專利名稱：平板視頻顯示設備及其驅動方法
技術領域：
本發(fā)明涉及使用場致發(fā)射型元件和等離子發(fā)光元件的平板視頻顯示設備及其驅動方法。更特別地，本發(fā)明涉及一種平板視頻顯示設備，其可以在不降低垂直分辨率的情況下提高亮度。
背景技術：
已經(jīng)知道，具有許多面向熒光表面設置的電子發(fā)射元件的平板圖像顯示設備是下一代圖像顯示設備。電子發(fā)射元件具有不同的種類，并且通常，被稱為場致發(fā)射顯示器(在下文中，稱為FED)。在FED中的使用表面電導發(fā)射器的顯示設備被稱為表面電導電子發(fā)射顯示器(在下文中，稱為SED)。
圖像顯示設備具有前基板和背基板，二者以預定的距離相互面對設置。這些基板以通過矩形側壁相互焊接其外圍邊緣的形式形成真空室。為了支撐施加到背基板和前基板的大氣負荷，在這些基板之間放入若干支撐件。
前基板的像素區(qū)域的內(nèi)表面形成有包括紅(R)、藍(B)、和綠(G)熒光材料層的熒光表面。另一方面，背面基板的內(nèi)表面設置有大量的電子發(fā)射元件，其發(fā)射電子用于激發(fā)熒光材料發(fā)光。
此外，許多掃描線和信號線像矩陣一樣形成，并被連接到每個電子發(fā)射元件。對應于視頻信號的電壓被施加到電子發(fā)射元件。
對熒光表面施加加速電壓。從電子發(fā)射元件發(fā)射的電子束通過加速電壓被加速，然后，撞擊熒光表面。通過這樣做，熒光材料發(fā)光；從而顯示視頻圖像。
在圖像顯示設備中，前基板和背基板之間的距離被設置為幾毫米(mm)或更小。因此，與用作當前的電視機和計算機的顯示器的陰極射線管(CRT)相比，該圖像顯示設備更輕更薄。
同時，在上述的圖像顯示設備中，防止由于隔行掃描而發(fā)生閃爍的技術和提高屏幕亮度的技術已經(jīng)被研究。在日本專利申請公開出版物第2004-219884號和第2004-264790號中披露了上述相關技術。
根據(jù)上述的防止由于隔行掃描而發(fā)生閃爍和提高屏幕亮度的技術，使用了一種2行同時驅動系統(tǒng)。特別地，水平設置的電子發(fā)射元件依次被兩行驅動而不是一行。以上述的方式執(zhí)行驅動，因此，與根據(jù)隔行掃描的由一行依次驅動這些元件的傳統(tǒng)情況相比，減少了閃爍。此外，提高了亮度。
然而，同樣的圖像信號被提供至兩行；由于這個原因，降低了垂直分辨率。為了解決垂直分辨率的降低，已經(jīng)研究了使用垂直濾波器的技術。
然而，根據(jù)上述技術，必須在圖像處理電路中新增諸如垂直濾波器的電路。此外，因為增加了該電路以及兩行被驅動，因此增加了功耗。

發(fā)明內(nèi)容
實施例的目的是提供一種視頻顯示設備及其驅動方法，該視頻顯示裝置以低價格和低功耗增加了屏幕亮度，并且減少了閃爍，此外，防止了垂直分辨率的降低。
為了實現(xiàn)上述目標，根據(jù)一個實施例，如果掃描線每隔幾行被驅動，則驅動的主掃描線被提供第一電壓。另一方面，其他同時被驅動的副掃描線被提供低于第一電壓的第二電壓?；蛘?，提供了用于供給具有比主掃描線短的驅動周期的第三電壓的裝置。此外，用于驅動副掃描線的電壓根據(jù)圖像信號的圖象圖案(picture pattern)被控制。
只要改變垂直驅動電路的電壓選擇和驅動順序，就提供上述裝置。因此，可以實現(xiàn)平板視頻顯示設備，其以低價格減少了功耗。
本發(fā)明的其它目的和優(yōu)點將在隨后的說明書中闡述，并且部分地將從說明書中顯而易見，或者通過實施本發(fā)明而了解。本發(fā)明的目的和優(yōu)點可以通過在下文中所特別指出的工具和組合來實現(xiàn)和獲得。


附圖被并入并且構成本申請的一部分，說明了本發(fā)明的實施例，并與上面給出的概述以及下面的具體實施方式

一起用于解釋本發(fā)明的原理。
圖1是示出根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的平板視頻顯示設備的構造的示例性框圖；
圖2是解釋圖1的顯示單元(部)17的基本結構的實例的示例性截面圖；圖3是解釋圖2中所示的電子發(fā)射源的輸出特性的實例的曲線圖；圖4A是解釋驅動圖1和圖2中所示的顯示設備的方法的示例性視圖；圖4B是解釋驅動圖1和圖2中所示的顯示設備的方法的示例性視圖；圖5A是示出掃描線輝度狀態(tài)以解釋根據(jù)本發(fā)明的設備的基本操作的示例性視圖；圖5B是示出信號線電壓驅動信號、掃描線驅動信號、和副掃描線驅動信號以解釋根據(jù)本發(fā)明的設備的基本操作的示例性視圖；圖5C是示出另一信號線電壓驅動信號、掃描線驅動信號、和副掃描線驅動信號以解釋根據(jù)本發(fā)明的設備的基本操作的示例性視圖；圖6是示出施加到掃描線上的驅動電壓在每個場(field)的變化狀態(tài)以解釋根據(jù)本發(fā)明的實施例的設備的基本操作的示例性視圖；圖7A是示出當設備根據(jù)圖6中所示的掃描線信號被驅動時，掃描線的輝度在顯示屏上變化的狀態(tài)的示例性視圖；圖7B是示出當設備根據(jù)圖6中所示的掃描線信號被驅動時，掃描線的輝度在顯示屏上變化的狀態(tài)的示例性視圖；
圖8是示出在本發(fā)明的另一實施例中的掃描線輝度狀態(tài)的示例性視圖；以及圖9是示出包括在根據(jù)本發(fā)明的設備中的信號線驅動單元15和掃描線驅動單元16a的每個內(nèi)部構造的示例性框圖。
具體實施例方式
在下文中將結合附圖詳細描述本發(fā)明的實施例。圖1示出應用本發(fā)明的平板視頻顯示設備的構造。
視頻信號輸入至輸入端子11，然后，通過輸入電路12被提供給視頻信號處理單元(或部)13。輸入電路12從輸入的視頻信號中提取同步信號，以產(chǎn)生與視頻信號同步的時鐘。同時，輸入電路12產(chǎn)生不同的定時信號，此后，將定時信號提供給控制器14。
視頻信號處理單元13進行信號處理，例如，對由輸入電路12輸入的視頻信號的校正，然后，將其輸出至信號線驅動單元15。
來自信號線驅動單元15的單掃描線信號同時被提供給顯示單元17的相應的電子發(fā)射源組。掃描線驅動單元16a和16b選擇電子發(fā)射源組。掃描線驅動單元16a和16b被設置為分別地位于顯示單元17的掃描線的左邊和右邊進行驅動。在這種情況，可以僅設置掃描線驅動單元中的一個。
上述的信號線驅動單元15、掃描線驅動單元16a和16b需要向信號線和掃描線施加適當?shù)碾妷骸ｋ娫聪到y(tǒng)將在下面描述。
來自控制器14的定時信號被提供給電源控制器20。電源控制器20控制第一和第二電源單元21和22。第二電源單元22確定從信號線驅動單元15提供到信號線的信號的基準(基本)電壓。第一電源單元21輸出兩個電壓，即，電壓|Vy1|和|Vy2|。通過獲得上述兩個電壓|Vy1|和|Vy2|而給予的重要性和作用將在下面描述。在圖1中，x1、x2、x3…表示信號線；以及y1、y2、y3…表示掃描線。形成像素的若干元素P被二維排列在信號線和掃描線的交叉點的附近。
在圖1中，參考標記23，即，圖象圖案確定單元(控制器)是設備的組成部件。例如，圖象圖案確定單元23基于由平均圖象電平(APL)計算單元23a的計算結果來獲得圖象圖案信息。此外，圖象圖案確定單元23基于獲得水平掃描線平均輝度的電路，即，線平均灰度計算單元23b的計算結果來獲得圖象圖案信息。此外，圖象圖案確定單元23基于使用示出像素數(shù)量和輝度之間的關系的直方圖的計算單元23c的計算結果來獲得圖象圖案信息。
上述圖象圖案信息用于相對于隨后描述的主掃描線來設定副掃描線的輝度。圖象圖案信息通過電源控制器20來控制第一電源單元21的輸出電壓Vy2的振幅或脈沖寬度。
例如，平均圖象電平(APL)計算單元23a計算單屏平均輝度，并確定施加到副掃描線的電源電壓的電壓值或脈沖寬度。此外，APL計算單元23a從單屏平均輝度確定上述電壓值或脈沖寬度。線平均輝度計算單元23b計算主掃描線的平均輝度，以從計算出的平均輝度值獲得副掃描線的輝度。直方圖計算單元23c適當?shù)貙⑵聊粍澐譃槿舾蓞^(qū)域，其后，從所劃分的區(qū)域獲得直方圖。
圖2是示出顯示單元17的結構，即SED的基本原理的實例的視圖。背基板設置有形成元件P的電子發(fā)射源42a到42c，元件P被布置在玻璃基板41上。在圖2中，示出三個電子發(fā)射源；在這種情況下，這些電子發(fā)射源被二維排列在玻璃基板41上以形成顯示區(qū)域。此外，一個電子發(fā)射源與一條掃描線和一條信號線連接。多個信號線43a到43c平行地排列在玻璃基板41上，并在縱向方向上線連接(互連)。此外，多個掃描線44a到44c平行地排列在玻璃基板41上，并在橫向方向上線連接(互連)。電子發(fā)射源的一個電極連接到來自掃描線驅動單元16a、16b的掃描線。電子發(fā)射源的另一個電極連接到來自信號線驅動單元15的信號線。因此，在電子發(fā)射源的兩個電極之間產(chǎn)生來自掃描線的電勢和來自信號線的電勢之間的電勢差。在兩個電極之間發(fā)射的電子朝向前基板的金屬殼46移動。然后，該電子與形成在金屬殼46的背面上的熒光材料層47的熒光材料相撞擊，因此，在該處發(fā)生了光發(fā)射(發(fā)光)。例如，熒光材料層47包括RGB熒光材料層和插入其中的黑底層。熒光材料層47形成在玻璃基板48的內(nèi)側。例如，從電子發(fā)射源42a到42c發(fā)射的電子與RGB熒光材料層相撞擊，從而獲得彩色顯示。
上述的信號線連接至信號線驅動單元15；另一方面，掃描線連接至掃描線驅動器單元16a、16b。施加到每條信號線和掃描線的電壓將在下面描述。
圖3示出在電子發(fā)射源的兩個電極之間施加的電壓Vf和發(fā)射電流之間的關系。在圖3中，Vy表示施加到掃描線的電勢(電壓)，以及Vx表示施加到信號線的電勢(電壓)。給出如下關系Vf＝Vy的絕對值+Vx的絕對值從圖3可以看出，信號線的電勢Vx是變化的，從而控制了發(fā)射電流。這意味著輝度根據(jù)從信號線驅動單元15輸出的信號的電勢而變化。
圖4A和圖4B示出改變一條掃描線上的輝度的不同實例(方法)。根據(jù)圖4A的實例，將電勢Vy施加到掃描線一個水平周期；另一方面，將電勢A×Vx施加到信號線一個水平周期。根據(jù)圖4B的實例，將電勢Vy施加到掃描線一個水平周期；另一方面，將電勢Vx(例如，＝Vy)施加到信號線1/2個水平周期。換句話說，圖4A中所示的情況示出了改變信號的振幅以改變輝度的方法。另一方面，圖4B中所示的情況示出了改變信號的脈沖寬度來改變輝度的方法?？梢詫⑸鲜龇椒ńY合來改變輝度。
根據(jù)本實施例，水平線(掃描線)由若干條線驅動。在這種情況下，向被驅動的主掃描線提供第一電壓Vy。另一方面，同時向被驅動的其他副掃描線提供小于第一電壓|Vy|的第二電壓?；蛘?，設置一種提供第三電壓的裝置，第三電壓具有比主掃描線的驅動周期短的驅動周期。
給定圖象圖案信息作為設定第二或第三電壓的因素。特別地，圖象圖案確定單元23使用平均圖象電平計算單元23a或行平均輝度計算單元23b或直方圖計算單元23c來獲取圖象圖案信息。上述的圖象圖案信息被用作通過電源控制器20控制第一電源單元21的輸出電壓|Vy2|的振幅或脈沖寬度。例如，如果周圍的圖像是亮的，則執(zhí)行亮的控制；另一方面，如果圖像是暗的，則執(zhí)行暗的控制。此外，使用平均圖象電平計算單元23a或行平均輝度計算單元23b或直方圖計算單元23c獲得的圖象圖案信息可以獨立地被使用。電壓|Vy2|可以從外部手動地控制。
圖5A示出當多個行被如上所述同時驅動時，主掃描線和副掃描線的輝度狀態(tài)。為了獲得該輝度狀態(tài)，使用圖5B和5C中示出的電壓供給方法。根據(jù)圖5B中示出的電壓供給方法，雖然提供給副掃描線的電壓|Vy2|的電壓值和提供給主掃描線的電壓|Vy1|的電壓值相同，但是電壓|Vy2|的供給周期短于電壓|Vy1|的供給周期。根據(jù)圖5C中示出的電壓供給方法，雖然提供給副掃描線的電壓|Vy2|的供給周期和提供給主掃描線的電壓|Vy1|的供給周期相同，但是電壓|Vy2|的振幅小于電壓|Vy1|。
上述的電壓|Vy1|和|Vy2|從圖1中示出的第一電源單元21獲得。根據(jù)電壓|Vy2|，副掃描線的輝度很小，因此，即使執(zhí)行了兩行掃描，垂直分辨率并沒有大幅度降低。相反地，獲得了如下的效果，特別地，增加了屏幕亮度，并且減少了閃爍。
圖6示出施加到六條掃描線的電壓的第一至第四場的每個狀態(tài)。圖6示出了如下情況，其中，當兩條掃描線同時被驅動時，提供給副掃描線的電壓|Vy2|的振幅小于提供給主掃描線的電壓|Vy1|的振幅，盡管電壓|Vy2|的供給周期與電壓|Vy1|相同。
圖7A和圖7B分別示出當如圖6所示提供電壓時，主掃描線輝度狀態(tài)和副掃描線輝度狀態(tài)的實例。在這種情況下，信號線電壓是常數(shù)。
圖8示出當三條掃描線同時被驅動時的另一個實例。給出位于主掃描線上面和下面的掃描線作為副掃描線。
圖9示出信號線驅動單元15和掃描線驅動單元16a的內(nèi)部結構的實例。掃描線驅動單元16a包括選擇電路SW1到SW4，其用于向每條掃描線施加用于主掃描線的電壓|Vy1|、用于副掃描線的電壓|Vy2|、以及用于非驅動掃描線的電壓(0V)中的任一個。圖9示出當掃描線Y2用作主掃描線，并且掃描線Y3作為副掃描線被驅動的狀態(tài)。具有對應于信號電平的振幅和脈沖寬度的電壓被施加到信號線。在這種情況下，基準電壓Vx0(＝0v)保持為常數(shù)。第一電源單元21包括Vy2調幅或脈寬調制單元。振幅值或脈沖寬度根據(jù)來自控制器14的設定參數(shù)來確定。
根據(jù)以電源控制器20基于前述的圖象圖案信息來控制第一電源單元21的方式獲得的結果，設定來自第一電源單元21的Vy2的振幅或脈沖寬度。因此，在本設備中，副掃描線的亮度根據(jù)圖象圖案被自動地控制，以具有適合于周圍亮度的輝度。結果，閃爍被減少。此外，有效地防止了垂直分辨率的降低。
根據(jù)上述實施例，APL計算單元23a是新近設置的。然而，具有APL計算單元23a的顯示設備能夠使用來自已有的APL計算單元的輸出。因此，防止了制造成本的增加。同樣地，只要設備包括線平均輝度計算單元和直方圖計算單元，它們的輸出就可以被逐漸地使用。
本發(fā)明并不僅限于上述實施例。這樣，在不偏離本發(fā)明的主題的情況下，可以對組成部件的工作步驟進行修改。在上述實施例中披露的多個組成部件是恰當?shù)亟M合的，因此，可以形成不同的發(fā)明。例如，一些部件可以從本實施例中所披露的所有組成部件中刪除。此外，在不同實施例中披露的組成部件可以被適當?shù)亟M合。
本領域的技術人員將容易地想到其它的優(yōu)點和修改。因此，本發(fā)明在其較寬的方面內(nèi)不限于在此所描述和示出的特定細節(jié)和代表性實施例。因此，在不偏離保護范圍及其等同物所限定的本發(fā)明的精神和原則的情況下，可以作出各種修改。
權利要求
1.一種視頻顯示設備，其特征在于，包括多條信號線(x1、x2、x3、x4、...)；多條掃描線(y1、y2、y3、...)，與所述多條信號線相交；二維排列的元件(P)，被相應的所述掃描線選擇，并且被提供有來自相應的所述信號線的信號；圖象圖案確定單元(23)，根據(jù)提供給所述信號線的信號的圖象圖案來獲得亮度校正信息；掃描線驅動單元(16a、16b)，在所述多條掃描線中設置彼此相鄰的主掃描線和副掃描線，以同時驅動所述主掃描線和副掃描線，并且依次掃描，此外，將第一電壓提供給所述主掃描線，將第二或第三電壓提供給所述副掃描線，將基準電壓提供給非驅動掃描線，所述第二電壓低于所述第一電壓，并且基于由所述圖象圖案確定單元獲得的所述校正信息被確定，所述第三電壓比所述主掃描線的驅動周期短，并且具有基于由所述圖象圖案確定單元獲得的所述校正信息來確定的驅動周期；以及信號線驅動單元(15)，通過所述多條信號線將信號提供給連接到掃描線的元件，所述掃描線由所述掃描線驅動單元驅動。
2.根據(jù)權利要求1所述的設備，其特征在于，所述多個元件包括電子發(fā)射元件。
3.根據(jù)權利要求1所述的設備，其特征在于，所述掃描線驅動單元包括選擇電路(SW1、SW2、SW3、SW4、...)，用于選擇所述第一電壓、所述第二電壓或第三電壓，以及非驅動掃描線的所述基準電壓。
4.根據(jù)權利要求1所述的設備，其特征在于，所述掃描線驅動單元包括選擇電路(SW1、SW2、SW3、SW4、...)，用于選擇所述第一電壓、所述第二電壓或第三電壓、以及所述基準電壓。
5.根據(jù)權利要求1所述的設備，其特征在于，所述圖象圖案確定單元的所述校正信息是平均圖象電平計算單元的輸出。
6.根據(jù)權利要求1所述的設備，其特征在于，所述圖象圖案確定單元的所述校正信息是線平均輝度計算單元的輸出。
7.根據(jù)權利要求1所述的設備，其特征在于，所述圖象圖案確定單元的所述校正信息是線平均輝度計算單元的輸出，以及所述線平均輝度計算單元計算主掃描線的線平均輝度。
8.根據(jù)權利要求1所述的設備，其特征在于，所述掃描線驅動單元包括用于產(chǎn)生所述第二電壓的調幅電路。
9.根據(jù)權利要求1所述的設備，其特征在于，所述掃描線驅動單元包括用于產(chǎn)生所述第三電壓的脈寬調制電路。
10.一種視頻顯示設備，其特征在于，包括多條信號線；多條掃描線，與所述多條信號線相交；二維排列的元件，被相應的所述掃描線選擇，并且被提供有來自相應的所述信號線的信號；掃描線驅動單元，選擇性地驅動所述多條掃描線；信號線驅動單元，通過所述多條信號線將信號提供給連接到掃描線的元件，所述掃描線由所述掃描線驅動單元驅動；以及電源單元，用于通過所述掃描線驅動單元向所述掃描線提供電壓，所述掃描線驅動單元，在所述多條掃描線中設置彼此相鄰的主掃描線和副掃描線，以同時驅動所述主掃描線和副掃描線，并且依次掃描，此外，包括如下裝置，所述裝置用于將第一電壓提供給所述主掃描線，將低于所述第一電壓的第二電壓或其驅動周期短于所述主掃描線的驅動周期的第三電壓提供給所述副掃描線，以及將基準電壓提供給非驅動掃描線，所述電源單元包括用于產(chǎn)生所述第一電壓和所述第二或第三電壓的電路，圖象圖案確定單元，使用提供給所述信號的視頻信號，包括用于獲得用于設定所述第二或第三電壓值的校正信息的裝置。
11.根據(jù)權利要求10所述的設備，其特征在于，所述多個元件是電子發(fā)射元件。
12.根據(jù)權利要求10所述的設備，其特征在于，所述圖象圖案確定單元使用已有的平均圖象電平計算單元。
13.根據(jù)權利要求10所述的設備，其特征在于，所述圖象圖案確定單元使用線平均輝度計算單元，所述線平均輝度計算單元計算所述主掃描線的線平均輝度。
14.一種視頻顯示設備的驅動方法，包括多條信號線；多條掃描線，與所述多條信號線相交；二維排列的元件，被相應的所述掃描線選擇，并且被提供有來自相應的所述信號線的信號；掃描線驅動單元，選擇性地驅動所述多條掃描線；信號線驅動單元，通過所述多條信號線將信號提供給連接到掃描線的元件，所述掃描線由所述掃描線驅動單元驅動；電源單元，用于通過所述掃描線驅動單元向所述掃描線提供電壓；以及控制器，其特征在于，包括提供圖象圖案確定單元，根據(jù)提供給所述信號線的信號的圖象圖案獲得亮度校正信息；控制所述掃描線驅動單元，使得所述掃描線驅動單元在所述多條掃描線中設置彼此相鄰的主掃描線和副掃描線，以同時驅動所述主掃描線和副掃描線，并且依次掃描，此外，在所述控制器中，將第一電壓提供給所述主掃描線，將低于所述第一電壓的第二電壓或其驅動周期短于所述主掃描線的驅動周期的第三電壓提供給所述副掃描線，以及將基準電壓提供給非驅動掃描線；以及控制所述電源單元，使得所述電源單元產(chǎn)生所述第一電壓或第二或第三電壓，并且基于來自所述控制器中的所述圖象圖案確定單元的亮度校正信息來控制電壓值。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種平板視頻顯示設備，其以低價格和低功耗提高了屏幕亮度，并減少了閃爍。當掃描線(y1、y2、y3、…)依次被多條線驅動時，設備設置有單元(20、21、22、16a、16b)，用于將第一電壓提供給被驅動的主掃描線，以及將低于第一電壓的第二電壓或其驅動周期短于主掃描線的驅動周期的第三電壓，以同時驅動其他副掃描線。設置第二或第三電壓的因素是基于圖象圖案確定結果的信息，該結果由圖象圖案確定單元(23)確定。
文檔編號G09G3/22GK1841458SQ200610056889
公開日2006年10月4日 申請日期2006年3月9日 優(yōu)先權日2005年3月31日
發(fā)明者大河原康公, 小川佳彥, 伊藤謙, 吉村博, 佐藤考, 平山桂子 申請人:株式會社東芝