于通过CPU 140控制控制单元131的输出。
经已经参考实施例示出并描述了本发明,但是本领域技术人员应当理解,在不背离权利要求界定的本发明的范围的情况下,可以做出各种变化和修改。
Claims (4)
1、一种有源矩阵显示元件,包括:
玻璃基板;以及
形成于所述玻璃基板上的显示屏单元,所述显示屏单元包括一起安装的控制单元和显示部分,
其中所述显示屏单元装备有数据输入端子;时钟脉冲输入端子;数据锁存器端子;向其输入测试信号的测试端子;以及在输入所述测试信号时输出写入到所述显示部分的数据的数据输出端子。
2、根据权利要求1所述的有源矩阵显示元件,其中所述显示屏单元还配有:写入使能端子,用于接收写控制信号;以及空白端子,用于调整所述显示部分的亮度。
3、根据权利要求2所述的有源矩阵显示元件,其中所述显示屏单元为有源矩阵真空荧光显示器。
4、一种有源矩阵显示装置,包括:
CPU;
玻璃基板;以及
形成于所述玻璃基板上的显示屏单元,所述显示屏单元包括一起安装的控制单元和显示部分,
其中所述显示屏单元装备有连接到所述CPU的数据输入端子、时钟脉冲输入端子和数据锁存器端子;向其输入来自所述CPU的测试信号的测试端子;以及在输入所述测试信号时输出写入到所述显示部分的数据的数据输出端子。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C12 | Rejection of a patent application after its publication | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Open date: 20071212 |