CN1841458A - 平板视频显示设备及其驱动方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种平板视频显示设备，其以低价格和低功耗提高了屏幕亮度，并减少了闪烁。当扫描线(y1、y2、y3、…)依次被多条线驱动时，设备设置有单元(20、21、22、16a、16b)，用于将第一电压提供给被驱动的主扫描线，以及将低于第一电压的第二电压或其驱动周期短于主扫描线的驱动周期的第三电压，以同时驱动其他副扫描线。设置第二或第三电压的因素是基于图象图案确定结果的信息，该结果由图象图案确定单元(23)确定。

Description

平板视频显示设备及其驱动方法

技术领域

本发明涉及使用场致发射型元件和等离子发光元件的平板视频显示设备及其驱动方法。更特别地，本发明涉及一种平板视频显示设备，其可以在不降低垂直分辨率的情况下提高亮度。

背景技术

已经知道，具有许多面向荧光表面设置的电子发射元件的平板图像显示设备是下一代图像显示设备。电子发射元件具有不同的种类，并且通常，被称为场致发射显示器(在下文中，称为FED)。在FED中的使用表面电导发射器的显示设备被称为表面电导电子发射显示器(在下文中，称为SED)。

图像显示设备具有前基板和背基板，二者以预定的距离相互面对设置。这些基板以通过矩形侧壁相互焊接其外围边缘的形式形成真空室。为了支撑施加到背基板和前基板的大气负荷，在这些基板之间放入若干支撑件。

前基板的像素区域的内表面形成有包括红(R)、蓝(B)、和绿(G)荧光材料层的荧光表面。另一方面，背面基板的内表面设置有大量的电子发射元件，其发射电子用于激发荧光材料发光。

此外，许多扫描线和信号线像矩阵一样形成，并被连接到每个电子发射元件。对应于视频信号的电压被施加到电子发射元件。

对荧光表面施加加速电压。从电子发射元件发射的电子束通过加速电压被加速，然后，撞击荧光表面。通过这样做，荧光材料发光；从而显示视频图像。

在图像显示设备中，前基板和背基板之间的距离被设置为几毫米(mm)或更小。因此，与用作当前的电视机和计算机的显示器的阴极射线管(CRT)相比，该图像显示设备更轻更薄。

同时，在上述的图像显示设备中，防止由于隔行扫描而发生闪烁的技术和提高屏幕亮度的技术已经被研究。在日本专利申请公开出版物第2004-219884号和第2004-264790号中披露了上述相关技术。

根据上述的防止由于隔行扫描而发生闪烁和提高屏幕亮度的技术，使用了一种2行同时驱动系统。特别地，水平设置的电子发射元件依次被两行驱动而不是一行。以上述的方式执行驱动，因此，与根据隔行扫描的由一行依次驱动这些元件的传统情况相比，减少了闪烁。此外，提高了亮度。

然而，同样的图像信号被提供至两行；由于这个原因，降低了垂直分辨率。为了解决垂直分辨率的降低，已经研究了使用垂直滤波器的技术。

然而，根据上述技术，必须在图像处理电路中新增诸如垂直滤波器的电路。此外，因为增加了该电路以及两行被驱动，因此增加了功耗。

发明内容

实施例的目的是提供一种视频显示设备及其驱动方法，该视频显示装置以低价格和低功耗增加了屏幕亮度，并且减少了闪烁，此外，防止了垂直分辨率的降低。

为了实现上述目标，根据一个实施例，如果扫描线每隔几行被驱动，则驱动的主扫描线被提供第一电压。另一方面，其他同时被驱动的副扫描线被提供低于第一电压的第二电压。或者，提供了用于供给具有比主扫描线短的驱动周期的第三电压的装置。此外，用于驱动副扫描线的电压根据图像信号的图象图案(picture pattern)被控制。

只要改变垂直驱动电路的电压选择和驱动顺序，就提供上述装置。因此，可以实现平板视频显示设备，其以低价格减少了功耗。

本发明的其它目的和优点将在随后的说明书中阐述，并且部分地将从说明书中显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和优点可以通过在下文中所特别指出的工具和组合来实现和获得。

附图说明

附图被并入并且构成本申请的一部分，说明了本发明的实施例，并与上面给出的概述以及下面的具体实施方式一起用于解释本发明的原理。

图1是示出根据本发明的一个实施例的平板视频显示设备的构造的示例性框图；

图2是解释图1的显示单元(部)17的基本结构的实例的示例性截面图；

图3是解释图2中所示的电子发射源的输出特性的实例的曲线图；

图4A是解释驱动图1和图2中所示的显示设备的方法的示例性视图；

图4B是解释驱动图1和图2中所示的显示设备的方法的示例性视图；

图5A是示出扫描线辉度状态以解释根据本发明的设备的基本操作的示例性视图；

图5B是示出信号线电压驱动信号、扫描线驱动信号、和副扫描线驱动信号以解释根据本发明的设备的基本操作的示例性视图；

图5C是示出另一信号线电压驱动信号、扫描线驱动信号、和副扫描线驱动信号以解释根据本发明的设备的基本操作的示例性视图；

图6是示出施加到扫描线上的驱动电压在每个场(field)的变化状态以解释根据本发明的实施例的设备的基本操作的示例性视图；

图7A是示出当设备根据图6中所示的扫描线信号被驱动时，扫描线的辉度在显示屏上变化的状态的示例性视图；

图7B是示出当设备根据图6中所示的扫描线信号被驱动时，扫描线的辉度在显示屏上变化的状态的示例性视图；

图8是示出在本发明的另一实施例中的扫描线辉度状态的示例性视图；以及

图9是示出包括在根据本发明的设备中的信号线驱动单元15和扫描线驱动单元16a的每个内部构造的示例性框图。

具体实施方式

在下文中将结合附图详细描述本发明的实施例。图1示出应用本发明的平板视频显示设备的构造。

视频信号输入至输入端子11，然后，通过输入电路12被提供给视频信号处理单元(或部)13。输入电路12从输入的视频信号中提取同步信号，以产生与视频信号同步的时钟。同时，输入电路12产生不同的定时信号，此后，将定时信号提供给控制器14。

视频信号处理单元13进行信号处理，例如，对由输入电路12输入的视频信号的校正，然后，将其输出至信号线驱动单元15。

来自信号线驱动单元15的单扫描线信号同时被提供给显示单元17的相应的电子发射源组。扫描线驱动单元16a和16b选择电子发射源组。扫描线驱动单元16a和16b被设置为分别地位于显示单元17的扫描线的左边和右边进行驱动。在这种情况，可以仅设置扫描线驱动单元中的一个。

上述的信号线驱动单元15、扫描线驱动单元16a和16b需要向信号线和扫描线施加适当的电压。电源系统将在下面描述。

来自控制器14的定时信号被提供给电源控制器20。电源控制器20控制第一和第二电源单元21和22。第二电源单元22确定从信号线驱动单元15提供到信号线的信号的基准(基本)电压。第一电源单元21输出两个电压，即，电压|Vy1|和|Vy2|。通过获得上述两个电压|Vy1|和|Vy2|而给予的重要性和作用将在下面描述。在图1中，x1、x2、x3…表示信号线；以及y1、y2、y3…表示扫描线。形成像素的若干元素P被二维排列在信号线和扫描线的交叉点的附近。

在图1中，参考标记23，即，图象图案确定单元(控制器)是设备的组成部件。例如，图象图案确定单元23基于由平均图象电平(APL)计算单元23a的计算结果来获得图象图案信息。此外，图象图案确定单元23基于获得水平扫描线平均辉度的电路，即，线平均灰度计算单元23b的计算结果来获得图象图案信息。此外，图象图案确定单元23基于使用示出像素数量和辉度之间的关系的直方图的计算单元23c的计算结果来获得图象图案信息。

上述图象图案信息用于相对于随后描述的主扫描线来设定副扫描线的辉度。图象图案信息通过电源控制器20来控制第一电源单元21的输出电压Vy2的振幅或脉冲宽度。

例如，平均图象电平(APL)计算单元23a计算单屏平均辉度，并确定施加到副扫描线的电源电压的电压值或脉冲宽度。此外，APL计算单元23a从单屏平均辉度确定上述电压值或脉冲宽度。线平均辉度计算单元23b计算主扫描线的平均辉度，以从计算出的平均辉度值获得副扫描线的辉度。直方图计算单元23c适当地将屏幕划分为若干区域，其后，从所划分的区域获得直方图。

图2是示出显示单元17的结构，即SED的基本原理的实例的视图。背基板设置有形成元件P的电子发射源42a到42c，元件P被布置在玻璃基板41上。在图2中，示出三个电子发射源；在这种情况下，这些电子发射源被二维排列在玻璃基板41上以形成显示区域。此外，一个电子发射源与一条扫描线和一条信号线连接。多个信号线43a到43c平行地排列在玻璃基板41上，并在纵向方向上线连接(互连)。此外，多个扫描线44a到44c平行地排列在玻璃基板41上，并在横向方向上线连接(互连)。电子发射源的一个电极连接到来自扫描线驱动单元16a、16b的扫描线。电子发射源的另一个电极连接到来自信号线驱动单元15的信号线。因此，在电子发射源的两个电极之间产生来自扫描线的电势和来自信号线的电势之间的电势差。在两个电极之间发射的电子朝向前基板的金属壳46移动。然后，该电子与形成在金属壳46的背面上的荧光材料层47的荧光材料相撞击，因此，在该处发生了光发射(发光)。例如，荧光材料层47包括RGB荧光材料层和插入其中的黑底层。荧光材料层47形成在玻璃基板48的内侧。例如，从电子发射源42a到42c发射的电子与RGB荧光材料层相撞击，从而获得彩色显示。

上述的信号线连接至信号线驱动单元15；另一方面，扫描线连接至扫描线驱动器单元16a、16b。施加到每条信号线和扫描线的电压将在下面描述。

图3示出在电子发射源的两个电极之间施加的电压Vf和发射电流之间的关系。在图3中，Vy表示施加到扫描线的电势(电压)，以及Vx表示施加到信号线的电势(电压)。给出如下关系：

Vf＝Vy的绝对值+Vx的绝对值

从图3可以看出，信号线的电势Vx是变化的，从而控制了发射电流。这意味着辉度根据从信号线驱动单元15输出的信号的电势而变化。

图4A和图4B示出改变一条扫描线上的辉度的不同实例(方法)。根据图4A的实例，将电势Vy施加到扫描线一个水平周期；另一方面，将电势A×Vx施加到信号线一个水平周期。根据图4B的实例，将电势Vy施加到扫描线一个水平周期；另一方面，将电势Vx(例如，＝Vy)施加到信号线1/2个水平周期。换句话说，图4A中所示的情况示出了改变信号的振幅以改变辉度的方法。另一方面，图4B中所示的情况示出了改变信号的脉冲宽度来改变辉度的方法。可以将上述方法结合来改变辉度。

根据本实施例，水平线(扫描线)由若干条线驱动。在这种情况下，向被驱动的主扫描线提供第一电压Vy。另一方面，同时向被驱动的其他副扫描线提供小于第一电压|Vy|的第二电压。或者，设置一种提供第三电压的装置，第三电压具有比主扫描线的驱动周期短的驱动周期。

给定图象图案信息作为设定第二或第三电压的因素。特别地，图象图案确定单元23使用平均图象电平计算单元23a或行平均辉度计算单元23b或直方图计算单元23c来获取图象图案信息。上述的图象图案信息被用作通过电源控制器20控制第一电源单元21的输出电压|Vy2|的振幅或脉冲宽度。例如，如果周围的图像是亮的，则执行亮的控制；另一方面，如果图像是暗的，则执行暗的控制。此外，使用平均图象电平计算单元23a或行平均辉度计算单元23b或直方图计算单元23c获得的图象图案信息可以独立地被使用。电压|Vy2|可以从外部手动地控制。

图5A示出当多个行被如上所述同时驱动时，主扫描线和副扫描线的辉度状态。为了获得该辉度状态，使用图5B和5C中示出的电压供给方法。根据图5B中示出的电压供给方法，虽然提供给副扫描线的电压|Vy2|的电压值和提供给主扫描线的电压|Vy1|的电压值相同，但是电压|Vy2|的供给周期短于电压|Vy1|的供给周期。根据图5C中示出的电压供给方法，虽然提供给副扫描线的电压|Vy2|的供给周期和提供给主扫描线的电压|Vy1|的供给周期相同，但是电压|Vy2|的振幅小于电压|Vy1|。

上述的电压|Vy1|和|Vy2|从图1中示出的第一电源单元21获得。根据电压|Vy2|，副扫描线的辉度很小，因此，即使执行了两行扫描，垂直分辨率并没有大幅度降低。相反地，获得了如下的效果，特别地，增加了屏幕亮度，并且减少了闪烁。

图6示出施加到六条扫描线的电压的第一至第四场的每个状态。图6示出了如下情况，其中，当两条扫描线同时被驱动时，提供给副扫描线的电压|Vy2|的振幅小于提供给主扫描线的电压|Vy1|的振幅，尽管电压|Vy2|的供给周期与电压|Vy1|相同。

图7A和图7B分别示出当如图6所示提供电压时，主扫描线辉度状态和副扫描线辉度状态的实例。在这种情况下，信号线电压是常数。

图8示出当三条扫描线同时被驱动时的另一个实例。给出位于主扫描线上面和下面的扫描线作为副扫描线。

图9示出信号线驱动单元15和扫描线驱动单元16a的内部结构的实例。扫描线驱动单元16a包括选择电路SW1到SW4，其用于向每条扫描线施加用于主扫描线的电压|Vy1|、用于副扫描线的电压|Vy2|、以及用于非驱动扫描线的电压(0V)中的任一个。图9示出当扫描线Y2用作主扫描线，并且扫描线Y3作为副扫描线被驱动的状态。具有对应于信号电平的振幅和脉冲宽度的电压被施加到信号线。在这种情况下，基准电压Vx0(＝0v)保持为常数。第一电源单元21包括Vy2调幅或脉宽调制单元。振幅值或脉冲宽度根据来自控制器14的设定参数来确定。

根据以电源控制器20基于前述的图象图案信息来控制第一电源单元21的方式获得的结果，设定来自第一电源单元21的Vy2的振幅或脉冲宽度。因此，在本设备中，副扫描线的亮度根据图象图案被自动地控制，以具有适合于周围亮度的辉度。结果，闪烁被减少。此外，有效地防止了垂直分辨率的降低。

根据上述实施例，APL计算单元23a是新近设置的。然而，具有APL计算单元23a的显示设备能够使用来自已有的APL计算单元的输出。因此，防止了制造成本的增加。同样地，只要设备包括线平均辉度计算单元和直方图计算单元，它们的输出就可以被逐渐地使用。

本发明并不仅限于上述实施例。这样，在不偏离本发明的主题的情况下，可以对组成部件的工作步骤进行修改。在上述实施例中披露的多个组成部件是恰当地组合的，因此，可以形成不同的发明。例如，一些部件可以从本实施例中所披露的所有组成部件中删除。此外，在不同实施例中披露的组成部件可以被适当地组合。

本领域的技术人员将容易地想到其它的优点和修改。因此，本发明在其较宽的方面内不限于在此所描述和示出的特定细节和代表性实施例。因此，在不偏离保护范围及其等同物所限定的本发明的精神和原则的情况下，可以作出各种修改。

Claims (14)

1.一种视频显示设备，其特征在于，包括：

多条信号线(x1、x2、x3、x4、...)；

多条扫描线(y1、y2、y3、...)，与所述多条信号线相交；

二维排列的元件(P)，被相应的所述扫描线选择，并且被提供有来自相应的所述信号线的信号；

图象图案确定单元(23)，根据提供给所述信号线的信号的图象图案来获得亮度校正信息；

扫描线驱动单元(16a、16b)，在所述多条扫描线中设置彼此相邻的主扫描线和副扫描线，以同时驱动所述主扫描线和副扫描线，并且依次扫描，此外，将第一电压提供给所述主扫描线，将第二或第三电压提供给所述副扫描线，将基准电压提供给非驱动扫描线，所述第二电压低于所述第一电压，并且基于由所述图象图案确定单元获得的所述校正信息被确定，所述第三电压比所述主扫描线的驱动周期短，并且具有基于由所述图象图案确定单元获得的所述校正信息来确定的驱动周期；以及

信号线驱动单元(15)，通过所述多条信号线将信号提供给连接到扫描线的元件，所述扫描线由所述扫描线驱动单元驱动。

2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述多个元件包括电子发射元件。

3.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述扫描线驱动单元包括选择电路(SW1、SW2、SW3、SW4、...)，用于选择所述第一电压、所述第二电压或第三电压，以及非驱动扫描线的所述基准电压。

4.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述扫描线驱动单元包括选择电路(SW1、SW2、SW3、SW4、...)，用于选择所述第一电压、所述第二电压或第三电压、以及所述基准电压。

5.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述图象图案确定单元的所述校正信息是平均图象电平计算单元的输出。

6.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述图象图案确定单元的所述校正信息是线平均辉度计算单元的输出。

7.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述图象图案确定单元的所述校正信息是线平均辉度计算单元的输出，以及所述线平均辉度计算单元计算主扫描线的线平均辉度。

8.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述扫描线驱动单元包括用于产生所述第二电压的调幅电路。

9.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述扫描线驱动单元包括用于产生所述第三电压的脉宽调制电路。

10.一种视频显示设备，其特征在于，包括：

多条信号线；

多条扫描线，与所述多条信号线相交；

二维排列的元件，被相应的所述扫描线选择，并且被提供有来自相应的所述信号线的信号；

扫描线驱动单元，选择性地驱动所述多条扫描线；

信号线驱动单元，通过所述多条信号线将信号提供给连接到扫描线的元件，所述扫描线由所述扫描线驱动单元驱动；

以及

电源单元，用于通过所述扫描线驱动单元向所述扫描线提供电压，

所述扫描线驱动单元，在所述多条扫描线中设置彼此相邻的主扫描线和副扫描线，以同时驱动所述主扫描线和副扫描线，并且依次扫描，此外，包括如下装置，所述装置用于将第一电压提供给所述主扫描线，将低于所述第一电压的第二电压或其驱动周期短于所述主扫描线的驱动周期的第三电压提供给所述副扫描线，以及将基准电压提供给非驱动扫描线，

所述电源单元包括用于产生所述第一电压和所述第二或第三电压的电路，

图象图案确定单元，使用提供给所述信号的视频信号，包括用于获得用于设定所述第二或第三电压值的校正信息的装置。

11.根据权利要求10所述的设备，其特征在于，所述多个元件是电子发射元件。

12.根据权利要求10所述的设备，其特征在于，所述图象图案确定单元使用已有的平均图象电平计算单元。

13.根据权利要求10所述的设备，其特征在于，所述图象图案确定单元使用线平均辉度计算单元，所述线平均辉度计算单元计算所述主扫描线的线平均辉度。

14.一种视频显示设备的驱动方法，包括：

多条信号线；多条扫描线，与所述多条信号线相交；二维排列的元件，被相应的所述扫描线选择，并且被提供有来自相应的所述信号线的信号；扫描线驱动单元，选择性地驱动所述多条扫描线；信号线驱动单元，通过所述多条信号线将信号提供给连接到扫描线的元件，所述扫描线由所述扫描线驱动单元驱动；电源单元，用于通过所述扫描线驱动单元向所述扫描线提供电压；以及控制器，其特征在于，包括：

提供图象图案确定单元，根据提供给所述信号线的信号的图象图案获得亮度校正信息；

控制所述扫描线驱动单元，使得所述扫描线驱动单元在所述多条扫描线中设置彼此相邻的主扫描线和副扫描线，以同时驱动所述主扫描线和副扫描线，并且依次扫描，此外，在所述控制器中，将第一电压提供给所述主扫描线，将低于所述第一电压的第二电压或其驱动周期短于所述主扫描线的驱动周期的第三电压提供给所述副扫描线，以及将基准电压提供给非驱动扫描线；以及

控制所述电源单元，使得所述电源单元产生所述第一电压或第二或第三电压，并且基于来自所述控制器中的所述图象图案确定单元的亮度校正信息来控制电压值。

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