專利名稱：電致發(fā)光顯示器的控制的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電致發(fā)光顯示器，特別是涉及上述顯示器的亮度控制，以及可控亮度的電致發(fā)光顯示器。
背景技術(shù)：
電致發(fā)光顯示器含有用于顯示信息的選擇可被照明的區(qū)域。像這樣一些顯示器具有一些有競爭能力的技術(shù)優(yōu)勢，它們可以是巨大的、柔韌的并且是比較廉價的。
雖然在20世紀50年代已知道電致發(fā)光燈，但是這些電致發(fā)光燈具有短的壽命，并且直到20世紀80年代才研制柔韌的電致發(fā)光器件。然而，柔韌的電致發(fā)光器件被用作LCD背光而且只有在最近才可以達到可實用的電致發(fā)光顯示器。
電致發(fā)光顯示器通常包括在二個電極之間一層像摻硫酸鋅粉末之類的熒光物質(zhì)材料。對于至少一個設(shè)置在像聚酯薄膜或者聚乙烯對酞酸酯(PET)薄膜之類透明襯底上由像銦錫氧化物(ITO)組成的電極來說是常見的。可以通過把一些電極層和一些熒光層沉積到襯底上，例如通過網(wǎng)印，在這種情況中可以用導(dǎo)電的例如摻入銀的墨料形成不透明的電極。在WO 00/72638和WO 99/55121中描述一些電致發(fā)光器件的實施例。
通過為使熒光材料感光而在燈的兩個電極之間施加適當頻率的交變電壓使以上所述的普通類型電致發(fā)光顯示器照亮。通常，在電致發(fā)光顯示器中使用的一些熒光材料要求幾百伏特的電壓。一般來說，像這樣的電致發(fā)光顯示器可以有在100PF～1μF范圍內(nèi)的電容。
由于只需要小電流，因此這種比較高的驅(qū)動電壓能夠很容易從低電壓DC電源通過像眾所周知的“逆向變換器”之類電路產(chǎn)生。
電路包括串聯(lián)排列的電感器和振蕩開關(guān)。二極管和電容器在與振蕩開關(guān)并聯(lián)時是串聯(lián)排列的。開關(guān)在開狀態(tài)和閉狀態(tài)之間振蕩。在閉狀態(tài)時，一些電流從DC電源流過電感器和開關(guān)。當打開開關(guān)時，切斷電路通路，但是與電感器有關(guān)聯(lián)的磁場迫使電流保持流動。所以電感器迫使電流流過二極管而使電容器充電。在閉合開關(guān)同時二極管阻止電容器放電。所以能夠使電容器充電到比DC電源電壓更高的電壓，并且能夠以這樣的電壓從電容器引出電流。
為了從逆向變換器向負載供給交變電流，可以設(shè)置與電容器并聯(lián)的H型電橋。一般來說H型電橋包括二個并聯(lián)部件，每個部件裝有與第二開關(guān)串聯(lián)的第一開關(guān)。在每個部件上在第一和第二開關(guān)之間有一個結(jié)點，而且負載連接在各自的部件的結(jié)點之間。電流能夠在經(jīng)過一個部件中的第一開關(guān)和另一個部件中的第二開關(guān)的一個方向上以及在經(jīng)過其他二個開關(guān)的另一個方向上流過負載。操作H型電橋中的一些開關(guān)以使電流首先在一個方向上流過負載而然后在另一個方向流過負載。
在為構(gòu)成顯示器而設(shè)置多個電致發(fā)光分段的場合下，通過裝有跨接多個需要點亮的分段、選擇接通或關(guān)斷恒定電壓的單條高電壓干線來控制這些分段。以上所述是通過用一種半H型電橋晶體管配置來驅(qū)動通常在正面的共用電極和用大量半H型電橋來驅(qū)動多分段中的各分段而達到的。以在幾Hz到幾千Hz區(qū)域內(nèi)的頻率接通或關(guān)斷共用電極。將用與共用電極一樣的信號驅(qū)動不需要點亮的一些分段以致這些分段看不到有凈電壓。以同樣的頻率但是與共用電極反相地驅(qū)動需要點亮的一些分段以致看到這些分段有峰對峰數(shù)值為高電壓干線電壓二倍的交變電壓。就這樣通過分段驅(qū)動信號的相位控制來啟動點亮分段的簡易控制。
應(yīng)當理解，這種驅(qū)動方法的結(jié)果是所有點亮的分段顯示出相同的標稱亮度。通過改變高電壓干線電壓和/或通過改變開關(guān)頻率能夠控制所有點亮分段的亮度。然而，由于以相同電壓和相同頻率驅(qū)動所有分段，因此無法改變一些分段的彼此相對亮度。
發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明，提供有與電致發(fā)光顯示器同時使用的顯示控制器，其中把該控制器配置成改變施加于顯示器中的照亮分段的信號中的相對相位，由此能夠改變分段的亮度。
按常規(guī)配置，每個周期驅(qū)動一個照亮的元件?？墒?，本發(fā)明的控制器通過改變一些信號的相位能夠在振蕩器的每個周期期間可選擇地使每個分段轉(zhuǎn)向接通或關(guān)斷以便把分段調(diào)整到所希望的亮度。通過每個周期使分段轉(zhuǎn)向接通而達到最大亮度，通過一半時間使分段轉(zhuǎn)向接通而達到一半最大亮度，依此類推。利用使人毫無分辨能力的事實根據(jù)在于來自粉末電致發(fā)光顯示器的光發(fā)射具有幾十微秒的快時間響應(yīng)。這比人眼睛的反應(yīng)快得多。所以，通過照亮分段一段被控制比值的時間提供亮度的精確控制而沒有引起明顯的閃爍是可以實現(xiàn)的。
本發(fā)明也給出相應(yīng)的方法，因此從另一方面來看，本發(fā)明提供控制電致發(fā)光顯示器的一種方法，該方法包括改變施加于顯示器中被照亮分段的驅(qū)動信號和共用信號的有關(guān)相位由此能夠改變分段亮度。
正如以上方法所指出的那樣，為了使電致發(fā)光顯示器中的分段轉(zhuǎn)向接通，把相對于加到共用電極的信號處于反相的信號施加于分段。為了使分段關(guān)斷，施加同相信號。所以，本發(fā)明的控制器優(yōu)選配置成把一些信號施加到處于與共用電極或是同相或是反相的一些元件，依靠處于反相一些信號的比率確定分段的亮度。
一般來說，控制器根據(jù)一個周期一個周期的基本準則控制一些信號的相位。例如，在交變驅(qū)動的每個周期時到將要以最大亮度點亮分段的信號相對于共用分段將處于反相(接通信號)而對剩余部分來說處于同相(關(guān)斷信號)。半個周期處于反相而另半個周期處于同相的信號將驅(qū)動要求以一半最大亮度點亮的分段。要求以十六分之一最大亮度點亮的分段將應(yīng)用每十六分之一周期處于反相而剩余時間處于同相的信號。優(yōu)選的是，用這樣的配置來提供至少十六個亮度級別，但是達到32個或更多個用于顯示器中各個分段的線性獨立亮度控制分級而沒有引起顯著閃爍是可以做得到的。
應(yīng)當理解，對于大部分亮度級別來說有多個不同的接通和關(guān)斷信號圖形以使分段將處于給定的亮度級別。例如，在五級系統(tǒng)(四個亮度級別外加關(guān)斷)中通過接通-關(guān)斷-接通-關(guān)斷或者接通-接通-關(guān)斷-關(guān)斷可以獲得一半亮度。在準備提供更多個亮度級別的場合下那么盡可能增加這些圖形的數(shù)量。
在以高頻率驅(qū)動顯示器和亮度級別的數(shù)量適中的場合下，選擇圖形可能不是特別重要的。然而，考慮到如果允許接通信號群集，而不是按時間均勻分配，則對顯示器將有增大閃爍的可能性。所以優(yōu)選的是把控制器配置成提供用于各個亮度級別的一種圖形以使驅(qū)動信號群集縮至最低程度。接通信號之間的間隙基本上等同于較低頻率驅(qū)動信號部分，因此這種配置有效地增大顯示器的最低驅(qū)動頻率。
應(yīng)當理解，使接通信號之間的間隙完全均勻是不可能做到的。例如在十六級別外加關(guān)斷系統(tǒng)中最大亮度的3/16亮度將要求接通信號在各個重復(fù)圖形持續(xù)的過程中被二個4個單位的間隙和一個5個單位的間隙分隔開。因而，正如在這個實施例中那樣，按照圖形重復(fù)的周期數(shù)目把群集縮至最低程度。然而，在多個情況中，群集極小化更小的程度可能是非常有用的。
可以實時計算所使用的圖形，但是這可能需要額外估算用于一種簡單顯示裝置的功率，因此優(yōu)選的是控制器進一步包括提供接通驅(qū)動信號的圖形以使每個給定亮度級別的群集縮至最低程度的一種查找表。
控制器可以進一步包括周期狀態(tài)計數(shù)器，周期狀態(tài)計數(shù)器與查找表連接而查找表再與包含分段數(shù)據(jù)的存儲器(例如RAM)連接。
應(yīng)當理解，可以把控制器看成為向可變頻率的一些電極提供驅(qū)動信號。因而從另一方面來看，本發(fā)明提供一種用于電致發(fā)光顯示器的控制器，控制器包括用于以互相不同的頻率選擇驅(qū)動一些獨立顯示分段由此以不同的亮度級別照亮一些分段的裝置。以上所述優(yōu)選的是用提供第一頻率的信號的單頻率產(chǎn)生器和為驅(qū)動一些分段而綜合處理一些與第一頻率不同頻率的裝置來達到的。
雖然使用與共用電極或是反相或是同相的一些信號形成本發(fā)明的簡便執(zhí)行過程，但是利用不同的相位關(guān)系可以獲得簡便執(zhí)行程序。舉例來說，如果以二倍的共用電極頻率控制一些分段則將由在共用電極的第一個四分之一周期期間同相、在下一個四分之一周期期間不同相、在再下一個四分之一周期期間同相而然后在最后四分之一周期內(nèi)不同相的驅(qū)動信號構(gòu)成一半亮度信號。
如果不同相相對偏移一個可變度數(shù)的二個波形，則另一種替換方法贊同由控制器施加到分段的驅(qū)動電壓信號始終具有與應(yīng)用于共用電極的波形和周期一樣的波形和周期。與以前一樣，由始終處于反相的一些信號提供最大亮度，但是為了提供一半亮度可以使驅(qū)動電壓的相位偏移90度。應(yīng)當理解，這樣就能夠提供連續(xù)可變的亮度級別，即使同時增加了改變驅(qū)動電壓定時的復(fù)雜性。
雖然本發(fā)明可以應(yīng)用于只裝有單個元件或者各含相同亮度的大量元件的簡單顯示或背光，但是在本發(fā)明應(yīng)用于與多分段顯示器同時使用的控制器的場合下實實在在地認識到本發(fā)明的一些優(yōu)點。所以，控制器優(yōu)選配置成提供獨立控制用于控制多個相應(yīng)分段的多個信號中的相位。因而，本發(fā)明的這種優(yōu)選實施方式在只使用一個單振蕩器時能夠使多分段顯示范圍內(nèi)的一些獨立分段有不同的亮度。
因而，從另一方面來看，本發(fā)明提供一種與多分段電致發(fā)光顯示器同時使用的控制器，該控制器提供交變電壓共用輸出和用于一些分段的多個交變電壓驅(qū)動輸出，其中在每個周期期間控制器使一些驅(qū)動輸出相對于共用輸出能夠處于或是同相或是反相以便可以控制一些分段的亮度。
在某些多分段應(yīng)用中在小于滿亮度時可以照亮比較大的面積。在這樣的情況中，在電源上的負載因為所有其他周期(假定)使用大負載而變得相當不均勻。所以優(yōu)選的是，用基本上相互不同相的一些驅(qū)動信號圖形來驅(qū)動將要同時照亮的各不相同的分段。在這樣的方法中使電源的負載循環(huán)更均勻。
雖然各種各樣的配置是可以實現(xiàn)的，但是控制器優(yōu)選包括向多個開關(guān)提供控制信號的控制單元，這些開關(guān)各自控制用于一個分段的一個驅(qū)動信號。例如，一些控制信號可以控制多個半H型電橋，半H型電橋與地連接并且與高電壓DC電源(例如50-250V)連接，由此一些半H型電橋提供AC驅(qū)動電壓(本文中所用的術(shù)語“地”未必一定意指地電勢；“地”指的是共用端子、0V干線等等)。
一般來說，上述一些半H型電橋其中之一提供共用信號而剩余的一些半H型電橋提供一些驅(qū)動信號。
優(yōu)選的是，使控制器與電致發(fā)光顯示器組合成顯示器中的各個分段與控制器的共用輸出端連接，并且與一些驅(qū)動輸出端其中一個驅(qū)動輸出端連接，因此可以各自按獨立可變的亮度來驅(qū)動一些分段。
所以，從另一方面來看，本發(fā)明提供與如以上所描述的控制器組合的電致發(fā)光顯示器。
現(xiàn)在將參考附圖僅通過實施例來描述本發(fā)明的一些實施方式，附圖中圖1是舉例說明在根據(jù)本發(fā)明的控制器和顯示器之間互連的示意圖；圖2是表示由控制器產(chǎn)生的控制信號的相位圖；和圖3是根據(jù)本發(fā)明的控制器的示意圖。
具體實施例方式
圖1表示為四分段顯示器1的控制器需要具有的一些輸出驅(qū)動組合?？刂茊卧?通過攜帶控制信號C1-C4和Ccommon的一些導(dǎo)線與五個半H型電橋H1-H5連接。每個半H型電橋包括呈MOSEFT晶體管狀態(tài)的一對開關(guān)3a、3b和倒相器4。用控制信號C1-C4控制晶體管，配置成在打開一對開關(guān)中的一個開關(guān)時閉合另一個開關(guān)。
半H型電橋H1-H4中的每個半H型電橋的中點經(jīng)由導(dǎo)線7與顯示器1中的一個分段6的驅(qū)動電極5連接。半H型電橋H5的中點與共用電極8連接。共用電極是用透明導(dǎo)電材料制造的并且用已知的方法與每個分段連接。
另外，半H型電橋與高電壓電源9和10連接。
控制信號C1-C4和Ccommon控制其相應(yīng)的半H型電橋H1-H5的狀態(tài)以使顯示器驅(qū)動信號(V1-4和Ccommon)用于低電平控制信號的0V變動到用于高電平控制信號的高電壓(一般在50V～250V內(nèi))。
圖2表示將要應(yīng)用于產(chǎn)生相應(yīng)分段的0、1/3、2/3和3/3滿亮度的亮度級別的一組控制信號圖形C(0)-C(3/3)。應(yīng)當指出，每個圖形在Ccommon信號的三個周期以后重復(fù)。為了提供相應(yīng)的所希望亮度級別由控制單元2使各個控制信號C1-C4選擇地調(diào)整到這些圖形中的一個圖形。應(yīng)當指出C(0)提供相對于Ccommon始終處于同相的信號。因此，分段是關(guān)斷的。相反，C(3/3)相對于Ccommon始終處于反相，因此以最大亮度點亮分段。C(1/3)每三個周期只有一個周期相對于Ccommon處于反相，提供三分之一亮度和C(2/3)每三個周期有二個周期處于反相而提供三分之二亮度。
上述實施方式是簡單的實施方式，因為上述實施方式給四個分段中的每個分段僅僅提供四個級別的亮度。然而應(yīng)當理解，如果希望的話那么通過相應(yīng)增加由控制器輸出的控制信號C1-C4的數(shù)量和H型電橋的數(shù)量就可以驅(qū)動更大數(shù)量的分段。通過增加圖形重復(fù)的共用電極信號Ccommon周期數(shù)目可以增加亮度級別數(shù)目。為提供M個不同的亮度級別(包含作為一個級別的“關(guān)斷”)，與M-1個周期組相對應(yīng)的一些控制信號構(gòu)成各個重復(fù)的圖形。
圖3表示可以供M個可變亮度級別用的控制器的進一步實施方式。如果M取為4那么這種控制器能夠在圖1實施例中使用。為了清楚起見，相同標記數(shù)字指的是相同部件。
在這張圖中采用習(xí)慣用法。用斜線“/”橫穿過的一條連接線表示平行的多個條連接線而近旁標明數(shù)目。
振蕩器14以100-2000Hz提供控制信號Ccommon，把控制信號Ccommon輸送到半H型電橋H5以便產(chǎn)生用于多分段顯示器1中共用電極8的驅(qū)動信號Vcommon。
也把同一信號輸送到多個XOR(異)門16中的每個XOR門的一個輸入端，其中一個XOR門與顯示器中的各個分段相對應(yīng)。把每個XOR門的輸出輸送到相對應(yīng)分段的驅(qū)動電極提供驅(qū)動信號V1等等的相應(yīng)半H型電橋H1等等。
XOR門的另一個輸入來自分段數(shù)據(jù)RAM 11。后者部件與周期查找表13和周期狀態(tài)計數(shù)器12一起確定在什么時間將要照亮分段而因此調(diào)整XOR門的輸入。用Ccommon信號通過一些XOR門使控制信號C1等等倒相。
如下面所述確定將要被照亮的一些分段。把二進制表示的對每個分段所要求亮度存儲在分段數(shù)據(jù)RAM 11內(nèi)、二進制周期狀態(tài)計數(shù)器12用來計算所通過的顯示周期數(shù)目。以上所述的計數(shù)器的輸出用作查找表13中的地址。查找表中的每個地址包含有分段數(shù)據(jù)RAM中的地址。把一些RAM地址安裝在查找表內(nèi)以使a)RAM地址表示每個地址出現(xiàn)的數(shù)目與二進制位的數(shù)值成正比；和b)為了控制不想要的輸出頻率而通過重復(fù)周期使每個地址的出現(xiàn)展開。
這些條件意味著，在保證接通信號群集被縮至最低程度時對于正確的周期數(shù)來說分段為了產(chǎn)生所希望的亮度而被接通。
作為一個實施例，為產(chǎn)生含16個可變亮度級別的32個分段顯示而需要4×32位RAM。這樣的RAM裝有4個存儲器單元，每個存儲器單元存儲32位分段字。4個存儲器單元(0、1、2和3)與描述亮度的4位(0、1、2和3)相對應(yīng)。
查找表的作用在于對每15個周期來說，使存儲器單元0中的分段字只顯示一次，使存儲器單元1中的字顯示二次，使存儲器單元2中的字顯示四次而使存儲器單元3中的字顯示八次。在四個存儲器單元中的每個存儲器單元內(nèi)，要求滿亮度的分段存有“1”。由于15個周期因此將用15使分段以所要求的滿亮度顯示。
權(quán)利要求
1.一種與電致發(fā)光顯示器同時使用的顯示控制器，該控制器配置成改變施加于顯示器中被照亮分段的信號的相對相位，由此能夠改變分段的亮度。
2.如權(quán)利要求1所述的顯示控制器，其中控制器按一個周期一個周期地控制信號的相位，使控制器把相對于施加到分段或各個分段的共用信號，或是同相或是反相的驅(qū)動信號施加到該分段或各個分段，由此處于反相的信號的比例確定分段的亮度。
3.如權(quán)利要求1所述的顯示控制器，其中控制器控制信號的相位使得施加于分段或各個分段的驅(qū)動信號始終具有與施加于該分段或各個分段的共用信號一樣的波形，但是為了確定該分段的亮度選擇地使驅(qū)動信號波形和共用信號波形相對相位偏移一個可變的度數(shù)。
4.如權(quán)利要求1、2或3所述的顯示控制器，其中提供有至少十六個亮度級別。
5.如權(quán)利要求1、2或3所述的顯示控制器，其中提供有至少三十二個亮度級別。
6.如上述任一權(quán)利要求所述的顯示控制器，配置成提供用于控制多分段顯示器多個相應(yīng)分段的多個信號中的相位獨立控制。
7.如前述任一權(quán)利要求所述的顯示控制器，其中控制器提供用于各個亮度級別的接通信號和關(guān)斷信號的圖形以使“接通”驅(qū)動信號群集減到最低程度。
8.如權(quán)利要求7所述的顯示控制器，包括為各個給定的亮度級別提供“接通”驅(qū)動信號圖形以使群集減到最低程度的查找表。
9.如權(quán)利要求8所述的顯示控制器，進一步包括與查找表連接的周期狀態(tài)計數(shù)器，查找表又與包含分段數(shù)據(jù)的存儲器連接。
10.如前述任一權(quán)利要求所述的顯示控制器，控制器配置成同時照亮多個不同的分段，使得這些分段以基本上彼此不同相的驅(qū)動信號圖形被驅(qū)動。
11.與多分段電致發(fā)光顯示器同時使用的一種控制器，該種控制器提供一個交變電壓共用輸出和用于所述分段的多個交變電壓驅(qū)動輸出，其中，在每個周期期間該控制器使驅(qū)動輸出相對于共用輸出或是處于同相或是處于反相，使得分段的亮度可以被控制。
12.如前述任一權(quán)利要求所述的控制器，其中控制器包括向多個開關(guān)提供控制信號的控制單元，這些開關(guān)各自控制一個分段的一個驅(qū)動電壓。
13.如權(quán)利要求12所述的控制器，其中上述控制信號控制多個半H型電橋，半H型電橋的端子分別與地和高電壓DC電源連接，由此半H型電橋提供AC驅(qū)動電壓。
14.如權(quán)利要求13所述的控制器，其中上述半H型電橋之一提供共用信號而剩余H型電橋提供驅(qū)動信號。
15.一種與前述任一權(quán)利要求所述的控制器組合的電致發(fā)光顯示器。
16.一種控制電致發(fā)光顯示的方法，包括改變施加于顯示器中被照亮分段的驅(qū)動信號和共用信號的相對相位，由此能夠改變分段的亮度。
17.如權(quán)利要求16所述的控制電致發(fā)光顯示器的方法，包括使用權(quán)利要求1到15中任一項所述的控制器。
全文摘要
提供與多分段電致發(fā)光顯示器(1)同時使用的一種控制器(2)。控制信號C1－C5控制多個半H型電橋H1－H5，半H型電橋的端子分別與地(10)和與高電壓DC電源(9)連接，因此半H型電橋各自提供一個AC電壓。上述半H型電橋中的一個半H型電橋提供一個共用輸出V
文檔編號G09G3/20GK1846242SQ200480025485
公開日2006年10月11日 申請日期2004年7月7日 優(yōu)先權(quán)日2003年7月7日
發(fā)明者克里斯托弗·J·N·弗賴爾, 斯戴芬·M·羅斯 申請人:佩利康有限公司