CN101097682A

CN101097682A - 荧光显示装置及其驱动方法

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Publication number: CN101097682A
Application number: CNA2007101046854A
Authority: CN
Inventors: 杉本照和
Original assignee: Futaba Corp
Current assignee: Futaba Corp
Priority date: 2006-06-28
Filing date: 2007-05-29
Publication date: 2008-01-02
Anticipated expiration: 2027-05-29
Also published as: US7834821B2; JP4207986B2; JP2008009050A; CN101097682B; US20080042548A1

Abstract

本发明提供荧光显示装置及其驱动方法。根据所述装置和方法，通过移位寄存器(11)和锁存电路(12)来转换并存储从显示控制器(10)输出的显示数据。当从门电路(A1至Ak)输出的数据被设置为具有消隐时段并被荧光显示器(14)显示时，从其他门电路(Ak+1至An)输出的第二显示数据被提供给选择器(16)，以作为针对第二发光装置的控制数据而输出。通过提供给选择器(16)的端口切换信号，可以将第二数据输出为具有不同于荧光显示器(14)的亮度。

Description

荧光显示装置及其驱动方法

技术领域

本发明涉及荧光显示装置，具体涉及能够通过结合地使用荧光显示器和其他发光装置的发光或显示功能来提供彩色显示的荧光显示装置及其驱动方法。

现有技术

荧光显示管是如下的电子管：其中，在具有至少一个透明侧面的真空容器中，从阴极发射的电子撞击在向其施加有电压的荧光膜上，从而显示期望图案的字符或图形。要显示的期望图案由设置在阳极上的荧光材料构成。

通常的荧光显示装置包括玻璃基板、用于驱动设置在玻璃基板上的阳极或栅格的布线层、设置在阳极上具有预定图案的荧光膜、面对着荧光膜的阴极、设置在荧光膜和阴极之间的栅格、以及处于预定的真空条件下的外玻璃封壳(envelop)，所述外玻璃封壳包括透明的正面玻璃、以及沿着其边缘形成的并设置在玻璃基板与正面玻璃之间的侧壁。

构成荧光显示器的荧光膜根据要显示的内容而具有多种形状。当要显示简单的字母数字字符时，采用覆盖有荧光材料的段(segment)型，将段用作阳极。

此外，当要显示字符或图形时，使用点型荧光显示管或图形型荧光显示管。通常，根据动态驱动来显示各种形状，其中向点型阳电极提供显示数据。

然而，根据荧光显示技术的最新进展，需要更复杂的显示功能：同时控制多种发光装置以对应于要由荧光显示装置显示的内容并且按彩色显示，从而提供多彩显示。

例如，图6示出能够显示多种颜色的荧光显示管的示例。荧光显示管包括设置在玻璃基板101的表面上的多个阳极104、对应于所述多个阳极104地按与所述多个阳极104间隔开的方式设置的荧光膜105、设置在荧光膜105上方的栅格106和阴极(灯丝(filament))107。标号102表示正面玻璃基板，标号103表示侧壁。

根据该荧光显示管，背光源108设置在玻璃基板101的后面，背光源108例如包括发光二极管。

荧光显示管的背光源108是输出有色光(例如红色光、绿色光和黄色光)的表面发光源。荧光膜105的面积和亮度、透明区域的位置和面积、以及背光源108的亮度是这样确定的：当观察者117进行观察时，玻璃基板101的表面上的荧光膜105的光115、背光源108的穿过设置在荧光膜105之间的带状阳极104的开口104a的光116、以及荧光膜105的光115发生混合。

因此，根据背光源108的颜色，可以产生各种显示模式，由此能够创建彩色显示模式。

此外，图7例示了本申请人提出的使用发光二极管的显示装置的一部分，其中，发光二极管设置在真空容器中作为第二光源。

荧光显示装置120是以全彩色显示字符和图形的图形荧光显示管，其中绿色(G)和蓝色(B)通过荧光材料的发光来显示，而红色(R)通过LED 100的发光来显示。

荧光显示装置120的外玻璃封壳包括透明的正面基板121、与正面基板121平行的背面基板(未示出)、以及接合这两个基板的边缘部分的侧部(未示出)。在正面基板121的内表面上设置有多个显示单元122。

显示单元122包括设置在正面基板121的内表面上的荧光显示单元123以及LED显示器124。

在LED显示器124中，设置在正面基板121上的、其间具有预定距离的多个LED 100沿显示表面的垂直方向排列为形成行，并且其间具有预定距离的LED 100的行在水平方向排列为形成列。

在正面基板121的内表面上设置有相互垂直的多个行配线125和列配线126、以及LED显示单元124的驱动矩阵。行配线和列配线是透明的，使得列配线126对于连续的带状行配线125来说具有虚线的形式，以避免与行配线125交叉。由此，各个行配线125都连接到相应LED 100的阴极，各个列配线126的端部连接到相应LED 100的阳极。

根据上述结构，当按适当的定时驱动行配线125和列配线126时，可以使显示表面的LED显示区域的多个LED 100中期望的一个选择性地发红色光。

在荧光显示器123的上方按其间具有预定距离的方式设置有在垂直方向平行的线形控制电极127，并且在控制电极127的上方设置有带状阴极(灯丝)(未示出)。标号130表示透明的绝缘层，标号131表示阳极，标号132和133表示过滤器，标号134表示荧光材料层。

荧光显示装置120使用公共扫描信号控制器对控制电极和共同连接的各个LED 100的阴极进行扫描。公共扫描信号控制器按预定的定时将显示信号提供给荧光显示器123的各个阳极131和各个LED 100的阳极。因此，对荧光显示器123和LED显示器124进行同步驱动以显示期望的图像。

图8例示了具有LED作为背光的荧光显示装置，其中在荧光显示装置的正面上设置有导光板141以产生有深度的显示(profound display)。

作为显示单元的FL(荧光显示器)142接合于其上具有用于控制和操纵FL的电路的印刷电路板143，以在自发光时显示诸如数字、字符和图像的信息。具体来说，FL 142例如包括冷阴极荧光管，以显示操作模式的字符和图像信息，例如时间、“记录”、“播放”、“快进”、以及“倒带”。

根据该显示装置，按使得导光板141的矩形部分对应于设置在正面板的正面上部的显示窗144的方式接合发光部，按使得FL 142与发光部交叠的方式接合FL 142。

发光部包括接合到导光板141的左侧的LED 145，所述导光板141具有从4mm到1mm的楔形横截面，LED 145通过固定器146a和146b固定到导光板141。

通过透过具有高透射率的显示窗144的区域进行发射，从外面识别出显示在FL 142的显示区域中的字符和图像的发光。

LED 142的光发射透过正面以用于装饰。即，对发光部中的三色LED145以及通过FL的自发光进行的显示进行控制，以能够进行多于七种颜色的发光，由此实现不同于常规液晶显示器的具有全新发光的显示器。与液晶显示器的背光不同，即使导光板本身的发光的亮度由于FL的自发光而变化，显示功能本身也没有问题。

如上所述，当第二发光装置(例如发光二极管)与常规荧光显示装置中的荧光显示管同时发光时，可以提供多种显示器。例如，当应用于汽车的荧光显示装置时，可以增加可视性以改善驾驶功能。

此外，当通过与荧光显示装置相关联的LED的发光来显示汽车的各种控制信息或者汽车中的发光状态时，可以实现彩色显示功能和舒适的空间。

因此，根据常规技术，可以基于从汽车的微计算机输出的显示数据来同时执行对不同于荧光显示器的发光装置(例如LED)的发光控制。

此外，虽然可以考虑与输出从荧光显示管的显示控制器输出的数据的一部分作为二极管驱动信号同时地从显示控制器输出显示在荧光显示管上的字符数据或段选择数据，但这是不利的，因为当荧光显示管变暗时LED的发光输出也会改变。

发明内容

本发明的目的是提供一种真空荧光显示装置，该真空荧光显示装置包括设置在真空容器中的电子源、通过从所述电子源辐射的电子来发光的荧光显示器、以及基于输入数据对所述荧光显示器输出显示数据以执行预定显示的驱动控制电路(显示控制器)，其中，所述驱动控制器使用选择器而选择性地输出按预定定时的针对所述荧光显示器的第一显示数据、以及针对与所述荧光显示器相关联的具有发光或显示功能的第二发光装置的第二显示数据。

可以将发光二极管(LED)用作第二发光装置，并且独立于所述荧光显示器地控制经由所述选择器输出的针对LED的显示数据的亮度。

本发明的荧光显示装置最适合于CIG(玻璃内芯片)型荧光显示装置，其中，用于显示驱动器的驱动控制电路或者用于提供驱动控制电路的输出的驱动器组容纳在真空容器内，并且可以从真空容器的外部输出端子获得第二发光装置的数据，以使得可以使用荧光显示器的背光。

此外，根据本发明的荧光显示装置的驱动方法，因为通过从设置在真空容器内的电子源辐射的电子而使得荧光显示器发光并且输出用于显示期望字符和图形的信号，所以将针对荧光显示器的显示数据和与荧光显示器相关联的第二发光装置(例如发光部)的显示数据编程为从单片微计算机输出，并且独立地控制针对荧光显示器的显示数据的亮度和针对用于发光的其他发光装置的亮度。

为了实现本发明的上述目的，提供了一种真空荧光显示装置，该真空荧光显示装置包括设置在真空容器中的电子源、通过从所述电子源辐射的电子而发光的荧光显示器、以及基于输入数据对所述荧光显示器输出显示数据以进行预定显示的驱动控制装置，其中所述驱动控制装置至少包括：锁存电路，用于存储针对所述荧光显示器的第一显示数据、以及针对与所述荧光显示器相关联的第二发光装置的第二显示数据；门电路，用于为所述锁存电路的输出提供消隐时段，并用于控制光减弱(dimming)；以及选择器，用于选择并输出所述锁存电路中保持的第二显示数据和从所述门电路输出的第二数据中的一个，其中，将所述选择器选择的第二数据提供给所述第二发光装置。

还提供了一种真空荧光显示装置的驱动方法，该驱动方法包括以下步骤：使用由设置在真空容器中的电子源发射的电子来使荧光显示器发光，并且按如下方式来控制设置在所述真空容器中的显示控制器：所述显示控制器输出用于显示期望字符和图形的信号、以及针对与所述荧光显示器相关联的第二发光装置的信号，同时独立地控制针对所述荧光显示器的显示数据的亮度和所述第二发光装置的亮度。

附图说明

图1是例示了根据本发明第一优选实施例的真空荧光显示装置的框线图。

图2是例示了显示控制器的各种信号的定时波形图。

图3是例示了根据图1的另一优选实施例的真空荧光显示装置的框线图。

图4是例示了图3的显示控制器的各种信号的定时波形图。

图5是例示真空荧光显示管的立体图。

图6是例示了常规真空荧光显示管的剖面图。

图7是例示了具有背光光源的真空荧光显示装置的原理图。

图8是例示了正面发光类型的真空荧光显示装置的剖面图。

具体实施方式

图1例示了根据本发明的真空荧光显示装置的驱动部分的详细示例。在图1中，标号10表示驱动控制电路(之后称为“显示控制器”)，该驱动控制电路通常包括其中集成有数字运算处理和存储单元以及信号处理器、基于外部提供的命令信号来按预定定时输出用于使荧光显示管发光的显示数据作为驱动信号的微计算机。

尽管显示控制器10输出与荧光显示装置的显示驱动方法相对应的各种信号，但是显示控制器10通常输出指定荧光管的显示位置的扫描信号(栅格选择信号)、包括针对荧光管的多个发光阳极(段)的发光数据在内的串行数据信号、将串行数据转换为并行数据的锁存信号LAT、以及选择发光段的显示时段的消隐信号BK作为主信号，因为显示控制器10采用动态驱动方法。

此外，因为输出显示数据的一部分作为LED驱动信号，所以输出用于选择LED的发光模式的端口切换信号。

标号11表示移位寄存器，其中顺序地提供显示数据作为串行数据。因为根据时钟信号CLK的定时而提供给移位寄存器11的各级的数据是作为并行信号输出的，所以随着每个预定周期的锁存信号LAT的定时，在锁存电路12(下面描述)中保持该并行信号。

标号13表示用于向荧光显示器或第二发光装置提供显示数据的驱动器级，其中驱动器级13包括门电路A1至An和缓冲放大器B。各个缓冲放大器B将逻辑电平转换为显示驱动电压电平。

保持在锁存电路12中的显示数据通过门电路A1至An提供给显示单元，所述门电路A1至An在其一个输入处被施加有消隐信号BK。

根据本实施例，从门电路A1至Ak输出的显示数据构成对应于荧光显示单元14的第一显示数据，从门电路Ak+1至An输出的显示数据构成对应于诸如发光二极管的其他光源的第二显示数据。

通常来说，当通过栅格驱动器15向荧光显示器14提供栅格选择信号以对显示的内容进行扫描时，动态地控制荧光显示器14。

然而，本实施例的特征在于，通过由虚线包围的选择器16将从门电路Ak+1至An输出的第二显示数据提供给缓冲放大器B。

即，从锁存电路12输出的无消隐控制的第二显示数据和受到门电路Ak+1至An的消隐控制的第二显示数据分别施加到选择器16的逻辑电路16a和16b的第一输入，具有逻辑电平H或L的端口切换信号通过反相器IN输入到逻辑电路之一，以使得可以从逻辑电路16c选择性地输出无消隐控制的第二显示数据和受消隐控制的第二显示数据。

因此，当发光装置是LED时，从选择器16输出的第二显示数据通过缓冲放大器B提供给驱动晶体管17-1、17-2、......的基极，以驱动发光元件18-1、18-2、......。

图2例示了输出显示数据作为驱动信号的定时。

在图2中，示出了表示栅格扫描信号的周期T(其表示显示单元的扫描周期)的GS、表示栅格扫描信号的周期Tx的放大图的Tn、周期内的串行数据SI、时钟信号CLK、用于将串行数据SI输入到锁存电路12的锁存信号LAT、以及产生移动到下一周期的定时的消隐信号BK。

如上所述，因为通过具有消隐信号BK作为第一输入的门电路A1至An输出在扫描周期T内锁存的显示数据，所以在驱动输出1的输出期间输出从缓冲放大器B输出以用于驱动的驱动信号。

因此，由于驱动输出1的亮度总是受到消隐信号BK的脉冲宽度tp的限制，所以当加宽消隐信号BK的脉冲宽度以使光减弱(如箭头所示)时，驱动输出1被限制为具有如驱动输出2所示的短输出宽度，由此通过改变消隐信号的宽度来控制光减弱。

因此，根据常规技术，输出到外部端子的LED的亮度受到对光减弱的控制的影响，由此损害显示功能。

然而，根据本发明的优选实施例，提供给LED的第二显示数据通过选择器16输出到外部端子16-1、16-2、......。例如，根据图1所示的实施例，当将端口切换信号的电平设置为零(电平L)时，从选择器16输出的第二显示数据是通过逻辑电路16b输出的信号，由此来自锁存电路12的不受消隐信号BK影响的信号作为用于驱动LED(其为第二发光装置)的第二显示数据(驱动输出3)。

根据实施例，当安装有开关SW时，可以将端口切换信号预先设置为“H”或“L”。

即，当通过印刷电路板上的跳线电缆实现开关SW时，可以针对各种类型的荧光显示装置预先选择光减弱是否影响第二发光装置的显示数据。

图3例示了本发明的另一个实施例，其中，附图中的相同标号表示图1的相同部件。

即，标号10表示包括微计算机的显示控制器，所述微计算机在其中集成有数字运算处理和存储单元以及信号处理器，用于按预定的定时输出使荧光显示器发光的显示数据作为驱动信号。

因为显示控制器10采用动态驱动方法，所以显示控制器10输出指定荧光管的显示位置的扫描信号(栅格选择信号)、包括针对荧光管的多个发光阳极(段)的发光数据在内的串行数据信号、用于将串行数据转换成并行数据的锁存信号LAT、以及用于选择发光段的显示时段的消隐信号BK作为主信号。

根据本实施例，当设置为将用于指定发光端口的端口切换信号输出以输出显示数据的一部分作为LED驱动信号时，从显示控制器10输出用于控制外部发光装置的发光的外部BK信号。

标号11表示移位寄存器，标号12表示锁存电路12，用于随着每一次扫描的锁存信号LAT的定时而接收移位寄存器11的各级的数据。

标号13表示包括门电路A1至An和缓冲放大器B的驱动器级，其中，缓冲放大器B将逻辑电平转换为显示驱动电压电平。

通过门电路A1至An将保持在锁存电路12中的显示数据提供给显示单元，门电路A1至An在其一个输入处被施加有消隐信号BK。

根据本实施例，从门电路A1至Ak输出的第一显示数据对应于荧光显示器14，从门电路Ak+1至An输出的数据是提供给外部端子16-1、16-2、......、16-k的用于输出到第二其他发光装置(例如发光二极管)的第二显示数据。

因为荧光显示单元14对显示内容进行扫描，所以对其实施通过栅格驱动器1 5提供栅格选择信号的动态驱动。

根据该实施例，在从门电路Ak+1至An输出的第二显示数据通过由虚线包围的选择器16提供给缓冲放大器B时，通过输出锁存电路12的输出数据与外部BK信号的逻辑积的门电路AbK提供的信号作为第二显示数据提供给选择器16。

即，受到门电路Ak+1至An的消隐控制的显示数据和受到门电路AbK中的外部消隐控制的显示数据分别输入到逻辑电路16a和16b的第一输入，并且，端口切换信号输入到逻辑电路之一，以使得可以从逻辑电路16c选择性地输出消隐控制下的第二显示数据和外部消隐控制下的第二显示数据。

因此，根据图3所示的实施例，如图4所示，对串行数据SI、时钟信号CLK、荧光显示单元的消隐信号BK提供外部消隐信号BKLED。

因此，可以选择并输出外部驱动输出3和外部驱动输出4中的一个，所述外部驱动输出3是其光减弱度被调整为与由消隐信号BK调整了消隐时间的荧光显示器14的第一显示数据相同的第二显示数据，所述外部驱动输出4对于锁存的第二显示数据在外部消隐信号BKLED期间是停止的，并且其亮度是针对发光装置(例如LED)独立调整的。

在这种情况下，当将外部消隐信号BKLED的脉冲宽度设置为零时，没有光减弱地输出保持在锁存电路12中的第二显示数据(图2的驱动输出3)。

图5例示了根据本发明的应用了荧光显示装置的驱动方法的装置的详细示例。如图所示，该示例例示了CIG(玻璃内芯片)型真空荧光显示器(CIGVFD)20，所述玻璃内芯片型真空荧光显示器20在平玻璃容器中容纳有显示控制器10、驱动级13的芯片24，其中形成有作为扫描电极的栅格21、按矩阵形式排列以具有行和列的点状荧光电极22、以及灯丝23。

通过引线端子从真空容器的侧壁延伸有用于驱动显示器的多个电源端子p和输入端子Tin，并且如上所述，可以从侧壁的引线端子获得用于驱动荧光显示器和作为第二发光装置的LED的外部引线端子Tout。

因此，当将CIG型真空荧光显示器安装在汽车的正面板上时，可以通过输入到显示控制器的命令信号来同时控制接合于正面板的显示器用的光源(例如LED)。

此外，实现了对LED的发光控制而不影响对荧光显示器的亮度控制，从而能够独立地对如常规技术中描述的与荧光显示器相关联的背光使用的LED或者用于汽车的其他功能显示的LED进行光减弱控制。

此外，当将本发明的驱动方法应用于其中荧光显示管接合于布线板的模块型荧光显示装置时，可以通过单个显示控制器来亮度独立地控制荧光显示管和LED显示器。

如上所述，本发明是有利的，因为可以通过驱动荧光显示管和第二发光装置来实现彩色显示功能。

此外，根据本发明的荧光显示装置及其驱动方法，即使使用单芯片荧光管显示驱动器，也可以防止第二发光装置的亮度对荧光显示装置的亮度造成影响，从而提供彩色显示。

Claims

1、一种真空荧光显示装置，该真空荧光显示装置包括设置在真空容器中的电子源、通过从所述电子源辐射的电子来发光的荧光显示器、以及基于输入数据而输出针对所述荧光显示器的显示数据以执行预定显示的驱动控制装置，其中，所述驱动控制装置至少包括：

锁存电路，用于存储针对所述荧光显示器的第一显示数据、以及针对与所述荧光显示器相关联的第二发光装置的第二显示数据；

门电路，用于对所述锁存电路的输出提供消隐时段，并用于控制光减弱；以及

选择器，用于选择并输出所述锁存电路中保持的第二显示数据和从所述门电路输出的第二数据中的一个，其中，将所述选择器选择的第二数据提供给所述第二发光装置。

2、根据权利要求1所述的真空荧光显示装置，其中，所述第二发光装置包括发光二极管。

3、根据权利要求1和2中的一项所述的真空荧光显示装置，其中，独立于所述荧光显示器地控制由所述选择器选择并输出的针对所述第二发光装置的第二显示数据的亮度。

4、根据权利要求1至3中的一项所述的真空荧光显示装置，其中，从所述真空容器的外部输出端子获得针对所述第二发光装置的数据。

5、根据权利要求1至4中的一项所述的真空荧光显示装置，其中，所述第二发光装置是所述荧光显示器的背光。

6、根据权利要求1至5中的一项所述的真空荧光显示装置，其中，所述第二发光装置设置在该真空荧光显示装置的所述真空容器内。

7、一种真空荧光显示装置的驱动方法，该驱动方法包括以下步骤：使用由设置在真空容器中的电子源发射的电子来使荧光显示器发光，并且按如下方式来控制设置在所述真空容器中的显示控制器：使得所述显示控制器输出用于显示期望字符和图形的信号、以及针对与所述荧光显示器相关联的第二发光装置的信号，同时独立地控制针对所述荧光显示器的显示数据的亮度和所述第二发光装置的亮度。

8、根据权利要求7所述的驱动方法，其中，所述第二发光装置包括发光二极管。

9、根据权利要求7和8中的一项所述的驱动方法，其中，所述第二发光装置是所述荧光显示器的背光。